畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-正切曲線軸零件的數(shù)控車削加工工藝及編程

機(jī)械技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文正切曲線軸零件的數(shù)控車削加工工藝及編程學(xué)生姓名：姓名指導(dǎo)教師姓名：姓名職稱姓名職稱所在班級(jí)所在專業(yè)論文提交日期20年月日論文答辯日期20年月日答辯委員會(huì)主任主答辯人XX技術(shù)系20年月日無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書-1.緒論隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，制造業(yè)發(fā)生了根本性的變化。由于數(shù)控技術(shù)的廣泛應(yīng)用，普通機(jī)械逐漸被高效率、高精度的數(shù)控機(jī)械所代替，形成了巨大的生產(chǎn)力。專家們預(yù)言：二十一世紀(jì)機(jī)械制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)，其實(shí)是數(shù)控技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)。數(shù)控技術(shù)是制造業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、柔性化、集成化生產(chǎn)的基礎(chǔ)，現(xiàn)代的CAM/CAD，F(xiàn)MS和CIMS、敏捷制造和智能制造等，都是建立在數(shù)控技術(shù)之上；數(shù)控技術(shù)是提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、提高企業(yè)的市場(chǎng)適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力必不可少的物質(zhì)手段；數(shù)控技術(shù)是國(guó)防現(xiàn)代化的重要戰(zhàn)略物質(zhì)，是國(guó)際技術(shù)和商業(yè)貿(mào)易的重要構(gòu)成。因而可以毫不夸張地說(shuō)：數(shù)控技術(shù)是關(guān)系到國(guó)家戰(zhàn)略地位和體現(xiàn)國(guó)家綜合國(guó)力水平的重要基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，其水平高低和擁有量是衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。數(shù)控技術(shù)的廣泛應(yīng)用，給機(jī)械制造業(yè)生產(chǎn)方式、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)帶來(lái)深刻的變化。隨著我國(guó)工業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程逐步加快，數(shù)控技術(shù)在制造業(yè)中越來(lái)越多地得到應(yīng)用。目前，我國(guó)制造工業(yè)中，從事數(shù)控機(jī)床制造和生產(chǎn)的科技人員以及數(shù)控機(jī)床的操作員、程序員和維修人員都非常缺乏。特別是在我國(guó)的經(jīng)濟(jì)特區(qū)，數(shù)控人才非常搶手。因此。數(shù)控人才的缺乏是制約我國(guó)數(shù)控技術(shù)推廣應(yīng)用的極其重要的因素。數(shù)控加工技術(shù)對(duì)國(guó)計(jì)民生的一些重要行業(yè)（IT、汽車、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來(lái)越重要的作用，因?yàn)樾?、質(zhì)量是先進(jìn)制造技術(shù)的主體。高速、高精加工技術(shù)可極大地提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。而對(duì)于數(shù)控加工,無(wú)論是手工編程還是自動(dòng)編程，在編程前都要對(duì)所加工的零件進(jìn)行工藝分析，擬定加工方案，選擇合適的刀具，確定切削用量，對(duì)一些工藝問(wèn)題(如對(duì)刀點(diǎn)、加工路線等)也需做一些處理。并在加工過(guò)程掌握控制精度的方法,才能加工出合格的產(chǎn)品。

2.零件圖的分析如圖2.1所示零件二維圖（圖中若有不清晰之處請(qǐng)參見附圖），圖2.2所示為該零件的PROE三維圖，試制定合理的加工方案，填寫工藝文件，并編寫數(shù)控加工程序。圖2.1零件二維圖圖2.2零件PROE三維圖2.1零件的技術(shù)要求分析零件的技術(shù)要求主要包括尺寸精度、形狀精度、位置精度、表面粗糙度要求等，這些技術(shù)要求應(yīng)當(dāng)是能夠保證零件使用性能前提下的極限值。進(jìn)行零件技術(shù)要求分析，主要是分析這些技術(shù)要求的合理性，以及實(shí)現(xiàn)的可能性，重點(diǎn)分析重要表面和部位的加工精度和技術(shù)要求，為制定合理的加工方案做好準(zhǔn)備。同時(shí)通過(guò)分析以確定技術(shù)要求是否過(guò)于嚴(yán)格，因?yàn)檫^(guò)高的精度和過(guò)小的表面粗糙度要求會(huì)使工藝過(guò)程變得復(fù)雜，加工難度大，增加不必要的成本。通過(guò)對(duì)零件圖紙的分析得知，該零件的主要技術(shù)要求如下：（1）尺寸精度等級(jí)分析尺寸Ф48的精度等級(jí)為IT7級(jí)、尺寸Ф24的精度等級(jí)為IT7級(jí)、尺寸Ф40的精度等級(jí)為IT7級(jí)、總長(zhǎng)尺寸120的精度等級(jí)為IT8級(jí)，其余未注尺寸公差按GB1804-M加工。（2）位置精度分析從左到右的尺寸：20的尺寸精度等級(jí)為IT9級(jí)、35的尺寸精度等級(jí)為IT8級(jí)、22的尺寸精度等級(jí)為IT8級(jí)、38的尺寸精度等級(jí)為IT8級(jí)、58的尺寸精度等級(jí)為IT8級(jí)、24的尺寸精度等級(jí)為IT8級(jí)，此外Ф40圓弧面以及正切曲面與基準(zhǔn)A和B的圓跳動(dòng)為0.02mm，其余未注尺寸公差按GB1804-M進(jìn)行控制。（3）表面粗糙度分析兩處Ф48外圓表面與圓錐面的表面粗糙度為0.8，表面粗糙度要求較高，需要進(jìn)行磨削加工；圓弧面與兩處正切曲面的的表面粗糙度為1.6，表面粗糙度要求較高，在加工時(shí)粗、精加工刀具需要分開；其余表面粗糙度為3.2，表面粗糙度要求一般，容易保證。綜上所述，該零件的總體加工難度較大，在制定加工方案時(shí)需要重點(diǎn)保證圓弧面及正切曲面與外圓間的圓跳動(dòng)。2.2零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析該零件結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜，屬于難加工零件，特別是圓弧面及正切曲面的加工，在加工時(shí)應(yīng)合理的確定加工余量，選擇精度較高的加工設(shè)備，制定合理的加工方案，選擇合理的切削參數(shù)，在保證零件的精度要求下，盡可能的提高加工效率。設(shè)計(jì)合理的加工工藝規(guī)程，較經(jīng)濟(jì)、高效、合格的加工出該零件。3.毛坯的選擇3.1毛坯類型的確定毛坯是用來(lái)加工各種工件的坯料,毛坯的生產(chǎn)方法主要有:鑄造、鍛造、焊接、沖壓件,以及各種型材也可以用作毛坯。該零件的毛坯類型可確定為鍛造成型，為圓柱棒料，材料45鋼。3.2毛坯余量的確定根據(jù)其加工精度，確定該零件毛坯的徑向余量為單邊3.5mm，長(zhǎng)度余量為單邊5mm。故毛坯為Ф55×130mm棒料，材料45鋼。4.定位基準(zhǔn)及裝夾方式的確定4.1定位基準(zhǔn)的確定定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)兩種，用未加工過(guò)的毛坯表面作為定位基準(zhǔn)稱為粗基準(zhǔn)，用己加工過(guò)的表面作為定位基準(zhǔn)稱為精加工。除第一道工序用粗基準(zhǔn)外，其余工序都應(yīng)使用精基準(zhǔn)。選擇定位基準(zhǔn)要遵循基準(zhǔn)重合原則，即力求沒(méi)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)和編程基準(zhǔn)統(tǒng)一，這樣做可以減少基準(zhǔn)不重合產(chǎn)生的誤差和數(shù)控編程中的計(jì)算量，并且能有效地減少裝夾次數(shù)。通過(guò)對(duì)零件圖的分析，確定該零件的粗基準(zhǔn)為毛坯外圓及兩端面；加工Ф48外圓、圓弧面及正切曲面時(shí)的精基準(zhǔn)為軸中心線，加工內(nèi)外螺紋孔時(shí)的精基準(zhǔn)為Ф48外圓。4.2裝夾方式的選擇在粗加工時(shí)，可直接采用卡盤裝夾；車左端圓弧面、圓錐面、右端正切曲面以及內(nèi)螺紋孔時(shí)可在一次裝夾中完成，裝夾時(shí)可選用軟爪進(jìn)行裝夾；車右端螺紋及左端正切曲面可在一次裝夾中完成，由于向外伸出長(zhǎng)度較長(zhǎng)，故需要采用卡頂法裝夾，即：用軟爪撐左端Ф24內(nèi)孔表面，頂尖頂右端面中心。5.工藝路線的確定5.1主要加工表面加工方法的選擇（1）Ф48外圓：其尺寸精度等級(jí)為IT7級(jí)，表面粗糙度為0.8。加工要求較高，需要進(jìn)行粗、精、磨削加工。（2）Ф40圓弧面：其尺寸精度等級(jí)為IT7級(jí)，表面粗糙度為1.6，與A、B面的圓跳動(dòng)公差為0.02mm。需要控制其表面粗糙度和圓跳動(dòng)要求，加工要求較高，需要進(jìn)行粗、精加工。（3）圓錐面：其尺寸精度為，表面粗糙度為0.8。表面粗糙度要求較高，需要進(jìn)行粗、精、磨削加工。（4）正切曲面：其尺寸精度等級(jí)為自由公差，表面粗糙度為1.6，與A、B面的跳動(dòng)公差為0.02mm。需要控制其表面粗糙度和圓跳動(dòng)，加工要求較高，需要進(jìn)行粗、精加工。（5）Ф24內(nèi)孔：其尺寸精度等級(jí)為IT7級(jí)，表面粗糙度為1.6。加工要求較高，其加工方法為鉆→粗鏜→精鏜。5.2加工順序的安排工件的機(jī)械加工工藝路線中要經(jīng)過(guò)切削加工、熱處理和輔助工序。因此，當(dāng)擬定工藝路線時(shí)要合理、全面安排好切削加工、熱處理和輔助工序的順序。切削加工工序的安排原則1）基準(zhǔn)先行選為精基準(zhǔn)的表面，應(yīng)先進(jìn)行價(jià)格，以便為后續(xù)工序提供可靠的精基準(zhǔn)。如軸類零件的中心孔、箱體的地面或剖分面、齒輪的內(nèi)孔和一端面等，都應(yīng)安排在初始工序加工完成。2）先粗后精各表面均應(yīng)按照粗加工→半精加工→精加工的順序依次進(jìn)行，以便逐步提高加工精度和降低表面粗糙度。3）先主后次先加工主要表面（如定位基面、裝配面、工作面），后加工次要表面（如自由表面、鍵槽、螺紋孔等），次要表面常穿插進(jìn)行加工，一般安排在主要表面達(dá)到一定精度之后、最終精加工之前。該零件的加工順序應(yīng)嚴(yán)格按照以上原則進(jìn)行加工。5.3工序與工步的劃分根據(jù)其表面加工方法以及加工順序的安排原則，確定該零件的工序與工步如下：工序1制造毛坯Ф55×130mm棒料。工序2粗車外圓和端面。工步1夾毛坯外圓，向外伸出80mm，粗車一端毛坯外圓至Ф50mm，長(zhǎng)70mm，平端面，控制表面粗糙度3.2，打中心孔。工步2夾Ф50外圓并找正，粗車另一斷外圓至Ф50mm，與上一步接平，平端面，控制總長(zhǎng)120mm，保證左端面表面粗糙度3.2。工序3車左端外圓、圓弧面、圓錐面、右端正切曲面，內(nèi)螺紋孔。工步1夾Ф50外圓，找正外圓無(wú)中心孔一端向外伸出90mm，車外圓至Ф48.3mm，磨量0.3mm。工步2切槽Ф28×4；正切曲面處切槽Ф39×23mm，槽中心線與Ф28×4槽中心線重合；切槽Ф32×15，槽中心線與Ф28×4中心線重合。工步3粗車圓弧面、圓錐面、右端正切曲面。工步4手動(dòng)鉆底孔Ф20mm，深35.5mm。工步5粗鏜內(nèi)輪廓，留精車余量0.3mm。工步6精鏜內(nèi)孔Ф24至圖樣要求，深35mm；車內(nèi)螺紋底孔至Ф27.4mm，深20mm。工步7精車圓弧面、圓錐面、右端正切曲面。工步8車內(nèi)螺紋。工序4撐內(nèi)孔Ф24表面，找正Ф48.3外圓，頂右端面中心孔，車右端螺紋、左端正切曲面。工步1粗車外圓，外螺紋大徑。工步2粗車正切曲面。工步3精車外圓，外螺紋大徑。工步4精車正切曲面。工步5車螺紋。工序5磨外圓至Ф48，控制表面粗糙度0.8；磨錐面小口直徑至Ф44，表面粗糙度0.8。工序6去毛刺。工序7檢驗(yàn)圖上各尺寸。工序8入庫(kù)。6.設(shè)備及其工藝裝備的選擇6.1機(jī)床的選擇工序2為粗車內(nèi)容，可在普通車床上加工，故選擇在CA6140普通車床上加工。工序3和工序4為精車，加工結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在普通車床上難以完成，需要在數(shù)控車床上加工，故選擇在數(shù)控車床上加工（六刀位）。工序5為磨削加工，可選擇在臥室外圓磨削機(jī)床上加工，機(jī)床型號(hào)M1432A。6.2刀具的選擇根據(jù)該零件的加工特性，確定其所需刀具如表6.1所示。表6.1數(shù)控加工刀具卡片工序號(hào)刀具名稱刀具號(hào)刀具規(guī)格加工表面2外圓車刀刀架90°粗車刀粗車外圓和端面中心鉆尾座A3/8鉆端面中心孔3外圓車刀T0190°粗車刀粗車外圓和端面切槽刀T024mm刀寬切槽外圓車刀T0355°刀尖粗車圓弧面、圓錐面、正切曲面麻花鉆尾座Ф20mm鉆底孔鏜刀T0460°粗、精鏜內(nèi)孔外圓精車刀T0535°精車圓弧面、圓錐面、正切曲面內(nèi)螺紋車刀T0660°車內(nèi)螺紋4外圓車刀T0190°粗車螺紋大徑，正切曲面，端面外圓精車刀T0235°精車正切曲面外螺紋車刀T0360°車外螺紋注：除切槽刀為高速鋼車刀外，其余車刀材料均為IT15。7.切削用量的選擇數(shù)控車削加工中的切削用量包括：背吃刀量、主軸轉(zhuǎn)速n或切削速度（用于恒線速度切削）、進(jìn)給速度或進(jìn)給量。這些參數(shù)均應(yīng)在機(jī)床給定的允許范圍內(nèi)選取。切削用量的選用原則車削用量（背吃刀量、主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度）選擇是否合理，對(duì)于能否充分發(fā)揮機(jī)床潛力與刀具切削性能，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低成本和安全操作具有很重要的作用。車削用量的選擇原則是粗車時(shí)，首先考慮選擇盡可能大的背吃刀量，其次選擇較大的進(jìn)給量，最后確定一個(gè)合適的切削速度。增大背吃刀量，可使走刀次數(shù)減少，增大進(jìn)給量，有利于斷屑。精車時(shí)，加工精度和表面粗糙度要求較高，加工余量不大且較均勻，因此選擇精車的切削用量時(shí)，應(yīng)著重考慮如何保證加工質(zhì)量，并在此基礎(chǔ)上盡量提高生產(chǎn)率。因此，精車時(shí)應(yīng)選用較?。ǖ荒芴。┑谋吵缘读亢瓦M(jìn)給量，并選用性能高的刀具材料和合理的幾何參數(shù)，以盡可能提高切削速度。7.1背吃刀量的確定背吃刀量根據(jù)機(jī)床、工件和刀具的剛性來(lái)決定，在剛度允許的條件下，應(yīng)盡可能使背吃刀量等于工件加工余量（除去精車量），這樣可以減少走刀次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。為了保證加工表面質(zhì)量，可留少量精加工余量，一般為0.1—0.8mm，具體背吃刀量參照表7.1進(jìn)行選擇，如下表所列：表7.1背吃刀量粗精外輪廓加工1.5—2mm0.1—0.4內(nèi)輪廓加工0.8—1.2mm0.1—0.3螺紋隨進(jìn)刀次數(shù)依次減少。根據(jù)表7.1，確定該零件的加工背吃刀量如下所述：粗車外輪廓時(shí)：背吃刀量=1.5mm；粗車內(nèi)輪廓時(shí)：背吃刀量=0.8mm；精車外輪廓時(shí)：背吃刀量=0.3mm；精車內(nèi)輪廓時(shí)：背吃刀量=0.2mm。7.2切削速度及主軸轉(zhuǎn)速的確定主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)零件上被加工部位的直徑，并按零件和刀具材料以及加工性質(zhì)等條件所允許的切削速度來(lái)確定。切削速度除了計(jì)算和查表選取之外，還可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，需要注意的是交流變頻調(diào)速數(shù)控車床低速輸出力矩小，因而切削速度不能太低。光車時(shí)，主軸的速度應(yīng)根據(jù)允許切削的速度Vc來(lái)選取，計(jì)算公式如下：n=(7.1)式中：Vc—切削速度，單位m/min；D—工件切削部分的直徑（通常選用最大直徑），單位mm；n—車床主軸轉(zhuǎn)速，單位r/min；（1）工序2的切削速度及主軸轉(zhuǎn)速確定1）粗車外圓及端面時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速及切削速度查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)第2版第2卷》表1.1-46知，切削速度V=60m/min，由公式7.1計(jì)算得知粗車外圓時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速r/min，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取n=380r/min，故實(shí)際切削速度m/min。2）鉆中心孔時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速及切削速度的確定查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)第2版第2卷》表3.4-14知，切削速度V=24m/min，由公式7.1計(jì)算得知鉆中心空時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速r/min，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取n=90r/min，故實(shí)際切削速度m/min。（2）工序3的切削速度及主軸轉(zhuǎn)速的確定1）粗車外輪廓時(shí)查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)第2版第2卷》表1.1-46知，切削速度V=80m/min，由公式7.1計(jì)算得知粗車外輪廓時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速r/min，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，取n=500r/min，故實(shí)際切削速度m/min。2）精車外輪廓時(shí)精車時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速一般比粗車時(shí)的轉(zhuǎn)速高，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取n=800r/min，故實(shí)際切削速度m/min。3）鉆底孔時(shí)查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)第2版第2卷》表3.4-15知，切削速度V=20m/min，由公式7.1計(jì)算得知鉆底孔時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速r/min，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，取n=320r/min，故時(shí)間切削速度m/min。4）粗鏜孔時(shí)同理，最后確定粗鏜孔時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速n=380r/min，切削速度m/min。5）精鏜孔時(shí)精鏜孔一般比粗鏜孔的主軸轉(zhuǎn)速要高，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取n=600r/min，切削速度m/min。6）車螺紋時(shí)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，車螺紋時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速n=400r/min，切削速度m/min。工序4的主軸轉(zhuǎn)速及切削速度與工序3的相同。7.3進(jìn)給速度F的確定進(jìn)給速度可以公式7.2計(jì)算得知。（7.2）式中：──每分進(jìn)給量；──進(jìn)給量（mm/r）；──主軸轉(zhuǎn)速。（1）工序2進(jìn)給速度F的確定1）粗車外圓時(shí)：查表得知進(jìn)給量=0.7mm/r，由于是普車，故不需要計(jì)算每分進(jìn)給量。2）鉆中心孔時(shí)：查表得知進(jìn)給量=0.1mm/r。（2）工序3與工序4的進(jìn)給速度F的確定1）粗車外輪廓時(shí)：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取F=120mm/min。2）精車外輪廓時(shí)：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取F=80mm/min。3）粗鏜孔時(shí)：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取F=80mm/min。4）精鏜孔時(shí)：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取F=60mm/min。5)車螺紋時(shí)的進(jìn)給速度等于其螺距，即F=2mm/min。8.工藝卡片的填寫8.1機(jī)械加工工藝過(guò)程卡表8.1機(jī)械加工工藝過(guò)程卡單位名稱無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院產(chǎn)品名稱軸類零件機(jī)械加工工藝過(guò)程卡產(chǎn)品名稱軸零件材料45鋼毛坯尺寸￠55×130mm序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容車間設(shè)備工裝1下料裁剪毛坯￠55×130mm金工剪料機(jī)2粗車粗車外圓至￠50mm，車端面，控制總長(zhǎng)120mm，鉆中心孔金工普通車床三爪卡盤3精車夾￠50外圓，車左端外圓、圓弧面、圓錐面、右端正切曲面，內(nèi)螺紋孔金工數(shù)控車床三爪卡盤4精車撐內(nèi)孔Ф24表面，找正Ф48.3外圓，頂右端面中心孔，車右端螺紋、左端正切曲面金工數(shù)控車床軟爪+尾座頂尖5精磨磨外圓至Ф48，控制表面粗糙度0.8；磨錐面小口直徑至Ф44，表面粗糙度0.8金工外圓磨床磨床專用夾具6鉗去毛刺金工銼刀7檢驗(yàn)檢驗(yàn)圖上各尺寸編制審核第1頁(yè)共1頁(yè)8.2數(shù)控加工工序卡表8.2數(shù)控加工工序卡單位名稱無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院產(chǎn)品名稱軸類零件工序號(hào)程序編號(hào)夾具名稱使用設(shè)備車間3O0001三爪卡盤數(shù)控車床數(shù)控實(shí)訓(xùn)基地工步號(hào)工步內(nèi)容刀具號(hào)主軸轉(zhuǎn)速（r/min）進(jìn)給速度mm/min背吃刀量mm備注1夾Ф50外圓，找正外圓無(wú)中心孔一端向外伸出90mm，車外圓至Ф48.3mm，磨量0.3mmT01015001201.5自動(dòng)2切槽Ф28×4；正切曲面處切槽Ф39×23mm，槽中心線與Ф28×4槽中心線重合；切槽Ф32×15，槽中心線與Ф28×4中心線重合T020240040自動(dòng)3粗車圓弧面、圓錐面、右端正切曲面T03035001201自動(dòng)4手動(dòng)鉆底孔Ф20mm，深35.5mm尾座320手動(dòng)5粗鏜內(nèi)輪廓，留精車余量0.3mmT0404380800.8自動(dòng)6精鏜內(nèi)孔Ф24至圖樣要求，深35mm；車內(nèi)螺紋底孔至Ф27.4mm，深20mmT0404600600.3自動(dòng)7精車圓弧面、圓錐面、右端正切曲面T0505800800.3自動(dòng)8車內(nèi)螺紋T06064002自動(dòng)自動(dòng)編制審核第1頁(yè)共2頁(yè)單位名稱無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院產(chǎn)品名稱軸類零件工序號(hào)程序編號(hào)夾具名稱使用設(shè)備車間4O0002軟爪+頂尖數(shù)控車床數(shù)控實(shí)訓(xùn)基地工步號(hào)工步內(nèi)容刀具號(hào)主軸轉(zhuǎn)速（r/min）進(jìn)給速度mm/min背吃刀量mm備注1粗車外圓，外螺紋大徑，留余量0.3mmT01015001201.5自動(dòng)2粗車正切曲面T01015001201.5自動(dòng)3精車外圓，外螺紋大徑T0101800800.3自動(dòng)4精車正切曲面T0202800800.3自動(dòng)5車螺紋T03034002自動(dòng)編制審核第2頁(yè)共2頁(yè)9.數(shù)控編程9.1編程方法的選擇（1）數(shù)控編程的定義編程是將加工零件的加工順序、刀具運(yùn)動(dòng)軌跡的尺寸數(shù)據(jù)、工藝參數(shù)（主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)速度、切削深度）以及輔助操作（換刀、主軸正反轉(zhuǎn)、冷卻液開關(guān)、刀具夾緊松開等）加工信息，用規(guī)定的文字、數(shù)字、符號(hào)組成的代碼，按一定格式編寫成加工程序。（2）數(shù)控編程的分類數(shù)控編程主要分為手工編程與自動(dòng)編程。1）手工編程整個(gè)程序的編制過(guò)程是由人工完成的。這要求編程人員不僅要熟悉數(shù)控代碼及編程規(guī)則，而且還必須具備有機(jī)械加工工藝知識(shí)和數(shù)值計(jì)算能力。對(duì)于點(diǎn)位加工或幾何形狀不太復(fù)雜的零件，數(shù)控編程計(jì)算較簡(jiǎn)單，程序段不多，手工編程即可實(shí)現(xiàn)。2）自動(dòng)編程用計(jì)算機(jī)把人們輸入的零件圖紙信息改寫成數(shù)控機(jī)床能執(zhí)行的數(shù)控加工程序，就是說(shuō)數(shù)控編程的大部分工作有計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。（3）編程方法的選擇該零件的所有加工程序均選用手工編制，對(duì)于正切曲面的程序需要選用宏程序進(jìn)行編制。9.2加工程序清單（1）工序3的加工程序程序解釋說(shuō)明O0001；程序號(hào)；T0101（90°外圓車刀）；換1號(hào)刀，并調(diào)用2號(hào)刀具補(bǔ)償；M03S500；主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速500r/min；M08；切削液開G00X48.6Z2；快速運(yùn)動(dòng)至切削起點(diǎn)；G01Z-85F120；粗車外圓至Ф48.6mm；X50；退刀；G00Z2；退刀；M03S800；主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速800；X48.3；快速運(yùn)動(dòng)值半精車位置，留磨量0.3mm；G01Z-85F80；半精車外圓至Ф48.3mm；X50F200；退刀；G00Z100；退刀；X100；運(yùn)動(dòng)至換刀位置；T0202（4mm切槽刀）；換2號(hào)刀，并調(diào)用2號(hào)刀具補(bǔ)償；M03S400；主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速400r/min；G00X50Z-62；快速運(yùn)動(dòng)至槽切削起點(diǎn)；G01X28F40；切槽；X50F150；退刀；G00Z-52；快速移動(dòng)至第二刀切槽位置；G01X39F40；切槽；X50F150；退刀；G00Z-56；進(jìn)刀；G01X39F40；切槽；X50F150；退刀；G00Z-59.5；進(jìn)刀；G01X39F40；切槽；X50F150；退刀；G00Z-65.9；進(jìn)刀；G01X39F40；切槽；X50F150；退刀；G00Z-69.8；進(jìn)刀；G01X39F40；切槽；X50F150；退刀；G00Z-71；進(jìn)刀；G01X39F40；切槽；Z-65.9；進(jìn)刀；G01X32F40；切槽；X40F150；退刀；G00Z-67.5；進(jìn)刀；G01X32F40；切槽；X40F150；退刀；G00Z-58.1；進(jìn)刀；G01X32F40；切槽；X40F150；退刀；G00Z-56.5；進(jìn)刀；G01X32F40；切槽；G00X100；退刀；Z100；運(yùn)動(dòng)至換刀位置；T0303（55°外圓車刀）；換3號(hào)刀，并調(diào)用3號(hào)刀補(bǔ)；M03S500；主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速500r/min；G00X50Z2；快速運(yùn)動(dòng)至循環(huán)起點(diǎn)；G73U4R10；調(diào)用G73車削循環(huán)；G73P100Q200U0.25W0F120；設(shè)定起終程序段，精加工余量，粗車速度；N100G00X0；快速進(jìn)刀；G01Z0F80；靠近工件；X34.641；平端面；G03X36.81Z-17.826R20；車圓?。籊02X42.332Z-22.01R3；倒圓角；G01X44；平面；X48.3Z-33.579；車錐面；N200G00X50；退刀；Z-60；運(yùn)動(dòng)至正切曲線切削起點(diǎn)；M03S800；主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速800r/min；G00G42X38；車正切曲面；#1=1.42；N300#2=-3*#1；#3=2*TAN[57.296*#1]；G01X[38+2*#2]Z[#3-72.322]F80；#1=#1-0.02；IF[#1GE-1.373]GOTO300；G01X48.5；G00X100Z100；運(yùn)動(dòng)至換刀位置；M03S320；主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速320r/min；M00；暫停；手動(dòng)鉆底孔至Ф20；T0404（鏜刀）；換4號(hào)刀，并調(diào)用4號(hào)刀具補(bǔ)償；M03S400；主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速400r/min；G00X18Z2；快速運(yùn)動(dòng)至循環(huán)起點(diǎn)；G71U1R1；調(diào)用G71車削循環(huán)；G71P400Q500U-0.1W0.1F80；設(shè)定起終程序段，精車余量；N400G00X27.4；快速運(yùn)動(dòng)至切削起點(diǎn)G01Z-20F60；車螺紋底徑；X24.01；平面；Z-35；車內(nèi)孔至Ф24.01mm；X18；退刀；N500Z2；退刀；M03S600；主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速600r/min；G70P400Q500；精鏜內(nèi)孔；G00X100Z100；快速運(yùn)動(dòng)至換刀點(diǎn)；T0505（35°外圓精車刀）；換5號(hào)刀，并調(diào)用5號(hào)刀具補(bǔ)償；M03S800；主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速800r/min；G00X50Z2；快速運(yùn)動(dòng)至循環(huán)起點(diǎn)；G70P100Q200；精車N100～N200之間的程序段；G00X100Z100；快速運(yùn)動(dòng)至換刀點(diǎn)；T0606（內(nèi)螺紋車刀）；換6號(hào)刀，并調(diào)用6號(hào)刀具補(bǔ)償；M03S400；主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速400r/min；G00X23Z2；；快速運(yùn)動(dòng)至循環(huán)起點(diǎn)；G76P020160Q100R200；調(diào)用G76螺紋車削循環(huán)；G76X29.4Z-15P1200Q800F2G00X100Z100；快速運(yùn)動(dòng)至換刀點(diǎn)；M05；主軸停止；M30；程序結(jié)束；（2）工序4的加工程序程序解釋說(shuō)明O0002；程序號(hào)；T0101（90°外圓車刀）；換1號(hào)刀，調(diào)用1號(hào)刀具補(bǔ)償；M03S500；主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速500r/min；M08；切削液開；G00X57Z2；快速運(yùn)動(dòng)至循環(huán)起點(diǎn)；G71U1R1；調(diào)用G71車削循環(huán)；G71P100Q200U0.2W0.2F120；設(shè)定起終程序段，精車余量，進(jìn)給速度；N100G00X26.4；快速運(yùn)動(dòng)至切削起點(diǎn)；G01Z0F100；靠近工件；X29.4Z-1.5F80；倒角；Z-22.01；車螺紋大徑；G02X33.4Z-24.01R2；倒圓角；G01X46；平端面；X48.3W-1.3；倒角；N200Z-39；車外圓至Ф48.3mm；G00Z-60；快速運(yùn)動(dòng)至正切曲面，切削起點(diǎn)；M03S800；主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速800；G00G42X38；切曲面；#1=1.42；N300#2=-3*#1；#3=2*TAN[57.296*#1]；G01X[38+2*#2]Z[#3-72.322]F80；#1=#1-0.02；IF[#1GE-1.373]GOTO300；G01X48.5；G00X50Z2；快速運(yùn)動(dòng)至循環(huán)起點(diǎn)；G70P100Q200；精車N100～N200之間的程序段；G00X100Z100；快速運(yùn)動(dòng)至換刀位置；T0202（螺紋車刀）；換2號(hào)刀；M03S500；主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速500r/min；G00X32Z2；快速運(yùn)動(dòng)至循環(huán)起點(diǎn)；G76P020160Q100R200；調(diào)用G76螺紋車削循環(huán)；G76X27.4Z-16P1200Q600F2；G00X100Z100；快速運(yùn)動(dòng)至換刀點(diǎn)；M05；主軸停止；M09；切削液關(guān)；M30；程序結(jié)束；10.編程知識(shí)數(shù)控加工程序編制就是將加工零件的工藝過(guò)程、工藝參數(shù)、工件尺寸、刀具位移的方向及其它輔助動(dòng)作（如換刀、冷卻、工件的裝卸等）按運(yùn)動(dòng)順序依照編程格式用指令代碼編寫程序單的過(guò)程。所編寫的程序單即加工程序單。10.1機(jī)床坐標(biāo)系和運(yùn)動(dòng)方向的確定X、Y、Z三個(gè)坐標(biāo)系采用右手笛卡兒直角坐標(biāo)系，如圖。坐標(biāo)軸定義順序是先確定Z軸，再確定X軸，最后確定Y軸。對(duì)工件作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)床（如車床）以刀具遠(yuǎn)離工件方向?yàn)閄軸的正方向；對(duì)刀具作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)床（如立式銑床），刀具為Z軸時(shí)，面對(duì)刀具主軸向立柱看，右方向?yàn)閄軸的正方向。三個(gè)旋轉(zhuǎn)軸坐標(biāo)系分別平行于X、Y、Z坐標(biāo)軸，按右手螺紋前進(jìn)方向取為正向。2數(shù)控車床的基本指令10.2程序格式它輔助動(dòng)作（如換刀、冷卻、工件的裝卸等）程序開頭為程序號(hào)，用于加工程序的開始標(biāo)識(shí)，程序號(hào)通常由字符“%”及其后的四位數(shù)字表示。程序結(jié)束可用輔助功能M02（程序結(jié)束）、M30（程序結(jié)束，返回起點(diǎn)）等來(lái)表示。程序的主要內(nèi)容由若干個(gè)程序段（BLOCK）組成，程序段是由一個(gè)或若干個(gè)信息字組成，每個(gè)信息字又是由地址符和數(shù)據(jù)符字母組成。信息字是指令的最小單位。程序段格式目前常用的是字地址程序段格式，應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)是JB3832-85。按運(yùn)動(dòng)順序依照編程格式用指令代碼編寫程序。下面是一個(gè)典型的字地址程序段格式：N001G01X60.0Z-20.0F150S200T0101M03LF其中，N001—表示第一個(gè)程序段G01—表示直線插補(bǔ)X60.0Z-20.0—分別表示X，Z坐標(biāo)方向的移動(dòng)量F，S，T—分別表示進(jìn)給速度、主軸轉(zhuǎn)速、刀具號(hào)M03—表示主軸按順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)LF—表示程序段結(jié)束10.3數(shù)控系統(tǒng)中的基本功能代碼（1）程序段序號(hào)：N10、N20…（2）準(zhǔn)備功能：G00－G99是使數(shù)控裝置作某種操作的功能。G代碼分為模態(tài)代碼和非模態(tài)代碼兩種。所謂模態(tài)代碼是指某一G代碼（G01）一經(jīng)指定就一直有效，直到后邊程序段中使用同組G代碼（G03）才能取代它。而非模態(tài)代碼只在指定的本程序段中有效，下一段程序需要時(shí)必須重寫（如G04）。1）快速點(diǎn)定位指令G00G00指令是模態(tài)代碼，它命令刀具分別以點(diǎn)定位控制方式從刀具所在點(diǎn)快速運(yùn)動(dòng)到下一個(gè)目標(biāo)位置。它只是快速定位，而無(wú)運(yùn)動(dòng)軌跡要求。其指令書寫格式是：G00X＿Z＿；刀具實(shí)際的運(yùn)動(dòng)路線不是直線，而是折線，所以使用G00指令時(shí)要注意刀具是否和工件急夾具發(fā)生干涉，忽略這一點(diǎn)，就容易發(fā)生碰撞，而在快速狀態(tài)下的碰撞更加危險(xiǎn)。2）直線插補(bǔ)指令G01直線插補(bǔ)指令是直線運(yùn)動(dòng)指令，也是模態(tài)代碼。它命令刀具在兩坐標(biāo)或三坐標(biāo)間以插補(bǔ)聯(lián)動(dòng)方式按指定的F進(jìn)給速度（單位為mm/min）作任意斜率的直線運(yùn)動(dòng)。其指令書寫格式是：G01X＿Z＿F＿；F指令也是模態(tài)指令，它可以用G00指令取消。如果早G01程序段之前的程序段沒(méi)有F指令，則機(jī)床不動(dòng)。因此，G01程序中必須還有F指令。3）圓弧插補(bǔ)指令G02/G03（采用笛卡爾坐標(biāo)判斷）圓弧插補(bǔ)指令命令刀具在指定平面內(nèi)按給定的F進(jìn)給速度作圓弧運(yùn)動(dòng)，切削出圓弧輪廓。在車床上加工圓弧時(shí)，不僅要用G02/G03指出圓弧的順逆時(shí)針?lè)较?，用XZ指定圓弧的終點(diǎn)坐標(biāo)，而且還要指定圓弧的半徑。其指令書寫格式是：G02/G03X＿Z＿R＿；4）復(fù)合循環(huán)指令①軸向粗車循環(huán)G71指令格式：G71U(Δd)R(e)F__S__T__;(1)G71P(ns)Q(nf)U(Δu)W(Δw);(2)N(ns)………………；………………N(nf)………………；指令意義：G71指令分為三個(gè)部分：a：給定粗車時(shí)的切削量、退刀量和切削速度、主軸轉(zhuǎn)速、刀具功能的程序段：b：給定定義精車軌跡的程序段區(qū)間、精車余量的程序段；c：定義精車軌跡的若干連續(xù)的程序段，執(zhí)行G71時(shí)，這些程序段僅用于計(jì)算粗車的軌跡，實(shí)際并未被執(zhí)行。②精加工循環(huán)G70指令格式：G70P(ns)Q(nf);指令功能：刀具從起點(diǎn)位置沿著ns—nf程序段給出的工件精加工軌跡進(jìn)行精加工。其中：ns:精車軌跡的第一個(gè)程序段的程序段號(hào)；nf:精車軌跡的最后一個(gè)程序段的程序段號(hào)；③多重螺紋切削循環(huán)G76指令格式：G76P(m)(r)(a)Q(Δdmin)R(d);G76X(U)__Z(W)__R(i)P(k)Q(Δd)F(I)__;指令功能：通過(guò)多次螺紋粗車、螺紋精車完成規(guī)定牙高（總切深）的螺紋加工，如果定義的螺紋角度不為0度，螺紋的切入點(diǎn)由螺紋牙頂逐步移至螺紋牙底，使得相鄰兩牙螺紋的夾角為規(guī)定的螺紋角度。G76指令可加工帶螺紋退尾的直螺紋和錐螺紋，可實(shí)現(xiàn)單側(cè)刀刃螺紋切削，吃刀量逐漸減少，有利于保護(hù)刀具、提高螺紋精度。G76指令不能加工端面螺紋。（3）輔助功能：用來(lái)指定機(jī)床的輔助動(dòng)作（如機(jī)床的啟停、轉(zhuǎn)向、切削液的開關(guān)、主軸轉(zhuǎn)向、刀具夾緊松開等〕M00－程序暫停M01－程序計(jì)劃暫停M02－程序結(jié)束M03－主軸正轉(zhuǎn)（CW）M04－主軸反轉(zhuǎn)（CCW）M05－主軸停轉(zhuǎn)M06－加工中心換刀M07、M08－冷卻液開M09－冷卻液關(guān)M10－工件夾緊M11－工件松開M30－程序結(jié)束，返回起點(diǎn)M03和M04指令之間必須用M05指令使主軸停轉(zhuǎn)后進(jìn)行。（4）進(jìn)給功能F如果采用直接指定法，在F后面直接寫上要求的進(jìn)給速度，如F1000，表示進(jìn)給量是1000mm/min)；車螺紋、攻絲和套扣時(shí)，由于進(jìn)給速度與主軸轉(zhuǎn)速有關(guān)，F(xiàn)后面數(shù)字是指定的導(dǎo)程。（5）主軸功能SS指定主軸轉(zhuǎn)速，如S800，表示主軸轉(zhuǎn)速為800r/min。（6）刀具功能T指令數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行換刀，用地址T和其后的4位數(shù)字來(lái)指定刀具號(hào)和刀具補(bǔ)償號(hào)（刀具偏置號(hào)）。前2位是刀具序號(hào)：0~99，后2位是刀具補(bǔ)償號(hào)：0~32。每一刀具加工結(jié)束后，必須取消刀具補(bǔ)償。刀具序號(hào)可以和刀盤上的刀位號(hào)相對(duì)應(yīng)；刀具補(bǔ)償包括形狀補(bǔ)償和磨損補(bǔ)償；刀具序號(hào)和刀具補(bǔ)償號(hào)不必相同，為方便起見也可一致。在數(shù)控裝置中，程序的記錄是靠程序號(hào)來(lái)辨別的，即調(diào)用程序或者編輯程序都要通過(guò)程序號(hào)來(lái)調(diào)出。1．程序編號(hào)的結(jié)構(gòu)：O；“O”后面數(shù)字用4位數(shù)（1~9999）表示，不允許為“0”。2．程序段順序號(hào)：在程序段前加上順序號(hào)，如：N；“O”后面數(shù)字用4位數(shù)（1~9999）表示，不允許為“0”。工件坐標(biāo)系的設(shè)定工件安裝在卡盤上，機(jī)床坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系一般是不重合的，為便于編程，應(yīng)建立一個(gè)工件坐標(biāo)系，使刀具在此坐標(biāo)系中進(jìn)行加工。G50XZ該指令規(guī)定刀具起刀點(diǎn)或換刀點(diǎn)至工件原點(diǎn)的距離，坐標(biāo)X，Z為刀尖在工件坐標(biāo)系中的起始點(diǎn)位置。對(duì)于有刀具補(bǔ)償功能的數(shù)控機(jī)床，其對(duì)刀誤差可以通過(guò)刀具偏移來(lái)補(bǔ)償，所以調(diào)整機(jī)床時(shí)的要求并不嚴(yán)格。數(shù)控車床的基本對(duì)刀方法常用的對(duì)刀方法有三種：試切對(duì)刀法、機(jī)械檢測(cè)對(duì)刀儀對(duì)刀、光學(xué)檢測(cè)對(duì)刀儀對(duì)刀。采用G50UW可以使坐標(biāo)系產(chǎn)生平移，用新的坐標(biāo)值代替舊的坐標(biāo)值，使機(jī)床坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系相互取代。應(yīng)當(dāng)注意，在機(jī)床坐標(biāo)系中，坐標(biāo)值是刀架中心點(diǎn)相對(duì)于機(jī)床原點(diǎn)的距離；而在工件坐標(biāo)系中，坐標(biāo)值是刀尖相對(duì)工件原點(diǎn)的距離。10.4宏程序編程知識(shí)（1）變量編程概述變量編程是指在程序中，用變量表述一個(gè)地址的數(shù)字值。在程序中對(duì)變量進(jìn)行賦值，可以使程序在幾個(gè)相似的地方使用。變量編程與普通程序的區(qū)別在于：在變量編程中，可以使用變量，可以給變量賦值，變量間可以運(yùn)算，程序運(yùn)行可以跳轉(zhuǎn)；而在普通程序中，只可制定常量，常量之間不可以運(yùn)算，程序只能按順序執(zhí)行，不能跳轉(zhuǎn)，功能是固定的。（2）變量的表示#1（I=1，2，3…）或#[<式子>]例：#5，#109，#501，#[#1+#2-12.]（3）變量的使用①地址字后面指定變量號(hào)或公式。格式：<地址字>#I<地址字>-#I<地址字>[<式子>]例：F#103，設(shè)#103=150，則為F150；Z-#110，設(shè)#110=250，則為Z-250；X[#24+[#18*COS[#1]]]。②變量號(hào)可用變量代替。例：#[#30]，設(shè)#30=3，則為#3。③程序號(hào)、順序號(hào)和任選程序段跳轉(zhuǎn)號(hào)不能使用變量。例：下述方法不允許O#1；/#2G0X100.0；N#3Z200.0；④變量號(hào)所對(duì)應(yīng)的變量，對(duì)每個(gè)地址來(lái)說(shuō)，都具有數(shù)值范圍。例：#30=1100時(shí)，則M#30是不允許的。⑤#0為空變量，沒(méi)有定義變量值的變量也是空變量。⑥變量值定義：程序定義時(shí)可省略小數(shù)點(diǎn)，例：#123=149。（3）變量的類型變量根據(jù)變量號(hào)可以分為四種類型，功能見表9.1。表9.1變量的類型及功能變量號(hào)變量類型功能#0空變量該變量總是空，沒(méi)有值賦給該變量#1～#33局部變量局部變量只能用在宏程序中儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，例如，運(yùn)算結(jié)果當(dāng)斷電時(shí)，局部變量被初始化為空，調(diào)用宏程序時(shí)，自變量對(duì)局部變量賦值#100～#199公共變量公共變量在不同的宏程序中的意義相同#500～#999當(dāng)斷電時(shí)，變量#100～#199初始化為空。變量#500～#999的數(shù)據(jù)保存，即使斷電也不會(huì)丟失#1000以上系統(tǒng)變量系統(tǒng)變量用于讀和寫CNC的各種數(shù)據(jù)，例如：刀具的當(dāng)前位置和補(bǔ)償值等（4）變量值的范圍局部變量和公共變量可以為0值或下面范圍內(nèi)的值：或。（5）變量的引用①在地址后指定變量號(hào)即可引用其變量值。當(dāng)用表達(dá)式制定變量時(shí)，要把表達(dá)式放在括號(hào)中。例如：G1X[#1+#2]F#3；。被引用變量的值會(huì)依據(jù)地址的最小設(shè)定單位自動(dòng)地進(jìn)行取舍。例如：當(dāng)系統(tǒng)的最小輸入增量為1/1000mm單位，制定