數(shù)控車削加工工藝及編程——畢業(yè)論文

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　目錄………………………………………………………………………………………1</p><p>　　摘要……………………………………………………………………………………2</p><p>　　數(shù)控概述………………………………………………………………………………3</p>

2、<p>　　（一）數(shù)控機床簡介……………………………………………………………………3</p><p>　?。ǘ?shù)控機床特點……………………………………………………………………3</p><p>　?。ㄈ?shù)控機床的組成…………………………………………………………………3</p><p>　　（四）數(shù)控機床發(fā)展趨勢……………………………………………………

3、…………4</p><p>　　數(shù)控加工工藝分析與編程………………………………………………………6</p><p>　?。ㄒ唬┝慵D分析………………………………………………………………………6</p><p>　?。ǘ┣邢骷庸ろ樞虻陌才拧?</p><p>　?。ㄈ┕ぜ难b夾…………………………

4、……………………………………………7</p><p>　?。ㄋ模┑毒叩倪x擇………………………………………………………………………7</p><p>　?。ㄎ澹┣邢饔昧康倪x擇…………………………………………………………………10</p><p>　?。┦止ぞ幊獭?2</p><p>　　

5、結束語………………………………………………………………………………15</p><p>　　參考文獻……………………………………………………………………………16</p><p>　　數(shù)控車削加工工藝及編程</p><p>　　摘要：本文根據(jù)數(shù)控機床的特點，針對具體的零件，進行了工藝方案的分析，工裝方案的確定，刀具和切削用量的選擇，確定加工順序和加工路線，數(shù)控加工程

6、序編制。通過整個工藝的過程的制定，充分體現(xiàn)了數(shù)控設備在保證加工精度，加工效率，簡化工序等方面的優(yōu)勢。</p><p>　　關鍵詞：數(shù)控 工藝分析 加工方案 加工路線 編程 </p><p><b>　　一 數(shù)控概述</b></p><p><b>　?。ㄒ唬?shù)控機床簡介</b></p>&

7、lt;p>　　數(shù)控機床是數(shù)字控制機床（Computer numerical control machine tools）的簡稱，是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動化機床。該控制系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規(guī)定的程序，并將其譯碼，從而使機床動作并加工零件。</p><p>　　數(shù)控機床種類繁多，由數(shù)控系統(tǒng)通過伺服驅動系統(tǒng)去控制各運動部件的動作，主要用于軸類和盤類回轉體零件的多工序加工，具有高精度、高

8、效率、高柔性化等綜合特點，適合中小批量形狀復雜零件的多品種、多規(guī)格生產(chǎn)。</p><p><b>　?。ǘ?shù)控機床特點</b></p><p>　　隨著數(shù)控技術的發(fā)展，采用數(shù)控系統(tǒng)的機床品種日益增多，有車床、銑床、鏜床、鉆床、磨床、齒輪加工機床和電火花加工機床等。此外還有能自動換刀、一次裝卡進行多工序加工的加工中心、車削中心等。</p><p&g

9、t;　　1）具有高度柔性、適應性強</p><p><b>　　2）生產(chǎn)準備周期短</b></p><p><b>　　3）工序高度集中</b></p><p>　　4）生產(chǎn)效率和加工精高、質量穩(wěn)定</p><p>　　5）能完成復雜型面的加工</p><p><b&g

10、t;　　6）技術含量高</b></p><p>　　7）減輕勞動強度、改善勞動條件</p><p><b>　　8）有利于生產(chǎn)管理</b></p><p>　?。ㄈ?shù)控機床的組成</p><p>　　數(shù)控機床一般由下列幾個部分組成：</p><p>　　1、輸入裝置 輸入裝置的作用

11、是將程序載體（信息載體）上的數(shù)控代碼傳遞并存入數(shù)控系統(tǒng)內。根據(jù)控制存儲介質的不同，輸入裝置可以是光電閱讀機、磁帶機或軟盤驅動器等。數(shù)控機床加工程序也可通過鍵盤用手工方式直接輸入數(shù)控系統(tǒng)；數(shù)控加工程序還可由編程計算機用RS232C或采用網(wǎng)絡通信方式傳送到數(shù)控系統(tǒng)中。</p><p>　　2、數(shù)控裝置 數(shù)控裝置是數(shù)控機床的核心。數(shù)控裝置從內部存儲器中取出或接受輸入裝置送來的一段或幾段數(shù)控加工程序，經(jīng)過數(shù)控裝置的邏

12、輯電路或系統(tǒng)軟件進行編譯、運算和邏輯處理后，輸出各種控制信息和指令，控制機床各部分的工作，使其進行規(guī)定的有序運動和動作。</p><p>　　伺服系統(tǒng) 是以機床移動部件的位置和速度為控制量的自動控制系統(tǒng)，又稱隨動系統(tǒng)、拖動系統(tǒng)或伺服機構。在數(shù)控機床上，伺服驅動系統(tǒng)接收來自CNC裝置（插補裝置或插補軟件）的進給指令脈沖，經(jīng)過一定的信號變換及電壓、功率放大，再驅動各加工坐標軸按指令脈沖運動，這些軸有的帶動工作

13、臺，有的帶動刀架，通過幾個坐標軸的綜合聯(lián)動，使刀具相對于工件產(chǎn)生各種復雜的機械運動，加工出所要求的復雜形狀工件。</p><p>　　反饋裝置 是在機床的運動部件的相應位置直接或間接直線或回轉式檢測裝置，將直接或間接測量到的位移或角位移值反饋到數(shù)控裝置的比較器中與輸入指令移量進行比較，用差值控制運動部件，使運動部件嚴格按實際需要的位移量運動。</p><p>　　輔助裝置 指數(shù)控機床的

14、一些必要的配套部件，用以保證數(shù)控機床的運行，如冷卻、排屑、潤滑、照明、監(jiān)測等。它包括液壓和氣動裝置、排屑裝置、交換工作臺、數(shù)控轉臺和數(shù)控分度頭，還包括刀具及監(jiān)控檢測裝置等。編程及其他附屬設備：可用來在機外進行零件的程序編制、存儲等。 </p><p>　　6、機床本體 數(shù)控機床的機床本體與傳統(tǒng)機床相似，由主軸傳動裝置、進給傳動裝置、床身、工作臺以及輔助運動裝置、液壓氣動系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、冷卻裝置等組成。但數(shù)控機

15、床在整體布局、外觀造型、傳動系統(tǒng)、刀具系統(tǒng)的結構以及操作機構等方面都已發(fā)生了很大的變化。這種變化的目的是為了滿足數(shù)控機床的要求和充分發(fā)揮數(shù)控機床。</p><p>　?。ㄋ模?shù)控機床發(fā)展趨勢</p><p>　　高速、精密、復合、智能和綠色是數(shù)控機床技術發(fā)展的總趨勢，近幾年來，在實用化和產(chǎn)業(yè)化等方面取得可喜成績。主要表現(xiàn)在以下方面。</p><p>　　1、機床復合

16、技術進一步擴展隨著數(shù)控機床技術進步，復合加工技術日趨成熟，包括銑-車復合、車銑復合、車-鏜-鉆-齒輪加工等復合，車磨復合，成形復合加工、特種復合加工等，復合加工的精度和效率大大提高。“一臺機床就是一個加工廠”、“一次裝卡，完全加工”等理念正在被更多人接受，復合加工機床發(fā)展正呈現(xiàn)多樣化的態(tài)勢。 　　</p><p>　　2、智能化技術有新突破數(shù)控機床的智能化技術有新的突破，在數(shù)控系統(tǒng)的性能上得到了較多體現(xiàn)。如：自動

17、調整干涉防碰撞功能、斷電后工件自動退出安全區(qū)斷電保護功能、加工零件檢測和自動補償學習功能、高精度加工零件智能化參數(shù)選用功能、加工過程自動消除機床震動等功能進入了實用化階段，智能化提升了機床的功能和品質。</p><p>　　3、機器人使柔性化組合效率更高機器人與主機的柔性化組合得到廣泛應用，使得柔性線更加靈活、功能進一步擴展、柔性線進一步縮短、效率更高。機器人與加工中心、車銑復合機床、磨床、齒輪加工機床、工具磨床

18、、電加工機床、鋸床、沖壓機床、激光加工機床、水切割機床等組成多種形式的柔性單元和柔性生產(chǎn)線已經(jīng)開始應用。 　　</p><p>　　4、精密加工技術有了新進展數(shù)控金切機床的加工精度已從原來的絲級（0.01mm）提升到目前的微米級（0.001mm），有些品種已達到0.05μm左右。超精密數(shù)控機床的微細切削和磨削加工，精度可穩(wěn)定達到0.05μm左右，形狀精度可達0.01μm左右。采用光、電、化學等能源的特種加工精度可

19、達到納米級（0.001μm）。通過機床結構設計優(yōu)化、機床零部件的超精加工和精密裝配、采用高精度的全閉環(huán)控制及溫度、振動等動態(tài)誤差補償技術，提高機床加工的幾何精度，降低形位誤差、表面粗糙度等，從而進入亞微米、納米級超精加工時代。 　　</p><p>　　5、功能部件性能不斷提高功能部件不斷向高速度、高精度、大功率和智能化方向發(fā)展，并取得成熟的應用。全數(shù)字交流伺服電機和驅動裝置，高技術含量的電主軸、力矩電機、直線電

20、機，高性能的直線滾動組件，高精度主軸單元等功能部件推廣應用，極大的提高數(shù)控機床的技術水平。</p><p>　　二 數(shù)控加工工藝分析與編程</p><p><b>　　（一）零件圖分析</b></p><p><b>　　圖1軸類零件</b></p><p><b>　　2零件圖分析&l

21、t;/b></p><p>　　如圖1所示,該零件包括有圓柱、退刀槽、圓弧、螺紋及橢圓等表面；其多個直徑尺寸有較嚴的尺寸公差和表面粗糙度值等要求。 （二）切削加工順序的安排</p><p>　?、傧却趾缶?先安排粗加工，中間安排半精加工，最后安排精加工和光整加工。</p><p>　?、谙戎骱蟠?先安排零件的裝配基面和工作表面等主要表

22、面的加工，后安排如鍵槽、緊 固用的光孔和螺紋孔等次要表面的加工。由于次要表面加工工作量小，又常與主要表面有位 置精度要求，所以一般放在主要表面的半精加工之后，精加工之前進行。</p><p>　?、巯让婧罂?對于箱體、支架、連桿、底座等零件，先加工用作定位的平面和孔的端面，然后再加工孔。這樣可使工件定位夾緊穩(wěn)定可靠，利于保證孔與平面的位置精度，減小刀具的磨損，同時也給孔加工帶來方便。</p>&l

23、t;p>　?、芑嫦刃?用作精基準的表面，要首先加工出來。所以，第一道工序一般是進行定位面的粗加工和半精加工(有時包括精加工)，然后再以精基面定位加工其它表面。例如，軸類零件頂尖孔的加工</p><p>　　綜上所訴：此零件的的加工順序如下：</p><p>　　1.先進行左端部分的加工，加工至77mm，左端部分加工順序</p><p><b>　

24、?。?）加工外輪廓</b></p><p><b>　　（2）切槽</b></p><p>　　2調頭加工，調頭之后的加工順序</p><p><b>　　(1)加工外輪廓</b></p><p><b>　　(2)切槽</b></p><p&g

25、t;<b>　?。?）車螺紋</b></p><p><b>　?。ㄈ┕ぜ难b夾</b></p><p>　　1 定位基準的選擇</p><p>　　在制定零件加工的工藝規(guī)程時，正確地選擇工件的定位基準有著十分重要的意義。定位基準選擇的好壞，不僅影響零件加工的位置精度，而且對零件各表面的加工順序也有很大的影響。合理選擇

26、定位基準是保證零件加工精度的前提，還能簡化加工工序，提高加工效率。</p><p>　　2　定位基準選擇的原則</p><p>　　1）基準重合原則。為了避免基準不重合誤差，方便編程，應選用工序基準作為定位基準，盡量使工序基準、定位基準、編程原點三者統(tǒng)一。</p><p>　　2）便于裝夾的原則。所選擇的定位基準應能保證定位準確、可靠，定位、夾緊機構簡單、易操作，

27、敞開性好，能夠加工盡可能多的表面。</p><p>　　3）便于對刀的原則。批量加工時在工件坐標系已經(jīng)確定的情況下，保證對刀的可能性和方便性。</p><p>　　3　確定零件的定位基準</p><p>　　以左右端大端面為定位基準。</p><p><b>　　4　裝夾方式的選擇</b></p><

28、p>　　為了工件不致于在切削力的作用下發(fā)生位移，使其在加工過程始終保持正確的位置，需將工件壓緊夾牢。合理的選擇夾緊方式十分重要，工件的裝夾不僅影響加工質量，而且對生產(chǎn)率，加工成本及操作安全都有直接影響。</p><p>　　5　數(shù)控車床常用的裝夾方式</p><p>　　1）在三爪自定心卡盤上裝夾。三爪自定心卡盤的三個卡爪是同步運動的，能自動定心，一般不需要找正。該卡盤裝夾工件方便、

29、省時，但夾緊力小，適用于裝夾外形規(guī)則的中、小型工件。</p><p>　　2）在兩頂尖之間裝夾。對于尺寸較大或加工工序較多的軸類工件，為了保證每次裝夾時的裝夾精度，可用兩頂尖裝夾。該裝夾方式適用于多序加工或精加工。</p><p>　　3）用卡盤和頂尖裝夾。當車削質量較大的工件時要一段用卡盤夾住，另一段用后頂尖支撐。這種方式比較安全，能承受較大的切削力，安裝剛性好，軸向定位準確，應用較廣泛

30、。</p><p>　　4）用心軸裝夾。當裝夾面為螺紋時再做個與之配合的螺紋進行裝夾，叫心軸裝夾。這種方式比較安全，能承受較大的切削力，安裝剛性好，軸向定位準確。</p><p>　　6 確定合理的裝夾方式</p><p>　　裝夾方法：先用三爪自定心卡盤毛坯右端，加工左端達到工件精度要求；再工件調頭，用三爪自定心卡盤毛坯左端Φ54，再加工右端達到工件精度要求。（如

31、見：圖2和圖3）</p><p><b>　　圖2 </b></p><p>　　調頭裝夾 圖3 </p><p><b>　?。ㄋ模┑毒叩倪x擇</b></p><p>　　為適應數(shù)控機床加工精度高、加工效率、加工工序集中及零件裝夾次數(shù)少的要求，數(shù)控刀具具有很高的切削效率.高精度.高重復定位精度

32、.可靠度和耐用度 。選擇刀具通常要考慮（1）被加工工件的材料及性能（2）切削工藝的類別（3）被加工工件的幾何形狀，零件精度，加工余量（4）被吃刀量，進給速度，切削速度考慮到以上因素故粗車時，要選用強度高，耐用度高的刀具以滿足粗車時大吃刀量，大進給量的要求.精車時要選用精度高,耐用度好的刀具以保證加工精度的要求.由此可知加工時用的刀具為：</p><p>　　1）車端面：選用硬質合金45度車刀，粗、精車用一把刀完成

33、。</p><p>　　2) 粗、精車外圓：（因為程序選用 G71循環(huán)所以粗、精車選用同一把刀）硬質合金60度放型車刀，（因為有圓弧輪廓）以防與工件輪廓發(fā)生干涉,如果有必要就用圖形來檢驗.</p><p>　　3)車槽: 選用硬質合金車槽刀（刀長12mm，刀寬4mm）</p><p>　　4)車螺紋:選用60度硬質合金外螺紋車刀.（如見表1）</p>

34、<p><b>　　表1（刀具卡片）</b></p><p>　?。ㄎ澹┣邢饔昧康倪x擇</p><p>　　切削用量包括切削速度,背吃刀量和進給量.對于不同的加工方法需要選擇不同的切削用量。粗加工時一般以加工效率為主通常選擇較大的背吃刀量和進給量,采用較小的切削速度 .精加工時通常選擇較小的背吃刀量和進給量采用較高的切削速度。（如見表2）</p>

35、<p>　　表2（切削用量卡片）</p><p>　　用以上數(shù)據(jù)編制工藝卡如下：（表3）</p><p>　　工件的毛坯為Φ65X150mm，45號鋼</p><p><b>　?。┦止ぞ幊?lt;/b></p><p><b>　　工件左端加工</b></p><p

36、><b>　　O1111</b></p><p><b>　　MO3 S800</b></p><p><b>　　T0202</b></p><p><b>　　G99</b></p><p>　　G00 X68.0 Z2.0</p>

37、<p>　　G71U1.5R1.0</p><p>　　G71P1Q2U0.4W0.01F0.2</p><p>　　N1GO1X26.0</p><p><b>　　ZO.0</b></p><p>　　X28.0Z-1.0</p><p><b>　　Z-15.0<

38、/b></p><p><b>　　X31.0</b></p><p><b>　　Z-25.0</b></p><p><b>　　X48.0</b></p><p>　　G03X54.0Z-28.0R3.0</p><p><b>　

39、　G01Z-67.0</b></p><p><b>　　X60.0</b></p><p><b>　　Z-78.0</b></p><p><b>　　N2X68.0</b></p><p><b>　　Z2.0</b></p>

40、<p><b>　　M03S1200</b></p><p>　　G70P1Q2F0.1</p><p><b>　　G00X68.0</b></p><p><b>　　Z150.0</b></p><p><b>　　T0303</b>&

41、lt;/p><p><b>　　M03S115</b></p><p><b>　　G00X61.0</b></p><p><b>　　Z-67.0</b></p><p>　　G01X42.0F0.04</p><p><b>　　G00X68

42、.0</b></p><p><b>　　Z150.0</b></p><p><b>　　M05</b></p><p><b>　　M30</b></p><p><b>　　調頭加工</b></p><p><

43、;b>　　O2222</b></p><p><b>　　T0202</b></p><p><b>　　M03S800</b></p><p><b>　　G99</b></p><p><b>　　G00X68.0</b></p

44、><p><b>　　Z2.0</b></p><p>　　G71U1.5R1.0</p><p>　　G71P3Q4U0.4W0.01F0.2</p><p>　　N3G01X26.0</p><p><b>　　Z0.0</b></p><p><

45、;b>　　X29.85Z-2</b></p><p><b>　　Z-25.0</b></p><p><b>　　#1=-25.0</b></p><p><b>　　#2=-55.0</b></p><p>　　WHILE[#1GE#2]DO1</p

46、><p>　　#3=#1+61.43</p><p>　　#4=31.5*SQRT[1-#3*#3/61.43*61.43]</p><p>　　G01X[2*#4]Z[#1]F0.2</p><p>　　#1=#1-0.01</p><p><b>　　END1</b></p><

47、;p>　　G02X60.0Z-68.0R10.0</p><p>　　N4G00X68.0</p><p><b>　　Z2.0</b></p><p><b>　　M03S1200</b></p><p>　　G70P3Q4F0.1</p><p><b>

48、　　G00X68.0</b></p><p><b>　　Z150.0</b></p><p><b>　　T0303</b></p><p><b>　　M03S115</b></p><p><b>　　G00X31.0</b></p

49、><p><b>　　Z-24.0</b></p><p>　　G01Z-25.0F0.1</p><p>　　G01X26F0.04</p><p><b>　　G00X31.0</b></p><p><b>　　Z150.0</b></p>

50、<p><b>　　T0404</b></p><p><b>　　G00X31.0</b></p><p><b>　　Z2.0</b></p><p>　　G92X29.35Z-22.0F1.5</p><p><b>　　X28.85</b&

51、gt;</p><p><b>　　X28.35</b></p><p><b>　　X28.1</b></p><p><b>　　X28.0</b></p><p><b>　　X27.9</b></p><p><b&g

52、t;　　X27.9</b></p><p><b>　　G00X68.0</b></p><p><b>　　Z150.0</b></p><p><b>　　M05</b></p><p><b>　　M30</b></p>&

53、lt;p><b>　　三 結束語：</b></p><p>　　五年的學生生活即將結束，非常感謝各位老師的關心和培養(yǎng)，是你們讓我們懂得了更多。</p><p>　　畢業(yè)設計是我們在學校的最后一個任務，畢業(yè)設計對我們來說的確是一個不小的考驗，起初很慌亂，不知如何下手，由于對題目不限制，這使我們的設計范圍擴大了，減少了很少難度，兩個月認真查找資料，和同學配合，特別

54、是老師您的細心指導終于告一段落，這次設計又使我學到了很多知識，溫故了以前的知識。同時也明白了老師的良苦用心，也知道的自己的知識是多么的少，還需要學習。幾個月的努力我學到了很多知識，知道自己的以后人生方向在哪，以后的路懂得怎么走了，找到了自己的人生價值觀。</p><p>　　借此機會向各位老師說聲謝謝，謝謝你們的培養(yǎng)，祝你們身體健康，事業(yè)順利！</p><p><b>　　四

55、參考文獻：</b></p><p>　　[1]古文生主編，數(shù)控機床及應用，北京；電子工業(yè)出版社,2002.3</p><p>　　[2]張超英等,數(shù)控機床加工工藝、編程及操作實訓,北京；高等教育出版社，2003，9</p><p>　　[3]王洪主編，數(shù)控加工程序編制，北京；機械工業(yè)出版社，2003.6 </p><p>　　[4