數(shù)控車削加工工藝及加工程序編制 畢業(yè)設計

1、<p>　　?？粕厴I(yè)設計（論文）</p><p>　　題 目： 數(shù)控車削加工工藝及加工程序編制 </p><p>　　專 業(yè)： 機 電 一 體 化 </p><p>　　姓 名：

2、 </p><p>　　指導教師： </p><p>　　院系站點： </p><p>　　2013年04 月 </p><p><b>　　摘 要</b></p

3、><p>　　數(shù)控技術及數(shù)控機床在當今機械制造業(yè)中的重要地位和巨大效益，顯示了其在國家基礎工業(yè)現(xiàn)代化中的戰(zhàn)略性作用，并已成為傳統(tǒng)機械制造工業(yè)提升改造和實現(xiàn)自動化、柔性化、集成化生產(chǎn)的重要手段和標志。數(shù)控技術及數(shù)控機床的廣泛應用，給機械制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)結構、產(chǎn)品種類和檔次以及生產(chǎn)方式帶來了革命性的變化。數(shù)控機床是現(xiàn)代加工車間最重要的裝備。它的發(fā)展是信息技術（1T）與制造技術（MT）結合發(fā)展的結果?，F(xiàn)代的CAD/CAM，F(xiàn)M

4、S，CIMS，敏捷制造和智能制造技術，都是建立在數(shù)控技術之上的。</p><p>　　數(shù)控機床是裝備制造業(yè)的工作母機，是實現(xiàn)制造技術和裝備現(xiàn)代化的基石是保證高新技術產(chǎn)業(yè)發(fā)展和國防軍工現(xiàn)代化的戰(zhàn)略裝備。在全球倡導綠色制造的大環(huán)境下，機床數(shù)控化改造成為了熱點。它包括普通機床的數(shù)控化改造和數(shù)控機床的升級。</p><p>　　本次設計內(nèi)容介紹了數(shù)控加工的特點、加工工藝分析以及數(shù)控編程的一般步驟。

5、并通過一定的實例詳細的介紹了數(shù)控加工工藝的分析方法。</p><p>　　關鍵詞：數(shù)控技術，加工工藝，編程</p><p>　　Abstract: Numerical control technology and numerical control machine tool in today's machinery manufacturing industry in the imp

6、ortant position and enormous benefit, shows its strategic role in the national basic industry modernization, and has become a traditional mechanical manufacturing industry upgrading transformation and automation, flexibi

7、lity, integrated important means of production and marking. CNC technology and CNC machine tools are widely used for mechanical manufacturing of industr</p><p>　　Machine tools of numerical control machine to

8、ol is the equipment manufacturing industry, is the cornerstone of modern manufacturing technology and equipment is the guarantee of high and new technology industrial development and national defense modernization strate

9、gy and equipment. Under the circumstances of global advocacy of green manufacturing, numerical control machine tool transformation has become a hot spot. It includes ordinary machine tool numerical control transformation

10、 and upgrading </p><p>　　This design content, the author introduces the characteristics of nc machining, machining process analysis and general step of numerical control programming. And through some example

11、s detailed introduces the nc machining process analysis method. </p><p>　　Key words: numerical control technology, processing technology and programming </p><p><b>　　目 錄</b></p&g

12、t;<p>　　第1章 零件結構工藝分析、毛胚及加工定位基準的確定1</p><p>　　第2章 擬定加工工藝路線、制定工序卡片4</p><p>　　第3章 確定加工余量、工序尺寸和公差以及工藝尺寸鏈計算7</p><p>　　第4章 數(shù)控編程10</p><p><b>　　結 論21</b

13、></p><p><b>　　致 謝22</b></p><p><b>　　參考文獻23</b></p><p>　　第1章 零件結構工藝分析、毛胚及加工定位基準的確定</p><p><b>　　1.1零件圖分析</b></p><p&g

14、t;　　在設計零件的加工工藝規(guī)程時，首先要對加工對象進行深入分析。對于數(shù)控車削加工應考慮以下幾方面：</p><p>　　1、構成零件輪廓的幾何條件</p><p>　　在車削加工中手工編程時，要計算每個節(jié)點坐標；在自動編程時，要對構成零件輪廓所有幾何元素進行定義。因此在分析零件圖時應注意：</p><p>　?。?）零件圖上是否漏掉某尺寸，使其幾何條件不充分，影響

15、到零件輪廓的構成；</p><p>　?。?）零件圖上的圖線位置是否模糊或尺寸標注不清，使編程無法下手；</p><p>　?。?）零件圖上給定的幾何條件是否不合理，造成數(shù)學處理困難。</p><p>　?。?）零件圖上尺寸標注方法應適應數(shù)控車床加工的特點，應以同一基準標注尺寸或直接給出坐標尺寸。</p><p><b>　　2、尺

16、寸精度要求</b></p><p>　　分析零件圖樣尺寸精度的要求，以判斷能否利用車削工藝達到，并確定控制尺寸精度的工藝方法。</p><p>　　在該項分析過程中，還可以同時進行一些尺寸的換算，如增量尺寸與絕對尺寸及尺寸鏈計算等。在利用數(shù)控車床車削零件時，常常對零件要求的尺寸取最大和最小極限尺寸的平均值作為編程的尺寸依據(jù)。</p><p>　　3、形狀

17、和位置精度的要求</p><p>　　零件圖樣上給定的形狀和位置公差是保證零件精度的重要依據(jù)。加工時，要按照其要求確定零件的定位基準和測量基準，還可以根據(jù)數(shù)控車床的特殊需要進行一些技術性處理，以便有效的控制零件的形狀和位置精度。</p><p><b>　　4、表面粗糙度要求</b></p><p>　　表面粗糙度是保證零件表面微觀精度的重要要

18、求，也是合理選擇數(shù)控車床、刀具及確定切削用量的依據(jù)。</p><p>　　1.2工件的加工工藝分析</p><p>　　斷屑處理可采用改變刀具切削部分的幾何角度、增加斷屑器和通過編程技巧以滿足加工中的斷屑要求。</p><p>　?。?）連續(xù)進行間隔式暫停</p><p>　　對連續(xù)運動軌跡進行分段加工，每相鄰加工工段中間用G04指令功能將其

19、隔開并設定較短的間隔時間（0.5s）。其分段多少，視斷屑要求而定。</p><p>　　（2）進、退刀交換安排</p><p>　　在鉆削深孔等加工中，可通過工序使鉆頭鉆入材料內(nèi)一段并經(jīng)短暫延時后，快速退出配件后在鉆入一段，并依次循環(huán)，以滿足斷屑、排泄的要求。</p><p>　?。?）進給方向的特殊安排</p><p>　　Z軸方向的進給運

20、動在沿負軸方向走刀時，有時并不合理，甚至車壞工件。</p><p>　　1.3工件毛坯的確定</p><p>　　1、零件材料及其力學性能</p><p>　　零件的材料及其力學性能大致確定了毛坯的種類。例如鋼質(zhì)零件若力學性能要求不太高且形狀不十分復雜時可選擇型材毛坯，但若要求較高的力學性能，則應選擇鍛件毛坯。</p><p>　　2、零件的

21、結構形狀與外形尺寸</p><p>　　如形狀復雜的大型零件毛坯可采用砂型鑄造；一般用途的階梯軸，若各臺階直徑相差不大可用圓棒料，反之，則選擇鍛件毛坯較為合適；對于鍛件毛坯尺寸大的零件一般選擇自由鍛造，中小型零件可選擇模鍛。</p><p>　　1.4定位基準的選擇</p><p>　　定位基準包括粗基準和精基準。</p><p>　　粗基準

22、：用未加工過的毛坯表面做基準。</p><p>　　精基準：用已加工過的表面做基準。</p><p>　　1、粗基準的選擇原則：</p><p>　　粗基準影響：位置精度、各加工表面的余量大?。ň鶆颍孔銐?？）。</p><p>　　重點考慮：如何保證各加工表面有足夠余量，使不加工表面和加工表面間的尺寸、位置符合零件圖要求。</p>

23、<p>　?。?）合理分配加工余量的原則</p><p>　　a、應保證各加工表面都有足夠的加工余量：如外圓加工以軸線為基準；</p><p>　　b、以加工余量小而均勻的重要表面為粗基準，以保證該表面加工余量分布均勻、表面質(zhì)量高；如床身加工，先加工床腿再加工導軌面；</p><p>　?。?）保證零件加工表面相對于不加工表面具有一定位置精度的原則&l

24、t;/p><p>　　一般應以非加工面做為粗基準，這樣可以保證不加工表面相對于加工表面具有較為精確的相對位置。當零件上有幾個不加工表面時，應選擇與加工面相對位置精度要求較高的不加工表面作粗基準。</p><p>　　2、精基準的選擇原則：</p><p>　?。?）基準重合的原則：定為基準與設計基準重合</p><p>　　（2）基準統(tǒng)一原則:&

25、lt;/p><p>　　盡量選用一組精基準定位，以此加工工件的大多數(shù)表面的工藝原則!</p><p><b>　?。?）互為基準原則</b></p><p>　　當某些表面位置精度要求很高時，采用互為基準反復加工的一種原則</p><p><b>　?。?）自為基準原則</b></p>&

26、lt;p>　　當加工面的表面質(zhì)量要求很高時，為保證加工面有很小的且均勻的余量，常用加工面本身作為基準進行加工的一種工藝原則!</p><p>　?。?）便于裝夾的原則</p><p>　　第2章 擬定加工工藝路線、制定工序卡片</p><p><b>　　2.1工序的劃分</b></p><p>　　數(shù)控機床與普

27、通機床加工相比較，加工工序更加集中，根據(jù)數(shù)控機床的加工特點，加工工序的劃分有以下幾種方式：</p><p>　?。?）根據(jù)裝夾定位劃分工序</p><p>　　這種方法一般適應于加工內(nèi)容不多的工件，主要是將加工部位分為幾個部分，每道工序加工其中一部分。如加工外形時，以內(nèi)腔夾緊；加工內(nèi)腔時，以外形夾緊。</p><p>　?。?）按所用刀具劃分工序</p>

28、<p>　　為了減少換刀次數(shù)和空程時間，可以采用刀具集中的原則劃分工序，在一次裝夾中用一把刀完成可以加工的全部加工部位，然后再換第二把刀，加工其他部位。在專用數(shù)控機床或加工中心上大多采用這種方法。</p><p>　?。?）以粗、精加工劃分工序</p><p>　　對易產(chǎn)生加工變形的零件，考慮到工件的加工精度，變形等因素，可按粗、精加工分開的原則來劃分工序，即先粗后精。<

29、;/p><p>　　在工序的劃分中，要根據(jù)工件的結構要求、工件的安裝方式、工件的加工工藝性、數(shù)控機床的性能以及工廠生產(chǎn)組織與治理等因素靈活把握，力求合理。</p><p>　　2.2加工順序的安排</p><p>　　加工順序的安排應根據(jù)工件的結構和毛坯狀況，選擇工件定位和安裝方式，重點保證工件的剛度不被破壞，盡量減少變形，因此加工順序的安排應遵循以下原則：</p

30、><p>　?。?）上道工序的加工不能影響下道工序的定位與夾緊</p><p>　　（2）先加工工件的內(nèi)腔后加工工件的外輪廓</p><p>　?。?）盡量減少重復定位與換刀次數(shù)</p><p>　　（4）在一次安裝加工多道工序中，先安排對工件剛性破壞較小的工序。</p><p>　　2.3控機床加工工序和加工路線的設計&

31、lt;/p><p>　　數(shù)控機床加工工序設計的主要任務：確定工序的具體加工內(nèi)容、切削用量、工藝裝備、定位安裝方式及刀具運動軌跡，為編制程序作好預備。其中加工路線的設定是很重要的環(huán)節(jié)，加工路線是刀具在切削加工過程中刀位點相對于工件的運動軌跡，它不僅包括加工工序的內(nèi)容，也反映加工順序的安排，因而加工路線是編寫加工程序的重要依據(jù)。</p><p><b>　　確定加工路線的原則</b

32、></p><p>　?、偌庸ぢ肪€應保證被加工工件的精度和表面粗糙度。</p><p>　?、谠O計加工路線要減少空行程時間，提高加工效率。</p><p>　?、酆喕瘮?shù)值計算和減少程序段，降低編程工作量。</p><p>　　④據(jù)工件的外形、剛度、加工余量、機床系統(tǒng)的剛度等情況，確定循環(huán)加工次數(shù)。</p><p>

33、;　?、莺侠碓O計刀具的切入與切出的方向。采用單向趨近定位方法，避免傳動系統(tǒng)反向間隙而產(chǎn)生的定位誤差。</p><p><b>　　2.4刀具的選擇</b></p><p>　　刀具的選擇是在數(shù)控編程的人機交互狀態(tài)下進行的。應根據(jù)機床的加工能力、工件材科的性能、加工工序切削用量以及其它相關因素正確選用刀具及刀柄。刀具選擇總的原則是：安裝調(diào)整方便、剛性好、耐用度和精度高。

34、在滿足加工要求的前提下，盡量選擇較短的刀柄，以提高刀具加工的剛性。</p><p>　?。?）選取刀具時，要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸相適應。生產(chǎn)中，平面零件周邊輪廓的加工，常采用立銑刀；銑削平面時，應選硬質(zhì)合金刀片銑刀，加工凸臺、凹槽時，選高速鋼立銑刀；加工毛坯表面或粗加工孔時，可選取鑲硬質(zhì)合金刀片的玉米銑刀；對一些立體型面和變斜角輪廓外形的加工，常采用球頭銑刀、環(huán)形銑刀、錐形銑刀和盤形銑刀。</

35、p><p>　?。?）在進行自由曲面（模具）加工時，由于球頭刀具的端部切削速度為零，因此，為保證加工精度，切削行距一般采用頂端密距，故球頭常用于曲面的精加工。而平頭刀具在表面加工質(zhì)量和切削效率方面都優(yōu)于球頭刀，因此，只要在保證不過切的前提下，無論是曲面的粗加工還是精加工，都應優(yōu)先選擇平頭刀。另外，刀具的耐用度和精度與刀具價格關系極大，必須引起注意的是，在大多數(shù)情況下，選擇好的刀具雖然增加了刀具成本，但由此帶來的加工質(zhì)

36、量和加工效率的提高，則可以使整個加工成本大大降低。</p><p>　?。?）在加工中心上，各種刀具分別裝在刀庫上，按程序規(guī)定隨時進行選刀和按刀動作。因此必須采用標準刀柄，以便使鉆、鏜、擴、銑削等工序用的標準刀具迅速、準確地裝到機床主軸或刀庫上去。編程人員應了解機床上所用刀柄的結構尺寸、調(diào)整方法以及調(diào)整范圍，以便在編程時確定刀具的徑向和軸向尺寸。目前我國的加工中心采用TSG工具系統(tǒng)，其刀柄有直柄（3種規(guī)格）和錐柄

37、（4種規(guī)格）2種，共包括16種不同用途的刀柄。</p><p>　?。?）在經(jīng)濟型數(shù)控機床的加工過程中，由于刀具的刃磨、測量和更換多為人</p><p>　　工手動進行，占用輔助時間較長，因此，必須合理安排刀具的排列順序。</p><p>　　工手動進行，占用輔助時間較長，因此，必須合理安排刀具的排列順序。</p><p>　　一般應遵循以下

38、原則：</p><p>　　①盡量減少刀具數(shù)量；</p><p>　?、谝话训毒哐b夾后，應完成其所能進行的所有加工步驟；</p><p>　?、鄞志庸さ牡毒邞珠_使用，即使是相同尺寸規(guī)格的刀具；</p><p><b>　?、芟茹姾筱@；</b></p><p>　?、菹冗M行曲面精加工，后進行二維

39、輪廓精加工；</p><p>　　⑥在可能的情況下，應盡可能利用數(shù)控機床的自動換刀功能，以提高生產(chǎn)效率等。</p><p><b>　　2.5確定切削用量</b></p><p><b>　　1、確定主軸轉(zhuǎn)速</b></p><p>　　主軸轉(zhuǎn)速應根據(jù)允許的切削速度和工件（或刀具）直徑來選擇。其計算

40、公式為:n=1000v/71D式中:v——切削速度，單位為m/m動，由刀具的耐用度決定;</p><p>　　N——主軸轉(zhuǎn)速，單位為r/min, D—工件直徑或刀具直徑，單位為mm。計算的主軸轉(zhuǎn)速n，最后要選取機床有的或較接近的轉(zhuǎn)速。</p><p><b>　　2、確定進給速度</b></p><p>　　進給速度是數(shù)控機床切削用量中的重要參

41、數(shù)，主要根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性質(zhì)選取。最大進給速度受機床剛度和進給系統(tǒng)的性能限制。確定進給速度的原則:當工件的質(zhì)量要求能夠得到保證時，為提高生產(chǎn)效率，可選擇較高的進給速度。一般在100一200mm/min范圍內(nèi)選取;在切斷、加工深孔或用高速鋼刀具加工時，宜選擇較低的進給速度，一般在20一50mm/min范圍內(nèi)選取;當加工精度，表面粗糙度要求高時，進給速度應選小些，一般在20--50mm/min范圍內(nèi)選取

42、;刀具空行程時，特別是遠距離“回零”時，可以設定該機床數(shù)控系統(tǒng)設定的最高進給速度。</p><p><b>　　3、確定背吃刀量</b></p><p>　　背吃刀量根據(jù)機床、工件和刀具的剛度來決定，在剛度允許的條件下，應盡可能使背吃刀量等于工件的加工余量，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0.2——0.5mm,總之，切

43、削用量的具體數(shù)值應根據(jù)機床性能、相關的手冊并結合實際經(jīng)驗用類比方法確定。同時，使主軸轉(zhuǎn)速、切削深度及進給速度三者能相互適應，以形成最佳切削用量。</p><p>　　切削用量不僅是在機床調(diào)整前必須確定的重要參數(shù)，而且其數(shù)值合理與否對加工質(zhì)量、加工效率、生產(chǎn)成本等有著非常重要的影響。所謂“合理的”切削用量是指充分利用刀具切削性能和機床動力性能（功率、扭矩），在保</p><p>　　證質(zhì)量的

44、前提下，獲得高的生產(chǎn)率和低的加工成本的切削用量。</p><p>　　第三章 確定加工余量、工序尺寸和公差以及工藝尺寸鏈計算</p><p>　　3.1加工余量的確定</p><p>　　確定加工余量的方法有3種：分析計算法、經(jīng)驗估算法和查表修正法。</p><p><b>　　（1）分析計算法</b></p>

45、;<p>　　本方法是根據(jù)有關加工余量計算公式和一定的試驗資料，對影響加工余量的各項因素進行分析和綜合計算來確定加工余量。用這種方法確定加工余量比較經(jīng)濟合理，但必須有比較全面和可靠的試驗資料。目前，只在材料十分貴重，以及軍工生產(chǎn)或少數(shù)大量生產(chǎn)的工廠中采用。</p><p><b>　?。?）經(jīng)驗估算法</b></p><p>　　本方法是根據(jù)工廠的生產(chǎn)技

46、術水平，依靠實際經(jīng)驗確定加工余量。為防止因余量過小而產(chǎn)生廢品，經(jīng)驗估計的數(shù)值總是偏大，這種方法常用于單件小批量生產(chǎn)。</p><p><b>　?。?）查表修正法 </b></p><p>　　此法是根據(jù)各工廠長期的生產(chǎn)實踐與試驗研究所積累的有關加工余量數(shù)據(jù)，制成各種表格并匯編成手冊，確定加工余量時，查閱有關手冊，再結合本廠的實際情況進行適當修正后確定，目前此法應用較

47、為普遍。</p><p>　　3.2確定工序尺寸及其公差</p><p>　　機械加工過程中，工件的尺寸在不斷地變化，由毛坯尺寸到工序尺寸，最后達到設計要求的尺寸。在這個變化過程中，加工表面本身的尺寸及各表面之間的尺寸都在不斷地變化，這種變化無論是在一個工序內(nèi)部，還是在各個工序之間都有一定的內(nèi)在聯(lián)系。應用尺寸鏈理論去揭示它們之間的內(nèi)在關系，掌握它們的變化規(guī)律是合理確定工序尺寸及其公差和計算

48、各種工藝尺寸的基礎，尺寸鏈的計算方法有兩種：極值法與概率法。</p><p>　　極值法是從最壞情況出發(fā)來考慮問題的，即當所有增環(huán)都為最大極限尺寸而減環(huán)恰好都為最小極限尺寸，或所有增環(huán)都為最小極限尺寸而減環(huán)恰好都為最大極限尺寸，來計算封閉環(huán)的極限尺寸和公差。事實上，一批零件的實際尺寸是在公差帶范圍內(nèi)變化的。在尺寸鏈中，所有增環(huán)不一定同時出現(xiàn)最大或最小極限尺寸，即使出現(xiàn)，此時所有減環(huán)也不一定同時出現(xiàn)最小或最大極限尺

49、寸。概率法解</p><p>　　尺寸鏈，主要用于裝配尺寸鏈。</p><p>　　1、極值法解工藝尺寸鏈的基本計算公式。</p><p>　　尺寸鏈的計算方法有兩種：極值法與概率法。極值法是從最壞情況出發(fā)來考慮問題的，即當所有增環(huán)都為最大極限尺寸而減環(huán)恰好都為最小極限尺寸，或所有增環(huán)都為最小極限尺寸而減環(huán)恰好都為最大極限尺寸，來計算封閉環(huán)的極限尺寸和公差。事實上，

50、一批零件的實際尺寸是在公差帶范圍內(nèi)變化的。在尺寸鏈中，所有增環(huán)不一定同時出現(xiàn)最大或最小極限尺寸，即使出現(xiàn)，此時所有減環(huán)也不一定同時出現(xiàn)最小或最大極限尺寸。概率法解尺寸鏈，主要用于裝配尺寸鏈，其計算方法在裝配中講授。這里只介紹極值法解工藝尺寸鏈的基本計算公式。</p><p>　?。?）封閉環(huán)的基本尺寸</p><p>　　式中K為增環(huán)的環(huán)數(shù)，m為組成環(huán)的環(huán)數(shù)（下同）。</p>

51、<p>　　（2）封閉環(huán)的極限尺寸</p><p><b>　　= </b></p><p><b>　　= </b></p><p>　?。?）封閉環(huán)的極限偏差</p><p><b>　　ES ＝ </b></p><p>　?。?）封閉

52、環(huán)的公差T</p><p><b>　　T＝ES－EI＝ </b></p><p>　?。?）封閉環(huán)的平均尺寸L </p><p><b>　　L = </b></p><p>　　式中——增環(huán)的平均尺寸</p><p>　　——減環(huán)的平均尺寸。 </p>&

53、lt;p><b>　　組成環(huán)的平均尺寸 </b></p><p>　　2、工序尺寸及其公差的確定 </p><p>　?。?）基準重合時工序尺寸及公差的確定</p><p>　　當零件定位基準與設計基準（工序基準）重合時，零件工序尺寸及其公差的確定方法是：先根據(jù)零件的具體要求確定其加工工藝路線，再通過查表確定各道工序的加工余量及其公差，然

54、后計算出各工序尺寸及公差；計算順序是：先確定各工序余量的基本尺寸，再由后往前逐個工序推算，即由工件上的設計尺寸開始，由最后一道工序向前工序推算直到毛坯尺寸。</p><p>　　（2）測量基準與設計基準不重合時工序尺寸及其公差的計算</p><p>　　在加工中，有時會遇到某些加工表面的設計尺寸不便測量，甚至無法測量的情況，為此需要在工件上另選一個容易測量的測量基準，通過對該測量尺寸的控制

55、來間接保證原設計尺寸的精度。這就產(chǎn)生了測量基準與設計基準不重合時，測量尺寸及公差的計算問題。</p><p>　　（3）定位基準與設計基準不重合時工序尺寸計算</p><p>　　在零件加工過程中有時為方便定位或加工，選用不是設計基準的幾何要素作定位基準，在這種定位基準與設計基準不重合的情況下，需要通過尺寸換算，改注有關工序尺寸及公差，并按換算后的工序尺寸及公差加工。以保證零件的原設計要求

56、。</p><p>　?。?）中間工序的工序尺寸及其公差的求解計算</p><p>　　在工件加工過程中，有時一個基面的加工會同時影響兩個設計尺寸的數(shù)值。這時，需要直接保證其中公差要求較嚴的一個設計尺寸，而另一設計尺寸需由該工序前面的某一中間工序的合理工序尺寸間接保證。為此，需要對中間工序尺寸進行計算。 </p><p>　　（5）保證應有滲碳或滲氮層深度時工藝尺寸

57、及其公差的計算</p><p>　　a）滲碳 b）磨外圓 c）尺寸鏈 </p><p>　　零件滲碳或滲氮后，表面一般要經(jīng)磨削保證尺寸精度，同時要求磨后保留有</p><p>　　規(guī)定的滲層深度。這就要求進行滲碳或滲氮熱處理時按一定滲層深度及公差進行（用控制熱處理時間保證），并對這一合理滲層深度及公差進行計算。</p><p><b&g

58、t;　　第4章 數(shù)控編程</b></p><p>　　4.1數(shù)控車床的編程特點</p><p>　　數(shù)控車床是目前使用最廣泛的數(shù)控機床之一。數(shù)控車床主要用于加工軸類、盤類等回轉(zhuǎn)體零件。通過數(shù)控加工程序的運行，可自動完成內(nèi)外圓柱面、圓錐面、成形表面、螺紋和端面等工序的切削加工，并能進行車槽、鉆孔、擴孔、鉸孔等工作。車削中心可在一次裝夾中完成更多的加工工序，提高加工精度和生產(chǎn)效率

59、，特別適合于復雜形狀回轉(zhuǎn)類零件的加工。 由于這些零件的徑向尺寸，無論是測量尺寸還是圖紙尺寸，都是以直徑值來表示的，所以數(shù)控車床采用直徑編程方式，即規(guī)定用絕對值編程時，X為直徑值；用相對值編程時，則以刀具徑向?qū)嶋H位移量的二倍值為編程值。對于不同的數(shù)控車床、不同的數(shù)控系統(tǒng)，其編程基本上是相同的，個別有差異的地方，要參照具體機床的用戶手冊或編程手冊。 下面為一數(shù)控車床照片:數(shù)控車床是目前使用最廣泛的數(shù)控機床之一。數(shù)控車床主要用于加工軸類、盤類

60、等回轉(zhuǎn)體零件。通過數(shù)控加工程序的運行，可自動完成內(nèi)外圓柱面、圓錐面、成形表面、螺紋和端面等工序的切削加工，并能進行車槽、鉆孔、擴孔、鉸孔等工作。車削中心可在一次裝夾中完成更多的加工工序，提高加工精度和生產(chǎn)效率，特別適合于復雜形狀回轉(zhuǎn)類零件的加工。 由于這些零件的徑向尺寸，無論是測量</p><p><b>　　圖4-1</b></p><p>　　4.2數(shù)控車床的編程

61、指令</p><p><b>　　G00 快速移動</b></p><p><b>　　G01 直線插補</b></p><p>　　G02 順時針圓弧插補</p><p>　　G03 逆時針圓弧插補</p><p>　　G04 暫停，精確停止</p><

62、p>　　G17 選擇XY平面</p><p>　　G18 選擇ZX平面</p><p>　　G19 選擇YZ平面</p><p><b>　　G20 英制</b></p><p><b>　　G21 公制</b></p><p><b>　　G28 返回參考點

63、</b></p><p>　　G40 取消刀具半徑補償</p><p>　　G41 刀具半徑左補償</p><p>　　G42 刀具半徑右補償</p><p>　　G43 刀具長度正向補償</p><p>　　G44 刀具長度負向補償</p><p>　　G49 取消刀具長度補償&l

64、t;/p><p>　　G54---G59 工件坐標系</p><p>　　G73 深孔轉(zhuǎn)削固定循環(huán)</p><p>　　G74 反螺紋攻絲固定循環(huán)</p><p>　　G76 精鏜固定循環(huán)</p><p>　　G80 取消固定循環(huán)</p><p>　　G81 鉆削固定循環(huán)</p>&l

65、t;p>　　G82 鉆削固定循環(huán)</p><p>　　G83 深孔鉆削固定循環(huán)</p><p>　　G84 攻絲固定循環(huán)</p><p>　　G85 鏜削固定循環(huán)</p><p>　　G86 鏜削固定循環(huán)</p><p>　　G87 反鏜固定循環(huán)</p><p>　　G88 鏜削固定循環(huán)&

66、lt;/p><p>　　G89 鏜削固定循環(huán)</p><p>　　G90 絕對指令編程</p><p>　　G91 增量指令編程</p><p>　　G98 固定循環(huán)返回初始點</p><p>　　G99 固定循環(huán)返回R點</p><p><b>　　M00 程序停止</b>&

67、lt;/p><p><b>　　M01 有條件停止</b></p><p><b>　　M02 程序結束</b></p><p><b>　　M03 主軸正轉(zhuǎn)</b></p><p><b>　　M04 主軸反轉(zhuǎn)</b></p><p>

68、;<b>　　M05 主軸停止</b></p><p><b>　　M06 換刀</b></p><p><b>　　M08 冷卻液開</b></p><p><b>　　M09 冷卻液關</b></p><p>　　M30 程序結束并返回程序頭</

69、p><p><b>　　M98 調(diào)用子程序</b></p><p>　　M99 子程序結束返回／重復執(zhí)行</p><p>　　4.3加工路線的確定</p><p>　　加工路線的確定首先必須保持被加工零件的尺寸精度和表面質(zhì)量，其次考慮數(shù)值計算簡單、走刀路線盡量短、效率較高等。因精加工的進給路線基本上都是沿其零件輪廓順序進行的

70、，因此確定進給路線的工作重點是確定粗加工及空行程的進給路線。下面將具體分析：</p><p>　?。?）加工路線與加工余量的關系</p><p>　　在數(shù)控車床還未達到普及使用的條件下，一般應把毛坯件上過多的余量，特別是含有鍛、鑄硬皮層的余量安排在普通車床上加工。如必須用數(shù)控車床加工時，則要注意程序的靈活安排。安排一些子程序?qū)τ嗔窟^多的部位先作一定的切削加工。</p><

71、;p>　?、賹Υ笥嗔棵鬟M行階梯切削時的加工路線</p><p>　　圖4-2所示為車削大余量工件的兩種加工路線，圖（a）是錯誤的階梯切削路線，圖（b）按1→5的順序切削，每次切削所留余量相等，是正確的階梯切削路線。因為在同樣背吃刀量的條件下，按圖（a）方式加工所剩的余量過多。</p><p><b>　　圖4-2</b></p><p>

72、;　　根據(jù)數(shù)控加工的特點，還可以放棄常用的階梯車削法，改用依次從軸向和徑向進刀、順工件毛坯輪廓走刀的路線（如圖4-3所示）</p><p><b>　　圖4-3</b></p><p>　　②分層切削時刀具的終止位置</p><p>　　當某表面的余量較多需分層多次走刀切削時，從第二刀開始就要注意防止走刀到終點時切削深度的猛增。如圖4-4所示，

73、設以90°主偏角刀分層車削外圓，合理的安排應是每一刀的切削終點依次提前一小段距離e（例如可取e=0.05㎜）。如果e=0，則每一刀都終止在同一軸向位置上，主切削刃就可能受到瞬時的重負荷沖擊。當?shù)毒叩闹髌谴笥?0°，但仍然接近90°時，也宜作出層層遞退的安排，經(jīng)驗表明，這對延長粗加工刀具的壽命是有利的。</p><p><b>　　圖4-4</b></p&

74、gt;<p>　?。?）刀具的切入、切出</p><p>　　在數(shù)控機床上進行加工時，要安排好刀具的切入、切出路線，盡量使刀具沿輪廓的切線方向切入、切出。</p><p>　　尤其是車螺紋時，必須設置升速段δ1和降速段δ2（如圖4-5），這樣可避免因車刀升降而影響螺距的穩(wěn)定。</p><p><b>　　圖4-5</b></

75、p><p>　?。?）確定最短的空行程路線</p><p>　　確定最短的走刀路線，除了依靠大量的實踐經(jīng)驗外，還應善于分析，必要時輔以一些簡單計算?，F(xiàn)將實踐中的部分設計方法或思路介紹如下。</p><p>　?、偾捎脤Φ饵c 圖4-6（a）為采用矩形循環(huán)方式進行粗車的一般情況示例。其起刀點A的設定是考慮到精車等加工過程中需方便地換刀，故設置在離坯料較遠的位置處，同時將起刀

76、點與其對刀點重合在一起，按三刀粗車的走刀路線安排如下：</p><p>　　第一刀為 A→B→C→D→A </p><p>　　第二刀為 A→E→F→G→A </p><p>　　第三刀為 A→H→I→J→A </p><p>　　圖4-6（b）則是巧將起刀點與對刀點分離，并設于圖示B點位置，仍按相同的切削用量進行三刀粗車，其走刀路線安排如下

77、：起刀點與對刀點分離的空行程為A→B </p><p>　　第一刀為 B→C→D→E→B </p><p>　　第二刀為 B→F→G→H→B </p><p>　　第三刀為 B→I→J→K→B </p><p>　　顯然，圖4-6（b）所示的走刀路線短。</p><p><b>　　圖4-6</b>

78、;</p><p><b>　?、谇稍O換刀點</b></p><p>　　為了考慮換（轉(zhuǎn)）刀的方便和安全，有時將換（轉(zhuǎn)）刀點也設置在離坯件較遠的位置處（如圖4-6中A點），那么，當換第二把刀后，進行精車時的空行程路線必然也較長；如果將第二把刀的換刀點也設置在圖4-6（b）中的B點位置上，則可縮短空行程距離。</p><p>　　③合理安排“回零

79、”路線 在手工編制較復雜輪廓的加工程序時，為使其計算過程盡量簡化，既不易出錯，又便于校核，編程者（特別是初學者）有時將每一刀加工完后的刀具終點通過執(zhí)行“回零”（即返回對刀點）指令，使其全都返回到對刀點位置，然后再進行后續(xù)程序。這樣會增加走刀路線的距離，從而大大降低生產(chǎn)效率。因此，在合理安排“回零”路線時，應使其前一刀終點與后一刀起點間的距離盡量減短，或者為零，即可滿足走刀路線為最短的要求。</p><p>　?。?/p>

80、4）確定最短的切削進給路線 </p><p>　　切削進給路線短，可有效地提高生產(chǎn)效率，降低刀具損耗等。在安排粗加工或半精加工的切削進給路線時，應同時兼顧到被加工零件的剛性及加工的工藝性等要求，不要顧此失彼。</p><p>　　圖4-7為粗車工件時幾種不同切削進給路線的安排示例。其中，圖4-7（a）表示利用數(shù)控系統(tǒng)具有的封閉式復合循環(huán)功能而控制車刀沿著工件輪廓進行走刀的路線；圖4-7（b

81、）為利用其程序循環(huán)功能安排的“三角形”走刀路線；圖4-7（c）為利用其矩形循環(huán)功能而安排的“矩形”走刀路線。</p><p><b>　　圖4-7</b></p><p>　　對以上三種切削進給路線，經(jīng)分析和判斷后可知矩形循環(huán)進給路線的走刀長度總和為最短。因此，在同等條件下，其切削所需時間（不含空行程）為最短，刀具的損耗小。另外，矩形循環(huán)加工的程序段格式較簡單，所以這

82、種進給路線的安排，在制定加工方案時應用較多。</p><p>　　4.4零件及加工程序編制</p><p>　　1、機床和毛坯的選擇</p><p>　　這對配合件是典型的軸類零件，主要加工有內(nèi)外圓柱面、外圓柱面、內(nèi)而外螺紋、半橢圓面和圓弧面的加工，故選擇臥式高效數(shù)控車床即可完成所有加工面的加工要求。具體說，加工零件有粗精車外形、車槽、車螺紋、鏜內(nèi)孔、車內(nèi)槽、車內(nèi)螺

83、紋等工序。所需刀具不超過八把。故選擇國產(chǎn)CKG6132型臥式數(shù)控車床即可滿足上述要求。該機床規(guī)格為直徑460*500mm，X軸行程為225mm，Z軸行程為600mm，尾座體行程380mm，摧力為9000N，主軸轉(zhuǎn)速范圍為30～4000r/min。X/Z定位精度和重復定位精度分別為0.005mm和0.003mm。刀架容量是4把。數(shù)控系統(tǒng)為FANUC 0i。工件在依次裝夾中即可完成外圓、車槽、車螺紋、鏜孔等工步的加工。</p>

84、<p>　　毛坯零件尺寸為直徑35mm*100mm, 內(nèi)孔毛坯零件直徑26mm*40mm.</p><p><b>　　圖4-8示例</b></p><p><b>　　圖4-8</b></p><p>　　2、手工編程程序（采用FANUC 0i系統(tǒng)編程）</p><p>　　表1.1.

85、8 數(shù)控加工程序單</p><p>　　┌ →Z(W、K) 零件名稱 內(nèi)螺紋深槽橢圓球頭心軸 校核 </p><p>　　↓X(U、I) P0130 </p><p>　　表1.1.9 數(shù)控加工程序單<

86、/p><p>　　┌ →Z(W、K) 零件名稱 內(nèi)螺紋深槽橢圓球頭心軸 校核 </p><p>　　↓X(U、I) P0140 </p><p>　　表1.1.9 數(shù)控加工程序單</p><p&

87、gt;　　┌ →Z(W、K) 零件名稱 內(nèi)螺紋深槽橢圓球頭心軸 校核 </p><p>　　↓X(U、I) P0140 </p><p><b>　　結 論</b></p><p>　　通

88、過以上程序的數(shù)控車削加工，對數(shù)控車削加工的整個過程有了較為全面的了解。</p><p>　　通過本設計中選擇刀具，對數(shù)控機床工具系統(tǒng)的特點、數(shù)控機床刀具材料和使用范圍有了較深的了解，基本掌握了數(shù)控機床刀具的使用方法；經(jīng)過設計加工方案，進一步了解了工件定位的基本原理、定位方式與定位元件及數(shù)控機床用夾具的種類與特點，對教材中有關定位基準的選擇原則與數(shù)控加工夾具的選擇方法有了更深的了解；經(jīng)過編制零件的加工程序，基本熟悉

89、數(shù)控編程的主要內(nèi)容及步驟、編程的種類、程序結構與格式，對數(shù)控編程前數(shù)學處理內(nèi)容、基點坐標、輔助程序段的數(shù)值計算有了進一步的認識。另外，工藝設計、數(shù)值計算及程序編制的過程比較繁重，設計過程當中自己不斷學習和實踐，每解決一個問題，都會感到不盡的喜悅和興奮。</p><p>　　通過本設計的實踐，真切體會到理論必須和生產(chǎn)實踐結合。教材中所學到的許多內(nèi)容在實踐中得到可印證，但在具體操作中也出現(xiàn)了一些意向不到的事情，在工藝

90、方案確定后，加工程序也經(jīng)過多次試調(diào)、修改才最終完成了零件的加工?？吹阶约杭庸こ龊细竦牧慵?，對自己所學的專業(yè)更加充滿信心。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　經(jīng)過一個月的忙碌和工作，本文在**老師精心指導和大力支持下完成的。*老師以其嚴謹求實的治學態(tài)度，高度的敬業(yè)精神，兢兢業(yè)業(yè)，孜孜以求的工作作風和大膽創(chuàng)新的進取精神對我產(chǎn)生重要影響。他淵

91、博的知識，開闊的視野和敏銳的思維給了我深深的啟迪。同時，在此次畢業(yè)設計過程中，我也學到了許多關于機械方面的知識，實踐技能由了很大的提高。</p><p>　　作為一個專科生的畢業(yè)論文，由于經(jīng)驗的匱乏，難免由許多考慮不周全的地方，如果沒有導師的督促指導，以及一起工作的同學們的支持，想要完成這個設計是難以想象的。特別他多次詢問寫作指導，并為我指點迷津幫助我開拓思路，精心點撥，熱忱鼓勵。他嚴肅的教學態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W精神

92、，精益求精的工作作風深深的感染和激勵著我，并將積極影響我以后的學習和工作正是由于他，我才能在各方面取得顯著的進步，在此向他表示我由衷的謝意，并祝管老師培養(yǎng)出越來越多的優(yōu)秀人才，桃李滿天下！</p><p>　　此外，我還感謝在大學四年幫助我的人，感謝長江大學各位老師在學習上的點撥，同時我也要感謝在論文寫作過程中，幫助過我、并且共同奮斗四年的大學同學們，能夠順利完成論文，是因為有你們。</p><

93、;p>　　在論文完成之際，我的心情分外舒暢，從開始到結束，有多少朋友、師長給了我無言的幫助。在此，請接受我誠摯的謝意。最后我 還要感謝培養(yǎng)我長大含辛茹苦的父母，謝謝你們！</p><p>　　感謝長江大學四年來對我的栽培。</p><p><b>　　參 考 文 獻</b></p><p>　　[1]吳明友.數(shù)控機床加工技術.東南大學出版

94、社.2000.6</p><p>　　[2]孫竹.數(shù)控機床編程與操作.機械工業(yè)出版社.1996.4</p><p>　　[3]艾興、肖詩.削用量簡明手冊.北京機械工業(yè)出版社.1983.3</p><p>　　[4]徐宏主.數(shù)控加工工藝.化工工業(yè)出版社.2003.3</p><p>　　[5]孫江宏.陳秀梅.PRO/E2001數(shù)控加工教程.北京