軸類零件加工工藝分析

1、西安工業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文1 前言科學(xué)技術(shù)和社會(huì)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，對機(jī)械產(chǎn)品的性能、質(zhì)量、生產(chǎn)率和成本提出了越來越高的要求。機(jī)械加工工藝過程自動(dòng)化是實(shí)現(xiàn)上述要求的重要技術(shù)措施之一。他不僅能夠提高品質(zhì)質(zhì)量和生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，還能改善工人的勞動(dòng)條件，但是采用這種自動(dòng)和高效率的設(shè)備需要很大的初期投資，以及較長的生產(chǎn)周期，只有在大批量的生產(chǎn)條件下，才會(huì)有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。隨著消費(fèi)向個(gè)性化發(fā)展，單件小批量多品種產(chǎn)品占到70%-80%，這類產(chǎn)品的零件一般采用通用機(jī)床來加工。而通用機(jī)床的自動(dòng)化程度不高，基本上由人工操作，難于進(jìn)一步提高生產(chǎn)率和保證質(zhì)量。特別是由曲線、曲面組成的復(fù)雜零件，只能借助

2、靠模和仿行機(jī)床或者借助畫線和樣板用手工操作的方法來完成，其加工精度和生產(chǎn)率受到極大影響。為了解決上述問題，滿足多品種、小批量，特別是結(jié)構(gòu)復(fù)雜精度要求高的零件的自動(dòng)化生產(chǎn)，迫切需要一種靈活的、通用的，能夠適應(yīng)產(chǎn)品頻繁變化的“柔性”自動(dòng)化機(jī)床。數(shù)控機(jī)床才得已產(chǎn)生和發(fā)展。數(shù)控技術(shù)是數(shù)字控制（Numerical Control）技術(shù)的簡稱。它采用數(shù)字化信號對被控制設(shè)備進(jìn)行控制，使其產(chǎn)生各種規(guī)定的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)作。利用數(shù)控技術(shù)可以把生產(chǎn)過程用某中語言編寫的程序來描述，將程序以數(shù)字形式送入計(jì)算機(jī)或?qū)Ｓ玫臄?shù)字計(jì)算裝置進(jìn)行處理輸出，并控制生產(chǎn)過程中相應(yīng)的執(zhí)行程序，從而使生產(chǎn)過程能在無人干預(yù)的情況下自動(dòng)進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)

3、過程的自動(dòng)化。采用數(shù)控技術(shù)的控制系統(tǒng)稱為數(shù)控系統(tǒng)（Numerical Control System）。根據(jù)被控對象的不同，存在多種數(shù)控系統(tǒng)，其中產(chǎn)生最早應(yīng)用最廣泛的是機(jī)械加工行業(yè)中的各種機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)。所謂機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)就是以加工機(jī)床為控制對象的數(shù)字控制系統(tǒng)。安裝有數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床稱為數(shù)控機(jī)床。它是數(shù)控系統(tǒng)與機(jī)床本體的結(jié)合體。數(shù)控車床是數(shù)控系統(tǒng)與車床本體的結(jié)合體；數(shù)控銑床是數(shù)控系統(tǒng)與銑床本體的結(jié)合體。除此之外還有數(shù)控線切割機(jī)床和數(shù)控加工中心等。數(shù)控機(jī)床是具有高附加值的技術(shù)密集型產(chǎn)品，是集機(jī)械、計(jì)算機(jī)、微電子、現(xiàn)代控制及精密測量等多種現(xiàn)代技術(shù)為一體的高度機(jī)電一體化設(shè)備。數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生使傳統(tǒng)的機(jī)械加工發(fā)

4、生了巨大的變化，這不僅表現(xiàn)在復(fù)雜工件的制造成為可能，更表現(xiàn)在采用了數(shù)控技術(shù)后使生產(chǎn)加工過程真正實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化。2 工件的裝夾2.1 定位基準(zhǔn)的選擇在制定零件加工的工藝規(guī)程時(shí)，正確地選擇工件的定位基準(zhǔn)有著十分重要的意義。定位基準(zhǔn)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。合理選擇定位基準(zhǔn)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。2.2 定位基準(zhǔn)選擇的原則1)基準(zhǔn)重合原則。為了避免基準(zhǔn)不重合誤差，方便編程，應(yīng)選用工序基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，盡量使工序基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)、編程原點(diǎn)三者統(tǒng)一。2）便于裝夾的原則。所選擇的定位基準(zhǔn)應(yīng)能保證定位準(zhǔn)確、可靠，定位、夾緊

5、機(jī)構(gòu)簡單、易操作，敞開性好，能夠加工盡可能多的表面。3）便于對刀的原則。批量加工時(shí)在工件坐標(biāo)系已經(jīng)確定的情況下，保證對刀的可能性和方便性。2.3 確定零件的定位基準(zhǔn)以左右端大端面為定位基準(zhǔn)。2.4 裝夾方式的選擇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(zhì)量，而且對生產(chǎn)率，加工成本及操作安全都有直接影響。2.5 數(shù)控車床常用的裝夾方式1）在三爪自定心卡盤上裝夾。三爪自定心卡盤的三個(gè)卡爪是同步運(yùn)動(dòng)的，能自動(dòng)定心，一般不需要找正。該卡盤裝夾工件方便、省時(shí)，但夾緊力小，適用于裝夾外形規(guī)則的中、小型工件

6、。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(shí)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。3）用卡盤和頂尖裝夾。當(dāng)車削質(zhì)量較大的工件時(shí)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(zhǔn)確，應(yīng)用較廣泛。4）用心軸裝夾。當(dāng)裝夾面為螺紋時(shí)再做個(gè)與之配合的螺紋進(jìn)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(zhǔn)確。2.6 確定合理的裝夾方裝夾方法：先用三爪自定心卡盤毛坯左端，加工右端達(dá)到工件精度要求；再工件調(diào)頭，用三爪自定心卡盤毛坯右端52，再加工左端達(dá)到工件精度要求。3

7、軸類零件的加工工藝軸類零件是機(jī)器中經(jīng)常遇到的典型零件之一。它主要用來支承傳動(dòng)零部件，傳遞扭矩和承受載荷。軸類零件是旋轉(zhuǎn)體零件，其長度大于直徑，一般由同心軸的外圓柱面、圓錐面、內(nèi)孔和螺紋及相應(yīng)的端面所組成。根據(jù)結(jié)構(gòu)形狀的不同，軸類零件可分為光軸、階梯軸、空心軸和曲軸等。軸的長徑比小于5的稱為短軸，大于20的稱為細(xì)長軸，大多數(shù)軸介于兩者之間。軸用軸承支承，與軸承配合的軸段稱為軸頸。軸頸是軸的裝配基準(zhǔn)，它們的精度和表面質(zhì)量一般要求較高，其技術(shù)要求一般根據(jù)軸的主要功用和工作條件制定，主要要求如下：1 尺寸精度比一般的零件的尺寸精度要求高。軸類零件中支承軸頸的精度要求最高，為IT5IT7；配合軸頸的尺寸

8、精度要求可以低一些，為IT6IT9。2 形狀精度高。3 位置精度高，其一般軸的徑向跳動(dòng)為0.010.03，高精度的軸為0.0010.005。4 表面粗糙度比一般的零件高，支承軸頸和重要表面的表面粗糙度Ra常為0.10.8um，配合軸頸和次要表面的表面粗糙度Ra為0.83.2um。軸類零件一般常用的材料有45鋼、40Cr合金鋼、軸承鋼GCr15和彈簧鋼65Mn，還有20CrMoTi、20Mn2B、20Cr等。軸類零件最常用的毛坯是棒料和鍛件，只有一些大型或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的軸，在質(zhì)量允許時(shí)才采用鑄件。由于毛坯經(jīng)過鍛造后，能使金屬內(nèi)部纖維組織沿表面均勻分布，可獲得較高的抗拉、抗彎及抗扭強(qiáng)度。所以除了光軸、

9、直徑相差不大的階梯軸可使用熱軋料棒料或冷拉棒料外，一般比較重要的軸大都采用鍛件。另外軸類零件的毛坯還需要經(jīng)過熱處理。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則：1 節(jié)約材料，減輕重量盡量采用等強(qiáng)度的外形尺寸，或大的截面系數(shù)的截面形狀。2 易于軸上零件的精確定位，穩(wěn)固裝配拆卸和調(diào)整。3 采用各種減少應(yīng)力應(yīng)用和提高強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)措施。4 便于加工制造和保證精度。軸類零件中工藝規(guī)程的制訂，直接關(guān)系到工件質(zhì)量、勞動(dòng)生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效益。一零件可以有幾種不同的加工方法，但只有某一種較合理，在制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程中，須注意以下幾點(diǎn)：1 零件圖工藝分析中，需理解零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、精度、材質(zhì)、熱處理等技術(shù)要求，且要研究產(chǎn)品裝配圖，部件裝配圖及驗(yàn)收

10、標(biāo)準(zhǔn)。2 滲碳件加工工藝路線一般為：下料鍛造正火粗加工半精加工滲碳去碳加工淬火車螺紋、鉆孔或銑槽粗磨低溫時(shí)效半精磨低溫時(shí)效精磨。3 粗基準(zhǔn)選擇：有非加工表面，應(yīng)選非加工表面作為粗基準(zhǔn)。對所有表面都需加工的鑄件軸，根據(jù)加工余量最小表面找正。且選擇平整光滑表面，讓開澆口處。選牢固可靠表面為粗基準(zhǔn)，同時(shí)，粗基準(zhǔn)不可重復(fù)使用。4 精基準(zhǔn)選擇：要符合基準(zhǔn)重合原則，盡可能選設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或裝配基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。盡可能在多數(shù)工序中用同一個(gè)定位基準(zhǔn)。盡可能使定位基準(zhǔn)與測量基準(zhǔn)重合。選擇精度高、安裝穩(wěn)定可靠表面為精基準(zhǔn)。4 軸類零件實(shí)例加工4.1 加工工藝分析 圖4.1 零件圖4.1.1 分析零件圖

11、紙和工藝分析該軸類零件由圓柱、圓錐、圓弧、螺紋和槽等表面組成。零件材料為45號鋼，無熱處理要求，該零件進(jìn)行精加工，圖4.1中70不加工。通過上述分析，可以采用下面的工藝措施： 選用具有直線、圓弧插補(bǔ)功能的數(shù)控車床加工，機(jī)床名稱：CJK6032A數(shù)控機(jī)床,如下圖:4.1.1所示。如圖:4.1.1相關(guān)參數(shù)如下：1 零件螺紋外徑、圓錐、側(cè)角、外圓和臺(tái)階可一次加工，圓弧已大于90，加工是要注意保證加工不干涉。2 為便于裝夾，坯件左端預(yù)車出加持部分，右端也應(yīng)先車出并鉆好中心孔，毛坯用料為直徑70mm棒料。3 該零件在加工中只需要一次裝夾加工，從圖紙上進(jìn)行尺寸標(biāo)注分析：工件坐標(biāo)系的工件原點(diǎn)應(yīng)選擇定在零件裝

12、夾后的右端面圓心處O（0，0）點(diǎn)，如圖4.1.1所示。4.1.2 確定裝夾方案由于夾具確定了零件在數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系中的位置，因而根據(jù)要求夾具能保證零件在機(jī)床的正確坐標(biāo)方向，同時(shí)協(xié)調(diào)零件與機(jī)床坐標(biāo)系的尺寸。因此數(shù)控機(jī)床的夾具應(yīng)定位可靠、穩(wěn)定，一般采用三爪自定心卡盤、四爪單動(dòng)卡盤或彈簧夾頭。分析本工件為外輪廓加工，外表面可以依次加工，無內(nèi)孔，可采用一次裝夾完成粗、精加工。為了保證在加工螺紋時(shí)確保工件不來回晃動(dòng),減少誤差,一般以軸線和左端面為定位基準(zhǔn),左端采用三爪自定心卡盤定心夾緊,右端采用活動(dòng)頂尖支撐裝夾方案。4.1.3 確定加工路線及進(jìn)給路線加工順序的確定按由內(nèi)到外、由粗到精、由近到遠(yuǎn)的原則確定，

13、在一次裝夾中盡可能加工出較多的工件表面。因此在本設(shè)計(jì)中加工路線是按先粗車（給精車留余量1mm），然后再精車，按先主后次的加工原則盡量使“刀具集中”，即用一把刀加工完相應(yīng)的部位，在換另一把刀加工其他部位。以減少空行程和換刀時(shí)間，因此：1 車外圓：自右向左加工，起加工路線為：先倒角切削螺紋的實(shí)際外圓28側(cè)角切削錐度部分撤消圓弧部分車削66。2 切槽：考慮到槽不太寬，可采用一把刀一刀完成，選擇刀具寬度與槽寬相等，分多刀步進(jìn)切削。步進(jìn)深度為1mm。3 車螺紋：分析螺紋深度不深，采用兩刀完成螺紋加工。4 切斷：零件加工結(jié)束后，選擇切斷刀將工件從棒料上分離出來完成一個(gè)零件的加工。加工路線如下圖4.1.3所

14、示（數(shù)控自動(dòng)加工工序卡）：表4.1.3軟件職業(yè)技術(shù)學(xué)院數(shù)控自動(dòng)加工工序卡型別車削零件圖號零件名稱軸類零件31設(shè)備名稱車床設(shè)備型號CJK6032A程序號%0001基本材料45鋼硬度HRC26-28工序名稱區(qū)域車削工序號NC01工步號工步內(nèi)容夾刀具量具編號名稱編號名稱1粗車外圓01外圓車刀01游標(biāo)卡尺2精車槽02切槽刀02千分尺3精車螺紋03螺紋刀01游標(biāo)卡尺4精車外圓03螺紋刀02千分尺4.1.4 刀具的選擇與普通機(jī)床相比，數(shù)控加工時(shí)對刀具提出了更高的要求，不僅要求剛性好、精度高，而且要求尺寸穩(wěn)定、耐用度高、斷屑和排屑性能好，同時(shí)要求安裝調(diào)整方便，滿足數(shù)控機(jī)床的高效率。因此，刀具的選擇是數(shù)控車削

15、加工工藝中的重要內(nèi)容之一,它不僅影響機(jī)床加工效率而且直接影響零件的加工質(zhì)量。在編程時(shí)選擇刀具通常要考慮機(jī)床的加工能力、工序內(nèi)容、被加工零件材料等因素。數(shù)控加工刀具材料要求采用新型優(yōu)質(zhì)材料，一般原則是盡可能選擇硬質(zhì)合金精密加工時(shí)還可選擇性能更好、更耐磨的陶瓷立方氮化硼和金剛石刀具并優(yōu)選刀具參數(shù)。一般來說需將所選定的刀具參數(shù)填入表軸承套數(shù)控加工刀具卡片中，以便于編程和操作管理。常見的軸套類數(shù)控加工刀具如下。 軸承套數(shù)控加工刀具卡片產(chǎn)品名稱或代號數(shù)控車工藝分析實(shí)例零件名稱軸承套零件圖號Lathe-01序號刀具號刀具規(guī)格名稱數(shù)量加工表面刀尖半徑mm備注1T0145硬質(zhì)合金端面車刀1車端面2T02中心鉆

16、1鉆中心孔3T03割槽刀1割槽4T04鏜刀1鏜內(nèi)孔各表面5T0590外圓車刀1車外圓表面6T06大鉆頭1鉆底孔7T0760外螺紋車刀1車M45螺紋編制張忠祥審核批準(zhǔn)年 月 日共1頁第1頁根據(jù)加工要求，選用三把刀具，號刀車外圓，號刀切槽，號刀車螺紋及進(jìn)行精加工。刀具應(yīng)正確的選擇換刀點(diǎn)，以便在換刀過程中，刀具與工作機(jī)床和夾具不會(huì)碰撞。此設(shè)計(jì)中，換刀點(diǎn)為P（100，100）見圖4.1.1。（1）粗車外輪廓選擇硬質(zhì)合金90度外圓刀，其副偏角應(yīng)取大一些為防止干涉，現(xiàn)取副偏角為35度；（2）切槽選擇硬質(zhì)合金切槽刀，刀尖寬度為5mm；（3）精車倒角、外圓、圓錐、圓弧。車M281.5螺紋，應(yīng)選用硬質(zhì)合金60外

17、螺紋刀，取刀尖半徑為0.150.2mm。刀具選擇完畢、工件裝夾方式確定后，即可通過確定工件原點(diǎn)來確定工件坐標(biāo)系。如果要運(yùn)行這一程序來加工工件，必須確定刀具在工件坐標(biāo)系開始運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)。程序起始點(diǎn)或起刀點(diǎn)一般通過對刀來確定，所以，該點(diǎn)又稱為對刀點(diǎn)。在編制程序時(shí)，要正確選擇對刀點(diǎn)的位置。對刀點(diǎn)設(shè)置原則是：（1）便于數(shù)值處理和簡化程序編制；（2）易于找正并在加工過程中便于查找；（3）引起的加工誤差小。對刀點(diǎn)可以設(shè)置在加工零件上，也可以設(shè)置在夾具或機(jī)床上。4.2 實(shí)體零件的生成實(shí)體是利用Pro/E軟件生成的：首先打開Pro/E軟件新建一個(gè)零件窗口，然后草繪出來零件的二維零件圖，在利用軟件中的實(shí)體把二維圖

18、轉(zhuǎn)換成實(shí)體（如圖42所示）。先保存一下，然后在打開一個(gè)制造的窗口，這樣會(huì)彈出一個(gè)對話框，先點(diǎn)裝配，有回彈出一個(gè)子菜單，再點(diǎn)裝配，把剛才保存的零件裝配到制造這個(gè)窗口上，調(diào)一下約束，把零件調(diào)到完全約束狀態(tài)。然后點(diǎn)擊完成。點(diǎn)里面的創(chuàng)建按扭，在下面的菜單欄里點(diǎn)定義后會(huì)彈出一個(gè)窗口，然后在實(shí)體零件上選一個(gè)與軸長平行的基準(zhǔn)面，在選一個(gè)與軸垂直的基準(zhǔn)面，然后會(huì)自動(dòng)彈出草繪界面，在那上面草繪出一個(gè)比實(shí)體零件大的圓（70），然后點(diǎn)確定按扭，把生成的毛坯覆蓋住零件長度146。這樣就完成了毛坯的生成（如圖42所示）。圖424.3 選擇切削用量數(shù)控編程時(shí)，編程人員必須確定每道工序的切削用量，并以指令的形式寫入程序中。

19、切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速、背吃刀量及進(jìn)給速度等。對于不同的加工方法，需要選用不同的切削用量。切削用量的選擇原則是：保證零件加工精度和表面粗糙度，充分發(fā)揮刀具切削性能，保證合理的刀具耐用度；并充分發(fā)揮機(jī)床的性能，最大限度提高生產(chǎn)率，降低成本。4.3.1 主軸轉(zhuǎn)速的確定主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)允許的切削速度和工件（或刀具）直徑來選擇。根據(jù)本次加工的實(shí)際情況選擇主軸轉(zhuǎn)速為：車直線、圓弧和切槽時(shí)其粗車主軸轉(zhuǎn)速為400r/min，精車時(shí)，主軸轉(zhuǎn)速900r/min，車螺紋時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速為400r/min。4.3.2 進(jìn)給速度的確定進(jìn)給速度是數(shù)控機(jī)床切削用量中的重要參數(shù)，主要根據(jù)零件的加工進(jìn)度和表面粗糙度要求以及刀具、工件

20、的材料性質(zhì)選取。最大進(jìn)給速度受機(jī)床剛度和進(jìn)給系統(tǒng)的性能限制。一般粗車選用較高的進(jìn)給速度，以便較快去除毛坯余量，精車以考慮表面粗糙和零件精度為原則，應(yīng)選擇較低的進(jìn)給速度，得出下表粗精外圓0.15min/r0.08min/r內(nèi)孔0.05min/r0.04min/r槽0.04 min/r在本例中選擇進(jìn)給速度為：粗車時(shí)，選取進(jìn)給量為0.14mm/r，精車時(shí)，選取進(jìn)給量為0.08mm/r，車螺紋時(shí)，進(jìn)給量等于螺紋導(dǎo)程，選為1.5mm/r。4.3.3 背吃刀量確定背吃刀量根據(jù)機(jī)床、工件和刀具的剛度來決定，在剛度允許的條件下，應(yīng)盡可能使背吃刀量等于工件的加工余量(除去精車量)，這樣可以減少走刀次數(shù)，提高生產(chǎn)

21、效率。為了保證加工表面質(zhì)量，可留少量精加工余量，一般0.2-0.4mm。本例中，背吃刀量的選擇大致為如下表4.3.3：粗精外圓1.5-2(mm)0.2-0.4(mm)內(nèi)孔1-1.5(mm)0.1-0.3(mm)螺紋隨進(jìn)刀次數(shù)依次減少槽根據(jù)刀寬，分兩次進(jìn)行如表4.3.3：注意：背吃刀量的選擇因粗、精加工而有所不同。粗加工時(shí)，在工藝系統(tǒng)剛性和機(jī)床功率允許的情況下，盡可能取較大的背吃刀量，以減少進(jìn)給次數(shù)；精加工時(shí)，為保證零件表面粗糙度要求，背吃刀量一般取0.l0.4 mm較為合適。故在本例中粗加工時(shí)：切削深度為4mm，精車時(shí)切削深度為0.4mm。4.4 編程數(shù)控機(jī)床是一種技術(shù)密集度及自動(dòng)化程度很高的

22、機(jī)電一體化加工設(shè)備，是綜合應(yīng)用計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、自動(dòng)檢測及精密機(jī)械等高新技術(shù)的產(chǎn)物。隨著數(shù)控機(jī)床的發(fā)展與普及，現(xiàn)代化企業(yè)對于懂得數(shù)控加工技術(shù)、能進(jìn)行數(shù)控加工編程的技術(shù)人才的需求量必將不斷增加。數(shù)控車床是目前使用最廣泛的數(shù)控機(jī)床之一。4.4.1 編程特點(diǎn)1)在一個(gè)程序段中，根據(jù)圖樣上標(biāo)注的尺寸，可以采用絕對值編程、增量值編程或二者混合編程。2)由于被加工零件的徑向尺寸在圖樣上和測量時(shí)，都是以直徑值表示。所以直徑方向用絕對值編程時(shí)，X以直徑值表示，用增量值編程時(shí)，以徑向?qū)嶋H位移量的二倍值表示，并附上方向符號(正向可以省略)。3)為提高工件的徑向尺寸精度，X向的脈沖當(dāng)量取Z向的一半。 4)由于車削加

23、工常用棒料或鍛料作為毛坯，加工余量較大，所以為簡化編程，數(shù)控裝置常具備不同形式的固定循環(huán)，可進(jìn)行多次重復(fù)循環(huán)切削。 5)編程時(shí)，常認(rèn)為車刀刀尖是一個(gè)點(diǎn)，而實(shí)際上為了提高刀具壽命和工件表面質(zhì)量，車刀刀尖常磨成一個(gè)半徑不大的圓弧，因此為提高工件的加工精度，當(dāng)編制圓頭刀程序時(shí)，需要對刀具半徑進(jìn)行補(bǔ)償。大多數(shù)數(shù)控車床都具有刀具半徑自動(dòng)補(bǔ)償功能(G41、G42)這類數(shù)控車床可直接按工件輪廓尺寸編程。對不具備刀具半徑自動(dòng)補(bǔ)償功能的數(shù)控車床，編程時(shí)，需先計(jì)算補(bǔ)償量。4.4.2 編程方法數(shù)控編程方法有手工編程和自動(dòng)編程兩種。手工編程是指從零件圖樣分析工藝處理、數(shù)據(jù)計(jì)算、編寫程序單、輸入程序到程序校驗(yàn)等各步驟主

24、要有人工完成的編程過程。它適用于點(diǎn)位加工或幾何形狀不太復(fù)雜的零件的加工，以及計(jì)算較簡單，程序段不多，編程易于實(shí)現(xiàn)的場合等。但對于幾何形狀復(fù)雜的零件，以及幾何元素不復(fù)雜但需編制程序量很大的零件，由于編程時(shí)計(jì)算數(shù)值的工作相當(dāng)繁瑣，工作量大，容易出錯(cuò)，程序校驗(yàn)也較困難，用手工編程難以完成，因此要采用自動(dòng)編程。所謂自動(dòng)編程即程序編制工作的大部分或全部有計(jì)算機(jī)完成，可以有效解決復(fù)雜零件的加工問題，也是數(shù)控編程未來的發(fā)展趨勢。4.4.3 編程步驟拿到一張零件圖紙后，首先應(yīng)對零件圖紙分析，確定加工工藝過程，也即確定零件的加工方法，加工路線及工藝參數(shù)。其次應(yīng)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算。絕大部分?jǐn)?shù)控系統(tǒng)都帶有刀補(bǔ)功能，只需計(jì)

25、算輪廓相鄰幾何元素的交點(diǎn)（或切點(diǎn)）的坐標(biāo)值，得出各幾何元素的起點(diǎn)終點(diǎn)和圓弧的圓心坐標(biāo)值即可。最后，根據(jù)計(jì)算出的刀具運(yùn)動(dòng)軌跡坐標(biāo)值和已確定的加工參數(shù)及輔助動(dòng)作，結(jié)合數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定使用的坐標(biāo)指令代碼和程序段格式，逐段編寫零件加工程序單，并輸入CNC裝置的存儲(chǔ)器中。4.4.4 實(shí)例分析數(shù)控車床主要是加工回轉(zhuǎn)體零件，典型的加工表面不外乎外圓柱、外圓錐、螺紋、圓弧 面、 切槽等。由于該零件的加工路線、切削用量 、刀具選擇在上文已分析完畢，在此不在做重復(fù)分析。走刀路線圖：編寫程序單，確定O為工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)（見圖 4.2.1-1 ）并將A點(diǎn)作為換刀點(diǎn)，即程序的起點(diǎn)。4.4.5 加工程序%0001M03S60

26、0T0101G00X75Z0G01X0F0.3G00Z2G00X72.5G73U42W45R7G73P30Q40U0.5W0.2F0.3N30G00X22G01Z0F0.05X48Z-35X40Z-45X22Z-105G02X46Z-117R12G03X66Z-127R10G01Z-145N40X70G00P30Q40G00X100Z100T0202S500G00X30Z-35G01X20X30Z-33X20G00X100Z100T0303G00X28Z6G92X27.4Z-33F1.5X26.9X26.4X26.15G00X100Z100T0100M30結(jié)論要實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工，編程是關(guān)鍵。例數(shù)控

27、車床加工零件的進(jìn)行了編程分析，但它具有一定的代表性。由于數(shù)控車床可以加工普通車床無法加工的復(fù)雜曲面，加工精度高，質(zhì)量容易保證，發(fā)展前景十分廣闊，因此掌握數(shù)控車床的加工編程技術(shù)尤為重要。同時(shí)，數(shù)控機(jī)床在機(jī)械制造業(yè)中得到日益廣泛的應(yīng)用，是因?yàn)槠渚哂性S多如下優(yōu)越的特點(diǎn)。1生產(chǎn)柔性大。在數(shù)控機(jī)床上加工不同零件時(shí)，只需要改變加工程序而不需要特別制造或更換刀具和夾具。2加工精度高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性好。數(shù)控機(jī)床采用了精密機(jī)械組件、靈敏的測量系統(tǒng)、精確的位置控制器和告警度的加工處理技術(shù)，所以具有很高的控制精度和加工精度。其自動(dòng)加工方法除了操作者的人為誤差，提高了同一批零件加工尺寸的一致性，使加工質(zhì)量穩(wěn)定、產(chǎn)品合

28、格率高。3生產(chǎn)效率高。具有較大的切削用量、自動(dòng)更換刀具實(shí)現(xiàn)了多工序集中加工，快速移動(dòng)和停止采用了加速、減速控制措施，大大節(jié)省工時(shí)；一般不用專用夾具，節(jié)省夾具設(shè)計(jì)、制造和更換的時(shí)間。4 較高的可靠性、較好的宜人性。在數(shù)控系統(tǒng)中集成了對部件的監(jiān)控和診斷功能。5良好的經(jīng)濟(jì)效率。采用數(shù)控機(jī)床可以提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低材料及其他資源損耗使生產(chǎn)成本降低，可以縮短新產(chǎn)品開發(fā)的生產(chǎn)周期，降低其他生產(chǎn)設(shè)備投資的費(fèi)用，所以總體成本下降?？色@得很好的經(jīng)濟(jì)效益。6減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，改善勞動(dòng)條件。其是按預(yù)先編好的程序自動(dòng)完成加工的，操作者只操作鍵盤，裝卸零件和監(jiān)視加工過程，不需進(jìn)行繁重的、重復(fù)性的手工操作。7有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)

29、代化。數(shù)控機(jī)床使用數(shù)字信息與標(biāo)準(zhǔn)代碼處理、傳遞信息。特別是在數(shù)控機(jī)床上使用計(jì)算機(jī)控制，為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、制造及管理一體化奠定了基礎(chǔ)。制造業(yè)為人類創(chuàng)造著輝煌的物質(zhì)文明，我國人民在各個(gè)歷史年代在機(jī)械方面都有過自己的貢獻(xiàn)，因此制造業(yè)是一個(gè)國家的立國之本。而制造業(yè)已不再僅僅是以前的力學(xué)、切削理論為主要基礎(chǔ)的一門學(xué)科而是涉及了機(jī)械科學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)、信息科學(xué)和管理科學(xué)的一門綜合科學(xué)。數(shù)控機(jī)床又代表了當(dāng)今制造也的發(fā)展方向。因此，掌握好這門學(xué)科必須通過理論學(xué)習(xí)、自我設(shè)計(jì)及工廠實(shí)踐來更好的體會(huì)加深理解。通過此次設(shè)計(jì)，我初步具有了分析和設(shè)計(jì)零件輪廓的能力，為以后解決生產(chǎn)實(shí)際問題和技術(shù)改造工作建立基礎(chǔ)，并了解了，現(xiàn)代制造技術(shù)與現(xiàn)代生產(chǎn)管理的結(jié)合，是制造技術(shù)發(fā)展的前沿與趨勢。但同時(shí)通過對比也發(fā)現(xiàn)了自己的缺陷，深刻的認(rèn)識(shí)到知識(shí)和實(shí)踐結(jié)合的重要性。特別是在專業(yè)知識(shí)方面學(xué)習(xí)不夠牢固，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)少，在技術(shù)設(shè)計(jì)方面考慮不夠周全。所以，在制造業(yè)這門科學(xué)中，光憑基本概念與理論根本無法全面理解掌握這門科學(xué)，還需要靠大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。因此，我體會(huì)最深的就是：百看不如一練，全面學(xué)好這門科學(xué)，必須在不斷的實(shí)踐理論實(shí)踐的循環(huán)中善于總結(jié)，才能達(dá)到令人滿意的成績?？傊?，在本次設(shè)計(jì)中，我獲得了許多新知識(shí)和新的學(xué)習(xí)方法，更多的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，