軸承套零件的數(shù)控加工及工藝分析

1、綜合實訓報告綜合實訓報告 軸承套零件的數(shù)控加工及工藝分析 學 校 名 稱 （電大）天津工程高級技工學校 班 級 08 電二 姓 名 王 龍 學 號 0912001458529 目目 錄錄 摘 要.ii 前 言.1 第一章 緒 論.2 1.1 數(shù)控加工概述.2 1.1.1 數(shù)控加工原理和特點.2 1.1.2 數(shù)控加工工藝概念和工藝過程.2 1.1.3 數(shù)控車削加工的主要對象及加工過程.3 第二章 軸承套的加工工藝分析.5 2.1 軸承套零件的工藝分析.5 2.2 軸承套定位基準和裝夾方式的選擇.6 2.2.1 定位基準的選擇.6 2.2.2 裝夾方式的選擇.7 2.2.3 確定軸承套的定位基準和

2、裝夾方式.7 2.3 軸承套加工順序和進給路線的確定.8 2.3.1 加工順序安排的原則.8 2.3.2 進給路線的確定.8 2.3.3 確定軸承套的加工順序及進給路線.9 2.4 軸承套加工刀具的選擇.11 2.4.1 數(shù)控車刀的類型及選用.11 2.4.2 軸承套數(shù)控加工的刀具選擇.11 2.5 軸承套加工切削用量的選擇.12 2.5.1 切削用量的選用原則.12 2.5.2 軸承套加工的切削用量選擇.13 第三章 軸承套的數(shù)控編程與加工.14 3.1 軸承套零件圖的數(shù)學處理.14 3.1.1 編程原點及換刀點的選擇.14 3.1.2 走刀軌跡點參數(shù)值的計算.14 3.2 編制零件加工程序

3、.15 3.2.1 數(shù)控編程注意事項：.15 3.2.2 編制加工程序.15 3.3 軸承套的加工.25 3.3.1 裝刀具.25 3.3.2 裝工件.25 3.3.3 對刀.25 3.4 零件加工時的注意事項.26 3.4.1 零件加工時的注意事項.26 第四章 小 結(jié).28 參考文獻.29 后 記.30 天津廣播電視大學（論文） 摘摘 要要 本課題主要介紹了軸承套零件的數(shù)控車削加工方法。通過對其進行數(shù)控加工工藝分 析，即其零件圖的工藝分析、定位基準及裝夾方式的選擇、加工順序及進給路線的確定、 加工刀具的選擇和切削用量（背吃刀量、進給量和主軸轉(zhuǎn)速）的確定；然后對其數(shù)控加 工作了介紹，如編程原

4、點的選擇、程序的編制等，采用 cka6150 數(shù)控車床，使用 fanuc 0i-mate-tc 系統(tǒng)并編寫了數(shù)控加工程序和進行數(shù)控加工。 近年來，數(shù)控加工發(fā)展迅速，已成為提高產(chǎn)品質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率必不可少的手段。 它的發(fā)展和廣泛使用，給機械制造業(yè)帶來了深刻的變化，成為當今制造業(yè)的發(fā)展方向。 通過軸承套的工藝分析及數(shù)控車削加工，發(fā)現(xiàn)與普通機床相比，其有顯著的特點： (1)精度高，可實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定生產(chǎn)。 (2)效率高，大大減少了加工過程中的停車次數(shù)和停車時間。 (3)高柔性，工藝適應性強，只要修改程序或作局部調(diào)整，便可實現(xiàn)工藝轉(zhuǎn)換。 (4)自動化程度高，不需專用夾具及專用量具。 這表明了運用數(shù)控車床加

5、工軸承套零件，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，降低了生產(chǎn)成本，在很 大程度上彌補了普通機床的不足之處。 關(guān)鍵詞：軸承套 工藝分析 數(shù)控車削 天津廣播電視大學（論文） 1 前前 言言 隨著科學技術(shù)的發(fā)展和數(shù)控加工技術(shù)的廣泛應用，在機械制造業(yè)中，普通 機床逐漸被高精度、高效率、高自動化的數(shù)控機床所代替。數(shù)控車床是按照預 定的程序自動加工，加工過程不需要人工干預，加工精度可以通過軟件進行校 正及補償，因此可以提高零件的加工精度，穩(wěn)定產(chǎn)品的質(zhì)量。 軸承套是軸承中的一個零件，其作用是方便裝拆、軸向固定及軸向位置調(diào) 整。軸承是機器中的重要支撐部件，許多機械，如金屬切削機床、汽輪機、電 動機、發(fā)電機、內(nèi)燃機等，其主軸軸承對

6、于機械的運動、功能、作功與效率具 有直接的制約作用，直接決定著機器的質(zhì)量和壽命。 在軸承套的整個制造過程中，車削加工既要受到上工序毛坯制造質(zhì)量的影 響，又要影響到下面工序。毛坯制造的尺寸不準確、形狀不規(guī)則、氧化變質(zhì)層 過深等，會造成材料利用率低、車削加工效率低、加工成本高，直接影響到車 削加工質(zhì)量。車削加工質(zhì)量如果不好，又會造成熱處理變形、裂紋等，造成磨 削加工困難，生產(chǎn)效率低，成本提高，加工質(zhì)量不穩(wěn)定，甚至造成廢品。 車削加工的目的就是為軸承套的打字、熱處理、磨削加工打好其毛坯基礎(chǔ)。 總之，車削加工工序關(guān)系到材料利用率、生產(chǎn)效率、加工成本，直接影響到軸 承成品質(zhì)量和成本。因此，軸承套車削加工

7、在軸承制造中有著不容忽視的地位 和作用。 天津廣播電視大學（論文） 2 第一章第一章 緒緒 論論 1.1 數(shù)控加工概述數(shù)控加工概述 1.1.11.1.1 數(shù)控加工原理和特點數(shù)控加工原理和特點 (1)數(shù)控加工原理 當我們使用機床加工零件時，通常都需要對機床的各種動作進行控制，一 是控制動作的先后次序，二是控制機床各運動部件的位移量。采用普通機床加 工時，這種開車、停車、走刀、換向、主軸變速和開關(guān)切削液等操作都是由人 工直接控制的。采用自動機床和仿形機床加工時，上述操作和運動參數(shù)則是通 過設(shè)計好的凸輪、靠模和擋塊等裝置以模擬量的形式來控制的，它們雖能加工 比較復雜的零件，且有一定的靈活性和通用性，

8、但是零件的加工精度受凸輪、 靠模制造精度的影響，而且工序準備時間也很長。 采用數(shù)控機床加工零件時，只需要將零件圖形和工藝參數(shù)、加工步驟等以 數(shù)字信息的形式，編成程序代碼輸入到機床控制系統(tǒng)中，再由其進行運算處理 后轉(zhuǎn)成驅(qū)動伺服機構(gòu)的指令信號，從而控制機床各部件協(xié)調(diào)動作，自動地加工 出零件來。當更換加工對象時，只需要重新編寫程序代碼，輸入給機床，即可 由數(shù)控裝置代替人的大腦和雙手的大部分功能，控制加工的全過程，制造出任 意復雜的零件。數(shù)控加工的原理如圖 1-1 所示。 圖 1-1 數(shù)控加工原理框圖 (2)數(shù)控加工的特點 總的來說，數(shù)控加工有如下特點： 自動化程度高，具有很高的生產(chǎn)效率。 對加工對象

9、的適應性強。 加工精度高，質(zhì)量穩(wěn)定。 易于建立與計算機間的通信聯(lián)絡，容易實現(xiàn)群控。 天津廣播電視大學（論文） 3 1.1.21.1.2 數(shù)控加工工藝概念和工藝過程數(shù)控加工工藝概念和工藝過程 (1)數(shù)控加工工藝 數(shù)控加工工藝是采用數(shù)控機床加工零件時所運用的各種方法和技術(shù)手段的 總和，應用于整個數(shù)控加工工藝過程。數(shù)控加工工藝是伴隨著數(shù)控機床的產(chǎn)生、 發(fā)展而逐步完善起來的一種應用技術(shù)，它是人們大量數(shù)控加工實踐的總結(jié)。 (2)數(shù)控加工工藝過程 數(shù)控加工工藝過程是指利用切削工具在數(shù)控機床上直接改變加工對象的形 狀、尺寸、表面位置、表面狀態(tài)等，使其成為成品和半成品的過程。數(shù)控加工 工藝過程往往不是從毛坯到

10、成品的整個工藝過程，而僅是幾道數(shù)控加工工序工 藝過程的具體描述。 (3)數(shù)控加工工藝與數(shù)控編程的關(guān)系 數(shù)控加工工藝是數(shù)控編程的前提和依據(jù)，沒有符合實際的、科學合理的數(shù) 控加工工藝，就沒有真正可行的數(shù)控加工程序。而數(shù)控編程就是將制定的數(shù)控 加工工藝內(nèi)容程序化。 1.1.31.1.3 數(shù)控車削加工的主要對象及加工過程數(shù)控車削加工的主要對象及加工過程 (1)加工對象 輪廓形狀特別復雜或難以控制尺寸的回轉(zhuǎn)體零件 因車床數(shù)控裝置都具有直線和圓弧插補功能，還有部分車床數(shù)控裝置具有 某些非圓曲線插補功能，故能車削由任意直線和平面曲線輪廓組成的形狀復雜 的回轉(zhuǎn)體零件。 精度要求高的零件 零件的精度要求主要指尺

11、寸、形狀、位置和表面等精度要求，其中的表面 精度主要指表面粗糙度。例如：尺寸精度高（達 0.001 mm 或更小）的零件，圓 柱度要求高的圓柱體零件，素線直線度、圓度和傾斜度均要求高的圓錐體零件 等。 帶特殊螺紋的回轉(zhuǎn)體零件 這些零件是指特大螺距（或?qū)С蹋?、變（增減）螺距、等螺距與變螺距或 圓柱與圓錐螺紋面之間作平滑過渡的螺紋零件，以及高精度的模數(shù)螺紋零件 （如圓柱、圓弧蝸桿）和端面（盤形）螺紋零件等。 數(shù)控車床車削螺紋時，主軸轉(zhuǎn)向不必像普通車床那樣交替變換，它可以一 刀又一刀不停頓地循環(huán)，直到完成，因此它車螺紋的效率很高。由于數(shù)控車床 一般采用硬質(zhì)合金成型刀片，可以使用較高的轉(zhuǎn)速，因而車削

12、出來的螺紋精度 高，表面粗糙度小。 天津廣播電視大學（論文） 4 淬硬工件的加工 在大型模具加工中，有不少尺寸大而形狀復雜的零件，這些零件熱處理后 的變形量較大，磨削加工有困難，因此，可以用陶瓷車刀在數(shù)控機床上對淬硬 后的零件進行車削加工，以車代磨，提高加工效率。 (2)加工過程 分析零件圖紙 要分析零件的材料、形狀、尺寸、精度及毛坯形狀和熱處理要求等，以便 確定該零件是否適宜在數(shù)控機床上加工，或適宜在哪類數(shù)控機床上加工。有時 還要確定在某臺數(shù)控機床上加工該零件的哪些工序或哪幾個表面。 確定工藝過程 確定零件的加工方法(如采用的工夾具、裝夾定位方法等)和加工路線(如對 刀點、走刀路線)，并確定

13、加工用量等工藝參數(shù)(如切削進給速度、主軸轉(zhuǎn)速、 切削寬度和深度等)。 數(shù)值計算 根據(jù)零件圖紙和確定的加工路線，算出數(shù)控機床所需輸入數(shù)據(jù)，如零件輪 廓相鄰幾何元素的交點和切點，用直線或圓弧逼近零件輪廓時相鄰幾何元素的 交點和切點等的計算。 編寫零件程序單 根據(jù)加工路線計算出的數(shù)據(jù)和已確定的加工用量，結(jié)合數(shù)控系統(tǒng)的程序段 格式編寫零件加工程序單。此外，還應填寫有關(guān)的工藝文件，如數(shù)控加工工序 卡片、數(shù)控刀具卡片、工件安裝和零點設(shè)定卡片等。 程序輸入 即將編制好的程序輸入到數(shù)控車床中。 加工時的注意事項 即按步驟操作車床，注意人身安全。 天津廣播電視大學（論文） 5 第二章第二章 軸承套的加工工藝分析

14、軸承套的加工工藝分析 如圖 2-1 所示為軸承套零件，該零件材料為 45 鋼，無熱處理和硬度要求， 試對該零件進行數(shù)控車削加工工藝分析（單件小批量生產(chǎn)） 。 圖 2-1 軸承套零件圖 2.1 軸承套零件的工藝分析軸承套零件的工藝分析 該零件主要由內(nèi)外圓柱面、內(nèi)圓錐面、圓弧面及外螺紋等表面組成，零件 圖尺寸標注完整，輪廓描述清楚。其中 50、52 外圓有較高的尺寸精度和表 面粗糙度要求，并且對 32 孔的徑向圓跳動公差為 0.01mm；左端面則對 32 孔軸線的垂直度公差為 0.01mm；78 外圓有較高的表面粗糙度要求，外圓柱 面表面粗糙度為 ra1.6m。零件材料為 45 鋼，切削加工性能較

15、好，無熱處理和 硬度要求。 通過上述分析，采用以下幾點工藝措施： (1)對圖樣上帶公差的尺寸，編程時全部取其平均值。 d v1000 c n 天津廣播電視大學（論文） 6 (2)左右端面均為多個尺寸的設(shè)計基準，相應工序加工前，應該先將左右端 面車出來。 (3)外圓對內(nèi)孔的徑向圓跳動要求在 0.01mm 內(nèi)，掉頭裝夾時，除了要包一 層銅皮外， 夾緊時用力要適中，不可過大。如果不能保證，則采用軟卡爪裝夾。 (4)內(nèi)孔與左端面應在一次裝夾中加工出，以保證端面與內(nèi)孔軸線的垂直度。 (5)軸承套外圓為 it7 級精度，采用粗車半精車精車可以滿足要求。 (6)內(nèi)孔尺寸較小，鏜 1:20 錐孔與鏜 32 孔

16、及 15錐面時需掉頭裝夾。 2.2 軸承套定位基準和裝夾方式的選擇軸承套定位基準和裝夾方式的選擇 2.2.12.2.1 定位基準的選擇定位基準的選擇 (1)精基準的選擇原則 基準重合原則。為避免基準重合誤差，方便編程，應選用設(shè)計基準作為 定位基準，并使設(shè)計基準、定位基準、編程原點三者統(tǒng)一，這是最佳考慮的方 案。因為當加工面的定位基準與設(shè)計基準不重合，且加工面與設(shè)計基準不在一 次安裝中同時加工出來的情況下，會產(chǎn)生基準重合誤差。 基準統(tǒng)一原則。在多工序或多次安裝中，選用相同的定位基準，這樣既 可保證各加工表面間的相互位置精度，避免或減少因基準轉(zhuǎn)換而引起的誤差。 自為基準原則。精加工或光整加工工序要

17、求余量小而均勻，因此選擇加 工表面本身作為定位基準，稱為自為基準原則。 便于裝夾原則。所選精基準應能保證工件定位準確穩(wěn)定，裝夾方便可靠， 夾具結(jié)構(gòu)簡單適用，操作方便靈活，能加工盡可能多的內(nèi)容。 便于對刀原則。批量加工時，在工件坐標系已經(jīng)確定的情況下，采用不 同的定位基準為對刀基準建立工件坐標系，會使對刀的方便性不同，有時甚至 無法對刀。這時就要分析此種定位方案是否能滿足對刀操作的要求，否則原設(shè) 工件坐標系須重新設(shè)定。 (2)粗基準的選擇原則 非加工表面原則。為了保證加工面與不加工面之間的位置要求，應選不 加工面為粗基準。 加工余量最小原則。以余量最小的表面作為粗基準，以保證各加工表面 天津廣播

18、電視大學（論文） 7 有足夠的加工余量。 重要表面原則。為保證重要表面的加工余量均勻，應選擇重要加工面為 粗基準。 不重復使用原則。粗基準未經(jīng)加工，表面比較粗糙且精度低，二次安裝 時，其在機床上（或夾具中）的實際位置可能與第一次安裝時不一樣，從而產(chǎn) 生定位誤差，導致相應加工表面出現(xiàn)較大的位置誤差。因此，粗基準一般不應 重復使用 便于工件裝夾原則。作為粗基準的表面，應盡量平整光滑，沒有飛邊、 冒口、澆口或其他缺陷，以便使工件定位準確、夾緊可靠。 2.2.22.2.2 裝夾方式的選擇裝夾方式的選擇 (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，一般不需找正。 三爪

19、自定心卡盤裝夾工件方便、省時，自動定心好，但夾緊力較小，因此適用 于裝夾外形規(guī)則的中、小型工件。用三爪自定心卡盤裝夾精加工過的表面時， 被夾住的工件表面應包一層銅皮，以免夾傷工件表面。 (2)在兩頂尖之間頂兩頭裝夾 (3)用卡盤和頂尖一夾一頂裝夾 車削質(zhì)量較大的工件時要一端用卡盤夾住，另一端用后頂尖支撐。為了防 止工件由于切削力的作用而產(chǎn)生軸向位移，必須在卡盤內(nèi)裝一限位支承或利用 工件的臺階面限位，這樣比較安全，能承受較大的軸向切削力，且安裝剛性好， 軸向定位準確，因此應用比較廣泛。 2.2.32.2.3 確定軸承套的定位基準和裝夾方式確定軸承套的定位基準和裝夾方式 (1)內(nèi)孔加工 定位基準：

20、內(nèi)孔加工時以外圓定位； 裝夾方式：用三爪自動定心卡盤夾緊，掉頭裝夾加工時，使用百分表進行 找正，并在 裝夾部位包一層銅皮。 (2)外輪廓加工 定位基準：確定零件軸線為定位基準； 裝夾方式：用三爪自動定心卡盤夾緊，掉頭裝夾加工時，使用百分表進行 找正，并在 裝夾部位包一層銅皮。 天津廣播電視大學（論文） 8 2.3 軸承套加工順序和進給路線的確定軸承套加工順序和進給路線的確定 2.3.12.3.1 加工順序安排的原則加工順序安排的原則 (1)先粗后精 對于粗精加工在一道工序內(nèi)進行的加工內(nèi)容，應先對各表面進行全部粗加 工，然后再進行半精加工和精加工，以逐步提高加工精度。此工步順序安排的 原則要求：

21、粗車在較短的時間內(nèi)將工件各表面上的大部分加工余量切掉。若粗 車后所留余量的均勻性滿足不了精加工的要求，則要安排半精車，以此為精車 做準備。為保證加工精度，精車一定要一刀切出。 (2)先近后遠 先近后遠即在一般情況下，離對刀點近的部位先加工，離對刀點遠的部位 后加工，以縮短刀具移動距離，減少空行程時間。對車削而言，先近后遠還可 以保持工件的剛性，有利于切削加工。 (3)先內(nèi)后外、內(nèi)外交叉 先內(nèi)后外、內(nèi)外交叉的原則是指粗加工時先進行內(nèi)腔、內(nèi)形粗加工，后進 行外形粗加工；精加工時先進行內(nèi)腔、內(nèi)形精加工，后進行外形精加工。 上述原則并不是一成不變的，對于某些特殊情況，需要采用靈活可變的方 案。 2.3

22、.22.3.2 進給路線的確定進給路線的確定 (1)最短的空行程路線 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 時可輔以一些簡單的計算。 靈活設(shè)置程序循環(huán)起點。在車削加工編程時許多情況下采用固定循環(huán)指 令編程。 合理安排返回換刀點。在手工編制較復雜輪廓的加工程序時，在不換刀 的前提下，執(zhí)行退刀動作時，應不用返回到換刀點。安排走刀路線時，應盡量 縮短前一刀終點與后一刀起點間的距離，方可滿足走刀路線最短的要求。 (2)最短的切削進給路線 若能使切削進給路線最短，就可有效地提高生產(chǎn)效率，降低刀具的損耗。 天津廣播電視大學（論文） 9 安排最短切削進給路線時，應同時兼顧工件的剛

23、性、加工工藝性等要求，不能 顧此失彼。 (3)零件輪廓精加工一次走刀完成 如果需要以一刀或多刀進行精加工，則其最后一刀要沿輪廓連續(xù)加工而成， 盡量避免在連續(xù)的輪廓中安排切入、切出、換刀或停頓，以免因切削力突然變 化而造成彈性變形，使光滑連接的輪廓上產(chǎn)生刀痕等缺陷。 2.3.32.3.3 確定軸承套的加工順序及進給路線確定軸承套的加工順序及進給路線 (1)加工順序的確定 加工順序的確定按由內(nèi)到外、由粗到精、由近到遠的原則確定。 在一次裝夾中加工出較多的工件表面外。結(jié)合本零件結(jié)構(gòu)特征，軸承套左、 右端面分別為多個尺寸的設(shè)計基準，故可先加工一端內(nèi)孔及外輪廓表面，然后 掉頭再加工另一端內(nèi)孔及外輪廓表面

24、。確定的加工順序為：平端面鉆中心孔 鉆 32 孔的底孔 26粗鏜 32 內(nèi)孔、15錐面及 c0.5 倒角精鏜 32 內(nèi)孔、15錐面及 c0.5 倒角粗車 50 外圓、58 臺階面、r5 圓弧、c2 倒 角及 78 外圓面半精車 50 外圓、58 臺階面、r5 圓弧、c2 倒角及 78 外圓面精車 50、78 外圓面掉頭裝夾平端面保證總長尺寸粗鏜 1:20 錐孔精鏜 1:20 錐孔粗車螺紋大徑、52 外圓及 c2 倒角半精車螺紋大徑、 52 外圓及 c2 倒角精車 52 外圓車螺紋退刀槽車 m45 外螺紋。 (2)進給路線的確定 進給路線的確定主要在于確定粗加工及空行程的進給路線。在保證加工質(zhì)

25、量的前提下，使加工具有最短的走刀路線，不僅可以節(jié)省整個加工過程的執(zhí)行， 還能減少一些不必要的刀具損耗及機床進給機構(gòu)滑動部件的磨損。 根據(jù)以上分析，在 fanuc 0i-mate-tc 系統(tǒng)數(shù)控車床上加工零件時，該零 件走刀路線很簡單，都只要采用 g71、g70 粗車、精車循環(huán)指令加工內(nèi)孔和外 圓，可免去許多復雜的計算過程，而且程序變得簡化。 經(jīng)過分析后，該零件外輪廓表面的粗車走刀路線見表 2-1 和表 2-2。 表 2-1 軸承套裝夾及外輪廓加工走刀路線圖 零件圖號 zct01 工藝序號01 零件名稱軸承套 工件裝夾及外輪廓加 工 走刀路線圖 裝夾次數(shù)一次 天津廣播電視大學（論文） 10 最后

26、一刀路線：abcdea 表 2-2 軸承套裝夾及外輪廓加工走刀路線圖 零件圖號 zct01 工藝序號02 零件名稱軸承套 工件裝夾及外輪廓加 工 走刀路線圖 裝夾次數(shù)一次 最后一刀路線：abcdea 天津廣播電視大學（論文） 11 2.4 軸承套加工刀具的選擇軸承套加工刀具的選擇 2.4.12.4.1 數(shù)控車刀的類型及選用數(shù)控車刀的類型及選用 數(shù)控車削用的車刀一般分為三類，即尖形車刀、圓弧形車刀和成型車刀。 當數(shù)控車床進行粗加工時，要求刀具強度高，耐用度好，以滿足粗加工背 吃刀量大、進給速度高的要求。 當數(shù)控車床進行精加工時，要選用精度高，鋒利、耐用度高的刀具，以保 證加工精度。 為方便對刀和

27、減少刀具安裝時間，盡量使用機夾刀，刀具材料最好選用涂 層硬質(zhì)合金刀片。刀片的幾何結(jié)構(gòu)（如刀尖圓角、幾何角度等）應根據(jù)加工零 件的形狀決定。特別要注意的是在加工球面時要選用副偏角大的刀具，以免刀 具的后刀面與工件產(chǎn)生干涉。 2.4.22.4.2 軸承套數(shù)控加工的刀具選擇軸承套數(shù)控加工的刀具選擇 選用 45硬質(zhì)合金端面車刀車端面，刀號 t01； 選用 3.15 中心鉆鉆 3.15 的中心孔，刀號 t02； 選用 26 錐柄麻花鉆鉆底孔，刀號 t03； 選用不通孔硬質(zhì)合金鏜刀粗精鏜內(nèi)孔，刀號 t04； 選用 93硬質(zhì)合金外圓粗車刀粗車外輪廓表面，刀號 t05； 選用 93硬質(zhì)合金外圓精車刀精車外輪廓

28、表面，刀號 t06； 選用 5mm 寬的硬質(zhì)合金切槽刀車螺紋退刀槽，刀號 t07； 選用 60外螺紋車刀車 m45 外螺紋，刀號 t08。 將所選刀具參數(shù)填入表 2-3 軸承套數(shù)控加工刀具卡片中，以便于編程和操 作管理。 表 2-3 軸承套數(shù)控加工刀具卡片 產(chǎn)品名 稱 或代號 skc 01 零件名稱 軸承 套 零 件 圖 號 zct01 程序 編號 01、0 2 序號刀具號刀具名稱加工表面 刀尖半 徑 （mm） 備注 1t01 45硬質(zhì)合 金端面車刀 車端面 天津廣播電視大學（論文） 12 2t02 3.15 中心 鉆 鉆中心孔 3t03 26 錐柄 麻花鉆 鉆底孔 4t04 不通孔硬質(zhì) 合金

29、鏜刀 粗精鏜內(nèi)孔0.4 5t05 93硬質(zhì)合 金外圓粗車刀 粗車外輪廓表面1.2 6t06 93硬質(zhì)合 金外圓精車刀 精車外輪廓表面0.4 7t07 5mm 寬的 硬質(zhì)合金切槽 刀 車螺紋退刀槽 8t08 60外螺紋 車刀 車 m45 外螺紋 2.5 軸承套加工切削用量的選擇軸承套加工切削用量的選擇 2.5.12.5.1 切削用量的選用原則切削用量的選用原則 切削用量選擇是否合理，對于能否充分發(fā)揮機床的潛力和刀具的切削性能， 實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低成本和安全操作具有很重要的作用。 切削用量的選擇原則是：粗車時，首先考慮選擇盡可能大的背吃刀量 p， 其次選擇較大的進給量 f，最后確定一個合適的切削速

30、度 vc。增大背吃刀量 p 可使走刀次數(shù)減少，增大進給量 f 有利于斷屑。精車時，加工精度和表面粗糙 度要求較高，加工余量不大且較均勻，選擇切削用量時應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，精車時應選用較?。ǖ荒芴?小）的背吃刀量 p 和進給量 f，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 vc。 天津廣播電視大學（論文） 13 2.5.22.5.2 軸承套加工的切削用量選擇軸承套加工的切削用量選擇 (1)背吃刀量的選擇 粗加工時，在工藝系統(tǒng)剛性和機床功率允許的情況下，盡可能取較大的背 吃刀量，以減少進給次數(shù)；精加工時，為保證零件的加工精度和表面

31、粗糙度要 求。根據(jù)被加工表面質(zhì)量要求、刀具材料、工件材料和機床性能，參考切削用 量手冊或有關(guān)資料選取：粗車外輪廓 p=2mm，半精車外輪廓 p=0.75mm，精 車 p=0.4mm；粗鏜 p=1mm，精鏜 p=0.3mm。 (2)進給量的選擇 粗加工時，根據(jù)加工材料、刀桿尺寸、工件直徑及已確定的背吃刀量，參 照切削用量手冊或有關(guān)資料并結(jié)合機床使用說明書，選?。捍周?f=0.2mm/r，粗 鏜 f=0.15mm/r；半精加工、精加工時，按照表面粗糙度要求，根據(jù)工件材料、 刀尖圓弧半徑和切削速度，選?。喊刖?f=0.15mm/r，精車 f=0.1mm/r，精鏜 f=0.1mm/r。 (3)主軸轉(zhuǎn)

32、速的選擇 根據(jù)已確定的背吃刀量、進給量和工件、刀具材料耐用度，參考切削用量 手冊或有關(guān)資料，查表選取切削速度 vc，粗車 vc=120m/min，半精車 vc=130m/min，精車 vc=140m/min，粗鏜 vc=60m/min，精鏜 vc=70m/min，然 后利用公式（25）計算出主軸轉(zhuǎn)速。 vc =dn/1000 （25） 式中：n 為工件或刀具的轉(zhuǎn)速(r/min) vc 為切削速度(m/min) d 為切削刃選定點所對應的工件或刀具的回轉(zhuǎn)直徑(mm) 結(jié)合實踐經(jīng)驗，最終確定的主軸轉(zhuǎn)速為：粗加工 n=600 r/min，半精車 n=800 r/min，精車 n=1000 r/min

33、，精鏜 n=700 r/min，車螺紋 n=500r/min。 天津廣播電視大學（論文） 14 第三章第三章 軸承套的數(shù)控編程與加工軸承套的數(shù)控編程與加工 3.1 軸承套零件圖的數(shù)學處理軸承套零件圖的數(shù)學處理 3.1.13.1.1 編程原點及換刀點的選擇編程原點及換刀點的選擇 從理論上說，編程原點選在任何位置都是可以的。但實際上，原點選擇的 不恰當會使下一步的坐標計算變得很麻煩。所以，確定編程坐標系原點的原則 有以下幾點： (1)編程原點的選擇要便于坐標計算。盡量選擇能直觀地確定零件基點坐標 值的一些特殊點為坐標原點，可以簡化計算的工作量，也便于程序檢查。 (2)編程原點的選擇要便于加工中的對

34、刀。因為對刀的目的是要確定編程原 點在工件毛坯上的位置，即找出該點在機床坐標系中的坐標值，使圖樣上的編 程坐標系轉(zhuǎn)化為加工中的工件坐標系。 (3)編程原點要盡量選在設(shè)計基準上并以設(shè)計基準為定位基準。這樣可避免 基準不重合而產(chǎn)生的誤差，以利于保證加工精度。 (4)對稱零件的編程原點應選在對稱中心。 具體應用哪條原則，要視具體情況，在保證質(zhì)量的前提下，按按操作方便 和效率高來選擇。 對于該零件，其左右端面為其設(shè)計基準，其編程原點便設(shè)在零件的左端面 或右端面與主軸軸線的交點處。 換刀點是指刀架轉(zhuǎn)位換刀時的位置。換刀點應設(shè)在工件或夾具外部，以刀 架轉(zhuǎn)位時不碰到工件或其他部件為準，并留有一定的安全區(qū)。該

35、零件的換刀點 設(shè)在點（150，200）處。 3.1.23.1.2 走刀軌跡點參數(shù)值的計算走刀軌跡點參數(shù)值的計算 根據(jù)加工零件圖樣，按照設(shè)定的編程坐標系、已確定的加工路線和允許的 編程誤差，計算編程時所需要的數(shù)據(jù)。 (1)對圖樣上帶公差的尺寸，各尺寸應按公差取其中間值。如 天津廣播電視大學（論文） 15 50取 49.97，52取 51.96，35取 35.04 (2)15錐面的起點定在其延長線 z=2 mm 處，x 的值根據(jù)斜度 15求得。 x=12tan15=120.268=3.216。 因此，在 z=2 mm 的延長線上，x 切入點為 x=32+23.216=38.432mm。 (3)計算

36、錐孔小端直徑 d：（d-d）/l=1:20，d=（20d-l）/20=（2032- 78）/20=28.1 mm。 鏜錐孔時，起刀點設(shè)在其延長線處，即 z=2 mm 處，該點 x=32.1 mm。 (4)加工外圓柱螺紋 m45 時，外圓柱應實際車削到的尺寸為： d1=d-0.13p=45-0.131.5=44.805 mm； 車螺紋時螺紋底徑應車削到的尺寸為： d1=d-1.25p=45-1.251.5=43.125 mm。 (5)其他軌跡點坐標值可直接根據(jù)圖樣尺寸算出。 3.2 編制零件加工程序編制零件加工程序 3.2.13.2.1 數(shù)控編程注意事項：數(shù)控編程注意事項： (1)養(yǎng)成良好的編程

37、習慣。在程序段第一行設(shè)定指令，保證編制的程序在執(zhí) 行是不受到前面程序執(zhí)行時留下的影響，如在第一段寫入 n10 g54 g99 g21 g40 g97 g99 (2)熟悉所使用機床的力學性能、所規(guī)定使用的指令、編程格式，能充分發(fā) 揮數(shù)控機床的功能。 (3)編程坐標系與工件坐標系選擇，合理運用編程指令中坐標系變換指令， 保證運算和使用簡便。 (4)使用優(yōu)化結(jié)構(gòu)編制高效程序。 (5)對零件加工工藝等方面知識了解充分，制定合理工藝方案。選擇最短的 加工路線，能充分縮短加工時間，提高生產(chǎn)效率。 天津廣播電視大學（論文） 16 3.2.23.2.2 編制加工程序編制加工程序 根據(jù)零件的加工順序和工藝參數(shù)，

38、應用數(shù)控系統(tǒng)的各種功能指令，編寫零 件加工程序。該軸承套零件輪廓簡單，使用 g71、g70 粗車、精車循環(huán)指令加 工內(nèi)孔和外圓，編程容易，程序結(jié)構(gòu)得到簡化。程序按加工部位分四部分，每 部分后都有 m05（主軸停） 、m00（程序暫停）程序。這樣便于對每個部位加工 后進行檢查。 軸承套數(shù)控加工程序 工藝 序號 01 程序編 號 o2001 零件名 稱 軸承套 使用設(shè) 備 cka6150 數(shù)控車床 程序 段號 程序注釋 n1 0 g54 建立工件坐標系 n2 0 m03s600 主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速 600 r/min n30 t0404 調(diào) 04 號鏜刀，04 號刀補 n4 0 m08 切削液開 n5

39、 0 g99g00x26z5 轉(zhuǎn)進給，快速進刀至起刀點 n6 0 g71u1r1 內(nèi)孔粗加工循環(huán)程序 n7 0 g71p80q170u- 0.6w0.1f0.15 精加工單邊余量 0.3 n8 0 g00x38.432 n9 0 g42g01z2f0.1 建立刀具半徑右補償 n1 00 g01x32z-10f0.1 天津廣播電視大學（論文） 17 n1 10 g01z-29f0.1 n1 20 g03x30z-30r1f0.1 n1 30 g01x29.1f0.1 n1 40 g01x28.1z-30.5f0.1 n1 50 g01z-33f0.1 n1 60 g01x24f0.1 n1 70

40、 g40g00z5 取消刀具半徑右補償 n1 80 m03s700 主軸變速，轉(zhuǎn)速為 700 r/min n1 90 g70p80q170 內(nèi)孔精加工 n2 00 g00x150z200 返回換刀點 n2 10 m05 主軸停止 n2 20 m09 切削液關(guān) n2 30 m00 程序暫停 n2 40 m03s600 主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為 600 r/min n2 50 t0505 調(diào) 05 號外圓粗車刀，05 號刀補 n2 60 m08 切削液開 n2 70 g99g00x80z5 轉(zhuǎn)進給，快速進刀至起刀點 天津廣播電視大學（論文） 18 n2 71 g71u2r1 外圓粗加工循環(huán)程序 n2 80

41、 g71p290q390u1.5w0.1f 0.2 半精加工單邊余量 0.75 n2 90 g00x45.97 n3 00 g42g01z0f0.15 建立刀具半徑右補償 n3 10 g01x50.77z-2.4f0.15 n3 20 g01z-30f0.15 n3 30 g01x58f0.15 n3 40 g02x68z-35r5f0.15 n3 50 g01x74f0.15 n3 60 g01x78.8z-37.4f0.15 n3 70 g01z-63f0.15 n3 80 g01x85f0.15 n3 90 g40g00z5 取消刀具半徑右補償 n4 00 g00x150z200 返回換

42、刀點 n4 10 t0606 調(diào) 06 號外圓精車刀，06 號刀補 天津廣播電視大學（論文） 19 n4 20 m03s800 主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速 800 r/min n4 30 g00x80z5 快速進刀至起刀點 n4 40 g70p290q390 半精加工外輪廓 n4 50 g00x150z200 返回換刀點 n4 60 m05 主軸停止 n4 70 m09 切削液關(guān) n4 80 m00 程序暫停 n4 90 m03s1000 主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為 1000 r/min n5 00 m08 切削液開 n5 10 g99g00x49.97z3 轉(zhuǎn)進給，快速進刀至起刀點 n5 20 g01z-30f0

43、.1 精車 50 外圓 n5 30 g01x78f0.1 n5 40 g01z-63f0.1 精車 78 外圓 天津廣播電視大學（論文） 20 n5 50 g01x85f0.1 n5 60 g00z200 n5 70 x150 返回換刀點 n5 80 m05 主軸停止 n5 90 m09 切削液關(guān) n6 00 m30 程序暫停 工藝序 號 02 程序編 號 o2002 零件名 稱 軸承套 使用設(shè) 備 cka6150 數(shù)控車床 程序段 號 程序注釋 n1 0 g54 建立工件坐標系 n2 0 m03s600 主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速 600 r/min n30 t0404 調(diào) 04 號鏜刀，04 號刀補

44、n4 0 m08 切削液開 n5 0 g99g00x26z5 轉(zhuǎn)進給，快速進刀至起刀點 n6 0 g71u1r1 內(nèi)孔粗加工循環(huán)程序 天津廣播電視大學（論文） 21 n7 0 g71p80q120u- 0.6w0.1f0.15 精加工單邊余量 0.3 n8 0 g00x32.1 n9 0 g42g.1z2f0.1 建立刀具半徑右補償 n1 00 g01x28.1z-78f0.1 n1 10 g01x26f0.1 n1 20 g40g00z5 取消刀具半徑右補償 n1 30 m03s700 主軸變速，轉(zhuǎn)速為 700 r/min n1 40 g70p80q120 精加工內(nèi)孔 n1 50 g00x1

45、50z200 返回換刀點 n1 60 m05 主軸停止 n1 70 m09 切削液關(guān) n1 80 m00 程序暫停 n1 90 m03s600 主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速 600 r/min n2 00 t0505 調(diào) 05 號外圓粗車刀，05 號刀補 n2 10 m08 切削液開 n2 20 g99g00x80z5 轉(zhuǎn)進給，快速進刀至起刀點 天津廣播電視大學（論文） 22 n2 30 g71u2r1 粗加工外輪廓循環(huán)程序 n2 40 g71p250q330u1.5w0.1f 0.2 半精加工單邊余量 0.75 n2 50 g00x40.805 n2 60 g42g01z0f0.15 建立刀具半徑右補償

46、n2 70 g01x44.805z-2f0.15 n2 80 g01z-35f0.15 n2 90 g01x52.76f0.15 n3 00 g01z-45f0.15 n3 10 g01x74f0.15 n3 20 g01x80z-48f0.15 n3 30 g40g00z5 取消刀具半徑右補償 n3 40 g00x150z200 返回換刀點 n3 50 t0606 調(diào) 06 號外圓精車刀，06 號刀補 n3 60 m03s800 主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速 800 r/min n3 70 g00x80z5 快速進刀至起刀點 n3 80 g70p250q330 精加工外輪廓 天津廣播電視大學（論文） 23

47、 n3 90 g00x150z200 返回換刀點 n4 00 m05 主軸停止 n4 10 m09 切削液關(guān) n4 20 m00 程序暫停 n4 30 m03s1000 主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速 1000 r/min n4 40 m08 切削液開 n4 41 g99g00x51.96z3 轉(zhuǎn)進給，快速進刀至起刀點 n4 50 g00z-30 n4 60 g01z-45f0.1 精車 52 外圓 n4 70 g01x85f0.1 n4 80 g00z200 n4 90 x150 返回換刀點 n5 00 m05 主軸停止 天津廣播電視大學（論文） 24 n5 10 m09 切削液關(guān) n5 20 m00 程序

48、暫停 n5 30 m03s500 主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速 500 r/min n5 40 t0707 調(diào) 07 號切槽刀，07 號刀補 n5 50 g00x58 n5 60 z-35.04 進刀至切槽起刀點 n5 70 g01x40f0.1 切槽 n5 80 g04p200 槽底暫停 0.2s n5 90 g00x58 x 向退刀 n6 00 z200 z 向退刀 n6 10 x150 返回換刀點 n6 20 m05 主軸停止 n6 30 m09 切削液關(guān) 天津廣播電視大學（論文） 25 n6 40 m00 程序暫停 n6 50 t0808 調(diào) 08 號螺紋刀，08 號刀補 n6 60 m08 切削液

49、開 n6 70 g99g00x50z4 轉(zhuǎn)進給，快速進刀至車螺紋起刀 點 n6 80 g92x44.305z-33f1.5 車 m45 螺紋循環(huán)程序 n6 90 x44.055 n7 00 x43.955 n7 10 x43.855 n7 20 x43.755 n7 30 x43.655 n7 40 x43.555 n7 50 x43.455 n7 60 x43.355 天津廣播電視大學（論文） 26 n7 70 x43.255 n7 80 x43.125 n7 90 x43.125 n8 00 g00x150z200 返回換刀點 n8 10 m05 主軸停止 n8 20 m09 切削液關(guān) n

50、8 30 m30 程序結(jié)束 3.3 軸承套的加工軸承套的加工 3.3.13.3.1 裝刀具裝刀具 加工軸承套采用的 cka6150 數(shù)控車床是六工位自動刀架，裝刀須調(diào)整刀 尖與主軸中心線等高，調(diào)整辦法加墊片。刀桿伸出長度應為刀桿厚度的 1.52 倍。 裝刀的一般原則是：功能相近的刀具就近安裝，工序切換和更換刀具應在 較短的時間內(nèi)完成。 天津廣播電視大學（論文） 27 3.3.23.3.2 裝工件裝工件 數(shù)控車床一般均采用三爪自定心卡盤，工件的安裝、找正與臥式車床基本 相同。對于圓棒料在裝夾時，應水平放置在卡盤的卡爪中，并經(jīng)校正后旋緊卡 盤的扳手，工件夾緊找正隨即完成。 3.3.33.3.3 對

51、刀對刀 刀位點是刀具的基準點，也是對刀時的注視點，一般是刀具上的一點， 對刀點是用來確定刀具與工件的相對位置關(guān)系的點，是確定工件坐標系與 機床坐標系的點。對刀就是將刀具的刀位點置于對刀點上，以便建立工件坐標 系。 對刀點的選擇原則： (1)選定的對刀點位置應便于數(shù)學處理和使程序編制簡單 (2)在機床上容易找正 (3)加工過程中便于檢查 (4)引起的加工誤差小 對刀是數(shù)控加工中的主要操作和重要技能。在一定條件下，對刀的精度可 以決定零件的加工精度，同時，對刀效率還直接影響數(shù)控加工效率。 對刀一般分為手動對刀和自動對刀兩大類。目前，絕大多數(shù)的數(shù)控機床 （特別是車床）采用手動對刀，其基本方法有：定位

52、對刀法、光學對刀法、 atc 對刀法和試切對刀法。 在 fanuc 數(shù)控系統(tǒng)中常用的對刀方法是設(shè)置刀具偏移量補償?shù)脑嚽袑Φ?方法。其步驟如下： (1)用外圓車刀試車一外圓，沿z 軸退出并保持 x 坐標不變。 測量外圓 直徑，記為 d。 (2)按“ofset set”（偏移設(shè)置）鍵進入“形狀”補償參數(shù)設(shè)定界面 將光標移到與刀位號相對應的位置后，輸人 xd，按“測量”鍵，系統(tǒng)自動計算 出 x 方向刀具偏移量 (3)用外圓車刀試車工件端面，沿x 軸退出并保持 z 坐標不變。 (4)按“ofset set”鍵進人“形狀”補償參數(shù)設(shè)定界面將光標移到與 刀位號相對應的位置后，輸人 z0，按“測量”鍵，系統(tǒng)

53、自動計算出 z 方向刀具 偏移量。同樣也可以自行“輸入”偏移量。 (5)設(shè)置的刀具偏移量在數(shù)控程序中用 t 代碼調(diào)用。 這種方式具有易懂、操作簡單、編程與對刀可以完全分開進行等優(yōu)點。因 此在對刀中應用最為普遍。 天津廣播電視大學（論文） 28 3.4 零件加工時的注意事項零件加工時的注意事項 3.4.13.4.1 零件加工時的注意事項零件加工時的注意事項 (1)固定進刀退刀模式固定進刀退刀模式 每把車刀從換刀點以 g0 模式運動到進刀點，進刀點應在 x、z 兩個方向離 工件有一定距離，太遠太近都不行。太遠會增加 g01 進給的空行程，造成加工 效率低；太近會增加安全隱患。進刀時（從起刀點到加工開始