軸類零件數(shù)控車削工藝分析及數(shù)控加工編程說明書

1、 典型數(shù)控車削零件加工工藝與編程綜合設(shè)計第30頁摘 要世界制造業(yè)轉(zhuǎn)移，中國正逐步成為世界加工廠。美國、德國、韓國等國家已經(jīng)進(jìn)入發(fā)展的高技術(shù)密集時代與微電子時代，鋼鐵、機(jī)械、化工等重化工業(yè)發(fā)展中期。 由于數(shù)控機(jī)床綜合應(yīng)用了電子計算機(jī)、自動控制、伺服系統(tǒng)、精密檢測與新型機(jī)械結(jié)構(gòu)等方面的技術(shù)成果，具有高的高柔性、高精度與高度自動化的特點，因此，采用數(shù)控加工手段，解決了機(jī)械制造中常規(guī)加工技術(shù)難以解決甚至無法解決的單件、小批量，特別是復(fù)雜型面零件的加工，應(yīng)用數(shù)控加工技術(shù)是機(jī)械制造業(yè)的一次技術(shù)革命，使機(jī)械制造的發(fā)展進(jìn)入了一個新的階段，提高了機(jī)械制造業(yè)的制造水平，為社會提供高質(zhì)量，多品種及高可靠性

2、的機(jī)械產(chǎn)品。數(shù)控車床又稱為CNC（computer numerical control）車床，即用計算機(jī)數(shù)字控制的車床，是國內(nèi)使用量最大、覆蓋面最廣的一種數(shù)控機(jī)床。CNC車床能加工各種形狀不同的軸類、盤類即其它回轉(zhuǎn)體零件。本文根據(jù)數(shù)控機(jī)床的特點，針對具體的零件，進(jìn)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，加工效率，簡化工序等方面的優(yōu)勢。關(guān)鍵詞：刀具；零件的工藝過程；工藝參數(shù)；程序編制目錄摘 要0第一章 數(shù)控車削概述11.1數(shù)控車削規(guī)程11.2智能化新一代FANUC 0i數(shù)控系統(tǒng)3第二章 數(shù)控車削工藝的制定42.1 零件車削工藝42.1

3、.1零件圖分析42.1.2確定加工方案52.2 工件的裝夾52.2.1定位基準(zhǔn)選擇的原則52.2.2確定零件定位基準(zhǔn)的選擇62.2.3裝夾方式的選擇62.3 刀具及切削用量72.3.1選擇數(shù)控刀具的原則72.3.2選擇數(shù)控車削用刀具72.3.3設(shè)置刀點和換刀點82.3.4確定切削用量82.4 零件編程與加工92.4.1 軸類零件加工的工藝分析92.4.2編制數(shù)控加工程序 10第三章 軸類零件的編程與加工143.1零件圖工藝分析 143.2零件的定位基準(zhǔn)和裝夾方式143.3 選擇設(shè)備153.4 確定加工順序及進(jìn)給路線153.5刀具的選擇153.6 編寫程序.183.7 加工與仿真過程.19總結(jié)與

4、展望28致 謝29參考文獻(xiàn)30第一章 數(shù)控車削概述1.1 數(shù)控操作規(guī)程數(shù)控車床是一種自動化程度高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜且昂貴的先進(jìn)加工設(shè)備，它與普通車床相比具有加工精度高、加工靈活、通用性強(qiáng)、生產(chǎn)效率高、質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點，特別適合加工多品種、小批量且形狀復(fù)雜的零件，在企業(yè)生產(chǎn)中具有至關(guān)重要的地位。數(shù)控車床操作者除了要掌握好數(shù)控車床的性能，精心操作外，還要管好、用好和維護(hù)好數(shù)控車床，養(yǎng)成文明生產(chǎn)的良好工作習(xí)慣和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)，具備良好的職業(yè)素質(zhì)、責(zé)任心，做到安全文明生產(chǎn)，嚴(yán)格遵守以下數(shù)控車床安全操作規(guī)程：一.開機(jī)前：1穿戴好勞保用品，嚴(yán)禁穿寬松的衣服、戴手套、未戴帽子的長發(fā)操作機(jī)床。2每天工作前先查看交接班記

5、錄，再檢查有無異?，F(xiàn)象。3觀察機(jī)床的自動潤滑油箱油液是否充足。4確認(rèn)各操作門及兩側(cè)門均已關(guān)畢，檢查安全護(hù)罩是否完整。5確認(rèn)電器箱門已關(guān)閉。6用機(jī)床廠家配帶的專用給油器對油壓夾頭添加黃油。7打雷時不要開啟機(jī)床。二開機(jī)檢查：1 送電、按按紐前，要注意觀察機(jī)床周圍是否有人在修理機(jī)床或電器設(shè)備，防止誤傷他人2如果電源方面出現(xiàn)故障時，應(yīng)當(dāng)立即切斷主電源。3在接入電源時，應(yīng)當(dāng)先接通機(jī)床主電源，再接通CNC電源；但切斷電源時按相反順序操作。4確認(rèn)沒有任何馬達(dá)或其它部位產(chǎn)生異聲。5開機(jī)后，先檢查主軸夾頭軟、硬爪螺絲是否已鎖緊，并將各軸作原點復(fù)歸。6檢查各油壓表之壓力值是否在正常范圍之內(nèi)以及各系統(tǒng)運行是否正常。

6、7檢查數(shù)控裝置中各個風(fēng)扇是否正常運轉(zhuǎn)。8刀具位置是否適當(dāng)。 9每日開工前暖機(jī)十分鐘，冬天時間應(yīng)延長（主軸轉(zhuǎn)速600800rpm，各導(dǎo)軌以50%的最高速率運轉(zhuǎn)）。 三校刀試車：1 安裝刀具前，確認(rèn)所有刀具安裝面都已清洗干凈。2裝內(nèi)孔刀時，刀具末端不能伸出太長，以免旋轉(zhuǎn)時碰到刀塔本體。3換刀時應(yīng)注意刀具不要撞到工件、卡盤、夾具、板金。4校刀時應(yīng)注意刀具是否互相干涉。5工件是否鎖緊？主軸轉(zhuǎn)動時，工物是否會飛出？6刀具是否鎖緊？四操作前：1核對程序是否正確？特別注意X、Z軸之正負(fù)符號及小數(shù)點是否正確。2程序所設(shè)之加工條件是否正確安全。3檢查刀具補(bǔ)正值是否正確。4機(jī)械鎖定按鍵是否在OFF位置。5加工前，

7、程序先預(yù)演一次，核對程序是否正確？并手動檢查每把刀具的位置是否正確。6試切削前先檢查G00之速率是否放在F0之位置。7試切削后，修改程序時要確實核對小數(shù)點、正負(fù)符號，并用單節(jié)操作，G00之速度放在F0之位置，以免錯誤而產(chǎn)生撞機(jī)，等正常后緩慢調(diào)整至正常位置。8加工棒料伸出主軸后端時，須設(shè)立警示標(biāo)記或防護(hù)欄，以免對人員的傷害。五操作中：1刀具補(bǔ)正值修正時，應(yīng)注意正負(fù)符號及小數(shù)點，以免修正錯誤而產(chǎn)生撞機(jī)。2中途停機(jī)再開始執(zhí)行時，注意其位置是否回到機(jī)械原點。3欲開始執(zhí)行時，應(yīng)檢查浮標(biāo)是否回到程序起頭之正確位置。4機(jī)床運轉(zhuǎn)過程中，不要清除切屑，要避免用手接觸機(jī)床運動部件。5清除切屑時，要使用專用工具，應(yīng)

8、當(dāng)注意不要被切屑劃破手腳。6要測量工件時，必須在機(jī)床停止?fàn)顟B(tài)下進(jìn)行。7機(jī)床在通電狀態(tài)時，千萬不要打開和接觸機(jī)床上示有閃電符號的、裝有強(qiáng)電裝置的部位，以防被電擊傷。8機(jī)床運行中，操作人員不得擅自離開，使設(shè)備處于無人值守的狀態(tài)。六異常處理：1當(dāng)機(jī)床因報警而停機(jī)時，應(yīng)先清除報警信息，將刀具安全移出加工位置，確定排除警報故障后，恢復(fù)加工。2遇到緊急狀況時，應(yīng)迅速壓下“緊急停止開關(guān)”。3在維護(hù)電氣裝置時，必須首先切斷電源，并掛維護(hù)標(biāo)識。七工作結(jié)束后，應(yīng)當(dāng)遵守以下操作規(guī)程：1如實填寫好交接班記錄，發(fā)現(xiàn)問題要及時反映。 2要打掃干凈工作場地，擦拭干凈機(jī)床，應(yīng)注意保持機(jī)床及控制設(shè)備的清潔。3不可用壓縮空氣來清

9、理機(jī)器或其它組件。（防止灰塵及金屬屑可能吹入軸承或滑道內(nèi)）。4切斷系統(tǒng)電源，關(guān)好門窗后才能離開。1.2智能化新一代FANUC 0i數(shù)控系統(tǒng)當(dāng)前開發(fā)研究適應(yīng)于復(fù)雜制造過程的、具有閉環(huán)控制體系結(jié)構(gòu)的、智能化新一代FANUC數(shù)控系統(tǒng)已成為可能。智能化新一代FANUC數(shù)控系統(tǒng)將計算機(jī)智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、UG/CAM、伺服控制、自適應(yīng)控制、動態(tài)數(shù)據(jù)管理及動態(tài)刀具補(bǔ)償、動態(tài)仿真等高新技術(shù)融于一體，形成嚴(yán)密的制造過程閉環(huán)控制體系。二、FANUC數(shù)控系統(tǒng)的特點如下：（1）結(jié)構(gòu)上長期采用大板結(jié)構(gòu)，但在新的產(chǎn)品中已采用模塊化結(jié)構(gòu)。（2）采用專用LSI，以提高集成度、可靠性，減小體積和降低成本。（3） 產(chǎn)品應(yīng)用范圍

10、廣。每一CNC裝置上可配多種上控制軟件，適用于多種機(jī)床。（4）不斷采用新工藝、新技術(shù)。如表面安裝技術(shù)SMT、多層印制電路板、光導(dǎo)纖維電纜等。（5）CNC裝置體積減小，采用面板裝配式、內(nèi)裝式PMC（可編程機(jī)床控制器）。（6）在插補(bǔ)、加減速成、補(bǔ)償、自動編程、圖形顯示、通信、控制和診斷方面不斷增加新的功能：插補(bǔ)功能：除直線、圓弧、螺旋線插補(bǔ)外，還有假想軸插補(bǔ)、極其坐標(biāo)插補(bǔ)、圓錐面插補(bǔ)、指數(shù)函數(shù)插補(bǔ)、樣條插補(bǔ)等。切削進(jìn)給的自動加減速功能：除插補(bǔ)后直線加減速，還插補(bǔ)前加減速。補(bǔ)償功能：除螺距誤差補(bǔ)償、絲杠反向間隙補(bǔ)償之外，還有坡度補(bǔ)償線性度補(bǔ)償以及各新的刀具補(bǔ)償功能。故障診斷功能：采用人工智能，系統(tǒng)具

11、有推理軟件，以知識庫為根據(jù)查找故障原因。（7）CNC裝置面向用戶開放的功能。以用戶特訂宏程序、MMC等功能來實現(xiàn)。（8）支持多種語言顯示。如日、英、德、漢、意、法、荷、西班牙、瑞典、挪威、丹麥語等。（9） 備有多種外設(shè)。如FANUC PPR， FANUC FA Card，F(xiàn)ANUC FLOPY CASSETE，F(xiàn)ANUC PROGRAM FILE Mate等。（10）已推出MAP（制造自動化協(xié)議）接口，使CNC通過該接口實現(xiàn)與上一級計算機(jī)通信。第二章 數(shù)控車削工藝的制定2.1 零件車削工藝圖2-1 零件圖2.1.1零件圖分析在制定車削工藝之前，必須首先對被加工零件的圖樣進(jìn)行分析，分析零件圖的結(jié)

12、果將直接影響到加工程序的編制及加工效果，它主要包括以下內(nèi)容。1構(gòu)成零件輪廓的幾何要素由于涉及等各種原因，在圖紙上可能出現(xiàn)加工輪廓的數(shù)據(jù)不充分、尺寸模糊不清及尺寸封閉等缺陷，從而增加編程的難度，有時甚至無法編寫程序。2尺寸公差要求在確定控制零件尺寸精度的加工工藝時，必須分析零件圖樣上的公差要求，從而正確的選擇刀具及確定切削用量。在尺寸公差要求的分析過程中，還可以同時進(jìn)行一些編程尺寸的簡單換算，如中值尺寸及尺寸鏈的解算等。在數(shù)控編程時，常常對零件要求的尺寸取其最大和最小極限尺寸的平均值（即“中值”）作為編程尺寸依據(jù)。3形狀和位置公差要求圖樣上給定的形狀和位置公差是保證零件精度的重要要求。在工藝準(zhǔn)備

13、過程中，除了按其要求確定零件定位的定位基準(zhǔn)和檢測基準(zhǔn)，并滿足其設(shè)計基準(zhǔn)的規(guī)定外，還可以根據(jù)機(jī)床的特殊需要進(jìn)行一些技術(shù)性處理，以便有效地控制其形狀和位置誤差。4表面粗糙度的要求 表面粗糙度是保證零件表面微觀精度的重要要求，也是合理選擇機(jī)床、刀具及確定切削用量的重要依據(jù)。該零件表面由圓柱、逆圓弧、槽、螺紋、內(nèi)孔、內(nèi)槽、內(nèi)螺紋等表面組成，尺寸標(biāo)注完整，選用毛坯為45鋼，65mm×125mm，無熱處理和硬度要求。2.1.2確定加工方案零件上比較精密表面加工，常常是通過粗加工、半精加工和精加工逐步達(dá)到的。對這些表面僅僅根據(jù)質(zhì)量要求選擇相應(yīng)的最終加工方法是不夠的，還應(yīng)正確的確定毛坯到最終成形的加

14、工方案。毛坯先夾持右端車右端輪廓95mm處，先用中心鉆打中心孔，再用8的鉆頭鉆25mm的孔，再用20的鉆頭擴(kuò)孔，再用鏜刀鏜22.5mm的孔，再用內(nèi)槽刀鏜28的槽，再用內(nèi)螺紋刀車M24×1.5的螺紋。然后再車40mm、R6的圓弧、60mm和R45的圓弧。調(diào)頭加工32mm、R4、R6的圓弧、60mm的外輪廓，在切退刀槽，最后車M32×0.75的螺紋。該典型軸加工順序為：預(yù)備加工-車端面-鉆孔-鏜孔-切內(nèi)螺紋退刀槽-車內(nèi)螺紋-粗車左端面輪廓-精車左端面輪廓-調(diào)頭-車端面-粗車輪廓-精車輪廓-退刀槽-粗車螺紋-精車螺紋。軸類零件除光滑軸和直徑相差不大的階梯軸熱軋或冷拉圓棒料外，一般

15、采用鍛件；發(fā)動機(jī)曲軸等一類軸件采用球墨鑄鐵鑄件比較多。如圖2-1典型軸類直徑相差不大，采用直徑為65mm，材料為45鋼在鋸床上按130mm長度下料。2.2 工件的裝夾2.2.1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)，盡量使用工序基準(zhǔn)，定位基準(zhǔn)、編程原點三者統(tǒng)一。2）便于裝夾的原則。所選的定位基準(zhǔn)應(yīng)能保證定位準(zhǔn)確、可靠，定位夾緊簡單、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。2.2.2確定零件定位基準(zhǔn)的選擇（1） 以左右端大端面為定位基準(zhǔn)。（2） 在制定

16、零件加工的工藝規(guī)程時，正確的選擇工件的定位的基準(zhǔn)有著十分中的意義。定位基準(zhǔn)選擇的好壞，不僅影響零件加工的位置精度，而且對零件個表面的加工順序也有很大的影響。合理的選擇定位基準(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。（3）定位基準(zhǔn)的選擇軸類零件外圓表面、內(nèi)孔、螺紋等表面的同軸度，以及端面對軸中心線的垂直度是其相互位置精度的主要項目，而這些表面的設(shè)計的設(shè)計基準(zhǔn)一般都是軸中心線。用兩中心孔定位符合基準(zhǔn)重合原則，并且能夠最大限度的在一次裝夾中加工出多個外圓表面和端面，因此常用中心孔作為軸加工的定位基準(zhǔn)。當(dāng)不能采用中心孔時或粗加工是為了工作裝夾剛性，可采用軸的外圓表面作定位基準(zhǔn)，或是以

17、外圓表面和中心孔共同作為定位基準(zhǔn)，能承受較大的切削力，但重復(fù)定位精度并不太高。2.2.3裝夾方式的選擇為了工件不至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，需將工件壓緊壓牢。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。1）在三爪自定心卡盤上裝夾。三爪自定心卡盤的三個爪是同步運動的，能自動定心，一般不需要找正。該卡盤裝夾工件方便、省時，但夾緊力小，適用于裝夾外形規(guī)則的中、小型工件。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。該裝夾方式適用于多序加工或精加工。3）

18、用卡盤和頂尖裝夾。當(dāng)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。這種方式比較安全，能承受較大的切削力，安裝剛性好，軸向定位基準(zhǔn)，應(yīng)用較廣泛。4）用心軸裝夾。當(dāng)裝夾面為螺紋時再做個與之配合的螺紋進(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，軸向定位基準(zhǔn)。5）確定合理的裝夾方式裝夾方法：先用三爪自定心卡盤夾住右端，加工左端達(dá)到工件精度要求；再工件調(diào)頭，用三爪自定心卡盤夾住工件右端，在加工到工件精度要求。2.3 刀具及切削用量2.3.1選擇數(shù)控刀具的原則刀具壽命與切削用量有密切的關(guān)系。在制定切削用量時，應(yīng)首先選擇合理的刀具壽命，而合理的刀具壽命則應(yīng)根據(jù)優(yōu)化的目

19、標(biāo)而定。一般分最高生產(chǎn)率刀具壽命和最低成本刀具壽命兩種，前者根據(jù)單件工時最少的目標(biāo)確定，后者根據(jù)工序成本最低的目標(biāo)確定。選擇刀具壽命時可考慮如下幾點根據(jù)道具復(fù)雜程度、制造和磨刀成本來選擇。復(fù)雜和精度高的刀具壽命應(yīng)選的比單刃刀具高些。對于機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具，由于換到時間短，為了充分發(fā)揮其切削性能，提高生產(chǎn)效率，刀具壽命可選的低些，一般取15-30min對于裝刀、換刀和調(diào)刀比較復(fù)雜的多刀機(jī)床、組合機(jī)床與自動化加工刀具，刀具壽命應(yīng)選的高些，尤其保證刀具可靠性。數(shù)控加工對刀具提出了更高的要求，不僅需要剛性好、精度高，而求要求尺寸穩(wěn)定，耐用度高和排性能同時要求安裝和調(diào)整方便，這樣來滿足數(shù)控機(jī)床高效率的要求。

20、數(shù)控機(jī)床上所選用的道具常采用適應(yīng)高速切削的刀具材料（如高速鋼、超細(xì)粒質(zhì)硬質(zhì)合金）并使用可轉(zhuǎn)位刀片。2.3.2選擇數(shù)控車削用刀具數(shù)控車削刀常用的一般分成型車刀、尖形車刀、圓弧形車刀三類。成型車刀也稱樣板車刀，其加工零件的輪廓形狀完全由車刀刀刃的形狀和尺寸決定。數(shù)控車削加工中，常見的成型車刀有小半徑圓弧車刀、非矩形車槽刀和螺紋刀等。在數(shù)控加工中，應(yīng)盡量少用或不用成型車刀。尖形車刀是以直線形切削刃為特征的車刀。這類車刀的刀尖由直線型主副切削刃構(gòu)成，如90度內(nèi)外圓車刀、左右端面車刀、切槽（切斷）車刀及刀尖倒棱很小的各種外圓和內(nèi)孔車刀。尖形車刀幾何參數(shù)（主要是幾何角度）的選擇方法與普通車削時基本相同，但

21、應(yīng)結(jié)合數(shù)控加工的特點（如加工路線、加工干涉等）進(jìn)行全面考慮，并應(yīng)兼顧刀尖本身的強(qiáng)度。圖2-22.3.3設(shè)置刀點和換刀點刀具究竟從什么位置開始移動到指定的位置呢？所以在程序執(zhí)行的一開始，必須確定刀具在工件坐標(biāo)系下開始運動的位置，這一位置即為程序執(zhí)行時刀具相對與工件運動的起點，所以稱程序起始點或起刀點。此起始點一般通過對刀來確定，所以，該點又稱對刀點。在編制程序時，要正確選擇對刀點的位置。對刀點設(shè)置原則是：便于數(shù)值處理和簡化程序編制。易于找正并在加工過程中便于檢查，引起的加工誤差小。對刀點可設(shè)置在加工零件上，也可以設(shè)置在夾具上或機(jī)床上，為了提高零件的加工精度，對刀點應(yīng)盡量設(shè)置在零件的設(shè)計基準(zhǔn)或工藝

22、基準(zhǔn)上。實際操作機(jī)床時，可以通過手工對刀操作把刀具的刀位點放到對刀點上，即“刀位點”與“對刀點”的重合，所謂“刀位點”是指刀具定位基準(zhǔn)點，車刀的刀位點為刀尖或刀尖圓弧中心。用手動對刀操作，對刀精度較低，且效率低。而有些工廠采用光學(xué)對刀鏡、對刀儀、自動對刀裝置等，以減少對刀時間，提高對刀精度。加工過程中需要換刀時，應(yīng)規(guī)定換刀點。所謂“換刀點”是指刀架轉(zhuǎn)動換刀時的位置，換刀點應(yīng)設(shè)在工件或夾具的外部，以換刀時不碰工件及其他部件為準(zhǔn)。走刀路線包括切削加工軌跡，刀具運動切削起始點，刀具切入，切出并返回切削起始點或?qū)Φ饵c等非切削空行程軌跡。由于半精加工和精加工的走刀路線是沿其零件輪廓順序進(jìn)行的，所以確定走

23、刀路線主要在于規(guī)劃好粗加工及空行程的走刀路線。合理的確定對刀點，對刀點可以設(shè)在被加工零件上，但注意對刀點必須是基準(zhǔn)位或已加工精加工過的部位，有時在第一道工序后對刀點被加工損壞，會導(dǎo)致第二道工序和之后的對刀點無從查找，因此在第一道工序?qū)Φ稌r注意要在與定位基準(zhǔn)有相對固定尺寸關(guān)系的地方設(shè)立一個相對對刀位置，這樣可以根據(jù)他們之間的相對位置關(guān)系找回原對刀點。這個相對對刀位置通常設(shè)在機(jī)床工作臺或夾具上。2.3.4確定切削用量數(shù)控編程時，編程人員必須確定每道工序的切削用量，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

24、度，并充分發(fā)揮機(jī)床的性能，最大限度提高生產(chǎn)率，本例切削用量的選擇如下：1.背吃刀量ap：粗車時，選擇背吃刀量ap=3mm:精加工時，選擇背吃刀量ap=0.25mm。2.主軸轉(zhuǎn)速：粗車時，主軸轉(zhuǎn)速n=800r/min：精車時n=1200r/min：車削螺紋時，主軸轉(zhuǎn)速n=600r/min：切槽、切斷時，主軸轉(zhuǎn)速n=400r/400min。3.進(jìn)給量：粗車時，為提高切削效率，可選較高的進(jìn)給量，本列取f=0.5mm/r：精車時，為提高工件表面質(zhì)量，進(jìn)給量應(yīng)選擇得小一些，本例取f=0.1mm/r：車削螺紋時的進(jìn)給量應(yīng)等于螺紋導(dǎo)程，即f=2mm。2.4 零件編程與加工2.4.1 軸類零件加工的工藝分析數(shù)

25、控車削時，為了能用同一程序重復(fù)加工和工件調(diào)頭加工軸向尺寸的精確性，或為了端面余量均勻，工件軸向需要定位。采用中心孔定位時，中心孔尺寸及兩端中心孔間的距離要保持一致。以外圓定位時，則應(yīng)采用三爪自定心卡盤反爪裝夾或采用限未支承，以工件端面或臺階面或臺階面兒作為軸向定位基準(zhǔn)。（1）軸類零件預(yù)備加工車削之前常需要根據(jù)情況安排預(yù)備加工，內(nèi)容通常有：毛坯出廠時或在運輸、保管過程中，或熱處理時常會發(fā)生彎曲變形。過量彎曲變形會造成加工余量不足或裝夾不可靠。切斷用棒料切得所需長度的坯料。切斷可在弓形鋸床、圓盤鋸床和帶鋸上進(jìn)行，也可以在普通車床上切斷或在沖床上涌沖模沖切。（2）熱處理工序鑄、鍛件毛坯在粗車前應(yīng)根據(jù)

26、材質(zhì)和技術(shù)要求正火或退火處理，以消除應(yīng)力，改善組織和切削性能。性能要求較高的毛坯在粗加工后、精加工前應(yīng)安排調(diào)質(zhì)處理，一提高零件的綜合機(jī)械性能；對于硬度和耐磨性要求不高的零件，調(diào)質(zhì)也常作為最終熱處理。相對運動的表面需在精加工前或后進(jìn)行表面淬火處理或進(jìn)行化學(xué)熱處理，以提高耐磨性。（3）加工工序劃分一般可按下類方法進(jìn)行：刀具集中分序法。就是按所用刀具劃分工序，用同一把刀具加工完零件上所有可以完成部位。再用第二把刀、第三把刀完成他們可以完成的其他部位。這樣可以減少換刀次數(shù)，壓縮空程時間，減少不必要的定位誤差。以加工部位分序法。對于加工類容很多的零件，可按其結(jié)構(gòu)特點將加工部分分成幾個部分，如內(nèi)形、外形、

27、曲面或平面等。一般先加工平面、定位面，后加工孔；先加工簡單幾何形狀，在加工復(fù)雜的幾何形狀；先加工精度較低的部位，再加工精度較高的部位。以粗、精加工分序法。對于易發(fā)生加工變形的零件，由于粗加工后可能發(fā)生的變形而需要進(jìn)行校形，故一般來說凡要進(jìn)行粗、精加工的都要將工序分開。綜上所述，在劃分工序時，一定要視零件的結(jié)構(gòu)和工藝性，機(jī)床的功能，零件數(shù)控加工內(nèi)容的多少，安裝次數(shù)及本單位生產(chǎn)組織狀況靈活掌握。另建議采用工序集中的原則還是采用工序分散的原則，要根據(jù)實際情況來確定，但一定力求合理。（4）在加工時，加工順序的安排應(yīng)根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)和毛坯狀況，以及定位夾緊的需要來考慮，重點是零件的剛性不被破壞。順序一般應(yīng)

28、按下列原則進(jìn)行：上道工序的加工不能影響下道工序的定位于加緊，中間穿插有通用機(jī)床加工工序的也要綜合考慮。先進(jìn)行內(nèi)形、內(nèi)腔加工工序，后進(jìn)行外形加工工序。以相同定位、夾緊方式或同一把刀加工的工序最好連接進(jìn)行，以減少重復(fù)定位次數(shù)，換刀次數(shù)與挪動壓板次數(shù)。在同一次安裝中進(jìn)行的多道工序，應(yīng)先安排對工件剛性破壞小的工序。在數(shù)控床上粗車、半精車分別用一個加工程序控制。工件調(diào)頭裝夾由程序中的M00或M01指令控制程序暫停，裝夾后按“循環(huán)啟動”繼續(xù)加工。2.4.2編制數(shù)控加工程序 工件左端加工O0001; 程序名 G54 G99; 絕對坐標(biāo)編程T0101; 調(diào)用一號刀（外圓車刀35º）G00 X100

29、Z100; 運動到安全點 M03 S800; 主軸以800r/min正轉(zhuǎn)G00 X62 Z2; 到循環(huán)加工起點G73 U20 R8; 外圓粗加工循環(huán)G73 P10 Q20 U0.5 W0.1 F0.5; 外圓粗加工循環(huán)N10 GOO X40; 定位到循環(huán)起始點G01 Z-19; 加工40G02 X46 Z-25 R6; 加工R6的圓弧G01 X56;U2 W-2; 倒角Z-35; 加工60G02 X60 Z-85 R45; 加工R45的凹圓弧N20 G01 X65; 粗加工結(jié)束G70 P10 Q20 S1200 F0.2; 外圓精加工循環(huán) G00 X100 Z150； X/Z退到100/150

30、T0202； 調(diào)用二號刀(內(nèi)孔刀)M03 S800； 主軸以800r/min正轉(zhuǎn) G00 X18 Z2； 到循環(huán)加工起點G71 U1.5 R0.5; 粗加工循環(huán)G71 P30 Q40 U-0.5 W0.1 F0.5; 外圓粗加工循環(huán)N30 G00 X23; 定位到循環(huán)起始點 G01 Z0; G01 X19 Z-2; 倒角Z-22; 加工直線18N40 G01 X18; 粗加工結(jié)束G70 P30 Q40 S1200 F0.2; 內(nèi)圓精加工循環(huán)G00 Z120; Z退到120X100; X退到 100T0303; 調(diào)用三號刀(內(nèi)槽刀)M03 S500； 主軸以500r/min正轉(zhuǎn)G00 X17 Z

31、5； 定位到安全點G01 Z-22 F1; X28 F0.4; 加工內(nèi)孔28G04 X1; 暫停1秒G01 X17 F1; 退回安全點G00 Z150; Z退到150X100; X退到100T0404; 內(nèi)螺紋刀 60ºG97 M03 S600; 恒定主軸以500r/min正轉(zhuǎn)G00 X19 Z6; 安全起刀點G92 X19.5 Z-19 F1.5 螺紋加工循環(huán) X20.2; 螺紋加工 X20.8; 螺紋加工 X21.4; 螺紋加工 X22; 螺紋加工 X22.4; 螺紋加工 X22.6; 螺紋加工G00 Z150; Z退到150G00 X120; X退到120M05 主軸停轉(zhuǎn)M30

32、 程序結(jié)束工件右端加工O0002; 文件名O0002 程序名T0101; 調(diào)用一號刀（外圓車刀35º）G99 M03 S800; 主軸以800r/min正轉(zhuǎn)G00 X62 Z2; 安全起刀點G71 U1.5 R0.5; 外圓粗加工循環(huán)G71 P10 Q20 U0.5 W0.1 F0.5; 外圓粗加工循環(huán)N10 G00 X28; 外圓粗加工X起始點G01 Z0; 外圓粗加工Z起始點X31.8 Z-2; 倒角Z-20; 加工內(nèi)孔M32X2;X40; 定位到X40G03 X44.23 Z-23.37 R4; 加工圓弧R4G02 X52 Z-26 R6; 加工圓弧64G01 X56; 退回到

33、X56X60 Z-28; 倒角Z-37; 加工外圓60N20 G01 X62; 循環(huán)結(jié)束G70 P10 Q20 S1200 F0.1; 精加工循環(huán)G00 X120 Z100; 退回到安全點T0202; 調(diào)用二號刀（車槽刀4mm）S500 M03; 主軸以500r/min正轉(zhuǎn)G00 X45 Z-20; 安全起點G01 X26 F0.1; 車槽26G04 X0.1; 暫停1秒G01 X45 F2; 退回安全起點G00 X100 Z150; 退回安全點T0303 調(diào)用三號刀（外螺紋60º）G97 S600 M03; 恒定主軸以600r/min正轉(zhuǎn)G00 X34 Z6; 運動到安全點G92

34、X32 Z-18 F2; 螺紋加工循環(huán)X31.2; 螺紋加工X30.6; 螺紋加工X30.2; 螺紋加工X29.9; 螺紋加工X29.8; 螺紋加工G00 X120 Z150; 退回到安全點M05; 主軸停轉(zhuǎn)M30 程序結(jié)束第三章 典型軸類零件的編程與加工根據(jù)圖3-1所示的待車削零件，材料為45號鋼，其中85圓柱面不加工。在數(shù)控車床上需要進(jìn)行的工序為：切削80mm 和62mm 外圓；R70mm 弧面、錐面、退刀槽、螺紋及倒角。要求分析工藝過程與工藝路線，編寫加工程序。 圖3-1 軸類零件圖3.1零件圖工藝分析 該零件表面由圓柱、圓錐、順圓弧、逆圓弧及螺紋等表面組成。其中多個直徑尺寸有較嚴(yán)格的尺

35、寸精度圖表面粗糙度等要求；球面S50的尺寸公差還兼有控制該球面形狀（線輪廓）誤差的作用。尺寸標(biāo)注完整，輪廓描述清楚。零件材料為45鋼，無熱處理和硬度要求。通過上述分析，可采用以下幾點工藝措施。 對圖樣上給定的幾個精度要求較高的尺寸，因其公差數(shù)值較小。故編程時不必取平均值，而全部取其基本尺寸。 在輪廓曲線上，有三處為過象限圓弧，其中兩處為既過象限又改變進(jìn)給方向的輪廓曲線，因此在加工時應(yīng)進(jìn)行機(jī)械間隙補(bǔ)償，以保證輪廓曲線的準(zhǔn)確性。 為便于裝夾，坯件左端應(yīng)預(yù)先車出夾持部分（雙點畫線部分），右端面也應(yīng)先粗車出并鉆好中心孔。毛坯選60棒料。3.2零件的定位基準(zhǔn)和裝夾方式確定坯件軸線和左端大端面（設(shè)計基準(zhǔn)）

36、為定位基準(zhǔn)。左端采用三爪自定心卡盤定心夾緊，右端采用活動頂尖支承的裝夾方式。3.3 選擇設(shè)備根據(jù)加工零件的外形和材料等條件，選用FANUC 0i數(shù)控車床。3.4 確定加工順序及進(jìn)給路線加工順序按由粗到精由遠(yuǎn)到近（由右到左）的原則確定。即先從右到左進(jìn)行粗車（留.精車余量），然后從右到左進(jìn)行精車，最后車削螺紋。FANUC 0i數(shù)控車床具有粗車循環(huán)和車螺紋循環(huán)功能，只要正確使用編程指令，機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)就會自動確定進(jìn)給路線，因此，該零件的粗車循環(huán)和車螺紋循環(huán)不需要人為確定其進(jìn)給路線（但精車的進(jìn)給路線需要人為確定）。該零件從右到左沿零件表面輪廓精車進(jìn)給，如圖所示：對刀點 圖3-2 精車輪廓進(jìn)給路線3.5刀

37、具的選擇 選用中心鉆鉆削中心孔。 粗車及平端面選用°硬質(zhì)合金右偏刀，為防止副后刀面與工件輪廓干涉（可用作圖法檢驗），副偏角不宜太小，選k r=35º。 精車選用90°硬質(zhì)合金右偏刀，車螺紋選用硬質(zhì)合金60°外螺紋車刀，刀尖圓弧半徑應(yīng)小于輪廓最小圓角半徑，取r=0.150.2。將所選定的刀具參數(shù)填入數(shù)控加工刀具卡片中（見表3-1），以便編程和操作管理表3-1刀具卡片產(chǎn)品名稱或代號零件名 稱典型軸零件圖號序號刀具號刀具規(guī)格名稱數(shù)量加工表面?zhèn)渥?T01硬質(zhì)合金外圓35度車刀1粗、精車外圓2T02硬質(zhì)合金車槽刀1粗、精車槽4T03硬質(zhì)合金螺紋60度車刀1外螺紋（

38、1）確定加工順序及進(jìn)給路線加工順序按粗到精、由遠(yuǎn)到近（由左到右）的原則確定。工件左端加工：即從左到右進(jìn)行外輪廓粗車（留0.5mm余量精車）,然后左到右進(jìn)行外輪廓精車，然后鉆孔，鏜內(nèi)退刀槽，鏜內(nèi)螺紋。工件調(diào)頭，工件右端加工：粗車外輪廓，精車外輪廓，切退刀槽，最后螺紋粗加工，螺紋精加工。車端面：選用硬質(zhì)合金45度車刀，粗、精車一把刀完成。粗、精車外圓：（因為程序選用G73/G71循環(huán)，所以粗、精選用同一把刀）硬質(zhì)合金35度放型車刀，Kr=35度，Kr=60度；E=30度，（因為有圓弧輪廓）以防于零件輪廓發(fā)生干涉，如果有必要就用圖形來檢驗。槽刀：選用硬質(zhì)合金車槽刀（刀長12mm，刀寬4mm）。螺紋刀

39、：選用60度硬質(zhì)合金外螺紋車刀。（2）選擇切削用量表3-2切削用量選擇主軸轉(zhuǎn)速S/(r/min)進(jìn) 給 量F/(mm/r)吃 刀 量F/(mm/r)背 吃 刀 量ap/mm粗車外圓8000.51.51.5精車外圓12000.10.250.25外退刀槽5000.20.10粗車外螺紋6000.750.10.4精車外螺紋6000.750.050.1用以上數(shù)據(jù)編制工藝卡如下：表3-3 數(shù)控加工工藝卡工序號程序編號夾具名稱使用設(shè)備車間001O0529三爪自定心卡盤FANUC 0i數(shù)控車間工步號工步內(nèi)容刀具號刀具規(guī)格mm主軸轉(zhuǎn)速r/min進(jìn)給速度mm/r背吃刀量mm備注1車端面T0020x20 45045

40、020手動2粗車外輪廓T0120x20 3508000.51.5自動3精車外輪廓T0120x20 35012000.20.25自動4切槽T0220x20 5000.10自動5車三角外螺紋T0320x2060022自動3.6 編寫程序 按該機(jī)床規(guī)定的指令代碼和程序段格式，把加工零件的全部工藝過程編寫成程序清單。該工件的加工程序如下：O0001; 程序名G99 T0101; 絕對坐標(biāo)編程、調(diào)用一號刀（外圓車刀35º）M03 S800; 主軸以800r/min正轉(zhuǎn)G00 X62 Z5; 運動到安全點 G73 U15 R10; 外圓粗加工循環(huán)G73 P10 Q20 U0.5 W0.1 F0.

41、5; 外圓粗加工循環(huán)N10 G00 X30; 定位到循環(huán)X起始點G01 Z0; 定位到循環(huán)Z起始點X30 Z-2; 倒角C2G01 Z-25; 加工螺紋外表面X36 Z-35; 加工錐度Z-45; 加工36G02 X36.2 Z-65.76 R15; 凹圓弧R15G03 X35.95 Z-101.68 R25; 凸圓弧50G02 X34 Z-107 R15; 凹圓弧R15G01 W-5; 加工34X56 W-43; 加工錐度Z-165; 加工56N20 G01 X62; 粗加工循環(huán)結(jié)束G70 P10 Q20 S1200 F0.2; 精加工循環(huán)G00 X100 Z120; X/Z退到100/120T0202; 調(diào)用二號刀（車槽刀5mm）S500 M03; 主軸以500r/min正轉(zhuǎn)G00 X40 Z-25; 運動到安全點G01 X26 F0.1; 加工車槽5mmG04 X0.1; 暫停1