毕业设计（论文）零件的数控车削加工工艺与编程

江海学院 零件的数控车削加工工艺与编程 目 录 一、摘要.2 二、绪论.3 三、数控机床的简介.4 四、数控加工的概念 .5 五、数控机床的特点 .5 六、数控车削加工 .6 七、数控车床的加工程序编制 .8 八、数控车床的组成和基本原理 .9 九、数控车床安全操作规程.9 十、数控车床坐标系的确定.10 十一、运动方向的确定.11 十二、毕业设计任务.12 十三、简单轴类零件的编程与加工.14 十四、车削工艺分析.16 十五、轴类零件粗精加工手工编程.19 十六、结论.25 十七、参考文献.26 十八、设计小结.27 摘要在车床上，利用工件的旋转运动和刀具的直线运动或曲线运动来改变毛坯的形状和尺寸，把它加工成符合图纸的要求。 车削加工是在车床上利用工件相对于刀具旋转对工件进行切削加工的方法。车削加工的切削能主要由工件而不是刀具提供。车削是最基本、最常见的切削加工方法，在生产中占有十分重要的地位。车削适于加工回转表面，大部分具有回转表面的工件都可以用车削方法加工，如内外圆柱面、内外圆锥面、端面、沟槽、螺纹和回转成形面等，所用刀具主要是车刀。在各类金属切削机床中，车床是应用最广泛的一类，约占机床总数的50%。车床既可用车刀对工件进行车削加工，又可用钻头、铰刀、丝锥和滚花刀进行钻孔、铰孔、攻螺纹和滚花等操作。按工艺特点、布局形式和结构特性等的不同，车床可以分为卧式车床、落地车床、立式车床、转塔车床以及仿形车床等，其中大部分为卧式车床。 数控车削加工是现代制造技术的典型代表，在制造业的各个领域如航天、汽车、模具、精密机械、家用电器等各个行业有着日益广泛的应用，已成为这些行业不可或缺的加工手段。为了子数控机床上加工出合格的零件，首先需根据零件图纸的精度和计算要求等，分析确定零件的工艺过程、工艺参数等内容，用规定的数控编程代码和格式编制出合适的数控加工程序。编程必须注意具体的数控系统或机床，应该严格按机床编程手册中的规定进行程序编制。但从数控加工内容的本质上讲，各数控系统的各项指令都是应实际加工工艺要求而设定的。 由于本人才疏学浅，缺乏知识和经验，在设计过程中难免出现不当之处，望各位给予指正并提出宝贵意见。关键词： 车削加工 刀具 零件的工艺过程 工艺参数 程序编制绪论 机械加工工艺是实现产品设计，保证产品质量，节约能源，降低消耗的重要手段，是企业进行生产准备，计划调度，加工操作，安全生产，技术检测和健全劳动组织的重要依据，也是企业上品种、上质量、上水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。 工艺规程的编制是直接指导产品或零件制造的工艺过程和操作方法的工艺文件，他直接对企业的产品质量、效益、竞争能力起着重要的作用。 机械工业是国民经济各部门的装备部，国民经济各部门的生产技术水平和经济效益，在很大程度上取决与机械工业所能提供装备的技术性能、质量和可靠性，因此，机械工业的技术水平和规模是衡量一个国家科技水平和经济实力的重要标志。 近年来，世界各国都把提高产业竞争力和发展技术、抢占未来经济制高点作为科技发展提出更高的要求，特别是制造技术更加得到了重视。所以，我们要振兴机械工业，使之成为国民经济的支柱产业。从而确定机械工业在国民经济中的重要地位，同时也向机械工业提出更高的要求。 数控机床的简介 数控机床是一种用电子计算机和专用电子计算装置控制的高效自动化机床。主要分为立式和卧式两种。立式机床装夹零件方便，但切屑排除较慢；卧式装夹零件不是非常方便，但排屑性能好，散热很高。数控铣床分三坐标和多坐标两种。三坐标机床（X、Y、 Z）任意两轴都可以联动，主要用于加工平面曲线的轮廓和开敞曲面的行切。多坐标机床是在三坐标机床的基础上，通过增加数控分度头或者回转工作台，成为4坐标或者5坐标机床（甚至多坐标机床）。多坐标机床主要用于曲面轮廓或者由于零件需要必须摆角加工的零件，如法向钻孔，摆角行切等。摆角形式4坐标的主要为A或B；5坐标机床主要为AB，AC，BC，可根据零件要求选用。摆角大小由加工的零件决定。数控机床从组成来看，主要分为以下两方面： 1. 机床本身技术参数：数控机床主要的技术参数有下面几个：（1） 作台工：零件加工工作平台，尺寸大小应根据加工零件的大小进行选用。（2） T形槽：工作台上的T形槽主要用于零件的装夹，其中T形槽的槽数、槽宽、相互间距，需要根据加工工件的特点进行规定。（3） 主轴：主轴形式，主轴孔形式等。（4） 进给范围：机床X Y Z三个方向的可移动距离（行程），移动速度的大小；摆角（A B C）的摆动范围，摆动的速度。（5） 主轴的旋转：主轴的转速，主轴的功率，伺服电机的转矩等。2 数控系统 数控系统是数控机床的核心。现代数控系统通常是一台带有专门系统软件的专用微型计算机。它由输入装置、控制运算器和输出装置等构成，它接受控制介质上的数字化信息，通过控制软件和逻辑电路进行编译、运算和逻辑处理后，输出各种信号和指令控制机床的各个部分，进行规定、有序的动作。 作为用户，在考虑数控系统的时候，最关心的是系统的可靠性、可能和优越的性价比，因此应该考虑以下几个方面：（1）分辨率越高，可以清楚的进行控制，适合工业环境使用。（2）控制轴数和联动轴数应和购买的机床相配合，符合购买的机床情况。（3）标准（基本）功能项目功能越全越好，结合机床使用而定，特别是一些自动补偿、自适应技术模块等先进的检测、监控系统：红外线、温度测量、功率测量、激光检测等先进手段的采用，将在一定程度上大大提高机床的综合性能，保证机床更加可靠精确地自动工作。 数控加工的概念 数控机床工作原理就是将加工过程所需的各种操作（如主轴变速、工件的松开与夹紧、进刀与退刀、开车与停车、自动关停冷却液）和步骤以及工件的形状尺寸用数字化的代码表示，通过控制介质（如穿孔纸带或磁盘等）将数字信息送入数控装置，数控装置对输入的信息进行处理与运算，发出各种控制信号，控制机床的伺服系统或其他驱动元件，使机床自动加工出所需要的工件。所以，数控加工的关键是加工数据和工艺参数的获取，即数控编程。数控加工一般包括以下几个内容： (1)对图纸进行分析，确定需要数控加工的部分； (2)利用图形软件（PRO/E UG）对需要数控加工的部分造型； (3)根据加工条件，选择合适的加工参数，生成加工轨迹（包括粗加工、半精加工、精加工轨迹）； (4)轨迹的仿真检验； (5)生成G代码； (6)传给机床加工。 数控机床的特点 1. 具有高度柔性 在保证工件表面精度，主要取决于加工程序，它与普通机床不同，不必制造、更换许多工具、夹具，不需要经常调整机床。因此，数控机床适用于零件频繁更换的场合。也就是适合单件、小批生产及新产品的开发，缩短了生产准备周期，节省了大量工艺设备的费用。 2加工精度高 数控机床的加工精度，一般可达到0.0050.1mm，数控机床是按数字信号形式控制的，数控装置每输出一个脉冲信号，则机床移动部件移动一个脉冲当量（一般为0.001mm），而且机床进给传动链的反向间隙与丝杠螺距平均误差可由数控装置进行补偿，因此，数控机床定位精度比较高。 3加工质量稳定、可靠 加工同一批零件，在同一机床，在相同加工条件下，使用相同刀具和加工程序，刀具的走刀轨迹完全相同，零件的一致性好，质量稳定。 4. 生产率高 数控机床可有效地减少零件的加工时间和辅助时间，数控机床的主轴转速和进给量的范围大，允许机床进行大切削量的强力切削，数控机床目前正进入高速加工时代，数控机床移动部件的快速移动和定位及高速切削加工，减少了半成品的工序间周转时间，提高了生产效率。 5. 改善劳动条件 数控机床加工前经调整好后，输入程序并启动，机床就能自动连续的进行加工，直至加工结束。操作者主要是程序的输入、编辑、装卸零件、刀具准备、加工状态的观测，零件的检验等工作，劳动强度极大降低，机床操作者的劳动趋于智力型工作。另外，机床一般是封闭式加工，即清洁，又安全。 6. 利于生产管理现代化 数控机床的加工，可预先精确估计加工时间，所使用的刀具、夹具可进行规范化、现代化管理。数控机床使用数字信号与标准代码为控制信息，易于实现加工信息的标准化，目前已与计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）有机地结合起来，是现代集成制造技术的基础。 数控车削加工 车削加工是切削加工中最基本的一种加工方法，它是在车床上利用工件的旋转运动和刀具的移动来加工工件的，因此车削加工是机械加工中运用最广泛的加工方法，车床占切削加工机床总数的40左右。1. 数控车床的分类： . 按数控系统的功能分： 全功能型数控车床； 经济型数控车床 按主轴的配置形式分： 卧室数控车床； 立式数控车床 按数控系统控制的轴数分： 两轴控制的数控车床；四轴控制的数控车床2. 数控车削加工的主要对象 数控车床主要用于加工轴类、盘状类等回转体零件，通过执行数控程序，可以自动完外圆柱面、成形表面、螺纹、端面等工序的切削加工，并能进行车操、钻孔、扩孔、铰孔等工作。 根据数控加工的特点，数控车床最适合切削具有以下要求和特点的回转体零件。 . 精度要求高的回转体零件。 表面形状复杂或难以控制尺寸的回转体零件。 表面粗糙度要求好的回转体零件。 带特殊螺纹的回转体零件。3. 数控车削中的加工工艺分析数控加工以数控机床加工中的工艺问题为主要研究对象，以机械制造中的工艺理论为基础，结合数控机床的加工特点，综合运用多方面的知识来解决数控加工中的工艺问题。工艺制定的合理与否，对程序编制、机床的加工效率、零件的加工精度都有极为重要的影响。 (1) 确定工件的加工部位和具体内容 确定被加工工件需在本机床上完成的工序内容及其与前后工序的联系。 1.工件在本工序加工之前的情况。例如铸件、锻件或棒料、形状、尺寸、加工余量等。 2.前道工序已加工部位的形状、尺寸或本工序需要前道工序加工出的基准面、基准孔等。 3.本工序要加工的部位和具体内容。 4.为了便于编制工艺及程序，应绘制出本工序加工前毛坯图及本工序加工图。 (2) 确定工件的装夹方式与设计夹具 根据已确定的工件加工部位、定位基准和夹紧要求，选用或设计夹具。数控车床多采用三爪自定心卡盘夹持工件；轴类工件还可采用尾座顶尖支持工件。由于数控车床主轴转速极高，为便于工件夹紧，多采用液压高速动力卡盘，因它在生产厂已通过了严格的平衡，具有高转速(极限转速可达40006000rmin)、高夹紧力(最大推拉力为20008000N)、高精度、调爪方便、通孔、使用寿命长等优点。为减少细长轴加工时受力变形，提高加工精度，以及在加工带孔轴类工件内孔时，可采用液压自动定心中心架，定心精度可达0.03mm。 (3) 确定加工方案 1.确定加工方案的原则 制定加工方案的一般原则为：先粗后精，先近后远，先内后外，程序段最少，走刀路线 最短以及特殊情况特殊处理。这些原则并不是一成不变的，对于某些特殊情况，则需要 采取灵活可变的方案。如有的工件就必须先精加工后粗加工，才能保证其加工精度与质量。 2.加工路线与加工余量的关系 在数控车床还未达到普及使用的条件下，一般应把毛坯件上过多的余量，特别是含有锻、铸硬皮层的余量安排在普通车床上加工。如必须用数控车床加工时，则要注意程序的灵活安排。安排一些子程序对余量过多的部位先作一定的切削加工。 （4） 确定切削用量与进给量 在编程时，编程人员必须确定每道工序的切削用量。选择切削用量时，一定要充分考虑影响切削的各种因素，正确的选择切削条件，合理地确定切削用量，可有效地提高机械加工质量和产量。影响切削条件的因素有：机床、工具、刀具及工件的刚性；切削速度、切削深度、切削进给率；工件精度及表面粗糙度；刀具预期寿命及最大生产率；切削液的种类、冷却方式；工件材料的硬度及热处理状况；工件数量；机床的寿命。 进给量f(mmr)或进给速度F(mmmin)要根据零件的加工精度、表面粗糙度、刀具和工件材料来选。最大进给速度受机床刚度和进给驱动及数控系统的限制。 制定加工工艺是数控车削加工的前期准备工作，工艺制定的合理与否，对程序的编制、机床的加工效率和零件的加工精度都有重要的影响。数控车削加工工艺的内容是：分析零件图样、确定工件在车床上的装夹方式、各表面的加工顺序何刀具进给路线以及切削用量的选择等。 数控车床的加工程序编制 数控车床是目前使用最广泛的数控机床之一。数控车床主要用于加工轴类、盘类等回转类零件。通过数控加工程序的运行，可自动完成内外圆柱面、圆锥面、成形表面 、螺纹和端面等工序的切削加工，并能进行车槽、钻孔、扩孔以及铰孔等工作。车削中心可在一次装夹中完成更多的加工工序，提高加工精度和生产效率，特别适合于复杂形状回转类零件的加工。1. 数控程序编制的基本方法： 分析零件图样和制定工艺方案 数学处理 编写零件加工程序 程序检验2. 数控程序编制的方法：手工编程; 计算机自动编程.3. 车床的工艺装备：由于数控车床的加工对象多为回转体，一般使用三爪卡盘夹具。4. 控车床刀具的选刀过程：第一条路线为：零件图样、机床影响因素、选择刀杆、刀片夹紧系统和选择刀片形状，主要考虑机床和刀具的情况；第二条路线为：工件影响因素、选择工件材料代码、确定刀片的断屑槽形代码，这条路线主要考虑工件的情况。数控车床的编程特点： 加工坐标系：机床坐标系是以机床原点为坐标系原点建立起来的、轴直角坐标系，成为机床坐标系。车床的机床原点为主轴旋转中心与卡盘后端面之交点。机床坐标系是制造和调整机床的基础，也是设置工件坐标系的基础，一般不允许随意变动。加工坐标系与机床坐标系方向一致； 直径编程方式：在车削加工的数控程序中，X轴的坐标值为零件图样上的直径值；进刀与退刀方式：快速走刀。 数控车床的组成和基本原理 虽然数控车床种类较多，但一般均由车床主体、数控装置和伺服系统三大部分组成。车床主体：是 实现加工过程的实际机械部件，主要包括主运动部件（如卡盘、主轴等）、进给运动部件（如工作台、刀架等）、支承部件（如床身、立柱等），以及冷却、润滑、转位部件和夹紧、换刀机械手等辅助装置。数控装置和伺服系统 数控装置：它的核心是计算机及运行在其上的软件，它在数控车床中起“指挥”作用。数控庄子接收由加工程序送来的各种信息，并经处理和调配后，向驱动机构发现执行命令。在执行过程中，其驱动、检测等机构同时将有关信息反馈给数控装置，以便经处理后发出新的执行命令。 伺服系统：它通过驱动电路和执行文件（如伺服电机）。准确地执行数控装置发出的命令，成数控装置所要求的各种位移。数控车床的进给传动系统常用进给伺服系统代替，因此也常称为进给伺服系统。数控车床的基本工作原理 数控车床安全操作规程1. 开机前应对数控机床进行全面细致的检查，内容包括操作面板、导轨面、卡爪、尾座、刀架、刀具等，认无误后方可操作。2. 数控机床通电后，检查各开关、按钮和按键是否正常、灵活、机床有无异常现象。3. 程序输入后，应仔细核对代码、地址、数值、正负号、小数点进行认真的核对。4. 正确测量和计算工件坐标系。并对所得结果进行检查5. 输入工件坐标系，并对坐标。坐标值、正负号、小数点进行认真的核对。6. 未装工件前，空运行一次程序，看程序能否顺利进行，刀具和夹具安装是否合理，有无“超7. 试切削时快速倍率开关必须打到最低挡位。8. 试切削进刀时，在刀具运行至工件3050处，必须在进给保持下，验证Z轴和X轴坐标剩余值与加工程序是否一致。9. 试切削和加工中，刃磨刀具和更换刀具后，要重新测量刀具位置并修改刀补值和刀补号。10. 程序修改后，要对修改部分仔细核对。11. 必须在确认工件夹紧后才能启动机床，严禁工件转动时测量、触摸工件。12. 操作中出现工件跳动、打抖、异常声音、夹具松动等异常情况时必须停车处理。13. 紧急停车后，应重新进行机床“回零”操作，才能再次运行程序。 数控车床坐标系的确定 1.机床坐标系：数控机床上的坐标系采用右手笛卡尔直角坐标系。 2.机床参考点：参考点也是机床上的一个固定点，它是用机械挡块或电气装置来限制刀架移动的极限位置。它的主要作用是用来给机床坐标系一个定位。 3.工件坐标系：工件坐标系是编程人员在编程时设定的坐标系，也称为编程坐标系。 工件坐标系原点： 在进行数控编程时，首先要根据被加工零件的形状特点和尺寸，将零件图上的某一点设定为编程坐标原点，该点称编程原点。从理论上将，工件坐标系的原点选在工件上任何一点都可以，但这可能代理啊繁琐的计算问题，增添编程困难。为了计算方便，简化编程，通常是把工件坐标系的原点选在工件的回转中心上，具体位置可考虑设置在工件的左端面（或右端面）上，尽量使编程基准与设计基准、定位基准重合。 对刀： 机床坐标系是机床唯一的基准，所以必须要弄清楚程序原点在机床坐标系中的位置，通过对刀完成。对刀的实质是确定工件坐标系的原点在机床坐标系中唯一的位置。对刀是数控加工中的主要操作和重要技能。对到的准确性决定了零件的加工精度，同时，对刀效率还直接影响数控加工效率。 换刀：当数控机床加工过程中需要换刀时，在编程时就应考虑选择合适的换刀点。所谓换刀点是指刀架转位换刀的位置，当数控车床确定了工件坐标系后，换刀点可以是某一固定点，也可以是相对工件原点任意的一点。换刀点应设在工件或夹具的外部，以刀架转位换刀时不碰工件及其他部位谓准。 运动方向的规定1. Z与主轴轴线重合，即Z轴远离工件像尾座移动的方向为正方向（即增大工件和刀具之间距离），向卡盘移动为负。 2. X轴垂直于Z轴，X坐标的正方向是刀具离开旋转中心线的方向。 毕业设计任务一.设计的任务：1. 课题：数控车削加工工艺与编程2.设计课题的来源：学校的毕业设计任务课题3. 课题零件图：轴类零件图4. 课题要做的零件要求：（1）合金钢：具有较高的机械强度，热处理性能好，淬火性好，在传递大功率，要求结紧凑，耐磨性好，采用合金钢。（2）毛坏是铸件（了解铸件的相关内容）。（3）数控加工后形位加工公差尺寸表面粗糙度都要满足图纸要求。（4）数控工艺设计的每个参数都要有据可查，并写清出处。二.设计的要求及任务：1. 课题分析，绘制零件的AutoCAD二维图，分析图样，工件的装夹，选择加工刀具，切削用量的选择，确定加工路线。2. 详细数控加工工艺分析，拟定数控加工工序卡片，数控加工刀具卡。3. 手工编写零件粗精加工的数控加工程序。4. 设计小结。三.目的1. 熟悉各个零件的数控车削的加工工艺流程；2. 熟悉AutoCAD软件操作并进行绘制零件图：用CAD对所要加工的零件进行绘图；3. 熟悉数控系统：指令系统、数控系统的特点、精度与以前所学的区别。掌握简单零件的数控编程技巧；4. 会选择各个零件在数控车削加工过程中常用的刀具；5. 熟悉数控机床车削零件的加工过程。四.毕业设计的关键问题1. 毛坏的设定和材料的选择。2. 夹具的设计（怎样定位所加工的零件，设计出合理、简单的夹具）3. 刀具的选择（加工零件过程中要用到的刀，如外圆刀、镗刀、以及刀具的参数、结构、国际）4. 切削用量的选择（车成型面主轴的转速，镗空主轴的转速，切削主轴转速，进给速度的确定，背吃刀量包括粗精加工，要根据机床的自身情况决定）。5. 零件加工的顺序，先加工孔，再加工外圆面，加工零件的走刀路线。6. 零件粗精加工的手工编程。7. 零件数控机床车削零件的加工过程。8. 操作的注意事项。 简单轴类零件的编程与加工 工件的定位与装夹1、加工精度要求 加工图纸如上图，零件加工部分包括R15、R20、R26、R18的圆弧，内孔的加工，零件的主体长度为85mm,最大的位置直径58.2、 定位基准的选则 （1）基准重合原则 （2）基准统一原则 （3）便于安装原则 （4）便于对刀原则 根据定为基准选择原则，避免不重合误差，便于编程，以工序的设计基准作为定位基准。零件加工是，先以58外圆的轴线作为轴向定为基准，加工零件。然后以零件轴线作为轴向定为基准，以轴台的端面的中心作为该轴件剩余工序的轴向定位基准，并且把编程远点选在设计基准上，掉头装夹时一样。3、 装夹方式 夹具的作用是保证工件在机床上的正确位置和牢固的 安装，即定位和装夹，从而是数控加工顺序进行，保证工件的位置精度，同时也保证工件坐标系能够建立在正确的位置上。车削加工的工件一般是回转体，对于回转体零件，一般选择三爪自定心卡盘，本零件选择 三爪自定心卡盘作夹具。4、 工艺过程制定 由于每个零件结构形状不同，各表面的技术要求也有所不同，故加工时，其定位方式各有差异。一般加工外形时，以内行定位，加工内行时又以外形定位。因而可根据定位方式的不同来划分工序。考虑到零件的形状不易装夹，故先加工零件的左边的部分，然后以左面的零件轴线为定位基准加工右面的部分。并且考虑到加工原则的先近后远先粗后精制定加工工艺如下：为减少换刀，对刀次数及减少辅助时间，选用90度外圆车刀进行粗加工和精加工、用切断刀进行切断。掉头用三爪卡盘固定中间最大的直径58，加工右端，先粗后精，最后进行内孔的加工。 车削工艺分析1、 选择夹具 对于回转体连接，一般选择三爪自定心卡盘。本零件选择三爪自定心卡盘作夹具。2、 工序设计 该零件从棒料开始加工，要进行粗加工、精加工、切断然后掉头，先加工外圆再进行内孔的加工，还是一样的先粗后精。（1）粗车外圆 （2）精车循环（3）切断 （4）掉头装夹（5）粗车外圆 （6）精车循环 （7）内孔加工，先粗后精3、 刀具选择 为适应数控机床加工精度高、加工效率、加工工序集中及零件装夹次数少的要求，数控刀具具有很高的切削效率、高精度、高重复定位精度，可靠度和耐用度。选择刀具通常要考虑 （1）被加工工件的材料及性能（2）切削工艺的类别（3）被加工工件的几何形状，零件精度，加工余量（4）被吃刀量，进给速度，切削速度考虑到以上因素，故粗车时，要选择强度高、耐用度的刀具以满足粗车是大吃刀量，大进给量的要求。精车时要选择精度高、耐用度好的刀具以保证加工精度要求。 （1）粗车-90外圆车刀-T01 （2）精车-90外圆车刀-T02 (3) 切断-T03 （4）车内孔刀数控加工刀具卡片产品名称或代号 XXX零件名称 典型轴零件图号 XXX序号刀具号 刀具规格名称数量 加工表面刀尖半径 备注 1 T01 90外圆车刀 1粗车外圆及内孔圆 2 T02 90外圆车刀 1精车外圆及内孔圆 3 T03 切断刀 1 刀宽5mm 4 T04 车内孔刀 1 编制XXX 审核 XXX 批准 XXX 共 页 第 页4、切削用量的选择 背吃刀量的选择：轮廓粗车循环时选ap=2，精车ap=0.25。 主轴转速的选择：车直径和圆弧时，查表选粗车切削速度vc=90m/min 精车切削速度vc=120m/min然后利用公式vc=dn/1000技术主轴转速n（粗车直径D=60，精车工件直径取平均值）；粗车500r/min 精车1200r/min。车螺纹时。 进给速度的选择 查表选择粗车、精车每转进给量，再根据加工的实际情况确定粗车每转进给量为0.4/r ，精车每转进给量为0.15/r，最后根据公式Vf =nf计算粗车、进给速度分别为200 m/min和180 m/min。 综合前面分析的各项内容，并将其填入表1-2所示的数控加工工艺卡片。此表是编制加工程序的主要依据和操作人员配合数控程序进行数控加工的指导性文件。主要内容包括：工步顺序、工步内容、各工步所用的刀具及切削用量等。单位名称 XXX 产品名称或代号 零件名称 零件图号 XXX 典型轴 XXX 工序号 程序编号 夹具名称 使用设备 车间 001 XXX三爪卡盘和活动顶尖 XXX 数控中心 工步号 工步内容刀具号刀具规格主轴转速r/mm进给速度mm/min背吃刀量mm备注 1 平端面T012525 500 手动 2 粗车轮廓T012525 500 200 2自动 3 精车轮廓T022525 1200 180 0.25自动 4 粗车内孔轮廓T04 500 200 2自动 5 精车内孔轮廓T04 1200 180 0.25 编制XXX审核 XXX批准XXX年 月 日共 页第 页表1-2 数控加工工艺卡片 轴类零件粗精加工手工编程一、根据零件图样的要求、毛坯情况，确定工艺方案及加工路线 对细长轴类零件，轴心线为工艺基准，用三爪自定心卡盘夹持58mm外圆一头，使工件伸出卡盘175mm，用顶尖持另一头，一次装夹完成粗精加工（注：切断时将顶尖退出）。 工步顺序 粗车外圆。基本采用阶梯切削路线，粗车22mm、30mm、42mm、58mm，留1mm的余量。掉头依次是从减到增，内孔是从增到减。 自右向左精车各外圆面，再掉头精车外圆面和内孔面。 车螺纹 自右向左粗车R15mm圆弧面，掉头后的R18内孔内的圆弧面。 自右向左精车R15mm圆弧面，掉头后的R18内孔内的圆弧面。 切断二、选择机床设备根据零件图样要求，选用经济型数控车床即可到达要求。故选用CK6140型数控卧式车床。三、选择刀具根据加工要求，选用三把刀具，T01为粗加工刀，选90外圆车刀，T02为精加工刀，选90外圆车刀，T03为切断刀。 同时把三把刀在自动换刀刀架上安装好，且都对好刀，把它们的刀偏值输入相应的刀具参数中。四、确定切削用量 切削用量的具体数值应根据该机床性能、相关的手册并结合实际经验确定，详见加工程序。五、确定工件坐标系、对刀点和换刀点确定以工件左端面与轴心线的交点O为工件原点，建立XOZ工件坐标系。采用手动试切对刀方法（操作与上面数控车床的对刀方法相同）把点O作为对刀点。 刀点设置在工件坐标系下100、Z100处。六、编写程序（该程序用于CK6140车床） 按该机床规定的指令代码和程序段格式，把加工零件的全部工艺过程编写成程序清单。该工件的加工程序如下：先夹右端车削左端，棒料伸出105mm，顶端用活动顶尖顶住，保证棒料不要跳动，最后切断的时候去掉活动顶尖。如下图；JD08201.MPFN10 G90 G95 (绝对尺寸，进给率，每转进给）N20 M03 S500 (主轴转速为500)N30 G00 X100 Z100 （刀具走到安全点，用于转换刀具）N40 T01 (换车圆外刀)N50 G00 X62 Z2 （刀具走到临近点，准备循环走到）循环走刀N60 -CNAME=JD08202 (循环方式） R105=1 （加工方式） R106=0.25（精加工余量） R108=2 （粗加工余量） R109=0（切入角） R110=2 （退刀量） R111=0.3(粗加工进给速度） R112=0（精加工进给速度） N70 LCYC95N80 G00 X100 （快速退刀到X100处）N90 Z100 （快速退刀到Z100处） N100 T02 (换2号刀） N110 S1200 M03 F0.1 （精加工的主轴转速，进给量为0.1）N120 JD08202 （调用子程序）N130 G00 X100 （快速退刀到X100处）N140 Z100 （快速退刀到Z100处）N150 T03 （换切槽刀）N160 S450 M03 F0.04 （主轴转速）N170 GOO X60 Z-90 （快速移动到指定坐标X60,Z-90处）N180 G01 X0 （切断，直线插补，刀具切到X0处）N190 G00 X100 （快速退刀以X方向，防止撞刀）N200 Z100 （快速退刀安全点）N210 M30 （程序停止） 子程序 JD08202.SPF N10 G01 X20 Z0 （直线插补，刀具移到X20 Z0) N20 X22 Z-1 (切倒角，刀具移到X22 Z-1) N30 Z-10 （刀具直线走到Z-10） N40 X28 （刀具一X轴走到28） N50 X30 Z-11 （切倒角，刀具移到X30 Z-11） N60 Z-18 （刀具直线走到-18） N70 G02 X42 Z-28 CR=27.6（走顺圆弧，以X42 Z-28为终点，半径为27.6） N80 G01 X42 Z-33 (直线插补，以Z轴走到-33) X58 （X轴走到58） Z-49 （Z轴走到-49） X60 （X走到60） N90 M17 （子程序结束）掉头装夹 JD08203.MPF N10 G90 G95 （绝对尺寸，进给率，每转进给）N20 M03 S500 （主轴转速为500r/min）N30 G00 X100 Z100 （快速移到换刀安全点）N40 T01 (换外圆车刀)N50 G00 X62 Z2 （快速定位到X62 Z2）循环指令N60 -CNAME=JD08204 R105=1（加工方式） R106=0.25（精加工余量） R108=2（粗加工余量） R=109=0（切入角） R110=2 （退刀量） R111=0.3(粗加工进给速度） R112=0（精加工进给速度） N70 LCYC95N80 G00 X100 （快速以X轴退刀）N90 Z100 （以Z轴退刀安全换刀点） N100 T02(换刀） N110 S1200 M03 F0.1 （精加工、转速为1200e/min、进给为0.1）N120 JD08204 （调用子程序）N130 G00 X100 （快速以X退刀）N140 Z100 （快速以Z退刀）N150 M30 （机床停止）子程序JD08204.SPFN10 G01 X46 ZO （直线插补，刀具走到下刀点X46 Z0）N20 X48 Z-1 （倒角）N30 X49 Z-31 （刀具移动到X58 Z-31)N40 X58 Z-36 (刀具移动到X58 Z-36）N50 X60 （刀具移动到X60）N60 M17 （子程序停止） 车内孔 JD08205.MPF N10 G90 G95 （绝对尺寸，进给率，每转进给）N20 M03 S500 （主轴转速为500r/min)N30 G00 X100 Z100 (快速移到换刀具点）N40 T04 （换内孔刀）N50 G00 X40 Z2 （快速移到下刀点）N6 -CNAME=JD08206 R105=1 （加工方式） R106=0.25（精加工余量） R108=2（粗加工余量） R109=0（切入角） R110=2 （退刀量） R111=0.3(粗加工进给速度） R112=0（精加工进给速度） N70 LCYC95 N80 S1200 M03 F0.1 （精加工主轴转速为1200r/min,进给为0.1）N90 JD08206 （调用子程序）N100 G00 Z100 （快速以Z方向退刀）N110 X100 （快速以X方向退刀）N120 M30 （机床停止）子程序JD08206.SPFN10 G01 X38 Z0 （直线插补，刀具进刀到X38 Z0）N20 X36 Z-1 （刀具移到X36 Z-1）N30 Z-5 （刀具移到Z-5）N40 GO3 X22 Z-19 CR=18 （走逆圆弧以X22 Z-19为终点，半径为18）N50 G01 Z-30 （刀具走到Z-30处）N60 X18 （刀具移动到X18处） N70 M17 （子程序停止）七、 加工过程1 此工件要经两个过程加工完成，所以调头时重新确定工件原点，程序中编程原点要与工件原点相对应。执行完成第一个程序后，工件调头执行另一个程序时需重新对两把刀的Z向原点，因为X向的原点在轴线上，无论工件大小都不会改变的，所以X方向不必再次对刀。2 输入程序。3 进行程序校验及加工轨迹仿真。4 自动加工。5 零件精度检测。 仿真操作注意事项1 采用顶尖装夹方式最要注意的是刀具和刀架与尾座顶尖之间的距离。刀伸出长度要适当。2 刀头宽度及起刀点离Z向距离要适当。3 换刀点只能在工件正上方一适当安全位置，程序里不能用G28回参考点，以免发生碰撞。 结论数控机床作为一种使用广泛、典型的机电一体化产品，综合应用了微电子技术、计算机技术、自动控制、精密测量和机床结构等方面的最新成就，是一种高效的自动化机床。随着科学技术的不断发展，迄今，国际上又出现了一台或多台加工中心、车削中心玩为主体，再配合以工件自动装卸和监控检查装置的柔韧性制造系统FMS、计算机集成制造系统CIMS和无人化工厂FA。由于数控机床极高效率、高精度和高柔韧性于一身，很好的代表了机床的主要发展方向。时代和社会生产力的不断发展，要求数控系统与数控机床向更高的水平与层次迈进（高精度化、运动高速化、高柔韧性化、智能化）。近年来，在国外的数控系统与伺服系统制造技术突破飞猛进的大背景下，通过大量的技术引进，我国现代制造工业在飞猛发展（数控技术得到广泛的应用）。同时，我们还要看清现阶段中国数控业与世界先进水平的差距，我国只有拥有完全自主知识产权上的和数控核心技术，才能实现真正意义上的“世界工厂”和“制造大国”乃至“工业强国”，这使国人不得不开始重新思索中国数控在未来的发展之路. 参考文献（1） 赵长明 数控加工工艺及设备 北京：高等教育出版社；2003（2） 夏凤芳 数控机床 北京：高等教育出版社；2005（3） 袁哲俊 金属切削刀具 上海：上海科学技术出版社；1993（4） 蒋建强 数控编程技术200例 科学出版社 北京希望电子出版社；2005（5） 徐宏海 数控加工工艺 化学工业出版社；2004（6） 王爱玲 数控机床加工工艺 北京：机械工业出版社；2006 （7） 杜君文主编.数控技术.天津： 天津大学出版社，1990 （8） 徐宏海主编.数控加工工艺.北京：化学工业出版社，2003 （9） 李正峰主编.数控加工工艺.上海.上海交通大学出版社，2004 （10）晏初宏主编.数控加工工艺与编程.北京.化学工业出版社，2004 （11）张超英，谢福春主编.数控编程技术.北京.化学工业出版社，2003设计小结 这次毕业设计，给我最大的体会就是熟练操作技能来源我们对专业的熟练程度。让我们熟悉数控车加工零件程序的设计及模拟加工过程，了解零件的分析，并且巩固Pro/E软件的应用及文档编辑能力。在整个设计过程中，我总结出一个结论“理论是指导实践的基础，只有不断在实践中总结验，并对先前的理论进行消化和创新，自己的水平会很快地提高”，仿真软件的运用就是最好的例子。本设计在老师帮助，和组员的共同努力下，还算顺利完成。这次的设计是我们在学校里最后一次在老师指导，和同学共同完成的工程，在以后的道路上，我们也只能靠着自己，独立完成设计工程了。实习中，再次了解了设计理念以及从何处着手等等，在这我以后的道路上，是一次理论联系实际的简单训练。总之，在这次实训中，学到了很多，同时感谢我们的指导老孙健老师和对我们的悉心指导。通过此次设计使我掌握了科学研究的基本方法和思路，为今后的工作打下了基础，在以后的日子我将会继续保持这分做学问的态度和热情。在这次毕业设计中也使我们的同学关系更进一步了，同学之间互相帮助，有什么不懂的大家在一起商量，听听不同的看法对我们更好的理解知识，所以在这里非常感谢帮助我的同学。 - 28 -