长轴零件数控车削加工工艺设计与程序编制仿真

长轴零件数控车削加工工艺设计与程序编制仿真摘要此次的设计任务是长轴加工工艺设计与程序编制及加工，利用绘图软件 AutoCAD将长轴的二维图画出来,然后用 UG软件画出三维图形,再接着设计几个方案。方案的关键在于以生成最佳的刀具路径、利用最短的时间内加工出零件,且加工工序最优,加工出来的零件的工艺符合设计图纸的要求。根据这些要求选择最佳的加工工艺方案,编写加工程序并输入相应的加工参数利用斯沃数控仿真软件对所编制的加工程序进行仿真验证得到加工效果图。关键词:长轴；加工工艺；程序编制；数控机床ABSTRACTThe design task is long axis machining process design and programming and processing, the drawing software AutoCAD will map the long axis of the 2D, and then use UG software to draw the three-dimensional graphics, then several design schemes. Scheme is the key to generate the tool path, the best use of the shortest processing time of parts, and the process optimization, process the processed parts meet the requirements of design drawings. According to the requirements of processing scheme of optimal selection, preparation process and input processing parameters obtained accordingly processing effect on processing program is developed to verify the swansoft CNC simulator.Key words: Long axis; The processing technology; Programming; The numerical control machine tool目 录摘要 .1ABSTRACT .2第一章 绪论 .31.1 数控机床的发展 .31.2 数控加工工艺的基本知识 .31.2.1 数控加工工艺的概念 .31.2.2 数控加工工艺过程 .31.2.3 数控加工工艺和数控加工工艺的过程的主要内容 .41.2.4 数控加工工艺的特点 .4第二章 长轴零件的工艺分析 .52.1 零件的结构特点分析 .52.2 零件的技术要求分析 .62.3 零件的结构工艺性分析 .72.4 确定毛坯 .72.4.1 毛坯类型 .72.4.2 毛坯余量确定 .82.4.3 毛坯-零件合图 .8第三章 长轴零件的工艺规程设计 .93.1 表面加工方法的确定 .93.2 加工顺序的安排 .93.3 定位基准及装夹方式的选择 .93.4 制订工艺路线 .103.5 选择加工设备机床 .123.6 选择刀具与切削用量 .133.6.1 选择切削刀具 .133.6.2 选择切削用量 .143.7 数控加工工艺卡片拟订 .15第四章 长轴零件的程序编制及仿真 .164.1 数控编程的定义及分类 .164.1.1 数控编程的定义 .164.1.2 数控编程的分类 .164.1.3 编程方法的选择 .164.2 编程原点的确定及数值的确定 .164.3 数控加工程序代码的编写 .174.3.1 车左端时的加工程序 .174.3.2 车右端时的加工程序 .214.4 程序的仿真加工 .254.4.1 程序的导入 .254.4.2 设置工件 .254.4.3 设置刀具 .264.4.4 对刀和输入刀补 .264.4.5 仿真加工 .274.5 注意事项 .28结束语 .29参考文献 .30致 谢 .31第一章 绪论1.1 数控机床的发展数控技术是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和与机械能量流向有关的开关量。数控的产生依赖于数据载体和二进制形式数据运算的出现。1908 年，穿孔的金属薄片互换式数据载体问世；19 世纪末，以纸为数据载体并具有辅助功能的控制系统被发明；1938 年，香农在美国麻省理工学院进行了数据快速运算和传输，奠定了现代计算机，包括计算机数字控制系统的基础。数控技术是与机床控制密切结合发展起来的。1952 年，第一台数控机床问世，成为世界机械工业史上一件划时代的事件，推动了自动化的发展。 现在，数控技术也叫计算机数控技术，目前它是采用计算机实现数字程序控制的技术。这种技术用计算机按事先存贮的控制程序来执行对设备的控制功能。由于采用计算机替代原先用硬件逻辑电路组成的数控装置，使输入数据的存贮、处理、运算、逻辑判断等各种控制机能的实现，均可通过计算机软件来完成。 80 年代，我国从日本及美国、德国引进一些新技术。这使我国的数控机床在性能和质量上产生了一个质的飞跃。1985 年，我国数控机床品种有了新的发展。数控机床是一种技术密集度及自动化程度很高的机电一体化加工设备,是综合应用计算机、自动控制、自动检测及精、加工精度高、质量容易保证，发展前景十分广阔。随着科学技术不断发展，数控机床的发展也越来越快，数控机床也正朝着高性能、高精度、高速度、高柔性化和模块化方向发展。1.2 数控加工工艺的基本知识1.2.1 数控加工工艺的概念数控加工工艺是采用数控机床加工零件时所应用各种方法和技术手段的总和，应用于整个数控加工工艺过程。数控加工工艺是伴随着数控机床的产生、发展而逐步完善起来的一种应用技术，它是人们大量数控加工实践的经验总结。 1.2.2 数控加工工艺过程数控加工工艺过程是利用切屑工具在数控机床直接改变加工对象的形状、尺寸、表面位置、表面状态等，使其成为成品或半成品的过程。1.2.3 数控加工工艺和数控加工工艺的过程的主要内容（1）选择并确定进行数控加工的内容。（2）对零件图纸进行数控加工的工艺分析。（3）零件图形的数学处理及编程尺寸设定的确定。（4）数控加工工艺方案的制定。（5）工序、进给路线的确定。（6）选择数控机床的类型。（7）刀具、量具、夹具的选择和设计。（8）切屑参数的确定。（9）加工程序的编写、校验与修改。（10）首件试加工与现场问题处理。（11）数控加工工艺技术文件的定型与归档。1.2.4 数控加工工艺的特点由于数控加工是应用了计算机控制系统和数控机床，使得数控加工与普通加工相比具有加工自动化程度高、精度高、质量稳定、生产效率高、周期短、设备使用费高的特点。第二章 长轴零件的工艺分析2.1 零件的结构特点分析如图 2.1 所示轴零件图，分析其加工工艺性。图 1.1 长轴零件的二维平面图图 1.2 长轴零件的三维图轴类零件是机械加工中常见的加工零件之一，在各类机械中应用很广。图 1.1 中所示的轴零件主要由内外圆柱面、内锥面、内直螺纹、外锥螺纹等组成，从这些结构中更可以看出，该轴主要起联接的作用。2.2 零件的技术要求分析零件的技术要求主要包括尺寸精度、形状精度、位置精度、表面粗糙度要求等，这些技术要求应当是能够保证零件使用性能前提下的极限值。进行零件技术要求分析，主要是分析这些技术要求的合理性，以及实现的可能性，重点分析重要表面和部位的加工精度和技术要求，为制定合理的加工方案做好准备。同时通过分析以确定技术要求是否过于严格，因为过高的精度和过小的表面粗糙度要求会使工艺过程变得复杂，加工难度大，增加不必要的成本。该零件尺寸精度等级较高，其中外圆尺寸精度最高为 0.016mm，内轮廓尺寸精度最高为 0.023mm，长度尺寸精度最高为 0.03mm；形状精度有：50 的圆柱度为016.0.008mm 及其端面的平面度为 0.006mnm，32 内孔的圆度为 0.008mm；位置精度036.有：58 对基准 A 的同轴度为 0.015mm 及其左端面对基准 B 的垂直度为019.0.015mm，50 对基准 A 的同轴度为 0.015mm 及其左端面对基准 A 的垂直度为016.0.01mm（等等，其余的请参照零件图纸） ；该零件的表面粗糙度要求较高，最高表面达到 Ra1.6um，最低为 3.2um。2.3 零件的结构工艺性分析该零件属于轴类零件，其结构主要由内外圆柱面、内圆锥面、内直螺纹、外圆弧面、槽等特征组成，这些特征在普通车床上很难完成，需要在数控车床上进行加工，并且是数控车削加工中常见的形状特征。2.4 确定毛坯2.4.1 毛坯类型毛坯是用来加工各种工件的坯料,毛坯的生产方法主要有:铸造、锻造、焊接、冲压件,以及各种型材也可以用作毛坯。（一）铸件 对形状较复杂的毛坯，一般可用铸造方法制造。目前大多数铸件采用砂型铸造，对尺寸精度要求较高的小型铸件，可采用特种铸造，如永久型铸造、精密铸造、压力铸造、熔模铸造成和离心铸造等。（二）锻件锻件毛坯由于经锻造后可得到连续和均匀的金属纤维组织。因此锻件的力学性能较好，常用于受力复杂的重要钢质零件。其中自由锻件的精度和生产率较低，主要用于小批生产和大型锻件的制造。模型锻造件的尺寸精度和生产率较高，主要用于产量较大的中小型锻件。（三）型材型材主要有板材、棒材、线材等。常用截面形状有圆形、方形、六角形和特殊截面形状。就其制造方法，又可分为热轧和冷拉两大类。热轧型材尺寸较大，精度较低，用于一般的机械零件。冷拉型材尺寸较小，精度较高，主要用于毛坯精度要求较高的中小型零件。（四）焊接件焊接件主要用于单件小批生产和大型零件及样机试制。其优点是制造简单、生产周期短、节省材料、减轻重量。但其抗振性较差，变形大，需经时效处理后才能进行机械加工。（五）其它毛坯其它毛坯包括冲压件，粉末冶金件，冷挤件，塑料压制件等。2.4.2 毛坯余量确定毛坯图的尺寸都是在零件图尺寸的基础上，加减总加工余量得到毛坯尺寸，毛坯各面的设计基准一般同零件图一致。笔者认为这种设计方法并不合理，这是因为从毛坯尺寸的作用来讲并不要求它和零件图一致，对它提出的要求是:(1)保证它在机械加工时有最均匀合理的粗加工余量：(2)保证非加工面与加工面有最准确的位置及尺寸。根据该零件的图纸要求，由于零件并不是很长，因此可以直接采用型材毛坯（棒料） ，又零件的最大外圆为 80mm，长度为 150mm，因此可以给毛坯的径向单边留3mm 余量，轴向单边各留 5mm 余量。2.4.3 毛坯-零件合图由毛坯余量的选择，可确定该零件的毛坯尺寸为 86160mm。其毛坯-零件合图如图 2.1 所示。图 2.1 毛坯-零件合图第三章 长轴零件的工艺规程设计3.1 表面加工方法的确定（1）外轮廓：粗车（精度等级 IT12，粗糙度 Ra12.5um）半精车（精度等级 IT89，粗糙度 Ra3.2um）精车（精度等级 IT67，粗糙度Ra1.6um） 。（2） 内轮廓：钻孔（精度等级 IT12，粗糙度 Ra12.5um）粗镗（精度等级 IT910，粗糙度 Ra3.2um）精镗（精度等级 IT67，粗糙度Ra1.6um） 。3.2 加工顺序的安排工件的机械加工工艺路线中要经过切削加工、热处理和辅助工序。因此，当拟定工艺路线时要合理、全面安排好切削加工、热处理和辅助工序的顺序。切削加工工序的安排原则1）基准先行 选为精基准的表面，应先进行价格，以便为后续工序提供可靠的精基准。如轴类零件的中心孔、箱体的地面或剖分面、齿轮的内孔和一端面等，都应安排在初始工序加工完成。2）先粗后精 各表面均应按照粗加工半精加工精加工的顺序依次进行，以便逐步提高加工精度和降低表面粗糙度。3）先主后次 先加工主要表面（如定位基面、装配面、工作面） ，后加工次要表面（如自由表面、键槽、螺纹孔等） ，次要表面常穿插进行加工，一般安排在主要表面达到一定精度之后、最终精加工之前。该零件的加工顺序应严格按照以上原则进行加工。3.3 定位基准及装夹方式的选择（1）定位基准的选择1）粗基准的选择：粗车时以外圆和两端面为粗基准，并加工出精基准2）精基准的选择：精加工时以粗加工时加工出的端面和外圆为基准。（2）装夹方式的选择该零件为回转型零件，其装夹方式可直接采用三爪卡盘进行装夹，由于零件至少需要进行两次装夹方能完成，在第二次装夹时为保证加工面不被夹伤，需要垫上铜皮或者采用软爪进行装夹。3.4 制订工艺路线制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领（生产纲领的大小对生产组织和零件加工工艺过程起着重要的作用，它决定了各工序所需专业化和自动化的程度，决定了所应选用的工艺方法和工艺装备。 ）已确定为大批生产的条件下，可以考虑采用万能性的机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。（1）方案一：采用普通机床加工工序 1：下料。工序 2：粗车右端面、粗车 M46 螺纹大径至 52 、粗车 52 外圆至 58、粗车60 外圆至 66、粗车 80 外圆至 83。工序 3：粗车左端面、粗车 50 外圆至 56、粗车 58 外圆至 64、钻底孔12。工序 4：精车左端面、半精车 50 外圆至 50.5、半精车 58 外圆至 58.5、车槽 2-545、半精镗 26 孔至 25.5、半精镗 32 孔至 31.5、半精镗 M40螺纹底孔至 38、车内螺纹退刀槽 2.544。工序 5：精车右端面、半精车 M46 螺纹大径至 46.5 、半精车 52 外圆至52.5、半精车 60 外圆至 60.5、半精车 80 外圆至 80.5、半精镗内孔 22至 21.5、半精镗内孔 32 至 31.5。工序 6：精车 50 外圆至 50、精车 58 外圆至 58、精镗 26 孔至 26、精镗 32 孔至 32、精镗 M40螺纹底孔至 38.5。工序 7：精车 M46 螺纹大径至 45.6、精车 52 外圆至 52、精车 60 外圆至60、精车 80 外圆至 80、精镗内孔 22 至 22、精镗内孔 32 至 32。工序 8：车外圆圆弧 R25和 R6。工序 9：车螺纹 M40*1.5和 M46*1.5。工序 10：车内外锥面。工序 11：去毛刺。工序 12：检验。（2）方案二：采用数控机床加工工序 1：下料。工序 2：车左端面、车左端 50 外圆、58 外圆、80 外圆、钻底孔、镗 26内孔、镗 32 内孔、车内槽、车内螺纹、车外槽。工步 1：车左端面；工步 2：粗车外圆 50、58、80 及 R6圆角，预留 0.2mm精加工余量。工步 3：钻底孔 16；工步 4：粗镗内孔 26、32、螺纹底孔 38.5，预留 0.2mm精加工余量；工步 5：精镗内轮廓各加工面；工步 7：车内螺纹退刀槽 2.5*44；工步 8：车内螺纹 M40*1.5；工步 9：精车左端外轮廓各段加工面；工序 10：车外槽 5*45；工序 3：车右端面、车右端 M46外螺纹、车 52 外圆、车 60 外圆、车外锥面、车 R25圆弧面、车内孔 22、32 及内锥面、车外槽。工步 1：车右端面；工步 2：粗车外螺纹大径 45.6、外圆 52、外圆 60、外锥面、R25 圆弧面，预留 0.2mm精加工余量；工步 3：精车外轮廓各段；工步 4：车外槽 3*42 和 6*47；工步 5：车外螺纹 M46*1.5；工步 6：粗镗内锥面、内孔 32、内孔 22，预留 0.2mm精加工余量；工步 7：精镗内轮廓各段；工序 4：去毛刺。工序 5：检验。（3）方案三：采用数控机床加工工序 1：下料。工序 2：车右端面、车右端 M46外螺纹、车 52 外圆、车 60 外圆、车外锥面、车内孔 22、32 及内锥面、车外槽。工步 1：车右端面；工步 2：粗车外螺纹大径 45.6、外圆 52、外圆 60、外锥面、80 外圆，预留 0.2mm精加工余量；工步 3：精车外轮廓各段；工步 4：车外槽 3*42 和 6*47；工步 5：车外螺纹 M46*1.5； 工步 6：粗镗内锥面、内孔 32、内孔 22，预留 0.2mm精加工余量；工步 7：精镗内轮廓各段；工序 3：车左端面、车左端 50 外圆、58 外圆、R25 圆弧、钻底孔、镗 26 内孔、镗 32 内孔、车内槽、车内螺纹、车外槽。工步 1：车左端面；工步 2：粗车外圆 50、58、R6 圆角及 R25圆弧面，预留 0.2mm精加工余量。工步 3：钻底孔 16；工步 4：粗镗内孔 26、32、螺纹底孔 38.5，预留 0.2mm精加工余量；工步 5：精镗内轮廓各加工面；工步 7：车内螺纹退刀槽 2.5*44；工步 8：车内螺纹 M40*1.5；工步 9：精车左端外轮廓各段加工面；工序 10：车外槽 5*45；工序 4：去毛刺。工序 5：检验。（4）方案的分析及确定从三个方案中分析得知，方案一采用的是普通机床进行加工，粗、精加工比较明细，但由于该零件存在圆弧、螺纹等特型加工面，如若采用普通机床加工将大大增加加工成本，不利于生成，同时也对操作人员的技术水平要求较高，故不建议采取；方案二和方案三均采用数控机床进行加工，均具有高效率、高精度，两者的区别在于左端右端的顺序不同，方案三中先加工右端再加工左端，这种方案在第二次装夹时不易装夹，故不建议采取，而方案二正好弥补了这个缺陷。综合考虑选取方案二进行加工。3.5 选择加工设备机床当工件表面的加工方法确定之后，机床的种类也就基本上确定了。但是，每一类机床都有不同的形式，其工艺范围、技术规格、加工精度、生产率及自动化程度都各不相同。为了正确地为每一道工序选择机床，除了充分了解机床的性能外，尚需考虑以下三点。1）机床的类型应与工序划分的原则相适应。数控机床或通用机床适用于工序集中的单件小批生产；对大批量生产，则应选择高效自动化机床和多刀、多轴机床。若工序按分散原则划分，则应选择结构简单的专用机床。2）机床的主要规格尺寸应与工件的外形尺寸和加工表面的有关尺寸相适应，即小工件用小规格的机床加工，大工件用大规格的机床加工。3）机床的精度应与工序要求的加工精度相适应。粗加工工序，应选用精度低的机床；精度要求高的精加工工序，应选用精度高的机床。机床精度不能过低，也不能过高，机床精度过低，不能保证加工精度；机床精度过高，会增加零件的制造成本。应根据零件的加工精度的要求合理选择机床。从加工工艺的角度分析，选用的数控机床功能还必须适应被加工零件的形状、尺寸精度和生产节拍等要求。随着数控车床制造技术的不断发展，形成了产品繁多，规格不一的局面，因而也出现了几种不同的分类方法2。（1）按数控系统的功能分1）经济型数控车床。经济型数控车床（如图 2-2 所示）一般是在普通车床基上进行改进，采用步进电动机驱动的开环伺服系统，其控制部分采用单板机或单片机。此类车床结构简单，价格低廉，但无刀尖圆弧半径自动补偿和恒线速度切削等功能。2）全功能型数控车床。全功能型数控车床（如图 2-3 所示）一般采用闭环或半闭环控制系统，具有高强度、高精度和高效率的特点。3）车削中心。车削中心是在全功能型数控车床的基础上发展起来的一种复合加工机床，配备刀库、自动换刀器，分度装置、铣削动力头和机械手等部件，能完成回转类零件的车、铣、钻、铰、攻螺纹等多工序复合加工。4）FMC 车床。FMC 车床实际上是一个由数控车床、机器人等构成的柔性加工单元。FMC 车床能实现工件搬运、装卸的自动化和加工调整准备的自动化，如下图所示：图 4-1 经济型数控车床 图 4-2 全功能型数控车床 图 4-3 FMC 车床（2）按主轴配置形式分类1）卧式数控车床。主轴轴线处于水平位置的数控车床。2）立式数控车床。主轴轴线处于垂直位置的数控车床。3）双轴卧式数控车床或双轴立式数控车床。具有两根主轴的数控车床。（3）按数控系统控制的轴数分类1）两轴控制的数控车床。机床上只有一个回转刀架，可实现两坐标轴控制。2）四轴控制的数控车床。机床上有两个独立的回转刀架，可实现四坐标轴控制。依据上述各选择原则，我们选用长城机床厂生产的 CK7150A 型数控车床，系统为FANUCoi，配置后置式刀架。3.6 选择刀具与切削用量3.6.1 选择切削刀具该零件的数控加工中主要为车外圆、镗内孔、切内外槽、车内外螺纹，具体的刀具选择情况表 3.1 所示。表 3.1 数控加工刀具卡片工序号 刀具编号 刀具名称 刀具规格 刀片材料 加工表面T0101 端面车刀（焊接式） 90刀尖 YT15 车端面T0202 外圆车刀（可转位） 75刀尖 YT15 车外轮廓T0303 麻花钻 16 高速钢 钻底孔T0404 车镗刀 60 YT15 镗内轮廓T0505 内槽刀 2.5mm刀宽 YT15 切内槽T0606 内螺纹车刀 60 YT15 车内螺纹2T0707 外槽刀 5mm刀宽 YT15 切外槽T0101 端面车刀（焊接式） 90刀尖 YT15 车端面T0202 外圆车刀（可转位） 75刀尖 YT15 车外轮廓T0303 外槽刀 3mm刀宽 YT15 切外槽T0404 外螺纹车刀 60 YT15 车外螺纹35T0505 车镗刀 60 YT15 半精镗内轮廓3.6.2 选择切削用量切削用量的合理选择直接影响到零件的表面质量以及加工效率，因此切削用量的选择是数控加工工艺编制过程中不可缺少的一部分，根据经验及查表确定该零件在数控加工过程中的切削用量如表 3.2 所示。表 3.2 数控加工切削用量表加工表面主轴转速（r/min）背吃刀量（mm） 进给速度（mm/min）粗车外圆 500 2 120精车外圆 800 0.2 80粗镗内孔 450 1.5 80精镗内孔 750 0.2 60切外槽 450 45切内槽 300 30车内螺纹 450 程序自动计算 1.5车外螺纹 500 程序自动计算 63.7 数控加工工艺卡片拟订将前面分析的各项内容综合成数控加工工艺卡片，具体卡片请查看附件。第四章 长轴零件的程序编制及仿真4.1 数控编程的定义及分类4.1.1 数控编程的定义编程是将加工零件的加工顺序、刀具运动轨迹的尺寸数据、工艺参数（主运动和进给运动速度、切削深度）以及辅助操作（换刀、主轴正反转、冷却液开关、刀具夹紧松开等）加工信息，用规定的文字、数字、符号组成的代码，按一定格式编写成加工程序。4.1.2 数控编程的分类数控编程主要分为手工编程与自动编程。（1）手工编程 整个程序的编制过程是由人工完成的。这要求编程人员不仅要熟悉数控代码及编程规则，而且还必须具备有机械加工工艺知识和数值计算能力。对于点位加工或几何形状不太复杂的零件，数控编程计算较简单，程序段不多，手工编程即可实现。（2）自动编程 用计算机把人们输入的零件图纸信息改写成数控机床能执行的数控加工程序，就是说数控编程的大部分工作有计算机来实现。4.1.3 编程方法的选择该零件无复杂曲面、曲线，其结构比较规则，主要由直线、圆弧、螺纹等组成，可直接采用手工编程的方法进行编制。4.2 编程原点的确定及数值的确定该零件属于轴对称零件，因此可选择轴的端面中心为编程原点。编程时的坐标点采用二维图软件进行自动生成，如下所述：图中 X 值代表着编程坐标 Z 的值，Y 值的 2 倍代表着编程坐标 X 的值图 4.1 车左端时的坐标计算图 4.2 车右端时的坐标计算4.3 数控加工程序代码的编写4.3.1 车左端时的加工程序程序 解释说明O0001 程序号T0101; 换 1号刀，90端面车刀M03 S500; 主轴正转，转速 500r/minM08; 切削液开G00 X92 Z0.5; 快速走刀至粗车位置G01 X-1 F120; 粗车端面Z2;G00 X92;Z0; 快速走刀至精车位置M03 S800; 主轴正转，转速 800r/minG01 X-1 F80; 精车端面Z2;G00 X100 Z200; 快速走刀至换刀位置T0202; 换 1号刀，75外圆车刀M03 S500; 主轴正转，转速为 500G00 X92 Z2; 快速运动至循环起点G71 U1.5 R1; 建立外圆车削循环G71 P100 Q200 U0.3 W0.3 F120; 给定循环起点和终点，给定精加工余量N100 G00 X50; 快速走刀至切削起点G01 Z-48 F100; 车 50 外圆X58; 平 58 外圆左端面Z-54; 车 58 外圆G02 X70 Z-60 R6; 车圆弧 R6G01 X92; 车台阶面N200 G00 Z2;G00 X100 Z200 快速运动至换刀点T0303; 换 3号刀，16 麻花钻M03 S300;G00 X0 Z10; 快速走刀至切削起点G01 Z-180 F30; 钻孔Z10 F100; 退刀G00 X100 Z200; 快速走刀至换刀点T0404; 换 4号刀，并调用 4号刀具补偿M03 S450; 主轴正转，转速为 450G00 X10 Z2; 快速运动至循环起点G71 U1 R1; 建立复合车削循环G71 P300 Q400 U-0.3 W0.3 F80 给点起终点，精加工余量N300 G00 X41.5; 快速运动至切削起点G01 Z0 F60; 靠近工件X38.5 Z-1.5; 倒角Z-12.5; 镗 M40螺纹底孔X32; 平端面Z-50; 镗 32 内孔X26; 平端面W-15; 镗 26 内孔X16; 平端面W-15; 镗 16 内孔X10; 退刀N400 G00 Z2; 退刀M03 S750; 主轴正转，转速 750r/minG70 P300 Q400; 精镗内轮廓G00 X100 Z200; 快速运动至换刀位置T0505; 换 5号刀，内槽刀M03 S300; 主轴正转，转速为 300G00 X30 Z-12.5; 快速运动至切槽起点G01 X44 F30; 切槽X30; 退刀G00 Z2;G00 Z200; 轴向退刀X100; 径向退刀T0606; 换 6号刀，内螺纹车刀M03 S450; 主轴正转，转速为 450G00 X36 Z2; 快速运动至循环起点G76 P020060 Q100 R200; 建立复合螺纹切削循环G76 X39.55 Z-11 P900 Q400 F1.5;G00 X100 Z200; 快速运动至换刀点T0202; 换 2号刀，外圆车刀M03 S800; 主轴正转，转速为 800G00 X92 Z2; 快速运动至循环起点G70 P100 Q200; 精车外圆G00 X100 Z200; 快速运动至换刀点T0707; 换 7号刀，外切槽刀M03 S450; 主轴正转 ，转速为 450G00 X52 Z-25; 快速运动至切削起点G01 X45 F45; 切槽X52 F200; 退刀G00 Z-38; 快速运动至第二个切槽起点G01 X45 F45; 切槽X52 F200; 退刀G00 X100 Z200; 快速运动至换刀点M05; 主轴停止M09; 切削液关M30; 程序结束4.3.2 车右端时的加工程序程序 解释说明O0002 程序号T0101; 换 1号刀，90端面车刀M03 S500; 主轴正转，转速 500r/minM08; 切削液开G00 X92 Z0.5; 快速走刀至粗车位置G01 X-1 F120; 粗车端面Z2;G00 X92;Z0; 快速走刀至精车位置M03 S800; 主轴正转，转速 800r/minG01 X-1 F80; 精车端面Z2;G00 X100 Z200; 快速走刀至换刀位置T0202; 换 2号刀，75外圆车刀M03 S500; 主轴正转，转速为 500G00 X92 Z2; 快速运动至循环起点G71 U1.5 R1; 建立复合车削循环G71 P100 Q200 U0.3 W0.3 F120; 给定起终点，精加工余量N100 G00 X46; 快速运动至切削起点G01 Z-15 F80; 车 46 外圆X52; 平端面Z-35; 车 52 外圆X60 Z-50; 车斜面Z-55; 车 60 外圆G03 X80 Z-75 R25; 车 R25圆弧G03 X70 Z-90 R25; 车 R25圆弧G01 Z-92;G00 X92; 退刀N200 G00 Z2; 退刀M03 S800;G70 P100 Q200; 精车外轮廓G00 X100 Z200 快速运动至换刀点T0303; 换 3号刀，外切槽刀M03 S450; 主轴正转，转速为 450G00 X54 Z-15; 快速运动至第一个切槽点G01 X42 F45; 切槽X54; 退刀G00 Z-35; 快速运动至第二个切槽点G01 X47 F45; 切槽X54; 退刀G00 W2;G01 X47 F45; 切槽X54; 退刀G00 Z-32;G01 X47 F45; 切槽X54; 退刀G00 X100 Z200 快速运动至换刀点T0404; 换 4号刀，外螺纹车刀M03 S500;G00 X48 Z2; 快速走刀至循环起点G76 P020060 Q100 R200; 建立复合螺纹切削循环G76 X44.05 Z-13.5 P900 Q400 F1.5; 设定切削参数G00 X100 Z200; 快速走刀至换刀点T0505; 换 4号刀，车镗刀M03 S450; 主轴正转，转速为 450G00 X10 Z2; 快速运动至循环起点G71 U1 R1 F80; 建立复合车削循环G71 P300 Q400 U-0.3 W0.3; 给点起终点，精加工余量N300 G00 X37.2; 快速运动至切削起点G01 Z0 F60; 靠近工件X32 Z-15; 镗锥面Z-50; 镗 32 内孔X22; 平端面Z-65.1; 镗 22 内孔X16; 平端面W-20; 镗 16 内孔X10; 径向退刀N400 G00 Z2; 轴向退刀M03 S750;G70 P300 Q400; 精镗内轮廓G00 X100 Z200; 快速运动至换刀点M30; 程序结束4.4 程序的仿真加工打开斯沃数控仿真软件，选择 FANUC OiT 系统，进入后将看到如图 4.3 所示操作界面，打开机床，进行急停解除、程序解锁、机床回零等操作。图 4.3 FANUC OiT 操作界面4.4.1 程序的导入首先将所编制的程序复制到记事本中，分别取名为 O0001，O0002 ，然后在机床中新建程序 O0001，点击“文件”菜单下的“打开” ，找到刚才所新建的记事本O0001.TXT，确定，即可完成程序的导入；同理新建 O0002，将程序 O0002 也导入到机床中记录。4.4.2 设置工件根据该零件的毛坯，在仿真机床中设置其毛坯尺寸为 90160mm，如图 4.4 所示。图 4.5 设置毛坯4.4.3 设置刀具根据表 3.1 刀具卡片中的刀具，在仿真机床中设置好卡片中的刀具，首先打开菜单栏中“机床操作”下的“刀具管理” ，在里面加入所需要的刀具。4.4.4 对刀和输入刀补设置好刀具和毛坯后，接下来的工作就是对刀了，对刀是在数控加工中必不可少的环节，它的准确性直接影响到零件的加工质量，下面来介绍下对刀操作。首先在刀具管理中，将 1 号刀转到加工位置（一般机床默认 1 号刀在加工位） ，然后单击菜单栏中“工件操作”下的“快速定位” ，得到如图 4.6 所示对话框，选择默认对刀点。 图 4.6 刀具定位 图 4.7 刀补设置界面将刀具移到轴中心后，然后在操作面板中单击“刀补”按钮，将出现如图 4.7 所示界面，选择 MDI（录入）方式，根据现在位置（相对位置）下的坐标值，将其输入至1 号刀补中，如：先输入“X90” ，再按“测量”键；然后再输入 “Z5”，按下“测量”键，这样第 1 把刀的刀补就设置好了。同理将其他刀也进行相应的设置。4.4.5 仿真加工在设置好刀具补偿后，可以开始仿真加工了，首先关闭机床窗门，然后将功能键中的“循环启动”打开，再按下“循环启动”按钮，开始切削，最终得到的零件如图 4.8所示。图 4.8 左端仿真图同理仿真出右端的仿真图如图 4.9所示。图 4.9 右端仿真图4.5 注意事项在完成首件加工时，应尽可能的把刀补在对刀后的基础上，在加大一些，这样可以更有效的保证首件零件加工尺寸不超差，可以进行第二次加工。首件加工完成后，切勿将零件从主轴上取下，应该直接在机床上进行测量，若有问题，可以及时修改，再次切削，避免二次装夹带来的误差。若在实际加工中，尺寸与图上尺寸不符合，可以进行刀补修改，在面板上按下“刀补”按钮，在磨耗中输入要修改的值。若加工的首件，尺寸偏小，可以将相应的刀具的刀补进行正值输入（小多少就输多少） ；若加工的首件尺寸偏大，可以将相应的刀具的刀补进行负值输入。经过反复切削，直至零件加工合格后，方可进行批量生产。在生产过程中，要间断性的测量工件，因为刀具存在磨损。结束语在数控车削加工中经常遇到的轴类零件,本设计论文中采用含螺纹零件进行编程设计,在螺纹车削编程中要注意,数控车床主轴上必须安装有脉冲编码器测定主轴实际转速,从而实现主轴转一转刀具进给一个螺纹导程的同步运动,从螺纹粗车到精车,主轴的转速必须保持不变. 该特殊轴零件结构，有螺纹、倒角、圆弧、槽等。该编程螺纹车削采用螺纹加工循环指令 G76,用该指令编程可以不用写那么多步程序，省去了很多编程时间。数控加工的基本编程方法是用点定位指令编写接近或离开工件等空行程轨迹，要用插补指令编写工件轮廓的切削进给轨迹。几个星期以来，从开始到毕业设计完成，每一步对我们来说都是新的尝试和挑战，在做这次毕业设计过程中使我学到很多，我感到无论做什么事情都要真真正正用心去做，才会使自