軸類零件數(shù)控車削加工工藝過程及編程分析設(shè)計【畢業(yè)論文答辯資料】

需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 目 錄 摘要 1. 引言 1 2. 數(shù)控車床的特點 1 3. 零件圖工藝分析 2 4. 設(shè)備的選定 3 5. 零件加工工藝分析 6 定零件的定位方式和裝夾方式 6 定加工順序及進(jìn)給路線 7 具選擇 13 控刀具的選擇步驟 13 件加工刀具選擇參數(shù)及刀具明細(xì)表 17 削用量選擇 18 6. 零件加工程序的編寫 21 控編程的內(nèi)容和方法 22 刀與對刀 29 序校對與首件試切 29 7. 總結(jié) 30 參考文獻(xiàn) 30 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 1. 引言 高度發(fā)達(dá)的制造業(yè)和先進(jìn)的制造技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)前衡量一個國家綜合經(jīng)濟(jì)實力和科技水平的重要標(biāo)志之一，成為一個國家在競爭激烈的國際市場上獲勝的關(guān)鍵因素。隨著我國從制造業(yè)大國 走向制造業(yè)強(qiáng)國的步伐的加快，掌握以數(shù)控技術(shù)為主的先進(jìn)制造技術(shù)，提高計算機(jī)輔助設(shè)計與制造（ 技術(shù)水平成為一個制造企需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 業(yè)持續(xù)進(jìn)步，賴以生存的重要支撐。 數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展 數(shù)控加工的發(fā)展趨勢是高速和精密，另一個發(fā)展趨勢是完整加工，即在一臺機(jī)床上完成復(fù)雜零件的全部加工工序。 數(shù)控加工中的程序編制也隨著數(shù)控機(jī)床的更新而改變。 50 年代， 計了一種專門用于機(jī)械零件數(shù)控加工程序編制的語言，稱為 其后， 經(jīng)發(fā)展，形成了諸 如 體切削用）、 法改進(jìn)，增加多坐標(biāo)曲面加工編程功能）、 (增加切削數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) )和 S（ (增加雕塑曲面加工編程功能 )等先進(jìn)版。 采用 言編制數(shù)控程序具有程序簡練，走刀控制靈活等優(yōu)點，使數(shù)控加工編程從面向機(jī)床指令的“匯編語言”級，上升到面向幾何元素 有許多不便之處：采用語言定義零件幾何形狀，難以描述復(fù)雜的幾何形狀，缺乏幾何直觀性；缺少對零件形狀、刀具運(yùn)動軌 跡的直觀圖形顯示和刀具軌跡的驗證手段；難以和 據(jù)庫和統(tǒng)有效連接；不容易作到高度的自動化，集成化。針對 言的缺點， 1978年，法國達(dá)索飛機(jī)公司開始開發(fā)集三維設(shè)計、分析、 工一體化的系統(tǒng)，稱為 后很快出現(xiàn)了像 A M， 系統(tǒng)，這些系統(tǒng)都有效的解決了幾何造型、零件幾何形狀的顯示，交互設(shè)計、修改及刀具軌跡生成，走刀過程的仿真顯示、驗證等問題，推動了 一體 化方向發(fā)展。到了 80 年代，在 體化概念的基礎(chǔ)上，逐步形成了計算機(jī)集成制造系統(tǒng)（ 并行工程（ 概念。目前，為了適應(yīng) 展的需要，數(shù)控編程系統(tǒng)正向集成化，網(wǎng)絡(luò)化和智能化方向發(fā)展。 數(shù)控加工工藝的特點 數(shù)控加工工藝具有以下特點： (1) 數(shù)控機(jī)床加工精度高。一般只需一次加工即能達(dá)到加工部位的精度，而不需分粗加工、精加工。 (2) 在數(shù)控機(jī)床上工件一次裝夾，可以進(jìn)行多個部位的加工，有時甚至可完成工件的全部加工內(nèi)容。 (3) 由于刀具庫或刀架上裝有幾把甚至更多的備用 刀具，因此，在數(shù)控機(jī)床上加工工件時刀具的配置、安裝與使用不需要中斷加工過程，使加工過程連續(xù)。 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 (4) 根據(jù)數(shù)控機(jī)床加工時工件裝夾特點與刀具配置、使用的特點區(qū)別于普通機(jī)床加工時的情況，工件的各部位的數(shù)控加工順序可能與普通、機(jī)床上加工工件的順序也有很大的區(qū)別。 此外根據(jù)數(shù)控機(jī)床高速、高效、高精度、高自動化等特點，數(shù)控加工還具有以下工藝特點： 1) 切削量用比普通機(jī)床大。 2) 工序相對集中。 3) 較多地使用自動換刀 ( 4) 首件需試切削。 5) 工藝內(nèi)容更具體更詳細(xì)，工藝要求更嚴(yán)密更精確。 高效率、 高精度加工是數(shù)控機(jī)床加工最主要特點之一。利用數(shù)控機(jī)床加工，其產(chǎn)品加工的質(zhì)量一致性好，加工精度和效率均比普通機(jī)床高出很多，尤其是在輪廓不規(guī)則、復(fù)雜空間曲面、 多工藝復(fù)合化加工和高精度要求的產(chǎn)品加工時，其優(yōu)點是傳統(tǒng)機(jī)床所無法比擬的。數(shù)控加工另一個特點是產(chǎn)品裝夾定位靈活，同一產(chǎn)品零件可能有多種加工方案。然而正是其靈活性和高精度要求對其高效應(yīng)用帶來了的局限性，如存在數(shù)控程序的編制、刀具工裝夾具的準(zhǔn)備周期長等不利因素。數(shù)控工藝的合理性與高質(zhì)量數(shù)控程序的快速編制是限制數(shù)控加工的瓶頸問題之一。數(shù)控加工的成本相對較高也是制 約其廣泛應(yīng)用的一個因素。數(shù)控加工對技術(shù)人員的水平要求相當(dāng)高，數(shù)控工藝和程序的質(zhì)量是保證產(chǎn)品加工質(zhì)量合格最主要和最關(guān)鍵的因素。數(shù)控加工時，產(chǎn)品的質(zhì)量完全靠數(shù)控工藝和數(shù)控程序來保證。產(chǎn)品加工的具體細(xì)節(jié)在進(jìn)行工藝設(shè)計和程序編制時必須全面考慮，只有設(shè)計正確才能保證產(chǎn)品加工的質(zhì)量要求。在數(shù)控加工朝高速、超高速和復(fù)合化加工方向發(fā)展的趨勢下，對技術(shù)人員就提出了更高的要求。 數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床相比具有的優(yōu)越性 普通機(jī)床加工時，其加工成本相對較低，工序較長，且工步中很多具體細(xì)節(jié)由技術(shù)工人來完成，對技術(shù)工人的水平要求 相對較高。數(shù)控機(jī)床加工工藝相比較普通機(jī)床加工工藝的優(yōu)越性有以下幾點： (1) 數(shù)控加工工藝的“內(nèi)容十分具體、工藝設(shè)計工作相當(dāng)嚴(yán)密”。數(shù)控機(jī)床加工工藝與普通機(jī)床加工工藝相比較，由于采用數(shù)控機(jī)床加工具有加工工序少，所需專用工裝數(shù)量少等特點，克服了普通傳動工藝方法的弱點，一般說來，數(shù)控加工的工序內(nèi)容要比普通機(jī)床加工的工序內(nèi)容復(fù)雜。從編程來看，加工程序的編制要比普通機(jī)床編需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 制工藝規(guī)程復(fù)雜。 (2) 數(shù)控加工的工藝“復(fù)合性”。采用數(shù)控加工后，工件在一次裝夾下能完成鏜、銑、鉸、攻絲等多種加工，因此，數(shù)控加工工藝具有復(fù) 合性特點，也可以說數(shù)控加工工藝的工序把傳統(tǒng)工藝中的工序“集成”了，這使得零件加工所需的專用夾具數(shù)量大為減少，零件裝夾次數(shù)及周轉(zhuǎn)時間也大大減少了，從而使零件的加工精度和生產(chǎn)效率有了較大的提高。數(shù)控加工工藝設(shè)計是對工件進(jìn)行數(shù)控加工的前期工藝準(zhǔn)備工作，無論是手工編程還是自動編程，這項工作必須在程序編制工作以前完成。為了優(yōu)化數(shù)控程序設(shè)計、提高編程效率、合理使用數(shù)控機(jī)床，我們有必要對數(shù)控加工工藝設(shè)計等技術(shù)問題加以分析、研究，以做好數(shù)控機(jī)床加工前的技術(shù)準(zhǔn)備工作。 數(shù)控加工取代傳統(tǒng)加工占據(jù)生產(chǎn)制造的主導(dǎo)地位已成為一種趨勢 ，但由于歷史的原因，傳統(tǒng)的加工設(shè)備與先進(jìn)的數(shù)控機(jī)床并存，是目前乃至今后很長一段時期內(nèi)大多數(shù)制造企業(yè)的設(shè)備現(xiàn)狀。如何從工藝的角度根據(jù)各企業(yè)的設(shè)備現(xiàn)狀、產(chǎn)品生產(chǎn)規(guī)模、零件結(jié)構(gòu)形式與加工精度要求等方面來合理地進(jìn)行產(chǎn)品工藝方案設(shè)計，充分發(fā)揮企業(yè)現(xiàn)有數(shù)控設(shè)備與傳統(tǒng)設(shè)備的加工效率，使企業(yè)設(shè)備資源與人力資源得到充分利用，需要從多個方面來探討。數(shù)控工藝與普通工藝結(jié)合的好壞直接影響到數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床加工效率的發(fā)揮，進(jìn)而影響到生產(chǎn)計劃任務(wù)的完成。提高產(chǎn)品機(jī)械加工工藝與數(shù)控程序的編制質(zhì)量，是早日實現(xiàn)制造業(yè)產(chǎn)品的高精度、高效率、 高質(zhì)量加工必需解決的問題之一。因此，尋求傳統(tǒng)加工工藝與數(shù)控加工工藝的合理銜接途徑與措施，對于提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益是非常有意義的。 數(shù)控工藝與普通工藝結(jié)合的途徑和措施，具體可從以下幾個方面來實施： (1) 產(chǎn)品的設(shè)計狀態(tài)與生產(chǎn)批量。 (2) 粗精加工與加工精度的結(jié)合。 (3) 精密設(shè)備與一般設(shè)備的結(jié)合。 (4) 加工工種之間的結(jié)合。 (5) 技術(shù)交流和技術(shù)創(chuàng)新相結(jié)合。 2. 數(shù)控車床的特點 數(shù)控車床是目前國內(nèi)數(shù)量最多，應(yīng)用最廣數(shù)控機(jī)床，由于采用了數(shù)控系統(tǒng)作為控制核心，利用伺服電機(jī)通過滾珠絲桿驅(qū)動溜板和刀架實現(xiàn)進(jìn)給運(yùn) 動，其運(yùn)動鏈與普通車床相比也更短，總體結(jié)構(gòu)剛性好，抗振性好。與普通車削相比，數(shù)控車削具有以下需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 特點： （ 1） 可以加工具有復(fù)雜型面的工件 在數(shù)控車床上零件，零件的形狀主要取決于加工程序，因此只要能編寫程序，無論工件多么復(fù)雜都能加工。 （ 2） 加工精度高，質(zhì)量穩(wěn)定 因為數(shù)控車床本身的精度比普通車床高，一般數(shù)控車床的定位精度為 復(fù)定位精度為 加工過程中操作人員不參與，所以消除了操作者的人為誤差，工件的加工精度全部由數(shù)控機(jī)床保證；又因為數(shù)控車削加工采用工序集中，減少了工件多次裝夾對加工精度的影響， 所以工件的精度高，尺寸一致性好，質(zhì)量穩(wěn)定。 （ 3） 生產(chǎn)效率高 數(shù)控車削加工可有效地減少零件的加工時間和輔助時間。由于數(shù)控車床的主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度、快速定位速度高，通過合理選擇切削用量，充分發(fā)揮刀具的切削性能，可以減少零件的加工時間。此外，數(shù)控車削加工一般采用通用或組合夾具，加工過程中能進(jìn)行自動換刀，減少了輔助時間。綜合上述幾方面，數(shù)控車削加工的生產(chǎn)效率高。 （ 4） 改善勞動條件 在數(shù)控車床上從事加工的操作者，其主要任務(wù)是編輯程序、輸入程序、裝卸零件、準(zhǔn)備刀具、觀測加工狀態(tài)、檢驗零件等，勞動強(qiáng)度極大降低。此外，數(shù)控 車床一般是封閉式加工，既清潔，又安全，勞動條件得到了改善。 （ 5） 有利于生產(chǎn)管理現(xiàn)代化 數(shù)控車削加工可預(yù)先估算加工工件所需的時間，相同工件所用時間基本一致，因此，工時和工時費用可以精確估計。這有利于編制生產(chǎn)進(jìn)度表，有利于均衡生產(chǎn)和取得更高的預(yù)計產(chǎn)量；此外，數(shù)控車削加工所使用的刀具、夾具可進(jìn)行規(guī)范化管理。這些均有利于生產(chǎn)管理現(xiàn)代化。 基于上述原因，認(rèn)真研究和改進(jìn)數(shù)控車削加工工藝過程及編程分析，對提高生產(chǎn)效率，提升員工素質(zhì)，增加企業(yè)競爭力有著十分重要的意義。 3. 零件圖工藝分析 零件圖如圖 1 所示： 0 . 13832 4 520+00 4282430505 1 . 53 1 . 4 5 2 4 5 1. 61. 6技術(shù)要求:1. 孔口倒角2 45 2. 未注倒角0. 5 45 其余:3. 2需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 圖 1：軸零件圖 本零件圖為小型數(shù)控土豆去毛機(jī)橫向進(jìn)給部連接小軸 ,由圖 1 知，零件材料為 45鋼，無熱處理和硬度要求。該零件由圓柱、圓錐、圓弧、內(nèi)螺紋、外螺紋、內(nèi)孔等組成，其中外徑尺寸及內(nèi)孔尺寸有較高的尺寸要求和表面粗糙度要求。內(nèi)外螺紋均為細(xì)牙螺紋，有較高的公差等級要求。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。通過分析，可采用以下幾點工藝措施： （ 1）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，而全部取基本尺寸即可。 （ 2）在輪廓曲線上，有兩處圓弧， 其中一處為橢圓圓弧，加工中需改變進(jìn)給方向的輪廓曲線。因此，在加工時應(yīng)給機(jī)械間隙補(bǔ)償以保證輪廓曲線的準(zhǔn)確性。 （ 3）由圖紙分析，此零件需換向加工（兩次裝夾），因此需分設(shè)坐標(biāo)系。為保證其表面無夾傷痕跡，便于加工，加工前應(yīng)作專用夾具如圖 2 所示： 6046+0510 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 圖 2 夾具 4. 設(shè)備的選定 選取普利森集團(tuán)出品的 數(shù)控機(jī)床作為加工設(shè)備，此機(jī)床是普利森集團(tuán)于 2005 年開發(fā)的數(shù)控車床，其外形圖如圖 3 所示： 圖 3 控車床外形圖 圖 4 形圖 數(shù)控車床通過數(shù)控系統(tǒng)自動控制，可對加工范圍內(nèi)的各種內(nèi)孔、外圓、圓錐面、圓弧面及螺紋進(jìn)行加工。機(jī)床床身采用樹脂砂造型，導(dǎo)軌經(jīng)過超音頻淬火和精密磨削。主運(yùn)動通過 松下 變頻器及變頻電機(jī)實現(xiàn)無級變速。數(shù)控系統(tǒng)選用統(tǒng)， 其外形圖如圖 4 所示： 進(jìn)給采用交流伺服驅(qū)動。機(jī)床配備有手搖脈沖發(fā)生器。機(jī)床防護(hù)采用全封閉防護(hù)。機(jī)床潤滑采用間歇式自動潤滑。機(jī)床配備冷卻系統(tǒng)合照明系統(tǒng)。機(jī)床配備尾座。 其主要技術(shù)參數(shù)如表 1 所示： 表 1 要技術(shù)參數(shù) 一般規(guī)格 床身上最大工件回轉(zhuǎn)直徑 300板上最大工件回轉(zhuǎn)直徑 120大工件長度 350頭箱 主軸通孔直徑 50軸前端錐孔錐度 莫氏錐度 6 號 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 主軸轉(zhuǎn)速范圍 300刀系統(tǒng) 縱向最小移動距離 向最小移動距離 向最大移動速度 6m/向最大移動速度 4m/架系統(tǒng) 刀具的截面尺寸 16 16滑板的最大橫向行程 240滑板的最大縱向行程 270具形式 排刀架 (雙燕尾 )或電 動刀架 刀夾數(shù)量 6 床尾 床尾主軸直徑 40尾主軸孔錐度 莫氏錐度 3 號 床尾主軸最大行程 60它 主電機(jī)功率 床重量 1500形尺寸 (長 寬 高 ) 1638 1078 1650零件加工所需機(jī)床調(diào)整單如表 2 所示： 表 2 數(shù)控機(jī)床調(diào)整單 零件號 件名稱 軸 工序號 表 張武彬 2 3 4 5 要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 7 8 9 10 具補(bǔ)償撥盤 1 0 稱切削開關(guān)位置 X - - 直校驗開關(guān)位置 斷 工件冷卻 油冷 5. 零件加工工藝分析 確定零件的定位基準(zhǔn)和裝夾方式 （ 1）先采用未加工零件的表面作為粗基準(zhǔn)。加工好零件左端的 紋端面和 46 外圓作為定位基準(zhǔn)。 （ 2） 裝夾方式：右端采用三爪自定心卡盤定心夾緊， 裝夾長度不得大于 38端加工后裝入專用夾具（零件左端端面緊貼夾具內(nèi)孔底平面， 46 外圓裝入夾具內(nèi)孔），用三爪自定心卡盤定心夾緊。編制工件安裝及零點設(shè)定卡片如表 3 所示： 表 3 工件安裝和零點設(shè)定卡片 零件圖號 數(shù)控加工工件安裝和零點設(shè)定卡片 工序號 件名稱 軸 裝夾次數(shù) 2 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 爪卡盤 用夾具 編制 審核 批準(zhǔn) 第 1 頁 序號 夾具名稱 夾具圖號 共 1 頁 確定加工順序及進(jìn)給路線 加工順序的安排 : （ 1）加工零件的左端：加工時應(yīng)按由粗到精、由近到遠(yuǎn)（由右到左）的原則確定，即先從右到左進(jìn)行粗車（留 車 ） ，然后從右到左進(jìn)行精車，最后車削螺紋。其軌跡圖如附圖 5a、 5b、 5c、 5d 所示： 06110040( 循 環(huán) 起 點 )( 零 件 坐 標(biāo) 系 )1需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 圖 5a 輪廓粗車軌跡圖 圖 5b 輪廓精 車軌跡圖 4530611 0 040( 精 加 工 起 點 )( 零 件 坐 標(biāo) 系 )需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 1 0 040( 零 件 坐 標(biāo) 系 )( 切 槽 起 點 )17342) 加工零件的右端：左端加工后裝入專用夾具，先采用 18 麻花鉆鉆孔，深度為圖 5c 槽軌跡圖 圖 5d 螺紋軌跡圖 10040(零 件坐標(biāo)系)2(螺 紋加工起點)紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 32后采用與左端加工相同的加工原則進(jìn)行加工。其軌跡圖如圖 6a 、 6b、 6c、6d、 6e、 6f 所示： (零件坐標(biāo)系) 件坐標(biāo)系)b 輪廓粗加工軌跡圖 圖 6a 輪廓粗加工軌跡圖 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 (零 件坐標(biāo)系)(精 加工起點)4010 c 輪廓粗加工軌跡圖 (零件坐標(biāo)系)加工起點)4310040圖 6d 輪廓精加工軌跡圖 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 (零 件坐標(biāo)系) 螺紋加工起點) (內(nèi) 螺紋加工中繼點)零件坐標(biāo)系)切槽中繼點)17( 切槽起點)圖 6e 輪廓切槽軌跡圖 圖 6f 螺紋加工軌跡圖 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 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)就會自動確定其進(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，零件從右到左沿零件的表面輪廓精車進(jìn)給）。 刀具選擇 控刀具的選擇步驟 數(shù)控車床刀具的選刀過程，從對被加工零件圖樣的分析開始，到選定刀具，共需經(jīng)過幾個基本步驟。選刀工作過程從分析零件圖樣開始，通過兩條不同路徑，共同到達(dá)選定刀具的 目標(biāo)，以完成選刀工作。 其中，第一條路線為：零件圖樣、 機(jī)床影響因素、選擇刀桿、刀片夾 緊系統(tǒng)、選擇刀片形狀，主要考慮機(jī)床和刀具的情況；第二條路線為： 工件影響因素、 選擇工件材料 代碼、 確定刀片的斷屑槽型、選擇加工條件臉譜，這條路線主要考慮工件的情況。綜合這兩條路線的結(jié)果，才能確定所選用的刀具 。 （ 1）機(jī)床影響因素 為保證加工方案的可行性、經(jīng)濟(jì)性，獲得最佳加工方案，在刀具選擇前必須確定與機(jī)床有關(guān)的如下因素： 機(jī)床類型：數(shù)控車床、車削中心； 刀具附件：刀柄的形狀和直徑，左切和右切刀柄； 主軸功率； 工件夾持方式。 （ 2） 選擇刀桿 選用刀桿時，首先應(yīng)選用尺寸盡可能大的刀桿，同時要考慮以下 幾個因 素： 夾持方式； 切削層截面形狀，即背吃刀量和進(jìn)給量； 刀柄的懸伸。 （ 3） 刀片夾緊系統(tǒng) 杠桿式夾緊系統(tǒng) 杠桿式夾緊系統(tǒng)是最常用的刀片夾緊方式。其特點為：定位精度高 ,切屑流暢 ,操作簡便 , 可與其它系列刀具產(chǎn)品通用。 螺釘夾緊系統(tǒng) 特點：適用于小孔徑內(nèi)孔以及長懸伸加工。 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 (4) 選擇刀片形狀。 主要參數(shù)選擇方法如下： 刀尖角 刀尖角的大小決定了刀片的強(qiáng)度。在工件結(jié)構(gòu)形狀和系統(tǒng)剛性允許的前提下，應(yīng)選擇盡可能大的刀尖角。通常這個角度在 35 度 到 90 度 之間。 R 型圓刀片，在重切削時具有較好的穩(wěn)定性 ，但易產(chǎn)生較大的徑向力。 刀片形狀的選擇 刀片形狀主要依據(jù)被加工工件的表面形狀、切削方法、刀具壽命和刀片的轉(zhuǎn)位次數(shù)等因素選擇。 正三角形刀片可用于主偏角為 60 度 或 90 度 的外圓車刀、端面車刀和內(nèi)孔車刀。由于此刀片刀尖角小、強(qiáng)度差、耐用度低、故只宜用較小的切削用量。 正方形刀片的刀尖角為 90 度 ，比正三角形刀片的 60 度 要大，因此其強(qiáng)度和散熱性能均有所提高。這種刀片通用性較好，主要用于主偏角為 45 度 、 60 度 、 75 度 等的外圓車刀、端面車刀和鏜孔刀。 正五邊形刀片的刀尖角為 108 度 ，其強(qiáng)度、耐用度高、散熱面積大。但切 削時徑向力大，只宜在加工系統(tǒng)剛性較好的情況下使用。 菱形刀片和圓形刀片主要用于成形表面和圓弧表面的加工，其形狀及尺寸可結(jié)合加工對象參照國家標(biāo)準(zhǔn)來確定。 (5) 工件影響因素 選擇刀具時，必須考慮以下與工件有關(guān)的因素： 工件形狀：穩(wěn)定性； 工件材質(zhì)：硬度、塑性、韌性、可能形成的切屑類型； 毛坯類型：鍛件、鑄件等； 工藝系統(tǒng)剛性：機(jī)床夾具、工件、刀具等； 表面質(zhì)量； 加工精度； 切削深度； 進(jìn)給量； 刀具耐用度。 (6) 選擇工件材料代碼 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 按照不同的機(jī)加工性能，加工材料分成 6 個工件材料組，他們分別和一個字母和一種顏色對應(yīng)，以確定被加工工件的材料組符號代碼， (7) 確定刀片的斷屑槽型 按加工的背吃刀量和合適的進(jìn)給量，根據(jù)刀具選用手冊來確定刀片的斷屑槽型代碼 (8)選擇加工條件臉譜 三類臉譜代表了不同的加工條件 :很好、好、不足。加工條件取決于機(jī)床的穩(wěn)定性、刀具夾持方式和工件加工表面。 (9) 選定刀具 選定工作分以下兩方面： 選定刀片材料 根據(jù)被加工工件的材料組符號標(biāo)記、刀片的斷屑槽型、加工條件，參考刀 具手冊就可選出刀片材料代號。 選定刀具 根據(jù)工件加工表面輪廓，從刀桿訂貨頁碼中選擇刀桿。 根據(jù)選擇好的刀桿，從刀片訂貨頁碼中選擇刀片。選擇后數(shù)控刀具卡片如表 4所示： 表 4 數(shù)控刀具卡片 數(shù)控刀具卡片 零件圖號 軸 數(shù)控刀具卡片 使用設(shè)備 刀具號 刀具編號 換刀方式 自動 程序編號 序號 編號 刀具名 稱 規(guī)格 數(shù)量 備注 刀具組成 1 0 度硬質(zhì)合金右偏刀 25 25 1 2 0 度硬質(zhì)合金右偏刀 25 25 1 3 質(zhì)合金切槽小刀 25 25 1 4 0 度硬質(zhì)合金 25 25 1 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 外螺紋車刀 5 5 中心鉆 5 1 手動換刀 6 18 麻花鉆 18 1 手動換刀 7 質(zhì)合金內(nèi)孔粗車刀 20 20 1 8 質(zhì)合金內(nèi)孔精車刀 20 20 1 9 質(zhì)合金內(nèi)孔切槽小刀 20 20 1 10 0 度硬質(zhì)合金內(nèi)螺紋車刀 20 20 1 備注 編制 張武彬 審核 批注 共 1 頁 第 1 頁 件加工刀具選擇參數(shù)及刀具明細(xì)表 （ 1）左端刀具參數(shù)選擇及刀具明細(xì)表： 粗車及端面選用 90 度硬質(zhì)合金右偏刀，為防止副后刀面與工件輪廓干涉（可采用作圖法檢驗），副偏角不宜太小，選 k r=35 度（此參數(shù)選擇是為了右端加工時同時選用一種刀具）；精車選用 90 度硬質(zhì)合金右偏刀；切槽小刀（寬度 5車螺紋選用硬質(zhì)合金 60 度外螺紋車刀（刀尖圓弧半徑應(yīng)小于輪廓最小圓角半徑，取 刀具明細(xì)表如表 5 所示： 表 5 數(shù)控刀具明細(xì)表 零件編號 零件名稱 材料 數(shù)控刀具明細(xì)表 程序編號 車間 使用設(shè)備 軸 45鋼 數(shù)控中 心 刀號 刀位號 刀具名稱 刀具 刀補(bǔ)地址 換刀方 加工部位 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 直徑 /度 / 設(shè)定 補(bǔ)償 設(shè)定 直徑 長度 0 9 動 端面及外輪廓 0 9 +動 外輪廓 1 5 +動 切槽 3 +動 外螺紋 編制 張武彬 審核 批準(zhǔn) 年 月 日 共 2 頁 第 1 頁 （ 2）右端刀具參數(shù)選擇及刀具明細(xì)表 外輪廓粗、精加工采用與左端相同的刀具；內(nèi)孔加工先用 5 中心鉆、 18 麻花鉆、硬質(zhì)合金內(nèi)孔粗車刀、硬質(zhì)合金內(nèi)孔精車刀、硬質(zhì)合金內(nèi)孔切槽小刀（刀 尖寬度3硬質(zhì)合金 60 度內(nèi)螺紋車刀（刀尖圓弧半徑應(yīng)小于輪廓最小圓角半徑，取 刀具明細(xì)表如表 6 所示： 表 6 數(shù)控刀具明細(xì)表 零件編號 零件名稱 材料 數(shù)控刀具明細(xì)表 程序編號 車間 使用設(shè)備 45鋼 控中心 號 刀位號 刀具名稱 刀具 刀補(bǔ)地址 換刀方式 加工部位 直徑 /度 /定 補(bǔ)償 設(shè)定 直徑 長度 高速鋼 手動 中心孔 高速鋼 手動 右端孔 0705 0 0 動 右端內(nèi)輪廓 0806 0 0 動 右端內(nèi)輪廓 0907 4 4 動 內(nèi)輪廓切槽 1008 4 3 動 內(nèi)螺紋 編制 張武彬 審核 批準(zhǔn) 年 月 日 共 2 頁 第 2 頁 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 切削用量選擇 （ 1）外輪廓切削用量選擇： 背吃刀量選擇：外輪廓粗車循環(huán)時選 精車 紋粗車時選步減少，精車 輪廓粗車循環(huán)時選 車時選螺紋粗車時選 逐步減少，精車 主軸轉(zhuǎn)速的選擇：車直線和圓弧時，選粗車切削速度 0m/車切削速度 20m/后用公式（ 1）： 1000 （ 1） 計算主軸轉(zhuǎn)速 n（粗車直徑 D=55車工件直徑取平均值）：粗車 n=500r/車 n=1200r/螺紋時，根據(jù)公式（ 2）： 1200（ 2） 選擇主軸轉(zhuǎn)速 n=320r/槽時，主軸轉(zhuǎn)速 n=450r/工內(nèi)輪廓時，鉆中心孔轉(zhuǎn)速 n=1000r/動加工 ),鉆孔轉(zhuǎn)速 n=400r/車內(nèi)孔切削速度0m/精 車 切 削 速 度 0m/粗車主軸轉(zhuǎn)速 n=900r/車n=1200r/螺紋時，主軸轉(zhuǎn)速 n=320r/槽時，主軸轉(zhuǎn)速 n=600r/ （ 2） 進(jìn)給速度選擇 根據(jù)加工的實際情況確定粗車、精車每轉(zhuǎn)進(jìn)給量。外輪廓加工時，粗車選取每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 r，精車每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 r。最后根據(jù)公式（ 3） （ 3） 計算粗車、精車的進(jìn)給速度分別為 200mm/ 180mm/輪廓加工時，粗車選取每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 r,精車每 進(jìn)給量 r。最后根據(jù)公式（ 4） （ 4） 計算粗車、精車的進(jìn)給速度分別為 135mm/ 60mm/ 通過對零件加工工藝的分析，進(jìn)行數(shù)控加工工序卡片的編制，其零件數(shù)控加工工序卡片如表 7a、 b 所示： 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 表 7a 數(shù)控加工工序卡片 產(chǎn)品名稱或代號 零件名稱 零件圖號 軸類 軸 序號 程序編號 夾具名稱 夾具編號 使用設(shè)備 車間 1000 三爪卡盤 三爪卡盤 : 數(shù)控中心 工步號 工步內(nèi)容 加工面 刀具號 刀具規(guī)格 主軸轉(zhuǎn)速/給速度/削深度/注 1 平端面 左端端面 5 25 500 手動 2 粗車輪廓 左端外輪廓 5 25 500 90 3 自動 3 精車輪廓 左端外輪廓 5 25 1200 120 動 4 切槽 左端小槽 5 25 450 90 動 5 粗車螺紋 左端外螺紋 5 25 320 640 動 6 精車螺紋 左端外螺紋 5 25 320 640 動 編制 張武彬 審核 批準(zhǔn) 共 2 頁 第 1 頁 表 7b 數(shù)控加工工序卡片 產(chǎn)品名稱或代號 零件名稱 零件圖號 軸類 軸 序號 程序編號 夾具名稱 夾具編號 使用設(shè)備 車間 2000 三爪卡盤和專用夾具 三爪卡盤 : 用夾具 : 數(shù)控中心 工步號 工步內(nèi)容 加工面 刀具號 刀具規(guī) 格 主軸轉(zhuǎn)速/給速度/削深度/注 7 掉頭裝夾平端面 右端端面 5 25 500 手動 8 鉆 5 中心孔 右端端面 5 1000 手動 9 鉆孔 右端孔 18 400 手動 10 粗鏜內(nèi)輪廓 右端內(nèi)輪廓 0 20 900 60 動 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 11 粗車外輪廓 右端外輪廓 5 25 500 90 3 自動 12 精車外輪廓 右端外輪廓 5 25 1200 120 動 13 精鏜內(nèi)輪廓 右端內(nèi)輪廓 0 20 1200 90 動 14 切槽 內(nèi)孔小槽 0 20 600 100 動 15 粗車內(nèi)螺紋 右端內(nèi)螺紋 0 20 320 480 動 16 精車內(nèi)螺紋 右端內(nèi)螺紋 0 20 320 480 動 編制 張武彬 審核 批準(zhǔn) 共 2 頁 第 2 頁 6. 零件加工程序的編寫 數(shù)控編程是數(shù)控加工的重要步驟，根據(jù) 控車床編程系統(tǒng)的特點，結(jié)合先前對零件加工工藝的 分析確定的加工方法和加工路線，選擇數(shù)控車床刀具和裝夾方法，然后按照加工工藝要求，根據(jù) 控車床規(guī)定的指令代碼及程序格式，將刀具的運(yùn)動軌跡、位移量、切削參數(shù)（主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量、吃刀深度等）以及輔助功能（換刀、主軸正轉(zhuǎn) /反轉(zhuǎn)、切削液開 /關(guān)等）編寫成加工程序單，輸入到數(shù)控裝置中，從而指揮機(jī)床加工零件。 控編程的內(nèi)容與方法 （ 1）建立零件坐標(biāo)系 建立零件坐標(biāo)系 X 80 Z 100），使刀具上某一點在此坐標(biāo)，此坐標(biāo)一旦建立后，后面指令中絕對值指令的位置都是用此坐標(biāo)系中該點位置的坐標(biāo)值來 表示。 （ 2） 坐標(biāo)值和尺寸 作為指令軸移動量的方法，有絕對值指令和增量值指令兩種方法，在此加工程序中采用了兩種指令結(jié)合使用的方式。坐標(biāo)值輸入單位是公制。數(shù)值帶入小數(shù)點輸入，小數(shù)點位置是毫米和秒的位置，分別表示距離和時間。此加工程序采用直徑編程功能。 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 （ 3）準(zhǔn)備功能 準(zhǔn)備功能由 G 代碼及后接 2 位數(shù)表示，規(guī)定其所在的程序段意義，此加工程序運(yùn)用的 G 代碼有 位快速移動）、 線插補(bǔ) /切削進(jìn)給）、 弧插補(bǔ) 時針）、 弧插補(bǔ) 時針）、 停，準(zhǔn)停）、 標(biāo)系設(shè)定）、 加工循環(huán)指令）、 圓粗車循環(huán)指令）、 閉切削循環(huán)）、紋切削循環(huán)）。為了更簡化編程而使用了復(fù)合型車削固定循環(huán)功能，其代碼分別為 碼表示外圓粗車循環(huán)指令。在程序中，給出零件左端的精加工形狀，留出 U/2， W 精加工余量，用 D 表示每次的切削深度。 用該循環(huán)，可以按同一軌跡重復(fù)切削，每次切削刀具向前移動一次。在此加工程序中，給出零件右端的精加工形狀，留出 U/2， W 精加工余量，用 D 表示分割次數(shù)。 碼表示在 令循環(huán)結(jié)束后可用此指令精車。 碼表示螺紋切削循環(huán)，用此指令可以進(jìn)行直螺紋切削循環(huán)，此加工程序中，左端外螺紋及右端內(nèi)螺紋均使用此指令加工。 在機(jī)械制造業(yè)中，具有橢圓形外形的零件是二維輪廓工件，比較常見也是比較難以加工的。目前橢圓形零件的加工方法主要有：在普通機(jī)床上進(jìn)行近似加工；根據(jù)橢圓的形成定理，設(shè)計專用加工裝置進(jìn)行加工；在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行數(shù)控加工。由于一般數(shù)控機(jī)床的編程代碼只具有直線插補(bǔ)和圓弧插補(bǔ)功能，因此對于橢圓這類非圓形曲線的數(shù)控加工大多采用小段直線或小段圓弧去逼近輪廓曲線，完成數(shù)控編程，分別用 4段、 8 段或多段光滑連接的圓弧來逼近橢圓曲線，控制最大偏離度在公差允許范圍內(nèi)，然后計算出每段圓弧的起點坐標(biāo)、終點坐標(biāo)及圓弧半徑，再編制數(shù)控加工程序進(jìn)行加工。由于必須按照允許的精度要求計算各小段直線或圓弧的起點和終點，當(dāng)工件輪廓較長而精度要求很高時，逼近段直線或圓弧必須分得很細(xì)，因而計算量大，給手工編程帶來很多的不便，同時這種按逼近曲線或近似畫法進(jìn)行編程的方法從原理上講就已經(jīng)帶來了誤差，因而無法加工出高精度的橢圓形零件。在橢圓形陶瓷成形的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控裝置中，利用逐點比較法插補(bǔ)原理設(shè)計專用的橢圓插補(bǔ)程序來實現(xiàn)橢圓 曲線的數(shù)控加工，這樣雖然可以提高精度但缺乏通用性。 目前在國內(nèi)外金屬加工業(yè)中廣泛使用的數(shù)控機(jī)床中，半閉環(huán)位置伺服系統(tǒng)是一種比較普遍采用的技術(shù)方案。半閉環(huán)位置伺服系統(tǒng)將機(jī)床本身的機(jī)械傳動鏈排除在位置閉環(huán)之外，伺服系統(tǒng)的電氣控制部分和執(zhí)行機(jī)械相對獨立，由于閉環(huán)中非線性因素少，因此系統(tǒng)容易整定，可以方便地實現(xiàn)間隙補(bǔ)償?shù)龋蕴岣呶恢每刂凭取?需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 在對零件右端橢圓的加工編程中，采用“虛擬軸”的概念，在具有半閉環(huán)結(jié)構(gòu)的數(shù)控機(jī)床上成功地實現(xiàn)了橢圓曲線的數(shù)控加工。這種方法不僅編程簡單，而且在原理上避免了各種逼近方法編程所 造成的加工誤差。 “虛擬軸”實現(xiàn)橢圓曲線的數(shù)控加工原理為：需加工零件的外形輪廓如圖 61)所示，橢圓方程表示如下： 12222 （ ba0） (5) 令 , , 則式 （ 5）變?yōu)?222 （ 6） 再令 式（ 5）變?yōu)?2 （ 7） 從式 (5)到式 (6)的變換表明：橢圓 (1)在 x 軸方向均勻擴(kuò)大 b/a 倍即變?yōu)閳A (2)，反過來，圓 (2)在 x 軸方向上均勻壓縮 b/a 倍即成為橢圓 (1)；從式 (1)到式 (3)的變換表明：橢圓 (1)在 y 軸方向均勻壓縮 b/a 倍即變?yōu)閳A (3)，反過來圓 (3)在 y 軸方向上均勻擴(kuò)大 b/a 倍即成為橢圓 (1)。 機(jī)床機(jī)械傳動鏈節(jié)的有關(guān)參數(shù) (如速比、絲杠導(dǎo)程、極限行程及脈沖當(dāng)量等 )均以機(jī)床數(shù)據(jù)的形式存儲在數(shù)控系統(tǒng)的存儲器中，對控制系統(tǒng)而言，改變某一進(jìn)給軸機(jī)床數(shù)據(jù)的數(shù)值相當(dāng)于改變了機(jī)床機(jī)械傳動鏈節(jié)相應(yīng)部分的結(jié)構(gòu)，由于伺服電機(jī) 實際驅(qū)動的進(jìn)給軸結(jié)構(gòu)并未改變，即與改動后的機(jī)床數(shù)據(jù)所對應(yīng)的進(jìn)給軸實際上并不存在，故稱其為“虛擬軸”。如果在數(shù)控程序中對“虛擬軸”編程，則程序執(zhí)行后伺服電機(jī)所驅(qū)動的真實進(jìn)給軸的實際進(jìn)給量并非為實際編程值，兩者之間存在一比例關(guān)系。在此加工程序?qū)E圓的編程中，數(shù)控機(jī)床某一進(jìn)給軸的絲杠導(dǎo)程為 40將其機(jī)床數(shù)據(jù)由原數(shù)值 4為 相當(dāng)于有一導(dǎo)程為 “虛擬軸”連帶于伺服電機(jī)之后。在數(shù)控程序中編程令此軸進(jìn)給 服電機(jī)將轉(zhuǎn)動 1 圈 (假設(shè)速比為 1)，傳動鏈中與伺服電機(jī)實際相連的真實絲 杠也將轉(zhuǎn)動 1 圈，其導(dǎo)程為 4工作臺的進(jìn)