軸類零件加工工藝規(guī)程及編程

1、煙臺工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院08 級論文煙臺工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院 數(shù)控 系 數(shù)控技術(shù) 專業(yè) 08 級畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目: 軸類零件的加工工藝規(guī)程及編程姓名 田 利 學(xué)號 2008070209指導(dǎo)教師（簽名） 二一 年 十 月 八 日 煙臺工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文)誠 信 承 諾 書本人慎重承諾：我所撰寫的設(shè)計(jì)（論文）軸類零件的加工工藝規(guī)程及編程是在老師的指導(dǎo)下自主完成，沒有剽竊或抄襲他人的論文或成果。如有剽竊、抄襲，本人愿意為由此引起的后果承擔(dān)相應(yīng)責(zé)任。畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的研究成果歸屬學(xué)校所有。 學(xué)生(簽名) 二一 年 十 月 八 日目 錄摘要4前言5第一章 概述 61.1 典型軸類零件的加工工藝

2、 61.2 數(shù)控車床概述81.3 鏜孔工藝91.4 螺紋加工工藝91.5 分析加工對象11第二章 工藝過程卡/加工工序卡122.1 數(shù)控加工工藝內(nèi)容的選擇122.2 工藝過程122.3 加工工序的劃分142.4 編制工藝過程卡152.5 切削用量的確定152.6 編制加工工序卡17第三章 加工路線圖213.1 刀具加工進(jìn)給路線的確定213.2 繪制刀具加工路線圖22第四章 數(shù)控刀具表/數(shù)控編程基礎(chǔ)234.1 本零件加工所用刀具234.2 編程基礎(chǔ)23附錄一28總結(jié)30結(jié)束語32參考文獻(xiàn)33摘 要隨著科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展和經(jīng)濟(jì)競爭的日趨激烈，機(jī)械產(chǎn)品的更新速度越來越快，數(shù)控加工技術(shù)作為先進(jìn)生產(chǎn)力的代

3、表，在機(jī)械及相關(guān)行業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用，機(jī)械制造的競爭，其實(shí)質(zhì)是數(shù)控技術(shù)的競爭。本次設(shè)計(jì)就是進(jìn)行典型軸類零件的數(shù)控加工工藝與編程，側(cè)重于該零件的工藝分析、加工路線的確定及加工程序的編制。并繪制零件圖、加工路線圖。用g代碼編制該零件的數(shù)控加工程序，并附以編程尺寸的計(jì)算方法，其中零件工藝規(guī)程的分析是此次論文的重點(diǎn)和難點(diǎn)。關(guān)鍵詞：數(shù)控加工；工藝過程；加工工序；加工路線前 言機(jī)械制造業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中起著特殊重要的作用它為各個經(jīng)濟(jì)部門提供先進(jìn)的技術(shù)裝備，為人民生活提供所需的機(jī)械商品，為國防事業(yè)提供了現(xiàn)代化的武器，也為各個部門提供了各種機(jī)械設(shè)備，其中機(jī)械設(shè)備都是由不同的零件而組成的，這些零件是由不同的工種

4、分別加工出來的。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，盡管有一些零件已經(jīng)用精密的鑄造或冷壓等方法來制造，但是，絕大多數(shù)零件的制造還離不開普通機(jī)床的加工。軸是組成機(jī)器的重要零件之一，其主要功能是支持作回轉(zhuǎn)運(yùn)動的傳動零件(如齒輪、蝸輪等)，以實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動并傳遞轉(zhuǎn)距和動力，如齒輪，車輪，電動機(jī)，轉(zhuǎn)子，銑刀等各種作回轉(zhuǎn)運(yùn)動的零件，都必須安裝在軸上，才能實(shí)現(xiàn)它們的功用。軸是代表性的零件之一，加工難度較大，工藝路線較長，涉及軸類零件的加工的許多基本工藝問題，下面通過對軸技術(shù)條件的分析和工藝過程的討論，來說明軸類零件加工的一般規(guī)律。本文主要論述了普通軸加工工藝，有工藝分析 定位基準(zhǔn)的選擇，加工階段，機(jī)械加工工藝過程，軸的材料

5、及熱處理和檢驗(yàn)等正文第一章、概述機(jī)械加工的目的是將毛坯加工成符合產(chǎn)品要求的零件。通常，毛坯需要經(jīng)過若干工序才能轉(zhuǎn)化為符合產(chǎn)品要求的零件。一個相同結(jié)構(gòu)相同要求的機(jī)器零件，可以采用幾種不同的工藝過程完成，但其中總有一種工藝過程在某一特定條件下是最經(jīng)濟(jì)、最合理的。在現(xiàn)有的生產(chǎn)條件下，如何采用經(jīng)濟(jì)有效的加工方法，合理地安排加工工藝路線以獲得符合產(chǎn)品要求的零件，最重要的就是要編制出零件的工藝規(guī)程。1.1 典型軸類零件的加工工藝： 1.1.1 軸類零件的功用、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)軸類零件是機(jī)器中經(jīng)常遇到的典型零件之一。它在機(jī)械中主要用于支承齒輪、帶輪、凸輪以及連桿等傳動件，以傳遞扭矩。按結(jié)構(gòu)形式不同，軸可以分為階梯軸

6、、錐度心軸、光軸、空心軸、曲軸、凸輪軸、偏心軸、各種絲杠等。它主要用來支承傳動零部件，傳遞扭矩和承受載荷。軸類零件是旋轉(zhuǎn)體零件，其長度大于直徑，一般由同心軸的外圓柱面、圓錐面、內(nèi)孔和螺紋及相應(yīng)的端面所組成。根據(jù)結(jié)構(gòu)形狀的不同，軸類零件可分為光軸、階梯軸、空心軸和曲軸等。軸的長徑比小于5的稱為短軸，大于20的稱為細(xì)長軸，大多數(shù)軸介于兩者之間。本論文所加工的零件典型軸類零件則屬于階梯軸。?1.1.2 軸類零件一般加工要求及方法軸類零件加工工藝規(guī)程注意點(diǎn):軸類零件中工藝規(guī)程的制訂，直接關(guān)系到工件質(zhì)量、勞動生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效益。一零件可以有幾種不同的加工方法，但只有某一種較合理，在制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程中，

7、須注意以下幾點(diǎn)。1)粗基準(zhǔn)選擇：有非加工表面，應(yīng)選非加工表面作為粗基準(zhǔn)。對所有表面都需加工的鑄件軸，根據(jù)加工余量最小表面找正。且選擇平整光滑表面，讓開澆口處。選牢固可靠表面為粗基準(zhǔn)，同時，粗基準(zhǔn)不可重復(fù)使用。2)精基準(zhǔn)選擇：要符合基準(zhǔn)重合原則，盡可能選設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或裝配基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。盡可能在多數(shù)工序中用同一個定位基準(zhǔn)。盡可能使定位基準(zhǔn)與測量基準(zhǔn)重合。選擇精度高、安裝穩(wěn)定可靠表面為精基準(zhǔn)。工藝規(guī)程制訂得是否合理，直接影響工件的質(zhì)量、勞動生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效益。一個零件可以用幾種不同的加工方法制造，但在一定的條件下，只有某一種方法是較合理的。軸類零件加工的技術(shù)要求:尺寸精度軸類零件的主

8、要表面常為兩類，一類是與軸承的內(nèi)圈配合的外圓軸頸，即支承軸頸，用于確定軸的位置并支承軸，尺寸精度要求較高，通常為it5it7；另一類為與各類傳動件配合的軸頸，即配合軸頸，其精度稍低，通常為it6it9。幾何形狀精度主要指軸頸表面、外圓錐面、錐孔等重要表面的圓度、圓柱度。其誤差一般應(yīng)限制在尺寸公差范圍內(nèi)，對于精密軸，需在零件圖上另行規(guī)定其幾何形狀精度。該典型軸類零件長度為145mm，螺紋大徑為30mm、長度為25mm，外圓錐面的錐度為20o、長度為29mm，圓弧總長為57mm、半徑分別有24mm/9mm/8mm，所鏜的孔直徑為28mm、長度為26mm。相互位置精度包括內(nèi)、外表面，重要軸面的同軸度

9、、圓的徑向跳動、重要端面對軸心線的垂直度、端面間的平行度等。該典型軸類零件外圓相互位置精度為0.020.04之間，圓的徑向跳動為0.02，端面與軸心線保持垂直，兩端端面要保持平行?？椎谋砻媾c外表面也應(yīng)保持平行。 表面粗糙度: 軸的加工表面都有粗糙度的要求，一般根據(jù)加工的可能性和經(jīng)濟(jì)性來確定。該典型軸類零件的直徑為52mm的外圓、外圓錐度及孔的內(nèi)表面的粗糙度均為1.6，其它位置的粗糙度為3.2。在加工該軸類零件時，需采用粗車與精車結(jié)合的方法，在粗加工零件表面輪廓時，必須保證0.5mm的精加工余量，必要時需使用刀偏表，對刀具進(jìn)給時進(jìn)行誤差的控制，有效地減小誤差，方能確定該零件在加工精度方面的各種要

10、求。1.1.3軸類零件加工的工藝路線外圓加工的方法很多，基本加工路線可歸納為四條。 粗車半精車精車對于一般常用材料，這是外圓表面加工采用的最主要的工藝路線。 粗車半精車粗磨精磨對于黑色金屬材料，精度要求高和表面粗糙度值要求較小、零件需要淬硬時，其后續(xù)工序只能用磨削而采用的加工路線。 粗車半精車精車金剛石車 對于有色金屬，用磨削加工通常不易得到所要求的表面粗糙度，因?yàn)橛猩饘僖话惚容^軟，容易堵塞沙粒間的空隙，因此其最終工序多用精車和金剛石車。 粗車半精粗磨精磨光整加工對于黑色金屬材料的淬硬零件，精度要求高和表面粗糙度值要求很小，常用此加工路線。對于本文所加工的典型軸類零件，將采用“粗車精車”的車

11、削方式，即分別對本零件的兩個端面、外圓、螺紋、外圓錐度、切槽、圓弧、鏜孔七個步驟進(jìn)行粗加工和精加工。1.2 數(shù)控車床概述1.2.1數(shù)控車床特點(diǎn)數(shù)控車床與其他類型的車床相比有下列特點(diǎn)：1）通用性強(qiáng)，生產(chǎn)率高，加工精度高且穩(wěn)定，操作者勞動強(qiáng)度低。2）適合于復(fù)雜零件的加工。3）換批調(diào)整方便，適合于多種中小批柔性自動化生產(chǎn)。4）便于實(shí)現(xiàn)信息流自動化，在數(shù)控車床基礎(chǔ)上，可實(shí)現(xiàn)cims（計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)）。1.2.2 工作內(nèi)容根據(jù)零件圖要求，工作人員進(jìn)行數(shù)控編程，輸入到數(shù)控車床數(shù)控系統(tǒng)；將零件原料按規(guī)定要求放置在預(yù)定位置上；等數(shù)控車床自動生產(chǎn)出產(chǎn)品后，使用測量檢測儀器，對有精度誤差的產(chǎn)品進(jìn)行誤差補(bǔ)償；日

12、常的車床維護(hù)和保養(yǎng)及常用故障排除。1.2.3 本零件的加工所用機(jī)床型號、特點(diǎn)及數(shù)控系cnc6140d：該車床可以實(shí)現(xiàn)軸類、盤類的內(nèi)外表面，錐面、圓弧、螺紋、鏜孔、鉸孔加工，也可以實(shí)現(xiàn)非圓曲線加工。本零件將采用fanuc系統(tǒng)進(jìn)行加工：主要特點(diǎn)fanuc公司的數(shù)控系統(tǒng)具有高質(zhì)量、高性能、全功能，適用于各種機(jī)床和生產(chǎn)機(jī)械的特點(diǎn)。1.3 鏜孔工藝：根據(jù)工件的加工要求，可選擇三種鏜削方案。 在一根鏜桿上安排粗、精切鏜刀來分擔(dān)余量的切除，鏜孔后再倒角。為了不影響生產(chǎn)節(jié)拍，兩把粗、精切鏜刀需同時工作。由于是在鏜桿上鉆孔及攻絲，進(jìn)一步削弱了鏜桿的剛性及強(qiáng)度。而鏜削余量的不均勻分布使得切削力很大，兩把鏜刀同時工

13、作使機(jī)床功率不足，因此不可避免地要引起切削振動，無法滿足工件加工精度和表面粗糙度要求。在同一根鏜桿上安排粗、精切鏜刀來分擔(dān)余量的去除：其中任何兩把刀都不得同時工作。采用該方案雖然可降低切削力，但鏜桿長度增加了兩倍，造成鏜桿剛性不足；同時單件加工工時也增加了一倍，保證不了生產(chǎn)節(jié)拍。 安排兩臺機(jī)床，即增加一臺半精鏜床來分擔(dān)余量的精加工。該方案雖可解決問題，但工件加工成本太高。對于本零件中的孔，將采用鏜刀對其進(jìn)行加工，并安排粗、精鏜來分擔(dān)余量的切除，鏜孔后再倒角。1.4 螺紋加工工藝1.4.1 普通螺紋的尺寸分析數(shù)控車床對普通螺紋的加工需要一系列尺寸，普通螺紋加工所需的尺寸計(jì)算分析主要包括以下兩個方

14、面：螺紋加工前工件直徑考慮螺紋加工牙型的膨脹量，螺紋加工前工件直徑d/d0.1p，即螺紋大徑減0.1螺距，一般根據(jù)材料變形能力小取比螺紋大徑小0.1到0.5。螺紋加工進(jìn)刀量螺紋加進(jìn)刀量可以參考螺紋底徑，即螺紋刀最終進(jìn)刀位置。螺紋小徑為：大徑倍牙高；牙高=0.54p（p為螺距）螺紋加工的進(jìn)刀量應(yīng)不斷減少，具體進(jìn)刀量根據(jù)刀具及工作材料進(jìn)行選擇。1.4.2 普通螺紋的編程加工在目前的數(shù)控車床中，螺紋切削一般有三種加工方法：g32直進(jìn)式切削方法、g76斜進(jìn)式切削方法和g82直進(jìn)式切削方法，由于切削方法的不同，編程方法不同，造成加工誤差也不同。我們在操作使用上要仔細(xì)分析，爭取加工出精度高的零件。g32直

15、進(jìn)式切削方法，由于兩側(cè)刃同時工作，切削力較大，而且排削困難，因此在切削時，兩切削刃容易磨損。在切削螺距較大的螺紋時，由于切削深度較大，刀刃磨損較快，從而造成螺紋中徑產(chǎn)生誤差；但是其加工的牙形精度較高，因此一般多用于小螺距螺紋加工。由于其刀具移動切削均靠編程來完成，所以加工程序較長；由于刀刃容易磨損，因此加工中要做到勤測量。g76斜進(jìn)式切削方法，由于為單側(cè)刃加工，加工刀刃容易損傷和磨損，使加工的螺紋面不直，刀尖角發(fā)生變化，而造成牙形精度較差。但由于其為單側(cè)刃工作，刀具負(fù)載較小，排屑容易，并且切削深度為遞減式。因此，此加工方法一般適用于大螺距螺紋加工。由于此加工方法排屑容易，刀刃加工工況較好，在螺

16、紋精度要求不高的情況下，此加工方法更為方便。在加工較高精度螺紋時，可采用兩刀加工完成，既先用g76加工方法進(jìn)行粗車，然后用g32加工方法精車。但要注意刀具起始點(diǎn)要準(zhǔn)確，不然容易亂扣，造成零件報廢。g82直進(jìn)式切削方法，螺紋切削循環(huán)同g32螺紋切削一樣，在進(jìn)給保持狀態(tài)下，該循環(huán)在完成全部動作之后再停止動作。螺紋加工完成后可以通過觀察螺紋牙型判斷螺紋質(zhì)量及時采取措施，當(dāng)螺紋牙頂未尖時，增加刀的切入量反而會使螺紋大徑增大，增大量視材料塑性而定，當(dāng)牙頂已被削尖時增加刀的切入量則大徑成比例減小，根據(jù)這一特點(diǎn)要正確對待螺紋的切入量，防止報廢。本零件中螺紋的切削加工就采用g82直螺紋切削循環(huán)加工的方法，并且

17、使用粗車與精車結(jié)合切削方式（精加工余量為0.5mm），須先倒角后車螺紋。1.5 分析加工對象（零件圖樣）在設(shè)計(jì)零件的加工工藝規(guī)程時，首先要對加工對象進(jìn)行深入分析。對于數(shù)控車削加工應(yīng)考慮以下幾方面：1.5.1 構(gòu)成零件輪廓的幾何條件在車削加工中手工編程時，要計(jì)算每個節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)；在自動編程時，要對構(gòu)成零件輪廓所有幾何元素進(jìn)行定義。因此在分析零件圖時應(yīng)注意：零件圖上是否漏掉某尺寸，使其幾何條件不充分，影響到零件輪廓的構(gòu)成； 零件圖上的圖線位置是否模糊或尺寸標(biāo)注不清，使編程無法下手；零件圖上給定的幾何條件是否不合理，造成數(shù)學(xué)處理困難。 零件圖上尺寸標(biāo)注方法應(yīng)適應(yīng)數(shù)控車床加工的特點(diǎn)，應(yīng)以同一基準(zhǔn)標(biāo)注尺寸或

18、直接給出坐標(biāo)尺寸。1.5.2 尺寸精度要求分析零件圖樣尺寸精度的要求，以判斷能否利用車削工藝達(dá)到，并確定控制尺寸精度的工藝方法。在該項(xiàng)分析過程中，還可以同時進(jìn)行一些尺寸的換算，如增量尺寸與絕對尺寸及尺寸鏈計(jì)算等。在利用數(shù)控車床車削零件時，常常對零件要求的尺寸取最大和最小極限尺寸的平均值作為編程的尺寸依據(jù)。1.5.3 形狀和位置精度的要求零件圖樣上給定的形狀和位置公差是保證零件精度的重要依據(jù)。加工時，要按照其要求確定零件的定位基準(zhǔn)和測量基準(zhǔn)，還可以根據(jù)數(shù)控車床的特殊需要進(jìn)行一些技術(shù)性處理，以便有效的控制零件的形狀和位置精度。1.5.4 表面粗糙度要求表面粗糙度是保證零件表面微觀精度的重要要求，也

19、是合理選擇數(shù)控車床、刀具及確定切削用量的依據(jù)。1.5.5 材料與熱處理要求零件圖樣上給定的材料與熱處理要求，是選擇刀具、數(shù)控車床型號、確定切削用量的依據(jù)。第二章 工藝過程卡/加工工序卡2.1 數(shù)控加工工藝內(nèi)容的選擇在選擇時，一般可按下列順序考慮：（1）通用機(jī)床無法加工的內(nèi)容應(yīng)作為優(yōu)先選擇的內(nèi)容；（2）通用機(jī)床難加工，質(zhì)量也難保證的內(nèi)容應(yīng)作為重點(diǎn)選擇的內(nèi)容；（3）通用機(jī)床加工效率低、工人手工操作勞動強(qiáng)度大的內(nèi)容，可在數(shù)控機(jī)床尚存在富裕加工能力時選擇。工藝規(guī)程是指導(dǎo)施工的技術(shù)文件。一般包括以下內(nèi)容：零件加工的工藝路線，各工序的具體加工內(nèi)容，切削用量、工時定額以及所采用的設(shè)備和工藝裝備等。工藝規(guī)程的

20、主要內(nèi)容1)產(chǎn)品特征，質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。2)原材料、輔助原料特征及用于生產(chǎn)應(yīng)符合的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。3)生產(chǎn)工藝流程。4)主要工藝技術(shù)條件、半成品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。5)生產(chǎn)工藝主要工作要點(diǎn)。6)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和成品質(zhì)量指標(biāo)的檢查項(xiàng)目及次數(shù)。7)工藝技術(shù)指標(biāo)的檢查項(xiàng)目及次數(shù)。8)專用器材特征及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。2.2 工藝過程在生產(chǎn)過程中，那些與有原材料轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品直接相關(guān)的過程稱為工藝過程。它包括毛坯制造、零件加工、熱處理、質(zhì)量檢驗(yàn)和機(jī)器裝配等。而為保證工藝過程正常進(jìn)行所需要的刀具、夾具制造，機(jī)床調(diào)整維修等則屬于輔助過程。在工藝過程中，以機(jī)械加工方法按一定順序逐步地改變毛坯形狀、尺寸、相對位置和性能等，直至成為合格零件的那部

21、分過程稱為機(jī)械加工工藝過程。為了便于工藝規(guī)程的編制、執(zhí)行和生產(chǎn)組織管理，需要把工藝過程劃分為不同層次的單元。它們是工序、安裝、工位、工步和走刀。其中工序是工藝過程中的基本單元。零件的機(jī)械加工工藝過程由若干個工序組成。在一個工序中可能包含有一個或幾個安裝，每一個安裝可能包含一個或幾個工位，每一個工位可能包含一個或幾個工步，每一個工步可能包括一個或幾個走刀。工序一個或一組工人，在一個工作地或一臺機(jī)床上對一個或同時對幾個工件連續(xù)完成的那一部分工藝過程稱為工序。劃分工序的依據(jù)是工作地點(diǎn)是否變化和工作過程是否連續(xù)。例如，在車床上加工一批軸，既可以對每一根軸連續(xù)地進(jìn)行粗加工和精加工，也可以先對整批軸進(jìn)行粗

22、加工，然后再依次對它們進(jìn)行精加工。在第一種情形下，加工只包括一個工序；而在第二種情形下，由于加工過程的連續(xù)性中斷，雖然加工是在同一臺機(jī)床上進(jìn)行的，但卻成為兩個工序。工序是組成工藝過程的基本單元，也是生產(chǎn)計(jì)劃的基本單元。本論文中所加工的典型軸類零件將分五個工序來完成整個加工過程。安裝在機(jī)械加工工序中，使工件在機(jī)床上或在夾具中占據(jù)某一正確位置并被夾緊的過程，稱為裝夾。有時，工件在機(jī)床上需經(jīng)過多次裝夾才能完成一個工序的工作內(nèi)容。在數(shù)控車床上加工本零件將采用卡盤進(jìn)行裝夾，在加工必要時將采用鉆頭進(jìn)行輔助加工。工位采用轉(zhuǎn)位（或移位）夾具、回轉(zhuǎn)工作臺或在多軸機(jī)床上加工時，工件在機(jī)床上一次裝夾后，要經(jīng)過若干個

23、位置依次進(jìn)行加工，工件在機(jī)床上所占據(jù)的每一個位置上所完成的那一部分工序就稱為工位。簡單來說，工件相對于機(jī)床或刀具每占據(jù)一個加工位置所完成的那部分工序內(nèi)容，稱為工位。為了減少因多次裝夾而帶來的裝夾誤差和時間損失，常采用各種回轉(zhuǎn)工作臺、回轉(zhuǎn)夾具或移動夾具，使工件在一次裝夾中，先后處于幾個不同的位置進(jìn)行加工。工步在加工表面不變，加工工具不變的條件下，所連續(xù)完成的那一部分工序內(nèi)容稱為工步。生產(chǎn)中也常稱為“進(jìn)給”。整個工藝過程由若干個工序組成。每一個工序可包括一個工步或幾個工步。每一個工步通常包括一個工作行程，也可包括幾個工作行程。為了提高生產(chǎn)率，用幾把刀具同時加工幾個加工表面的工步，稱為復(fù)合工步，也可

24、以看作一個工步，例如，組合鉆床加工多孔箱體孔。走刀加工刀具在加工表面上加工一次所完成的工步部分稱為走刀。例如軸類零件如果要切去的金屬層很厚，則需分幾次切削，這時每切削一次就稱為一次走刀。因此在切削速度和進(jìn)給量不變的前提下刀具完成一次進(jìn)給運(yùn)動稱為一次走刀。2.3 加工工序的劃分?jǐn)?shù)控加工工序的劃分一般可按下列方法進(jìn)行。（1）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的部位。在用第二把刀、第三把完成它們可以完成的其它部位。這樣可減少換刀次數(shù),壓縮空程時間，減少不必要的定位誤差。（2）以加工部位分序法 對于加工內(nèi)容很多的零件，可按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)將加工部分分成幾個部分，如內(nèi)

25、形、外形、曲面或平面等。一般先加工平面、定位面，后加工孔；先加工簡單的幾何形狀，再加工復(fù)雜的幾何形狀；先加工精度較低的部位，再加工精度要求較高的部位。（3）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)與工藝性，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(shí)際情況來確定，但一定力求合理。而本文中的零件則需采用第二種方法，即“以加工部位分序法”，該零件由螺紋、圓錐、槽、圓弧、鏜孔五部分

26、組成，分別用不同的加工刀具，所以用這種分序法最為合適。運(yùn)用編制加工工藝過程卡與工序卡的方式來敘述本零件的加工，顯得簡易明了，通俗易懂，是數(shù)控加工本零件的必然要求。2.4 編制工藝過程卡現(xiàn)代制造技術(shù)系機(jī)械加工工藝卡產(chǎn)品名稱圖號零件名稱典型軸類零件共1頁第1頁毛坯種類圓鋼材料牌號45號鋼毛坯尺寸55mm*150mm序號工種工步工藝內(nèi)容備注工具夾具刀具量具1下料55x150卡盤游標(biāo)卡尺、千分尺2車床車端面、外圓、倒角粗車一端面、外圓、倒角中心鉆卡盤外圓刀3精車一端面、外圓、倒角4車圓錐粗車圓錐外圓車刀5精車圓錐6車螺紋粗車螺紋螺紋刀7精車螺紋8車槽粗車車槽切槽刀9精車車槽10圓弧插補(bǔ)粗車圓弧尖刀11

27、精車圓弧12鏜孔鏜孔（粗車）鏜刀13鏜孔（精車）2.5 切削用量的確定2.5.1背吃刀量ap的確定在工藝系統(tǒng)剛度和機(jī)床功率允許的情況下，盡可能選取較大的背吃刀量，以減少進(jìn)給次數(shù)。當(dāng)零件精度要求較高時，則應(yīng)考慮留出精車余量，其所留的精車余量一般比普通車削時所留余量小，常取0.10.5。本零件屬于典型軸類零件，其中包含了螺紋、圓錐、切槽、圓弧、鏜孔等工藝內(nèi)容，其背吃刀量分別為：粗加工表面為1.5、精加工表面為0.1，加工圓錐、切槽及圓弧的背吃刀量與加工表面時一樣，粗鏜孔為1.25、精鏜孔為0.25,螺紋則為：粗車1.25、精車0.1。2.5.2 進(jìn)給量f（有些數(shù)控機(jī)床用進(jìn)給速度vf）進(jìn)給量f的選取

28、應(yīng)該與背吃刀量和主軸轉(zhuǎn)速相適應(yīng)。在保證工件加工質(zhì)量的前提下，可以選擇較高的進(jìn)給速度（2000/min以下）。在切斷、車削深孔或精車時，應(yīng)選擇較低的進(jìn)給速度。當(dāng)?shù)毒呖招谐烫貏e是遠(yuǎn)距離“回零”時，可以設(shè)定盡量高的進(jìn)給速度。粗車時，一般取f=0.30.8/r，精車時常取f=0.10.3/r，切斷時f=0.050.2/r。本論文中加工該典型軸類零件采用的進(jìn)給量為：粗加工表面（圓錐、圓弧、切槽等）為0.14、精加工表面為0.04，粗鏜孔為0.09、精鏜孔為0.04，螺紋粗車為0.08、螺紋精車為0.03。2.5.3 主軸轉(zhuǎn)速的確定（1）光車外圓時主軸轉(zhuǎn)速光車外圓時主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)零件上被加工部位的直徑，并

29、按零件和刀具材料以及加工性質(zhì)等條件所允許的切削速度來確定。加工本零件時的主軸轉(zhuǎn)速為：粗加工時500、精加工時800。（2）車螺紋時主軸的轉(zhuǎn)速在車削螺紋時，車床的主軸轉(zhuǎn)速將受到螺紋的螺距p（或?qū)С蹋┐笮?、?qū)動電機(jī)的升降頻特性，以及螺紋插補(bǔ)運(yùn)算速度等多種因素影響，故對于不同的數(shù)控系統(tǒng)，推薦不同的主軸轉(zhuǎn)速選擇范圍。大多數(shù)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床推薦車螺紋時的主軸轉(zhuǎn)速n(r/min)為： n （1200/p）k (5-1) 式中 p被加工螺紋螺距，； k保險系數(shù)，一般取為80。加工該典型軸類零件時的主軸轉(zhuǎn)速為：粗車時500、精車時800。2.6 編制加工工序卡數(shù)控加工工序卡1零件名稱典型軸類零件圖號圖1夾具名稱

30、卡盤設(shè)備名稱及型號數(shù)控車床cnc6140d材料名稱及牌號45號鋼硬度hrc68工序名稱加工螺紋工序號1 工步號工步內(nèi)容切削用量刀具量具nfap編號名稱名稱1粗車端面500014151t0101游標(biāo)卡尺2精車端面800004011t0101千分尺3粗車外圓500014151t0101游標(biāo)卡尺4精車外圓800004011t0101千分尺5倒角500014151t01016粗車螺紋5000081252t0202游標(biāo)卡尺7精車螺紋800003012t0202千分尺數(shù)控加工工序卡2零件名稱典型軸類零件圖號圖2夾具名稱卡盤設(shè)備名稱及型號數(shù)控車床cnc6140d材料名稱及牌號45號鋼硬度hrc68工序名稱加

31、工圓錐工序號2?工步號工步內(nèi)容切削用量刀具量具nfap編號名稱名稱1粗車外圓50001415t0101外圓車刀游標(biāo)卡尺2精車外圓80000401t0101外圓車刀千分尺3倒角50001415t0101外圓車刀4粗車圓錐50001415t0101外圓車刀游標(biāo)卡尺5精車圓錐80000401t0101外圓車刀千分尺數(shù)控加工工序卡3零件名稱典型軸類零件圖號圖3夾具名稱卡盤設(shè)備名稱及型號數(shù)控車床cnc6140d材料名稱及牌號45號鋼硬度hrc68工序名稱切槽工序號3?工步號工步內(nèi)容切削用量刀具量具nfap編號名稱名稱1車槽（粗車）50001415t0303切槽刀游標(biāo)卡尺2車槽（精車）800004001t

32、0303切槽刀千分尺數(shù)控加工工序卡4零件名稱典型軸類零件圖號圖4夾具名稱卡盤設(shè)備名稱及型號數(shù)控車床cnc6140d材料名稱及牌號45號鋼硬度hrc68工序名稱車圓弧工序號4?工步號工步內(nèi)容切削用量刀具量具nfap編號名稱名稱1粗車端面50001415t0101外圓車刀游標(biāo)卡尺2精車端面800004001t0101外圓車刀千分尺3粗車外圓50001415t0101外圓車刀游標(biāo)卡尺4精車外圓800004001t0101外圓車刀千分尺5粗車圓弧50001415t0404尖刀游標(biāo)卡尺6精車圓弧800004001t0404尖刀千分尺數(shù)控加工工序卡5零件名稱典型軸類零件圖號圖5夾具名稱卡盤設(shè)備名稱及型號數(shù)

33、控車床cnc6140d材料名稱及牌號45號鋼硬度hrc68工序名稱鏜孔工序號5?工步號工步內(nèi)容切削用量刀具量具nfap編號名稱名稱1鏜孔（粗車）500009125t0105鏜刀游標(biāo)卡尺2鏜孔（精車）800004025t0105鏜刀千分尺第三章 加工路線圖3.1 刀具加工進(jìn)給路線的確定：(1)合理安排“回零”路線 在手工編制較復(fù)雜輪廓的加工程序時，為使其計(jì)算過程盡量簡化，既不易出錯，又便于校核，編程者有時將每一刀加工完后的刀具終點(diǎn)通過執(zhí)行“回零”（即返回對刀點(diǎn)）指令，使其全都返回到對刀點(diǎn)位置，然后再進(jìn)行后續(xù)程序。這樣會增加走刀路線的距離，從而大大降低生產(chǎn)效率。因此，在合理安排“回零”路線時，應(yīng)使

34、其前一刀終點(diǎn)與后一刀起點(diǎn)間的距離盡量減短，或者為零，即可滿足走刀路線為最短的要求。(2)切削進(jìn)給路線短，可有效地提高生產(chǎn)效率，降低刀具損耗等。在安排粗加工或半精加工的切削進(jìn)給路線時，應(yīng)同時兼顧到被加工零件的剛性及加工的工藝性等要求，不要顧此失彼(3)圖3-1為粗車工件時幾種不同切削進(jìn)給路線的安排示例。其中，圖3-1 (a)表示利用數(shù)控系統(tǒng)具有的封閉式復(fù)合循環(huán)功能而控制車刀“沿著工件輪廓”進(jìn)行走刀的路線；圖3-1(b)為利用其程序循環(huán)功能安排的“三角形”走刀路線；圖3-1 (c)為利用其矩形循環(huán)功能而安排的“矩形”走刀路線。(a)沿工件輪廓走刀 (b)“三角形”走刀 (c)“矩形”走刀圖3-1走

35、刀路線示例本文零件的加工刀具進(jìn)給路線為“沿工件輪廓走刀”，因?yàn)楸玖慵儆诘湫洼S類零件，結(jié)合了螺紋、圓錐、槽、圓弧和孔五個工藝，如果采用“矩形”走刀或“三角形”走刀，不論是走刀路線或是工藝編程將會非常麻煩，而采用“沿工件輪廓走刀”就會避免這樣的問題，使整個加工過程變得簡單易操作。3.2 繪制刀具加工路線圖刀具加工路線圖第四章 數(shù)控刀具表/數(shù)控編程基礎(chǔ)4.1 本零件加工所用刀具：外圓車刀（t0101）、切槽刀（t0202）、尖刀（t0303）、螺紋刀（t0404）、鏜刀（t0105）車刀按用途分為外圓車刀、端面車刀、內(nèi)孔車刀、切斷刀、切槽刀等多種形式。外圓車刀用于加工外圓柱面和外圓錐面，它分為直頭

36、和彎頭兩種。彎頭車刀通用性較好，可以車削外圓、端面和倒棱。外圓車刀又可分為粗車刀、精車刀和寬刃光刀，精車刀刀尖圓弧半徑較大，可獲得較小的殘留面積，以減小表面粗糙度；寬刃光刀用于低速精車；當(dāng)外圓車刀的主偏角為90度時，可用于車削階梯軸、凸肩。端面及剛度較低的細(xì)長軸。外圓車刀按進(jìn)給方向又分為左偏刀和右偏刀。車刀在結(jié)構(gòu)上可分為整體車刀、焊接車刀和機(jī)械夾固式車刀。整體車刀主要是整體高速鋼車刀，截面為正方形或矩形，使用時可根據(jù)不同用途進(jìn)行刃磨；整體車刀耗用刀具材料較多，一般只用作切槽。切斷刀使用。焊接車刀是將硬質(zhì)合金刀片用焊接的方法固定在普通碳鋼刀體上。它的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、剛性好、使用靈活、制造方

37、便，缺點(diǎn)是由于焊接產(chǎn)生的應(yīng)力會降低硬質(zhì)合金刀片的使用性能，有的甚至?xí)a(chǎn)生裂紋。機(jī)械夾固車刀簡稱機(jī)夾車刀，根據(jù)使用情況不同又分為機(jī)夾重磨車刀和機(jī)夾可轉(zhuǎn)位車刀。序號名稱刀具號1外圓車刀t01012螺紋刀t02023切槽刀t03034尖刀t04045鏜刀t01054.2 編程基礎(chǔ)4.2.1 直徑編程和半徑編程數(shù)控車床加：工的是回轉(zhuǎn)體類零件，其橫截面為圓形，所以尺寸有直徑指定和半徑指定兩種方法。當(dāng)用直徑值編程時，稱為直徑編程法：用半徑值編程時，稱為半徑編程法。用半徑、直徑編程法編輯其程序如下： 半徑編程：g90g01 x*z* （絕對指令編程）g91 g01 x*z* （增量指令編程）直徑編程：g90

38、g01x*z* （絕對指令編程） g91g01x*z*（增量指令編程）數(shù)控車床出廠時一般設(shè)定為直徑編程。如需用半徑編程，要改變系統(tǒng)中相關(guān)參數(shù)，使系統(tǒng)處于半徑編程狀態(tài)；本章以后，若非特殊說明，各例均為直徑編程。注：當(dāng)用半徑或直徑編程法時，系統(tǒng)參數(shù)中（機(jī)床參數(shù)）“直徑編程半徑編程”，要設(shè)為“ 1 或“0”了。4.2.2 數(shù)控機(jī)床常用編程指令（功能字）f功能f功能指令用于控制切削進(jìn)給量。在程序中表示每分鐘進(jìn)給量編程格式g94 ff后面的數(shù)字表示的是每分鐘進(jìn)給量，單位為 mm/min。例：g94 f100 表示進(jìn)給量為100mm/min。s功能s功能指令用于控制主軸轉(zhuǎn)速。編程格式 ss后面的數(shù)字表示主

39、軸轉(zhuǎn)速，單位為r/min。在具有恒線速功能的機(jī)床上，s功能指令還有如下作用。1)最高轉(zhuǎn)速限制編程格式 g50 ss后面的數(shù)字表示的是最高轉(zhuǎn)速：r/min。例：g50 s3000 表示最高轉(zhuǎn)速限制為3000r/min。2)恒線速取消編程格式 g97 ss后面的數(shù)字表示恒線速度控制取消后的主軸轉(zhuǎn)速，如s未指定，將保留g96的最終值。例：g97 s3000 表示恒線速控制取消后主軸轉(zhuǎn)速3000 r/min。t功能t功能指令用于選擇加工所用刀具。編程格式 tt后面通常有兩位數(shù)表示所選擇的刀具號碼。但也有t后面用四位數(shù)字，前兩位是刀具號，后兩位是刀具長度補(bǔ)償號，又是刀尖圓弧半徑補(bǔ)償號。例：t0303 表

40、示選用3號刀及3號刀具長度補(bǔ)償值和刀尖圓弧半徑補(bǔ)償值。t0300 表示取消刀具補(bǔ)償。 m功能m00： 程序暫停，可用nc啟動命令（cycle start）使程序繼續(xù)運(yùn)行；m03：主軸順時針旋轉(zhuǎn)；m05：主軸旋轉(zhuǎn)停止；m08：冷卻液開；m30：程序停止，程序復(fù)位到起始位置。g指令1）快速定位指令g00g00指令命令機(jī)床以最快速度運(yùn)動到下一個目標(biāo)位置，運(yùn)動過程中有加速和減速，該指令對運(yùn)動軌跡沒有要求。其指令格式：g00 x(u)_ z(w)_；當(dāng)用絕對值編程時，x、z后面的數(shù)值是目標(biāo)位置在工件坐標(biāo)系的坐標(biāo)。當(dāng)用相對值編程時，u、w后面的數(shù)值則是現(xiàn)在點(diǎn)與目標(biāo)點(diǎn)之間的距離與方向。2）直線插補(bǔ)指令g01

41、g01指令命令機(jī)床刀具以一定的進(jìn)給速度從當(dāng)前所在位置沿直線移動到指令給出的目標(biāo)位置。指令格式：g01 x(u)_z(w)_f ；其中f是切削進(jìn)給率或進(jìn)給速度，單位為mm/r或mm/min，取決于該指令前面程序段的設(shè)置。使用g01指令時可以采用絕對坐標(biāo)編程，也可采用相對坐標(biāo)編程。當(dāng)采用絕對坐編程時，數(shù)控系統(tǒng)在接受g01指令后，刀具將移至坐標(biāo)值為x、z的點(diǎn)上；當(dāng)采用相對坐編程時，刀具移至距當(dāng)前點(diǎn)的距離為u、w值的點(diǎn)上。3）圓弧插補(bǔ)指令g02、g03 圓弧插補(bǔ)指令命令刀具在指定平面內(nèi)按給定的f進(jìn)給速度作圓弧插補(bǔ)運(yùn)動，用于加工圓弧輪廓。圓弧插補(bǔ)命令分為順時針圓弧插補(bǔ)指令g02和逆時針圓弧插補(bǔ)指令g03

42、兩種。其指令格式如下：順時針圓弧插補(bǔ)的指令格式：g02 x(u)_z(w)_i_k_f_；g02 x(u)_z(w)_r_ f_；逆時針圓弧插補(bǔ)的指令格式：g03 x(u)_z(w)_ i_k_f_；g03 x(u)_z(w)_r_ f_；使用圓弧插補(bǔ)指令，可以用絕對坐標(biāo)編程，也可以用相對坐標(biāo)編程。絕對坐標(biāo)編程時，x、z是圓弧終點(diǎn)坐標(biāo)值；增量編程時，u、w是終點(diǎn)相對始點(diǎn)的距離。圓心位置的指定可以用r，也可以用i、k，r為圓弧半徑值；i、k為圓心在x軸和z軸上相對于圓弧起點(diǎn)的坐標(biāo)增量; f為沿圓弧切線方向的進(jìn)給率或進(jìn)給速度。當(dāng)用半徑r來指定圓心位置時，由于在同一半徑r的情況下，從圓弧的起點(diǎn)到終點(diǎn)

43、有兩種圓弧的可能性，大于180和小于180兩個圓弧。為區(qū)分起見，特規(guī)定圓心角180時，用“+r”表示；180時，用“-r”。注意：r編程只適于非整圓的圓弧插補(bǔ)的情況，不適于整圓加工。4）外圓粗車固定循環(huán)g711. 格式 g71u(d)r(e)g71p(ns)q(nf)u(u)w(w)f(f)s(s)t(t)n(ns).f_從序號ns至nf的程序段,指定a及b間的移動指令。.s_.t_n(nf)d:切削深度(半徑指定)不指定正負(fù)符號。切削方向依照aa的方向決定，在另一個值指定前不會改變。fanuc系統(tǒng)參數(shù)（no.0717）指定。e:退刀行程本指定是狀態(tài)指定，在另一個值指定前不會改變。fanuc系

44、統(tǒng)參數(shù)（no.0718）指定。ns:精加工形狀程序的第一個段號。nf:精加工形狀程序的最后一個段號。u：x方向精加工預(yù)留量的距離及方向。（直徑/半徑）w: z方向精加工預(yù)留量的距離及方向。5）螺紋切削循環(huán)g82指令直螺紋切削循環(huán)g82 x_z_r_e_c_p_f_;其中x、z： 在絕對指令時為螺紋終點(diǎn) c 的坐標(biāo)位：增量指令時為螺紋終點(diǎn) c 相對循環(huán)起點(diǎn) a 的移動距離。r、e：螺紋收尾長度在z、x軸方向上的回退量，其為增量。省略時，表示不收尾。c： 螺紋頭數(shù)，取0.1或省略時，為單頭螺紋。p： 單頭螺紋時，為主軸基脈沖處距離切削起點(diǎn)的主軸轉(zhuǎn)角（缺省值為 0 ) ;多頭螺紋時為相鄰螺紋頭的切削

45、起改之間對應(yīng)的主軸轉(zhuǎn)角。f：為螺紋導(dǎo)程. 附錄一 零件加工程序36o2010；n001 g00 g97 s500 t0101n002 m03n003 m08n004 g00x58z2n005 g01z-2f50n006 x25n007 x5n008 x0n009 g00x100z100n010 g00x58z0n011 g71u1r1p016q024x0.5z0.1f100n012 g00x100z100n013 m05n014 m00n015 g00 g97 s800 t0101n016 g00x58z0n017 g01x26f80n018 z-2n019 g01x30w-2f70n020

46、g01z-35f100n021 x50f70n022 x52z-36f70n023 z-53f100n024 x41.75z-84f70n025 g00x100n026 z100n027 m05n028 m00n029 g00 g97 s600 t0202n030 m03n031 m08n032 g00z0n033 x29.8n034 g01z-27f70n035 x32f120n036 z0n037 g82x29.2z-27f2n038 g82x28.8z-27f2n039 g82x28.4z-27f2n040 g82x28.2z-27f2n041 g82x28.0z-27f2n042 g8

47、2x28.0z-27f2n043 g00x100z100n043 m05n044 m00n045 g00 g97 s600 t0303n046 m03n047 m08n048 g00x53z-33n049 g01x52f100n050 z-61n051 x39f70n052 x52f120n053 z-65n054 x39f70n055 x52f120n056 z-69n057 x39f70n058 x52f120n059 g00x100n060 z100n061 m05n062 m00n063 g00 g97 s600 t0101n064 m03n065 m08n066 g00x57z2n0

48、67 g01z-3f120n068 x20f100n069 x5f70n070 x0f50n071 g00x100z100n072 m05n073 m00n074 g00 g97 s600 t0404n075 m03n076 m08n077 g00x57z2n078 g71u1r1p084q089x0.5z0.1f100n079 m05n080 m00n081 g00 g97 s600 t0404n082 m03n083 m08n084 g00x57z2n085 g01x37.47z2f120n086 g03x35.08z-31.38r24f100n087 g02x36.46z-44.33r9f100n088 g03x35z-57r8f100n089 g01x35z-65f120n090 x42f100n091 g00x100n092 z100n093 m05n094 m00n095 g00 g97 s600 t0105n096 m03n097 m08n098 g00x26z2n099 g71u1r1p103q108x0.5z0.1f80n100 g00z100n101 x100n102 m05n103 m00n104 g00x30z3n105 g01z0n106 x28z-1n107 z-26n108 g01x26n109 z3n110 g00x100z1