数控车床的程序编制与工艺分析

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1、题目：数控车床的程序编制与工艺分析摘要世界制造业转移，中国正在逐步成为世界加工厂。美国、德国、韩国等国家已经进入工业化发展的高技术密集时代与微电子时代，钢铁、机械、化工等重工业正逐渐向发展中国家转移。我国目前经济发展已经过了发展初期，正处丁重化工业发展中期。机床是人类，进行生产劳动的重要工具，也是社会生产力发展水平的重要指标。普通机床经历了近两白年的历史。随着电子技术、计算机技术及自动化，精密机械与测量等技术的发展与综合应用,生产了机电一体化的新型机床一一数控机床。数控机床一经使用就显示出了它独特的优越性和强大生命力，使原来不能解决的许多问题，找到了科学解决的途径。数控车床是数字程序控制车床的

2、简称，它集通用性好的万能型车床、加工精度高的精密型车床和加工效率高的专用型车床的特点丁一身，是国内使用量最大，覆盖面最广的一种数控机床，也是一种通过数字信息，控制机床按给定的运动轨迹，进行自动加工的机电一体化的加工装备，经过半个世纪的发展，数控机床已是现代制造业的重要标志之一，在我国制造业中，数控机床的应用也越来越广泛，是一个企业综合实力的体现。关键词：数控;工业化发展；加工程序；工艺分析；刀具目录1数控机床的产生与简介12数控机床的编程方法22.1手工编程22.2自动编程23数控机床程序的编制33.1数控编程的基本概念33.2数控编程的步骤34工艺分析方法44.1零件图的工艺性分析44.1.

3、1分析零件的几何要素44.1.2分析了解工件的工艺基准44.2切削用量的选择44.2.1确定合理切削用量的意义44.2.2选择切削用量的一般原则45零件加工编程实例65.1图纸分析65.2确定加工方法65.3确定加工方案65.4刀具的选择及对刀75.4.1选择刀具75.4.2选择切削用量75.4.3数控加工刀具卡片85.4.4试切法对刀85.5手工编程95.6填写数控加工工序卡11结论13参考文献1415致谢1数控机床的产生与简介数控车床即装备了数控系统的车床。由数控系统通过伺服驱动系统去控制各部件的动作，主要用于轴类与盘类回转体零件的多工序加工，具有高效率，高精度，高柔性化等综合特点，适合中

4、小批量形状复杂零件的多品种，多规格生产。在机械制造工业中并不是所有的产品零件都具有很大的批量，单件与小批量生产的零件（批量在10100件）约占机械加工总量的80咖上。尤其是在造船、航天、航空、机床、重型机械以及国防工业更是如此。为了满足多品种，小批量的自动化生产，迫切需要一种灵活的，通用的，能够适用产品频繁变化的柔性自动化机床。数控机床就是在这样的背景下诞生与发展起来的。它为单件、小批量生产的精密复杂零件提供了自动化的加工手段。数控车床按车削中心是在普通数控车床基础上发展起来的一种复合加工机床。车床种类很多，但主要结构都是由：车床主体，数控装置，伺服系统三大部分组成。随着数控技术的发展，数控车

5、床的工序和工艺将更加复合化和集中化。即把各种工序（如车、铁、钻等）都集中在一台数控车床上来完成。目前国际上出现的双主轴结构就是这种构思的体现。2数控机床的编程方法2.1手工编程由人工完成零件图样分析、工艺处理、数值计算、书写程序活单直到程序的输入和检验。适用于点位加工或几何形状不太复杂的零件，不仅费时，而且编制复杂零件还容易出错。2.2白动编程自动编程是用计算机把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，也就是说数控编程的大部分工作由计算机来实现。利用CAD或者CAMa件，实现造型及图象自动编程。其中典型的是MasterCAM软件，其可以完成铢削二坐标、三坐标、四坐标和五坐标、车削

6、、线切割的编程，这种软件功能单一，简单易学。3数控机床程序的编制3.1数控编程的基本概念编程就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。3.2数控编程的步骤数控编程是指从零件图纸分析到获得数控加工程序的全部工作过程。如图1所示，编程工作主要包括：图1数控程序编制的内容及步骤4工艺分析方法数控机床的加工工艺与通用机床的加工工艺有许多相同之处，但在数控机床上加工零件比通用机床加工零件的工艺规程要复杂得多。在数控加工前，

7、要将机床的运动过程、零件的工艺过程、刀具的形状、切削用量和走刀路线等都编入程序，这就要求程序设计人员具有多方面的知识基础。合格的程序员首先是一个合格的工艺人员，否则就无法做到全面周到地考虑零件加工的全过程，以及正确、合理地编制零件的加工程序。4.1零件图的工艺性分析4.1.1分析零件的几何要素首先从零件图的分析中，了解工件的外形、结构，工件上须加工的部位，及其形状、尺寸精度、和表面粗糙度；了解各加工部位之间的相对位置和尺寸精度；了解工件材料及其它技术要求。从中找出工件经加工后，必须达到的主要加工尺寸和重要的位置尺寸精度。4.1.2分析了解工件的工艺基准包括其外形尺寸、在工件上的位置、结构及其他

8、部位的相对关系等。对于复杂工件或较难分辨的工艺基准的零件图时,尚需详细分析有关装配图,了解该零件的装配使用要求，找准工件的工艺基准。4.2切削用量的选择4.2.1确定合理切削用量的意义数控加工时对同一加工过程选用不同的切削用量，会产生不同的切削效果。合理的切削用量应能保证工件的质量要求(如加工精度和表面粗糙度)，在切削系统强度、刚性允许的条件下充分利用机床功率，最大限度地发挥刀具的切削性能，并保证刀具具有一定的使用寿命。4.2.2选择切削用量的一般原则(1)粗车时切削用量的选择粗车时一般以提高效率为主，兼顾经济性和加工成本。提高切削速度、加大进给量和切削深度都能提高生产率。其中切削速度对刀具寿

9、命的影响最大，切削深度对刀具寿命的影响最小，所以考虑粗加工切削用量时首先应选择一个尽可能大的切削深度，以减少进给次数，其次选择较大的进给速度，最后在刀具使用寿命和机床功率允许的条件下选择一个合理的切削速度。(2)精车、半精车时切削用量的选择精车和半精车的切削深度是根据零件加工精度和表面粗糙度要求及粗车后留下的加工余量决定的，一般情况是一次去除余量。当零件精度要求较高时，通常留0.20.4mm(直径值)的精车余量。精车和半精车的切削深度较小，产生的切削力也较小。5零件加工编程实例5.1图纸分析图1-1典型轴类零件图该零件表面由圆柱、顺圆弧、逆圆弧、圆锥、槽、螺纹等表面组成。尺寸标注完整，选用毛坯

10、为45#钢，55m林150mm无热处理和硬度要求。5.2确定加工方法加工方法的选择原则是保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。由丁获得同一级精度及表面粗糙度的加工方法一般有许多，因而在实际选择时，要结合零件的形状、尺寸大小和形位公差要求等全面考虑。图上几个精度要求较高的尺寸，因其公差值较小，所以编程时没有取平均值，而取其基本尺寸。在轮廓线上，有个锥度10度坐标P1、和一处圆弧切点P2,在编程时要求出其坐标,P1(45.29,75)P2(35,56.46)。通过以上数据分析，考虑加工的效率和加工的经济性，最理想的加工方式为车削，考虑该零件为大批量加工，故加工设备采用数控车床。根据加工零件的外

11、形和材料等条件，选用CJK6032数控机床。5.3确定加工方案零件上比较精密表面的加工，常常是通过粗加工、半精加工和精加工逐步达到的。对这些表面仅仅根据质量要求选择相应的最终加工方法是不够的，还应正确地确定从毛坯到最终成形的加工方案。 毛坯先夹持左端，车右端轮廓113mn#,右端加工39mmS42mmR9mm35mm锥度为10度的外圆，52mm调头装火已加工52mn卜圆，左端加工25mr33mm切退刀槽、加工螺纹M25mmi.5mm.该典型轴加工顺序为：预备加工-车端面-粗车右端轮廓-精车右端轮廓-切槽-工件调头-车端面-粗车左端轮廓-精车左端轮廓-切退刀槽-粗车螺纹-精车螺纹。 5.4刀具的

12、选择及对刀5.4.1选择刀具车端面：选用硬质合金45度车刀，粗、精车用一把刀完成。 粗、精车外圆：（因为程序选用G71循环所以粗、精车选用同一把刀）硬质合金90度放型车刀，Kr=90度,K*=60度;E=30度，（因为有圆弧轮廓）以防与工件轮廓发生干涉，如果有必要就用图形来检验. 车槽：选用硬质合金车槽刀（刀长12mm刀宽3mm车螺纹:选用60度硬质合金外螺纹车刀.5.4.2选择切削用量表3-1切削用量选择主轴转速s/（r/min）进给量f/(mm/r)背吃刀量ap/mm粗车外圆8000.11.5精车外圆8000.050.2粗车螺纹701.50.4精车螺纹701.50.1切槽1150.04为了

13、螺纹容易配合，螺纹M2软1.5在车削大径时，加工到直径24.7mm总背吃刀量去0.65P=（0.65X1.5）mm=0.975mm.5.4.3数控加工刀具卡片表3-2刀具卡片产品名称或代号零件名称典型轴零件图号刀具号刀具规格名称数量加工表面备注1T01硬质合金端面45度车刀1粗、精车端面2T02硬质合金90度放型车刀1粗、精车外轮廓左偏刀3T03硬质合金车槽力1切槽4T0460度硬质合金外螺纹车刀1粗、精车螺纹5.4.4试切法对刀在数控加工中，工件坐标系确定后，还要确定刀尖点在工件坐标系中的位置，即通常所说的对刀问题。在数控车床上，目前常用的对刀方法为试切对刀法。将工件安装好之后，先用MDI方

14、式操作机床，用已选好的刀具将工件端面车一刀，然后保持刀具在纵向(Z)尺寸不变，沿横向(x)退刀。当取工件右端面。为工件原点时，对刀输入为Z0,如图3-4(a)用同样的方法，再将工件的表面车一刀，然后保持刀具在横向上的尺寸不变，从纵向退刀，停止主轴转动，再量出工件车削后的直径如图3-4(b)根据长度和直径，既可确定刀具在工件坐标系中的位置。其他各刀都需要进行以上操作，从而确定每把刀具在工件坐标系中的位置。切1-|J/r_一图3-4(a)Z轴方向对刀图3-4(b)X轴方向对刀5.5手工编程工件右端加工O1111；M06X200Z100;T0202;M03S800;G00X60Z5;G71U.1.5

15、R1P01Q02X0.2Z0.08F80;N01G00X39Z2;G01X39Z0F40;G01X39Z0C2Z-26;G03X35Z-56.46R24;G02X35Z-70R9;G01Z-75;X45.29;X52Z-94;N02Z-113;G00X55Z100;M06T0303M03S115M08G00X55Z2;G00X55Z-89;G01X39F5;G01X55F20;G01Z-82;G01X39F5;建立工件坐标系调用2号刀主轴以800r/min正转到循环加工起点粗加工循环到精加工起点精加工轮廓开始倒角C2加工39加工SO48圆弧加工R9圆弧加工35加工35外径左端面至斜线部分加工斜

16、线部分精车循环结束到换刀点换3号切槽刀，打开切削液刀具起切的安全点切槽切入点切槽切槽退刀切槽切入点切槽切槽退刀G01X55F20;G00Z-18;G01X35F5;G01X50F20;G00X55Z100M09;M05M30工件左端加工O2222T0202M03S800G00X55Z2;G71U1.5R1P01Q02X0.2Z0.08F80N01G00X50Z2;G01X0Z0F40;G01X24.7Z0C2;G01Z-33;G01X52Z-33C2;N02G01Z-35;G00X100Z100;M05M3QT0303M03S115;G00X30Z2;G00Z-28;G01X21F5;G01X

17、30F20;G00X50Z100;M05M30;T0404M03S70;切槽切入点切槽切入点切槽退刀回换刀点，关闭切削液主轴停止程序结束换2号外圆刀主轴800r/min刀具起切的安全点外径粗精车循环精车循环开始开始加工倒角车25倒角精车循环结束换刀点主轴停止程序结束换3号切槽刀刀具起切的安全点切槽切入点切槽退刀回换刀点主轴停止程序结束换4号螺纹刀刀具起始安全点G00X25Z2;G76C1A60X23.056Z-26K0.974U0.1V0.1Q0.4F1.5;螺纹车削循环，C为精车次数，螺纹刀具角度,X为最终螺纹X轴小径,Z为最终螺纹Z轴长度,K为牙型高,U精加工余量,V最大加工量,Q第一刀最

18、大背吃刀量,F为导程.G01X40;退刀G00X100Z100;回换刀点M05主轴停止M30程序结束5.6填写数控加工工序卡表3-3数控加工工艺卡单位名称产品名称或代号零件名称零件图号典型轴工序号程序编亏夹具名称使用设备车间001O1111三爪自定心卡盘Cjk6032数控车间工步号工步内容刀具号刀具规格主轴转速r/min进给速度mm/r背吃刀量mm备注1车端面T0145度刀5000.1手动2粗车外轮廓T0290度防型刀8000.11.5自动3精车外圆轮廓T0290度防型刀8000.050.2自动4切槽T03切槽刀1150.04自动工序号程序编亏夹具名称使用设备车间00202222三爪自定心卡盘

19、Cjk6032数控车间工步号工步内容刀具号刀具规格主轴转速r/min进给速度mm/r背吃刀量mm备注1车端面T0145度刀5000.1手动2粗车外轮廓T0290度防型刀8000.11.5自动3精车外圆轮廓T0290度防型刀8000.050.2自动4切退刀槽T03切槽力1150.04自动5粗车螺纹T0460度外螺纹刀701.50.4自动6精车螺纹T0460度外螺纹刀701.50.1自动编制审核批准年月日共贞第贞结论通过这次毕业设计，让我对工厂实际零件加工的总体工艺流程有了一定的了解和掌握，这对我今后参加工作将会有很大的帮助。通过这次毕业设计，使我意识到了自己存在的不足之处，使我也活楚了自己今后应

20、该努力的方向，也使我对以前的知识有了更好、更全面的温习和巩固，对以前所学的专业知识总体有了更深入的了解。由于毕业设计的内容涉及到很多的专业知识，如CAD图、公差与技术测量、金届工艺、机械制造工艺、数控机床和夹具、数控编程等等，因此毕业设计可以说是对我从高中（职业高中）和大学两年共五年来所学专业知识和技能的综合考查。但毕业设计的完成绝不是学习的终结，我将会很好的总结这次毕业设计的经验，并将其应用到我以后的工作中去。本文从数控车床的简介、数控编程的方法、工艺性分析、数控编程的步骤及数控编程加工实例等几方面，比较详细的说明了车削零件加工的方法与步骤。数控机床代表一个民族制造业现代化的水平，随着现代化

21、科学技术的迅速发展，制造技术和自动化水平的高低已成为衡量一个国家或地区经济发展水平的重要标志。作为跨世纪的新一代，我们手牵手，向前迈。我们有信心我国机械制造业会更加辉煌，祖国的明天也会更加美好。参考文献(1) 张超英等，数控机床加工工艺、编程及操作实训，高等教育出版社，2003(2) 明兴祖主编，数控加工技术，北京化学工业出版社2002(3) 顾京主编，数控加工编程及操作，北京高等教育出版社2003(4) 黄卫，数控技术与数控编程.北京机械工业出版社,2004年(5) 旺润舟，数控编程与加工技术.北京机械工业出版社,2006年(6) 詹华西，数控加工技术实训教程.西安电子科技大学出版社,2006年(7) 陈富安，数控机床原理与编程.西安电子科技大学出版社,2004年致谢通过这次毕业设计，使我对大学三年所学的知识有了一次全面的综合运用，也学到了许多上课时没涉及到的知识，例如数控编程、数控仿真加工，这些对我今后毕业出去工作都有很大的帮助。在这次毕业设计中，我基本完成了毕业设计的任务，达到了毕业设计的目的，但是我知道自己的设计还有许多不足，希望老帅们谅解，在这次毕业设计中从确定题目到现在完成毕业设计老给予了我很大的帮助借此我特向表示感谢。