数控车床加工工艺分析与程序的设计说明

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1、. .毕 业 论 文论文题目：数控车床零件加工及工艺设计 题 目： 数控车床零件加工及工艺设计班 级： 专 业：学生： 指导 日 期: 目 录摘要.1一、 数控机床简介.2二、 数控激光的概念.3三、 数控机床的特点.3四、 数控车削加工.4五、 数控车床加工程序编制 .5六、 数控车床的组成和基本原理 .5七、 数控车床安全操作规.6八、 数控车床坐标的确定 .6九、 运动方向的规定.7十、 轴类零件的编程与加工.7单套类零件的编程与加工结束语.25参考文献. 2524 / 27十一、 .13十二、 简单的盘类零件的编程与加工.18数控车床零件加工及工艺设计摘 要在车床上,利用工件的旋转运动

2、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,如外圆柱面、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,

3、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

4、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 一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

5、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

6、。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 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

7、、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二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容： 对图纸进行分析,确定需要数控加工的部分； 利用图形软件PRO/E UG

8、对需要数控加工的部分造型； 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； 轨迹的仿真检验； 生成G代码； 传给机床加工。 三 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0.001

9、mm,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围大,允许机床进行大切削量的强力切削,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

10、、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。 四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

11、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,可以自动完成外圆柱面、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

12、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。 五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

13、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

14、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。六.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。1. 车床主体：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。2. 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。

15、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。七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,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、

16、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.

17、 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。八、 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

18、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

19、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。九、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。十轴类零件的编程与加工根据下图所示的待车削零件,材料为45号钢,其中85圆柱面不加工。在数控车床上需要进行的工序为：切削80mm 和62mm 外圆；R70mm 弧面、锥面、退刀槽、螺纹及倒角。要求分析工艺过程与工艺路线,编写加工程序。 图1-1 轴类零件图1.零件图

20、工艺分析 该零件表面由圆柱、圆锥、顺圆弧、逆圆弧及双线螺纹等表面组成。其中多个直径尺寸有较严格的尺寸精度何表面粗糙度等要求；球面S50的尺寸公差还兼有控制该球面形状线轮廓误差的作用。尺寸标注完整,轮廓描述清楚。零件材料为45钢,无热处理和硬度要求。 通过上述分析,可采用以下几点工艺措施。 对图样上给定的几个精度要求较高的尺寸,因其公差数值较小。故编程时不必取平均值,而全部取其基本尺寸。 在轮廓曲线上,有三处为过象限圆弧,其中两处为既过象限又改变进给方向的轮廓曲线,因此在加工时应进行机械间隙补偿,以保证轮廓曲线的准确性。 为便于装夹,坯件左端应预先车出夹持部分双点画线部分,右端面也应先粗车出并钻

21、好中心孔。毛坯选60棒料。2零件的定位基准和装夹方式确定坯件轴线和左端大端面设计基准为定位基准。左端采用三爪自定心卡盘定心夹紧,右端采用活动顶尖支承的装夹方式。3选择设备 根据加工零件的外形和材料等条件,选用TND360数控车床。4确定加工顺序及进给路线加工顺序按由粗到精由远到近由右到左的原则确定。即先从右到左进行粗车留.精车余量,然后从右到左进行精车,最后车削螺纹。TND360数控车床具有粗车循环和车螺纹循环功能,只要正确使用编程指令,机床数控系统就会自动确定进给路线,因此,该零件的粗车循环和车螺纹循环不需要人为确定其进给路线但精车的进给路线需要人为确定。该零件从右到左沿零件表面轮廓精车进给

22、,如图所示：对刀点 图1-1-1 精车轮廓进给路线5刀具的选择 选用中心钻钻削中心孔。 粗车及平端面选用硬质合金右偏刀,为防止副后刀面与工件轮廓干涉可用作图法检验,副偏角不宜太小,选k r=35。 精车选用90硬质合金右偏刀,车螺纹选用硬质合金60外螺纹车刀,刀尖圆弧半径应小于轮廓最小圆角半径,取r=0.150.2。 将所选定的刀具参数填入数控加工刀具卡片中见表1-1,以便编程和操作管理表1-1 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 T01F5中心钻 1 钻F5中心孔 2 T02 硬质合金90外圆车刀 1

23、车端面及粗车轮廓右偏刀 3 T03硬质合金60外螺纹车刀 1精车轮廓及螺纹 0.15 编制XXX 审核 XXX 批准 XXX 共 页 第 页6切削用量的选择 背吃刀量的选择：轮廓粗车循环时选ap=3,精车ap=0.25；螺纹粗车循环时选ap=0.4,精车ap=0.1。 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,参照式计算主轴转速n=320r/min 进给速度的选择 查表选择粗车、精车每转进给

24、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200m/min和180m/min。、 综合前面分析的各项容,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。主要容包括：工步顺序、工步容、各工步所用的刀具及切削用量等。表1-2 数控加工工艺卡片单位 名 称 产品名称或代号 零件名称 零件图号 典型轴 工序号 程序编号 夹具名称 使用设备 车间 001三爪卡盘和活动顶尖 数控中心 工步号 工步容刀具号刀具规格主轴转速r/mm进给速度mm/m

25、in背吃刀量mm备注 1 平端面T022525 500手动 2 钻中心孔T01F5 950 手动 3 粗车轮廓T022525 500 200 3自动 4 精车轮廓T032525 1200 180 0.25自动 5 粗车螺纹T032525 320 960 0.4自动 6 精车螺纹T032525 320 960 0.1自动 编制XXX审核 XXX批准XXX年 月 日共 页第 页8.编写程序 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：N0010 G59 X0 Z195N0020 G90 N0030 G92 X70 Z30N0040 M03 S4

26、50N0050 N06 T01N0060 G00 X57 Z1N0070 G01 X57 Z-170 F80N0080 G00 X58 Z1 N0090 G00 X51 Z1 N0100 G01 X51 Z-113 F80 N0110 G00 X52 Z1 N0120 G91 N0130 G81 P3 N0140 G00 X-5 Z0 N0150 G01 X0 Z-63 F80 N0160 G00 X0 Z63 N0170 G80 N0180 G81 P2 N0190 G00 X-3 Z0 N0200 G01 X0 Z-25 F80 N0210 G00 X0 Z25 N0220 G80 N02

27、30 G90 N0240 G00 X31 Z-25 N0250 G01 X37 Z-35 F80 N0260 G00 X37 Z1 N0270 G00 X23 Z-72.5 N0280 G00 X26 Z1 N0290 G01 X30 Z-2 F60 N0300 G01 X30 Z-25 F60 N0310 G01 X36 Z-35 F60 N0320 G01 X36 Z-63 F60 N0330 G00 X56 Z-63 N0340 G01 X56 Z-170 F60 N0350 G28 N0360 G29 N0370 M06 T03 N0380 M03 S400 N0390 G00 X31

28、 Z-25 N0400 G01 X26 Z-25 F40 N0410 G00 X31 Z-23 N0420 G01 X26 Z-23 F40 N0430 G00 X30 Z-21 N0440 G01 X26 Z-23 F40 N0450 G00 X36 Z-35 N0460 G01 X26 Z-25 F40 N0470 G00 X57 Z-113 N0480 G01 X34.5 Z-113 F40 N0490 G00 X57 Z-111 N0500 G01 X34.5 Z-111 F40 N0510 G28 N0520 G29 N0530 M06 T05 N0540 G00 X30 Z2 N0

29、550 G91 N0560 G33 D30 I27.8 X0.1 P3 Q0 N0570 G01 X0 Z1.5 N0580 G33 D30 I27.8 X0.1 P3 Q0 N0590 G90 N0600 G00 X38 Z-45 N0610 G03 X32 Z-54 I60 K-54 F40 N0620 G02 X42 Z-69 I80 K-54 F40 N0630 G03 X42 Z-99 I0 K-84 F40 N0640 G03 X36 Z-108 I64 K-108 F40 N0650 G00 X48 Z-113 N0660 G01 X56 Z-135.4 F60 N0670 G0

30、0 X56 Z-113 N0680 G00 X40 Z-113 N0690 G01 X56 Z-135.4 F60 N0700 G00 X50 Z-113 N0710 G00 X36 Z-113 N0720 G01 X56 Z-108 F60 N0730 G00 X36 Z-45 N0740 G00 X36 Z-45 N0750 M03 S800 N0760 G03 X30 Z-54 I60 K-54 F40 N0770 G03 X40 Z-69 I80 K-54 F40 N0780 G02 X40 Z-99 I0 K-84 F40 N0790 G03 X34 Z-108 I64 K-108

31、F40 N0800 G01 X34 Z-113 F40 N0810 G01 X56 Z-135.4 F40 N0820 G28 N0830 G29 N0840 M06 T03 N0850 M03 S400 N0860 G00 X57 Z-168 N0870 G01 X0 Z-168 F40 N0880 G28 N0890 G29 NO900 M05N0910 M029.加工过程 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

32、方向不必再次对刀。 输入程序。 进行程序校验及加工轨迹仿真。 自动加工。 零件精度检测。十一.简单套类零件的编程与加工用数控车床加工如图所示的简单套类零件,工件长度为44,外圆两个阶台尺寸分别为45,65,两端同轴度要求为0.04,并有一个C1倒角。孔两个阶台尺寸分别为30 ,52,孔中两阶台端面垂直度要求为0.02,有一个C5倒角和一个42的槽。图2-1 套类零件图1.套类零件的分析:图中所示为简单套类零件,该零件表面由两个阶台组成,其中多个直径尺寸与轴向尺寸有较高的尺寸精度和表面粗糙度要求,零件尺寸标注完整,符合数控加工尺寸标注要求；轮廓描述清楚完整；零件材料为45号钢,加工切削性能较好,

33、无热处理和硬度要求。套类零件是机械加工中常见的一种加工形式,套类零件哟哀求除尺寸、形状精度外,孔一般作为配合和装配基准,孔的直径尺寸公差等级一般为IT7,精密轴套可取IT6,孔的形状精度应控制在孔径公差以。对于长度较长的轴套零件,除了圆度要求以外,还应注意孔面的圆柱度,端面孔轴线的圆跳动和垂直度,以及两端面的平行度等项要求。2.套类零件的装夹方案 套类零件的外圆、端面与基准轴线都有一定的形位精度要求,套类零件精基准可以选择外圆,但常以中心线及一个端面为精加工基准。对不同结构的套类零件,不可能用一种工艺方案就可以保证其形位精度要求。 根据套类零件的结构特点,数控车加工中可采用三爪卡盘、四爪卡盘或

34、花盘装夹,由于三爪卡盘四年定心精度存在误差,不适于同轴度要求高的工件的二次装夹。对于能一次加工完成外圆端面、倒角、切断的套类零件,可采用三爪卡盘装夹；较大零件经常采用四爪啦盘或花盘装夹；对于精加工零件一般可采用软卡爪装夹,也可以采用心轴上装夹；对于较复杂的套类零件有时也采用专用夹具来装夹。3.刀具的选择加工套类零件外圆柱面的刀具选择与轴类零件相同。加工孔是套类零件的特征之一,根据孔工艺要求,加工方法较多,常用的有钻孔、扩孔、镗孔、磨孔、拉孔、研磨孔等。 套类零件一般包括外圆、锥面、圆弧、槽、孔、螺纹等结构。根据加工需要,常用的刀具还有粗车镗孔车刀、精车镗孔车刀、槽车刀、螺纹车刀以及特殊形状的成

35、型车刀等。4.切削用量的选择根据被加工表面质量要求、刀具材料和工件材料,参考切削用量手册或有关资料选取切削速度与每转进给量,然后计算主轴转速与进给速度计算过程略,并将结果填入工序卡中。背吃刀量的选择因粗、精加工而有所不同。粗加工时,在工艺系统刚性和机床功率允许的情况下,尽可能取较大的背吃刀量,以减少进给次数；精加工时,为保证零件表面粗糙度哟哀求,背吃刀量一般取0.10.4较合适。5.切削液的选择套类零件在数控车加工比轴类零件有更大的难度,由于套类零件的特性使的切削液不易达到切削区域,切削区的温度较高,切削车刀的磨损也比较严重。为了使工件减少加工变形,提高加工精度,应根据不同的工件材料,选择适合

36、的切削液浇注位置。6.填写加工刀具和工序卡图所示简单套类零件的加工刀具和工艺卡 零件图号 2-1-1 数控车床 加工工序卡 机床型号 CKA6150 零件名称简单套类零件机床编号 刀具表量具表刀具号 刀补号 刀具名称 刀具参数 量具名称 规格mm/min T01 0193外圆车刀D型刀片 游标卡尺 千分尺 01500.02 50750.01 T02 0291镗孔车刀T型刀片径百分表 25500.01 T08 08 钻头28 游标卡尺 01500.02 工序工艺容 切削用量加工性质SFap 1车端面确定基准 8000.20.3 2 自动2 钻孔 3000.20.3 4 手动3 车45外圆 120

37、00.10.20.52 自动4调头软爪夹45外圆,车端面确定基准 10000.050.10.51.5 自动5 车65外圆 12000.10.20.52自动6 镗孔至尺寸 10000.050.10.33自动7.编写加工程序根据图2-1所示零件,分析了工件外圆及槽的加工路线,并且确定了加工时的装夹方案,以及采用的刀具和切削用量,根据工艺过程按工序容划分三个部分,并随影编程三个程序以完成加工。1. 机床钻孔、车45外圆的程序O0001；N1；G99 M03 S800 T0101；G00 X200.0 Z150.0； G00 X68.0 Z2.0； M08； G71 U1.5 R0.5； G71 P1

38、0 Q20 U0.5 W0.05 F0.15； N10 G00 X0； G01 Z-16.0； N20 G00 X68.0； G99 M03 S1200 T0101； G00 X200.0 Z150.0； M08； G70 P10 Q20； G00 X200.0 Z150.0； M05； M30；2. 机床车65外圆的程序00002； N1； G99 M03 S800 T0101； G00 X200.0 Z150.0； G00 X68.0 Z2.0； M08； G71 U1.5 R0.5； G71 P10 Q20 U0.5 W0.05 F0.15； N10 G00 X65.0； G01 Z-2

39、8.0； N20 G00 G40 X68.0； G00 X200.0 Z150.0； M09； M00； N2； G99 M03 S1200 T0101； G00 X200.0 Z150.0； M08； G70 P10 Q20； G00 X200.0 Z150.0； M05； M30；3. 机床镗孔的程序00002； N1； G99 M03 S800 T0202； G00 X200.0 Z150.0； G00 X26.0 Z2.0； M08；G71 U1.5 R0.5； G71 P10 Q20 U-0.3 W0.05 F0.15； N10 G00 X52.0； G01 Z-20.0 F0.1；

40、 X40.0； X30.0 Z-25.0； N20 G00 X26.0； G00 Z150 M09； M05； M00； N2； G99 M03 S1200 T0202； M08； G00 X26.0 Z2.0； G70 P10 Q20；G00 X200.0 Z150.0； M09； M05； M30；十二.简单盘类零件的编程与加工加工如图3-1所示的盘类零件,分析盘类零件图样上的技术要求,确定加工方法,加工工艺以及常用的刀具,编写数控程序加工。要求加工后符合精度和公差要求。该工件材料为45号钢,F15555盘料。图3-1 盘类零件图1.盘类零件分析盘类是机械加工中常见的一种零件,端盖、齿轮、

41、法兰盘等都是盘类零件。 盘类零件的加工从它的切削方式看,既可纵向切削也可横向切削,但要根据工件毛坯的形状、材料以及产品精度要求等确定切削方式,同时选取相应的刀具、切削用量、编程方法,以达到对产品精度的保障。2.盘类工件的装夹根据盘类零件的结构特点,数控车加工对于中、小型零件经常采用三爪卡盘装夹；较大零件经常采用四爪卡盘或花盘装夹；对于精加工零件一般可采用软卡爪装夹,也可以采用心轴装夹；对于较复杂的盘类零件有时也采用专用夹具装夹。确定工件装夹方案的基本原则:1. 保证工件装夹的稳定性和牢固可靠。2. 装夹能符合工件基准的设定,并保证工件的加工精度。3. 对于工件的装、卸较方便,能缩短工件加工的辅

42、助时间。3.刀具的选择盘类零件一般由高速钢和硬质合金车刀加工,对于一些特殊材料工件可采用立方氮化硼、聚晶金刚石等刀具材料来进行加工,使刀具的加工性能和围更加广泛。刀具类型按结构类分,有整体式、焊接式和机械夹固式三种。一般盘类零件由外圆、锥面、圆弧槽、孔、螺纹等构成,所以刀具也从基本常见的外圆车刀、端面车刀、纵向槽刀、横向槽刀、镗孔车刀、螺纹车刀以及特殊形状的成型车刀中选择。4.切削用量的选择盘类零件的切削用量要根据工件材料、刀具强度、机床性能等因素来确定。盘类零件的结构特点是最大外径较大,长度较短,被加工工件各部分直径落差较大。根据数控机床的加工特点和数控系统编程特点,大多可采用径向加工,但对

43、于外形及孔加工基本还是以轴向工件较多。 对于盘类零件加工时,由于它在径向加工时受机床夹紧力的限制,切削深度不宜过大。若盘的直径较大,所选的转速也不能过高。为了使被加工零件的表面粗糙度能够保持一致,在转速的选择上可以采用数控系统所具有的恒线速指令。对于盘类零件加工时的进给速度,可根据工件图样上的技术要求来确定。5.切削液的选择盘类零件在数控加工时比普通机床加工时会产生更多的热量,因为数控加工相对普通机床加工的切削速度要快,切削区的温度较高,切削车刀的磨损也比较严重。同时,为了使工件减少加工变形,提高加工精度,要根据不同的工件的材料,选择适合的切削液。 6.确定加工路线根据工件毛坯情况及图样上的技

44、术要求,考虑工件路线首先要保证加工精度的前提,符合加工工艺的原则,以最短的加工路径完成零件的加工,该零件可先粗加工车削工艺台,即粗车外圆、车端面、钻孔,调头车端面并作为基准,车削外圆150及倒角至尺寸,镗锥孔及镗孔F40至精度要求。最后,再调头车外轮廓的外锥、外圆弧、外圆及倒角。7.填写加工刀具卡和工艺卡加工工件的刀具和工艺卡零件图号 3-1 数控车床加工工艺卡 机床型号 CKA6150零件名称 盘 机床编号 刀具表 量具表刀具号刀补号 刀具名称 刀具参数量具名称 规格mm/mm T01 0193外圆端面车刀 C型刀片游标卡尺千分尺0200/0.02150175/0.01 T02 0293外圆

45、精车刀 D型刀片 千分尺 150175/0.01 5075/0.01 T04 0491镗孔车刀 T型刀片径表 0.01 T08 08 钻头35 游标卡尺 0150/0.02 工序 工艺容切削用量加工性质Sr/minFap数控车 车外圆、端面完成工艺台 800 0.20.3 2 自动 钻孔 3000.20.3 17.5 自动数控车 调头车端面确定基准 10000.050.10.51.5 自动 车外圆、倒角 12000.050.1 0.58 自动 镗锥孔、镗孔至尺 12000.050.1 0.30.5 自动数控车 调头软爪夹F150外圆,车端面 10000.10.2 0.51.5 自动 车外轮廓倒

46、角符合技术要求1200 0.10.20.52 自动8.编写加工程序 根据3-1所示零件,分析了工件的加工路线,并且确定了加工时的装夹方案,以及采用的刀具和切削用量,根据工艺过程按工序容划分三个部分,并对应编制三个程序以完成加工。车削工件工艺台和钻孔的程序：00001N1G99 M03 S800 T0101G00 X200.0 Z156.0G00 X156.0 Z2.0M08G90 X153.0 Z-10.0 F0.2 X151.0 G94 X0.0 Z-2.0 F0.2 G00 X200.0 Z150.0M05M00N2G99 M03 S300 T0808G00 X0.0 Z150.0G00

47、Z5.0G01 Z-60.0 F0.2G00 Z200.0M09M05M30车削工件外圆、端面、镗孔的程序：O0002N1G50 S1500G99 G96 S500 M03 T0101G00 X200.0 Z150.0G00 X156.0 Z2.0M08G94 X28.0 Z-1.5 F0.2 Z-2.0 F0.1G90 X151.0 Z-25.0 F0.2G00 X200.0 Z150.0M09M05M00N2G99 G97 S1000 M03 T0202G00 Z200.0 Z150.0 M08G00 X152.0 Z2.0G90 X150.0 Z-22.0 F0.1 X150.0G00

48、X144.0 Z1G01 X152.0 Z-1.0 F0.1G00 X200.0 Z150.0M09M05M00N3G99 M03 S1000 T0404G00 X200.0 Z150.0G00 X33 Z2.0M08G71 U1.5 R0.5G71 P10 Q20 U-0.3 W0.05 F0.15N10 G00 G41 X60.0G01 Z0.0 F0.1 X30.0 -15.0 Z-51.0 N20 G00 G40 X33.0G00 Z250 M09M05M00N4G99 M03 S1200 T0404G00 Z250.0M08G00 X33.0 Z2.0G70 P10 Q20G00 X

49、200.0 Z150.0M09M05M30精加工外轮廓的程序O0003N1G99 M03 S1000 T0101G00 X152.0 Z150.0G00 X152.0 Z2.0M08G94 X33.0 Z0 F0.1G71 U2.0 R0.5G71 P10 Q20 U0.5 W0.05 G0.2N10 G00 G42 X54.0G01 Z1.0 F0.1G01 X60.0 Z-2 Z-8.0G03 X72.0 Z-14.0 R6.0G02 X84.0 Z-20.0 R6.0G01 X120.0G01 X150.0 W-10.0N20 G00 G40 X152.0G00 X200.0 Z150.

50、0M09M05M00N2G99 M03 S1200 T0202G00 X200.0 Z150.0 G00 X152.0 Z2.0M08G70 P10 Q20G00 X200.0 Z150.0M09M05M30结 束 语数控实训过程可归纳为以下几步：零件图分析拟定工艺方案编程并输入对刀仿真加工零件。在首次实训中不要一味追求复杂轮廓的工件,幻想把所有的程序都用上,这样往往不易获得成功。而应选定几个有代表性表面的工件来练习,亦可在此基础上不断变换练习。通过实例实训,能够按零件图拟定工艺方案、选择刀具、编程并加工出实训工件,从而达到举一反三的目的,获得事半功倍的效果参 考 文 献1. 劳动和社会保障部教材办公室组织编写.数控车床Fanuc系统编程与操作. 中 国劳动社会保障,20072. 东洋等编著.数控编程.： 大学,19933. 杜君文主编.数控技术.： 大学,19904. 徐宏海主编.数控加工工艺.：化学工业,2003 5. 正峰主编.数控加工工艺.交通大学,2004