數(shù)控車零件工藝設(shè)計(jì)及nc編程畢業(yè)論文

1、<p><b>　　畢業(yè)綜述</b></p><p>　　數(shù)控車零件工藝設(shè)計(jì)及NC編程</p><p>　　2014年 9 月 15 日</p><p>　　數(shù)控車零件工藝設(shè)計(jì)及NC編程</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　隨著數(shù)控技術(shù)

2、的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，數(shù)控加工技術(shù)對(duì)國(guó)計(jì)民生的一些重要行業(yè)（IT、汽車、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來越重要的作用，因?yàn)樾省①|(zhì)量是先進(jìn)制造技術(shù)的主體。高速、高精加工技術(shù)可極大地提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。而對(duì)于數(shù)控加工,無論是手工編程還是自動(dòng)編程，在編程前都要對(duì)所加工的零件進(jìn)行工藝分析，擬定加工方案，選擇合適的刀具，確定切削用量，對(duì)一些工藝問題(如對(duì)刀點(diǎn)、加工路線等)也需做一些處理。并在加工過程

3、掌握控制精度的方法,才能加工出合格的產(chǎn)品。</p><p>　　數(shù)控車床種類較多，但主體結(jié)構(gòu)都是由：車床主體、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)三大部分組成。</p><p>　　NC編程就是將加工零件的加工順序、刀具運(yùn)動(dòng)軌跡的尺寸數(shù)據(jù)、工藝參數(shù)（主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)速度、切削深度）以及輔助操作（換刀、主軸正反轉(zhuǎn)、冷卻液開關(guān)、刀具夾緊、松開等）加工信息，用規(guī)定的文字、數(shù)字、符號(hào)組成的代碼，按一定格式編寫成加工

4、程序。</p><p>　　數(shù)控機(jī)床程序編制過程主要包括：分析零件圖紙、工藝處理、數(shù)學(xué)處理、編寫零件程序、程序校驗(yàn)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：數(shù)控，車床，編程，加工 </p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Expands unceasingly along with th

5、e development of NC technology and application field, some of the major industries of the NC machining technology of beneficial to the people's livelihood (IT, automobile, 

6、;light industry,medical and so on) plays a more and more important rolein the development, because the efficiency, quality is the subject of advanced manufacturing technology. High

7、 speed, high precision machining technology can greatlyimprove efficiency, improve product quality and grade,shorten</p><p>　　CNC lathe type are many, but the main structure

8、0;iscomposed of three parts: Main lathe, numerical control device, servo system.</p><p>　　NC programming is the processing parts of the processing order, tool tra

9、jectory size data, process parameters (main movement and feed velocity, cutting depth) and auxiliary operation (ATC, spindle positive inversion, coolant switch,relea

10、se the tool clamping, etc.) the processing of information, consisting with the provisions of the text,numbers, symbols code, prepared according to a certain format i

11、nto processing procedures.</p><p>　　Process of NC machine program mainly include: analysis of parts drawings, process, mathematical processing,writing part program, pr

12、ogram verification.</p><p>　　Keywords: CNC lathes, machining, programming,</p><p><b>　　一、引言5</b></p><p><b>　　二、數(shù)控概述5</b></p><

13、;p>　　1數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展5</p><p>　　2機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)5</p><p>　　三、數(shù)控加工工藝6</p><p>　　1數(shù)控加工工藝內(nèi)容的選擇6</p><p>　　2數(shù)控加工工藝的主要內(nèi)容7</p><p>　　四、數(shù)控編程方法7</p><p>　　1數(shù)控編程的

14、基本概念7</p><p><b>　　2數(shù)控編程步驟8</b></p><p>　　2數(shù)控車床程序的編制9</p><p>　　五、刀具及切削用量10</p><p>　　1選擇數(shù)控刀具的原則10</p><p>　　2選擇數(shù)控車削用刀具11</p><p>

15、　　3設(shè)置刀點(diǎn)和換刀點(diǎn)12</p><p>　　4確定切削用量12</p><p>　　六、夾具的選擇、工件裝夾方法的確定12</p><p><b>　　1夾具的選擇12</b></p><p><b>　　2夾具的類型13</b></p><p><b&g

16、t;　　3零件的安裝13</b></p><p>　　七、零件加工編程實(shí)例14</p><p>　　1零件的工藝分析14</p><p>　　2確定加工路線15</p><p>　　3制定加工方案15</p><p>　　4選擇刀具及對(duì)刀15</p><p>　　5確定工

17、件坐標(biāo)系、對(duì)刀點(diǎn)和換刀點(diǎn)16</p><p><b>　　結(jié)束語17</b></p><p><b>　　致謝18</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)18</b></p><p><b>　　一、引言</b></p><

18、;p>　　數(shù)控加工是機(jī)械制造中的先進(jìn)的加工技術(shù)是一種高效率，高精度與高柔性特點(diǎn)的自動(dòng)加工方法，數(shù)控加工技術(shù)可有效解決復(fù)雜、精密、小批多變零件的加工問題，充分適應(yīng)了現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要，制造自動(dòng)化是先進(jìn)制造技術(shù)的重要組成部分，其核心技術(shù)是數(shù)控技術(shù)，數(shù)控技術(shù)是綜合計(jì)算機(jī)、自動(dòng)技術(shù)、自動(dòng)檢測(cè)及精密機(jī)械等高新技術(shù)的產(chǎn)物，它的出現(xiàn)及所帶來的巨大利益，已引起了世界各國(guó)技術(shù)與工業(yè)界的普遍重視，目前，國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床使用越來越普及，如何提高數(shù)控加工技術(shù)水

19、平已成為當(dāng)務(wù)之急，隨著數(shù)控加工的日益普及，越來越多的數(shù)控機(jī)床用戶感到，數(shù)控加工工藝掌握的水平是制約手工編程與CAD/CAM集成化自動(dòng)編程質(zhì)量的關(guān)鍵因素。</p><p>　　本文主要討論數(shù)控車床的零件加工工藝以及程序編制，主要以FANUC數(shù)控系統(tǒng)為例，結(jié)合典型零件對(duì)數(shù)控車零件進(jìn)行講解。主要內(nèi)容有關(guān)于數(shù)控車床的編程方法、編程的注意事項(xiàng)、加工工藝分析、刀具的選用、刀位軌跡計(jì)算。</p><p>

20、;<b>　　二、數(shù)控概述</b></p><p><b>　　1數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展</b></p><p>　　[1]從１９５２年第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床問世后，數(shù)控系統(tǒng)已經(jīng)先后經(jīng)歷了兩個(gè)階段和六代的發(fā)展，其六代是指電子管、晶體管、集成電路、小型計(jì)算機(jī)、微處理器和基于工控ＰＣ機(jī)的通用CNC系統(tǒng)。其中前三代為第一階段，稱作為硬件連接數(shù)控，簡(jiǎn)稱ＮＣ系統(tǒng)；后三代為

21、第二階段，乘坐計(jì)算機(jī)軟件數(shù)控，簡(jiǎn)稱ＣＮＣ系統(tǒng)。</p><p><b>　　2機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)</b></p><p>　　數(shù)控機(jī)床總的發(fā)展趨勢(shì)是工序集中、高速、高效、高精度以及方便使用、提高可靠性等。 </p><p>　　1）工序集中 20世紀(jì)50年代末期，在一般數(shù)控機(jī)床的基礎(chǔ)上開發(fā)了數(shù)控加工中心，即自備刀具庫的自動(dòng)換刀數(shù)控機(jī)床。在加工中

22、心機(jī)床上，工件一次裝夾后，機(jī)床的機(jī)械手可以自動(dòng)更換刀具，連續(xù)的對(duì)工件進(jìn)行多種工序加工。</p><p>　　目前，加工中心機(jī)床的刀具庫容量可達(dá)到100多把刀具，自動(dòng)換刀裝置的換刀時(shí)間僅需0.5～2秒。加工中心機(jī)床使工序集中在一臺(tái)機(jī)床上完成，減少了由于工序分散，工件多次安裝引起的定位誤差，提高了加工精度，同時(shí)也減少了機(jī)床的臺(tái)數(shù)與占地面積，壓縮了半成品的庫存量，減少了工序間的輔助時(shí)間，有效的提高了數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)效率和

23、數(shù)控加工的經(jīng)濟(jì)效益。</p><p>　　2）高速、高效、高精度 </p><p>　　高速、高效、高精度是機(jī)械加工的目標(biāo)，數(shù)控機(jī)床因其價(jià)格昂貴，在上述三方面的發(fā)展也就更為突出。</p><p><b>　　3）方便使用</b></p><p>　　數(shù)控機(jī)床制造廠把建立友好的人機(jī)界面、提高數(shù)控機(jī)床的可靠性作為提高競(jìng)爭(zhēng)能力

24、的主要方面。</p><p>　?。?）加工編程方便 </p><p>　　手工編程和自動(dòng)編程已經(jīng)使用了幾十年，有了長(zhǎng)足的發(fā)展，在手工編程方面，開發(fā)了多種加工循環(huán)、參數(shù)編程和除直線、圓弧以外的各種插補(bǔ)功能，CAD/CAM的研究發(fā)展，從技術(shù)上來講可以替代手工編程。但是一套適用的CAD/CAM軟件加上計(jì)算機(jī)硬件，投資較大，學(xué)習(xí)、掌握時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)大多數(shù)的簡(jiǎn)單工件很不經(jīng)濟(jì)。</p>

25、<p>　　近年來，發(fā)展起來的圖形交互式編程系統(tǒng)（WOP，又稱面向車間編程），很受用戶歡迎。[2]這種編程方式不使用G、M代碼，而是借助圖形菜單，輸入整個(gè)圖形塊以及相應(yīng)參數(shù)作為加工指令，形成加工程序，與傳統(tǒng)加工時(shí)的思維方式類似。圖形交互編程方法在制定標(biāo)準(zhǔn)后，有可能成為各種型號(hào)的數(shù)控機(jī)床統(tǒng)一的編程方法。</p><p><b>　?。?）使用方法</b></p><

26、;p>　　數(shù)控機(jī)床普遍采用彩色CRT進(jìn)行人機(jī)對(duì)話、圖形顯示和圖形模擬的。有的數(shù)控機(jī)床將采用說明書、編程指南、潤(rùn)滑指南等存入系統(tǒng)共使用者調(diào)閱。</p><p><b>　　三、數(shù)控加工工藝</b></p><p>　　1數(shù)控加工工藝內(nèi)容的選擇</p><p>　　選擇適合數(shù)控加工的零件</p><p>　　雖然數(shù)控機(jī)

27、床具有高精度，高柔性，高效率等優(yōu)點(diǎn)。但不是所有的零件都適合數(shù)控機(jī)床加工的。[3]一般可分為三類：</p><p><b>　?。?） 最適合類</b></p><p>　　1.形狀復(fù)雜，加工精度要求高通用機(jī)床無法加工或很難保證加工質(zhì)量的零件；</p><p>　　2.具有復(fù)雜曲線或曲面輪廓的零件；</p><p>　　3

28、.具有難測(cè)量，難控制進(jìn)給，尺寸行腔的殼體或盒型零件；</p><p>　　4.必須在一次裝夾中完成鏜，絞或攻絲等多道工序的加工零件；</p><p><b>　?。?）較適合類</b></p><p>　　1.零件價(jià)值高，在普通機(jī)床上加工容易受人工因素干擾而影響質(zhì)量，從而造成較大經(jīng)濟(jì)損失的零件；</p><p>　　2.

29、在通用機(jī)床上加工時(shí)必須制造復(fù)雜專用工裝的零件；</p><p>　　3.在通用機(jī)床上需要做長(zhǎng)時(shí)間調(diào)整的零件；</p><p>　　4.需要多次更改設(shè)計(jì)才能定型的零件；</p><p><b>　?。?）不適合類</b></p><p>　　1.生產(chǎn)大批量的零件；</p><p>　　2.裝夾困難的

30、零件；</p><p>　　3.加工余量不穩(wěn)定，而且數(shù)控機(jī)床上無法在線檢測(cè)系統(tǒng)可自動(dòng)調(diào)整零件坐標(biāo)位置的零件；</p><p>　　4.必須用特定的加工工藝裝備協(xié)調(diào)加工的零件；</p><p>　　2數(shù)控加工工藝的主要內(nèi)容</p><p>　　選擇適合在數(shù)控上加工的零件，確定工序內(nèi)容。</p><p>　　分析加工零件的

31、圖紙，明確加工內(nèi)容及技術(shù)要求，確定加工方案，制定數(shù)控加工路線，如工序的劃分、加工順序的 安排、非數(shù)控加工工序的銜接等。設(shè)計(jì)數(shù)控加工工序，如工序的劃分、刀具的選擇、夾具的定位與安裝、切削用量的確 定、走刀路線的確定等等。</p><p>　　調(diào)整數(shù)控加工工序的程序。如對(duì)刀點(diǎn)、換刀點(diǎn)的選擇、刀具的補(bǔ)償。</p><p>　　分配數(shù)控加工中的容差。</p><p>　

32、　處理數(shù)控機(jī)床上部分工藝指令。</p><p><b>　　四、數(shù)控編程方法</b></p><p>　　1數(shù)控編程的基本概念</p><p>　　編程就是將加工零件的加工順序、刀具運(yùn)動(dòng)軌跡的尺寸數(shù)據(jù)、工藝參數(shù)（主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)速度、切削深度）以及輔助操作（換刀、主軸正反轉(zhuǎn)、冷卻液開關(guān)、刀具夾緊、松開等）加工信息，用規(guī)定的文字、數(shù)字、符號(hào)組成的

33、代碼，按一定格式編寫成加工程序。[7]數(shù)控機(jī)床程序編制過程主要包括：分析零件圖紙、工藝處理、數(shù)學(xué)處理、編寫零件程序、程序校驗(yàn)。</p><p><b>　　2數(shù)控編程步驟</b></p><p>　　數(shù)控編程是指從零件圖紙到獲得數(shù)控加工程序的全部工作過程。</p><p>　　1）分析零件圖樣和工藝處理 </p><p>

34、;　　根據(jù)圖樣對(duì)零件的幾何形狀尺寸，技術(shù)要求進(jìn)行分析，明確加工的內(nèi)容及要求，決定加工方案、確定加工順序、設(shè)計(jì)夾具、選擇刀具、確定合理的走刀路線及選擇合理的切削用量等。 同時(shí)還應(yīng)發(fā)揮數(shù)控系統(tǒng)的功能和數(shù)控機(jī)床本身的能力，正確選擇對(duì)刀點(diǎn)，切入方式，盡量減少諸如換刀、轉(zhuǎn)位等輔助時(shí)間。 </p><p><b>　　2）數(shù)學(xué)處理 </b></p><p>　　編程前，根據(jù)零件的

35、幾何特征，先建立一個(gè)工件坐標(biāo)系，根據(jù)零件圖紙的要求，制定加工路線，在建立的工件坐標(biāo)系上，首先計(jì)算出刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡。對(duì)于形狀比較簡(jiǎn)單的零件（如直線和圓弧組成的零件），只需計(jì)算出幾何元素的起點(diǎn)、終點(diǎn)、圓弧的圓心、兩幾何元素的交點(diǎn)或切點(diǎn)的坐標(biāo)值。 </p><p>　　3）編寫零件程序清單 </p><p>　　加工路線和工藝參數(shù)確定以后，根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定的指定代碼及程序段格式，編寫零件程序清單

36、。 </p><p><b>　　4）程序輸入 </b></p><p>　　5）程序校驗(yàn)與首件試切</p><p>　　如圖1所示，編程工作主要包括：</p><p>　　圖1 數(shù)控程序編制的內(nèi)容及步驟</p><p>　　2數(shù)控車床程序的編制</p><p>　　數(shù)控車

37、削加工包括內(nèi)外圓柱面的車削加工、端面車削加工、鉆孔加工、螺紋加工、復(fù)雜外形輪廓回轉(zhuǎn)面的車削加工等。</p><p><b>　　1、 F功能：</b></p><p>　　F功能指令用于控制切削進(jìn)給量。在程序中，有兩種使用方法：F后面的數(shù)字表示的是主軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，單位為mm/r；F后面的數(shù)字表示的是每分鐘進(jìn)給量，單位為 mm/min。</p><

38、p><b>　　2、 S功能：</b></p><p>　　S后面的數(shù)字表示主軸轉(zhuǎn)速，單位為r/min。S后面的數(shù)字表示的是最高轉(zhuǎn)速：r/min。S后面的數(shù)字表示的是恒定的線速度：m/min。</p><p><b>　　3、 T功能：</b></p><p>　　T功能指令用于選擇加工所用刀具。T后面通常有兩位

39、數(shù)表示所選擇的刀具號(hào)碼。但也有T后面用四位數(shù)字，前兩位是刀具號(hào)，后兩位是刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償號(hào)，又是刀尖圓弧半徑補(bǔ)償號(hào)。</p><p><b>　　4、 M功能：</b></p><p>　　M00：程序暫停，可用NC啟動(dòng)命令（CYCLE START）使程序繼續(xù)運(yùn)行；</p><p>　　M01：計(jì)劃暫停，與M00作用相似，但M01可以用機(jī)床“任選

40、停止按鈕”選擇是否有效；</p><p>　　M03：主軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)；</p><p>　　M04：主軸逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)；</p><p>　　M05：主軸旋轉(zhuǎn)停止；</p><p><b>　　M08：冷卻液開；</b></p><p><b>　　M09：冷卻液關(guān)；</b>&l

41、t;/p><p>　　M30：程序停止，程序復(fù)位到起始位置。</p><p>　　例如一些常用的編程代碼：</p><p>　　G90 絕對(duì)值輸入； G31 等導(dǎo)程螺紋切削</p><p>　　G91 相對(duì)值輸入； G32 跳步功能</p><p>　　G00 快速點(diǎn)定位； M02、M03 程序結(jié)束</p>

42、<p>　　G01 直線插補(bǔ)； M00 程序停機(jī)</p><p>　　G02、G03 順圓和逆圓插補(bǔ)； M01 選擇停機(jī)</p><p>　　G28 自動(dòng)返回參考點(diǎn)； M98 調(diào)用子程序</p><p>　　G04 暫停； M99 子程序結(jié)束</p><p><b>　　五、刀具及切削用量</b></p&

43、gt;<p>　　1選擇數(shù)控刀具的原則</p><p>　　刀具壽命與切削用量有密切關(guān)系。在制定切削用量時(shí)，應(yīng)首先選擇合理的刀具壽命，而合理的刀具壽命則應(yīng)根據(jù)優(yōu)化的目標(biāo)而定。一般分最高生產(chǎn)率刀具壽命和最低成本刀具壽命兩種，前者根據(jù)單件工時(shí)最少的目標(biāo)確定，后者根據(jù)工序成本最低的目標(biāo)確定。 </p><p>　　選擇刀具壽命時(shí)可考慮如下幾點(diǎn)根據(jù)刀具復(fù)雜程度、制造和磨刀成本來選擇。

44、復(fù)雜和精度高的刀具壽命應(yīng)選得比單刃刀具高些。對(duì)于機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具，由于換刀時(shí)間短，為了充分發(fā)揮其切削性能，提高生產(chǎn)效率，刀具壽命可選得低些，一般取15-30min。對(duì)于裝刀、換刀和調(diào)刀比較復(fù)雜的多刀機(jī)床、組合機(jī)床與自動(dòng)化加工刀具，刀具壽命應(yīng)選得高些，尤應(yīng)保證刀具可靠性。車間內(nèi)某一工序的生產(chǎn)率限制了整個(gè)車間的生產(chǎn)率的提高時(shí)，該工序的刀具壽命要選得低些當(dāng)某工序單位時(shí)間內(nèi)所分擔(dān)到的全廠開支M較大時(shí)，刀具壽命也應(yīng)選得低些。大件精加工時(shí)，為保證至少

45、完成一次走刀，避免切削時(shí)中途換刀，刀具壽命應(yīng)按零件精度和表面粗糙度來確定。[6]與普通機(jī)床加工方法相比，數(shù)控加工對(duì)刀具提出了更高的要求，不僅需要岡牲好、精度高，而且要求尺寸穩(wěn)定，耐用度高，斷和排性能壇同時(shí)要求安裝調(diào)整方便，這樣來滿足數(shù)控機(jī)床高效率的要求。數(shù)控機(jī)床上所選用的刀具常采用適應(yīng)高速切削的刀具材料(如高速鋼、超細(xì)粒度硬質(zhì)合金)并使用可轉(zhuǎn)位刀片。</p><p>　　2選擇數(shù)控車削用刀具</p>

46、<p>　　數(shù)控車削車刀常用的一般分成型車刀、尖形車刀、圓弧形車刀以及三類。成型車刀也稱樣板車刀，其加工零件的輪廓形狀完全由車刀刀刃的形伏和尺寸決定。數(shù)控車削加工中，常見的成型車刀有小半徑圓弧車刀、非矩形車槽刀和螺紋刀等。在數(shù)控加工中，應(yīng)盡量少用或不用成型車刀。尖形車刀是以直線形切削刃為特征的車刀。這類車刀的刀尖由直線形的主副切削刃構(gòu)成，如90°內(nèi)外圓車刀、左右端面車刀、切槽(切斷)車刀及刀尖倒棱很小的各種外圓和內(nèi)

47、孔車刀。尖形車刀幾何參數(shù)(主要是幾何角度)的選擇方法與普通車削時(shí)基本相同，但應(yīng)結(jié)合數(shù)控加工的特點(diǎn)(如加工路線、加工干涉等)進(jìn)行全面的考慮，并應(yīng)兼顧刀尖本身的強(qiáng)度。</p><p>　　二是圓弧形車刀。圓弧形車刀是以一圓度或線輪廓度誤差很小的圓弧形切削刃為特征的車刀。該車刀圓弧刃每一點(diǎn)都是圓弧形車刀的刀尖，應(yīng)此，刀位點(diǎn)不在圓弧上，而在該圓弧的圓心上。圓弧形車刀可以用于車削內(nèi)外表面，特別適合于車削各種光滑連接(凹形)

48、的成型面。選擇車刀圓弧半徑時(shí)應(yīng)考慮兩點(diǎn)車刀切削刃的圓弧半徑應(yīng)小于或等于零件凹形輪廓上的最小曲率半徑，以免發(fā)生加工干淺該半徑不宜選擇太小，否則不但制造困難，還會(huì)因刀尖強(qiáng)度太弱或刀體散熱能力差而導(dǎo)致車刀損壞。</p><p><b>　　3設(shè)置刀點(diǎn)和換刀點(diǎn)</b></p><p>　　刀具究竟從什么位置開始移動(dòng)到指定的位置呢?所以在程序執(zhí)行的一開始，必須確定刀具在工件坐標(biāo)

49、系下開始運(yùn)動(dòng)的位置，這一位置即為程序執(zhí)行時(shí)刀具相對(duì)于工件運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)，所以稱程序起始點(diǎn)或起刀點(diǎn)。此起始點(diǎn)一般通過對(duì)刀來確定，所以，該點(diǎn)又稱對(duì)刀點(diǎn)。在編制程序時(shí)，要正確選擇對(duì)刀點(diǎn)的位置。對(duì)刀點(diǎn)設(shè)置原則是:便于數(shù)值處理和簡(jiǎn)化程序編制。易于找正并在加工過程中便于檢查，引起的加工誤差小。對(duì)刀點(diǎn)可以設(shè)置在加工零件上，也可以設(shè)置在夾具上或機(jī)床上，為了提高零件的加工精度，對(duì)刀點(diǎn)應(yīng)盡量設(shè)置在零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工藝基誰上。實(shí)際操作機(jī)床時(shí)，可通過手工對(duì)刀操作把

50、刀具的刀位點(diǎn)放到對(duì)刀點(diǎn)上，即“刀位點(diǎn)”與“對(duì)刀點(diǎn)”的重合。所謂“刀位點(diǎn)”是指刀具的定位基準(zhǔn)點(diǎn)，車刀的刀位點(diǎn)為刀尖或刀尖圓弧中心。平底立銑刀是刀具軸線與刀具底面的交點(diǎn)。球頭銑刀是球頭的球心，鉆頭是鉆尖等。用手動(dòng)對(duì)刀操作，對(duì)刀精度較低，且效率低。而有些工廠采用光學(xué)對(duì)刀鏡、對(duì)刀儀、自動(dòng)對(duì)刀裝置等，以減少對(duì)刀時(shí)間，提高對(duì)刀精度。加工過程中需要換刀時(shí)，應(yīng)規(guī)定換刀點(diǎn)。所謂“換刀點(diǎn)”是指刀架轉(zhuǎn)動(dòng)換刀時(shí)的位置，換刀點(diǎn)應(yīng)設(shè)在工件或夾具的外部，以換刀時(shí)不碰

51、工件及其它部件為準(zhǔn)。 </p><p><b>　　4確定切削用量</b></p><p>　　數(shù)控編程時(shí)，編程人員必須確定每道工序的切削用量，并以指令的形式寫人程序中。切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速、背吃刀量及進(jìn)給速度等。對(duì)于不同的加工方法，需要選用不同的切削用量。[5]切削用量的選擇原則是:保證零件加工精度和表面粗糙度，充分發(fā)揮刀具切削性能，保證合理的刀具耐用度，并充分發(fā)揮

52、機(jī)床的性能，最大限度提高生產(chǎn)率，降低成本。</p><p>　　六、夾具的選擇、工件裝夾方法的確定</p><p><b>　　1夾具的選擇</b></p><p>　　數(shù)控加工對(duì)夾具主要有兩大要求：</p><p>　　一是夾具應(yīng)具有足夠的精度和剛度；</p><p>　　二是夾具應(yīng)有可靠的定位

53、基準(zhǔn)。選用夾具時(shí)，通?？紤]以下幾點(diǎn)：</p><p>　　1）盡量選用可調(diào)整夾具、組合夾具及其它通用夾具，避免采用專用夾具，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間。</p><p>　　2）在成批生產(chǎn)時(shí)才考慮采用專用夾具，并力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。</p><p>　　3）裝卸工件要迅速方便，以減少機(jī)床的停機(jī)時(shí)間。</p><p>　　4）夾具在機(jī)床上安裝要準(zhǔn)確可靠，以保

54、證工件在正確的位置上加工。</p><p><b>　　2夾具的類型</b></p><p>　　數(shù)控車床上的夾具主要有兩類：</p><p>　　一類用于盤類或短軸類零件，工件毛坯裝夾在帶可調(diào)卡爪的卡盤（三爪、四爪）中，由卡盤傳動(dòng)旋轉(zhuǎn)；另一類用于軸類零件，毛坯裝在主軸頂尖和尾架頂尖間，工件由主軸上的撥動(dòng)卡盤傳動(dòng)旋轉(zhuǎn)。</p>&

55、lt;p>　　數(shù)控銑床上的夾具，一般安裝在工作臺(tái)上，其形式根據(jù)被加工工件的特點(diǎn)可多種多樣。</p><p>　　如：通用臺(tái)虎鉗、數(shù)控分度轉(zhuǎn)臺(tái)等。</p><p><b>　　3零件的安裝</b></p><p>　　數(shù)控機(jī)床上零件的安裝方法與普通機(jī)床一樣，要合理選擇定位基準(zhǔn)和夾緊方案，注意以下兩點(diǎn)：</p><p>

56、;　　1）力求設(shè)計(jì)、工藝與編程計(jì)算的基準(zhǔn)統(tǒng)一，這樣有利于編程時(shí)數(shù)值計(jì)算的簡(jiǎn)便性和精確性。</p><p>　　2）盡量減少裝夾次數(shù)，盡可能在一次定位裝夾后，加工出全部待加工表面。</p><p>　　七、零件加工編程實(shí)例</p><p><b>　　1零件的工藝分析</b></p><p><b>　　圖2零件

57、</b></p><p><b>　　1）分析零件圖樣：</b></p><p>　　如圖2所示,該零件包括有圓柱、圓錐、順圓弧、逆圓弧及雙線螺紋等表面；其多個(gè)直徑尺寸有較嚴(yán)的尺寸公差和表面粗糙度值等要求；球面SΦ50mm的尺寸公差還兼有控制該球面形狀（線輪廓）誤差的作用。</p><p>　　該零件材料為45#鋼，可以用Φ60mm

58、棒料，無熱處理和硬度要求。</p><p><b>　　2）選定設(shè)備：</b></p><p>　　根據(jù)被加工零件的外形和材料等條件，選定數(shù)控車床；其數(shù)控系統(tǒng)為FNAUC。</p><p>　　3）確定零件的定位基準(zhǔn)和裝夾方式：</p><p>　　定位基準(zhǔn)：確定坯件軸線和左端大端面（設(shè)計(jì)基準(zhǔn)）為定位基準(zhǔn)。</p&

59、gt;<p>　　裝夾方式：左端采用三爪自定心卡盤夾緊、右端采用活動(dòng)頂尖支頂?shù)难b夾方式。</p><p><b>　　4）確定切削用量</b></p><p>　?。?）背吃刀量：粗車時(shí)，確定其背吃刀量為3mm左右；精車時(shí)為0.25mm。</p><p><b>　　（2）主軸轉(zhuǎn)速：</b></p>

60、;<p>　　車直線和圓弧輪廓時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速。參考表1并根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)確定其切削速度為90m/min；粗車時(shí)確定主軸轉(zhuǎn)速為500r/min，精車時(shí)確定主軸轉(zhuǎn)速為800 r/min。編程中還可以對(duì)直線、圓弧采用不同的主軸轉(zhuǎn)速。</p><p>　　車螺紋時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速。主軸轉(zhuǎn)速定為320 r/min。 </p><p>　　（3）進(jìn)給速度：粗車時(shí)，按式時(shí)，按式υf=nf可選擇υf1=

61、200mm /min；精車時(shí)，兼顧到圓弧插補(bǔ)運(yùn)行，故選擇其υf2=60mm /min左右；短距離空行程的υf3=300mm /min。</p><p><b>　　2確定加工路線</b></p><p>　　按由粗到精、由近到遠(yuǎn)（由右到左）的原則，確定加工路線。加工路線自右向左加工，先用1號(hào)刀用G70粗加工出零件外輪廓，具體路線為先倒角（2×45°

62、）→切削螺紋實(shí)際外徑Φ29.6→切削Φ26→切削Φ36→切削圓弧部分→切削Φ34→切削錐度部分→切削Φ56,最后切削螺紋。</p><p><b>　　3制定加工方案</b></p><p>　　1）用1號(hào)刀粗車外形，留1.0mm（直徑量）的半精車余量。</p><p>　　2）用2號(hào)刀車螺紋。</p><p>　　螺紋

63、大徑d=d-0.1P=30-0.1*1.5=29.85mm </p><p>　　螺紋小徑d= d-1.3P=29.85-1.3*1.5=27.9mm</p><p>　　3）用2號(hào)刀精車全部外形。</p><p><b>　　4選擇刀具及對(duì)刀</b></p><p>　　1）粗、精車用刀具：</p>&l

64、t;p>　　（1）硬質(zhì)合金90°外圓車刀，副偏角以為60°，斷屑性能應(yīng)較好。</p><p>　　（2） 硬質(zhì)合金60°外螺紋車刀，刀尖角取為59°30′，刀尖圓弧半徑取為0.2mm。</p><p><b>　　2）對(duì)刀</b></p><p>　?。?）將粗車用90°外圓車刀安裝在絕對(duì)

65、刀號(hào)自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架的1號(hào)刀位上，并定為1號(hào)刀。</p><p>　　（2）將精車外形（含外螺紋）用60°外螺紋車刀安裝在絕對(duì)刀號(hào)自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架的2號(hào)刀位上，并定為2號(hào)刀。</p><p>　　（3）在對(duì)刀過程中，同時(shí)測(cè)定出2號(hào)刀相對(duì)于1號(hào)刀的刀位偏差。</p><p>　　5確定工件坐標(biāo)系、對(duì)刀點(diǎn)和換刀點(diǎn)</p><p>　　1、加工坐

66、標(biāo)系如圖3所示：O為坐標(biāo)原</p><p><b>　　圖3坐標(biāo)點(diǎn)示意圖</b></p><p>　　2、確定對(duì)刀點(diǎn)及換刀點(diǎn)位置：</p><p>　?。?）確定對(duì)刀點(diǎn)：確定對(duì)刀點(diǎn)距離車床主軸軸線30 mm，距離坯件右端端面140 mm；其對(duì)刀點(diǎn)在正X和正Z方向并處于消除機(jī)械間隙狀態(tài)。</p><p>　?。?）確定換刀

67、點(diǎn)：為使其各車刀在換刀過程中不致碰撞到尾座上的頂尖，故確定換刀點(diǎn)距離車床主軸軸線60mm，即在正X方向距離對(duì)刀點(diǎn)30mm，距離坯件右端端面0 mm，即在Z方向與對(duì)刀點(diǎn)一致。</p><p><b>　　結(jié)束語</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)通過對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)大學(xué)三年所學(xué)知識(shí)進(jìn)行整合，完成一個(gè)特定功能、滿足特殊要求的數(shù)控機(jī)床上下料機(jī)械手的設(shè)計(jì)，比較好地

68、體現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)生的理論研究水平、實(shí)踐動(dòng)手能力以及專業(yè)精神和態(tài)度，具有較強(qiáng)的針對(duì)性和明確的實(shí)施目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了理論和實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合。</p><p>　　機(jī)械手采用可編程序控制器控制,可以實(shí)行手動(dòng)調(diào)整、手動(dòng)及自動(dòng)控制。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠，設(shè)計(jì)周期短且造價(jià)較低。PLC有較高的靈活性，當(dāng)機(jī)械手工藝流程改變時(shí)，只要對(duì)I/O點(diǎn)的接線稍作修改，或?qū)/O重新分配，在控制程序中作簡(jiǎn)單修改，補(bǔ)充擴(kuò)展即可。經(jīng)過

69、重新編制相應(yīng)的控制程序，就能夠比較容易的推廣到其他類似的加工情況。</p><p>　　綜上，經(jīng)過資料的收集、方案的選擇比較和論證，到分析計(jì)算，再到工程圖紙的繪制以及畢業(yè)設(shè)計(jì)論文的撰寫等各個(gè)環(huán)節(jié)，我對(duì)大學(xué)三年階段的知識(shí)有了一個(gè)整體的深層次的理解，同時(shí)對(duì)工程的理解更加深刻和準(zhǔn)確。因此，通過畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了預(yù)期目標(biāo)。</p><p><b>　　致謝</b></p&g

70、t;<p>　　經(jīng)過一段時(shí)間的努力，本次畢業(yè)論文終于完成。在這段時(shí)間里，我運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，通過對(duì)本設(shè)計(jì)的論證、計(jì)算以及圖紙的繪制，對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行了一次系統(tǒng)的整合，使自己的理論和實(shí)際動(dòng)手能力有了很大提高。</p><p>　　此次畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠順利完成，我得到了很多老師和同學(xué)的幫助和支持，在此向他們表示感謝。也謝謝你們，是你們給我知識(shí)，謝謝！</p><p>　　此外，由于個(gè)人知識(shí)

71、能力水平有限，論文中難免有紕漏錯(cuò)誤指出，懇請(qǐng)各位老師批評(píng)指正，謝謝！</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]張超英等,數(shù)控機(jī)床加工工藝、編程及操作實(shí)訓(xùn),北京；高等教育出版社，2003，9</p><p>　　[2]王洪主編，數(shù)控加工程序編制，北京；機(jī)械工業(yè)出版社，2003.6 </p><p

72、>　　[3]古文生主編，數(shù)控機(jī)床及應(yīng)用，北京；電子工業(yè)出版社，2002.3</p><p>　　[4]董兆偉主編，數(shù)控機(jī)床編程技術(shù)，北京；機(jī)械工業(yè)出版社，2009.9</p><p>　　[5]于華主編.數(shù)控機(jī)床的編程及實(shí)例.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998.5</p><p>　　[6]劉雄偉主編.數(shù)控機(jī)床操作與編程培訓(xùn)教程.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001.5