數(shù)控畢業(yè)論文

1、<p><b>　　前 言</b></p><p>　　數(shù)控技術(shù)是工業(yè)自動化的一門基礎(chǔ)技術(shù)，在工業(yè)生產(chǎn)中越來越得到廣泛的應(yīng)用。數(shù)控機床問世以來，數(shù)控技術(shù)大幅度推進了制造技術(shù)與制造業(yè)的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)應(yīng)用課程在我國已成為各大院校機電類專業(yè)的主要課程之一。目前，隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控機床已經(jīng)成為我國在用機床的主流，在數(shù)控銑削中，對于非圓曲線、曲面、圓角、倒角的加工，并能進行車槽、鉆孔、

2、擴孔、鉸孔等工作。，當機床內(nèi)存容量較小時，如何使技工程序變得簡潔對實現(xiàn)加工來說，有著很重要的實際意義，相對普通程序編制更加容易和靈活，本文通過實例介紹數(shù)控車削加工編程中運用程序來解決軸承套的車削加工問題。通過選擇并確定零件的數(shù)控車削加工內(nèi)容；對零件圖紙進行數(shù)控車削加工工藝分析；工具、夾具的選擇和調(diào)整設(shè)計；工序、工步的設(shè)計；加工軌跡的計算和優(yōu)化；數(shù)控車削加工程序的編寫、校驗與修改。以及如何確定合理的切削用量、刀具的進給路線以及刀具、夾具和

3、切削用量的選擇等。從而實現(xiàn)零件加工工藝分析編程，進而完成零件的加工與操作。</p><p>　　第一章 零件的加工工藝分析</p><p>　　1.1 零件的特征</p><p><b>　　一、零件材料</b></p><p>　　該零件是一回轉(zhuǎn)體零件（單位：mm），以45#調(diào)質(zhì)處理的毛坯，毛坯尺寸Φ42&#

4、215;40mm。（如圖1-1）</p><p><b>　　二、零件特點</b></p><p>　　從圖紙中我們可以看出該零件輪廓由直線構(gòu)成一個成型臺階回轉(zhuǎn)軸。加工部分包括外圓，一個孔和內(nèi)孔，一個槽，倒角等。</p><p><b>　?。▓D1-1）軸承套</b></p><p>　　1.2

5、 工藝過程</p><p>　　1.2.1 工藝過程的制定</p><p>　　由于每個零件結(jié)構(gòu)形狀不同，各表面的技術(shù)要求也有所不同，故加工時，其定位方式則各有差異。一般加工外形時，以內(nèi)形定位；加工內(nèi)形時又以外形定位。因而可根據(jù)定位方式的不同來劃分工序。</p><p>　　考慮到零件的形狀不易裝夾，故先加工零件的左邊的部分，然后以左面的零件軸線為定位基準加工右面

6、的部分。并且考慮到加工原則中的先近后遠先粗后精制定加工工藝如下：</p><p>　　為減少換刀，對刀次數(shù)及減少輔助時間，選用90°外圓車刀進行粗加工和精加工、用切斷刀進行切槽加工 ，選擇鏜孔刀進行孔的粗加工和精加工。</p><p>　　調(diào)頭用三爪卡盤固定住左端Φ37外圓。留有5mm長以防刀具與夾具發(fā)生干涉，保證同軸度和精度并防止工件轉(zhuǎn)動時搖晃不定。用內(nèi)圓車刀依次進行孔的粗精加

7、工；用刀寬為2mm的切槽刀車槽，</p><p>　　1.2.2 加工精度要求</p><p>　　加工圖紙如上圖，零件加工部分包括（Φ42 ，Φ37）外圓，一個C2，C1的倒角，一個2x0.5的槽，（Φ22，Φ24，, Φ12）孔等。零件的主體尺寸長度為40mm，最大位置直徑為Φ42。</p><p><b>　　1.2.3工步設(shè)計</b>

8、;</p><p>　　該零件從棒料開始加工，要進行粗加工、精加工、車孔以及切槽等工步：</p><p><b>　　粗車外圓。</b></p><p><b>　　精車循環(huán)。</b></p><p><b>　　切槽。</b></p><p>　　1.

9、2.4 定位基準的選擇</p><p><b>　?。?）基準重合原則</b></p><p><b>　?。?）基準統(tǒng)一原則</b></p><p><b>　?。?）便于裝夾原則</b></p><p>　?。?）便于對刀原則 </p><p>

10、　　軸套類零件外圓表面、內(nèi)孔、螺紋等表面的同軸度，以及端面對軸中心線的垂直度是其相互位置精度的主要項目，而這些表面的設(shè)計基準一般都是軸中心線。用兩中心孔定位符合基準重合原則，并且能夠最大限度地在一次裝夾中加工出多格外圓表面和端面，因此常用中心孔作為軸加工的定位基準。 當不能采用中心孔時或粗加工是為了提高工作裝夾剛性，可采用軸的外圓表面作定位基準，或是以外圓表面和中心孔共同作為定位基準，能承受較大的切削力，但重復(fù)定位精度并不太高。 數(shù)控車

11、削時，為了能用同一程序重復(fù)加工和工件調(diào)頭加工軸向尺寸的準確性，或為了端面余量均勻，工件軸向需要定位。采用中心孔定位時，中心孔尺寸及兩端中心孔間的距離要保持一致。以外圓定位時，則應(yīng)采用三爪自定心卡盤反爪裝夾或采用限未支承，以工件端面或臺階兒面作為軸向定位基準。根據(jù)定位基準選擇原則，避免不重合誤差，便于編程，以工序的設(shè)計基準作為定位基準。零件加工時，先以Φ42外圓的軸線作為軸向定位基準，加工零件；然后以零件軸線作為軸向定位基準，以軸臺的端面

12、的中心作為該軸件剩余工序的軸向定位基準，并且把編程原點選在設(shè)計基準上。</p><p>　　1.3 裝夾方式</p><p><b>　　一、選擇夾具</b></p><p>　　夾具的作用是保證工件在機床上的正確位置和牢固的安裝，即定位和夾緊，</p><p>　　從而使數(shù)控加工順序進行，保證工件的位置精度，同時也

13、保證工件坐標系能夠建立在正確的位置上。</p><p>　　車削加工的工件一般是回轉(zhuǎn)體，對于回轉(zhuǎn)體零件，一般選擇三爪自定心卡盤。本零件選擇三爪自定心卡盤作夾具。對于回轉(zhuǎn)體零件，一般選擇三爪自定心卡盤。本零件選擇三爪自定心卡盤作夾具。先用三爪自定心卡盤毛坯左端，加工右端達到工件精度要求；再工件調(diào)頭，用三爪自定心卡盤毛坯右端，再加工左端達到工件精度要求。</p><p><b>　　

14、刀具選擇</b></p><p>　　為適應(yīng)數(shù)控機床加工精度高、加工效率、加工工序集中及零件裝夾次數(shù)少的要求，數(shù)控刀具具有很高的切削效率.高精度.高重復(fù)定位精度.可靠度和耐用度 。選擇數(shù)控刀具的原則 刀具壽命與切削用量有密切關(guān)系。在制定切削用量時，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)單件工時最少的目標確定，后者根據(jù)工

15、序成本最低的目標確定。 選擇刀具壽命時可考慮如下幾點根據(jù)刀具復(fù)雜程度、制造和磨刀成本來選擇。復(fù)雜和精度高的刀具壽命應(yīng)選得比單刃刀具高些。對于機夾可轉(zhuǎn)位刀具，由于換刀時間短，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。對于裝刀、換刀和調(diào)刀比較復(fù)雜的多刀機床、組合機床與自動化加工刀具，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)率限制了整個車間的生產(chǎn)率的提高時，該工序的刀具壽命要選得低

16、些當某工序單位時間內(nèi)所分擔到的全廠開支 M 較大時，刀具壽命也應(yīng)選得低些。大件精加工時，為保證至少完成一次走刀，避免切削時中途換刀，刀具壽命應(yīng)按零件精度和表面粗糙度來確定。與普通機床加工方法相比</p><p>　　1）粗車——90°外圓車刀——T0101。</p><p>　　2）精車——90°外圓車刀——T0202。</p><p>　　3）

17、切槽——切斷刀（刀寬2mm）——T0303。</p><p>　　4）鏜孔——鏜孔刀——T0404</p><p><b>　　刀具列表如下</b></p><p>　　1.5 設(shè)計走刀路線</p><p><b>　　一、粗車循環(huán)</b></p><p>　　粗車的主

18、要任務(wù)是去除余量，可以用復(fù)合循環(huán)指令來設(shè)定。設(shè)計走刀路線時，應(yīng)設(shè)定工件坐標系XOZ。要求：①畫出刀具形狀；②標注工件坐標系；③標明進刀點，起刀點，每層切深，退刀量，精車余量ΔＵ，ΔＷ；④畫出刀具運動軌跡。起刀點（100，200）為安全位置，進刀點（45，3）為接近工件點，切深Δd=2，退刀量 e=0.5，精車余量ΔＵ=1、ΔＷ=0.5。</p><p><b>　　二、精車 </b><

19、/p><p>　　精車外圓即在粗車基礎(chǔ)上車一刀即可，其走刀路線較為簡單，主要需標出關(guān)鍵點，畫出刀具軌跡，起刀點坐標為（100，100），進刀點（接近）坐標為（0，3），退刀點坐標為（32，-34），將每一走刀段都標上序號，以便編程時一一對應(yīng)。</p><p><b>　　三、切槽線</b></p><p>　　切槽即在工件上切一個退刀槽，用切斷刀加

20、工，刀寬2mm。切槽時，只能X向進退刀，不能Z向切削，否則易打刀（刀具折斷），當?shù)秾挼扔诓蹖?，切槽刀只切一次；當?shù)秾捫∮诓蹖挄r，應(yīng)根據(jù)情況切多次，路線為先X向退刀，Z向平移，再X向進刀。起刀點坐標（100，100），進刀點坐標為（44，-34），基點A坐標為（31.5，-34）。</p><p><b>　　切削用量</b></p><p>　　1.6.1 選擇切削

21、用量</p><p>　　選擇數(shù)控車削用刀具 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

22、刀、切槽切斷車刀及刀尖倒棱很小的各種外圓和內(nèi)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基本相同，但應(yīng)結(jié)合數(shù)控加工的特點如加工路線、加工干涉等進行全面的考慮，并應(yīng)兼顧刀尖本身的強度。 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都是圓弧形車刀的刀尖，應(yīng)此，刀位點不在圓弧上，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的成型面。選

23、擇車刀圓弧半徑時應(yīng)考慮兩點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，還會因刀尖強度太弱或刀體散熱能力差而導(dǎo)</p><p>　　切削用量包括切削速度,背吃刀量和進給量.對于不同的加工方法需要選擇不同的切削用量。粗加工時一般以加工效率為主通常選擇較大的背吃刀量和進給量,采用較小的切削速度 .精加工時通常選擇較小的背吃刀量和進給量采用較高的切削

24、速度，對于原材料45#，粗加工時u取3㎜ ，s取800m/min ，f取0.4mm/r;精加工時u取0.25㎜ ，s取1000m/min ，f取0.2㎜/r。</p><p>　　粗車S800,F100；</p><p>　　精車S700,F100；</p><p>　　切槽S300,F50；</p><p>　　1.6.2 主軸轉(zhuǎn)速的確

25、定</p><p>　　主軸的轉(zhuǎn)速是由切削刃上選定點相對于工件的主運動的線速度</p><p>　　主運動速度 n=1000Vc/πd 單位為r/min </p><p>　　第二章 數(shù)控加工程序的編制</p><p><b>　　2.1數(shù)值計算</b></p><p>　　生活

26、中，我們對幾何信息的認知有多種方法，常用的有數(shù)形結(jié)合法（解析法）。但有時面對復(fù)雜的圖形，解析法會帶來繁重的數(shù)學(xué)計算。AUTO CAD作為一套專業(yè)的繪圖軟件，它強大的信息處理功能為圖形中繁雜點的計算帶來了可能。我們在操作界面中繪制圖形后就可以打開狀態(tài)欄中的捕捉、對象捕捉按鈕，在繪圖區(qū)捕捉相關(guān)的點。同時，在狀態(tài)欄中就可以看到這些點的坐標。</p><p>　　數(shù)值計算的一般內(nèi)容計算數(shù)控編程的主要工作就是把加工過程中刀

27、具移動的位置按一定的順序和方式編寫成程序單，輸入機床的控制系統(tǒng)，操縱加工過程。刀具移動位置是根據(jù)零件圖紙，按照已經(jīng)確定的加工路線和允許的加工誤差 這一工作稱為數(shù)控加工編程中的數(shù)值計算。數(shù)值計算主要用于手工編程時的輪廓加工數(shù)控加工編程中的數(shù)值計算主要包括：工件零輪廓中幾何元素的基點 插補線段的節(jié)點刀具中心位置輔助計算等內(nèi)容 基點基點就是構(gòu)成零件輪廓的各相鄰幾何元素之間的交點或切點。如兩直線的交點、直線與圓弧的交點或切點、圓弧與二次曲線的交

28、點 或切點等等，均屬基點。一般來說，基點的坐標根據(jù)圖紙給定的尺寸，利用一般的解析幾何或三角函數(shù)關(guān)系不難求得。節(jié)點節(jié)點是在滿足容差要求條件下用若干插補線 段（如直線段或圓弧段等）去逼近實際輪廓 曲線時，相鄰兩插補線段的交點。節(jié)點的計算比較復(fù)雜，方法也很多，是手工編程的難點。有條件時，應(yīng)盡可能借助于計算機來完 成，以減少計算誤差并減輕編程人員的工作量。一般稱基點和節(jié)點為切削點 切削點，即刀具切削部切削點位必須切到的點。刀具中心位置刀具中心位

29、置是刀具相對于每個切削點刀具中心 所處的位置。因為刀具都有一定</p><p><b>　　2.2 刀位點</b></p><p>　　2.2.1 定位刀位點</p><p>　　刀具究竟從什么位置開始移動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系下開始運動的位置，這一位置即為程序執(zhí)行時刀具相對于工件運動的起點，所以稱程序起

30、始點或起刀點。此起始點一般通過對刀來確定，所以，該點又稱對刀點。在編制程序時，要正確選擇對刀點的位置。對刀點設(shè)置原則是:便于數(shù)值處理和簡化程序編制。易于找正并在加工過程中便于檢查，引起的加工誤差小。在進行數(shù)控加工的編程時，往往將整個刀具濃縮視為一個點，那就是刀位點，它是在刀具上用于表現(xiàn)刀具位置的參照點。對刀操作就是要測定出程序起點處刀具刀位點相對機床原點以及工件原點的坐標位置。在對刀時，常用的儀器有：對刀測頭、千分表或?qū)Φ睹闇蕛x等。對刀

31、點可以設(shè)置在零件、夾具上或機床上面（盡可能設(shè)置在零件的設(shè)計基準或工藝基準上）。</p><p>　　2.2.2 待加工毛坯的對刀</p><p>　　試切端面 ： 將兩端面已經(jīng)加工好的待加工毛坯裝夾到主軸上，在工件的伸出端安裝Z 軸向設(shè)定器?？煲频毒呓咏絑 軸向設(shè)定器，改用增量方式控制刀具工進，至到指示燈亮?xí)r停止動作，保持 Z軸 向不動，取出軸向設(shè)定器。然后在機床操作面板上調(diào)出刀具補償菜

32、單欄中刀偏表，在相關(guān)的試切長度填空欄中鍵入有關(guān)數(shù)值（當前刀具刀位點相對于程序原點的距離）。</p><p>　　試切外圓：快速將刀具刀位點移動刀毛坯端面角附近，然后用增量方式調(diào)節(jié) X 、Z 軸向進給至刀位點剛好切到毛坯外表面，再用MDI方式運行進行外圓車削。同時保持X軸軸向坐標不變，退出刀具。用游標卡尺測量出試切外圓直徑。然后在刀偏表中鍵入試切直徑。</p><p>　　2.3 刀偏值的測

33、定</p><p>　　刀偏值就是各刀具相對于基準刀具的幾何補償。用點動或步進方式操作移動刀具，使基準刀具刀位點對準工件的基準點，然后進行X軸 Z軸坐標清零，退刀。換置刀具，再用點動或步進方式使該刀具刀位點對準工件上的同以一基準點，此時屏幕上顯示的坐標既是該刀號刀具的幾何偏置 △Xj, △Zj .同理，可依次測定出其它刀具相對于基準刀具的幾何偏置。在相應(yīng)的刀偏表中依次鍵入選用刀具刀位點的幾何補償。</p&g

34、t;<p><b>　　2.4 加工程序 </b></p><p>　　附：根據(jù)上述工藝分析所編制的加工程序，系統(tǒng)為FANUC-0T。</p><p><b>　　程序</b></p><p>　　車削（GSK980TD）</p><p>　　O0001

35、 （外圓加工程序號）</p><p>　　T0101 S800 M03; （粗車部分，選一號刀具，設(shè)定1號刀補及主軸正轉(zhuǎn)，速度800r/min）</p><p>　　G94 X50 Z2; （快速定位到Φ50mm外圓,距端面2 mm處）</p><p>　　G90

36、X46 Z-41 F100;</p><p>　　X42.5 (粗車Φ42mm的外圓，留徑向余量0.5mm) </p><p>　　X38.5 Z-34 </p><p>　　X34.5 (粗車Φ34mm的外圓, 留徑向余量0.5mm)</p><

37、p>　　G00 X44 Z-37; （快速定位到（44，-37））</p><p>　　G01 X36 Z-41 ; （加工倒角C2）</p><p><b>　　X50;</b></p><p>　　G00 X100 Z100;

38、 （快速返回換刀點）</p><p>　　M03 S700 T0202; （主軸正傳，轉(zhuǎn)速700r/min,換2號刀）</p><p>　　G00 X34 Z2; </p><p>　　G01 Z-34 F100; （精加工Φ34mm的外圓）</p><p

39、><b>　　X42; </b></p><p>　　Z-38; （精加工Φ42mm的外圓） </p><p><b>　　X50;</b></p><p>　　G00 X100 Z100; （快速返回換刀點）</p>

40、;<p>　　M03 S900 T0303; （調(diào)轉(zhuǎn)速為900 r/min，換3號刀切槽）</p><p>　　G00 X45 Z-34； </p><p>　　G01 X33 F80; （切槽加工）</p><p>　　G04 X3;

41、 （槽底停留3s）</p><p>　　X45; （退刀）</p><p>　　G00 Z-42.5;</p><p>　　G01 X-1 F50; （切斷）</p><p>　　G00 X100 Z100；

42、 （快速返回換刀點）</p><p>　　M05； （主軸停）</p><p>　　M30； （程序結(jié)束）</p><p>　　O0002; （加工內(nèi)孔程序）<

43、;/p><p>　　M03 T0101 S300; （選一號刀具，主軸正轉(zhuǎn)，速度300r/min）</p><p>　　G94 X44 Z0;</p><p>　　G01 X20 F50;</p><p><b>　　G00 Z100</b></p><p>&

44、lt;b>　　X100;</b></p><p>　　T0404； （換4號刀）</p><p>　　G00 X18 Z2；</p><p>　　G90 X21.6 Z-41 F80; （粗車Φ22mm的內(nèi)孔，留徑向余量0.4mm）</p><p&

45、gt;　　X22 Z-1; （車倒角C1）</p><p>　　Z-39 ; （精加工Φ22mm的內(nèi)孔）</p><p><b>　　X26 Z-41;</b></p><p>　　G00 X100 Z100; </p><p&g

46、t;　　T0505; （快速退刀至（100，100）換5號刀補）</p><p>　　G00 X18 Z2; </p><p><b>　　Z-16;</b></p><p>　　G01 X24 F50; （切槽）</p><p&g

47、t;　　G00 X20; （退刀）</p><p>　　G94 X24 Z-20 F50; （切槽）</p><p><b>　　Z-24;</b></p><p><b>　　Z-28;</b></p><p>

48、　　G00 X100 Z100; </p><p>　　M05; （快退至（100，100）點，主軸停）</p><p>　　M30; （程序結(jié)束）</p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p&

49、gt;　　數(shù)控機床作為一種使用廣泛、典型的機電一體化產(chǎn)品，綜合應(yīng)用了微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、自動控制、精密測量和機床結(jié)構(gòu)等方面的最新成就，是一種高效的自動化機床。由于數(shù)控機床極高效率、高精度和高柔韌性于一身，很好的代表了機床的主要發(fā)展方向。時代和社會生產(chǎn)力的不斷發(fā)展，要求數(shù)控系統(tǒng)與數(shù)控機床向更高的水平與層次邁進（高精度化、運動高速化、高柔韌性化、智能化）。</p><p>　　近年來，在國外的數(shù)控系統(tǒng)與伺服系統(tǒng)制

50、造技術(shù)突飛猛進的大背景下，通過大量的技術(shù)引進，我過現(xiàn)代制造工業(yè)在飛速發(fā)展（數(shù)控技術(shù)得到廣泛的應(yīng)用）。同時，我們還要看清現(xiàn)階段中國數(shù)控業(yè)與世界先進水平的差距。我國只有擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)上的數(shù)控核心技術(shù)，才能實現(xiàn)真正意義上的“世界工廠”和“制造大國”乃至“工業(yè)強國”。這使國人不得不開始重新思索中國數(shù)控在未來的發(fā)展之路………</p><p><b>　　參考文獻</b></p>&

51、lt;p>　　[1] 嵇寧 數(shù)控加工編程與操作 高等教育出版社；2008</p><p>　　[2] 趙長明 數(shù)控加工工藝及設(shè)備 北京：高等教育出版社；2003</p><p>　　[3] 夏鳳芳 數(shù)控機床 北京：高等教育出版社；2005</p><p>　　[4] 詹華西 數(shù)控加工與編程 西安：西安電子科技大學(xué)出版社；2004</p>

52、<p>　　[5] 袁哲俊 金屬切削刀具 上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社；1993</p><p>　　[6] 蔡蘭，王霄 數(shù)控加工工藝學(xué) 化學(xué)工業(yè)出版社；2005</p><p>　　[7] 王愛玲 數(shù)控機床加工工藝 北京：機械工業(yè)出版社；2006</p><p>　　[8] 蔣建強 數(shù)控編程技術(shù)200例 科學(xué)出版社 北京希望電子出版社；200