轴类零件数控车削工艺分析及数控加工编程说明书

1、 典型数控车削零件加工工艺与编程综合设计第30页摘 要世界制造业转移，中国正逐步成为世界加工厂。美国、德国、韩国等国家已经进入发展的高技术密集时代与微电子时代，钢铁、机械、化工等重化工业发展中期。 由于数控机床综合应用了电子计算机、自动控制、伺服系统、精密检测与新型机械结构等方面的技术成果，具有高的高柔性、高精度与高度自动化的特点，因此，采用数控加工手段，解决了机械制造中常规加工技术难以解决甚至无法解决的单件、小批量，特别是复杂型面零件的加工，应用数控加工技术是机械制造业的一次技术革命，使机械制造的发展进入了一个新的阶段，提高了机械制造业的制造水平，为社会提供高质量，多品种及高可靠性

2、的机械产品。数控车床又称为CNC（computer numerical control）车床，即用计算机数字控制的车床，是国内使用量最大、覆盖面最广的一种数控机床。CNC车床能加工各种形状不同的轴类、盘类即其它回转体零件。本文根据数控机床的特点，针对具体的零件，进行了工艺方案的分析，工装方案的确定，刀具和切削用量的选择，确定加工顺序和加工路线，加工效率，简化工序等方面的优势。关键词：刀具；零件的工艺过程；工艺参数；程序编制目录摘 要0第一章 数控车削概述11.1数控车削规程11.2智能化新一代FANUC 0i数控系统3第二章 数控车削工艺的制定42.1 零件车削工艺42.1

3、.1零件图分析42.1.2确定加工方案52.2 工件的装夹52.2.1定位基准选择的原则52.2.2确定零件定位基准的选择62.2.3装夹方式的选择62.3 刀具及切削用量72.3.1选择数控刀具的原则72.3.2选择数控车削用刀具72.3.3设置刀点和换刀点82.3.4确定切削用量82.4 零件编程与加工92.4.1 轴类零件加工的工艺分析92.4.2编制数控加工程序 10第三章 轴类零件的编程与加工143.1零件图工艺分析 143.2零件的定位基准和装夹方式143.3 选择设备153.4 确定加工顺序及进给路线153.5刀具的选择153.6 编写程序.183.7 加工与仿真过程.19总结与

4、展望28致 谢29参考文献30第一章 数控车削概述1.1 数控操作规程数控车床是一种自动化程度高、结构复杂且昂贵的先进加工设备，它与普通车床相比具有加工精度高、加工灵活、通用性强、生产效率高、质量稳定等优点，特别适合加工多品种、小批量且形状复杂的零件，在企业生产中具有至关重要的地位。数控车床操作者除了要掌握好数控车床的性能，精心操作外，还要管好、用好和维护好数控车床，养成文明生产的良好工作习惯和严谨的工作作风，具备良好的职业素质、责任心，做到安全文明生产，严格遵守以下数控车床安全操作规程：一.开机前：1穿戴好劳保用品，严禁穿宽松的衣服、戴手套、未戴帽子的长发操作机床。2每天工作前先查看交接班记

5、录，再检查有无异常现象。3观察机床的自动润滑油箱油液是否充足。4确认各操作门及两侧门均已关毕，检查安全护罩是否完整。5确认电器箱门已关闭。6用机床厂家配带的专用给油器对油压夹头添加黄油。7打雷时不要开启机床。二开机检查：1 送电、按按纽前，要注意观察机床周围是否有人在修理机床或电器设备，防止误伤他人2如果电源方面出现故障时，应当立即切断主电源。3在接入电源时，应当先接通机床主电源，再接通CNC电源；但切断电源时按相反顺序操作。4确认没有任何马达或其它部位产生异声。5开机后，先检查主轴夹头软、硬爪螺丝是否已锁紧，并将各轴作原点复归。6检查各油压表之压力值是否在正常范围之内以及各系统运行是否正常。

6、7检查数控装置中各个风扇是否正常运转。8刀具位置是否适当。 9每日开工前暖机十分钟，冬天时间应延长（主轴转速600800rpm，各导轨以50%的最高速率运转）。 三校刀试车：1 安装刀具前，确认所有刀具安装面都已清洗干净。2装内孔刀时，刀具末端不能伸出太长，以免旋转时碰到刀塔本体。3换刀时应注意刀具不要撞到工件、卡盘、夹具、板金。4校刀时应注意刀具是否互相干涉。5工件是否锁紧？主轴转动时，工物是否会飞出？6刀具是否锁紧？四操作前：1核对程序是否正确？特别注意X、Z轴之正负符号及小数点是否正确。2程序所设之加工条件是否正确安全。3检查刀具补正值是否正确。4机械锁定按键是否在OFF位置。5加工前，

7、程序先预演一次，核对程序是否正确？并手动检查每把刀具的位置是否正确。6试切削前先检查G00之速率是否放在F0之位置。7试切削后，修改程序时要确实核对小数点、正负符号，并用单节操作，G00之速度放在F0之位置，以免错误而产生撞机，等正常后缓慢调整至正常位置。8加工棒料伸出主轴后端时，须设立警示标记或防护栏，以免对人员的伤害。五操作中：1刀具补正值修正时，应注意正负符号及小数点，以免修正错误而产生撞机。2中途停机再开始执行时，注意其位置是否回到机械原点。3欲开始执行时，应检查浮标是否回到程序起头之正确位置。4机床运转过程中，不要清除切屑，要避免用手接触机床运动部件。5清除切屑时，要使用专用工具，应

8、当注意不要被切屑划破手脚。6要测量工件时，必须在机床停止状态下进行。7机床在通电状态时，千万不要打开和接触机床上示有闪电符号的、装有强电装置的部位，以防被电击伤。8机床运行中，操作人员不得擅自离开，使设备处于无人值守的状态。六异常处理：1当机床因报警而停机时，应先清除报警信息，将刀具安全移出加工位置，确定排除警报故障后，恢复加工。2遇到紧急状况时，应迅速压下“紧急停止开关”。3在维护电气装置时，必须首先切断电源，并挂维护标识。七工作结束后，应当遵守以下操作规程：1如实填写好交接班记录，发现问题要及时反映。 2要打扫干净工作场地，擦拭干净机床，应注意保持机床及控制设备的清洁。3不可用压缩空气来清

9、理机器或其它组件。（防止灰尘及金属屑可能吹入轴承或滑道内）。4切断系统电源，关好门窗后才能离开。1.2智能化新一代FANUC 0i数控系统当前开发研究适应于复杂制造过程的、具有闭环控制体系结构的、智能化新一代FANUC数控系统已成为可能。智能化新一代FANUC数控系统将计算机智能技术、网络技术、UG/CAM、伺服控制、自适应控制、动态数据管理及动态刀具补偿、动态仿真等高新技术融于一体，形成严密的制造过程闭环控制体系。二、FANUC数控系统的特点如下：（1）结构上长期采用大板结构，但在新的产品中已采用模块化结构。（2）采用专用LSI，以提高集成度、可靠性，减小体积和降低成本。（3） 产品应用范围

10、广。每一CNC装置上可配多种上控制软件，适用于多种机床。（4）不断采用新工艺、新技术。如表面安装技术SMT、多层印制电路板、光导纤维电缆等。（5）CNC装置体积减小，采用面板装配式、内装式PMC（可编程机床控制器）。（6）在插补、加减速成、补偿、自动编程、图形显示、通信、控制和诊断方面不断增加新的功能：插补功能：除直线、圆弧、螺旋线插补外，还有假想轴插补、极其坐标插补、圆锥面插补、指数函数插补、样条插补等。切削进给的自动加减速功能：除插补后直线加减速，还插补前加减速。补偿功能：除螺距误差补偿、丝杠反向间隙补偿之外，还有坡度补偿线性度补偿以及各新的刀具补偿功能。故障诊断功能：采用人工智能，系统具

11、有推理软件，以知识库为根据查找故障原因。（7）CNC装置面向用户开放的功能。以用户特订宏程序、MMC等功能来实现。（8）支持多种语言显示。如日、英、德、汉、意、法、荷、西班牙、瑞典、挪威、丹麦语等。（9） 备有多种外设。如FANUC PPR， FANUC FA Card，FANUC FLOPY CASSETE，FANUC PROGRAM FILE Mate等。（10）已推出MAP（制造自动化协议）接口，使CNC通过该接口实现与上一级计算机通信。第二章 数控车削工艺的制定2.1 零件车削工艺图2-1 零件图2.1.1零件图分析在制定车削工艺之前，必须首先对被加工零件的图样进行分析，分析零件图的结

12、果将直接影响到加工程序的编制及加工效果，它主要包括以下内容。1构成零件轮廓的几何要素由于涉及等各种原因，在图纸上可能出现加工轮廓的数据不充分、尺寸模糊不清及尺寸封闭等缺陷，从而增加编程的难度，有时甚至无法编写程序。2尺寸公差要求在确定控制零件尺寸精度的加工工艺时，必须分析零件图样上的公差要求，从而正确的选择刀具及确定切削用量。在尺寸公差要求的分析过程中，还可以同时进行一些编程尺寸的简单换算，如中值尺寸及尺寸链的解算等。在数控编程时，常常对零件要求的尺寸取其最大和最小极限尺寸的平均值（即“中值”）作为编程尺寸依据。3形状和位置公差要求图样上给定的形状和位置公差是保证零件精度的重要要求。在工艺准备

13、过程中，除了按其要求确定零件定位的定位基准和检测基准，并满足其设计基准的规定外，还可以根据机床的特殊需要进行一些技术性处理，以便有效地控制其形状和位置误差。4表面粗糙度的要求 表面粗糙度是保证零件表面微观精度的重要要求，也是合理选择机床、刀具及确定切削用量的重要依据。该零件表面由圆柱、逆圆弧、槽、螺纹、内孔、内槽、内螺纹等表面组成，尺寸标注完整，选用毛坯为45钢，65mm×125mm，无热处理和硬度要求。2.1.2确定加工方案零件上比较精密表面加工，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，还应正确的确定毛坯到最终成形的加

14、工方案。毛坯先夹持右端车右端轮廓95mm处，先用中心钻打中心孔，再用8的钻头钻25mm的孔，再用20的钻头扩孔，再用镗刀镗22.5mm的孔，再用内槽刀镗28的槽，再用内螺纹刀车M24×1.5的螺纹。然后再车40mm、R6的圆弧、60mm和R45的圆弧。调头加工32mm、R4、R6的圆弧、60mm的外轮廓，在切退刀槽，最后车M32×0.75的螺纹。该典型轴加工顺序为：预备加工-车端面-钻孔-镗孔-切内螺纹退刀槽-车内螺纹-粗车左端面轮廓-精车左端面轮廓-调头-车端面-粗车轮廓-精车轮廓-退刀槽-粗车螺纹-精车螺纹。轴类零件除光滑轴和直径相差不大的阶梯轴热轧或冷拉圆棒料外，一般

15、采用锻件；发动机曲轴等一类轴件采用球墨铸铁铸件比较多。如图2-1典型轴类直径相差不大，采用直径为65mm，材料为45钢在锯床上按130mm长度下料。2.2 工件的装夹2.2.1定位基准选择的原则1）基准重合原则。为了避免基准不重合误差，方便编程，应选用工序基准作为定位基准，尽量使用工序基准，定位基准、编程原点三者统一。2）便于装夹的原则。所选的定位基准应能保证定位准确、可靠，定位夹紧简单、易操作，敞开性好，能够加工尽可能多的表面。3）便于对刀的原则。批量加工时在工件坐标系已经确定的情况下，保证对刀的可能性和方便性。2.2.2确定零件定位基准的选择（1） 以左右端大端面为定位基准。（2） 在制定

16、零件加工的工艺规程时，正确的选择工件的定位的基准有着十分中的意义。定位基准选择的好坏，不仅影响零件加工的位置精度，而且对零件个表面的加工顺序也有很大的影响。合理的选择定位基准是保证零件加工精度的前提，还能简化加工工序，提高加工效率。（3）定位基准的选择轴类零件外圆表面、内孔、螺纹等表面的同轴度，以及端面对轴中心线的垂直度是其相互位置精度的主要项目，而这些表面的设计的设计基准一般都是轴中心线。用两中心孔定位符合基准重合原则，并且能够最大限度的在一次装夹中加工出多个外圆表面和端面，因此常用中心孔作为轴加工的定位基准。当不能采用中心孔时或粗加工是为了工作装夹刚性，可采用轴的外圆表面作定位基准，或是以

17、外圆表面和中心孔共同作为定位基准，能承受较大的切削力，但重复定位精度并不太高。2.2.3装夹方式的选择为了工件不至于在切削力的作用下发生位移，使其在加工过程始终保持正确的位置，需将工件压紧压牢。合理的选择夹紧方式十分重要，工件的装夹不仅影响加工质量，而且对生产率，加工成本及操作安全都有直接影响。1）在三爪自定心卡盘上装夹。三爪自定心卡盘的三个爪是同步运动的，能自动定心，一般不需要找正。该卡盘装夹工件方便、省时，但夹紧力小，适用于装夹外形规则的中、小型工件。2）在两顶尖之间装夹。对于尺寸较大或加工工序较多的轴类工件，为了保证每次装夹时的装夹精度，可用两顶尖。该装夹方式适用于多序加工或精加工。3）

18、用卡盘和顶尖装夹。当车削质量较大的工件时要一端用卡盘夹住，另一端用后顶尖支撑。这种方式比较安全，能承受较大的切削力，安装刚性好，轴向定位基准，应用较广泛。4）用心轴装夹。当装夹面为螺纹时再做个与之配合的螺纹进行装夹，叫心轴装夹。这种方式比较安全，能承受较大的切削力，安装刚性好，轴向定位基准。5）确定合理的装夹方式装夹方法：先用三爪自定心卡盘夹住右端，加工左端达到工件精度要求；再工件调头，用三爪自定心卡盘夹住工件右端，在加工到工件精度要求。2.3 刀具及切削用量2.3.1选择数控刀具的原则刀具寿命与切削用量有密切的关系。在制定切削用量时，应首先选择合理的刀具寿命，而合理的刀具寿命则应根据优化的目

19、标而定。一般分最高生产率刀具寿命和最低成本刀具寿命两种，前者根据单件工时最少的目标确定，后者根据工序成本最低的目标确定。选择刀具寿命时可考虑如下几点根据道具复杂程度、制造和磨刀成本来选择。复杂和精度高的刀具寿命应选的比单刃刀具高些。对于机夹可转位刀具，由于换到时间短，为了充分发挥其切削性能，提高生产效率，刀具寿命可选的低些，一般取15-30min对于装刀、换刀和调刀比较复杂的多刀机床、组合机床与自动化加工刀具，刀具寿命应选的高些，尤其保证刀具可靠性。数控加工对刀具提出了更高的要求，不仅需要刚性好、精度高，而求要求尺寸稳定，耐用度高和排性能同时要求安装和调整方便，这样来满足数控机床高效率的要求。

20、数控机床上所选用的道具常采用适应高速切削的刀具材料（如高速钢、超细粒质硬质合金）并使用可转位刀片。2.3.2选择数控车削用刀具数控车削刀常用的一般分成型车刀、尖形车刀、圆弧形车刀三类。成型车刀也称样板车刀，其加工零件的轮廓形状完全由车刀刀刃的形状和尺寸决定。数控车削加工中，常见的成型车刀有小半径圆弧车刀、非矩形车槽刀和螺纹刀等。在数控加工中，应尽量少用或不用成型车刀。尖形车刀是以直线形切削刃为特征的车刀。这类车刀的刀尖由直线型主副切削刃构成，如90度内外圆车刀、左右端面车刀、切槽（切断）车刀及刀尖倒棱很小的各种外圆和内孔车刀。尖形车刀几何参数（主要是几何角度）的选择方法与普通车削时基本相同，但

21、应结合数控加工的特点（如加工路线、加工干涉等）进行全面考虑，并应兼顾刀尖本身的强度。图2-22.3.3设置刀点和换刀点刀具究竟从什么位置开始移动到指定的位置呢？所以在程序执行的一开始，必须确定刀具在工件坐标系下开始运动的位置，这一位置即为程序执行时刀具相对与工件运动的起点，所以称程序起始点或起刀点。此起始点一般通过对刀来确定，所以，该点又称对刀点。在编制程序时，要正确选择对刀点的位置。对刀点设置原则是：便于数值处理和简化程序编制。易于找正并在加工过程中便于检查，引起的加工误差小。对刀点可设置在加工零件上，也可以设置在夹具上或机床上，为了提高零件的加工精度，对刀点应尽量设置在零件的设计基准或工艺

22、基准上。实际操作机床时，可以通过手工对刀操作把刀具的刀位点放到对刀点上，即“刀位点”与“对刀点”的重合，所谓“刀位点”是指刀具定位基准点，车刀的刀位点为刀尖或刀尖圆弧中心。用手动对刀操作，对刀精度较低，且效率低。而有些工厂采用光学对刀镜、对刀仪、自动对刀装置等，以减少对刀时间，提高对刀精度。加工过程中需要换刀时，应规定换刀点。所谓“换刀点”是指刀架转动换刀时的位置，换刀点应设在工件或夹具的外部，以换刀时不碰工件及其他部件为准。走刀路线包括切削加工轨迹，刀具运动切削起始点，刀具切入，切出并返回切削起始点或对刀点等非切削空行程轨迹。由于半精加工和精加工的走刀路线是沿其零件轮廓顺序进行的，所以确定走

23、刀路线主要在于规划好粗加工及空行程的走刀路线。合理的确定对刀点，对刀点可以设在被加工零件上，但注意对刀点必须是基准位或已加工精加工过的部位，有时在第一道工序后对刀点被加工损坏，会导致第二道工序和之后的对刀点无从查找，因此在第一道工序对刀时注意要在与定位基准有相对固定尺寸关系的地方设立一个相对对刀位置，这样可以根据他们之间的相对位置关系找回原对刀点。这个相对对刀位置通常设在机床工作台或夹具上。2.3.4确定切削用量数控编程时，编程人员必须确定每道工序的切削用量，对于不同的加工方法，需要选用不同的切削用量。切削用量的选择原则是：保证零件加工精度和表面粗糙度，充分发挥刀具切削性能，保证合理的刀具耐用

24、度，并充分发挥机床的性能，最大限度提高生产率，本例切削用量的选择如下：1.背吃刀量ap：粗车时，选择背吃刀量ap=3mm:精加工时，选择背吃刀量ap=0.25mm。2.主轴转速：粗车时，主轴转速n=800r/min：精车时n=1200r/min：车削螺纹时，主轴转速n=600r/min：切槽、切断时，主轴转速n=400r/400min。3.进给量：粗车时，为提高切削效率，可选较高的进给量，本列取f=0.5mm/r：精车时，为提高工件表面质量，进给量应选择得小一些，本例取f=0.1mm/r：车削螺纹时的进给量应等于螺纹导程，即f=2mm。2.4 零件编程与加工2.4.1 轴类零件加工的工艺分析数

25、控车削时，为了能用同一程序重复加工和工件调头加工轴向尺寸的精确性，或为了端面余量均匀，工件轴向需要定位。采用中心孔定位时，中心孔尺寸及两端中心孔间的距离要保持一致。以外圆定位时，则应采用三爪自定心卡盘反爪装夹或采用限未支承，以工件端面或台阶面或台阶面儿作为轴向定位基准。（1）轴类零件预备加工车削之前常需要根据情况安排预备加工，内容通常有：毛坯出厂时或在运输、保管过程中，或热处理时常会发生弯曲变形。过量弯曲变形会造成加工余量不足或装夹不可靠。切断用棒料切得所需长度的坯料。切断可在弓形锯床、圆盘锯床和带锯上进行，也可以在普通车床上切断或在冲床上涌冲模冲切。（2）热处理工序铸、锻件毛坯在粗车前应根据

26、材质和技术要求正火或退火处理，以消除应力，改善组织和切削性能。性能要求较高的毛坯在粗加工后、精加工前应安排调质处理，一提高零件的综合机械性能；对于硬度和耐磨性要求不高的零件，调质也常作为最终热处理。相对运动的表面需在精加工前或后进行表面淬火处理或进行化学热处理，以提高耐磨性。（3）加工工序划分一般可按下类方法进行：刀具集中分序法。就是按所用刀具划分工序，用同一把刀具加工完零件上所有可以完成部位。再用第二把刀、第三把刀完成他们可以完成的其他部位。这样可以减少换刀次数，压缩空程时间，减少不必要的定位误差。以加工部位分序法。对于加工类容很多的零件，可按其结构特点将加工部分分成几个部分，如内形、外形、

27、曲面或平面等。一般先加工平面、定位面，后加工孔；先加工简单几何形状，在加工复杂的几何形状；先加工精度较低的部位，再加工精度较高的部位。以粗、精加工分序法。对于易发生加工变形的零件，由于粗加工后可能发生的变形而需要进行校形，故一般来说凡要进行粗、精加工的都要将工序分开。综上所述，在划分工序时，一定要视零件的结构和工艺性，机床的功能，零件数控加工内容的多少，安装次数及本单位生产组织状况灵活掌握。另建议采用工序集中的原则还是采用工序分散的原则，要根据实际情况来确定，但一定力求合理。（4）在加工时，加工顺序的安排应根据零件的结构和毛坯状况，以及定位夹紧的需要来考虑，重点是零件的刚性不被破坏。顺序一般应

28、按下列原则进行：上道工序的加工不能影响下道工序的定位于加紧，中间穿插有通用机床加工工序的也要综合考虑。先进行内形、内腔加工工序，后进行外形加工工序。以相同定位、夹紧方式或同一把刀加工的工序最好连接进行，以减少重复定位次数，换刀次数与挪动压板次数。在同一次安装中进行的多道工序，应先安排对工件刚性破坏小的工序。在数控床上粗车、半精车分别用一个加工程序控制。工件调头装夹由程序中的M00或M01指令控制程序暂停，装夹后按“循环启动”继续加工。2.4.2编制数控加工程序 工件左端加工O0001; 程序名 G54 G99; 绝对坐标编程T0101; 调用一号刀（外圆车刀35º）G00 X100

29、Z100; 运动到安全点 M03 S800; 主轴以800r/min正转G00 X62 Z2; 到循环加工起点G73 U20 R8; 外圆粗加工循环G73 P10 Q20 U0.5 W0.1 F0.5; 外圆粗加工循环N10 GOO X40; 定位到循环起始点G01 Z-19; 加工40G02 X46 Z-25 R6; 加工R6的圆弧G01 X56;U2 W-2; 倒角Z-35; 加工60G02 X60 Z-85 R45; 加工R45的凹圆弧N20 G01 X65; 粗加工结束G70 P10 Q20 S1200 F0.2; 外圆精加工循环 G00 X100 Z150； X/Z退到100/150

30、T0202； 调用二号刀(内孔刀)M03 S800； 主轴以800r/min正转 G00 X18 Z2； 到循环加工起点G71 U1.5 R0.5; 粗加工循环G71 P30 Q40 U-0.5 W0.1 F0.5; 外圆粗加工循环N30 G00 X23; 定位到循环起始点 G01 Z0; G01 X19 Z-2; 倒角Z-22; 加工直线18N40 G01 X18; 粗加工结束G70 P30 Q40 S1200 F0.2; 内圆精加工循环G00 Z120; Z退到120X100; X退到 100T0303; 调用三号刀(内槽刀)M03 S500； 主轴以500r/min正转G00 X17 Z

31、5； 定位到安全点G01 Z-22 F1; X28 F0.4; 加工内孔28G04 X1; 暂停1秒G01 X17 F1; 退回安全点G00 Z150; Z退到150X100; X退到100T0404; 内螺纹刀 60ºG97 M03 S600; 恒定主轴以500r/min正转G00 X19 Z6; 安全起刀点G92 X19.5 Z-19 F1.5 螺纹加工循环 X20.2; 螺纹加工 X20.8; 螺纹加工 X21.4; 螺纹加工 X22; 螺纹加工 X22.4; 螺纹加工 X22.6; 螺纹加工G00 Z150; Z退到150G00 X120; X退到120M05 主轴停转M30

32、 程序结束工件右端加工O0002; 文件名O0002 程序名T0101; 调用一号刀（外圆车刀35º）G99 M03 S800; 主轴以800r/min正转G00 X62 Z2; 安全起刀点G71 U1.5 R0.5; 外圆粗加工循环G71 P10 Q20 U0.5 W0.1 F0.5; 外圆粗加工循环N10 G00 X28; 外圆粗加工X起始点G01 Z0; 外圆粗加工Z起始点X31.8 Z-2; 倒角Z-20; 加工内孔M32X2;X40; 定位到X40G03 X44.23 Z-23.37 R4; 加工圆弧R4G02 X52 Z-26 R6; 加工圆弧64G01 X56; 退回到

33、X56X60 Z-28; 倒角Z-37; 加工外圆60N20 G01 X62; 循环结束G70 P10 Q20 S1200 F0.1; 精加工循环G00 X120 Z100; 退回到安全点T0202; 调用二号刀（车槽刀4mm）S500 M03; 主轴以500r/min正转G00 X45 Z-20; 安全起点G01 X26 F0.1; 车槽26G04 X0.1; 暂停1秒G01 X45 F2; 退回安全起点G00 X100 Z150; 退回安全点T0303 调用三号刀（外螺纹60º）G97 S600 M03; 恒定主轴以600r/min正转G00 X34 Z6; 运动到安全点G92

34、X32 Z-18 F2; 螺纹加工循环X31.2; 螺纹加工X30.6; 螺纹加工X30.2; 螺纹加工X29.9; 螺纹加工X29.8; 螺纹加工G00 X120 Z150; 退回到安全点M05; 主轴停转M30 程序结束第三章 典型轴类零件的编程与加工根据图3-1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3-1 轴类零件图3.1零件图工艺分析 该零件表面由圆柱、圆锥、顺圆弧、逆圆弧及螺纹等表面组成。其中多个直径尺寸有较严格的尺

35、寸精度图表面粗糙度等要求；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好中心孔。毛坯选60棒料。3.2零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）

36、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。3.3 选择设备根据加工零件的外形和材料等条件，选用FANUC 0i数控车床。3.4 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。FANUC 0i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，如图所示：对刀点 图3-2 精车轮廓进给路线3.5刀

37、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=35º。 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3-1），以便编程和操作管理表3-1刀具卡片产品名称或代号零件名 称典型轴零件图号序号刀具号刀具规格名称数量加工表面备注1T01硬质合金外圆35度车刀1粗、精车外圆2T02硬质合金车槽刀1粗、精车槽4T03硬质合金螺纹60度车刀1外螺纹（

38、1）确定加工顺序及进给路线加工顺序按粗到精、由远到近（由左到右）的原则确定。工件左端加工：即从左到右进行外轮廓粗车（留0.5mm余量精车）,然后左到右进行外轮廓精车，然后钻孔，镗内退刀槽，镗内螺纹。工件调头，工件右端加工：粗车外轮廓，精车外轮廓，切退刀槽，最后螺纹粗加工，螺纹精加工。车端面：选用硬质合金45度车刀，粗、精车一把刀完成。粗、精车外圆：（因为程序选用G73/G71循环，所以粗、精选用同一把刀）硬质合金35度放型车刀，Kr=35度，Kr=60度；E=30度，（因为有圆弧轮廓）以防于零件轮廓发生干涉，如果有必要就用图形来检验。槽刀：选用硬质合金车槽刀（刀长12mm，刀宽4mm）。螺纹刀

39、：选用60度硬质合金外螺纹车刀。（2）选择切削用量表3-2切削用量选择主轴转速S/(r/min)进 给 量F/(mm/r)吃 刀 量F/(mm/r)背 吃 刀 量ap/mm粗车外圆8000.51.51.5精车外圆12000.10.250.25外退刀槽5000.20.10粗车外螺纹6000.750.10.4精车外螺纹6000.750.050.1用以上数据编制工艺卡如下：表3-3 数控加工工艺卡工序号程序编号夹具名称使用设备车间001O0529三爪自定心卡盘FANUC 0i数控车间工步号工步内容刀具号刀具规格mm主轴转速r/min进给速度mm/r背吃刀量mm备注1车端面T0020x20 45045

40、020手动2粗车外轮廓T0120x20 3508000.51.5自动3精车外轮廓T0120x20 35012000.20.25自动4切槽T0220x20 5000.10自动5车三角外螺纹T0320x2060022自动3.6 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：O0001; 程序名G99 T0101; 绝对坐标编程、调用一号刀（外圆车刀35º）M03 S800; 主轴以800r/min正转G00 X62 Z5; 运动到安全点 G73 U15 R10; 外圆粗加工循环G73 P10 Q20 U0.5 W0.1 F0.

41、5; 外圆粗加工循环N10 G00 X30; 定位到循环X起始点G01 Z0; 定位到循环Z起始点X30 Z-2; 倒角C2G01 Z-25; 加工螺纹外表面X36 Z-35; 加工锥度Z-45; 加工36G02 X36.2 Z-65.76 R15; 凹圆弧R15G03 X35.95 Z-101.68 R25; 凸圆弧50G02 X34 Z-107 R15; 凹圆弧R15G01 W-5; 加工34X56 W-43; 加工锥度Z-165; 加工56N20 G01 X62; 粗加工循环结束G70 P10 Q20 S1200 F0.2; 精加工循环G00 X100 Z120; X/Z退到100/120T0202; 调用二号刀（车槽刀5mm）S500 M03; 主轴以500r/min正转G00 X40 Z-25; 运动到安全点G01 X26 F0.1; 加工车槽5mmG04 X0.1; 暂停1