数控车削加工工艺及编程设计说明书范本

1、酒 泉 职 业 技 术 学 院毕 业 设 计（论 文）2010 级 机械制造与自动化 专业题 目： 内孔轴JD1数控加工工艺 分析与编程 毕业时间： 二一三年六月 学生姓名： 李亚军 指导教师： 赵吉虎 班 级： 10机制（1）班 2012年 12月20日酒泉职业技术学院2013届各专业毕业论文（设计）成绩评定表姓名李亚军班级10机制1班专业机械制造与自动化指导教师第一次指导意见年 月 日指导教师第二次指导意见年 月 日指导教师第三次指导意见年 月 日指导教师评语及评分 成绩： 签字（盖章） 年 月 日答辩小组评价意见及评分成绩： 签字（盖章） 年 月 日教学系毕业实践环节指导小组意见签字（盖

2、章） 年 月 日学院毕业实践环节指导委员会审核意见签字（盖章） 年 月 日说明：1.以上各栏必须按要求逐项填写。2.此表附于毕业论文 (设计)封面之后。内孔轴JD-1的数控加工工艺与编程摘 要: 随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，数控加工技术对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为效率、质量是先进制造技术的主题。高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。而对于数控加工，无论是手工编程还是自动编程，在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析，拟定加工方案，选择合适的刀具，确定切削用量，对一些工艺问题（如

3、对刀点、加工路线等）也需要一些处理。并在加工过程掌握控制精度的方法，才能加工出合格的产品。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 零件工艺分析 加工方案 工艺路线 车削编程haft parts CNC turning technologyanalysis and NC programming AbstractWith the continuous development of numerical control technology and applications ex

4、pand, CNC machining technology on the economy of a number of important sectors (IT, automotive, light industrial, medical, etc.) play an increasingly important role, since the efficiency, quality is the theme of advanced manufacturing technology. High-speed, high-precision machining technologies can

5、 greatly enhance efficiency, improve product quality and grades, shorten the production cycle and improve market competitiveness. For NC processing, whether automatic or manual programming programming, programming before the processing of parts for process analysis, formulation and processing progra

6、mmes, selecting the right tool to determine the cutting parameters, on a number of technology issues (such as on the knife point, processing line, etc.) also needs some work. And process mastery control precision, to processing the qualified product. This article in accordance with the characteristi

7、cs of CNC machine tools, tailored to specific parts, a process of analysis, determination of tooling programme, tool and cutting parameters selection, determine the order and processing lines for processing, the processing efficiency, simplify processes, and other benefits.Keywords：analysis processi

8、ng programme feeding line control size 目 录引 言61.零件的分析81.1零件的尺寸标注分析91.2零件的几何要素分析91.3零件的技术要求分析92.毛坯及夹具的确定102.1毛坯的确定102.1.1常见的毛坯种类102.1.2毛坯选择时应考虑的因素102.1.3毛坯的确定102.2夹具的选择102.2.1数控车床工装夹具的概念102.2.2零件基准与加工定位基准112.2.3常见的夹具122.2.4夹具的确定143.刀具的选择143.1刀具材料的选择143.2常用的车刀选用153.2.1外圆、端面车刀的选用153.2.2孔加工刀具的选用153.2.3切

9、槽刀具的选用163.2.4螺纹加工刀具的选用163.3该零件加工所用的刀具164.工艺路线及其工艺卡片174.1工艺路线的确定174.1.1表面加工方法的选择174.1.2加工顺序的安排174.1.3工艺路线的确定184.2工艺卡片的制定185.数控编程205.1数控编程的定义及分类205.1.1数控编程的定义205.1.2数控编程的分类205.1.3编程方法的选择205.2编程原点的确定215.3加工程序清单215.3.1工序的加工程序清单215.3.2工序的加工程序清单226.仿真加工237.可能出现废品的原因分析267.1废品的定义267.1.1表面粗糙度偏大267.1.2工件夹伤及夹紧

10、变形267.1.3形位公差超差267.1.4尺寸精度超差267.2质量超差的解决方法26结束语28致 谢29参考文献30引 言随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，各工业发达国家投入巨资，对现代制造技术进行研究开发，提出了全新的制造模式。在现代制造系统中，数控技术是关键技术，它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。目前，数控技术正在发生根本性变革，由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上，数控系统实现了超薄型、超小

11、型化；在智能化基础上，综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术，数控系统实现了高速、高精、高效控制，加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数，实现了在线诊断和智能化故障处理；在网络化基础上，CAD/CAM与数控系统集成为一体，机床联网，实现了中央集中控制的群控加工。     长期以来，我国的数控系统为传统的封闭式体系结构，CNC只能作为非智能的机床运动控制器。加工过程变量根据经验以固定参数形式事先设定，加工程序在实际加工前用手工方式或通过CAD/CAM及自动编程系统进行编制。CAD/CAM和CNC之间没有反馈控制环节，整个制造过程中CNC只

12、是一个封闭式的开环执行机构。在复杂环境以及多变条件下，加工过程中的刀具组合、工件材料、主轴转速、进给速率、刀具轨迹、切削深度、步长、加工余量等加工参数，无法在现场环境下根据外部干扰和随机因素实时动态调整，更无法通过反馈控制环节随机修正CAD/CAM中的设定量，因而影响CNC的工作效率和产品加工质量。由此可见，传统CNC系统的这种固定程序控制模式和封闭式体系结构，限制了CNC向多变量智能化控制发展，已不适应日益复杂的制造过程，因此，对数控技术实行变革势在必行。1.数控技术性能发展方向（1）高速高精高效化速度、精度和效率是机械制造技术的关键性能指标。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU

13、控制系统以及带高分辨率绝对式检测元件的交流数字伺服系统，同时采取了改善机床动态、静态特性等有效措施，机床的高速高精高效化已大大提高。（2）柔性化包含两方面：数控系统本身的柔性，数控系统采用模块化设计，功能覆盖面大，可裁剪性强，便于满足不同用户的需求；群控系统的柔性，同一群控系统能依据不同生产流程的要求，使物料流和信息流自动进行动态调整，从而最大限度地发挥群控系统的效能。（3）工艺复合性和多轴化以减少工序、辅助时间为主要目的的复合加工，正朝着多轴、多系列控制功能方向发展。数控机床的工艺复合化是指工件在一台机床上一次装夹后，通过自动换刀、旋转主轴头或转台等各种措施，完成多工序、多表面的复合加工。数

14、控技术轴，西门子880系统控制轴数可达24轴。（4）实时智能化早期的实时系统通常针对相对简单的理想环境，其作用是如何调度任务，以确保任务在规定期限内完成。而人工智能则试图用计算模型实现人类的各种智能行为。科学技术发展到今天，实时系统和人工智能相互结合，人工智能正向着具有实时响应的、更现实的领域发展，而实时系统也朝着具有智能行为的、更加复杂的应用发展，由此产生了实时智能控制这一新的领域。在数控技术领域，实时智能控制的研究和应用正沿着几个主要分支发展：自适应控制、模糊控制、神经网络控制、专家控制、学习控制、前馈控制等。例如在数控系统中配备编程专家系统、故障诊断专家系统、参数自动设定和刀具自动管理及

15、补偿等自适应调节系统，在高速加工时的综合运动控制中引入提前预测和预算功能、动态前馈功能，在压力、温度、位置、速度控制等方面采用模糊控制，使数控系统的控制性能大大提高，从而达到最佳控制的目的。2. 数控技术功能发展方向（1）用户界面图形化用户界面是数控系统与使用者之间的对话接口。由于不同用户对界面的要求不同，因而开发用户界面的工作量极大，用户界面成为计算机软件研制中最困难的部分之一。当前INTERNET、虚拟现实、科学计算可视化及多媒体等技术也对用户界面提出了更高要求。图形用户界面极大地方便了非专业用户的使用，人们可以通过窗口和菜单进行操作，便于蓝图编程和快速编程、三维彩色立体动态图形显示、图形

16、模拟、图形动态跟踪和仿真、不同方向的视图和局部显示比例缩放功能的实现。（2）科学计算可视化科学计算可视化可用于高效处理数据和解释数据，使信息交流不再局限于用文字和语言表达，而可以直接使用图形、图像、动画等可视信息。可视化技术与虚拟环境技术相结合，进一步拓宽了应用领域，如无图纸设计、虚拟样机技术等，这对缩短产品设计周期、提高产品质量、降低产品成本具有重要意义。在数控技术领域，可视化技术可用于CAD/CAM，如自动编程设计、参数自动设定、刀具补偿和刀具管理数据的动态处理和显示以及加工过程的可视化仿真演示等。（3）插补和补偿方式多样化多种插补方式如直线插补、圆弧插补、圆柱插补、空间椭圆曲面插补、螺纹

17、插补、极坐标插补、2D+2螺旋插补、NANO插补、NURBS插补（非均匀有理B样条插补）、样条插补（A、B、C样条）、多项式插补等。多种补偿功能如间隙补偿、垂直度补偿、象限误差补偿、螺距和测量系统误差补偿、与速度相关的前馈补偿、温度补偿、带平滑接近和退出以及相反点计算的刀具半径补偿等。（4）内装高性能PLC数控系统内装高性能PLC控制模块，可直接用梯形图或高级语言编程，具有直观的在线调试和在线帮助功能。编程工具中包含用于车床铣床的标准PLC用户程序实例，用户可在标准PLC用户程序基础上进行编辑修改，从而方便地建立自己的应用程序。（5）多媒体技术应用多媒体技术集计算机、声像和通信技术于一体，使计

18、算机具有综合处理声音、文字、图像和视频信息的能力。在数控技术领域，应用多媒体技术可以做到信息处理综合化、智能化，在实时监控系统和生产现场设备的故障诊断、生产过程参数监测等方面有着重大的应用价值。3.数控体系结构的发展（1）集成化采用高度集成化CPU、RISC芯片和大规模可编程集成电路FPGA、EPLD、CPLD以及专用集成电路ASIC芯片，可提高数控系统的集成度和软硬件运行速度。应用FPD平板显示技术，可提高显示器性能。平板显示器具有科技含量高、重量轻、体积小、功耗低、便于携带等优点，可实现超大尺寸显示，成为和CRT抗衡的新兴显示技术，是21世纪显示技术的主流。应用先进封装和互连技术，将半导体

19、和表面安装技术融为一体。通过提高集成电路密度、减少互连长度和数量来降低产品价格，改进性能，减小组件尺寸，提高系统的可靠性。（2）模块化硬件模块化易于实现数控系统的集成化和标准化。根据不同的功能需求，将基本模块，如CPU、存储器、位置伺服、PLC、输入输出接口、通讯等模块，作成标准的系列化产品，通过积木方式进行功能裁剪和模块数量的增减，构成不同档次的数控系统。（3）网络化机床联网可进行远程控制和无人化操作。通过机床联网，可在任何一台机床上对其它机床进行编程、设定、操作、运行，不同机床的画面可同时显示在每一台机床的屏幕上。（4）通用型开放式闭环控制模式采用通用计算机组成总线式、模块化、开放式、嵌入

20、式体系结构，便于裁剪、扩展和升级，可组成不同档次、不同类型、不同集成程度的数控系统。闭环控制模式是针对传统的数控系统仅有的专用型单机封闭式开环控制模式提出的。由于制造过程是一个具有多变量控制和加工工艺综合作用的复杂过程，包含诸如加工尺寸、形状、振动、噪声、温度和热变形等各种变化因素，因此，要实现加工过程的多目标优化，必须采用多变量的闭环控制，在实时加工过程中动态调整加工过程变量。加工过程中采用开放式通用型实时动态全闭环控制模式，易于将计算机实时智能技术、网络技术、多媒体技术、CAD/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，构成严密的制造过程闭环控制

21、体系，从而实现集成化、智能化、网络化。4. 智能化新一代PCNC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PCNC数控系统已成为可能。智能化新一代PCNC数控系统将计算机智能技术、网络技术、CAD/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。1.零件的分析如图1.1所示为轴套零件三维模型图，图1.2所示为轴套二维零件图（图中有不清晰之处请参加图纸），试制定出该零件的加工工艺方案，编制其数控加工程序，并对程序进行仿真加工。图1.1 零件三维图图1.2零件二维图1.1零件的尺寸标注分析零件

22、图上的尺寸是制造、检验零件的重要依据，生产中要求零件图中的尺寸不允许有任何差错。在零件图上标注尺寸，除要求正确、完整和清晰外，还应考虑合理性，既要满足设计要求，又要便于加工、测量。关于尺寸标注主要包括功能尺寸、非功能尺寸、公称尺寸、基本尺寸、参考尺寸、重复尺寸等等。该零件图说标注的尺寸均完整，符合国家要求，位置准确，表达清楚。1.2零件的几何要素分析从图1.1分析得知，该零件的结构主要由圆柱面、圆弧面、圆锥面、螺纹头、槽等特征组成，这些特征在普通车床上难以完成，需要在数控车上加工。1.3零件的技术要求分析该零件的尺寸精度要求有：尺寸48的尺寸精度等级为IT7级、尺寸35的尺寸精度等级为IT7级

23、、尺寸28的尺寸精度等级为IT8级、尺寸38的尺寸精度等级为IT7级、尺寸20的尺寸精度等级为IT7级，其余未注尺寸精度公差按IT14进行控制。各轴段的位置精度有：34的精度为IT10级、20的精度等级为IT9-10级、15的精度等级为IT8-9级。表面粗糙度要求全部为Ra1.6um。综上所述，该零件的加工精度较高，应设计比较合理的加工方案，选择合适的刀具，合适的切削参数等等。2.设备.毛坯及夹具的确定2.1机床的选择本课题零件是组合零件，分为两部分。第一部分是轴类零件，由三个阶台面、锥面、直槽及螺纹构成。第二部分套类零件由外圆，内孔，凹圆弧组成。其主要特点是内外圆柱面和相关端面间的形状，精度

24、要求高，根据以上的加工情况可选用CA6140的FANUC-0iT数控车床对零件进行加工。如图3-1、3-2所示。3-1 数控车床2.2毛坯的确定2.2.1常见的毛坯种类(1) 铸件铸件适用于形状较复杂的零件毛坯。其铸造方法有砂型铸造、精密铸造、金属型铸造、压力铸造等。 (2) 锻件锻件适用于强度要求高、形状比较简单的零件毛坯。其锻造方法有自由锻和模锻两种。(3) 型材型材有热轧和冷拉两种。热轧适用于尺寸较大、精度较低的毛坯；冷拉适用于尺寸较小、精度较高的毛坯。(4) 焊接件焊接件是根据需要将型材或钢板等焊接而成的毛坯件。(5) 冷冲压件冷冲压件毛坯可以非常接近成品要求，在小型机械、仪表、轻工电

25、子产品方面应用广泛。2.2.2毛坯选择时应考虑的因素(1) 零件的材料及机械性能要求 零件材料的工艺特性和力学性能大致决定了毛坯的种类。 (2) 零件的结构形状与外形尺寸(3) 生产纲领的大小(4) 现有生产条件(5) 充分利用新工艺、新材料为节约材料和能源，提高机械加工生产率，应充分考虑精密铸造、精锻、冷轧、冷挤压、粉末冶金、异型钢材及工程塑料等在机械中的应用。2.2.3毛坯的确定综合考虑，根据以上因素及零件的技术要求，确定该零件的毛坯为棒料，其尺寸为52×108mm，材料为45钢。2.3夹具的选择2.3.1夹具的确定三爪卡盘是数控车削加工时夹紧工件的重要工具，内孔加工时以外圆定位

26、，用三爪自动定心卡盘夹紧。加工外轮廓时，要设一圆锥心轴装置，用三爪卡盘夹持心轴左端，心轴右端留有中心孔并用尾座顶尖顶紧以提高工艺系统的刚性。在零件调头夹持加工内圆尺寸48时，为了防止38已加工表面不被三爪自定义卡盘夹伤表面，用铜皮包住此外圆表面再进行夹紧。2.3.2零件基准与加工定位基准（1）基准1）设计基准设计基准是设计工件时采用的基准。例如轴套类和轮盘类零件的中心线。轴套类和轮盘类零件都是属于回转体类，通常将径向设计基准设置在回转体轴线上，将轴向设计基准设置在工件的某一端面或几何中心处。2）加工定位基准加工定位基准即在加工中工件装夹定位时的基准。数控车床加工轴套类及轮类零件的加工定位基准只

27、能是被加工件的外圆表面、内圆表面或零件端面中心孔。3）测量基准被加工工件各项精度测量和检测时的基准。机械加工工件的精度要求包括尺寸精度、形状精度和位置精度。尺寸误差可使长度测量量具检测；形状误差和位置误差要借助测量夹具和量具来完成。在数控车削加工中尽量使得工件的定位基准与设计基准重合。尽量使工件的加工基准和工件的定位基准与工件的设计基准重合，是保证工件加工精度的重要前提条件。（2）数控车床定位基准的选择定位基准的选择包括定位方式的选择和被加工件定位面的选择。在数控车削加工中，较短轴类零件的定位方式通常采用一端外圆固定，即用三爪卡盘、四爪卡盘或弹簧套固定工件的外圆表面，此定位方式对工件的悬伸长度

28、有一定限制，工件悬伸过长会在切削过程中产生变形，工件悬伸过长还会增大加工误差甚至掉活。对于切削长度较长的轴类零件可以采用一夹一顶，或采用两顶尖定位。在装夹方式允许的条件下，零件的轴向定位面尽量选择几何精度较高的表面。3.刀具的选择数控车床一般采用机夹可转位刀具，所用的刀具，要求有可靠的断屑性能，足够的耐用，刀片转位后有精确的重复定位精度，刀片要有足够的夹紧可靠性，此外，由于数控车床功率比较大，刚性强，要求刀具寿命较长，质量相对稳定，因此，对刀片材料的要求高，以保证刀具寿命，一般情况下大多使用涂层刀片。3.1刀具材料的选择刀片材料要根据零件材料及热处理后的材料性能合理选用。对与一般低碳钢，低碳低

29、合金钢的加工刀片材料可以选择普通硬质合金或超微粒子硬质合金材料，在国际标准中（ISO），硬质合金通常分为三大类，即K、P、M分别相当与我国国标中的YG、YT YW类。通常情况下又分别在K、P、M三种代号后附加上01、05、20、40、50等数字进行更进一步细分。一般来讲数字越小者硬度更高，但 韧性降低，数字越大韧性高但硬度降低。一般情况下K类主要用于加工铸铁、有色金属及非金属材料；P类主要用于加工普通钢；M类主要用于加工难加工钢，铸铁及有色金属。超微粒子硬质合金适合加工不锈钢、高锰高及耐热钢，选用时可结合具体加工工艺参数合理选择。在数控车削中，为提高刀具寿命，实际应用中大多使用涂层刀具材料。涂

30、层刀具是在韧性较好的工具表面涂上一层耐磨损，耐溶着、耐反应的物质，使刀具在切削中同时具有硬而不易破损的性能。涂层的方法分为两大类，一为物质涂层PVD，另为化学涂层CVD，一般来说，物理涂层是在550以下将金属和气体离子化后喷涂在工具表面；而化学涂层则是将各种化合物通过化学反应来沉积在工具上形成表面皮膜，一般普遍采用中温涂层，温度控制在800左右。用于涂层常见的材料有Tic、TiN、TiCN、AI2O3等陶瓷材料，涂层厚度为5?15um。由于这些陶瓷材料都具有耐磨损（硬度高），耐化学反应等性能。所以涂层刀具是数控机床最为广泛使用的刀具类型，从非金属、铝合金、到铸铁钢以及高强度钢、高硬度钢和耐热合

31、金、钛合金等难加工材料的切削中均可使用，比普通较硬质合金的性能要好，性能价格比较高，是数控机床用刀具材料的首选。对于普通钢材，优先选择涂层刀片，高速连续切削选用涂层厚度为515um多为CVD法制造刀片。冲击较强的断续切削时，要求涂膜的附着强度以及涂层对工具的韧性不会产生太大的影响，所以选择涂层厚度为2?3um左右采用PVD涂层的刀片。对于普通灰铸铁加工来讲，线速度小于300m/min以下宜采用涂层硬质合金，线速度300?500m/min以内可采用陶瓷刀具。3.2常用的车刀选用3.2.1外圆、端面车刀的选用加工外圆及台阶是刀片的形状有刀尖角为80°菱形刀片，55°菱形刀片，圆

32、形刀片，方形刀片，等边三角形刀片和35°菱形刀片，其标准后角通常有0°、7°、11°、25°、30°等几种规格。主偏角主要有45°、50°、60°、75°、85°、90°、93°、95°等形式。一般情况下加工台阶轴类零件宜采用装有80°菱形刀片的95°车刀，这种车刀的特点是前角和副偏角较大，摩擦小，消振散热性好，不易拉毛零件表面，加工外圆或端面都很好用。粗加工外圆或端面则可采用装80°菱形刀片的车刀，这时不用80°刀

33、尖而是用100°刀尖的菱形刀片，这样不但进一步提高刀尖的强度，而且还提高了刀片的利用率有效提高粗加工时的加工效率。重切削时应考虑选择圆形刀片，以满足切削要求，提高加工效率。断屑槽形式选用应结合粗、精加工，切削用量，切削连续性等方面合性选用。标准刀杆截面通常为矩形、正方形和圆性三种，从成本和使用方便性上考虑，应优先采用正方形截面刀杆，刀杆的标准长度32?500mm，一般情况下，为提高切削过程的刀具刚度，在能够满足加工需要，又不会与零件其他部位产生干涉的情况下，刀杆长度不宜过长。刀杆结构还要根据零件加工时的走刀方向，选择左手刀或右手刀。选择刀片角度和刀杆结构和连接形式时，要充分考虑零件的

34、结构特点，以避免零件加工时刀具与零件其他部位产生干涉。刀片主要装夹形式同前所述，采用正方形刀片的刀具具有结构简单，制造工艺好等优点。80°-84°角菱形刀片，刀尖和刀边抗破损的能力最强。3.2.2孔加工刀具的选用加工内孔时，最常采用装有80°菱形刀片的95°车刀或采用装有60°三角形刀片的91°车刀。若加工内孔径比外空径大的台阶孔时宜采用装有55°菱形刀片的110°车刀，这样在加工大内径台阶孔时，可避免与零件直径小的内孔发生干涉。为了防止切削拉毛零件加工表面，刀片断屑槽的选择一定要合理，要求选用槽性较窄有多级断屑槽

35、或点式断屑槽等断屑性能好的刀片。选择刀片角度和刀杆结构和连接形式时，要充分考虑零件内孔的结构特点，避免零件加工时刀具与零件发生干涉。一般情况下，只要不影响排屑，应尽量选择刚性较好的车刀，由于圆形刀杆比方形刀杆截面积大些，刀具刚性好，并且刀尖还能与刀杆轴线在同一平面内，所以应优先选择圆形刀杆加工内孔。对于一些精度要求高，变形要求小的零件加工，应考虑选用带冷却孔的刀杆，以降低加工过程中的切削热，减少零件变形。3.2.3切槽刀具的选用标准切槽刀一般分为双刃单面结构、按工艺方法不同主要分为径向、轴向、切断三种类型。通常情况下，切槽刀大多为成形刀，刀头形状根据零件上槽的形状可分为直切槽刀和圆弧切槽刀也可

36、根据零件需要定做特殊槽型和复合刀具。在使用切槽刀车削内槽时，为使排屑方便，防止切屑拉毛零件，应充分考虑断屑槽的形状。切槽刀的刀杆结构形式较多，刀片夹紧形式主要有两种，即自夹式夹紧和螺钉上压式压紧结构。采用螺钉上压式方式用与大直径零件的切断。刀片深槽，采用螺钉上压式用于小直径零件的切断。刀片主要形式有单头刀片和双头可转位刀片，刀杆形式要避免与零件发生干涉，降低振动的前提下，要满足加工质量，确保刚性，降低车削振动、经济实惠。的原则合理选用。3.2.4螺纹加工刀具的选用车螺纹刀片按切削形式可以分为切顶槽型螺纹刀片和非切顶槽螺纹刀片；按螺纹标准分为米制和英制两种形式，按加工特点可分为内、外螺纹刀片、按

37、螺纹线方向分为正、反螺纹。刀片结构主要分为两刃单面和三刃单面两种形式。通常情况下应尽量选用可重磨底面带有120V形定位面的切顶型升刃单面式刀片，为减少切削刀和振动力，刀片应选择正面前角结构，刀片的其他角度要结合上述不同情况区别选用。螺纹刀杆分方形和圆形截面两种类型，前者价格较低，后者刚性和加工精度较好，刀片与刀杆连接时需要增加力垫，刀杆按照螺纹旋线方向为标准型反向型，一定要根据零件螺纹旋线方向合理选用。除以上刀具外，在一些特殊的形状车削时，还引用到成型车刀。3.3该零件加工所用的刀具查阅机械加工常用刀具数据，确定该零件所需的刀具如表3-1所示。表3-1 数控车削加工刀具卡刀具号待加工表面刀具名

38、称刀具规格刀具规格刀具材料T0101车端面端面车刀45°端面车刀5mm×25mm硬质合金T0202粗车外圆外圆车刀90°外圆车刀25mm×25mm硬质合金T0303精车外圆外圆车刀84°外圆车刀25mm×25mm硬质合金T0404切外槽切槽刀刀宽3mm25mm×25mm硬质合金T0505车内螺纹外螺纹车刀60°外螺纹车刀25mm×25mm硬质合金T0606车内孔车镗刀60°镗刀16mm硬质合金T0707钻底孔麻花钻25mm莫式锥柄高速钢4.工艺路线及其工艺卡片4.1工艺路线的确定4.1.1表面加

39、工方法的选择选择表面加工方法时，一般先根据表面的加工精度和表面粗糙度要求，选定最终加工方法，然后再确定精加工前的准备工序的加工方法，即确定加工方案。由于获得同一精度和同一粗糙度的方案有好几种，选择时还要考虑生产率和经济性，考虑零件的结构形状、尺寸大小、材料和热处理要求及工厂的生产条件等。该零件的表面加工方法如下：（1）外圆的加工方法 粗车精车。（2）内孔轮廓的加工方法 钻粗镗精镗。（3）槽的加工方法 粗切精切。4.1.2加工顺序的安排数控车削加工顺序应按照一下原则进行。（1）基面先行原则 用作基准的表面应优先加工出来，因为定位基准的表面越精确，装夹误差就越小。故第一道工序一般是进行定位面的粗加

40、工和半精加工(有时包括精加工)，然后再以精基准加工其他表面。加工顺序安排遵循的原则是上道工序的加工能为后面的工序提供精基准和合适的夹紧表面。（2）先粗后精 切削加工时，应先安排粗加工工序，在较短的时间内，将精加工前大量的加工余量去掉，同时尽量满足精加工的余量均匀性要求。在安排可以一刀或多刀进行的精加工工序时，其零件的最终轮廓应由最后一刀连续加工而成。为充分释放粗切加工时残存在工件内的应力，在粗、精加工工序之间可适当安排一些精度要求不高部位的加工。如切槽、倒角、钻孔等（3）先近后远 尽可能采用最少的装夹次数和最少的刀具数量，以减少重新定位或换刀所引起的误差。一次装夹的加工顺序安排是先近后远，特别

41、是在粗加工时，通常安排离起刀点近的部位先加工，离起刀点远的部位后加工，以便缩短刀具移动距离，减少空行程时间。对于车削加工，先近后远有利于保持毛坯件或半成品件的刚性，改善其切削条件。（4）先内后外，内外交叉 对既有内表面(内腔)，又有外表面需加工的零件，安排加工顺序时，应先进行内、外表面的粗加工，后进行内、外表面的精加工。切不可将零件上一部分表面(外表面或内表面)加工完毕后，再加工其它表面(内表面或外表面)。4.1.3工艺路线的确定根据其表面加工方法及加工顺序的原则，确定该零件的工艺路线如下：工序：粗车端面、外圆、打中心孔。 工步1 夹毛坯外圆粗车一头端面及外圆，打中心孔。 工步2 夹上步粗车后

42、的外圆，粗车另一头端面及外圆，打中心孔。工序：卡盘加顶尖装夹，车右端大外圆。 工步1 粗车右端外圆 、中间锥面、螺纹大径。 工步2 精车右端外圆 、中间锥面、螺纹大径。 工步3 切螺纹退刀槽。 工步4 车外螺纹。工序：夹右端外圆，将左端向外伸出44 mm,车左端外圆，中间圆弧段。钻、镗内孔。 工步1 粗车左端外圆、中间圆弧段、倒圆角。 工步2 精车左端外圆、中间圆弧段、倒圆角。 工步3 钻底孔。 工步4 粗镗内孔工步5 精镗内孔。4.2工艺卡片的制定数控加工工艺文件一般包括机械加工工艺过程卡片和数控加工工序卡片，它们指引者加工操作人员进行加工，是机械加工工艺规程设计中必不可少的部分，其填写过程

43、包括以下几个方面。（1）工艺文件的校核；（2）工艺文件的会签；（3）工艺文件的批准；（4）工艺文件的更改。该零件的工艺卡片如下列表所示。表4-1 机械加工工艺过程卡机械加工工艺过程卡零件名称轴套材料45钢毛坯尺寸52×108mm序号工序名称工序内容车间设备工装下料裁剪毛坯实训中心切割机数车粗车端面、外圆、打中心孔实训中心华中数控三爪自定心卡盘数车车右端大外圆、锥面、螺纹及槽实训中心华中数控三爪卡盘、尾座顶尖数车车左端锥面、钻、镗内孔、中间凹圆弧段。实训中心华中数控三爪卡盘、尾座顶尖终检检验各尺寸是否合格检验室表4-2 工序的数控加工工序卡数控加工工序卡零件名称夹具名称使用设备工序号程

44、序编号O0001轴套三爪定心卡盘华中数控车床工步号工序内容 刀具号刀具名称背吃刀量mm主轴转速r/min进给速度mm/r量具 备注1粗车右端面外圆、中间锥面、螺纹大径T020295°外圆车刀1.57000.2游标卡尺自动2精车外圆、中间锥面、螺纹大径T030390°外圆车刀1.58000.1游标卡尺自动3切螺纹退刀槽T04043mm外槽刀0.05+6000.08自动4车M24外螺纹T050560°外螺纹车刀7000.15游标卡尺自动5检验表4-4 工序的数控加工工序卡数控加工工序卡零件名称夹具名称使用设备工序号程序编号O0002轴套三爪定心卡盘广州数控车床工步号工

45、序内容刀具号刀具名称背吃刀量mm主轴转速r/mm进给速度mm/r量具备注1车端面T010145°端面车刀18000.1游标卡尺自动2粗车左端外圆T020295°外圆车刀1.57000.2游标卡尺自动3精车左端外圆、中间圆弧段T030390°外圆车刀1.58000.1游标卡尺自动4孔手动钻孔T070725mm麻花钻304000.1游标卡尺手动5粗镗内孔T060660°镗刀1.57000.2游标卡尺自动6精镗内孔T060660°镗刀1.58000.1游标卡尺自动7检验5.数控编程5.1数控编程的定义及分类5.1.1数控编程的定义编程是将加工零件的加

46、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。5.1.2数控编程的分类数控编程又可分为手工编程和自动编程两类。手工编程时，整个程序的编制过程是由人工完成的。这要求编程人员不仅要熟悉数控代码及编程规则，而且还必须具备有机械加工工艺知识和数值计算能力。对于点位加工或几何形状不太复杂的零件，数控编程计算较简单，程序段不多，手工编程即可实现。自动编程是用计算机把人们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，就是说数控编程的大部分工作

47、有计算机来实现。5.1.3编程方法的选择该零件的刀具轨迹路径主要由直线、圆弧组成，坐标点尺寸计算方便，故采用手工编程的方式编制其加工程序。5.2编程原点的确定该零件为规则的回转型零件，其坐标原点可设在轴的两端面中心上，这样方便编程坐标的计算。其坐标原点如图5.1所示。图5.1 坐标原点5.3加工程序清单5.3.1工序的加工程序清单程序解释说明O0001 程序号 （ 右端加工）N02 T0202（95°外圆车刀）换2号刀N04 M03 S700;主轴正转，转速700r/mmN06 M08;切削液开N08 G00 X52 Z2;快速运动至循环起点N10 G71 U1.5 R1;建立G71

48、切削循环N12 G71 P22 Q38 W0 F0.2; 设定起始程序段，进给量0.2mm/rN14 G00 X100 Z100快速运动至换刀位置N16 T0303（90°外圆车刀）换3号刀N18 G00 X52 Z2 S800;快速运动至循环起点,转速800 r/mmN20 X16 Z2;靠近工件N22 G01 X20 Z-1 F0.1;倒角，进给量0.1mm/rN24 Z-15;切削进刀N26 X22 ；径向进刀N28 X24 Z-16;倒角N30 Z-35；车螺纹大径N32 X30； 径向进刀N34 X38 Z-51;车锥面N36 Z-71；切削进刀N38 X52;退刀N40

49、G70 P22 Q38;精车N22至N38之间程序段N42 G00 X100 Z100;快速运动至换刀位置N44 T0404；(3mm切槽刀)换4号刀N46 G00 X30 Z-35 S600; 快速运动到第一切槽点，转速700r/mmN48 G01 X20 F0.08;切槽第一刀，进给量0.08 mm/rN50 X30;退刀N52 Z-30；快速运动至第二个切槽点N54 X20; 切槽第二刀N56 Z-35;轴向进刀N58 G00 X100;退刀N60 Z100;退刀N62 T0505；(螺纹刀)换5号刀N64 G00 X26 Z1.5 S700;快速运动至循环起点,转速700 r/mmN6

50、6 G92 X23.2 Z30 F1.5;切螺纹第一刀，进给量0.15 mm/rN68 X22.6;切螺纹第二刀N70 X22.396;切螺纹第刀三N72 G00 X100 Z100;退刀N74 M05;主轴停止N76 M30;程序结束5.3.2工序的加工程序清单程序解释说明O0002程序号N02 T0101;（45°端面车刀）换1号刀N04 M03 S700;主轴正转，转速700 r/mmN06 M08;切削液开N08 G00 X54 Z2;快速运动至循环起点N10 G01 X30 F0.1; 径向进刀N12 G00 X54;快速退刀N14 Z0;轴向进刀N16 G01 X30;径

51、向进刀N18 G00 X100 Z100; 快速运动至换刀点N20 T0202; （95°外圆车刀）换2号刀N22 X54 Z2;快速运动至循环起点N24 G71 U1.5 R1;建立G71车削循环N26 G71 P28 Q50 U0.5 W0 F0.2;设定起始程序段，精车余量0.2 mm/rN28 G00 X100 Z100;快速运动至换刀点N30 T0303 （90°外圆车刀）换3号刀N32 G00 X30 Z2 S800快速运动至循环起点，转速800 r/mmN34 G01 Z0 F0.1;靠近工件，进给量0.1 mm/rN36 X46;径向进刀N38 G03 X4

52、8 Z-1 R1;精车半径为R1的圆角N40 Z-7;轴向进刀N42 G02 X48 Z-27 R20;精车半径为R20的中间圆弧N44 Z-33;轴向进刀N46 G03 X46 Z-34 R1;精车半径为R1的圆角N48 Z-36;退刀N50 X54退刀N52 G70 P28 Q50;精车N28至N50之间程序段N54 G00 X100 Z100;快速运动至换刀点N56 T0606;( 60°镗刀)换6号刀N58 G00 X15 Z2;快速运动至循环起点N60 G71 U1.5 R1;建立G71车削循环N62 G71 P64 Q76 U-0.5 W0 F0.2;设定起始程序段，精车

53、余量0.2 mm/rN64 G00 X41 S800;靠近工件，转速800 r/mmN66 G01 X35 Z-1 F0.1;倒角N68 Z-15轴向进刀N70 X28;径向进刀N72 Z-27;退刀轴向进刀N74 X15;径向进刀N76 G00 Z5;退刀N78 G70 P64 Q76;退刀精车N64至N76之间程序段N80 G00 X100退刀N82 Z100;退刀N84 M05;主轴停止N86 M30;程序结束6.仿真加工仿真加工的目的是为了校验所编制的程序是否有误。下面运用斯沃数控仿真软件V6.20版对程序进行仿真加工。其操作界面（FANUC OiT）如图6.1所示。图6.1 FANUC OiT操作面板首先新建一个文本文档，将上一章中的程序清单复制并粘贴至文本文档内，然后保存成扩展名为.CNC（或NC）文件。然后打开仿真软件，对机床进行回零，然后按下编辑按钮，再单击程序，在操作面板中输入O7788，按下“插入”键