数控车削零件加工毕业论文.doc

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1、摘 要中国在加入世界贸易组织后在新一轮国际产业结构变革中我国正逐步成为全球制造业的重要基地之一。“以信息化带动工业化，发挥后发优势，推动社会生产力的跨越式发展”是国家发展战略；应用高新技术，特别是信息技术改造传统产业，促进产业结构优化升级，将成为今后一段时间制造业发展的主题之一。科学技术领域中以数控技术为先导的先进制造技术正以前所未有的速度向前发展。先进数控技术显示出对经济发展的巨大推动作用而被世界上发达国家列为重点支持和发展与信息科学、材料科学、生命科学一起列为当今四大支柱科学技术。数控技术是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。它所控制的通常是位置、角度

2、、速度等机械量和与机械能量流向有关的开关量。数控的产生依赖于数据载体和二进制形式数据运算的出现。1908年，穿孔的金属薄片互换式数据载体问世；19世纪末，以纸为数据载体并具有辅助功能的控制系统被发明；1938年，香农在美国麻省理工学院进行了数据快速运算和传输，奠定了现代计算机，包括计算机数字控制系统的基础。数控技术是与机床控制密切结合发展起来的。1952年，第一台数控机床问世，成为世界机械工业史上一件划时代的事件，推动了自动化的发展。现在，数控技术也叫计算机数控技术，目前它是采用计算机实现数字程序控制的技术。这种技术用计算机按事先存贮的控制程序来执行对设备的控制功能。由于采用计算机替代原先用硬

3、件逻辑电路组成的数控装置，使输入数据的存贮、处理、运算、逻辑判断等各种控制机能的实现，均可通过计算机软件来完成。数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，他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。关键词：数控技术，数控加工，工艺分析目 录第1章 数控加工切削基础11.1 数控车削加工的对象11.2 数控车削的加工特点11.2.1 适应能力强，适于多品种小批量零件的加工11.2.2 工精度高，一致性好11.2.3 具有较高的生产率和较低的加工成本11.2.4 批量生产21.2.5

4、 单件生产21.3 刀具的选择及切削用量的确定21.3.1 刀具与工艺方案的关系21.3.2 刀具的选择原则21.3.3 切削用量的确定2第2章 工艺分析32.1 分析零件图样32.2 小主轴的分析32.3 毛坯的选择52.4 数控车削加工安装方式52.4.1 零件的装夹52.4.2 两顶尖拨盘62.5 工艺基准的选择72.5.1 设计基准72.5.2 定位基准72.5.3 测量基准92.6 加工路线的确定92.6.1 加工方法的选择92.6.2 加工阶段的划分102.6.3 加工工序的划分102.7 加工刀具的选择112.7.1 车削刀具类型112.7.2 刀具参数设置122.7.3 小主轴

5、的刀具选择12第3章 切削用量的选择与确定143.1 确定合理切削用量的意义143.2 选择切削用量的一般原则143.3 切削用量的确定与计算153.3.1 切削深度（ap）的确定153.3.2 主轴转速的确定163.3.3 进给速度的确定16第4章 数控车床的编程174.1 数控车床的编程特点174.2 数控程序应注意的问题21第5章 结 论22第6章 致 谢23第7章 参考文献24第1章 数控加工切削基础1.1 数控车削加工的对象数控车床是当前使用最广泛的数控车床之一，它主要用于加工精度要求高，表面粗糙度好、轮廓形状复杂的轴类、盘类等回转体领奖；能够通过程序控制自动完成内圆柱面、锥面、圆弧

6、、螺纹等工序的切削加工，并进行切槽，钻、扩、绞孔等工作。而近几年来研制的数控车削加工中心和数控铣削加工中心，使得在一次装夹中可以完成更多的加工工序，提高了加工质量和生产效率，因此还使用了复杂形状的回转类零件的加工。回转体零件分国轴套类、轮盘类和其他类几种、轴套类和轮盘类零件它区分在于长径比，一般长径比大于1的零件视为轴类零件，长径比小于1的零件视为轮盘类零件，轴套类零件的长度大天直径，轴套类零件的加工表面大多是内外圆周面。圆周面轮廓可以是与工轴平行的直线，切削形成台阶轴，轴上可以螺纹和退刀槽等，也可以是斜线，切削形成锥面或锥螺纹，还可以圆孤或曲线（用参数方程编程），切削形成曲面。轮盘类零件的直

7、径大于长度，轮盘类零件的加工表面多是端面，端面的轮廓也可以是直线，斜线、圆孤、曲线和端面螺纹，锥面螺纹等。数控车床与普通车床一样，装上特殊卡盘就可以加工偏心轴或在箱体板材上加工扎或圆柱。1.2 数控车削的加工特点1.2.1 适应能力强，适于多品种小批量零件的加工在传统的自动或自动车床上加工一个新零件，一般需要调整机床或机床附件，以使机床适应加工零件的要求；而使用数控车床加工不同形状的零件时只要重新编制或修改加工程序（软件）就可以迅速达到加工要求，大大缩短了更换机床硬件的技术准备时间，因此适用于多种、单件或小批量加工。1.2.2 工精度高，一致性好由于数控机床集机、电等高新技术为一体，加工精度普

8、遍高于普通机床。数控机床的加工过程是由计算机根据预先输入的程序进行控制的。这就避免了因操作者技术水平的差异而引志的产品质量的不同。对于一些具有复杂形式的工件，必要是还可以用计算机辅助编程或计算机辅助加工。另外数控机床的加工过程不受体力、情绪变化的影响。1.2.3 具有较高的生产率和较低的加工成本机床生产率主要是指加工一个零件所需要的时间，其中包括机动时间和辅助时间。数控车床的主轴转速和进给速度变化范围很大，并可无级调速，加工时可选用最佳的切削速度和进给速度，可实现恒转速和恒切速，以使切削参数最优化，这就大大地提高了生产率，降低了加工成本，尤其对大批量生产的零件，批量越大，加工成本越低。1.2.

9、4 批量生产对于批量生产，特别是大批量生产，在保证加工质量的前提下要突出加工效率和加工过程的稳定性，其加工工艺与单件小批量不同。例如夹具选择、走刀路线安排、刀具排列位置和使用顺序都要仔细斟酌，有关内容在相关章节中具体介绍。1.2.5 单件生产与批量生产相对的是单件生产。单件生产的最大特点是要保证一次合格北，特别是具有复杂形状和高精度要求的工作。在单件生产中与成功率相比，效率退居其次。单件生产所使用的数控工艺在走刀路线、刀具安排、换刀点设置等方面不同于批量生产。与批量生产相比，单件生产要避免过长的生产准备时间。1.3 刀具的选择及切削用量的确定1.3.1 刀具与工艺方案的关系专用机床刀具，是专用

10、机床主要组成部分之一。刀具的选用、设计、制造正确与否，对机床的加工精度和效率有着重要影响。在专用机床上常采用多刀，复合刀具及特种刀具，从而使工序集中，机床结构简化，提高产品质量和生产效率。1.3.2 刀具的选择原则（1）如果条件允许，应该首先选取标准刀具；（2）为提高工序集中程度，或达到更高的精度，可采用复合刀具。但在确定复合刀具结构时，应尽可能采用组装式复合刀具。1.3.3 切削用量的确定（1） 切削速度式中： D工件或刀具的外径（mm）；n工件或刀具的每分钟转速（转/每分）。（2） 吃刀深度式中： D待加工表面直径（mm） d已加工表面直径（m）第2章 工艺分析2.1 分析零件图样分析零件

11、图样是进行工艺分析的前提,它将直接影响零件加工程序的编制与加工。分析零件图样主要考虑以下几方面。1构成零件轮廓的几何条件由于设计等多方面的原因，可能在零件图样上出现构成零件加工轮廓的数据不充分、尺寸模糊不清等缺陷，这样会增加编程的难度，有时甚至无法编程。（1）零件图上漏掉某尺寸，使其几何条件不充分，影响到零件轮廓的构成。（2）零件图上的图线位置模糊或尺寸标注不清，使编程无法下手。（3）零件图上给定的几何条件不合理，造成数学处理困难。2尺寸精度要求分析零件图样尺寸精度的要求，以判断能否利用车削工艺达到，并确定控制尺寸精度的工艺方法。在该项分析过程中，还可以同时进行一些尺寸的换算，如增量尺寸与绝对

12、尺寸及尺寸链计算等。在利用数控车床车削零件时，常常对零件要求的尺寸取最大和最小极限尺寸的平均值作为编程的依据。3形状和位置精度要求零件图样上给定的形状和位置公差是保证零件精度的重要依据。加工时，要按照其要求确定零件的定位基准和测量基准，还可以根据机床的特殊需要进行一些技术性处理，以便有效的控制零件的形状和位置精度。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依据。5材料与热处理要求零件图样上给定的材料与热处理要求，是选择刀具、机床型号、确定切削用量的依据。2.2 小主轴的分析1、小主轴为纺织机械上的易损件。由于零件的轨迹曲线复杂，精度要求

13、高，所以选择在数控车床上进行加工。2、数控加工前的零件预加工小主轴由圆弧、圆锥、圆柱构成，根据工件形状的特点，使用一把90偏角的外圆车刀就可以完成零件的粗加工。对于轴类工件来说，毛坯一般有铸件、锻件和圆棒料等，此零件用棒件。根据图样尺寸，尽量先将毛坯加工成台阶轴，然后再看哪里余量大（一般在圆锥部分和圆弧部分余量较大），使用适当的方法尽快去除。粗车时，按切削三要素的要求，采取大的切削深度，大的走刀量，适当的切削速度，在较短的时间内去除余量。零件毛坯在热处理前先进行粗加工，为数控车削加工工序提供可靠的工艺基准：用车床三爪卡盘装夹零件，零件的各内孔、外圆以及所在的端面均留5mm6mm余量；经调质处理

14、后进行的半加工工序中，先用三爪卡盘装夹零件右端s45外圆及所在端面，半精加工零件左端各部分外圆及其所在端面，各部分留精车余量1.6mm；完成16内孔的车削，并精车、研磨零件左端中心孔；再掉头用三爪卡盘装夹左端外圆，半精车加工零件右端各外圆及其所在端面，各部分留精车余量1.6mm，并精车、研磨零件右端中心孔；然后在钻床上完成49的钻孔加工。数控编程任务书见表21。表21 数控编程任务书工艺处数控编程任务书产品零件图号02000-20任务书编号零件名称小主轴CK-2001-2使用数控设备数控车床共1页底1页主要工艺说明及技术要求：数控车削加工零件上各轨迹曲线尺寸的精度达到图纸要求，详见产品工艺卡。

15、技术要求见零件图。收到编程时间月 日经手人编制审核编程审核批准3、图纸分析（1）加工内容零件加工包括：车端面、外圆、侧角、圆孤、螺纹等（2）工件坐标系该零件在加工中需要二次掉头装夹加工，以图低上进行尺寸标注分析，应设置两个工件坐标系，两个工件坐标第的工件原点均应选定在零件装夹后的右端面（精加工）2.3 毛坯的选择形状复杂的毛坯，一般用铸造方法制造。薄壁零件不宜用砂型铸造；中小型零件可考虑用先进铸造方法；大型零件可用砂型铸造。一般用途的阶梯轴，如各台阶直径相差不大，可用圆棒料；如各台阶直径相差较大，为减少材料消耗和机械加工的劳动量，则宜选择锻件毛坯。尺寸大的零件一般选择自由锻造；中上型零件可选择

16、模锻件。综合以上条件以及考虑零件材料的工艺性，零件的结构形状和外形尺寸，生产类型和生产条件分析，此零件应用铸件45钢毛坯尺寸95250零件的径向尺公差0.01mm，角度公差0.1.2.4 数控车削加工安装方式2.4.1 零件的装夹在数控机床加工中，零件定位安装的基本原则与卧式车床相同。但为了提高数控车床的效率，除了采用三爪自定心卡盘外，数控车床中还有许多相应的夹具，它们主要分为两大类，即用于轴类零件的夹具和用于盘类零件的夹具。（1）用于轴类零件的夹具数控车床加工轴类零件时，毛坯装在主轴顶尖和尾座顶座之间，由主轴上的拨动卡盘或拨齿带动旋转。这类夹具在粗车时可以传递足够大的转矩，以适应主轴高速旋转

17、车削。（2）用于盘类零件的夹具这类夹具适用于无尾座的卡盘式数控车床上.用于盘类零件的夹具主要有可调卡爪卡盘和快速可调卡盘。（3） 数控车削加工安装方式为了保证加工精度，零件采用双顶尖、鸡心夹方式进行定位安装。数控加工工件安装和零点设定卡见表2-2。表2-2 数控加工工件安装和零点设定卡零件图号02000-20数控加工工件安装和零点设定工序号零件名称小主轴装夹次数1次编制日期批准(日期)第 页序号夹具名称夹具图号共 页双顶尖鸡心夹2.4.2 两顶尖拨盘两顶尖定位的优点是定心正确可靠，安装方便。主要用于精度要求较高的零件加工。顶尖的作用是进行工件的定心，并承受工件的重量和切削力。顶尖分前顶尖和后顶

18、尖。前顶尖插入主轴锥孔内，后顶尖插入尾座套筒。两顶尖装夹工件时的安装为：先使用对分夹头或鸡心夹头夹紧工件一端的圆周，再将拨杆旋入三爪卡盘，并使拨杆伸向对分夹头或鸡心夹头的端面，车床主轴转动时，带动三爪卡盘转动，随之带动拨杆同时转动，由拨杆拨动对分夹头或鸡心夹头，再拨动工件随三爪卡盘的转动而转动。两顶尖只对工件有定心和支撑作用。工件旋转必须通过对分夹头或鸡心夹头的拨杆带动。利用两顶尖定位还可以加工偏心工件。使用两顶尖装夹工件时的注意事项：前后顶尖的连线应该与车床主轴中心线同轴，否则会产生不应有的锥度误差。尾座套筒在不与车刀干涉的前提下，应尽量伸出短些，以增加刚性和减小振动。中心孔的形状应正确，表

19、面粗糙度应较好。在轴向精确定位时，中心孔倒角可以加工成准确的圆弧形倒角，并且以该圆弧形倒角与顶尖锥面的切线为轴向定位基准来进行定位。两顶尖中心孔的配合应该松紧适当。2.5 工艺基准的选择2.5.1 设计基准轴套类和轮盘类零件都属于回转体类，通常径向设计基准在回转体轴线上，轴向设计基准在工件的某一端面或几何中心处。2.5.2 定位基准定位基准选择要考虑到基准重合的原则，尽可能避免或减少因基准不重合而产生的误差。定位基准在最初的工序中是铸造、锻造或轧制等得到的表面，这种未经加工的基准称为粗基准。用粗基准定位加工出光洁的表面以后，以后的工序就应当尽量用这种加工过的表面定位。这种加工过的定位基准称为精

20、基准。另外，当零件上没有合适的表面作定位基准时，为了便于安装和易于获得所需的加工精度，可在工件上特意作出专门供定位用的表面，这种定位基准称为辅助基准。(1)粗基准的选择粗基准的选择影响各加工面的余量分配及不需加工表面与加工表面之间的相互位置，而这两方面的要求常常是相互矛盾的，因此在选择粗基准时，必须首先明确哪一方面的要求是主要的。1）如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面之间的相互位置要求，则应以不加工表面作为粗基准。如果在工件上有很多不需加工的表面，则应以其中与加工面的相互位置要求较高的表面作粗基准。2）如果必须首先保证工件某重要表面的余量均匀时，应选择该表面作为粗基准。3）选择粗基准时

21、，必须考虑定位准确、夹紧可靠以及夹具结构简单、操作方便。为了保证定位准确、夹紧可靠，首先要求选用的粗基准尽可能平整，光洁和有足够大的尺寸，不允许有锻造飞边、铸造浇冒口或其它缺陷，不能选用分型面作为粗基准；此外，还必须注意到铸造偏箱及泥芯移动等缺陷。4）如果能用精基准定位时，则粗基准一般不应重复使用。当毛坯精度较低时，如果在两次安装中重复使用同一粗基准，就会造成误差（有时可达几毫米）。因此，一般情况下粗基准只能使用一次。在用粗基准定位加工出其它表面后，就应以加工出的表面作精基准来进行其它工序的加工。（2）精基准的选择精基准的选择，主要考虑的问题是如何保证加工精度和安装准确、方便。因此精度基准时，

22、一般应遵循下列原则。1）最好直接用设计基准作精基准，以便消除基准不重合误差。如果在工艺上实现有困难时，也应尽可能缩短工艺尺寸链或采取适当的工艺措施。当用设计基准定位有困难，或者在加工次要表面时，为了简化夹具结构，也可以采用非设计基准的表面作精基准，但要尽量减少基准的转换，以减少基准多次不重合带来的误差。2）工件以某一精基准定位，可以比较方便地加工其余各表面时，应 尽早地在开始几到工序中就把这个基准面加工出来，并达到一定精度，以后各道工序（或大部分工序）都以它为精基准，此即所谓统一基准原则。选作统一基准的表面，一般都应是面积较大、精度较高的平面、孔以及其它距离较远的几个面的组合。例如：零件一般都

23、用一个较大的平面和两个距离较远的孔作精基准。没有孔的零件有时用大平面加两个与大平面垂直的边作精基准，或再专门加工出两个孔作精基准；轴类零件一般常用两个顶尖作精基准；盘类零件因有比较大的端面，故常用一个端面加一个短孔作精基准；如果零件有直径较大而长径比也较大（在1.5以上）的孔，则可用长孔加一个止推端面作精基准。采用统一基准的原则有一系列的优点，它不但可以简化工艺过程的制定及统一夹具设计，而且还可以避免基准转换所带来的误差。但使用统一基准时并不排斥个别工序采用其它基准。例如，当统一基准与设计基准不重合时，可能因基准不重合而达不到图纸要求的位置或距离精度时，就应直接用设计基准定位来保证。 3）精基

24、准时，必须考虑定位准确、夹紧可靠，以及夹具结构简单、操作方便。首先作为精基准的表面面积应尽可能大一些，从而使定位精度高一些，工件安装更方便可靠些，变形也小些。当工件上几个加工面之间有相互位置要求时，应该首先加工其中面积较大的表面，然后再以该面作精基准加工其它表面。由于工件的装配基准一般面积都比较大，定位夹紧比较方便可靠，因此利用装配基准定位，不论从定位精度还是从受力变形上来看，往往都是最好的，因此应尽量采用装配基准的精基准。在大批大量生产中，由于可采用专用夹具，因此以外圆作精基准加工内孔时，同样可以保证所需的精度要求。 4）选择精基准时，有时还要遵循互为基准、反复加工的原则。车床主轴主轴颈和锥

25、孔的同轴度要求很高，因此也常采用互为基准反复加工的方法来达到。5）选择精基准时，有时还要遵循自为基准的原则。既有 的精加工或光整加工工序要求余量尽量小而均匀，在加工时，就应选择加工表面本身作为精基准；而该加工表面与其它表面之间的位置则要求由先型工序保证。必须指出，基准选择问题不能单单考虑本工序定位夹紧是否合适，而应结合整个工艺路线进行统一考虑，使先行工序为后续工序创造条件，使每个工序都有合适的基准和定位夹紧方式，以便正确解决精基准的选择问题。轴类零件的定位方式通常是一端外圆固定，即用三爪卡盘、四抓卡盘或弹簧套固定工件的外圆表面，但此定位方式对工件的悬伸长度有一定限制，工件悬伸过长会在切削过程中

26、产生变形，严重时将使切削无法进行。对于切削长度过长的工件可以采取一夹一顶或两顶尖定位。在装夹方式允许的条件下，定位面尽量选择几何精度较高的表面。2.5.3 测量基准加工件的精度要求包括尺寸精度、形状精度和位置精度。尺寸精度可使用长度测量量具检测；形状误差和位置误差则要借助测量夹具和量具来完成。 下面以工件径向跳动的测量方法和测量基准举例说明。测量径向跳动误差时，测量方向应垂直于基准轴线。当实际基准表面形状误差较小时，可采用一对V型铁支撑被测工件，工件旋转一周，指示表上最大、最小读数之差即为径向圆跳动的误差。此种测量方法的测量基准是零件支撑处的外表面，测量误差中包含测量基准本身的形状误差和不轴位

27、置误差。使用两中心孔作为测量基准也是广泛应用的方法，此时应注意加工与测量应使用同一基准。2.6 加工路线的确定2.6.1 加工方法的选择加工方法的选择应符合于产品的质量、产量与经济性的要求，首先必须满足质量要求。除了零件图上有特殊的规定外，工艺人员应应用自己对产品构造、材料及工艺性等方面的知识，结合各种加工方法的特点和应用范围，结合车间的具体情况正确地选用加工方法。 选择加工方法时还应考虑到现有加工方法的改进和发展、新加工方法的推广使用及毛坯制造技术的新发展等。一个有一定技术要求的表面一般都不是只用一种方法一次加工就能达到图纸的要求的，对于精密零件的主要表面则更要用几次加工，由粗到精逐步提高。

28、达到表面同样精度要求采用的加工方法可以是多种多样的。在选择加工方法时，一般总是首先根据一个零件主要表面的技术条件，先选定它的最后加工方法，然后再选定前面一系列准备工序的加工方法和顺序。例如一般轴类零件上的表面光洁度为9的1级精度的外圆，其最后工序的加工方法如选用精细磨，则前面的准备工序可为：粗车、半精车、精车、粗磨、半精磨和精磨。又如一个2级精度的一般孔，表面光洁度为8，其最后工序的加工方法选用精磨，则其前面的准备工序可为：粗镗、半精镗、精镗和半精镗。选定主要表面的加工方法以后，再选定各次要表面的加工方法。各种加工方法可能达到的精度和光洁度可查阅有关手册。在零件各表面加工方法分别初步选定以后，

29、还应综合考虑各方面工艺因素的影响而采取一定工艺措施，例如几个同轴度要求高的外圆或孔，应安排在同一工序一次安装中加工。还应使所选加工方法既满足每一个工序的要求，又是符合整个工艺品过程设计的合理性。2.6.2 加工阶段的划分 工艺路线按工序性质不同，一般可分成粗加工、半精加工和精加工三个阶段。零件上要求精度及表面光洁度特别高时，就还要加工一个光整加工阶段。 粗加工阶段：其任务主要是高效率地去除各表面大部分余量，在这个阶段中，精度要求不高。切削用量、切削力、切削功率都较大，切削热以及内应力等问题较突出。半精加工阶段：其任务是使各次要表面达到图纸要求， 使各主要表面消除粗加工时留下的误差达到一定的精确

30、度为精加工作准备。精加工阶段：其任务是达到零售设计图纸的要求，在这个阶段中，加工精度要求较高，各表面的加工余量和切削用量一般均较小。光整加工阶段：重点在于保证获得几个重要表面的高光洁度或同时进一步提高精度。在实际生产中，对于刚性较好、精度要求不高或余量不在的工件，就不一定要严格划分阶段，因为严格划分阶段不可避免地要增加工序的数目，使成本提高。而在机械加工工序中间，如果工件要进行热处理，则又是必然要把工艺路线分为热处理前后两个阶段。这是因为热处理往往要引起较大的变形，使加工精度和表面光洁度下降，这时常需靠热处理后的机械加工予以修正。工艺路线的划分阶段是指整个零件的加工过程来说的，不能以某一表面的

31、加工或某一工序的性质来判断。如工件的定位基准，在半精加工阶段（甚至在粗加工阶段）中就需要加工得很准确；而在精加工阶段中安排某些钻小孔之类的粗加工工序也是常有的。2.6.3 加工工序的划分将同一制订工艺路线时，选定了各表面的加工方法和划分加工阶段之后，就可将同一阶段中的各加工表面的加工组合成若干工序，组合时可采用集中或分散的原则。工序集中，是使每个工序中包括尽可能多的工序内容，因而使总的工序数目减少，夹具的数目、工序安装次数也相应地减少，有利于保证各表面的相互位置精度，也有利于采用高生产率的机床。而工序分散，则因每个工序的加工内容较少，故工序数目较多，但可使每个工序使用的设备、夹具等比较简单、简

32、化机床调整工作，对工人的操作水平也要求较低。在一般情况睛，单件小批生产只能工序集中，而大批大量生产则可以集中、也可以分散，但根据目前情况及今后发展趋势来看，一般多采用工序集中的原则来组织生产。该小主轴的数控车削加工分两次切削：第一次使用90度外圆精车车刀（正刀）精车加工最大外圆90及其零件左端各外圆与所在端面；零件掉头重新安装装夹后第二次使用R1半圆球头车刀，精车加工90外圆右端面及其零件端各个圆与所在端面。数控加工工艺卡见表2-3表2-3 数控加工工序卡机械厂数控加工工序卡产品名称或代号零件名称零件图号小主轴02000-20工序序号程序编号夹具名称夹具编号使用设备车间P0130 P0140鸡

33、心夹顶尖数控车床机5共步号工步内容加工面刀具号刀具规格主轴转速进给速度切削深度备注1精车加工零件左端外形轨迹TC10Kr=90375ap=0.82精车加工零件右端外形轨迹TC20R1375ap=0.8编制审核批准第 页共 页工序1：用三爪卡盘夹紧工件左端，加工90外圆。工序2：调头用三爪卡盘夹紧90外圆，另一端用顶尖顶紧。工序3：铅螺纹孔：精车加工M30*1.5圆柱面,加工螺纹端平面,加工S45端面。工序4：先用循环指令分若干次一层层加工，最后两次循环的走刀路线与前面相似。使用G71指令完成粗加工，使用G70指令（FANUC数控系统）完成精加工。2.7 加工刀具的选择2.7.1 车削刀具类型

34、数控车床一般使用标准的机夹可转位刀具。机夹可转位刀具的刀片和刀体都有标准刀片材料采用硬质合金、涂层硬质合金以及高速钢。 数控车床机夹可转位刀具类型有外圆刀具、外螺纹刀具、内圆刀具、内螺纹刀具、切断刀具、孔加工刀具（包括中心孔钻头、镗刀、丝锥等）。 机夹可转位刀具在固定不重磨刀片时通常采用螺钉、螺钉压板、杠销或楔等块结构。 选择刀具类型主发应考虑如下几个方面的因素：（1）一次连续加工表面尽可能多。（2）在切削过程中刀具不能与工件轮廓发生干涉。（3）有利于提高加工效率和加工表面质量。（4）有合理的刀具强度和耐用度。2.7.2 刀具参数设置数控车床加工前要对使用的刀具进行设置，数控系统根据刀具参数正

35、刀尖切削轨迹，检查刀具在加工过程中是否与已加工表面发生干涉或过切。较为重要的刀具参数有：刀尖圆弧半径、刀具主偏角、刀尖角、刀长、刀宽等，系统能够从刀具参数中识别所用刀具类型使用错误时，数控系统则拒绝执行加工程序，并给出刀具使用错误报警。2.7.3 小主轴的刀具选择数控机床刀具按照装夹，转换方式主要分为两大类：车削系统刀具和镗削系统刀具。车削系统刀具由刀片（刀具）、刀体、接柄（柄体）、刀盘所组成，通过刀具夹持系统（或刀具夹持装置）固定在数控车床上。普通数控车床刀具主要采用机夹可转位刀的刀具。所以，车削系统刀具和普通数控车床也具的选择主要是可转位刀片的选择。刀片材料采用硬质合金、涂层硬质合金以及高

36、速钢。刀具的类型有外圆刀具、外螺纹刀具、内圆刀具、内螺纹刀具、切断刀具。数控刀具明细表见表2-4。表2-4 数控刀具明细表零件图号零件名称材料数控刀具明细表程序编号车间使用设备02000-20小主轴45P0130 P0140机5数控车床刀具号刀位号刀具名称刀具图号刀具刀补地址换刀方式加工部位直径长度直径长度自动/手动设定补偿设定T1外圆车刀85自动T5切槽车刀105自动T6球头车刀85自动编制审核批准年 月 日共 页第 页此零件所选刀具如下所示：T1：90度外圆车刀（正刀，可转位车刀），用于粗、精车刀削加工，其副偏角应较大，否则加工凹曲面时易发生干涉现象。T2：切断刀，其刀片宽度为：4mmT3

37、：60度螺纹刀用于螺纹车削加工。T4：钻孔刀具T5：切槽刀（可转位车刀）T6：半圆球头车刀（R1硬质合金机夹式）第3章 切削用量的选择与确定3.1 确定合理切削用量的意义削用量包括切削速度、进给量和切削深度。数控加工时对同一加工过程选用不同的切削用量，会产生不同的切削效果。合理的切削用量应保证工件的质量要求（如加工精度和表面粗糙度），在切削系统强度、刚度允许的条件下充分利用机床功率，最大限度地发挥刀具的切削性能，并保证刀具用一定的使用寿命。3.2 选择切削用量的一般原则1.粗车时切削用量的选择粗车时一般以提高生产率为主，兼顾经济性和加工成本。提高切削速度、加大进给量和切削深度都能提高生产率。其

38、中切削速度对刀具寿命的影响最大，切削深度对刀具寿命的影响最小，所以考虑粗加工切削用量时首先应选择一个尽可能大的切削深度，其次选择较大的进给速度，最后在刀具使用寿命和机床功率允许的条件在、下选择一个合理的切削速度。2.精车、半精车时切削用量的选择精车和半精车的切削用量要保证加工质量，兼顾生产率和刀具使用寿命。精车和半精车的切削深度是根据零件加工精度和表面粗糙度要求及粗车后留下的加工余量决定的，一般情况下是一次去除量。精车和半精车的切削深度较小，产生的切削力也较小，所以可在保证表面粗糙度的情况下适当加大进给量。3.数控车削常用的切削用量对应数控车削加工的常用刀具材料及工件材料，常见切削用量见表1-

39、6。表3-1 常见工件材料、所用刀具及相应的切速用量刀具材料工件材料粗加工精加工切深(mm)走刀量(mm/r)切削速度(m/min)切深(mm)走刀量(mm/r)切削速度(m/min)硬质合金和涂镀硬质合金碳钢50.32200.40.12260低合金钢50.31800.40.12220高合金钢(退火)50.31200.40.12160铸钢50.3800.40.12140不锈钢40.3800.40.12120钛合金30.2400.40.1260灰铸铁40.41200.50.2150球墨铸铁40.41000.50.2120铝合金30.316000.50.21600陶瓷淬硬钢0.20.151000.

40、10.1150球墨铸铁1.50.43500.30.2380灰铸铁1.50.45000.30.25503.3 切削用量的确定与计算数控机床加工中的切削用量是表示机床主体的主运动和进给运动速度大小的重要参数，包括背吃刀量、主轴转速和进给速度。在加工程序的编制工作中，选择好切削用量，使背吃刀量、主轴转速和进给速度三者间能互相适应，以形成最佳切削参数，这是工艺处理的重要内容之一。数控车削加工时切削用量的确定方法。3.3.1 切削深度（ap）的确定在车床主体一夹具一刀具一零件这一系统刚性允许的条件下，尽可能选取较大的切削深度，以减少走刀次数，提高生产效率。当零件的精度要求较高时，则应考虑适当留出精车余量

41、，其所留精车余量一般比普通车削时所留余量小，常取0.1-0.5mm。3.3.2 主轴转速的确定主轴转速的确定方法，除螺纹加工外，其他与普通车削加工时一样，应根据零件上被加工部位的直径，并按零件和刀具的材料及加工性质等条件所允许的切削速度来确定。在实际生产中，主轴转速可用下式计算：n=1000v/(d )式中，n是主轴转速（r/min）；v是切削速度(m/min)；d是零件待加工表面的直径(mm)。 在确定主轴转速时，需要首先确定其切削速度，而争削速度又与背吃刀量和进给量有关。(1) 进给量（f） 进给量是指工件每转一周，车刀沿进给方向移动的距离（mm/r），它与背嘱刀量有着较密切的关系。粗车时

42、一般取为0.3-0.8mm/r，精车时常取0.1-0.3mm/r，切断时宜取0.05-0.2mm/r。(2）速度（v） 切削时，车刀切削刃上某一点相对于待加工表面在主运动方向上的瞬时速度（v），又称为线速度。(3)车螺纹时的主轴转速 在车削螺纹时，车床的主轴转速将受到螺纹的螺距（或导程）大小、驱动电动机的升降频特性及螺纹补运算速度等多种因素影响，故对于不同的数控系统，推荐有不同的主轴转速选择范围。如大多数经济型车床数控系统推荐车螺纹时的主轴转速如下：n1200/PK式中， P是工件螺纹的螺距或导程（mm），英制螺纹为相应换算后的毫米值；K是保险系数，一般取为80。3.3.3 进给速度的确定进给

43、速度主要是指在单位时间里，刀具沿进给方向移动的距离（如mm/min）。有些数控机床规定可以选用以进给量（mm/r）表示的进给速度。确定进给速度的原则如下：1）当工件的质量要求能够得到保证时，为提高生产效率，可选择较高（2000mm/min以下）的进给速度。2）切断、车削深孔或用高速钢刀具车削时，宜选择较低的进给速度。3）刀具空行程，特别是远距离“回零”时，可以设定尽量高的进给速度。4）进给速度应与主轴转速和背吃刀量相适应。5）小主轴加工用量的选择与确定在数控精车车削加工中，零件轮廓轨迹的加工余量为1.6/2mm=0.8mm。第4章 数控车床的编程4.1 数控车床的编程特点1、数控车床上工件的毛

44、坯大多为圆棒料，加工余量较大，一个表面往往需要进行多次反复的加工。如果对每一个加工循环都编写若干个程序段，就会增加编程的工作量。为了简化加工程序，一般情况下，数控车床的数控系统中都有车外圆、车端面和车螺纹等不同形式的循环功能。2、数控车床的数控系统中都有刀具补偿功能。刀具补偿功能为编程提供方便，编程人员可以按工件的实际轮廓编写加工程序。在加工过程中，对于刀具位置的变化、刀具几何形状的变化以及刀尖的圆弧半径的变化，都无须改变加工程序，只要将变化的尺寸或圆弧半径输入到存储器中，刀具便能自动进行补偿。3、数控车床的编程有直径、半径两种方法 。所谓直径编程是指X轴上的有关尺寸为直径值，半径编程是值、指X轴上的有关尺寸为半径值。CK0630数控车床中的编程是采用直径编程。4、为了提高机床径向尺寸的加工精度，数控系统在X方向的脉冲当量应取Z方向的脉冲当量的一半。例如，经济型数控车床中，Z轴的脉冲当量为0.01mm/P，X轴的脉冲当量取0.005mm/P。小主轴的程序编制零件加工程序清单（使用FANUC-O-TD数控系统）见表3-2。Z (W 、K) NGX（U）Z（W）IKFSTMCR说明N00104095.0-50.00.258000103主轴正转N00200028.02.00.2580008开切削液N003001244.00.25800车端