【正文】 指 導(dǎo) 教 師 江桂蘭 系（部）主 任 王崗嶺 2022 年 5 月 20 日3平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)記錄 機(jī)械工程 系 數(shù)控技術(shù) 專業(yè)，學(xué)生 丘慧敏 于 2022 年 5 月 20 日進(jìn)行了畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯。數(shù)控加工中經(jīng)常遇到螺紋軸的加工，在對(duì)某螺紋軸零件進(jìn)行加工工藝分析的基礎(chǔ)上，編寫(xiě)了數(shù)控加工程序，檢驗(yàn)數(shù)控編程及各種工藝的正確性，為該類零件的數(shù)控加工提供了很有意義的參考。良好的結(jié)構(gòu)工藝性，可以使零件加工容易，節(jié)省工時(shí)和材料。該零件有端面、外圓、倒角、圓弧、螺紋、退刀槽等，故為典型軸零件，最適合數(shù)控車床加工，選擇 FANUNC 的 Oi 系列機(jī)床。②前道工序已加工部位的形狀、尺寸或本工序需要前道工序加工出的基準(zhǔn)面、基準(zhǔn)孔等。由于數(shù)控車床主軸轉(zhuǎn)速極高，為便于工件夾緊，多采用液壓高速動(dòng)力卡盤(pán)，因它在生產(chǎn)廠已通過(guò)了嚴(yán)格的平衡，具有高轉(zhuǎn)速（極限轉(zhuǎn)速可達(dá) 4000～6000 r/min） 、高夾緊力（最大推拉力為 2022～8000 N） 、高精度、調(diào)爪方便、通孔、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。由于螺紋軸是一個(gè)普通軸類零件，所以采用三爪卡盤(pán)進(jìn)行定位裝夾。確定走刀路線時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：①尋求最短加工路線；②最終輪廓一次走刀完成；③選擇切入切出方向； 102. 螺紋軸車削加工工藝及編程 螺紋加工概念及加工工藝螺紋加工是在圓柱上加工出特殊形狀螺旋槽的過(guò)程，螺紋的常見(jiàn)的用途是連接緊固、傳遞運(yùn)動(dòng)等。螺紋形狀主要由切削刀具的形狀和安裝位置決定。普通螺紋分粗牙普通螺紋和細(xì)牙普通螺紋。螺紋車刀片的形狀跟螺紋牙型一樣，螺紋刀切削不僅用于切削，而且使螺紋成型。車刀刀尖角的對(duì)稱中心線必須與工件軸線垂直，裝刀時(shí)可用樣板來(lái)對(duì)刀。運(yùn)動(dòng)①：將刀具從起始位置 X 向快速（G00 方式）移動(dòng)至螺紋計(jì)劃切削深度處。（1） 螺紋切削起始位置 12螺紋切削起始位置，既是螺紋加工的起點(diǎn)，又是最終返回點(diǎn)，必須定義在工件外，但又必須靠近它。由于螺紋加工的進(jìn)給量等于螺紋導(dǎo)程，所以需要一定的時(shí)間達(dá)到編程進(jìn)給率。在某些情況下，由于沒(méi)有足夠空間而必須減小 Z 軸間隙，惟一的補(bǔ)救辦法就是降低主軸轉(zhuǎn)速(r／min)——不要降低進(jìn)給率。退出的長(zhǎng)度通常為導(dǎo)程，推薦使用的角度為 45176。要保持恒定切削載荷，一種方法是逐漸減少螺紋加工深度。車削三角形內(nèi)螺紋時(shí)，內(nèi)孔直徑會(huì)縮小，所以車削內(nèi)螺紋前的孔徑要比內(nèi)螺紋小徑略大些，可采用下列近似公式計(jì)算：車外螺紋前外圓直徑=公稱直徑 D－；車削塑性金屬的內(nèi)螺紋底孔直徑≈公稱直徑 d—P 車削脆性金屬的內(nèi)螺紋底孔直徑≈公稱直徑 d 一 （4）主軸轉(zhuǎn)速以及進(jìn)給率 14螺紋加工時(shí)將以特定的進(jìn)給量切削，進(jìn)給量與螺紋導(dǎo)程相同，CNC 在螺紋加工模式下控制主軸轉(zhuǎn)速與螺紋加工進(jìn)給同步運(yùn)行。 G32 螺紋切削指令應(yīng)用G32 是 Fanuc 控制系統(tǒng)中最簡(jiǎn)單的螺紋加工代碼，該螺紋加工運(yùn)動(dòng)期間，控制系統(tǒng)自動(dòng)使進(jìn)給率倍率無(wú)效。斜線，長(zhǎng)度為導(dǎo)程 。擬定主軸轉(zhuǎn)速使用恒定轉(zhuǎn)速 500r/min, 進(jìn)給量則是導(dǎo)程 ／r。(N21～N25 完成螺紋的第一刀切削)N26 G00 ；N27 G32 Z21 ； N28 U4 W2 ；N29 G00 X30 ； N30 Z6(N26～N30 完成螺紋的第二刀切削)………………N40 G00 N41 G32 Z21 ；N42 U4 W2；N43 G00 X30； N44 Z6(N40～N44 完成螺紋的最后切削)G00 X100 Z100 M09M05N41 M30 (程序結(jié)束)17 螺紋切削單一固定循環(huán) G92（1）單一循環(huán)螺紋加工指令 G92 簡(jiǎn)介由程序 O2022 可見(jiàn)，用 G32 編寫(xiě)螺紋多次分層切削程序是比較繁瑣，每一層切削要五個(gè)程序段，多次分層切削程序中包含大量重復(fù)的信息。在 G92 程序段里，須給出每一層切削動(dòng)作相關(guān)參數(shù)，必須確定螺紋刀的循環(huán)起點(diǎn)位置，螺紋切削的終止點(diǎn)位置。R 值為零時(shí)，可省略不寫(xiě)，螺紋為圓柱螺紋。螺紋復(fù)合加工循環(huán) G76 是螺紋車削循環(huán)的新功能，它具有很多功能強(qiáng)大的內(nèi)部特征。G76 螺紋加工循環(huán)需要輸入初始數(shù)據(jù)。、30176。Q～ 為最小切深(用半徑值指定) 切深小于此值時(shí)，切深鉗在此值R～ 精加工余量（微米）第二程序段： G76 X(U) Z（W）R～ P～ Q～ F～X(U) Z（W） 螺紋最后切削的終端位置的 X、Z 坐標(biāo)，X(U)表示牙底深度位置Q～ 第一刀切削深度，半徑值，正值，（微米） P～ 牙高，半徑值，正值 （微米）R～ 錐螺紋半徑差；圓柱直螺紋切削省略。圖 內(nèi)螺紋示例工件及加工相關(guān)設(shè)計(jì)(單位:mm)螺紋加工前的底孔直徑≈公稱直徑 d—P＝30－2＝28；確定工件坐標(biāo)系如圖 ； 設(shè)計(jì)螺紋切削循環(huán) G76 起點(diǎn)在（X24，Z6） ，選擇 X24 不僅保證刀具 X 向與實(shí)體的安全間隙，又避免螺紋刀退出時(shí)碰撞工件。X30 為內(nèi)螺紋的牙底直徑。設(shè)螺紋底孔已經(jīng)加工完畢，內(nèi)螺紋加工程序 O2022 如下：O2022； G21 G99；T0404 (調(diào)用第 4 號(hào)外螺紋刀具)G97 S400 M03； N20 G00 X24 Z6 M08 ； (外螺紋刀具到達(dá)切削起始點(diǎn), 導(dǎo)入距離 6 mm)N30 G76 P011060 Q130 R－；（注意：內(nèi)螺紋精加工余量取負(fù)值）N40 G76 X30 Z35. P1220 Q400 F2；G00 X100 Z100 M09；M05；M30； (程序結(jié)束)223. 典型軸類零件（螺紋軸）的數(shù)控加工工藝分析典型軸類零件如圖 所示，毛坯為 φ58㎜100㎜棒材，零件材料為 45 鋼，數(shù)控車削前毛坯已粗車端面、鉆好中心孔。尺寸標(biāo)注完整，輪廓描述清楚。②在輪廓曲線上，有三處為圓弧，其中兩處為既過(guò)象限又改變進(jìn)給方向的輪廓曲線，因此在加工時(shí)應(yīng)進(jìn)行機(jī)械間隙補(bǔ)償，以保證輪廓曲線的準(zhǔn)確性。 23 確定零件的定位基準(zhǔn)和裝夾方式①定位基準(zhǔn) 確定坯料軸線和左端大端面（設(shè)計(jì)基準(zhǔn)）為定位基準(zhǔn)。③精車選用 900 硬質(zhì)合金右偏刀，車螺紋選用硬質(zhì)合金 600 外螺紋車刀，刀尖圓弧半徑應(yīng)小于輪廓最小圓角半徑，取 rε=～㎜。外圓車刀1 精車輪廓 右偏刀4 T04 硬質(zhì)合金60176。該零件從右到左沿零件表面輪廓精車進(jìn)給，如圖 所示。表 3 典型軸類零件數(shù)控加工工藝卡片產(chǎn)品名稱或代號(hào) 零件名稱 零件圖號(hào)單位名稱 典型軸 工序號(hào) 程序編號(hào)夾具名稱 使用設(shè)備 車間001 三爪卡盤(pán)和活動(dòng)頂尖TND360 數(shù)控車床 數(shù)控中心工步號(hào) 工步內(nèi)容刀具號(hào) 刀具規(guī)格/ mm主軸轉(zhuǎn)速/進(jìn)給速度/背吃刀量/ mm備注1 平端面 T02 2525 500 手動(dòng)2 鉆中心孔T01 φ5 950 手動(dòng)3 粗車輪廓T02 2525 500 200綜合前面分析的各項(xiàng)內(nèi)容，并將其填入表 3 所示的數(shù)控加工工藝卡片。原因是其加工精度與機(jī)床，夾具，刀具本身誤差和使用中的調(diào)速誤差及工件的裝夾定位誤差以及自己的操作技能水平等多方面因素有關(guān)，這些原始誤差反映到工件質(zhì)量上，形成零件的加工誤差。 通過(guò)對(duì)零件的系統(tǒng)分析得知，零件表面粗糙度值，尺寸精度基本得到保證。2．該零件先以外圓作為粗基準(zhǔn)，車端面和鉆中心孔，再以二中心孔為定位基準(zhǔn)粗車外圓，又以粗車外圓為定位基準(zhǔn)加工錐孔，此即為互為基準(zhǔn)原則，使加工有一次比一次精度更高的定位基準(zhǔn)面。3．半精加工、精加工外圓時(shí)，采用了錐堵，以錐堵中心孔作為精加工該軸外圓面的定位基準(zhǔn)。4．主軸用 20Cr 低碳合金鋼滲碳淬硬，對(duì)工件不需要淬硬部分發(fā)（M30－6g左、M30－6g、M12－6H