【正文】 4） 用 2 號(hào)刀，采用 G75 進(jìn)行切槽循環(huán)加工。 編程坐標(biāo)系 又稱工件坐標(biāo)系，是編程時(shí)用來(lái)定義工件形狀和刀具相對(duì)工件運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)系。根據(jù)已確定的 X、 Y、 Z 軸，用右手螺旋定則確定。當(dāng)機(jī)床有幾個(gè)主軸時(shí)，選一個(gè)與工件裝夾面垂直的主軸為 Z軸。 右手笛卡爾坐標(biāo)系 標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)床坐標(biāo)系是一個(gè)右手笛卡爾坐標(biāo)系，用右手螺旋法則判定，如圖 所示。所加工的螺紋質(zhì)量通常比較高，刀片結(jié)構(gòu)允許切屑流出孔而很少損傷螺紋，且可以對(duì)刀片進(jìn)行分度，因此刀具成本較低。它還可以提供較長(zhǎng)的刀具壽命，因?yàn)榍邢髁鶆蚍植荚谇邢魅械恼麄€(gè)長(zhǎng)度上。這種方法保留了齒腹橫切法的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又避免了刀片后緣 帶來(lái)的問(wèn)題。此外，由于刀片端部?jī)蓚?cè)要承受較高的熱和壓力，因此刀具壽命通常比其他橫切進(jìn) 給法中要短。如果每道進(jìn)給是恒定的（不推薦采用這種方式），則切削力和金屬去除率從上一道到下一道會(huì)劇烈增加。此外，全輪廓刀片加工出螺紋的操作可以少 4 道。 部分與全輪廓刀片的比較 部分輪廓刀片，有時(shí)候被稱作 “ 非加頂式 ” 刀片，它在不給螺紋加頂或裝牙頂?shù)那闆r下切削螺紋溝槽。 在螺紋加工中，進(jìn)給速度必須與螺紋的節(jié)距精確 對(duì)應(yīng)。當(dāng)然也可以憑經(jīng)驗(yàn)，采用類比法去確定切削用量。 上述影響切削速度的諸因素中，刀具材質(zhì)的影響最為主要。刀具使用時(shí)間 (壽命 )要求長(zhǎng)，則應(yīng)采用較低的切削速度。 因此，車螺紋時(shí)，主軸轉(zhuǎn)速的確定應(yīng)遵循以下幾個(gè)原則： （ 1） 在保證生產(chǎn)效率和正常切削的情況下，宜選擇較低的主軸轉(zhuǎn)速； （ 2）當(dāng)螺紋加工程序段中的導(dǎo)入長(zhǎng)度 δ1 和切出長(zhǎng)度 δ2 考慮比較充裕，即螺紋進(jìn)給距離超過(guò)圖樣上規(guī)定螺紋的長(zhǎng)度較大時(shí)，可選擇適當(dāng)高一些的主軸轉(zhuǎn)速； （ 3）當(dāng)編碼器所規(guī)定的允許工作轉(zhuǎn)速超過(guò)機(jī)床所規(guī)定主軸的最大轉(zhuǎn)速時(shí)，則可選擇盡量高一些的主軸轉(zhuǎn)速； 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 （ 4）通常情況下，車螺紋時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)按其機(jī)床或數(shù)控系統(tǒng)說(shuō)明書中規(guī)定的計(jì)算式進(jìn)行確定，其計(jì)算式多為： n螺 ≤n 允／ L(r／ min) 式中 n允 編碼器允許的最高工作轉(zhuǎn)速 (r／ min)； L工件螺 紋的螺距 (或?qū)С蹋?mm)。如有的工件就必須先精加工后粗加工，才能保證其加工精度與質(zhì)量。對(duì)于車削加工，先近后遠(yuǎn)有利于保持毛坯件或半成品件的剛性，改善其切削條件。 制定加工方案的一般原則為：先粗后精，先近后遠(yuǎn)，先內(nèi)后外，程序段最少，走刀路線最短以及特殊情況特殊處理。數(shù)控車床多采用三爪自定心卡盤夾持工件；軸類工件還可采用尾座頂尖支持工件。 (3)注意 :可用 G53 指令清除 G54G59 工件坐標(biāo)系。 (5)注意：用 G50 X150 Z150，你起點(diǎn)和終點(diǎn)必須一致即 X150 Z150，這樣才能保證重復(fù)加工不亂刀。操作時(shí)提起 Z軸功能測(cè)量按鈕 “Z axis shift measure” 面。由于使用對(duì)刀儀可以自動(dòng)計(jì)算各把刀的刀長(zhǎng)與刀寬的差值，并將其存入系統(tǒng)中，在加工另外的零件的時(shí)候就只需要對(duì)標(biāo)準(zhǔn)刀，這樣就大大節(jié)約了時(shí)間。然后保持X 坐標(biāo)不變移動(dòng) Z 軸刀具離開(kāi)工件，測(cè)量出該段外圓的直徑。小的刀具主偏角能夠增加參與切削的切削刃長(zhǎng)度，減少單位長(zhǎng)度切削刃的負(fù)荷，從而提高刀具的使用壽命。如外圓 車削 特征可包括起始直徑（加工前的零件直徑）、最小完成直徑（零件加工后允許的最小直徑）、最大完成直徑（零件加工完后允許的最大直徑）、加工長(zhǎng)度、刀尖圓弧半徑及工件剛度等特征參數(shù)，如圖 所示。根據(jù)不同加工特征，自動(dòng)選擇所需刀具對(duì)實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化切削加工或無(wú)人加工具有十分重要的意義。 加工路線與加工余量的聯(lián)系 目前，在數(shù)控車床還未達(dá)到普及使用的條件下，一般應(yīng)把毛坯上過(guò)多的余量，特別是含有鍛、鑄硬皮層的余量安排在普通車床上加工。在確定加工條件時(shí)，需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行研究。 進(jìn)給條件與刀具后面磨損關(guān)系在極小的范圍內(nèi)產(chǎn)生。 在審查零件的設(shè)計(jì)圖紙并進(jìn)行零件的工藝性 分析、制定出零件的加工方案之后，就可以進(jìn)行零件的工藝設(shè)計(jì)。 結(jié)構(gòu)工藝分析 零件的結(jié)構(gòu)工藝性實(shí)質(zhì)零件對(duì)加工方法的適應(yīng)性，即此零件結(jié)構(gòu)應(yīng)便于加濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 工成型。這種標(biāo)注方法即便于編程、又有利于設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)和編程原點(diǎn)的統(tǒng)一。該機(jī)床工件一次裝夾即可完成全部加工，極大地提高了效率。采用 CAD，還可以大大提高工作效率，提高設(shè)計(jì)的一次成功率，從而縮短試制周期，降低設(shè)計(jì)成本，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。用直線電機(jī)作伺服驅(qū)動(dòng)，省去了滾珠絲杠這一中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)，消除了傳動(dòng)間隙 (包括反向間隙 )，運(yùn)動(dòng)慣量小，系統(tǒng)剛性好，在高速下能精密定位，從而極大地提高了伺服精度。當(dāng)前數(shù)控車床呈現(xiàn)以下發(fā)展趨勢(shì)。由于影響定位精度的機(jī)械傳動(dòng)裝置的磨損、慣性及間隙的存在，故開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的精度和快速性較差。檢測(cè)元件與反饋電路組成檢測(cè)系統(tǒng)。 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 圖 臥式回轉(zhuǎn)刀架 (3) 帶刀庫(kù)的自動(dòng)換刀裝置 上述排刀式刀架和回轉(zhuǎn)刀架所安裝的刀具都不可能太多，即使是裝備兩個(gè)刀架，對(duì)刀具的數(shù)目也有一定限制。這種刀架在刀具布置和機(jī)床調(diào)整等方面都較為方便，可以根據(jù)具體工件的車削工藝要求，任意組合各種不同用途的刀具，一把刀具完成車削任務(wù)后，橫向滑板只要按程序沿 X軸移動(dòng)預(yù)先設(shè)定的距離后，第 二把刀就到達(dá)加工位置，這樣就完成了機(jī)床的換刀動(dòng)作。隨著數(shù)控車床的不斷發(fā)展，刀具結(jié)構(gòu)形式也在不斷翻新。 主軸變速系統(tǒng) 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床大多數(shù)是不能自動(dòng)變速的，需要變速時(shí)，只能把機(jī)床停止，然后手動(dòng)變速。下導(dǎo)軌用凸形有利于排污物，但不易保存油液。 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 a)后斜床身 斜滑板 b)直立床身 直立滑板 c)平床身 平滑板 d)前斜床身 平滑板 e)平床身 斜滑板 圖 床身布局 導(dǎo)軌 車床的導(dǎo)軌可分為滑動(dòng)導(dǎo)軌和滾動(dòng)導(dǎo)軌兩種。平床身工藝性好，易于加工制造。目前，我國(guó)使用較多的是中小規(guī)格的兩坐標(biāo)連續(xù)控制的數(shù)控車床。 ⑵ 立式數(shù)控車床。 隨著數(shù)控車床制造技術(shù)的不斷發(fā)展，形成了產(chǎn)品繁多、規(guī)格不一的局面。這些信息按一定的格式形成加工文件 (即正常說(shuō)的數(shù)控加工程序 )存放在信息載體上 (如磁盤、穿孔紙帶、磁帶等 )，然后由機(jī)床上的數(shù)控系統(tǒng)讀入 (或直接通過(guò)數(shù)控系統(tǒng)的鍵盤輸入，或通過(guò)通信方式輸入 )，通過(guò)對(duì)其譯碼，從而使機(jī)床動(dòng)作和加工零件 .現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床是機(jī)電一體化的典型產(chǎn)品 ,是新一代生產(chǎn)技術(shù)、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)等的技術(shù)基礎(chǔ)。因此，應(yīng)遵循一般的工藝原則并結(jié)合數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)認(rèn)真而詳細(xì)地制訂數(shù)控加工工藝。 第八周：答辯。 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 題目 軸類零件的數(shù)控車削工藝與編程 系別 機(jī) 電 系 專業(yè) 模具設(shè)計(jì)與制造 班級(jí) 模具 0501 姓名 學(xué)號(hào) 指導(dǎo)教師 日期 年月 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) I 設(shè)計(jì)任務(wù)書 設(shè)計(jì)題目： 軸類零件的數(shù)控加工工藝及編程 設(shè)計(jì)要求： 第一熟悉數(shù)控車床結(jié)構(gòu)及的加工性能 第二零件圖的分析及編程 設(shè)計(jì)進(jìn)度要求： 第一周：題目確定。 指導(dǎo)教師（簽名）： 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) II 摘 要 大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進(jìn)制造技術(shù)已成為世界各發(fā)達(dá)國(guó)家加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展 ， 提高綜合國(guó)力和國(guó)家地位的重要途徑。 本設(shè)計(jì)結(jié)合一具體零件進(jìn)行了 零件圖分析，加工設(shè)備、刀具、工裝的選擇，切削速度、進(jìn)給量、背吃刀量等參數(shù)的選擇，制訂了零件的數(shù)控加工工藝；根據(jù)所選擇機(jī)床的指令系統(tǒng)編寫了零件的加工程序。 現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨向是高速化、高精度 化、高可靠性、多功能、復(fù)合化、智能化和開(kāi)放式結(jié)構(gòu)。對(duì)數(shù)控濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 車床的分類可以采用不同的方法。主軸軸線處于垂直位置的數(shù)控車床。 數(shù)控機(jī)床的工作原理，首先根據(jù)被加工零件的形狀、尺寸及工藝要求等，采用手工或計(jì)算機(jī)進(jìn)行零件加工的程序編制，把加工零件所需機(jī)床的各種動(dòng)作及工藝參數(shù)變成數(shù)控裝置所能接收的程序代碼，并將這些程序代碼儲(chǔ)存在控制介質(zhì)（穿孔帶、磁帶、光盤等）上，然后 經(jīng)輸入裝置讀出信息并送入數(shù)控裝置。由于刀架水平放置，對(duì)提高刀架的運(yùn)動(dòng)精度有好處，但床身下部空間小，排屑困難；刀架橫滑板較長(zhǎng)，加大了機(jī)床的寬度尺寸，影響外觀。 滑動(dòng)導(dǎo)軌具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、 接觸剛度大等優(yōu)點(diǎn)。矩形截面導(dǎo)軌 制造維修方便，承載能力大，新導(dǎo)軌導(dǎo)向精度高，但磨損后不能自動(dòng)補(bǔ)償，需用鑲條調(diào)節(jié)，影響導(dǎo)向精度。而全功能數(shù)控車床的主傳動(dòng)系統(tǒng)大多采用無(wú)級(jí)變速。 刀架是直接完成切削加工的執(zhí)行部件，所以，刀架在結(jié)構(gòu)上必須具有良好的強(qiáng)度和剛度，以承受粗加工時(shí)的切削抗力。這種換刀方式迅速省時(shí)，有利于提高機(jī)床的生產(chǎn)效率。當(dāng)由于某種原因需要數(shù)量較多的刀具時(shí)，應(yīng)采用帶刀庫(kù)的自動(dòng)換刀裝置。 進(jìn)給伺服系統(tǒng)按其控制方式不同可分為開(kāi)環(huán)系統(tǒng)和閉環(huán)系統(tǒng)。 全閉環(huán)系統(tǒng)控制精度高、快速性能好，但由于機(jī)械傳動(dòng)部件在控制環(huán)內(nèi)，所以系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能不僅取決于驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，而且還與機(jī)械傳動(dòng)部件的剛度、阻濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 尼特性、慣性、間隙和磨損等因素有很大關(guān)系，故必須對(duì)機(jī)電部件的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行綜合考慮才能滿足系統(tǒng)的要求。 高速、高精密化 高速、精密是機(jī)床發(fā)展永恒的目標(biāo)。 直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副，由于其具有各向間隙為零和非常小的滾 動(dòng)摩擦，磨損小，發(fā)熱可忽略不計(jì)，有非常好的熱穩(wěn)定性，提高了全程的定位精度和重復(fù)定位精度。 通過(guò)對(duì)機(jī)床部件進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，不僅能減少重復(fù)性勞動(dòng)，而且可以快速響應(yīng)市場(chǎng)，縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)周期。 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 3 數(shù)控車削的加工工藝與工裝 數(shù)控加工的工藝分析是數(shù)控車削加工的前期工藝準(zhǔn)備工作。 2. 輪廓幾何要素分析。在數(shù)控車上加工零件時(shí)，應(yīng)根據(jù)數(shù)控車的特點(diǎn)認(rèn)真審視零件結(jié)構(gòu)的合理性。 數(shù)控車床加工的工藝與普通車床的加工工藝類似，但由于數(shù)控車床是一次裝夾，連續(xù)自動(dòng)加工完成所有車削工序，因而應(yīng)注意以下幾個(gè)方面。但進(jìn)給量大，切削溫度上升，后面磨損大。對(duì)于不銹鋼和耐熱合金等難加工材料來(lái)說(shuō)，可以采用冷卻劑或選用剛性好的刀刃。如必須用數(shù)控車床加工時(shí)，則需注意程序的靈活安排。 可轉(zhuǎn)位車刀結(jié)構(gòu) 可轉(zhuǎn)位車刀為廣泛使用的機(jī)夾式刀具。 (3)從圖 可以看出，加工特征能比較準(zhǔn)確地描述工件的加工要求，而這些要求是選定 機(jī)床 、夾具、刀具及其工藝參數(shù)的前提。 圖 車刀的幾何參數(shù) 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 (5)通過(guò)上述分析及實(shí)際生產(chǎn)調(diào)研，我們確定了 9 種車削加工特征。將其輸入到相應(yīng)的刀具參數(shù)中的刀長(zhǎng)中，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)用刀具當(dāng)前 X 坐標(biāo)減去試切出的那段外圓直徑，即得到工件坐標(biāo)系 X 原點(diǎn)的位置。需要注意的是使用對(duì)刀儀對(duì)刀一般都設(shè)有標(biāo)準(zhǔn)刀具，在對(duì)刀的時(shí)候先對(duì)標(biāo)準(zhǔn)刀。 手動(dòng)移動(dòng)刀架的 X、 Z 軸，使標(biāo)準(zhǔn)刀具接近工件 Z向的右端面，試切工件端面，按下 “POSITION RECORDER” 按鈕，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)記錄刀具切削點(diǎn)在工件坐標(biāo)系中 Z向的位置，并將其他刀具與標(biāo)準(zhǔn)刀在 Z 方向的差值與這個(gè)值相加從而得到相應(yīng)刀具的 Z原點(diǎn)，其數(shù)值顯示在 WORK SHIFT 工作畫面上。 (6)如用第二參考點(diǎn) G30，即能保證重復(fù)加工不亂刀，這時(shí)程序開(kāi)頭 G30 U0 W0 G50 X150 Z150 (7)在 FANUC 系統(tǒng)里，第二參考點(diǎn)的位置在參數(shù)里設(shè)置。 確定工件的加工部位和具體內(nèi)容 確定被加工工件需在本 機(jī)床 上完成的工序內(nèi)容及其與前后工序的聯(lián)系。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，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 6000r／ min)、高夾緊力 (最大推拉力為 2021 8000N)、高精度、調(diào)爪方便、通孔、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。 （ 1）先粗后精 為了提高生產(chǎn)效率并保證零件的精加工質(zhì)量，在切削加工時(shí)，應(yīng)先安排粗加工工序，在較短的時(shí)間內(nèi)，將精加工前大量的加工余量，同時(shí)盡量滿足精加工的余量均勻性要求。 （ 3）先內(nèi)后外 對(duì)既要加工內(nèi)表面 (內(nèi)型、腔 )，又要加工外表面的零件，在制定其加工方案時(shí)，通常應(yīng)安排先加工內(nèi)型和內(nèi)腔，后加工外表面 。這些都有賴于編程者實(shí)際加工經(jīng)驗(yàn)的不斷積累與學(xué)習(xí)。 (四 ) 確定切削用量與進(jìn)給量 削時(shí)間會(huì)加長(zhǎng)，刀具無(wú)法發(fā)揮其功能；若切削速度太快，雖然