【正文】 Ｑ nf Ｕ 177。 、基本編程指令 1)． G00 與 G01 指令 （快速定位與直線插補(bǔ)） ， 指令格式 :G00 后面不能跟 F指令 G00 Ｘ (Ｕ )_Ｚ (Ｗ )_； Ｇ 01 Ｘ (Ｕ )_Ｚ (Ｗ )_F_； 2)． G02/G03 指令 （圓弧插補(bǔ)） 指令格式： 順時(shí)針圓弧插補(bǔ)（ G02）與逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)（ G03）的判 斷方法 ：沿著弧所在平面（如ＸＺ平面）的正法線方向（ +Y 軸）向負(fù)方向（ ?Y 軸）觀察，圓弧插補(bǔ)按順時(shí)針方向?yàn)椋?02，逆時(shí)針方向?yàn)椋?03，如圖 67 所示 G0203??????RIK??????X（ U） _ Z（ W） _ F＿ 。 根據(jù)以上可以知道，編程坐標(biāo)系及編程原點(diǎn)的選擇要滿足以下幾個(gè)方面的要求： (1).所選的編程原點(diǎn)及坐標(biāo)系要使程序編制簡單。 、數(shù)控編程的分類 數(shù)控編程一般分為 兩種：一種是手工編程，另一種是自動(dòng)編程。 工序Ⅶ 調(diào)頭粗、精車右端面各部倒角、切外螺紋退刀槽、三角形螺紋 圖 47 第 15 頁 共 54 頁 6 數(shù)控機(jī)床編程 、數(shù)控車床的編程特點(diǎn) 1)在一個(gè)程序段中，根據(jù)圖樣上標(biāo)注的尺寸，可以采用絕對(duì)值編程、增量值編程或二者混合編程。 第 13 頁 共 54 頁 、確定走刀順序 ①先粗后精 先安排粗加工，中間安排半精加工，最 后安排精加工和光整加工。這樣會(huì)增加走刀路線的距離，從而大大降低生產(chǎn)效率。尤其是車螺紋時(shí)，必須設(shè)置升速段δ 1 和降速段δ 2（如圖 44），這樣可避免因車刀升降而影響螺距的穩(wěn)定。 ①對(duì)大余量毛坯進(jìn)行階梯切削時(shí)的加工路線車削大余量毛坯的階梯路線 圖 41 所示按 1→ 5 的順序切削，每次切削所留余量相等，是正確的階梯切削路線。 根據(jù)以上論述， 本次設(shè)計(jì)零件選擇大端面、大外圓軸線作為定位基準(zhǔn)。工件在空間的位置相當(dāng)于剛體在空間直角坐標(biāo)系中的位置。 這樣 對(duì)加工 是 非常有利的。 5）、本設(shè)計(jì)圖紙中的各平面和外輪廓表面的粗糙度要求可采用粗加工 精加工加工方案，并且在精加工的時(shí)候?qū)⑦M(jìn) 給量調(diào)小些，主軸轉(zhuǎn)速提高。根據(jù)課題，選用毛坯 為 45鋼（它的化學(xué)成分中含碳（ C）量是 ~%， Si 含量為 ~%，Mn 含量 ~%， Cr 含量 =%），Φ 40mm 100mm，無熱處理和硬度要求。符合數(shù)控加工的標(biāo)注，尺寸標(biāo)注完整， 有同軸度要 求，表面粗糙度全部為 ，未注公差尺寸按IT14 加工，未注倒角 1X45186。 圖 第 5 頁 共 54 頁 圖 21 簡單軸類零件 為了達(dá)到機(jī)床的有效利用，獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益，一般軸套 類零件的加工使用數(shù)控車床。1952 年，第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床問世，成為世界機(jī)械工業(yè)史上一件劃時(shí)代的事件，推動(dòng)了自動(dòng)化的發(fā)展。 第 3 頁 共 54 頁 1 數(shù)控技術(shù)的 概述 、 數(shù)控技術(shù)的基本概念 數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字或數(shù)字信號(hào)構(gòu)成的程序?qū)υO(shè)備的工作過程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的一門技術(shù)， 簡稱數(shù)控（ Numerical Control 即 NC）。 通過整個(gè)工藝過程的制定，充分體現(xiàn)了數(shù)控設(shè)備在保證加工精度，加工效率，簡化工序等方面的優(yōu)勢(shì)。 機(jī)械加工的目的是將毛坯加工成符合產(chǎn)品要求的零件。因此，世界上各工業(yè)發(fā)達(dá)國家均采取重大措施來發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè) 。由下圖 可知機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的基本工作流程。 (以下將進(jìn)行四個(gè)零件圖分析 )。 如 上 圖 23 所示該零件表面由圓柱、圓弧、錐面、倒角、 退刀 槽、螺紋等表面組成， 兩 次裝夾 即可 完成粗精加工 ，后續(xù)槽、螺紋 的處理。零件符合數(shù)控加工尺寸標(biāo)注要求，輪廓描述清楚完整，零件材料為 45 鋼，毛坯： mmmm 11550 ?? 通過以上分析，采取下面幾點(diǎn)工藝措施： 1） 、 對(duì)圖樣上給定的幾個(gè)精度要求較高的尺寸，編程時(shí)采用中間值。根據(jù)零件的工藝要求，可以選擇經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床，一般采用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)形式半閉環(huán)伺服系統(tǒng)。 第 9 頁 共 54 頁 4 確定零件的定位基準(zhǔn)和裝夾方式 、 確定裝夾方案 在數(shù)控車床上工件定位安裝的基本原則與普通機(jī)床相同。 本此設(shè)計(jì)都是采用不完全定位，限制 YXZYX ??、 ??? 五個(gè)自由度 ，工件就被完全夾緊 。加工路線的確定首先必須保持被加工零件的尺寸精度和表面質(zhì)量，其次考慮數(shù)值計(jì)算簡單、走刀路線盡量短、效率較高等。如圖 43 所示，設(shè)以 900主偏角刀分層車削外圓，合理的安排應(yīng)是每一刀的切削終點(diǎn)依次提前一小段距離 e(例如可取 e= ㎜ )?，F(xiàn)將實(shí)踐中的部分設(shè)計(jì)方法或 思路介紹如下。在安排粗加工或半精加工的切削進(jìn)給路線時(shí)，應(yīng)同時(shí)兼顧到被加工零件的剛性及加工的工藝性等要求，不要顧此失彼。 ③先面后孔 對(duì)于箱體、支架、連桿、底座等零件，先加工用作定位的平面和孔的端面，然后再加工孔。 3)為提高工件的徑向尺寸精度， X 向的脈沖當(dāng)量取 Z向的一半。手工編程是指從零件圖樣分析工藝處理、數(shù)據(jù)計(jì)算、編寫程序單、輸入程序到程序校驗(yàn)等各步驟主要有人工完成的編程過程。 (4).一般回轉(zhuǎn)體零件的編程零點(diǎn)選在其加工面的回轉(zhuǎn)軸線與端面交點(diǎn)處。 ?u Ｗ 177。 X 坐標(biāo)的方向是在工件的徑向上，且平行于橫向拖板，刀具離開工件旋轉(zhuǎn)中心的方向?yàn)? X 軸正方向。在滿足加工要求的前提下，盡量選擇較短的刀柄，以提高刀具加工的剛性。硬質(zhì)合金左偏刀，為防止副后刀面與工件輪廓干涉，副偏角不宜太小，選 Kr180。 ） 刀具的選擇是數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)中的重要內(nèi)容之一。對(duì)于不同的加工方法，需要選用不同的切削用量。最大進(jìn)給速度受機(jī)床剛度和進(jìn)給系統(tǒng)的性能限制。同時(shí)，使主軸轉(zhuǎn)速、切削深度及進(jìn)給速度三者能相互適應(yīng)，以形成最佳切削用量。 2)、采用合適的切削液 (1).切削液主要用來減少切削過程中的摩擦和降低切削溫度。右偏外圓車刀 2mm 1 粗車外輪廓 3 T0303 35176。右偏外圓車刀 2mm 1 粗車外輪廓 7 T0505 35176。 內(nèi) 螺紋車刀 0 1 三角形螺紋 9 加工坐標(biāo)系設(shè)置 、 建立工件坐標(biāo)系 為了便于在編程時(shí)對(duì)工件的幾何要素位置進(jìn)行描述，編程人員必須在零件圖上選擇建立一個(gè)過渡坐標(biāo)系，即工件坐標(biāo)系，也稱為編程坐標(biāo)系。 10 工序尺寸和編程尺寸 每個(gè)加工工序完成后都必須達(dá)到一定的加工尺寸和加工 精度。一般可先采用平均尺寸，最后根據(jù)試切結(jié)果修正。 ③ 螺紋尺寸計(jì)算： 螺紋大徑 d=D=27mm； 螺紋小徑 d1=D1==（ *） mm=； 螺紋中徑 d2=D2==（ *） mm=。 (4).可以實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用。 如果圖樣上的尺寸基準(zhǔn)于編程所需要的尺寸基準(zhǔn)不一致時(shí)，有時(shí)還需要進(jìn)行尺寸鏈解算。在數(shù)控車床上，目前常用的對(duì)刀方法為試切對(duì)刀法。 端面車刀 1 端面 2 中心鉆 1 左端面 手動(dòng) 3 Φ 18mm鉆頭 1 鉆孔 手動(dòng) 4 T0202 鏜孔刀 3mm 1 粗 鏜孔 5 T0303 鏜孔刀 3mm 1 精 鏜孔 6 T0404 35176。右偏外圓車刀 2mm 1 精車外輪廓 8 T0606 內(nèi) 切槽車刀 B=3mm 1 切槽 左刀尖 9 T0707 60176。 故本設(shè)計(jì)加工時(shí)采用水溶液進(jìn)行冷卻。精車時(shí)，對(duì)加工精度和表面粗糙度要求較高，加工余量不大且較均勻，應(yīng)著重考慮如何保證加工精度，且在此基礎(chǔ)上如何提高加工效率。進(jìn)給速度 fV 可以按公式 nfVf ?? 計(jì)算，式中 f表示每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，粗車時(shí)一般取 ～ ；精車時(shí)常取 ～ ；切斷時(shí)常取 ～ 。 切削用量的具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)該機(jī)床性能、相關(guān)的手冊(cè)并結(jié)合 實(shí)際經(jīng)驗(yàn)確定 。不僅要求精度高、鋼度好、耐用度高、而且要求尺寸穩(wěn)定、安裝調(diào)整方便。 (5) 車槽與切斷：選用硬質(zhì)合金車槽刀（刀長 12mm,寬 3mm） 。車刀，粗、精車各用一把完成。 7 選擇刀具和切削用 量 、刀具的選擇 數(shù)控刀具的選擇和切削用量的確定是數(shù)控加工工藝中的重要內(nèi)容，它不僅影響數(shù)控機(jī)床的加工效率，而且直接影響加工質(zhì)量。 ?i Ｗ 177。 刀具接近于工件時(shí)，必須用 G01； ② 絕對(duì)編程和相對(duì)編程。編程原點(diǎn)也稱工件原點(diǎn)，一般用 G92 或 G54G59（對(duì)于數(shù)控 第 16 頁 共 54 頁 鏜銑床）和 G50（對(duì)于數(shù)控車床）設(shè)置，但實(shí)際加工中常選用無基準(zhǔn)刀對(duì)刀法。對(duì)不具備刀具半徑自動(dòng)補(bǔ)償功能的數(shù)控車床，編程時(shí)，需先計(jì)算補(bǔ)償量 。 例如，圖 24 配合 零件的加工綜上所訴：此零件的的加工順序如下： 工序Ⅰ 車左端面，將毛坯車為 115mm的棒料 工序Ⅱ 左端面打中心孔 選用Φ 5mm的中心鉆（手動(dòng)鉆孔） 工序Ⅲ 左端鉆孔（鉆Φ 18mm 深 32mm 的孔）手動(dòng)鉆孔鉆頭走刀路線如下圖： 第 14 頁 共 54 頁 工序Ⅳ 粗、精車左端內(nèi)孔至要求尺寸 工序Ⅴ 粗、精車零件左端面外圓至要求尺寸 工序Ⅵ 調(diào)頭車右端面將零件車至要求尺寸進(jìn)給 路線如圖 47。 本設(shè)計(jì) 零件的加工刀具進(jìn)給路線為“沿工件輪廓走刀” 和“矩形”， 因?yàn)楸驹O(shè)計(jì) 零件屬于典型軸類零件 ，結(jié)合了螺紋、圓錐、槽、圓弧和孔五個(gè)工藝， 采用“沿工件輪廓走刀” 和“矩形” 就會(huì)使整個(gè)加工過程變得簡單易操作。 ③合理安排“回零”路線 在手工編制較復(fù)雜輪廓的加工程序時(shí)，為使其計(jì)算過程盡量簡化，既不易出錯(cuò)，又便于校核，編程者（特別是 初學(xué)者）有時(shí)將每一刀加工完后的刀具終點(diǎn)通過執(zhí)行“回零”（即返回對(duì)刀點(diǎn)）指令，使其全都返回到對(duì)刀點(diǎn)位置，然后再進(jìn)行后續(xù)程序。 （ 2）刀具的切入、切出在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行加工時(shí)，要安排好刀具的切入、切出路線，盡量使刀具沿輪廓的切線方向切入、切出。安排一些子程序?qū)τ嗔窟^多的部位先作一定的切削加工。用夾具裝夾時(shí)，定位基準(zhǔn)就是工件上直接與夾具的定位元件相接觸的點(diǎn)、線、面。 、 工件的定位 六點(diǎn)定位原理 ─ — 將工件在機(jī)床上或夾具中定位，夾緊的過程，稱為裝夾。能加工輪廓形狀特別復(fù)雜的表面和尺寸難于控制的回轉(zhuǎn)體，而且能比較方便的車削錐面和內(nèi)外圓柱面螺紋，能夠保持加工精度，提高生產(chǎn)效率。 二次裝夾 采用 一頂一夾裝夾 ， 這種方法裝夾安全可靠，能承受較大的進(jìn)給力，應(yīng)用廣泛。符合數(shù)控加工的標(biāo)注，尺寸標(biāo)注完整。 第 6 頁 共 54 頁 圖 22 套類零件 圖 23 復(fù)合零件 如 上 圖 22 所示該零件表面由 圓柱、 圓弧、 內(nèi)孔 、倒角、 退刀 槽、螺紋等表面組成， 需兩 次裝夾 即可 完成粗精加工 ，后續(xù)槽、螺紋 的處理。 、 數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn) 1).適應(yīng)性強(qiáng)，適應(yīng)加工單件或中小批量復(fù)雜工件； 2).加工精度高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定； 3).動(dòng)化程度高，勞動(dòng)強(qiáng)度低，改善勞動(dòng)條件； 4).生產(chǎn)效率高； 5).良好的經(jīng)濟(jì)效益； 6).有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化。數(shù)控技術(shù)是與機(jī)床控制密切結(jié)合發(fā)展起來的。 此次設(shè)計(jì)，要求對(duì) 所給的 零件 圖進(jìn)行數(shù)控加工工藝分析和 用編程 指令 進(jìn)行 手工編寫程序 ，這就 對(duì) 我們關(guān)于數(shù)控技術(shù)的掌握提出了比較高的要求，并且讓我們對(duì)數(shù)控方面的知識(shí) 有了 更加了解 ,是對(duì)我們?nèi)蘸蟮?發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ) 。 實(shí)例在給定 FANUC0iT 數(shù)控系統(tǒng)和 仿真 條件下，運(yùn)用 CAD 和 SolidWorks軟件完成給定典型零件的 平面 圖形 及三維圖 繪制，并且完成其數(shù)控加工工藝分析以及手工編制零件的數(shù)控加工工藝 卡片 和數(shù)控程序。通常毛坯需要經(jīng)過若干工序才能轉(zhuǎn)化為符合產(chǎn)品要求的零件。 數(shù)控技術(shù)綜合運(yùn)用了微電子、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、精密檢測(cè)、機(jī)械設(shè)計(jì)和機(jī)械制造等技術(shù)的最新成果，通過程序來實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)動(dòng)過程和先后順序的自動(dòng)控制，位移和相對(duì)坐標(biāo)的自動(dòng)控制，速度、轉(zhuǎn)速及各種輔助功能的自動(dòng)控制。 第 4 頁 共 54 頁 、 數(shù)控機(jī)床的工作原理 由 上圖可知，數(shù)控機(jī)床在加工時(shí)，是根據(jù)工件圖樣要求及加工工藝過程，將所用刀 具及機(jī)床各部件的移動(dòng)量、速度及動(dòng)作先后順序、主軸轉(zhuǎn)速、主軸旋轉(zhuǎn)方向及冷卻等要求，以規(guī)定的數(shù)控代碼形式，編制成程序單，并輸入到機(jī)床專用計(jì)算機(jī)中。 如 上 圖 21 所示該零件表面由圓柱、錐面、倒角、 退刀 槽、等表面組成， 兩次裝夾 即可 完成粗精加工 ，后續(xù)槽 處理 。符合數(shù)控加工的標(biāo) 第 7 頁 共 54 頁 圖 24 配合零件 注，尺寸標(biāo)注完整， 表面粗糙度 全部為 ，未注公差尺寸按 IT14 加工，未注倒角 ?451? ,毛坯： 15570?? 。 2） 、根據(jù)零件的幾何形狀關(guān)系按一定數(shù)學(xué)方法（如三角、幾何等） 計(jì)算編程 第 8 頁 共 54