【導(dǎo)讀】蕪湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院?畢業(yè)設(shè)計任務(wù)完成清單?說明書：1份共51頁；其中裝配圖張，零件圖張；電子文檔：文件夾1個；

　　

【正文】 加工內(nèi)外表面。加工內(nèi)外表面時，通常先加工內(nèi)型和內(nèi)腔，然后加工外表面。 ④ 刀具集中。盡量用一把刀加工完相應(yīng)各部位后，再換另一把刀加工相應(yīng)的其它部位， 蕪湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè) 計 33 / 51 以減少空行程和換刀時間。 ⑤ 基面先行。用作精基 準(zhǔn)的表面應(yīng)優(yōu)先加工出來。 確定走刀路線 確定走刀路線的主要工作在于確定粗加工及空行程的進(jìn)給路線等，因為精加工的進(jìn)給路線基本上是沿著零件輪廓順序進(jìn)給的。走刀路線一般是指刀具從起刀點開始運動起 ,直至返回該點并結(jié)束加工程序所經(jīng)過的路徑為止 ,包括切削加工的路徑及刀具引入、切出等非切削空行程 (1) 刀具引入、切出 在數(shù)控車床上進(jìn)行加工時，尤其是精車，要妥當(dāng)考慮刀具的引入、切出路線，盡量使刀具沿輪廓的切線方向引入、切出，以免因切削力突然變化而造成彈性變形，致使光滑連接輪廓上產(chǎn)生表面劃傷、形狀突變或滯留刀 痕等疵病 。 尤其是車螺紋時，必須設(shè)置升速進(jìn)刀段（空刀導(dǎo)入量） δ1 和減速退刀段（空刀導(dǎo)出量）δ2（如圖 22），這樣可避免因車刀升降而影響螺距的穩(wěn)定。 δ δ2一般按下式選?。?δ1≥1導(dǎo)程； δ2≥導(dǎo)程 圖 22 螺紋加工的導(dǎo)入、導(dǎo)出量 (2) 確定最短的空行程路線 確定最短的走刀路線，除了依靠大量的實踐經(jīng)驗外，還善于分析，必要時可輔以一些簡單計算 。 ① 靈活設(shè)置程序循環(huán)起點。 在車削加工編程時，許多情況下采用固定循環(huán)指令編程，如圖 23 所示，是采用矩形循環(huán)方式進(jìn)行外輪廓粗車的一種情況示例?？?慮加工中換刀的安全，常將起刀點設(shè)在離坯件較遠(yuǎn)的位置 A 點處，同時，將起刀點和循環(huán)起點重合，其走刀路線如圖 23a）圖所示。若將蕪湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè) 計 34 / 51 起刀點和循環(huán)起點分開設(shè)置，分別在 A 點和 B 點處，其走刀路線如圖 23b）圖所示。顯然，b）圖所示走刀路線短。 圖 23 起刀點和循環(huán)起點 a）起刀點和循環(huán)起點重合 b)起刀點和循環(huán)起點分離 ② 合理安排返回?fù)Q刀點。 在手工編制較復(fù)雜輪廓的加工程序時，編程者有時將每一刀加工完后的刀具通過執(zhí)行返回?fù)Q刀點，使其返回到換刀點位置，然后再執(zhí)行后續(xù)程序。這樣會增加走刀路線的距離，從而降低生 產(chǎn)效率。因此，在不換刀的前提下，執(zhí)行退刀動作時，應(yīng)不用返回到換刀點。安排走刀路線時，應(yīng)盡量縮短前一刀終點與后一刀起點間的距離，方可滿足走刀路線為最短的要求。 (3) 確定最短的切削進(jìn)給路線 切削進(jìn)給路線短可有效地提高生產(chǎn)效率、降低刀具的損耗。在安排粗加工或半精加工的切削進(jìn)給路線時，應(yīng)同時兼顧到被加工零件的剛度及加工的工藝性要求。 圖 24 所示是幾種不同切削進(jìn)給路線的安排示意圖，其中，圖 24a）表示封閉輪廓復(fù)合車削循環(huán)的進(jìn)給路線，圖 24b）表示 “三角形 ”進(jìn)給路線，圖 24c）表示 “矩形 ”進(jìn)給路線。 圖 24 走刀路線 a)沿工件輪廓走刀 b)三角形走刀 c)矩形走刀 對以上三種切削進(jìn)給路線分析和判斷可知： 矩形循環(huán)進(jìn)給路線的走刀長度總和為最短，即在同等條件下，其切削所需的時間（不含空行程）為最短，刀具的損耗小。另外，矩形循環(huán)加工的程序段格式較簡單，所以，在制定蕪湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè) 計 35 / 51 加工方案時，建議采用 “矩形 ”走刀路線。 (4) 零件輪廓精加工一次走刀完成 在安排可以一刀或多刀進(jìn)行的精加工工序時，零件輪廓應(yīng)由最后一刀連續(xù)加工而成，此時，加工刀具的進(jìn)、退刀位置要考慮妥當(dāng)，盡量不要在連續(xù)輪廓中安排切人、切出、換刀及停頓，以免因切削 力突然變化而造成彈性變形，致使光滑連續(xù)的輪廓上產(chǎn)生表面劃傷、形狀突變或滯留刀痕等缺陷。 總之，在保證加工質(zhì)量的前提下，使加工程序具有最短的進(jìn)給路線，不僅可以節(jié)省整個加工過程的執(zhí)行時間，還能減少不必要的刀具耗損及機床進(jìn)給滑動部件的磨損等。 數(shù)控車削加工工序劃分與設(shè)計 數(shù)控車削加工工序劃分方法 數(shù)控車削加工工序劃分常有以下幾種方法： ① 按安裝次數(shù)劃分工序。以每一次裝夾作為一道工序，這種劃分方法主要適用于加工內(nèi)容不多的零件。 ② 按加工部位劃分工序。按零件的結(jié)構(gòu)特點分成幾個加工 部分，每個部分作為一道工序。 ③ 按所用刀具劃分工序。刀具集中分序法是按所用刀具劃分工序，即用同一把刀或同一類刀具加工完成零件所有需要加工的部位，以達(dá)到節(jié)省時間、提高效率的目的。 ④ 按粗、精加工劃分工序。對易變形或精度要求較高的零件常用這種方法。這種劃分工序一般不允許一次裝夾就完成加工，而是粗加工時留出一定的加工余量，重新裝夾后再完成精加工。 數(shù)控車削加工工序設(shè)計 數(shù)控車削加工工序劃分后，對每個加工工序都要進(jìn)行設(shè)計。 (1) 確定裝夾方案 在數(shù)控車床上根據(jù)工件結(jié)構(gòu)特點和工件加工要求，確定合理裝 夾方式，選用相應(yīng)的夾具 。 如軸類零件的定位方式通常是一端外圓固定，即用三爪自定心卡盤、四爪單動卡盤或彈簧套固定工件的外圓表面，但此定位方式對工件的懸伸長度有一定的限制。工件的懸伸長度過長在切削過程中會產(chǎn)生較大的變形，嚴(yán)重時將無法切削。對于切削長度過長的工件可以采蕪湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè) 計 36 / 51 用一夾一頂或兩頂尖裝夾。 確定切削用量 選擇切削用量的一般原則 ① 粗車切削用量選擇 粗車時一般以提高生產(chǎn)效率為主，兼顧經(jīng)濟性和加工成本。提高切削速度、加大進(jìn)給量和背吃刀量都能提高生產(chǎn)效率，由于切削速度對刀 具使用壽命影響最大，背吃刀量對刀具使用壽命影響最小 ， 所以，在考慮粗車切削用量時，首先盡可能選擇大的背吃刀量，其次選擇大的進(jìn)給速度，最后，在保證刀具使用壽命和機床功率允許的條件下選擇一個合理的切削速度。 ② 精車、半精車切削用量選擇 精車和半精車的切削用量選擇要保證加工質(zhì)量，兼顧生產(chǎn)效率和刀具使用壽命。 精車和半精車的背吃刀量是由零件加工精度和表面粗糙度要求，以及粗車后留下的加工余量決定的，一般情況一刀切去余量。精車和半精車的背吃刀量較小。產(chǎn)生的切削力也較小，所以，在保證表面粗糙度的情況下，適當(dāng)加大進(jìn)給 量。 背吃刀量 ap 的確定 在車床主體、夾具、刀具和零件這一系統(tǒng)剛度允許的條件下，盡可能選取較大的背吃刀量，以減少走刀次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。 粗加工時，在允許的條件下，盡量一次切除該工序的全部余量，背吃刀量一般為 2～5mm；半精加工時，背吃刀量一般為 ～ 1mm；精加工時，背吃刀量為 ～ 。 進(jìn)給量 f 的確定 粗加工時，進(jìn)給量根據(jù)工件材料、車刀刀桿直徑、工件直徑和背吃刀量 按下表進(jìn)行選取。表中可以看出，在背吃刀量一定時，進(jìn)給量隨著刀桿尺寸和工件尺寸的增大而增 大；加工鑄鐵時，切削力比加工鋼件時小，可以選取較大的進(jìn)給量。 主軸轉(zhuǎn)速的確定 光車時，主軸轉(zhuǎn)速的確定應(yīng)根據(jù)零件上被加工部位的直徑，并按零件和刀具的材料及加工性質(zhì)等條件所允許的切削速度來確定。在實際生產(chǎn)中，主軸轉(zhuǎn)速計算公式為： 蕪湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè) 計 37 / 51 式中 n ──主軸轉(zhuǎn)速（ r/min ）； υc──切削速度（ m/min）； d ──工件加工表面或刀具的最大直徑（ mm）。 在確定主軸轉(zhuǎn)速時，首先需要確定其切削速度，而切削速度又與背吃刀量和進(jìn)給量有關(guān)。切削速度確定方法有計算、查表和根據(jù)經(jīng)驗確定。切削速度參 考值 見下表。 數(shù)控車床的編程 數(shù)控車床的編程特點 (1) 在一個程序段中，可以采用絕對值編程、增量值編程或混合編程。 (2) 直徑方向用絕對坐標(biāo)編程時 X 以直徑值表示，用增量坐標(biāo)編程時以徑向?qū)嶋H位移量的 2 倍值表示，并附上方向符號。 (3) 數(shù)控裝置具備不同形式的固定循環(huán)。 (4) 本機床具有刀具半徑自動補償功能（ G41， G42），可直接按工件輪廓尺寸編程，無需先計算補償量。 (5) 對于車削加工，進(jìn)刀時采用快速走刀接近工件切削起點附近的某個點，再改用切削進(jìn)給，以減少空走刀的時間，提高加工效率。切削起點的確定與工件 毛坯余量大小有關(guān)，應(yīng)以刀具快速走到該點時刀尖不與工件發(fā)生碰撞為原則。 (6) 不同組 G 代碼可編寫在同一程序段內(nèi)均有效；相同組 G 代碼若編寫在同一程序段內(nèi)，后面的 G 代碼有效。 常用編程指令的使用 1) 快速定位 G00 格式： G00 X（ U）＿ Z（ W）＿； 2) 直線插補 G01 格式： G01 X（ U）＿ Z（ W）＿ F＿； 3) 圓弧插補 G0 G03 蕪湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè) 計 38 / 51 格式： G02（ G03） X（ U）＿ Z（ W）＿ R＿ F＿； 或 G02（ G03） X（ U）＿ Z（ W）＿ I＿ K＿ F＿； 4) 程序延時（暫停） G04 格式： G04 X＿；或 G04 U＿；或 G04 P＿； 該指令按給定時間延時，不做任何動作，延時結(jié)束后再自動執(zhí)行下一段程序。該指令主要用于車削環(huán)槽，盲孔及自動加工螺紋時可使刀具在短時間無進(jìn)給方式下進(jìn)行光整加工。 X、 U 表示秒， P 表示毫秒 5) 進(jìn)給速度控制 G9 G99 格式： G98（ G99） G98 為每分鐘進(jìn)給（ mm/min）， G99 為每轉(zhuǎn)進(jìn)給（ mm/r） 6) 自動返回參考點 G28 格式： G28 X（ U）＿； X 向返回參考點； G28 Z（ W） ＿； Z 向返回參考點； G28 X（ U）＿ Z（ W）＿； X、 Z 向同時返回參考點。 7) 主軸控制 G9 G97 格式： G96 S＿； G97 S＿ G96 是接通機床恒線速控制并按 S 指定的主軸轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn) G97 是取消恒線速控制此處 S 指定的數(shù)值表示切削速度（ m/min） 此處 S 指定的數(shù)值表示主軸轉(zhuǎn)速（ r/min）， 也可以不指定 S 8) 螺紋車削 G32 格式： G32 X（ U）＿ Z（ W）＿ F＿； 說明： (1) G32 指令可進(jìn)行等螺距的直螺紋、 圓錐螺紋以及端面螺紋的切削。 (2) X（ U）、 Z（ W）為螺紋終點坐標(biāo)， F 為長軸螺距，如右圖，若錐角 α≤45176。時， F 表示 Z 軸螺距，否則 F 表示 X 軸螺距。 (3) δ δ 2 為車削螺紋時切入量與切出量。一般δ 1=2~ 5mm，δ 2=（ 1/4~1/2）δ 1。 (4) 每刀車深量及車削次數(shù)要計算好 ,否則難保螺紋精度或發(fā)生崩刀現(xiàn)象。 (5) 車削螺紋時，主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)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。一般按機床或數(shù)控系統(tǒng)說明書中規(guī)定的計算式進(jìn)行確定，其計算式多為： n螺 ≤ n 允 / P。 式中： n 允 — 編碼器允許的最高工 作轉(zhuǎn)速（ r/min）； P — 工件螺紋的螺距或?qū)С蹋?mm）。 (6) 在螺紋粗加工和精加工的全過程中，不能使用“進(jìn)給速度倍率”開關(guān)調(diào)節(jié)速度，“進(jìn)蕪湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè) 計 39 / 51 給速度保持”開關(guān)也無效。 例： 如圖直螺紋加工，已知直螺紋切削參數(shù)：螺紋螺距 P =2mm，引入量 δ1=3mm，超越量 δ2=，分 2 次車削，背吃刀量為 ap =,試編程 圖 25 直螺紋加工實例 例： 如圖所示圓錐螺紋加工，已知錐螺紋切削參數(shù)為：螺紋導(dǎo)程 P = mm，引入量δ1=2mm，超越量 δ2=1mm，分 2 次車削，背吃刀量為 ap =，試編程 圖 26 錐形螺紋交工實例 9) 復(fù)合固定循環(huán)指令 這類循環(huán)功能用于無法一次走刀即能加工到規(guī)定尺寸的場合，主要在粗車和多次走刀車螺紋的情況下使用。如在一根棒料上車削階梯相差較大的軸，或車削鑄、鍛件的毛坯余量時都有一些重復(fù)進(jìn)行的動作，且每次走刀的軌跡相差不大。利用復(fù)合固定循環(huán)指令，只要編出最終走刀路線，給出每次切除的余量深度或循環(huán)的次數(shù)，機床即可自動地重復(fù)切削，直到工件完成為止。 1) 外徑、內(nèi)徑粗加工循環(huán)指令 G71 格式 ： G71 P ns Q nf U△ u W△ w D△ d (F＿ S＿ T ＿ )； 說明： ① G71 指令適用于圓柱毛坯料粗車外徑和圓筒毛坯料粗車內(nèi)徑。 G71 指令程序段內(nèi)要指定精加工工件程序段的順序號、精加工余量、粗加工每次切深、 F 功能、 S 功能、T 功能等，刀具循環(huán)路徑如下圖所示。 ② 式中 ns —精加工第一個程序段的段號； nf —精加工最后一個程序段的段號； △ u—x蕪湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè) 計 40 / 51 軸方向的精加工余量（直徑值）； △ w —z 軸方向的精加工余量； △ d —粗加工每次切深； F—粗車時進(jìn)給量； S—粗車時主軸轉(zhuǎn)速； T——刀號。 ③ 粗車過程中從程序段號 P 到 Q 之間包括的任何 F、 S、 T 功能都被忽略，只有 G71指令中 指定的 F、 S、