【導(dǎo)讀】劃分、刀具的選擇、切削用量的確定、車削加工程序的編寫、機(jī)床的熟練操作。夾中的水平Z向長度難以保證、切削用量的參數(shù)設(shè)定、對刀的精度、工藝路線的制訂。習(xí)，能讓我感觸當(dāng)代科學(xué)的前沿，體驗數(shù)控魅力，為人們的生活帶來方便，進(jìn)一步認(rèn)識數(shù)控技術(shù)，本文是基于機(jī)械配件在數(shù)控車床上的數(shù)控編程及工藝的設(shè)計。分析確定了整體思路并且完成工藝的制定。從而完成本次畢業(yè)設(shè)計，本文通過綜合運(yùn)用三年來學(xué)。過的知識對一個零件的加工進(jìn)行了設(shè)計。第二章設(shè)計任務(wù)書··········································3. 第三章C6150型車床主軸的加工工藝規(guī)程··················5. 零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析······························6

　　

【正文】 應(yīng)避免與工件、夾具和機(jī)床干涉。普通數(shù)控車床換刀點(diǎn)由編程人員確定，不能將換刀點(diǎn)與對刀點(diǎn)混為一談。 具體選擇對刀點(diǎn)原則是： （ 1）對刀點(diǎn)應(yīng)盡量選在被加工零件的設(shè)計基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上。如以孔定位的零件，可將孔的中心作為對刀點(diǎn)，以提高零件 的加工精度。； （ 2）對刀點(diǎn)應(yīng)選在便于觀察和檢測對刀方便的位置上。 ` （ 3）對于使用了絕對位置檢測器的數(shù)控機(jī)床，對刀點(diǎn)最好選在該坐標(biāo)系的原點(diǎn)上，或者選在已知坐標(biāo)值的點(diǎn)上，以便于坐標(biāo)值的計算和簡化程序編制。 （ 4）對刀點(diǎn)可以采用試切法確定，對刀點(diǎn)誤差可以通過試切加工的結(jié)果進(jìn)行調(diào)整。 為了提高加工精度，要使 “ 刀位點(diǎn) ” 與 “ 對刀點(diǎn) ” 重合。所謂 “ 刀位點(diǎn) ” 是指刀具位置的特征點(diǎn)。 “ 刀位點(diǎn) ” 與 “ 對刀點(diǎn) ” 重合的越好，對刀精度越高。通常，對于形狀規(guī)則的毛坯材料來講，對刀點(diǎn)一般都設(shè)定在工件右端面中心，這樣對刀精確，不容易出錯，可 以使程序更加簡化，有利于編程計算。 通常，對于形狀規(guī)則的毛坯材料來講，對刀點(diǎn)一般都設(shè)定在工件右端面中心，這樣對刀精確，唐山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 不容易出錯，可以使程序更加簡化，有利于編程計算。 設(shè)置數(shù)控車床刀具的換刀點(diǎn)是編制加工程序過程中必須考慮的問題。換刀點(diǎn)最安全的位置是換刀時刀架或刀盤上的任何刀具都不與工件或機(jī)床其它部件發(fā)生碰撞的位置。 一般地，在單件小批量生產(chǎn)中，我們習(xí)慣把換刀點(diǎn)設(shè)置為一個固定點(diǎn)，其位置不隨工件坐標(biāo)系的位置改變而發(fā)生變化。換刀點(diǎn)的軸向位置由刀架上軸向伸出最長的刀具（如內(nèi)孔鏜刀、鉆頭等）決定，換刀點(diǎn)的徑向位置則由 刀架上徑向伸出最長的刀具（如外圓車刀、切槽刀等）決定。 在大批量生產(chǎn)中，為了提高生產(chǎn)效率，減少機(jī)床空行程時間，降低機(jī)床導(dǎo)軌面磨損，有時候可以不設(shè)置固定的換刀點(diǎn)。每把刀各有各的換刀位置。這時，編制和調(diào)試換刀部分的程序應(yīng)該遵循兩個原則：第一，確保換刀時刀具不與工件發(fā)生碰撞；第二，力求最短的換刀路線，即所謂的“ 跟隨式換刀 ” 。 刀具在加工完某一道工序后，再進(jìn)行下一道工序的加工時，有可能需要換刀，所以要設(shè)定換刀點(diǎn)。所謂換刀點(diǎn)對于車床來說，是刀架遠(yuǎn)離工件后，即目前刀具在工件坐標(biāo)系下的坐標(biāo)值。如（ X100， Z100）即當(dāng) 前換刀點(diǎn)在距離工件零點(diǎn)右方 100mm 的地方。 該零件 毛坯尺寸為 φ 200 845，為防止撞刀， 換刀點(diǎn)應(yīng)設(shè)定在工件坐標(biāo)系 X100Z100 位置上，避免與工件發(fā)生碰撞，而且利于換刀快速進(jìn)刀。同時如果將換刀點(diǎn)設(shè)置在遠(yuǎn)離毛坯的位置，當(dāng)換第二把刀后，進(jìn)行精車時的空行程路線必然較長，如果近離工件且不發(fā)生任何干擾，將縮短走刀行程，利于快速加工零件，所以我選擇工件坐標(biāo)系 X100Z100 該點(diǎn)為換刀位置。 制定合理的數(shù)控車削加工方案 數(shù)控車削加工順序的安排 順序的安排應(yīng)根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)和毛坯狀況，以及定位、安裝與夾緊 的需要來考慮： （ 1）上道工序的加工不能影響下道工序的定位與夾緊，中間穿插有通用機(jī)床加工工序的也應(yīng)綜合考慮。 （ 2）先內(nèi)腔加工，后外形加工。 （ 3）以相同定位、夾緊方式加工或用同一把刀具加工的工序，最好連續(xù)加工，以減少重復(fù)定位次數(shù)、換刀次數(shù)與挪動壓板次數(shù)。 : （ 1）保證被加工工件的精度和表面粗糙度原則 （ 2）加工路線最短，減少空行程原則 （ 3）盡量簡化數(shù)值計算工作量原則 （ 4）充分使用指令功能，簡化加工程序原則 2. 數(shù)控車削加工工序的劃分 ： （ 1）以一次安裝進(jìn)行的加工作為一道工序 （ 2）以一個完整數(shù)控程序連續(xù)加工的內(nèi)容為一道工序 （ 3）以工件上的結(jié)構(gòu)內(nèi)容組合用一把刀具加工為一道工序 （ 4）以粗、精加工劃分工序 該零件是根據(jù)以工件上的結(jié)構(gòu)內(nèi)容按 每 次安裝所進(jìn)行的加工作為一道工序 ，一共有 8道工序： （ 1）鉆兩端中心孔。 （ 2）兩頂尖裝夾工件粗車外圓。 唐山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 20 （ 3）粗車大端各部。 （ 4）車小端各部。 （ 5）車小端錐孔。 （ 6）車大端錐孔。 （ 7）精車外圓。 （ 8）車三處螺紋。 編寫 數(shù)控車削加工工序卡片 切削用量的選擇 合理選擇切削用量的原則： 合理選擇切削用量的原則是： （ 1）粗加工時，首先選取盡可能大的背吃刀量；其次要根據(jù)機(jī)床動力和剛性的限制條件等，選取盡可能大的進(jìn)給量；最后根據(jù)刀具耐用度確定最佳的切削速度。一般以提高生產(chǎn)率為主，但也考慮經(jīng)濟(jì)性和加工成本。 （ 2）半精加工和精加工時，首先根據(jù)粗加工后的余量確定背吃刀量；其次根據(jù)已加工表面的粗糙度要求，選取較小的進(jìn)給量；最后在保證刀具耐用度的前提下，盡可能選取較高的切削速度。應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧切削效率、經(jīng)濟(jì)性和加工成本。具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床說明書、切削用量手冊，并結(jié)合經(jīng)驗而定。 選擇切削用量： 切削用量是 切削加工過程中主軸轉(zhuǎn)速（切削速度）、進(jìn)給量、背吃刀量的總稱。 （ 1）切削速度 Vc 主軸轉(zhuǎn)速 n(r/min)主要根據(jù)允許的切削速度 Vc(m/min)來選取。 n=1000Vc/πD 式中： Vc—— 切削速度，由刀具的耐用度決定； D —— 工件或刀具直徑。 當(dāng)轉(zhuǎn)速值 n 一定時，選定點(diǎn)不同，其切削速度也不同，計算時取最大直徑，如車外圓時計算待加工表面速度，鉆削時計算鉆頭外徑處 的速度。 （ 2）進(jìn)給量 f(mm/r)和進(jìn)給速度 F(mm/min)是數(shù)控機(jī)床切削用量中的重要參數(shù)，主要根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件材料性質(zhì)選取。 F=f*n 當(dāng)加工精度、表面粗糙度要求高時，進(jìn)給速度（進(jìn)給量）應(yīng)選小些，一般在 20~50mm/min范圍內(nèi)選取。粗加工時，為縮短切削時間，一般進(jìn)給量就取大些。工件材料較軟時，可選用較大的進(jìn)給量；反之，應(yīng)選取較小的進(jìn)給量。 （ 3）背吃刀量 ap 唐山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 背吃刀量是在與主運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動方向所組成 的平面相互垂直的方向上測量的工件上已加工表面和待加工表面間的距離。 車外圓： ap=1/2（ dwdm） 鉆孔： Ap=1/2dm 式中： dw—— 工件待加工表面直徑 dm—— 工件已加工表面直徑 （ 4）車螺紋時的主軸轉(zhuǎn)速 根據(jù)車削螺紋時主軸轉(zhuǎn) 1轉(zhuǎn)，刀具進(jìn)給 1個導(dǎo)程的機(jī)理，數(shù)控車床車削螺紋時的進(jìn)給速度是由 選定的主軸轉(zhuǎn)速決定的。螺紋加工程序段中指令的螺紋導(dǎo)程（單頭螺紋時即為螺距），相當(dāng)于以進(jìn)給量 f（ mm/r）表示的進(jìn)給速度 vf vf = n f (21) 從式 21可以看出，進(jìn)給速度 vf 與進(jìn)給量 f成正比關(guān)系，如果將機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速選擇過高，換算后的進(jìn)給速度則必定大大超過機(jī)床額定進(jìn)給速度。所以選擇車削螺紋時的主軸轉(zhuǎn)速要考慮進(jìn)給系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置情況和機(jī)床電氣配置情況，避免螺紋 “ 亂牙 ” 或起 /終點(diǎn)附近螺距不符合要求等現(xiàn)象的發(fā)生。 另外，值得注意的是，一旦開始進(jìn)行螺紋加工，其主軸轉(zhuǎn)速值 一般是不能進(jìn)行更改的，包括精加工在內(nèi)的主軸轉(zhuǎn)速都必須沿用第一次進(jìn)刀加工時的選定值。否則，數(shù)控系統(tǒng)會因為脈沖編碼器基準(zhǔn)脈沖信號的 “ 過沖 ” 量而導(dǎo)致螺紋 “ 亂牙 ” 。因此車螺紋時，主軸轉(zhuǎn)速的確定應(yīng)遵循以下幾個原則： 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)入長度和切出長度考慮比較充裕，即螺紋進(jìn)給距離超過圖樣上規(guī)定螺紋的長度較大時，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)速超過機(jī)床所規(guī)定主軸的最大轉(zhuǎn)速時，則可選擇盡量高一些的主軸轉(zhuǎn)速； ④ 通常情況下，車螺紋時 的主軸轉(zhuǎn)速 (n 螺 )應(yīng)按其機(jī)床或數(shù)控系統(tǒng)說明書中規(guī)定的計算式進(jìn)行確定。 切削用量的計算 ① 粗加工外圓時： 選取 Vc=150m/min ap=2mm（雙邊） f= mm/r 加工時最大直徑為毛坯直徑即： d=φ 185 mm Vc=πd n/1000 主軸轉(zhuǎn)速 n=1000Vc/πd= （ 1000*150） /（ *185） = r/min 進(jìn)給速度 F= f * n = * = 加工右端時： 選取 n=400 r/min F= 80mm/min 加工左端時： 選取 n=400 r/min F= 80mm/min ② 精加工外圓時： 選取 Vc=200m/min ap=（雙邊） f= 唐山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 mm/r 加工時最大直徑為： d=φ 180mm Vc=πd n/1000 主軸轉(zhuǎn)速 n=1000Vc/πd= （ 1000*200） /（ *180） = r/min 進(jìn)給速度 F= f * n = * = 加工右端時： 選取 n=800r/min F= 64mm/min 加工左端時： 選取 n=600r/min F= 48mm/min ③ 車槽時： 選取 Vc=20m/min f= mm 加工時最大直徑為： d=φ 115 mm Vc=πd n/1000 主軸轉(zhuǎn)速 n=1000Vc/πd= （ 1000*20） /（ *115） = r/min 進(jìn)給速度 F= f * n = * =選取 n=150 r/min F=9mm/min ④ 切削螺紋時： f=2 mm 選取 Vc=40m/min 加工時最大直徑為： d=φ 95 mm Vc=πd n/10 00 主軸轉(zhuǎn)速 n=1000Vc/πd= （ 1000*40） /（ *95） = r/min 選取 n=300 r/min ⑤ 粗鏜內(nèi)孔時： 選取 Vc=80m/min ap=1mm（雙邊） f= mm 加工時最大直徑為： d=φ 64 mm Vc=πd n/1000 主軸轉(zhuǎn)速 n=1000Vc/πd= （ 1000*80） /（ *64） = r/min 進(jìn)給速度 F= f * n = * =選取 n=600r/min F= 120mm/min ⑥ 精鏜內(nèi)孔時： 選取 Vc=100m/min ap=（雙邊） f= mm/r 加工時最大直徑為： d=φ 64 mm Vc=πd n/1000 主軸轉(zhuǎn)速 n=1000Vc/πd= （ 1000*100） /（ *64） = r/min 進(jìn)給速度 F= f * n = * =選取 n=800 r/min F=80mm/min ⑦ 平端面時 : 選取 n=150 r/min F= 20mm/min ⑧ 打中心孔時 : 根據(jù)經(jīng)驗選取 n=330 r/min 手動進(jìn)給 ⑨ 鉆孔時 : 唐山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 根據(jù)經(jīng)驗選取 n=400 r/min 手動進(jìn)給 另外根據(jù)經(jīng)驗切削用量按下列規(guī)律取值： 主軸轉(zhuǎn)速。硬質(zhì)合金刀具材料切削鋼件時，切 削速度ｖ取 80 m/min～ 220 m/min，根據(jù)公式及加工經(jīng)驗，并根據(jù)實際情況，本工件粗加工主軸轉(zhuǎn)速在 400 r/min～ 1000 r/min 內(nèi)選取，精加工的主軸轉(zhuǎn)速在 800 r/min～ 2021 r/min 內(nèi)選取。 進(jìn)給速度。粗加工時，為提高生產(chǎn)效率，在保證工件質(zhì)量的前提下，可選擇較高的進(jìn)給速度，一般取 100 mm/min～ 200 mm/min。精加工的進(jìn)給速度一般取粗加工進(jìn)給速度的 1/2。切槽、切斷、車孔加工或采用高速鋼刀具進(jìn)行加工時，應(yīng)選用較低的進(jìn)給速度，一般在 50 mm/min～ 100 mm/min 內(nèi)選取。 背吃刀量。背吃刀量根據(jù)機(jī)床與刀具的剛性以及加工精度來確定，粗加工的背吃刀量一般選取 2 mm～ 5 mm（直徑量），精加工的背吃刀量等與精加工余量，精加工余量一般取 mm～ mm（直徑量）。 加工程序編寫 大端 外圓粗車程序 N001 T0505（切槽刀） G00X190Z370 G72 N010 W20 X190 N020Z370 G00X200Z100 M05 T0606(90176。右偏外圓粗車刀 ) G0X190Z314 W80 Z127 唐山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 24 W55 W47 W25 X190 N040G0Z314 X200Z100 M05(主軸停轉(zhuǎn) ) M02 小端外圓粗車程序 G0G97G99X200Z100 T0101(90176。左偏外圓粗車刀 ) G0X190Z2 Z95 W34 W70 W32 Z546 W36 W94 W46 X190 N060G0Z2 X200Z100 M05(主軸停轉(zhuǎn) ) M02（程序結(jié)束） 唐山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 小端錐孔粗車程序 G0G97G99X100Z100 T0303(93176。內(nèi)孔粗車刀 ) X50Z2 X50 N020G0Z2 X100Z100 M05(主軸停轉(zhuǎn) ) M02（程序結(jié)束） 小端錐孔半精車程序 G0G97G99X100Z100 T0303(93176。內(nèi)孔粗車刀 ) X50Z2 X50 N020G0Z2 X100Z100 M05(主軸停轉(zhuǎn) ) M02（程序結(jié)束） 大端錐孔粗車程序 G0G97G99X100Z100 T0303(93176。內(nèi)孔粗車刀 ) X50Z2 唐山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 X50 N020G0Z2 X100Z100 M05(主軸停轉(zhuǎn) ) M02（程序結(jié)束） G0G97G99X100Z100 T0303(93176。內(nèi)孔粗車刀 ) X50Z2 X