【正文】 直徑相差較大的階梯軸或要承受沖擊載荷和交變應(yīng)力的重要軸，均采用鍛件作為毛坯。當(dāng)生產(chǎn)批量較小時(shí)，應(yīng)采用自由鍛件；當(dāng)生產(chǎn)批量較大時(shí)，應(yīng)采用模鍛件。 對(duì)于結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜的大型軸類零件，其毛坯可用砂型鑄造件、焊接結(jié)構(gòu)件或鑄 — 焊結(jié)構(gòu)毛坯。 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 5 數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系統(tǒng) 在數(shù)控編程時(shí)，為了描述機(jī)床的運(yùn)動(dòng)，簡(jiǎn)化程序編制的方法及保證記錄數(shù)據(jù)的互換性，數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)和運(yùn)動(dòng)方向均已標(biāo)準(zhǔn)化 。數(shù)控機(jī)床各坐標(biāo)軸按標(biāo)準(zhǔn) JB305182 數(shù)控機(jī)床及其數(shù)控機(jī)械的坐標(biāo)系和運(yùn)動(dòng)方向的命名方法 確定后，還要確定坐標(biāo)系原點(diǎn)的位置，這樣坐標(biāo)系才能確定下來。依原點(diǎn)的不同，數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系統(tǒng)分為機(jī)床坐標(biāo)系和工件坐標(biāo)系。 機(jī)床坐標(biāo)系 以機(jī)床原點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)建立起來的 X、 Y、 Z 軸直角坐標(biāo)系，稱為機(jī)床坐標(biāo)系。而標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)床坐標(biāo)系中 x、 y、 z坐標(biāo)軸的相互關(guān)系用右手笛卡爾直角坐標(biāo)系決定。機(jī)床原點(diǎn)是指在機(jī)床上設(shè)置的一個(gè)固定點(diǎn)，也稱機(jī)床零點(diǎn)。它在機(jī)床裝配、調(diào)試時(shí)就已確定下來數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工運(yùn)動(dòng)的基準(zhǔn)參考點(diǎn)。機(jī)床零點(diǎn)是通 過機(jī)床參考點(diǎn)間接確定的，機(jī)床參考點(diǎn)也是機(jī)床上的一個(gè)固定點(diǎn)，其與機(jī)床零點(diǎn)間有一確定的相對(duì)位置，一般設(shè)置在刀具運(yùn)動(dòng)的 X、 Y、 Z正向最大極限位置。在機(jī)床每次通電之后，工作之前，必須進(jìn)行回機(jī)床零點(diǎn)操作，使刀具運(yùn)動(dòng)到機(jī)床參考點(diǎn)，其位置由機(jī)械檔塊確定。這樣，通過機(jī)床回零操作，確定了機(jī)床零點(diǎn)，從而準(zhǔn)確地建立機(jī)床坐標(biāo)系，即相當(dāng)于數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部建立一個(gè)以機(jī)床零點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)的機(jī)床坐標(biāo)系。機(jī)床坐標(biāo)系是機(jī)床固有的坐標(biāo)系，一般情況下，機(jī)床坐標(biāo)系在機(jī)床出廠前已經(jīng)調(diào)整好，不允許用戶隨意變動(dòng)。 工件坐標(biāo)系 工件圖樣給出以后，首先應(yīng)找 出圖樣上的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)點(diǎn)。其他各項(xiàng)尺寸均是以此點(diǎn)為基準(zhǔn)進(jìn)行標(biāo)注。該基準(zhǔn)點(diǎn)稱為工件原點(diǎn)。以工件原點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)建立的 X、 Y、 Z軸直角坐標(biāo)系，稱為工件坐標(biāo)系。 工件坐標(biāo)系是用來確定工件幾何形體上各要素的位置而設(shè)置的坐標(biāo)系，工件原點(diǎn)的位置是人為設(shè)定的，它是由編程人員在編制程序時(shí)根據(jù)工件的特點(diǎn)選定的，所以也稱編程原點(diǎn)。 數(shù)控車床加工零件的工件原點(diǎn)一般選擇在工件右端面、左端面或卡爪的前端面與 Z軸的交點(diǎn)上。 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 6 數(shù)控車削工藝 在進(jìn)行數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)時(shí)，一般應(yīng)進(jìn)行以下幾方面的工作：數(shù)控加工內(nèi)容的選擇；數(shù)控加工工藝得分析 ；數(shù)控加工工藝路線的設(shè)計(jì)。 數(shù)控加工工藝內(nèi)容的選擇 對(duì)于一個(gè)零件來說，并非全部加工工藝過程都適合在數(shù)控機(jī)床上完成，而往往只是其中的一部分工藝內(nèi)容適合數(shù)控加工。這就需要對(duì)零件圖樣進(jìn)行仔細(xì)的工藝分析，選擇那些是最適合、最需要進(jìn)行數(shù)控加工的內(nèi)容和工序。再考慮選擇內(nèi)容時(shí)應(yīng)結(jié)合本企業(yè)設(shè)備的實(shí)際，立足與解決難題、攻克關(guān)鍵問題和提高生產(chǎn)效率，充分發(fā)揮數(shù)控加工的優(yōu)勢(shì)。 一、適于數(shù)控加工的內(nèi)容 在選擇時(shí)，一般可按下列順序考慮： （ 1）通用機(jī)床無法加工的內(nèi)容應(yīng)做為優(yōu)先選擇內(nèi)容； （ 2）通用機(jī)床難加工，質(zhì)量也難以保證的內(nèi) 容應(yīng)作為重點(diǎn)選擇內(nèi)容； （ 3）通用機(jī)床加工效率低、工人手工操作勞動(dòng)強(qiáng)度大的內(nèi)容，可在數(shù)控機(jī)床尚存在富裕加工能力時(shí)選擇。 二、不適于數(shù)控加工的內(nèi)容 一般來說，上述這些加工內(nèi)容采用數(shù)控加工后，在產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率與綜合效益方面會(huì)得到明顯提高。相比之下，下列一些內(nèi)容不宜選擇采用數(shù)控加工： （ 1）占機(jī)調(diào)整時(shí)間長(zhǎng) （ 2）加工部位分散，需要多次安裝、設(shè)置原點(diǎn)。 （ 3）按某些特定的制造依據(jù)（如樣板等）加工的型面輪廓。 此外，再選擇和決定加工內(nèi)容時(shí)，也要考慮生產(chǎn)批量、生產(chǎn)周期、工序間周轉(zhuǎn)情況等等。總之要盡量做到合理，達(dá)到多 、好、省的目的。要防止把數(shù)控機(jī)床當(dāng)普通機(jī)床使用。 數(shù)控加工零件的工藝性分析 理想的加工程序不僅應(yīng)保證加工出符合圖樣的合格工件，同時(shí)應(yīng)能使數(shù)控機(jī)床的功能得到合理的應(yīng)用和充分的發(fā)揮。數(shù)控機(jī)床是一種高效率的自動(dòng)化設(shè)備，它的效率高于普通機(jī)床的 2～ 3 倍，所以，要充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的這一特點(diǎn)，必須熟練掌握其 性能、濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 特點(diǎn)、使用操作方法，同時(shí)還必須在編程之前正確地確定加工方案 。 由于生產(chǎn)規(guī)模的差異，對(duì)于同一零件的加工方案是有所不同的，應(yīng)根據(jù)具體條件，選擇經(jīng)濟(jì)、合理的工藝方案。 一、加工工序劃分 在數(shù)控機(jī)床上加工零件，工序 可以比較集中 ,一次裝夾應(yīng)盡可能完成全部工序。與普通機(jī)床加工相比，加工工序劃分有其自己的特點(diǎn)，常用的工序劃分原則有以下兩種。1．保證精度的原則 數(shù)控加工要求工序盡可能集中，常常粗、精加工在一次裝夾下完成，為減少熱變形和切削力變形對(duì)工件的形狀、位置精度、尺寸精度和表面粗糙度的影響，應(yīng)將粗、精加工分開進(jìn)行。對(duì)軸類或盤類零件，將各處先粗加工，留少量余量精加工，來保證表面質(zhì)量要求。同時(shí)，對(duì)一些箱體工件，為保證孔的加工精度，應(yīng)先加工表面而后加工孔。 2． 提高生產(chǎn)效率的原則 數(shù)控加工中，為減少換刀次數(shù)，節(jié)省換刀時(shí)間，應(yīng) 將需用同一把刀加工的加工部位全部完成后，再換另一把刀來加工其它部位。同時(shí)應(yīng)盡量減少空行程，用同一把刀加工工件的多個(gè)部位時(shí)，應(yīng)以最短的路線到達(dá)各加工部位。實(shí)際中，數(shù)控加工工序要根據(jù)具體零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求等情況綜合考慮。 二、加工路線的確定 在數(shù)控加工中，刀具（嚴(yán)格說是刀位點(diǎn)）相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)軌跡和方向稱為加工路線。即刀具從對(duì)刀點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)起，直至結(jié)束加工程序所經(jīng)過的路徑，包括切削加工的路徑及刀具引入、返回等非切削空行程。加工路線的確定首先必須保證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(jiǎn)單，走刀路 線盡量短，效率較高等 。 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 工藝分析及處理 （ 1）零件圖工藝分析。 已知毛坯為φ 40 100 的 45 鋼，要求編制數(shù)加工程序并完成零件的加工。 圖 61 軸零件圖 （ 2） 刀具卡： 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 表 62 刀具卡 產(chǎn)品名稱或代號(hào) 數(shù)控車削加工與編程實(shí)訓(xùn)件 零件名稱 數(shù)控入門實(shí)訓(xùn)件一 零件圖號(hào) SXC401 序號(hào) 刀具號(hào) 刀具名稱 數(shù)量 加工表面 刀尖半徑 R/min 刀具方位 T 備注 1 T01 90 176。度硬質(zhì)合金偏刀 1 粗車外輪廓 3 2 T02 90 176。度硬質(zhì)合金偏刀 1 精車外輪廓 3 （ 3） 加工方案及工序 加工方案 如圖 79 所示，根據(jù)零件的工藝特點(diǎn)和毛坯尺寸 40 65, 確定加工方案：用三爪自定心卡盤夾緊，找正零件，伸出卡盤 50mm，加工零件外輪廓至尺寸要求。加工零件前先對(duì)刀，設(shè)置編程原點(diǎn)在右端面的軸線上，加工程序 O0010。 加工工序 表 63 加工工序卡 工步號(hào) 工步內(nèi)容 刀具號(hào) 刀具規(guī)格 /mm 主軸轉(zhuǎn)速n/(r/min) 進(jìn)給量f/(mm/min) 背吃刀量ap/mm 備注（程序 名） 1 粗車外輪廓，留余量 T01 25 20 600 60 自動(dòng) O0010 2 精車各表面至尺寸要求 T02 25 20 800 40 自動(dòng) O0010 五、編程及操作要點(diǎn) 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 數(shù)值計(jì)算 圖紙上有公差值的尺寸，編程時(shí)取極限尺寸的平均值。由此可得Φ 3Φ 2Φ 24外圓的編程尺寸分別為： 、 、 ；長(zhǎng)度 40 的編程尺寸為 40。 對(duì)刀 ①設(shè)置主軸轉(zhuǎn)動(dòng)指令，使主軸轉(zhuǎn)動(dòng)。 ② X 向?qū)Φ丁? 手動(dòng)、手輪方式下，車削外圓，沿 +Z 方向退刀 ，按下主軸停止鍵，測(cè)量切削外圓的直徑，如為Φ ；按錄入方式 /刀補(bǔ)鍵，移動(dòng)光標(biāo)到相應(yīng)刀號(hào)的位置，如 1 號(hào)刀在 101 輸入 ，按 INPUT 鍵，完成 X 方向?qū)Φ丁? ③ Z 向?qū)Φ丁? 在手動(dòng) /手輪方式下按主軸正轉(zhuǎn)鍵使主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，車削端面，沿 +X 方向退刀，按下主軸停止鍵，按錄入方式 /刀補(bǔ)鍵，移動(dòng)光標(biāo)到相應(yīng)刀號(hào)位置，如 1 號(hào)刀在在 101，輸入 Z0，按 INPUT 鍵，完成 Z 方向?qū)Φ丁? ④這樣刀尖便偏置到編程坐標(biāo)系中。 換 T02 刀，同理通過上述② ③步驟完成 90176。度精刀的對(duì)刀過程。 尺寸修正 對(duì)于試切的零件，在粗車后使用程序暫停指令（ M01）停止機(jī)床轉(zhuǎn)動(dòng)，測(cè)量零件尺寸是否符合要求。如有偏差，則要在精車前及時(shí)修正，修正方法為：①按下錄入方式、刀補(bǔ)鍵， LCD 屏幕上顯示刀補(bǔ)畫面。②用↓鍵或↑鍵移動(dòng)光標(biāo)到設(shè)定補(bǔ)償號(hào)的位置。 ③輸入 X、 Z 值。 例如圖 41 所示零件，采用 T01 號(hào) 90176。度偏刀粗車后。實(shí)際尺寸比零件要求外徑大 ，端面長(zhǎng) ,則按下錄入方式 /刀補(bǔ)鍵，進(jìn)入刀具磨損補(bǔ)償界面，用↓鍵或↑鍵移動(dòng)光標(biāo)至 T01 對(duì)應(yīng)的刀補(bǔ)號(hào) 001，輸入 ，按 INPUT，輸入 ，按INPUT，完成刀具磨損補(bǔ)償；反之，若加工后的實(shí)際尺寸比工件要求尺寸小，則輸入 “+”數(shù)據(jù)。 通過上述修正后，再進(jìn)行精加工，即可達(dá)到尺寸要求。進(jìn)行批量生產(chǎn)時(shí)，因?yàn)榈毒呱a(chǎn)磨損導(dǎo)致測(cè)量零件尺寸偏大，用上述方法可補(bǔ)償?shù)毒叩哪p量。 工藝分析及處理 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 N1O G18 G23 G54 G71 G90 G94 ；刀架回?fù)Q刀點(diǎn) N20 M03 S1000 T1D1 ；調(diào)用 1 號(hào)粗車刀，主軸正轉(zhuǎn) n=1000r/min N30 G00 X40 Z5 N40 ABC123 ；車削右端面 N50 R105=1 R106=1 R108=1 R109=7 R110=2 R111=200 R112=100 N60 LCYC95 N70 G00 X200 Z200 ； N80 M05 N90 M06 T2D1(切槽刀 ) N100 M03 S500 N110 G00 X25 Z20 ；粗車外圓柱面 N120 G01 X11 F50 N130 G00 X200 N140 Z200 N150 M05