PAGEMinBeiVocationalAndTechnicalCollegeMinBeiVocationalAndTechnicalCollege2013屆畢業(yè)設(shè)計數(shù)控車軸類零件工藝設(shè)計及程序編制數(shù)控車軸類零件工藝設(shè)計及程序編制系別：信息與工程系 專業(yè)名稱：數(shù)控技術(shù)姓名：學號：20100204012班級：10數(shù)控技術(shù)指導教師：2012年12摘要隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴大，數(shù)控加工技術(shù)對國計民生的一些重要行業(yè)的發(fā)展起著越來越重要的作用，因為效率、質(zhì)量是先進制造技術(shù)的主體。高速、高精加工技術(shù)可極大地提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場競爭能力。而對于數(shù)控加工,無論是手工編程還是自動編程，在編程前都要對所加工的零件進行工藝分析，擬定加工方案，選擇合適的刀具，確定切削用量，對一些工藝問題(如對刀點、加工路線等)也需做一些處理。并在加工過程掌握控制精度的方法,才能加工出合格的產(chǎn)品。本文根據(jù)數(shù)控機床的特點，針對具體的零件，進行了工藝方案的分析，工裝方案的確定，刀具和切削用量的選擇，確定加工順序和加工路線，數(shù)控加工程序編制。通過整個工藝的過程的制定，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。關(guān)鍵詞：軸類零件，工藝分析，數(shù)控編程，數(shù)控加工目錄TOC\o"1-2"\h\z\u一引言 1二軸類零件加工工藝分析 2（一）典型軸類零件的加工工藝 2（二）數(shù)控車床的概述 3（三）分析加工對象 6（四）夾具和刀具的選擇 7三零件工藝過程卡設(shè)計 8（一）數(shù)控加工步驟、工藝特點及內(nèi)容 8（二）加工工序的劃分 9（三）編制工藝過程卡 10（四）切削用量的確定 10（五）編制加工工序卡 11四數(shù)控車削編程及仿真 12（一）刀具加工進給路線的確定 12（二）本零件加工所用刀具 13（三）編程基礎(chǔ) 14（四）斯沃數(shù)控仿真 21結(jié)束語 31參考文獻 32致謝 33附錄 34PAGE36數(shù)控車軸類零件工藝設(shè)計及程序編制李汪洋一、引言為了在激烈的巿場競爭中立于不敗之地，各工業(yè)發(fā)達國家均投入了大量的資金，對現(xiàn)代制造技術(shù)進行研究開發(fā)，并提出了各式各樣全新的制造模式。如集成制造、柔性制造、智能制造、數(shù)字制造、網(wǎng)絡(luò)制造等，其目標是提高制造的效率、精度和加工的適應(yīng)性并且降低生產(chǎn)成本。數(shù)控機床作為現(xiàn)代制造系統(tǒng)的基礎(chǔ)單元，其功能的強弱和性能的好壞決定著制造模式的成敗。為適應(yīng)復雜的制造過程，數(shù)控技術(shù)正在發(fā)生根本性的變化。在體系結(jié)構(gòu)方面，數(shù)控系統(tǒng)已基本上實現(xiàn)由專用型封閉式結(jié)構(gòu)模式向通用型開放式結(jié)構(gòu)模式的轉(zhuǎn)變，并向基于PC的數(shù)字化體系結(jié)構(gòu)發(fā)展；在網(wǎng)絡(luò)化基礎(chǔ)上，數(shù)控系統(tǒng)可與CAD/CAM集成為一體，數(shù)控機床的聯(lián)網(wǎng)運行，使車間網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控、維護與管理融為一體；在數(shù)控的高速、高精、高效方面，采取了許多措施，如高速下的平滑控制算法、提高系統(tǒng)的快速響應(yīng)能力、提高反饋和控制環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)分辨率等等，得到了不錯的效果；在智能化控制方面，通過采樣加工過程中影響產(chǎn)品加工質(zhì)量的外部變量，實現(xiàn)了加工參數(shù)的自動修正、調(diào)節(jié)與補償，有效提高了CNC的工作效率。[5]本課題需要設(shè)計者在設(shè)計零件的數(shù)控加工工藝時，首先遵循普通加工工藝的基本原則與方法，還需要考慮數(shù)控加工本身的特點、材料的性質(zhì)和零件程序編制以及對刀具的認識。全面了解數(shù)控加工工藝的特點及內(nèi)容，在選擇和決定數(shù)控加工零件及其內(nèi)容后，應(yīng)對零件的數(shù)控加工工藝流程進行全面的分析。最后根據(jù)生產(chǎn)實踐中所得出總結(jié)的一些工藝原則，結(jié)合生產(chǎn)的實際條件，制定較好的工藝路線。二、軸類零件加工工藝分析在數(shù)控機床上加工零件，與普通機床有所不同，不僅要考慮夾具、刀具、切削用量等常規(guī)工藝的選擇，更要考慮對刀點、編程原點等設(shè)置，在保證質(zhì)量的前提下，盡可能提高機床的加工效率。[1]（一）典型軸類零件的加工工藝1.軸類零件的功用與結(jié)構(gòu)軸是組成機器的重要零件，也是機械加工中常見的典型零件之一。它支撐著其他轉(zhuǎn)動件回轉(zhuǎn)并傳遞扭矩，同時又通過軸承與機器的機架連接。[7]軸類零件是旋轉(zhuǎn)零件，其長度大于直徑，由外圓柱面、圓錐面、內(nèi)孔、螺紋及相應(yīng)端面所組成。加工表面通常除了內(nèi)外圓表面、圓錐面、螺紋、端面外，還有花鍵、鍵槽、橫向孔、溝槽等。[1]圖1CAD軟件畫零件圖2.軸類零件的技術(shù)要求（1）加工精度①尺寸精度軸類零件的尺寸精度主要指軸的直徑尺寸精度和軸長尺寸精度。按使用要求，主要軸頸直徑尺寸精度通常為IT4級——IT9級，精密的軸頸也可達IT5級。軸長尺寸通常規(guī)定為公稱尺寸，對于階梯軸的各臺階長度按使用要求可相應(yīng)給定公差。②幾何精度軸類零件一般是用兩個軸頸支撐在軸承上，這兩個軸頸稱為支撐軸頸，也是軸的裝配基準。除了尺寸精度外，一般還對支撐軸頸的幾何精度（圓度、圓柱度）提出要求。對于一般精度的軸頸，幾何形狀誤差應(yīng)限制在直徑公差范圍內(nèi)，要求高時，應(yīng)在零件圖樣上另行規(guī)定其允許的公差值。③相互位置精度軸類零件中的配合軸頸（裝配傳動件的軸頸）相對于支撐軸頸間的同軸度是其相互位置精度的普遍要求。通常普通精度的軸，配合精度對支撐軸頸的徑向圓跳動一般為0.01mm——0.03mm，高精度軸為0.001mm——0.005mm。此外，相互位置精度還有內(nèi)外圓柱面的同軸度，軸向定位端面與軸心線的垂直度要求等。（2）表面粗糙度根據(jù)機械的精密程度，運轉(zhuǎn)速度的高低，軸類零件表面粗糙度要求也不相同。一般情況下，支撐軸頸的表面粗糙度Ra值為0.43um—0.14um；配合軸頸的表面粗糙度Ra值為2.5um—0.43um。[2]3．軸類零件加工的工藝路線外圓加工的方法很多，對于此次所加工的軸類零件，將采用“粗車—精車”的車削方式。（二）數(shù)控車床的概述數(shù)控車床是當今應(yīng)用較為廣泛的數(shù)控機床之一，數(shù)控車床主要用于加工軸類、盤類等回轉(zhuǎn)體零件的內(nèi)外圓柱面，任意角度的內(nèi)外圓錐面，復雜回轉(zhuǎn)內(nèi)外曲面，圓柱、圓錐螺紋等，并能進行切槽、鉆孔、擴孔、鉸孔、鏜孔等切削加工。[3]圖2數(shù)控車床1．數(shù)控車床主要功能不同數(shù)控車床其功能也不盡相同，各有特點，但都應(yīng)具備以下主要功能：（1）直線插補功能?？刂频毒哐刂本€進行切削，在數(shù)控車床中利用該功能可加工圓柱面、圓錐面和倒角。（2）圓弧插補功能。控制刀具沿圓弧進行切削，在數(shù)控車床中利用該功能可加工圓弧面和曲面。（3）固定循環(huán)功能。固化了機床常用的一些功能，如粗加工、切螺紋、切槽和鉆孔等，使用該功能簡化了編程。（4）恒線速度切削。通過控制主軸轉(zhuǎn)速保持切削點處的切削速度恒定，可獲得一致的加工表面。（5）刀尖半徑自動補償功能?？蓪Φ毒哌\動軌跡進行半徑補償，具備該功能的機床在編程時可不考慮刀具半徑，直接按零件輪廓進行編程，從而使編程變得方便簡單。[4]2.數(shù)控車床加工特點數(shù)控車床與普通車床相比較，主要有以下一些特點：（1）高精度。數(shù)控車床的控制系統(tǒng)性能和機床制造能力不斷提高，機械結(jié)構(gòu)更加合理，機床精度不斷提高，且零件精度的一致性高。（2）高效率。隨著機床結(jié)構(gòu)的不斷完善，以及新工藝、新刀具材料的應(yīng)用，數(shù)控車床的切削效率、主軸轉(zhuǎn)速、機床功率等不斷提高，大大提高了數(shù)控車床的加工效率。數(shù)控車床的加工效率比普通車床高2—5倍。加工零件形狀越復雜，越能體現(xiàn)數(shù)控車床的高效率加工特點。（3）高柔性。數(shù)控車床具有高柔性的特點，適應(yīng)加工零件變化的能力強。通常它能適應(yīng)70%以上的多品種、小批量零件的自動加工。（4）工藝能力強。數(shù)控車床既能用于粗加工也能用于精加工，且在一次裝夾中完成全部或大部分工序，體現(xiàn)出很強的工藝性能。（5）高可靠性。隨著數(shù)控系統(tǒng)性能的可靠性和機床制造精度的不斷提高，以及機械結(jié)構(gòu)工作性能的提高，數(shù)控機床的平均無故障時間大大提高。[4]3．工作內(nèi)容根據(jù)零件圖要求，工作人員進行數(shù)控編程，輸入到數(shù)控車床數(shù)控系統(tǒng)；將零件原料按規(guī)定要求放置在預定位置上；等數(shù)控車床自動生產(chǎn)出產(chǎn)品后，使用測量檢測儀器，對有精度誤差的產(chǎn)品進行誤差補償；日常的車床維護和保養(yǎng)及常用故障排除。4．本零件的加工所用機床型號、特點C2-360HK：該車床可以實現(xiàn)軸類、盤類的內(nèi)外表面，錐面、圓弧、螺紋加工，也可以實現(xiàn)非圓曲線加工。本零件將采用FANUC系統(tǒng)進行加工：主要特點FANUC公司的數(shù)控系統(tǒng)具有高質(zhì)量、高性能、全功能，適用于各種機床和生產(chǎn)機械的特點。5．數(shù)控車床的應(yīng)用范圍（1）多品種、小批量生產(chǎn)的加工零件或新產(chǎn)品個體零件。（2）形狀、結(jié)構(gòu)比較復雜的加工零件。（3）需要進行修改的精密零件。（4）用普通機床加工時需用昂貴工藝裝備的零件。（5）短時間內(nèi)需要急需零件。（6）批量較大、精度要求高的零件。[6]（三）分析加工對象1.零件分析該零件表面是由圓弧、橢圓、直線等表面組成的軸類零件，零件最大外徑是￠46，所以材料是￠50的圓棒料，材料為鋁材，如下圖所示。圖3零件圖2.工藝分析（1）該零件分兩次裝夾：左端用五個工步來完成加工，先粗精車外圓，再鉆孔，然后粗精車內(nèi)輪廓，再來切內(nèi)槽，最后車內(nèi)螺紋；右端用三個工步來完成加工，先粗精車輪廓，再切槽，最后車外螺紋。（2）棒料伸出三爪卡盤65mm裝夾工件車左端，然后掉頭車右端。（3）選擇01號外圓車刀、02號鏜刀、03內(nèi)切槽刀、04號內(nèi)螺紋、05外切槽刀、06外螺紋刀六把刀。（4）G73進行外圓粗加工時，粗車吃刀量1mm，R退刀量的值為0.5mm，精車余量0.8mm；G71進行內(nèi)輪廓粗加工時，粗車吃刀量0.5mm，R退刀量的值為1mm，精車余量0.5mm。（5）建立坐標系，以前置刀架，設(shè)工件右端面為編程原點。（6）編程。（7）程序?qū)敕抡婕庸ぁ＃?）數(shù)控車床加工。（四）夾具和刀具的選擇1.工件的裝夾與定位數(shù)控車削加工中盡可能做到一次裝夾后能加工出全部或大部分代加工表面，盡量減少裝夾次數(shù)，以提高加工效率、保證加工精度。對于軸類零件，通常以零件自身的外圓柱面作定位基準；數(shù)控車床夾具除了使用通用的三爪自定心卡盤、四爪卡盤、液壓、電動及氣動夾具外，還有多種通用性較好的專用夾具。本次操作選用的夾具是三爪自定心卡盤。[6]2.刀具的選擇刀具的使用壽命除與刀具材料相關(guān)外，還與刀具的直徑有很大的關(guān)系。刀具直徑越大，能承受的切削用量也越大。所以在零件形狀允許的情況下，采用盡可能大的刀具直徑是延長刀具壽命，提高生產(chǎn)率的有效措施。圖4三、零件工藝過程卡設(shè)計（一）數(shù)控加工步驟、工藝特點及內(nèi)容1.數(shù)控加工的步驟必須利用設(shè)計前一到二周的時間研究設(shè)計計劃和任務(wù)書，了解產(chǎn)品的工藝性和公差等級，在初步明確設(shè)計要求的基礎(chǔ)上，可以步驟進行設(shè)計方案的論證。（1）分析零件圖樣根據(jù)任務(wù)書，畫出零件圖，并對工件的形狀、尺寸、精度等級、表面粗糙度、刀具及等技術(shù)進行分析。（2）確定加工工藝方案根據(jù)上述的分析，選擇加工方案，確定加工順序，加工路線、裝夾方式、切削用量材料等，要求有詳細的設(shè)計過程和合理的參數(shù)。（3）數(shù)值計算根據(jù)零件圖的尺寸，確定工藝路線及設(shè)計的坐標系，計算運動軌跡，得到刀位數(shù)據(jù)。（4）編寫零件加工程序根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的功能指令及程序格式，逐步編寫加工程序單，寫出有關(guān)的工藝文件如工序卡、數(shù)控刀具卡、刀具明細表、加工工序單等。（5）程序校驗程序編完后，對程序進行校驗，一般采用機床空運轉(zhuǎn)方式，來檢查機床的動作和運行軌跡的正確性，以校驗程序。[6]2.基本特點在普通機床上加工零件時，使用工藝規(guī)程或工藝卡片來規(guī)定每道工序的操作程序，操作者按工藝卡上規(guī)定的程序加工零件。數(shù)控機床加工工藝與普通機床加工工藝在原則上基本相同，但數(shù)控加工的整個過程是自動進行的。（1）數(shù)控加工的工序內(nèi)容比普通機床的工序加工內(nèi)容復雜。（2）數(shù)控機床加工程序的編制比普通機床工藝規(guī)程的編制復雜。3.數(shù)控加工工藝內(nèi)容數(shù)控車削加工工藝是采用數(shù)控車床加工零件時所運用的方法和技術(shù)手段的總和。其主要內(nèi)容包括以下幾個方面：（1）選擇并確定零件的數(shù)控車削加工內(nèi)容；（2）對零件圖紙進行數(shù)控車削加工工藝分析；（3）工具、夾具的選擇和調(diào)整設(shè)計；（4）工序、工步的設(shè)計；（5）加工軌跡的計算和優(yōu)化；（6）數(shù)控車削加工程序的編寫、校驗與修改；（7）首件試加工與現(xiàn)場問題的處理；（8）編制數(shù)控加工工藝技術(shù)文件；總之，數(shù)控加工工藝內(nèi)容較多，有些與普通機床加工相似。（二）加工工序的劃分數(shù)控加工工序的劃分一般可按下列方法進行。1.刀具集中分序法就是按所用刀具劃分工序，用同一把刀具加工完零件上所有可以完成的部位。在用第二把刀、第三把完成它們可以完成的其它部位。這樣可減少換刀次數(shù),壓縮空程時間，減少不必要的定位誤差。2.以加工部位分序法對于加工內(nèi)容很多的零件，可按其結(jié)構(gòu)特點將加工部分分成幾個部分，如內(nèi)形、外形、曲面或平面等。一般先加工平面、定位面，后加工孔；先加工簡單的幾何形狀，再加工復雜的幾何形狀；先加工精度較低的部位，再加工精度要求較高的部位。3.以粗、精加工分序法對于易發(fā)生加工變形的零件，由于粗加工后可能發(fā)生的變形而需要進行校形，故一般來說凡要進行粗、精加工的都要將工序分開。綜上所述，在劃分工序時，一定要視零件的結(jié)構(gòu)與工藝性，機床的功能，零件數(shù)控加工內(nèi)容的多少，安裝次數(shù)及本單位生產(chǎn)組織狀況靈活掌握。另建議采用工序集中的原則還是采用工序分散的原則，要根據(jù)實際情況來確定，但一定力求合理。而本文中的零件則需采用第二種方法，即“以加工部位分序法”，該零件由外圓、圓錐、平面、圓弧四部分組成，所以用這種分序法最為合適。運用編制加工工藝過程卡與工序卡的方式來敘述本零件的加工，顯得簡易明了，通俗易懂，是數(shù)控加工本零件的必然要求。（三）編制工藝過程卡表1工藝過程卡數(shù)控加工工藝過程卡單位閩北職業(yè)技術(shù)學院零件名稱零件圖號夾具名稱工序簡圖軸類零件圖2三爪卡盤毛坯種類毛坯尺寸共一頁鋁材￠50mm*135mm第一頁工具序號工種工藝內(nèi)容備注夾具刀具量具1車床粗車端面卡盤外圓車刀游標卡尺2精車端面外圓車刀千分尺3粗車外圓外圓車刀游標卡尺4精車外圓外圓車刀千分尺5切槽切槽刀游標卡尺6螺紋螺紋刀7粗車內(nèi)孔鏜刀游標卡尺8精車內(nèi)孔鏜刀游標卡尺（四）切削用量的確定切削用量的選擇應(yīng)根據(jù)機床說明書、切削原理中的有關(guān)理論，并結(jié)合實踐經(jīng)驗來確定。切削用量包括：主軸轉(zhuǎn)速、進給速度、背吃刀量等。切削用量的所有參數(shù)都應(yīng)在加工程序中體現(xiàn)出來。背吃刀量背吃刀量由機床、夾具、刀具、工件的剛度確定。在系統(tǒng)剛度允許的條件下，盡可能選取背吃刀量等于加工余量，以減少走刀次數(shù)，提高生產(chǎn)率；精加工時取較小切削深度，以獲得較高表面質(zhì)量。精加工余量一般取0.1—0.5mm。進給速度F（mm/min或mm/r）進給速度又稱進給量。進給速度按零件加工精度、表面粗糙度的要求選取。粗加工取較大值，精加工取較小值（通常在20—50mm/min）。最大進給速度受機床剛度及進給系統(tǒng)性能限制。在實際加工中，一般數(shù)控機床都具有控制進給速度的倍率開關(guān)，這樣可便于初學者編程。在編程時，可使進給速度的值稍大些。而在實際加工時，應(yīng)根據(jù)實際切削情況調(diào)節(jié)倍率開關(guān)（控制數(shù)控機床的實際進給速度）。主軸轉(zhuǎn)速n主軸轉(zhuǎn)速由機床允許的切削速度及工件直徑選取。n=1000v/πd式中，n為主軸轉(zhuǎn)速(r/min)；v為切削速度（m/min），由刀具壽命來確定；d為工件或刀具直徑（mm）。在本次操作加工中粗加工轉(zhuǎn)速為600，精加工轉(zhuǎn)速為1000。[3]（五）編制加工工序卡表2加工工序卡數(shù)控加工工序卡片單位閩北職業(yè)技術(shù)學院零件名稱零件圖號夾具名稱工序簡圖軸類零件圖2三爪卡盤設(shè)備名稱及型號數(shù)控車床C2-360HK切削用量刀具量具nfα編號名稱名稱工步號工步內(nèi)容1粗車端面6000.141.51T0101游標卡尺2精車端面10000.040.11T0101千分尺3粗車外圓6000.141.51T0101游標卡尺4精車外圓10000.040.11T0101千分尺5切槽4000.040.12T0202游標卡尺6螺紋2300.040.13T03037粗車內(nèi)孔6000.141.54T0404游標卡尺8精車內(nèi)孔10000.040.14T0404千分尺四、數(shù)控車削編程及仿真（一）刀具加工進給路線的確定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)值計算簡單、走刀路線盡量短、效率較高等。因精加工的進給路線基本上都是沿其零件輪廓順序進行的，因此確定進給路線的工作重點是確定粗加工及空行程的進給路線。1.先近后遠加工。這里所說的遠與近，是按加工部位相對于對刀點的距離大小而言的。這樣可以減少空行程時間，有利于保持毛坯件或半成品件的剛性，改善其切削條件。2.分層切削時刀具的終止位置。當某表面的余量較多需分層多次走刀切削時，從第二刀開始就要注意防止走刀到終點時切削深度的猛增。設(shè)以90°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依次提前一小段距離e

(例如可取e=0.05mm)。如果e=0，則每一刀都終止在同一軸向位置上，主切削刃就可能受到瞬時的重負荷沖擊。當?shù)毒叩闹髌谴笥?0°，但仍然接近90°時，也宜作出層層遞退的安排，經(jīng)驗表明，這對延長粗加工刀具的壽命是有利的。3.確定最短的空行程路線和切削進給路線。依靠合理地安排起刀點和退刀點，使得空行程和切削進給路線最短，可有效地提高生產(chǎn)效率，降低刀具損耗等。這一點在循環(huán)加工程序中尤其重要。另外，在安排粗加工或半精加工的切削進給路線時，應(yīng)同時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。[2]（二）本零件加工所用刀具1．數(shù)控加工刀具卡片表3數(shù)控加工刀具卡數(shù)控加工刀具卡片序號刀具號刀具名稱數(shù)量加工表面1T0101外圓車刀1外圓2T0202鏜刀1內(nèi)孔3T0303內(nèi)割刀1內(nèi)槽4T0404內(nèi)螺紋刀1內(nèi)螺紋5T0505外割刀1外槽6T0606外螺紋刀1外螺紋外圓車刀用于加工外圓柱面和外橢圓面。外圓車刀按進給方向又分為左偏刀和右偏刀。車刀在結(jié)構(gòu)上可分為整體車刀、焊接車刀和機械夾固式車刀。整體車刀主要是整體高速鋼車刀，截面為正方形或矩形，使用時可根據(jù)不同用途進行刃磨；整體車刀耗用刀具材料較多，一般只用作切槽。切斷刀使用。焊接車刀是將硬質(zhì)合金刀片用焊接的方法固定在普通碳鋼刀體上。它的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、剛性好、使用靈活、制造方便，缺點是由于焊接產(chǎn)生的應(yīng)力會降低硬質(zhì)合金刀片的使用性能，有的甚至會產(chǎn)生裂紋。機械夾固車刀簡稱機夾車刀，根據(jù)使用情況不同又分為機夾重磨車刀和機夾可轉(zhuǎn)位車刀。2.數(shù)控加工刀具的特點為了達到高效、多能、快換、經(jīng)濟的目的，數(shù)控加工刀具與普通金屬切削刀具相比應(yīng)具有以下特點：（1）刀片及刀柄高度通用化、規(guī)格化和系列化。（2）刀片或刀具的耐用度及經(jīng)濟壽命指標合理化。（3）刀具或刀片幾何參數(shù)和切削參數(shù)規(guī)范化、典型化。（4）刀片或刀具材料及切削參數(shù)與被加工材料之間應(yīng)相匹配。（5）刀具應(yīng)具有較高的精度，包括刀具的形狀精度、刀片及刀柄對機床主軸的相對位置精度、刀片及刀柄的轉(zhuǎn)位及拆裝的重復精度。（6）刀柄的強度精度要高、剛性及耐磨性要好。（7）刀柄或刀具系統(tǒng)的裝機重量有限度要求。（8）刀片及刀柄切入的位置和方向有要求。（9）刀片、刀柄的定位基準及自動換刀系統(tǒng)要優(yōu)化。數(shù)控機床上用的刀具應(yīng)滿足安裝調(diào)整方便、剛性好、精度高和耐用度好等要求。[1]（三）編程基礎(chǔ)1.直徑編程和半徑編程數(shù)控車床加工的是回轉(zhuǎn)體類零件，其橫截面為圓形，所以尺寸有直徑指定和半徑指定兩種方法。當用直徑值編程時，稱為直徑編程法：用半徑值編程時，稱為半徑編程法。數(shù)控車床出廠時一般設(shè)定為直徑編程。如需用半徑編程，要改變系統(tǒng)中相關(guān)參數(shù)，使系統(tǒng)處于半徑編程狀態(tài)；本章以后，若非特殊說明，各例均為直徑編程。2.數(shù)控機床常用編程指令（功能字）◆F功能F功能指令用于控制切削進給量。在程序中表示每分鐘進給量編程格式G73F~F后面的數(shù)字表示的是每分鐘進給量，單位為mm/min。例：G73F100表示進給量為100mm/min?！鬝功能S功能指令用于控制主軸轉(zhuǎn)速。編程格式S～S后面的數(shù)字表示主軸轉(zhuǎn)速，單位為r/min。在具有恒線速功能的機床上，S功能指令還有如下作用。恒線速取消編程格式G97S～S后面的數(shù)字表示恒線速度控制取消后的主軸轉(zhuǎn)速，如S未指定，將保留G96的最終值。例：G97S600表示恒線速控制取消后主軸轉(zhuǎn)速600r/min。◆T功能T功能指令用于選擇加工所用刀具。編程格式T～T后面通常有兩位數(shù)表示所選擇的刀具號碼。但也有T后面用四位數(shù)字，前兩位是刀具號，后兩位是刀具長度補償號，又是刀尖圓弧半徑補償號。例：T0101表示選用1號刀及1號刀具長度補償值和刀尖圓弧半徑補償值。T0100表示取消刀具補償?！鬗功能M00：程序暫停，可用NC啟動命令（CYCLESTART）使程序繼續(xù)運行；M03：主軸順時針旋轉(zhuǎn)；M30：程序停止，程序復位到起始位置。◆G指令（1）快速定位指令G00G00指令命令機床以最快速度運動到下一個目標位置，運動過程中有加速和減速，該指令對運動軌跡沒有要求。其指令格式：G00X(U)____Z(W)____；當用絕對值編程時，X、Z后面的數(shù)值是目標位置在工件坐標系的坐標。當用相對值編程時，U、W后面的數(shù)值則是現(xiàn)在點與目標點之間的距離與方向。（2）直線插補指令G01G01指令命令機床刀具以一定的進給速度從當前所在位置沿直線移動到指令給出的目標位置。指令格式：G01X(U)____Z(W)____F；其中F是切削進給率或進給速度，單位為mm/r或mm/min，取決于該指令前面程序段的設(shè)置。使用G01指令時可以采用絕對坐標編程，也可采用相對坐標編程。當采用絕對坐編程時，數(shù)控系統(tǒng)在接受G01指令后，刀具將移至坐標值為X、Z的點上；當采用相對坐編程時，刀具移至距當前點的距離為U、W值的點上。（3）圓弧插補指令G02、G03圓弧插補指令命令刀具在指定平面內(nèi)按給定的F進給速度作圓弧插補運動，用于加工圓弧輪廓。圓弧插補命令分為順時針圓弧插補指令G02和逆時針圓弧插補指令G03兩種。其指令格式如下：順時針圓弧插補的指令格式：G02X(U)____Z(W)____I____K____F____；G02X(U)____Z(W)___R___F____；逆時針圓弧插補的指令格式：G03X(U)____Z(W)____I____K____F____；G03X(U)____Z(W)___R___F____；使用圓弧插補指令，可以用絕對坐標編程，也可以用相對坐標編程。絕對坐標編程時，X、Z是圓弧終點坐標值；增量編程時，U、W是終點相對始點的距離。圓心位置的指定可以用R，也可以用I、K，R為圓弧半徑值；I、K為圓心在X軸和Z軸上相對于圓弧起點的坐標增量;F為沿圓弧切線方向的進給率或進給速度。當用半徑R來指定圓心位置時，由于在同一半徑R的情況下，從圓弧的起點到終點有兩種圓弧的可能性，大于180°和小于180°兩個圓弧。為區(qū)分起見，特規(guī)定圓心角α≤180°時，用“+R”表示；α>180°時，用“-R”。注意：R編程只適于非整圓的圓弧插補的情況，不適于整圓加工。（4）型車復循環(huán)G73格式：G73U(△i)W(△k)R(d)G73P(ns)Q(nf)U(△u)W(△w)F(f)S(s)T(t)①△i是X方向的退刀量的距離與方向（半徑指定），該值是模擬的。②△k是Z方向的退刀量的距離與方向，該值是模擬的。③d是循環(huán)次數(shù)。④ns是指定精加工路線的第一程序段的順序號⑤nf是指定精加工路線的最后一個程序段的順序號。⑥△u是在X方向加工余量的距離和方向（直徑值）的指定。⑦△w是在Z方向加工余量的距離和方向的指定。⑧包含在ns到nf程序段中的任何F、S或T功能在循環(huán)中被忽略，而在G71程序段的F、S或T功能有效。（5）精車循環(huán)（G70）格式：G70P（ns）Q（nf）①ns是指定精加工路線的第一程序段的順序號。②nf是指定精加工路線的最后一個程序段的順序號。③在G71、G72、G73程序段中規(guī)定的F、S、T功能無效，但在執(zhí)行 G70時順序號“ns”和“nf”之間指定的FS和T有效。④當G70循環(huán)加工結(jié)束時，刀具返回到起點并讀下一個程序段。3.數(shù)控車床的編程特點（1）在一個程序段中，根據(jù)圖樣上標注的尺寸，可以采用絕對值編程、增量值編程或二者混合使用編程。（2）由于被加工零件的徑向尺寸都是以直徑值表示，所以直徑方向用絕對值編程時，X以直徑表示。當用增量值編程時，以徑向?qū)嶋H位移量的兩倍表示，并附上方向符號。（3）為提高工件的徑向尺寸精度，X方向的脈沖當量經(jīng)常是Z向的一半。（4）由于車削加工常用棒料作為毛坯，加工余量較大，為簡化編程，數(shù)控系統(tǒng)常備有不同形式的固定循環(huán)，可進行多次重復循環(huán)切削。（5）編程時，常認為車刀刀尖是一個點，而實際上是一個半徑不大的圓弧，因此為提高加工精度，需要對刀具半徑進行補償。[3]4.手工編程的基本步驟盡管交互式圖形編程已成為當前數(shù)控編程的主流方法，但在某些場合下，手工編程仍有其應(yīng)用的必要性。手工編程的基本步驟是：零件圖分析刀具加工路徑規(guī)劃和刀位計算工藝分析程序編程與校驗進行手工編程時，應(yīng)注意以下幾個問題和細節(jié)：大部分的機床設(shè)置默認單位為1um，即0.001mm，而加上小數(shù)后的單位為mm，所以在編程時一定不要忘記坐標值后的小數(shù)點。注意參數(shù)值的正負，選擇正確的切削方向和刀具補償方向。結(jié)合使用G90/G91可以減少計算量，但一定不能混淆。編制程序時，最好在同一平面內(nèi)運行，避免三軸同時運動，如將Z軸運行列為單獨的一個單節(jié)，這樣可以有更好的安全性。在程序末尾，加工完成時，建議先使用M05停止主軸轉(zhuǎn)動，再由M02或M30結(jié)束程序。M02/M30也將停止主軸，但主軸所受的扭力較大，使機床主軸齒輪壽命受損。對較長的程序，建議先用CAD/CAM自動編程程序軟件進行編程，或者在計算機上整理完整并檢驗后再傳輸?shù)綌?shù)控機床，這樣可以避免或減少錯誤，同時減少機床待機時間，提高機床利用率。5．手工編制程序加工程序見表4、表5表4加工程序及其說明1程序號O1212編程系統(tǒng)FANUCoi序號程序內(nèi)容程序說明N10M03S600T0101主軸正轉(zhuǎn)，600r/min，1號刀N20G00X55Z5快速定位N30G71U1R1復合循環(huán)進行粗車N40G71P50Q90U0.8W0F100留精車余量為0.8N50G00X42快速進刀至精車起點N60G42G01Z0F100直線進刀至精車起點N70X44Z-1車倒角C1N75Z-48直線插補N76X46直線插補N80Z-62直線插補N90X52直線插補N100G40G00X100Z100快速退回換刀點N110M05主軸停止N120M03S1000T0101主軸正轉(zhuǎn)，1000r/min，1號刀N130G00X55Z5快速定位N140G70P50Q90N50-N90段精車外圓N150G40G00X100Z100快速退回換刀點N160M05主軸停止N170M03S600T0505主軸正轉(zhuǎn)，600r/min，5號刀N180G00X0Z5快速定位N190G01Z-45直線插補N200G00Z100快速退回換刀點N210M05主軸停止N220M03S600T0202主軸正轉(zhuǎn)，600r/min，2號刀N230G00X18Z5快速定位N240G71U0.5R1復合循環(huán)進行粗車N250G71P260Q330U-0.5W0F100留精車余量為0.5N260G00X32快速進刀至精車起點N270G01Z0F100直線進刀至精車起點N280X30W-1直線插補N290W-4直線插補N300G03X24W-3R3順時針車R3圓弧N310G01X21.4直線插補N320Z-32直線插補N330X19直線插補N340G00Z100快速回到換到點N350M05主軸停止N360M03S1000T0202主軸正轉(zhuǎn)，1000r/min，2號刀N370G00X18Z5快速定位N380G70P260Q330N2600-N330段精車N390G00Z100快速退回換刀點N400M05主軸停止N410M03S400T0303主軸正轉(zhuǎn)，400r/min，3號刀N420G00X18Z5快速定位N430Z-29快速定位N440G01X26直線插補N450X19直線插補N460Z-32直線插補N470X26直線插補N480X19直線插補N490G00Z100快速退回換刀點N500M05主軸停止N510M03S230T0404主軸正轉(zhuǎn)，230r/min，4號刀N520G00X20Z1快速定位N530G76P010660Q100R0.1復合循環(huán)進行車內(nèi)螺紋M24N540G76X23.8Z-25P1299Q100F2導程為2N550G00Z100快速退回換刀點N560M30程序結(jié)束表5加工程序及其說明2程序號O1313編程系統(tǒng)FANUCoi序號程序內(nèi)容程序說明N10M03S600T0101主軸正轉(zhuǎn)，600r/min，1號刀N20G00X55Z5快速定位N30G73U18R18復合循環(huán)進行粗車N40G73P50Q200U0.8W0F100留精車余量為0.8N50G00X0快速進刀至精車起點N60G42G01Z0F100直線進刀至精車起點N70G03X20Z-10R10順時針車R8圓弧N80G01X23.808直線插補N90Z-18直線插補N100#1=24橢圓的長半軸為20N110#2=18橢圓短半軸為15N120#3=11.904車橢圓半軸起始點位置N130#4=#2*SQRT[#1*#1-#3*#3]/#1X的坐標N140G01X[2*#4]Z[#3-36]直線插補N150#3=#3-0.5賦值N160IF[#3GE0]GOTO130如果#3大于等于0就返回N130段N170G01X42直線插補N180X46W-2倒角C2N190Z-70直線插補N200X50直線插補N210G40G00X100Z100快速退回換刀點N220M05主軸停止N230M03S1000T0101主軸正轉(zhuǎn)，1000r/min，1號刀N240G00X55Z5快速定位N250G70P50Q200N50-N200進行精車N260G40G00X100Z100快速退回換刀點N270M05主軸停止N280M03S400T0202主軸正轉(zhuǎn)，400r/min，2號刀N290G00X48Z-65快速定位N300G01X40.2直線插補N310X47直線插補N320Z-70直線插補N330X40直線插補N340W5直線插補N350X42直線插補N360X46W2倒角C2N370X47直線插補N380G00X100Z100快速退回換刀點N390M05主軸停止N400M03S230T0303主軸正轉(zhuǎn)，230r/min，3號刀N410G00X47Z-36快速定位N420G76P010660Q100R0.1復合循環(huán)進行車外螺紋M38N430G76X42.1Z-63P1949Q100F3導程3N440G00X100Z100快速退回換刀點N450M30程序結(jié)束（四）斯沃數(shù)控仿真1．左端的仿真SwanSoftFANUC0iT數(shù)控報告工件信息棒料直徑:50.000長度:130.000材料:08F低碳鋼數(shù)控NC代碼O0002M03S600T0101G00X55Z5G71U1R1G71P10Q20U0.8W0F100N10G00X42G01Z0F100X44Z-1Z-48X46Z-62N20X52G00X100Z100M05M03S1000T0101G00X55Z5G70P10Q20G00X100Z100M05M03S600T0505G00X0Z5G01Z-40G00Z100M05M03S600T0202G00X18Z5G71U0.5R1G71P30Q40U-0.5W0F100N30G00X32G01Z0F100X30Z-1W-4G03X24W-3R3G01X21.4Z-32N40X19G00Z100M05M03S1000T0202G00X18Z5G70P30Q40G00Z100M05M03S400T0303G00X18Z5Z-29G01X26X19Z-32X26X19G00Z100M05M03S230T0404G00X20Z1G76P010660Q100R0.1G76X23.8Z-25P1299Q100F2G00Z100M30加工視窗圖5左端加工視圖SwanSoftCNC輸出信息消息模式2012-12-0219:39進入SSCNC:FANUC0iT2012-12-0219:39X回到參考點2012-12-0219:39Z回到參考點2012-12-0219:41切換模式為FANUC0iT:JOG2012-12-0219:41切換模式為FANUC0iT:MDI2012-12-0219:42切換模式為FANUC0iT:JOG2012-12-0219:42切換模式為FANUC0iT:MDI2012-12-0219:42切換模式為FANUC0iT:JOG2012-12-0219:42切換模式為FANUC0iT:MDI2012-12-0219:43切換模式為FANUC0iT:JOG2012-12-0219:43切換模式為FANUC0iT:MDI2012-12-0219:44切換模式為FANUC0iT:JOG2012-12-0219:44切換模式為FANUC0iT:EDIT2012-12-0219:44新建程式O1212！2012-12-0219:44切換模式為FANUC0iT:ATUO2012-12-0219:44NC啟動評分模式2012-12-0219:39進入SSCNC:FANUC0iT2012-12-0219:39X回到參考點2012-12-0219:39Z回到參考點2012-12-0219:41切換模式為FANUC0iT:JOG2012-12-0219:41切換模式為FANUC0iT:MDI2012-12-0219:42切換模式為FANUC0iT:JOG2012-12-0219:42切換模式為FANUC0iT:MDI2012-12-0219:42切換模式為FANUC0iT:JOG2012-12-0219:42切換模式為FANUC0iT:MDI2012-12-0219:43切換模式為FANUC0iT:JOG2012-12-0219:43切換模式為FANUC0iT:MDI2012-12-0219:44切換模式為FANUC0iT:JOG2012-12-0219:44切換模式為FANUC0iT:EDIT2012-12-0219:44新建程式O1212！2012-12-0219:44切換模式為FANUC0iT:ATUO2012-12-0219:44NC啟動當前得分:100/1002．右端的仿真SwanSoftFANUC0iT數(shù)控報告工件信息棒料直徑:50.000長度:130.000材料:08F低碳鋼數(shù)控NC代碼O0001M03S600T0101G00X55Z5G73U18R18G73P10Q20U0.8W0F100N10G00X0G01Z0F100G03X20Z-10R10G01X23.808Z-18#1=24#2=18#3=11.904N15#4=#2*SQRT[#1*#1-#3*#3]/#1G01X[2*#4]Z[#3-36]#3=#3-0.5IF[#3GE0]GOTO15G01X42X46W-2Z-70N20X50G00X100Z100M05M03S1000T0101G00X55Z5G70P10Q20G00X100Z100M05M03S400T0202G00X48Z-65G01X40.2X47Z-70X40W5X42X46W2X47G00X100Z100M05M03S230T0303G00X47Z-36G76P010660Q100R0.1G76X42.1Z-63P1949Q100F3G00X100Z100M30加工視窗圖6右端加工視圖SwanSoftCNC輸出信息消息模式2012-12-0219:39進入SSCNC:FANUC0iT2012-12-0219:39X回到參考點2012-12-0219:39Z回到參考點2012-12-0219:41切換模式為FANUC0iT:JOG2012-12-0219:41切換模式為FANUC0iT:MDI2012-12-0219:42切換模式為FANUC0iT:JOG2012-12-0219:42切換模式為FANUC0iT:MDI2012-12-0219:42切換模式為FANUC0iT:JOG2012-12-0219:42切換模式為FANUC0iT:MDI2012-12-0219:43切換模式為FANUC0iT:JOG2012-12-0219:43切換模式為FANUC0iT:MDI2012-12-0219:44切換模式為FANUC0iT:JOG2012-12-0219:44切換模式為FANUC0iT:EDIT2012-12-0219:44新建程式O1212！2012-12-0219:44切換模式為FANUC0iT:ATUO2012-12-0219:44NC啟動2012-12-0219:48切換模式為FANUC0iT:MDI2012-12-0219:48切換模式為FANUC0iT:JOG2012-12-0219:48切換模式為FANUC0iT:MDI2012-12-0219:49切換模式為FANUC0iT:JOG2012-12-0219:49切換模式為FANUC0iT:MDI2012-12-0219:49切換模式為FANUC0iT:JOG2012-12-0219:49切換模式為FANUC0iT:EDIT2012-12-0219:50切換模式為FANUC0iT:ATUO2012-12-0219:50NC啟動評分模式2012-12-0219:39進入SSCNC:FANUC0iT2012-12-0219:39X回到參考點2012-12-0219:39Z回到參考點2012-12-0219:41切換模式為FANUC0iT:JOG2012-12-0219:41切換模式為FANUC0iT:MDI2012-12-0219:42切換模式為FANUC0iT:JOG2012-12-0219:42切換模式為FANUC0iT:MDI2012-12-0219:42切換模式為FANUC0iT:JOG2012-12-0219:42切換模式為FANUC0iT:MDI2012-12-0219:43切換模式為FANUC0iT:JOG2012-12-0219:43切換模式為FANUC0iT:MDI2012-12-0219:44切換模式為FANUC0iT:JOG2012-12-0219:44切換模式為FANUC0iT:EDIT2012-12-0219:44新建程式O1212！2012-12-0219:44切換模式為FANUC0iT:ATUO2012-12-0219:44NC啟動2012-12-0219:48切換模式為FANUC0iT:MDI2012-12-0219:48切換模式為FANUC0iT:JOG2012-12-0219:48切換模式為FANUC0iT:MDI2012-12-0219:49切換模式為FANUC0iT:JOG2012-12-0219:49切換模式為FANUC0iT:MDI2012-12-0219:49切換模式為FANUC0iT:JOG2012-12-0219:49切換模式為FANUC0iT:EDIT2012-12-0219:50切換模式為FANUC0iT:ATUO2012-12-0219:50NC啟動當前得分:100/100圖7仿真整體圖圖8仿真整體實物圖圖9仿真圖10仿真刀具結(jié)束語在開始做畢業(yè)設(shè)計前，我認真閱讀了畢業(yè)設(shè)計指導書，對零件圖進行仔細的分析，從而在設(shè)計前有一個清晰的思路，也為我的設(shè)計打下了基礎(chǔ)，使我的開題報告能順利的完成。開題報告完成后，接著開始進行正文的撰寫，設(shè)計也就正式開始了，首先我對零件進行了工藝分析，如毛坯尺寸大小的確定和材料的確定，選擇合適的加工方案，擬定加工方案，選擇合適的夾具、刀具與切削用量的確定等。在工藝分析上，讓我鞏固了在大一大二時學的機械制圖、機械設(shè)計、公差與配合、AutoCAD、UG、CAXA、數(shù)控加工編程與操作等專業(yè)課程，使我更好把各專業(yè)課結(jié)合起來去完成畢業(yè)設(shè)計。隨著畢業(yè)設(shè)計做完，也將意味著我的大學生