1、畢 業(yè) 論 文（2013屆）題 目： 零件的數(shù)控加工工藝編制 姓 名： 王龍 學(xué) 號(hào)： 系 部： 班 級(jí)： 技師091 指導(dǎo)教師： 摘要 數(shù)控技術(shù)是數(shù)字控制技術(shù)的簡稱。 利用數(shù)控技術(shù)可以把生產(chǎn)過程用某種語言編寫的程序來描述， 將程序以數(shù)字形式送入計(jì)算機(jī)或?qū)Ｓ玫臄?shù)字計(jì)算裝置進(jìn)行處理輸出，并控制生產(chǎn)過程中相應(yīng)的執(zhí)行程序，從而使生產(chǎn)過程能在無人干預(yù)的情況下自動(dòng)進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動(dòng)化。 數(shù)控編程分為手工編程和自動(dòng)編程。手工編程是指編程的各個(gè)階段均由人工完成。對(duì)于幾何形狀復(fù)雜雜的零件需借助計(jì)算機(jī)使用規(guī)定的數(shù)控語言編寫零件源程序，經(jīng)過處理后生成加工程序，稱為自動(dòng)編程。 基本偏差是經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的、由國家標(biāo)準(zhǔn)

2、（GB）規(guī)定的極限偏差稱為基本偏差，它是用來確定公差帶相對(duì)于零件位置的上偏差或者下偏差，一般指靠近零件的那個(gè)偏差。即當(dāng)公差帶位于零件上方時(shí)， 其基本偏差為下偏差；當(dāng)公差帶位于零件下方時(shí)，其基本偏差為上偏差。為了滿足不同配件的需要， 國家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)孔和軸分別規(guī)定了28種基本偏差，它們用拉丁字母表示，大寫字母表示孔，小寫字母表 示軸。有關(guān)基本偏差的詳細(xì)內(nèi)容將在后面的相關(guān)內(nèi)中詳細(xì)闡述。 工藝性能是指金屬在制造各種機(jī)械零件或工具的過程中，對(duì)各種不同加工方法的適應(yīng)能力，即 金屬采用某種加工方法制成成品的難易程度。它包括鑄造性能、鍛造性能、焊接性能、切削加工性 能等例如，某種金屬材料用鑄造成形的方法，容易得到

3、合格的鑄件，則該種材料的鑄造性能好。 工藝性能直接影響零件的制造工藝和質(zhì)量，是選擇金屬材料時(shí)必須考慮的因素之一。 銑床是繼車之后發(fā)展起來的一種工作母機(jī)，并形成完善的機(jī)床體系。銑床的生產(chǎn)效率高，又能 加工各種形狀和一定精度的零件，同時(shí)在結(jié)構(gòu)上日趨完整，因此在機(jī)器制造業(yè)中得到了普遍的應(yīng)用。關(guān)鍵詞： “數(shù)控” 、“編程” 、 “偏差” 、 “工藝性能” 目錄第一章 零件圖工藝分析5第一節(jié) 數(shù)控加工工藝基本特點(diǎn)6第二節(jié) 設(shè)備選擇7 第三節(jié)確定零件的定位基準(zhǔn)和裝夾方法7一、粗基準(zhǔn)選擇原則7二、精基準(zhǔn)選擇原則7三、定位基準(zhǔn)8四、裝夾方式8第四節(jié) 加工方法的選擇和加工方案的確定10一、加工方法的選擇10二、

4、加工方案的確定10第五節(jié) 工序與工歩的劃分11一、按工序劃分11二、工歩的劃分11第六節(jié) 確定加工順序及進(jìn)給路線12一、零件加工必須遵守的安排原則12二、進(jìn)給路線13第七節(jié) 刀具的選擇14第八節(jié) 切削用量選擇15一、背吃刀量的選擇16二、主軸轉(zhuǎn)速的選擇16三、進(jìn)給速度的選擇16第九節(jié) 編程誤差及其控制17一、編程誤差17二、誤差控制17第二章 編程中工藝指令的處理17第一節(jié) 常用G指令代碼功能表17第二節(jié) 常用M指令代碼功能表18第三章 程序編制及模擬運(yùn)行、零件加工或精度自檢19第一節(jié) 程序編制19第二節(jié) 模擬運(yùn)行23第三節(jié) 零件加工24第四節(jié) 精度自檢24參考文獻(xiàn)25致 謝26第一章 零件圖

5、工藝分析零件車削工藝分析圖1.1所示，零件材料處理為：45鋼，調(diào)制處理HRC2636，下面對(duì)該零件進(jìn)行數(shù)控車削工藝分析。零件如圖： 圖1.1 零件圖技術(shù)要求：以小批量生產(chǎn)條件編程。不準(zhǔn)用砂布及銼刀等修飾表面。未注倒角0.545C。第一節(jié) 數(shù)控加工工藝基本特點(diǎn)數(shù)控機(jī)床加工工藝與普通機(jī)床加工原則上基本相同，但數(shù)控機(jī)床是自動(dòng)進(jìn)行加工，因而有如下特點(diǎn)：數(shù)控加工的工序內(nèi)容比普通機(jī)床的加工內(nèi)容復(fù)雜，加工的精度高，加工的表面質(zhì)量高，加工的內(nèi)容較豐富。數(shù)控機(jī)床加工程序的編制比普通機(jī)床工藝編制要復(fù)雜些。這是因?yàn)閿?shù)控機(jī)床加工存在對(duì)刀、換刀以及退刀等特點(diǎn)，這都無一例外的變成程序內(nèi)容，正是由于這個(gè)特點(diǎn)，促使對(duì)加工程序

6、正確性和合理性要求極高，不能有絲毫的差錯(cuò)。否則加工不出合格的零件。在編程前我們一定要對(duì)零件進(jìn)行工藝分析，這是必不可少的一步，如圖1.1我要對(duì)該零件進(jìn)行精度分析，選擇加工方法、擬定加工方案、選擇合理的刀具、確定切削用量。該零件由螺紋、圓柱、圓錐、圓弧、槽等表面組成，其中由較嚴(yán)格直徑尺寸精度等要求。為便于裝夾，為了保證工件的定位準(zhǔn)確、穩(wěn)定，夾緊方面可靠，支撐面積較大，零件的右端是螺紋，中段最大的直徑的圓柱40mm。右端是依次相連的圓弧，顯然右端都是圓弧相連不可能裝夾，所以應(yīng)留在最后加工，應(yīng)先裝夾毛坯加工出左端圓柱及橢圓。調(diào)頭裝夾40mm的圓柱加工右端圓弧，毛坯選45120mm。第二節(jié) 設(shè)備選擇根據(jù)

7、該零件的外形是軸類零件，比較適合在車床上加工，由于零件上既有切槽尺寸精度又有圓弧數(shù)值精度,在普通車床上是難以保證其技術(shù)要求。所以要想保證技術(shù)要求,只有在數(shù)控車床上加工才能保證其加工的尺寸精度和表面質(zhì)量。第三節(jié) 確定零件的定位基準(zhǔn)和裝夾方式一、粗基準(zhǔn)選擇原則（1）為了保證不加工表面與加工表面之間的位置要求，應(yīng)選不加工表面作粗基準(zhǔn)。（2）合理分配各加工表面的余量，應(yīng)選擇毛坯外圓作粗基準(zhǔn)。（3）粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用。（4）選擇粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒有澆口、冒口或飛邊等缺陷。以便定位可靠。二、精基準(zhǔn)選擇原則（1）基準(zhǔn)重合原則：選擇加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)；（2）基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，自為基準(zhǔn)原則，互為基準(zhǔn)

8、原則。三、定位基準(zhǔn)綜合上述，粗、精基準(zhǔn)選擇原則，由于是軸類零件，在車床上只需用三抓卡盤裝夾定位，定位基準(zhǔn)應(yīng)選在零件的軸線上，以毛坯45mm的棒料的軸線和右端面作為定位基準(zhǔn)。四、裝夾方式數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床一樣也要全里選擇定位基準(zhǔn)和夾緊應(yīng)力求設(shè)計(jì)、工藝與編程計(jì)算的基準(zhǔn)統(tǒng)一，減少裝夾次數(shù)，盡可能在一次定位裝夾后，加工出全部待加工表面，避免采用占機(jī)人工調(diào)整式加工方案，以充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的效能。裝夾應(yīng)盡可能一次裝夾加工出全部或最多的加工表面。由零件圖可分析，我應(yīng)先裝夾毛坯45mm的棒料的一端，夾緊其38mm的長度加工圓柱及橢圓。一直加工到零件右端的30mm，然后將棒料卸下。裝夾40mm的圓柱表面，加工另

9、一端的圓弧。這樣兩次裝夾即可完成零件的所有加工表面，且能保證其加工要求。裝夾圖如下：圖1.3.1加工螺紋的裝夾圖圖1.3.2 加工圓弧的裝夾圖第四節(jié) 加工方法的選擇和加工方案的確定一、加工方法的選擇加工方法的選擇原則是在保證加工表面的加工精度和表面粗糙度的前提下，兼顧生產(chǎn)效率和加工成本。在實(shí)際選擇中，要結(jié)合零件形狀、尺寸大小、熱處理要求和現(xiàn)有生產(chǎn)條件等全面考慮。因?yàn)樵摿慵禽S類零件，比較適合在車床上加工，又經(jīng)過對(duì)零件圖尺寸分析，尺寸精度比較高。在普通車床是難以保證其尺寸精度、表面粗糙度，所以應(yīng)該選擇在數(shù)控車床上加工。二、加工方案的確定零件上精度比較高度表面加工，常常是通過粗加工、半精加工和精加

10、工逐步達(dá)到的。該零件有兩種加工方案：直接用三抓卡盤裝夾、調(diào)頭加工。用三抓卡盤裝夾夾緊和自由端活動(dòng)頂尖，經(jīng)試驗(yàn)論證第二種方案裝夾困難，對(duì)刀、退刀及換刀相當(dāng)困難，所以在這里選擇第一種方案加工，能夠保證其技術(shù)要求。第五節(jié) 工序與工歩的劃分一、按工序劃分工序劃分有三種方法按零件的裝夾定位方式劃分按粗、精加工劃分工序按所用的刀具劃分工序。由于零件需要調(diào)頭加工，如果按粗、精加工劃分工序。在調(diào)頭加工前后各有一次粗加工和精加工，顯得比較繁瑣，所以不可??；如果按所用的刀具劃分工序，刀具有四把，雖然不多，但是在調(diào)頭加工前后至少要重復(fù)使用三把刀，而同一把刀的兩次粗、精加工分別在調(diào)頭加工前后，加工內(nèi)容不連續(xù)，所以也不

11、合理，不易劃分工序；只有按零件的裝夾定位方式劃分工序比較符合該零件的加工工序，且能保證兩次裝夾的位置精度，每一次裝夾為一道工序。該零件只需調(diào)頭前、后加工兩道工序即可完成所有的加工表面，且能保證各尺寸精度及表面粗糙度。二、工歩的劃分因?yàn)槊恳话训对诖旨庸さ谋吵缘读恳恢拢诰庸ぶ斜吵缘读肯嗤?，不易劃分工歩；這里選用加工不同的表面來劃分工序就比較容易：車削左端的工歩為:45外圓車刀平端面60外圓車刀右端面外圓車刀車削1.545的倒角，R10mm圓弧圓柱20mm錐度40mm圓弧橢圓切槽刀切槽刀寬5mm。調(diào)頭加工車削的工歩為：45外圓車刀平端面60外圓車刀右端面外圓車刀圓柱30mm圓弧R80mm圓柱30

12、mm切槽刀切槽刀寬5mm螺紋刀車削螺紋。第六節(jié) 確定加工順序及進(jìn)給路線一、零件加工必須遵守的安排原則（1）基面先行先加工基準(zhǔn)面為后面的加工提供經(jīng)基準(zhǔn)面，所以我應(yīng)線平右端面作為基準(zhǔn)面。（2）先主后次由于所加工的表面均為重要表面，所以應(yīng)按照順序從右到左依次加工R10mm，40mm，橢圓，切槽調(diào)頭后一次加工30mm，R80mm，切槽，螺紋等。（3）先粗后精 先車削去大部分的金屬余量，再進(jìn)行成形切削保證零件的尺寸要求和質(zhì)量要求。（4）先面后孔由于該零件沒有孔，所以在該處不做考慮。二、進(jìn)給路線在數(shù)控加工中，刀具好刀位點(diǎn)相對(duì)于工件運(yùn)動(dòng)軌跡稱為加工路線。編程時(shí)，加工路線的確定原則主要有以下幾點(diǎn)：（1）加工路

13、線應(yīng)保證被加工零件的精度和表面粗糙度，且效率高；（2）使數(shù)值計(jì)算簡單，以減少編程工作量；（3）應(yīng)使加工路線最短，這樣既可減少程序段，又可減少空行程時(shí)間。（4）確定加路線時(shí)，還要考慮工件的加工余量和機(jī)床、刀具的剛度等情況，確定一次走刀，還是多次走刀來完成所有加工表面，具體綜合上面進(jìn)給線的特點(diǎn)再根據(jù)具體零件具體分析，我確定該零件的進(jìn)給路線有兩步：第一步: 車削不帶有的螺紋的一端，從右到左先粗車外輪廓到切槽，精車外形路線統(tǒng)粗車一樣，最后再換刀切削螺紋。如圖4.2螺紋加工路線。第二步: 車削帶有螺紋的一端，從右到左先粗車外輪廓，切槽，加工螺紋后2mm后精車外形路線同粗車一樣。 第七節(jié) 刀具的選擇刀具的

14、選擇是數(shù)控加工中重要的工藝內(nèi)容之一，它不僅影響機(jī)床的加工效率，而且直接影響加工質(zhì)量。編程時(shí)，選刀具通常要考慮機(jī)床的加工能力、工序內(nèi)容、工件材料等因素。與傳統(tǒng)的加工方法相經(jīng)，數(shù)控加工對(duì)刀具的要求更高。不僅要求精度高、剛度高、紅硬性好、耐用度高，而且要求尺寸穩(wěn)定、安裝調(diào)整方便，能適應(yīng)高速和大切削用量切削。選刀具時(shí)，要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸和形狀相適應(yīng)。接合零件輪廓相對(duì)還是較復(fù)雜，所以具體選刀如下：1、 平端面可選用60WC-Co的硬質(zhì)合金外圓車刀，粗車、精車及在這里我選擇一把硬質(zhì)合金右端面外圓車刀. 2、切槽時(shí)由于零件中槽寬50.04mm，一般都選刀寬4mm,刀桿2525mm材料為高速

15、鋼W18CrV4R的切斷刀，切槽時(shí)選用5mm 刀寬即可。3、切螺紋時(shí)為了保證其螺紋刀的強(qiáng)度這里選用W18CrV4R高速金60外螺紋車刀，為了保證螺紋牙深，刀尖應(yīng)小于輪廓最小圓弧半徑R，R=0.150.2mm。刀具選材料參照金屬切削與刀具實(shí)用技術(shù)一書表1-3即可。表1.7.1 數(shù)控車加工刀具卡片序號(hào)刀具號(hào)刀具規(guī)格名稱數(shù)量加工表面1T0145硬質(zhì)合金外圓車刀1平端面2T0260外圓車刀1粗車輪廓、精車輪廓3T03高速鋼切槽刀，刀寬5mm1切槽4T0460高速鋼外螺紋車刀1車削螺紋第八節(jié) 切削用量選擇切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速（切削速度）、切削深度或?qū)挾?、進(jìn)給速度（進(jìn)給量）等。對(duì)于不同的加工方法，需選擇不

16、同的切削用量，并應(yīng)編入程序單內(nèi)。合理選擇切削用量的原則是：粗加工是，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；精加工進(jìn)，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(cè)，并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)而定。一、背吃刀量的選擇零件輪廓粗車循環(huán)時(shí)選ap=2mm，精加工時(shí)選ap=0.25mm，螺紋粗車時(shí)選ap=0.5mm，逐刀減少粗車4次后，精車時(shí)選ap=0.1mm。這里粗車ap值、精車ap值都是金屬切削與刀具實(shí)用技術(shù)一書。二、主軸轉(zhuǎn)速的選擇粗車直線和圓弧時(shí)n=800r/min，精車時(shí)n=1500r/min，切槽時(shí)n=600r/min，切螺紋時(shí)n=300r/min，精

17、車時(shí)選n=300r/min。粗車和精車的主軸轉(zhuǎn)速的選取都是根據(jù)平時(shí)上課所講的及前人的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)所給定的。三、進(jìn)給速度的選擇粗車直線、圓弧時(shí)選F=150mm/min，精車時(shí)選F=50mm/min，切槽時(shí)選F=8mm/min，粗車螺紋時(shí)選F=100mm/min，精車時(shí)選F=50mm/min。參照數(shù)控加工與編程一書表1-2選取。綜上所述，工藝卡片上其主要內(nèi)容有：工步分析、工步內(nèi)容、各工步所用的主軸轉(zhuǎn)速、刀具及進(jìn)給速度。第九節(jié) 編程誤差及其控制一、編程誤差編程階段的誤差是不可避免的，誤差來源主要有三種形式：近似計(jì)算誤差、插補(bǔ)誤差、尺寸圓整誤差，直接影響加工尺寸精度，本次加工主要誤差是計(jì)算誤差與圓弧相切的

18、切點(diǎn)坐標(biāo)及未知交點(diǎn)坐標(biāo)值。我們是經(jīng)過筆算的數(shù)值，存在著較大的誤差。二、誤差控制為了盡可能的減少筆算誤差，我們采取在AutoCAD上按其尺寸精度繪出零件圖，再利用“工具” “查詢” “點(diǎn)坐標(biāo)”捕捉各圓弧切點(diǎn)坐標(biāo)，其精度達(dá)到0.001級(jí)，這樣能有效地將誤差控制在（0.10.2）倍的零件公差值內(nèi)。第二章 編程中工藝指令的處理第一節(jié) 常用G指令代碼功能表代碼組意義代碼組意義*G001快速點(diǎn)定位G4310刀長正補(bǔ)償G01直線插補(bǔ)G44G02順圓插補(bǔ)*G49G03逆圓插補(bǔ)*G504G33螺紋切削G51G040暫停延時(shí)G243G0716虛軸設(shè)定*G25*G117單段允許G685G12單段禁止G520局部坐標(biāo)

19、系設(shè)定*G172XY加工平面G53機(jī)床坐標(biāo)系編程G18ZX加工平面*G54G5911工件坐標(biāo)系16選擇G19YZ加工平面G92工件坐標(biāo)系設(shè)定G208英制單位G650宏指令調(diào)用G280回參考點(diǎn)G29參考點(diǎn)返回代碼組別意義代碼組別意義M000程序暫停M07b開切削液M010條件暫停M08開切削液M02程序結(jié)束M09關(guān)切削液M03a主軸正轉(zhuǎn)M10c夾緊M04主軸反轉(zhuǎn)M11松開M05主軸停轉(zhuǎn)M19主軸準(zhǔn)停M060自動(dòng)換刀M300程序結(jié)束并返回M600更換工件M990子程序返回M980子程序調(diào)用第二節(jié) 常用M指令代碼功能表第三章 程序編制及模擬運(yùn)行、零件加工或精度自檢第一節(jié) 程序編制O0001T0202

20、M 03S 800G 00X 48.0Z 0.0G 71U 2.OR 1.0G 71P 1Q 2U 0.5W .0.O1F 150N1 G01X0.0Z 0.0G 03X 20.0Z -10.0R 10.0G 01Z -16.0X 24.0X 40.0Z -26.0Z -41.0#1=41.0#2=-67.0WHILE#1GE#2DO1#3=#1+40.0#4=20.0xSQRT1.0-#3x#3/40.0x40.0G 01X 2.0x#4Z #1F 150#!=#!-0.01ENDN2 G00X4 8.0Z 2.0M 03S 1500T0202G 70P 1Q 2F 50G 00X 48.0

21、Z 100.0T0303M 03S 600G 00X 41.0Z -41.0G 01X 34.0F 8G 00X 48.0Z 100.0M 05M 30調(diào)頭加工O0002T0202M 03S 800G 00X 48.0Z 2.0G 71U 2.0R 1.0G7 1P 3Q 4U 0.5W 0.01F 150N3 G 01X 37.0Z 0.0X 29.85Z -1.5Z -15.0X 42.0G 02X 30.0Z -38.0R 80.0G 01Z -43.0N4 G 00X 48.0Z 2.0M 03S 1500T0202G 70P 3Q 4F 50G 00X 48.0Z 100.0T0303M 03S 600G 00X 42.5Z -15.0G 01X 24.0F 8G 00X 48.0Z 100.0T0404M 03S 300G 00X 31.0Z 2.0G 92X 29.35Z -11.