軸承座數(shù)控加工工藝分析91

1、畢業(yè)設(shè)計（論文）題 目 軸承座的數(shù)控加工工藝要求與處理 系 別 機電工程系 學生姓名 學 號 專業(yè)名稱 指導教師 年 月 日軸承座的數(shù)控加工工藝要求與處理摘 要軸承座是用來支撐軸承的，固定軸承的外圈，僅僅讓內(nèi)圈轉(zhuǎn)動，外圈保持不動，始終與傳動的方向保持一致（比如電機運轉(zhuǎn)方向），并且保持平衡；軸承座的概念就是軸承和箱體的集合體，以便于應用，這樣的好處是可以有更好的配合，更方便的使用，減少了使用廠家的成本。至于形狀，多種多樣，通常是一個箱體，軸承可以安裝在其中。本次設(shè)計主要研究了軸承座加工工藝過程設(shè)計。首先，通過對軸承座的分析，了解軸承座的作用。其次，依據(jù)軸承座的毛坯件和生產(chǎn)綱領(lǐng)的要求及各個加工方案

2、的比較，制定出切實可行的軸承座加工工藝路線。在運用機械制造技術(shù)基礎(chǔ)等相關(guān)課程的知識，確定軸承座在加工中的定位、夾緊以及工藝路線安排，并確定了加工面的工藝尺寸的選擇合適的機床和刀具，保證零件的加工質(zhì)量。最后，根據(jù)被加工零件的加工要求，參考機床夾具設(shè)計手冊及運用夾具設(shè)計方面的書籍的基本原理和方法，擬定夾具設(shè)計的方案，設(shè)計出高效、省力、經(jīng)濟合理并能保證加工質(zhì)量的夾具。關(guān)鍵詞軸承座，夾具，工藝路線，加工工藝目 錄摘 要II軸承座是用來支撐軸承的，固定軸承的外圈，僅僅讓內(nèi)圈轉(zhuǎn)動，外圈保持不動，始終與傳動的方向保持一致（比如電機運轉(zhuǎn)方向），并且保持平衡；軸承座的概念就是軸承和箱體的集合體，以便于應用，這樣

3、的好處是可以有更好的配合，更方便的使用，減少了使用廠家的成本。至于形狀，多種多樣，通常是一個箱體，軸承可以安裝在其中。II前 言VI緒論11.1 機械加工工藝的發(fā)展現(xiàn)狀11.2 現(xiàn)代機械加工工藝的發(fā)展現(xiàn)狀11.3 機床夾具的發(fā)展趨勢31.4 現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展趨勢4第一章 軸承座的實體造型及其作用61.1 用Cimatron 7.0 畫出的軸承座實體圖61.2 軸承座的作用7第二章 數(shù)控機床的基本概念72.1 數(shù)控機床分類82.2 數(shù)控加工及數(shù)控編程8第三章 數(shù)控機床的坐標系統(tǒng)83.1 坐標系83.2 坐標軸及其運動方向83.3 坐標原點9第四章 手工編程94.1 數(shù)控編程的定義94.2數(shù)控編

4、程的步驟94.3 編程分類104.4 數(shù)控編程常用指令及其格式104.4.1 程序段的一般格式104.4.2 常用的編程指令114.5 軸承座的工藝分析及編程114.5.1 用Auto CAD畫出的軸承座圖形124.5.2 圖紙分析134.5.3 工序分析134.5.4 刀具的選擇切削參數(shù)的確定144.5.5 工藝路線的編制154.5.6 工藝卡的編制154.5.7 程序的編制174總結(jié)與展望204.1 全文總結(jié)204.2 研究及展望20參考文獻22致 謝23前 言 在市場競爭激烈的情況下，數(shù)控車床的應用越來越廣泛。為合理地發(fā)揮數(shù)控車床的加工特點，保證加工質(zhì)量，如何保證和提高數(shù)控車床的加工質(zhì)量

5、是十分重要的。必須考慮合理的工藝因素，以保證和提高數(shù)控車床的加工質(zhì)量。工藝性分析與工藝處理是對工件進行數(shù)控加工的前期準備工作，它必須在數(shù)控程序編制前完成，因為工藝方案確定之后，編程才有依據(jù)。如果工藝性分析不全面，工藝處理不當，將可能造成數(shù)控加工的錯誤，直接影響加工的順利進行，甚至出現(xiàn)廢品。因此數(shù)控加工的編程人員首先要把數(shù)控加工的工藝問題考慮周全，才進行程序編制。合理進行數(shù)控車削的工藝處理，是提高零件的加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率的關(guān)鍵。因此應根據(jù)零件圖紙對零件進行工藝分析，明確加工內(nèi)容和技術(shù)要求，確定加工方式和加工路線，選擇合適刀具及切削用量等參數(shù)。 Abstract The bearing seat

6、is used for supporting a bearing, a fixed bearing outer ring, the inner ring outer ring rotation allows only, remain motionless, always with the transmission direction ( such as the electric motor running direction ), and keep balance; bearing seat is the concept of bearing box and assembly, in orde

7、r to application, the advantage can be better cooperation, more convenient use, reducing the use cost for manufacturers. As far as the shape, variety, is usually a box, the bearing can be mounted therein.The design of the main bearing seat of machining process design. Firstly, based on the analysis

8、of the bearing seat, the bearing seat of the role of understanding. Secondly, on the basis of bearing blank parts and the requirements of the production program and the comparison of processing schemes, develop practical bearing machining process route. The use of machinery manufacturing technology

9、and other related courses knowledge, determine the bearing seat in the process of localization, clamp as well as craft route arrangement, and determined the processing surface process size selection and machine tools, spare parts processing quality assurance. Finally, according to the requirements o

10、f the processing parts processing, machine tool fixture design handbook and reference books, use of fixture design of the basic principles and methods, the programme drawn up fixture design, design efficient, effort, economic and reasonable to ensure the quality of processing fixture.Key words Beari

11、ng seat Fixture Process route Processing technology 緒論1.1 機械加工工藝的發(fā)展現(xiàn)狀隨著機械制造業(yè)的發(fā)展和科學技術(shù)的進步，機械制造工藝的內(nèi)涵和面貌下不斷發(fā)生變化，近一二十年的技術(shù)進展主要表現(xiàn)在以下幾方面：一、常規(guī)工藝的不斷優(yōu)化常規(guī)工藝的方向是實現(xiàn)高效化、精密化、強韌化、輕量化，以形成優(yōu)質(zhì)高效、低耗少污染的先進實用工藝為主要目標，同時實現(xiàn)工藝設(shè)備、輔助工藝、工藝材料、檢測控制系統(tǒng)的成套工藝服務，使優(yōu)化工藝易于為企業(yè)所采用。二、新興加工方法的不斷出現(xiàn)和發(fā)展新興加工方法包括精密加工、細微加工、特種加工及高密度能加工、新硬材料加工技術(shù)、表面功能性覆

12、蓋技術(shù)和復合加工，以適應機械產(chǎn)品更新?lián)Q代對制造工藝提出的更高、更新的制造模式。三、自動化等高新技術(shù)與工藝的緊密結(jié)合微電子、計算機和自動化技術(shù)與工藝及設(shè)備相結(jié)合，使傳統(tǒng)工藝面貌產(chǎn)生顯著、本質(zhì)的變化，如生產(chǎn)線自動控制、在線檢測自適應控制、計算機輔助工藝過程設(shè)計、計算機輔助夾具設(shè)計、計算機輔助裝配工藝設(shè)計和智能制造系統(tǒng)等。1.2 現(xiàn)代機械加工工藝的發(fā)展現(xiàn)狀機械制造是國民經(jīng)濟發(fā)展和各部門科技進步的基礎(chǔ)。在現(xiàn)代化條件下機械制造的發(fā)展方向是：開發(fā)工藝可行性廣、能保證各種原料消耗最少、可靠性和自動化精度高的新一代技術(shù)。 機械制造工藝及其實現(xiàn)組織形成的發(fā)展趨勢，在很大程度上取決于機器結(jié)構(gòu)的發(fā)展方向和它的技術(shù)使

13、用特征。機器制造中的科技進步將促進以計算機和生產(chǎn)全盤自動化為基礎(chǔ)的工序少和能源節(jié)約的工藝的建立推廣。 機器制造工藝組織的遠景發(fā)展的概念是考慮在集管理、信息和技術(shù)為一體的基礎(chǔ)上建立全盤自動化工廠，將最終產(chǎn)品的各個加工階段連接起來。這時，在科技發(fā)展現(xiàn)階段的自動化工廠將不是無人企業(yè)。由人服務和管理的體系和機器會發(fā)揮作用。新的智能型和集成型的生產(chǎn)手段與高度熟練的工作人員相結(jié)合，將在市場需求變化的條件下假造出滿足技術(shù)和社會經(jīng)濟需求的先決條件。 在現(xiàn)今的發(fā)達國家中，毛坯生產(chǎn)的發(fā)展趨勢表明，今后毛坯生產(chǎn)發(fā)展方向是力圖在經(jīng)濟合理的范圍內(nèi),使毛坯接近成品零件的尺寸形狀。這可降低金屬消耗量，減少加工余量和毛坯及鐵

14、屑的運輸費用，這樣就可提高生產(chǎn)率，降低零件的加工成本。對于毛坯生產(chǎn)，其特點主要是擴大新的先進的節(jié)約資源的工藝過程運用領(lǐng)域。采用電子技術(shù)管理切削加工過程，提高了對毛坯質(zhì)量精度的要求。這將使其加工工藝得到必要的完善。 在金屬切削機床上加工工藝的發(fā)展趨勢，是擴大采用先進的工藝過程和提高加工自動 化的程度。提高生產(chǎn)率，降低切削加工成本，在很大程度上取決于刀具和刀具材料的技術(shù)可行性。高速鋼和燒結(jié)合鎢硬質(zhì)合金，由于價格相對較低，工具制造簡單，耐磨性好，強度高，所以促使其得到了廣泛的使用。 新型切削材料的使用有助于增大切削用量，提高生產(chǎn)率，擴大經(jīng)濟效益。使粉末冶金高速鋼工具，并且用物理沉積法涂上耐磨涂層，是

15、很有發(fā)展前途的。 對于鋼件的半精加工和精加工，采用以碳化鈦、碳氮化鈦為基的無鎢硬質(zhì)合金。用細顆粒硬質(zhì)合金代替高速鋼，可提高加工生產(chǎn)指標率。在加工韌性材料時，涂層硬質(zhì)合金獲得了越來越廣泛的應用。用化學氣相沉積方法得到的陶瓷涂層的應用，可使切削速度大大提高，而這種切削速度在以前只有用礦物陶瓷切削刀具或金屬陶瓷才能達到。在加工淬火鋼，尤其是銑齒和拉削方面，以及有色金屬和合金的加工，非金屬材料的加工，使用硬質(zhì)合金也是有發(fā)展前途的。 在硬質(zhì)合金刀片上鑲上人造材料多晶立方氮化硼，可用于加工硬度達 HRC68 的鎳鉻鋼或鉻鎳鉬鋼，其切削速度可達 130m/min。在加工研磨性強的輕金屬和非金屬材料時，則采用

16、多晶金剛石。 用碳化硅纖維增強的氧化物陶瓷， 用于加工鎳合金、 滲碳和熱處理后的鋼以及灰鑄鐵。 氮化硅陶瓷在廣泛的切削速度范圍下使用（達 1000m/min） 。氮化硅陶瓷現(xiàn)在用于灰鑄鐵、 高溫合金的加工，因為它有較高的抗擴散磨損的能力。 陶瓷結(jié)合劑的立方氮化硼砂輪、多孔砂輪和數(shù)控機床用的砂輪，具有壽命長、磨削性能穩(wěn)定的特點。今后在磨削中將使用優(yōu)質(zhì)的加入合金成分的剛玉砂輪、用球形剛玉制造的砂輪、高純度單晶剛砂輪、高強度耐熱人造單晶剛石的復合材料砂輪。磨料的新型結(jié)合劑的開發(fā)將擴大高磨削的可能性。 除了上述傳統(tǒng)切削加工方法之外，還有范圍更廣泛的非金屬加工方法：電物理和電化學加工方法；微塑性變形尺寸

17、加工法以及將兩種以上物理本質(zhì)各不相同的加工方法合在一 起的復合加工方法（化學反應，電腐蝕和磨粒加工等） 。這些非傳統(tǒng)方法的合理應用領(lǐng)域，是在那些采用傳統(tǒng)切削方法不經(jīng)濟或在技術(shù)上不可能實現(xiàn)的那些工序。 這樣，切削加工由于具有廣泛的工藝可行性，所以它在使用機床的加工方法中仍會占有優(yōu)先地位。電加工法，冷、熱擠壓，粉末冶金都只能在某些特殊領(lǐng)域部分地取代切削加工。而激光加工具有相當廣闊的發(fā)展前途，在不久的將來將取代工件外形切割和通孔鉆削。 近年來，機械制造工藝有著飛速的發(fā)展。比如，應用人工智能選擇零件的工藝規(guī)程。 因為特種加工的微觀物理過程非常復雜，往往涉及電磁場、熱力學、流體力學、電化學等諸多領(lǐng)域，其

18、加工機理的理論研究極其困難,通常很難用簡單的解析式來表達。近年來，雖然各國學者采用各種理論對不同的特種加工技術(shù)進行了深入的研究，并取得了卓越的理論成就，但離定量的實際應用尚有一定的距離。然而采用每一種特種加工方法所獲得的加工精度和表面質(zhì)量與加工條件參數(shù)間都有其規(guī)律。因此，目前常采用研究傳統(tǒng)切削加工機理的實驗統(tǒng)計方法來了解特種加工的工藝規(guī)律，以便實際應用，但還缺乏系統(tǒng)性。受其限制，目前特種加工的工藝參數(shù)只能憑經(jīng)驗選取，還難以實現(xiàn)最優(yōu)化和自動化，例如，電火花成形電極的沉入式加工工藝， 它在占電火花成形機床總數(shù) 95%以上的非數(shù)控電火花成 形加工機床和較大尺寸的模具型腔加工中得到廣泛應用。雖然已有學

19、者對其 CAD、CAPP 和 CAM 原理開展了一些研究，并取得了一些成果，但由于工藝數(shù)據(jù)的缺乏，仍未有成熟的商品化的 CAD/CAM 系統(tǒng)問世。通常只能采用手工的方法或部分借助于 CAD 造型、部分生成復雜電極的三維型面數(shù)據(jù)。隨著模糊數(shù)學、神經(jīng)元網(wǎng)絡及專家系統(tǒng)等多種人工智能技術(shù)的成熟發(fā)展，人們開始嘗試利用這一技術(shù)來建立加工效果和加工條件之間的定量化的精度、效率、經(jīng)濟性等實驗模型，并得到了初步的成果。因此，通過實驗建模，將典型加工實例和加工經(jīng)驗作為知識存儲起來，建立描述特種加工工藝規(guī)律的可擴展性開放系統(tǒng)的條件已經(jīng)成熟。并為進一步開展特種加工加工工藝過程的計算機模擬，應用人工智能選擇零件的工藝規(guī)

20、程和虛擬加工奠定基礎(chǔ)。1.3 機床夾具的發(fā)展趨勢夾具最早出現(xiàn)在 18 世紀后期，在機械加工過程中，夾具占有非常重要的地位，它可靠地保證了工件的加工精度，提高了加工效率，減輕了勞動的強度。隨著科學技術(shù)的不斷進步，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備。 國際生產(chǎn)研究協(xié)會的統(tǒng)計表明，目前中、小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種類總數(shù)的 85%左右。現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應市場的需求與競爭。然而，一般企業(yè)都仍習慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具，一般在具有中等生產(chǎn)能力的工廠里，約有數(shù)千甚至近萬套夾具；另一方面，在多種生產(chǎn)的企業(yè)中，每隔 35 年就要更新 50%80%左右的專

21、用夾具，而夾具的實際磨損量僅為 10%20%左右。特別是近年來， 數(shù)控機床、加工中心、成組技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新加工技術(shù)應用，對機床夾具提出了如下新的要求：一、能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準備周期，降低生產(chǎn)成本；二、能裝夾一組具有相似性特征的工件；三、能適用于精密加工的高精度機床夾具；四、能適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機床夾具；五、采用以液壓站為動力源的高效夾緊裝置，以進一步減輕勞動強度和提高生產(chǎn)率；六、提機床夾具的標準化程度。 1.4 現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展趨勢夾具是機械加工不可缺少的部件，在機床技術(shù)向高速、高效、精密、復合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動下，夾具技術(shù)正朝著高

22、精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟的方向發(fā)展。一、高精機床加工精度提高，降低定位誤差，提高加工精度對夾具制造精度要求更高高精度夾具定位孔距精度高達5m，夾具支承面垂直度達到 0.01mm/300mm，平行度高達 0.01mm/500mm。德國 demmeler（戴美樂）公司制造 4m 長、2m 寬孔系列組合焊接夾具平臺，其等高誤差為0.03mm；精密平口鉗平行度和垂直度5um 以內(nèi)；夾具重復安裝定位精度高 達5um；瑞士EROWA 柔性夾具重復定位精度高達 25um。機床夾具精度已提高到微米級，世界知名夾具制造公司都是精密機械制造企業(yè)。誠然，適應不同行業(yè)需求和經(jīng)濟性，夾具有不同型號，以及不同檔次

23、精度標準供選擇。二、有效提高機床生產(chǎn)效率，雙面、四面和多件裝夾夾具產(chǎn)品越來越多。減少工件安裝時間，各種自動定心夾緊、精密平口鉗、杠桿夾緊、凸輪夾緊、氣動和液壓夾緊等，快速夾緊功能部件不斷推陳出新。新型電控永磁夾具，加緊和松開工件只用 12 秒，夾具結(jié)構(gòu)簡化，為機床進行多工位、多面和多件加工創(chuàng)造了條件?？s短機床上安裝與調(diào)整夾具時間，瑞典 3R 夾具僅用 1 分鐘，即可完成線切割機床夾具安裝與校正。采用美國 Jergens（杰金斯）公司球鎖裝夾系統(tǒng)，1 分鐘內(nèi)就能將夾具定位和鎖緊機床工作臺上，球鎖裝夾系統(tǒng)用于柔性生產(chǎn)線上更換夾具，起到縮短停機時間，提高生產(chǎn)效率作用。 三、元件模塊化是實現(xiàn)組合化基礎(chǔ)

24、。利用模塊化設(shè)計系列化、標準化夾具元件，快速組裝成各種夾具，已成為夾具技術(shù)開發(fā)基點。省工、省時，節(jié)材、節(jié)能，體現(xiàn)各種先進夾具系統(tǒng)創(chuàng)新之中。模塊化設(shè)計為夾具計算機輔助設(shè)計與組裝打下基礎(chǔ)，應用 CAD 技術(shù)，可建立元件庫、典型夾具庫、標準和用戶使用檔案庫，進行夾具優(yōu)化設(shè)計，為用戶三維實體組裝夾具。模擬仿真刀具切削過程，既能為用戶提供正確、合理夾具與元件配套方案，又能積累使用經(jīng)驗，了解市場需求，不斷改進和完善夾具系統(tǒng)。組合夾具分會與華中科技大學合作，正著手創(chuàng)建夾具專業(yè)技術(shù)網(wǎng)站，為夾具行業(yè)提供信息交流、夾具產(chǎn)品咨詢與開發(fā)公共平臺，爭取實現(xiàn)夾具設(shè)計與服務通用化、遠程信息化和經(jīng)營電子商務化。四、通用、經(jīng)濟

25、夾具通用性直接影響其經(jīng)濟性。采用模塊、組合式夾具系統(tǒng)，一次性投資比較大，夾具系統(tǒng)可重組性、可重構(gòu)性及可擴展性功能強，應用范圍廣，通用性好，夾具利用率高，收回投資快，才能體現(xiàn)出經(jīng)濟性好。德國 demmeler（戴美樂）公司孔系列組合焊接夾具，僅用品種、規(guī)格很少配套元件，即能組裝成多種多樣焊接夾具。元件功能強，使夾具通用性好，元件少而精，配套費用低，經(jīng)濟實用才有推廣應用價值。 目前中國制造業(yè)發(fā)展迅猛，以前的我國制造業(yè)普遍使用剛性專機加工各種各樣的零部 件，導致改型和生產(chǎn)個零部件周期較長。隨著我國制造業(yè)發(fā)展和各種各種零件的需求與日俱增，加工設(shè)備和工藝也向著柔性化的方向轉(zhuǎn)變。加工裝備的柔性概念和需求主

26、要體現(xiàn)在對設(shè)備快速性和適應性的需求上，因此制造商不得不尋求柔性和產(chǎn)量之間的最佳組合。當然，在滿足了柔性的條件下、也有著不同的解決方案，如：模塊化、可變換化、可重新配 置化、在線兼容性等。不論采用哪種方案，使用高性能的液壓夾具都顯得尤為重要，現(xiàn)在，柔性專機、可重新配置的機床及專用加工中心的組合應用，使得發(fā)動機零件的加工變得越來越柔性化，具體情況取決于每個加工項目的產(chǎn)量配額使用液壓夾具的主要優(yōu)勢是能節(jié)省夾緊和松卸工件時所花的大量的時間。有關(guān)統(tǒng)計資料表明液壓夾緊相比機械夾緊節(jié)省90%95%的時間，縮小了生產(chǎn)循環(huán)周期，從而增加了產(chǎn)量也就意味著降低了成本。當加工一長型鋁合金零件時，刀具通過時旋轉(zhuǎn)油缸可快

27、速讓開，刀具通過后可快速復位。液壓夾具系統(tǒng)的第二項重要特點是可實現(xiàn)非常高的定位精度。關(guān)鍵在于夾緊力在定位和夾緊過程中保持恒定不變，從而確保了同一道工序下的加工質(zhì)量一致性。1.5 軸承座發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢軸承座在我國機械行業(yè)、建筑行業(yè)和水利水電行業(yè)應用及其廣泛，自上世紀 90 年代以 來，日本在我國開辟軸承市場之后，緊接著韓國和歐美等國也蜂擁而至，導致我國軸承市場的份額大增。近幾年來，我國在軸承座的制造領(lǐng)域和研發(fā)領(lǐng)域取得了一定的突破，因產(chǎn)業(yè)鏈和市場的影響，加上政策的支持，大量的工廠和個人加工作坊開始大批量的生產(chǎn)和銷售軸承座成品。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，近幾年全 球在軸承座方面的市場容量聯(lián)創(chuàng)新高，產(chǎn)銷規(guī)模大幅圖增

28、加，價格也居高不下。由此導致的研究領(lǐng)域在開發(fā)軸承座產(chǎn)品方面也加快了步伐，各種類型和功能的軸承座產(chǎn)品層出不窮。第一章 軸承座的實體造型及其作用1.1 用Cimatron 7.0 畫出的軸承座實體圖 圖1-11.2 軸承座的作用軸承座的作用就是固定軸承，保證軸有足夠的強度并能滿足精度要求運轉(zhuǎn)。第二章 數(shù)控機床的基本概念2.1 數(shù)控機床分類按照不同分析角度，數(shù)控機床有不同的區(qū)分方法按照運動軌跡控制形式其分為：點位控制數(shù)控機床；直線控制數(shù)控機床；位置控制數(shù)控機床。按照驅(qū)動裝置的特點可分為： 開環(huán)數(shù)控機床；半閉環(huán)數(shù)控機床；閉環(huán)數(shù)控機床；混合控制數(shù)控機床。按照加工工藝方法可分為： 金屬切割類數(shù)控機床；特種

29、加工類數(shù)控機床；金屬成型類數(shù)控機床；測繪類數(shù)控機床。2.2 數(shù)控加工及數(shù)控編程數(shù)控加工根據(jù)零件圖樣及工藝要求等原始條件編制零件數(shù)控加工程序（簡稱為數(shù)控程序），輸入數(shù)控系統(tǒng)，控制數(shù)控機床中刀具與工件的相對運動，從而完成零件的加工。數(shù)控程序輸入NC或CNC機床，執(zhí)行一個確定的加工任務的一系列指令，稱為數(shù)控程序或零件程序。數(shù)控編程生成用數(shù)控機床進行零件加工的數(shù)控程序的過程，稱為數(shù)控編程。第三章 數(shù)控機床的坐標系統(tǒng)數(shù)控機床的坐標系統(tǒng)，包括坐標系、坐標原點和運動方向，對于數(shù)控加工及編程，是一個十分重要的概念。每一個數(shù)控編程員和數(shù)控機床的操作者，都必須對數(shù)控機床的坐標系統(tǒng)有一個完整且正確的理解，否則，程序

30、編制將發(fā)生混亂，操作時更會發(fā)生事故。3.1 坐標系數(shù)控機床的坐標系采用右手直角坐標系，其基本坐標軸為X、Y、Z直角坐標，相對于每個坐標軸的旋轉(zhuǎn)運動坐標為A、B、C。3.2 坐標軸及其運動方向不論機床的具體結(jié)構(gòu)是工件靜止、刀具運動，還是工件運動、刀具靜止，數(shù)控機床的坐標運動指的是刀具相對靜止的工件坐標系的運動。ISO對數(shù)控機床的坐標軸及其運動方向均有一定的規(guī)定：Z軸定義為平行于機床主軸的坐標軸，如果機床有一系列主軸，則選盡可能垂直于工件裝夾面的主要軸為Z軸，其正方向定義為從工作臺到刀具夾持的方向，即刀具遠離工作臺的運動方向；X軸作為水平的，平行于工件裝夾平面的坐標軸，它平行于主要的切削方向，且以

31、此方向為主方向；Y軸的運動方向則根據(jù)X軸和Z軸按右手法則確定。旋轉(zhuǎn)坐標軸A、B、C相應地在X、Y、Z坐標軸正方向上，按右手螺紋前進方向來確定。3.3 坐標原點機床原點現(xiàn)代數(shù)控機床一般都有一個基準位置，稱為機床原點或機床絕對原點，是機床制造商設(shè)置在機床上的一個物理位置，其作用是使機床與控制系統(tǒng)同步，建立測量機床運動坐標的起始點。機床參考點與機床原點相對應的還有一個機床參考點，它也是機床上的一個固定點，一般不同于機床原點。一般來說，加工中心的參考點為機床的自動換刀位置。程序原點對于數(shù)控編程和數(shù)控加工來說，還有一個重要的原點就是程序原點，是編程人員在數(shù)控編程過程中定義在工件上的幾何基準點，有時也稱為

32、工件原點。程序原點一般用G92或G54G59（對于數(shù)控鏜銑床）和G50（對于數(shù)控車床）指定。裝夾原點除了上述三個基本原點以外，有的機床還有一個重要的原點，即裝夾原點。裝夾原點常見于帶回轉(zhuǎn)（或擺動）工作臺的數(shù)控機床或加工中心，一般是機床工作臺上的一個固定點，比如回轉(zhuǎn)中心，與機床參考點的偏移量可通過測量存入CNC系統(tǒng)的原點偏移寄存器中，供CNC系統(tǒng)原點偏移計算用。第四章 手工編程4.1 數(shù)控編程的定義生成用數(shù)控機床進行零件加工的數(shù)控程序的過程，稱為數(shù)控空編程，有時也稱為零件編程。數(shù)控編程可以手工完成，即手工編程，也可以由計算機輔助完成，即計算機輔助數(shù)控編程。采用計算機輔助數(shù)控編程需要一套專用的數(shù)控

33、編程軟件，現(xiàn)代數(shù)控編程軟件主要分為以批處理命令方式為住的各種類型的APT語言和以CAD軟件為基礎(chǔ)的交互式CAD/CAMNC編程集成系統(tǒng)。4.2數(shù)控編程的步驟一般來說，數(shù)控編程過程主要包括：分析零件圖樣、工藝處理、數(shù)學處理、編寫程序單、輸入數(shù)控系統(tǒng)幾程序檢驗。 圖4-1數(shù)控編程過程4.3 編程分類一、手工編程是指編制零件數(shù)控加工程序的各個步驟，即從零件圖樣分析、工藝處理、確定加工路線和工藝參數(shù)、幾何計算、編寫零件的數(shù)控加工程序單直至程序的檢驗，均由人工來完成。二、APT語言自動編程APT是一種自動編程工具（Automatically Programmed Tool）的簡稱，是一種對工件、刀具的幾

34、何形狀及刀具相對于工件的運動等進行定義時所用的一種接近于英語的符號語言。把用APT語言書寫的零件加工程序輸入計算機，經(jīng)計算機的APT語言編程系統(tǒng)編譯產(chǎn)生刀位文件（CLDATA file），然后進行數(shù)控后置處理，生成數(shù)控系統(tǒng)能接受的零件數(shù)控加工程序的過程，稱為APT語言自動編程。三、CAD/CAM集成系統(tǒng)數(shù)控編程是以待加工零件CAD模型為基礎(chǔ)的一種集加工工藝規(guī)劃及數(shù)控編程為一體的自動編程方法。其中零件CAD模型的描述方法多種多樣，適用于數(shù)控編程的主要有表面模型和實體模型，其中以表面模型在數(shù)控編程中應用較為廣泛。CAD/CAM集成系統(tǒng)數(shù)控編程的主要特點是零件的幾何形狀可在零件設(shè)計階段采用CAD/C

35、AM集成系統(tǒng)的幾何設(shè)計模塊在圖形方式下進行定義、顯示和修改，最終得到零件的幾何模型。數(shù)控編程的一般過程包括刀具的定義或選擇，刀具相對于零件表面的運動方式的定義，切削加工參數(shù)的確定，走刀軌跡的生成，加工過程的動態(tài)圖形仿真顯示、程序驗證直到后置處理等，一般都是在屏幕菜單及命令驅(qū)動等圖形交互方式下完成的，具有形象、直觀和高效等優(yōu)點。4.4 數(shù)控編程常用指令及其格式 程序段的一般格式一個程序段中各指令的格式為：N32 G01 X26 Y32 Z15 F15其中N325為程序段號，現(xiàn)代CNC系統(tǒng)中很多都不要求程序段號，即程度段號可有可無；G代碼為準備功能；X、Y、Z為刀具運動的終點坐標位置；F為進給速度

36、代碼。在一個程度段中，可能出現(xiàn)的編碼字符還有S、T、M、I、J、K、A、B、C、D、H、R等。 常用的編程指令一、準備功能指令準備功能指令由字符G和其后的13位數(shù)字組成，常用的從G00G99，很多現(xiàn)代CNC系統(tǒng)的準備功能已擴大到G150。準備功能的主要作用是指定機床的運動方式，為數(shù)控系統(tǒng)的插補運算作準備。常用的G指令如下：坐標快速定位與插補指令這是一組模態(tài)指令，即同時只能有一個有效，缺省為G00。G00坐標快速定位G01線性插補G02、G03圓弧插補G17、G18、G19坐標平面選擇G40、G41、G42刀具半徑補償G43、G44、G49刀具長度補償G54G59選擇程序原點16G90、G91絕

37、對坐標及增量坐標編程G92設(shè)定工件坐標系G73G89固定循環(huán)加工二、輔助功能指令輔助功能指令亦稱“M”指令，由字母M和其后的兩位數(shù)字組成，從M00M99共100種。這類指令主要是用于機床加工操作時的工藝性指令。常用的M指令有：M00程序停止M01計劃程序停止M02程序結(jié)束M03、M04、M05分別為主軸順時針旋轉(zhuǎn)、主軸逆時針旋轉(zhuǎn)及主軸停止M06換刀M08冷卻液開M09冷卻液關(guān)M30程序結(jié)束并返回三、其它常用功能指令T功能刀具功能S功能主軸速度功能F功能進給速度進給率功能4.5 軸承座的工藝分析及編程 用Auto CAD畫出的軸承座圖形 I 技術(shù)要求：銳邊倒鈍、孔口倒角1X45 圖4-2 圖紙分

38、析 經(jīng)分析，該零件圖紙結(jié)構(gòu)工藝性合理，輪廓幾何元素條件充分，精度及技術(shù)要求合理。該零件有三個空和六個螺紋孔，需要在鉆床上加工，本設(shè)計沒有敘述該步驟。工件的夾緊用自定心三抓卡盤。加工左右端時均夾緊40mm左右。 工序分析 經(jīng)分析，軸承座的公差類型有：尺寸公差：內(nèi)孔76mm的內(nèi)孔90mm、槽4mm、總長114mm外圓直徑120，125其余尺寸公差均為自由公差 形狀公差有同軸度：76內(nèi)孔相對基準A；外圓125相對基準A 位置度：3個內(nèi)孔9相對基準B；3個內(nèi)螺紋孔M6-6H相對基準A 跳動： 90內(nèi)孔面相對左端內(nèi)壁；右端面和170右端面相對基準A 粗糙度：90內(nèi)壁表面粗糙度為1.6；76內(nèi)壁粗糙度為6

39、.3；170右端、左端內(nèi)壁、右端面表面粗糙度為3.2；其余粗糙度為12.5。 位置度不是數(shù)控車能解決的，所以這里就不做介紹了；對數(shù)控車來說，半精車就可以達到圖紙要求的尺寸公差及粗糙度了（90內(nèi)壁表面需要進行精磨才能達到圖紙要求）；要保證跳動則需要基準和對象一起加工，即孔跟右端為一個工序。 刀具的選擇切削參數(shù)的確定 零件的外圓用粗車刀90車刀，分粗、精加工兩把。粗車刀后角小大約5左右，精車刀大點大約15左右。粗車時轉(zhuǎn)速n=700r/min,進給f=60mm/min。精車時轉(zhuǎn)速n=1000r/min,進給f=40mm/min。 車內(nèi)孔要用到內(nèi)孔刀1把，主軸轉(zhuǎn)速n=800r/min，進給f=40mm

40、/min； 車外圓槽要槽刀一把。由于外圓槽有規(guī)定要求，在這里的槽刀刀寬為3mm兩個刀尖半徑均為R0.1。主軸轉(zhuǎn)速n=500r/min，進給f=20mm/min。車右端內(nèi)孔槽要彎頭右車刀槽刀一把（如下圖），槽刀刀寬為5mm便于一次加工。主軸轉(zhuǎn)速n=500r/min，進給f=20mm/min。車端面要一把45車刀。主軸轉(zhuǎn)速800，進給為手動。盡量以低速走刀。 圖4-3 彎頭右車刀 序號加工面刀具號刀具類型主軸轉(zhuǎn)速nr.min進給速度vmm.min1粗車外圓T010090粗車刀700602精車外圓T020090精車刀1000403粗、半精車內(nèi)孔T0300內(nèi)孔刀800404車槽寬為4和3mm槽T040

41、0切槽刀500205切內(nèi)部槽寬為5mm的槽T0500彎頭右車刀500206車端面T060045刀.800 工藝路線的編制 在車削前，手工加工出長度為125的總長（1）粗車右端外表面 （2）粗車內(nèi)孔 （3）精車內(nèi)孔 （4）精車外圓 （5）車槽寬為4及槽寬為3的槽 （6）掉頭，粗車出左端面外圓 （7） 車出槽寬為5的內(nèi)槽。 （8）精車出外圓。 工藝卡的編制機械加工工藝過程卡零件名稱 軸承座材料牌號HT150毛坯管料毛坯尺寸175x128件數(shù)1工序號工序名稱工 序 內(nèi) 容設(shè)備工時一下料175x128X70終準單件二熱處理無三粗車（1）車出右端，及內(nèi)孔，就可以保證圖示中的公差要求。（2）粗車是先外圓后

42、內(nèi)孔。數(shù)控車床四精車精車出外圓及內(nèi)孔。精車是先內(nèi)孔后外圓。（2）車出右端面。五鉆孔鉆床上鉆出圖紙中的所有孔，由于圖紙沒對空有要求，只需要粗絞一次就行了。鉆床鉆出需要加工螺紋的孔，便于下一階段的功螺紋。六加工螺紋用手動，粗絞螺紋，再精絞。虎鉗（工廠）數(shù)控加工工序卡片產(chǎn)品名稱或代號零件名稱材料零件圖號軸承座軸套HT150工序號程序編號夾具名稱三抓卡盤自定心卡盤使用設(shè)備實習車間 右端O0001CK6132工步號工步內(nèi)容刀具號主軸轉(zhuǎn)速n/(r/min)進給量f/(mm/min)背吃刀量/mm備注1粗車出右端外圓125及170T01007006012粗車出內(nèi)孔76及90的內(nèi)孔T03038004013精車

43、出內(nèi)孔，并對90的保留余量便于下次的精磨T03031000400.34精車出外圓T02021000400.35車外圓槽寬為4和3兩個槽T0404500206對槽寬為4的槽倒圓T020250020（工廠）數(shù)控加工工序卡片產(chǎn)品名稱或代號零件名稱材料零件圖號軸承座軸套HT150工序號程序編號夾具名稱三抓卡盤自定心卡盤使用設(shè)備實習車間 左端O0002CK6132工步號工步內(nèi)容刀具號主軸轉(zhuǎn)速n/(r/min)進給量f/(mm/min)背吃刀量/mm備注1粗車出120的外圓T01017006012精車120外圓T02021000400.33車出槽寬為5的內(nèi)槽T0505500204給左端內(nèi)孔倒角T03038

44、0040 表4-14.5.7 程序的編制編程原點如上圖所示。其右端程序名為O0001，左端程序名為O0002。 數(shù)控編程表O0001程序名T0101一號刀到加工位M03S700F60主軸正轉(zhuǎn)G00X300Z300快速移動到安全點G00X176Z2快速移動到循環(huán)起點G71U1R1固定循環(huán)G71P10Q20U-0.3W0運行代號10到代號20N10G00X123快速接近工件G01Z0到達切入點X125Z-1切倒角X125Z-60車內(nèi)外圓X170到達第二個外圓起點N20Z-80切第二個外圓G00X177退刀G00X300Z300快速到達安全點T0202二號刀刀加工位G70P10Q20固定循環(huán)程序10

45、到20G00X300Z300快速到達安全點T0303換三號刀M03S800F40主軸正轉(zhuǎn)G00X71Z2快速到達循環(huán)起點G71U0.5R1固定循環(huán)G71P30Q40U0.3W0運行程序30到40N30G00X92快速接近工件G01Z0到達切入點X90Z-1切倒角X90Z-111車內(nèi)孔X90.5內(nèi)孔槽Z-114.03車內(nèi)壁槽X76到達另一個內(nèi)孔起點N40Z-126車內(nèi)孔G00X300Z300快速到達安全點G00X71Z2快速接近工件到達循環(huán)起點G70P30Q40固定循環(huán)程序30到40G00X300Z300快速到達安全點T0404換四號刀到加工位M03S500F20主軸正轉(zhuǎn)G00Z-24.3快速到

46、達槽上方X126快速接近槽G01X125到切入點車槽邊上的圓弧G01X120開始切槽G00X126快速退刀Z-22.7移動到與槽寬相對應的地方G01X125到達切入點車槽邊上的圓弧G01X120開始切槽G00X128快速退刀G00Z-60快速到達第二個槽上方X125接近工件G01X124切槽G00X128快速退刀G00X300Z300快速到達安全點T0100取消刀補M05主軸停轉(zhuǎn)M30程序停止，返回程序開頭O0002程序段號T0101換一號刀到加工位M03S700F60主軸正轉(zhuǎn)G00X300Z300快速運動到安全點G00X176Z2快速運動到循環(huán)起點G71U1R1固定循環(huán)G71P10Q20U0.3W0固定循環(huán)運行程序10到20N10G00X118快速定位接近工件G01Z0到達切入點X120Z-1切倒角X120Z-20車出左端外圓G02X130Z-25R5車出外圓弧N20G01X170退刀到工件外部G00X300Z300快速運行到安全點T0202換二號刀運行到加