軸類零件加工工藝規(guī)程及編程課程設(shè)計于浩

1、畢業(yè)設(shè)計（論 文）09 級 數(shù)控技術(shù)題 目： 軸類零件的數(shù)控加工工藝及編程學(xué)生姓名： 于浩指導(dǎo)教師： 羅 濤班 級： 數(shù)控技術(shù)09301 二一一年十月目 錄摘 要2前 言3概述4一、 工藝方案分析5（一）零件圖數(shù)控加工工藝分析5二零件圖結(jié)構(gòu)工藝分析7三、 毛坯的設(shè)計8四 、 零件工藝規(guī)程的設(shè)計9五 、 刀具及數(shù)控車床的選擇17六、 數(shù)控加工程序的編制23（一） 加工坐標(biāo)系設(shè)置23（二）手工編程25結(jié)束語28參考文獻(xiàn)30畢業(yè)論文（設(shè)計）成績評定表31摘 要隨著科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展和經(jīng)濟(jì)競爭的日趨激烈，機(jī)械產(chǎn)品的更新速度越來越快，數(shù)控加工技術(shù)作為先進(jìn)生產(chǎn)力的代表，在機(jī)械及相關(guān)行業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用，

2、機(jī)械制造的競爭，其實質(zhì)是數(shù)控技術(shù)的競爭。本次設(shè)計就是進(jìn)行典型軸類零件的數(shù)控加工工藝與編程，側(cè)重于該零件的工藝分析、加工路線的確定及加工程序的編制。并繪制零件圖、加工路線圖。用G代碼編制該零件的數(shù)控加工程序，并附以編程尺寸的計算方法，其中零件工藝規(guī)程的分析是此次論文的重點和難點。關(guān)鍵詞：數(shù)控加工；工藝過程；加工工序；加工路線前 言機(jī)械制造業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中起著特殊重要的作用它為各個經(jīng)濟(jì)部門提供先進(jìn)的技術(shù)裝備，為人民生活提供所需的機(jī)械商品，為國防事業(yè)提供了現(xiàn)代化的武器，也為各個部門提供了各種機(jī)械設(shè)備，其中機(jī)械設(shè)備都是由不同的零件而組成的，這些零件是由不同的工種分別加工出來的。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，盡管有

3、一些零件已經(jīng)用精密的鑄造或冷壓等方法來制造，但是，絕大多數(shù)零件的制造還離不開普通機(jī)床的加工。軸是組成機(jī)器的重要零件之一，其主要功能是支持作回轉(zhuǎn)運動的傳動零件(如齒輪、蝸輪等)，以實現(xiàn)回轉(zhuǎn)運動并傳遞轉(zhuǎn)距和動力，如齒輪，車輪，電動機(jī)，轉(zhuǎn)子，銑刀等各種作回轉(zhuǎn)運動的零件，都必須安裝在軸上，才能實現(xiàn)它們的功用。軸是代表性的零件之一，加工難度較大，工藝路線較長，涉及軸類零件的加工的許多基本工藝問題，下面通過對軸技術(shù)條件的分析和工藝過程的討論，來說明軸類零件加工的一般規(guī)律。本文主要論述了普通軸加工工藝，有工藝分析 定位基準(zhǔn)的選擇，加工階段，機(jī)械加工工藝過程，軸的材料及熱處理和檢驗等概述機(jī)械加工的目的是將毛坯

4、加工成符合產(chǎn)品要求的零件。通常，毛坯需要經(jīng)過若干工序才能轉(zhuǎn)化為符合產(chǎn)品要求的零件。一個相同結(jié)構(gòu)相同要求的機(jī)器零件，可以采用幾種不同的工藝過程完成，但其中總有一種工藝過程在某一特定條件下是最經(jīng)濟(jì)、最合理的。在現(xiàn)有的生產(chǎn)條件下，如何采用經(jīng)濟(jì)有效的加工方法，合理地安排加工工藝路線以獲得符合產(chǎn)品要求的零件，最重要的就是要編制出零件的工藝規(guī)程。一、 工藝方案分析（一）零件圖數(shù)控加工工藝分析抄畫零件圖1. 讀圖 審圖該軸零件形狀比較復(fù)雜,它包括外圓、圓錐面、端面、型面、外螺紋、倒角、退刀槽、圓弧等表面的加工。所注尺寸詳細(xì)、正確。符合數(shù)控加工工藝的特點。表面粗糙度Ra1.6um，提高零件的表面的質(zhì)量和加工精

5、度，公差等級為中級以上，可對該零件進(jìn)行雙面或多面的順序加工。采用零件輪廓或兩頂尖、輔助工件等基準(zhǔn)定位。加工工序較集中，尺寸集中標(biāo)注方法，利于編程、設(shè)計基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)與編程原點的統(tǒng)一。二零件圖結(jié)構(gòu)工藝分析該軸零件為鍛件，有圓弧表面R36,以及外圓柱表面R36，外圓 ，加工圓錐錐度8.5°，切溝槽，公稱直徑46，導(dǎo)程為3，螺距1.5的右旋普通粗牙外螺紋，旋合長度為16，退刀槽為5×2，外螺紋倒角1×45°；公稱直徑為30，螺距為1.5的右旋細(xì)牙內(nèi)螺紋，退刀槽為4×2內(nèi)螺紋加工深度為32，內(nèi)螺紋倒角為2×45°。加工最大外圓 。1

6、. 零件的材料分析（1）零件材料的選用是非常重要的，選材不當(dāng)制成的零件不能滿足使用要，過早損傷和破壞生產(chǎn)不良影響或經(jīng)濟(jì)效益差等。機(jī)械零件選材的一般原則是：首先滿足使用性能的要求，同時兼顧公益性、經(jīng)濟(jì)性和環(huán)抱性。對于軸類零件的選材應(yīng)具有一下幾個要求：（2）優(yōu)良的綜合力學(xué)性能，即要求有高的強(qiáng)度韌性，以防止由于過載和沖壓而引起的變形和斷裂。（3）高的疲勞強(qiáng)度，防止疲勞斷裂。（4）良好的耐磨性。4.在特殊條件工作時還應(yīng)有特殊要求。本零件的材料是45號鋼。其化學(xué)成分為：含碳（C）量是0.420.50%，Si含量為0.170.37%，Mn含量0.500.80%，Cr含量<=0.25%，Ni含量<

7、;=0.30%。其力學(xué)性能：正火：850 淬火：840 回火：600 抗拉強(qiáng)度：不小于600Mpa 屈服強(qiáng)度：不小于355Mpa 伸長率：16% 收縮率：40% 沖擊功：39J 鋼材交貨狀態(tài)硬度：不大于 未熱處理：229HBS 退火鋼：197HBS材料長度的選擇：選擇長132cm 、98的棒料三、 毛坯的設(shè)計（一）毛坯的種類常用的毛坯種類有：鑄件、鍛件、型材、焊接件、冷壓件等。1. 鑄件：適用于形狀復(fù)雜的毛胚。2. 鍛件：適用與零件強(qiáng)度較高，形狀較簡單的零件。尺寸大的零件因受設(shè) 備限制，一般用自由鍛；中、小型零選模鍛；形狀復(fù)雜的鋼質(zhì)零件不宜用自由鍛。3. 型材：熱扎型材的尺寸較大、精度低，多用

8、做一般零件的毛坯；熱軋型 材尺寸較小、精度較高，多用于毛胚精度要求較高的中小型零件，適用于自動機(jī)床加工。4. 焊接件：對于大件來說，焊接件簡單方便，特別是單件小批生產(chǎn)可以大 大縮短生產(chǎn)周期，但焊接后變形大，需經(jīng)時效處理。 5. 冷壓件：適用于形狀復(fù)雜的板料零件，大多用于中小零件的大批量生產(chǎn)。(二)毛坯種類的選擇 選擇毛坯種類需考慮的因素有以下幾點：1. 根據(jù)圖紙規(guī)定的材料及機(jī)械性能選擇毛坯。2. 根據(jù)零件的功能選擇毛坯。3. 根據(jù)生產(chǎn)類型選擇毛坯。4. 根據(jù)具體的生產(chǎn)條件選擇毛坯。(三) 毛坯的形狀和尺寸的選擇確定毛坯的形狀與尺寸的步驟是：首先選取毛坯的加工余量和毛坯的公差，其次將毛坯加工余量

9、疊加在零件的相應(yīng)加工表面上，從而計算出毛坯的尺寸，最后標(biāo)注毛坯吃尺寸與公差。其總的要求是：實現(xiàn)少屑或無屑加工。因此，毛胚形狀要力求接近成品形狀，以機(jī)械加工的勞動量。本零件的加工表面基本上是回轉(zhuǎn)體表面，根據(jù)本零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)年生產(chǎn)數(shù)量，經(jīng)濟(jì)價值及復(fù)雜程度，另外本零件為軸類零件，考慮其復(fù)雜程度，所以本零件毛坯為棒料。因為棒料的經(jīng)濟(jì)性好，加工余量小，而且成本比較低是理想的選擇對象。根據(jù)本零件的結(jié)構(gòu)特征和尺寸要求及考慮到經(jīng)濟(jì)性所以毛胚圓棒料的尺寸為123cm、50的棒料。四 、 零件工藝規(guī)程的設(shè)計機(jī)械產(chǎn)品中的零件各式各樣，千差萬別，但就其結(jié)構(gòu)形狀而言均有一定共性。根據(jù)其結(jié)構(gòu)形狀特征，可以將其分為軸類、套

10、類、盤類、機(jī)座類、連桿類等。就其加工類型，可分為平面加工、外圓加工、成型面加工、異性面加工等。機(jī)械加工工藝規(guī)程是規(guī)定產(chǎn)品或零件工藝過程和操作方法等工藝文件，它是指導(dǎo)生產(chǎn)的重要技術(shù)文獻(xiàn)，是組織和管理生產(chǎn)的基本依據(jù)，是新建或擴(kuò)建工廠和車間基地的基本資料，是進(jìn)行技術(shù)交流的重要手段。（一）定位基準(zhǔn)的選擇 在制定零件的加工工藝規(guī)定時，正確地選擇工件的基準(zhǔn)有著很重要的意義?；鶞?zhǔn)選擇的好壞不僅影響零件的加工位置精度，而且對零件的表面的加工順序也有很大的影響。基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)與精基準(zhǔn)之分。選擇定位基準(zhǔn)時是從保證工件精度要求出發(fā)的因而分析定位基準(zhǔn)的選擇順序就應(yīng)從精基準(zhǔn)到粗基準(zhǔn)。精基準(zhǔn)的選擇：1. 基準(zhǔn)重合原則：就是

11、盡可能的選用設(shè)計基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，這樣可以避免定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合而引起的定位誤差。2. 基準(zhǔn)統(tǒng)一原則：位置精度要求較高的某些表面加工時盡可能的選用同一定位基準(zhǔn)，這樣有助于保證加工表面的位置精度。3. 自為基準(zhǔn)的原則：當(dāng)某些表面精加工要求加工余量均勻時，選擇加工表面作為定位基準(zhǔn)，用于提高加工表面的本事的精度。4. 互為基準(zhǔn)原則：為了使加工面有較高的位置精度，又為了使其加工余量小而均勻采取此原則。5. 保證工件的定位準(zhǔn)確、加緊可靠、操作方便等原則。 粗基準(zhǔn)的選擇： 粗基準(zhǔn)選擇的要求應(yīng)能保證加工面與非加工面之家的位置要求及合理分配加工表面的余量，同時，要為以后工序提供精基準(zhǔn)。1. 為了保證加工

12、面與非加工面之間的位置要求，應(yīng)選非加工面作為粗基準(zhǔn)。2. 合理分配各加工表面的加工余量。3. 粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用，在同一尺寸方向上，通常只允許使用一次。4. 現(xiàn)則粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整光潔，要避免鍛造飛邊和鑄造澆冒口，分型面，毛刺等缺陷，以保證定位基準(zhǔn)、夾緊可靠。 本工件毛坯為棒料，所以采用50棒料外圓為粗基準(zhǔn)，車削零件的左端47的外圓需要用槽刀進(jìn)行精加工，注意車削用量，保證其各個外圓以及圓弧尺寸以及表面粗糙度。再掉頭裝甲49的外圓并以其為基準(zhǔn)加工螺紋、槽、外圓以及圓弧。 由以上分析可知本零件采用兩種基準(zhǔn)原則，一是基準(zhǔn)重合原則，它是以零件的軸心線為定位基準(zhǔn)也是設(shè)計基準(zhǔn)，對零件的外圓、螺紋、槽等表

13、面進(jìn)行車削加工； 另一種是基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，它是多個加工表面都以一個基準(zhǔn)作為加工定位基準(zhǔn)。（二）零件表面加工方法的選擇零件的加工表面應(yīng)根據(jù)加工表面的加工要求和零件的結(jié)構(gòu)特點及材料性質(zhì)等因素，而選擇相應(yīng)的加工方法。在選擇某一表面的加工方法，時一般總是首先選定它的最終加工方法，然后再逐一選定有關(guān)各種工序的加工方法。加工方法選擇的原則如下：1. 所選加工方法應(yīng)考慮每種加工方法的經(jīng)濟(jì)加工精度范圍要與加工表面的精度要求和表面粗糙度要求相應(yīng)。2. 所選加工方法能夠保證加工表面的幾何形狀的精度，表面相互位置的精度要求。3. 所選加工方法要求與零件材料的可加工性相適應(yīng)。4. 加工方法要求與生產(chǎn)類型相適應(yīng)。5. 所

14、選加工方法要與企業(yè)現(xiàn)有設(shè)備和工人技術(shù)水平相適應(yīng)。 通過以上原則，本零件個主要表面加工方法為：1. 各回轉(zhuǎn)表面，球面，橢圓及槽，倒角的車削加工用車削加工。2. M30的螺紋用車削加工。（三）加工順序的安排 數(shù)控加工工序的劃分一般可按下列方法進(jìn)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

15、何形狀，再加工復(fù)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(jìn)行校形，故一般來說凡要進(jìn)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(jī)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”，該零件由螺紋、外圓、槽、圓弧、4部分組成，分別用不同的加工刀具，所以用這種分序法最為合適。運用編制加工工藝過程卡

16、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。（四）加工工藝的制定 1. 工序基準(zhǔn)的選擇：工序基準(zhǔn)是在工藝圖上以標(biāo)定被加工表面位置尺寸和位置精度的基準(zhǔn)，所標(biāo)定的位置尺寸和位置精度分別稱為工序尺寸和工序技術(shù)要求。工序尺寸和工序技術(shù)要求的內(nèi)容，在加工后應(yīng)進(jìn)行測量，測量所用的基準(zhǔn)稱為測量基準(zhǔn)，通常工序基準(zhǔn)與測量基準(zhǔn)重合。 對于設(shè)計基準(zhǔn)尚未最后加工完畢的中間工序，應(yīng)選各工序的定為基準(zhǔn)作為工序基準(zhǔn)和測量基準(zhǔn)。在各表面的最后精加工時，當(dāng)定為基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)重合時，工序基準(zhǔn)和測量基準(zhǔn)就選用這個重合的基準(zhǔn)，工序基準(zhǔn)的選擇應(yīng)注意以下幾點：（1）選設(shè)計基準(zhǔn)作為工序基準(zhǔn)時，對公

17、序尺寸的檢驗是設(shè)計尺寸的檢驗，有益于減少檢驗工作量。（2）當(dāng)工序中位置精度是由夾具保證而不需進(jìn)行試切調(diào)整的情況，應(yīng)使工序基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)重合。（3）對一次安裝加工出來的各個表面，各加工表面之間的工序尺寸應(yīng)選與設(shè)計尺寸一致。本零件在加工時，其軸向尺寸是以零件的兩端作為工序基準(zhǔn)，徑向尺寸是一零件的軸心線作為工序基準(zhǔn)。它的工序基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)重合，為加工和檢測提供了方便。2. 背吃刀量ap的確定在工藝系統(tǒng)剛度和機(jī)床功率允許的情況下，盡可能選取較大的背吃刀量，以減少進(jìn)給次數(shù)。當(dāng)零件精度要求較高時，則應(yīng)考慮留出精車余量，其所留的精車余量一般比普通車削時所留余量小，常取0.10.5。本零件屬于典型軸類零件，其

18、中包含了螺紋、圓錐、切槽、圓弧、鏜孔等工藝內(nèi)容，其背吃刀量分別為：粗加工表面為1.5、精加工表面為0.1，加工圓錐、切槽及圓弧的背吃刀量與加工表面時一樣，粗鏜孔為1.25、精鏜孔為0.25,螺紋則為：粗車1.25、精車0.1。3.進(jìn)給量f（有些數(shù)控機(jī)床用進(jìn)給速度Vf）進(jìn)給量f的選取應(yīng)該與背吃刀量和主軸轉(zhuǎn)速相適應(yīng)。在保證工件加工質(zhì)量的前提下，可以選擇較高的進(jìn)給速度（2000/min以下）。在切斷、車削深孔或精車時，應(yīng)選擇較低的進(jìn)給速度。當(dāng)?shù)毒呖招谐烫貏e是遠(yuǎn)距離“回零”時，可以設(shè)定盡量高的進(jìn)給速度。粗車時，一般取f=0.30.8/r，精車時常取f=0.10.3/r，切斷時f=0.050.2/r。本

19、論文中加工該典型軸類零件采用的進(jìn)給量為：粗加工表面（圓錐、圓弧、切槽等）為0.14、精加工表面為0.04，粗鏜孔為0.09、精鏜孔為0.04，螺紋粗車為0.08、螺紋精車為0.03。4. 主軸轉(zhuǎn)速的確定（1）光車外圓時主軸轉(zhuǎn)速光車外圓時主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)零件上被加工部位的直徑，并按零件和刀具材料以及加工性質(zhì)等條件所允許的切削速度來確定。加工本零件時的主軸轉(zhuǎn)速為：粗加工時500、精加工時800。（2）車螺紋時主軸的轉(zhuǎn)速在車削螺紋時，車床的主軸轉(zhuǎn)速將受到螺紋的螺距P（或?qū)С蹋┐笮　Ⅱ?qū)動電機(jī)的升降頻特性，以及螺紋插補運算速度等多種因素影響，故對于不同的數(shù)控系統(tǒng)，推薦不同的主軸轉(zhuǎn)速選擇范圍。大多數(shù)經(jīng)濟(jì)型數(shù)

20、控車床推薦車螺紋時的主軸轉(zhuǎn)速n(r/min)為：               n （1200/P）k                          (5-1)     

21、; 式中  P被加工螺紋螺距，；         k保險系數(shù)，一般取為80。加工該典型軸類零件時的主軸轉(zhuǎn)速為：粗車時500、精車時800。（五）編程工藝過程卡數(shù)控加工工序卡產(chǎn)品代號數(shù)控加工工序卡零（部）件代號零（部）件名稱工序名稱工序 粗、半精、精加工右端各部以及切槽材料名稱材料牌號45鋼20CrMnTi機(jī)床名稱機(jī)床型號數(shù)控車床數(shù)控車床CAK6140夾具名稱夾具編號三爪卡盤 頂尖切削液乳化液備注工步工作內(nèi)容刀具量具主軸轉(zhuǎn)速S（r/min）背吃刀量進(jìn)給速度F（mm/r）1粗車、半精車、精車圓錐面、圓柱面，圓

22、弧R5、R3機(jī)夾式可轉(zhuǎn)位外圓車刀 分度值為0.02，范圍0 100的游標(biāo)卡尺，分度值0.01的外徑百分尺685、910、9101.25、0.5、0.25103、782車左外退刀槽退槽刀分度值為0.02，范圍0 100的游標(biāo)卡尺4500.2803車左外螺紋螺紋刀采用通端螺紋環(huán)規(guī)，代號T4004鉆孔錐柄麻花鉆選內(nèi)徑百分尺，選分度值0.01，測量范圍1575的內(nèi)徑百分表（GB177-87）4500.2905擴(kuò)、錐柄擴(kuò)孔鉆選內(nèi)徑百分尺，選分度值0.01，測量范圍1575的內(nèi)徑百分表（GB177-87）4500.2906車內(nèi)退刀槽內(nèi)退槽刀分度值為0.02，范圍0 100的游標(biāo)卡尺4500.2907車內(nèi)螺

23、紋內(nèi)螺紋刀采用止端螺紋塞規(guī)，代號Z4508粗、半精、精車圓錐面、圓柱面、 ，圓弧R3、R36、R15機(jī)夾式可轉(zhuǎn)位外圓車刀 分度值為0.02，范圍0 100的游標(biāo)卡尺，分度值0.01的外徑百分尺9100.259切槽機(jī)夾可轉(zhuǎn)位車刀分度值0.01的外徑百分尺3500.826更改標(biāo)記數(shù)量文件號簽字日期編制審核批準(zhǔn)日期（六）加工車削路線(1)合理安排“回零”路線 在手工編制較復(fù)雜輪廓的加工程序時，為使其計算過程盡量簡化，既不易出錯，又便于校核，編程者有時將每一刀加工完后的刀具終點通過執(zhí)行“回零”（即返回對刀點）指令，使其全都返回到對刀點位置，然后再進(jìn)行后續(xù)程序。這樣會增加走刀路線的距離，從而大大降低生產(chǎn)

24、效率。因此，在合理安排“回零”路線時，應(yīng)使其前一刀終點與后一刀起點間的距離盡量減短，或者為零，即可滿足走刀路線為最短的要求。(2)切削進(jìn)給路線短，可有效地提高生產(chǎn)效率，降低刀具損耗等。在安排粗加工或半精加工的切削進(jìn)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(3)圖3-1為粗車工件時幾種不同切削進(jìn)給路線的安排示例。其中，圖3-1 (a)表示利用數(shù)控系統(tǒng)具有的封閉式復(fù)合循環(huán)功能而控制車刀“沿著工件輪廓”進(jìn)行走刀的路線；圖3-1(b)為利用其程序循環(huán)功能安排的“三角形”走刀路線；圖3-1 (c)為利用其矩形循環(huán)功能而安排的“矩形”走刀路線。(a)沿工件輪廓走刀 

25、0;(b)“三角形”走刀 (c)“矩形”走刀 圖3-1  走刀路線示例本文零件的加工刀具進(jìn)給路線為“沿工件輪廓走刀”，因為本零件屬于典型軸類零件，結(jié)合了螺紋、圓錐、槽、圓弧和孔五個工藝，如果采用“矩形”走刀或“三角形”走刀，不論是走刀路線或是工藝編程將會非常麻煩，而采用“沿工件輪廓走刀”就會避免這樣的問題，使整個加工過程變得簡單易操作。五 、 刀具及數(shù)控車床的選擇（一）刀具的種類與選擇 刀具的種類:數(shù)控機(jī)床加工時都要采用數(shù)控刀具進(jìn)行加工，數(shù)控刀具主要是指數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心等機(jī)床上所使用的刀具。從現(xiàn)實情況看，應(yīng)從廣義上理解“數(shù)控機(jī)床刀具”的含義。隨著數(shù)控機(jī)

26、床的結(jié)構(gòu)功能發(fā)展，現(xiàn)在數(shù)控機(jī)床所使用的刀具，不是普通機(jī)床所采用的那樣“一機(jī)一刀”的模式，而是多種不同類型的刀具在同一機(jī)床的主軸或刀盤上輪換使用，可以達(dá)到自動換刀的目的。因此對刀具的含義應(yīng)理解為“數(shù)控工具系統(tǒng)” 數(shù)控刀具按不同的分類方式可分成幾類。1. 數(shù)控刀具從結(jié)構(gòu)上可分為（1） 整體式 由整塊材料磨制而成，使用時可根據(jù)不同用途將切削部分修模成所需的形狀。（2） 鑲嵌式 它分為焊接式和機(jī)夾。機(jī)夾式又根據(jù)刀體結(jié)構(gòu)的不同，可分為不轉(zhuǎn)位和轉(zhuǎn)位兩種。（3） 減振式 當(dāng)?shù)毒叩墓ぷ鞅坶L度與直徑比大于4時，為減少刀具的震動，提高加工精度所采用的特殊結(jié)構(gòu)的刀具，主要用于鏜孔。（4） 內(nèi)冷式 刀具的車削冷卻液通

27、過機(jī)床主軸或刀盤傳遞到刀體內(nèi)部由噴空噴射到切削部位。（5） 特殊形式包括強(qiáng)力裝夾、可逆攻絲、復(fù)合刀具等。目前數(shù)控刀具主要采用機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具等。2. 數(shù)控刀具按材料可分為：高速鋼刀具、硬質(zhì)合金刀具、陶瓷刀具、立方碳化硼刀具、聚晶金剛石刀具，目前數(shù)控機(jī)床使用最廣泛的是硬質(zhì)合金刀具。3. 數(shù)控刀具從切削工藝上可分為：（1）車削刀具：有外圓車刀、端面車刀和成型車刀等。（2）鉆削刀具：有普通麻花鉆、可轉(zhuǎn)為淺孔鉆、擴(kuò)大鉆等。（3）鏜削刀具：有單刃鏜刀、雙刃鏜刀、多刃組合鏜刀等。（4）銑刀刀具：分面銑刀、立銑刀、鍵槽銑刀、模具銑刀、成形銑刀等刀具。4. 根據(jù)數(shù)控機(jī)床工具系統(tǒng)的發(fā)展，可分為整體式工具系統(tǒng)和模塊

28、化式工具統(tǒng)。發(fā)展模塊化工具的主要優(yōu)點是： （1）減少換刀時間和刀具安裝次數(shù)，縮短生產(chǎn)周期，提高生產(chǎn)效率。 （2）促使工具向標(biāo)準(zhǔn)化和系列化發(fā)展。 （3）便于提高工具的生產(chǎn)管理及柔性加工的水平。 （4）擴(kuò)大工具的利用率，充分發(fā)揮工具的性能，減少用戶工具的儲備量。 工具系統(tǒng)的發(fā)展明顯地趨向模塊化，目前的數(shù)控工具逐漸形成了兩大系統(tǒng)，即車削類工具系統(tǒng)和鏜銑類工具系統(tǒng)。國際上有一種將車削工具系統(tǒng)與銑鏜工具系統(tǒng)合為一體的模塊化連接系統(tǒng)。5. 數(shù)控刀具的特點：近幾年來，主控機(jī)床的制造及使用已有很大發(fā)展。為適應(yīng)數(shù)控機(jī)床加工精度高、加工效率高、加工工序集中及零件裝夾次數(shù)少等要求，數(shù)控機(jī)床對所有的刀具有許多性能上的

29、要求，只有達(dá)到這些要求才能使數(shù)控機(jī)床真正發(fā)揮效率。在數(shù)控機(jī)床上所使用的刀具應(yīng)具有以下幾個特點。（1） 刀具有很高的切削效率；（2） 數(shù)控刀具有很高的精度和重復(fù)定位精度（3） 要求刀具有很高的可靠性和耐用度（4） 實現(xiàn)刀具尺寸的預(yù)調(diào)和快速換刀（5） 具有一個比較完善的刀具系統(tǒng)（6） 建立刀具管理系統(tǒng)（7） 應(yīng)有刀具在線監(jiān)控及尺寸補償系統(tǒng)。選擇刀具1）車端面：選用硬質(zhì)合金45度車刀，粗、精車用一把刀完成。2) 粗、精車外圓：（因為程序選用 G71循環(huán)所以粗、精車選用同一把刀）硬質(zhì)合金90度放型車刀，Kr=90度,Kr=60度;E=30度,（因為有圓弧輪廓）以防與工件輪廓發(fā)生干涉,如果有必要就用圖形

30、來檢驗.3)車槽: 選用硬質(zhì)合金車槽刀（刀長12mm，刀寬3mm）4)車螺紋:選用60度硬質(zhì)合金外螺紋車刀. （3）選擇切削用量 表3-5切削用量選擇主軸轉(zhuǎn)速s/(r/min)進(jìn)給量f/(mm/r)背吃刀量ap/mm粗車外圓 8000.11.5精車外圓8000.050.2粗車螺紋701.50.4精車螺紋701.50.1切槽1150.04數(shù)控加工刀具卡片產(chǎn)品代號數(shù)控加工刀具卡零（部）件代號零（部）件名稱零件名稱零件材料45鋼毛坯種類鍛件零件圖號序號刀具號刀具規(guī)格名稱數(shù)量加工表面刀尖半徑mm備注T01端面刀1左右端面T02機(jī)夾可轉(zhuǎn)位車刀PCGC12525-09Q1粗車半精以及精加工圓錐面、圓柱面、

31、46、，圓弧R5、R2、R20、R36、R4、R150.8T03車外槽刀1切外槽T04外螺紋刀1外螺紋M46×3T05錐柄麻花鉆1鉆T06錐柄擴(kuò)孔鉆1擴(kuò)、T07 車內(nèi)槽刀1車內(nèi)槽 T08 內(nèi)螺紋刀1內(nèi)螺紋M30×1.5刀具調(diào)整簡圖編制審核批準(zhǔn)年 月 日共 頁第 頁(二)數(shù)控機(jī)床的種類與選擇數(shù)控機(jī)床的種類：數(shù)控機(jī)床的分類及應(yīng)用1按工藝用途分類 金屬切削類數(shù)控機(jī)床,包括數(shù)控車床,數(shù)控鉆床,數(shù)控銑床,數(shù)控磨床,數(shù)控鏜床發(fā)及加工中心.這些機(jī)床都有適用于單件、小批量和多品種和零件加工，具有很好的加工尺寸的一致性、很高的生產(chǎn)率和自動化程度，以及很高的設(shè)備柔性。 金屬成型類數(shù)控機(jī)床；這類

32、機(jī)床包括數(shù)控折彎機(jī)，數(shù)控組合沖床、數(shù)控彎管機(jī)、數(shù)控回轉(zhuǎn)頭壓力機(jī)等。 數(shù)控特種加工機(jī)床；這類機(jī)床包括數(shù)控線（電極）切割機(jī)床、數(shù)控電火花加工機(jī)床、數(shù)控火焰切割機(jī)、數(shù)控激光切割機(jī)床、專用組合機(jī)床等。 其他類型的數(shù)控設(shè)備；非加工設(shè)備采用數(shù)控技術(shù)，如自動裝配機(jī)、多坐標(biāo)測量機(jī)、自動繪圖機(jī)和工業(yè)機(jī)器人等。2. 按運動方式分類 點位控制；點位控制數(shù)控機(jī)床的特點是機(jī)床的運動部件只能夠?qū)崿F(xiàn)從一個位置到另一個位置的精確運動，在運動和定位過程中不進(jìn)行任何加工工序。如數(shù)控鉆床、數(shù)按坐標(biāo)鏜床、數(shù)控焊機(jī)和數(shù)控彎管機(jī)等。 直線控制；點位直線控制的特點是機(jī)床的運動部件不僅要實現(xiàn)一個坐標(biāo)位置到另一個位置的精確移動和定位，而且能實

33、現(xiàn)平行于坐標(biāo)軸的直線進(jìn)給運動或控制兩個坐標(biāo)軸實現(xiàn)斜線進(jìn)給運動。 輪廓控制；輪廓控制數(shù)控機(jī)床的特點是機(jī)床的運動部件能夠?qū)崿F(xiàn)兩個坐標(biāo)軸同時進(jìn)行聯(lián)動控制。它不僅要求控制機(jī)床運動部件的起點與終點坐標(biāo)位置，而且要求控制整個加工過程每一點的速度和位移量，即要求控制運動軌跡，將零件加工成在平面內(nèi)的直線、曲線或在空間的曲面。3. 按控制方式分類 開環(huán)控制；即不帶位置反饋裝置的控制方式。 半閉環(huán)控制；指在開環(huán)控制伺服電動機(jī)軸上裝有角位移檢測裝置，通過檢測伺服電動機(jī)的轉(zhuǎn)角間接地檢測出運動部件的位移反饋給數(shù)控裝置的比較器，與輸入的指令進(jìn)行比較，用差值控制運動部件。 閉環(huán)控制；是在機(jī)床的最終的運動部件的相應(yīng)位置直接直

34、線或回轉(zhuǎn)式檢測裝置，將直接測量到的位移或角位移值反饋到數(shù)控裝置的比較器中與輸入指令移量進(jìn)行比較，用差值控制運動部件，使運動部件嚴(yán)格按實際需要的位移量運動。 4. 按數(shù)控制機(jī)床的性能分類 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床； 中檔數(shù)控機(jī)床； 高檔數(shù)控機(jī)床； 5. 按所用數(shù)控裝置的構(gòu)成方式分類 硬線數(shù)控系統(tǒng)； 軟線數(shù)控系統(tǒng)；本零件的加工所用機(jī)床型號、特點及數(shù)控系CNC6140D：該車床可以實現(xiàn)軸類、盤類的內(nèi)外表面，錐面、圓弧、螺紋、鏜孔、鉸孔加工，也可以實現(xiàn)非圓曲線加工。本零件將采用FANUC系統(tǒng)進(jìn)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(jī)床和生產(chǎn)機(jī)械的特點。六、 數(shù)控加工程序的

35、編制 （一） 加工坐標(biāo)系設(shè)置 1建立工件坐標(biāo)系 圖1-3坐標(biāo)系設(shè)定2試切法對刀在數(shù)控加工中，工件坐標(biāo)系確定后，還要確定刀尖點在工件坐標(biāo)系中的位置，即通常所說的對刀問題。在數(shù)控車床上，目前常用的對刀方法為試切對刀法。將工件安裝好之后，先用MDI方式操作機(jī)床，用已選好的刀具將工件端面車一刀，然后保持刀具在縱向（Z）尺寸不變，沿橫向（x）退刀。當(dāng)取工件右端面O為工件原點時，對刀輸入為Z0，如圖3-4（a）用同樣的方法，再將工件的表面車一刀，然后保持刀具在橫向上的尺寸不變，從縱向退刀，停止主軸轉(zhuǎn)動，再量出工件車削后的直徑如圖3-4（b）根據(jù)長度和直徑，既可確定刀具在工件坐標(biāo)系中的位置。其他各刀都需要進(jìn)

36、行以上操作，從而確定每把刀具在工件坐標(biāo)系中的位置。 圖3-4（a） Z軸方向?qū)Φ秷D3-4（b） X軸方向?qū)Φ?3選擇切削用量 表3-5切削用量選擇主軸轉(zhuǎn)速s/(r/min)進(jìn)給量f/(mm/r)背吃刀量ap/mm粗車外圓 8000.11.5精車外圓8000.050.2粗車螺紋701.50.4精車螺紋701.50.1切槽1150.04為了螺紋容易配合，螺紋M25×1.5在車削大徑時，加工到直徑24.7mm，總背吃刀量去0.65P=（0.65×1.5）mm=0.975mm. （二）刀具運動軌跡及坐標(biāo)值工序的刀具運動軌跡及坐標(biāo)值四川職業(yè)技術(shù)學(xué)院刀具運行軌跡圖比 例共 2 頁1 :

37、 1第 1 頁零件圖號2005零件名稱軸程序編號O0703車床類型數(shù)控CAK6140刀具號刀具直徑半徑補償?shù)毒唛L度1. 車端面2車錐面錐度為8.5°3. 車圓弧R3、R36、R4、R154. 切槽T012mm60T023mm70T032mm60T044mm60備注該軌跡圖中各點的坐標(biāo)值見續(xù)表 （二）手工編程主程序： O0703結(jié)合刀具軌跡圖確定軌跡的各基點的坐標(biāo)數(shù)值，為了減少編程工作量，提高編程質(zhì)量，運用循環(huán)功能，結(jié)合FANUC數(shù)控系統(tǒng)的編程特點，編制出該零件的加工程序如下表。O0703M03S600T0202 G00X105Z2G71U2R1N10G00X44G01Z0F0.1X4

38、6Z-1Z-21X48Z-31G02X54Z-34R3G01X86G03X96Z-39R5N20G01Z-60G00X100Z100M05M00G00X44Z2M03S1000T0202G70P10Q20G00X100Z100M03S400T0303G00X50Z-21G01X44G00X100Z100T0404G0048Z2G92X46Z-18F1.5X45.2X44.6X44.2X44.04X44.04G00X100Z100車左內(nèi)槽以及內(nèi)螺紋M03S400T0707G00X20Z-16X24G01X34G00X20Z100T0808G00X32Z2G92X30Z-14F1.5X30.4X3

39、0.8X31.2X31.4X31.8X31.96X31.96G00X100Z100M05M30掉頭車右端M03S400T0202G00X105Z2G71U2R1N30G00X40G01Z0F0.2X48Z-20 Z-26.7 G01Z-71 X81 N40G03X96Z-86R15F0.15 GOOX100 Z100 M05 M30結(jié)束語 這次畢業(yè)設(shè)計在指導(dǎo)老師細(xì)心、耐心的指導(dǎo)和自己的努力下，這次畢業(yè)設(shè)計圓滿的結(jié)束了，最大的收獲就是自己在完成設(shè)計的過程中撐握了這三年來所學(xué)的知識，同時也學(xué)到了更多的新知識。通過這次的畢業(yè)設(shè)計提高了自己對資料的收集和查閱能力；會合理應(yīng)用資料和工具軟件解決設(shè)計問題，提高設(shè)計效率；鍛煉自己分析問題和解決問題的