1、目 錄摘 要IAbstract錯誤！未定義書簽。第一章 概述- 1 -1.1數控機床的優點- 1 -1.2數控機床的發展趨勢- 2 -12.1高速、高精加工技術及裝備的新趨勢- 2 -1.2.2軸聯動加工和復合加工機床快速發展- 3 -1.2.3智能化、開放式、網絡化成為當代數控系統發展的主要趨勢- 3 -1.2.4重視新技術標準、規范的建立- 4 -1.4數控機床的分類- 5 -1.4.1按加工工藝方法分類- 5 -1.4.2按控制運動軌跡分類- 6 -1.4.3按驅動裝置的特點分類- 7 -第二章 工藝分析及加工前的準備- 9 -2.1零件圖工藝分析- 9 -2.2選擇設備- 10 -2.

2、3確定零件的定位基準和裝夾方式- 10 -2.4確定加工順序及進給路線- 10 -2.5 刀具的選擇：- 12 -2.5.1選擇數控刀具的原則- 12 -2.5.2切削用量選擇- 14 -2.5.3工序劃分的主要原則；- 15 -26加工步驟：- 17 -2.7裝夾方式和夾具的選擇：- 17 -2.7.1夾具的選擇- 17 -2.7.2夾具的類型- 17 -2.7.3工件裝夾方法的選擇- 18 -第三章數控機床編程- 18 -3.1數控車床的編程特點- 18 -3.1.1 機床坐標軸- 19 -3.1.2 機床原點、參考點、機床坐標系- 19 -3.1.3 工件原點和 212 件坐標系- 20

3、 -3.1.4 絕對編程與增量編程- 20 -3.1.5 直徑編程和半徑編程- 21 -3.2數控車床的程序- 21 -第四章總體體會- 30 -參考文獻：- 31 -第一章 概述 引言我做的是復雜軸類零件，該零件表面由圓柱、順圓弧、螺紋等表面組成。其中多個直徑尺寸有較嚴的尺寸精度和表面粗糙度等要求；圓柱40、60的尺寸公差要求較高。尺寸標注完整，輪廓描述清楚。零件材料為45鋼，無熱處理和硬度要求。通過該零件的工藝分析和加工編程我熟悉了軸類別零件的加工過程。1.1數控機床的優點數控機床采用了計算機數控（ComputerizedNuinericallyControl）系統，因此也稱為計算機數控機

4、床或CNC機床。數控機床作為一種新型的自動化機床、在具有高自動程度的同時還具有廣泛的通用性。這是因為數控機床都具有以下一些共同的優點：（1）數控機床能縮短生產準備時間，增加切削加工時間的比率。最佳切削參數和最佳走刀路線的合理使用，能夠大大地縮短加工時間，提高生產率。（2）數控機床按照程序自動加工，不需要人工干預，而且還可以利用軟件進行校正及補償。因此，使用數控機床進行生產，可以保證零件的加工精度。穩定產品質量。（3）只要改變程序，就能改變數控機床刀具與工件之間的相對運動軌跡，就可以加工不同的零件，使數控加工具備了廣泛的適應性和較大的靈活性。從而能夠完成很多普通機床難以完成或者不能加工的、具有復

5、雜型面的零件的加工。（4）許多數控機床能夠實現生產加工過程中的自動換刀，使得零件一次性裝夾之后，數控機床就能完成零件的多個加工部位的加工，真正實現了一機多用，大節省了設備和廠房面積。生產者可以精確計算生產成本，并對生產進度進行合理的安排，從而在一事實上程度上可以加速資金的周轉，切實提高經濟效益。（5）在一般情況下，數控機床在加工生產過程中不需要特別的專用夾具，普通的通用夾具就能滿足數控加工的要求。與普通機床相比，使用數控機床進行生產時，專用夾具設計制造和存放的費用可以大大的減少。（6）運用數控機床進行生產，能夠大減輕工人的勞動強度。1.2數控機床的發展趨勢數控技術的應用不但給傳統制造業帶來了革

6、命性的變化，使制造業成為工業化的象征，而且隨著數控技術的不斷發展和應用領域的擴大，他對國計民生的一些重要行業（IT、汽車、輕工、醫療等）的發展起著越來越重要的作用，因為這些行業所需裝備的數字化已是現代發展的大趨勢。從目前世界上數控技術及其裝備發展的趨勢來看，其主要研究熱點有以下幾個方面：12.1高速、高精加工技術及裝備的新趨勢效率、質量是先進制造技術的主體。高速、高精加工技術可極大地提高效率，提高產品的質量和檔次，縮短生產周期和提高市場競爭能力。為此日本先端技術研究會將其列為5大現代制造技術之一，國際生產工程學會（CIRP）將其確定為21世紀的中心研究方向之一。 在轎車工業領域，年產30萬輛的

7、生產節拍是40秒/輛，而且多品種加工是轎車裝備必須解決的重點問題之一；在航空和宇航工業領域，其加工的零部件多為薄壁和薄筋，剛度很差，材料為鋁或鋁合金，只有在高切削速度和切削力很小的情況下，才能對這些筋、壁進行加工。近來采用大型整體鋁合金坯料“掏空”的方法來制造機翼、機身等大型零件來替代多個零件通過眾多的鉚釘、螺釘和其他聯結方式拼裝，使構件的強度、剛度和可靠性得到提高。這些都對加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。 從EMO2001展會情況來看，高速加工中心進給速度可達80m/min，甚至更高，空運行速度可達100m/min左右。目前世界上許多汽車廠，包括我國的上海通用汽車公司，已經采用以高速

8、加工中心組成的生產線部分替代組合機床。美國CINCINNATI公司的HyperMach機床進給速度最大達60m/min，快速為100m/min，加速度達2g，主軸轉速已達60000r/min。加工一薄壁飛機零件，只用30min，而同樣的零件在一般高速銑床加工需3h，在普通銑床加工需8h；德國DMG公司的雙主軸車床的主軸速度及加速度分別達12*!000r/mm和1g。 在加工精度方面，近10年來，普通級數控機床的加工精度已由10m提高到5m，精密級加工中心則從35m，提高到11.5m，并且超精密加工精度已開始進入納米級(0.01m)。 在可靠性方面，國外數控裝置的MTBF值已達6000h以上，伺

9、服系統的MTBF值達到30000h以上，表現出非常高的可靠性。為了實現高速、高精加工，與之配套的功能部件如電主軸、直線電機得到了快速的發展，應用領域進一步擴大。1.2.2軸聯動加工和復合加工機床快速發展 采用5軸聯動對三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進行切削，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。一般認為，1臺5軸聯動機床的效率可以等于2臺3軸聯動機床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進行高速銑削淬硬鋼零件時，5軸聯動加工可比3軸聯動加工發揮更高的效益。但過去因5軸聯動數控系統、主機結構復雜等原因，其價格要比3軸聯動數控機床高出數倍，加之編程技術難度較大，制約了5軸聯動機床的發展。 當

10、前由于電主軸的出現，使得實現5軸聯動加工的復合主軸頭結構大為簡化，其制造難度和成本大幅度降低，數控系統的價格差距縮小。因此促進了復合主軸頭類型5軸聯動機床和復合加工機床（含5面加工機床）的發展。 在EMO2001展會上，新日本工機的5面加工機床采用復合主軸頭，可實現4個垂直平面的加工和任意角度的加工，使得5面加工和5軸加工可在同一臺機床上實現，還可實現傾斜面和倒錐孔的加工。德國DMG公司展出DMUVoution系列加工中心，可在一次裝夾下5面加工和5軸聯動加工，可由CNC系統控制或CAD/CAM直接或間接控制。1.2.3智能化、開放式、網絡化成為當代數控系統發展的主要趨勢 21世紀的數控裝備將

11、是具有一定智能化的系統，智能化的內容包括在數控系統中的各個方面：為追求加工效率和加工質量方面的智能化，如加工過程的自適應控制，工藝參數自動生成；為提高驅動性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機參數的自適應運算、自動識別負載自動選定模型、自整定等；簡化編程、簡化操作方面的智能化，如智能化的自動編程、智能化的人機界面等；還有智能診斷、智能監控方面的內容、方便系統的診斷及維修等。 網絡化數控裝備是近兩年國際著名機床博覽會的一個新亮點。數控裝備的網絡化將極大地滿足生產線、制造系統、制造企業對信息集成的需求，也是實現新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業、全球制造的基礎單元。國內外一些著名數控機床和數控

12、系統制造公司都在近兩年推出了相關的新概念和樣機，如在EMO2001展中，日本山崎馬扎克（Mazak）公司展出的“CyberProductionCenter”（智能生產控制中心，簡稱CPC）；日本大隈（Okuma）機床公司展出“ITplaza”（信息技術廣場，簡稱IT廣場）；德國西門子(Siemens)公司展出的OpenManufacturingEnvironment（開放制造環境，簡稱OME）等，反映了數控機床加工向網絡化方向發展的趨勢。1.2.4重視新技術標準、規范的建立 如前所述，開放式數控系統有更好的通用性、柔性、適應性、擴展性，美國、歐共體和日本等國紛紛實施戰略發展計劃，并進行開放式體

13、系結構數控系統規范(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定，世界3個最大的經濟體在短期內進行了幾乎相同的科學計劃和規范的制定，預示了數控技術的一個新的變革時期的來臨。我國在2000年也開始進行中國的ONC數控系統的規范框架的研究和制定。 數控標準是制造業信息化發展的一種趨勢。數控技術誕生后的50年間的信息交換都是基于ISO6983標準，即采用G，M代碼描述如何（how）加工，其本質特征是面向加工過程，顯然，他已越來越不能滿足現代數控技術高速發展的需要。為此，國際上正在研究和制定一種新的CNC系統標準ISO14649（STEPNC），其目的是提供一種不依賴于具體系統的中性機制，能夠描述產品

14、整個生命周期內的統一數據模型，從而實現整個制造過程，乃至各個工業領域產品信息的標準化。 STEP-NC的出現可能是數控技術領域的一次革命，對于數控技術的發展乃至整個制造業，將產生深遠的影響。首先，STEP-NC提出一種嶄新的制造理念，傳統的制造理念中，NC加工程序都集中在單個計算機上。而在新標準下，NC程序可以分散在互聯網上，這正是數控技術開放式、網絡化發展的方向。其次，STEP-NC數控系統還可大大減少加工圖紙（約75）、加工程序編制時間（約35）和加工時間（約50）。 目前，歐美國家非常重視STEP-NC的研究，歐洲發起了STEP-NC的IMS計劃(1999.1.12001.12.31)。

15、參加這項計劃的有來自歐洲和日本的20個CAD/CAM/CAPP/CNC用戶、廠商和學術機構。美國的STEPTools公司是全球范圍內制造業數據交換軟件的開發者，他已經開發了用作數控機床加工信息交換的超級模型(SuperModel)，其目標是用統一的規范描述所有加工過程。目前這種新的數據交換格式已經在配備了SIEMENS、FIDIA以及歐洲OSACA-NC數控系統的原型樣機上進行了驗證。數控加工是對學生完成課程后，對機械加工工藝過程、數控加工工藝和夾具結構進一步了解的練習性的實踐環節，是學習深化與升華的重要過程，是對學生綜合素質與工程實踐能力的培養。1.4數控機床的分類1.4.1按加工工藝方法分

16、類 1金屬切削類數控機床 與傳統的車、銑、鉆、磨、齒輪加工相對應的數控機床有數控車床、數控銑床、數控鉆床、數控磨床、數控齒輪加工機床等。盡管這些數控機床在加工工藝方法上存在很大差別，具體的控制方式也各不相同，但機床的動作和運動都是數字化控制的，具有較高的生產率和自動化程度。 在普通數控機床加裝一個刀庫和換刀裝置就成為數控加工中心機床。加工中心機床進一步提高了普通數控機床的自動化程度和生產效率。例如銑、鏜、鉆加工中心，它是在數控銑床基礎上增加了一個容量較大的刀庫和自動換刀裝置形成的，工件一次裝夾后，可以對箱體零件的四面甚至五面大部分加工工序進行銑、鏜、鉆、擴、鉸以及攻螺紋等多工序加工，特別適合箱

17、體類零件的加工。加工中心機床可以有效地避免由于工件多次安裝造成的定位誤差，減少了機床的臺數和占地面積，縮短了輔助時間，大大提高了生產效率和加工質量。 2特種加工類數控機床 除了切削加工數控機床以外，數控技術也大量用于數控電火花線切割機床、數控電火花成型機床、數控等離子弧切割機床、數控火焰切割機床以及數控激光加工機床等。 3板材加工類數控機床 常見的應用于金屬板材加工的數控機床有數控壓力機、數控剪板機和數控折彎機等。 近年來，其它機械設備中也大量采用了數控技術，如數控多坐標測量機、自動繪圖機及工業機器人等。 1.4.2按控制運動軌跡分類 1點位控制數控機床 位置的精確定位，在移動和定位過程中不進

18、行任何加工。機床數控系統只控制行程終點的坐標值，不控制點與點之間的運動軌跡，因此幾個坐標軸之間的運動無任何聯系。可以幾個坐標同時向目標點運動，也可以各個坐標單獨依次運動。 這類數控機床主要有數控坐標鏜床、數控鉆床、數控沖床、數控點焊機等。點位控制數控機床的數控裝置稱為點位數控裝置。 2直線控制數控機床 直線控制數控機床可控制刀具或工作臺以適當的進給速度，沿著平行于坐標軸的方向進行直線移動和切削加工，進給速度根據切削條件可在一定范圍內變化。 直線控制的簡易數控車床，只有兩個坐標軸，可加工階梯軸。直線控制的數控銑床，有三個坐標軸，可用于平面的銑削加工。現代組合機床采用數控進給伺服系統，驅動動力頭帶

19、有多軸箱的軸向進給進行鉆鏜加工，它也可算是一種直線控制數控機床。 數控鏜銑床、加工中心等機床，它的各個坐標方向的進給運動的速度能在一定范圍內進行調整，兼有點位和直線控制加工的功能，這類機床應該稱為點位/直線控制的數控機床。 3輪廓控制數控機床 輪廓控制數控機床能夠對兩個或兩個以上運動的位移及速度進行連續相關的控制，使合成的平面或空間的運動軌跡能滿足零件輪廓的要求。它不僅能控制機床移動部件的起點與終點坐標，而且能控制整個加工輪廓每一點的速度和位移，將工件加工成要求的輪廓形狀。 常用的數控車床、數控銑床、數控磨床就是典型的輪廓控制數控機床。數控火焰切割機、電火花加工機床以及數控繪圖機等也采用了輪廓

20、控制系統。輪廓控制系統的結構要比點位/直線控系統更為復雜，在加工過程中需要不斷進行插補運算，然后進行相應的速度與位移控制。 現在計算機數控裝置的控制功能均由軟件實現，增加輪廓控制功能不會帶來成本的增加。因此，除少數專用控制系統外，現代計算機數控裝置都具有輪廓控制功能。 1.4.3按驅動裝置的特點分類 1開環控制數控機床 這類控制的數控機床是其控制系統沒有位置檢測元件，伺服驅動部件通常為反應式步進電動機或混合式伺服步進電動機。數控系統每發出一個進給指令，經驅動電路功率放大后，驅動步進電機旋轉一個角度，再經過齒輪減速裝置帶動絲杠旋轉，通過絲杠螺母機構轉換為移動部件的直線位移。移動部件的移動速度與位

21、移量是由輸入脈沖的頻率與脈沖數所決定的。此類數控機床的信息流是單向的，即進給脈沖發出去后，實際移動值不再反饋回來，所以稱為開環控制數控機床。 開環控制系統的數控機床結構簡單，成本較低。但是，系統對移動部件的實際位移量不進行監測，也不能進行誤差校正。因此，步進電動機的失步、步距角誤差、齒輪與絲杠等傳動誤差都將影響被加工零件的精度。開環控制系統僅適用于加工精度要求不很高的中小型數控機床，特別是簡易經濟型數控機床。 2閉環控制數控機床 接對工作臺的實際位移進行檢測，將測量的實際位移值反饋到數控裝置中，與輸入的指令位移值進行比較，用差值對機床進行控制，使移動部件按照實際需要的位移量運動，最終實現移動部

22、件的精確運動和定位。從理論上講，閉環系統的運動精度主要取決于檢測裝置的檢測精度，也與傳動鏈的誤差無關，因此其控制精度高。圖1-3所示的為閉環控制數控機床的系統框圖。圖中A為速度傳感器、C為直線位移傳感器。當位移指令值發送到位置比較電路時，若工作臺沒有移動，則沒有反饋量，指令值使得伺服電動機轉動，通過A將速度反饋信號送到速度控制電路，通過C將工作臺實際位移量反饋回去，在位置比較電路中與位移指令值相比較，用比較后得到的差值進行位置控制，直至差值為零時為止。這類控制的數控機床，因把機床工作臺納入了控制環節，故稱為閉環控制數控機床。 閉環控制數控機床的定位精度高，但調試和維修都較困難，系統復雜，成本高

23、。 3半閉環控制數控機床 半閉環控制數控機床是在伺服電動機的軸或數控機床的傳動絲杠上裝有角位移電流檢測裝置（如光電編碼器等），通過檢測絲杠的轉角間接地檢測移動部件的實際位移，然后反饋到數控裝置中去，并對誤差進行修正。通過測速元件A和光電編碼盤B可間接檢測出伺服電動機的轉速，從而推算出工作臺的實際位移量，將此值與指令值進行比較，用差值來實現控制。由于工作臺沒有包括在控制回路中，因而稱為半閉環控制數控機床。 半閉環控制數控系統的調試比較方便，并且具有很好的穩定性。目前大多將角度檢測裝置和伺服電動機設計成一體，這樣，使結構更加緊湊。 4混合控制數控機床 將以上三類數控機床的特點結合起來，就形成了混合

24、控制數控機床。混合控制數控機床特別適用于大型或重型數控機床，因為大型或重型數控機床需要較高的進給速度與相當高的精度，其傳動鏈慣量與力矩大，如果只采用全閉環控制，機床傳動鏈和工作臺全部置于控制閉環中，閉環調試比較復雜。混合控制系統又分為兩種形式： （1）開環補償型。它的基本控制選用步進電動機的開環伺服機構，另外附加一個校正電路。用裝在工作臺的直線位移測量元件的反饋信號校正機械系統的誤差。 （2）半閉環補償型。它是用半閉環控制方式取得高精度控制，再用裝在工作臺上的直線位移測量元件實現全閉環修正，以獲得高速度與高精度的統一。其中A是速度測量元件（如測速發電機），B是角度測量元件，C是直線位移測量元件

25、。第二章 工藝分析及加工前的準備2.1零件圖工藝分析該零件表面由圓柱、順圓弧、螺紋等表面組成。其中多個直徑尺寸有較嚴的尺寸精度和表面粗糙度等要求；圓柱直徑40、60的尺寸公差要求較高。尺寸標注完整，輪廓描述清楚。零件材料為45鋼。如圖2-1圖2-1通過上述分析，可采用以下幾點工藝措施。對圖樣上給定的幾個精度要求較高的尺寸，因其公差數值較小，故編程時不必取平均值，而全部取其基本尺寸即可。在輪廓曲線上，有2處為圓弧，加工時應進行機械間隙補償，以保證輪廓曲線的準確性。為便于裝夾和減小誤差，坯件右端應先加工，然后再調頭加工左斷，為了防止在加工左端時加緊右端碰傷右端表面，顧在加緊右端時在表面包上均勻的棉

26、布。 2.2選擇設備 根據被加工零件的外形和材料等條件，選用TND360數控車床。2.3確定零件的定位基準和裝夾方式 定位基準 確定坯料軸線和右端大端面（設計基準）為定位基準。裝夾方法 左端采用三爪自定心卡盤定心夾緊，右端也采用三爪自定心卡盤定心夾緊裝夾方式。2.4確定加工順序及進給路線 加工順序按由粗到精、由近到遠（由右到左）的原則確定。即先從右到左進行粗車（留0.25精車余量），然后從右到左進行精車，最后車削螺紋。TND360數控車床具有粗車循環和車螺紋循環功能，只要正確使用編程指令，機床數控系統就會自動確定其進給路線，因此，該零件的粗車循環和車螺紋循環不需要人為確定其進給路線（但精車的進

27、給路線需要人為確定）。該零件從右到左沿零件表面輪廓精車進給，如圖2-2所示。圖2-2 精車輪廓進給路線該零件從左到右沿零件表面輪廓精車進給，如圖2-3所示圖2-32.5 刀具的選擇：2.5.1選擇數控刀具的原則 刀具壽命與切削用量有密切關系。在制定切削用量時，應首先選擇合理的刀具壽命，而合理的刀具壽命則應根據優化的目標而定。一般分最高生產率刀具壽命和最低成本刀具壽命兩種，前者根據單件工時最少的目標確定，后者根據工序成本最低的目標確定。選擇刀具壽命時可考慮如下幾點根據刀具復雜程度、制造和磨刀成本來選擇。復雜和精度高的刀具壽命應選得比單刃刀具高些。對于機夾可轉位刀具，由于換刀時間短，為了充分發揮其

28、切削性能，提高生產效率，刀具壽命可選得低些，一般取15-30min。對于裝刀、換刀和調刀比較復雜的多刀機床、組合機床與自動化加工刀具，刀具壽命應選得高些，尤應保證刀具可靠性。車間內某一工序的生產率限制了整個車間的生產率的提高時，該工序的刀具壽命要選得低些當某工序單位時間內所分擔到的全廠開支M較大時，刀具壽命也應選得低些。大件精加工時，為保證至少完成一次走刀，避免切削時中途換刀，刀具壽命應按零件精度和表面粗糙度來確定。與普通機床加工方法相比，數控加工對刀具提出了更高的要求，不僅需要岡牲好、精度高，而且要求尺寸穩定，耐用度高，斷和排性能壇同時要求安裝調整方便，這樣來滿足數控機床高效率的要求。數控機

29、床上所選用的刀具常采用適應高速切削的刀具材料(如高速鋼、超細粒度硬質合金)并使用可轉位刀片。根據對零件圖紙的分析，加工所選擇的刀具請參看附錄（刀具工序卡）。 T1 粗車及平端面選用900硬質合金90度外圓車刀，為防止副后刀面與工件輪廓干涉（可用作圖法檢驗），副偏角不宜太小，選=350。 T2 切槽刀，刀寬為4mm，以左刀尖定位。 T3 外螺紋刀。精車外圓選用900硬質合金右偏刀，車螺紋選用硬質合金600外螺紋車刀，刀尖圓弧半徑應小于輪廓最小圓角半徑，取r=0.150.2。 T4 內螺紋車刀。精車內圓選用900硬質合金右偏刀，車螺紋選用硬質合金600外螺紋車刀，刀尖圓弧半徑應小于輪廓最小圓角半徑

30、，取r=0.150.2。T5 選用20中心鉆鉆削中心孔。T6 內圓切槽刀，刀寬為4mm，以左刀尖定位將所選定的刀具參數填入數控加工刀具卡片中（見表1），以便編程和操作管理。表2-1 數控加工刀具卡片產品名稱或代號零件名稱典型軸零件圖號序號刀具號刀具規格名稱數量加工表面備注1T0190度外圓車刀1車端面及粗車輪廓右偏刀2T02切槽刀，刀寬為4mm1切槽以左刀尖定位3T03硬質合金600外螺紋車刀1精車輪廓，車螺紋右偏刀4T04內螺紋車刀1精車內輪廓，車內螺紋5T05選用20中心鉆1鉆直徑20 mm中心孔6T06內圓切槽刀，刀寬為4mm1切內槽以左刀尖定位編制審核批準共 頁第 頁2.5.2切削用量

31、選擇 背吃刀量的選擇 輪廓粗車循環時選ap=3 ，精車ap=0.25；螺紋粗車時選ap= 0.4 ，逐刀減少，精車ap=0.1。主軸轉速的選擇 車直線和圓弧時，選粗車切削速度vc=90m/min、精車切削速度vc=120m/min，然后利用公式vc=dn/1000計算主軸轉速n（粗車直徑D=60 ，精車工件直徑取平均值）：粗車500r/min、精車700 r/min。車螺紋時，參照式（5-1）計算主軸轉速n =300 r/min.進給速度的選擇 選擇粗車、精車每轉進給量，再根據加工的實際情況確定粗車每轉進給量為0.4/r，精車每轉進給量為0.15/r，最后根據公式vf = nf計算粗車、精車進

32、給速度分別為200 /min和180 /min。綜合前面分析的各項內容，并將其填入表2所示的數控加工工藝卡片。此表是編制加工程序的主要依據和操作人員配合數控程序進行數控加工的指導性文件。主要內容包括：工步順序、工步內容、各工步所用的刀具及切削用量等。2.5.3工序劃分的主要原則；1、保證加工質量；2、合理使用設備；3、先粗后精。4、先主后次。5、先基準后其他。6、盡量減少換刀次數表2-2 典型軸類零件數控加工工藝卡片單位名稱產品名稱或代號零件名稱零件圖號典型軸工序號程序編號夾具名稱使用設備車間001三爪卡盤和活動頂尖TND360數控車床工步號工步內容刀具號刀具規格/ mm主軸轉速/r.m1 進

33、給速度/mm.m1背吃刀量/ mm備注1平端面T0125 25500自動2車外圓T0125 25500200自動3車外輪廓T03500自動4切外槽T022005車外螺紋T033006調頭車另一端輪廓T015007鉆22的孔T052008精車內孔T047009切內槽程序T0620010車內螺紋T0430026加工步驟：在自動編程過程中，加工工藝決策是加工能否順利完成的基礎，必須依據零件的形狀特點、工件的材料、加工的精度要求、表面粗糙度要求，選擇最佳的加工方法、合理劃分加工階段、選擇適宜的加工刀具、確定最優的切削用量、確定合理的毛坯尺寸與形狀、確定合理的走刀路線，最終達到滿足加工要求、減少加工時間

34、、降低加工費用的目的。 2.7裝夾方式和夾具的選擇：2.7.1夾具的選擇數控加工對夾具主要有兩大要求：一是夾具應具有足夠的精度和剛度；二是夾具應有可靠的定位基準。選用夾具時，通常考慮以下幾點： 1）盡量選用可調整夾具、組合夾具及其它通用夾具，避免采用專用夾具，以縮短生產準備時間。2）在成批生產時才考慮采用專用夾具，并力求結構簡單。3）裝卸工件要迅速方便，以減少機床的停機時間。4）夾具在機床上安裝要準確可靠，以保證工件在正確的位置上加工。2.7.2夾具的類型數控車床上的夾具主要有兩類：一類用于盤類或短軸類零件，工件毛坯裝夾在帶可調卡爪的卡盤（三爪、四爪）中，由卡盤傳動旋轉；另一類用于軸類零件，毛

35、坯裝在主軸頂尖和尾架頂尖間，工件由主軸上的撥動卡盤傳動旋轉。數控銑床上的夾具，一般安裝在工作臺上，其形式根據被加工工件的特點可多種多樣。如：平口鉗。2.7.3工件裝夾方法的選擇數控機床上零件的安裝方法與普通機床一樣，要合理選擇定位基準和夾緊方案，注意以下兩點： 1）力求設計、工藝與編程計算的基準統一，這樣有利于編程時數值計算的簡便性和精確性。2）盡量減少裝夾次數，盡可能在一次定位裝夾后，加工出全部待加工表面。綜合以上分析可選用：三抓卡盤。第三章數控機床編程3.1數控車床的編程特點1)在一個程序段中，根據圖樣上標注的尺寸，可以采用絕對值編程、增量值編程或二者混合編程。2)由于被加工零件的徑向尺寸

36、在圖樣上和測量時，都是以直徑值表示。所以直徑方向用絕對值編程時，X以直徑值表示，用增量值編程時，以徑向實際位移量的二倍值表示，并附上方向符號(正向可以省略)。3)為提高工件的徑向尺寸精度，X向的脈沖當量取Z向的一半。4)由于車削加工常用棒料或鍛料作為毛坯，加工余量較大，所以為簡化編程，數控裝置常具備不同形式的固定循環，可進行多次重復循環切削。5)編程時，常認為車刀刀尖是一個點，而實際上為了提高刀具壽命和工件表面質量，車刀刀尖常磨成一個半徑不大的圓弧，因此為提高工件的加工精度，當編制圓頭刀程序時，需要對刀具半徑進行補償。大多數數控車床都具有刀具半徑自動補償功能(G41、G42)這類數控車床可直接

37、按工件輪廓尺寸編程。對不具備刀具半徑自動補償功能的數控車床，編程時，需先計算補償量3.1.1 機床坐標軸數控車床是以其主軸軸線方向為Z 軸方向，刀具遠離工件的方向為 Z 軸正方向。 X 坐標的方向是在工件的徑向上，且平行于橫向拖板，刀具離開工件旋轉中心的方向為 X 軸正方向。故此 CJK6O32 車床的各軸方向如圖3-1，所示： 3-1圖3.1.2 機床原點、參考點、機床坐標系參考點為機床上一固定點，如圖 1 一 1 所示，（點 O 即為參考點）。其固定位置，由 X 向與 Z向的機械擋塊及電機零點位置來確定，機械擋塊一般設定在 Z 軸正向最大位置。當進行回參考點的操作時，裝在縱向和橫向拖板上的

38、行程開關，碰到擋塊后，向數控系統發出信號，由系統控制拖板停止運動，完成回參考點的操作。機床原點也是機床上的一個固定點。車床的機床原點一般定義在主軸旋轉中心線與車頭端面的交點或參考點上， CJK6O32 車床其機床原點與參考點重合。見圖 1 一 1 所示。如果以機床原點為坐標原點，建立一個 Z 軸與 X 軸的直角坐標系，則此坐標系就稱為機床坐標系。當機床完成回參考點的操作時，即建立機床坐標系。3.1.3 工件原點和 212 件坐標系工作原點（即程序原點），其是人為設定的點。沒定的依據是：既要符合圖樣尺寸的標注習慣義要便于編程。因此當編程時，一般先找出圖樣上的設計基準點，并通常以該點作為工作原點數

39、控車床工件原點一般選擇在軸線與工件右端而、左端面或卡爪的前端面的交點上。如圖 3-1，其以工作右端面與軸線的交點作為工作原點。如果以工件原點為坐標原汽，建立一個 z 軸與 x 軸的直角坐標系，則此坐標系就稱為件坐標系。數控車床上工件坐標系的 2 抽一般與土軸軸線重合。3.1.4 絕對編程與增量編程確定軸移動的指令方法有絕對指令和增量指令兩種。絕對指令是對各軸移動到終點的坐標值進行編程的方法，稱為絕對編程法。增量指令是用各軸的移動量直接編程的方法，稱為增量編程法。例如，當從 A 直線移動到 B ，如圖 3-2 ，兩種方法編程如下：絕對指令編程： G90G01 X60230;增量指令編程： G91

40、G01 X40Z 一 60 ;注： G9O 、 G91 為模態功能，可相互注銷， G90 為缺省值。圖3-23.1.5 直徑編程和半徑編程數控車床加：工的是回轉體類零件，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。如圖 1 一 2 ，用半徑、直徑編程法編輯其程序如下：半徑編程：G90G01 X60230 （絕對指令編程）G91 G01 X40Z 一 60 （增量指令編程）直徑編程： G90G01X （絕對指令編程）G91G01X802 一 60 （增量指令編程）數控車床出廠時一般設定為直徑編程。如需用半徑編程，要改變系

41、統中相關參數，使系統處于半徑編程狀態；本章以后，若非特殊說明，各例均為直徑編程。注：當用半徑或直徑編程法時，系統參數中（機床參數）“直徑編程半徑編程”，要設為“ 1 或“0”了3.2數控車床的程序T1 90度外圓車刀T2 切槽刀，刀寬為4mm，以左刀尖定位T3 外螺紋刀T4 內螺紋車刀T5 22的鉆頭T6 內圓切槽刀，刀寬為4mm，以左刀尖定位1、工藝路線首先粗車、精車外輪廓，然后進行切槽加工，最后車羅紋然后調頭裝夾，先粗車、精車外輪廓，然后進行鉆孔加工，最后車羅紋2、確定切削用量粗車外輪廓：主軸轉速為500r/min，進給速度為F0.2mm/r;精車外輪廓；主軸轉速為700r/min，進給速

42、度為F0.1mm/r;切槽：主軸轉速為200r/min,進給速度為F0.05mm/r;車螺紋：主軸轉速為300r/min。3、數值計算外螺紋計算螺紋小徑：D小=D公差1.3X螺距=321.3X2=29.4(mm)螺紋加工超越長度 =1.3P=1.3X23mm,引入長度2=6mm內螺紋計算螺紋小徑：D小=D公差1.3X螺距=24-1.3X1.5=22.05（mm）螺紋加工超越長度 =1.3P=1.3X1.52mm, 引入長度2=4mm 4程序編制N1 粗車M32一頭的外圓程序G00 G40 G90 T0101M03 S500X80 Z2G71 U1.5 R0.5外圓粗車循環G71G71 P10

43、Q11 U0.4 W0 F0.2N10 G01 G42 X0 F0.1 粗加工車許第一個程序段Z0粗加工程序段X28X32 Z-2Z-20X40X50 Z-26X56X60 Z-28N11 Z-90粗加工程序最后一個程序段G00 X150 Z150 M05N2 粗車外圓程序G00 G40 G90 G95 T0101M03 S700X80 Z2G70 P10 Q11精加工循環G00 X150 Z150 M05M00N3粗車外輪廓程序G00 G40 G90 G95 T0303X80 Z2G73 U2.1 W0 R3封閉切削循環G73G73 P12 Q13 U0.4 W0 F0.2N12 G01 Z

44、-35 F0.1 粗加工程序第一程序段X60粗加工程序段Z-35G02 X60 Z-85 R45N13 G01 X60粗加工程序最后一個程序段Z-90G00 X150 Z150 M05N4粗車外輪廓程序G00 G40 G90 G95 T0303X80 Z2G70 P12 Q13精加工循環G00 X150 Z150 M05M00暫停N5切槽程序G00 G40 G90 G95 T0202M03 S200X60 Z-20G01 X26 F0.05X60 F0.2G00 X150 Z150 M05M00N6車螺紋程序G00 G40 G90 G95 T0303M03 S300X34 Z5G76 P Q100 R0.1復合螺紋切削循環指令G76G76 X29.4 Z-18 P1300 Q400 F1.5G00 X150 Z150 M05M02 M24一端的加工程序N1 粗車M24一頭的外圓程序G00 G40 G90 G95 T0101M03