1、畢 業 論 文（2012屆）題 目： 零件的數控加工工藝編制 姓 名： 武瑞瑞 學 號： 43 系 部： 機電工程系 班 級： 數控07-1 指導教師： 王爾進 目錄第一章 零件圖工藝分析3第一節 數控加工工藝基本特點4第二節 設備選擇5第三節 確定零件的定位基準和裝夾方式5一、粗基準選擇原則5二、精基準選擇原則6三、定位基準7四、裝夾方式7第四節 加工方法的選擇和加工方案的確定8一、加工方法的選擇8二、加工方案的確定8第五節 工序與工歩的劃分9一、按工序劃分9二、工歩的劃分9第六節 確定加工順序及進給路線10一、零件加工必須遵守的安排原則10二、進給路線11第七節 刀具的選擇12第八節 切削

2、用量選擇13一、背吃刀量的選擇13二、主軸轉速的選擇13三、進給速度的選擇14第九節 編程誤差及其控制15一、編程誤差15二、誤差控制15第二章 編程中工藝指令的處理15第一節 常用g指令代碼功能表15第二節 常用m指令代碼功能表18第三章 程序編制及模擬運行、零件加工或精度自檢18第一節 程序編制18第二節 模擬運行21第三節 零件加工22第四節 精度自檢22致 謝23摘要此次的畢業設計主要解決的問題是零件的裝夾、刀具的對刀、工藝路線的制訂、工序與工步的劃分、刀具的選擇、切削用量的確定、車削加工程序的編寫、機床的熟練操作。運用數控原理、數控工藝、數控編程、專業軟件等專業知識和數控機床實際操作

3、的一次綜合練習，能讓我感觸當代科學的前沿，體驗數控魅力，為人們的生活帶來方便，進一步認識數控技術，熟練數控機床的操作，掌握數控，開發數控內在潛力。關鍵詞：工藝分析、夾具的選擇、工藝路線、刀具選擇、數控編程前言本次畢業設計是學院為了提高學生的數控技術及相關技能等綜合運用能力，通過畢業設計和完成畢業論文也是學院對畢業生生畢業資格的審核條件，同時也為我們以后的工作打下理論基礎。數控技術是數字程序控制數控機械實現自動工作的技術。它廣泛用于機械制造和自動化領域，較好地解決多品種、小批量和復雜零件加工以及生產過程自動化問題。隨著科技的迅猛發展，自動控制技術已廣泛地應用于數控機床、機器人以及各類機電一體化設

4、備上。同時，社會經濟的飛速發展，對數控裝置和數控機械要求在理論和應用方面有迅速的發展和提高。數控加工和編程畢業設計是數控專業教學體系中構成數控加工技術專業知識及專業技能的重要組成部分，通過畢業設計使我們學會了對相關學科中的基本理論、基本知識進行綜合運用，同時使對本專業有較完整的、系統的認識，從而達到鞏固、擴大、深化所學知識的目的，培養和提高了綜合分析問題和解決問題的能力，以及培養了科學的研究和創造能力。數控技術不斷的發展，數控技術很快會普極中國工業基地，成為工業發展的標志，數控技術的成熟也是當代科技發展的標志，所以數控技術也是國家經濟的體現，中國經濟正加快向新興工業化道路發展，制造業已成為國民

5、經濟的支柱產業。先進數控技術的廣泛使用，導致數控應用型人才嚴重短缺、作為當代的數控技術的學者我感到無比的榮幸，又感到無比的艱巨。本畢業設計內容主要是詳細敘述利用數控車床來加工零件。大致包含了數控技術特點的闡述、零件的工藝的分析過程、加工中一些問題的解決方法、數控加工過程、數控編程、機床操作與零件自檢過程等，另外還有參考文獻、致謝。第一章 零件圖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，調制處理hrc2636，下面對該零件進行數控車削工藝分析。零件如圖： 圖1.1 零件圖技術要求：以小批量生產條件編程。不準用砂布及銼刀等修飾表面。未注倒角0.545c。第一節 數控加工工藝基本

6、特點數控機床加工工藝與普通機床加工原則上基本相同，但數控機床是自動進行加工，因而有如下特點：數控加工的工序內容比普通機床的加工內容復雜，加工的精度高，加工的表面質量高，加工的內容較豐富。數控機床加工程序的編制比普通機床工藝編制要復雜些。這是因為數控機床加工存在對刀、換刀以及退刀等特點，這都無一例外的變成程序內容，正是由于這個特點，促使對加工程序正確性和合理性要求極高，不能有絲毫的差錯。否則加工不出合格的零件。在編程前我們一定要對零件進行工藝分析，這是必不可少的一步，如圖1.1我要對該零件進行精度分析，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

7、表面組成，其中由較嚴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確、穩定，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，所以應留在最后加工，應先裝夾毛坯加工出左端圓柱及橢圓。調頭裝夾40mm的圓柱加工右端圓弧，毛坯選45120mm。第二節 設備選擇根據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值精度,在普通車床上是難以保證其技術要求。所以要想保證技術要求,只有在數控車床上加工才能保證其加工的尺寸精度和表面質量。第三節 確定零件的定位基準和裝夾方式一、粗基準選擇原

8、則（1）為了保證不加工表面與加工表面之間的位置要求，應選不加工表面作粗基準。（2）合理分配各加工表面的余量，應選擇毛坯外圓作粗基準。（3）粗基準應避免重復使用。（4）選擇粗基準的表面應平整，沒有澆口、冒口或飛邊等缺陷。以便定位可靠。二、精基準選擇原則（1）基準重合原則：選擇加工表面的設計基準為定位基準；（2）基準統一原則，自為基準原則，互為基準原則。三、定位基準綜合上述，粗、精基準選擇原則，由于是軸類零件，在車床上只需用三抓卡盤裝夾定位，定位基準應選在零件的軸線上，以毛坯45mm的棒料的軸線和右端面作為定位基準。四、裝夾方式數控機床與普通機床一樣也要全里選擇定位基準和夾緊應力求設計、工藝與編程

9、計算的基準統一，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，避免采用占機人工調整式加工方案，以充分發揮數控機床的效能。裝夾應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 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

10、的前提下，兼顧生產效率和加工成本。在實際選擇中，要結合零件形狀、尺寸大小、熱處理要求和現有生產條件等全面考慮。因為該零件是軸類零件，比較適合在車床上加工，又經過對零件圖尺寸分析，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，所以應該選擇在數控車床上加工。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、半精加工和精加工逐步達到的。該零件有兩種加工方案：直接用三抓卡盤裝夾、調頭加工。用三抓卡盤裝夾夾緊和自由端活動頂尖，經試驗論證第二種方案裝夾困難，對刀、退刀及換刀相當困難，所以在這里選擇第一種方案加工，能夠保證其技術要求。第五節 工序與工歩的劃分一、按工序劃分工序劃分

11、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。由于零件需要調頭加工，如果按粗、精加工劃分工序。在調頭加工前后各有一次粗加工和精加工，顯得比較繁瑣，所以不可取；如果按所用的刀具劃分工序，刀具有四把，雖然不多，但是在調頭加工前后至少要重復使用三把刀，而同一把刀的兩次粗、精加工分別在調頭加工前后，加工內容不連續，所以也不合理，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、工歩的劃分因為每一把刀在粗加工的背

12、吃刀量一致，在精加工中背吃刀量相同，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30mm切槽刀切槽刀寬5mm螺紋刀車削螺紋。第六節 確定加工順序及進給路線一、零件加工必須遵守的安排原則（1）基面先行先加工基準面為后面的加工提供經基準面，所以我應線平右端面作為基準面。（2）先主后次由于所加工的表面均為重要表面，所以應按照順序從右到左依次加

13、工r10mm，40mm，橢圓，切槽調頭后一次加工30mm，r80mm，切槽，螺紋等。（3）先粗后精 先車削去大部分的金屬余量，再進行成形切削保證零件的尺寸要求和質量要求。（4）先面后孔由于該零件沒有孔，所以在該處不做考慮。二、進給路線在數控加工中，刀具好刀位點相對于工件運動軌跡稱為加工路線。編程時，加工路線的確定原則主要有以下幾點：（1）加工路線應保證被加工零件的精度和表面粗糙度，且效率高；（2）使數值計算簡單，以減少編程工作量；（3）應使加工路線最短，這樣既可減少程序段，又可減少空行程時間。（4）確定加路線時，還要考慮工件的加工余量和機床、刀具的剛度等情況，確定一次走刀，還是多次走刀來完成所

14、有加工表面，具體綜合上面進給線的特點再根據具體零件具體分析，我確定該零件的進給路線有兩步：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 刀具的選擇刀具的選擇是數控加工中重要的工藝內容之一，它不僅影響機床的加工效率，而且直接影響加工質量。編程時，選刀具通常要考慮機床的加工能力、工序內容、工件材料等因素。與傳統的加工方法相經，數控加工對刀具的要求更高。不僅要求精度高、剛度高、紅硬性好、耐用度高，而且要求尺寸

15、穩定、安裝調整方便，能適應高速和大切削用量切削。選刀具時，要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸和形狀相適應。接合零件輪廓相對還是較復雜，所以具體選刀如下：1、 平端面可選用60wc-co的硬質合金外圓車刀，粗車、精車及在這里我選擇一把硬質合金右端面外圓車刀. 2、切槽時由于零件中槽寬50.04mm，一般都選刀寬4mm,刀桿2525mm材料為高速鋼w18crv4r的切斷刀，切槽時選用5mm 刀寬即可。3、切螺紋時為了保證其螺紋刀的強度這里選用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用技術一書表1-

16、3即可。表1.7.1 數控車加工刀具卡片序號刀具號刀具規格名稱數量加工表面1t0145硬質合金外圓車刀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 切削用量選擇切削用量包括主軸轉速（切削速度）、切削深度或寬度、進給速度（進給量）等。對于不同的加工方法，需選擇不同的切削用量，并應編入程序單內。合理選擇切削用量的原則是：粗加工是，一般以提高生產率為主，但也考慮經濟性和加工成本；精加工進，應在保證加工質量的前提下，兼顧切削效率、經濟性加工成本。具體數值應根據機床說明書、切削用量手冊，并結合經驗而定。一、背吃刀量的選

17、擇零件輪廓粗車循環時選ap=2mm，精加工時選ap=0.25mm，螺紋粗車時選ap=0.5mm，逐刀減少粗車4次后，精車時選ap=0.1mm。這里粗車ap值、精車ap值都是金屬切削與刀具實用技術一書。二、主軸轉速的選擇粗車直線和圓弧時n=800r/min，精車時n=1500r/min，切槽時n=600r/min，切螺紋時n=300r/min，精車時選n=300r/min。粗車和精車的主軸轉速的選取都是根據平時上課所講的及前人的實踐經驗所給定的。三、進給速度的選擇粗車直線、圓弧時選f=150mm/min，精車時選f=50mm/min，切槽時選f=8mm/min，粗車螺紋時選f=100mm/min

18、，精車時選f=50mm/min。綜上所述，工藝卡片上其主要內容有：工步分析、工步內容、各工步所用的主軸轉速、刀具及進給速度。第九節 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：近似計算誤差、插補誤差、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算誤差與圓弧相切的切點坐標及未知交點坐標值。我們是經過筆算的數值，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” “點坐標”捕捉各圓弧切點坐標，其精度達到0.001級，這樣能有效地將誤差控制在（0.10.2）倍的零件公差值內

19、。第二章 編程中工藝指令的處理第一節 常用g指令代碼功能表代碼組意義代碼組意義*g001快速點定位g4310刀長正補償g01直線插補g44g02順圓插補*g49g03逆圓插補*g504g33螺紋切削g51g040暫停延時g243g0716虛軸設定*g25*g117單段允許g685g12單段禁止g520局部坐標系設定*g172xy加工平面g53機床坐標系編程g18zx加工平面*g54g5911工件坐標系16選擇g19yz加工平面g92工件坐標系設定g208英制單位g650宏指令調用g280回參考點g29參考點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

20、液m02程序結束m09關切削液m03a主軸正轉m10c夾緊m04主軸反轉m11松開m05主軸停轉m19主軸準停m060自動換刀m300程序結束并返回m600更換工件m990子程序返回m980子程序調用第二節 常用m指令代碼功能表第三章 程序編制及模擬運行、零件加工或精度自檢第一節 程序編制o0001t0202m 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

21、.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 48.0z 100.0t0303m 03s 600g 00x 41.0z -41.0g 01x 34.0f 8g 00x 48.0z 100.0m 05m 30調頭加工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 29.35