1、畢 業 設 計（論文）（說 明 書） 題 目： 數控車床軸套零件加工畢業設計 姓 名： 編 號： 平頂山工業職業技術學院 年 月 日摘 要數控加工是機械行業一門新的專業，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。隨著計算機、自動控制技術的飛速發展，數控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。隨著社會需求個性化、多樣化的發展，生產規模沿著小批量大批量多品種變批量的方向發展，以及以計算機為代表

2、的高技術和現代化管理技術的引入，滲透與融合，不斷地改變著傳統制造技術的面貌和內涵，從而形成了先進制造技術。數控就是一種自動控制技術，它所控制的一般是位置、角度、速度等機械量。數控機床，就是采用了數控技術的機床，它是一個裝有程序控制的機床，該系統能夠邏輯地處理具有使用號碼或其他符號編碼指令規定的程序。本設計從數控加工前應做的準備開始到數控加工工藝分析、數控刀具及其選擇、工件裝夾方式與數控加工夾具的選擇、程序編制等內容以及數控加工時應注意的問題做了一一的說明。關鍵詞：數控機床,工藝設計,程序編制Abstract NC machining is a new professional machiner

3、y industry, the numerical control technology is the digital program control of CNC machine to realize automatic working technology. It is widely used in mechanical manufacturing and automation, better solve the many varieties, small batch and complex parts processing and automation of production pro

4、cesses. With the rapid development of computer, automatic control technology, numerical control technology has been widely used in CNC machine tools, robots and all kinds of electromechanical integration equipment. At the same time, the rapid development of social economy, the NC equipment and CNC m

5、achinery have rapidly developed and improved in the aspects of theory and application. With the development of social demand for personalized, diversified, the scale of production along the small batch - mass - multiple species and batch of the direction of development, and the introduction of high

6、technology and modern management technology with computer technology as the representative, penetration and integration, constantly changing appearance and connotation of traditional manufacturing technology, which formed the advanced manufacturing technology. Numerical control is a kind of automati

7、c control technology, its control is position, angle, speed mechanical quantity. CNC machine tools, CNC technology is the use of the machine, it is loaded with the program control machine tool, the system can logically processing has provisions for the use of numbers or other symbols coded instructi

8、on program.It should be noted that the design from the NC processing should be done before the start to the CNC machining process analysis and selection, CNC tool, workpiece clamping and machining fixture selection, programming and NC machining problems of the one one instructions.Keywords: CNC mach

9、ine tool,process design,program目 錄摘 要1Abstract2第1章 緒論51.1 數控機床21世紀最新發展趨勢51.1.1 個性化是市場適應性發展趨勢51.1.2 個性化的發展趨勢51.1.3 開放性是體系結構的發展趨勢61.2 數控加工原理和特點61.2.1 數控加工原理61.2.2 數控加工的特點71.3 數控加工工藝概念和工藝過程71.3.1 數控加工工藝71.3.2 數控加工工藝過程71.3.3 數控加工工藝與數控編程的關系71.4 數控車削加工的主要對象及加工過程81.4.1 加工對象81.4.2 加工過程8第2章 零件的工藝分析102.1 軸承套零

10、件圖的工藝分析102.1.1 軸承套零件圖的工藝分析102.1.2 工藝措施112.2 軸承套定位基準和裝夾方式的選擇112.2.1 定位基準的選擇112.2.2 裝夾方式的選擇122.2.3 確定軸承套的定位基準和裝夾方式122.3 軸承套加工順序和進給路線的確定132.3.1 加工順序安排的原則132.3.2 進給路線的確定132.3.3 確定軸承套的加工順序及進給路線142.4 軸承套加工刀具的選擇162.4.1 數控車刀的類型及選用162.4.2 軸承套數控加工的刀具選擇162.5 軸承套加工切削用量的選擇172.5.1 切削用量的選用原則172.5.2 軸承套加工的切削用量選擇18第

11、3章 軸承套的數控編程與加工213.1 軸承套零件圖的數學處理213.1.1 編程原點及換刀點的選擇213.1.2 走刀軌跡點參數值的計算213.2 編制零件加工程序223.2.1 數控編程注意事項：223.2.2 編制加工程序223.3 軸承套的加工293.3.1 裝刀具293.3.2 裝工件303.3.3 對刀303.4 零件加工時的注意事項313.4.1 固定進刀退刀模式313.4.2 換刀點設定模塊化313.4.3 養成規范的調試動作313.5 程序輸入、校驗及首件試切313.6 數控加工工藝文件的編制32總 結33參考文獻34致 謝35第1章 緒論1.1 數控機床21世紀最新發展趨勢

12、高速化、高精度化、高可靠性、復合化、智能化、柔性化、集成化和開放性是當今數控機床行業的主要發展方向。1.1.1 個性化是市場適應性發展趨勢當今的市場，國際合作的格局逐漸形成，產品競爭日趨激烈，高效率、高精度加工手段的需求在不斷升級，用戶的個性化要求日趨強烈，專業化、專用化、高科技的機床越來越得到用戶的青睞。1.1.2 個性化的發展趨勢1.復合化數控機床的功能復合化的發展，其核心是在一臺機床上要完成車、銑、鉆、攻絲、絞孔和擴孔等多種操作工序，從而提高了機床的效率和加工精度，提高生產的柔性。2.高速化、高精度化、高可靠性高速化：提高進給速度與提高主軸轉速。高精度化：其精度從微米級到亞微米級，乃至納

13、米級(高可靠性：一般數控系統的可靠性要高于數控設備的可靠性在一個數量級以上，但也不是可靠性越高越好，因為商品受性能價格比的約束。3.智能化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；為提高驅動性能及使用連接方便等方面的智能化；簡化編程、簡化操作方面的智能化；還有如智能化的自動編程、智能化的人機界面等，以及智能診斷、智能監控等方面的內容，方便系統的診斷及維修。4.柔性化、集成化當今世界上的數控機床向柔性自動化系統發展的趨勢是：從點(數控單機、加工中心和數控復合加工機床)、線(FMC、FMS、FTL、FML)向面(工段車間獨立制造島FA)、體(CIMS、分布式網絡

14、集成制造系統)的方向發展，另一方面向注重應用性和經濟性方向發展。柔性自動化技術是制造業適應動態市場需求及產品迅速更新的主要手段，是各國制造業發展的主流趨勢，是先進制造領域的基礎技術。1.1.3 開放性是體系結構的發展趨勢新一代數控系統的開發核心是開放性。開放性有軟件平臺和硬件平臺的開放式系統，采用模塊化，層次化的結構，并通過形式向外提供統一的應用程序接口。為解決傳統的數控系統封閉性和數控應用軟件的產業化生產存在的問題。目前許多國家對開放式數控系統進行研究，數控系統開放化已經成為數控系統的未來之路。目前開放式數控系統的體系結構規范、通信規范、配置規范、運行平臺、數控系統功能庫以及數控系統功能軟件

15、開發工具等是當前研究的核心。網絡化數控裝備是近兩年的一個新的焦點。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系統制造公司都在近兩年推出了相關的新概念和樣機。數控技術的問世已有40多年的歷史，它是由機械學、控制學、電子學、計算機科學四大基礎學科發展起來的一門綜合性新型學科。技術發展的需要對21世紀的數控技術提出了更高的要求。1.2 數控加工原理和特點1.2.1 數控加工原理當我們使用機床加工零件時，通常都需要對機床的各種動作進行控制，一是控制動作的先后次序，二是控制機床各運動部

16、件的位移量。采用普通機床加工時，這種開車、停車、走刀、換向、主軸變速和開關切削液等操作都是由人工直接控制的。采用自動機床和仿形機床加工時，上述操作和運動參數則是通過設計好的凸輪、靠模和擋塊等裝置以模擬量的形式來控制的，它們雖能加工比較復雜的零件，且有一定的靈活性和通用性，但是零件的加工精度受凸輪、靠模制造精度的影響，而且工序準備時間也很長。采用數控機床加工零件時，只需要將零件圖形和工藝參數、加工步驟等以數字信息的形式，編成程序代碼輸入到機床控制系統中，再由其進行運算處理后轉成驅動伺服機構的指令信號，從而控制機床各部件協調動作，自動地加工出零件來。當更換加工對象時，只需要重新編寫程序代碼，輸入給

17、機床，即可由數控裝置代替人的大腦和雙手的大部分功能，控制加工的全過程，制造出任意復雜的零件。數控加工的原理如圖1.1所示。圖1.1 數控加工原理框圖1.2.2 數控加工的特點總的來說，數控加工有如下特點：1. 自動化程度高，具有很高的生產效率。2. 對加工對象的適應性強。3. 加工精度高，質量穩定。4. 易于建立與計算機間的通信聯絡，容易實現群控。1.3 數控加工工藝概念和工藝過程1.3.1 數控加工工藝數控加工工藝是采用數控機床加工零件時所運用的各種方法和技術手段的總和，應用于整個數控加工工藝過程。數控加工工藝是伴隨著數控機床的產生、發展而逐步完善起來的一種應用技術，它是人們大量數控加工實踐

18、的總結。1.3.2 數控加工工藝過程數控加工工藝過程是指利用切削工具在數控機床上直接改變加工對象的形狀、尺寸、表面位置、表面狀態等，使其成為成品和半成品的過程。數控加工工藝過程往往不是從毛坯到成品的整個工藝過程，而僅是幾道數控加工工序工藝過程的具體描述。1.3.3 數控加工工藝與數控編程的關系數控加工工藝是數控編程的前提和依據，沒有符合實際的、科學合理的數控加工工藝，就沒有真正可行的數控加工程序。而數控編程就是將制定的數控加工工藝內容程序化。 1.4 數控車削加工的主要對象及加工過程1.4.1 加工對象1.輪廓形狀特別復雜或難以控制尺寸的回轉體零件 因車床數控裝置都具有直線和圓弧插補功能，還有

19、部分車床數控裝置具有某些非圓曲線插補功能，故能車削由任意直線和平面曲線輪廓組成的形狀復雜的回轉體零件。 2.精度要求高的零件零件的精度要求主要指尺寸、形狀、位置和表面等精度要求，其中的表面精度主要指表面粗糙度。例如：尺寸精度高（達0.001 mm或更小）的零件，圓柱度要求高的圓柱體零件，素線直線度、圓度和傾斜度均要求高的圓錐體零件等。 3.帶特殊螺紋的回轉體零件這些零件是指特大螺距（或導程）、變（增減）螺距、等螺距與變螺距或圓柱與圓錐螺紋面之間作平滑過渡的螺紋零件，以及高精度的模數螺紋零件（如圓柱、圓弧蝸桿）和端面（盤形）螺紋零件等。 數控車床車削螺紋時，主軸轉向不必像普通車床那樣交替變換，它

20、可以一刀又一刀不停頓地循環，直到完成，因此它車螺紋的效率很高。由于數控車床一般采用硬質合金成型刀片，可以使用較高的轉速，因而車削出來的螺紋精度高，表面粗糙度小。 4. 淬硬工件的加工在大型模具加工中，有不少尺寸大而形狀復雜的零件，這些零件熱處理后的變形量較大，磨削加工有困難，因此，可以用陶瓷車刀在數控機床上對淬硬后的零件進行車削加工，以車代磨，提高加工效率。 1.4.2 加工過程1.分析零件圖紙要分析零件的材料、形狀、尺寸、精度及毛坯形狀和熱處理要求等，以便確定該零件是否適宜在數控機床上加工，或適宜在哪類數控機床上加工。有時還要確定在某臺數控機床上加工該零件的哪些工序或哪幾個表面。 2. 確定

21、工藝過程確定零件的加工方法(如采用的工夾具、裝夾定位方法等)和加工路線(如對刀點、走刀路線)，并確定加工用量等工藝參數(如切削進給速度、主軸轉速、切削寬度和深度等)。3.數值計算根據零件圖紙和確定的加工路線，算出數控機床所需輸入數據，如零件輪廓相鄰幾何元素的交點和切點，用直線或圓弧逼近零件輪廓時相鄰幾何元素的交點和切點等的計算。4. 編寫零件程序單根據加工路線計算出的數據和已確定的加工用量，結合數控系統的程序段格式編寫零件加工程序單。此外，還應填寫有關的工藝文件，如數控加工工序卡片、數控刀具卡片、工件安裝和零點設定卡片等。5. 程序輸入即將編制好的程序輸入到數控車床中。6.程序校驗與首件試切在

22、數控車床上對程序進行驗證，檢查程序是否能在系統中通過，并在機床上進行試切加工，完成工藝方面的調整。 第2章 零件的工藝分析 如圖2.1為典型軸套類零件，該零件材料為45鋼，無熱處理和硬度要求，試對該零件進行數控車削工藝分析（單件小批量生產）。圖2.1 軸承套零件2.1 軸承套零件圖的工藝分析2.1.1 軸承套零件圖的工藝分析該零件主要由內外圓柱面、內圓錐面、圓弧面及外螺紋等表面組成，零件圖尺寸標注完整，輪廓描述清楚。其中50、52外圓有較高的尺寸精度和表面粗糙度要求，并且對32孔的徑向圓跳動公差為0.01mm；左端面則對32孔軸線的垂直度公差為0.01mm；78外圓有較高的表面粗糙度要求，外圓

23、柱面表面粗糙度為Ra1.6m。零件材料為45鋼，切削加工性能較好，無熱處理和硬度要求。 2.1.2 工藝措施通過上述分析，采用以下幾點工藝措施： 1.對圖樣上帶公差的尺寸，編程時全部取其平均值。 2.左右端面均為多個尺寸的設計基準，相應工序加工前，應該先將左右端面車出來。 3.外圓對內孔的徑向圓跳動要求在0.01mm內，掉頭裝夾時，除了要包一層銅皮外，夾緊時用力要適中，不可過大。如果不能保證，則采用軟卡爪裝夾。 4.內孔與左端面應在一次裝夾中加工出，以保證端面與內孔軸線的垂直度。 5. 軸承套外圓為IT7級精度，采用粗車半精車精車可以滿足要求。 6.內孔尺寸較小，鏜1:20錐孔與鏜32孔及15

24、°錐面時需掉頭裝夾。2.2 軸承套定位基準和裝夾方式的選擇2.2.1 定位基準的選擇 1.精基準的選擇原則 （1） 基準重合原則。為避免基準重合誤差，方便編程，應選用設計基準作為定位基準，并使設計基準、定位基準、編程原點三者統一，這是最佳考慮的方案。因為當加工面的定位基準與設計基準不重合，且加工面與設計基準不在一次安裝中同時加工出來的情況下，會產生基準重合誤差。 （2）基準統一原則。在多工序或多次安裝中，選用相同的定位基準，這樣既可保證各加工表面間的相互位置精度，避免或減少因基準轉換而引起的誤差。 （3）自為基準原則。精加工或光整加工工序要求余量小而均勻，因此選擇加工表面本身作為定位

25、基準，稱為自為基準原則。 （4）便于裝夾原則。所選精基準應能保證工件定位準確穩定，裝夾方便可靠，夾具結構簡單適用，操作方便靈活，能加工盡可能多的內容。 （5）便于對刀原則。批量加工時，在工件坐標系已經確定的情況下，采用不同的定位基準為對刀基準建立工件坐標系，會使對刀的方便性不同，有時甚至無法對刀。這時就要分析此種定位方案是否能滿足對刀操作的要求，否則原設工件坐標系須重新設定。 2.粗基準的選擇原則（1）非加工表面原則。為了保證加工面與不加工面之間的位置要求，應選不加工面為粗基準。 （2）加工余量最小原則。以余量最小的表面作為粗基準，以保證各加工表面有足夠的加工余量。（3）重要表面原則。為保證重

26、要表面的加工余量均勻，應選擇重要加工面為粗基準。 （4）不重復使用原則。粗基準未經加工，表面比較粗糙且精度低，二次安裝時，其在機床上（或夾具中）的實際位置可能與第一次安裝時不一樣，從而產生定位誤差，導致相應加工表面出現較大的位置誤差。因此，粗基準一般不應重復使用（5）便于工件裝夾原則。作為粗基準的表面，應盡量平整光滑，沒有飛邊、冒口、澆口或其他缺陷，以便使工件定位準確、夾緊可靠。2.2.2 裝夾方式的選擇1.在三爪自定心卡盤上裝夾 三爪自定心卡盤的三個卡爪是同步運動的，能自動定心，一般不需找正。三爪自定心卡盤裝夾工件方便、省時，自動定心好，但夾緊力較小，因此適用于裝夾外形規則的中、小型工件。用

27、三爪自定心卡盤裝夾精加工過的表面時，被夾住的工件表面應包一層銅皮，以免夾傷工件表面。 2.在兩頂尖之間頂兩頭裝夾 3.用卡盤和頂尖一夾一頂裝夾 車削質量較大的工件時要一端用卡盤夾住，另一端用后頂尖支撐。為了防止工件由于切削力的作用而產生軸向位移，必須在卡盤內裝一限位支承或利用工件的臺階面限位，這樣比較安全，能承受較大的軸向切削力，且安裝剛性好，軸向定位準確，因此應用比較廣泛。 2.2.3 確定軸承套的定位基準和裝夾方式 1.內孔加工定位基準：內孔加工時以外圓定位；裝夾方式：用三爪自動定心卡盤夾緊，掉頭裝夾加工時，使用百分表進行找正，并在裝夾部位包一層銅皮。 2.外輪廓加工定位基準：確定零件軸線

28、為定位基準；裝夾方式：用三爪自動定心卡盤夾緊，掉頭裝夾加工時，使用百分表進行找正，并在裝夾部位包一層銅皮。2.3 軸承套加工順序和進給路線的確定2.3.1 加工順序安排的原則1.先粗后精 對于粗精加工在一道工序內進行的加工內容，應先對各表面進行全部粗加工，然后再進行半精加工和精加工，以逐步提高加工精度。此工步順序安排的原則要求：粗車在較短的時間內將工件各表面上的大部分加工余量切掉。若粗車后所留余量的均勻性滿足不了精加工的要求，則要安排半精車，以此為精車做準備。為保證加工精度，精車一定要一刀切出。 2.先近后遠 先近后遠即在一般情況下，離對刀點近的部位先加工，離對刀點遠的部位后加工，以縮短刀具移

29、動距離，減少空行程時間。對車削而言，先近后遠還可以保持工件的剛性，有利于切削加工。 3.先內后外、內外交叉 先內后外、內外交叉的原則是指粗加工時先進行內腔、內形粗加工，后進行外形粗加工；精加工時先進行內腔、內形精加工，后進行外形精加工。上述原則并不是一成不變的，對于某些特殊情況，需要采用靈活可變的方案。2.3.2 進給路線的確定1.最短的空行程路線確定最短的走刀路線，除了依靠大量的實踐經驗外，還應善于分析，必要時可輔以一些簡單的計算。（1）靈活設置程序循環起點。在車削加工編程時許多情況下采用固定循環指令編程。 （2）合理安排返回換刀點。在手工編制較復雜輪廓的加工程序時，在不換刀的前提下，執行退

30、刀動作時，應不用返回到換刀點。安排走刀路線時，應盡量縮短前一刀終點與后一刀起點間的距離，方可滿足走刀路線最短的要求。2.最短的切削進給路線 若能使切削進給路線最短，就可有效地提高生產效率，降低刀具的損耗。安排最短切削進給路線時，應同時兼顧工件的剛性、加工工藝性等要求，不能顧此失彼。 3.零件輪廓精加工一次走刀完成 如果需要以一刀或多刀進行精加工，則其最后一刀要沿輪廓連續加工而成，盡量避免在連續的輪廓中安排切入、切出、換刀或停頓，以免因切削力突然變化而造成彈性變形，使光滑連接的輪廓上產生刀痕等缺陷。 2.3.3 確定軸承套的加工順序及進給路線1.加工順序的確定加工順序的確定按由內到外、由粗到精、

31、由近到遠的原則確定。在一次裝夾中加工出較多的工件表面外。結合本零件結構特征，軸承套左、右端面分別為多個尺寸的設計基準，故可先加工一端內孔及外輪廓表面，然后掉頭再加工另一端內孔及外輪廓表面。確定的加工順序為：平端面鉆中心孔鉆32孔的底孔26粗鏜32內孔、15°錐面及C0.5倒角精鏜32內孔、15°錐面及C0.5倒角粗車50外圓、58臺階面、R5圓弧、C2倒角及78外圓面半精車50外圓、58臺階面、R5圓弧、C2倒角及78外圓面精車50、78外圓面掉頭裝夾平端面保證總長尺寸粗鏜1:20錐孔精鏜1:20錐孔粗車螺紋大徑、52外圓及C2倒角半精車螺紋大徑、52外圓及C2倒角精車52

32、外圓車螺紋退刀槽車M45外螺紋。2.進給路線的確定進給路線的確定主要在于確定粗加工及空行程的進給路線。在保證加工質量的前提下，使加工具有最短的走刀路線，不僅可以節省整個加工過程的執行，還能減少一些不必要的刀具損耗及機床進給機構滑動部件的磨損。根據以上分析，在FANUC 0i-Mate-TC系統數控車床上加工零件時，該零件走刀路線很簡單，都只要采用G71、G70粗車、精車循環指令加工內孔和外圓，可免去許多復雜的計算過程，而且程序變得簡化。經過分析后，該零件外輪廓表面的粗車走刀路線見表2.1和表2.2。 表2.1 軸承套裝夾及外輪廓加工走刀路線圖零件圖號ZCT01工件裝夾及外輪廓加工走刀路線圖工藝

33、序號01零件名稱軸承套裝夾次數一次最后一刀路線：ABCDEA表2.2 軸承套裝夾及外輪廓加工走刀路線圖零件圖號ZCT01工件裝夾及外輪廓加工走刀路線圖工藝序號02零件名稱軸承套裝夾次數一次最后一刀路線：ABCDEA2.4 軸承套加工刀具的選擇2.4.1 數控車刀的類型及選用數控車削用的車刀一般分為三類，即尖形車刀、圓弧形車刀和成型車刀。 當數控車床進行粗加工時，要求刀具強度高，耐用度好，以滿足粗加工背吃刀量大、進給速度高的要求。當數控車床進行精加工時，要選用精度高，鋒利、耐用度高的刀具，以保證加工精度。為方便對刀和減少刀具安裝時間，盡量使用機夾刀，刀具材料最好選用涂層硬質合金刀片。刀片的幾何結

34、構（如刀尖圓角、幾何角度等）應根據加工零件的形狀決定。特別要注意的是在加工球面時要選用副偏角大的刀具，以免刀具的后刀面與工件產生干涉。2.4.2 軸承套數控加工的刀具選擇選用45°硬質合金端面車刀車端面，刀號T01；選用3.15中心鉆鉆3.15的中心孔，刀號T02；選用26錐柄麻花鉆鉆底孔，刀號T03；選用不通孔硬質合金鏜刀粗精鏜內孔，刀號T04；選用93°硬質合金外圓粗車刀粗車外輪廓表面，刀號T05；選用93°硬質合金外圓精車刀精車外輪廓表面，刀號T06；選用5mm寬的硬質合金切槽刀車螺紋退刀槽，刀號T07；選用60°外螺紋車刀車M45外螺紋，刀號T0

35、8。將所選刀具參數填入表2.3軸承套數控加工刀具卡片中，以便于編程和操作管理。 表2.3 軸承套數控加工刀具卡片產品名稱或代號SKC01零件名稱軸承套零件圖號ZCT01程序編號01、02序號刀具號刀具名稱加工表面刀尖半徑（mm）備注1T0145°硬質合金端面車刀車端面2T023.15中心鉆鉆中心孔3T0326錐柄麻花鉆鉆底孔4T04不通孔硬質合金鏜刀粗精鏜內孔0.45T0593°硬質合金外圓粗車刀粗車外輪廓表面1.26T0693°硬質合金外圓精車刀精車外輪廓表面0.47T075mm寬的硬質合金切槽刀車螺紋退刀槽8T0860°外螺紋車刀車M45外螺紋2.5

36、 軸承套加工切削用量的選擇2.5.1 切削用量的選用原則切削用量選擇是否合理，對于能否充分發揮機床的潛力和刀具的切削性能，實現優質、高產、低成本和安全操作具有很重要的作用。 切削用量的選擇原則是：粗車時，首先考慮選擇盡可能大的背吃刀量p，其次選擇較大的進給量f，最后確定一個合適的切削速度Vc。增大背吃刀量p可使走刀次數減少，增大進給量f有利于斷屑。精車時，加工精度和表面粗糙度要求較高，加工余量不大且較均勻，選擇切削用量時應著重考慮如何保證加工質量，并在此基礎上盡量提高生產率。因此，精車時應選用較小（但不能太小）的背吃刀量p和進給量f，并選用性能高的刀具材料和合理的幾何參數，以盡可能提高切削速度

37、Vc。 2.5.2 軸承套加工的切削用量選擇1.背吃刀量的選擇 粗加工時，在工藝系統剛性和機床功率允許的情況下，盡可能取較大的背吃刀量，以減少進給次數；精加工時，為保證零件的加工精度和表面粗糙度要求。根據被加工表面質量要求、刀具材料、工件材料和機床性能，參考切削用量手冊或有關資料選取：粗車外輪廓p=2mm，半精車外輪廓p=0.75mm，精車p=0.4mm；粗鏜p=1mm，精鏜p=0.3mm。2.進給量的選擇 粗加工時，根據加工材料、刀桿尺寸、工件直徑及已確定的背吃刀量，參照切削用量手冊或有關資料并結合機床使用說明書，選取：粗車f=0.2mm/r，粗鏜f=0.15mm/r；半精加工、精加工時，按

38、照表面粗糙度要求，根據工件材料、刀尖圓弧半徑和切削速度，選取：半精車f=0.15mm/r，精車f=0.1mm/r，精鏜f=0.1mm/r。3.主軸轉速的選擇 根據已確定的背吃刀量、進給量和工件、刀具材料耐用度，參考切削用量手冊或有關資料，查表選取切削速度Vc，粗車Vc=120m/min，半精車Vc=130m/min，精車Vc=140m/min，粗鏜Vc=60m/min，精鏜Vc=70m/min，然后利用公式（25）計算出主軸轉速。Vc =dn/1000 （25）式中：n為工件或刀具的轉速(r/min) Vc為切削速度(m/min) d為切削刃選定點所對應的工件或刀具的回轉直徑(mm)結合實踐經

39、驗，最終確定的主軸轉速為：粗加工n=600 r/min，半精車n=800 r/min，精車n=1000 r/min，精鏜n=700 r/min，車螺紋n=500r/min。 4.數控加工工藝卡片擬訂 將前面分析的各項內容綜合成表2.4、表2.5所示的數控加工工藝卡片。表2.4 軸承套數控加工工序卡片單位名稱產品名稱或代號零件名稱材料零件圖號平頂山工業職業技術學院 機械工程系SKC01軸承套45鋼ZCT01工序號程序編號夾具名稱使用設備車間01O2001三爪卡盤CKA6150數控車床數控車間工步號工 步 內 容刀 具 號刀具規格（mm）主軸轉速（r/min）進給量（mm/r）背吃刀量（mm）備注

40、1平端面T0125×25600手動2鉆3.15中心孔T023.15400手動3鉆32孔的底孔26T0326400手動4粗鏜32內孔、15°錐面、R1圓角及C0.5倒角T0420×206000.151自動5精鏜32內孔、15°錐面、R1圓角及C0.5倒角T0420×207000.10.3自動6粗車50外圓、58臺階面、R5圓弧、C2倒角及78外圓面T0525×256000.22自動7半精車50外圓、58臺階面、R5圓弧、C2倒角及78外圓面T0625×258000.150.75自動8精車50、78外圓面T0625×2

41、51000.0.10.4自動編制徐汝男審核批準2014年4月20日共 1 頁第 1 頁表2.5 軸承套數控加工工序卡片單位名稱產品名稱或代號零件名稱材料零件圖號平頂山工業職業技術學院 機械工程系SKC01軸承套45鋼ZCT01工序號程序編號夾具名稱使用設備車間02O2002三爪卡盤CKA6150數控車床數控車間工步號工 步 內 容刀 具 號刀具規格（mm）主軸轉速（r/min）進給量（mm/r）背吃刀量（mm）備注1 掉頭裝夾平端面保證總長尺寸T0125×25600手動2粗鏜1:20錐孔T0420×206000.151自動3精鏜1:20錐孔T0420×207000

42、.10.3自動4 粗車螺紋大徑、52外圓及C2倒角T0525×256000.22自動5 半精車螺紋大徑、52外圓及C2倒角T0625×258000.150.75自動6精車52外圓T0625×2510000.10.4自動7車螺紋退刀槽T0725×255000.1自動8車M45外螺紋T0825×255001.5自動編制徐汝男審核批準2014年4月20日共 1 頁第 1 頁第3章 軸承套的數控編程與加工3.1 軸承套零件圖的數學處理3.1.1 編程原點及換刀點的選擇從理論上說，編程原點選在任何位置都是可以的。但實際上，原點選擇的不恰當會使下一步的坐標

43、計算變得很麻煩。所以，確定編程坐標系原點的原則有以下幾點：1.編程原點的選擇要便于坐標計算。盡量選擇能直觀地確定零件基點坐標值的一些特殊點為坐標原點，可以簡化計算的工作量，也便于程序檢查。2.編程原點的選擇要便于加工中的對刀。因為對刀的目的是要確定編程原點在工件毛坯上的位置，即找出該點在機床坐標系中的坐標值，使圖樣上的編程坐標系轉化為加工中的工件坐標系。3.編程原點要盡量選在設計基準上并以設計基準為定位基準。這樣可避免基準不重合而產生的誤差，以利于保證加工精度。4.對稱零件的編程原點應選在對稱中心。具體應用哪條原則，要視具體情況，在保證質量的前提下，按按操作方便和效率高來選擇。對于該零件，其左

44、右端面為其設計基準，其編程原點便設在零件的左端面或右端面與主軸軸線的交點處。換刀點是指刀架轉位換刀時的位置。換刀點應設在工件或夾具外部，以刀架轉位時不碰到工件或其他部件為準，并留有一定的安全區。該零件的換刀點設在點（150，200）處。3.1.2 走刀軌跡點參數值的計算根據加工零件圖樣，按照設定的編程坐標系、已確定的加工路線和允許的編程誤差，計算編程時所需要的數據。1.對圖樣上帶公差的尺寸，各尺寸應按公差取其中間值。如50取49.97，52取51.96，35取35.042.15°錐面的起點定在其延長線Z=2 mm處，X的值根據斜度15°求得。X=12tan15°=

45、12×0.268=3.216。因此，在Z=2 mm的延長線上，X切入點為X=32+2×3.216=38.432mm。3.計算錐孔小端直徑d：（D-d）/L=1:20，d=（20D-L）/20=（20×32-78）/20=28.1 mm。鏜錐孔時，起刀點設在其延長線處，即Z=2 mm處，該點X=32.1 mm。4.加工外圓柱螺紋M45時，外圓柱應實際車削到的尺寸為：D1=D-0.13p=45-0.13×1.5=44.805 mm；車螺紋時螺紋底徑應車削到的尺寸為：d1=D-1.25p=45-1.25×1.5=43.125 mm。5.其他軌跡點坐標

46、值可直接根據圖樣尺寸算出。3.2 編制零件加工程序3.2.1 數控編程注意事項：1.養成良好的編程習慣。在程序段第一行設定指令，保證編制的程序在執行是不受到前面程序執行時留下的影響，如在第一段寫入N10 G54 G99 G21 G40 G97 G992.熟悉所使用機床的力學性能、所規定使用的指令、編程格式，能充分發揮數控機床的功能。3.編程坐標系與工件坐標系選擇，合理運用編程指令中坐標系變換指令，保證運算和使用簡便。4.使用優化結構編制高效程序。5.對零件加工工藝等方面知識了解充分，制定合理工藝方案。選擇最短的加工路線，能充分縮短加工時間，提高生產效率。3.2.2 編制加工程序根據零件的加工順

47、序和工藝參數，應用數控系統的各種功能指令，編寫零件加工程序。該軸承套零件輪廓簡單，使用G71、G70粗車、精車循環指令加工內孔和外圓，編程容易，程序結構得到簡化。程序按加工部位分四部分，每部分后都有M05（主軸停）、M00（程序暫停）程序。這樣便于對每個部位加工后進行檢查。軸承套數控加工程序工藝序號01程序編號O2001零件名稱軸承套使用設備CKA6150數控車床程序段號程序注釋N10G54建立工件坐標系N20M03S600主軸正轉，轉速600 r/min N30T0404調04號鏜刀，04號刀補N40M08切削液開N50G99G00X26Z5轉進給，快速進刀至起刀點N60G71U1R1內孔粗

48、加工循環程序N70精加工單邊余量0.3N80G00X38.432N90G42G01Z2F0.1建立刀具半徑右補償N100G01X32Z-10F0.1N110G01Z-29F0.1N120G03X30Z-30R1F0.1N130N140N150G01Z-33F0.1N160G01X24F0.1N170G40G00Z5取消刀具半徑右補償N180M03S700主軸變速，轉速為700 r/minN190G70P80Q170內孔精加工N200G00X150Z200返回換刀點N210M05主軸停止N220M09切削液關N230M00程序暫停N240M03S600主軸正轉，轉速為600 r/minN250T

49、0505調05號外圓粗車刀，05號刀補N260M08切削液開N270G99G00X80Z5轉進給，快速進刀至起刀點N271G71U2R1外圓粗加工循環程序N280半精加工單邊余量0.75N290G00X45.97N300G42G01Z0F0.15建立刀具半徑右補償N310N320G01Z-30F0.15N330G01X58F0.15N340G02X68Z-35R5F0.15N350G01X74F0.15N360N370G01Z-63F0.15N380G01X85F0.15N390G40G00Z5取消刀具半徑右補償N400G00X150Z200返回換刀點N410T0606調06號外圓精車刀，06

50、號刀補N420M03S800主軸正轉，轉速800 r/minN430G00X80Z5快速進刀至起刀點N440G70P290Q390半精加工外輪廓N450G00X150Z200返回換刀點N460M05主軸停止N470M09切削液關N480M00程序暫停N490M03S1000主軸正轉，轉速為1000 r/minN500M08切削液開N510G99G00X49.97Z3轉進給，快速進刀至起刀點N520G01Z-30F0.1精車50外圓N530G01X78F0.1N540G01Z-63F0.1精車78外圓N550G01X85F0.1N560G00Z200N570X150返回換刀點N580M05主軸停

51、止N590M09切削液關N600M30程序暫停工藝序號02程序編號O2002零件名稱軸承套使用設備CKA6150數控車床程序段號程序注釋N10G54建立工件坐標系N20M03S600主軸正轉，轉速600 r/min N30T0404調04號鏜刀，04號刀補N40M08切削液開N50G99G00X26Z5轉進給，快速進刀至起刀點N60G71U1R1內孔粗加工循環程序N70精加工單邊余量0.3N80G00X32.1N90建立刀具半徑右補償N100N110G01X26F0.1N120G40G00Z5取消刀具半徑右補償N130M03S700主軸變速，轉速為700 r/minN140G70P80Q120精加工內孔N150G00X150Z200返回換刀點N160M05主軸停止N170M09切削液關N180M00程序暫停N190M03S600主軸正轉，轉速600 r/minN200T0505調05號外圓粗車刀，05號刀補N210M08切削液開N220G99G00X80Z5轉