14/14HYPERLINK"/"Xx學院畢業設計（論文）題目淺析如何保證數控加工中軸類零工精度系（分院）學生姓名學號專業名稱指導教師2010年3月6日xx機械電子工程系畢業設計（論文）任務書姓名專業班級畢業設計（論文）題目淺析如何保證數控加工中軸類零件的加工精度畢業設計（論文）選題的目的與意義數控技術廣泛應用于制造業中，工件的加工質量直接關系到機械的各項性能，因此提高工件的加工質量是必須的。畢業設計（論文）的資料收集情況（含指定參考資料）①王平嶂:《機械制造工藝與道具》,清華大學出版社2005年版。②邵堃：《機械制造基礎》，2006年版。③苗志毅、劉宏偉：《數控加工編程技術》，河南科學技術出版社2006年版。畢業設計（論文）工作進度打算12月15號前交論文電子稿3月31號前交論文打印稿及定稿的電子稿2010年4月30號前交校外實習手冊打印稿同意任務日期2009年11月3日要求完成日期2010年3月31日學生簽名：2010年3月6日指導教師簽名：年月日系（分院）主任（院長）簽名：年月日畢業設計（論文）指導教師評閱意見表姓名學號性不專業班級畢業設計（論文）題目淺析如何保證數控加工中軸類零件的加工精度評閱意見成績指導教師簽字年月日畢業設計（論文）答辯意見表姓名學號性不專業班級畢業設計（論文）題目淺析如何保證數控加工中軸類零件的加工精度答辯時刻地點答辯小組成員姓名職稱學歷從事專業組長成員秘書答辯小組意見答辯成績：答辯小組組長簽名：年月日淺析如何保證數控加工中軸類零件的加工精度xx摘要：數控車削加工技術已廣泛應用于機械制造行業。在生產企業中，工件的加工質量是生產企業獲得經濟效益與生存的關鍵因素。工件的加工包括加工精度和加工表面質量，且工件的加工精度又是保證產品質量的重要環節。起重阻礙加工精度的關鍵因素有工件的定位與裝夾、編程和加工方法。要保證加工精度就要采納合理的定位與裝夾方法以及編程和加工方法。關鍵詞：數控加工軸類零件加工精度一、合理選擇工件的定位與裝夾方法在工件加工過程中，合理選擇工件的定位與裝夾方法對保證工件的加工精度起決定性的作用。數控車床對工件的定位有兩種：一種是以毛坯表面作為基準面的粗基準；另一種是以加工表面作為基準的精基準。選擇粗基準時應盡量選擇不加工表面或能牢固、可靠地進行裝夾的表面看，注意基準不易重復使用,如此就能夠保證加工表面與不加工表面的各項精度。選擇精基準時，應盡可能選擇設計基準或裝配基準作為定位基準，盡量與測量基準重合，這是保證工件加工質量的理想工藝手段。精基準盡管可重復使用，但為了減少定位誤差（包括基準不重合誤差和基準位移誤差），盡量減少重復使用（即多次掉頭裝夾）。數控車床對工件的裝夾要求：首先應具有高的夾緊力；其次，具有高的定位精度，并便于迅速和方便的裝、拆工件。數控車床要緊用三抓自定心卡盤裝夾，其定位方式要緊采納心軸、頂塊、缺牙爪等。多數情況下數控車床是用來加工軸類零件的，一般短軸工件都采納三抓自定心卡盤直接裝夾，因為它裝夾特不方便，效率高。但有時工件會產生較大的徑向圓跳動，這是切記用錘擊的方法來找正。能夠將工件輕輕加緊，然后把主軸調到60r/min左右，再用刀柄部輕輕碰工件的右端外徑（如圖1所示），圖1工件工件刀柄明白外徑圓跳動減少到理想狀態，最后把工件加緊、夾牢，把主軸轉速調高后再進行加工。除一般軸類工件用三抓自定心卡盤直接裝夾外，關于一些專門工件，必須采納合理選擇裝夾方法，否則對工件的加工質量將帶來負面阻礙。例如：在車削細長軸時，假如采納“一加一頂”方法夾（尾座頂尖不能用固定頂尖），由于剛度不足，細長軸在切削力的作用下發生彎曲變形，加工后將產生鼓形的圓柱誤差。合理的裝夾方法是用活頂尖頂住軸的右端，卡抓部位用鋼絲過度加緊；另外，在中間能夠安裝跟刀架，這時跟刀架的壓力要調整適度，假如壓力過大，則細長軸加工后，表面會呈現“竹節”狀，壓力過小則達不到增加工件剛度的目的。加工薄壁工件時，由于工件剛度較小，當采納三抓自定心卡盤夾緊后工件會成三棱狀，為了防止夾緊力引起的變形，可采納開口過度盤或專用卡抓加緊（注意應使夾緊力均與分布）。另外也可采納在工件一端預先留較厚的工藝凸緣來裝夾，待工件加工完畢后再切除工藝凸緣。車削曲軸時能夠在中間搭一個中心架來提高工件的剛度，以防因切削力過大而引起變形。二、減小刀具的熱變形刀具的受熱變形要緊是由切削熱引起的。盡管大部分的切削熱被切屑帶走，傳到刀具上的并不多，但因刀具體積小，熱容量有限，而熱量又集中，因此刀具切削表面溫度通常專門高，從而會引起刀具的熱變形，如此對工件的加工精度阻礙就比較顯著。因此，要保證工件的加工精度，就必須采取措施減小刀具的熱變形。而減小刀具熱變形的最常用方法確實是在切削加工過程中加入切削液，讓切削液帶走切削過程中產生的大部分熱量。車削中常用的切削液是乳化液，濃度為5%~25%。數控車床能夠選用L—AN15或L—AN32全系統損耗用油作為切削液。因此不是所有的切削加工都適宜加切削液。例如車削鑄鐵、黃銅、青銅等脆性材料時，一般不加切削液，因為崩碎切屑與切削液混在一起容易堵塞機床滑板的運動。這時可從刀具材料和刀具幾何形狀來考慮減小刀具熱變形。如選擇具有專門高熱硬性和熱韌性的刀具材料超細顆粒硬質合金、聚晶金剛石（PCD）、立方氮化硼（CBN）和納米晶粒陶瓷材料等。另外刀具材料可采納涂層刀具（如TiC涂層刀具），通過涂層處理，實現“固體潤滑”減小摩擦和粘接，而且涂層可抑制從切削區到刀片的熱傳導來降低溫度沖擊。刀具幾何形狀的設計也能夠從減少刀具與工件表面的接觸面積和有利于排泄考慮，適當增大前角和副后角。另外，為了減小刀具的受熱變形，除了合理選擇刀具材料、角度、切削液等方法之外，還能夠用改變切削用量，粗、精加工分開等方法降低切削熱，來保證加工精度。三、編程工藝和加工方法1、編程的數學處理在數控編程中數學處理一般包括兩個方面：一方面依照工件圖給出的形狀、尺寸和公差等直接通過數學方法計算出編程時所需要的有關各點的坐標值；另一方面按照工件圖給出的條件不能直接計算出編程時所需要的有關坐標時，對原圖形及有關尺寸要進行必要的數學處理或改動，才可進行編程工作。因此在編程之前對工件圖中一些有關尺寸等要素進行數需處理。如工件尺寸公差，假如處理不行將專門難保證工件的加工精度。一般工件圖上各處的公差帶不同，若編程時采納同一把刀具和同一刀具補償值，按工件圖上差不多尺寸編程，則加工后不能保證各處的加工精度。為此，關于非對稱標注的尺寸公差，必須使用公差帶對稱分不。如圖2所示的工圖2件圖上標注為￠400+0.02mm和￠25-0.020mm則應換成（￠40-+0.01）mm和（￠25-+0.01）mm來編程。圖22、刀具刀尖圓角半徑補償刀尖圓角半徑又是一個阻礙工件表面形狀和尺寸精度的要緊因素。數控車床編程差不多上車刀的刀尖（理想狀態）來進行的，因此加工（理論）也是按假象的刀尖的軌跡進行的事實上，車刀的刀尖不可能絕對尖，總有一個小圓弧，車削時實際起作用的切削刃卻是圓弧各點，如此會引起加工表面形狀誤差。如圖3a所示，車削圓錐面時，理論軌跡是p2→p3→p4,但由于刀尖圓弧的存在，實際軌跡為圖中虛線，如此就產生了圓錐及表面的誤差。要提高工件的加工精度，對刀具半徑進行補償是不可忽視的。通常在程序段中采納刀具半徑補償命令來消除這種表面誤差。刀具半徑不償命另有：G41左刀補指令，G42右刀補指令。具體規定是：順著道具運動方向看，刀具在工件左側為左刀補，刀具在工件右側為右刀補，G40為取消刀具半徑補償命令。刀補的方法是：首先取消前一把刀具的補償，然后建立新的刀補，最后取消現在的刀補。其操作要點是準確確定刀尖圓弧半徑值及刀尖方為號，一次性在刀補表中對應輸入。現以車削圖3b所示的圓錐為例建立和取消刀具半徑補償的編程方法。刀具半徑補償程序如下：…G40G00X25Z5（取消前一把刀的刀補，快進至P0）G41G01Z0F100（建立左刀補，p0→p1）Z-25（車直徑為25mm的外圓，p1→p2）X60Z-65（車錐面，p2→p3→p4）G40G00X70（退刀并取消刀補，p4→p5）…3、消除刀具磨損對精度的阻礙在實際加工中，刀具會產生磨損，故會阻礙工件的技工精度。現代數控車床中都有刀具補償功能，利用刀具補償功能可快速準確地保證加工尺寸精度。其中試切法是獲得加工精度的方法之一。例如在同一零件上要加工￠18-0.030mm、￠22-0.020mm、￠25-0.030mm、￠30-0.020mm尺寸，首先編程、對刀、試切，假如一次連續加工，勢必因工藝系統誤差或測量誤差導致工件報廢，而有效的步驟是：首先設定某一磨損量如0.05mm，然后正常加工，待加工完畢后，取消磨損值，逐段周密測量，則每段理論直徑應增大0.05mm，與實際測量值進行比較，假如偏大，則將相應程序段的指令X值減小相應的增加量，反之亦然。4、用絕對編程保證尺寸精度編程有絕對編程和相對編程。絕對編程的坐標值是相關于坐標原點而言的，相對編程的編程值時相關于前一位置的增量值，即該值等于沿軸移動的距離。也確實是講，相對編程的坐標原點經常在變換，連續位移時必定產生累積誤差，而絕對編程實在加工的全過程中，均有相對統一的基準點，即坐標原點，故累積誤差較相對編程較小。數控車削工件時，工件徑向尺寸的精度一般比軸向尺寸精度高，因此在編寫程序時，徑向尺