軸類零件數控車削工藝分析及數控加工編程PAGEPAGE16軸類零件數控加工工藝設計與編程

摘要隨著科技的不斷發展，數控技術在企業中發揮越來越重要的作用。本設計通過對數控加工的工藝特點、加工零件工藝性等進行分析，選擇正確的加工方法，設計合理的加工工藝過程，充分發揮數控加工的優質、高效、低成本的特點。設計說明書以數控車床車削軸類零件為例，根據被加工工件的材料、輪廓形狀、加工精度等選用合適的機床，制定加工方案，確定零件的加工順序，各工序所用刀具，夾具和切削用量等，編寫加工零件的程序。按照說明書要求將加工出零件，并對零件自檢數據進行分析，說明在加工過程中應注意的事項。關鍵詞工藝分析、刀具、切削用量、加工程序、零件自檢數據、加工注意事項目錄第一章引言

……………………….2第二章零件工藝分析……………..2

2.1零件圖的審查……………22.1.1零件圖的完整性與正確性…………...22.1.2零件的技術要求分析………………..32.1.3零件的材料分析……………………..32.1.4合理的標注尺寸……………………..32.2確定加工方法……………….32.3工藝設備的選擇…………….32.3.1機床的選擇…………..32.3.2量具及輔助用具的選擇……………..3

2.4零件的安裝…………………..32.5選擇夾具…………………….32.6刀具的選擇………………….32.7切削用量的選擇…………….42.7.1主軸轉速的確定……………………..42.7.2進給速度的確定……………………..52.7.3背吃刀量得確定……………………..52.8對刀點與換刀點的確定…………………….62.9工序與工步的劃分………………62.10加工路線的確定…………...6第三章加工工序的設計…………73.1工序一……………………..73.1.2工件的裝夾方式……………………73.1.4切削用量計算………………………73.1.5工藝路線……………83.1.6加工程序……………83.17加工工序卡片……………………….93.1.8加工中的難點與解決方案…………93.2工序二……………………...103.2.1尺寸鏈的計算………………………103.2.3工件的裝夾方式……………………103.2.4刀具選擇……………103.2.5切削用量計算………………………103.2.6工藝路線……………113.2.7加工程序……………123.2.8加工工序卡片………………………123.2.9加工中的難點與解決方案…………13第四章注意事項…………………134.1數控車操作注意事項……………………...13第五章成品自檢數據……………13

第一章引言

本設計說明書是根據《鄂東職業技術學院數控技術應用專業畢業設計指導書》要求編寫的。隨著我國工業化進程的加速，產業結構的調整和升級，數控技術在現代企業中得到了廣泛的應用，使制造業朝著數字化的方向發展。本設計以熟練掌握數控車床加工為主要目的，在認真分析零件工藝的基礎上，綜合運用《公差》、《機械制造技術》、《數控加工與編程》、《數控加工工藝》等專業知識，結合數控加工實際操作，按照機械加工工藝規程的內容，制定出的軸類零件數控加工工藝說明書。本設計說明書包括零件的工藝分析、零件加工過程、加工注意事項、成品自檢數據等內容。并詳細介紹零件工藝分析的內容，重點闡述了零件的加工過程，認真分析和解釋零件加工的程序的意義。本設計在編寫過程中得到許多老師和同學的支持與幫助，方波老師、熊霞麗老師和周成松老師對本設計進行認真的審閱，提出了許多寶貴的修改意見，在此一并表示衷心的感謝。由于編者水平有限，設計中難免存在一些錯誤，懇請老師和同學批評指正。

第二章零件工藝分析2.1

零件圖的審查2.1.1零件圖的完整性與正確性零件屬于短軸類，零件長度為145mm,從左到右依次為：長23mm、公稱直徑為30mm、有2mm的45°倒角的普通螺紋；長22mm的20°錐面；長32mm直徑為47的圓柱面，并在其表面切出3個間隔5mm的3.5mm深3.5mm的槽；長為13.77mm直徑為35的圓柱面；直徑為52mm的球面；直徑為36mm的圓柱面。該零件視圖正確，表達直觀、清楚，繪制符合國家標準，尺寸、公差、表面粗糙度以及技術要求的標注齊全、合理。2.1.2零件的技術要求分析分析零件圖可知:20°錐面、φ47mm圓柱面、φ35mm圓柱面和φ36mm圓柱面表面粗糙度Ra為1.6μm，其余表面粗糙度Ra為3.2μm。大端為φ47mm錐面的軸線對基準A（軸線）的同軸度公差為φ0.025mm，外螺紋中徑、頂徑公差代號為6g，內螺紋中徑、頂徑公差代號為6G。其余尺寸公差等級在IT7～IT10之間。2.1.3零件的材料分析毛坯材料為45#，強度、硬度、塑性等力學性能好，切削性能、熱處理性能等加工工藝性能好，便于加工，能夠滿足使用性能。毛坯下料為φ60mm×150mm。2.1.4合理的標注尺寸零件圖上的重要尺寸直接標注，在加工時使工藝基準與設計基準重合，并符合尺寸鏈最短的原則。零件圖上標注的尺寸便于用卡尺或樣板測量。2.2確定加工方法經過分析零件的尺寸精度、幾何形狀精度、位置精度和表面粗糙度要求，確定如下加工方法：（1）外圓表面：粗車——半精車——精車（2）外螺紋：在精車的外圓表面分數次進給加工（3）內螺紋：鉆孔——粗鏜——半精鏜——精鏜——在精鏜表面分數次進給加工。

2.3工藝設備的選擇2.3.1機床的選擇機床選擇的原則：①要保證加工零件的技術要求，加工出合格的產品。

②有利于提高生產率。

③盡可能降低生產成本(加工費用)。根據毛坯的材料和類型、零件輪廓形狀復雜程度、尺寸大小、加工精度、工件數量、生產條件等要求，選用CJK6132數控車床。2.3.2量具及輔助用具的選擇加工過程中所需量具有：游標卡尺、千分尺、百分表、表面粗糙度樣板。輔助用具有：銅片、銅錘等。2.4零件的安裝在數控機床上加工零件時，安裝零件要合理選擇定位基準和夾緊方案，為提高數控機床效率，確定定位基準與夾緊方案時應注意：（1）力求設計、工藝與編程計算的基準統一（基準重合原則）；（2）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（基準統一原則）；（3）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。2.5選擇夾具夾具用來裝夾被加工工件以完成加工過程，同時要保證被加工工件的定位精度，并使裝卸盡可能方便、快捷。數控加工的特點對夾具提出了兩個基本要求：一是要保證夾具的坐標方向與機床的坐標方向相對固定；二是要協調零件和機床坐標系的尺寸關系。根據零件的尺寸、精度要求和生產條件，選擇最常用的車床通用的三爪自定心卡盤。三爪自定心卡盤可以自動定心，夾持范圍大，適用于截面為圓形、三角形、六邊形的軸類和盤類中小型零件。2.6

刀具的選擇數控加工中的刀具選擇和切削用量確定是在人機交互狀態下完成的要求編程人員必須掌握刀具選擇和切削用量確定的基本原則，在編程時充分考慮數控加工的特點，能夠正確選擇刀刃具及切削用量。數控刀具有以下特點：①剛性好（尤其是粗加工刀具）、精度高、抗振及熱變形小；②互換性好，便于快速換刀；③壽命高，切削性能穩定、可靠；④刀具的尺寸便于調整，以減少換刀調整時間；⑤刀具應能可靠地斷屑或卷屑，以利于切屑的排除；⑥系列化、標準化，以利于編程和刀具管理。數控機床上用的刀具應滿足安裝調整方便、剛性好、精度高、耐用度好等要求。數控車床兼作粗精車削，粗車時吃刀深、進給快，要求車刀有足夠的強度，能一次進給車去較多的余量；精車時要達到圖樣要求的尺寸精度和較小的表面粗糙度，車去的余量較少，要求車刀鋒利，切削刃平直光潔，必要時還可磨出修光刃。為減少換刀時間、方便對刀、提高生產效率，便于實現機械加工的標準化，在數控車削加工時，應盡量采用機夾刀和機夾片刀，機夾片刀常采用可轉位車刀。刀片材質的選擇主要依據被加工工件的材料、被加工表面的精度、表面質量要求、切削載荷的大小以及切削過程有無沖擊和振動，故加工此零件選擇硬質合金刀片。根據零件的外形結構，加工需要如下刀具：硬質合金端面車刀、菱形外圓車刀、外切槽刀、外螺紋刀、內孔鏜刀、30°外圓尖刀、φ5mm中心鉆、φ22mm標準麻花鉆。數控加工刀具卡片序號刀具號刀具規格名稱數量加工表面備注1T0145°硬質合金端面車刀1平端面手動

2T0280°菱形外圓車刀1粗車零件左端外輪廓自動3T0355°菱形外圓車刀1精車零件左端外輪廓自動4T043mm外切槽刀1切槽

自動5T0560°外螺紋刀1加工外螺紋

自動6T06φ5mm中心鉆1鉆φmm中心孔

手動7T07φ22mm鉆頭1鉆底孔手動8T0845°外圓車刀1粗車零件右端外輪廓自動9T0930°外圓尖刀1精車零件右端外輪廓自動數控加工刀具卡片續表一10T1080°內鏜刀1粗鏜內孔表面自動11T1155°內鏜刀1精鏜內孔表面自動12T1260°內螺紋刀1加工內螺紋自動

2.7

切削用量的選擇數控編程時，必須確定每道工序的切削用量，并以指令的形式寫入程序中，切削用量包括主軸轉速、進給速度及背吃刀量等。切削用量的選擇原則是：保證零件加工精度和表面粗糙度，充分發揮刀具的切削性能，保證合理的刀具壽命，充分發揮機床的性能，最大限度的提高生產率，降低成本。2.7.1主軸轉速的確定（1）車外圓時主軸轉速主軸轉速應根據允許的切削速度和工件（或刀具）直徑來選擇。其計算公式為n=1000v/πd其中

v—切削速度（m/min），由刀具壽命決定；

n—主軸轉速（r/min）；

d—工件直徑或刀具直徑（mm）。（2）車螺紋時主軸的轉速在車削螺紋時，車床的主軸轉速將受到螺紋的螺距P（或導程）大小、驅動電機的升降頻特性，以及螺紋插補運算速度等多種因素影響，故對于不同的數控系統，推薦不同的主軸轉速選擇范圍。大多數經濟型數控車床推薦車螺紋時的主軸轉速n(r/min)為：n≤（1200/P）－k式中

P——被加工螺紋螺距，㎜；k——保險系數，一般取為80。主軸轉速n最后要根據上述計算值、機床說明書而定，選取機床有的或較接近計算值的轉速。2.7.2進給速度的確定進給速度是數控機床切削用量中的重要參數，主要根據零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性質選取。最大進給速度受機床剛度和進給系統的性能限制。確定進給速度的原則是：（1）當工件的質量要求能得到保證時，為提高生產效率，可選擇較高的進給速度。一般在100～200mm/min范圍內選取。（2）在切斷、加工深孔或用高速鋼刀具加工時，宜選擇較低的進給速度，一般在20～50mm/min范圍內選取。（3）當加工精度、表面粗糙度要求較高時，進給速度應選小一些，一般在20～50mm/min范圍內選取。（4）當刀具空行程，特別是遠距離“回零”時，可以設定該機床數控系統設定的最高進給速度。2.7.3背吃刀量的確定背吃刀量根據機床、工件和刀具的剛度來決定，在剛度允許的條件下，應盡可能使背吃刀量等于工件的加工余量，這樣可以減少走刀次數，提高生產效率。為了保證加工表面質量，可以留少許加工余量，一般為0.2～0.5mm。切削用量的選擇是否合理，對于能否充分發揮機床潛力與刀具的切削性能，實現優質、高產、低成本和安全操作具有很重要的作用。車削用量的具體選擇如下：粗車時，首先選擇一個盡可能大的背吃刀量，其次選擇一個較大的進給量，最后確定一個合適的切削速度。精車時，加工精度和表面粗糙度要求較高，加工余量不大且均勻，因此選擇較小的背吃刀量和進給量。如何確定加工時的切削速度，除了可參考《數控加工技術》表2-1列出的數值外，主要根據實踐經驗進行確定。數控車削用量推薦表工件材料工件材料切削深度/mm切削速度/（m.min-1）進給量/（mm.r-1）刀具材料碳素鋼

(δb

>600Mpa）粗加工5～760～800.2～0.4YT類粗加工2～380～1200.2～0.4精加工0.2～0.3120～1500.1～0.2鉆中心孔

500～800

W18Cr4V鉆孔

～300.1～0.2切斷（寬度＜5mm）70～1100.1～0.2YT類鑄鐵（200HBS以下）粗加工

50～700.2～0.4YG類精加工

70～1000.1～0.2切斷（寬度＜5mm）50～700.1～0.2此外，在安排粗、精車削用量時，應注意機床說明書給定的允許切削用量范圍，對于主軸采用交流變頻調速的數控車床，由于主軸在低轉速時扭矩降低，尤其應注意此時的切削用量選擇。2.8對刀點與換刀點的確定工件裝夾方式確定后，即可通過確定工件原點來確定工件坐標系。如果要運行這一程序來加工工件，必須確定刀具在工件坐標系開始運動的起點。程序起始點或起刀點一般通過對刀來確定，所以，該點又稱為對刀點。在編制程序時，要正確選擇對刀點的位置。對刀點設置原則是：（1）便于數值處理和簡化程序編制；（2）易于找正并在加工過程中便于查找；（3）引起的加工誤差小。對刀點可以設置在加工零件上，也可以設置在夾具或機床上，盡可能設在零件的設計基準或工藝基準上。換刀點是指加工過程中需要換刀時刀具的相對位置點。換刀點往往設在工件的外部，以能順利的換刀、不碰撞工件和其他部件為準。本零件將對刀點設在裝夾后右端面中心，換刀點設在離對刀點x、z方向分別為100，100的位置。2.9工序與工步的劃分在數控機床上加工零件，工序可以比較集中，一次裝夾應盡可能完成全部工序。常用工序劃分原則有：（1）保證精度原則。數控加工要求工序應盡可能集中，通常粗、精加工在一次裝夾下完成，為減少熱變形和切削力變形對工件的形狀、位置精度、尺寸精度和表面粗糙度的影響，應將粗、精加工分開進行。此時可用不同的機床或不同的刀具進行加工，通常在一次安裝中，不允許將零件的某一部分表面加工完畢后，再加工零件的其他表面。對軸類或盤類零件，將待加工面先粗加工，留少量余量再精加工，以保證表面質量要求。對軸上有孔、螺紋加工的工件，應先加工表面而后加工孔、螺紋。（2）提高生產效率的原則。在數控加工中，為減少換刀次數，節省換刀時間，應在需用同一把刀加工的加工部位全部完成后，再換另一把刀來加工其他部位。同時應盡量減少空行程，當用同一把刀加工工件的多個部位時，應以最短的路線到達各加工部位。按照上述劃分原則，綜合本零件的工藝性，裝夾一次為一個工序，換一次刀為一個工步。故加工此零件劃分兩個工序，加工左端為第一道工序，有5個工步；調頭后加工為第二道工序，有7個工步。2.10

加工路線的確定在數控加工中，刀具刀位點相對于工件的運動軌跡和方向稱為加工路線。即刀具從對刀點開始運動起，直至結束，加工程序所經過的路徑，包括切削加工的路徑及刀具引入、返回等非切削空行程。加工路線的確定原則主要有以下幾點：（1）應能保證零件的加工精度和表面粗糙度的要求，且效率高。（2）應盡量縮短加工路線，既可以減少程序段，又可以減少刀具空程移動時間。（3）應使數值計算簡單，以減少編程工作量。此外，確定加工路線時，還要考慮工件的加工余量和機床、刀具的剛度等情況，確定是一次走刀，還是多次走刀完成加工。按照上述原則，確定如下加工路線：工序一：①夾φ60mm毛坯，平端面；

②粗車φ30mm外圓柱面、20°錐面、φ47mm圓柱面；

③精加工上述輪廓；

④切槽；

⑤車M30×2螺紋。工序二：①調頭夾φ47mm圓柱面，打φ5mm中心孔；

②粗車φ36mm圓柱面、R10mm圓弧面、φ52mm圓球面和φ35mm圓柱面；

③精車上述輪廓；

④鉆φ22mm孔；

⑤粗鏜孔；

⑥精鏜孔；

⑦車M30×2內螺紋。

第三章

加工工序的設計經過零件的工藝分析，確定加工零件時采用調頭加工，編程時尺寸公差取中間值。編程所用尺寸說明：20°錐面小端的直徑為39.2416mm，φ36圓柱面長度為7.3726mm，R10圓弧面與Sφ52圓球面相交處直徑為40.4444mm，此點距零件右端面距離為13.6580mm，Sφ52圓球面與φ35圓柱面相交處距右端面距離為49.2289mm。3.1

工序一3.1.1

確定工件坐標系裝夾毛坯φ60mm外圓，平端面，對刀，將工件原點設在右端面中心（此端面為精加工表面，以后不再加工）。換刀點選在離對刀點x、z方向分別為100，100的位置。3.1.2

工件的裝夾方式用三爪自定心卡盤夾毛坯φ60mm外圓，探出100mm左右，車零件左端至φ47mm與φ35mm外圓相交處。3.1.3

加工刀具的選擇T0101——45°端面車刀，車端面，刀尖圓弧半徑0.8mm。T0202——90°菱形外圓右偏刀，粗車外圓，刀尖圓弧半徑0.8mm。T0303——80°菱形外圓右偏刀，精車外圓，刀尖圓弧半徑0.8mm。T0404——3mm外切槽刀，車槽，刀尖圓弧半徑0.8mm。T0505——60°外螺紋刀，車螺紋，刀尖圓弧半徑0.8mm。3.1.4

切削用量計算根據《數控車削用量推薦表》,選擇合適的切削用量。（1）車端面時選擇主軸轉速為500r/min；（2）粗車外圓時，選取Vc=120m/min，f=0.2mm/r，ap=2mm，粗加工時直徑為60mm。則：主軸轉速：n=1000Vc/πd

=[（1000×120）/（3.14×60）]r/min=636r/min

進給速度：F=f×n=（0.2×636）mm/min=127mm/min考慮刀具強度、機床剛度等實際情況，選擇n=600r/min，F=150mm/min，ap=2mm。（3）精車外圓時，選取Vc=150m/min，f=0.1mm/r，ap=0.2mm，精加工時取直徑40mm。則：主軸轉速：n=1000Vc/πd

=[（1000×150）/（3.14×40）]r/min=1194r/min進給速度：F=f×n=0.1×1194mm/min=119.4mm/min考慮刀具強度、機床剛度等實際情況，選取n=1200r/min，F=100r/min，ap=0.2mm。（4）

車槽時，選擇Vc=70m/min，f=0.1mm/r，車槽時直徑為47mm。則：主軸轉速：n=1000Vc/πd

=[（1000×70）/（3.14×47）]r/min=474r/min

進給速度：F=f×n=（0.1×474）mm/min=47.4mm/min考慮刀具強度、機床剛度等實際情況，選取n=400r/min，F=30r/min。（5）車螺紋時，主軸轉速n≤（1200/P）－k，k為安全系數，一般取80。

則：n≤[（1200/2）-80]/r/min=520r/min

考慮刀具強度、機床剛度等實際加工情況，選取n=400r/min.3.1.5

工藝路線（1）用1號端面車刀手動平端面；（2）用2號80°菱形外圓車刀使用G71外圓粗車復合循環粗車零件左端外輪廓：φ30mm圓柱面、20°錐面、φ47mm圓柱面；（3）用3號55°菱形外圓車刀精車上述輪廓；（4）用4號外切槽刀車φ47mm圓柱面上的三個槽；（5）用5號60°外螺紋刀車M30×2螺紋；3.1.6

加工程序%0001

；程序頭T0202

；選擇2號80°菱形外圓車刀，建立工件坐標系M03S600M07

；主軸以600r/min的速度正轉，切削液開G00X65Z5

；將刀具定位在工件外表面G71U2R2P10Q20X0.2Z0.1F150

；外輪廓粗車循環并指定精車路線N10～N20G00X100

；刀具移動到換刀點Z100T0303

；換3號55°菱形外圓車刀精車外輪廓N10G42G00X26

S1200

；精車外輪廓時主軸轉速為1200r/min

G01Z0F100

；精車外輪廓時合成進給速度為100mm/min

X30Z-2

Z-28

X39.2416X46.985W-22Z-82N20X65G40X100

；取消刀補，刀具移動到換刀點Z100T0404

；選擇4號外切槽刀S400

；主軸轉速為400r/minG00X55

；定位刀具Z-52M98P0002L3

；調用切槽的子程序G00X100

；刀具移動到換刀點Z100T0505

；選擇5號60°外螺紋刀S400

；主軸轉速為400r/minG00X35Z5

；定位刀具G82X29.1Z-23R-3E1F2

；車第一刀G82X28.5Z-23R-3E1F2

；車第二刀G82X27.9Z-23R-3E1F2

；車第三刀G82X27.5Z-23R-3E1F2

；車第四刀G82X27.4Z-23R-3E1F2

；車第五刀G82X27.4Z-23R-3E1F2

；光整GOOX100

；退刀Z100M09

；切削液關M05

；主軸停轉M30

；主程序結束

%0002

；切槽子程序程序頭G91G00Z-5.015

；移動刀具G90G01X40F30

；切槽G04P4X55W-0.5X40G04P4X55M99

；子程序結束，返回主程序

3.1.7

加工工序卡片工序號程序編號零件圖號零件名稱使用設備產品名稱夾具

名稱夾具編號材料10001

數控車床

三爪卡盤145#加工內容刀具號刀具名稱刀具規格/mm切削三要素加工余量/mm備注主軸轉速被吃刀量進給

速度r/minmmmm/min車端面T0145°端面車刀0.8500

300手動粗車外圓T0280°菱形外圓車刀0.860021500.2自動精車

外圓T0355°菱形外圓車刀0.812000.21000自動切槽T04外切槽刀3400

300自動車螺紋T0560°外螺紋刀0.8400

0自動3.1.8

加工中的難點與解決方案（1）螺紋切削說明：螺紋切削應注意在兩端設置足夠的升速進刀段和降速退刀段，以剔除兩端因變速而出現的非標準螺距的螺紋段；①在螺紋切削過程中，進給速度修調功能和進給暫停功能無效；②在螺紋加工過程中，不應該使用恒線速控制功能；③從粗加工到精加工，主軸轉速必須保持一致，否則螺距將發生變化。（2）螺紋加工，當牙型較深，螺距較大時，可分數次進給，常用螺紋切削的進給次數與背吃刀量參考《數控加工與編程》表2-2（3）外圓車刀刀尖為圓弧，可以提高加工表面粗糙度。加工時采用這樣的車刀車內、外圓和端面時，刀尖圓弧不影響加工尺寸和形狀，但轉角處的刀尖無法車出，并且在切削錐面或圓弧面時，會造成過切或少切，因此，在加工時要采用刀尖半徑補償來消除誤差。3.2

工序二3.2.1

尺寸鏈的計算封閉環的基本尺寸等于所有增環基本尺寸減所有減環的基本尺寸，封閉環的上偏差等于所有增環的上偏差減所有減環的下偏差，封閉環的下偏差等于所有增環的下偏差減所有減環的上偏差。通過尺寸鏈的計算，算出零件右端長度為63±0.12mm。

3.2.2

確定工件坐標系測量總長，計算端面車削長度，調頭夾φ47mm圓柱面，平端面，對刀，設置工件原點。換刀點選在離對刀點x、z方向分別為100，100的位置。3.2.3

工件的裝夾方式夾φ47mm圓柱面，加墊銅片，保護已加工表面，探出80mm左右，用百分表測量同軸度，并校正。3.2.4

刀具選擇T0101——45°端面車刀，平端面，刀尖圓弧半徑0.8mm。T06——φ5mm中心鉆。T07——φ22mm標準麻花鉆。T0808——45°外圓車刀，粗精車外輪廓，刀尖圓弧半徑0.8mm。T0909——30°外圓尖刀，精車外輪廓，刀尖圓弧半徑0.8mm。T1010——80°內鏜刀，粗鏜內輪廓，刀尖圓弧半徑0.8mm。T1111——55°內鏜刀，精車內孔，刀尖圓弧半徑0.8mm。T1212——60°內螺紋刀，加工內螺紋，刀尖圓弧半徑0.8mm。3.2.5

切削用量計算根據《數控車削用量推薦表》,選擇合適的切削用量。（1）用端面車刀手動車端面時，主軸轉速為500r/min；（2）打中心孔時主軸轉速選取400r/min。（3）粗、精車外輪廓時，切削用量的選擇與車左端時相同：粗車時，主軸轉速為600r/min，進給速度為150mm/min，背吃刀量為2mm；精車時，主軸轉速為1200r/min，進給速度為100mm/min,背吃刀量為0.2mm。（4）鉆孔時主軸轉速選取400r/min。（5）粗鏜孔時，選取Vc=80m/min，f=0.2，ap=1mm，加工時直徑為22mm。則：主軸轉速：n=1000Vc/πd

=[（1000×80）/（3.14×22）]r/min=1158r/min

進給速度：F=f×n=（0.2×1158）mm/min=231mm/min。

考慮刀具強度，機床剛度等實際加工情況，選擇n=600r/min，F=150mm/min,ap=1mm。（6）精鏜孔時，選取Vc=120m/min，f=0.1mm/r，ap=0.2mm，精加工時取直徑27mm。則：主軸轉速：n=1000Vc/πd

=[（1000×120）/（3.14×27）]r/min=1415r/min

進給速度：F=f×n=（0.1×1415）mm/min=141mm/min

考慮刀具強度，機床剛度等實際情況，選擇n=1000r/min，F=80mm/min，ap=0.2mm。（7）車內螺紋時，主軸轉速n≤（1200/P）－k，k為安全系數，一般取80。則：n≤[（1200/2）-80]/r/min=520r/min

考慮刀具強度，機床剛度等實際情況，選取n=400r/min。3.2.6

工藝路線（1）用1號45°端面車刀手動車端面；（2）用6號φ5mm中心鉆打中心孔；（3）用8號45°外圓車刀使用G71外圓粗車復合循環指令粗車外輪廓：φ36mm圓柱面、R10mm圓弧面、φ52mm圓球面和φ35mm圓柱面；（4）用9號30°外圓尖刀精車上述輪廓；（5）用7號刀φ22mm標準麻花鉆手動鉆孔，孔深32mm；（6）用10號80°內鏜刀粗鏜孔；（7）用11號55°內鏜刀精鏜孔；（8）用12號60°內螺紋刀車M30×2內螺紋；2.2.7

加工程序%0003

；程序頭T0808

；選擇8號45°外圓車刀，建立工件坐標系M03S600M07

；主軸以600r/min的速度正轉，切削液開G00X65Z5

；刀具定位G71U2R2P10Q20E0.2F150

；外輪廓粗車循環指定精加工路線N10～Q20

G00X100

；刀具移動到換刀點Z100T0909

；換9號30°外圓尖刀N10G42G00X35.985

S1200

；精加工時主軸轉速為1200r/minG01Z-7.3726F100

；精加工合成進給速度為100mm/minG02X40.4444Z-13.6580R10G03X35Z-49.2289R26G01Z-63N20X65G40G00X100

；取消刀補，并退刀Z100M05

；主軸停轉M30

；程序結束

%0004

；程序頭T1010

；選擇10號80°內鏜刀M03S600M07

；粗鏜時主軸轉速為600r/minG00X18Z5

；刀具定位G71U2R2P30Q40X-0.2Z0.1F150

；內孔粗車循環指定精加工路線N10～N20

G00X100

；刀具移動到換刀點Z100T1111

；換11號55°內鏜刀N30G41G00X31.402

S1000

；精鏜時主軸轉速為1000r/minG01Z0F100

；精鏜時合成進給速度為100mm/minX27.402Z-2Z-32N40X18G40G00Z100

；取消刀補并退刀X100T1212

；選擇12號60°內螺紋刀S400

；主軸轉速為400r/minG00X23Z5

；刀具定位G82X28.302Z-25R-3E-1F2

；車第一刀G82X28.902Z-25R-3E-1F2

；車第二刀G82X29.502Z-25R-3E-1F2

；車第三刀G82X29.902Z-25R-3E-1F2

；車第四刀G82X30Z-25R-3E-1F2

；車第五刀G82X30Z-25R-3E-1F2

；光整G00X100

；退刀Z100M09

；切削液關M05

；主軸停轉M30

；程序結束

3.2.8

加工工序卡片工序號程序編號零件圖號零件名稱使用設備產品名稱夾具名稱夾具編號材料20003

數控車床

三爪卡盤145#加工內容刀具號刀具名稱刀具規格/mm切削三要素加工余量/mm備注主軸轉速被吃刀量進給速度r/minmmmm/min車端面T0145°端面車刀0.8500

300手動鉆中心孔T06中心鉆5400

手動粗車外圓T0845°外圓車刀0.860021500.2自動精車外圓T0930°外圓尖刀0.812000.21000自動鉆孔T07標準麻花鉆22400

0手動粗鏜孔T1080°內鏜刀0.860011500.2自動精鏜孔T1155°內鏜刀0.810000.21000自動車內螺紋T1260°內螺紋刀0.8400

0自動

3.2.9

加工中的難點與解決方案（1）在左端加工之前，應測量剩余毛坯的長度，保證所需要的尺寸63±0.12mm。（2）用三爪卡盤夾已加工表面φ47mm外圓時，為保護已加工表面精度，應加墊銅片。夾緊后應用百分表測量同軸度，用銅錘輕輕敲打校正。（3）加工圓弧面和圓球面時，為保證尺寸、形狀等技術要求，不產生過切或少切現象，在編程時，應考慮刀具半徑補償。（4）鉆孔時，尺寸不易保證。在鉆孔時，當鉆頭接觸工件時記下刻度值，計算出孔深所需刻度，根據計算值手動進給鉆孔。（5）加工螺紋時應分數次進給，參考《數控加工與編程》表2-2選擇螺紋切削的進給次數與背吃刀量。

第四章注意事項4.1

數控車床操作注意事項（1）程序輸入階段①程序輸入時應正確，避免字母、數字和符號的輸入錯誤。②程序輸入應符合系統格式。（2）零件加工階段①檢查數控系統是否已回參考點。②安裝車刀，確認車刀安裝的刀位和程序中編程所需的刀號一致。③對刀。④車刀對刀完畢后，應確認對刀的正確性，確認精車刀對刀的精確性。⑤加工前仔細檢查和確認是否符合自動加工運行模式。在數控車間操作機床時要注意安全，嚴格按照《數控機床設備安全操作規程》要求操作。

第五章成品自檢數據零件的加工質量包括加工精度和表面質量。加工精度是指實際零件的形狀、尺寸和理想零件的形狀、尺寸相符合的程度。其中加工精度有尺寸精度、形狀精度和位置精度，尺寸精度是指實際零件的尺寸和理想零件的尺寸相符合的程度，常用游標卡尺、百分尺等來檢驗。零件的形狀精度是指同一表面的實際形狀與理想形狀相符合的程度，形狀精度通常用直尺、百分表、輪廓測量儀等來檢驗。位置精度是指零件點、線、面的實際位置與理想位置相符合的程度，位置精度常用游標卡尺、百分表、直角尺等來檢驗。表面質量的指標有表面粗糙度、表面加工硬化的程度、殘余應力的性質和大小，表面質量的主要指標是表面粗糙度。表面粗糙度用表面粗糙度樣板測量。經測量，零件總長為145.06mm，M30×2所在圓柱面長度為28mm，實際槽寬為3.5mm，槽間距為5mm，φ35mm圓柱面實際測量為φ34.98mm，球面直徑為52mm，φ36mm圓柱面實際測量為φ36mm，同軸度誤差為φ0.02mm，尺寸均在公差允許范圍之內，表面粗糙度符合技術要求，故此零件加工合格。

致

謝本設計是在方波老師、熊霞麗老師和周成松老師悉心指導和大力支持下完成的。從本課題的選題到設計的全部完成，三位老師多次詢問設計進程，并為我指點迷津，開拓設計思路，精心點撥，熱忱鼓勵。他們以其嚴謹求實的治學態度、高度的敬業精神、兢兢業業、孜孜以求的工作作風和大膽創新的進取精神對我產生重要影響。他們淵博的知識、開闊的視野和敏銳的思維給了我深深的啟迪。同時在此次畢業設計過程中我也進一步的學到了數控加工多方面的知識，實際動手操作技能有了很大的提高。感謝方老師、熊老師和周老師！另外，我還要特別感謝吳超、饒婷、劉麗平、袁海波、李書林、方飛虎等同學在設計過程中給予我的幫助與支持，感謝設計小組每位成員對課題的積極討論，感謝寢室的每一位姐妹為我創造的舒適、溫馨的環境，使我得以順利完成畢業設計。感謝三年來對我教育培養的老師，感謝學院領導、系領導、各位老師，為我提供了良好的設計條件，謹向所有老師表示最誠摯的敬意和謝意。最后，再次對關心、幫助我的老師和同學表示衷心地感謝！

參考文獻1、

詹華西編．《數控加工與編程》．西安電子科技大學出版社，2004年2、

余英良編．《數控加工編程及操作》．高等教育出版社，2005年3、

李華編．《機械制造技術》．高等教育出版社，2006年4、

第一屆全國數控技能大賽組委會編．《決賽試題解析與點評》．中國科技技術出版社，2005年5、

朱淑萍編．《機械加工工藝及裝備》．機械工業出版社，2002年6、

陳子銀，徐鯤鵬編．《數控加工技術》．北京理工大學出版社，2006年7、

武漢華中數控股份有限公司．《數控車床編程與操作基礎》8、

薛彥成編．《公差配合與技術測量》．機械工業出版社．2005年

2007年11月25日

附

錄附錄一

常用公制螺紋切削的進給次數與背吃刀量（雙邊）mm

螺距1.01.52.02.53.03.54.0牙深0.6940.9471.2991.6241.9492.2732.598背吃刀量和切削次數1次1.02次0.83次0.64次

5次

0.40.46次

0.47次

8次

0.150.39次

0.2

附錄二

數控機床設備安全操作規程（1）嚴禁穿背心、短褲和拖鞋進入本實訓中心，避免發生意外，女生戴帽，長發盤發扎緊。（2）本實訓中心的設備、儀器、工具等，應按有關規定放置，妥善保管。（3）在實訓前，學生必須熟悉實訓的目的和要求。（4）在實訓中，未經教師允許不得接通電源。（5）操作機床，必須穿工作服，嚴禁戴手套操作。（6）操作時應按程序正確操作，工件夾緊后，必須取下卡盤扳手。（7）操作過程中，遇到設備報警應及時請教指導老師并按下急停按鈕。（8）清除切削時要用刷，不能用棉紗或用嘴吹。（9）嚴禁在實習車間內打鬧，玩耍。（10）設備操作完畢后，切斷電源，認真做好車間衛生、機床保養工作。

附錄三

指令字符

機能地址意義零件程序號%程序編號程序段號N程序段編號準備機能G指令動作方式尺

寸

字X、Y、Z、A、B、C、

U、V、W坐標軸的移動命令R圓弧半徑I、J、K圓心相對起點坐標進給速度F進給速度的指定主軸機能S主軸轉速刀具機能T刀具編號的指定輔助機能M輔助功能補償號D刀具半徑補償號暫停P、X暫停時間指定（秒）程序段指令P子程序號指定參數P、Q、R、U、W、

I、K、C、A車削復合參數倒角控制C、R倒直角、圓角

附錄四

常用G指令代碼

代碼意義代碼意義G00快速點定位G71車外圓復合循環G01直線插補G72車端面復合循環G02順圓插補G73車閉環復合循環G03逆圓插補G76車螺紋復合循環G32螺紋切削G80車外圓固定循環G04暫停延時G81車端面固定循環G20英制單位G82車螺紋固定循環G21公制單位G90絕對坐標編程G28回參考點G91增量坐標編程G29參考點返回G92工件坐標系指定G36/G37直徑/半徑編程G94每分鐘進給方式G40刀補取消G95每轉進給方式G41左刀補G96恒線速方式G42右刀補G97恒轉速方式

設計小結時至今日，一個半月的畢業設計終于畫上了圓滿的句號。畢業設計的整個過程，有苦也有甜，不過樂趣也盡在其中！通過編寫軸類零件數控加工工藝設計說明書，我掌握了編寫零件加工工藝規程的步驟。從課題分析開始，再進行總體設計、詳細設計,最后到加工出符合技術要求的零件。每一步都讓我將理論學習的知識應用到實踐中去，使我掌握了一整套規范的設計操作流程。首先從零件工藝分析入手，審查零件圖，明確零件各部分的尺寸和精度要求，根據數控加工工藝性，正確選擇加工方法、加工路線，合理選擇刀具和切削用量，按照加工工藝步驟編寫數控加工程序。在設計準備階段，我總結學過的專業知識，到圖書館、上網查找資料，搜集各種能輔助設計的知識。設計過程中，運用綜合知識進行考慮，遇到不懂的問題及時向老師請教，或與同學討論。從開題報告的格式，到加工過程中應正確分析零件的裝夾定位、劃分加工工序，從選擇合理的刀具，到切削用量的確定，從編寫加工程序到數控車床上切削加工，方波老師都細心的講解，設計中遇到的每個細節問題都和同學認真討論。在方波老師、熊霞麗老師和周成松老師的悉心指導下，我從開題報告做起，進行零件工藝分析、裝夾方案的確定、加工工序劃分、選擇合理的刀具、確定切削用量、擬訂數控加工工序卡片、編寫加工程序、加工零件并自檢、編寫整理設計說明書等過程。通過小組討論、老師指導，我的畢業設計最終得以順利完成。在進行畢業設計的一個月里，我不斷的學習、不斷的積累，專業技能和綜合技能不斷的提高。尤其是數控車床操作熟練度大大提高，熟練掌握了操作面板各功能鍵的作用、對刀的技巧。在設計過程中我收獲最大的除了鞏固專業技能外，計算機水平也有大步提升。從Office辦公軟件到AutoCAD、Pro/E繪圖軟件的應用能力，我都有進一步的提高。在設計說明書的整體排版時，嚴格按照設計指導書的要求選擇字體、大小，設置合適的段落、間距等格式，利用AutoCAD繪制零件圖、工序簡圖，利用Pro/E繪制零件立體圖形。遇到不明白的格式設置、尺寸標注等問題，及時查閱相關書籍，請教同學，增強了我的自學能力。通過學習我加深了對計算機應用的了解，還學會了創建各種格式的頁眉、頁腳，插入目錄等重要的實用格式，學會了圖形文件在Word、AutoCAD與Pro/E之間的轉換。通過這次的畢業設計我收獲很多：首先，畢業設計是對我三年來所學專業知識是否踏實的檢驗，讓我對三年所學知識進行了綜合，也讓我溫習了一些已經快要淡忘的專業知識；其次,它提高了我們的自學能力，讓我們通過查閱資料,參考別人的優秀作品,學到了許多書本上根本就沒有的知識,也進一步提高了我們對機械行業的了解,增強了我們對專業的熱愛，以及對數控機床操作的熟練度,為以后的學習打下堅實的基礎；最重要的是,這次畢業設計讓我們體會到團隊合作的重要性，眾人劃槳開大船，只有在同學的幫助與支持下才能在這么短的時間內完成畢業設計。同時我也充分認識到自身的不足：知識面窄，知識的綜合應用能力不熟練。科技的高速發展，信息的不斷進步，數控技術在現在工業發展中起著越來越重要的作用，我們只有不斷的學習，才能適應科技的發展，時代的進步，成為既具有堅實的理論基礎，又有過硬的實踐操作能力的復合型技術人才。

鄭州科技學院專科畢業設計（論文）題目：軸類零件數控車削工藝分析及數控加工編程軸類零件數控車削工藝分析及數控加工編程摘要隨著數控技術的不斷發展和應用領域的擴大，數控加工技術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，因為效率、質量是先進制造技術的主題。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。而對于數控加工，無論是手工編程還是自動編程，在編程前都要對所加工的零件進行工藝分析，擬定加工方案，選擇合適的刀具，確定切削用量，對一些工藝問題（如對刀點、加工路線等）也需要一些處理。并在加工過程掌握控制精度的方法，才能加工出合格的產品。本文根據數控機床的特點，針對具體的零件，進行了工藝方案的分析，工裝方案的確定，刀具和切削用量的選擇，確定加工順序和加工路線，加工效率，簡化工序等方面的優勢。關鍵詞工藝分析加工方案進給路線控制尺寸ShaftpartsCNCturningtechnologyanalysisandNCprogrammingAbstractWiththecontinuousdevelopmentofnumericalcontroltechnologyandapplicationsexpand,CNCmachiningtechnologyontheeconomyofanumberofimportantsectors(IT,automotive,lightindustrial,medical,etc.)playanincreasinglyimportantrole,sincetheefficiency,qualityisthethemeofadvancedmanufacturingtechnology.High-speed,high-precisionmachiningtechnologiescangreatlyenhanceefficiency,improveproductqualityandgrades,shortentheproductioncycleandimprovemarketcompetitiveness.ForNCprocessing,whetherautomaticormanualprogrammingprogramming,programmingbeforetheprocessingofpartsforprocessanalysis,formulationandprocessingprogrammes,selectingtherighttooltodeterminethecuttingparameters,onanumberoftechnologyissues(suchasontheknifepoint,processingline,etc.)alsoneedssomework.Andprocessmasterycontrolprecision,toprocessingthequalifiedproduct.ThisarticleinaccordancewiththecharacteristicsofCNCmachinetools,tailoredtospecificparts,aprocessofanalysis,determinationoftoolingprogramme,toolandcuttingparametersselection,determinetheorderandprocessinglinesforprocessing,theprocessingefficiency,simplifyprocesses,andotherbenefits.Keywords：analysisprocessingprogrammefeedinglinecontrolsize工藝分析加工方案進給路線控制尺寸目錄摘要 1Abstract 2第一章概述 41.國內外數控發展概況 4第二章工藝方案分析 82.1零件圖 82.2零件圖分析 82.3確定加工方法 82.4確定加工方案 9第三章工件的裝夾 103.1定位基準的選擇 103.2定位基準選擇的原則 103.3確定零件的定位基準 103.4裝夾方式的選擇 103.5數控車床常用裝夾方式 103.6確定合理的裝夾方式 11第四章刀具及切削用量 124.1選擇數控刀具的原則 124.2選擇數控車削用刀具 124.3設置刀點和換刀點 134.4確定切削用量 13第五章典型軸類零件加工 145.1軸類零件加工的工藝分析 145.2典型軸類零件加工工藝 165.3手工編程 19第六章數控車自動編程軟件CAXA介紹 231．CAXA數控車界面 232.CAXA數控車進行造型設計 233．CAXA數控車加工-CAM 244．CAXA數控車加工類型 24第七章結束語 25第八章致謝詞 26參考文獻 27第一章概述1.1國內外數控發展概況隨著計算機技術的高速發展，傳統的制造業開始了根本性變革，各工業發達國家投入巨資，對現代制造技術進行研究開發，提出了全新的制造模式。在現代制造系統中，數控技術是關鍵技術，它集微電子、計算機、信息處理、自動檢測、自動控制等高新技術于一體，具有高精度、高效率、柔性自動化等特點，對制造業實現柔性自動化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。目前，數控技術正在發生根本性變革，由專用型封閉式開環控制模式向通用型開放式實時動態全閉環控制模式發展。在集成化基礎上，數控系統實現了超薄型、超小型化；在智能化基礎上，綜合了計算機、多媒體、模糊控制、神經網絡等多學科技術，數控系統實現了高速、高精、高效控制，加工過程中可以自動修正、調節與補償各項參數，實現了在線診斷和智能化故障處理；在網絡化基礎上，CAD/CAM與數控系統集成為一體，機床聯網，實現了中央集中控制的群控加工。

長期以來，我國的數控系統為傳統的封閉式體系結構，CNC只能作為非智能的機床運動控制器。加工過程變量根據經驗以固定參數形式事先設定，加工程序在實際加工前用手工方式或通過CAD/CAM及自動編程系統進行編制。CAD/CAM和CNC之間沒有反饋控制環節，整個制造過程中CNC只是一個封閉式的開環執行機構。在復雜環境以及多變條件下，加工過程中的刀具組合、工件材料、主軸轉速、進給速率、刀具軌跡、切削深度、步長、加工余量等加工參數，無法在現場環境下根據外部干擾和隨機因素實時動態調整，更無法通過反饋控制環節隨機修正CAD/CAM中的設定量，因而影響CNC的工作效率和產品加工質量。由此可見，傳統CNC系統的這種固定程序控制模式和封閉式體系結構，限制了CNC向多變量智能化控制發展，已不適應日益復雜的制造過程，因此，對數控技術實行變革勢在必行。1.2數控技術發展趨勢1.2.1（4）實時智能化早期的實時系統通常針對相對簡單的理想環境，其作用是如何調度任務，以確保任務在規定期限內完成。而人工智能則試圖用計算模型實現人類的各種智能行為。科學技術發展到今天，實時系統和人工智能相互結合，人工智能正向著具有實時響應的、更現實的領域發展，而實時系統也朝著具有智能行為的、更加復雜的應用發展，由此產生了實時智能控制這一新的領域。在數控技術領域，實時智能控制的研究和應用正沿著幾個主要分支發展：自適應控制、模糊控制、神經網絡控制、專家控制、學習控制、前饋控制等。例如在數控系統中配備編程專家系統、故障診斷專家系統、參數自動設定和刀具自動管理及補償等自適應調節系統，在高速加工時的綜合運動控制中引入提前預測和預算功能、動態前饋功能，在壓力、溫度、位置、速度控制等方面采用模糊控制，使數控系統的控制性能大大提高，從而達到最佳控制的目的。

1.2.2（4）通用型開放式閉環控制模式采用通用計算機組成總線式、模塊化、開放式、嵌入式體系結構，便于裁剪、擴展和升級，可組成不同檔次、不同類型、不同集成程度的數控系統。閉環控制模式是針對傳統的數控系統僅有的專用型單機封閉式開環控制模式提出的。由于制造過程是一個具有多變量控制和加工工藝綜合作用的復雜過程，包含諸如加工尺寸、形狀、振動、噪聲、溫度和熱變形等各種變化因素，因此，要實現加工過程的多目標優化，必須采用多變量的閉環控制，在實時加工過程中動態調整加工過程變量。加工過程中采用開放式通用型實時動態全閉環控制模式，易于將計算機實時智能技術、網絡技術、多媒體技術、CAD/CAM、伺服控制、自適應控制、動態數據管理及動態刀具補償、動態仿真等高新技術融于一體，構成嚴密的制造過程閉環控制體系，從而實現集成化、智能化、網絡化。1.3.智能化新一代PCNC數控系統當前開發研究適應于復雜制造過程的、具有閉環控制體系結構的、智能化新一代PCNC數控系統已成為可能。智能化新一代PCNC數控系統將計算機智能技術、網絡技術、CAD/CAM、伺服控制、自適應控制、動態數據管理及動態刀具補償、動態仿真等高新技術融于一體，形成嚴密的制造過程閉環控制體系。第二章工藝方案分析2.1零件圖2.2零件圖分析該零件表面由圓柱、逆圓弧、槽、螺紋、內孔、內槽、內螺紋等表面組成，尺寸標注完整，選用毛坯為45#鋼，Φ65mm×125mm，無熱處理和硬度要求。2.3確定加工方法加工方法的選擇原則是保證加工表面的精度和表面粗糙度的要求，由于獲得同一級精度及表面粗糙度的加工方法一般有許多，因而在實際選擇時，要結合零件的形狀、尺寸大小和形位公差等要求全面考慮。圖上幾個精度較高的尺寸，因其公差值較小，所以編程時有取平均值，而取其基本尺寸。通過以上數據分析，考慮加工的效率和加工的經濟性，最理想的加工方式為車削，考慮該零件為大量加工，股加工設備采用數控車床。根據加工零件的外形和材料等條件，選用cjk6032數控機床。2.4確定加工方案零件上比較精密表面加工，常常是通過粗加工、半精加工和精加工逐步達到的。對這些表面僅僅根據質量要求選擇相應的最終加工方法是不夠的，還應正確的確定毛坯到最終成形的加工方案。毛坯先夾持右端車右端輪廓95mm處，先用中心鉆打中心孔，再用Φ8的鉆頭鉆25mm的孔，再用Φ20的鉆頭擴孔，再用鏜刀鏜Φ22.5mm的孔，再用內槽刀鏜Φ28的槽，再用內螺紋刀車M24×1.5的螺紋。然后再車Φ40mm、R6的圓弧、Φ60mm和R45的圓弧。調頭加工Φ32mm、R4、R6的圓弧、Φ60mm的外輪廓，在切退刀槽，最后車M32×0.75的螺紋。該典型軸加工順序為：預備加工車端面鉆孔鏜孔切內螺紋退刀槽車內螺紋粗車左端面輪廓精車左端面輪廓調頭車端面粗車輪廓精車輪廓退刀槽粗車螺紋精車螺紋。第三章工件的裝夾3.1定位基準的選擇在制定零件加工的工藝規程時，正確的選擇工件的定位的基準有著十分中的意義。定位基準選擇的好壞，不僅影響零件加工的位置精度，而且對零件個表面的加工順序也有很大的影響。合理的選擇定位基準是保證零件加工精度的前提，還能簡化加工工序，提高加工效率。3.2定位基準選擇的原則1）基準重合原則。為了避免基準不重合誤差，方便編程，應選用工序基準作為定位基準，盡量使用工序基準，定位基準、編程原點三者統一。2）便于裝夾的原則。所選的定位基準應能保證定位準確、可靠，定位夾緊簡單、易操作，敞開性好，能夠加工盡可能多的表面。3）便于對刀的原則。批量加工時在工件坐標系已經確定的情況下，保證對刀的可能性和方便性。3.3確定零件的定位基準以左右端大端面為定位基準。3.4裝夾方式的選擇為了工件不至于在切削力的作用下發生位移，使其在加工過程始終保持正確的位置，需將工件壓緊壓牢。合理的選擇加緊方式十分重要，工件的裝夾不僅影響加工質量，而且對生產率，加工成本及操作安全都有直接影響。3.5數控車床常用裝夾方式1）在三爪自定心卡盤上裝夾。三爪自定心卡盤的三個爪是同步運動的，能自動定心，一般不需要找正。該卡盤裝夾工件方便、省時，但夾緊力小，適用于裝夾外形規則的中、小型工件。2）在兩頂尖之間裝夾。對于尺寸較大或加工工序較多的軸類工件，為了保證每次裝夾時的裝夾精度，可用兩頂尖。該裝夾方式適用于多序加工或精加工。3）用卡盤和頂尖裝夾。當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。這種方式比較安全，能承受較大的切削力，安裝剛性好，軸向定位基準，應用較廣泛。4）用心軸裝夾。當裝夾面為螺紋時再做個與之配合的螺紋進行裝夾，叫心軸裝夾。這種方式比較安全，能承受較大的切削力，安裝剛性好，軸向定位基準。3.6確定合理的裝夾方式裝夾方法：先用三爪自定心卡盤夾住右端，加工左端達到工件精度要求；再工件調頭，用三爪自定心卡盤夾住工件右端，在加工到工件精度要求。第四章刀具及切削用量4.1選擇數控刀具的原則刀具壽命與切削用量有密切的關系。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道具復雜程度、制造和磨刀成本來選擇。復雜和精度高的刀具壽命應選的比單刃刀具高些。對于機夾可轉位刀具，由于換到時間短，為了充分發揮其切削性能，提高生產效率，刀具壽命可選的低些，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，刀具壽命應選的高些，尤其保證刀具可靠性。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的低些，當某工序單位時間內所分擔到的全廠開支M較大時，刀具壽命也應選的低些。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，不僅需要剛性好、精度高，而求要求尺寸穩定，耐用度高斷和排性能同時要求安裝和調整方便，這樣來滿足數控機床高效率的要求。數控機床上所選用的道具常采用適應高速切削的刀具材料（如高速鋼、超細粒質硬質合金）并使用可轉位刀片。4.2選擇數控車削用刀具數控車削刀常用的一般分成型車刀、尖形車刀、圓弧形車刀三類。成型車刀也稱樣板車刀，其加工零件的輪廓形狀完全由車刀刀刃的形狀和尺寸決定。數控車削加工中，常見的成型車刀有小半徑圓弧車刀、非矩形車槽刀和螺紋刀等。在數控加工中，應盡量少用或不用成型車刀。尖形車刀是以直線形切削刃為特征的車刀。這類車刀的刀尖由直線型主副切削刃構成，如90度內外圓車刀、左右端面車刀、切槽（切斷）車刀及刀尖倒棱很小的各種外圓和內孔車刀。尖形車刀幾何參數（主要是幾何角度）的選擇方法與普通車削時基本相同，但應結合數控加工的特點（如加工路線、加工干涉等）進行全面考慮，并應兼顧刀尖本身的強度。4.3設置刀點和換刀點刀具究竟從什么位置開始移動到指定的位置呢？所以在程序執行的一開始，必須確定刀具在工件坐標系下開始運動的位置，這一位置即為程序執行時刀具相對與工件運動的起點，所以稱程序起始點或起刀點。此起始點一般通過對刀來確定，所以，該點又稱對刀點。在編制程序時，要正確選擇對刀點的位置。對刀點設置原則是：便于數值處理和簡化程序編制。易于找正并在加工過程中便于檢查，引起的加工誤差小。對刀點可設置在加工零件上，也可以設置在夾具上或機床上，為了提高零件的加工精度，對刀點應盡量設置在零件的設計基準或工藝基準上。實際操作機床時，可以通過手工對刀操作把刀具的刀位點放到對刀點上，即“刀位點”與“對刀點”的重合，所謂“刀位點”是指刀具定位基準點，車刀的刀位點為刀尖或刀尖圓弧中心。用手動對到操作，對刀精度較低，且效率低。而有些工廠采用光學對刀鏡、對刀儀、自動對刀裝置等，以減少對刀時間，提高對刀精度。加工過程中需要換刀時，應規定換刀點。所謂“換刀點”時指刀架轉動換刀時的位置，換刀點應設在工件或夾具的外部，以換刀時不碰工件及其他部件為準。4.4確定切削用量數控編程時，編程人員必須確定每道工序的切削用量，并以指令的形式寫入程序中。切削用量包括主軸轉速、背吃刀量及進給速度等。對于不同的加工方法，需要選用不同的切削用量。切削用量的選擇原則是：保證零件加工精度和表面粗糙度，充分發揮刀具切削性能，保證合理的刀具耐用度，并充分發揮機床的性能，最大限度提高生產率，降低成本第五章典型軸類零件加工5.1軸類零件加工的工藝分析（1）技術要求軸類零件的技術要求主要是支承軸頸的徑向尺寸精度和形位精度，軸向一般要求不高。軸頸的直徑公差的等級通常為IT6-IT8，幾何形狀精度主要是圓度和圓柱度，一般要求是限制在直徑公差范圍之內。相互位置精度主要是同軸度和圓跳動；保證配合軸頸對于支承軸頸的同軸度，是軸類零件位置精度的普遍要求之一。圖為特殊零件，徑向和軸向公差和表面粗糙度要求較高。（2）毛坯選擇軸類零件除光滑軸和直徑相差不大的階梯軸熱軋或冷拉圓棒料外，一般采用鍛件；發動機曲軸等一類軸件采用球墨鑄鐵鑄件比較多。如圖典型軸類直徑相差不大，采用直徑為65mm，材料為45鋼在鋸床上按130mm長度下料。（3）定位基準的選擇軸類零件外圓表面、內孔、螺紋等表面的同軸度，以及端面對軸中心線的垂直度是其相互位置精度的主要項目，而這些表面的設計的設計基準一般都是軸中心線。用兩中心孔定位符合基準重合原則，并且能夠最大限度的在一次裝夾中加工出多個外圓表面和端面，因此常用中心孔作為軸加工的定位基準。當不能采用中心孔時或粗加工是為了工作裝夾剛性，可采用軸的外圓表面作定位基準，或是以外圓表面和中心孔共同作為定位基準，能承受較大的切削力，但重復定位精度并不太高。數控車削時，為了能用同一程序重復加工和工件調頭加工軸向尺寸的精確性，或為了端面余量均勻，工件軸向需要定位。采用中心孔定位時，中心孔尺寸及兩端中心孔間的距離要保持一致。以外圓定位時，則應采用三爪自定心卡盤反爪裝夾或采用限未支承，以工件端面或臺階面或臺階面兒作為軸向定位基準。（4）軸類零件預備加工車削之前常需要根據情況安排預備加工，內容通常有：直—毛坯出廠時或在運輸、保管過程中，或熱處理時常會發生彎曲變形。過量彎曲變形會造成加工余量不足或裝夾不可靠。因此在車削前需增加校直工序。切斷—用棒料切得所需長度的坯料。切斷可在弓形鋸床、圓盤鋸床和帶鋸上進行，也可以在普通車床上切斷或在沖床上涌沖模沖切。（5）熱處理工序鑄、鍛件毛坯在粗車前應根據材質和技術要求正火或退火處理，以消除應力，改善組織和切削性能。性能要求較高的毛坯在粗加工后、精加工前應安排調質處理，一提高零件的綜合機械性能；對于硬度和耐磨性要求不高的零