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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用毕业设计说明书轴套类零件加工工艺及设计同学姓名：祁新春 学号：0602120225 学院：软件职业技术学院专业：数控指导老师：周建强2022 年 6 月名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 33 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用目录1 引言 1 2 数控机床的概述 2 2.1 数控及自动编程的进展简介 2 2.1.1 数控机床的进展过程： 2 2.1.2 自动编程软件的进展、联系及优越性 2 2.2 数控机床的基本组成及工作原理 3 2.2.1 数控机床的
2、基本组成 3 2.2.2 数控机床的工作原理 3 2.3 数控机床的分类 3 2.3.1 按掌握刀具与工件相对运动轨迹分类 3 2.3.2 按加工方式分类 3 2.3.3 按掌握坐标轴数分类 4 2.3.4 按驱动系统的掌握方式分类 4 2.4 数控机床的应用范畴 4 2.5 数控机床的特点 4 第三章轴类零件的加工工艺 5 第四章轴类零件实例加工 一）6 4.1 实体零件的生成 6 4.2 加工工艺分析 7 4.2.1 分析零件图纸和工艺分析 7 4.2.2 确定装夹方案 9 4.2.3 确定加工路线及进给路线 9 4.2.4 刀具的挑选 10 4.3 挑选切削用量 12 4.3.1 主轴转
3、速的确定 12 4.3.2 进给速度的确定 12 4.3.3 背吃刀量确定 12 4.4 编程 13 4.4.1 编程技巧 13 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 33 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用 4.4.2 编程特点 15 4.4.3 编程方法 15 4.4.4 编程步骤 16 4.4.5 实例分析 16 5 典型实例分析 二） 17 6 设计总结 21 附录 A 加工程序 23 参考文献 30 致谢 31名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 33 页精选学习资料 - - - - - - - - -
4、个人资料整理 仅限学习使用 1 引 言科学技术和社会生产的不断进展,对机械产品的性能、质量、生产率和成本提出了越来 越高的要求；机械加工工艺过程自动化是实现上述要求的重要技术措施之一；他不仅能够提 高品质质量和生产率,降低生产成本,仍能改善工人的劳动条件,但是采纳这种自动和高效 率的设备需要很大的初期投资,以及较长的生产周期,只有在大批量的生产条件下,才会有显著的经济效益；随着消费向个性化进展,单件小批量多品种产品占到70%-80%,这类产品的零件一般采纳通用机床来加工；而通用机床的自动化程度不高,基本上由人工操作,难于进一步提高 生产率和保证质量；特殊是由曲线、曲面组成的复杂零件,只能借助靠
5、模和仿行机床或者借 助画线和样板用手工操作的方法来完成,其加工精度和生产率受到极大影响；为明白决上述问题,满意多品种、小批量,特殊是结构复杂精度要求高的零件的自动化 生产,迫切需要一种敏捷的、通用的,能够适应产品频繁变化的“ 柔性” 自动化机床；数控 机床才得已产生和进展；数控技术是数字掌握 Numerical Control）技术的简称；它采纳数字化信号对被掌握设备进行掌握,使其产生各种规定的运动和动作；利用数控技术可以把生产过程用某中语言编 写的程序来描述,将程序以数字形式送入运算机或专用的数字运算装置进行处理输出,并控 制生产过程中相应的执行程序,从而使生产过程能在无人干预的情形下自动进
6、行,实现生产过程的自动化；采纳数控技术的掌握系统称为数控系统Numerical Control System）；根据被控对象的不同,存在多种数控系统,其中产生最早应用最广泛的是机械加工行业中的各 种机床数控系统；所谓机床数控系统就是以加工机床为掌握对象的数字掌握系统；安装有数控系统的机床称为数控机床；它是数控系统与机床本体的结合体；数控车床是 数控系统与车床本体的结合体；数控铣床是数控系统与铣床本体的结合体；除此之外仍有数 控线切割机床和数控加工中心等；数控机床是具有高附加值的技术密集型产品,是集机械、运算机、微电子、现代掌握及精密测量等多种现代技术为一体的高度机电一体化设备；数控 机床的产生
7、使传统的机械加工发生了庞大的变化,这不仅表现在复杂工件的制造成为可能,更 表 现 在 采 用 了 数 控 技 术 后 使 生 产 加 工 过 程 真 正 实 现 了 自 动 化 ；名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 33 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用2 数控机床的概述2.1 数控及自动编程的进展简介2.1.1 数控机床的进展过程由于运算机科学技术的进展,1952 年美国泊森斯公司 parsons）和麻省理工学院M.I.T. ）合作,研制成功了世界上第一台以数字运算机原理为基础的数字掌握 Numerical Control 简
8、称 NC）三坐标铣床,开创了机械加工自动化的新纪元；1955 年数字掌握 简称数控）机床进入使用化阶段,在进展曲面的加工中发挥了重要的作用；我国从 1958 年开头研制数控机床, 60 岁月中期进入有用阶段；目前我国已有很多机床厂能够生产不同类型的数控机床；我国经济型数控机床的讨论、生产和推广也取得了较大的进展,有力的推动了各行业的技术改造,取得了明显的经济效益和社会效益；将来数控机床的进展趋势主要表现在以下三个方面即数控技术水平方面、数控系统方面及驱动系统方面；2.1.2 自动编程软件的进展、联系及优越性 CAD/CAM技术是现代制造技术领域中的重要组成部分；经受半个多世纪的进展,至今已形成
9、了比较完整的科学技术体系,并在高新技术领域占有很重要的位置；随着 CAD技术的进展, CAD/CAM一体化成为可能；从20 世纪 90 岁月起, CAD/CAM技术向标准化、智能化的方向进展；为了实现系统集成,资源共享和产品生产与组织治理的高度自动化,提高产品的 竞争 CAD/CAM系统之间和各个子系统之间要进行统一的数据交换；从狭义上讲, NC 编程就是CAM的同意词；利用NC 加工技术,可以快速应对市场的变化,提高产品的竞争力；同传统机械加工相比,NC加工具有如下优势：1 缩短了产品加工是的帮助时间,提高了加工效率；利用数控机床,特殊是数控加工中 心进行 NC加工,基本上一次装夹,削减了夹
10、具设计与制造以及工件定位与装夹时间；2 加工精度高、安全牢靠；利用数控机床和NC加工技术,可以在制造前进行加工路径的模拟和仿真,削减加工过程中的误差,并能进行干涉检查；能够及早发觉加工过程中的问题 并加以修正；3 可以加工复杂的零件；一般机床不能加工的零件,都可以在数控机床上进行加工并且 加工精度高,可重复性好；随着 CAD/CAM一体化技术的进展,很多闻名的软件都具有很强的 NC功能；在中国使用 较为广泛的集成软件有 Pro/ENGINEER、UGIL、 Master CAM 和 CATIA 等；Pro/ENGINEER是 CAD/CAM/CAPP/POM 于 一 体 的 , 能 够 完 成
11、 制 造 业 所 需 的 各 个 方 面 功 能 设 计 的 软 件 包 ,Pro/ENGINEER集成了零件设计产品装配及 编程才能；NC加工,具有铣削、车削、点火花线切割等加工名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 33 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2.2 数控机床的基本组成及工作原理个人资料整理仅限学习使用2.2.1 数控机床的基本组成数控机床加工零件的工作过程分以下几个步骤实现：1、依据被加工零件的图样与工艺方案,用规定的代码和程序格式编写加工程序；2、所编程序指令输入机床数控装置；3、数控装置将程序 制 装 置CNC）进给电机掌握单元图 2.2
12、.1 ：机床数控系统的基本工作流程 2.2.2 数控机床的工作原理由上图可知,数控机床在加工时,是依据工件图样要求及加工工艺过程,将所用刀具及机床各部件的移动量、速度及动作先后次序、主轴转速、主轴旋转方向及冷却等要求,以规定的数控代码形式,编制成程序单,并输入到机床专用运算机中；然后,数控系统依据输入的指令,进行编译、运算和规律处理后,输出各种信号和指令,掌握机床各部分进行规定的位移和有次序的动作,加工出各种不同外形的工件；2.3 数控机床的分类 2.3.1 按掌握刀具与工件相对运动轨迹分类 点位掌握 Point to Point Control ） 或位置掌握 Positioning）数控机
13、床 轮廓掌握 Contouring Control 数控机床2.3.2 按加工方式分类 1. 金属切削类：如数控车、钻、镗、铣、磨、加工中心等；2. 金属成型类：如数控折弯机、弯管机、四转头压力机等；名师归纳总结 3 特殊加工类：如数控线切割、电火花、激光切割机等；第 6 页,共 33 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 4 其他类：如数控火焰切割机、三坐标测量机等；仅限学习使用2.3.3 按掌握坐标轴数分类1 两坐标数控机床：两轴联动,用于加工各种曲线轮廓的回转体,如数控车床；2 三坐标数控机床：三轴联动,多用于加工曲面零件,如数控铣床
14、、数控磨床；3 多坐标数控机床：四轴或五轴联动,多用于加工外形复杂的零件；2.3.4 按驱动系统的掌握方式分类 1 开环掌握数控机床 2 闭环掌握 Closed Loop Control）数控机床 3 半闭环掌握 Semi-closed Loop Control）数控机床2.4 数控机床的应用范畴1 轮廓外形复杂,加工精度高的零件；2 用一般机床加工时,需要制作复杂工艺装备的零件；3 用一般机床加工时,工艺路线过长、工装过多的零件；4 多品种、小批量生产的零件 100 件以内）；5 新产品的试制零件；6 价值昂贵,加工中不许报废的零件；7 生产周期段的急需件；8 集铣、钻、镗、扩、铰、攻螺纹等
15、多种工序于一体的零件；2.5 数控机床的特点 1 适应性强,适应加工单件或中小批量复杂工件；2 加工精度高,产品质量稳固；3 自动化程度高,劳动强度低,改善劳动条件；4 生产效率高；5 良好的经济效益；6 有利于生产治理的现代化；为了达到机床的有效利用,获得较好的经济效益,一般轴套类零件的加工使用数控车床；在下面的章节里,我将环绕两种典型的数控车床来阐述轴套类零件的加工工艺；名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 33 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用 3 轴类零件的加工工艺轴类零件是机器中常常遇到的典型零件之一；它主要用来支承传动
16、零部件,传递扭矩和 承担载荷；轴类零件是旋转体零件,其长度大于直径,一般由同心轴的外圆柱面、圆锥面、内孔和螺纹及相应的端面所组成；依据结构外形的不同,轴类零件可分为光轴、阶梯轴、空心轴和曲轴等；轴的长径比小于5 的称为短轴,大于20 的称为瘦长轴,大多数轴介于两者之间；轴用轴承支承,与轴承协作的轴段称为轴颈；轴颈是轴的装配基准,它们的精度和表 面质量一般要求较高,其技术要求一般依据轴的主要功用和工作条件制定,主要要求如下：1 尺寸精度比一般的零件的尺寸精度要求高；轴类零件中支承轴颈的精度要求最高,为 IT5 IT7 ；协作轴颈的尺寸精度要求可以低一些,为 IT6 IT9 ；2 外形精度高；3
17、位置精度高,其一般轴的径向跳动为0.01 0.03 ,高精度的轴为 0.001 0.005 ；4 表面粗糙度比一般的零件高,支承轴颈和重要表面的表面粗糙度 Ra 常为 0.1 0.8um,配 合轴颈和次要表面的表面粗糙度 Ra为 0.8 3.2um；轴类零件一般常用的材料有 45 钢、 40Cr 合金钢、轴承钢 GCr15 和弹簧钢 65Mn,仍有 20CrMoTi、20Mn2B、20Cr 等；轴类零件最常用的毛坯是棒料和锻件,只有一些大型或结构 复杂的轴,在质量答应时才采纳铸件；由于毛坯经过锻造后,能使金属内部纤维组织沿表面匀称分布,可获得较高的抗拉、抗弯及抗扭强度；所以除了光轴、直径相差不
18、大的阶梯轴可 使用热轧料棒料或冷拉棒料外,一般比较重要的轴大都采纳锻件；另外轴类零件的毛坯仍需要经过热处理；轴的结构设计原就：1 节约材料,减轻重量尽量采纳等强度的外形尺寸,或大的截面系数的截面外形；2 易于轴上零件的精确定位,稳固装配拆卸和调整；3 采纳各种削减应力应用和提高强度的结构措施；4 便于加工制造和保证精度；轴类零件中工艺规程的制订,直接关系到工件质量、劳动生产率和经济效益；一零件可 以有几种不同的加工方法,但只有某一种较合理,在制订机械加工工艺规程中,须留意以下几点：1 零件图工艺分析中,需懂得零件结构特点、精度、材质、热处理等技术要求,且要讨论产 品装配图,部件装配图及验收标准
19、；2 渗碳件加工工艺路线一般为：下料锻造正火粗加工半精加工渗碳去碳加工淬火车螺纹、钻孔或铣槽粗磨低温时效半精磨低温时效精磨；名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 33 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用 3 粗基准挑选：有非加工表面,应选非加工表面作为粗基准；对全部表面都需加工的铸件 轴,依据加工余量最小表面找正；且挑选平整光滑表面,让开浇口处；选坚固牢靠表面为粗 基准,同时,粗基准不行重复使用；4 精基准挑选：要符合基准重合原就,尽可能选设计基准或装配基准作为定位基准；符合基 准统一原就；尽可能在多数工序中用同一个定位基准；尽可能
20、使定位基准与测量基准重合；挑选精度高、安装稳固牢靠表面为精基准；4 轴类零件实例加工 一）4.1 实体零件的生成实体是利用 Pro/E 软件生成的：第一打开Pro/E 软件新建一个零件窗口,然后草绘出来零件的二维零件图,在利用软件中的实体把二维图转换成实体 如图 21 所示）；先储存一 下,然后在打开一个制造的窗口,这样会弹出一个对话框,先点装配,有回弹出一个子菜 单,再点装配,把刚才储存的零件装配到制造这个窗口上,调一下约束,把零件调到完全约 束状态；然后点击完成；点里面的创建按扭,在下面的菜单栏里点定义后会弹出一个窗口,然后在实体零件上选一个与轴长平行的基准面,在选一个与轴垂直的基准面,然
21、后会自动弹出草绘界面,在那上面草绘出一个比实体零件大的圆 70）,然后点确定按扭,把生成的毛坯掩盖住零件长度146；这样就完成了毛坯的生成如图 22 所示）；图 2-1 图 2-2 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 33 页精选学习资料 - - - - - - - - - 图:4.2.1-2所示；个人资料整理仅限学习使用如图 :4.2.1-2 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 33 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用相关参数如下：1 零件螺纹外径、圆锥、侧角、外圆和台阶可一次加工,圆弧已大于 90 ,加工
22、是要留意保证加工不干涉；名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 33 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用 2 为便于装夹,坯件左端预车出加持部分,右端也应先车出并钻好中心孔,毛坯用料为 直径 70mm棒料；3 该零件在加工中只需要一次装夹加工,从图纸上进行尺寸标注分析：工件坐标系的工件原点应挑选定在零件装夹后的右端面圆心处O0,0）点,如图 4.2.1-1所示；4.2.2 确定装夹方案 由于夹具确定了零件在数控机床坐标系中的位置,因而依据要求夹具能保证零件在机床 的正确坐标方向,同时和谐零件与机床坐标系的尺寸；因此数控机床的夹具应定
23、位牢靠、稳 定,一般采纳三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘或弹簧夹头；分析本工件为外轮廓加工,外表 面可以依次加工,无内孔,可采纳一次装夹完成粗、精加工；为了保证在加工螺纹时确保工件不来回晃动, 削减误差 , 一般以轴线和左端面为定位基准,左端采纳三爪自定心卡盘定心夹紧 4.2.3 确定加工路线及进给路线, 右端采纳活动顶尖支撑装夹方案；加工次序的确定按由内到外、由粗到精、由近到远的原就确定,在一次装夹中尽可能加工出较多的工件表面；因此在本设计中加工路线是按先粗车给精车留余量1mm）,然后再精车,按先主后次的加工原就尽量使“ 刀具集中” ,即用一把刀加工完相应的部位,在换另 一把刀加工其他部位；以削
24、减空行程和换刀时间,因此：1 车外圆：自右向左加工,起加工路线为：先倒角切削螺纹的实际外圆 28侧角切削锥度部分撤消圆弧部分车削 66；2 切槽：考虑到槽不太宽,可采纳一把刀一刀完成,挑选刀具宽度与槽宽相等,分多刀步进 切削；步进深度为 1mm；3 车螺纹：分析螺纹深度不深,采纳两刀完成螺纹加工；4 切断：零件加工终止后,挑选切断刀将工件从棒料上分别出来完成一个零件的加工；加工路线如下图 4.2.3 所示 数控自动加工工序卡）：如图 4.2.3 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 33 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理仅限学习使用零件图号
25、31 %0001 NC01 名称软件职业技数控自动加工工序卡型车削别术学院零件名称轴类零件设备名车床设备型号CJK6032A 程序号称基本材45钢硬度HRC26-28 工序名称区域车工序料削号工步号工步内容夹刀具名称量具编号编号名师归纳总结 1 粗车外圆01 外圆车01 游标卡第 13 页,共 33 页刀尺2 精车槽02 切槽刀02 千分尺3 精车螺纹03 螺纹刀01 游标卡尺4 精车外圆03 螺纹刀02 千分尺- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 4.2.4 刀具的挑选个人资料整理仅限学习使用与一般机床相比,数控加工时对刀具提出了更高的要求,不仅要求刚性
26、好、精度高,而 且要求尺寸稳固、耐用度高、断屑和排屑性能好,同时要求安装调整便利,满意数控机床的 高效率；因此,刀具的挑选是数控车削加工工艺中的重要内容之一 , 它不仅影响机床加工效 率而且直接影响零件的加工质量；在编程时挑选刀具通常要考虑机床的加工才能、工序内 容、被加工零件材料等因素；数控加工刀具材料要求采纳新型优质材料,一般原就是尽可能 挑选硬质合金精密加工时仍可挑选性能更好、更耐磨的陶瓷立方氮化硼和金刚石刀具并优选 刀具参数；一般来说需将所选定的刀具参数填入表轴承套数控加工刀具卡片中,以便于编程 和操作治理；常见的轴套类数控加工刀具如下；轴承套数控加工刀具卡片产品名称或代数控车工艺分析
27、实例零件名称轴承套零件图号Lathe-01 号序号 刀具刀具规格名称数量加工表面刀尖半径 mm 备注号1 T01 45 硬质合金端面车刀1 车端面共 1 页第 1 页2 T02 中心钻1 钻中心孔3 T03 割槽刀1 割槽4 T04 镗刀1 镗内孔各表面5 T05 90 外圆车刀1 车外圆表面6 T06 大钻头1 钻底孔7 T07 60 外螺纹车刀1 车 M45螺纹编制张忠祥审核批准年月日依据加工要求,选用三把刀具,号刀车外圆,号刀切槽,号刀车螺纹及进行精加 工；刀具应正确的挑选换刀点,以便在换刀过程中,刀具与工作机床和夹具不会碰撞；此设 计中,换刀点为 P100,100）见图 4.2.1-1
28、 ；1）粗车外轮廓挑选硬质合金 为 35 度；90 度外圆刀,其副偏角应取大一些为防止干涉,现取副偏角名师归纳总结 2）切槽挑选硬质合金切槽刀,刀尖宽度为5mm；第 14 页,共 33 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 3）精车倒角、外圆、圆锥、圆弧；车个人资料整理仅限学习使用60 外螺纹刀,取M28 1.5 螺纹,应选用硬质合金刀尖半径为 0.15 0.2mm；刀具挑选完毕、工件装夹方式确定后,即可通过确定工件原点来确定工件坐标系；假如要运行这一程序来加工工件,必需确定刀具在工件坐标系开头运动的起点；程序起始点或起 刀点一般通过对刀来确定,所以,该
29、点又称为对刀点；在编制程序时,要正确挑选对刀点的位置；对刀点设置原就是：1）便于数值处理和简化程序编制；2）易于找正并在加工过程中便于查找；3）引起的加工误差小；对刀点可以设置在加工零件上,也可以设置在夹具或机床上；4.3 挑选切削用量数控编程时,编程人员必需确定每道工序的切削用量,并以指令的形式写入程序中；切 削用量包括主轴转速、背吃刀量及进给速度等；对于不同的加工方法,需要选用不同的切削用量；切削用量的挑选原就是：保证零件加工精度和表面粗糙度,充分发挥刀具切削性能,保证合理的刀具耐用度；并充分发挥机床的性能,最大限度提高生产率,降低成本；4.3.1 主轴转速的确定主轴转速应依据答应的切削速
30、度和工件,这样可以削减走刀次数,提高生产效率；为了保证加工表面质量,可留少量精加工余量,一般 下表 4.3.3 ：如表 4.3.3 ：0.2-0.4mm；本例中,背吃刀量的挑选大致为如粗 精外圆 1.5-2mm 0.2-0.4mm 内孔 1-1.5mm 0.1-0.3mm 螺纹 随进刀次数依次削减槽 依据刀宽,分两次进行留意 ：背吃刀量的挑选因粗、精加工而有所不同；粗加工时,在工艺系统刚性和机床功率答应的情形下,尽可能取较大的背吃刀量,以削减进给次数；精加工时,为保证零件表面粗糙度要求,背吃刀量一般取0.l0.4 mm较为合适；故在本例中粗加工时：切削深度为4mm,精车时切削深度为0.4mm；
31、4.4 编程数控机床是一种技术密集度及自动化程度很高的机电一体化加工设备,是综合应用运算机、自动掌握、自动检测及精密机械等高新技术的产物；随着数控机床的进展与普及,现代化企业对于懂得数控加工技术、能进行数控加工编程的技术人才的需求量必将不断增加；数控车床是目前使用最广泛的数控机床之一；4.4.1 编程技巧数控车床与一般车床相比,一个显著的优点是：对零件变化的适应性强,更换零件只需转变相应的程序,对刀具进行简洁的调整即可做出合格的零件,为节约成本赢得先机；但是,要充分发挥数控机床的作用,不仅要有良好的硬件,如：优质的刀具、机床的精度等）,更重要的是软件：编程,即依据不同的零件的特点,编制合理、高
32、效的加工程序；数控车床虽然加工柔性比一般车床优越,但单就某一种零件的生产效率而言,与一般车名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页,共 33 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用床仍存在肯定的差距；因此,提高数控车床的效率便成为关键,而合理运用编程技巧,编制高效率的加工程序,对提高机床效率往往具有意想不到的成效；1 敏捷设置参考点一般来说,数控车床共有二根轴,即主轴Z 和刀具轴 X；棒料中心为坐标系原点,各刀接近棒料时,坐标值减小,称之为进刀；反之,坐标值增大,称为退刀；当退到刀具开头时位置时,刀具停止,此位置称为参考点；参考点是编程中一个
33、特别重要的概念,每执行完一次自动循环,刀具都必需返回到这个位置,预备下一次循环；因此,在执行程序前,必需调整刀具及主轴的实际位置与坐标数值保持一样；然而,参考点的实际位置并不是固定不变的,编程人员可以依据零件的直径、所用的刀具的种类、数量调整参考点的位置,缩短刀具的空行 程；从 而 提 高 效 率；2 化零为整法 在低压电器中,存在大量的短销轴类零件,其长径比大约为23,直径多在 3mm以下；由于零件几何尺寸较小,一般外表车床难以装夹,无法保证质量；假如依据常规方法编程,在每一次循环中只加工一个零件,由于轴向尺寸较短,造成机床主轴滑块在床身导轨局部频繁往复,弹簧夹头夹紧机构动作频繁；长时间工作
34、之后,便会造成机床导轨局部过度磨损,影响机床的加工精度,严峻的甚至会造成机床报废；而弹簧夹头夹紧机构的频繁动作,就会导致掌握电器的损坏；要解决以上问题,必需加大主轴送进长度和弹簧夹头夹紧机构的动作间隔,同时不能降低生产率；由此设想是否可以在一次加工循环中加工数个零件,就主轴送进长度为单件零件长度的数倍,甚至可达主轴最大运行距离,而弹簧夹头夹紧机构的动作时间间隔相应延长为原先的数倍；更重要的是,原先单件零 件的帮助时间分摊在数个零件上,每个零件的帮助时间大为缩短,从而提高了生产效率；为 了实现这一设想,我联想到电脑程序设计中主程序和子程序的概念,假如将涉及零件几何尺 寸的命令字段放在一个子程序中
35、,而将有关机床掌握的命令字段及切断零件的命令字段放在 主程序中,每加工一个零件时,由主程序通过调用子程序命令调用一次子程序,加工完成 后,跳转回主程序；需要加工几个零件便调用几次子程序,特别有利于增减每次循环加工零 件的数目；通过这种方式编制的加工程序也比较简洁明白,便于修改、保护；值得留意的 是,由于子程序的各项参数在每次调用中都保持不变,而主轴的坐标时刻在变化,为与主程 序相适应,在子程序中必需采纳相对编程语句；3 削减刀具空行程 在数控车床中,刀具 的运动是依靠步进电动机来带动的,尽管在程序命令中有快速点定位命令 G00,但与一般车 床的进给方式相比,依旧显得效率不高；因此,要想提高机床
36、效率,必需提高刀具的运行效 率；刀具的空行程是指刀具接近工件和切削完毕后退回参考点所运行的距离；只要削减刀具空行程,就可以提高刀具的运行效率；在一个程序段中,依据图样上标注的尺寸,可以采纳肯定值编程、增量值编程或二 者混合编程；2由于被加工零件的径向尺寸在图样上和测量时,都是以直径值表示；所以直径方向 用肯定值编程时, X 以直径值表示,用增量值编程时,以径向实际位移量的二倍值表示,并 附上方向符号 正向可以省略 ；3为提高工件的径向尺寸精度,X向的脉冲当量取Z 向的一半； 4由于车削加工常用棒料或锻料作为毛坯,加工余量较大,所以为简化编程,数控装 置常具备不同形式的固定循环,可进行多次重复循
37、环切削； 5 编程时,常认为车刀刀尖是一个点,而实际上为了提高刀具寿命和工件表面质量,车刀刀尖常磨成一个半径不大的圆弧,因此为提高工件的加工精度,当编制圆头刀程序时,需要对刀具半径进行补偿；大多数数控车床都具有刀具半径自动补偿功能 G41、G42这类数 控车床可直接按工件轮廓尺寸编程；对不具备刀具半径自动补偿功能的数控车床,编程时,需先运算补偿量；4.4.3 编程方法 数控编程方法有手工编程和自动编程两种；手工编程是指从零件图样分析工艺处理、数 据运算、编写程序单、输入程序到程序校验等各步骤主要有人工完成的编程过程；它适用于 点位加工或几何外形不太复杂的零件的加工,以及运算较简洁,程序段不多,
38、编程易于实现名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页,共 33 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用 的场合等；但对于几何外形复杂的零件,以及几何元素不复杂但需编制程序量很大的零件,由于编程时运算数值的工作相当繁琐,工作量大,简洁出错,程序校验也较困难,用手工编 程难以完成,因此要采纳自动编程；所谓自动编程即程序编制工作的大部分或全部有运算机 完成,可以有效解决复杂零件的加工问题,也是数控编程将来的进展趋势；4.4.4 编程步骤 拿到一张零件图纸后,第一应对零件图纸分析,确定加工工艺过程,也即确定零件的加工方 法,加工路线及工艺参数；其次应进行数值运算；绝大部分数控系统都带有刀补功能,只需运算轮廓相邻几何元素的交点或切点）的坐标值,得出各几何元素的起点终点和圆弧的圆心坐标值即可；最终,依据运算出的刀具运动轨迹坐标值和已确定的加工参数及帮助动作,结合数控系统规定使用的坐标指令代码和程序段格式,逐段编写零件加工程序单,并输入 CNC装置的储备器中；4.4.5 实例分析 数控车床主要是加工回转体零件,典型的加工表面不外乎外圆柱、外圆锥、螺纹、圆弧 面、切槽等；由于该零件的加工路线、切削用量 重复分析 ；走刀路线图：、刀具挑选在上文已分析完毕,在此不在做编写程序单,确定 O为工件坐标系的原点 见图 4.2.1-1 ）并