1、江蘇省徐州機電工程高等職業學校2015屆畢業論文配合類零件數控加工工藝分析與編程周培培10高職數控1班摘要：本設計的是3個配合件數控數控加工工藝設計，主要任務是制訂加工工藝規程，也是數控機床加工前的準備工作。工藝規程是規定零件、走刀路線、刀具尺寸以及機床的運動過程。因此，是編程人員對數控機床的性能、制造工藝過程和操作方法具有指導性的工藝文件。數控機床加工的程序是數控機床的指令性文件。數控機床加工程序不僅要包括零件的工藝過程，而且還要包括切削用量的選擇、運動方式、刀具系統、切削規范以及工件的裝夾方法。工藝規程定得合理與否，對程序編制、機床的加工效率和零件的加工精度都有重要影響。因此，應遵循一般的

2、工藝原則并結合數控機床的特點認真而詳細地制訂數控加工工藝。本設計結合一具體零件進行了零件圖分析，加工設備、刀具、工裝的選擇，切削速度、進給量、背吃刀量等參數的選擇，制訂了零件的數控加工工藝；根據所選擇機床的指令系統編寫了零件的加工程序。關鍵詞：配合零件 工藝分析 加工方法一、零件圖紙分析本次設計是三件套零件的加工工藝分析，圖1左邊是件1的零件的尺寸圖，圖1右邊是件2的零件尺寸圖，圖2是件3的零件尺寸圖，圖3是復合軸的裝配。從這3幅圖中我們可以清楚看見該零件的尺寸要求和工藝要求。該3個零件主要由外輪廓、槽、內螺紋、及孔組成。其中對零件的孔尺寸要求比較高（0.025mm），本零件加工工藝要求比較高

3、，外形及內孔的尺寸都必須在公差范圍內，尤其內孔的表面粗糙度要求更高，從此零件圖可以看出，該零件對于同軸度、垂直度、平行度、圓跳度等都有所要求，加工該零件不是難在編程而是難在工藝性分析和加工的尺寸精度的要求。對于數控加工的特點，本零件很適合使用數控加工。圖1 件1和件2圖2 件3圖3 裝配圖二、確定毛坯制造形式此3個零件屬于某機器中的裝配零件，為了節省材料和減少加工的勞動量，毛坯常采用圓棒料。圖4 件1毛坯圖圖5 件2毛坯圖圖6 件3毛坯圖三、機床的選擇本零件尺寸小、重量輕、屬中批生產，其毛坯是棒料，加工余量較大，為了合理的利用機床，故此零件在粗加工時選用普通機床，另外工件的某些部分在普通機床上

4、很難加工出來，又因此次設計著重練習的是對數控機床的熟練程度，故精加工時選擇數控機床,根據現有的生產條件，選擇的機床型號是：此3個零件采用CKJ6140數控車床四、刀具的選擇數控機床對所使用的刀具有許多性能上的要求，只有達到這些要求才能使數控機床真正發揮效率。在選擇數控機床所用刀具時應注意以下幾個方面：1良好的切削性能。現代數控機床正向著高速、高剛性和大功率方向發展，因而所使用刀具必須具有能夠承受高速切削和強力切削的性能。同時，同一批刀具在切削性能和刀具壽命方面一定要穩定，這是由于在數控機床上為了保證加工質量，往往實行按刀具使用壽命換刀或由數控系統對刀具壽命進行管理。2較高的精度。隨著數控機床、

5、柔性制造系統的發展，要求刀具能實現快速和自動換刀；又由于加工的零件日益復雜和精密，這就要求刀具必須具備較高的形 狀精度。對數控機床上所用的整體式刀具也提出了較高的精度要求，有些立銑刀的徑向尺寸精度高達5m以滿足精密零件的加工需要。3先進的刀具材料。刀具材料是影響刀具性能的重要環節。除了不斷發展常用的高速鋼和硬質合金鋼材料外，涂層硬質合金刀具已在國外普遍使用。硬質合金刀片的涂層工藝是在韌性較大的硬質合金基體表面沉積一薄層（一般57m）高硬度的耐磨材料，把硬度和韌性高度地結合在一起，從而改善硬質合金刀片的切削性能。在如何使用數控機床刀具方面，也應掌握一條原則：尊重科學，按切削規律辦事。對于不同的零

6、件材質，在客觀規律上就有一個切削速度（v）、背吃刀量（aP）、進給量（f）三者互相適應的最佳切削參數。這對大零件、稀有金屬零件、貴重零件更為重要，應在實踐中不斷摸索這個最佳切削參數。件1采用的刀具：外圓車刀，中心鉆，麻花鉆，鏜刀件2采用的刀具：外圓車刀，切斷刀，鏜刀,割刀，螺紋車刀件3采用的刀具：外圓車刀，中心鉆，麻花鉆，鏜刀,割刀五、夾具選擇與裝夾方案的確定根據該零件外輪廓,形狀很規則，屬于典型的軸零件，在外型上沒有什么特殊要求，故夾具選用三爪自定心卡盤。為了便于零件的裝夾與固定，可再使用活動頂尖裝夾，這樣可保持該零件尺寸精度，而裝夾方面，由于毛坯不是很長，我們需要掉頭，先裝夾工件右端加工工

7、件左端，然后再裝夾工件左端加工工件右端，所以說在裝夾時要注意，保證零件的同軸度。其示意如下：圖7 三爪卡盤由于3個零件是車床加工零件，都可以用自定心三爪卡盤。六、工藝方案的確定件11備備圓棒料64x342車車端面試切法對刀3車用5中心鉆加工中心孔, 用20麻花鉆鉆內孔4車粗，精鏜內孔5車粗，精車外圓6車掉頭車端面，保證長度30mm7車粗，精鏜內孔8車粗，精車外圓9鉗去毛刺10終檢檢驗,清洗入庫件21備備圓棒料56x562車車端面將毛坯找正，試切法對刀3車粗,精車外圓輪廓4車割退刀槽5車車螺紋6車切斷工件7鉗去毛刺，倒角8終檢檢驗,清洗入庫件31備備圓棒料76x1352車車端面試切法對刀3車粗，

8、精車外圓4車掉頭工件，切削端面保證長度131mm5車用5中心鉆加工中心孔, 用34麻花鉆鉆內孔6車粗，精鏜內孔7車車內螺紋8車粗，精車外圓9車割槽10鉗去毛刺11終檢檢驗,清洗入庫七、切削用量的選擇件1序號加工面刀具號刀具類型主軸轉速r/min進給速度Mm/min1車端面將毛坯找正，試切法對刀T01外圓車刀5001002用5中心鉆加工中心孔, 用20麻花鉆鉆內孔T02麻花鉆97243粗，精鏜內孔T03鏜刀15001804粗,精車外圓輪廓T01外圓車刀15001805掉頭車端面，保證長度30mmT01外圓車刀5001006粗，精鏜內孔T03鏜刀15001807粗，精車外圓T01外圓車刀50010

9、0件2序號加工面刀具號刀具類型主軸轉速r/min進給速度Mm/min1車端面試切法對刀T01外圓車刀5001002粗,精車外圓輪廓T01外圓車刀15001003割退刀槽T02割刀5001004車螺紋T03螺紋車刀455855切斷工件T04切斷刀500100件3序號加工面刀具號刀具類型主軸轉速r/min進給速度Mm/min1車端面試切法對刀T01外圓車刀5001002粗，精車外圓T01外圓車刀15001003掉頭工件，切削端面保證長度131mmT01外圓車刀5001004用5中心鉆加工中心孔, 用34麻花鉆鉆內孔T02麻花鉆97245粗，精鏜內孔T03鏜刀15001806車內螺紋T04螺紋刀45

10、5857粗，精車外圓T01外圓車刀15001008割槽T05割刀500100八、編寫加工程序1.件1加工程序刀具號刀具名稱刀具作用T0101外圓車刀粗，精車外圓輪廓T0202鏜刀粗， 精鏜內孔段號程序名O0001注釋N010G99 G21 G40程序開始部分N020M08 T0202調用2號刀N030M03 S1000主軸以1000r/min正轉N040G00 X200 Z200對刀找出加工編程原點 N050G00 X20 Z5到粗加工起始點N060G71 U1.5 R1 F70粗加工循環加工N070G00 X200 Z200回換刀點N080M03 S1500主軸以1500r/min正轉N09

11、0G00 X41.5 Z2到精加工起點N100G01 X41.5 Z0精加工內孔開始加工N110G01 X36 W-3精加工內孔 N120W-5.9精加工內孔N130G00 X200 Z200回換刀點N140T0101調用1號刀N150M03 S1000主軸以1000r/min正轉N160G00 X200 Z200對刀找出加工編程原點 N170G00 X64 Z5到粗加工起始點N180G71 U1.5 R1 F70粗加工循環加工N190G00 X200 Z200回換刀點N200M03 S1500主軸以1500r/min正轉N210G00 X57 Z2到精加工起點N220G01 X57 Z0精加

12、工外圓開始加工N230W-8精加工外圓N240X60精加工外圓N250G00 X200 Z200;回參考點N260M09程序結束N270M05主軸停止N280M30程序結束刀具號刀具名稱刀具作用T0101外圓車刀粗，精車外圓輪廓T0202鏜刀粗， 精鏜內孔段號程序名O0001注釋N010G99 G21 G40程序開始部分N020M08 T0202調用2號刀N030M03 S1000主軸以1000r/min正轉N040G00 X200 Z200對刀找出加工編程原點 N050G00 X20 Z5到粗加工起始點N060G71 U1.5 R1 F70粗加工循環加工N070G00 X200 Z200回換

13、刀點N080M03 S1500主軸以1500r/min正轉N090G00 X27 Z2到精加工起點N100G01 X27Z0精加工內孔開始加工N110G01 X36 W-6精加工內孔 N120G00 X200 Z200回換刀點N130T0101調用1號刀N140M03 S1000主軸以1000r/min正轉N150G00 X200 Z200對刀找出加工編程原點 N160G00 X64 Z5到粗加工起始點N170G71 U1.5 R1 F70粗加工循環加工N180G00 X200 Z200回換刀點N190M03 S1500主軸以1500r/min正轉N200G00 X34.1 Z2到精加工起點N

14、210G01 X34.1 Z0精加工外圓開始加工N220W-3精加工外圓N230X53精加工外圓N240M98 P0040調用子程序N250W-5精加工外圓N260G00 X200 Z200;回參考點N270M09程序結束N280M05主軸停止N290M30程序結束橢圓宏程序段號程序名O0040注釋#101=25長半軸#102=20短半軸#103=3Z軸起點至圓心尺寸N10N10 IF#103LT-5GOTO20判斷Z軸是否走刀終點是跳轉至N20程序段N20#104=SQRT#101*#101-#103*#103#105=#102*#104/#101X軸變量G01 X2*#105+#150 Z

15、#103-20 F0.1橢圓插補#103=#103-0.5Z軸步距0.5mmN20 X60G00 X55 Z2退至起點M99子程序結束2. 件2加工程序刀具號刀具名稱刀具作用T0101外圓車刀粗，精車外圓輪廓T0202割刀割退刀槽T0303螺紋車刀車外螺紋T0404切斷刀切斷工件段號程序名O0001注釋N010G99 G21 G40程序開始部分N020M03 主軸正轉N030M08 T0101 S1000調用1號刀以1000r/min正轉N040G00 X200 Z200對刀找出加工編程原點 N050G00 X56 Z5到粗加工起始點N060G71 U1.5 R1 F70粗加工循環加工N070

16、G00 X200 Z200回換刀點N080M03 S1500主軸以1500r/min正轉N090G00 X0 Z2到精加工起點N100G01 X0 Z0精加工外圓開始加工N110G01 X34精加工端面 N120G01 W-8精加工外圓輪廓N130G01 X36精加工外圓輪廓N140G01 X36 W-21精加工外圓輪廓N150G01 X44精加工外圓輪廓N160G01 W-10精加工外圓輪廓N170G01 X52精加工外圓輪廓N180G01 W-5精加工外圓輪廓N190G40 G00 X100 Z100N200T0202 S500換2號刀N210G00 X50 Z-26割槽起點N220G01

17、 X32割槽N230G01 X50割槽N240G00 X200 Z200;回換刀點N250M08 T0303調用3號刀N260M03 S500主軸以500r/min正轉N270G00 X36 Z2到外螺紋加工起點N280G01 X36 Z0到外螺紋加工起點N290G76 P01 Q02 R0.03加工外螺紋N300G00 X200 Z200;回換刀點N310T0404 S500N320G00 X50 Z-44切斷起點N330G01 X0切斷N340G01 X55切斷N350G00 X200 Z200;回參考點N360M09程序結束N370M05主軸停止N380M30程序結束3. 件3加工程序刀

18、具號刀具名稱刀具作用T0101外圓車刀粗，精車內孔輪廓段號程序名O0001注釋N010G99 G21 G40程序開始部分N020M08 T0202調用1號刀N030M03 S1000主軸以1000r/min正轉N040G00 X200 Z200對刀找出加工編程原點 N050G00 X76 Z5到粗加工起始點N060G71 U1.5 R1 F70粗加工循環加工N070G00 X200 Z200回換刀點N080M03 S1500主軸以1500r/min正轉N090G00 X24 Z2到精加工起點N100G01 X24 Z0精加工外圓開始加工N110G01 W-8精加工外圓輪廓 N120G01 X2

19、7精加工外圓輪廓N130G01 X38 W-15精加工外圓輪廓N140G01 W-8.9精加工外圓輪廓N150G01 X76精加工內孔輪廓N160G00 X200 Z200回換刀點N170M09程序結束N180M05主軸停止N190M30程序結束刀具號刀具名稱刀具作用T0101外圓車刀粗，精車內孔輪廓T0202鏜刀粗，精鏜孔T0303內螺紋車刀車內螺紋段號程序名O0001注釋N010G99 G21 G40程序開始部分N020M08 T0202調用2號刀N030M03 S1000主軸以1000r/min正轉N040G00 X200 Z200對刀找出加工編程原點 N050G00 X34 Z5到粗加

20、工起始點N060G71 U1.5 R1 F70粗加工循環加工N070G00 X200 Z200回換刀點N080M03 S1500主軸以1500r/min正轉N090G00 X44 Z2到精加工起點N100G01 X44 Z0精加工內孔開始加工N110G01 W-10精加工內孔輪廓 N120G01 X36精加工內孔輪廓N130G01 W-18精加工內孔輪廓N140G01 X42精加工內孔輪廓N150G01 W-4精加工內孔輪廓N160G01 X0精加工內孔輪廓N170G00 Z100退刀N180G40 G00 X100N190M08 T0303調用3號刀N200M03 S500主軸以500r/m

21、in正轉N210G00 X36 Z2到內螺紋加工起點N220G01 X36 Z0到內螺紋加工起點N230G76 P01 Q02 R0.03加工內螺紋N240G00 X200 Z200;回換刀點N250T0202調用1號刀N260M03 S1000主軸以1000r/min正轉N270G00 X200 Z200N280G00 X76 Z5到粗加工起始點N290G71 U1.5 R1 F70粗加工循環加工N300G00 X200 Z200回換刀點N310M03 S1500主軸以1500r/min正轉N320G00 X55 Z2到精加工起點N330G01 X55 Z0精加工外圓開始加工N340G02

22、X63 W-15 R30精加工外圓輪廓N350G03 X44 W-41 R30.8精加工外圓輪廓N360W-5精加工外圓輪廓N370G03 X60 W-25 R43.1精加工外圓輪廓N380W-13精加工外圓輪廓N390G00 X200 Z200回換刀點N400 N360 N360T0404 S500換4號刀N410G00 X76 Z5切斷起點N420G01 W-86N430G00 X54N440G00 X76N450G00 X200 Z200回換刀點N460M09程序結束N470M05主軸停止N480M30程序結束九、總結與展望歷經幾個月的設計終于圓滿結束了。回憶這段日子，用一句話可以表達它痛并快樂著。忘不了在教學樓度過的日子。遇到困難的做不出來的時候真的是很痛苦，而當做了很久終于做出來的時候又有一種成就感。其中的艱辛和滿足只有親自經歷了才能體驗到，從剛拿到題目的迷茫，到設計過程中一點點的明了，再到迷茫，再到最終的結果，確實讓自己學到了許多東西，不光是對專業知識的復習和鞏固，更重要的是在這個設計過程中讓