1、畢業論文論文題目：數控車床零件加工題目：數控車床零件加工班級：08數控一班專業：數控技術學生姓名：程錦錦指導教師：蔣文艷日期：2011-4-23目錄摘要11、 數控機床簡介22、 數控激光的概念33、 數控機床的特點34、 數控車肖U力口工45、 數控車床加工程序編制.56、 數控車床的組成和基本原理67、 數控車床安全操作規-78、 數控車床坐標的確定.89、 運動方向的規定8十、軸類零件的編程與加工9結束語17致謝18參考文獻19數控機床零件加工摘要在車床上，利用工件的旋轉運動和刀具的直線運動或曲線運動來改變毛坯的形狀和尺寸，把它加工成符合圖紙的要求。車削加工是在車床上利用工件相對于刀具旋

2、轉對工件進行切削加工的方法。車削加工的切削能主要由工件而不是刀具提供。車削是最基本、最常見的切削加工方法，在生產中占有十分重要的地位。車削適于加工回轉表面，大部分具有回轉表面的工件都可以用車削方法加工，如內外圓柱面、內外圓錐面、端面、溝槽、螺紋和回轉成形面等，所用刀具主要是車刀。在各類金屬切削機床中，車床是應用最廣泛的一類，約占機床總數的50%車床既可用車刀對工件進行車削加工，又可用鉆頭、錢刀、絲錐和滾花刀進行鉆孔、較孔、攻螺紋和滾花等操作。按工藝特點、布局形式和結構特性等的不同，車床可以分為臥式車床、落地車床、立式車床、轉塔車床以及仿形車床等，其中大部分為臥式車床。數控車削加工是現代制造技術

3、的典型代表，在制造業的各個領域如航天、汽車、模具、精密機械、家用電器等各個行業有著日益廣泛的應用，已成為這些行業不可或缺的加工手段。為了子數控機床上加工出合格的零件，首先需根據零件圖紙的精度和計算要求等，分析確定零件的工藝過程、工藝參數等內容，用規定的數控編程代碼和格式編制出合適的數控加工程序。編程必須注意具體的數控系統或機床，應該嚴格按機床編程手冊中的規定進行程序編制。但從數控加工內容的本質上講，各數控系統的各項指令都是應實際加工工藝要求而設定的。由于本人才疏學淺，缺乏知識和經驗，在設計過程中難免出現不當之處，望各位給予指正并提出寶貴意見0零件的工藝過程程序編制關鍵詞：車削加工刀具.數控機床

4、的簡介數控機床是一種用電子計算機和專用電子計算裝置控制的高效自動化機床。主要分為立式和臥式兩種。立式機床裝夾零件方便，但切屑排除較慢；臥式裝夾零件不是非常方便，但排屑性能好，散熱很高。數控銃床分三坐標和多坐標兩種。三坐標機床(X、Y、Z)任意兩軸都可以聯動，主要用于加工平面曲線的輪廓和開敞曲面的行切。多坐標機床是在三坐標機床的基礎上，通過增加數控分度頭或者回轉工作臺，成為4坐標或者5坐標機床(甚至多坐標機床)。多坐標機床主要用于曲面輪廓或者由于零件需要必須擺角加工的零件，如法向鉆孔，擺角行切等。擺角形式4坐標的主要為A或B;5坐標機床主要為AB,AC,BG可根據零件要求選用。擺角大小由加工的零

5、件決定。數控機床從組成來看，主要分為以下兩方面：1.機床本身技術參數(1)作臺工：零件加工工作平臺，尺寸大小應根據加工零件的大小進行選用；(2) T形槽：工作臺上的T形槽主要用于零件的裝夾，其中T形槽的槽數、槽寬、相互間距，需要根據加工工件的特點進行規定；(3)主軸：主軸形式，主軸孔形式等；(4)進給范圍：機床XYZ三個方向的可移動距離(行程)，移動速度大??；擺角(ABC)的擺動范圍，擺動的速度；(5)主軸的旋轉：主軸的轉速，主軸的功率，伺服電機的轉矩等。2.數控系統數控系統是數控機床的核心。現代數控系統通常是一臺帶有專門系統軟件的專用微型計算機。它由輸入裝置、控制運算器和輸出裝置等構成，它接

6、受控制介質上的數字化信息，通過控制軟件和邏輯電路進行編譯、運算和邏輯處理后，輸出各種信號和指令控制機床的各個部分，進行規定、有序的動作。作為用戶，在考慮數控系統的時候，最關心的是系統的可靠性、可能和優越的性價比，因此應該考慮以下幾個方面：(1)分辨率分辨率越高，可以清楚的進行控制，適合工業環境使用。(2)控制軸數和聯動軸數應和購買的機床相配合，符合購買的機床情況。(3)標準(基本)功能項目功能越全越好，結合機床使用而定，特別是一些自動補償、自適應技術模塊等先進的檢測、監控系統：紅外線、溫度測量、功率測量、激光檢測等先進手段的采用，將在一定程度上大大提高機床的綜合性能，保證機床更加可靠精確地自動

7、工作二.數控加工的概念數控機床工作原理就是將加工過程所需的各種操作(如主軸變速、工件的松開與夾緊、進刀與退刀、開車與停車、自動關停冷卻液)和步驟以及工件的形狀尺寸用數字化的代碼表示，通過控制介質(如穿孔紙帶或磁盤等)將數字信息送入數控裝置，數控裝置對輸入的信息進行處理與運算，發出各種控制信號，控制機床的伺服系統或其他驅動元件，使機床自動加工出所需要的工件。所以，數控加工的關鍵是加工數據和工藝參數的獲取，即數控編程。數控加工一般包括以下幾個內容：(1)對圖紙進行分析，確定需要數控加工的部分；(2)利用圖形軟件(PRO/EUG對需要數控加工的部分造型；(3)根據加工條件，選擇合適的加工參數，生成加

8、工軌跡(包括粗加工、半精加工、精加工軌跡)；(4)軌跡的仿真檢驗；(5)生成G代碼；(6)傳給機床加工。三.數控機床的特點1 .具有高度柔性在保證工件表面精度，主要取決于加工程序，它與普通機床不同，不必制造、更換許多工具、夾具，不需要經常調整機床。因此，數控機床適用于零件頻繁更換的場合。也就是適合單件、小批生產及新產品的開發，縮短了生產準備周期，節省了大量工藝設備的費用。2 .加工精度高數控機床的加工精度，一般可達到0.0050.1mm數控機床是按數字信號形式控制的，數控裝置每輸出一個脈沖信號，則機床移動部件移動一個脈沖當量（一般為0.001mm,而且機床進給傳動鏈的反向間隙與絲杠螺距平均誤差

9、可由數控裝置進行補償，因此，數控機床定位精度比較高。3 .加工質量穩定、可靠加工同一批零件，在同一機床，在相同加工條件下，使用相同刀具和加工程序，刀具的走刀軌跡完全相同，零件的一致性好，質量穩定。4 .生產率高數控機床可有效地減少零件的加工時間和輔助時間，數控機床的主軸轉速和進給量的范圍大，允許機床進行大切削量的強力切削，數控機床移動部件的快速移動和定位及高速切削加工，減少了半成品的工序間周轉時間，提高了生產效率。5.改善勞動條件數控機床加工前經調整好后，輸入程序并啟動，機床就能自動連續的進行加工，直至加工結束。操作者主要是程序的輸入、編輯、裝卸零件、刀具準備、加工狀態的觀測，零件的檢驗等工作

10、，勞動強度極大降低，機床操作者的勞動趨于智力型工作。另外，機床一般是封閉式加工，即清潔，又安全。6 .利于生產管理現代化數控機床的加工，可預先精確估計加工時間，所使用的刀具、夾具可進行規范化、現代化管理。數控機床使用數字信號與標準代碼為控制信息，易于實現加工信息的標準化，目前已與計算機輔助設計與制造（CAD/CAM有機地結合起來,是現代集成制造技術的基礎。四.數控車削加工車削加工是切削加工中最基本的一種加工方法，它是在車床上利用工件的旋轉運動和刀具的移動來加工工件的，因此車削加工是機械加工中運用最廣泛的加工方法，車床占切削加工機床總數的40%左右。1.數控車床的分類.按數控系統的功能分：全功能

11、型數控車床；經濟型數控車床.按主軸的配置形式分：臥室數控車床；立式數控車床.按數控系統控制的軸數分：兩軸控制的數控車床；四軸控制的數控車床2.數控車削加工的主要對象數控車床主要用于加工軸類、盤狀類等回轉體零件，通過執行數控程序，可以自動完成外圓柱面、成形表面、螺紋、端面等工序的切削加工，并能進行車操、鉆孔、擴孔、較孔等工作。根據數控加工的特點，數控車床最適合切削具有以下要求和特點的回轉體零件.精度要求高的回轉體零件.表面形狀復雜或難以控制尺寸的回轉體零件.表面粗糙度要求好的回轉體零件.帶特殊螺紋的回轉體零件3.數控車削中的加工工藝分析數控加工以數控機床加工中的工藝問題為主要研究對象，以機械制造

12、中的工藝理論為基礎，結合數控機床的加工特點，綜合運用多方面的知識來解決數控加工中的工藝問題。工藝制定的合理與否，對程序編制、機床的加工效率、零件的加工精度都有極為重要的影響。五.數控車床的加工程序編制數控車床是目前使用最廣泛的數控機床之一。數控車床主要用于加工軸類、盤類等回轉類零件。通過數控加工程序的運行，可自動完成內外圓柱面、圓錐面、成形表面、螺紋和端面等工序的切削加工，并能進行車槽、鉆孔、擴孔以及較孔等工作。車削中心可在一次裝夾中完成更多的加工工序，提高加工精度和生產效率，特別適合于復雜形狀回轉類零件的加工。1,數控程序編制的基本方法：分析零件圖樣和制定工藝方案數學處理編寫零件加工程序程序

13、檢驗2,數控程序編制的方法：手工編程；計算機自動編程3,車床的工藝裝備：由于數控車床的加工對象多為回轉體，一般使用三爪卡盤夾具。4,控車床刀具的選刀過程：第一條路線為：零件圖樣、機床影響因素、選擇刀桿、刀片夾緊系統和選擇刀片形狀，主要考慮機床和刀具的情況；第二條路線為：工件影響因素、選擇工件材料代碼、確定刀片的斷屑槽形代碼，這條路線主要考慮工件的情況。數控車床的編程特點：加工坐標系：機床坐標系是以機床原點為坐標系原點建立起來的X、Z軸直角坐標系，成為機床坐標系。車床的機床原點為主軸旋轉中心與卡盤后端面之交點。機床坐標系是制造和調整機床的基礎，也是設置工件坐標系的基礎，一般不允許隨意變動。加工坐

14、標系與機床坐標系方向一致；直徑編程方式：在車削加工的數控程序中，X軸的坐標值為零件圖樣上的直徑值；進刀與退刀方式：快速走刀。六,數控車床的組成和基本原理雖然數控車床種類較多，但一般均由車床主體、數控裝置和伺服系統三大部分組成。1 .車床主體：車床主體是實現加工過程的實際機械部件，主要包括主運動部件（如卡盤、主軸等）、進給運動部件（如工作臺、刀架等）、支承部件（如床身、立柱等），以及冷卻、潤滑、轉位部件和夾緊、換刀機械手等輔助裝置。2 .數控裝置和伺服系統數控裝置：它的核心是計算機及運行在其上的軟件，它在數控車床中起“指揮”作用。數控莊子接收由加工程序送來的各種信息，并經處理和調配后，向驅動機構

15、發現執行命令。在執行過程中，其驅動、檢測等機構同時將有關信息反饋給數控裝置，以便經處理后發出新的執行命令。伺服系統：它通過驅動電路和執行文件（如伺服電機）。準確地執行數控裝置發出的命令，成數控裝置所要求的各種位移。數控車床的進給傳動系統常用進給伺服系統代替，因此也常稱為進給伺服系統。七.數控車床安全操作規程1 .開機前應對數控機床進行全面細致的檢查，內容包括操作面板、導軌面、卡爪、尾座、刀架、刀具等，認無誤后方可操作。2 .數控機床通電后，檢查各開關、按鈕和按鍵是否正常、靈活、機床有無異?，F象。3 .程序輸入后，應仔細核對代碼、地址、數值、正負號、小數點進行認真的核對。4 .正確測量和計算工件

16、坐標系。并對所得結果進行檢查5 .輸入工件坐標系，并對坐標。坐標值、正負號、小數點進行認真的核對。6 .未裝工件前，空運行一次程序，看程序能否順利進行，刀具和夾具安裝是否合理，有無“超7 .試切削時快速倍率開關必須打到最低擋位。8 .試切削進刀時，在刀具運行至工件3050mm處，必須在進給保持下，驗證Z軸和X軸坐標剩余值與加工程序是否一致。9 .試切削和加工中，刃磨刀具和更換刀具后，要重新測量刀具位置并修改刀補值和刀補號。10 .程序修改后，要對修改部分仔細核對11 .必須在確認工件夾緊后才能啟動機床，嚴禁工件轉動時測量、觸摸工件。12 .操作中出現工件跳動、打抖、異常聲音、夾具松動等異常情況

17、時必須停車處理。13 .緊急停車后，應重新進行機床“回零”操作，才能再次運行程序。八、數控車床坐標系的確定1 .機床坐標系：數控機床上的坐標系采用右手笛卡爾直角坐標系。2 .機床參考點：參考點也是機床上的一個固定點，它是用機械擋塊或電氣裝置來限制刀架移動的極限位置。它的主要作用是用來給機床坐標系一個定位。3 .工件坐標系：工件坐標系是編程人員在編程時設定的坐標系，也稱為編程坐標系。工件坐標系原點：在進行數控編程時，首先要根據被加工零件的形狀特點和尺寸，將零件圖上的某一點設定為編程坐標原點，該點稱編程原點。從理論上將，工件坐標系的原點選在工件上任何一點都可以，但這可能代理啊繁瑣的計算問題，增添編

18、程困難。為了計算方便，簡化編程，通常是把工件坐標系的原點選在工件的回轉中心上，具體位置可考慮設置在工件的左端面（或右端面）上，盡量使編程基準與設計基準、定位基準重合。對刀：機床坐標系是機床唯一的基準，所以必須要弄清楚程序原點在機床坐標系中的位置，通過對刀完成。對刀的實質是確定工件坐標系的原點在機床坐標系中唯一的位置。對刀是數控加工中的主要操作和重要技能。對到的準確性決定了零件的加工精度，同時，對刀效率還直接影響數控加工效率。換刀：當數控機床加工過程中需要換刀時，在編程時就應考慮選擇合適的換刀點。所謂換刀點是指刀架轉位換刀的位置，當數控車床確定了工件坐標系后，換刀點可以是某一固定點，也可以是相對

19、工件原點任意的一點。換刀點應設在工件或夾具的外部，以刀架轉位換刀時不碰工件及其他部位謂準。九、運動方向的規定1. Z與主軸軸線重合，即Z軸遠離工件像尾座移動的方向為正方向（即增大工件和刀具之間距離），向卡盤移動為負。2. X軸垂直于Z軸，X坐標的正方向是刀具離開旋轉中心線的方向。十.軸類零件的編程與加工根據下圖所示的待車削零件，材料為45號鋼，其中85圓柱面不加工。在數控車床上需要進行的工序為：切削80mm和62mm外圓；R70mmffi面、錐面、退刀槽、螺紋及倒角。要求分析工藝過程與工藝路線，編寫加工程序。圖1-1軸類零件圖1 .零件圖工藝分析該零件表面由圓柱、圓錐、順圓弧、逆圓弧及雙線螺紋

20、等表面組成。其中多個直徑尺寸有較嚴格的尺寸精度何表面粗糙度等要求；球面S（|）50mm的尺寸公差還兼有控制該球面形狀（線輪廓）誤差的作用。尺寸標注完整，輪廓描述清楚。零件材料為45鋼，無熱處理和硬度要求。通過上述分析，可采用以下幾點工藝措施。對圖樣上給定的幾個精度要求較高的尺寸，因其公差數值較小。故編程時不必取平均值，而全部取其基本尺寸。在輪廓曲線上，有三處為過象限圓弧，其中兩處為既過象限又改變進給方向的輪廓曲線，因此在加工時應進行機械間隙補償，以保證輪廓曲線的準確性。為便于裝夾，坯件左端應預先車出夾持部分（雙點畫線部分），右端面也應先粗車出并鉆好中心孔。毛坯選小60mm棒料。2 .零件的定位

21、基準和裝夾方式確定坯件軸線和左端大端面（設計基準）為定位基準。左端采用三爪自定心卡盤定心夾緊，右端采用活動頂尖支承的裝夾方式。3 .選擇設備根據加工零件的外形和材料等條件，選用TND36O控車床。4 .確定加工順序及進給路線加工順序按由粗到精、由遠到近（由右到左）的原則確定。即先從右到左進行粗車（留0.25mm精車余量），然后從右到左進行精車，最后車削螺紋。TND36O控車床具有粗車循環和車螺紋循環功能，只要正確使用編程指令，機床數控系統就會自動確定進給路線，因此，該零件的粗車循環和車螺紋循環不需要人為確定其進給路線（但精車的進給路線需要人為確定）。該零件從右到左沿零件表面輪廓精車進給，如圖所

22、示：一31力中_對刀-八、圖1-1-1精車輪廓進給路線5.刀具的選擇選用小5nm中心鉆鉆削中心孔。粗車及平端面選用90°硬質合金右偏刀，為防止副后刀面與工件輪廓干涉（可用作圖法檢驗），副偏角不宜太小，選kr'=35o。精車選用900硬質合金右偏刀，車螺紋選用硬質合金600外螺紋車刀，刀尖圓弧半徑應小于輪廓最小圓角半徑，取r=0.150.2mm0將所選定的刀具參數填入數控加工刀具卡片中（見表1-1）,以便編程和操作管理表1-1數控加工刀具卡片產品名稱或代號XXX零件名稱典型軸零件圖號XXX序刀具刀具規格名稱數加工表面刀尖半備注號號量徑1T0165中心鉆1鉆中5mm中心孔2T02

23、硬質合4"90外圓車刀1車端面及粗車輪廓右偏刀3T03硬質合金60外螺紋車刀1精車輪廓及螺紋0.15編制XXX審核XXX批準XXX共頁第頁6.切削用量的選擇背吃刀量的選擇：輪廓粗車循環時選ap=3mm,精車ap=0.25mm；螺紋粗車循環時選ap=0.4mm,精車ap=0.1mm0主軸轉速的選擇：車直徑和圓弧時，查表選粗車切削速度vc=90m/min精車切削速度vc=120m/min然后利用公式vc=兀dn/1000技術主軸轉速n（粗車直徑D=60mm,精車工件直徑取平均值）；粗車500r/min精車1200r/min。車螺紋時，參照式計算主軸轉速n=320r/min進給速度的選擇查

24、表選擇粗車、精車每轉進給量，再根據加工的實際情況確定粗車每轉進給量為0.4mm/r,精車每轉進給量為0.15mm/r,最后根據公式M=nf計算粗車、進給速度分別為200m/min和180m/min。、綜合前面分析的各項內容，并將其填入表1-2所示的數控加工工藝卡片此表是編制加工程序的主要依據和操作人員配合數控程序進行數控加工的指導性文件。主要內容包括：工步順序、工步內容、各工步所用的刀具及切削用量等。表1-2數控加工工藝卡片單位名稱產品名稱或代號零件名稱零件圖號典型軸工序號程序編號夾具名稱使用設備車間001三爪卡盤活動頂尖數控中心工步號工步內容刀具號刀具規格mm主軸轉速r/mm進給速度mm/m

25、in背吃刀量mm備注1平端面T0225X25500手動2鉆中心孔T0165950手動3粗車輪廓T0225X255002003自動4精車輪廓T0325X2512001800.25自動5粗車螺紋T0325X253209600.4自動6精車螺紋T0325X253209600.1自動編制XX審核XXX批準XXX年月日共頁第頁8.編寫程序按該機床規定的指令代碼和程序段格式，把加工零件的全部工藝過程編寫成程序清單。該工件的加工程序如下：N0010G59X0Z195N0020G90N0030G92X70Z30N0040M03S450N0050N06T01N0060G00X57Z1N0070G01X57Z-1

26、70F80N0080G00X58Z1N0090G00X51Z1N0100G01X51Z-113F80N0110G00X52Z1N0120G91N0130G81P3N0140G00X-5Z0N0150G01X0Z-63F80N0160G00X0Z63N0170G80N0180G81P2N0190G00X-3Z0N0200G01X0Z-25F80N0210G00X0Z25N0220G80N0230G90N0240G00X31Z-25N0250G01X37Z-35F80N0260G00X37Z1N0270G00X23Z-72.5N0280G00X26Z1N0290G01X30Z-2F60N0300G

27、01X30Z-25F60N0310G01X36Z-35F60N0320G01X36Z-63F60N0330G00X56Z-63N0340G01X56Z-170F60N0350G28N0360G29N0370M06T03N0380M03S400N0390G00X31Z-25N0400G01X26Z-25F40N0410G00X31Z-23N0420G01X26Z-23F40N0430G00X30Z-21N0440G01X26Z-23F40N0450G00X36Z-35N0460G01X26Z-25F40N0470G00X57Z-113N0480G01X34.5Z-113F40N0490G00X5

28、7Z-111N0500G01X34.5Z-111F40N0510G28N0520G29N0530M06T05N0540G00X30Z2N0550G91N0560G33D30I27.8X0.1P3Q0N0570G01X0Z1.5N0580G33D30I27.8X0.1P3Q0N0590G90N0600G00X38Z-45N0610G03X32Z-54I60K-54F40N0620G02X42Z-69I80K-54F40N0630G03X42Z-99I0K-84F40N0640G03X36Z-108I64K-108F40N0650G00X48Z-113N0660G01X56Z-135.4F60N0670G00X56Z-113N0680G00X40Z-113N0690G01X56Z-135.4F60N0700G00X50Z-113N0710G00X36Z-113N0720G01X56Z-108F60N0730G00X36Z-45N0740G00X36Z-45N0750M03S800N0760G03X30Z-54I60K-54F40N0770G03X40Z-69I80K-54F40N0780G02X40Z-99I0K-84F40N0790G03X34Z-108I64K-108F40N0800G01X34Z-113F40N0810G01X56Z-135.4