軸承套零件的數(shù)控加工及工藝分析（畢業(yè)論文doc）

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精品畢 業(yè) 設(shè) 計題目 軸承套的數(shù)控車削加工精品摘 要本課題主要介紹了軸承套零件的數(shù)控車削加工方法。通過對其進行數(shù)控加工工藝分析，即其零件圖的工藝分析、定位基準(zhǔn)及裝夾方式的選擇、加工順序及進給路線的確定、加工刀具的選擇和切削用量（背吃刀量、進給量和主軸轉(zhuǎn)速）的確定；然后對其數(shù)控加工作了介紹，如編程原點的選擇、程序的編制等，采用 CKA6150 數(shù)控車床，使用 FANUC 0i-Mate-TC 系統(tǒng)并編寫了數(shù)控加工程序和進行數(shù)控加工。通過軸承套的工藝分析及數(shù)控車削加工，發(fā)現(xiàn)與普通機床相比，其有顯著的特點：(1)精度高，可實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定生產(chǎn)。 (2)效率高，大大減少了加工過程中的停車次數(shù)和停車時間。(3)高柔性，工藝適應(yīng)性強，只要修改程序或作局部調(diào)整，便可實現(xiàn)工藝轉(zhuǎn)換。 (4)自動化程度高，不需專用夾具及專用量具。關(guān)鍵詞：軸承套 工藝分析 數(shù)控車削目 錄Dπ v10C?n精品目 錄 2第一章 緒 論 51.1 數(shù)控加工概述 .51.1.1 數(shù)控加工原理和特點 51.1.2 數(shù)控加工工藝概念和工藝過程 61.1.3 數(shù)控車削加工的主要對象及加工過程 6第二章 軸承套的加工工藝分析 82.1 軸承套零件的工藝分析 .82.2 軸承套定位基準(zhǔn)和裝夾方式的選擇 .92.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 92.2.2 裝夾方式的選擇 102.2.3 確定軸承套的定位基準(zhǔn)和裝夾方式 102.3 軸承套加工順序和進給路線的確定 .102.3.1 加工順序安排的原則 102.3.2 進給路線的確定 112.3.3 確定軸承套的加工順序及進給路線 112.4 軸承套加工刀具的選擇 .132.4.1 數(shù)控車刀的類型及選用 132.4.2 軸承套數(shù)控加工的刀具選擇 132.5 軸承套加工切削用量的選擇 .152.5.1 切削用量的選用原則 152.5.2 軸承套加工的切削用量選擇 15精品第三章 軸承套的數(shù)控編程與加工 163.1 軸承套零件圖的數(shù)學(xué)處理 .163.1.1 編程原點及換刀點的選擇 163.1.2 走刀軌跡點參數(shù)值的計算 163.2 編制零件加工程序 .173.2.1 數(shù)控編程注意事項： 173.2.2 編制加工程序 173.3 軸承套的加工 .223.3.1 裝刀具 223.3.2 裝工件 233.3.3 對刀 233.4 零件加工時的注意事項 .243.4.1 零件加工時的注意事項 24(1)固定進刀退刀模式 24(2)換刀點設(shè)定模塊化 .24(3)養(yǎng)成規(guī)范的調(diào)試動作 .24第四章 小 結(jié) 25參考文獻 26致 謝 27前 言隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和數(shù)控加工技術(shù)的廣泛應(yīng)用，在機械制造業(yè)中，普通機床逐漸精品被高精度、高效率、高自動化的數(shù)控機床所代替。數(shù)控車床是按照預(yù)定的程序自動加工，加工過程不需要人工干預(yù)，加工精度可以通過軟件進行校正及補償，因此可以提高零件的加工精度，穩(wěn)定產(chǎn)品的質(zhì)量。軸承套是軸承中的一個零件，其作用是方便裝拆、軸向固定及軸向位置調(diào)整。軸承是機器中的重要支撐部件，許多機械，如金屬切削機床、汽輪機、電動機、發(fā)電機、內(nèi)燃機等，其主軸軸承對于機械的運動、功能、作功與效率具有直接的制約作用，直接決定著機器的質(zhì)量和壽命。在軸承套的整個制造過程中，車削加工既要受到上工序毛坯制造質(zhì)量的影響，又要影響到下面工序。毛坯制造的尺寸不準(zhǔn)確、形狀不規(guī)則、氧化變質(zhì)層過深等，會造成材料利用率低、車削加工效率低、加工成本高，直接影響到車削加工質(zhì)量。車削加工質(zhì)量如果不好，又會造成熱處理變形、裂紋等，造成磨削加工困難，生產(chǎn)效率低，成本提高，加工質(zhì)量不穩(wěn)定，甚至造成廢品。車削加工的目的就是為軸承套的打字、熱處理、磨削加工打好其毛坯基礎(chǔ)。總之，車削加工工序關(guān)系到材料利用率、生產(chǎn)效率、加工成本，直接影響到軸承成品質(zhì)量和成本。因此，軸承套車削加工在軸承制造中有著不容忽視的地位和作用。精品第一章 緒 論1.1 數(shù)控加工概述1.1.1 數(shù)控加工原理和特點(1)數(shù)控加工原理當(dāng)我們使用機床加工零件時，通常都需要對機床的各種動作進行控制，一是控制動作的先后次序，二是控制機床各運動部件的位移量。采用普通機床加工時，這種開車、停車、走刀、換向、主軸變速和開關(guān)切削液等操作都是由人工直接控制的。采用自動機床和仿形機床加工時，上述操作和運動參數(shù)則是通過設(shè)計好的凸輪、靠模和擋塊等裝置以模擬量的形式來控制的，它們雖能加工比較復(fù)雜的零件，且有一定的靈活性和通用性，但是零件的加工精度受凸輪、靠模制造精度的影響，而且工序準(zhǔn)備時間也很長。采用數(shù)控機床加工零件時，只需要將零件圖形和工藝參數(shù)、加工步驟等以數(shù)字信息的形式，編成程序代碼輸入到機床控制系統(tǒng)中，再由其進行運算處理后轉(zhuǎn)成驅(qū)動伺服機構(gòu)的指令信號，從而控制機床各部件協(xié)調(diào)動作，自動地加工出零件來。當(dāng)更換加工對象時，只需要重新編寫程序代碼，輸入給機床，即可由數(shù)控裝置代替人的大腦和雙手的大部分功能，控制加工的全過程，制造出任意復(fù)雜的零件。數(shù)控加工的原理如圖 1-1 所示。圖 1-1 數(shù)控加工原理框圖(2)數(shù)控加工的特點總的來說，數(shù)控加工有如下特點：① 自動化程度高，具有很高的生產(chǎn)效率。② 對加工對象的適應(yīng)性強。③ 加工精度高，質(zhì)量穩(wěn)定。④ 易于建立與計算機間的通信聯(lián)絡(luò)，容易實現(xiàn)群控。êy?μ????3ìDò￡o?1¤ò?·??±?????éêà3ìò??μ￥á?tí? ?è?×°??1¤×÷ì¨y??ê?3?°??·t?ú1???1?t±32?· ′2???2·?精品1.1.2 數(shù)控加工工藝概念和工藝過程(1)數(shù)控加工工藝數(shù)控加工工藝是采用數(shù)控機床加工零件時所運用的各種方法和技術(shù)手段的總和，應(yīng)用于整個數(shù)控加工工藝過程。數(shù)控加工工藝是伴隨著數(shù)控機床的產(chǎn)生、發(fā)展而逐步完善起來的一種應(yīng)用技術(shù)，它是人們大量數(shù)控加工實踐的總結(jié)。(2)數(shù)控加工工藝過程數(shù)控加工工藝過程是指利用切削工具在數(shù)控機床上直接改變加工對象的形狀、尺寸、表面位置、表面狀態(tài)等，使其成為成品和半成品的過程。數(shù)控加工工藝過程往往不是從毛坯到成品的整個工藝過程，而僅是幾道數(shù)控加工工序工藝過程的具體描述。(3)數(shù)控加工工藝與數(shù)控編程的關(guān)系數(shù)控加工工藝是數(shù)控編程的前提和依據(jù)，沒有符合實際的、科學(xué)合理的數(shù)控加工工藝，就沒有真正可行的數(shù)控加工程序。而數(shù)控編程就是將制定的數(shù)控加工工藝內(nèi)容程序化。 1.1.3 數(shù)控車削加工的主要對象及加工過程(1)加工對象①輪廓形狀特別復(fù)雜或難以控制尺寸的回轉(zhuǎn)體零件 因車床數(shù)控裝置都具有直線和圓弧插補功能，還有部分車床數(shù)控裝置具有某些非圓曲線插補功能，故能車削由任意直線和平面曲線輪廓組成的形狀復(fù)雜的回轉(zhuǎn)體零件。 ②精度要求高的零件零件的精度要求主要指尺寸、形狀、位置和表面等精度要求，其中的表面精度主要指表面粗糙度。例如：尺寸精度高（達 0.001 mm 或更?。┑牧慵?，圓柱度要求高的圓柱體零件，素線直線度、圓度和傾斜度均要求高的圓錐體零件等。 ③帶特殊螺紋的回轉(zhuǎn)體零件這些零件是指特大螺距（或?qū)С蹋?、變（增／減）螺距、等螺距與變螺距或圓柱與圓錐螺紋面之間作平滑過渡的螺紋零件，以及高精度的模數(shù)螺紋零件（如圓柱、圓弧蝸桿）和端面（盤形）螺紋零件等。  數(shù)控車床車削螺紋時，主軸轉(zhuǎn)向不必像普通車床那樣交替變換，它可以一刀又一刀不停頓地循環(huán)，直到完成，因此它車螺紋的效率很高。由于數(shù)控車床一般采用硬質(zhì)合金成型刀片，可以使用較高的轉(zhuǎn)速，因而車削出來的螺紋精度高，表面粗糙度小。 ④淬硬工件的加工在大型模具加工中，有不少尺寸大而形狀復(fù)雜的零件，這些零件熱處理后的變形量較大，磨削加工有困難，因此，可以用陶瓷車刀在數(shù)控機床上對淬硬后的零件進行車削加工，以車代磨，提高加工效率。 精品(2)加工過程①分析零件圖紙要分析零件的材料、形狀、尺寸、精度及毛坯形狀和熱處理要求等，以便確定該零件是否適宜在數(shù)控機床上加工，或適宜在哪類數(shù)控機床上加工。有時還要確定在某臺數(shù)控機床上加工該零件的哪些工序或哪幾個表面。 ②確定工藝過程確定零件的加工方法(如采用的工夾具、裝夾定位方法等)和加工路線(如對刀點、走刀路線)，并確定加工用量等工藝參數(shù)(如切削進給速度、主軸轉(zhuǎn)速、切削寬度和深度等)。③數(shù)值計算根據(jù)零件圖紙和確定的加工路線，算出數(shù)控機床所需輸入數(shù)據(jù)，如零件輪廓相鄰幾何元素的交點和切點，用直線或圓弧逼近零件輪廓時相鄰幾何元素的交點和切點等的計算。④編寫零件程序單根據(jù)加工路線計算出的數(shù)據(jù)和已確定的加工用量，結(jié)合數(shù)控系統(tǒng)的程序段格式編寫零件加工程序單。此外，還應(yīng)填寫有關(guān)的工藝文件，如數(shù)控加工工序卡片、數(shù)控刀具卡片、工件安裝和零點設(shè)定卡片等。⑤程序輸入即將編制好的程序輸入到數(shù)控車床中。⑥加工時的注意事項即按步驟操作車床，注意人身安全。精品第二章 軸承套的加工工藝分析如圖 2-1 所示為軸承套零件，該零件材料為 45 鋼，無熱處理和硬度要求，試對該零件進行數(shù)控車削加工工藝分析（單件小批量生產(chǎn)） 。圖 2-1 軸承套零件圖2.1 軸承套零件的工藝分析該零件主要由內(nèi)外圓柱面、內(nèi)圓錐面、圓弧面及外螺紋等表面組成，零件圖尺寸標(biāo)注完整，輪廓描述清楚。其中 φ50、φ52 外圓有較高的尺寸精度和表面粗糙度要求，并且對 φ32 孔的徑向圓跳動公差為 0.01mm；左端面則對 φ 32 孔軸線的垂直度公差為0.01mm；φ78 外圓有較高的表面粗糙度要求，外圓柱面表面粗糙度為 Ra1.6μm。零件材料為 45 鋼，切削加工性能較好，無熱處理和硬度要求。 通過上述分析，采用以下幾點工藝措施：(1)對圖樣上帶公差的尺寸，編程時全部取其平均值。(2)左右端面均為多個尺寸的設(shè)計基準(zhǔn)，相應(yīng)工序加工前，應(yīng)該先將左右端面車出來。Dπ v10C?n精品(3)外圓對內(nèi)孔的徑向圓跳動要求在 0.01mm 內(nèi)，掉頭裝夾時，除了要包一層銅皮外，夾緊時用力要適中，不可過大。如果不能保證，則采用軟卡爪裝夾。(4)內(nèi)孔與左端面應(yīng)在一次裝夾中加工出，以保證端面與內(nèi)孔軸線的垂直度。(5)軸承套外圓為 IT7 級精度，采用粗車 —半精車—精車可以滿足要求。(6)內(nèi)孔尺寸較小，鏜 1:20 錐孔與鏜 φ32 孔及 15°錐面時需掉頭裝夾。2.2 軸承套定位基準(zhǔn)和裝夾方式的選擇2.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇(1)精基準(zhǔn)的選擇原則① 基準(zhǔn)重合原則。為避免基準(zhǔn)重合誤差，方便編程，應(yīng)選用設(shè)計基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，并使設(shè)計基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)、編程原點三者統(tǒng)一，這是最佳考慮的方案。因為當(dāng)加工面的定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合，且加工面與設(shè)計基準(zhǔn)不在一次安裝中同時加工出來的情況下，會產(chǎn)生基準(zhǔn)重合誤差。 ②基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。在多工序或多次安裝中，選用相同的定位基準(zhǔn)，這樣既可保證各加工表面間的相互位置精度，避免或減少因基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換而引起的誤差。③自為基準(zhǔn)原則。精加工或光整加工工序要求余量小而均勻，因此選擇加工表面本身作為定位基準(zhǔn)，稱為自為基準(zhǔn)原則。 ④便于裝夾原則。所選精基準(zhǔn)應(yīng)能保證工件定位準(zhǔn)確穩(wěn)定，裝夾方便可靠，夾具結(jié)構(gòu)簡單適用，操作方便靈活，能加工盡可能多的內(nèi)容。 ⑤便于對刀原則。批量加工時，在工件坐標(biāo)系已經(jīng)確定的情況下，采用不同的定位基準(zhǔn)為對刀基準(zhǔn)建立工件坐標(biāo)系，會使對刀的方便性不同，有時甚至無法對刀。這時就要分析此種定位方案是否能滿足對刀操作的要求，否則原設(shè)工件坐標(biāo)系須重新設(shè)定。(2)粗基準(zhǔn)的選擇原則①非加工表面原則。為了保證加工面與不加工面之間的位置要求，應(yīng)選不加工面為粗基準(zhǔn)。 ②加工余量最小原則。以余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)，以保證各加工表面有足夠的加工余量。③重要表面原則。為保證重要表面的加工余量均勻，應(yīng)選擇重要加工面為粗基準(zhǔn)。 ④不重復(fù)使用原則。粗基準(zhǔn)未經(jīng)加工，表面比較粗糙且精度低，二次安裝時，其在機床上（或夾具中）的實際位置可能與第一次安裝時不一樣，從而產(chǎn)生定位誤差，導(dǎo)致相應(yīng)加工表面出現(xiàn)較大的位置誤差。因此，粗基準(zhǔn)一般不應(yīng)重復(fù)使用⑤便于工件裝夾原則。作為粗基準(zhǔn)的表面，應(yīng)盡量平整光滑，沒有飛邊、冒口、澆口或其他缺陷，以便使工件定位準(zhǔn)確、夾緊可靠。精品2.2.2 裝夾方式的選擇(1)在三爪自定心卡盤上裝夾 三爪自定心卡盤的三個卡爪是同步運動的，能自動定心，一般不需找正。三爪自定心卡盤裝夾工件方便、省時，自動定心好，但夾緊力較小，因此適用于裝夾外形規(guī)則的中、小型工件。用三爪自定心卡盤裝夾精加工過的表面時，被夾住的工件表面應(yīng)包一層銅皮，以免夾傷工件表面。 (2)在兩頂尖之間頂兩頭裝夾 (3)用卡盤和頂尖一夾一頂裝夾 車削質(zhì)量較大的工件時要一端用卡盤夾住，另一端用后頂尖支撐。為了防止工件由于切削力的作用而產(chǎn)生軸向位移，必須在卡盤內(nèi)裝一限位支承或利用工件的臺階面限位，這樣比較安全，能承受較大的軸向切削力，且安裝剛性好，軸向定位準(zhǔn)確，因此應(yīng)用比較廣泛。 2.2.3 確定軸承套的定位基準(zhǔn)和裝夾方式 (1)內(nèi)孔加工定位基準(zhǔn)：內(nèi)孔加工時以外圓定位；裝夾方式：用三爪自動定心卡盤夾緊，掉頭裝夾加工時，使用百分表進行找正，并在裝夾部位包一層銅皮。 (2)外輪廓加工定位基準(zhǔn)：確定零件軸線為定位基準(zhǔn)；裝夾方式：用三爪自動定心卡盤夾緊，掉頭裝夾加工時，使用百分表進行找正，并在裝夾部位包一層銅皮。2.3 軸承套加工順序和進給路線的確定2.3.1 加工順序安排的原則(1)先粗后精 對于粗精加工在一道工序內(nèi)進行的加工內(nèi)容，應(yīng)先對各表面進行全部粗加工，然后再進行半精加工和精加工，以逐步提高加工精度。此工步順序安排的原則要求：粗車在較短的時間內(nèi)將工件各表面上的大部分加工余量切掉。若粗車后所留余量的均勻性滿足精品不了精加工的要求，則要安排半精車，以此為精車做準(zhǔn)備。為保證加工精度，精車一定要一刀切出。 (2)先近后遠(yuǎn) 先近后遠(yuǎn)即在一般情況下，離對刀點近的部位先加工，離對刀點遠(yuǎn)的部位后加工，以縮短刀具移動距離，減少空行程時間。對車削而言，先近后遠(yuǎn)還可以保持工件的剛性，有利于切削加工。 (3)先內(nèi)后外、內(nèi)外交叉 先內(nèi)后外、內(nèi)外交叉的原則是指粗加工時先進行內(nèi)腔、內(nèi)形粗加工，后進行外形粗加工；精加工時先進行內(nèi)腔、內(nèi)形精加工，后進行外形精加工。上述原則并不是一成不變的，對于某些特殊情況，需要采用靈活可變的方案。2.3.2 進給路線的確定(1)最短的空行程路線確定最短的走刀路線，除了依靠大量的實踐經(jīng)驗外，還應(yīng)善于分析，必要時可輔以一些簡單的計算。①靈活設(shè)置程序循環(huán)起點。在車削加工編程時許多情況下采用固定循環(huán)指令編程。 ②合理安排返回?fù)Q刀點。在手工編制較復(fù)雜輪廓的加工程序時，在不換刀的前提下，執(zhí)行退刀動作時，應(yīng)不用返回到換刀點。安排走刀路線時，應(yīng)盡量縮短前一刀終點與后一刀起點間的距離，方可滿足走刀路線最短的要求。(2)最短的切削進給路線 若能使切削進給路線最短，就可有效地提高生產(chǎn)效率，降低刀具的損耗。安排最短切削進給路線時，應(yīng)同時兼顧工件的剛性、加工工藝性等要求，不能顧此失彼。 (3)零件輪廓精加工一次走刀完成 如果需要以一刀或多刀進行精加工，則其最后一刀要沿輪廓連續(xù)加工而成，盡量避免在連續(xù)的輪廓中安排切入、切出、換刀或停頓，以免因切削力突然變化而造成彈性變形，使光滑連接的輪廓上產(chǎn)生刀痕等缺陷。 2.3.3 確定軸承套的加工順序及進給路線(1)加工順序的確定加工順序的確定按由內(nèi)到外、由粗到精、由近到遠(yuǎn)的原則確定。在一次裝夾中加工出較多的工件表面外。結(jié)合本零件結(jié)構(gòu)特征，軸承套左、右端面分別為多個尺寸的設(shè)計基準(zhǔn)，故可先加工一端內(nèi)孔及外輪廓表面，然后掉頭再加工另一端內(nèi)孔及外輪廓表面。確定的加工順序為：平端面→鉆中心孔→鉆 φ32 孔的底孔 φ26→粗鏜 φ32 內(nèi)孔、15°錐面及 C0.5 倒角→精鏜 φ32 內(nèi)孔、15°錐面及 C0.5 倒角→粗車精品φ50 外圓、φ58 臺階面、R5 圓弧、C2 倒角及 φ78 外圓面→半精車 φ50 外圓、φ58 臺階面、R5 圓弧、C2 倒角及 φ78 外圓面→精車 φ50、φ78 外圓面→掉頭裝夾平端面保證總長尺寸→粗鏜 1:20 錐孔→精鏜 1:20 錐孔→粗車螺紋大徑、φ52 外圓及 C2 倒角→半精車螺紋大徑、φ52 外圓及 C2 倒角→精車 φ52 外圓→車螺紋退刀槽→車 M45 外螺紋。(2)進給路線的確定進給路線的確定主要在于確定粗加工及空行程的進給路線。在保證加工質(zhì)量的前提下，使加工具有最短的走刀路線，不僅可以節(jié)省整個加工過程的執(zhí)行，還能減少一些不必要的刀具損耗及機床進給機構(gòu)滑動部件的磨損。根據(jù)以上分析，在 FANUC 0i-Mate-TC 系統(tǒng)數(shù)控車床上加工零件時，該零件走刀路線很簡單，都只要采用 G71、G70 粗車、精車循環(huán)指令加工內(nèi)孔和外圓，可免去許多復(fù)雜的計算過程，而且程序變得簡化。經(jīng)過分析后，該零件外輪廓表面的粗車走刀路線見表 2-1 和表 2-2。表 2-1 軸承套裝夾及外輪廓加工走刀路線圖零件圖號 ZCT—01 工藝序號 01零件名稱 軸承套工件裝夾及外輪廓加工走刀路線圖 裝夾次數(shù) 一次最后一刀路線：A→B→C→D→E→A精品表 2-2 軸承套裝夾及外輪廓加工走刀路線圖零件圖號 ZCT—01 工藝序號 02零件名稱 軸承套工件裝夾及外輪廓加工走刀路線圖 裝夾次數(shù) 一次最后一刀路線：A→B→C→D→E→A2.4 軸承套加工刀具的選擇2.4.1 數(shù)控車刀的類型及選用數(shù)控車削用的車刀一般分為三類，即尖形車刀、圓弧形車刀和成型車刀。 當(dāng)數(shù)控車床進行粗加工時，要求刀具強度高，耐用度好，以滿足粗加工背吃刀量大、進給速度高的要求。當(dāng)數(shù)控車床進行精加工時，要選用精度高，鋒利、耐用度高的刀具，以保證加工精度。為方便對刀和減少刀具安裝時間，盡量使用機夾刀，刀具材料最好選用涂層硬質(zhì)合金刀片。刀片的幾何結(jié)構(gòu)（如刀尖圓角、幾何角度等）應(yīng)根據(jù)加工零件的形狀決定。特別要注意的是在加工球面時要選用副偏角大的刀具，以免刀具的后刀面與工件產(chǎn)生干涉。精品2.4.2 軸承套數(shù)控加工的刀具選擇選用 45°硬質(zhì)合金端面車刀車端面，刀號 T01；選用 φ3.15 中心鉆鉆 φ3.15 的中心孔，刀號 T02；選用 φ26 錐柄麻花鉆鉆底孔，刀號 T03；選用不通孔硬質(zhì)合金鏜刀粗精鏜內(nèi)孔，刀號 T04；選用 93°硬質(zhì)合金外圓粗車刀粗車外輪廓表面，刀號 T05；選用 93°硬質(zhì)合金外圓精車刀精車外輪廓表面，刀號 T06；選用 5mm 寬的硬質(zhì)合金切槽刀車螺紋退刀槽，刀號 T07；選用 60°外螺紋車刀車 M45 外螺紋，刀號 T08。將所選刀具參數(shù)填入表 2-3 軸承套數(shù)控加工刀具卡片中，以便于編程和操作管理。表 2-3 軸承套數(shù)控加工刀具卡片產(chǎn)品名稱或代號 SKC—01零件名稱 軸承套零件圖號 ZCT—01程序編號01、02序號 刀具號 刀具名稱 加工表面 刀尖半徑（mm）備注1 T01 45°硬質(zhì)合金端面車刀車端面2 T02 φ3.15 中心鉆 鉆中心孔3 T03 φ26 錐柄麻花鉆鉆底孔4 T04不通孔硬質(zhì)合金鏜刀粗精鏜內(nèi)孔 0.45 T05 93°硬質(zhì)合金外圓粗車刀粗車外輪廓表面 1.26 T06 93°硬質(zhì)合金外圓精車刀精車外輪廓表面 0.47 T075mm 寬的硬質(zhì)合金切槽刀車螺紋退刀槽8 T08 60°外螺紋車刀車 M45 外螺紋精品2.5 軸承套加工切削用量的選擇2.5.1 切削用量的選用原則切削用量選擇是否合理，對于能否充分發(fā)揮機床的潛力和刀具的切削性能，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低成本和安全操作具有很重要的作用。 切削用量的選擇原則是：粗車時，首先考慮選擇盡可能大的背吃刀量 αp，其次選擇較大的進給量 f，最后確定一個合適的切削速度 Vc。增大背吃刀量 αp 可使走刀次數(shù)減少，增大進給量 f 有利于斷屑。精車時，加工精度和表面粗糙度要求較高，加工余量不大且較均勻，選擇切削用量時應(yīng)著重考慮如何保證加工質(zhì)量，并在此基礎(chǔ)上盡量提高生產(chǎn)率。因此，精車時應(yīng)選用較?。ǖ荒芴。┑谋吵缘读?αp 和進給量 f，并選用性能高的刀具材料和合理的幾何參數(shù)，以盡可能提高切削速度 Vc。 2.5.2 軸承套加工的切削用量選擇(1)背吃刀量的選擇 粗加工時，在工藝系統(tǒng)剛性和機床功率允許的情況下，盡可能取較大的背吃刀量，以減少進給次數(shù)；精加工時，為保證零件的加工精度和表面粗糙度要求。根據(jù)被加工表面質(zhì)量要求、刀具材料、工件材料和機床性能，參考切削用量手冊或有關(guān)資料選?。捍周囃廨喞?αp=2mm，半精車外輪廓 αp=0.75mm，精車 αp=0.4mm；粗鏜 αp=1mm，精鏜αp=0.3mm。(2)進給量的選擇 粗加工時，根據(jù)加工材料、刀桿尺寸、工件直徑及已確定的背吃刀量，參照切削用量手冊或有關(guān)資料并結(jié)合機床使用說明書，選?。捍周?f=0.2mm/r，粗鏜 f=0.15mm/r；半精加工、精加工時，按照表面粗糙度要求，根據(jù)工件材料、刀尖圓弧半徑和切削速度，選?。喊刖?f=0.15mm/r，精車 f=0.1mm/r，精鏜 f=0.1mm/r。(3)主軸轉(zhuǎn)速的選擇 根據(jù)已確定的背吃刀量、進給量和工件、刀具材料耐用度，參考切削用量手冊或有關(guān)資料，查表選取切削速度 Vc，粗車 Vc=120m/min，半精車 Vc=130m/min，精車Vc=140m/min，粗鏜 Vc=60m/min，精鏜 Vc=70m/min，然后利用公式（2－5）計算出主軸轉(zhuǎn)速。Vc =πdn/1000 （ 2－5）式中：n 為工件或刀具的轉(zhuǎn)速(r/min) Vc 為切削速度 (m/min)d 為切削刃選定點所對應(yīng)的工件或刀具的回轉(zhuǎn)直徑(mm)結(jié)合實踐經(jīng)驗，最終確定的主軸轉(zhuǎn)速為：粗加工 n=600 r/min，半精車 n=800 r/min，精品精車 n=1000 r/min，精鏜 n=700 r/min，車螺紋 n=500r/min。精品第三章 軸承套的數(shù)控編程與加工3.1 軸承套零件圖的數(shù)學(xué)處理3.1.1 編程原點及換刀點的選擇從理論上說，編程原點選在任何位置都是可以的。但實際上，原點選擇的不恰當(dāng)會使下一步的坐標(biāo)計算變得很麻煩。所以，確定編程坐標(biāo)系原點的原則有以下幾點：(1)編程原點的選擇要便于坐標(biāo)計算。盡量選擇能直觀地確定零件基點坐標(biāo)值的一些特殊點為坐標(biāo)原點，可以簡化計算的工作量，也便于程序檢查。(2)編程原點的選擇要便于加工中的對刀。因為對刀的目的是要確定編程原點在工件毛坯上的位置，即找出該點在機床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值，使圖樣上的編程坐標(biāo)系轉(zhuǎn)化為加工中的工件坐標(biāo)系。(3)編程原點要盡量選在設(shè)計基準(zhǔn)上并以設(shè)計基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)。這樣可避免基準(zhǔn)不重合而產(chǎn)生的誤差，以利于保證加工精度。(4)對稱零件的編程原點應(yīng)選在對稱中心。具體應(yīng)用哪條原則，要視具體情況，在保證質(zhì)量的前提下，按按操作方便和效率高來選擇。對于該零件，其左右端面為其設(shè)計基準(zhǔn)，其編程原點便設(shè)在零件的左端面或右端面與主軸軸線的交點處。換刀點是指刀架轉(zhuǎn)位換刀時的位置。換刀點應(yīng)設(shè)在工件或夾具外部，以刀架轉(zhuǎn)位時不碰到工件或其他部件為準(zhǔn)，并留有一定的安全區(qū)。該零件的換刀點設(shè)在點（150，200）處。3.1.2 走刀軌跡點參數(shù)值的計算根據(jù)加工零件圖樣，按照設(shè)定的編程坐標(biāo)系、已確定的加工路線和允許的編程誤差，計算編程時所需要的數(shù)據(jù)。(1)對圖樣上帶公差的尺寸，各尺寸應(yīng)按公差取其中間值。如φ50 取 φ49.97，φ52 取 φ51.96，φ35 取 φ35.04(2)15°錐面的起點定在其延長線 Z=2 mm 處，X 的值根據(jù)斜度 15°求得。X=12tan15°=12×0.268=3.216。精品因此，在 Z=2 mm 的延長線上， X 切入點為 X=32+2×3.216=38.432mm。(3)計算錐孔小端直徑 d：（D-d）/L=1:20 ，d=（20D-L）/20= （20×32-78）/20=28.1 mm。鏜錐孔時，起刀點設(shè)在其延長線處，即 Z=2 mm 處，該點 X=32.1 mm。(4)加工外圓柱螺紋 M45 時，外圓柱應(yīng)實際車削到的尺寸為：D1=D-0.13p=45-0.13×1.5=44.805 mm；車螺紋時螺紋底徑應(yīng)車削到的尺寸為：d1=D-1.25p=45-1.25×1.5=43.125 mm。(5)其他軌跡點坐標(biāo)值可直接根據(jù)圖樣尺寸算出。3.2 編制零件加工程序3.2.1 數(shù)控編程注意事項：(1)養(yǎng)成良好的編程習(xí)慣。在程序段第一行設(shè)定指令，保證編制的程序在執(zhí)行是不受到前面程序執(zhí)行時留下的影響，如在第一段寫入 N10 G54 G99 G21 G40 G97 G99(2)熟悉所使用機床的力學(xué)性能、所規(guī)定使用的指令、編程格式，能充分發(fā)揮數(shù)控機床的功能。(3)編程坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系選擇，合理運用編程指令中坐標(biāo)系變換指令，保證運算和使用簡便。(4)使用優(yōu)化結(jié)構(gòu)編制高效程序。(5)對零件加工工藝等方面知識了解充分，制定合理工藝方案。選擇最短的加工路線，能充分縮短加工時間，提高生產(chǎn)效率。3.2.2 編制加工程序根據(jù)零件的加工順序和工藝參數(shù)，應(yīng)用數(shù)控系統(tǒng)的各種功能指令，編寫零件加工程序。該軸承套零件輪廓簡單，使用 G71、G70 粗車、精車循環(huán)指令加工內(nèi)孔和外圓，編程容易，程序結(jié)構(gòu)得到簡化。程序按加工部位分四部分，每部分后都有 M05（主軸停） 、M00（程序暫停）程序。這樣便于對每個部位加工后進行檢查。精品軸承套數(shù)控加工程序工藝序號 01 程序編號 O2001 零件名稱 軸承套 使用設(shè)備 CKA6150數(shù)控車床程序段號 程序 注釋N10 G54 建立工件坐標(biāo)系N20 M03S600 主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速 600 r/minN30 T0404 調(diào) 04 號鏜刀，04 號刀補N40 M08 切削液開N50 G99G00X26Z5 轉(zhuǎn)進給，快速進刀至起刀點N60 G71U1R1 內(nèi)孔粗加工循環(huán)程序N70 G71P80Q170U-0.6W0.1F0.15 精加工單邊余量 0.3N80 G00X38.432N90 G42G01Z2F0.1 建立刀具半徑右補償N100 G01X32Z-10F0.1N110 G01Z-29F0.1N120 G03X30Z-30R1F0.1N130 G01X29.1F0.1N140 G01X28.1Z-30.5F0.1N150 G01Z-33F0.1N160 G01X24F0.1N170 G40G00Z5 取消刀具半徑右補償N180 M03S700 主軸變速，轉(zhuǎn)速為 700 r/minN190 G70P80Q170 內(nèi)孔精加工N200 G00X150Z200 返回?fù)Q刀點N210 M05 主軸停止N220 M09 切削液關(guān)N230 M00 程序暫停N240 M03S600 主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為 600 r/minN250 T0505 調(diào) 05 號外圓粗車刀，05 號刀補N260 M08 切削液開N270 G99G00X80Z5 轉(zhuǎn)進給，快速進刀至起刀點精品N271 G71U2R1 外圓粗加工循環(huán)程序N280 G71P290Q390U1.5W0.1F0.2 半精加工單邊余量 0.75N290 G00X45.97N300 G42G01Z0F0.15 建立刀具半徑右補償N310 G01X50.77Z-2.4F0.15N320 G01Z-30F0.15N330 G01X58F0.15N340 G02X68Z-35R5F0.15N350 G01X74F0.15N360 G01X78.8Z-37.4F0.15N370 G01Z-63F0.15N380 G01X85F0.15N390 G40G00Z5 取消刀具半徑右補償N400 G00X150Z200 返回?fù)Q刀點N410 T0606 調(diào) 06 號外圓精車刀，06 號刀補N420 M03S800 主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速 800 r/minN430 G00X80Z5 快速進刀至起刀點N440 G70P290Q390 半精加工外輪廓N450 G00X150Z200 返回?fù)Q刀點N460 M05 主軸停止N470 M09 切削液關(guān)N480 M00 程序暫停N490 M03S1000 主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為 1000 r/minN500 M08 切削液開N510 G99G00X49.97Z3 轉(zhuǎn)進給，快速進刀至起刀點N520 G01Z-30F0.1 精車 φ50 外圓N530 G01X78F0.1N540 G01Z-63F0.1 精車 φ78 外圓N550 G01X85F0.1N560 G00Z200N570 X150 返回?fù)Q刀點N580 M05 主軸停止N590 M09 切削液關(guān)N600 M30 程序暫停精品工藝序號 02 程序編號 O2002 零件名稱 軸承套 使用設(shè)備 CKA6150數(shù)控車床程序段號 程序 注釋N10 G54 建立工件坐標(biāo)系N20 M03S600 主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速 600 r/minN30 T0404 調(diào) 04 號鏜刀，04 號刀補N40 M08 切削液開N50 G99G00X26Z5 轉(zhuǎn)進給，快速進刀至起刀點N60 G71U1R1 內(nèi)孔粗加工循環(huán)程序N70 G71P80Q120U-0.6W0.1F0.15 精加工單邊余量 0.3N80 G00X32.1N90 G42G.1Z2F0.1 建立刀具半徑右補償N100 G01X28.1Z-78F0.1N110 G01X26F0.1N120 G40G00Z5 取消刀具半徑右補償N130 M03S700 主軸變速，轉(zhuǎn)速為 700 r/minN140 G70P80Q120 精加工內(nèi)孔N150 G00X150Z200 返回?fù)Q刀點N160 M05 主軸停止N170 M09 切削液關(guān)N180 M00 程序暫停N190 M03S600 主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速 600 r/minN200 T0505 調(diào) 05 號外圓粗車刀，05 號刀補N210 M08 切削液開N220 G99G00X80Z5 轉(zhuǎn)進給，快速進刀至起刀點N230 G71U2R1 粗加工外輪廓循環(huán)程序N240 G71P250Q330U1.5W0.1F0.2 半精加工單邊余量 0.75N250 G00X40.805N260 G42G01Z0F0.15 建立刀具半徑右補償N270 G01X44.805Z-2F0.15N280 G01Z-35F0.15N290 G01X52.76F0.15N300 G01Z-45F0.15N310 G01X74F0.15精品N320 G01X80Z-48F0.15N330 G40G00Z5 取消刀具半徑右補償N340 G00X150Z200 返回?fù)Q刀點N350 T0606 調(diào) 06 號外圓精車刀，06 號刀補N360 M03S800 主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速 800 r/minN370 G00X80Z5 快速進刀至起刀點N380 G70P250Q330 精加工外輪廓N390 G00X150Z200 返回?fù)Q刀點N400 M05 主軸停止N410 M09 切削液關(guān)N420 M00 程序暫停N430 M03S1000 主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速 1000 r/minN440 M08 切削液開N441 G99G00X51.96Z3 轉(zhuǎn)進給，快速進刀至起刀點N450 G00Z-30N460 G01Z-45F0.1 精車 φ52 外圓N470 G01X85F0.1N480 G00Z200N490 X150 返回?fù)Q刀點N500 M05 主軸停止N510 M09 切削液關(guān)N520 M00 程序暫停N530 M03S500 主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速 500 r/minN540 T0707 調(diào) 07 號切槽刀，07 號刀補N550 G00X58N560 Z-35.04 進刀至切槽起刀點N570 G01X40F0.1 切槽N580 G04P200 槽底暫停 0.2sN590 G00X58 X 向退刀N600 Z200 Z 向退刀N610 X150 返回?fù)Q刀點N620 M05 主軸停止N630 M09 切削液關(guān)N640 M00 程序暫停N650 T0808 調(diào) 08 號螺紋刀，08 號刀補精品N660 M08 切削液開N670 G99G00X50Z4 轉(zhuǎn)進給，快速進刀至車螺紋起刀點N680 G92X44.305Z-33F1.5 車 M45 螺紋循環(huán)程序N690 X44.055N700 X43.955N710 X43.855N720 X43.755N730 X43.655N740 X43.555N750 X43.455N760 X43.355N770 X43.255N780 X43.125N790 X43.125N800 G00X150Z200 返回?fù)Q刀點N810 M05 主軸停止N820 M09 切削液關(guān)N830 M30 程序結(jié)束3.3 軸承套的加工3.3.1 裝刀具加工軸承套采用的 CKA6150 數(shù)控車床是六工位自動刀架，裝刀須調(diào)整刀尖與主軸中心線等高，調(diào)整辦法加墊片。刀桿伸出長度應(yīng)為刀桿厚度的 1.5～2 倍。裝刀的一般原則是：功能相近的刀具就近安裝，工序切換和更換刀具應(yīng)在較短的時間內(nèi)完成。3.3.2 裝工件數(shù)控車床一般均采用三爪自定心卡盤，工件的安裝、找正與臥式車床基本相同。對于圓棒料在裝夾時，應(yīng)水平放置在卡盤的卡爪中，并經(jīng)校正后旋緊卡盤的扳手，工件夾緊找正隨即完成。精品3.3.3 對刀刀位點是刀具的基準(zhǔn)點，也是對刀時的注視點，一般是刀具上的一點，對刀點是用來確定刀具與工件的相對位置關(guān)系的點，是確定工件坐標(biāo)系與機床坐標(biāo)系的點。對刀就是將刀具的刀位點置于對刀點上，以便建立工件坐標(biāo)系。對刀點的選擇原則：(1)選定的對刀點位置應(yīng)便于數(shù)學(xué)處理和使程序編制簡單(2)在機床上容易找正(3)加工過程中便于檢查(4)引起的加工誤差小對刀是數(shù)控加工中的主要操作和重要技能。在一定條件下，對刀的精度可以決定零件的加工精度，同時，對刀效率還直接影響數(shù)控加工效率。 對刀一般分為手動對刀和自動對刀兩大類。目前，絕大多數(shù)的數(shù)控機床（特別是車床）采用手動對刀，其基本方法有：定位對刀法、光學(xué)對刀法、ATC 對刀法和試切對刀法。在 FANUC 數(shù)控系統(tǒng)中常用的對刀方法是設(shè)置刀具偏移量補償?shù)脑嚽袑Φ斗椒?。其步驟如下：(1)用外圓車刀試車一外圓，沿＋Z 軸退出并保持 X 坐標(biāo)不變。 測量外圓直徑，記為d。(2)按“OFSET SET”（偏移設(shè)置）鍵→進入“形狀”補償參數(shù)設(shè)定界面→將光標(biāo)移到與刀位號相對應(yīng)的位置后，輸人 Xd，按“測量 ”鍵，系統(tǒng)自動計算出 X 方向刀具偏移量(3)用外圓車刀試車工件端面，沿＋X 軸退出并保持 Z 坐標(biāo)不變。 (4)按“OFSET SET”鍵→進人“形狀”補償參數(shù)設(shè)定界面→將光標(biāo)移到與刀位號相對應(yīng)的位置后，輸人 Z0，按“測量”鍵，系統(tǒng)自動計算出 Z 方向刀具偏移量。同樣也可以自行“輸入”偏移量。 (5)設(shè)置的刀具偏移量在數(shù)控程序中用 T 代碼調(diào)用。 這種方式具有易懂、操作簡單、編程與對刀可以完全分開進行等優(yōu)點。因此在對刀中應(yīng)用最為普遍。精品3.4 零件加工時的注意事項3.4.1 零件加工時的注意事項(1)固定進刀退刀模式每把車刀從換刀點以 G0 模式運動到進刀點，進刀點應(yīng)在 X、Z 兩個方向離工件有一定距離，太遠(yuǎn)太近都不行。太遠(yuǎn)會增加 G01 進給的空行程，造成加工效率低；太近會增加安全隱患。進刀時（從起刀點到加工開始點）必須以 G01 方式進刀，退刀時必須以G01 方式退到退刀點（退刀點距離工件有一定的安全距離）后再以 G0 方式運動。 (2)換刀點設(shè)定模塊化換刀點的設(shè)定關(guān)系到加工的效率和安全問題。換刀點設(shè)得太遠(yuǎn)，刀具從換刀點運動到進刀點的時間就會加長，降低了效率；若太近，在換刀時就可能會和工件發(fā)生干涉，造成刀具、工件及機床的損壞。因此，自己設(shè)定換刀點，該點就可能被設(shè)得或遠(yuǎn)或近，所以我根據(jù)刀具及工件的實際情況用子程序把換刀點固定下來，換刀時只需將刀具回到退刀點，然后調(diào)用子程序即可，這樣事故發(fā)生率就大大降低了。 (3)養(yǎng)成規(guī)范的調(diào)試動作①.我們必須把 G0 速度選擇開關(guān)打在 F0 擋上，讓刀具以較慢的速度靠近工件，否則，如果刀具的刀偏值有誤的話，刀具從換刀點以 G0 方式極快地運動到進刀點時，可能會與工件發(fā)生強烈的碰撞，讓操作者無所適從，來不及排除險情；相反我們讓刀具以較慢的速度靠近時，即使刀偏值有誤，我們也有充裕的時間來調(diào)整。 ②在調(diào)試時，必須使機床處于單步執(zhí)行狀態(tài)。操作者在機床執(zhí)行上一句語句后，必須再次檢查下一句的正誤性和合理性，并相應(yīng)作出調(diào)整。機床在運動時，操作者必須時刻觀察屏幕上刀具坐標(biāo)的變化和程序中的運動終點坐標(biāo)與刀具實際運動坐標(biāo)是否一致。 ③調(diào)試過程中，操作者可將一只手指放在循環(huán)開始按鈕上，另一只手指放在循環(huán)保持按鈕邊，以便在緊急時刻能及時停止程序的執(zhí)行。另外時刻記住緊急按鈕的位置，以便不時之需。 以上做法是為了減少在數(shù)控車中由于編程和操作不當(dāng)而造成對數(shù)控車床的損害，減少事故的發(fā)生，確保工作、實習(xí)的安全性。 精品第四章 小 結(jié)畢業(yè)設(shè)計，讓我結(jié)合生產(chǎn)實際，培養(yǎng)了我分析和解決數(shù)控加工中實際問題的能力，使我做到學(xué)以致用。進一步訓(xùn)練了我的基本能力，比如加強了我的識圖并利用軟件繪圖的技能、學(xué)會翻閱相關(guān)資料的能力。同時，也讓我學(xué)會了編寫技術(shù)文件。另外，最重要的是它培養(yǎng)了我的規(guī)范意識，使我養(yǎng)成了遵守國家標(biāo)準(zhǔn)的習(xí)慣，學(xué)會使用與設(shè)計有關(guān)的手冊、圖冊、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，對使用的圖表、文字、技術(shù)參數(shù)、術(shù)語、代號等均應(yīng)符合有關(guān)新標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，表達無誤。比如一些符號的使用、上下偏差的標(biāo)注等?？傊ㄟ^畢業(yè)設(shè)計，我受益匪淺。我又一次熟悉了課本上的理論知識，進一步提高了我貼近就業(yè)崗位的實際能力，提高了我運用所學(xué)知識和技能，分析和解決實際問題的能力。精品參考文獻[1] 王愛玲主編.數(shù)控機床加工工藝.北京：機械工業(yè)出版社，2006.3[2] 王海勇主編.數(shù)控機床結(jié)構(gòu)與維修.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.10[3] 呂士峰，王士柱主編.數(shù)控加工工藝.北京：國防工業(yè)出版社，2006.9[4] 任國興主編.數(shù)控車床加工工藝與變成操作. 北京：機械工業(yè)出版社，2006.8[6] 劉莉主編.數(shù)控加工程序編制. 北京：科學(xué)出版社，2010.3[7] 徐宏海等編著.數(shù)控機床刀具及其應(yīng)用.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.7[8] 北京發(fā)那科機電有限公司.BEIJING-FANUC 0i -Mate-TC 操作說明書[9] 關(guān)穎主編.FANUC 系統(tǒng)數(shù)控車床培訓(xùn)教程. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.8[10] 詹華西主編.數(shù)控加工與編程. 西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2007.2[11] 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