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畢業(yè)設(shè)計（論文）
軸類數(shù)控加工工藝及編程設(shè)計
分 院
專業(yè)班級
學(xué)生姓名
學(xué) 號
導(dǎo)師姓名
成 績
20*** 年 ** 月 ** 日
四川科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文) 第22頁
摘 要
隨著科技的不斷發(fā)展，數(shù)控技術(shù)在企業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用。本設(shè)計通過對數(shù)控加工的工藝特點(diǎn)、加工零件工藝性等進(jìn)行分析，選擇正確的加工方法，設(shè)計合理的加工工藝過程，充分發(fā)揮數(shù)控加工的優(yōu)質(zhì)、高效、低成本的特點(diǎn)。設(shè)計說明書以數(shù)控車床車削軸類零件為例，根據(jù)被加工工件的材料、輪廓形狀、加工精度等選用合適的機(jī)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(shù)據(jù)進(jìn)行分析，說明在加工過程中應(yīng)注意的事項(xiàng)。
關(guān)鍵詞：工藝分析；刀具；切削用量；加工程序
目 錄
引 言 1
第1章 零件圖的分析 3
1.1 零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 3
1.2.2 零件的技術(shù)要求分析 3
第2章 軸零件的工藝規(guī)程設(shè)計 5
2.1 零件毛坯的選擇 5
2.2 定位基準(zhǔn)的確定 5
2.3 裝夾方式的選擇 5
2.4 表面加工方法的選擇 6
2.5 加工順序的安排 6
2.6 加工工序的劃分 7
2.6.1 加工工序劃分方法 7
2.6.2 工序的最終確定 8
第3章 設(shè)備及其工藝裝備的選擇 9
3.1 機(jī)床的選擇 9
3.2刀具的選擇 9
第4章 切削用量的選擇 11
第5章 數(shù)控加工程序的編制及仿真加工 12
5.1 編程方法的選擇 12
5.2 編程原點(diǎn)的確定 12
5.3 走刀路線的確定 12
5.4 基點(diǎn)坐標(biāo)的確定 13
5.5 程序的編寫 13
5.5.1 編程代碼的解析 13
5.5.2 加工程序清單 14
5.6 仿真加工 14
結(jié)束語 16
致 謝 17
參考文獻(xiàn) 18
附件1：機(jī)械加工工藝過程卡 19
附件2：數(shù)控加工工序卡 20
引 言
機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)，即計算機(jī)數(shù)字控制(CNC)系統(tǒng)是在傳統(tǒng)的硬件數(shù)控(NC)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。它主要由硬件和軟件兩大部分組成。通過系統(tǒng)控制軟件與硬件的配合，完成對進(jìn)給坐標(biāo)控制、主軸控制、刀具控制、輔助功能控制等。CNC系統(tǒng)利用計算機(jī)來實(shí)現(xiàn)零件程序編輯、坐標(biāo)系偏移、刀具補(bǔ)償、插補(bǔ)運(yùn)算、公英制變換、圖形顯示和固定循環(huán)等。使數(shù)控機(jī)床按照操作設(shè)計要求，加工出需要的零件。1908年，穿孔的金屬薄片互換式數(shù)據(jù)載體問世；19世紀(jì)末，以紙為數(shù)據(jù)載體并具有輔助功能的控制系統(tǒng)被發(fā)明；1938年，香農(nóng)在美國麻省理工學(xué)院進(jìn)行了數(shù)據(jù)快速運(yùn)算和傳輸，奠定了現(xiàn)代計算機(jī)，包括計算機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)。數(shù)控技術(shù)是與機(jī)床控制密切結(jié)合發(fā)展起來的。1952年第一臺數(shù)控機(jī)床問世后，數(shù)控系統(tǒng)已經(jīng)先后經(jīng)歷了兩個階段和六代的發(fā)展，其六代是指電子管、晶體管、集成電路、小型計算機(jī)、微處理器和基于工控PC機(jī)的通用CNC系統(tǒng)。其中前三代為第一階段，稱作為硬件連接數(shù)控，簡稱NC系統(tǒng)；后三代為第二階段，乘坐計算機(jī)軟件數(shù)控，簡稱CNC系統(tǒng)。
數(shù)控加工技術(shù)是什么呢？簡單的說就是利用數(shù)字化控制系統(tǒng)在加工機(jī)床上完成整個零件的加工。而且和傳統(tǒng)的機(jī)械加工手段相比數(shù)控加工技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：
①加工效率高。
利用數(shù)字化的控制手段可以加工復(fù)雜的曲面。而加工過程是由計算機(jī)控制，所以零件的互換性強(qiáng)，加工的速度快。
②加工精度高。
同傳統(tǒng)的加工設(shè)備相比，數(shù)控系統(tǒng)優(yōu)化了傳動裝置,提高分辨率,減少了人為誤差，因此加工的效率可以得到很大的提高。
③勞動強(qiáng)度低。
由于采用了自動控制方式，也就是說加工的全部過程是由數(shù)控系統(tǒng)完成，不象傳統(tǒng)加工手段那樣煩瑣，操作者在數(shù)控機(jī)床工作時，只需要監(jiān)視設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。所以勞動強(qiáng)度很低。
④適應(yīng)能力強(qiáng)。
數(shù)控加工系統(tǒng)就象計算機(jī)一樣，可以通過調(diào)整部分參數(shù)達(dá)到修改或改變其運(yùn)作方式，因此加工的范圍可以得到很大的擴(kuò)展。
21世紀(jì)的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng)，智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個方面：為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化，如加工過程的自適應(yīng)控制，工藝參數(shù)自動生成；為提高驅(qū)動性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機(jī)參數(shù)的自適應(yīng)運(yùn)算、自動識別負(fù)載自動選定模型、自整定等；簡化編程、簡化操作方面的智能化，如智能化的自動編程、智能化的人機(jī)界面等；還有智能診斷、智能監(jiān)控方面的內(nèi)容、方便系統(tǒng)的診斷及維修等。
本文主要講述軸零件的加工工藝設(shè)計及數(shù)控編程，首先對零件的圖紙進(jìn)行分析，緊接著對零件進(jìn)行工藝分析，確定零件的毛坯、定位基準(zhǔn)、加工方案、切削用量、設(shè)備及工藝裝備等，然后制定零件的加工工藝卡片，最后編制出零件的數(shù)控加工程序。下面來運(yùn)用數(shù)控加工工藝及編程的相關(guān)知識來分析復(fù)合軸零件的加工工藝設(shè)計及編程時所遇到的一些問題。
第1章 零件圖的分析
如圖1.1所示零件圖，軸零件圖，其材料為45鋼，單擊小批量生產(chǎn)。
圖1-1 零件圖
1.1 零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析
從圖1-1分析得知，該零件的結(jié)構(gòu)主要由外圓柱面、外圓錐面、外圓弧面、外溝槽、外螺紋等組成，該零件的集聚了軸零件的常見的結(jié)構(gòu)，它典型的體現(xiàn)了數(shù)控車削加工的內(nèi)容，具有良好的工藝性能和切削性能。
1.2.2 零件的技術(shù)要求分析
零件的技術(shù)要求主要包括尺寸精度、形狀精度、位置精度、表面粗糙度要求等，這些技術(shù)要求應(yīng)當(dāng)是能夠保證零件使用性能前提下的極限值。進(jìn)行零件技術(shù)要求分析，主要是分析這些技術(shù)要求的合理性，以及實(shí)現(xiàn)的可能性，重點(diǎn)分析重要表面和部位的加工精度和技術(shù)要求，為制定合理的加工方案做好準(zhǔn)備。同時通過分析以確定技術(shù)要求是否過于嚴(yán)格，因?yàn)檫^高的精度和過小的表面粗糙度要求會使工藝過程變得復(fù)雜，加工難度大，增加不必要的成本。
通過對圖1-1的分析可列出該軸零件的各項(xiàng)技術(shù)要求如表1-1所示。
表1-1 技術(shù)要求
加工表面
尺寸偏差（mm）
公差及精度等級
表面粗糙度(um)
?58外圓
?58
IT8
3.2
?45
?45
IT7
3.2
?36外圓
?36
IT7
3.2
?48×5槽
?48
5
IT12
IT12
3.2
3.2
?24×5槽
?24
5
IT12
IT12
3.2
3.2
M28×1.5
M20
IT12
3.2
第2章 軸零件的工藝規(guī)程設(shè)計
工藝規(guī)程設(shè)計是零件在加工前必不可少的重要步驟，是零件加工前的準(zhǔn)備，其內(nèi)容包括定位基準(zhǔn)的確定、裝夾方式、加工方法、工序及工步的劃分、切削用量、機(jī)床、刀具等內(nèi)容，下面進(jìn)行逐一分析。
2.1 零件毛坯的選擇
毛坯是根據(jù)零件所要求的形狀，工藝尺寸等方面而制成的供進(jìn)一步加工使用的生產(chǎn)對象。毛坯種類的選擇不僅影響著毛坯制造的工藝裝備及制造費(fèi)用，對零件的機(jī)械加工工藝裝備及工具的消耗，工時定額計算有很大影響。
確定毛坯的形狀與尺寸的步驟是：首先選取毛坯加工余量和毛坯公差；其次將毛坯加工余量疊加在零件相應(yīng)加工表面上，從而計算出毛坯尺寸，最后標(biāo)注毛坯尺寸與公差，其總的要求是：減少“肥頭大耳”，實(shí)現(xiàn)少屑或無屑加工。因此毛坯要力求接近成品形狀，以減少機(jī)械加工的勞動量。
根據(jù)零件圖樣中對工件材料的規(guī)定，工件材料確定為45鋼。毛坯的尺寸為?65mm×160mm圓棒料。
2.2 定位基準(zhǔn)的確定
定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)兩種，用未加工過的毛坯表面作為定位基準(zhǔn)稱為粗基準(zhǔn)，用己加工過的表面作為定位基準(zhǔn)稱為精加工。除第一道工序用粗基準(zhǔn)外，其余工序都應(yīng)使用精基準(zhǔn)。
選擇定位基準(zhǔn)要遵循基準(zhǔn)重合原則，即力求沒計基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)和編程基準(zhǔn)統(tǒng)一，這樣做可以減少基準(zhǔn)不重合產(chǎn)生的誤差和數(shù)控編程中的計算量，并且能有效地減少裝夾次數(shù)。
該零件為回轉(zhuǎn)型零件，其加工一次成型，故只有一個基準(zhǔn)，基準(zhǔn)為端面及回轉(zhuǎn)中心線。
2.3 裝夾方式的選擇
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(shù)控加工的特點(diǎn)對夾具提出了兩個基本要求：一是要保證夾具的坐標(biāo)方向與機(jī)床的坐標(biāo)方向相對固定；二是要協(xié)調(diào)零件和機(jī)床坐標(biāo)系的尺寸關(guān)系。
根據(jù)零件的尺寸、精度要求和生產(chǎn)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。
零件第一次裝夾時車削右端，此次裝夾可直接采用機(jī)床的三爪卡盤進(jìn)行裝夾，第二次裝夾時，車削左端面，由于右端裝夾面為已加工面，且表面的光潔度較高，故需要墊上銅皮再用三爪卡盤裝夾。
2.4 表面加工方法的選擇
（1）外輪廓的加工方法
該零件的外輪廓成階梯狀，其加工是從中間凸起部分截開，先加工左端，再加工右端，左右兩端的輪廓成遞增，可采用G71的走刀方式進(jìn)行粗加工，G70進(jìn)行精加工。
（2）外螺紋的加工方法
外螺紋在加工前，首先車出螺紋大徑，然后再用G76的螺紋車削走刀方式進(jìn)行車削。
2.5 加工順序的安排
工件的機(jī)械加工工藝路線中要經(jīng)過切削加工、熱處理和輔助工序。因此，當(dāng)擬定工藝路線時要合理、全面安排好切削加工、熱處理和輔助工序的順序。
切削加工工序的安排原則
? 基準(zhǔn)先行 選為精基準(zhǔn)的表面，應(yīng)先進(jìn)行價格，以便為后續(xù)工序提供可靠的精基準(zhǔn)。如軸類零件的中心孔、箱體的地面或剖分面、齒輪的內(nèi)孔和一端面等，都應(yīng)安排在初始工序加工完成。
? 先粗后精 各表面均應(yīng)按照粗加工→半精加工→精加工的順序依次進(jìn)行，以便逐步提高加工精度和降低表面粗糙度。
? 先主后次 先加工主要表面（如定位基面、裝配面、工作面），后加工次要表面（如自由表面、鍵槽、螺紋孔等），次要表面常穿插進(jìn)行加工，一般安排在主要表面達(dá)到一定精度之后、最終精加工之前。
根據(jù)以上原則，確定該零件的加工順序?yàn)椋很囉叶嗣妗周囃廨喞囃廨喞嚥邸囃饴菁y→切斷→調(diào)頭車端面。
2.6 加工工序的劃分
2.6.1 加工工序劃分方法
(1) 工序集中
1）概念：
是將零件的加工集中在少數(shù)幾道工序中完成，每道工序加工內(nèi)容多，工藝路線短。
2）特點(diǎn)：
①可以采用高效機(jī)床和工藝裝備，生產(chǎn)率高；
②減少了設(shè)備數(shù)量以及操作工人人數(shù)和占地面積，節(jié)省人力、物力；
③減少了工件安裝次數(shù)，利于保證表面間的位置精度；
④采用的工裝設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，調(diào)整維修較困難，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大。
(2) 工序分散
1）概念：
工序分散就是將零件的加工分散到很多道工序內(nèi)完成，每道工序加工的內(nèi)容少，工藝路線很長。
1）特點(diǎn)：
①設(shè)備和工藝裝備比較簡單，便于調(diào)整，容易適應(yīng)產(chǎn)品的變換；
②對工人的技術(shù)要求較低；
③可以采用最合理的切削用量，減少機(jī)動時間；
④所需設(shè)備和工藝裝備的數(shù)目多，操作工人多，占地面積大。
（3）工序集中或分散的程度分析
考慮的因素：主要取決于生產(chǎn)規(guī)模、零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)要求，有時，還要考慮各工序生產(chǎn)節(jié)拍的一致性
具體分析：一般情況下，單件小批生產(chǎn)時，只能工序集中；大批大量生產(chǎn)時，既可以采用多刀、多軸等高效、自動機(jī)床，將工序集中，也可以將工序分散后組織流水生產(chǎn)。 對于重型零件，為了減少工件裝卸和運(yùn)輸?shù)膭趧恿?，工序?yīng)適當(dāng)集中；對于剛性差且精度高的精密工件，則工序應(yīng)適當(dāng)分散。
發(fā)展趨勢：傾向于采用工序集中的方法來組織生產(chǎn)。
綜上所述，根據(jù)該零件的生產(chǎn)規(guī)模，確定該零件采用工序集中的方式進(jìn)行劃分。
2.6.2 工序的最終確定
根據(jù)該零件的結(jié)構(gòu)特性，確定其加工工藝路線如下：
工序1：制造毛坯?65mm×160mm圓棒料。
工序2：夾毛坯外圓，向外伸出130mm的長度，車外輪廓，螺紋，退刀槽，切斷。
工步1：粗車外輪廓，預(yù)留0.2mm精加工余量。
工步2：精車外輪廓，控制各表面粗糙度及精度。
工步3：車Φ24×5和Φ48×5槽。
工步4：車螺紋。
工步5：切斷，留長度方向余量1mm。
工序3：調(diào)頭，車左端面，控制總長度尺寸122mm。
工序4：去毛刺。
工序5：檢驗(yàn)。
第3章 設(shè)備及其工藝裝備的選擇
3.1 機(jī)床的選擇
分析零件圖可知，本設(shè)計加工的零件特征包括：外圓、內(nèi)外槽、螺紋、圓弧、圓錐，加工工序復(fù)雜。為減少換刀和對刀時間，保證良好精度和表面粗糙度要求，選擇溫州廣州數(shù)控設(shè)備有限公司生產(chǎn)的CK6140×1000，該機(jī)床項(xiàng)目技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目技術(shù)參數(shù)如下：
床身上最大回轉(zhuǎn)直徑
Φ400mm
卡盤直徑
Φ250mm
拖板上最大回轉(zhuǎn)直徑
Φ210mm
主軸轉(zhuǎn)速（機(jī)械）
25-1600rpm
變頻
300-2000rpm
X軸最大行程
250mm
尾座套筒內(nèi)孔錐度
MT4
Z軸最大行程
1000mm
尾座套筒移動量
140mm
最大加工長度
800mm
尾座套筒直徑
Φ60mm
X/Z軸快速進(jìn)給速度
5/10m/min
刀位數(shù)
4
X/Z軸脈沖當(dāng)量
0.001mm
刀方尺寸
25mmx25mm
定位精度
0.01mm
主電機(jī)功率
5.5kw
重復(fù)定位精度
0.006mm
機(jī)床外形尺寸(長×寬×高)
2250mmx1200mmx1600mm
主軸通孔直徑
Φ46mm
機(jī)床重量
2000kg
主軸內(nèi)孔錐度
MT
3.2刀具的選擇
由于工件材料、生產(chǎn)批量、加工精度以及機(jī)床類型、工藝方案的不同，車刀的種類也異常繁多。根據(jù)與刀體的聯(lián)接固定方式的不同，車刀主要可分為焊接式與機(jī)械夾固式兩大類。
l）焊接式車刀 將硬質(zhì)合金刀片用焊接的方法固定在刀體上稱為焊接式車刀。這種車刀的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，剛性較好。缺點(diǎn)是由于存在焊接應(yīng)力，使刀具材料的使用性能受到影響，甚至出現(xiàn)裂紋。另外，刀桿不能重復(fù)使用，硬質(zhì)合金刀片不能充分回收利用，造成刀具材料的浪費(fèi)。根據(jù)工件加工表面以及用途不同，焊接式車刀又可分為切斷刀、外圓車刀、端面車刀、內(nèi)孔車刀、螺紋車刀以及成形車刀等。
2）機(jī)夾可轉(zhuǎn)位車刀 可轉(zhuǎn)位車刀由刀桿、刀片、刀墊以及夾緊元件組成。刀片每邊都有切削刃，當(dāng)某切削刃磨損鈍化后，只需松開夾緊元件，將刀片轉(zhuǎn)一個位置便可繼續(xù)使用。
根據(jù)零件圖的特性，本題兩零件中的外圓表面及內(nèi)孔表面采用可轉(zhuǎn)位車刀進(jìn)行車削，槽及螺紋，選用焊接式車刀進(jìn)行切削，具體刀具選用請參照表2-1。
表2-1 刀具表
刀具號
刀具名稱
刀具規(guī)格
刀具材料
加工表面
T01
外圓粗車刀
75°左偏刀
硬質(zhì)合金
粗車外圓表面及端面
T02
外圓精車刀
35°左偏刀
硬質(zhì)合金
精車外圓表面及端面
T03
切斷刀
5mm刀寬
高速鋼
切槽及切斷
T04
外螺紋車刀
60°
硬質(zhì)合金
車外螺紋
第4章 切削用量的選擇
（1）切削用量的選用原則
粗車時，應(yīng)盡量保證較高的金屬切除率和必要的刀具耐用度。
選擇切削用量時應(yīng)首先選取盡可能大的背吃刀量ap，其次根據(jù)機(jī)床動力和剛性的限制條件，選取盡可能大的進(jìn)給量f，最后根據(jù)刀具耐用度要求，確定合適的切削速度vc。增大背吃刀量ap可使走刀次數(shù)減少，增大進(jìn)給量f有利于斷屑。
精車時，對加工精度和表面粗糙度要求較高，加工余量不大且較均勻。選擇精車的切削用量時，應(yīng)著重考慮如何保證加工質(zhì)量，并在此基礎(chǔ)土盡量提高生產(chǎn)率。因此，精車時應(yīng)選用較?。ǖ荒芴。┑谋吵缘读亢瓦M(jìn)給量，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。
（2）切削用量的選取方法
①背吃刀量的選擇? 粗加工時，除留下精加工余量外，一次走刀盡可能切除全部余量。也可分多次走刀。精加工的加工余量一般較小，可一次切除。在中等功率機(jī)床上，粗加工的背吃刀量可達(dá)8～10mm；半精加工的背吃刀量取0.5～5mm；精加工的背吃刀量取0.2～1.5mm。
②進(jìn)給速度（進(jìn)給量）的確定?? 粗加工時，由于對工件的表面質(zhì)量沒有太高的要求，這時主要根據(jù)機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度和剛性、刀桿的強(qiáng)度和剛性、刀具材料、刀桿和工件尺寸以及已選定的背吃刀量等因素來選取進(jìn)給速度。精加工時，則按表面粗糙度要求、刀具及工件材料等因素來選取進(jìn)給速度。進(jìn)給速度νf可以按公式νf =f×n計算，式中f表示每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，粗車時一般取0.3～0.8mm／r；精車時常取0.1～0.3mm/r；切斷時常取0.05～0.2mm/r。
③切削速度的確定? 切削速度vc可根據(jù)己經(jīng)選定的背吃刀量、進(jìn)給量及刀具耐用度進(jìn)行選取。實(shí)際加工過程中，也可根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和查表的方法來選取。粗加工或工件材料的加工性能較差時，宜選用較低的切削速度。精加工或刀具材料、工件材料的切削性能較好時，宜選用較高的切削速度。切削速度vc確定后，可根據(jù)刀具或工件直徑（D）按公式n=l000vc/πD 來確定主軸轉(zhuǎn)速n（r/min）。
通過以上分析，查表確定該零件的切削用量如附件2數(shù)控加工工序卡所示。
第5章 數(shù)控加工程序的編制及仿真加工
5.1 編程方法的選擇
數(shù)控編程主要分為手工編程與自動編程。
（1）手工編程
整個程序的編制過程是由人工完成的。這要求編程人員不僅要熟悉數(shù)控代碼及編程規(guī)則，而且還必須具備有機(jī)械加工工藝知識和數(shù)值計算能力。對于點(diǎn)位加工或幾何形狀不太復(fù)雜的零件，數(shù)控編程計算較簡單，程序段不多，手工編程即可實(shí)現(xiàn)。
（2）自動編程
用計算機(jī)把人們輸入的零件圖紙信息改寫成數(shù)控機(jī)床能執(zhí)行的數(shù)控加工程序，就是說數(shù)控編程的大部分工作有計算機(jī)來實(shí)現(xiàn)。
3編程方法的選擇
該零件的結(jié)構(gòu)為圓弧與直線組成，無雙曲線、拋物線、正弦曲線、橢圓等高級曲線，故其所有加工程序均選用手工編制。
5.2 編程原點(diǎn)的確定
該零件為回轉(zhuǎn)型零件，其編程坐標(biāo)系一般設(shè)置在零件的回轉(zhuǎn)中心上，即工序2中的編程原點(diǎn)為左端面中心，工序3中的編程原點(diǎn)為右端面上。
5.3 走刀路線的確定
根據(jù)后面的5.6節(jié)中的仿真操作，自動計算出G71復(fù)合車削循環(huán)以及車螺紋時的走刀路線如圖5-1所示。
圖5-1走刀路線圖
圖中紅色線為外圓粗車刀的走刀路線，綠色的是外圓精車刀的走到路線，藍(lán)色線為切斷刀的走刀路線，黃色線為螺紋車刀的走刀路線。
5.4 基點(diǎn)坐標(biāo)的確定
在傳統(tǒng)的加工中，經(jīng)常采用人工計算的方式進(jìn)行計算坐標(biāo)點(diǎn)，由于科學(xué)技術(shù)不斷的發(fā)展，現(xiàn)在基本上都運(yùn)用計算機(jī)進(jìn)行坐標(biāo)點(diǎn)查找，圖5-2便是本次編程走刀路線中所需要用到的基點(diǎn)坐標(biāo)值。
圖5-2 基點(diǎn)坐標(biāo)
5.5 程序的編寫
5.5.1 編程代碼的解析
該零件圖使用G71外徑粗車循環(huán)指令，G70精車循環(huán)指令，G76螺紋車削指令。說明如下：
1.G71外圓粗車循環(huán)
格式：
G71 U△d Re；
G71 P ns Q nf U△u W△w F ；
式中△d—精加工每次切深；
ns—精加工程序第一個程序段的序號；
nf—精加工程序最后一個程序段的序號；
△u—X軸方向精加工留量（直徑值）；
△w—Z軸方向精加工留量；
e—退刀量；
2.多重螺紋切削循環(huán)G76
指令格式：G76 P(m) (r) (a) Q(Δdmin) R(d);
G76 X(U)__ Z(W)__ R(i) P(k) Q(Δd) F(I)__;
指令功能：通過多次螺紋粗車、螺紋精車完成規(guī)定牙高（總切深）的螺紋加工，如果定義的螺紋角度不為0度，螺紋的切入點(diǎn)由螺紋牙頂逐步移至螺紋牙底，使得相鄰兩牙螺紋的夾角為規(guī)定的螺紋角度。G76指令可加工帶螺紋退尾的直螺紋和錐螺紋，可實(shí)現(xiàn)單側(cè)刀刃螺紋切削，吃刀量逐漸減少，有利于保護(hù)刀具、提高螺紋精度。G76指令不能加工端面螺紋。
3.G70外圓精車循環(huán)
格式：
G70 Pns Qnf；
ns—精加工程序第一個程序段的序號；
nf—精加工程序最后一個程序段的序號；
5.5.2 加工程序清單
請查看附件4。
5.6 仿真加工
如圖5-3所示為斯沃仿真軟件中FANUC OiT數(shù)控車床仿真操作面板，下面運(yùn)用該機(jī)床對零件進(jìn)行仿真加工。仿真加工的目的是為了驗(yàn)證所編制的程序的準(zhǔn)確性，該零件的加工程序，經(jīng)過斯沃?jǐn)?shù)控仿真軟件的驗(yàn)證，最后的仿真效果圖如圖5-4所示。
圖5-3 FANUC OiT數(shù)控車床仿真操作面板
圖5-4 仿真效果圖
經(jīng)過仿真加工可以看出，該零件的程序準(zhǔn)確無誤，可以在機(jī)床上進(jìn)行首件加工了，由于仿真的機(jī)床跟實(shí)際的存在一定的區(qū)別，因此在實(shí)際加工中，需要采用單段運(yùn)行的方式進(jìn)行。
結(jié)束語
本次課題貫穿本專業(yè)所學(xué)到的議論知識與實(shí)踐操作技術(shù)，從分析設(shè)計到計算、操作得到成品，同時本次選題提供了自主學(xué)習(xí)，自主選擇，自主完成的機(jī)會。畢業(yè)設(shè)計有實(shí)踐性，綜合性，探索性，應(yīng)用性等特點(diǎn)，通過對該零件的加工設(shè)計，使自己能夠完成軸承蓋零件的自動編程，對刀具路徑有了更深一步的理解。
這次畢業(yè)設(shè)計，給我最大的體會就是熟練操作技能來源我們對專業(yè)的熟練程度。除了對自動編程的熟練掌握之外，還需要你掌握零件工藝方面的知識，對于夾具的選擇，切削參數(shù)的設(shè)定我們必須十分清楚。在上機(jī)操作時，我們只有練習(xí)各功能鍵的作用，在編程時才得心應(yīng)手。因此，我總結(jié)出一個結(jié)論“理論是指導(dǎo)實(shí)踐的基礎(chǔ)，只有不斷在實(shí)踐中總結(jié)驗(yàn)，并對先前的理論進(jìn)行消化和創(chuàng)新，自己的水平會很快的提高”。
本畢業(yè)的選題、設(shè)計內(nèi)容、及設(shè)計的形成是在老師的悉心指導(dǎo)下完成的。在畢業(yè)論文的完成過程中傾注了老師大量的心血，因此，在論文完成之際，特向我尊敬的老師表示衷心的感謝。
通過此次設(shè)計使我掌握了科學(xué)研究的基本方法和思路，為今后的工作打下了基礎(chǔ)，在以后的日子我將會繼續(xù)保持這份做學(xué)問的態(tài)度和熱情。
致 謝
經(jīng)過一個多月的研究分析，我的畢業(yè)設(shè)計終于完成。作為一名數(shù)控專業(yè)的畢業(yè)生，由于本專業(yè)的特殊性，在設(shè)計過程中，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有劉老師的指導(dǎo)，以及身邊朋友們的幫助，想靠一己之力完成此次設(shè)計是相當(dāng)困難的。
首先，向劉老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。從最初的選題到中后期修改，再到最后定稿，劉老師一直給我提供了許多寶貴的建議。老師嚴(yán)肅的工作態(tài)度、謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神、益求精的工作作風(fēng)、深地感染和激勵了我。除了敬佩老師的專業(yè)水平外，其樸實(shí)無華、平易近人的人格魅力更對我影響深遠(yuǎn)，不僅使我樹立了遠(yuǎn)大的學(xué)術(shù)目標(biāo)、掌握基本的研究方法，還使我明白了許多待人接物與為人處事的道理。
其次，要感謝學(xué)院所有教導(dǎo)老師，你們教會我的不僅僅是專業(yè)知識，更多的是對待學(xué)習(xí)、對待生活的態(tài)度，乃至做人的道理。
最后，我要感謝這一路上給過我?guī)椭哪切┱J(rèn)識乃至不認(rèn)識的朋友們，因?yàn)槟銈兊墓膭詈椭С?，我的畢業(yè)設(shè)計才得以順利完成。感謝你們，在我最需要幫助和鼓勵的時候，給與我的一切，我永遠(yuǎn)不會忘記我們一起奮斗過的日日夜夜，此時此刻，就讓一切在記憶中封存。
參考文獻(xiàn)
[1] 現(xiàn)代數(shù)控銑削技術(shù)/楊江河，余云龍編.-北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2006.9
[2] 數(shù)控編程與加工/陳紅康,杜洪春主編.-濟(jì)南:山東大學(xué)出版社,2004.8
[3] 數(shù)控機(jī)床加工工藝及設(shè)備/田萍主編.-北京:電子工業(yè)出版社,2005.3
[4] 數(shù)控加工工藝與編程/晏初宏主編.-北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004.3
[5] 機(jī)床數(shù)控技術(shù)/杜國臣,王士軍主編.-北京:中國林業(yè)出版社;北京大學(xué)出版社,2006.80
附件1：機(jī)械加工工藝過程卡
機(jī)械加工工藝過程卡
產(chǎn) 品 名 稱
零 件 名 稱
零 件 圖 號
材 料
毛坯規(guī)格
軸
軸
45鋼
Ф65×160mm
工序號
工序名稱
工序簡要內(nèi)容
設(shè)備
工藝裝備
工時
1
下料
制造毛坯Ф65×160mm棒料
棒料切割機(jī)
2
車
夾毛坯外圓，向外伸出130mm的長度，車外輪廓，螺紋，退刀槽，切斷
數(shù)控車床
三爪卡盤
3
車
調(diào)頭，車左端面，控制總長度尺寸122mm
普通車床
三爪卡盤
4
鉗
去毛刺
銼刀
5
檢驗(yàn)
編制
審核
批準(zhǔn)
共 1 頁
第 1 頁
附件2：數(shù)控加工工序卡
數(shù)控加工工序卡
產(chǎn) 品 名 稱
零 件 名 稱
零 件 圖 號
軸
工序號
程序編號
材料
數(shù)量
夾具名稱
使用設(shè)備
車間
2
O0001
45鋼
1
三爪卡盤
數(shù)控車床
工步號
工步內(nèi)容
切削用量
刀具
量具
V
（m/min）
n
(r/min)
f
(mm/min)
ap
(mm)
編號
名稱
編號
名稱
1
粗車外輪廓，預(yù)留0.2mm精加工余量
480
120
1.5
T01
75度車刀
01
游標(biāo)卡尺
2
精車外輪廓，控制各表面粗糙度及精度
800
80
0.2
T02
35度車刀
01
游標(biāo)卡尺
3
車Φ24×5和Φ48×5槽
400
35
T03
切槽刀
02
量塊
4
車螺紋
500
2
T04
60°螺紋刀
03
M28螺紋環(huán)規(guī)
5
切斷
300
30
T03
切槽刀
01
游標(biāo)卡尺
編制
審核
批準(zhǔn)
共 1 頁
第1 頁
附件3：數(shù)控加工刀具調(diào)整卡
產(chǎn)品名稱或代號
零件名稱
零件圖號
序號
刀具號
刀具規(guī)格名稱
刀具參數(shù)
刀補(bǔ)地址
刀尖半徑
刀桿規(guī)格
半徑
形狀
1
T01
75°外圓車刀
0
20*20
0
80
2
T02
35°外圓車刀
0
20*20
0
80
3
T03
5mm切槽刀
0
20*20
0
80
4
T04
60°螺紋車刀
0
20*20
0
80
編制
審核
批準(zhǔn)
共 1頁
第1 頁
附件4：數(shù)控加工程序卡
零件圖名
零件名稱
軸
編制日期
程序號
O0001
數(shù)控系統(tǒng)
FANUC
編制
程序內(nèi)容
程序說明
T0101;
換1號刀，并調(diào)用1號刀補(bǔ)；
M03 S480;
主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速500r/min；
M08;
切削液開；
G00 X67 Z0;
快速插補(bǔ)至端面車削位置
G01 X-1 F120;
車端面
Z2;
G00 X67;
快速插補(bǔ)至G71循環(huán)起點(diǎn)
G71 U1.5 R0.5;
調(diào)用G71外圓車削循環(huán)，設(shè)置進(jìn)到量1.5，退刀量0.5；
G71 P10 Q20 U0.2 W0.2 F120;
精車N10~N20之間的程序段
N10 G00 X20;
快速進(jìn)刀至切削起點(diǎn)；
G01 Z27 Z-2 F80;
車倒角；
Z-25;
車外圓Ф28；
X36;
車臺階面；
W-15;
車外圓Ф36；
X45 W-30;
車錐面；
G03 X58 Z-91.86 R40;
車R40圓??；
G01 Z-127;
車Ф58外圓；
X65;
退刀
N20 G00 Z2;
G00 X150 Z150;
快速運(yùn)動至換刀點(diǎn)
T0202;
換2號刀并調(diào)用2號刀補(bǔ)；
M03 S800;
主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速800r/min；
G00 X67 Z2;
G70 P10 Q20;
精車外圓；
GOO X150 Z150;
快速運(yùn)動至換刀位置；
T0303;
換3號切槽刀；
M03 S400;
主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速400r/min；
G00 X38 Z-25;
快速運(yùn)動至切槽點(diǎn)；
G01 X24 F30;
切槽；
X38 F100;
退刀；
G00 X60;
Z-112;
G01 X48 F35;
切槽
X60;
G00 X150 Z150;
主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速500r/min；
T0404;
換4號螺紋車刀；
M03 S500;
G00 X30 Z2;
G76 P020060 Q100 R200;
調(diào)用G76螺紋復(fù)合切削循環(huán)；
G76 X26.05 Z-23 P900 Q400;
設(shè)定參數(shù)；
G00 X150 Z150;
M01;
T0303;
換3號切斷刀；
M03 S300;
G00 X62 Z-122;
快速運(yùn)動至切斷點(diǎn)；
G01 X-1 F30;
切斷；
G00 X150;
退刀；
Z150;
M05;
主軸停止
M09;
切削液關(guān)
M30;
程序結(jié)束