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1、淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文題 目數(shù)控學(xué)生姓名學(xué) 號(hào)院 系機(jī)電工程系專 業(yè)機(jī)械制造與自動(dòng)化班 級(jí)指導(dǎo)教師 顧問(wèn)教師二一四年六月摘 要： 數(shù)控（英文名字：Numerical Control 簡(jiǎn)稱:NC）技術(shù)是指用數(shù)字、文字和符號(hào)組成的數(shù)字指令來(lái)實(shí)現(xiàn)一臺(tái)或多臺(tái)機(jī)械設(shè)備動(dòng)作控制的技術(shù)。數(shù)控車(chē)床是目前使用最廣泛的數(shù)控機(jī)床之一。數(shù)控車(chē)床主要用于加工軸類、盤(pán)類等回轉(zhuǎn)體零件。通過(guò)數(shù)控加工程序的運(yùn)行，可自動(dòng)完成內(nèi)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(jìn)行車(chē)槽、鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔等工作。 數(shù)控車(chē)床種類較多，但主體結(jié)構(gòu)都是由：車(chē)床主體、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)三大部分組成。 NC編程就是將加工零件的

2、加工順序、刀具運(yùn)動(dòng)軌跡的尺寸數(shù)據(jù)、工藝參數(shù)（主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)速度、切削深度）以及輔助操作（換刀、主軸正反轉(zhuǎn)、冷卻液開(kāi)關(guān)、刀具夾緊、松開(kāi)等）加工信息，用規(guī)定的文字、數(shù)字、符號(hào)組成的代碼，按一定格式編寫(xiě)成加工程序。 數(shù)控機(jī)床程序編制過(guò)程主要包括：分析零件圖紙、工藝處理、數(shù)學(xué)處理、編寫(xiě)零件程序、程序校驗(yàn)。 機(jī)床夾具的種類很多，按使用機(jī)床類型分類，可分為車(chē)床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、加工中心夾具和其他夾具等。按驅(qū)動(dòng)夾具工作的動(dòng)力源分類，可分為手動(dòng)夾具、氣動(dòng)夾具、液壓夾具、電動(dòng)夾具、磁力夾具和自?shī)A緊夾具等。 關(guān)鍵詞：數(shù)控，車(chē)床，編程，加工目 錄摘 要：.1目 錄 .21、 引 言.3 二、數(shù)控

3、概述.4三、數(shù)控加工工藝分析 .6 3.1 數(shù)控加工工藝概念.6 3.2 數(shù)控加工工藝內(nèi)容.6 3.3 工序與工布的劃分.6 4、 數(shù)控編程方法.8 4.1 數(shù)控編程的基本概念.8 4.2 數(shù)控編程步驟.8 4.3 數(shù)控車(chē)床程序的編制.9 5、 數(shù)控刀具的選用.10 5.1 數(shù)控機(jī)床的刀具特點(diǎn).10 5.2 刀具材料.10 5.3 數(shù)控刀具的選擇.10 5.4 切屑用量的選擇.11 六、夾具選擇和裝夾.12 6.1夾具的分類：.12 6.2工件在數(shù)控車(chē)床上的裝夾：.127、 零件加工編程實(shí)例.13 7.1 零件的工藝分析.13 7.2 確定加工路線.14 7.3 制定加工方案.14 7.4 選

4、擇刀具及對(duì)刀.14 7.5 確定工件坐標(biāo)系、對(duì)刀點(diǎn)和換刀點(diǎn).14 八、結(jié)論.16 參考文獻(xiàn).17 一、引 言 數(shù)控技術(shù)是先進(jìn)制造技術(shù)的基礎(chǔ)，它是綜合應(yīng)用了計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、電氣傳動(dòng)、自動(dòng)檢測(cè)、精密機(jī)械制造和管理信息等技術(shù)而發(fā)展起來(lái)的高新科技。作為數(shù)控加工的主體設(shè)備，數(shù)控機(jī)床是典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。數(shù)控機(jī)床代表一個(gè)民族制造工業(yè)現(xiàn)代化的水平，隨著現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，制造技術(shù)和自動(dòng)化水平的高低已成為衡量一個(gè)國(guó)家或地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。 本文主要討論數(shù)控車(chē)床的零件加工工藝以及程序編制，主要以FANUC數(shù)控系統(tǒng)為例，結(jié)合典型零件對(duì)數(shù)控車(chē)零件進(jìn)行講解。主要內(nèi)容有關(guān)于數(shù)控車(chē)床的編程方法、編程的注

5、意事項(xiàng)、加工工藝分析、刀具的選用、刀位軌跡計(jì)算。二、數(shù)控概述（一）數(shù)控機(jī)床簡(jiǎn)介數(shù)控機(jī)床是數(shù)字控制機(jī)床（Computer numerical control machine tools）的簡(jiǎn)稱，是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動(dòng)化機(jī)床。該控制系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號(hào)指令規(guī)定的程序，并將其譯碼，從而使機(jī)床動(dòng)作并加工零件。 數(shù)控機(jī)床種類繁多，由數(shù)控系統(tǒng)通過(guò)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)去控制各運(yùn)動(dòng)部件的動(dòng)作，主要用于軸類和盤(pán)類回轉(zhuǎn)體零件的多工序加工，具有高精度、高效率、高柔性化等綜合特點(diǎn)，適合中小批量形狀復(fù)雜零件的多品種、多規(guī)格生產(chǎn)。（2） 數(shù)控機(jī)床特點(diǎn)數(shù)控機(jī)床的操作和監(jiān)控全部在這個(gè)數(shù)控單元中完成，它是數(shù)控

6、機(jī)床的大腦。與普通機(jī)床相比，數(shù)控機(jī)床有如下特點(diǎn)：1、加工精度高，具有穩(wěn)定的加工質(zhì)量；2、可進(jìn)行多坐標(biāo)的聯(lián)動(dòng)，能加工形狀復(fù)雜的零件；3、加工零件改變時(shí)，一般只需要更改數(shù)控程序，可節(jié)省生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間； 4、機(jī)床本身的精度高、剛性大,可選擇有利的加工用量，生產(chǎn)率高（一般為普通機(jī)床的35倍）； 5、機(jī)床自動(dòng)化程度高，可以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度； 6、對(duì)操作人員的素質(zhì)要求較高，對(duì)維修人員的技術(shù)要求更高。 （三）數(shù)控機(jī)床的組成數(shù)控機(jī)床一般由下列幾個(gè)部分組成：1、主機(jī)，他是數(shù)控機(jī)床的主題，包括機(jī)床身、立柱、主軸、進(jìn)給機(jī)構(gòu)等機(jī)械部件。他是用于完成各種切削加工的機(jī)械部件。 數(shù)控機(jī)床 2、 數(shù)控裝置，是數(shù)控機(jī)床的核心，包括硬

7、件（印刷電路板、CRT顯示器、鍵盒、紙帶閱讀機(jī)等）以及相應(yīng)的軟件，用于輸入數(shù)字化的零件程序，并完成輸入信息的存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)的變換、插補(bǔ)運(yùn)算以及實(shí)現(xiàn)各種控制功能。 3、驅(qū)動(dòng)裝置，他是數(shù)控機(jī)床執(zhí)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)部件，包括主軸驅(qū)動(dòng)單元、進(jìn)給單元、主軸電機(jī)及進(jìn)給電機(jī)等。他在數(shù)控裝置的控制下通過(guò)電氣或電液伺服系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)主軸和進(jìn)給驅(qū)動(dòng)。當(dāng)幾個(gè)進(jìn)給聯(lián)動(dòng)時(shí)，可以完成定位、直線、平面曲線和空間曲線的加工。4、輔助裝置，指數(shù)控機(jī)床的一些必要的配套部件，用以保證數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行，如冷卻、排屑、潤(rùn)滑、照明、監(jiān)測(cè)等。它包括液壓和氣動(dòng)裝置、排屑裝置、交換工作臺(tái)、數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)和數(shù)控分度頭，還包括刀具及監(jiān)控檢測(cè)裝置等。 5、編程及其他附屬設(shè)

8、備，可用來(lái)在機(jī)外進(jìn)行零件的程序編制、存儲(chǔ)等。 （四）數(shù)控機(jī)床發(fā)展趨勢(shì)高速、精密、復(fù)合、智能和綠色是數(shù)控機(jī)床技術(shù)發(fā)展的總趨勢(shì)，近幾年來(lái)，在實(shí)用化和產(chǎn)業(yè)化等方面取得可喜成績(jī)。主要表現(xiàn)在以下方面。1、機(jī)床復(fù)合技術(shù)進(jìn)一步擴(kuò)展隨著數(shù)控機(jī)床技術(shù)進(jìn)步，復(fù)合加工技術(shù)日趨成熟，包括銑-車(chē)復(fù)合、車(chē)銑復(fù)合、車(chē)-鏜-鉆-齒輪加工等復(fù)合，車(chē)磨復(fù)合，成形復(fù)合加工、特種復(fù)合加工等，復(fù)合加工的精度和效率大大提高?！耙慌_(tái)機(jī)床就是一個(gè)加工廠”、“一次裝卡，完全加工”等理念正在被更多人接受，復(fù)合加工機(jī)床發(fā)展正呈現(xiàn)多樣化的態(tài)勢(shì)。2、智能化技術(shù)有新突破數(shù)控機(jī)床的智能化技術(shù)有新的突破，在數(shù)控系統(tǒng)的性能上得到了較多體現(xiàn)。如：自動(dòng)調(diào)整干涉防

9、碰撞功能、斷電后工件自動(dòng)退出安全區(qū)斷電保護(hù)功能、加工零件檢測(cè)和自動(dòng)補(bǔ)償學(xué)習(xí)功能、高精度加工零件智能化參數(shù)選用功能、加工過(guò)程自動(dòng)消除機(jī)床震動(dòng)等功能進(jìn)入了實(shí)用化階段，智能化提升了機(jī)床的功能和品質(zhì)。3、機(jī)器人使柔性化組合效率更高機(jī)器人與主機(jī)的柔性化組合得到廣泛應(yīng)用，使得柔性線更加靈活、功能進(jìn)一步擴(kuò)展、柔性線進(jìn)一步縮短、效率更高。機(jī)器人與加工中心、車(chē)銑復(fù)合機(jī)床、磨床、齒輪加工機(jī)床、工具磨床、電加工機(jī)床、鋸床、沖壓機(jī)床、激光加工機(jī)床、水切割機(jī)床等組成多種形式的柔性單元和柔性生產(chǎn)線已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用。 4、精密加工技術(shù)有了新進(jìn)展數(shù)控金切機(jī)床的加工精度已從原來(lái)的絲級(jí)（0.01mm）提升到目前的微米級(jí)（0.001m

10、m），有些品種已達(dá)到0.05m左右。超精密數(shù)控機(jī)床的微細(xì)切削和磨削加工，精度可穩(wěn)定達(dá)到0.05m左右，形狀精度可達(dá)0.01m左右。采用光、電、化學(xué)等能源的特種加工精度可達(dá)到納米級(jí)（0.001m）。通過(guò)機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化、機(jī)床零部件的超精加工和精密裝配、采用高精度的全閉環(huán)控制及溫度、振動(dòng)等動(dòng)態(tài)誤差補(bǔ)償技術(shù)，提高機(jī)床加工的幾何精度，降低形位誤差、表面粗糙度等，從而進(jìn)入亞微米、納米級(jí)超精加工時(shí)代。5、功能部件性能不斷提高功能部件不斷向高速度、高精度、大功率和智能化方向發(fā)展，并取得成熟的應(yīng)用。全數(shù)字交流伺服電機(jī)和驅(qū)動(dòng)裝置，高技術(shù)含量的電主軸、力矩電機(jī)、直線電機(jī)，高性能的直線滾動(dòng)組件，高精度主軸單元等功能

11、部件推廣應(yīng)用，極大的提高數(shù)控機(jī)床的技術(shù)水平。三、數(shù)控加工工藝分析3.1 數(shù)控加工工藝概念數(shù)控加工工藝是采用數(shù)控機(jī)床加工零件時(shí)所運(yùn)用各種方法和技術(shù)手段的總和，應(yīng)用于整個(gè)數(shù)控加工工藝過(guò)程中。數(shù)控加工工藝是伴隨著數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生、發(fā)展而逐步完善起來(lái)的一種應(yīng)用技術(shù)，它是人們大量數(shù)控加工實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。 數(shù)控加工工藝過(guò)程，是利用切削工具在數(shù)控機(jī)床上直接改變加工對(duì)象的形狀、尺寸、表面位置、表面狀態(tài)等，使其成為成品或半成品的過(guò)程。3.2 數(shù)控加工工藝內(nèi)容 選擇并確定進(jìn)行數(shù)控加工的內(nèi)容。 1、 對(duì)零件圖樣進(jìn)行數(shù)控加工工藝分析。 2、 零件圖形的數(shù)學(xué)處理及編程尺寸設(shè)定值的確定。 3、 數(shù)控加工工藝方案的制定。 4

12、、 工步、進(jìn)給路線的確定。 5、 選擇數(shù)控機(jī)床的類型。 6、 刀具、夾具、量具的選擇和設(shè)計(jì)。 7、 切削參數(shù)的確定。 8、 加工程序的編寫(xiě)、校驗(yàn)與修改。9、 首件試切加工與現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題處理。 3.3 工序與工布的劃分 工序的劃分：在數(shù)控機(jī)床上加工零件，工序可以比較集中，在一次裝夾中盡可能完成大部分或全部工序。首先應(yīng)根據(jù)圖樣，考慮是否可以在一臺(tái)機(jī)床上完成整個(gè)零件的加工工作。若不能，則應(yīng)決定其中那一部分在數(shù)控機(jī)床上加工，那一部分在其他機(jī)床上完成。一般工序劃分有以下幾種方式：1、按零件裝卡定位方式劃分工序 由于每個(gè)零件結(jié)構(gòu)形狀不同，各加工表面的技術(shù)要求也有所不同，故加工時(shí)，其定位方式則各有差異。一般加工

13、外形時(shí)，以內(nèi)形定位；加工內(nèi)形時(shí)又以外形定位。因而可根據(jù)定位方式的不同來(lái)劃分工序。2、按粗、精加工劃分工序 根據(jù)零件的加工精度、剛度和變形等因素來(lái)劃分工序時(shí)，可按粗、精加工分開(kāi)的原則來(lái)劃分工序，即先粗加工再精加工。此時(shí)可用不同的機(jī)床或不同的刀具進(jìn)行加工。通常在一次安裝中，不允許將零件某一部分表面加工完畢后，再加工零件的其他表面。3、按所用刀具劃分工序 為了減少換刀次數(shù)，壓縮空程時(shí)間，減少不必要的定位誤差，可按刀具集中工序的方法加工零件，即在一次裝夾中，盡可能用同一把刀具加工出可能加工的所有部位，然后再換另一把刀加工其他部位。在專用數(shù)控機(jī)床和加工中心中常采用這種方法。工步的劃分：主要從加工精度和效

14、率兩方面考慮。在一個(gè)工序內(nèi)往往需要采用不同的刀具和切削用量，對(duì)不同的表面進(jìn)行加工。為了便于分析和描述較復(fù)雜的工序，在工序內(nèi)又細(xì)分為工步。1、同一表面按粗加工、半精加工、精加工依次完成，或全部加工表面按先粗后精加工分開(kāi)進(jìn)行。2、對(duì)于既有銑面又有鏜孔的零件，可先銑面后鏜孔，使其有一段時(shí)間恢復(fù)，可減少由變形引起的對(duì)孔的精度的影響。3、按刀具劃分工步。某些機(jī)床工作臺(tái)回轉(zhuǎn)時(shí)間比換刀時(shí)間短，可采用按刀具劃分工步，以減少換刀次數(shù)，提高加工生產(chǎn)率?？傊?，工序與工步的劃分要根據(jù)具體零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求等情況綜合考慮。四、數(shù)控編程方法4.1 數(shù)控編程的基本概念編程就是將加工零件的加工順序、刀具運(yùn)動(dòng)軌跡的尺寸數(shù)

15、據(jù)、工藝參數(shù)（主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)速度、切削深度）以及輔助操作（換刀、主軸正反轉(zhuǎn)、冷卻液開(kāi)關(guān)、刀具夾緊、松開(kāi)等）加工信息，用規(guī)定的文字、數(shù)字、符號(hào)組成的代碼，按一定格式編寫(xiě)成加工程序。數(shù)控機(jī)床程序編制過(guò)程主要包括：分析零件圖紙、工藝處理、數(shù)學(xué)處理、編寫(xiě)零件程序、程序校驗(yàn)。4.2 數(shù)控編程步驟 數(shù)控編程是指從零件圖紙到獲得數(shù)控加工程序的全部工作過(guò)程。 1、分析零件圖樣和工藝處理 根據(jù)圖樣對(duì)零件的幾何形狀尺寸，技術(shù)要求進(jìn)行分析，明確加工的內(nèi)容及要求，決定加工方案、確定加工順序、設(shè)計(jì)夾具、選擇刀具、確定合理的走刀路線及選擇合理的切削用量等。 同時(shí)還應(yīng)發(fā)揮數(shù)控系統(tǒng)的功能和數(shù)控機(jī)床本身的能力，正確選擇對(duì)刀點(diǎn)

16、，切入方式，盡量減少諸如換刀、轉(zhuǎn)位等輔助時(shí)間。 2、數(shù)學(xué)處理 編程前，根據(jù)零件的幾何特征，先建立一個(gè)工件坐標(biāo)系，根據(jù)零件圖紙的要求，制定加工路線，在建立的工件坐標(biāo)系上，首先計(jì)算出刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡。對(duì)于形狀比較簡(jiǎn)單的零件（如直線和圓弧組成的零件），只需計(jì)算出幾何元素的起點(diǎn)、終點(diǎn)、圓弧的圓心、兩幾何元素的交點(diǎn)或切點(diǎn)的坐標(biāo)值。 3、編寫(xiě)零件程序清單 加工路線和工藝參數(shù)確定以后，根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定的指定代碼及程序段格式，編寫(xiě)零件程序清單。 4、程序輸入 5、程序校驗(yàn)與首件試切 如圖1所示，編程工作主要包括：圖1 數(shù)控程序編制的內(nèi)容及步驟4.3 數(shù)控車(chē)床程序的編制 數(shù)控車(chē)削加工包括內(nèi)外圓柱面的車(chē)削加工、端面

17、車(chē)削加工、鉆孔加工、螺紋加工、復(fù)雜外形輪廓回轉(zhuǎn)面的車(chē)削加工等。 1、 F功能： F功能指令用于控制切削進(jìn)給量。在程序中，有兩種使用方法：F后面的數(shù)字表示的是主軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，單位為mm/r；F后面的數(shù)字表示的是每分鐘進(jìn)給量，單位為 mm/min。 2、 S功能： S后面的數(shù)字表示主軸轉(zhuǎn)速，單位為r/min。S后面的數(shù)字表示的是最高轉(zhuǎn)速：r/min。S后面的數(shù)字表示的是恒定的線速度：m/min。 3、 T功能： T功能指令用于選擇加工所用刀具。T后面通常有兩位數(shù)表示所選擇的刀具號(hào)碼。但也有T后面用四位數(shù)字，前兩位是刀具號(hào)，后兩位是刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償號(hào)，又是刀尖圓弧半徑補(bǔ)償號(hào)。4、 M功能：M00：程序暫

18、停，可用NC啟動(dòng)命令（CYCLE START）使程序繼續(xù)運(yùn)行；M01：計(jì)劃暫停，與M00作用相似，但M01可以用機(jī)床“任選停止按鈕”選擇是否有效；M03：主軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)；M04：主軸逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)；M05：主軸旋轉(zhuǎn)停止；M08：冷卻液開(kāi)；M09：冷卻液關(guān)；M30：程序停止，程序復(fù)位到起始位置。例如一些常用的編程代碼：G90 絕對(duì)值輸入； G31 等導(dǎo)程螺紋切削 G91 相對(duì)值輸入； G32 跳步功能 G00 快速點(diǎn)定位； M02、M03 程序結(jié)束G01 直線插補(bǔ)； M00 程序停機(jī) G02、G03 順圓和逆圓插補(bǔ)； M01 選擇停機(jī) G28 自動(dòng)返回參考點(diǎn)； M98 調(diào)用子程序 G04 暫停； M

19、99 子程序結(jié)束五、數(shù)控刀具的選用5.1 數(shù)控機(jī)床的刀具特點(diǎn)數(shù)控加工對(duì)刀具的要求不僅精度高、強(qiáng)度大、剛度好、壽命長(zhǎng)。而且要求尺寸穩(wěn)定、安裝調(diào)整方便。切削刀具由傳統(tǒng)的機(jī)械工具實(shí)現(xiàn)了向高科技產(chǎn)品的飛躍，刀具的切削性能有顯著的提高。切削技術(shù)由傳統(tǒng)的切削工藝向創(chuàng)新制造工藝的飛躍，大大提高了切削加工的效率。刀具工業(yè)由脫離使用、脫離用戶的低級(jí)階段向面向用戶、面向使用的高級(jí)階段的飛躍，成為用戶可利用的專業(yè)化的社會(huì)資源和合作伙伴。切削刀具從低值易耗品過(guò)渡到全面進(jìn)入“三高一專（高效率、高精度、高可靠性和專用化）”的數(shù)控刀具時(shí)代，實(shí)現(xiàn)了向高科技產(chǎn)品的飛躍。成為現(xiàn)代數(shù)控加工技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)。與現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展緊密相連，

20、是應(yīng)用材料科學(xué)、制造科學(xué)、信息科學(xué)等領(lǐng)域的高科技成果的結(jié)晶。5.2 刀具材料數(shù)控車(chē)床使用的刀具材料一般為高速鋼、硬質(zhì)合金、涂層硬質(zhì)合金和陶瓷。在數(shù)控切削加工時(shí)，數(shù)控刀具切削部分與切屑、工件相互接觸的表面上承受很大的壓力和摩擦，數(shù)控刀具在高溫下進(jìn)行切削的同時(shí)，還承受切削力、沖擊和振動(dòng)，因此數(shù)控刀具材料應(yīng)滿足以下基本條件： 1、硬度 刀具材料必須具有高于工件材料的硬度，常溫硬度應(yīng)在62HRC以上，并要求保持較高的高溫硬度。 2、耐磨性 耐磨性表示刀具抵抗磨損的能力，它是刀具材料力學(xué)性能、組織結(jié)構(gòu)和化學(xué)性能的綜合反映。 3、強(qiáng)度和韌性 一種好的刀具材料，應(yīng)根據(jù)它的使用要求，兼顧硬度和耐磨性兩方面的性

21、能，有所側(cè)重。滿足高切削力、沖擊和振動(dòng)的條件。 4、耐熱性 數(shù)控刀具材料應(yīng)在高溫下保持較高的硬度、耐磨性、強(qiáng)度和韌性，并有良好的抗擴(kuò)散、抗氧化能力。 5、導(dǎo)熱性和膨脹系數(shù) 在其他條件相同的情況下，刀具材料的熱導(dǎo)率越大，則由刀具傳出的熱量越多，有利于降低切削溫度和提高刀具使用壽命。線膨脹系數(shù)小，則可減少刀具的熱變形。沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院 6、工藝性 為了便于制造，要求數(shù)控刀具材料有較好的可加工性，包括鍛、軋、焊、切削加工和可耐磨性、熱處理特性。材料的高溫特性對(duì)熱軋刀具十分重要。 5.3數(shù)控刀具的選擇 1、刀片形狀的選擇：正型（前角）刀片：對(duì)于內(nèi)輪廓加工，小型機(jī)床加工，工藝系統(tǒng)剛性較差和工件結(jié)

22、構(gòu)形狀較復(fù)雜應(yīng)優(yōu)先選擇正型刀片。負(fù)型（前角）刀片：對(duì)于外圓加工，金屬切除率高和加工條件較差時(shí)應(yīng)優(yōu)先選擇負(fù)型刀片。 2、一般外圓車(chē)削常用80凸三角形、四方形和80菱形刀片；仿形加工用55、35 菱形和圓形刀片；在機(jī)床剛性、功率允許的條件下，大余量、粗加工應(yīng)選擇刀尖角較大的刀片，反之選擇刀尖角較小的刀片。 3、前角的作用：大負(fù)前角用于：切削硬材料；需切削刃強(qiáng)度大，以適應(yīng)斷續(xù)切削、切削含黑皮表面層的加工條件。 大正前角用于：切削軟質(zhì)材料易切削材料被加工材料及機(jī)床剛性差時(shí)。 4、后角的作用：小后角用于：切削硬材料；需切削刃強(qiáng)度高時(shí)。大后角用于：切削軟材料；切削易加工硬化的材料。 5、主偏角的作用：大主

23、偏角用于：切深小的精加工；切削細(xì)而長(zhǎng)的工件；機(jī)床剛性差時(shí)。小主偏角用于：工件硬度高，切削溫度大時(shí)；大直徑零件的粗加工；機(jī)床剛性高時(shí)。 6、副偏角具有減少已加工表面與刀具摩擦的功能。一般為515。7、刃傾角是前刀面傾斜的角度。重切削時(shí)，切削開(kāi)始點(diǎn)的刀尖上要承受很大的沖擊力，為防止刀尖受此力而發(fā)生脆性損傷，故需有刃傾角。推薦車(chē)削時(shí)為35。5.4切屑用量的選擇 數(shù)控加工時(shí)對(duì)同一加工過(guò)程選用不同的切削用量，會(huì)產(chǎn)生不同的切削效果。合理的切削用量應(yīng)能保證工件的質(zhì)量要求（如加工精度和表面粗糙度），在切削系統(tǒng)強(qiáng)度、剛性允許的條件下充分利用機(jī)床功率，最大限度地發(fā)揮刀具的切削性能，并保證刀具具有一定的使用壽命。

24、1、 粗車(chē)時(shí)切削用量的選擇：粗車(chē)時(shí)一般以提高效率為主，兼顧經(jīng)濟(jì)性和加工成本。提高切削速度、加大進(jìn)給量和切削深度都能提高生產(chǎn)率。其中切削速度對(duì)刀具壽命的影響最大，切削深度對(duì)刀具壽命的影響最小，所以考慮粗加工切削用量時(shí)首先應(yīng)選擇一個(gè)盡可能大的切削深度，以減少進(jìn)給次數(shù)，其次選擇較大的進(jìn)給速度，最后在刀具使用壽命和機(jī)床功率允許的條件下選擇一個(gè)合理的切削速度。 2、 精車(chē)、半精車(chē)時(shí)切削用量的選擇： 精車(chē)和半精車(chē)的切削深度是根據(jù)零件加工精度和表面粗糙度要求及粗車(chē)后留下的加工余量決定的，一般情況是一次去除余量。當(dāng)零件精度要求較高時(shí)，通常留 0.2 0.4 mm （直徑值）的精車(chē)余量。精車(chē)和半精車(chē)的切削深度較

25、小，產(chǎn)生的切削力也較小，所以可在保證表面粗糙度的情況下適當(dāng)加大進(jìn)給量。六、夾具選擇和裝夾6.1夾具的分類：機(jī)床夾具的種類很多，按使用機(jī)床類型分類，可分為車(chē)床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、加工中心夾具和其他夾具等。按驅(qū)動(dòng)夾具工作的動(dòng)力源分類，可分為手動(dòng)夾具、氣動(dòng)夾具、液壓夾具、電動(dòng)夾具、磁力夾具和自?shī)A緊夾具等。按專門(mén)化程度可分為以下幾種類型的夾具：通用夾具是指已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、無(wú)需調(diào)整或稍加調(diào)整就可以用來(lái)裝夾不同工件的夾具。如三爪卡盤(pán)、四爪卡盤(pán)、平口虎鉗和萬(wàn)能分度頭等。這類夾具主要用于單件小批生產(chǎn)。專用夾具是指專為某一工件的某一加工工序而設(shè)計(jì)制造的夾具。結(jié)構(gòu)緊湊，操作方便，主要用于固定產(chǎn)品的大量

26、生產(chǎn)。組合夾具是指按一定的工藝要求，由一套預(yù)先制造好的通用標(biāo)準(zhǔn)元件和部件組裝而成的夾具。使用完畢后，可方便地拆散成元件或部件，待需要時(shí)重新組合成其他加工過(guò)程的夾具。適用于數(shù)控加工、新產(chǎn)品的試制和中、小批量的生產(chǎn)。可調(diào)夾具包括通用可調(diào)夾具和成組夾具，它們都是通過(guò)調(diào)整或更換少量元件就能加工一定范圍內(nèi)的工件，兼有通用夾具和專用夾具的優(yōu)點(diǎn)。通用可調(diào)夾具適用范圍較寬，加工對(duì)象并不十分明確；成組夾具是根據(jù)成組工藝要求，針對(duì)一組形狀及尺寸相似、加工工藝相近的工件加工而設(shè)計(jì)的，其加工對(duì)象和范圍很明確，又稱為專用可調(diào)夾具。數(shù)控機(jī)床夾具常用通用可調(diào)夾具、組合夾具6.2工件在數(shù)控車(chē)床上的裝夾：1、常用裝夾方式：三爪

27、自定心卡盤(pán)裝夾；兩頂尖之間裝夾；卡盤(pán)和頂尖裝夾；雙三爪定心卡盤(pán)裝夾。2、采用找正的方法：找正裝夾時(shí)必須將工件的加工表面回轉(zhuǎn)軸線（同時(shí)也是工件坐標(biāo)系Z軸）找正到與車(chē)床主軸回轉(zhuǎn)中心重合。一般為打表找正。通過(guò)調(diào)整卡爪，使工件坐標(biāo)系Z軸與車(chē)床主軸的回轉(zhuǎn)中心重合。沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院3、薄壁零件的裝夾：薄壁零件容易變形，普通三爪卡盤(pán)受力點(diǎn)少，采用開(kāi)縫套筒或扇形軟卡爪，可使工件均勻受力，減小變形。也可以改變夾緊力的作用點(diǎn)，采用軸向夾緊的方式。七、零件加工編程實(shí)例7.1 零件的工藝分析圖 2 零件1、分析零件圖樣： 如圖2所示,該零件包括有圓柱、圓錐、順圓弧、逆圓弧及雙線螺紋等表面；其多個(gè)直徑尺寸有較嚴(yán)

28、的尺寸公差和表面粗糙度值等要求；球面S50mm的尺寸公差還兼有控制該球面形狀（線輪廓）誤差的作用。 該零件材料為45#鋼，可以用60mm棒料，無(wú)熱處理和硬度要求。2、 選定設(shè)備： 根據(jù)被加工零件的外形和材料等條件，選定數(shù)控車(chē)床；其數(shù)控系統(tǒng)為FNAUC。3、 確定零件的定位基準(zhǔn)和裝夾方式：定位基準(zhǔn)：確定坯件軸線和左端大端面（設(shè)計(jì)基準(zhǔn)）為定位基準(zhǔn)。裝夾方式：左端采用三爪自定心卡盤(pán)夾緊、右端采用活動(dòng)頂尖支頂?shù)难b夾方式。4、確定切削用量 （1）背吃刀量：粗車(chē)時(shí)，確定其背吃刀量為3mm左右；精車(chē)時(shí)為0.25mm。 （2）主軸轉(zhuǎn)速： 車(chē)直線和圓弧輪廓時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速。參考表1并根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)確定其切削速度為90

29、m/min；粗車(chē)時(shí)確定主軸轉(zhuǎn)速為500r/min，精車(chē)時(shí)確定主軸轉(zhuǎn)速為800 r/min。編程中還可以對(duì)直線、圓弧采用不同的主軸轉(zhuǎn)速。 車(chē)螺紋時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速。主軸轉(zhuǎn)速定為320 r/min。 （3）進(jìn)給速度：粗車(chē)時(shí)，按式時(shí)，按式f=nf可選擇f1=200mm /min；精車(chē)時(shí)，兼顧到圓弧插補(bǔ)運(yùn)行，故選擇其f2=60mm /min左右；短距離空行程的f3=300mm /min。7.2確定加工路線 按由粗到精、由近到遠(yuǎn)（由右到左）的原則，確定加工路線。加工路線自右向左加工，先用1號(hào)刀用G70粗加工出零件外輪廓，具體路線為先倒角（245）切削螺紋實(shí)際外徑29.6切削26切削36切削圓弧部分切削34切削

30、錐度部分切削56,最后切削螺紋。7.3制定加工方案 1、用1號(hào)刀粗車(chē)外形，留1.0mm（直徑量）的半精車(chē)余量。 2、用2號(hào)刀車(chē)螺紋。 螺紋大徑d1=d-0.1P=30-0.1*1.5=29.85mm 螺紋小徑d2= d1-1.3P=29.85-1.3*1.5=27.9mm 3、用2號(hào)刀精車(chē)全部外形。7.4選擇刀具及對(duì)刀 1、粗、精車(chē)用刀具： （1）硬質(zhì)合金90外圓車(chē)刀，副偏角以為60，斷屑性能應(yīng)較好。 （2）硬質(zhì)合金60外螺紋車(chē)刀，刀尖角取為5930，刀尖圓弧半徑取為0.2mm。 2、對(duì)刀： （1）將粗車(chē)用90外圓車(chē)刀安裝在絕對(duì)刀號(hào)自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架的1號(hào)刀位上，并定為1號(hào)刀。 （2）將精車(chē)外形（含

31、外螺紋）用60外螺紋車(chē)刀安裝在絕對(duì)刀號(hào)自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架的2號(hào)刀位上，并定為2號(hào)刀。 （3）在對(duì)刀過(guò)程中，同時(shí)測(cè)定出2號(hào)刀相對(duì)于1號(hào)刀的刀位偏差。7.5 確定工件坐標(biāo)系、對(duì)刀點(diǎn)和換刀點(diǎn) 1、加工坐標(biāo)系如圖3所示：O為坐標(biāo)原點(diǎn) 圖3坐標(biāo)點(diǎn)示意圖 2、確定對(duì)刀點(diǎn)及換刀點(diǎn)位置： （1）確定對(duì)刀點(diǎn)：確定對(duì)刀點(diǎn)距離車(chē)床主軸軸線30 mm，距離坯件右端端面140 mm；其對(duì)刀點(diǎn)在正X和正Z方向并處于消除機(jī)械間隙狀態(tài)。 （2）確定換刀點(diǎn)：為使其各車(chē)刀在換刀過(guò)程中不致碰撞到尾座上的頂尖，故確定換刀點(diǎn)距離車(chē)床主軸軸線60mm，即在正X方向距離對(duì)刀點(diǎn)30mm，距離坯件右端端面0 mm，即在Z方向與對(duì)刀點(diǎn)一致。八、結(jié)論通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我對(duì)大學(xué)三年所學(xué)的知識(shí)有了一次全面的綜合運(yùn)用，例如：數(shù)控編程、工藝分析，這些對(duì)今后畢業(yè)工作發(fā)展都有很大的幫助。數(shù)控技術(shù)是未來(lái)制造業(yè)不可缺少的一部分，將在經(jīng)濟(jì)發(fā)展與社會(huì)進(jìn)步的今天發(fā)揮重要作用，作為跨世紀(jì)的新一代，我們有理由相信，我國(guó)機(jī)械制造業(yè)會(huì)更加輝煌,祖國(guó)的明天也會(huì)更加美好。參考文獻(xiàn)（1）張超英等,數(shù)控機(jī)床加工工藝、編程及操作實(shí)訓(xùn)；高等教育出版社，2003，9 （2） 王洪主編，數(shù)控加工程序編制，北京；機(jī)械工業(yè)出版社，2003.6 （3）古文生主編，數(shù)控機(jī)床及應(yīng)用，北京；電子工業(yè)出版社，2002.3 （4）董兆偉主編，數(shù)控機(jī)床編程技術(shù)，北京；機(jī)械工業(yè)出版社，2009.9