機械制造與自動化畢業(yè)論文

摘要:

數(shù)控（英文名字：NumericalControl簡稱：NC)技術(shù)是指用數(shù)字、文字和符

號組成的數(shù)字指令來實現(xiàn)一臺或多臺機械設(shè)備動作控制的技術(shù)。數(shù)控車床是目

前使用最廣泛的數(shù)控機床之一。數(shù)控車床主要用于加工軸類、盤類等回轉(zhuǎn)體零

件。通過數(shù)控加工程序的運行，可自動完成內(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，并能進行車槽、鉆孔、擴孔、鉸孔等工作。

數(shù)控車床種類較多，但主體結(jié)構(gòu)都是由：車床主體、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加工順序、刀具運動軌跡的尺寸數(shù)據(jù)、工藝參數(shù)

(主運動和進給運動速度、切削深度）以及輔助操作（換刀、主軸正反轉(zhuǎn)、冷卻

液開關(guān)、刀具夾緊、松開等）加工信息,用規(guī)定的文字、數(shù)字、符號組成的代碼，

按一定格式編寫成加工程序。

數(shù)控機床程序編制過程主要包括：分析零件圖紙、工藝處理、數(shù)學(xué)處理、

編寫零件程序、程序校驗.

機床夾具的種類很多,按使用機床類型分類,可分為車床夾具、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)動夾具工作的動力源分

類，可分為手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、電動夾具、磁力夾具和自夾緊夾

具等。

關(guān)鍵詞：數(shù)控,車床,編程,加工

目錄

摘要：.................................................................................................................1

目錄.....................................................................................................................2

一、引言.............................................................................................................3

二、數(shù)控概述.......................................................................................................4

三、數(shù)控加工工藝分析.......................................................................................7

3.1數(shù)控加工工藝概念........................................................................................7

3。2數(shù)控加工工藝內(nèi)容.....................................................................................7

3。3工序與工布的劃分.....................................................................................7

四、數(shù)控編程方法...............................................................................................9

4.1數(shù)控編程的基本概念....................................................................................9

4.2數(shù)控編程步驟................................................................................................9

4.3數(shù)控車床程序的編制..................................................................................10

五、數(shù)控刀具的選用.........................................................................................12

5.1數(shù)控機床的刀具特點..................................................................................12

5.2刀具材料......................................................................................................12

5.3數(shù)控刀具的選擇...........................................................................................13

5.4切屑用量的選擇...........................................................................................13

六、夾具選擇和裝夾.........................................................................................15

6.1夾具的分類：...............................................................................................15

6.2工件在數(shù)控車床上的裝夾：.......................................................................15

七、零件加工編程實例.....................................................................................17

7。1零件的工藝分析.......................................................................................17

7。2確定加工路線............................................................................................18

7。3制定加工方案............................................................................................18

7。4選擇刀具及對刀........................................................................................18

7.5確定工件坐標(biāo)系、對刀點和換刀點..........................................................19

八、結(jié)論.............................................................................................................20

參考文獻.............................................................................................................21

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一、引言

數(shù)控技術(shù)是先進制造技術(shù)的基礎(chǔ),它是綜合應(yīng)用了計算機、自動控制、電氣

傳動、自動檢測、精密機械制造和管理信息等技術(shù)而發(fā)展起來的高新科技。作

為數(shù)控加工的主體設(shè)備，數(shù)控機床是典型的機電一體化產(chǎn)品。數(shù)控機床代表一

個民族制造工業(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

自動化水平的高低已成為衡量一個國家或地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展水平的重要標(biāo)志。

本文主要討論數(shù)控車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)合典型零件對數(shù)控車零件進行講解。主要內(nèi)容有關(guān)于數(shù)控車床的

編程方法、編程的注意事項、加工工藝分析、刀具的選用、刀位軌跡計算

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二、數(shù)控概述

（一）數(shù)控機床簡介

數(shù)控機床是數(shù)字控制機床(Computernumericalcontrolmachinetools）的簡

稱，是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動化機床。該控制系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有

控制編碼或其他符號指令規(guī)定的程序，并將其譯碼，從而使機床動作并加工零

件.

數(shù)控機床種類繁多，由數(shù)控系統(tǒng)通過伺服驅(qū)動系統(tǒng)去控制各運動部件的動

作,主要用于軸類和盤類回轉(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，適合中小批量形狀復(fù)雜零件的多品種、多規(guī)格生產(chǎn).

(二）數(shù)控機床特點

數(shù)控機床的操作和監(jiān)控全部在這個數(shù)控單元中完成，它是數(shù)控機床的大腦。

與普通機床相比，數(shù)控機床有如下特點：

1、加工精度高,具有穩(wěn)定的加工質(zhì)量;

2、可進行多坐標(biāo)的聯(lián)動,能加工形狀復(fù)雜的零件;

3、加工零件改變時，一般只需要更改數(shù)控程序，可節(jié)省生產(chǎn)準(zhǔn)備時間；

4、機床本身的精度高、剛性大，可選擇有利的加工用量，生產(chǎn)率高(一般為

普通機床的3～5倍)；

5、機床自動化程度高，可以減輕勞動強度;

6、對操作人員的素質(zhì)要求較高，對維修人員的技術(shù)要求更高.

（三）數(shù)控機床的組成

數(shù)控機床一般由下列幾個部分組成:

1、主機，他是數(shù)控機床的主題，包括機床身、立柱、主軸、進給機構(gòu)等機

械部件。他是用于完成各種切削加工的機械部件。數(shù)控機床

2、數(shù)控裝置,是數(shù)控機床的核心，包括硬件(印刷電路板、CRT顯示器、鍵

盒、紙帶閱讀機等）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、數(shù)據(jù)的變換、插補運算以及實現(xiàn)各種控制功能.

3、驅(qū)動裝置，他是數(shù)控機床執(zhí)行機構(gòu)的驅(qū)動部件，包括主軸驅(qū)動單元、進

給單元、主軸電機及進給電機等。他在數(shù)控裝置的控制下通過電氣或電液伺服

系統(tǒng)實現(xiàn)主軸和進給驅(qū)動。當(dāng)幾個進給聯(lián)動時,可以完成定位、直線、平面曲線

和空間曲線的加工。

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4、輔助裝置，指數(shù)控機床的一些必要的配套部件，用以保證數(shù)控機床的運

行，如冷卻、排屑、潤滑、照明、監(jiān)測等。它包括液壓和氣動裝置、排屑裝置、

交換工作臺、數(shù)控轉(zhuǎn)臺和數(shù)控分度頭,還包括刀具及監(jiān)控檢測裝置等。

5、編程及其他附屬設(shè)備，可用來在機外進行零件的程序編制、存儲等。

（四）數(shù)控機床發(fā)展趨勢

高速、精密、復(fù)合、智能和綠色是數(shù)控機床技術(shù)發(fā)展的總趨勢，近幾年來，

在實用化和產(chǎn)業(yè)化等方面取得可喜成績。主要表現(xiàn)在以下方面。

1、機床復(fù)合技術(shù)進一步擴展隨著數(shù)控機床技術(shù)進步，復(fù)合加工技術(shù)日趨成

熟,包括銑-車復(fù)合、車銑復(fù)合、車—鏜-鉆—齒輪加工等復(fù)合，車磨復(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。“一臺機床就是一

個加工廠”、“一次裝卡，完全加工”等理念正在被更多人接受，復(fù)合加工機床

發(fā)展正呈現(xiàn)多樣化的態(tài)勢。

2、智能化技術(shù)有新突破數(shù)控機床的智能化技術(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：自動調(diào)整干涉防碰撞功能、斷電后工件自動退出安

全區(qū)斷電保護功能、加工零件檢測和自動補償學(xué)習(xí)功能、高精度加工零件智能

化參數(shù)選用功能、加工過程自動消除機床震動等功能進入了實用化階段，智能

化提升了機床的功能和品質(zhì)。

3、機器人使柔性化組合效率更高機器人與主機的柔性化組合得到廣泛應(yīng)用,

使得柔性線更加靈活、功能進一步擴展、柔性線進一步縮短、效率更高.機器人

與加工中心、車銑復(fù)合機床、磨床、齒輪加工機床、工具磨床、電加工機床、

鋸床、沖壓機床、激光加工機床、水切割機床等組成多種形式的柔性單元和柔

性生產(chǎn)線已經(jīng)開始應(yīng)用.

4、精密加工技術(shù)有了新進展數(shù)控金切機床的加工精度已從原來的絲級（0。

01mm)提升到目前的微米級（0.001mm），有些品種已達(dá)到0。05μm左右.超精

密數(shù)控機床的微細(xì)切削和磨削加工，精度可穩(wěn)定達(dá)到0。05μm左右,形狀精度

可達(dá)0。01μm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（0.001

μm）.通過機床結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化、機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、振動等動態(tài)誤差補償技術(shù)，提高機床加工的幾何精度，

降低形位誤差、表面粗糙度等，從而進入亞微米、納米級超精加工時代。

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)字交流伺服電機和驅(qū)動裝置,高技術(shù)含量

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的電主軸、力矩電機、直線電機,高性能的直線滾動組件,高精度主軸單元等功能

部件推廣應(yīng)用，極大的提高數(shù)控機床的技術(shù)水平。

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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)控機床加工零件時所運用各種方法和技術(shù)手段的總

和，應(yīng)用于整個數(shù)控加工工藝過程中。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)控加工實踐的經(jīng)驗總結(jié)。

數(shù)控加工工藝過程，是利用切削工具在數(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，使其成為成品或半成品的過程。

3。2數(shù)控加工工藝內(nèi)容

選擇并確定進行數(shù)控加工的內(nèi)容.

1、對零件圖樣進行數(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、工步、進給路線的確定。

5、選擇數(shù)控機床的類型。

6、刀具、夾具、量具的選擇和設(shè)計。

7、切削參數(shù)的確定。

8、加工程序的編寫、校驗與修改.

9、首件試切加工與現(xiàn)場問題處理。

3。3工序與工布的劃分

工序的劃分:在數(shù)控機床上加工零件,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機床上完成

整個零件的加工工作。若不能，則應(yīng)決定其中那一部分在數(shù)控機床上加工，那

一部分在其他機床上完成。一般工序劃分有以下幾種方式：

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1、按零件裝卡定位方式劃分工序由于每個零件結(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，其定位方式則各有差異。一般加工外

形時，以內(nèi)形定位；加工內(nèi)形時又以外形定位.因而可根據(jù)定位方式的不同來劃

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

劃分工序時，可按粗、精加工分開的原則來劃分工序,即先粗加工再精加工。此

時可用不同的機床或不同的刀具進行加工。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率兩方面考慮.在一個工序內(nèi)往往需要采

用不同的刀具和切削用量，對不同的表面進行加工。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

粗后精加工分開進行。

2、對于既有銑面又有鏜孔的零件，可先銑面后鏜孔，使其有一段時間恢復(fù),

可減少由變形引起的對孔的精度的影響.

3、按刀具劃分工步.某些機床工作臺回轉(zhuǎn)時間比換刀時間短,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.總之，工序與工步的劃分要根據(jù)具體

零件的結(jié)構(gòu)特點、技術(shù)要求等情況綜合考慮。

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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、刀具運動軌跡的尺寸數(shù)據(jù)、工藝參數(shù)（主

運動和進給運動速度、切削深度）以及輔助操作（換刀、主軸正反轉(zhuǎn)、冷卻液

開關(guān)、刀具夾緊、松開等)加工信息，用規(guī)定的文字、數(shù)字、符號組成的代碼，

按一定格式編寫成加工程序。數(shù)控機床程序編制過程主要包括：分析零件圖紙、

工藝處理、數(shù)學(xué)處理、編寫零件程序、程序校驗。

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程。

1、分析零件圖樣和工藝處理

根據(jù)圖樣對零件的幾何形狀尺寸,技術(shù)要求進行分析，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。同時還應(yīng)發(fā)揮數(shù)控系統(tǒng)的功能和數(shù)控機床本身的能

力,正確選擇對刀點,切入方式,盡量減少諸如換刀、轉(zhuǎn)位等輔助時間.

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，首先計算出刀具的運動軌跡。對

于形狀比較簡單的零件（如直線和圓弧組成的零件），只需計算出幾何元素的起

點、終點、圓弧的圓心、兩幾何元素的交點或切點的坐標(biāo)值.

3、編寫零件程序清單

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，編寫零件程序清單。

4、程序輸入

5、程序校驗與首件試切

如圖1所示,編程工作主要包括:

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圖1數(shù)控程序編制的內(nèi)容及步驟

4。3數(shù)控車床程序的編制

數(shù)控車削加工包括內(nèi)外圓柱面的車削加工、端面車削加工、鉆孔加工、螺

紋加工、復(fù)雜外形輪廓回轉(zhuǎn)面的車削加工等。

1、F功能:

F功能指令用于控制切削進給量.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)進給量，單位為mm/r；F后面的數(shù)字表示的是每分鐘進給量，

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

號碼。但也有T后面用四位數(shù)字，前兩位是刀具號，后兩位是刀具長度補償號，

又是刀尖圓弧半徑補償號。

4、M功能：

M00：程序暫停，可用NC啟動命令（CYCLESTART）使程序繼續(xù)運行；

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M01：計劃暫停,與M00作用相似，但M01可以用機床“任選停止按鈕”選

擇是否有效；

M03：主軸順時針旋轉(zhuǎn)；

M04:主軸逆時針旋轉(zhuǎn)；

M05：主軸旋轉(zhuǎn)停止;

M08:冷卻液開；

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絕對值輸入；G31等導(dǎo)程螺紋切削

G91相對值輸入;G32跳步功能

G00快速點定位;M02、M03程序結(jié)束

G01直線插補;M00程序停機

G02、G03順圓和逆圓插補；M01選擇停機

G28自動返回參考點；M98調(diào)用子程序

G04暫停；M99子程序結(jié)束

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五、數(shù)控刀具的選用

5.1數(shù)控機床的刀具特點

數(shù)控加工對刀具的要求不僅精度高、強度大、剛度好、壽命長.而且要求尺

寸穩(wěn)定、安裝調(diào)整方便。切削刀具由傳統(tǒng)的機械工具實現(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

階段向面向用戶、面向使用的高級階段的飛躍，成為用戶可利用的專業(yè)化的社

會資源和合作伙伴。切削刀具從低值易耗品過渡到全面進入“三高一專（高效

率、高精度、高可靠性和專用化）"的數(shù)控刀具時代，實現(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，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，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)控刀具在高溫下進行切削的同時，還承受切削力、沖擊和振

動，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

磨性兩方面的性能，有所側(cè)重.滿足高切削力、沖擊和振動的條件。

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、強度和韌

性，并有良好的抗擴散、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.

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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：對于內(nèi)輪廓加工，小型機床加工，

工藝系統(tǒng)剛性較差和工件結(jié)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:對于外圓加工,金屬切除率高和加工條件較差時應(yīng)優(yōu)先選擇負(fù)型刀片.

2、一般外圓車削常用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

料被加工材料及機床剛性差時。

4、后角的作用:小后角用于：切削硬材料；需切削刃強度高時。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：大主偏角用于：切深小的精加工；切削細(xì)而長的工件;

機床剛性差時。小主偏角用于：工件硬度高，切削溫度大時；大直徑零件的粗

加工；機床剛性高時。

6、副偏角具有減少已加工表面與刀具摩擦的功能.一般為5°~15°。

7、刃傾角是前刀面傾斜的角度。重切削時，切削開始點的刀尖上要承受很

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.推薦車削時為

3°~5°。

5.4切屑用量的選擇

數(shù)控加工時對同一加工過程選用不同的切削用量，會產(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)強度、剛性允許的條件下充分利用機床功率，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。

1、粗車時切削用量的選擇：

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粗車時一般以提高效率為主，兼顧經(jīng)濟性和加工成本。提高切削速度、加

大進給量和切削深度都能提高生產(chǎn)率。其中切削速度對刀具壽命的影響最大,切

削深度對刀具壽命的影響最小，所以考慮粗加工切削用量時首先應(yīng)選擇一個盡

可能大的切削深度,以減少進給次數(shù)，其次選擇較大的進給速度,最后在刀具使用

壽命和機床功率允許的條件下選擇一個合理的切削速度。

2、精車、半精車時切削用量的選擇：

精車和半精車的切削深度是根據(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，

通常留0.2～0.4mm（直徑值）的精車余量。精車和半精車的切削深度較小，

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)加大進給量。

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六、夾具選擇和裝夾

6.1夾具的分類:

機床夾具的種類很多,按使用機床類型分類，可分為車床夾具、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)動夾具工作的動力源分

類，可分為手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、電動夾具、磁力夾具和自夾緊夾

具等。按專門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、無需調(diào)整或稍加調(diào)整就可以用來裝夾不同工件

的夾具。如三爪卡盤、四爪卡盤、平口虎鉗和萬能分度頭等。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，待需要時重新

組合成其他加工過程的夾具。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。通用可調(diào)夾具

適用范圍較寬,加工對象并不十分明確；成組夾具是根據(jù)成組工藝要求,針對一組

形狀及尺寸相似、加工工藝相近的工件加工而設(shè)計的,其加工對象和范圍很明確,

又稱為專用可調(diào)夾具.

數(shù)控機床夾具常用通用可調(diào)夾具、組合夾具。

6.2工件在數(shù)控車床上的裝夾：

1、常用裝夾方式：三爪自定心卡盤裝夾；兩頂尖之間裝夾；卡盤和頂尖裝

夾;雙三爪定心卡盤裝夾.

2、采用找正的方法:找正裝夾時必須將工件的加工表面回轉(zhuǎn)軸線（同時也是

工件坐標(biāo)系Z軸）找正到與車床主軸回轉(zhuǎn)中心重合。一般為打表找正。通過調(diào)

整卡爪,使工件坐標(biāo)系Z軸與車床主軸的回轉(zhuǎn)中心重合.

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3、薄壁零件的裝夾：薄壁零件容易變形，普通三爪卡盤受力點少,采用開縫

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，

采用軸向夾緊的方式。

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七、零件加工編程實例

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;

其多個直徑尺寸有較嚴(yán)的尺寸公差和表面粗糙度值等要求；球面SΦ50mm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Φ60mm棒料，無熱處理和硬度要求。

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)計基準(zhǔn)）為定位基準(zhǔn)。

裝夾方式：左端采用三爪自定心卡盤夾緊、右端采用活動頂尖支頂?shù)难b夾

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方式。

4、確定切削用量

（1)背吃刀量：粗車時，確定其背吃刀量為3mm左右；精車時為0.25mm。

（2)主軸轉(zhuǎn)速：

車直線和圓弧輪廓時的主軸轉(zhuǎn)速。參考表1并根據(jù)實踐經(jīng)驗確定其切削速

度為90m/min；粗車時確定主軸轉(zhuǎn)速為500r/min，精車時確定主軸轉(zhuǎn)速為800

r/min。編程中還可以對直線、圓弧采用不同的主軸轉(zhuǎn)速。

車螺紋時的主軸轉(zhuǎn)速。主軸轉(zhuǎn)速定為320r/min。

（3）進給速度：粗車時，按式時，按式υf=nf可選擇υf1=200mm/min；

精車時,兼顧到圓弧插補運行,故選擇其υf2=60mm/min左右；短距離空行程的υ

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號刀用G70粗加工出零件外輪廓，具體路線為先倒角（2×45°）

→切削螺紋實際外徑Φ29。6→切削Φ26→切削Φ36→切削圓弧部分→切削Φ34

→切削錐度部分→切削Φ56，最后切削螺紋。

7.3制定加工方案

1、用1號刀粗車外形，留1。0mm（直徑量）的半精車余量.

2、用2號刀車螺紋。

螺紋大徑d

1

=d—0.1P=30-0.1*1。5=29。85mm

螺紋小徑d

2

=d

1

-1.3P=29.85-1。3＊1.5=27.9mm

3、用2號刀精車全部外形。

7.4選擇刀具及對刀

1、粗、精車用刀具：

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（1)硬質(zhì)合金90°外圓車刀,副偏角以為60°，斷屑性能應(yīng)較好。

(2)硬質(zhì)合金60°外螺紋車刀，刀尖角取為59°30′，刀尖圓弧半徑取為

0.2mm。

2、對刀

(1）將粗車用90°外圓車刀安裝在絕對刀號自動轉(zhuǎn)位刀架的1號刀位上，

并定為1號刀。

(2）將精車外形（含外螺紋）用60°外螺紋車刀安裝在絕對刀號自動轉(zhuǎn)位

刀架的2號刀位上，并定為2號刀.

(3）在對刀過程中，同時測定出2號刀相對于1號刀的刀位偏差。

7.5確定工件坐標(biāo)系、對刀點和換刀點

1、加工坐標(biāo)系如圖3所示:O為坐標(biāo)原

圖3坐標(biāo)點示意圖

2、確定對刀點及換刀點位置：

（1)確定對刀點：確定對刀點距離車床主軸軸線30mm，距離坯件右端端面

140mm；其對刀點在正X和正Z方向并處于消除機械間隙狀態(tài)。

（2）確定換刀點：為使其各車刀在換刀過程中不致碰撞到尾座上的頂尖,

故確定換刀點距離車床主軸軸線60mm，即在正X方向距離對刀點30mm，距離

坯件右端端面0mm，即在Z方向與對刀點一致。

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八、結(jié)論

通過這次畢業(yè)設(shè)計,使我對大學(xué)三年所學(xué)的知識有了一次全面的綜合運用，

例如：數(shù)控編程、工藝分析，這些對今后畢業(yè)工作發(fā)展都有很大的幫助。數(shù)控

技術(shù)是未來制造業(yè)不可缺少的一部分，將在經(jīng)濟發(fā)展與社會進步的今天發(fā)揮重

要作用，作為跨世紀(jì)的新一代,我們有理由相信，我國機械制造業(yè)會更加輝煌，

祖國的明天也會更加美好。

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參考文獻

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（2)王洪主編，數(shù)控加工程序編制，北京;機械工業(yè)出版社，2003。6

（3）古文生主編，數(shù)控機床及應(yīng)用，北京；電子工業(yè)出版社,2002.3

（4）董兆偉主編，數(shù)控機床編程技術(shù)，北京;機械工業(yè)出版社，2009。9