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1、YANGTZE UNIVERSITY专科生毕业设计（论 文）装订题 目： 数控车削加工工艺及加工程序编制专 业： 机电一体化指导教师：院系站点：1=1长江大学继续教育学院2013年04月摘要数控技术及数控机床在现今机械制造业中的重腹地位和庞大效益，显示了其 在国家基础工业现代化中的战略性作用，并已成为传统机械制造工业提升改造和 实现自动化、柔性化、集成化生产的重要手腕和标志。数控技术及数控机床的普 遍应用，给机械制造业的产业结构、产品种类和档次和生产方式带来了革命性的 转变。数控机床是现代加工车间最重要的装备。它的进展是信息技术（1T）与制 造技术（MT）结合进展的结果。现代的CAD/CAM，
2、FMS，CIMS，敏捷制造和智能 制造技术，都是成立在数控技术之上的。数控机床是装备制造业的工作母机，是实现制造技术和装备现代化的基石是 保证高新技术产业进展和国防军工现代化的战略装备。在全世界提倡绿色制造的 大环境下，机床数控化改造成了热点。它包括普通机床的数控化改造和数控机床 的升级。本次设计内容介绍了数控加工的特点、加工工艺分析和数控编程的一般步 骤。并通过必然的实例详细的介绍了数控加工工艺的分析方式。关键词：数控技术，加工工艺，编程Abstract: Numerical control technology and numerical control machine tool in t
3、odays machinery manufacturing industry in the important position and enormous benefit, shows its strategic role in the national basic industry modernization, and has become a traditional mechanical manufacturing industry upgrading transformation and automation, flexibility, integrated important mean
4、s of production and marking. CNC technology andCNC machine tools are widely used for mechanical manufacturing of industrial structure, product category, grade and mode of production has brought a revolutionary change. Nc machine tool is the most important modern processing workshop and equipment. It
5、 is the development of information technology (1 t) and manufacturing technology (MT) combined with the result of development. Modern CAD/CAM, FMS, CIMS, agile manufacturing and intelligent manufacturing technology, are based on numerical control technology.Machine tools of numerical control machine
6、 tool is the equipment manufacturing industry, is the cornerstone of modern manufacturing technology and equipment is the guarantee of high and new technology industrial development and national defense modernization strategy and equipment. Under the circumstances of global advocacy of green manufac
7、turing, numerical control machine tool transformation has become a hot spot. It includes ordinary machine tool numerical control transformation and upgrading of CNC machine tools.This design content, the author introduces the characteristics of nc machining, machining process analysis and general st
8、ep of numerical control programming. And through some examples detailed introduces the nc machining process analysis method.Key words: numerical control technology, processing technology andprogramming目录目录3第1章 零件结构工艺分析、毛胚及加工定位基准的肯定1零件图分析1工件的加工工艺分析1工件毛坯的肯定2定位基准的选择2第2章 拟定加工工艺线路、制定工序卡片4工序的划分4加工顺序的安排4控机
9、床加工工序和加工线路的设计4肯定切削用量6第三章肯定加工余量、工序尺寸和公差和工艺尺寸链计算7加工余量的肯定7肯定工序尺寸及其公差7第4章数控编程10数控车床的编程特点10数控车床的编程指令11零件及加工程序编制16结论21致谢22参考文献23第1章零件结构工艺分析、毛胚及加工定位基准的肯定零件图分析在设计零件的加工工艺规程时，第一要对加工对象进行深切分析。对于数控 车削加工应考虑以下几方面：一、组成零件轮廓的几何条件在车削加工中手工编程时，要计算每一个节点坐标；在自动编程时，要对组 成零件轮廓所有几何元素进行概念。因此在分析零件图时应注意：（1）零件图上是不是漏掉某尺寸，使其几何条件不充分，
10、影响到零件轮廓 的组成；（2）零件图上的图线位置是不是模糊或尺寸标注不清，使编程无法下手；（3）零件图上给定的几何条件是不是不合理，造成数学处置困难。（4）零件图上尺寸标注方式应适应数控车床加工的特点，应以同一基准标 注尺寸或直接给出坐标尺寸。二、尺寸精度要求分析零件图样尺寸精度的要求，以判断可否利用车削工艺达到，并肯定控制 尺寸精度的工艺方式。在该项分析进程中，还能够同时进行一些尺寸的换算，如增量尺寸与绝对尺 寸及尺寸链计算等。在利用数控车床车削零件时，常常对零件要求的尺寸取最大 和最小极限尺寸的平均值作为编程的尺寸依据。3、形状和位置精度的要求零件图样上给定的形状和位置公差是保证零件精度的
11、重要依据。加工时，要 依照其要求肯定零件的定位基准和测量基准，还能够按照数控车床的特殊需要进 行一些技术性处置，以便有效的控制零件的形状和位置精度。4、表面粗糙度要求表面粗糙度是保证零件表面微观精度的重要要求，也是合理选择数控车床、 刀具及肯定切削用量的依据。工件的加工工艺分析断屑处置可采用改变刀具切削部份的几何角度、增加断屑器和通过编程技能 以知足加工中的断屑要求。（1）持续进行距离式暂停对持续运动轨迹进行分段加工，每相邻加工工段中间用G04指令功能将其隔 开并设定较短的距离时刻（）。其分段多少，视断屑要求而定。（2）进、退刀互换安排在钻削深孔等加工中，可通过工序使钻头钻入材料内一段并经短暂
12、延时后， 快速退出配件后在钻入一段，并依次循环，以知足断屑、排泄的要求。（3）进给方向的特殊安排Z轴方向的进给运动在沿负轴方向走刀时，有时并非合理，乃至车坏工件。工件毛坯的肯定一、零件材料及其力学性能零件的材料及其力学性能大致肯定了毛坯的种类。例如钢质零件若力学性能 要求不太高且形状不十分复杂时可选择型材毛坯，但如果要求较高的力学性能， 则应选择锻件毛坯。二、零件的结构形状与外形尺寸如形状复杂的大型零件毛坯可采用砂型铸造；一般用途的阶梯轴，若各台阶 直径相差不大可用圆棒料，反之，则选择锻件毛坯较为适合；对于锻件毛坯尺寸 大的零件一般选择自由锻造，中小型零件可选择模锻。定位基准的选择定位基准包括
13、粗基准和精基准。粗基准：用未加工过的毛坯表面做基准。精基准：用已加工过的表面做基准。一、粗基准的选择原则：粗基准影响：位置精度、各加工表面的余量大小（均匀？足够？）。重点考虑：如何保证各加工表面有足够余量，使不加工表面和加工表面间的 尺寸、位置符合零件图要求。（1）合理分派加工余量的原则a、应保证各加工表面都有足够的加工余量：如外圆加工以轴线为基准；b、以加工余量小而均匀的重要表面为粗基准，以保证该表面加工余量散布均匀、表面质量高；如床身加工，先加工床腿再加工导轨面；（2）保证零件加工表面相对于不加工表面具有必然位置精度的原则 一般应以非加工面做为粗基准，如此能够保证不加工表面相对于加工表面具
14、 有较为精准的相对位置。当零件上有几个不加工表面时，应选择与加工面相对位置精度要求较高的不加工表面作粗基准。二、精基准的选择原则：（1）基准重合的原则：定为基准与设计基准重合（2）基准统一原则：尽可能选用一组精基准定位，以此加工工件的大多数表面的工艺原则！（3）互为基准原则当某些表面位置精度要求很高时，采用互为基准反复加工的一种原则（4）自为基准原则当加工面的表面质量要求很高时，为保证加工面有很小的且均匀的余量，常 常利用加工面本身作为基准进行加工的一种工艺原则！（5）便于装夹的原则第2章 拟定加工工艺线路、制定工序卡片工序的划分数控机床与普通机床加工相较较，加工工序加倍集中，按照数控机床的加
15、工 特点，加工工序的划分有以下几种方式：（1）按照装夹定位划分工序这种方式一般适应于加工内容不多的工件，主如果将加工部位分为几个部份，每道工序加工其中一部份。如加工外形时，之内腔夹紧；加工内腔时，之外 形夹紧。（2）按所用刀具划分工序为了减少换刀次数和空程时刻，能够采用刀具集中的原则划分工序，在一次 装夹顶用一把刀完成能够加工的全数加工部位，然后再换第二把刀，加工其他部 位。在专用数控机床或加工中心上大多采用这种方式。（3）以粗、精加工划分工序对易产生加工变形的零件，考虑到工件的加工精度，变形等因素，可按粗、精加工分开的原则来划分工序，即先粗后精。在工序的划分中，要按照工件的结构要求、工件的安
16、装方式、工件的加工工 艺性、数控机床的性能和工厂生产组织与治理等因素灵活把握，力求合理。加工顺序的安排加工顺序的安排应按照工件的结构和毛坯状况，选择工件定位和安装方式， 重点保证工件的刚度不被破坏，尽可能减少变形，因此加工顺序的安排应遵循以 下原则：（1）上道工序的加工不能影响下道工序的定位与夹紧（2）先加工工件的内腔后加工工件的外轮廓（3）尽可能减少重复定位与换刀次数（4）在一次安装加工多道工序中，先安排对工件刚性破坏较小的工序。控机床加工工序和加工线路的设计数控机床加工工序设计的主要任务：肯定工序的具体加工内容、切削用量、工艺 装备、定位安装方式及刀具运动轨迹，为编制程序作好预备。其中加工
17、线路的设 定是很重要的环节，加工线路是刀具在切削加工进程中刀位点相对于工件的运动 轨迹，它不仅包括加工工序的内容，也反映加工顺序的安排，因此加工线路是编 写加工程序的重要依据。肯定加工线路的原则 加工线路应保证被加工工件的精度和表面粗糙度。 设计加工线路要减少空行程时刻，提高加工效率。 简化数值计算和减少程序段，降低编程工作量。 据工件的外形、刚度、加工余量、机床系统的刚度等情形，肯定循环加工 次数。 合理设计刀具的切入与切出的方向。采用单向趋近定位方式，避免传动系 统反向间隙而产生的定位误差。刀具的选择刀具的选择是在数控编程的人机交互状态下进行的。应按照机床的加工 能力、工件材科的性能、加工
18、工序切削用量和其它相关因素正确选用刀具及 刀柄。刀具选择总的原则是：安装调整方便、刚性好、耐费用和精度高。在 知足加工要求的前提下，尽可能选择较短的刀柄，以提高刀具加工的刚性。（1）选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸相适应。 生产中，平面零件周边轮廓的加工，常采用立铣刀；铣削平面时，应选硬质 合金刀片铣刀，加工凸台、凹槽时，选高速钢立铣刀；加工毛坯表面或粗加 工孔时，可选取镶硬质合金刀片的玉米铣刀；对一些立体型面和变斜角轮廓 外形的加工，常采用球头铣刀、环形铣刀、锥形铣刀和盘形铣刀。（2）在进行自由曲面（模具）加工时，由于球头刀具的端部切削速度 为零，因此，为保证加工精度，切削行
19、距一般采用顶端密距，故球头常常利 用于曲面的精加工。而平头刀具在表面加工质量和切削效率方面都优于球头 刀，因此，只要在保证不过切的前提下，无论是曲面的粗加工仍是精加工， 都应优先选择平头刀。另外，刀具的耐费用和精度与刀具价钱关系极大，必 需引发注意的是，在大多数情形下，选择好的刀具虽然增加了刀具本钱，但 由此带来的加工质量和加工效率的提高，则能够使整个加工本钱大大降低。（3）在加工中心上，各类刀具别离装在刀库上，按程序规定随时进行 选刀和按刀动作。因此必需采用标准刀柄，以便使钻、镗、扩、铣削等工序 用的标准刀具迅速、准确地装到机床主轴或刀库上去。编程人员应了解机床 上所用刀柄的结构尺寸、调整方
20、式和调整范围，以便在编程时肯定刀具的径 向和轴向尺寸。目前我国的加工中心采用TSG工具系统，其刀柄有直柄（3 种规格）和锥柄（4种规格）2种，共包括16种不同用途的刀柄。（4）在经济型数控机床的加工进程中，由于刀具的刃磨、测量和改换多为人 工手动进行，占用辅助时刻较长，因此，必需合理安排刀具的排列顺序。 工手动进行，占用辅助时刻较长，因此，必需合理安排刀具的排列顺序。 一般应遵循以下原则： 尽可能减少刀具数量； 一把刀具装夹后，应完成其所能进行的所有加工步骤； 粗精加工的刀具应分开利用，即即是相同尺寸规格的刀具； 先铣后钻； 先进行曲面精加工，后进行二维轮廓精加工； 在可能的情形下，应尽可能利
21、用数控机床的自动换刀功能，以提高生 产效率等。肯定切削用量一、肯定主轴转速主轴转速应按照允许的切削速度和工件（或刀具）直径来选择。其计算 公式为:n=1000v/71D式中:v切削速度，单位为m/m动，由刀具的耐费用 决定；N主轴转速，单位为r/min, D工件直径或刀具直径，单位为mm。计算的主轴转速n，最后要选取机床有的或较接近的转速。二、肯定进给速度进给速度是数控机床切削用量中的重要参数，主要按照零件的加工精度 和表面粗糙度要求和刀具、工件的材料性质选取。最大进给速度受机床刚度 和进给系统的性能限制。肯定进给速度的原则：当工件的质量要求能够取得 保证时，为提高生产效率，可选择较高的进给速
22、度。一般在100 一 200mm/min 范围内选取;在切断、加工深孔或用高速钢刀具加工时，宜选择较低的进给 速度，一般在20 50mm/min范围内选取;当加工精度，表面粗糙度要求高 时，进给速度应选小些，一般在20-50mm/min范围内选取;刀具空行程时， 专门是远距离“回零”时，能够设定该机床数控系统设定的最高进给速度。3、肯定背吃刀量背吃刀量按照机床、工件和刀具的刚度来决定，在刚度允许的条件下， 应尽可能使背吃刀量等于工件的加工余量，如此能够减少走刀次数，提高生 产效率。为了保证加工表面质量，可留少量精加工余量，一般一一，总之， 切削用量的具体数值应按照机床性能、相关的手册并结合实际
23、经验用类例如 法肯定。同时，使主轴转速、切削深度及进给速度三者能彼此适应，以形成 最佳切削用量。切削用量不仅是在机床调整前必需肯定的重要参数，而且其数值合理与否对 加工质量、加工效率、生产本钱等有着超级重要的影响。所谓“合理的”切削用 量是指充分利用刀具切削性能和机床动力性能（功率、扭矩），在保证质量的前提下，取得高的生产率和低的加工本钱的切削用量。第三章肯定加工余量、工序尺寸和公差和工艺尺寸链计算加工余量的肯定肯定加工余量的方式有3种：分析计算法、经验估算法和查表修正法。(1) 分析计算法本方式是按照有关加工余量计算公式和必然的实验资料，对影响加工余 量的各项因素进行分析和综合计算来肯定加工
24、余量。用这种方式肯定加工余 量比较经济合理，但必需有比较全面和靠得住的实验资料。目前，只在材料 十分珍贵，和军工生产或少数大量生产的工厂中采用。(2) 经验估算法本方式是按照工厂的生产技术水平，依托实际经验肯定加工余量。为避 免因余量过小而产生废品，经验估量的数值老是偏大，这种方式常常利用于 单件小批量生产。(3) 查表修正法此法是按照各工厂长期的生产实践与实验研究所积累的有关加工余量 数据，制成各类表格并汇编成手册，肯定加工余量时，查阅有关手册，再结 合本厂的实际情形进行适当修正后肯定，目前此法应用较为普遍。肯定工序尺寸及其公差机械加工进程中，工件的尺寸在不断地转变，由毛坯尺寸到工序尺寸，
25、最后达到设计要求的尺寸。在那个转变进程中，加工表面本身的尺寸及各表 面之间的尺寸都在不断地转变，这种转变无论是在一个工序内部，仍是在各 个工序之间都有必然的内在联系。应用尺寸链理论去揭露它们之间的内在关 系，掌握它们的转变规律是合理肯定工序尺寸及其公差和计算各类工艺尺寸 的基础，尺寸链的计算方式有两种：极值法与概率法。极值法是从最坏情形动身来考虑问题的，即当所有增环都为最大极限尺寸而减环 恰好都为最小极限尺寸，或所有增环都为最小极限尺寸而减环恰好都为最大极限 尺寸，来计算封锁环的极限尺寸和公差。事实上，一批零件的实际尺寸是在公差 带范围内转变的。在尺寸链中，所有增环不必然同时出现最大或最小极限
26、尺寸， 即便出现，现在所有减环也不必然同时出现最小或最大极限尺寸。概率法解 尺寸链，主要用于装配尺寸链。一、极值法解工艺尺寸链的大体计算公式。尺寸链的计算方式有两种：极值法与概率法。极值法是从最坏情形动身 来考虑问题的，即当所有增环都为最大极限尺寸而减环恰好都为最小极限尺 寸，或所有增环都为最小极限尺寸而减环恰好都为最大极限尺寸，来计算封 锁环的极限尺寸和公差。事实上，一批零件的实际尺寸是在公差带范围内转 变的。在尺寸链中，所有增环不必然同时出现最大或最小极限尺寸，即便出 现，现在所有减环也不必然同时出现最小或最大极限尺寸。概率法解尺寸链， 主要用于装配尺寸链，其计算方式在装配中教学。这里只介
27、绍极值法解工艺 尺寸链的大体计算公式。（1）封锁环的大体尺寸岛口=就- 瓦i-1 i-.t+l式中K为增环的环数，m为组成环的环数（下同）。（2）封锁环的极限尺寸（3）封锁环的极限误差t r M _i2L瓦ES =（4）封锁环的公差TT = ES-EI =（5）封锁环的平均尺寸L .式中处增环的平均尺寸 乱一一减环的平均尺寸。组成环的平均尺寸二、工序尺寸及其公差的肯定（1）基准重合时工序尺寸及公差的肯定当零件定位基准与设计基准（工序基准）重合时，零件工序尺寸及其公差 的肯定方式是：先按照零件的具体要求肯定其加工工艺线路，再通过查表肯 定各道工序的加工余量及其公差，然后计算出各工序尺寸及公差；计
28、算顺序 是：先肯定各工序余量的大体尺寸，再由后往前逐个工序推算，即由工件上 的设计尺寸开始，由最后一道工序向前工序推算直到毛坯尺寸。（2）测量基准与设计基准不重合时工序尺寸及其公差的计算在加工中，有时会碰到某些加工表面的设计尺寸不便测量，乃至无法测 量的情形，为此需要在工件上另选一个容易测量的测量基准，通过对该测量 尺寸的控制来间接保证原设计尺寸的精度。这就产生了测量基准与设计基准 不重合时，测量尺寸及公差的计算问题。（3）定位基准与设计基准不重合时工序尺寸计算在零件加工进程中有时为方便定位或加工，选用不是设计基准的几何要 素作定位基准，在这种定位基准与设计基准不重合的情形下，需要通过尺寸 换
29、算，改注有关工序尺寸及公差，并按换算后的工序尺寸及公差加工。以保 证零件的原设计要求。（4）中间工序的工序尺寸及其公差的求解计算在工件加工进程中，有时一个基面的加工会同时影响两个设计尺寸的数 值。这时，需要直接保证其中公差要求较严的一个设计尺寸，而另一设计尺 寸需由该工序前面的某一中间工序的合理工序尺寸间接保证。为此，需要对 中间工序尺寸进行计算。（5）保证应有渗碳或渗氮层深度时工艺尺寸及其公差的计算a）渗碳b）磨外圆c）尺寸链零件渗碳或渗氮后，表面一般要经磨削保证尺寸精度，同时要求磨后保留有规定的渗层深度。这就要求进行渗碳或渗氮热处置时按必然渗层深度及公差进行（用控制热处置时刻保证），并对这
30、一合理渗层深度及公差进行计第4章数控编程数控车床的编程特点数控车床是目前利用最普遍的数控机床之一。数控车床主要用于加工轴 类、盘类等回转体零件。通过数控加工程序的运行，可自动完成内外圆柱面、 圆锥面、成形表面、螺纹和端面等工序的切削加工，并能进行车槽、钻孔、 扩孔、铰孔等工作。车削中心可在一次装夹中完成更多的加工工序，提高加 工精度和生产效率，特别适合于复杂形状回转类零件的加工。由于这些零 件的径向尺寸，无论是测量尺寸仍是图纸尺寸，都是以直径值来表示的，所 以数控车床采用直径编程方式，即规定用绝对值编程时，X为直径值；用相 对值编程时，则以刀具径向实际位移量的二倍值为编程值。对于不同的数控 车
31、床、不同的数控系统，其编程大体上是相同的，个别有不同的地方，要参 照具体机床的用户手册或编程手册。下面为一数控车床照片:数控车床是目 前利用最普遍的数控机床之一。数控车床主要用于加工轴类、盘类等回转体 零件。通过数控加工程序的运行，可自动完成内外圆柱面、圆锥面、成形表 面、螺纹和端面等工序的切削加工，并能进行车槽、钻孔、扩孔、铰孔等工 作。车削中心可在一次装夹中完成更多的加工工序，提高加工精度和生产效 率，特别适合于复杂形状回转类零件的加工。由于这些零件的径向尺寸， 无论是测量尺寸仍是图纸尺寸，都是以直径值来表示的，所以数控车床采用 直径编程方式，即规定用绝对值编程时，X为直径值；用相对值编程
32、时，则 以刀具径向实际位移量的二倍值为编程值。对于不同的数控车床、不同的数 控系统，其编程大体上是相同的，个别有不同的地方，要参照具体机床的用 户手册或编程手册。图4-1为一数控车床照片图4-1数控车床的编程指令G00快速移动G01直线插补G02顺时针圆弧插补G03逆时针圆弧插补G04暂停，精准停止G17选择XY平面G18选择ZX平面G19选择YZ平面G20英制G21公制G28返回参考点G40取消刀具半径补偿G41刀具半径左补偿G42刀具半径右补偿G43刀具长度正向补偿G44刀具长度负向补偿G49 取消刀具长度补偿G54-G59工件坐标系G73深孔转削固定循环G74反螺纹攻丝固定循环G76精镗
33、固定循环G80取消固定循环G81钻削固定循环G82钻削固定循环G83深孔钻削固定循环G84攻丝固定循环G85镗削固定循环G86镗削固定循环G87反镗固定循环G88镗削固定循环G89镗削固定循环G90绝对指令编程G91增量指令编程G98固定循环返回初始点G99固定循环返回R点M00程序停止M01有条件停止M02程序结束M03主轴正转M04主轴反转M05主轴停止M06换刀M08冷却液开M09冷却液关M30程序结束并返回程序头M98挪用子程序M99子程序结束返回/重复执行加工线路的肯定加工线路的肯定第一必需维持被加工零件的尺寸精度和表面质量，第二 考虑数值计算简单、走刀线路尽可能短、效率较高等。因精
34、加工的进给线路 大体上都是沿其零件轮廓顺序进行的，因此肯定进给线路的工作重点是肯定 粗加工及空行程的进给线路。下面将具体分析：（1）加工线路与加工余量的关系在数控车床还未达到普及利用的条件下，一般应把毛坯件上过量的余 量，专门是含有锻、铸硬皮层的余量安排在普通车床上加工。如必需用数控 车床加工时，则要注意程序的灵活安排。安排一些子程序对余量过量的部位 先作必然的切削加工。 对大余量毛坯进行阶梯切削时的加工线路图4-2所示为车削大余量工件的两种加工线路，图（a）是错误的阶梯 切削线路，图（b）按1一5的顺序切削，每次切削所留余量相等，是正确的 阶梯切削线路。因为在一样背吃刀量的条件下，按图（a）
35、方式加工所剩的 余量过量。(a(图4-2按照数控加工的特点，还能够舍弃常常利用的阶梯车削法，改用依次从 轴向和径向进刀、顺工件毛坯轮廓走刀的线路（如图4-3所示）图4-3 分层切削时刀具的终止位置当某表面的余量较多需分层多次走刀切削时，从第二刀开始就要注意避 免走刀到终点时切削深度的猛增。如图4-4所示，设以90主偏角刀分层车 削外圆，合理的安排应是每一刀的切削终点依次提前一小段距离e (例如可 取e二哑)。若是e=0,则每一刀都终止在同一轴向位置上，主切削刃就可能 受到瞬时的重负荷冲击。当刀具的主偏角大于90，但仍然接近90时， 也宜作出层层递退的安排，经验表明，这对延长粗加工刀具的寿命是有
36、利的。图4-4(2) 刀具的切入、切出在数控机床上进行加工时，要安排好刀具的切入、切出线路，尽可能使 刀具沿轮廓的切线方向切入、切出。尤其是车螺纹时，必需设置升速段6 1和降速段52(如图4-5)，如此 可避免因车刀起落而影响螺距的稳固。刀建图4-5(3) 肯定最短的空行程线路肯定最短的走刀线路，除依托大量的实践经验外，还应擅长分析，必要 时辅以一些简单计算。现将实践中的部份设计方式或思路介绍如下。巧用对刀点图4-6 (a)为采用矩形循环方式进行粗车的一般情形示 例。其起刀点A的设定是考虑到精车等加工进程中需方便地换刀，故设置在离坯 料较远的位置处，同时将起刀点与其对刀点重合在一路，按三刀粗车
37、的走刀线路 安排如下：第一刀为 A-B-CD-A第二刀为 A-E-FG-A第三刀为AHIJA图4-6 (b)则是巧将起刀点与对刀点分离，并设于图示B点位置，仍按 相同的切削用量进行三刀粗车，其走刀线路安排如下：起刀点与对刀点分离 的空行程为A-B第一刀为 BCDEB第二刀为 BFGHB第三刀为BIJKB显然，图4-6 (b)所示的走刀线路短。图4-6 巧设换刀点为了考虑换（转）刀的方便和安全，有时将换（转）刀点也设置在离坯 件较远的位置处（如图4-6中A点），那么，当换第二把刀后，进行精车时 的空行程线路必然也较长；若是将第二把刀的换刀点也设置在图4-6（b）中 的B点位置上，则可缩短空行程距
38、离。 合理安排“回零”线路在手工编制较复杂轮廓的加工程序时，为使 其计算进程尽可能简化，既不易犯错，又便于校核，编程者（专门是初学者） 有时将每一刀加工完后的刀具终点通过执行“回零”（即返回对刀点）指令， 使其全都返回到对刀点位置，然后再进行后续程序。如此会增加走刀线路的 距离，从而大大降低生产效率。因此，在合理安排“回零”线路时，应使其 前一刀终点与后一刀起点间的距离尽可能减短，或为零，即可知足走刀线路 为最短的要求。（4）肯定最短的切削进给线路切削进给线路短，可有效地提高生产效率，降低刀具损耗等。在安排粗 加工或半精加工的切削进给线路时，应同时兼顾到被加工零件的刚性及加工的工 艺性等要求，
39、不要顾此失彼。图4-7为粗车工件时几种不同切削进给线路的安排示例。其中，图4-7 （a）表示利用数控系统具有的封锁式复合循环功能而控制车刀沿着工件轮 廓进行走刀的线路；图4-7（b）为利用其程序循环功能安排的“三角形”走 刀线路；图4-7（c）为利用其矩形循环功能而安排的“矩形”走刀线路。图4-7对以上三种切削进给线路，经分析和判断后可知矩形循环进给线路的走 刀长度总和为最短。因此，在同样条件下，其切削所需时刻（不含空行程） 为最短，刀具的损耗小。另外，矩形循环加工的程序段格式较简单，所以这 种进给线路的安排，在制定加工方案时应用较多。零件及加工程序编制一、机床和毛坯的选择这对配合件是典型的轴
40、类零件，主要加工有内外圆柱面、外圆柱面、内 而外螺纹、半椭圆面和圆弧面的加工，故选择卧式高效数控车床即可完成所 有加工面的加工要求。具体说，加工零件有粗精车外形、车槽、车螺纹、镗 内孔、车内槽、车内螺纹等工序。所需刀具不超过八把。故选择国产CKG6132 型卧式数控车床即可知足上述要求。该机床规格为直径460*500mm，X轴行 程为225mm，Z轴行程为600mm，尾座体行程380mm，摧力为9000N，主轴转 速范围为304000r/min。X/Z定位精度和重复定位精度别离为和。刀架容 量是4把。数控系统为FANUC 0ioX件在依次装夹中即可完成外圆、车槽、 车螺纹、镗孔等工步的加工。毛
41、坯零件尺寸为直径35mm*100mm,内孔毛坯零件直径26mm*40mm.图4-8示例图4-8二、手工编程程序（采用FANUC 0i系统编程）表数控加工程序单厂一Z（W、K）零件名称内螺纹深槽椭圆球头心轴 校核.!x（u、I）P0130序号零件右端程序说明N0290T0200换2号刀N0300G00Q快速定位N0310G01Q深槽加工N0320G04暂停N0330G01退刀N0340G00QN0350G01Q深槽加工N0360G04暂停N0370G01Q退刀N0380G00定位N0390G01QN0400Q倒斜角N0410退刀N0420G00Q定位N0430G01N0440Q倒斜角N0450Q
42、退刀N0460G56G00设定工件坐标系G56N0470T0300换3号刀N0480G00Q定位N0490G71锥面循环粗加工N0500G71P70Q80N0510N70G00-QN0520G01S800N0530N80-QN0540G70P70Q80锥面循环精加工N0550G00A-退刀N0560M09关闭冷却液N0570M05程序停止N0580M30程序结束返回起点共2 页第2页表数控加工程序单厂fZ（W、K）零件名称内螺纹深槽椭圆球头心轴 校核.!x（u、I）P0140序号零件左端程序说明N0100G54G00工件坐标系设定G54N0110M03S400T0100设定主轴转速、进给率、选
43、择 刀具N0120M08开启冷却液N0130G00快速定位N0140G71f粗加工外圆柱N0150G71P10Q20N0160N10G00-QN0170G01Z0S1000N0180项N0190N0200N0210N0220N20fQN0230G70P10Q20精加工外圆柱N0240G55G00工件坐标系设定G56N0250T0200换2号刀N0260G00快速定位N0270G01粗镗内孔N0280退刀N0290G00快速定位N0300快速定位N0310G01Z0S600设定精加工转速和进给率N0320fQ精加工内孔N0330fQN0340f QN0350G00-QN0360G56 G00工件
44、坐标系设定G56N0370T0300换3号刀N0380G00快速定位N0390-QN0400G01-QN0410G04暂停N0420G01退刀N0430G00退刀N0440G57 G00工件坐标系设定G57N0450T0400换刀共2 页第1页表数控加工程序单厂fZ（W、K）零件名称内螺纹深槽椭圆球头心轴 校核.!x（u、I）P0140序号零件左端程序快速定位N0460G00内螺纹循环切削N0470G92N0480N0490N0500N0510-QN0520G00返回A点N0530M09冷却液关N0540M05程序停止N0550M30程序结束返回到程序开始共2 页第2页通过以上程序的数控车削加
45、工，对数控车削加工的整个进程有了较为全 面的了解。通过本设计当选择刀具，对数控机床工具系统的特点、数控机床刀具材 料和利用范围有了较深的了解，大体掌握了数控机床刀具的利用方式；通过 设计加工方案，进一步了解了工件定位的大体原理、定位方式与定位元件及 数控机床用夹具的种类与特点，对教材中有关定位基准的选择原则与数控加 工夹具的选择方式有了更深的了解；通过编制零件的加工程序，大体熟悉数 控编程的主要内容及步骤、编程的种类、程序结构与格式，对数控编程前数 学处置内容、基点坐标、辅助程序段的数值计算有了进一步的熟悉。另外， 工艺设计、数值计算及程序编制的进程比较繁重，设计进程当中自己不断学 习和实践，每解决一个问题，都会感到不尽的喜悦和兴奋。通过本设计的实践，真切体会到理论必需和生产实践结合。教材中所学 到的许多内容在实践中取得可印证，但在具体操作中也出现了一些意向不到 的情形，在工艺方案肯定后，加工程序也通过量次试调、修改才最终完成了 零件的加工。看到自己加工出合格的零件，对自己所学的专业加倍充满信心。
