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1、 基于数控车中级工新题库的典型零件的工艺设计与加工 【摘要】 此次在数车中级新题库中抽取了三类典型的零件，通过对它们的图纸分析，程序编写到成品加工完成等步骤，使得我们对于数车零件程序的编制得到更深刻的理解，对于操作数控车床的熟练程度能够得到更进一步的提高。 典型零件的加工过程经常出现的例如：外圆、圆弧、沟槽、内孔、螺纹等等，对于它们的分析、加工时采用的程序、选用的刀具都可以在我们上大学以来拿到的教科书上找到。譬如图纸的分析就可以以《机械基础》这门课上学到的知识来解决，零件的加工则要归功与车间实训了。理论同实践的结合使我在数控车床加工方面有了
2、更多的心得，相信这些心得在将来的就业选择中会带给我不少的帮助。 【关键词】：数车中级新题库零件，零件分析，程序编写 目录 引言 1 一、背景介绍 2 二、数控知识的简介 2 （一）数控系统 2 （二）CNC装置的主要功能 3 （三）数控机床概述 4 三、数控车中级工典型零件的工艺设计 6 （一）数控车中级工典型零件一项目化工艺设计 6 （二）数控车中级工典型零件二项目化工艺设计 14 四、零件模拟加工软件及UG建模介绍 23 （一）仿真机床选用 23 （二）UG NX6.0软件的使用 24 总结 30 参考文献 31 谢辞 32 引言 作为
3、一名数控班的学生，经历过数控车床的实训，对于数控车床的相关操作都熟悉，对于一些相对不是太复杂的零件的程序能够快速并且合理的编写出来，工艺的分析也能够大致的有印象。那么，以下的数控车中级新题库中抽取的三个典型零件的加工以及工艺分析等操作就是对我的小小考验，考验我是否在实训中将所学的数控方面的知识合理的应用，融会贯通。下面就由我向大家展示我的成果。 一、背景介绍 以前的模具加工需要工人师傅们使用手工操作，利用车床，铣床，磨床等等机械设备来完成。这种加工出来的模具无法大规模的量产，因为太耗时耗力，而且机械设备的操作，以及模具精确度的把握都是需要至少工作过几时年的老师傅才能完成的。但是师傅们无法靠
4、双手车铣出空间曲面，这样的难题困扰了人们许多年，直到计算机的出现以及普及化，人们就想到了将当时出现的电子计算机与之前提到的那些机械设备完美的结合起来，于是就产生了如今普遍化的数控类机械设备。起初的设想在军工业上得到了实现，美国空军所属同提出了设想的帕森斯公司以及麻省理工学院伺服机构研究所三方合作于1952年研制除了世界第一台数控机床--三坐标立式铣床。数控技术经过无数人的改进与完善，渐渐走向成熟化，趋向于完美。 由于实训时在数控车间不像其他同学那样喜欢吵吵闹闹，所以大部分时间都花在了数控车床的操作以及程序的编写上面，尤其喜欢同当时带我们的老师聊一些程序上面的问题，所以当看到毕业论文的设计时，
5、我就想到了将实训时学到的专业知识和一些操作方法同毕业论文结合在一起，于是就有了这个“基于数控车中级新题库典型零件工艺设计与加工”课题的产生。 二、数控知识的简介 （一）数控装置（核心） 平时我们说的数控装置根据类型差异分成硬件和软件：第一种是NC（Numerical Control）装置，即所谓的专用硬件装置，它的构成采用的都是硬件逻辑电路；另一种是CNC（Computer Numerical Control)装置，它是属于计算机数控装置，由计算机系统和应用软件以及硬件两部分组成。NC装置作为早期数控技术发展的产物，带有一定的局限性和不适应性，随着时代的脚步的前进，NC装置渐渐走向下坡，
6、而新时代的宠儿CNC装置则发展迅猛。 通常完成加工任务由软硬两件在系统操作下一同完成，图1-1展示的就是CNC装置系统的大概组成部分。现代的数控装置可以利用读取类似存储在USB等读卡器的程序来获取加工程序，也可以通过手动输入编写的程序，高级一点的数控装置自带的计算机设计辅助和自动编程系统更加可以轻松便捷的获取加工程序。 图1-1 数控系统的基本组成 （二）CNC装置的主要功能（控制、准备、插补、主轴、进给、刀具、辅助） (1) 对轴的控制以及联动控制时的数量的差异代表了CNC装置控制功能的好与差。CNC装置功能越强，代表它控制轴数量越多，程序的编制方面也更加复杂。 (2) 用来
7、控制机床动作方式的G代码，具有准备功能。快速定位、直线插补、顺，逆时针圆弧插补、定时暂停、进给加速等等都会使用到G代码。国际标准化组织规定了100种G代码，分别是G00到G99.但如今很多数控系统已经使用到超过G99以外的代码。 (3) 通常程序中使用的圆弧插补，直线插补。它们的原理是将某段曲线无限分割，在某段中曲线也就渐渐形成类似直线的状态。这样做便于曲面加工。实际是采用的数学上的微积分的原理。由于涉及微积分计算，对于计算机的计算功能格外严格。 (4) 主轴功能。由字母S和2～4位数字构成，代表了主轴转速的功能。主轴转速有两种运转方式，分别是表面恒线速(mm/min)和恒转速(r/min
8、)。通常我们使用的大多是恒定线速度，因为它能有效保证机床加工工件端面或锥面的质量。 (5) 进给功能。我们通常指的是机床刀具进给速度，一般用F表示。 (6) 刀具功能。刀具的表示方式和主轴转速的设置方法类似，也是采用字母与数字的结合。刀具的是采用T和2～4数字来表示，例如1号刀就是T0101。刀具功能中的刀具选择需要满足刚性好，互换性好，易调整，规格化等特点，这也是区别于普通机床的一个方面；刀具的自动换刀方式以及刀具的编码方式也是刀具的主要常用功能。 (7) 辅助功能。辅助功能是通过M代码控制机床上面的一些辅助装置来更好的加工工件或者便于技术人员测量，观察。比如说冷却液，照明灯，润滑剂，
9、换刀的刀塔等等都是数控加工过程中必不可少的。因此辅助功能在数控加工中占据了相当大的地位。 （三）数控机床概述 1. 数控机床工作原理图1-2 图1-2 数控机床工作原理 2.数控机床坐标系 1）右手直角坐标系，如图1-3。 图2-3 右手直角笛卡尔坐标系 2）机床坐标系 图1-4是几台常见机床的坐标系。 a）卧式车床 b）立式升降台铣床 c）卧式铣床 图1-4 常见的数控机床的坐标系 三、数控车中级工典型零件的工艺设计 （一）数控车中级工典型零件一的工艺设计 1.项目要求 此次我们加工的第一类零件是轴套类零件，它是属于中等难度类型的零件。我们可以通过
10、学生对外圆柱、外圆弧、外沟槽、内螺纹与内孔类等形状的加工，图样的分析状况，加工方案的合理性，加工之前刀具及测量器材的准备完成度，刀具及工件安装熟练度，加工程序编写的合理及完善程度，以及最终产品的检测方式和状况来了解他们是否对此类零件有足够的掌握。 2. 考场提前为考生提供加工材料及设备。 A.材料准备见表1。 表1 名称 规格 数量 要求 铝棒 Φ50mmX100mm 1件/考生 考场准备 B.设备准备见表2。 表2 名称 规格 数量 要求 三爪卡盘 对应工件 1副/台 三爪卡盘扳手 对应机床 1副/台 四工位立式刀架 对应机床 1副/台
11、 3.考生准备 考生需要根据下表自备相关器具。 表4 序号 名称 型号 数量 要求 1 外圆轮廓粗、精车刀 90°外圆偏刀 1 考生自备 2 车内孔轮廓粗、精刀 内孔粗车刀 1 3 内螺纹刀 60°内螺纹刀 1 4 外切槽刀 高速钢材质，宽3mm外切槽刀 1 5 内切槽刀 高速钢材质，宽3mm内切槽刀 1 6 切断刀 高速钢材质，宽4mm切断刀 1 7 中心钻 A3 1 8 麻花钻 Φ14mm 1 9 螺纹塞规 M24X1.5 1套 考场提供 10 游标卡尺 0.02mm/0~150mm 1
12、 11 百分表 分度值为0.01mm 1 12 对刀角度样板 螺纹刀对刀样板 1 13 毛刷 若干 14 铁屑钩 1自定 15 其它 自定 4. 图纸分析 1） 主要加工内容：半圆、外圆柱、T型沟槽、外圆弧、内孔、内螺纹（如零件图3-1、零件实体图3-2所示） 图3-1 图3-2 （1）图样分析 分析零件图可知，由半圆、外圆柱、T型沟槽、外圆弧及部分倒角组成了零件的外轮廓，内轮廓由内孔、退刀沟槽、内螺纹、内倒角等轮廓组成。零件总长82±0.05mm，左端由外圆弧、梯形槽、外圆柱组成，外圆弧半径R40mm，呈40°的梯形槽；右端
13、由内孔、圆弧、内螺纹、内沟槽组成，内孔的直径为ф30mm，轴向长度20mm，右端有C1倒角1mm，内螺纹规格为M24x1.5mm，长度为10mm，4xф30的内沟槽，外部为圆弧1-2半径为R30mm、圆弧2-3半径为R5mm，总长39mm，内螺纹右端有一处倒角C2。零件ф46及ф38的外圆表面粗糙度要求Ra1.6um。由于材料选用的是铝棒，在数控车床加工时不需要做热处理，但是精加工时需要准备切削液冷却包，不仅可以吸收切削产生的热能，还可以保护刀具。 （2）难点分析 该零件包括了外圆弧面、内外沟槽、内螺纹等复杂的内外型，所以加工时有一定的难度。其中最大的两大难点，首先是加工内螺纹时无法在第一
14、次就保证能与塞规吻合。其次在于内外轮廓的精度保证。 （3）工艺分析 第一个难点的处理方式就是在在编制螺纹加工程序时，将内螺纹的起刀点坐标和终点坐标根据公式（作为螺纹≤2内螺纹，小径d=大径D-1.1螺距P）准确计算出来，另外刀具装夹要垂直于主轴，刀尖略微高于主轴轴线为宜。第二个难点的处理方式不是注重于计算，而是采用分步走的原则。粗加工和精加工分为两步走，具体操作如下： （1） 以工件右端面的毛坯面（未切削）作为基准装夹固定工件，车削端面，手动对刀。 （2） 选取匹配规格的钻头钻孔，孔深略微高出要求的尺寸3-5mm。 （3）外圆的加工过程中，保证外圆的尺寸以及要求的公差，譬如圆
15、弧半径R40mm、R30mm、R5mm，外圆ф38、32、ф46，内孔ф30mm及长度82mm等等。 （4） 内孔轮廓车削时，如内圆柱孔、内沟槽、内螺纹，保证各尺寸精度和 内孔表面粗糙度要求。 （5）加工内螺纹，内螺纹牙顶尺寸比理论值大0.2mm，避免螺纹加工中因挤压后变 小而影响测量螺纹质量和尺寸。 （6） 手动车削对刀，切下工件，同时保证工件总长。 1）刀具使用列表表5。 表5 刀具号 刀具规格 刀尖半径（mm） 加工内容 主轴转速(r/min) 进给速度(mm/r) 数量 备注 T01 外圆偏刀 0.2 粗车外圆
16、精车外圆 600 1200 0.15 0.05 1 T02 3mm高速钢外切槽刀 0.2 切梯形槽 500 0.05 1 T03 宽4mm高速钢割断刀 0 切断 400 0.05 1 T04 中心钻 0 钻中心孔 300 0.1 1 T05 麻花钻 0 钻孔 400 / 1 T06 93°内孔镗刀 0.2 粗镗内孔 精镗内孔 500 600 0.15 1.05 1 T07 60°内螺纹刀 0.2 车内螺纹 200 1.5 1 T08 3mm高速钢内切槽刀 0.2
17、 切内沟槽 400 0.05 1 2）数控加工工艺列表见表6。 表6 工步号 工步内容 刀具号 选用刀具 主轴转速 （r/min） 进给速度 (r/mm) 背吃刀量 （mm） 1 装夹毛坯，伸出55mm，端面车平 1 外圆刀 1000 0.1 0.5 2 粗精加工ø38、ø46外圆 1 外圆刀 600/1200 0.15/0.05 1.5/0.25 3 切梯形槽 2 外切槽刀 500 0.05 / 4 掉头，垫铜皮装夹ø38外圆，车端面，保证总长 1 外圆刀 1000 0.1 0.5 5 钻孔
18、5 钻头 400 / / 6 粗精加工右侧外形 1 外圆刀 600/1200 0.15/0.05 1.5/0.25 7 粗精加工内形 6 镗刀 500/600 0.15/0.05 1/0.25 8 切槽 8 内切槽刀 400 0.05 / 9 车内螺纹 7 内螺纹刀 200 1.5 / 5. 程序编制 （1）加工零件右端外轮廓和内孔程序 1）设置工件坐标系 以外圆定位，用三爪卡盘固定Φ50外圆的铝棒，毛坯伸出55mm粗精车削外轮廓并加工内孔。如零件图所示，工件坐标系设置在在工件端面中心轴线上。 2）三基点的坐标见下表7。
19、 表7 基点 坐标 A B C X 46 33.776 32 Z 0 -29.315 -31.829 3）加工程序 编写程序见表8。 表8 手动编写的程序 加工解释 N10 T0101 加工左侧外形 N20 M03 S600 设置正转，主轴转速600r/min N30 GOO X52 Z2 点定位至坐标点（52,2） N40 G71 U1 R1 粗加工开始，退刀量及切削深度均为1mm N50 G71 P60 Q110 U0.5 F0.15 精加工开始，保留0.5mm作为余量 N60 G01 X0 刀具进给至
20、0,2） N70 Z0 刀具进给至端面（0,0) N80 G03 X38 Z-5 R40 精加工R40的圆弧 N90 G01 Z-25 精加工长20，∮38的外圆 N100 X46 精加工∮46的外圆 N110 Z-44 （车长1mm） N120 G00 X100 Z100 退刀至安全位置（100,100） N130 M0 程序暂停（进行粗加工结束后的外圆尺寸测量） N140 T0101 选外圆精车刀 N150 M03 S1200 主轴正转，转速1200r/min N160 G00 X52 Z2 刀具快速点定位至循环起点（52,2）
21、 N170 G70 P60 Q110 F0.05 精加工循环 N180 G00 X100 Z100 退刀至安全位置（100,100） N190 M0 程序暂停（进行精加工结束后的外圆尺寸测量） N200 T0202 切外槽 N210 M03 S500 设置500r/min的正转转速 N220 G00 X48 Z-34 刀具快速点定位至循环起点（48,-34） N230 G01 X37 F0.05 切槽 N240 X48 X向退刀至X48处 N250 Z-37 Z向进给至Z-37 N260 X37 X方向进给至X37 N270 X48
22、 X向退刀至X48处 N280 Z-32 Z向进给至Z-32 N290 X46 X向退刀至X46处 N300 X36 Z-33.82 切槽刀进给至（36，-33.82） N310 Z-37.18 Z向进给至Z-37.18 N320 X48 Z-39.36 切槽刀退刀至（48，-39.36） N330 G00 X100 Z100 退刀至安全位置（100,100） N340 M0 程序暂停 N350 T0101 加工右侧外形 N360 M03 S600 主轴正转，转速600r/min N370 GOO X52 Z2 刀具快速点定位至循环起点（5
23、2,2） N380 G73 U10 R8 粗加工切削深度10mm，退刀量8mm N390 G73 P400 Q440 U0.5 F0.15 精加工余量0.5mm N400 G01 X26 Z0 外圆刀进给至（26,0） N410 G03 X33.776 Z-29.315 R30 加工R30的1-2圆弧 N420 G02 X32 Z-31.829 R5 加工R5的2-3圆弧 N430 G01 X32 Z-39 精加工∮32的外圆 N440 X48 X像退刀至X48 N450 G00 X100 Z100 退刀至安全位置（100
24、100） N460 M0 程序暂停（进行粗加工结束后的外圆尺寸测量） N470 T0101 N480 M03 S1200 主轴正转，转速1200r/min N490 G00 X52 Z2 刀具快速点定位至循环起点（52,2） N500 G70 P400 Q440 F0.05 精加工循环 N510 G00 X100 Z100 退刀至安全位置（100,100） N520 M0 程序暂停（进行精加工结束后的外圆尺寸测量） N530 T0606 加工内形 N540 M03 S500 主轴正转，转速500r/min N550 G00 X17
25、 Z2 刀具快速点定位至循环起点（17,2） N560 G71 U1 R1 粗加工切削深度1mm，退刀量1mm N570 G71 P260 Q300 U-0.5 F0.15 精加工余量：0.5mm N580 G01 X32 镗孔刀进给至（32,2） N590 Z0 刀具进给至端面（32,0) N600 X30 Z-1 精加工C1倒角 N610 Z-5 精加工∮30的内孔 N620 X25.5 X像退刀至X25.5处 N630 X22.5 Z-6.5 精加工C2倒角 N640 Z-22 精加工∮22.5的轮廓，车长2mm N650 G
26、00 X100 Z100 退刀至安全位置（100,100） N660 M0 程序暂停（进行粗加工结束后的内孔尺寸测量） N670 T0606 N680 M03 S600 主轴正转，转速600r/min N690 GOO X17 Z2 刀具快速点定位至循环起点（17,2） N700 G70 P260 Q300 F0.05 精加工循环 N710 GOO X100 Z100 退刀至安全位置（100,100） N720 M0 程序暂停（进行精加工结束后的内孔尺寸测量） N730 T0202 切内槽 N740 M03 S400 主轴正转，转速
27、400r/min N750 G00 X21 Z2 刀具快速点定位至循环起点（21,2） N760 G00 Z-18 Z向快速点定位至Z-18 N770 G01 X26 F0.05 切槽刀直线进给至X26 N780 Z-20 Z向进给至Z-20 N790 X21 X向退刀至X21处 N800 G00 Z5 刀具快速点定位至点（21,5） N810 G00 X100 Z100 退刀至安全位置（100,100） N820 M0 程序暂停（主轴停转，进行槽尺寸测量） N830 T0707 车内螺纹 N840 M03 S200 主轴正转，转速20
28、0r/min N850 G00 X21 Z2 刀具快速点定位至循环起点（21,2） N860 G92 X23 Z-17 F1.5 车削螺纹第1刀，螺距1.5 N870 X23.4 车削螺纹第2刀 N880 X23.7 车削螺纹第3刀 N890 X23.9 车削螺纹第4刀 N900 X24 车削螺纹至螺纹大径 N910 G00 X100 Z100 退刀至安全位置（100,100） N920 M30 程序结束（使用螺纹塞规检验合格与否） 6. 工件加工理论知识 （1）加工准备 1）查看准备好的毛抷的尺寸。 2）开机完成后让刀塔退回安全位置。
29、3）将编写完成并确认无误的程序手动输入系统，通过控制面板上空运行的按键空刀轨走一遍程序，确认完全没有问题才可以装夹工件正式加工。 4）将毛坯用卡盘固定完全，可以在毛坯上敲打敲打确定无松动。毛坯伸出长度大约55cm，这样就可以车削工件左端的轮廓了。 5）根据需要，外圆车刀对应T01刀位装夹好，内孔刀、割断刀、内螺纹刀分别对应T06、T03、T07号刀位。 6）对应刀具装夹完成，可以将各把刀的刀具补偿输入到系统中，刀具补偿涉及到位置及刀尖圆弧半径等参数，每次装夹完刀具记得对刀，设刀补。 7. 操作注意事项 1）刀具在装夹过程中，要最大程度的使得刀具刀尖同主轴的中心线齐平，镗刀比起外圆刀在
30、装夹时可以多垫一些贴片，使得它稍稍比主轴中心线高一点。内螺纹刀只需和外圆车刀一样的装夹要求即可。 2）加工时要考虑存在刀尖圆弧半径的刀具，也就是需要设刀补，如果没有设刀具半径补偿，加工的内外圆弧会出现一定的误差。 3)选择切断刀要考虑刃长是否符合切断要求。 4）在车削时，多使用试切、试测来保证尺寸精度。 5)加工程序中的合适的换刀点可根据选择的刀具类型和机床自身状况重新设置。 （二）数控车中级工零件二项目化工艺设计 1. 项目要求 此次我们加工的第二类零件是外螺纹内孔类零件，它也是属于中等难度类型的零件。我们可以通过学生对外圆、圆弧、外螺纹、槽与内孔等形状的加工，图样的分析状况，
31、加工方案的合理性，加工之前刀具及测量器材的准备完成度，刀具及工件安装熟练度，加工程序编写的合理及完善程度，以及最终产品的检测方式和操作熟练状况来了解他们是否对此类零件有足够的掌握。 2. 考场提前为考生提供加工材料及设备。 A.材料准备见表9。 表9 名称 规格 数量 要求 铝棒 Φ50mmX100mm 1件/考生 考场准备 B.设备准备见表10。 表10 名称 规格 数量 要求 三爪卡盘 对应工件 1副/台 三爪卡盘扳手 对应机床 1副/台 四工位立式刀架 对应机床 1副/台 3.考生准备 考生需根据下表自备相关器具。 表11
32、 序号 名称 型号 数量 要求 1 外圆轮廓粗、精车刀 90°外圆偏刀 1 考生自备 2 内孔轮廓粗、精车刀 内孔镗刀 1 3 精车内孔刀 内孔精车刀 1 4 外切槽刀 高速钢材质，宽3mm切槽刀 1 5 外螺纹刀 60°螺纹车刀 1 6 切断刀 切断刀 1 7 中心钻 A3 1 8 麻花钻 Φ14mm 1 9 螺纹环规 M30X1.5 1套 10 游标卡尺 0.02mm/0~150mm 1 11 百分表 分度值为0.01mm 1 12 对刀角度样板 螺纹刀对刀样板 1 13 毛刷
33、 1 14 铁屑钩 1 15 其它 自备 4. 图纸分析 1）加工名称：外圆、外槽、内孔、外螺纹（如零件图3-3、实体图3-4） 图3-3 图3-4 （1）图样分析 分析零件图可知，该零件主要由外圆、圆弧、外沟槽、内孔、外螺纹等轮廓组成。零件总轴长80mm，左端由内孔、圆弧、外沟槽组成，内孔的直径为ф26mm、ф20mm，圆弧半径为R3mm、R2mm、R30mm，外沟槽呈60°的T型槽。右端有两处倒角C1\C1.5,规格为M30X1.5的外螺纹，零件ф45、ф35、ф20的外圆柱以及圆弧R30的表面粗糙度值要求均为Ra1.6um，其他表面粗
34、糙度值要求为Ra3.2。由于材料选用的是铝棒，在数控车床加工时不需要做热处理，但是精加工时需要准备切削液冷却包，不仅可以吸收切削产生的热能，还可以保护刀具。 （2）难点分析 该零件相对比较复杂，需要加工外轮廓、外螺纹、内孔、外圆弧、外沟槽等。其中最大的两大难点，首先是加工外螺纹时无法在第一次就保证能与螺纹环规吻合。其次在于内外轮廓的精度尺寸保证。 （3）工艺分析 第一个难点的处理方式就是在在编制外螺纹加工程序时，将外螺纹的起刀点坐标和终点坐标根据公式（作为螺纹≤2外螺纹，小径d=大径D-1.3螺距P）准确计算出来，另外刀具装夹要垂直于主轴，刀尖略微高于主轴轴线为宜。第二个难点的处理
35、方式不是注重于计算，而是采用分步走的原则。粗加工和精加工分为两步走，具体操作如下： 1） 以工件右端面的毛坯面（未切削）作为基准装夹固定工件，车削端面，手动对刀。 2） 选取匹配规格的钻头钻孔，比要求的尺寸多出3-5mm。 3） 外圆的加工过程中，保证外圆的尺寸以及要求的公差，譬如外圆Φ35mm、Φ45mm，内孔Φ20mm、Φ26mm，圆弧R3mm，及长度80mm。 4)换刀后加工内孔，保证孔的各项加工精度。 5）手动车削对刀，同时保证工件总长。 6）粗、精车右端外圆轮廓，保证外圆弧R30mm，倒角C1，C1.5的尺寸要求，螺纹大径比理论值小0.2mm，避免螺纹加工经挤压后变大。
36、 1）刀具使用列表12。 表12 刀具号 刀具规格 刀尖半径（mm） 加工内容 主轴转速(r/min) 进给速度(mm/r) 数量 备注 T01 90°外圆偏刀 0.2 粗车外圆 精车外圆 600 1200 0.15 0.05 1 T02 3mm高速钢切槽刀 0 切槽 500 0.05 1 T03 内镗孔刀 0.2 粗镗内孔 精镗内孔 500 600 0.15 0.05 1 T04 4mm高速钢切断刀 0 切断工件 500 0.05 1 T05 60°外螺纹刀 0 车螺纹 200
37、 1.5 1 T06 中心钻 0 钻中心孔 300 0.1 1 T07 麻花钻 0 钻孔 300 0.2 1 2）数控加工工艺列表见表13。 表13 数控零件加工工艺列表 工步号 工步内容 刀具号 刀具规格 主轴转速 （r/min） 进给速度 (r/mm) 背吃刀量 （mm） 1 钻中心孔 6 A3中心钻 300 0.1 / 2 钻孔 7 麻花钻 400 / / 3 装夹毛坯，伸出55mm，车平端面 1 外圆刀 1000 0.1 0.5 4 粗精加工左侧外形至ф35处 1 90°
38、外圆刀 600/1200 0.15/0.05 1.5/0.25 5 切槽 2 切槽刀 500 0.05 / 6 粗精加工内形 3 镗刀 500/600 0.15/0.05 1/0.25 7 掉头，垫铜皮装夹ф45外圆，车端面保证总长 4 外圆刀 1000 0.1 0.5 8 粗精加工右侧外形 1 外圆刀 600/1200 0.15/0.05 1.5/0.25 9 切螺纹退刀槽 2 切槽刀 500 0.05 / 10 车螺纹 5 60°外螺纹刀 200 1.5 / 5. 程序编制 （1）加工零件左、右端
39、外轮廓、内孔、外螺纹程序 1）设置工件坐标系 以外圆定位，用三爪卡盘固定Φ50外圆的铝棒，粗精车削外轮廓和内孔。如零件图所示，工件坐标系设置在在工件端面中心轴线上。 2） 基点的坐标值无。 3） 加工程序 编写程序见表14。 表14 手动编写的程序 加工说明 N10 T0101 粗精加工左侧外形 N20 M03 S600 设置正转，主轴转速600r/min N30 GOO X52 Z2 点定位至坐标点（52,2） N40 G73 U8 R6 粗加工开始，保持进刀量8mm退刀量6mm N50 G73 P60 Q120 U0.5 F0.15
40、精加工开始，保证0.5mm的余量 N60 G01 X35 Z0 直线进给至（35,0） N70 Z-7 精加工∮35 的外圆 N80 X41 X向退刀至X41 N90 G03 X45 Z-9 R2 精加工R2的圆弧 N100 G01 Z-33 精加工∮45的外圆 N110 G03 X35 Z-47 R30 精加工R30的圆弧 N120 G01 Z-48 车长1mm N130 G00 X100 Z100 退刀至安全位置（100,100） N140 M0 程序暂停（进行粗加工结束后的外轮廓尺寸测量） N150 T0101 N160
41、M03 S1200 设置1200r/min的正转转速 N170 G00 X52 Z2 刀具快速点定位至循环起点（52,2） N180 G70 P60 Q120 F0.05 精加工循环 N190 G00 X100 Z100 退刀至安全位置（100,100） N200 M0 程序暂停（进行精加工结束后的外圆尺寸测量） N210 T0202 切梯形槽 N220 M03 S500 主轴正转，转速500r/min N230 G00 X48 Z-20 刀具快速点定位至循环起点（48,-20） N240 G01 X36 F0.05 X向进给至X36
42、 N250 X48 X向退刀至X48 N260 Z-23 Z向进给至Z-23 N270 X36 X向进给至X36 N280 X48 X向退刀至X48 N290 Z-17 Z向退刀至Z-17 N300 X45 X向进给至X45 N310 X35 Z-19.9 俢光外沟槽槽底 N320 Z-23.1 Z向进给至Z-23 N330 X47 Z-26.56 退刀至安全点 N340 G00 X100 Z100 退刀至安全位置（100,100） N350 M0 程序暂停 N360 T0303 粗精加工内形 N370 M03 S500 主轴正
43、转，转速500r/min N380 GOO X17 Z2 刀具快速点定位至循环起点（17,2） N390 G71 U1 R1 粗加工切削深度1mm，退刀量1mm N400 G71 P410 Q450 U-0.5 F0.15 精加工余量：0.5mm N410 G01 X26 刀具进给至（26,2） N420 Z0 Z向进给2mm N430 Z-10 精加工∮26的孔 N440 G03 X20 Z-13 R3 精加工R3的内孔圆弧 N450 G01 Z-20 精加工∮20的内孔 N460 G00 X100 Z100 退刀至安全位置（
44、100,100） N470 M0 程序暂停（进行粗加工结束后的内孔尺寸测量） N480 T0303 N490 M03 S1200 设置正转，主轴转速1200r/min N500 G00 X52 Z2 刀具快速点定位至循环起点（52,2） N510 G70 P410 Q450 F0.05 精加工循环 N520 G00 X100 Z100 退刀至安全位置（100,100） N530 M0 程序暂停（进行精加工结束后的内孔尺寸测量） N540 T0101 粗精加工右侧外形 N550 M03 S600 主轴正转，转速600r/min N560
45、G00 X52 Z2 刀具快速点定位至循环起点（52,2） N570 G73 U15 R10 粗加工进刀量15mm退刀量10mm N580 G73 P590 Q650 U0.5 F0.15 精加工余量0.5mm N590 G01 X18 Z0 外圆刀进给至（18,0） N600 X20 Z-1 C1倒角 N610 Z-15 精加工∮20的外圆 N620 X27 X向退刀至X27 N630 X29.8 Z-16.5 C1.5倒角 N640 Z-33 Z向退刀至Z-33 N650 X36 X向退刀至X36 N660 G00 X1
46、00 Z100 退刀至安全位置（100,100） N670 M0 程序暂停（进行粗加工结束后的外圆尺寸测量） N680 T0101 N690 M03 S1200 设置正转，主轴转速1200r/min N700 GOO X52 Z2 刀具快速点定位至循环起点（52,2） N710 G70 P590 Q650 F0.05 精加工循环 N720 GOO X100 Z100 退刀至安全位置（100,100） N730 M0 程序暂停（进行精加工结束后的外圆尺寸测量） N740 T0404 切退刀槽，槽宽3mm N750 M03 S500 主轴
47、正转，转速500r/min N760 G00 X38 Z-33 刀具快速点定位至循环起点（38，-33） N770 G01 X26 F0.05 切槽刀第一次切槽 N780 G01 X40 X向退刀至X40 N790 G00 X100 Z100 退刀至安全位置（100,100） N800 M0 程序暂停 N810 T0505 车外螺纹 N820 M03 S200 主轴正转，转速200r/min N830 G00 X32 Z2 刀具快速点定位至循环起点（32，2） N840 G92 X29.5 Z-31 F1.5 车削螺纹第1刀，螺距1
48、5 N850 X29 车削螺纹第2刀 N860 X28.6 车削螺纹第3刀 N870 X28.3 车削螺纹第4刀 N880 X28.1 车削螺纹第5刀 N890 X28.05 车削螺纹第6刀 N900 G00 X100 Z100 退刀至安全位置（100,100） N910 M30 程序结束（使用螺纹环规检验合格与否） 6. 工件加工理论知识 （1）加工准备 1）查看准备好的毛抷的尺寸。 2）开机完成后让刀塔退回安全位置。 3）将编写完成并确认无误的程序手动输入系统，通过控制面板上空运行的按键空刀轨走一遍程序，确认完全没有问题才可以装夹工件正式加工。
49、 4）将毛坯用卡盘固定完全，可以在毛坯上敲打敲打确定无松动。毛坯伸出长度大约55cm，这样就可以车削工件左端的轮廓了。 5）根据需要，外圆车刀对应T01刀位装夹好，内孔刀、割断刀、内螺纹刀分别对应T03、T02、T05号刀位。 6）对应刀具装夹完成，可以将各把刀的刀具补偿输入到系统中，刀具补偿涉及到位置及刀尖圆弧半径等参数，每次装夹完刀具记得对刀，设刀补。 7. 操作注意事项 1）刀具在装夹过程中，要最大程度的使得刀具刀尖同主轴的中心线齐平，镗刀比起外圆刀在装夹时可以多垫一些贴片，使得它稍稍比主轴中心线高一点。外螺纹刀只需和外圆车刀一样的装夹要求即可。 2）加工时要考虑存在刀尖圆弧半
50、径的刀具，也就是需要设刀补，如果没有设刀具半径补偿，加工的内外圆弧会出现一定的误差。 3)选择切断刀要考虑刃长是否符合切断要求。 4）在车削时，多使用试切、试测来保证尺寸精度。 5)加工程序中的合适的换刀点可根据选择的刀具类型和机床自身状况重新设置。 （三）数控车中级工零件三项目化工艺设计 1.项目要求 此次我们加工的第三类零件是外螺纹轴套类零件，它同样也是属于中等难度类型的零件。我们可以通过学生对外圆、外圆弧、外螺纹与内孔等形状的加工，图样的分析状况，加工方案的合理性，加工之前刀具及测量器材的准备完成度，刀具及工件安装熟练度，加工程序编写的合理及完善程度，以及最终产品的检测方式和
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