数控专业论文

毕业论文

论文题目：轴承套的数控车削加工

姓    名        繁华落尽          

学    号      200803020001       

专    业        数控技术         

班    级        数控0801         

指导老师                    

完成时间        2011年4月       

摘  要

本课题主要介绍了轴承套零件的数控车削加工方法。通过对其进行数控加工工艺分析，即其零件图的工艺分析、定位基准及装夹方式的选择、加工顺序及进给路线的确定、加工刀具的选择和切削用量（背吃刀量、进给量和主轴转速）的确定；然后对其数控加工作了介绍，如编程原点的选择、程序的编制等，采用CKA6150数控车床，使用FANUC 0i-Mate-TC系统并编写了数控加工程序和进行数控加工。

近年来，数控加工发展迅速，已成为提高产品质量和劳动生产率必不可少的手段。它的发展和广泛使用，给机械制造业带来了深刻的变化，成为当今制造业的发展方向。

通过轴承套的工艺分析及数控车削加工，发现与普通机床相比，其有显著的特点：

(1)精度高，可实现优质稳定生产。 

(2)效率高，大大减少了加工过程中的停车次数和停车时间。

(3)高柔性，工艺适应性强，只要修改程序或作局部调整，便可实现工艺转换。 

(4)自动化程度高，不需专用夹具及专用量具。

这表明了运用数控车床加工轴承套零件，提高了产品质量，降低了生产成本，在很大程度上弥补了普通机床的不足之处。

关键词：轴承套  工艺分析  数控车削

目  录

摘  要    II

前  言    1

第一章  绪  论    2

1.1数控加工概述    2

1.1.1数控加工原理和特点    2

1.1.2数控加工工艺概念和工艺过程    2

1.1.3数控车削加工的主要对象及加工过程    3

第二章  轴承套的加工工艺分析    5

2.1轴承套零件的工艺分析    5

2.2轴承套定位基准和装夹方式的选择    6

2.2.1定位基准的选择    6

2.2.2装夹方式的选择    7

2.2.3确定轴承套的定位基准和装夹方式    7

2.3轴承套加工顺序和进给路线的确定    7

2.3.1加工顺序安排的原则    7

2.3.2进给路线的确定    8

2.3.3确定轴承套的加工顺序及进给路线    8

2.4轴承套加工刀具的选择    10

2.4.1数控车刀的类型及选用    10

2.4.2轴承套数控加工的刀具选择    10

2.5轴承套加工切削用量的选择    11

2.5.1切削用量的选用原则    11

2.5.2轴承套加工的切削用量选择    12

第三章 轴承套的数控编程与加工    13

3.1轴承套零件图的数学处理    13

3.1.1编程原点及换刀点的选择    13

3.1.2走刀轨迹点参数值的计算    13

3.2编制零件加工程序    14

3.2.1数控编程注意事项：    14

3.2.2编制加工程序    14

3.3轴承套的加工    19

3.3.1装刀具    19

3.3.2装工件    19

3.3.3对刀    19

3.4零件加工时的注意事项    20

3.4.1零件加工时的注意事项    20

第四章  小  结    22

参考文献    23

后 记    24

前  言

随着科学技术的发展和数控加工技术的广泛应用，在机械制造业中，普通机床逐渐被高精度、高效率、高自动化的数控机床所代替。数控车床是按照预定的程序自动加工，加工过程不需要人工干预，加工精度可以通过软件进行校正及补偿，因此可以提高零件的加工精度，稳定产品的质量。

轴承套是轴承中的一个零件，其作用是方便装拆、轴向固定及轴向位置调整。轴承是机器中的重要支撑部件，许多机械，如金属切削机床、汽轮机、电动机、发电机、内燃机等，其主轴轴承对于机械的运动、功能、作功与效率具有直接的制约作用，直接决定着机器的质量和寿命。

在轴承套的整个制造过程中，车削加工既要受到上工序毛坯制造质量的影响，又要影响到下面工序。毛坯制造的尺寸不准确、形状不规则、氧化变质层过深等，会造成材料利用率低、车削加工效率低、加工成本高，直接影响到车削加工质量。车削加工质量如果不好，又会造成热处理变形、裂纹等，造成磨削加工困难，生产效率低，成本提高，加工质量不稳定，甚至造成废品。

车削加工的目的就是为轴承套的打字、热处理、磨削加工打好其毛坯基础。总之，车削加工工序关系到材料利用率、生产效率、加工成本，直接影响到轴承成品质量和成本。因此，轴承套车削加工在轴承制造中有着不容忽视的地位和作用。

第一章  绪  论

1.1数控加工概述

1.1.1数控加工原理和特点

(1)数控加工原理

当我们使用机床加工零件时，通常都需要对机床的各种动作进行控制，一是控制动作的先后次序，二是控制机床各运动部件的位移量。采用普通机床加工时，这种开车、停车、走刀、换向、主轴变速和开关切削液等操作都是由人工直接控制的。采用自动机床和仿形机床加工时，上述操作和运动参数则是通过设计好的凸轮、靠模和挡块等装置以模拟量的形式来控制的，它们虽能加工比较复杂的零件，且有一定的灵活性和通用性，但是零件的加工精度受凸轮、靠模制造精度的影响，而且工序准备时间也很长。

采用数控机床加工零件时，只需要将零件图形和工艺参数、加工步骤等以数字信息的形式，编成程序代码输入到机床控制系统中，再由其进行运算处理后转成驱动伺服机构的指令信号，从而控制机床各部件协调动作，自动地加工出零件来。当更换加工对象时，只需要重新编写程序代码，输入给机床，即可由数控装置代替人的大脑和双手的大部分功能，控制加工的全过程，制造出任意复杂的零件。数控加工的原理如图1-1所示。

图1-1  数控加工原理框图

(2)数控加工的特点

总的来说，数控加工有如下特点：

① 自动化程度高，具有很高的生产效率。

② 对加工对象的适应性强。

③ 加工精度高，质量稳定。

④ 易于建立与计算机间的通信联络，容易实现群控。

1.1.2数控加工工艺概念和工艺过程

(1)数控加工工艺

数控加工工艺是采用数控机床加工零件时所运用的各种方法和技术手段的总和，应用于整个数控加工工艺过程。数控加工工艺是伴随着数控机床的产生、发展而逐步完善起来的一种应用技术，它是人们大量数控加工实践的总结。

(2)数控加工工艺过程

数控加工工艺过程是指利用切削工具在数控机床上直接改变加工对象的形状、尺寸、表面位置、表面状态等，使其成为成品和半成品的过程。数控加工工艺过程往往不是从毛坯到成品的整个工艺过程，而仅是几道数控加工工序工艺过程的具体描述。

(3)数控加工工艺与数控编程的关系

数控加工工艺是数控编程的前提和依据，没有符合实际的、科学合理的数控加工工艺，就没有真正可行的数控加工程序。而数控编程就是将制定的数控加工工艺内容程序化。 

1.1.3数控车削加工的主要对象及加工过程

(1)加工对象

①轮廓形状特别复杂或难以控制尺寸的回转体零件 

因车床数控装置都具有直线和圆弧插补功能，还有部分车床数控装置具有某些非圆曲线插补功能，故能车削由任意直线和平面曲线轮廓组成的形状复杂的回转体零件。  

②精度要求高的零件

零件的精度要求主要指尺寸、形状、位置和表面等精度要求，其中的表面精度主要指表面粗糙度。例如：尺寸精度高（达0.001 mm或更小）的零件，圆柱度要求高的圆柱体零件，素线直线度、圆度和倾斜度均要求高的圆锥体零件等。 

③带特殊螺纹的回转体零件

这些零件是指特大螺距（或导程）、变（增／减）螺距、等螺距与变螺距或圆柱与圆锥螺纹面之间作平滑过渡的螺纹零件，以及高精度的模数螺纹零件（如圆柱、圆弧蜗杆）和端面（盘形）螺纹零件等。    

数控车床车削螺纹时，主轴转向不必像普通车床那样交替变换，它可以一刀又一刀不停顿地循环，直到完成，因此它车螺纹的效率很高。由于数控车床一般采用硬质合金成型刀片，可以使用较高的转速，因而车削出来的螺纹精度高，表面粗糙度小。  

④淬硬工件的加工

在大型模具加工中，有不少尺寸大而形状复杂的零件，这些零件热处理后的变形量较大，磨削加工有困难，因此，可以用陶瓷车刀在数控机床上对淬硬后的零件进行车削加工，以车代磨，提高加工效率。 

(2)加工过程

①分析零件图纸

要分析零件的材料、形状、尺寸、精度及毛坯形状和热处理要求等，以便确定该零件是否适宜在数控机床上加工，或适宜在哪类数控机床上加工。有时还要确定在某台数控机床上加工该零件的哪些工序或哪几个表面。 

②确定工艺过程

确定零件的加工方法(如采用的工夹具、装夹定位方法等)和加工路线(如对刀点、走刀路线)，并确定加工用量等工艺参数(如切削进给速度、主轴转速、切削宽度和深度等)。

③数值计算

根据零件图纸和确定的加工路线，算出数控机床所需输入数据，如零件轮廓相邻几何元素的交点和切点，用直线或圆弧逼近零件轮廓时相邻几何元素的交点和切点等的计算。

④编写零件程序单

根据加工路线计算出的数据和已确定的加工用量，结合数控系统的程序段格式编写零件加工程序单。此外，还应填写有关的工艺文件，如数控加工工序卡片、数控刀具卡片、工件安装和零点设定卡片等。

⑤程序输入

即将编制好的程序输入到数控车床中。

⑥加工时的注意事项

即按步骤操作车床，注意人身安全。

第二章  轴承套的加工工艺分析

如图2-1所示为轴承套零件，该零件材料为45钢，无热处理和硬度要求，试对该零件进行数控车削加工工艺分析（单件小批量生产）。

图2-1  轴承套零件图

2.1轴承套零件的工艺分析

该零件主要由内外圆柱面、内圆锥面、圆弧面及外螺纹等表面组成，零件图尺寸标注完整，轮廓描述清楚。其中φ50、φ52外圆有较高的尺寸精度和表面粗糙度要求，并且对φ32孔的径向圆跳动公差为0.01mm；左端面则对φ32孔轴线的垂直度公差为0.01mm；φ78外圆有较高的表面粗糙度要求，外圆柱面表面粗糙度为Ra1.6μm。零件材料为45钢，切削加工性能较好，无热处理和硬度要求。 

通过上述分析，采用以下几点工艺措施：

(1)对图样上带公差的尺寸，编程时全部取其平均值。

(2)左右端面均为多个尺寸的设计基准，相应工序加工前，应该先将左右端面车出来。     

(3)外圆对内孔的径向圆跳动要求在0.01mm内，掉头装夹时，除了要包一层铜皮外，

夹紧时用力要适中，不可过大。如果不能保证，则采用软卡爪装夹。

(4)内孔与左端面应在一次装夹中加工出，以保证端面与内孔轴线的垂直度。

(5)轴承套外圆为IT7级精度，采用粗车—半精车—精车可以满足要求。

(6)内孔尺寸较小，镗1:20锥孔与镗φ32孔及15°锥面时需掉头装夹。

2.2轴承套定位基准和装夹方式的选择

2.2.1定位基准的选择

(1)精基准的选择原则

① 基准重合原则。为避免基准重合误差，方便编程，应选用设计基准作为定位基准，并使设计基准、定位基准、编程原点三者统一，这是最佳考虑的方案。因为当加工面的定位基准与设计基准不重合，且加工面与设计基准不在一次安装中同时加工出来的情况下，会产生基准重合误差。 

②基准统一原则。在多工序或多次安装中，选用相同的定位基准，这样既可保证各加工表面间的相互位置精度，避免或减少因基准转换而引起的误差。

③自为基准原则。精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，因此选择加工表面本身作为定位基准，称为自为基准原则。 

④便于装夹原则。所选精基准应能保证工件定位准确稳定，装夹方便可靠，夹具结构简单适用，操作方便灵活，能加工尽可能多的内容。 

⑤便于对刀原则。批量加工时，在工件坐标系已经确定的情况下，采用不同的定位基准为对刀基准建立工件坐标系，会使对刀的方便性不同，有时甚至无法对刀。这时就要分析此种定位方案是否能满足对刀操作的要求，否则原设工件坐标系须重新设定。

(2)粗基准的选择原则 

　　①非加工表面原则。为了保证加工面与不加工面之间的位置要求，应选不加工面为粗基准。 

②加工余量最小原则。以余量最小的表面作为粗基准，以保证各加工表面有足够的加工余量。

③重要表面原则。为保证重要表面的加工余量均匀，应选择重要加工面为粗基准。 

④不重复使用原则。粗基准未经加工，表面比较粗糙且精度低，二次安装时，其在机床上（或夹具中）的实际位置可能与第一次安装时不一样，从而产生定位误差，导致相应加工表面出现较大的位置误差。因此，粗基准一般不应重复使用

　⑤便于工件装夹原则。作为粗基准的表面，应尽量平整光滑，没有飞边、冒口、浇口或其他缺陷，以便使工件定位准确、夹紧可靠。

2.2.2装夹方式的选择

(1)在三爪自定心卡盘上装夹   

　　三爪自定心卡盘的三个卡爪是同步运动的，能自动定心，一般不需找正。三爪自定心卡盘装夹工件方便、省时，自动定心好，但夹紧力较小，因此适用于装夹外形规则的中、小型工件。用三爪自定心卡盘装夹精加工过的表面时，被夹住的工件表面应包一层铜皮，以免夹伤工件表面。 

(2)在两顶尖之间顶两头装夹   

(3)用卡盘和顶尖一夹一顶装夹   

　　车削质量较大的工件时要一端用卡盘夹住，另一端用后顶尖支撑。为了防止工件由于切削力的作用而产生轴向位移，必须在卡盘内装一限位支承或利用工件的台阶面限位，这样比较安全，能承受较大的轴向切削力，且安装刚性好，轴向定位准确，因此应用比较广泛。 

2.2.3确定轴承套的定位基准和装夹方式 

(1)内孔加工

定位基准：内孔加工时以外圆定位；

装夹方式：用三爪自动定心卡盘夹紧，掉头装夹加工时，使用百分表进行找正，并在

装夹部位包一层铜皮。 

(2)外轮廓加工

定位基准：确定零件轴线为定位基准；

装夹方式：用三爪自动定心卡盘夹紧，掉头装夹加工时，使用百分表进行找正，并在

装夹部位包一层铜皮。

2.3轴承套加工顺序和进给路线的确定

2.3.1加工顺序安排的原则

(1)先粗后精  

　　对于粗精加工在一道工序内进行的加工内容，应先对各表面进行全部粗加工，然后再进行半精加工和精加工，以逐步提高加工精度。此工步顺序安排的原则要求：粗车在较短的时间内将工件各表面上的大部分加工余量切掉。若粗车后所留余量的均匀性满足不了精加工的要求，则要安排半精车，以此为精车做准备。为保证加工精度，精车一定要一刀切出。 

(2)先近后远   

　　先近后远即在一般情况下，离对刀点近的部位先加工，离对刀点远的部位后加工，以缩短刀具移动距离，减少空行程时间。对车削而言，先近后远还可以保持工件的刚性，有利于切削加工。 

(3)先内后外、内外交叉   

先内后外、内外交叉的原则是指粗加工时先进行内腔、内形粗加工，后进行外形粗加工；精加工时先进行内腔、内形精加工，后进行外形精加工。

上述原则并不是一成不变的，对于某些特殊情况，需要采用灵活可变的方案。

2.3.2进给路线的确定

(1)最短的空行程路线 

确定最短的走刀路线，除了依靠大量的实践经验外，还应善于分析，必要时可辅以一些简单的计算。

①灵活设置程序循环起点。在车削加工编程时许多情况下采用固定循环指令编程。 

    ②合理安排返回换刀点。在手工编制较复杂轮廓的加工程序时，在不换刀的前提下，执行退刀动作时，应不用返回到换刀点。安排走刀路线时，应尽量缩短前一刀终点与后一刀起点间的距离，方可满足走刀路线最短的要求。

(2)最短的切削进给路线   

若能使切削进给路线最短，就可有效地提高生产效率，降低刀具的损耗。安排最短切削进给路线时，应同时兼顾工件的刚性、加工工艺性等要求，不能顾此失彼。  

(3)零件轮廓精加工一次走刀完成   

　　如果需要以一刀或多刀进行精加工，则其最后一刀要沿轮廓连续加工而成，尽量避免在连续的轮廓中安排切入、切出、换刀或停顿，以免因切削力突然变化而造成弹性变形，使光滑连接的轮廓上产生刀痕等缺陷。  

2.3.3确定轴承套的加工顺序及进给路线

(1)加工顺序的确定

加工顺序的确定按由内到外、由粗到精、由近到远的原则确定。

在一次装夹中加工出较多的工件表面外。结合本零件结构特征，轴承套左、右端面分别为多个尺寸的设计基准，故可先加工一端内孔及外轮廓表面，然后掉头再加工另一端内孔及外轮廓表面。确定的加工顺序为：平端面→钻中心孔→钻φ32孔的底孔φ26→粗镗φ32内孔、15°锥面及C0.5倒角→精镗φ32内孔、15°锥面及C0.5倒角→粗车φ50外圆、φ58台阶面、R5圆弧、C2倒角及φ78外圆面→半精车φ50外圆、φ58台阶面、R5圆弧、C2倒角及φ78外圆面→精车φ50、φ78外圆面→掉头装夹平端面保证总长尺寸→粗镗1:20锥孔→精镗1:20锥孔→粗车螺纹大径、φ52外圆及C2倒角→半精车螺纹大径、φ52外圆及C2倒角→精车φ52外圆→车螺纹退刀槽→车M45外螺纹。

(2)进给路线的确定

进给路线的确定主要在于确定粗加工及空行程的进给路线。在保证加工质量的前提下，使加工具有最短的走刀路线，不仅可以节省整个加工过程的执行，还能减少一些不必要的刀具损耗及机床进给机构滑动部件的磨损。

根据以上分析，在FANUC 0i-Mate-TC系统数控车床上加工零件时，该零件走刀路线很简单，都只要采用G71、G70粗车、精车循环指令加工内孔和外圆，可免去许多复杂的计算过程，而且程序变得简化。

经过分析后，该零件外轮廓表面的粗车走刀路线见表2-1和表2-2。

表2-1  轴承套装夹及外轮廓加工走刀路线图

 2.4.1数控车刀的类型及选用

　　数控车削用的车刀一般分为三类，即尖形车刀、圆弧形车刀和成型车刀。  

当数控车床进行粗加工时，要求刀具强度高，耐用度好，以满足粗加工背吃刀量大、进给速度高的要求。

当数控车床进行精加工时，要选用精度高，锋利、耐用度高的刀具，以保证加工精度。

为方便对刀和减少刀具安装时间，尽量使用机夹刀，刀具材料最好选用涂层硬质合金刀片。刀片的几何结构（如刀尖圆角、几何角度等）应根据加工零件的形状决定。特别要注意的是在加工球面时要选用副偏角大的刀具，以免刀具的后刀面与工件产生干涉。

2.4.2轴承套数控加工的刀具选择

选用45°硬质合金端面车刀车端面，刀号T01；

选用φ3.15中心钻钻φ3.15的中心孔，刀号T02；

选用φ26锥柄麻花钻钻底孔，刀号T03；

选用不通孔硬质合金镗刀粗精镗内孔，刀号T04；

选用93°硬质合金外圆粗车刀粗车外轮廓表面，刀号T05；

选用93°硬质合金外圆精车刀精车外轮廓表面，刀号T06；

选用5mm宽的硬质合金切槽刀车螺纹退刀槽，刀号T07；

选用60°外螺纹车刀车M45外螺纹，刀号T08。

将所选刀具参数填入表2-3轴承套数控加工刀具卡片中，以便于编程和操作管理。

表2-3  轴承套数控加工刀具卡片

产品名称

2.5.1切削用量的选用原则

　　切削用量选择是否合理，对于能否充分发挥机床的潜力和刀具的切削性能，实现优质、高产、低成本和安全操作具有很重要的作用。  

　　切削用量的选择原则是：粗车时，首先考虑选择尽可能大的背吃刀量αp，其次选择较大的进给量f，最后确定一个合适的切削速度Vc。增大背吃刀量αp可使走刀次数减少，增大进给量f有利于断屑。精车时，加工精度和表面粗糙度要求较高，加工余量不大且较均匀，选择切削用量时应着重考虑如何保证加工质量，并在此基础上尽量提高生产率。因此，精车时应选用较小（但不能太小）的背吃刀量αp和进给量f，并选用性能高的刀具材料和合理的几何参数，以尽可能提高切削速度Vc。 

2.5.2轴承套加工的切削用量选择

(1)背吃刀量的选择    

粗加工时，在工艺系统刚性和机床功率允许的情况下，尽可能取较大的背吃刀量，以减少进给次数；精加工时，为保证零件的加工精度和表面粗糙度要求。根据被加工表面质量要求、刀具材料、工件材料和机床性能，参考切削用量手册或有关资料选取：粗车外轮廓αp=2mm，半精车外轮廓αp=0.75mm，精车αp=0.4mm；粗镗αp=1mm，精镗αp=0.3mm。

(2)进给量的选择      

粗加工时，根据加工材料、刀杆尺寸、工件直径及已确定的背吃刀量，参照切削用量手册或有关资料并结合机床使用说明书，选取：粗车f=0.2mm/r，粗镗f=0.15mm/r；半精加工、精加工时，按照表面粗糙度要求，根据工件材料、刀尖圆弧半径和切削速度，选取：半精车f=0.15mm/r，精车f=0.1mm/r，精镗f=0.1mm/r。

(3)主轴转速的选择 

根据已确定的背吃刀量、进给量和工件、刀具材料耐用度，参考切削用量手册或有关资料，查表选取切削速度Vc，粗车Vc=120m/min，半精车Vc=130m/min，精车Vc=140m/min，粗镗Vc=60m/min，精镗Vc=70m/min，然后利用公式（2－5）计算出主轴转速。

Vc =πdn/1000        （2－5）

式中：n为工件或刀具的转速(r/min) 

Vc为切削速度(m/min)

d为切削刃选定点所对应的工件或刀具的回转直径(mm)

结合实践经验，最终确定的主轴转速为：粗加工n=600 r/min，半精车n=800 r/min，精车n=1000 r/min，精镗n=700 r/min，车螺纹n=500r/min。

第三章 轴承套的数控编程与加工

3.1轴承套零件图的数学处理

3.1.1编程原点及换刀点的选择

从理论上说，编程原点选在任何位置都是可以的。但实际上，原点选择的不恰当会使下一步的坐标计算变得很麻烦。所以，确定编程坐标系原点的原则有以下几点：

(1)编程原点的选择要便于坐标计算。尽量选择能直观地确定零件基点坐标值的一些特殊点为坐标原点，可以简化计算的工作量，也便于程序检查。

(2)编程原点的选择要便于加工中的对刀。因为对刀的目的是要确定编程原点在工件毛坯上的位置，即找出该点在机床坐标系中的坐标值，使图样上的编程坐标系转化为加工中的工件坐标系。

(3)编程原点要尽量选在设计基准上并以设计基准为定位基准。这样可避免基准不重合而产生的误差，以利于保证加工精度。

(4)对称零件的编程原点应选在对称中心。

具体应用哪条原则，要视具体情况，在保证质量的前提下，按按操作方便和效率高来选择。

对于该零件，其左右端面为其设计基准，其编程原点便设在零件的左端面或右端面与主轴轴线的交点处。

换刀点是指刀架转位换刀时的位置。换刀点应设在工件或夹具外部，以刀架转位时不碰到工件或其他部件为准，并留有一定的安全区。该零件的换刀点设在点（150，200）处。

3.1.2走刀轨迹点参数值的计算

根据加工零件图样，按照设定的编程坐标系、已确定的加工路线和允许的编程误差，计算编程时所需要的数据。

(1)对图样上带公差的尺寸，各尺寸应按公差取其中间值。如

φ50取φ49.97，φ52取φ51.96，φ35取φ35.04

(2)15°锥面的起点定在其延长线Z=2 mm处，X的值根据斜度15°求得。X=12tan15°=12×0.268=3.216。

因此，在Z=2 mm的延长线上，X切入点为X=32+2×3.216=38.432mm。

(3)计算锥孔小端直径d：（D-d）/L=1:20，d=（20D-L）/20=（20×32-78）/20=28.1 mm。

镗锥孔时，起刀点设在其延长线处，即Z=2 mm处，该点X=32.1 mm。

(4)加工外圆柱螺纹M45时，外圆柱应实际车削到的尺寸为：

D1=D-0.13p=45-0.13×1.5=44.805 mm；

车螺纹时螺纹底径应车削到的尺寸为：

d1=D-1.25p=45-1.25×1.5=43.125 mm。

(5)其他轨迹点坐标值可直接根据图样尺寸算出。

3.2编制零件加工程序

3.2.1数控编程注意事项：

(1)养成良好的编程习惯。在程序段第一行设定指令，保证编制的程序在执行是不受到前面程序执行时留下的影响，如在第一段写入N10 G54 G99 G21 G40 G97 G99

(2)熟悉所使用机床的力学性能、所规定使用的指令、编程格式，能充分发挥数控机床的功能。

(3)编程坐标系与工件坐标系选择，合理运用编程指令中坐标系变换指令，保证运算和使用简便。

(4)使用优化结构编制高效程序。

(5)对零件加工工艺等方面知识了解充分，制定合理工艺方案。选择最短的加工路线，能充分缩短加工时间，提高生产效率。

3.2.2编制加工程序

根据零件的加工顺序和工艺参数，应用数控系统的各种功能指令，编写零件加工程序。该轴承套零件轮廓简单，使用G71、G70粗车、精车循环指令加工内孔和外圆，编程容易，程序结构得到简化。程序按加工部位分四部分，每部分后都有M05（主轴停）、M00（程序暂停）程序。这样便于对每个部位加工后进行检查。

轴承套数控加工程序

3.3.1装刀具

加工轴承套采用的CKA6150数控车床是六工位自动刀架，装刀须调整刀尖与主轴中心线等高，调整办法加垫片。刀杆伸出长度应为刀杆厚度的1.5～2倍。

    装刀的一般原则是：功能相近的刀具就近安装，工序切换和更换刀具应在较短的时间内完成。

3.3.2装工件

数控车床一般均采用三爪自定心卡盘，工件的安装、找正与卧式车床基本相同。对于圆棒料在装夹时，应水平放置在卡盘的卡爪中，并经校正后旋紧卡盘的扳手，工件夹紧找正随即完成。

3.3.3对刀

刀位点是刀具的基准点，也是对刀时的注视点，一般是刀具上的一点，

对刀点是用来确定刀具与工件的相对位置关系的点，是确定工件坐标系与机床坐标系的点。对刀就是将刀具的刀位点置于对刀点上，以便建立工件坐标系。

对刀点的选择原则：

(1)选定的对刀点位置应便于数学处理和使程序编制简单

(2)在机床上容易找正

(3)加工过程中便于检查

(4)引起的加工误差小

对刀是数控加工中的主要操作和重要技能。在一定条件下，对刀的精度可以决定零件的加工精度，同时，对刀效率还直接影响数控加工效率。 

对刀一般分为手动对刀和自动对刀两大类。目前，绝大多数的数控机床（特别是车床）采用手动对刀，其基本方法有：定位对刀法、光学对刀法、ATC对刀法和试切对刀法。

在FANUC数控系统中常用的对刀方法是设置刀具偏移量补偿的试切对刀方法。其步骤如下：

(1)用外圆车刀试车一外圆，沿＋Z轴退出并保持X坐标不变。 测量外圆直径，记为d。

(2)按“OFSET SET”（偏移设置）键→进入“形状”补偿参数设定界面→将光标移到与刀位号相对应的位置后，输人Xd，按“测量”键，系统自动计算出X方向刀具偏移量

(3)用外圆车刀试车工件端面，沿＋X轴退出并保持Z坐标不变。 

(4)按“OFSET SET”键→进人“形状”补偿参数设定界面→将光标移到与刀位号相对应的位置后，输人Z0，按“测量”键，系统自动计算出Z方向刀具偏移量。同样也可以自行“输入”偏移量。 

(5)设置的刀具偏移量在数控程序中用T代码调用。 

这种方式具有易懂、操作简单、编程与对刀可以完全分开进行等优点。因此在对刀中应用最为普遍。

3.4零件加工时的注意事项

3.4.1零件加工时的注意事项

(1)固定进刀退刀模式。

每把车刀从换刀点以G0模式运动到进刀点，进刀点应在X、Z两个方向离工件有一定距离，太远太近都不行。太远会增加G01进给的空行程，造成加工效率低；太近会增加安全隐患。进刀时（从起刀点到加工开始点）必须以G01方式进刀，退刀时必须以G01方式退到退刀点（退刀点距离工件有一定的安全距离）后再以G0方式运动。 

(2)换刀点设定模块化。

换刀点的设定关系到加工的效率和安全问题。换刀点设得太远，刀具从换刀点运动到进刀点的时间就会加长，降低了效率；若太近，在换刀时就可能会和工件发生干涉，造成刀具、工件及机床的损坏。因此，自己设定换刀点，该点就可能被设得或远或近，所以我根据刀具及工件的实际情况用子程序把换刀点固定下来，换刀时只需将刀具回到退刀点，然后调用子程序即可，这样事故发生率就大大降低了。  

(3)养成规范的调试动作。 

①.我们必须把G0速度选择开关打在F0挡上，让刀具以较慢的速度靠近工件，否则，如果刀具的刀偏值有误的话，刀具从换刀点以G0方式极快地运动到进刀点时，可能会与工件发生强烈的碰撞，让操作者无所适从，来不及排除险情；相反我们让刀具以较慢的速度靠近时，即使刀偏值有误，我们也有充裕的时间来调整。 

②在调试时，必须使机床处于单步执行状态。操作者在机床执行上一句语句后，必须再次检查下一句的正误性和合理性，并相应作出调整。机床在运动时，操作者必须时刻观察屏幕上刀具坐标的变化和程序中的运动终点坐标与刀具实际运动坐标是否一致。 

③调试过程中，操作者可将一只手指放在循环开始按钮上，另一只手指放在循环保持按钮边，以便在紧急时刻能及时停止程序的执行。另外时刻记住紧急按钮的位置，以便不时之需。 以上做法是为了减少在数控车中由于编程和操作不当而造成对数控车床的损害，减少事故的发生，确保工作、实习的安全性。 

第四章  小  结

毕业设计，让我结合生产实际，培养了我分析和解决数控加工中实际问题的能力，使我做到学以致用。进一步训练了我的基本能力，比如加强了我的识图并利用软件绘图的技能、学会翻阅相关资料的能力。同时，也让我学会了编写技术文件。另外，最重要的是它培养了我的规范意识，使我养成了遵守国家标准的习惯，学会使用与设计有关的手册、图册、标准和规范，对使用的图表、文字、技术参数、术语、代号等均应符合有关新标准和规范，表达无误。比如一些符号的使用、上下偏差的标注等。

总之，通过毕业设计，我受益匪浅。我又一次熟悉了课本上的理论知识，进一步提高了我贴近就业岗位的实际能力，提高了我运用所学知识和技能，分析和解决实际问题的能力。

参考文献

[1] 王爱玲主编.数控机床加工工艺.北京：机械工业出版社，2006.3

[2] 赵长旭编著.数控加工工艺.西安：西安电子科技大学出版社，2006.1

[3] 吕士峰，王士柱主编.数控加工工艺.北京：国防工业出版社，2006.9

[4] 任国兴主编.数控车床加工工艺与变成操作. 北京：机械工业出版社，2006.8

[6] 赵华主编.数控加工工艺与编程. 北京：化学工业出版社，2007.7

[7] 徐宏海等编著.数控机床刀具及其应用.北京：化学工业出版社，2005.7

[8] 北京发那科机电有限公司.BEIJING-FANUC 0i -Mate-TC操作说明书

[9] 关颖主编.FANUC系统数控车床培训教程. 北京：化学工业出版社，2006.8

[10] 詹华西主编.数控加工与编程. 西安：西安电子科技大学出版社，2007.2

[11] 赵太平主编.数控车削编程与加工技术.北京：北京理工大学出版社，2006.8

[12] 王洪主编.数控加工程序与编制.北京：机械工业出版社，2002.1

[13] 邹青主编.机械制造技术基础课程设计指导教程. 北京：机械工业出版社，2004.8

后 记

本文是赵老师的悉心指导下完成的，从论文选题、课题调研、试验指导、理论分析到论文撰写，无不倾注了老师的心血和汗水。老师科学严谨的治学态度，踏踏实实的工作作风，平易近人、无私奉献的人格魅力深深感染了我，激励着我，使我终生受益。三年的大专生活，老师不仅在学业上，而且生活上也给予我无微不至的关怀和帮助，使我得以顺利完成学业。在此，谨向老师致以衷心的感谢和深深的敬意。