说明：毕业设计（论文）模版（理工类函授学生用）
燕山大学
毕业设计（论文）
零件的数控车削
加工与编程
学 院 燕山大学 年级专业 机械电子工程 学生姓名 王宏峰 指导教师 闫驰蓉 专业负责人 王小霞 答辩日期 2010.6.26
燕山大学毕业设计（论文）任务书
学院：兵器工业职工大学 教研室： 学 号 课 题 主 要 内 容 数控车削加工是现代制造技术的典型代表，在制造业的各个领域如航天、汽车、模具、精密机械、家用电器等各个行业有着日益广泛的应用，已成为这些行业不可或缺的加工手段。 题 目 来 源 学生 姓名 王宏峰 专 业 班 级 08机电 零件的数控车削加工与编程 来源于实践 为了使数控机床上加工出合格的零件，首先需根据零件图纸的精度和计算要求等，分析确定零件的工艺过程、工艺参数等内容，用规定的数基 本 要 求 控编程代码和格式编制出合适的数控加工程序。编程必须注意具体的数控系统或机床，应该严格按机床编程手册中的规定进行程序编制。但从数控加工内容的本质上讲，各数控系统的各项指令都是应实际加工工艺要求而设定的。 参 考 资 料 周 次 应 完 成 的 内 容 （1）劳动和社会保障部教材办公室组织编写.数控车床Fanuc系统编程与操作.中 国劳动社会保障出版社，2007 （2） 孙东洋等编著.数控编程.南京： 南京大学出版社，1993 1—4周 调研 选题 5—8周 写作阶段 第一章 9—12周 写作阶段 第二章 13—16周 写作阶段 第三章 17—18周 修改 誊清 装订 指导教师：闫驰蓉 教研室审批：
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说明：如计算机输入，表题黑体小三号字，内容五号字。本任务书一式三份，教
务科、教师、学生各执一份。
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摘 要
数控车削加工是现代制造技术的典型代表，在制造业的各个领域如航天、汽车、模具、精密机械、家用电器等各个行业有着日益广泛的应用，已成为这些行业不可或缺的加工手段
在各类金属切削机床中，车床是应用最广泛的一类，约占机床总数的50%。车床既可用车刀对工件进行车削加工，又可用钻头、铰刀、丝锥和滚花刀进行钻孔、铰孔、攻螺纹和滚花等操作。按工艺特点、布局形式和结构特性等的不同，车床可以分为卧式车床、落地车床、立式车床、转塔车床以及仿形车床等，其中大部分为卧式车床。
车削加工是在车床上利用工件相对于刀具旋转对工件进行切削加工的方法。。车削是最基本、最常见的切削加工方法，在生产中占有十分重要的地位。车削适于加工回转表面，大部分具有回转表面的工件都可以用车削方法加工，如内外圆柱面、内外圆锥面、端面、沟槽、螺纹和回转成形面等，所用刀具主要是车刀
在车床上，利用工件的旋转运动和刀具的直线运动或曲线运动来改变毛坯的形状和尺寸，把它加工成符合图纸的要求。
。
为了使数控机床上加工出合格的零件，首先需根据零件图纸的精度和计算要求等，分析确定零件的工艺过程、工艺参数等内容，用规定的数控编程代码和格式编制出合适的数控加工程序。编程必须注意具体的数控系统或机床，应该严格按机床编程手册中的规定进行程序编制。但从数控加工内容的本质上讲，各数控系统的各项指令都是应实际加工工艺要求而设定的。
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燕山大学本科生毕业设计（论文）
关键词 车削加工 刀具 零件的工艺过程 工艺参数 程序编制
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目 录
摘 要 ............................................................................................................. I 第1章 绪论 ................................................................................................ 1 1.1 课题背景 ........................................................................................... 1 1.2数控机床简介 .................................................................................... 1 1.3数控机床的特点 ................................................................................ 3 1.4数控车削加工 .................................................................................... 4 1.5数控车削中的加工工艺分析 ............................................................ 5 1.6数控车床的加工程序编制 ................................................................ 6 1.7数控车床的组成和基本原理 ............................................................ 7 1.8数控车床安全操作规程 .................................................................... 8 第2章 轴类零件的编程与加工 .............................................................. 9 2.1轴类零件分析 ................................................................................... 9 2.2零件图工艺分析 .............................................................................. 10 2.3零件的定位基准和装夹方式 ........................................................... 11 2.4选择设备 ........................................................................................... 11 2.5确定加工顺序及进给路线 ............................................................... 11 2.6刀具的选择 ...................................................................................... 12 2.7切削用量的选择 .............................................................................. 13 2.8轴类零件粗精加工手工编程 .......................................................... 14 2.9仿真操作注意事项 .......................................................................... 18 第3章 套类零件分析 .............................................................................. 19 3.1套类零件分析 .................................................................................. 19 3.2套类零件的装夹方案 ...................................................................... 21 3.3刀具的选择 ...................................................................................... 21 3.4切削用量的选择 .............................................................................. 21 3.5切削液的选择 .................................................................................. 22
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燕山大学本科生毕业设计（论文）
3.6套类零件的实施 .............................................................................. 22 3.7加工过程 .......................................................................................... 27 结 论 .......................................................................................................... 28 参考文献 .................................................................................................... 29 致谢 ............................................................................................................ 30
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第1章 绪论
1.1 课题背景
机械加工工艺是实现产品设计，保证产品质量，节约能源，降低消耗的重要手段，是企业进行生产准备，计划调度，加工操作，安全生产，技术检测和健全劳动组织的重要依据，也是企业上品种、上质量、上水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。
工艺规程的编制是直接指导产品或零件制造的工艺过程和操作方法的工艺文件，他直接对企业的产品质量、效益、竞争能力起着重要的作用。
机械工业是国民经济各部门的装备部，国民经济各部门的生产技术水平和经济效益，在很大程度上取决与机械工业所能提供装备的技术性能、质量和可靠性，因此，机械工业的技术水平和规模是衡量一个国家科技水平和经济实力的重要标志。
近年来，世界各国都把提高产业竞争力和发展技术、抢占未来经济制高点作为科技发展提出更高的要求，特别是制造技术更加得到了重视。所以，我们要振兴机械工业，使之成为国民经济的支柱产业。从而确定机械工业在国民经济中的重要地位，同时也向机械工业提出更高的要求。
1.2数控机床简介
数控机床是一种用电子计算机和专用电子计算装置控制的高效自动化机床。主要分为立式和卧式两种。立式机床装夹零件方便，但切屑排除较慢；卧式装夹零件不是非常方便，但排屑性能好，散热很高。数控铣床分三坐标和多坐标两种。三坐标机床（X、Y、 Z）任意两轴都可以联动，主要用于加工平面曲线的轮廓和开敞曲面的行切。多坐标机床是在三坐标机床的基础上，通过增加数控分度头或者回转工作台，成为4坐标或者5坐标机床（甚至多坐标机床）。多坐标机床主要用于曲面轮廓或者由于零件需要必须摆角加工的零件，如法向钻孔，摆角行切等。摆角形式4坐标的主要为A或B；5坐标机床主要为AB，AC，BC，可根据零件要求选用。摆角大
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小由加工的零件决定。数控机床从组成来看，主要分为以下两方面：
1、 机床本身技术参数
（1） 作台工：零件加工工作平台，尺寸大小应根据加工零件的大小进行选用。
（2） T形槽：工作台上的T形槽主要用于零件的装夹，其中T形槽的
数控机床主要的技术参数有下面几个：
槽数、槽宽、相互间距，需要根据加工工件的特点进行规定。
（4） 进给范围：机床X Y Z三个方向的可移动距离（行程），移动速
度的大小；摆角（A B C）的摆动范围，摆动的速度。
（3） 主轴：主轴形式，主轴孔形式等。
（5） 主轴的旋转：主轴的转速，主轴的功率，伺服电机的转矩等。
2、 数控系统
数控系统是数控机床的核心。现代数控系统通常是一台带有专门系统软件的专用微型计算机。它由输入装置、控制运算器和输出装置等构成，它接受控制介质上的数字化信息，通过控制软件和逻辑电路进行编译、运算和逻辑处理后，输出各种信号和指令控制机床的各个部分，进行规定、有序的动作。
作为用户，在考虑数控系统的时候，最关心的是系统的可靠性、可能
（1）分辨率 分辨率越高，可以清楚的进行控制，适合工业环境使用。 （2）控制轴数和联动轴数应和购买的机床相配合，符合购买的机床情况。
（3）标准（基本）功能项目功能越全越好，结合机床使用而定，特别是一些自动补偿、自适应技术模块等先进的检测、监控系统：红外线、温度测量、功率测量、激光检测等先进手段的采用，将在一定程度上大大提高机床的综合性能，保证机床更加可靠精确地自动工作
和优越的性价比，因此应该考虑以下几个方面：
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1.3数控机床的特点
(1) 具有高度柔性
在保证工件表面精度，主要取决于加工程序，它与普通机床不同，不必制造、更换许多工具、夹具，不需要经常调整机床。因此，数控机床适用于零件频繁更换的场合。也就是适合单件、小批生产及新产品的开发，缩短了生产准备周期，节省了大量工艺设备的费用。
(2) 加工精度高
数控机床的加工精度，一般可达到0.005～0.1mm，数控机床是按数字信号形式控制的，数控装置每输出一个脉冲信号，则机床移动部件移动一个脉冲当量（一般为0.001mm），而且机床进给传动链的反向间隙与丝杠螺距平均误差可由数控装置进行补偿，因此，数控机床定位精度比较高。
(3)加工质量稳定、可靠
加工同一批零件，在同一机床，在相同加工条件下，使用相同刀具和加工程序，刀具的走刀轨迹完全相同，零件的一致性好，质量稳定。
(4)生产率高
数控机床可有效地减少零件的加工时间和辅助时间，数控机床的主轴转速和进给量的范围大，允许机床进行大切削量的强力切削，数控机床目前正进入高速加工时代，数控机床移动部件的快速移动和定位及高速切削加工，减少了半成品的工序间周转时间，提高了生产效率。
(5)改善劳动条件
数控机床加工前经调整好后，输入程序并启动，机床就能自动连续的进行加工，直至加工结束。操作者主要是程序的输入、编辑、装
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卸零件、刀具准备、加工状态的观测，零件的检验等工作，劳动强度极大降低，机床操作者的劳动趋于智力型工作。另外，机床一般是封闭式加工，即清洁，又安全。
（6）利于生产管理现代化
数控机床的加工，可预先精确估计加工时间，所使用的刀具、夹具可进行规范化、现代化管理。数控机床使用数字信号与标准代码为控制信息，易于实现加工信息的标准化，目前已与计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）有机地结合起来，是现代集成制造技术的基础。
1.4数控车削加工
车削加工是切削加工中最基本的一种加工方法，它是在车床上利用工件的旋转运动和刀具的移动来加工工件的，因此车削加工是机械加工中运用最广泛的加工方法，车床占切削加工机床总数的40﹪左右。
1、数控车床的分类：
（1） 按数控系统的功能分： ① 全功能型数控车床；② 经济型数控车床
（2） 按主轴的配置形式分： ① 卧室数控车床； ② 立式数控车床 （3） 按数控系统控制的轴数分：① 两轴控制的数控车床；②四轴控制的数控车床
2、 数控车削加工的主要对象
数控车床主要用于加工轴类、盘状类等回转体零件，通过执行数控程序，可以自动完成外圆柱面、成形表面、螺纹、端面等工序的切削加工，并能进行车操、钻孔、扩孔、铰孔等工作。
根据数控加工的特点，数控车床最适合切削具有以下要求和特点的回转体零件
（1） 精度要求高的回转体零件
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（2）表面形状复杂或难以控制尺寸的回转体零件 （3）表面粗糙度要求好的回转体零件 （4）带特殊螺纹的回转体零件
1.5数控车削中的加工工艺分析
1、确定工件的加工部位和具体内容
确定被加工工件需在本机床上完成的工序内容及其与前后工序的联系。
（1）.工件在本工序加工之前的情况。例如铸件、锻件或棒料、形状、尺寸、加工余量等。
（2）.前道工序已加工部位的形状、尺寸或本工序需要前道工序加工出的基准面、基准孔等。
（3）.本工序要加工的部位和具体内容。
（4）.为了便于编制工艺及程序，应绘制出本工序加工前毛坯图及本工序加工图。
2、确定工件的装夹方式与设计夹具
根据已确定的工件加工部位、定位基准和夹紧要求，选用或设计夹具。数控车床多采用三爪自定心卡盘夹持工件；轴类工件还可采用尾座顶尖支持工件。由于数控车床主轴转速极高，为便于工件夹紧，多采用液压高速动力卡盘，因它在生产厂已通过了严格的平衡，具有高转速(极限转速可达4000～6000r／min)、高夹紧力(最大推拉力为2000～8000N)、高精度、调爪方便、通孔、使用寿命长等优点。为减少细长轴加工时受力变形，提高加工精度，以及在加工带孔轴类工件内孔时，可采用液压自动定心中心架，定心精度可达0.03mm。
3、确定加工方案
（1）制定加工方案的一般原则为：先粗后精，先近后远，先内后外，程序段最少，走刀路线 最短以及特殊情况特殊处理。这些原则并不是一成
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不变的，对于某些特殊情况，则需要采取灵活可变的方案。如有的工件就必须先精加工后粗加工，才能保证其加工精度与质量。
（2）加工路线与加工余量的关系
在数控车床还未达到普及使用的条件下，一般应把毛坯件上过多的余量，特别是含有锻、铸硬皮层的余量安排在普通车床上加工。如必须用数控车床加工时，则要注意程序的灵活安排。安排一些子程序对余量过多的部位先作一定的切削加工。
4、确定切削用量与进给量
在编程时，编程人员必须确定每道工序的切削用量。选择切削用量时，一定要充分考虑影响切削的各种因素，正确的选择切削条件，合理地确定切削用量，可有效地提高机械加工质量和产量。影响切削条件的因素有：机床、工具、刀具及工件的刚性；切削速度、切削深度、切削进给率；工件精度及表面粗糙度；刀具预期寿命及最大生产率；切削液的种类、冷却方式；工件材料的硬度及热处理状况；工件数量；机床的寿命。
进给量f(mm／r)或进给速度F(mm／min)要根据零件的加工精度、表面粗糙度、刀具和工件材料来选。最大进给速度受机床刚度和进给驱动及数控系统的限制。
制定加工工艺是数控车削加工的前期准备工作，工艺制定的合理与否，对程序的编制、机床的加工效率和零件的加工精度都有重要的影响。数控车削加工工艺的内容是：分析零件图样、确定工件在车床上的装夹方式、各表面的加工顺序何刀具进给路线以及切削用量的选择等。
1.6数控车床的加工程序编制
数控车床是目前使用最广泛的数控机床之一。数控车床主要用于加工轴类、盘类等回转类零件。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、扩孔以及铰孔等工作。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。
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1、数控程序编制的基本方法：
（1）分析零件图样和制定工艺方案 （2） 数学处理 （3） 编写零件加工程序 （4） 程序检验
２、数控程序编制的方法：手工编程; 计算机自动编程
３、车床的工艺装备：由于数控车床的加工对象多为回转体，一
般使用三爪卡盘夹具。
４、控车床刀具的选刀过程：第一条路线为：零件图样、机床影
响因素、选择刀杆、刀片夹紧系统和选择刀片形状，主要考虑机床和刀具的情况；第二条路线为：工件影响因素、选择工件材料代码、确定刀片的断屑槽形代码，这条路线主要考虑工件的情况。
数控车床的编程特点：⑴ 加工坐标系：机床坐标系是以机床原点为坐标系原点建立起来的Ｘ、Ｚ轴直角坐标系，成为机床坐标系。车床的机床原点为主轴旋转中心与卡盘后端面之交点。机床坐标系是制造和调整机床的基础，也是设置工件坐标系的基础，一般不允许随意变动。加工坐标系与机床坐标系方向一致；⑵ 直径编程方式：在车削加工的数控程序中，X轴的坐标值为零件图样上的直径值；⑶进刀与退刀方式：快速走刀。
1.7数控车床的组成和基本原理
虽然数控车床种类较多，但一般均由车床主体、数控装置和伺服系三部分组成。
1、车床主体
车床主体是实现加工过程的实际机械部件，主要包括主运动部件（如卡盘、主轴等）、进给运动部件（如工作台、刀架等）、支承部件（如床身、立柱等），以及冷却、润滑、转位部件和夹紧、换刀机械手等辅助装置。
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2、 数控装置和伺服系统
（1） 数控装置：它的核心是计算机及运行在其上的软件，它在数控车床中起“指挥”作用。数控庄子接收由加工程序送来的各种信息，并经处理和调配后，向驱动机构发现执行命令。在执行过程中，其驱动、检测等机构同时将有关信息反馈给数控装置，以便经处理后发出新的执行命令。
（2） 伺服系统：它通过驱动电路和执行文件（如伺服电机）。准确地执行数控装置发出的命令，成数控装置所要求的各种位移。数控车床的进给传动系统常用进给伺服系统代替，因此也常称为进给伺服系统。
3、数控车床的基本工作原理
PLC
读一段加工程序→ 译码→ 数据处理 ↑→ 插补↑→ 位控→ 速度控制→ 电动机→刀架
↑ ↑
↓
∣ ∣
检测
∣ ∣
↑
￣￣￣￣￣￣
1.8数控车床安全操作规程
（1） 开机前应对数控机床进行全面细致的检查，内容包括操作面板、导轨面、卡爪、尾座、刀架、刀具等，认无误后方可操作。
（2） 数控机床通电后，检查各开关、按钮和按键是否正常、灵活、机床有无异常现象。
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（3） 程序输入后，应仔细核对代码、地址、数值、正负号、小数点进行认真的核对。
（4） 正确测量和计算工件坐标系。并对所得结果进行检查 （5） 输入工件坐标系，并对坐标。坐标值、正负号、小数点进行认真的核对。
（6） 未装工件前，空运行一次程序，看程序能否顺利进行，刀具和夹具安装是否合理，有无“超⑴
（7） 试切削时快速倍率开关必须打到最低挡位。
（8） 试切削进刀时，在刀具运行至工件30～50㎜处，必须在进给保持下，验证Z轴和X轴坐标剩余值与加工程序是否一致。
（9） 试切削和加工中，刃磨刀具和更换刀具后，要重新测量刀具位置并修改刀补值和刀补号。
（10） 程序修改后，要对修改部分仔细核对。
（11） 必须在确认工件夹紧后才能启动机床，严禁工件转动时测量、触摸工件。
（12） 操作中出现工件跳动、打抖、异常声音、夹具松动等异常情况时必须停车处理。
（13） 紧急停车后，应重新进行机床“回零”操作，才能再次运行程序。
第2章 轴类零件的编程与加工
2.1轴类零件分析
根据下图所示的待车削零件，材料为45号钢，其中Ф85圆柱面不加工。在数控车床上需要进行的工序为：切削Ф80mm 和Ф62mm 外圆；
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R70mm 弧面、锥面、退刀槽、螺纹及倒角。要求分析工艺过程与工艺路线，编写加工程序。
图2-1
2.2零件图工艺分析
该零件表面由圆柱、圆锥、顺圆弧、逆圆弧及双线螺纹等表面组成。其中多个直径尺寸有较严格的尺寸精度何表面粗糙度等要求；球面Sφ50㎜的尺寸公差还兼有控制该球面形状（线轮廓）误差的作用。尺寸标注完整，轮廓描述清楚。零件材料为45钢，无热处理和硬度要求。
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通过上述分析，可采用以下几点工艺措施。
（1） 对图样上给定的几个精度要求较高的尺寸，因其公差数值较小。故编程时不必取平均值，而全部取其基本尺寸。
（２） 在轮廓曲线上，有三处为过象限圆弧，其中两处为既过象限又改变进给方向的轮廓曲线，因此在加工时应进行机械间隙补偿，以保证轮廓曲线的准确性。
（３）为便于装夹，坯件左端应预先车出夹持部分（双点画线部分），右端面也应先粗车出并钻好中心孔。毛坯选φ60㎜棒料。
2.3零件的定位基准和装夹方式
确定坯件轴线和左端大端面（设计基准）为定位基准。左端采用三爪自定心卡盘定心夹紧，右端采用活动顶尖支承的装夹方式。
2.4选择设备
根据加工零件的外形和材料等条件，选用TND360数控车床。
2.5确定加工顺序及进给路线
加工顺序按由粗到精＼由远到近（由右到左）的原则确定。即先从右到左进行粗车（留０.２５㎜精车余量），然后从右到左进行精车，最后车削螺纹。
TND360数控车床具有粗车循环和车螺纹循环功能，只要正确使用编程指令，机床数控系统就会自动确定进给路线，因此，该零件的粗车循
环和车螺纹循环不需要人为确定其进给路线（但精车的进给路线需要人为确定）。该零件从右到左沿零件表面轮廓精车进给，如图所示：
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燕山大学函授本（专）科毕业设计（论文） 图1-1-1 精车轮廓进给路线
对刀点
2.6刀具的选择
（1） 选用φ５㎜中心钻钻削中心孔。
（2） 粗车及平端面选用９０°硬质合金右偏刀，为防止副后刀面与工件轮廓干涉（可用作图法检验），副偏角不宜太小，选k r′=35º。
（3） 精车选用90°硬质合金右偏刀，车螺纹选用硬质合金60°外螺纹车刀，刀尖圆弧半径应小于轮廓最小圆角半径，取r=0.15～0.2㎜。
将所选定的刀具参数填入数控加工刀具卡片中（见表1-1），以便编程和操作管理。
表1-1 数控加工刀具卡片
产品名称 序号 XXX 刀具号 刀具规格名称 1 T01 5中心钻 1 钻5㎜中心孔 数量 加工表面 零件名称 典型轴 零件图号 刀尖半径 XXX 备注 12
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2 T02 硬质合金90º外圆车刀 1 车端面及粗车轮廓 右偏刀 3 T03 硬质合金60º外螺纹车刀 1 精车轮廓及螺纹 0.15
2.7切削用量的选择
（1） 背吃刀量的选择：轮廓粗车循环时选ap=3㎜，精车ap=0.25㎜；螺纹粗车循环时选ap=0.4㎜，精车ap=0.1㎜。
（2） 主轴转速的选择：车直径和圆弧时，查表选粗车切削速度vc=90m/min 精车切削速度vc=120m/min,然后利用公式vc=πdn/1000技术主轴转速n（粗车直径D=60㎜，精车工件直径取平均值）；粗车500r/min 精车1200r/min。车螺纹时，参照式计算主轴转速n=320r/min
（3） 进给速度的选择 查表选择粗车、精车每转进给量，再根据加工的实际情况确定粗车每转进给量为0.4㎜/r ，精车每转进给量为0.15㎜/r，最后根据公式Vf =nf计算粗车、进给速度分别为200 m/min和180 m/min。、
综合前面分析的各项内容，并将其填入表1-2所示的数控加工工艺卡片。此表是编制加工程序的主要依据和操作人员配合数控程序进行数控加
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工的指导性文件。主要内容包括：工步顺序、工步内容、各工步所用的刀具及切削用量等
2.8轴类零件粗精加工手工编程
1、 根据零件图样的要求、毛坯情况，确定工艺方案及加工
路线
（1）对细长轴类零件，轴心线为工艺基准，用三爪自定心卡盘夹持φ58mm外圆一头，使工件伸出卡盘175mm，用顶尖持另一头，一次装夹完成粗精加工（注：切断时将顶尖退出）。
（2） 工步顺序
① 粗车外圆。基本采用阶梯切削路线，粗车φ56mm、SφS50mm、φ36mm、M30mm各外圆段以及锥长为10mm的圆锥段，留1mm的余量。
② 自右向左精车各外圆面：螺纹段右倒角→切削螺纹段外圆φ30mm→车锥长10mm的圆锥→车φ36mm圆柱段→车φ56mm圆柱段。
③ 车5mm×φ26mm螺纹退刀槽，倒螺纹段左倒角，车锥长10mm的圆锥以及车5mm×φ34mm的槽。
④ 车螺纹
⑤ 自右向左粗车R15mm、R25mm、Sφ50mm、R15mm各圆弧面及30º的圆锥面。
⑥ 自右向左精车R15mm、R25mm、Sφ50mm、R15mm各圆弧面及30º的圆锥面。
⑦ 切断
2、编写程序（该程序用于CK0630车床）
按该机床规定的指令代码和程序段格式，把加工零件的全部工艺过程
编写成程序清单。该工件的加工程序如下：
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N0010 G59 X0 Z195 N0020 G90
N0030 G96 X70 Z30 N0040 M03 S450 N0050 N06 T01 N0060 G00 X57 Z1
N0070 G01 X57 Z-170 F80 N0080 G00 X58 Z1 15
N0090 G00 X51 Z1
N0100 G01 X51 Z-113 F80 N0110 G00 X52 Z1 N0120 G91 N0130 G81 P3 N0140 G00 X-5 Z0
N0150 G01 X0 Z-63 F80 N0160 G00 X0 Z63 N0170 G80 N0180 G81 P2 N0190 G00 X-3 Z0 N0200 G01 X0 Z-25 F80 N0210 G00 X0 Z25 N0220 G80 N0230 G90
N0240 G00 X31 Z-25 N0250 G01 X37 Z-35 F80 N0260 G00 X37 Z1 N0270 G00 X23 Z-72.5 N0280 G00 X26 Z1
N0290 G01 X30 Z-2 F60
燕山大学函授本（专）科毕业设计（论文）
N0300 G01 X30 Z-25 F60 N0310 G01 X36 Z-35 F60 N0320 G01 X36 Z-63 F60 N0330 G00 X56 Z-63
N0340 G01 X56 Z-170 F60 N0350 G28 N0360 G29 N0370 M06 T03 N0380 M03 S400 N0390 G00 X31 Z-25 N0400 G01 X26 Z-25 F40 N0410 G00 X31 Z-23 N0420 G01 X26 Z-23 F40 N0430 G00 X30 Z-21 N0440 G01 X26 Z-23 F40 N0450 G00 X36 Z-35 N0460 G01 X26 Z-25 F40 N0470 G00 X57 Z-113 N0480 G01 X34.5 Z-113 F40 N0490 G00 X57 Z-111 N0500 G01 X34.5 Z-111 F40 N0510 G28 N0520 G29 N0530 M06 T05 N0540 G00 X30 Z2 N0550 G91
N0560 G33 D30 I27.8 X0.1 P3 Q0 N0570 G01 X0 Z1.5
N0580 G33 D30 I27.8 X0.1 P3 Q0
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（输入章及标题）
N0590 G90
N0600 G00 X38 Z-45
N0610 G03 X32 Z-54 I60 K-54 F40 N0620 G02 X42 Z-69 I80 K-54 F40 N0630 G03 X42 Z-99 I0 K-84 F40 N0640 G03 X36 Z-108 I64 K-108 F40 N0650 G00 X48 Z-113
N0660 G01 X56 Z-135.4 F60 N0670 G00 X56 Z-113 N0680 G00 X40 Z-113 N0690 G01 X56 Z-135.4 F60 N0700 G00 X50 Z-113 N0710 G00 X36 Z-113 N0720 G01 X56 Z-108 F60 N0730 G00 X36 Z-45 N0740 G00 X36 Z-45 N0750 M03 S800
N0760 G03 X30 Z-54 I60 K-54 F40 N0770 G03 X40 Z-69 I80 K-54 F40 N0780 G02 X40 Z-99 I0 K-84 F40 N0790 G03 X34 Z-108 I64 K-108 F40 N0800 G01 X34 Z-113 F40 N0810 G01 X56 Z-135.4 F40 N0820 G28 N0830 G29 N0840 M06 T03 N0850 M03 S400 N0860 G00 X57 Z-168 N0870 G01 X0 Z-168 F40
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N0880 G28 N0890 G29 NO900 M05 N0910 M02
3、加工过程
（1） 此工件要经两个过程加工完成，所以调头时重新确定工件原点，程序中编程原点要与工件原点相对应。执行完成第一个程序后，工件调头执行另一个程序时需重新对两把刀的Z向原点，因为X向的原点在轴线上，无论工件大小都不会改变的，所以X方向不必再次对刀。
（2） 输入程序。
（3）进行程序校验及加工轨迹仿真。 自动加工。
（4）零件精度检测。
2.9仿真操作注意事项
（1）采用顶尖装夹方式最要注意的是刀具和刀架与尾座顶尖之间的距离。刀伸出长度要适当。
（2）刀头宽度及起刀点离Z向距离要适当。
（3）换刀点只能在工件正上方一适当安全位置，程序里不能用G28回参考点，以免发生碰撞。
18
（输入章及标题）
第3章 套类零件分析
3.1套类零件分析
图中所示为简单套类零件，该零件表面由两个阶台组成，其中多个直径尺寸与轴向尺寸有较高的尺寸精度和表面粗糙度要求，零件尺寸标注完整，符合数控加工尺寸标注要求；轮廓描述清楚完整；零件材料为45号钢，加工切削性能较好，无热处理和硬度要求。
用数控车床加工如图所示的简单套类零件，工件长度为44㎜，外圆两个阶台尺寸分别为Φ45㎜，Φ65㎜，两端同轴度要求为0.04㎜，并有一个C1倒角。内孔两个阶台尺寸分别为Φ30 ㎜，52㎜，内孔中两阶台端面垂直度要求为0.02㎜，有一个C5倒角和一个4㎜×2㎜的内槽。
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套类零件是机械加工中常见的一种加工形式，套类零件哟哀求除尺寸、形状精度外，内孔一般作为配合和装配基准，孔的直径尺寸公差等级一般为IT7，精密轴套可取IT6，孔的形状精度应控制在孔径公差以内。对于长度较长的轴套零件，除了圆度要求以外，还应注意内孔面的圆柱度，端面内孔轴线的圆跳动和垂直度，以及两端面的平行度等项要求。
20
（输入章及标题）
3.2套类零件的装夹方案
套类零件的内外圆、端面与基准轴线都有一定的形位精度要求，套类零件精基准可以选择外圆，但常以中心线及一个端面为精加工基准。对不同结构的套类零件，不可能用一种工艺方案就可以保证其形位精度要求。
根据套类零件的结构特点，数控车加工中可采用三爪卡盘、四爪卡盘或花盘装夹，由于三爪卡盘四年定心精度存在误差，不适于同轴度要求高的工件的二次装夹。对于能一次加工完成内外圆端面、倒角、切断的套类零件，可采用三爪卡盘装夹；较大零件经常采用四爪啦盘或花盘装夹；对于精加工零件一般可采用软卡爪装夹，也可以采用心轴上装夹；对于较复杂的套类零件有时也采用专用夹具来装夹。
3.3刀具的选择
加工套类零件外圆柱面的刀具选择与轴类零件相同。加工内孔是套类零件的特征之一，根据内孔工艺要求，加工方法较多，常用的有钻孔、扩孔、镗孔、磨孔、拉孔、研磨孔等。
套类零件一般包括内外圆、锥面、圆弧、槽、孔、螺纹等结构。根据加工需要，常用的刀具还有粗车镗孔车刀、精车镗孔车刀、内槽车刀、内螺纹车刀以及特殊形状的成型车刀等。
3.4切削用量的选择
根据被加工表面质量要求、刀具材料和工件材料，参考切削用量手册或有关资料选取切削速度与每转进给量，然后计算主轴转速与进给速度（计算过程略），并将结果填入工序卡中。
背吃刀量的选择因粗、精加工而有所不同。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，为保证零件表面粗糙度哟哀求，背吃刀量一般取0.1～0.4㎜较合适。
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3.5切削液的选择
套类零件在数控车加工比轴类零件有更大的难度，由于套类零件的特性使的切削液不易达到切削区域，切削区的温度较高，切削车刀的磨损也比较严重。为了使工件减少加工变形，提高加工精度，应根据不同的工件材料，选择适合的切削液浇注位置。
3.6套类零件的实施
1、确定工件的装夹方案
此零件需经二次装夹才能完成加工，第一次夹右端车左端，完成钻通孔、
45㎜外圆的加工工件；第二次以45㎜精车外圆为定位基准，采用软爪夹装，先进行65㎜外圆的加工工作，然后完成粗、精车内孔及倒角及车槽的工作。
2、确定加工路线
（1）平端面、钻毛坯孔28㎜。 （2）粗、精车45㎜外圆。
（3）工件调头，软爪夹45㎜外圆。 （4）粗、精车65㎜外圆。
（5）粗、精镗30㎜、52㎜内孔及倒角C5。
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（输入章及标题）
3、填写加工刀具和工序卡
图所示简单套类零件的加工刀具和工艺卡
零件图号 零件名称 2-1-1 简单套类零件 刀具表 刀具号 刀补号 T01 93º外圆01 车刀 D型刀片 游标卡尺 千分尺 0～150／0.02 50～75／0.01 T02 T08 工序 1
数控车床加工工序卡 机床型号 机床编号 CKA6150 量具表 刀具参数 量具名称 规格（mm/min） 刀具名称 91º镗孔02 车刀 钻T型刀片 表 切削用量 S(r/min) 内径百分 游标卡尺 25～50／0.01 0～150／0.02 加工ap(mm) 性质 2 自动 08 头Φ28 工艺内容 F(mm/r) 0.2～0.3 车端面确定基准 800 23
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2 3 4 钻孔 车Φ45㎜外圆 调头软爪夹Φ45外圆，车端面确定基准 300 0.3 1200 0.2 1000 0.1 0.2～0.1～2 0.05～1.5 4 0.5～0.5～ 手动 自动 自动 5 6
车Φ65㎜外圆 镗孔至尺寸 1200 0.2 1000 0.1 0.1～2 0.05～3 0.5～0.3～自动 自动 4、编写加工程序
根据图3-1所示零件，分析了工件内外圆及内槽的加工路线，并且确定了加工时的装夹方案，以及采用的刀具和切削用量，根据工艺过程按工序内容划分三个部分，并随影编程三个程序以完成加工。
机床钻孔、车Φ45㎜外圆的程序
O0001；
G99 M03 S800 T0101； G00 X200.0 Z150.0； G00 X68.0 Z2.0； M08；
G71 U1.5 R0.5；
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（输入章及标题）
G71 P10 Q20 U0.5 W0 F0.15； N10 G00 X0； G01 Z-16.0； N20 G00 X68.0； G99 M03 S1200 T0101； G00 X200.0 Z150.0； M08；
G70 P10 Q20； G00 X200.0 Z150.0； M05； M30；
机床车Φ65㎜外圆的程序
00002；
G99 M03 S800 T0101； G00 X200.0 Z150.0； G00 X68.0 Z2.0； M08；
G71 U1.5 R0.5；
G71 P10 Q20 U0.5 W0 F0.15； N10 G00 X65.0； G01 Z-28.0；
N20 G00 G40 X68.0； G00 X200.0 Z150.0； M09； M00；
G99 M03 S1200 T0101；
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G00 X200.0 Z150.0； M08；
G70 P10 Q20； G00 X200.0 Z150.0； M05； M30； 机床镗孔的程序 00002；
G99 M03 S800 T0202； G00 X200.0 Z150.0； G00 X26.0 Z2.0； M08；
G71 U1.5 R0.5；
G71 P10 Q20 U-0.3 W0 F0.15； N10 G00 X52.0； G01 Z-20.0 F0.1； X40.0； X30.0 Z-25.0； N20 G00 X26.0； G00 Z150 M09； M05； M00；
G99 M03 S1200 T0202； M08；
G00 X26.0 Z2.0； G70 P10 Q20； G00 X200.0 Z150.0；
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（输入章及标题）
M09； M05； M30；
3.7加工过程
（1）安装零件，测量刀具。
直至满足要求。 （2）输入程序。
（3）进行程序校验及加工轨迹仿真。 （4）自动加工。 （5） 零件精度检测。
特别注意零件的同轴度要求掉头时应该拿百分表测一下同轴度，
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结 论
在本设计的开题论证、课题研究、论文撰写和论文审校整个过程中，我学到许多新知识，但是也发现了不少存在的问题。在这次的毕业设计中，能否看懂图纸是关键，要了解图纸上所标注的是何含义，有何作用。
在这次编制工艺过程中，也犯了不少原本可以避免的错误，但在老师的精心指导下，逐渐纠正了这些错误，也说明了绘图时规范性。编制工序对我来说，还处于理论方面的知识，在实践中还是有所欠缺的。当拿到一张零件图纸后，却不知该从何下手了。如何定基准。加工的工艺路线也前后矛盾。加工时所用的刀具，测量时所需测量工具等等。都不清楚，使我感到十分困惑。但是在学校培训和在山西北方风雷有限公司工作期间已对各个方面都有了一定的认识。
这次毕业设计是我们在学校的最后一次课。它将我们平时所学相互结合起来，为我们将来进入工作做准备。它让我们了解了更多的新知识。
感谢老师、系领导和学校的关心和指导，在设计过程中，结合工作体会和经历，为我完成设计给予了极大的帮助，为我们上了最后一次重要的课程
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（输入章及标题）
参考文献
（1） 劳动和社会保障部教材办公室组织编写.数控车床Fanuc系统
编程与操作.中 国劳动社会保障出版社，2007
（2） 孙东洋等编著.数控编程.南京： 南京大学出版社，1993 （3） 杜君文主编.数控技术.天津： 天津大学出版社，1990 （4） 徐宏海主编.数控加工工艺.北京：化学工业出版社，2003 （5） 李正峰主编.数控加工工艺.上海.上海交通大学出版社，2004 （6） 晏初宏主编.数控加工工艺与编程.北京.化学工业出版社2004 （7） 张超英，谢福春主编.数控编程技术.北京.化学工业出版社，
2003
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燕山大学函授本（专）科毕业设计（论文）
致谢
时光匆匆如流水，转眼便是大学毕业时节，春梦秋云，聚散真容易。在这个美好的季节里，我在电脑上敲出了最后一个字，心中涌现的不是想象已久的欢欣，却是难以言喻的失落。是的，随着论文的终结，意味着我生命中最纯美的学生时代即将结束，尽管百般不舍，这一天终究会在熙熙攘攘的喧嚣中决绝的来临。
三年寒窗，所收获的不仅仅是愈加丰厚的知识，更重要的是在阅读、实践中所培养的思维方式、表达能力和广阔视野。很庆幸这些年来我遇到了许多恩师益友，无论在学习上、生活上还是工作上都给予了我无私的帮助和热心的照顾，让我在诸多方面都有所成长。感恩之情难以用语言量度，谨以最朴实的话语致以最崇高的敬意。
还要感谢我的父母，给予我生命并竭尽全力给予了我接受教育的机会，养育之恩没齿难忘； 他们不仅培养了我对中国传统文化的浓厚的兴趣，让我在漫长的人生旅途中使心灵有了虔敬的归依，而且也为我能够顺利的完成毕业论文提供了巨大的支持与帮助。在未来的日子里，我会更加努力的学习和工作，不辜负父母对我的殷殷期望！我一定会好好孝敬和报答他们！，
还有许多人，也许他们只是我生命中匆匆的过客，但他们对我的支持和帮助依然在我记忆中留底了深刻的印象。在此无法一一罗列，但对他们，我始终心怀感激。最后，我要向在百忙之中抽时间对本文进行审阅、评议和参加本人论文答辩的各位师长表示感谢！
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燕山大学毕业设计（论文）评审意见表
指导教师评语： 成绩： 指导教师签字： 年 月 日 评阅人评语： 成绩： 评阅人签字： 年 月 日 31
燕山大学毕业设计（论文）答辩委员会评语表
答辩委员会评语： 总成绩： 答辩委员会主席签字： 年 月 日
个人简介
姓 名：王宏峰 性 别：男 政治面貌：团员 出生年月：1985/02/13 班级系别：08机电
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自我评价 ：本人性开朗、待人真诚、工作认真负责，有较强的适应能力 ，对体
育和音乐有浓厚的兴趣，在大学期间，我能做到做事踏实，自觉服从纪律。在生活工作中，能善于与人相处，愉快合作。有较好的人际关系，能有效的沟通，热情及乐于请教。遇到问题或情况不好不退缩，能承担责任。能以集体利益为重，以干好工作为荣，与2006年进入金工一厂实习，并且积极参加厂里组织的各种活动，在登山比赛夺得了团体第3名，篮球比赛中夺得了第一名。凭借自己的努力成为了一名正式工， 自己会在以后过程中更加要求严格自己，能够在青年中起到一定的积极作用，争取优先入党。
专业知识：数控及应用 英语水平：中级 计算机水平：中级
社会实践：北方风雷工业集团公司 曾任职：团支书
获奖情况：2009年优秀团干 毕业走向：北方风雷工业集团公司
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