数控车床复杂零件的加工毕业设计

数控车床复杂零件的加工摘要：本设计主要为数控车床加工具有一定代表性的轴类复杂零件，其加工工艺包括：螺纹、圆锥、阶梯轴、圆弧配合、盲孔等加工。具体还包括毛坯的选择、零件结构工艺的分析、及加工定位基准，加工工艺路线的确定。工序卡片的制定，加工余量、工序尺寸、公差以及工艺尺寸链的计算，数控对刀的方法，最后编写工件的数控车削程序。关键词:复杂零件工艺分析工艺尺寸工序卡数控编程数控车床简介：数控机床是数字控制机床(Computernumericalcontrolmachinetools)的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置。经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。数控机床的操作和监控全部在这个数控单元中完成，它是数控机床的大脑。与普通机床相比，数控机床有如下特点：

1.对加工对象的适应性强，适应模具等产品单件生产的特点，为模具的制造提供了合适的加工方法；

2.加工精度高，具有稳定的加工质量；

3.可进行多坐标的联动，能加工形状复杂的零件；

4.加工零件改变时，一般只需要更改数控程序，可节省生产准备时间；

5.机床本身的精度高、刚性大，可选择有利的加工用量，生产率高(一般为普通机床的35倍)；

6.机床自动化程度高，可以减轻劳动强度；

7.有利于生产管理的现代化。数控机床使用数字信息与标准代码处理、传递信息，使用了计算机控制方法，为计算机辅助设计、制造及管理一体化奠定了基础；

8.对操作人员的素质要求较高，对维修人员的技术要求更高；

9.可靠性高。组成数控机床的构造数控机床一般由输入介质、人机交互设备、计算机数控装置、进给伺服驱动系统、主轴伺服驱动系统、辅助控制装置、反馈装置和适应控制装置等部分组成。4在数控加工中，数控铣削加工最为复杂，需解决的问题也最多。除数控铣削加工之外的数控线切割、数控电火花成型、数控车削、数控磨削等的数控编程.

一、零件结构工艺分析、毛坯及加工定位基准的确定

(一)零件图分析

1.零件图如下：零件图2零件图的读取该零件图是通过对平面图进行分析和综合的过程，为了研究零件图的设计合理性、分析加工工艺性、提高和改进产品质量打下基础

(1)此零件为阶梯轴，材料为45#钢，采用1：1比例。共有5个轴段，需要加工外圆、螺纹。

(2)本阶梯轴结构形状较复杂，故采用一个主视图和局部剖视将结构完全表达。

(3)从图纸上可以看出，径向尺寸基准为中心线，尺寸以中心线标注，轴向尺寸基准为右端面，M20的轴段定位基准都是右端面，基准比较统一。尺寸标注比较齐全，没有遗漏。46mm的轴段尺寸精度和表面粗糙度要求较高，可知此轴段为配合轴段。M20mm的螺纹导程为

1.5mm，螺纹总长有长度要求为28mm。

(4)直径为46mm轴段，直径公差为0.04mm，公差等级为IT8级，表面粗糙度为

1.6，槽为5_5_5；螺纹和槽宽轴段总长长度要求20mm，工件没有形状公差，没有相互位置公差要求。

(5)该轴带有圆弧及螺纹，在加工内螺纹时一定要加退刀槽。

(6)该轴相对复杂,工序较多，精度不好把握。

(二)工件的结构工艺性分析1轴类零件加工的工艺分析

(1)轴类零件加工的工艺路线1)基本加工路线外圆加工的方法很多，基本加工路线可归纳为四条。粗车半精车精车对于一般常用材料，这是外圆表面加工采用的最主要的工艺路线。粗车半精车粗磨精磨对于黑色金属材料，精度要求高和表面粗糙度值要求较小、零件需要淬硬时，其后续工序只能用磨削而采用的加工路线。粗车半精车精车金刚石车对于有色金属，用磨削加工通常不易得到所要求的表面粗糙度，因为有色金属一般比较软，容易堵塞沙粒间的空隙，因此其最终工序多用精车和金刚石车。粗车半精粗磨精磨光整加工对于黑色金属材料的淬硬零件，精度要求高和表面粗糙度值要求很小，常用此加工路线。2)典型加工工艺路线轴类零件的主要加工表面是外圆表面，也还有常见的特形表面，因此针对各种精度等级和表面粗糙度要求，按经济精度选择加工方法。对普通精度的轴类零件加工，其典型的工艺路线如下：毛坯及其热处理预加工车削外圆铣键槽(花键槽、沟槽)热处理磨削终检。

(2)轴类零件的预加工轴类零件的预加工是指加工的准备工序，即车削外圆之前的工艺。校直:坯在制造、运输和保管过程中，常会发生弯曲变形，为保证加工余量的均匀及装夹可靠，一般冷态下在各种压力机或校值机上进行校值，

(3)轴类零件加工的定位基准和装夹1)以工件的中心孔定位在轴的加工中，零件各外圆表面，锥孔、螺纹表面的同轴度，端面对旋转轴线的垂直度是其相互位置精度的主要项目，这些表面的设计基准一般都是轴的中心线，若用两中心孔定位，符合基准重合的原则。中心孔不仅是车削时的定为基准，也是其它加工工序的定位基准和检验基准，又符合基准统一原则。当采用两中心孔定位时，还能够最大限度地在一次装夹中加工出多个外圆和端面。2)以外圆和中心孔作为定位基准(一夹一顶)用两中心孔定位虽然定心精度高，但刚性差，尤其是加工较重的工件时不够稳固，切削用量也不能太大。粗加工时，为了提高零件的刚度，可采用轴的外圆表面和一中心孔作为定位基准来加工。这种定位方法能承受较大的切削力矩，是轴类零件最常见的一种定位方法。3)以两外圆表面作为定位基准在加工空心轴的内孔时，(例如：机床上莫氏锥度的内孔加工)，不能采用中心孔作为定位基准，可用轴的两外圆表面作为定位基准。当工件是机床主轴时，常以两支撑轴颈(装配基准)为定位基准，可保证锥孔相对支撑轴颈的同轴度要求，消除基准不重合而引起的误差。4)以带有中心孔的锥堵作为定位基准在加工轴的外圆表面时，往往还采用代中心孔的锥堵或锥套心轴作为定位基准，见图所示。锥堵或锥套心轴应具有较高的精度，锥堵和锥套心轴上的中心孔即是其本身制造的定位基准，又是空心轴外圆精加工的基准。因此必须保证锥堵或锥套心轴上锥面与中心孔有较高的同轴度。在装夹中应尽量减少锥堵的安装次数，安装误差。实际生产中，锥堵安装后，中途加工一般不得拆下和更换，直至加工完毕。2轴类零件的功用、结构特点及技术要求轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一。它主要用来支承传动零部件，传递扭矩和承受载荷。轴类零件是旋转体零件，其长度大于直径，一般由同心轴的外圆柱面、圆锥面、内孔和螺纹及相应的端面所组成。根据结构形状的不同，轴类零件可分为光轴、阶梯轴、空心轴和曲轴等。轴的长径比小于5的称为短轴，大于20的称为细长轴，大多数轴介于两者之间。轴用轴承支承，与轴承配合的轴段称为轴颈。轴颈是轴的装配基准，它们的精度和表面质量一般要求较高，其技术要求一般根据轴的主要功用和工作条件制定，通常有以下几项：

(1)尺寸精度起支承作用的轴颈为了确定轴的位置，通常对其尺寸精度要求较高(IT5IT7)。装配传动件的轴颈尺寸精度一般要求较低(IT6IT9)。

(2)几何形状精度轴类零件的几何形状精度主要是指轴颈、外锥面、莫氏锥孔等的圆度、圆柱度等，一般应将其公差限制在尺寸公差范围内。对精度要求较高的内外圆表面，应在图纸上标注其允许偏差。

(3)相互位置精度轴类零件的位置精度要求主要是由轴在机械中的位置和功用决定的。通常应保证装配传动件的轴颈对支承轴颈的同轴度要求，否则会影响传动件(齿轮等)的传动精度，并产生噪声。普通精度的轴，其配合轴段对支承轴颈的径向跳动一般为0.0

10.03mm，高精度轴(如主轴)通常为0.00

10.005mm。

(4)表面粗糙度一般与传动件相配合的轴径表面粗糙度为Ra

2.50.63m，与轴承相配合的支承轴径的表面粗糙度为Ra0.6

30.16m。3工件的工艺分析此工件需要切削螺纹，因此必须要增加退刀槽，退刀槽宽度不小于

1.2倍螺距，深度超过丝底尺寸,其作用：

1、便于车削螺纹退刀,不伤及工件其他尺寸；

2、使螺纹上满扣。此工件槽宽为5mm大于螺纹导程20_

1.5mm；退刀槽的深度4mm大于螺纹牙高；由于材料长度余量很小，用三爪夹持55外圆加工；为了防止工件变形应先加工外圆再加工螺纹，加工中应先用外圆车刀加工零件端面和46的外圆及R2

5、R15的圆弧部分，螺纹刀加工螺纹。

(三)确定毛坯

1.轴类零件的材料2轴类零件应根据不同的工作条件和使用要求选用不同的材料并采用不同的热处理规范(如调质、正火、淬火等)，以获得一定的强度、韧性和耐磨性。45钢是轴类零件的常用材料，它价格便宜经过调质(或正火)后，可得到较好的切削性能，而且能获得较高的强度和韧性等综合机械性能，淬火后表面硬度可达4552HRC。等合金结构钢适用于中等精度而转速较高的轴类零件，这类钢经调质和淬火后，具有较好的综合机械性能。轴承钢GCr15和弹簧钢65Mn，经调质和表面高频淬火后，表面硬度可达5058HRC，并具有较高的耐疲劳性能和较好的耐磨性能，可制造较高精度的轴。精密机床的主轴(例如磨床砂轮轴、坐标镗床主轴)可选用38CrMoAIA氮化钢。这种钢经调质和表面氮化后，不仅能获得很高的表面硬度，而且能保持较软的芯部，因此耐冲击韧性好。与渗碳淬火钢比较，它有热处理变形很小，硬度更高的特性。2零件毛配的确定

(1)钢的牌号和分类工件的材料为45钢，为中碳钢含碳量为0.45%，具有较好的强度、韧性和硬度。经过调质处理可以获得较高的强度和韧性等综合力学性能，经过淬火后再回火，表面硬度可达4552HRC。

(2)毛坯的确定确定毛坯包括选择毛坯类型及制造方法、确定毛坯精度。机加工的工序数量、材料消耗和劳动量，很大程度上与毛坯有关。毛坯的形状越接近成品零件，即毛坯的精度越高，则零件的机械加工劳动量越少，材料消耗越少，机械加工的生产率可提高。但是毛坯的制造费用提高了。因此确定毛坯要从机械加工和毛坯制造两个方面来考虑，以求得最佳效果。毛坯类型有铸、锻、压制、冲压、焊接、型材和板材等。需考虑因素：零件的力学性能当零件的材料选定后，毛坯的类型就大致确定了。例如，材料是铸铁，就选用铸造毛坯，材料是钢材，且力学性能要求较高时，可选锻件；当力学性能要求较低时，可选型材和铸钢。零件的形状和尺寸形状复杂的毛坯常采用铸造的方法。薄壁零件不可用砂型铸造，尺寸大的铸件宜用砂型铸造，中小零件可用较先进的铸造方法，常见的一般用途的钢质阶梯轴零件，如各台阶直径相差不大，可用棒料；如台阶的直径相差较大，宜用锻件。尺寸大的零件，因受设备的限制一般用自有锻，中小型零件可选用模锻。形状复杂的钢质工件不宜用自有锻。生产类型大量生产应选精度和生产率都比较高的毛坯制造方法，用于毛坯制造的昂贵费用可由材料消耗的减少和机加工费用的降低来补偿。如铸造应选用金属模机造型或精密铸造，锻件应采用模锻、冷轧、和冷拉型材；单件小批生产则应采用木模。具体生产条件确定毛坯必须结合具体的生产条件，如现场毛坯制造的实际水平和能力、外协的可能性。充分考虑新工艺、新技术、新材料的可能性为节省材料和能源，随着毛坯制造项专业化生产的发展，目前新工艺、新技术、新材料发展很快，经济效果显著。3此工件加工次数较多，各轴段直径相差较大，力学性能要求不高，材料为45钢，因此毛坯选择棒料，零件最大直径为52，尺寸精度较低，零件长度为140mm，加上夹持部分，毛坯选择55mm_200mm的棒料。

(四)基准的定义与选择1基准的定义基准就是依据,是用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面。在设计、加工、检验、装配机器零件和部件时，必须选择一些点、线、面，根据它们来确定其它点、线、面的尺寸和位置，那些作为依据的点、线、面就叫做基准。基准根据起其功用不同，分为两大类：

(1)设计基准设计基准是在设计图样上所采用的基准。设计基准又可细分为：尺寸设计基准与位置精度设计基准。

(2)工艺基准工艺基准是在工艺过程中所采用的基准。按其在工艺过程中用途的不同，工艺基准又可分为四类：工序基准指的是在工序图上用来确定本工序所加工后的尺寸、形状、位置的基准。相应地，用来确定被加工表面位置的尺寸称为工序尺寸。定位基准在加工中用作定位的基准。定位基准按使用情况可分为两种：定位粗基准：用未加工的表面作定位基准。定位精基准：用已加工表面作为定位基准。定位精基准按使用情况又可分为两种：基本精基准：加工时是定位基准，装配时又是装配基准。如，齿轮的内孔。辅助精基准：当零件上没有合适的表面作定位基准时，为便于安装和易于获得所需的加工精度，在工件上特意做出专门供定位用的表面。仅在加工中起作用，在装配中不起作用。例如：轴类零件加工中的中心孔就是辅助精基准。有关定位基准的选择问题将在下章介绍。测(度)量基准即测量时所采用的基准。装配基准：即装配时用来确定零、部件在产品中的相对位置所采用的基准。2工件基准的分析此工件的径向尺寸设计基准为中心线，轴向尺寸设计基准为右端面。采用三爪自定位卡盘装夹，定位基面为外圆，可认为定位基准为中心线，满足基准重合原则。

二、拟定加工工艺路线、制定工序卡片

(一)加工方法的选择机械零件的结构形状是多种多样的，但他们都是由平面、外圆柱面、内圆柱面或曲面等基本表面所组成。每一种表面都有多种加工方法，具体选择时应根据；零件的加工精度、表面粗糙度、材料结构形状尺寸及生产类型等，选用相应的加工方法和加工方案6。

1.外圆表面加工方法的选择外圆表面加工方法主要是车削和磨削。当表面粗糙度较小时，还要经光整加工。

2.外圆加工工序安排。表1-1外圆加工工序安排序号加工方法加工精度(公差等级表示)加工粗糙度值Ra/适用范围1粗车IT11-1

3.125-50适用于淬火钢以外的各种金属2粗车-半精车IT8-10

3.2-

6.33粗车-半精车-精车IT7-

8.16-

3.24粗车-半精车滚压(或抛光)IT7-80.25-0.25粗车-半精车细车IT6-70.2-0.636粗车-半精车-磨削IT7-80.4-0.8主要用于淬火钢，也可用于为淬火钢，但不宜加工有色金属。7粗车-半精车精磨IT6-70.1-0.48粗车-半精车精磨-超精加工IT150.012-0.19粗车-半精车精细车IT6-70.025-0.4主要用于要求较高的有色金属。10粗车-半精车精磨-超精磨IT5以上0.006-0.25极高精度的外圆加工11粗车-半精车粗磨研磨IT5以上0.006-0.1最终工序为车削的加工方案，适用于除淬火钢以外的各种金属。最终工序为磨车削的加工方案，适用于淬火钢、未淬火钢和铸铁，不适于有色金属，因韧性大，磨削时易堵砂轮。另淬火钢和铸铁硬度高，车削加工困难，不能采用车削。3该工件加工方法的确定该工件公差等级为IT8级，表面粗糙度为

1.6，从表1-1中可以查出此工件的加工方法为：粗加工、半精加工和精加工。

(二)确定装夹方案1夹具的选择原则：由于夹具确定了零件在机床坐标系中的位置，即加工原点的位置，因而首先要求夹具能保证零件在机床坐标系中的正确方向，同时协调零件与机床坐标系的尺寸。除此之外，主要考虑下列几点：

(1)当零件加工批量小时，尽量采用组合夹具、可调夹具及其他通用夹具；

(2)当小批量或成批生产时才考虑专用夹具，但应力求结构简单；

(3)夹具要开敞，其定位、加紧元件不能影响加工中的走刀；

(4)装卸零件要方便可靠，以缩短准备时间，有条件时，批量大的零件应采用气动或液压夹具、多工位夹具。2数控车床常用夹具

(1)圆周定位夹具在车床上大都使用工件或毛坯的外圆定位。三爪卡盘：最大的优点是可以自动定心，夹持范围大，但定心存在误差，不适合与同轴度高的工件的二次装夹。三爪卡盘有机械式和液压式两种。液压卡盘装夹迅速、方便，但夹持范围变化小，尺寸变化大时需重新调整卡盘位置。软爪：加工同轴度要求较高的工件二次装夹时常常使用软爪。弹簧夹套：定心精度高，装夹工件快捷方便，常用于工件精加工的外援定位。特别适用于尺寸精度较高、表面质量较好的冷拔圆棒料，若配以自动送料器，可实现自动上料。弹簧夹套夹持工件的内孔是标准系列，并非任意直径。四爪卡盘：适用于加工精度不高、偏心距较小、零件长度较短的工件。

(2)中心线定位夹具两顶尖装夹：对于精度要求较高，大小和加工数量不同的轴类零件，常用以下装夹方法。

(3)圆周中心线定位一顶一夹安装：

(4)数控铣床的常用夹具：平口钳。3夹具的选择：根据此工件的基准，毛坯为55mm的实心轴，有足够的夹持长度和加工余量，便于装夹。采用三爪卡盘夹紧，能自动定心，工件装夹后一般不需找正。以毛坯表面为定位基准面，装夹时注意跳动不能太大。工件伸出卡盘150160mm，保证140m车削长度，同时便于切断刀进行切断加工。

4.装夹定位的确定

(1)三抓卡盘与顶尖定位并夹紧，工件前端面距卡爪端面距离155mm。

(2)加工起点和换刀点的确定由于工件较小，另外为了加工路径清晰，加工起点与换刀点可以设为同一点。

(三)数控机床的选择1数控机床的种类

(1)按控制系统运动方式分类按控制方式分，最常用的数控机床可分为以下三类：开环数控机床这类数控机床采用开环进给伺服系统。闭环数控机床这类机床的位置检测装置安装在进给系统末段端的执行部件上，该位置检测装置可实测进给系统的位移量或位置。半闭环数控机床这类机床的检测元件装在驱动电机或传动丝杠的端部，可间接测量执行部件的实际位置或位移。

(2)按控制系统功能水平分按控制系统的功能水平，可以把数控机床分为经济型、普及型、高级型三类，主要由技术参数、功能指标、关键部件的功能水平来决定。这些指标具体包括CPU性能、分辨率、进给速度、伺服性能、通信功能、联动轴数等。

(3)按数控机床的运动轨迹分类按照能够控制的刀具与工件间相对运动的轨迹，可将数控机床分为点位控制数控机床、点位直线控制数控机床、轮廓控制数控机床等。现分述如下：点位控制数控机床。点位直线控制数控机床。轮廓控制数控机床。2机床的选择此零件加工精度为IT8级，故选择普及型数控车床。

(四)刀具的选择数控加工刀具必须适应数控机床高速、高效和自动化程度高的特点，一般应包括通用刀具、通用连接刀柄及少量专用刀柄。刀柄要联接刀具并装在机床动力头上，因此已逐渐标准化和系列化。车刀的分类有多种方法。根据刀具结构可分为：焊接式车刀：将硬质合金刀片用焊接的方法固定在刀体上。机夹式车刀：采用机械结构将刀片和刀体(可转位刀头)连接在一起。特殊型式，如复合式刀具、减震式刀具等。车刀类型：1900硬质合金右偏刀：可加工外圆、端面及台阶，加工异型凹面时，为防止副后角与工件轮廓干涉，可用作图法分析检验曲面最小角度，副偏角不宜过小，同时尽量增强刀尖强度，大于不发生干涉的极限角度值6080为宜。除因考虑型面，硬质合金车刀在刃磨时，副后角需要去较大的角度外，其他几何参数与普通机床基本相同。在数控机床上加工复杂、高精度的零件时一般选用可转位车刀，刀具几何参数标准，加工过程中的刀具角度变化小，表面粗糙度稳定，刀尖圆弧可选择，便于进行半径补偿，能获得较高的尺寸精度。2尖形车刀：尖形车刀是以直线形切削刃为特征的车刀。这类车刀的刀尖有直线形的主副切削刃构成，都可以参加切削，在粗加工凹形面时可来回进行加工，使走刀路线最短。尖形车刀几何参数的选择和与普通车削时基本相同，但应接合数控加工的特点进行全面的考虑，并兼顾车刀刀尖的强度，一般可与600硬质合金螺纹刀兼用，缺点不能加工有台阶的零件。3圆弧车刀：圆弧车刀是以一圆弧或轮廓度误差很小的圆弧形切削刃为特征的车刀。该车刀圆弧刃每一点都是圆弧车刀的刀尖点，因此刀位点不在圆弧上，而在该圆弧的圆心上，车刀圆弧半径理论上与被加工工件的形状无关，只需按零件轮廓编程后进行半径补偿。可以用于车削外圆特别适合于车削各种光滑连接的成形面。他具有宽刃切削性质，能使精车余量保持均匀而改善切削性能。选择刀具半径时考虑两点：第一车刀切削刃的圆弧半径应小于零件凹形轮廓上的最小曲率半径，以免发生干涉；第二，该半径不宜选择太小，否则不但制困难，还会因刀尖强度太弱或刀体散热能力差而导致车刀损坏。4成型车刀：又称样板车刀，其加工零件的轮廓形状完全由车刀刀刃的形状和尺寸决定。此工件需要加工的内容为外圆、端面、槽和螺纹，因此需要选择900硬质外圆车刀、宽度为5mm切槽刀、600螺纹车刀。

(五)切削用量

1.切削速度：切削速度的大小是用工件外圆上的线速度来表示的，记作c，单位m/s(或m/min)3：式中n主轴转速，r/s(或r/min)d工件最大外圆直径mm，如为钻削、铣削，则d为刀具最大直径mm。切削速度Vc方向，即外圆外线速度的方向。

2.进给量进给量有两种表述形式。进给速度表示，记作，单位mm/min，即在单位时间内，刀具相对于工件在进给方向上的位移量；生产中常用每转进给量来表示，记作，单位为mm/r，即是工件每转一转，刀具相对于工件在进给方向上的位移量；当刀具齿数z1时(如：钻削)，每个刀齿相对于工件在进给方向上的位移量，即每齿进给量，以z表示，单位为mm/z。上述三种表示法可写成如下形式=n=zzn

3.背吃刀量当刀具不能一次吃刀就能切掉工件上的金属层时，还需由操作者在一次进给后再沿半径方向完成吃刀运动，习惯上称每次吃刀的数量为背吃刀量，以ap表示，单位为mm；此时它是间歇进行的，故可不看成是运动。但当由机床进刀机构自动完成吃刀运动时，就应看成是一种辅助运动了(外圆磨削、平面磨削)，其大小为式中dw待加工表面直径，mm；dm已加工表面直径，mm。此工件切削用量的确定

(1)粗加工主轴转速800r/min，进给量0.2mm/r，背吃刀量4；

(2)精加工主轴转速1200r/min，进给量0.1mm/r，背吃刀量0.3；

(3)螺纹加工主轴转速350r/min，进给量2mm/r，背吃刀量小于0.8；

(六)机械加工工艺1机械加工工艺过程的组成机械加工工艺过程一般由一个或若干个工序组成，而工序又分为安装、工位、工步和进给，毛坯通过各工序变为合格的零件。

(1)工序工序是工艺过程的基本单元，指一个(或一组)工人，在一个工作地点(如一台设备)对一个(或同时对几个)工件所连续完成的那一部分工艺过程。划分工序的主要依据是工人、工件、工作地点(设备)三不变以及该工序的工艺过程是否连续。

(2)安装机械加工中，使工件在机床或夹具中占据某一正确位置并被夹紧的过程，称为装夹。在一道工序中，有时需要对工件进行多次装夹。工件经一次装夹后所完成的那一部分工序称为安装。

(3)工位工件在一次安装下相对于机床或刀具每占据一个加工位置所完成的那部分工艺过程称为工位。

(4)工步工步指加工表面、加工刀具和切削用量中切削速度和进给量不变的情况下所完成的那部分工序内容，三者有任一改变，即为另一工步。

(5)进给在一个工步内，若被加工表面要切除的金属层很厚，需分几次切削，则每一次切削称为一次进给。如车削螺纹时，在车螺纹的工步下就需要多次进给。以上是将机械加工工艺过程进行分解，一个零件的加工过程由一个或若干个工序组成，每个工序则由安装、工位、工步构成，工步由进给构成。2工件工艺分析此工件结构较复杂，分为粗加工、半精加工和精加工，两个工序，掉头安装，两个工位，共分为4个工步。见表1-25。表1-2刀具及切削参数表工步号工步内容刀具号刀具类型切削用量备注主轴转速r/min进给速度mm/r1下料2平端面T01930外圆车刀15000.13粗车外圆台阶T01930外圆车刀8000.24半精车外圆T02930外圆车刀10000.25精车外圆台阶T02930外圆车刀12000.16开螺纹槽TXXX.57加工螺纹T04600螺纹车刀350

1.5备注：

(七)填写工件安装和原点设定卡和工序工件安装和原点设定卡片零件图号数控加工工件安装和原点设定卡片工序号1零件名称阶梯轴装夹次数2编制(日期)审核(日期)批准(日期)第页1三爪卡盘GS53-61共页序号夹具名称夹具图号数控加工工序卡片茂名职业技术学院数控加工工序卡片产品名称或代号零件名称零件图号车间使用设备数控车间GSK980TD工艺序号程序编号10001夹具名称夹具编号三爪卡盘GS53-61工步号工步作业内容加工面刀具号刀补量主轴转速r/min进给速度mm/r背吃刀量备注1下料2平端面52右端面T010XXXX5000.13粗车外圆台阶外圆面T010XXXX8000.244半精车外圆面T010XXXX0000.

10.75精车外圆台阶外圆面T010XXXX2000.

10.36加工螺纹螺纹圆柱面T030XXXX3501小于0.8编制审核批准年月日共页第页

三、确定加工余量、工序尺寸和公差以及工艺尺寸链计算加工余量是指加工过程中，所切去的金属层的厚度。余量有工序余量和加工总余量之分。工序余量是相邻两工序尺寸之差；加工总余量是毛坯尺寸与零件图的设计尺寸之差，它等于各工序余量之和。

(一)基准重合时工序尺寸及其公差的确定方法每到工序的工序尺寸都不相同，它们是逐步向设计尺寸接近的。为了保证零件的设计要求，需要规定各工序的工序尺寸及其公差。工序余量确定后，就可以计算工序尺寸，工序尺寸公差的确定，则要依据工序基准或定位基准与设计基准是否重合，采用不同的设计方法。这里指工序基准或定位基准与设计基准重合，表面多次加工时，工序尺寸及其公差的计算。计算顺序为：

1.确定毛坯总余量和工序余量；

2.确定工序公差；最后一道工序尺寸公差等于零件图上设计尺寸公差，其余工序尺寸公差都按各各工序的经济精度确定。

3.计算工序余量的基本尺寸：从工件的设计尺寸开始向前推算，直到毛坯尺寸。最终工序尺寸等于零件图上的基本尺寸，其余工序基本尺寸等于后道工序基本尺寸加上或减去后道工序余量。

4.标注工序尺寸公差：最终工序公差按零件图上设计尺寸标注，中间工序尺寸公差按“入体原则”标注，毛坯尺寸公差按对称公差标注。

(二)工序尺寸及其公差图纸轴段直径设计尺寸，表面粗糙度

1.6，毛坯为型材。工艺过程为粗车-半精车-精车。用查表修正法或经验估计法确定毛坯总余量和各工序余量，其中余量由毛坯总余量减去其余工序余量确定，各工序的基本余量如下：设定工件坐标系原点为O,工件轴线为Z,工件径向为_轴。

1.各轴段的精加工余量均为0.5mm。

2.M20_.5的螺纹螺纹牙型深度：d大=d公称-0.14螺距=20mm-0.14_

1.5mm=

1.979mmd小=d公称-

1.3_螺距=20-

1.3.15=

1.805螺纹用螺纹切削复合循环指令：G92车削

四、数控对刀方法及难点对刀是数控车床加工中极其重要和复杂的工作，对刀的目的就是建立工件坐标系或是编程坐标系的过程。就是使刀架上每把刀的刀位点都能准确到达指定的加工位置。或是使工件原点(编程原点)与机床参考点之间建立某种联系。其中刀位点是刀具上的一个基准点，刀位点的相对运动轨迹就是编程轨迹，而机床参考点是数控机床上的一个固定基准点，该点一般位于机床移动部件沿其坐标轴正向的极限位置。对刀方法较多，不同的人有不同的方法，不同的车床也可能会有不同。

(一)数控车试切对刀法的原理及对刀思路深入理解数控车床的对刀原理对于操作者保持清晰的对刀思路、熟练掌握对刀操作以及提出新的对刀方法都具有指导意义。对刀的实质是确定随编程而变化的工件坐标系的程序原点在唯一的机床坐标系中的位置。对刀的主要工作是获得基准刀程序起点的机床坐标和确定非基准刀相对于基准刀的刀偏置。本文作以下约定来说明试切法对刀的原理与思路：使用华中世纪星教学型车削系统HNC-21T(应用软件版本号为

5.30)；以工件右端面中心为程序原点，用G92指令设定工件坐标系；直径编程，程序起点H的工件坐标为(100，50)；刀架上装四把刀：1号刀为90外圆粗车刀、2号基准刀为90外圆精车刀、3号刀为切断刀、4号刀为60三角螺纹刀(全文所举实例均与此相同)。如图1所示，基准刀按照“手动试切工件的外圆与端面，分别记录显示器(CRT)显示试切点A的_、Z机床坐标推出程序原点O的机床坐标推出程序起点H的机床坐标”的思路对刀。根据A点与O点的机床坐标的关系：_O=_Ad，ZO=ZA，可以推出程序原点O的机床坐标。再根据H相对于O点的工件坐标为(100,50)，最后推出H点的机床坐标：_H=100d，ZH=ZA+50。这样建立的工件坐标系是以基准刀的刀尖位置建立的工件坐标系。图1手动试切对刀示意图如图2所示，由于各刀装夹在刀架的_、Z方向的伸长和位置不同，当非基准刀转位到加工位置时，刀尖位置

(二)工件对刀步骤图3多刀试切对刀示意图使用G50、G01指令试切对刀在对刀时，我们可以通过设置刀具起点相对工件坐标系的坐标值来设定工件坐标系，如图1所示，对刀的目的就是将刀具的刀位点移至A点，这样，通过A点间接确定出工件的编程坐标系原点O的位置。对刀步骤如下：

(1)使数控车床返回机床参考点。

(2)使刀具原有的偏置量清零。

(3)用“手轮”方式车削工件右端面和工件外圆。

(4)使刀具退到工件右端面和外圆母线的交点，如图1所示中C点的位置。

(5)让刀尖向Z轴正向退mm(可使用相对坐标清零方式操作)。

(6)停止主轴转动。

(7)用外径千分尺测量工件外径尺寸d。

(8)让刀尖向_轴正向退

(9)则刀尖现在的位置就为程序中G50规定的是坐标系设定编程坐标系。要求其程序形式1为：O(程序号)N10G50_

五、数控编程用FANUC系统数控编程4，采用绝对值编程，绝对值坐标用_、Z地址表示，且坐标尺寸采用小数点编程。

(一)数控程序O2233;(程序名称)N01G00_100Z100(快速定位)N02T0101;(换1号刀)N03M08(冷却液开)N10M03S600;(主轴正转800r/min)N20G00_60Z5;(快速点定位)N30G71U1R0.5F100;(径向粗加工复合循环)N40G71P100Q200U0.5W0.5;N100G00_

1.579(刀具靠近工件处)N110F80N120G01Z0(刀具靠近工件处)N130_

1.979Z-2(加工倒角)N140Z-33(精加工

1.979的外圆)N150_

30.025(精加工端面)N160W-12