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浅谈数控加工轴类零件
　　轴类零件在整个机械行业制品中所占的比例是相当大的，足见它的应用是很广泛的。那么加工轴类等回转体零件所采用的传统的方法是普通车床加工，但是随着科技的不断更新发展，数控车床由于它加工精度高，生产效率高和能加工一些形状复杂的回转体零件而得到广泛推广和应用。可见，学好数控车床的加工方法显得尤为重要。 　　一、确定工件的材料及装夹方法 　　由于45﹟钢易于切削，强度和韧性等综合机械性能较好，且价格便宜，所以在此，我们选择￠50mm&100㎜的4﹟5钢棒料。 　　该工件为典型的轴类零件，所以适合采用前面提到的数控车床进行加工。并且数控车床上的三爪自定心卡盘装拆方便，且能自动定心，无需人工找正，所以在这我们选择带有三爪自定心卡盘的数控车床进行加工。 　　二、所用刀具及切削用量的确定 　　三、零件加工工艺路线 　　合理的加工工艺路线，不仅可以减低生产成本，经济合算，而且还可以同时保证工件的尺寸精度和位置精度，使工序集中，更省时。所以，在工件加工中，工艺路线是很重要的，编制的合理便能达到省时省力的效果。 　　四、编写加工程序 　　由图知，各外圆公差方向都一直，因此，只需按图样实际尺寸编程，加工时，通过修改刀具磨耗来保证尺寸精度，除此之外，编程时，还应注意以下几点： 　　（1）能保证零件的尺寸精度和表面粗糙度。 　　（2）尽量减少程序段数，便于编程与修改。 　　（3）缩短走刀次数，减少刀具空运行时间。 　　以上为轴类零件在数控车床上的加工，该零件很具有典型性：包含了外圆、端面、槽、倒角、圆弧以及螺纹等。但是在生产中，由于工件材料材质的不同，批量大小的不同，对刀具参数、切削用量中的切削速度、被吃刀量、进给量等要素，作出适当的调整，以达到更好的效果。
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轴类零件数控加工工艺与编程1
目录一、拟加工轴类零件图 ..................................................... 1 二、数控加工工艺内容的选择 ............................................... 1 三、数控加工方法的选择 ......................
............................. 2 四、数控加工工艺性分析 ................................................... 2 五、数控加工工艺路线设计 ................................................. 45.1 工序的划分.......................................................................... 5 5.2 加工顺序的安排 ...................................................................... 5 5.3 数控加工工艺与传统加工工序的衔接 .................................................... 6六、数控加工工序设计 ..................................................... 66.1 进给路线的确定 ...................................................................... 6 6.2 螺纹加工工艺处理 ................................................................... 11 6.3 装夹方案的确定 ..................................................................... 13 6.4 刀具的选择与装刀、对刀、换刀 ....................................................... 13 七、 数控加工工艺规程文件编制 .......................................................... 15 7.1 数控加工编程任务书 ................................................................. 15 7.2 数控加工机床调整单 ................................................................. 17 7.3 数控加工工序卡片 ................................................................... 19 7.4 数控加工进给路线图 ................................................................. 29 7.5 数控加工刀具卡片 ................................................................... 39 7.6 数控加工程序单 ..................................................................... 44- 1 -
一、拟加工轴类零件图 待加工的零件是一个典型的轴类零件，表面的形状由直线和圆弧组成，具体形 状如图 1 所示。2×45° 3.21. 6R53.2SR10R57 21M24 × 2-2φ 30φ 20φ 30φ 201.6 2 . 310 7 60181.6图 1 拟加工零件图在数控机床上加工零件，一般有一下两种情况。一种是有零件图样，要选择适合加 工该零件的数控机床，另一种是已经有了数控机床，要选择适合该机床加工的零件，现 在实际的情况是零件图给定了，机床也给定了。无论哪种情况，考虑的因素主要有毛胚 的材料和类型、零件轮廓形状复杂程度、尺寸大小、加工精度、热处理要求等。概括起 来， 机床的选用要满足这样的要求： 保证加工零件的技术要求， 能够加工出合格的产品； 有利于提高生产效率；可以降低生产成本。 另外，机床的类型应与工序划分的原则相适应，机床的主要规格尺寸应与工件的外 形尺寸和加工表面有关尺寸相适应，机床的精度与工序要求的加工精度相适应。从加工 工艺的角度分析，选用的数控机床功能还必须适应被加工零件的形状、尺寸精度和生产 节拍等要求。 这次的数控加工，零件图给定了，数控车床也给定了，是西门子 802C/S 系统的数 控车床和数控铣床，这是根据零件和现有的条件给定的，在正规的加工中，应按照上述 要求来正确选择数控车床。 二、数控加工工艺内容的选择 虽然数控机床具有高精度、高柔性、高效率等特点，但一个零件不是所有的部分都 适合在数控机床上加工。其中，形状复杂，加工精度高，通用机床无法加工或难保证加 工质量的部分；具有复杂曲线或曲面轮廓的部分；具有难测量、难控制进给的部分；对 于此类情况，不要过多地考虑生产率与成本问题，应把数控加工作为首选方案。 有些零件或者零件上的某些部分，在通用机床上加工时必须制造复杂专用工装；生 产率很低或工人劳动强度很大；需要多次更改后才能定型；需要做长时间调整；零件价 值较高，在通用机床上加工时容易受人为因素干扰而影响加工质量，从而造成较大的经 济损失。对于上述情况，在分析其可加工性的基础上，还要综合考虑生产效率和经济效 益，一般情况下可把它们作为数控加工的主要选择对象[5]。 还有些零件，生产批量较大；装夹困难或完全靠找正定位来保证加工精度；加工余 量极不稳定、而且数控机床上无在线检测系统可自动调整零件坐标位置；必须用特定的 工艺装备协调加工。对于上述情况，采用数控加工后，在生产效率和经济性方面一般无 明显改善，甚至有可能得不偿失，一般不应该把他们作为数控加工的对象[6]。- 1 -结合给定零件的实际情况，如图 1 所示，零件的形状相对比较复杂，在通用机床上 加工时比较困难，且此零件的精度要求较高，在通用机床上加工很难保证加工精度。并 且它还有圆弧面和锥面以及相切的关系， 这些要求在通用机床上一般不容易保证加工的 质量。零件的最大的外径尺寸是 30 毫米，最小外径尺寸是 20 毫米，余量不是特别大。 综合分析生产效率、经济效益、加工难易程度、现有的条件等方面的因素，我们选择在 数控车床上加工此零件。 三、数控加工方法的选择 轴类零件的表面由诸多基本表面组成， 其中我们要加工的零件的表面由同轴线的圆 柱面、圆锥面、圆弧面、退刀槽、螺纹及键槽组成，理论上可用数控车床或数控磨床来 加工。 但此零件各部分的粗糙度要求不一样。 根据一般的外圆加工方法所能达到的精度： 粗车（IT11-IT13 Ra12.5-50） 、半精车（IT8-IT10 Ra3.2-6.3） 、精车（IT7-IT8 Ra0.8-1.6） 。 对于没有粗糙度要求的表面， 只需要粗车就可以了； 对于粗糙度要求为 3.2 的表面， 要经过粗车、半精车；对于表面粗糙度为 1.6 的表面，需要经过粗车、半精车、精车。 退刀槽可以用切槽刀来加工，螺纹可以用螺纹刀来加工。 但此零件上还有一个键槽，它的底面和侧面的表面粗糙度要求都是 1.6。据资料 1 （P55）所示：精铣（IT11-IT13 Ra6.3-25） 、精铣（IT8-IT10 Ra1.6-6.3） 。可见，键槽的 加工需要粗铣和精铣。 四、数控加工工艺性分析 在确定数控加工零件及其加工内容后， 应对零件的数控加工工艺性进行全面、 认真、 仔细地分析。它的主要内容包括产品的零件图样分析、结构工艺性分析和零件的安装方 式的选择等内容。 4.1 零件图分析 对零件图的分析， 首先应该熟悉零件在产品中的作用、 位置、 装配关系和工作条件， 搞清各项技术要求对零件装配质量和使用性能的影响，找出主要的和关键的技术要求， 然后对零件图样进行分析。 首先，我们分析一下尺寸标注方法。零件图上尺寸标注的方法应适应数控加工的特 点， 如图 2 所示， 在数控加工零件图上， 应以同一基准标注尺寸或者直接给出坐标尺寸。 这种标注方法既便于编程，又利于设计基准、工艺基准、测量基准和编程原点的统一， 但是我们这次加工的零件（如图 1 所示）的标注方法已经给出了，不是像上述的以同一 标准标注尺寸，而是局部分散的标注方法，这样就给工序安排和数控加工带来很大不方 便。由于数控加工精度和重复定位精度都很高，不会因较大的累积误差而破坏零件的使 用特性，因此，可将局部的分散标注改为同一基准标注。修改过的零件图如图 4 所示。 其次进行零件图的完整性与正确性分析。构成零件轮廓的几何元素（点、线、 面）的条件（如相切、相交、垂直和平行等） ，是数控编程的重要依据。手工编程 时，要依据这些条件计算每一个节点的坐标，因此，我们要对给定的几何条件进行 仔细的分析，看是否充分，是否准确。 如图 1 所示，最右边的半球形与圆柱面相切，紧接着是螺纹、退刀槽、圆弧。 其中，圆弧始端与节点相切，末端与圆柱面的素线相切，紧接着又是一个圆弧，相 切的要素也很全面准确，最后是一个圆柱面和倒角，如此分析，此零件图的几何要 素完整且正确。- 2 -R91.5 × 45 °20 °15 20 34 65 70其中一个重要的环节就是零件的技术要求分析，只有符合技术要求的零件才能 合格。零件的技术要求主要是指尺寸精度、形状精度、位置精度、表面粗糙度和热 处理等。这些技术要求在保证零件使用性能的前提下，应经济合理。过高的精度和 表面粗糙度要求会使工艺过程复杂、加工困难、成本提高[7]。 根据给定的零件图显示，尺寸精度、形状精度、位置精度都没有给出，我们只 对零件给出的技术要求进行分析，看是否全面、合理。给出的零件图对表面粗糙度 的要求相对有点高，但是很全面。从右往左，如图 4 所示。 半球形的表面粗糙度要求是 Ra1.6； 与半球形相切的圆柱面的粗糙度要求是 Ra3.2； R5 的四分之一圆弧的粗糙度要求是 Ra1.6； 与上述圆弧相切的圆柱面的表面粗糙度要求是 Ra3.2； R5 的圆弧的表面粗糙度要求是 Ra1.6； 圆锥面的表面粗糙度要求是 Ra3.2； 由上述分析可知，此零件图的表面粗糙度要求比较全面，这样方便加工工序的制定 和安排，也便于保证零件的加工质量，并且这些粗糙度要求用数控车床加工都能实现。 此外，零件的热处理要求是 HRC38-43。 最后对零件的材料进行分析。择零件材料总的原则是，在满足零件功能的前提下， 应选用廉价、切削性能好的材料。给定的零件选用的材料是 45 号钢，既然给定是这种 材料，那么在功能方面肯定能满足要求，另外，它的切削性能也较好。R20图 2 标注方法图 3 标注示例- 3 -M20 × 2φ 34φ 34φ 163.21. 6R53.2R51 .6 2 . 31.6图 4 零件特征图4.2 零件的结构工艺性分析 零件的结构工艺性分析是指所设计的零件在满足要求的前提下制造的可行性和经 济性。良好的结构工艺性可以使零件加工容易，节省工时和材料。而较差的零件结构工 艺性，会使加工困难，浪费工时和材料，有时甚至无法加工。因此，零件各加工部位的 结构工艺性应符合数控加工的特点[8]。 首先，从表面精度及技术要求不同分析。一般零件包括配合表面与非配合表面。配 合表面有较高精度及技术要求，其加工工艺一般安排如下：先粗车去除余量以接近工件 形状，再半精车至留有余量的工件轮廓形状，最后精加工完成工件轮廓；而非配合表面 因精度及技术要求较低， 为提高生产率、 延长刀具寿命， 往往不安排精车或半精车工序。 也就是说粗加工时只对需精加工的部位留余量，这就需在编制粗加工工艺时，改变被加 工工件精加工部位的尺寸。 根据给定零件的实际情况， 退刀槽和最左边的圆柱面及倒角没有粗糙度要求， 那么 他们只需要安排粗加工即可，在计算好了精加工部位的余量的时候，粗车外轮廓，为粗 糙度要求高的部位留出一定的加工余量。 其次，分析零件的悬伸结构。此零件的车削是在零件悬伸状态下进行的，在车削的 过程中难免会引起工件的变形，所以需要采取一系列的措施，尽量减小工件的变形。一 方面可以从刀具的选择来，主偏角选择尽量大些，常选为 93° ，以减小背吃刀力；前角 也尽量选择大些，一般选为 15° ～30° ，刃倾角选为正值，可选为 3° ；刀尖圆弧半径选 为小于 0.3mm。 另一方面可以从如何选择粗车循环方式来看， 它有两种方式： 一种是局部循环去除 余量；另一种是整体循环去除余量。整体循环方式径向进刀次数少、效率高，但会在切 削开始时就减小工件根部尺寸，削弱工件抵抗切削变形能力；局部循环方式增加了径向 进刀次数、降低了加工效率，但工件抵抗切削变形能力增强。结合给定的零件的外形， 零件的总长为 60 毫米，悬伸量比较小，可以不考虑工件的切削变形能力，所以为了提 高生产效率和方便数控编程，我们采用整体循环的方式。 此外，如果零件的悬伸量过大，上面的两种方法都不能控制变形的话，可以改变刀 具轨迹来补偿因切削力引起的工件变形，加工出符合图纸要求的工件。但是刀具轨迹的 修改要根据实际测得的工件变形量来设计。 五、数控加工工艺路线设计 工艺路线的拟定是制定工艺规程的重要内容之一， 其主要内容包括： 选择定位基准、- 4 -选择加工方法、划分加工阶段、安排工序等。在实际加工中，我们应该结合零件的实际 情况和现有的生产条件，制定出最佳的工艺路线。 5.1 工序的划分 首先我们简要的说明一下工序划分的原则。工序的划分一般分为两个原则，即工序 集中和工序分散的原则。 工序集中的原则的优点是有利于提高生产效率， 减少工序数目， 缩短工艺路线，减少机床数量、操作工人数和占地面积，减少工件的装夹次数。但专用 设备和工艺装备投资大，生产准备周期较长；工序分散原则的优点是加工班干设备和工 艺设备结构简单，有利于选择合理的切削用量，减少机动时间。缺点是工艺路线较长， 所需设备及工作人数多，占地面积大。我们所加工的零件要用到数控车床和数控铣床， 其中车床加工的部分只需一次装夹就能完成， 铣床加工的部分也只需要一次装夹就能完 [9] 成，所以，我们采用工序集中的原则 。 其次我们确定工序划分的方法。工序划分的方法有按零件装夹定位方法划分工序、 按粗精加工划分工序、 按所用刀具划分工序。 结合实际加工的零件， 分为粗车、 半精车、 精车和粗铣、 精铣， 其中在车的过程中， 要用到多把车刀， 所以不可避免的要更换刀具， 为了减少换刀次数，压缩空程时间，减少不必要的定位误差，可按刀具集中工序集中的 方法，即在一次装夹中，尽可能用同一把刀具加工出可能加工的所有部位，然后再换另 一把刀加工其他部位。 此次加工的零件，因为不同的表面有不同的粗糙度要求，所以我们划分工序采用的 方法是按粗精加工和按刀具并用，具体的工序如下。 工序 10 车断面； 工序 20 粗车外轮廓（外轮廓循环） ； 工序 30 半精车球面和直径为 20mm 的圆柱面，精车半球面至 R10； 工序 40 车退刀槽； 工序 50 半精车 R5 圆弧及其相邻 30 圆柱面、精车 R5 圆弧面； 工序 60 精车凹圆弧面、半精车锥面、粗车凹面； 工序 70 车螺纹； 工序 80 车倒角，切断； 工序 90 去毛刺，清理。 5.2 加工顺序的安排 零件的加工工序通常包括切削加工工序、热处理工序和辅助工序。 首先看切削加工工序的安排，安排的原则：基面先行、先粗后精、先主后次、先面 后孔，依照上述原则，对于具体的零件，我们首先粗车出轴类零件的外轮廓，然后在半 精车那些有粗糙度要求的表面，最后精车粗糙度要求较高的表面，然后再把零件换到数 控铣床上面去加工出键槽。 其次是热处理工序的安排， 它分为预备热处理、 消除残余应力热处理和最终热处理。 此零件最终的热处理要达到的要求是 HRC38-43。 辅助工序的安排包括检验、清洗、去毛刺、去磁、倒棱边、涂防锈油和平衡等。在 所有的加工工序完成后，我们根据零件的实际情况，再进行相应的辅助工序。- 5 -5.3 数控加工工艺与传统加工工序的衔接 数控加工工序前后一般都穿插有其它普通加工工序，如衔接得不好就容易产生矛 盾。因此在熟悉整个加工工艺内容的同时，要清楚数控加工工序与普通加工工序各自的 技术要求、加工目的、加工特点，如要不要留加工余量，留多少；定位面与孔的精度要 求及形位公差；对校形工序的技术要求；对毛坯的热处理状态等，这样才能使各工序达 到相互满足加工需要，且质量目标及技术要求明确，交接验收有依据[10]。 结合实际的待加工零件，因为零件的形状相对比较复杂，零件的表面由许多不同的 特征组成的，所以在整个的切削过程中，我们采用的都是数控车床加工。零件加工的整 个过程是从制作毛坯到成品，其中，制作毛坯的时候才用的是传统工序，整个粗车、半 精车、精车的过程采用数控车床加工，最后的清理、去毛刺采用的也是传统的工序。 六、数控加工工序设计 当数控加工工艺路线确定之后，各道工序的加工内容已基本确定，数控加工工序设 计的主要任务是为每一道工序选择夹具、刀具及量具，确定定位夹紧方案、走刀路线与 工步顺序、加工余量、切削用量等。 6.1 进给路线的确定 进给路线泛指刀具从对刀点（或机床固定原点）开始运动起，直到返回改点并结束 加工程序所经过的路径，包括切削加工的路径及刀具切入、切出等非切削空行程。进给 路线的确定要遵循一定得原则。 首先粗加工的进给路线的确定原则大致有三点。 一是最短的空行程路线，就是刀具在走空行程的时候，在不影响加工零件或不与工 件发声碰撞的情况下， 尽量让刀具走最短的路线， 实现空行程路线最短有以下几个方法： 巧设起刀点（如图 5） 、合理安排“回零”路线、巧设换（转）刀点。二是最短的切削进 给路线，就是在能满足零件的加工要求和加工精度的情况下，使切削路线最短，这样不 仅给编程带来了方便，也节省了工时，降低了工人的劳动强度，降低刀具和机床损耗。 图 6 为三种不同的轮廓粗车切削进给路线，其中图 6a 为利用数控系统具有的封闭式复 合循环功能控制车刀沿工件轮廓线进给的路线；图 6b 为三角形循环进给路线；图 6c 为 矩形循环进给路线，其路线的总长为最短，因此，在同等切削条件下，切削时间CFIH E B A(O)图 1 巧设起刀点CFI AH E B OD G J D G J[11]最短，刀具损耗最少 。三是大余量毛坯的阶梯切削进给路线。图 7 为车削大余量工件 两种加工路线，分别沿 1→5 顺序切削。在同样背吃刀量的条件下，图 7a 方式加工所剩 的余量过多，是错误阶梯切削路线；而图 7b 每次切削所留余量相等，是正确的阶梯切 削路线。- 6 -图 2 粗车进给路线示例其次是精加工的进给路线确定的原则。精加工工序一般由一刀或多刀完成，但其零 件的完工轮廓应由最后一刀连续加工而成， 这时， 加工刀具的进、 退刀位置要考虑妥当， 尽量不要在连续的轮廓中安排切入和切出或换刀及停顿；另外，刀具切入、切出方向应 尽量沿工件表面切线方向，以免因切削力突然变化而造成弹性变形，致使光滑连接轮廓 上产生表面划伤、形状突变或滞留刀痕等缺陷[12]。阶梯 切削后所留余量 1 2 3ap阶梯切削后所 留余量 6 5 4ap43 2 15 6图 3 大余量毛坯的阶梯切削进给路线根据以上所说的原则，结合我们的待加工零件，确定的进给路线如下： 工序 10：车断面 如图 8 所示，工序 10 的内容是车断面，全部的路线是从换刀点到工进路线，然后 从工进路线的结束点再回到换刀点。工进的路线是 A→O，A(38,0)、O(0,0) 。OA图 4 工序 10 走刀路线工序 20：粗车外轮廓- 7 -B C J H FI G E A D图 5 工序 20 走刀路线走 刀 路 线 ： A→B→C→D→E→F→D→G→H→D→I→J, 其 中 节 点 的 坐 标 如 下 ： A(32,2)、 B(32,-60)、 C(40,-60)、 D(40,2)、 E(22.36,2)、 F(40,-18)、 G(16.62,2)、 H(40,-31.71)、 I(11.16,2)、J(40,-37)。其中在走刀的过程中有一些具体的节点，现在我们把他们的坐标 列出来，从 E 到 F 之间有三个节点： （22.36，0） 、 （30，-10） 、 （30，-18） ；从 G 到 H 之 间有 6 个节点： （16.62，0） 、 （26，-10） 、 （26，-18） 、 （28，-18） 、 （28，-30.07） 、 （32， -31.71） ；从 I 到 J 之间有 6 个节点： （11.16，0） 、 （22，-10） 、 （22，-18） 、 （24，-18） 、 （24，-31.34） 、 （40，-31.34） 。 工序 30 精车球面和 R10 的外圆O C D BA图 10 工序 30 走刀路线如图 10，精车 R10 球面和 R10 外圆，走刀路线是从 A→O→B→C→D，它们的坐 标分别是：A(0,2)、O(0,0)、B(20,-10)、C(20,-18)、D(28,-18)。 工序 40 车退刀槽 如图 11 所示，走刀路线是 A→B→A，A（36，-35） ，B（20，-35） 。 工序 50 精车 R5 的圆弧和与其相邻的 R16 的外圆 如图 12 所示， 工序 50 的内容是精车圆弧和外圆， 走刀的路线是 A→B→C→D→E， 坐标分别是：A(34,-39)、B(20,-39)、C(32,-40)、D(32,-37)、E(36,-37)。 工序 60 车凹圆弧个锥面 如图 13b 所示，工序 60 的内容是车凹圆弧和锥面，走刀路线是：- 8 -B A图 6 工序 40 走刀路线D C EB A图 7 工序 50 走刀路线如图 2.13b 所 示L KM H N C D I G B P F A E J图 8 工序 60 走刀路线A→B→C→D→E→F→G→H→I→J→K→L→M→N→P ， 它 们 的 坐 标 分 别 是 ： A （50,-27） 、 B （35， -27） 、 C （26.68， -45.35） 、 D （30， -42） 、 E （45，-42） 、 F （45， -52.44） 、 G（15.83，-52.44） 、H（23.48，-46.32） 、I（30，-40） 、J（45，-40） 、K（45，-53） 、L （32，-53） 、M（21.67，-46.78） 、N（32，-42） 、P（36，-39） 。 工序 70 车螺纹工序 70 所要加工的内容是车螺纹， 这个可以用螺纹加工循环指令 LCYC97 来加工， 关于它的节点的计算只要把螺纹的相关参数设定好就，即： R100=32 R101=-32 R102=32 R103=-48- 9 -R104=3R105=1R106=0.1R109=4R110=3R111=1.083 R112=0 R113=8R114=2L G K BM H N C D I P E J图 9 工序 60 放大图F A图 10 工序 70 走刀路线工序 80切断图 2-11 工序 80 走刀路线工序 80 的内容是切断工件，实际上就是一个切槽的程序，也用切槽循环指令 LCYC93 来切断，只需要设定好参数即可，即： R100=30 R115=15 R101=-63 R116=0 R105=5 R117=0 R106=0.1 R118=0 R107=3 R119=0 R108=1.5 R114=4- 10 -6.2 螺纹加工工艺处理 车削螺纹是数控车床常见的加工任务。数控车床可以加工圆柱螺纹、圆锥螺纹与端 面螺纹，可加工三角形、梯形与矩形螺纹，还可加工多段连续螺纹、恒螺距及变螺距螺 纹等，工艺范围很宽。实际加工中多见三角形圆柱螺纹，下面分析这种螺纹加工工艺处 理，其余螺纹加工方法与此类似[13]。 1、三角形圆柱螺纹切削方式 数控车削螺纹的切削方式往往由所使用的机床、数控系统、零件的材料和螺距所确 定。通常车螺纹的切削方式有以下 4 种： (1) 径向切削 刀具径向直接进刀，如图 16a 所示。螺纹车刀的左右两侧刃都参加切削,两侧面均 匀磨损,能保证螺纹牙形清晰,两侧刃所受的侧向切削分力抵消,可避免车刀偏歪的现象。 但车刀左右两侧同时切削 ,切削力较大 , 存在排屑较困难 , 散热不好 , 受力集中 , 容易产生 “啃刀”等现象；当进给量过大时 ,还可能产生“扎刀”现象。径向切削螺纹适用于螺距为 1.5 mm 下的螺纹车削，编程较为简单。 (2) 单侧面切削 刀具以和径向成 30° 进刀切削，如图 16b 所示。切屑从刀刃上卷起,形成条状或卷状 屑,切削热分布在一侧切削刃上,散热较好。缺点是另一切削刃因不切削而发生摩擦,这会 导致积屑瘤、粗糙度不佳和因摩擦产生热使工件硬化,故常对此方法进行改良。 (3) 改良的侧面切削 刀具以和径向成 27° ～30° 之间进刀切削，如图 16c 所示。刀刃两面切削,形成卷状 屑,排屑流畅,散热好,且螺纹表面粗糙值较小。虽然其编程不如径向切削简便，但是不锈 钢、合金钢和碳素钢刀具车螺纹的最佳选择,约 90%螺纹皆用此法加工，大多数数控系 统都采用这种切削方式加工螺纹。 (4) 左右侧面交替切削 每次做径向进给时 , 横向向左或向右移动一小段距离 , 以达到车刀只有一侧参加切 削，如图 16d 所示。这样,排屑比较顺利,车刀受力情况也得到了改善,磨损均匀,可提高 刀具使用寿命,加工出来的螺纹表面粗糙值也较小。但此法数控程序的编程比较复 杂,且由于刀刃单向受轴向分力的作用,将会增大螺纹牙形的误差。此方法一般适用于通 用车床和螺距在 3 mm 以上的螺纹加工。 2.螺纹加工数据处理 (1) 螺纹加工的前提条件 数控车床必须装备主轴位置测量装置，以使主轴转速与刀具进给同步。同时，加工 多头螺纹通过主轴起点位置偏移来实现。如图 17 所示，加工双头螺纹起点位置在圆周 方向偏移值 SF 相差 180°。 (2) 轴向进给设置适当的空刀导入量和空刀退出量- 11 -30 °27 °～ 30°a)b)图 12 螺纹车削进刀方式c)d)螺纹车削要求沿螺距方向的 Z 向进给应和车床主轴的旋转保持严格的速比关系， 故 应避免在进给机构加速或减速过程中切削。为此，轴向进给应当设置适当的空刀导入量可以有其他起始点 （以 加工多头螺纹） A向 A向 左旋或右旋螺纹 主轴编码器零标志L2L0L1偏置 SF 起始点图 13 螺纹车削示意图和空刀退出量。如图 17 所示，空刀导入量和空刀退出量的数值与机床传动系统的动态 特性、螺纹的螺距和精度有关，一般取 L1 ≥ 2 P 、 L2 ≥ 0.5P ，其中 P 为螺距或导程。实 际刀具轴向行程为：L ? L1 ? L0 ? L2(1)(3) 螺纹车削不能使用恒线速切削功能 车削螺纹时，X 轴的直径值是逐渐减小的，若使用恒线速切削功能使主轴回转，则 工件将以非固定转速回转， 随工件直径减小而增大转速， 会使 F 指定的导程值产生变动 而发生乱牙现象。 (4) 螺纹牙型加工参数 车削螺纹总切深是螺纹牙型高度， 即螺纹牙型上牙顶到牙底之间垂直于螺纹轴线的 距离，如图 18 所示的 h。 数控车削螺纹需要给定螺纹相关参数，如螺纹大径、小径和导程，据此可计算出螺 纹总切深。粗加工如螺纹牙型高度较深、螺距较大时，可分数次进刀，每次进刀的深度 用螺纹牙型高度减精加工预留量所得的差值按递减规律分配。 螺纹牙型参数可查阅国家标准 GB/T 192～197-2003|，也可按下列近似公式计算：- 12 -PhH/8 H/4 HD ，d D2 ，d2 D1 ， d1图 14 螺纹牙型高度示意图螺纹牙型理论高度 H ≈ 0.866P ；螺纹牙型高度 h = 5H / 8 ≈0.5413 P ；螺纹大径=螺 纹公称直径；螺纹小径≈螺纹大径-2× h 。其中 P 为螺距或导程[14]。 6.3 装夹方案的确定 工件的安装需要遵循一些基本的原则，在数控机床机床上，工件安装的原则与普通 机床相同，也要合理地选择定为基准和夹紧方案。为了提高数控机床的效率，在确定定 位基准和夹紧方案的同时应该注意一下几点： 1、力求设计基准、工艺基准与编程计算的基准统一； 2、尽量减少装夹次数，尽可能在一次定位夹紧后就能加工出所有的内容； 3、避免采用占机人工调整式方案，以充分发挥数控机床的效能。 此次加工我们采用的是西门子 802C 卧式数控车床，采用的夹具是三爪卡盘，并且 在一次装夹的情况下能加工出所有的内容。数控加工特点对夹具提出了两个要求：一是 保证夹具的坐标方向与机床等的坐标方向相对固定； 二是要能协调零件与机床坐标系的 尺寸关系。除此之外，还要考虑以下几点： 1、当零件加工批量不大时，应尽量采用组合夹具、可调夹具和其他通用夹具，以 缩短准备时间、节省生产费用； 2、在成批生产时才考虑采用专用夹具，并力求结构简单； 3、夹具要开敞，加工部位开阔，夹具的定位夹紧机构元件不能影响加工中的送给。 4、装卸零件要快速、方便、可靠，以缩短准备时间，批量较大时应考虑采用气动 或液压夹具、多工位夹具。 此次加工轴类零件，采用的是三爪卡盘，并且批量较小，不需要采用气动或者液压 夹具、多工位夹具，三爪卡盘不仅结构简单，而且完全能满足生产的需要。 6.4 刀具的选择与装刀、对刀、换刀 刀具的选择是数控加工工序设计的重要内容之一，它不仅影响机床的加工效率，而 且直接影响到加工质量。与传统的方法相比，数控加工对刀具的要求更高，不仅要求精 度高、强度大、刚度好、耐用度搞，而且要求尺寸稳定、安装调整方便，这就要求选用 优质材料的刀具，并合理选择刀具的结构和几何参数。 此次加工的是轴类零件，结合零件的实际情况，我们需要车外圆，其中外圆包括球 面、圆柱面、锥面，所以要用到外圆车刀，但是鉴于零件的结构的特殊性，需要用到左 偏刀和右偏刀；零件还包括一个退刀槽，所以要用到切槽刀； 零件还包括一个外螺纹，所以要用到螺纹车刀。具体的刀具如图 19 所示。- 13 -图 20 刀具对刀点可选在零件或者夹具上。为提高零件的加工精度，减少对刀误差，对刀点应 尽量选择在零件的设计基准或者工艺基准上，对于车削加工，通常将对刀点选择在工件 外断面的中心上。具体的装刀、对刀、换到的方法和注意事项，我们将在附录中的仿真 视频中有详细的说明。 要加工好此零件，总共需要四把车刀，因为是数控加工，我们可以在刀库里面选择 需要的车刀，在第五章的工艺文件中，我们将详细列出加工过程中所需要的四把刀具， 也会列出他们的相关参数。数控车床在对刀的过程中要注意对刀点与换刀点的确定，它 是数控加工工艺分析的重要内容之一。对刀点是数控加工时刀具相对零件运动的起点， 又称起刀点，也就是程序运行的起点。对刀点选定后，即确定可机床的坐标系和零件坐 标系的相互位置关系[15]。 刀具在机床上的位置是由刀位点的位置来表示的。不同的刀具，刀位点不同。对刀 点选择的原则，主要是考虑对刀点在机床上对到方便、便于观察和检测，编程是便于教 6.5 切削用量的确定 切削用量是指切削时各运动参数的数值，它是调整机床的依据。切削用量包括切削 速度、进给量和被吃刀量。这三者通常被称为切削用量三要素。 1、切削速度 切削速度是指主运动的线速度，单位为 m / s （或 m / min ） 。外圆车削的切削速度为： v ? ? dwnw / 1 0 0 0 (2) 式中 dw ――工件待加工面的直径，mm； nw ――工件的转速， r / s 或 r / min 。 2、进给量 进给量是指工件或刀具每回转一周，刀具与工件之间沿进给方向移动的距离，单位 为 mm / r 。 3、被吃刀量 这是指待加工表面与已加工表面的垂直距离，单位为 mm。对于外圆车削来说，切 削深度为：ap ? (dw ? dm) / 2式中(3)dw ――工件待加工表面的直径，mm； dm ――已加工表面的直径，mm。合理选择切削用量，对于保证质量、提高生产率和降低成本具有很重要的作用。提 高切削速度、加大进给量和被吃刀量，都使得单位时间内金属的切除量增多，因而都有 利于生产率的提高。合理选择切削用量，就是在一定条件下选择切削用量三要素的最佳- 14 -组合。 1、粗加工时切削用量的选择 粗加工时应尽快地切除多余的金属，同时还要保证规定的刀具耐用度。实践证明， 对刀耐用度的影响最大的是切削速度，影响最小的是切削速度。 （1） 被吃刀量的选择 在机床条件允许的条件下， 应尽可能选取较大的被吃刀量， 使大部分金属在一次或者少数几次走刀中切除。结合我们此次要加工的零件，毛坯的直 径是 36mm，而且加工余量大且不均匀，所以我们寻去粗加工的被吃刀量是 1.5mm。 （2） 进给量的选择 根据机床――夹具――工件――刀具组成的工艺系统的刚 性，尽可能选择较大的进给量。根据公式的计算，再根据零件加工的实际情况，粗加工 我们选择 0.2mm/r。 （3） 切削速度的选择 根据工件的材料和刀具的材料确定切削速度，使之在已选 定的被吃刀量和进给量的基础上能够达到规定的刀具耐用度。 粗加工的切削速度一般选 用中等或者较低的数值。 结合次零件的实际情况， 在确定了被吃刀量和进给量的基础上， 我们选择机床主轴转速为 800r/min。 2、精加工时切削用量的选择 精加工时，首先应保证零件的加工精度和表面质量，同时也要考虑到刀具的耐用度 和获得较高的生产率。 （1） 被吃刀量的选择 精加工通常选用较小的被吃刀量来保证零件的加工精度。 此次加工的轴类零件，我们选用的被吃刀量为 0.25mm。 （2） 进给量的选择 进给量的大小主要依据表面粗糙度要求来选取，表面粗糙度 越小，则应选取较小的进给量。半精加工我们选择 0.1mm/r，精加工选择 0.05mm/r。 （3） 切削速度的选择 精加工的切削速度选择应避开积屑瘤形成的切削速度区 域。在确定了被吃刀量和进给量的情况下，半精加工我们选择的机床主轴转速为 1000r/min，精加工选择的机床主轴转速为 1000r/min。 七、 数控加工工艺规程文件编制 编写数控加工专用技术文件是数控加工工艺设计的内容之一。 这些专用技术文件即 是数控加工的依据， 也是需要操作者遵守、 执行的规则； 有的则是加工程序的具体说明， 目的是让操作者更明确程序的内容、安装与定位方式、各个加工部位所选用的刀具及其 他问题。具体包括数控加工编程任务书、数控机床调整单、数控加工工序卡片、数控加 工进给路线图、数控加工刀具卡片、数控加工程序单。 7.1 数控加工编程任务书 数控加工编程任务书记载并说明了工艺人员对数控加工工序的技术要求、 工序说明 和数控加工前应保证的加工余量， 是编程员与工艺人员协调工作和编制数控程序的重要 依据之一。具体的内容如表 2-1 所示- 15 -安徽工程科技学院 数控编程任务书零件名称 轴类零件 任务书号 毛坯材料 毛坯种类 毛坯尺寸 每坯件数 每台件数 第 1 页 01 45 圆钢零件图号 CK01共 1 页表 2-1 编程任务书- 16 -主要工序说明及技术要求： 此次加工的属于轴类零件，有圆弧面、半球面、锥面、螺 纹、退刀槽等特征组成。因为加工雨量大且不均匀，故我们根 据工序分散的原则来安排工序，依次经过粗车、半精车、精车 工序，最后达到零件的加工要求。没有表面粗糙度要求的表 面，只进行粗加工；表面粗糙度要求为3.2的表面，进行半精 加工；表面粗糙度为1.6的表面，进行精车。150x36 1 1 1 设备编号 Lat he 0 1 设备名称 SINUMERIK(K6132) 夹具编号 1 夹具名称 三爪卡盘 冷却液签字付磊日 付磊 签 字期编 制(日期) 审 核(日期) 会 签(日期)付磊 签 字
日 期标记 处数 更改文件号 日 期 标记 处数 更改文 件号7.2 数控加工机床调整单 机床调整单是操作人员在加工零件之前调整机床的依据， 应表示出所用夹具名称和 编号，工件定位和夹紧方法，工件原点设置位置和坐标方向，并记有机床控制柜面板上 “开关”的位置和键盘应键入的数据等。它主要包括机床控制面板开关调整单和数控加 工零件安装、 零点设定卡片两部分。 此次用的是西门子 802c/s 系统的卧式刀架前置车床， 相关的调整见调整单。- 17 -安徽工程科技学院 数控机床调整单零件名称 第 1 页 三爪卡盘 01 1 150x36 1 轴类零件 夹具名称 夹具编号 装夹次数 毛坯尺寸 每坯件数 每台件数零件图号 CK01共 1 页表 2-2 数控加工机床调整单- 18 -签字付磊 付磊 签 字 日 期 200 9. 6.1 标 记 处 数 更 改 文 件 号 付磊 签 字 2 009 .6 .1 日 期日期1 设备编号 Lath e 01 设备名称 SINUMERIK(K6132) 1 三爪卡盘 2 输入面板 3 刀 架 4 尾 座 5 操作面板 6 开 关 编 制(日期) 审 核(日期) 会 签(日期)
标 记 处 数更 改 文 件 号7.3 数控加工工序卡片 数控加工工序卡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 工的主要指导性工艺文件。数控加工工序卡与普通加工工序卡有许多相似之处，所不同 的是： 工序简图中应注明工件原点与对刀点， 要进行简要编程说明 （如： 所用机床型号、 程序编号、刀具半径补偿、镜向对称加工方式等）及切削参数的选择。- 19 -安徽工程科技学院 数控加工工 序卡片产品名称 LJ09 零件名称 轴类零件产品型号ZL001零件图号CK01共 9 页4第 1 页 10 车端面 4536工序号 工序名称 毛坯材料 毛坯种类 毛坯尺寸 每坯件数 每台件数 圆钢 150x36 1 1 11表 2-3 工序 10 工序卡- 20 -60借用件登记 描 图 进给 速度 主轴 转速（毫 米/转） （转/分）付磊 单 边 走刀 余 量 长度 （毫米） （毫米）描校付磊工 步 号工 步 内 容18 18旧底图总号车端面工艺 装备 刀 具 量、辅具 T1 游标卡尺0.2 600设备编号 L ath e 01 SINUMERIK(K6132) 设备名称 1 夹具编号 夹具名称 三爪卡盘 冷却液 工序工时 吃 刀 深 度 （毫米） 工时定额 走刀量 走刀 次数 （毫米/分） 1 2 3 4 5 机动 辅助 18 120 1底图总号签字付磊1 2 3 4 5付磊 签 字
日 期 标 记 处 数 更 改 文件 号 付磊 签 字日期编 制 (日期 ) 审 核( 日期) 会 签 ( 日期) 日 期标 记 处数更 改文 件 号安徽工程科技学院 数控加工工序卡片产品名称 LJ09 零件名称产品型号ZL001 零件图号 CK01 共 9 页412. 512. 512.5.5 12φ 32φ 24φ 221表 2-4 工序 20 工序卡- 21 -23 601 3. 348109 .171 R1R6第 2 页 轴类零件 工序 号 20 工序名称 车端面 45 毛坯材料 圆钢 毛坯种类 毛坯尺寸 150x36 1 每坯件数 每台件数 1 1 设备编号 Lathe01 设备名称 SINUMERIK(K6132) 1 夹具编号借用件登记 描 图付磊 单边 走 刀 余量 长 度 （毫米） （毫米）描校付磊工 步 号工 步 内 容11旧底图总号粗车外轮廓进 给 主轴 工艺 装备 速 度 转速 刀 具 量、辅具 （毫 米/转） （转/分） T1 游标卡尺 0.2 600三爪卡盘 夹具名称 冷却 液 工序工时 吃 刀 深 度 （毫米） 工时定额 走刀量 走刀 （毫米/分） 次数 1 2 3 4 5 机动 辅助 120 5 2 2 2 1 2底图总号签字付磊1 2 3 4 5付磊 签 字
日 期 标记 处 数 更 改文 件号 付磊 签 字日期编 制 (日期) 审 核 (日期) 会 签 (日期) 日 期标记 处 数 更 改文 件号安徽工程科技学院 数控加工工序卡片产品名称 30 精车、半精车 45 圆钢 LJ09 零件名称 轴类零件 第 3 页产品型号ZL001 零件图号 共 9 页CK01412 . 51 2. 51.66 1.φ3 2φ2 4φ2 0工序号 工序名称 毛坯材料 毛坯种类 毛坯尺寸 每坯件数 每台件数0 R11R61 3. 34 60150x36 1 1 1 Lathe01 SINUMERIK(K6132) 1表 2-5 工序 30 工序卡- 22 -23借用件登记 描 图付磊 单 边 走刀 余 量 长度 （毫米） （毫米）描校付磊工 步 号工 步 内 容0.25 0旧底图总号半精车球面和 R10的外圆 精车球面和R10 的外圆设备编号 设备名称 11 8 夹具编号 夹具名称 三爪卡盘 冷却液 工序工时 进 给 主 轴 走刀量 走刀 工艺 装备 吃 刀 深 度 （毫米） 工时定额 速 度 转 速 刀 具 量、辅具 （ 毫 米 / 转 ） （ 转 / 分 ） （ 毫 米 / 分 ） 次数 1 2 3 4 5 机动 辅助 游标卡尺 0.1
0.75 T1 T1 游标卡尺 0.05
0.25底图总号签字付磊1 2 3 4 5 日 期 标 记 处 数 更 改 文件 号 付磊 签 字日期编 制 (日期 ) 审 核( 日期) 会 签 ( 日期) 日 期标 记 处数更 改文 件 号付磊 签 字安徽工程科技学院 数控加工工序卡片产品名称 LJ09 零件名称 轴类零件 第 4 页产品型号ZL001零件图号CK01共 9 页412. 51 2. 51.640 车退刀槽 45 圆钢6 1.φ 32φ2 4φ2 0工序号 工序名称 毛坯材料 毛坯种类 毛坯尺寸 每坯件数 每台件数 150x36 1 1 10 R11R610 60 8 10表 2-6 工序 40 工序卡- 23 -235 .6 6借用件登记 描 图 进给 速 度 主 轴 转 速（毫 米/转） （转/分）付磊 单 边 走刀 余 量 长度 （毫米） （毫米）描校付磊工 步 号工 步 内 容1旧底图总号车退刀槽工艺 装备 刀 具 量、辅具 T3 游标卡尺0.2600设备编号 Lathe01 SINUMERIK(K6132) 设备名称 1 夹具编号 夹具名称 三爪卡盘 冷却液 工序工时 吃 刀 深 度 （毫米） 工时定额 走刀量 走刀 次数 （毫米/分） 1 2 3 4 5 机动 辅助 120 2 1 1底图总号签字付磊1 2 3 4 5 日 期 标 记 处 数 更 改 文件 号 付磊 签 字日期编 制 (日期 ) 审 核( 日期) 会 签 ( 日期) 日 期标 记 处数更 改文 件 号付磊 签 字安徽工程科技学院 数控加工工序卡片产品名称 50 精车、半精车 45 圆钢 LJ09 零件名称 轴类零件 第 5 页产品型号ZL001 零件图号CK01共 9 页43.2 1 .612 .53.26 1.φ3 2φ2 4φ2 0工序号 工序名称 毛坯材料 毛坯种类 毛坯尺寸 每坯件数 每台件数 150x36 1 1 10 R11R5表 2-7 工序 50 工序卡- 24 -21 60710借用件登记 描 图付磊 单 边 走刀 余 量 长度 （毫米） （毫米）描校付磊工 步 号工 步 内 容0.25 0旧底图总号半精车 R5圆弧及其相邻外圆 精车R5圆弧设备编号 Lathe01 SINUMERIK(K6132) 设备名称 8 10 1 夹具编号 夹具名称 三爪卡盘 冷却液 工序工时 进 给 主 轴 走刀量 走刀 工艺 装备 吃 刀 深 度 （毫米） 工时定额 速 度 转 速 刀 具 量、辅具 （ 毫 米 / 转 ） （ 转 / 分 ） （ 毫 米 / 分 ） 次数 1 2 3 4 5 机动 辅助 T1 游标卡尺 0.1
0.75 T1 游标卡尺 0.05
0.25底图总号签字付磊1 2 3 4 5 日 期 标 记 处 数 更 改 文件 号 付磊 签 字日期编 制 (日期 ) 审 核( 日期) 会 签 ( 日期) 日 期标 记 处数更 改文 件 号付磊 签 字安徽工程科技学院 数控加工工序卡片产品名称 LJ09 零件名称 第 6 页 轴类零件产品型号ZL001 零件图号 CK01 共 9 页43.21. 63.21 2 .53.2 1 .66 1.60 粗车、半精车、精车 45 圆钢 150x36 1 1 1φ3 0φ2 4φ20工序号 工序名称 毛坯材料 毛坯种类 毛坯尺寸 每坯件数 每台件数0 R1R51R51021 7表 2-8 工序 60 工序卡- 25 -7借用件登记 描 图 单 边 走刀 余 量 长度 （毫米） （毫米）付磊描校 付磊工 步 号工 步 内 容旧底图总号底图总号粗车锥面及其相邻的凹圆弧 半精车锥面及其相邻的凹圆弧 精车凹圆弧1 0。25 0设备编号 Lathe01 SINUMERIK(K6132) 设备名称 8 10 夹具编号 1 32 夹具名称 三爪卡盘 冷却液 工序工时 进 给 主 轴 走刀量 走刀 工艺 装备 吃 刀 深 度 （毫米） 工时定额 速度 转速 刀 具 量、辅具 （ 毫 米 / 转 ） （ 转 / 分 ） （ 毫 米 / 分 ） 次数 1 2 3 4 5 机动 辅助 T2 游标卡尺 0.2 600 120 2 2 2 T2 游标卡尺 0.1
0.75 T2 游标卡尺 0.05
0.25签字付磊 付磊 日 期 1 2 3 4 5付磊 标 记 处 数 更 改 文件 号 签 字日期编 制 (日期 ) 审 核( 日期) 会 签 ( 日期) 日 期标 记 处数更 改文 件 号签 字安徽工程科技学院 数控加工工序卡片产品名称 LJ09 零件名称 轴类零件 第 7 页产品型号ZL001 零件图号 CK01 共 9 页43.21. 63.2 3.2 1 .66 1.70 车螺纹 45 圆钢 150x36 1 1 1φ3 0M2 4x 2- 2φ2 0工序号 工序名称 毛坯材料 毛坯种类 毛坯尺寸 每坯件数 每台件数0 R11R5R510 7表 2-9 工序 70 工序卡- 26 -7 21借用件登记 描 图付磊描 （毫米） （毫米）校付磊工 步 号工 步 内 容2单边 走刀 余量 长 度旧底图总号车螺纹设备编号 Lathe01 SINUMERIK(K6132) 设备名称 8 10 夹具编号 1 32 夹具名称 三爪卡盘 冷却液 工序工时 进 给 主 轴 工艺 装备 吃 刀 深 度 （毫米） 工时定额 走刀量 走刀 速度 转速 次数 刀 具 量、辅具 （毫 米/转） （转/分） （毫米/分） 1 2 3 4 5 机动 辅助 T4 游标卡尺 0.2 600 120 8底图总号签字付磊1 2 3 4 5付磊 签 字
日 期 标 记 处 数 更 改 文件 号日期编 制 (日期 ) 审 核( 日期) 会 签 ( 日期) 日 期标 记 处数更 改文 件 号付磊 签 字安徽工程科技学院 数控加工工序卡片产品名称 LJ09 零件名称 轴类零件 第 8 页产品型号ZL001 零件图号 CK01 共 9 页43.21.63.2 3.2 1 . 61. 6180 车倒角、切断 45 圆钢 150x36 1 1 1φ30φ20M24x2-2工序号 工序名称 毛坯材料 毛坯种类 毛坯尺寸 每坯件数 每台件数R1 02× 45 °R5R510 7 32 8 10表 2-10 工序 80 工序卡- 27 -7 21借用件登记 描 图 付磊 单 边 走刀 余 量 长度 （毫米） （毫米）描校付磊工 步 号工 步 内 容2 15主 轴 转 速（转/分）旧底图总号车倒角 切断进给 工艺 装备 速 度 刀 具 量、辅具 （毫 米/转） T3 游标卡尺 0.2 T3 游标卡尺 0.2600 600设备编号 Lathe01 SINUMERIK(K6132) 设备名称 夹具编号 1 夹具名称 三爪卡盘 冷却液 工序工时 吃 刀 深 度 （毫米） 工时定额 走刀量 走刀 （毫米/分） 次数 1 2 3 4 5 机动 辅助 120 1 120 8底图总号签 字 付磊1 2 3 4 5 日 期 标 记 处 数 更 改 文件 号 付磊 签 字日期编 制 (日期 ) 审 核( 日期) 会 签 ( 日期) 日 期 标 记 处 数 更 改 文 件 号付磊 签 字安徽工程科技学院 数控加工工序卡片产品名称 LJ09 零件名称 轴类零件 第 9 页产品型号ZL001 零件图号 CK01 共 9 页3.21. 63.23.2 1 .66 1.90 清理、去毛刺 45 圆钢 150x36 1 1 1φ3 0M2 4x 2- 2φ2 0工序号 工序名称 毛坯材料 毛坯种类 毛坯尺寸 每坯件数 每台件数0 R1R52 × 45 °R57 21 7 3210810表 2-11 工序 90 工序卡- 28 单 边 走刀 余 量 长度 （毫米） （毫米）借用件登记 描 图付磊描校付磊工 步 号工 步 内 容工艺 装备 刀 具 量、辅具进给 速 度主 轴 转 速（毫 米/转） （转/分）设备编号 Lathe01 SINUMERIK(K6132) 设备名称 夹具编号 1 夹具名称 三爪卡盘 冷却液 工序工时 吃 刀 深 度 （毫米） 工时定额 走刀量 走刀 次数 （毫米/分） 1 2 3 4 5 机动 辅助旧底图总号清理、去毛刺底图总号签字付磊1 2 3 4 5付磊 签 字
日 期 标 记 处 数 更 改 文件 号 付磊 签 字日期编 制 (日期 ) 审 核( 日期) 会 签 ( 日期) 日 期标 记 处数更 改文 件 号7.4 数控加工进给路线图 数控加工进给路线图主要反映加工过程中刀具的运动轨迹，其作用是：一方面方便 编程人员编程；另一方面帮助操作人员了解刀具的进给轨迹（如：从哪里下刀、在哪里 抬刀、哪里是斜下刀等） ，以便确定夹紧和控制夹紧元件的位置。为简化进给路线图， 一般可根据不同机床采用统一约定的符号来表示。- 29 -安徽工程科技学院 数控加工走刀路线图产品名称 LJ09 零件名称 轴类零件 第 1 页产品型号ZL001零件图号CK01 共 8 页Z表 2-12 工序 10 进给路线卡片- 30 -借用件登记 描 图付磊描校X下刀N10 N35旧底图总号抬刀编程原点起刀点走刀方向走刀线相交爬斜坡铰 孔行 切 7 8轨迹重叠 9 10底图总号签字付磊含 义 符 号 工序 号 10 毛坯尺寸 刀具 号 日 期 标 记 处 数 更 改 文件 号 付磊 签 字程序 起 始 段号 段号 结束 段 号150x36 T1 日 期日期走 刀号 1 2 3 4 5 6 所属工步 编 制 (日期 ) 审 核( 日期) 会 签 ( 日期)
标 记 处数更 改文 件 号付磊 签 字安徽工程科技学院 数控加工走刀路线图产品名称 LJ09 零件名称 轴类零件 第 2 页产品型号ZL001零件图号CK01 共 8 页Z表 2-13 工序 20 进给路线卡片- 31 -借用件登记 描 图付磊描校X下刀N40 N50旧底图总号抬刀编程原点起刀点走刀方向走刀线相交爬斜坡铰 孔行 切 7 8轨迹重叠 9 10底图总号签字付磊含 义 符 号 工序 号 20 毛坯尺寸 刀具 号 日 期 标 记 处 数 更 改 文件 号 付磊 签 字程序 起 始 段号 段号 结束 段 号150x36 T1 日 期日期走 刀号 1 2 3 4 5 6 所属工步 编 制 (日期 ) 审 核( 日期) 会 签 ( 日期)
标 记 处数更 改文 件 号付磊 签 字安 徽工程 科技学院 数控 加工走 刀路线图产品名称 LJ09 零件名称 轴类零件 第 3 页产品型号ZL001 零件图号 共 8 页CK01Z表 2-14 工序 30 进给路线卡片- 32 -借用件登记 描 图付磊描校X下刀N55 N1 20旧底图总号抬刀编程原点起刀点走刀方向走刀线相交爬斜坡铰 孔行 切 7 8轨迹重叠 9 10底图总号签字付磊含 义 符 号 工序 号 30 毛坯尺寸 刀具 号 日 期 标 记 处 数 更 改 文件 号程序 起 始 段号 段号 结束 段 号150x36 T1付 磊 签 字
日 期日期走 刀号 1 2 3 4 5 6 所属工步 编 制 (日期 ) 审 核( 日期) 会 签 ( 日期)
标 记 处数更 改文 件 号付 磊 签 字安徽工程科技学院 数控加工走刀路线图产品名称 LJ09 零件名称 轴类零件 第 4 页产品型号ZL001 零件图号 共 8 页CK01Z表 2-15 工序 40 进给路线卡片- 33 -借用件登记 描 图付磊描校X下刀N125 N145旧底图总号抬 刀编程原点起刀点走刀方向走刀线相交爬斜坡铰孔行切 7 8轨迹重叠 9 10底图总号签字付磊含义 符号 工序号 40 毛坯尺寸 刀具号程序 起始段号 段号 结束段号150x36 T1日期标记 处 数 更 改文 件号付 磊 签 字 日 期 标记 处 数 更 改文 件号付 磊 签 字 日 期走刀号 1 2 3 4 5 6 所属工步 编 制 (日期) 审 核 (日期) 会 签 (日期)
安徽工程科技学院 数控加工走刀路线图产品名称 LJ09 零件名称 轴类零件 第 5 页产品型号ZL001 零件图号 共 8 页CK01Z表 2-16 工序 50 进给路线卡片- 34 -借用件登记 描 图付磊描校X下刀N150 N225旧底图总号抬刀编程原点起刀点走刀方向走刀线相交爬斜坡铰 孔行 切 7 8轨迹重叠 9 10底图总号签字付磊含 义 符 号 工序 号 50 毛坯尺寸 刀具 号 日 期 标 记 处 数 更 改 文件 号程序 起始段号 段号 结束段号150x36 T1付 磊 签 字
日 期日期走 刀号 1 2 3 4 5 6 所属工步 编 制 (日期 ) 审 核( 日期) 会 签 ( 日期)
标 记 处数更 改文 件 号付 磊 签 字安徽工程科技学院 数控加工走刀路线图产品名称 LJ09 零件名称 轴类零件 第 6 页产品型号ZL001 零件图号 共 8 页CK01Z表 2-17 工序 60 进给路线卡片- 35 -借用件登记 描 图付磊描校X下刀N230 N400旧底图总号抬刀编程原点起刀点走刀方向走刀线相交爬斜坡铰 孔行 切 7 8轨迹重叠 9 10底图总号签字付磊含 义 符 号 工序 号 60 毛坯尺寸 刀具 号 日 期 标 记 处 数 更 改 文件 号 付 磊 签 字程序 起始段号 段号 结束段号150x36 T1 日 期日期走 刀号 1 2 3 4 5 6 所属工步 编 制 (日期 ) 审 核( 日期) 会 签 ( 日期)
标 记 处数更 改文 件 号付 磊 签 字安徽工程科技学院 数控加工走刀路线图产品名称 LJ09 零件名称 轴类零件 第 7 页产品型号ZL001零件图号CK01 共 8 页Z表 2-18 工序 70 进给路线卡片- 36 -借用件登记 描 图付磊描校X下刀N405 N410旧底图总号抬刀编程原点起刀点走刀方向走刀线相交爬斜坡铰 孔行 切 7 8轨迹重叠 9 10底图总号签字付磊含 义 符 号 工序 号 70 毛坯尺寸 刀具 号 日 期 标 记 处 数 更 改 文件 号程序 起始段号 段号 结束段号150x36 T1付 磊 签 字
日 期日期走 刀号 1 2 3 4 5 6 所属工步 编 制 (日期 ) 审 核( 日期) 会 签 ( 日期)
标 记 处数更 改文 件 号付 磊 签 字表 2-19 工序 80 进给路线卡片- 37 -安徽工程科技学院 数控加工走刀路线图产品名称 LJ09 零件名称 轴类零件产品型号 第 8 页ZL001零件图号CK01 共 8 页Z- 38 -借用件登记 描 图付磊描校X下刀N415 N460旧底图总号抬刀编程原点起刀点走刀方向走刀线相交爬斜坡铰 孔行 切 7 8轨迹重叠 9 10底图总号签字付磊含 义 符 号 工序 号 80 毛坯尺寸 刀具 号付 磊 签 字
日 期 标 记 处 数 更 改 文件 号程序 起始段号 段号 结束段号150x36 T1付 磊 签 字
日 期日期走 刀号 1 2 3 4 5 6 所属工步 编 制 (日期 ) 审 核( 日期) 会 签 ( 日期)
标 记 处数更 改文 件 号7.5 数控加工刀具卡片 刀具卡片（见表 2.5）是组装刀具和调整刀具的依据，主要包括刀具编号、刀具结 构、尾柄规格、组合件名称代号、刀片型号和材料等信息。数控加工前，一般要依据刀 具卡片在机外对刀仪上预先调整刀具直径和长度。- 39 -安徽工程科技学院 数 控 加 工 刀 具 卡 片零件名称 轴类零件零件图号 CK01共 4 页刀柄表 2-20 数控加工刀具卡片一- 40 -第 1 页 外圆左偏车刀 T1 35°刀尖 VBMTmm 1 1 Lat he 01 SINUMERIK(K6132) 刀具名称 刀具编号 刀片规格 刀片编号 刀柄规格 每坯件数 每台件数 设备编号 设备名称 夹具编号 夹具名称 换刀方式 刀片签 字 付磊日 付磊 签 字期1 三爪卡盘 自动 编 制(日期) 审 核( 日期) 会 签(日期)付磊 签 字
日 期标记 处数 更改 文件号 日 期 标记 处数 更改文件号安徽工程科技学院 数 控 加 工 刀 具 卡 片零件名称 刀具名称刀柄零件图号 CK01 轴类零件 刀具编号 刀片规格 刀片编号 刀柄规格 每坯件数 每台件数 外圆右偏车刀 T2 35 °刀尖 VBMTmm 1 1 设备编号 设备名称 夹具编号 夹具名称 换刀方式 Lat he 01 SINUMERIK(K6132) 1 三爪卡盘 自动共 4 页 第 2 页表 2-21 数控加工刀具卡片二- 41 -刀片签字付磊 付磊 签 字 日 期 标 记 处 数 20 09. 6. 1 更 改 文 件 号 付磊 签 字 20 09. 6.1 日 期日期编 制 ( 日期) 审 核 ( 日期 ) 会 签 (日期 )
标 记 处 数更 改 文 件 号安徽工程科技学院 数控加工刀具卡片零件名称 轴类零件零件图号 CK01共 4 页刀柄表 2-22 数控加工刀具卡片三- 42 -刀片签 字 付磊第 3 页 刀具名称 方头切槽刀片 刀具编号 T3 刀片规格 刀宽3mm，刀尖半径0.2mm 刀片编号 刀柄规格 20mm 每坯件数 1 每台件数 1 设备编号 Lat he 01 设备名称 SINUMERIK(K6132) 夹具编号 1 夹具名称 三爪卡盘 换刀方式 自动 编 制(日期) 审 核( 日期) 会 签(日期)付磊 签 字
日 期日 付磊 签 字期标记 处数 更改 文件号 日 期 标记 处数 更改文件号安徽工程科技学院 数 控加 工刀 具卡片零件名称 轴类零件 刀具名称零件图号CK01共 4 页 第 4 页 方头切槽刀片刀柄表 2-23 数控加工刀具卡片四- 43 -刀具编号 T4 刀片规格 刀宽3mm，刀尖半径0.2mm 刀片编号 刀柄规格 20mm 每坯件数 1 每台件数 1 La the 01 SINUMERIK(K6132)刀片签字付磊日 付磊 签 字期1 三爪卡盘 自动 编 制(日期) 审 核( 日期) 会 签(日期)付 磊 签 字
日 期设备编号 设备名称 夹具编号 夹具名称 换刀方式标记 处数 更改 文件号 日 期 标记 处数 更改文 件号7.6 数控加工程序单 数控加工程序单是编程员根据工艺分析情况，经过数值计算，按照机床指令代码编 制的用于控制机床加工运动的程序代码；它是记录数控加工工艺过程、工艺参数、位移 数据的清单。数控加工程序单编制完成后，可通过 DNC 或手工从面板输入到数控装置 里，运行此程序即可控制机床自动运行，加工出所要求的零件。表 2-20 CK01 主程序 %_N_A1_MPF; $PATH=/_N_MPF_DIR N10 G90 G95 N15 S600 M03 N20 T1D1 M08 N25 G00 X80 Z100 N30 G00 X38 Z0 N35 G01 X0 Z0 F0.2 N40 G00 X34 Z2 N45 S800 N50 _CNAME=&L1& R105=1 R106=0.5 R108=1.5 R109=0 R110=2 R111=0.2 LCYC95 N55 G00 X80 Z100 N60 S X4.5 Z2 N70 G01 Z0 F0.1 N75 G03 X20 Z-7.75 CR=10.25 N80 G01 X20 Z-18 N85 G01 X24 N90 G00 Z2 N95 S.04 N100 G00 X0 Z2 N105 G01 Z0 N110 G03 X20 Z-10 CR=10 N115 G01 Z-18 N120 G01 X24 N125 G00 X80 Z100 N130 T3D1 N135 S300 M03 F0.1 程序名 绝对值编程，每转进给 转速 800r/min 一号刀，切削液开 回换刀点 快进 车断面，进给量 0.2mm/r 快退 转速 800r/min 轮廓循环子程序定义 加工方式：纵向、外部、粗加工 精加工余量 0.5mm（半径值） 粗加工背吃刀量（半径值） 粗加工切入角 0° 粗加工横向退刀量 2mm2 精加工进给率 0.2mm/r 调用轮廓循环 回换刀点 转速 1000r/min 快进 工进 半精车 R10.25mm 圆弧 半精车外圆 工退 快退 转速 1000r/min 快进 工进 精车 R10mm 圆弧 精车外圆 工退 回换刀点 换 3 号刀 转速 300r/min,主轴正转- 44 -N140 G00 X25 Z-31.34 R100=24 R101=-31.34 R105=5 R106=0.1 R107=3 R108=1 R114=3.34 R115=2 R116=0 R117=0 R118=0 R119=0 LCYC93 N145 G00 X30 N150 G00 X80 Z100 N155 S.08 N160 T1D1 N165 G00 X25 Z-31 N170 G01 X20 N175 G01 Z-31.75 N180 G03 X30 Z-35.4 CR=5.25 N185 G01 X30 Z-42 N190 G00 Z-31 N195 G00 X21 N200 S.05 N205 G01 X20 N210 G01 Z-32 N215 G03 X30 Z-37 N220 G01 X30 Z-39 N225 G00 X80 Z100 N230 T2D1 S800 N235 G00 X38 Z-47.59 N240 G01 X36 N245 G01 X31.94 Z-44.56 N250 G01 X37 N255 G00 X38 Z-50.29 N260 G01 X36 N265 G01 X28.34 Z-44.56 N270 G03 X30 Z-43 CR=1 N275 G01 X38 Z-43 N280 G00 X38 Z-53 CR=5快进 切槽起始点直径 24mm（x 方向） 切槽起始点 Z 坐标-31.34 切槽方式：纵向、外部、从右向左 精加工余量 0.1mm（半径值） 切槽刀宽 3mm 每次切入深度 1mm（半径值） 槽宽 3.34mm 槽深 2mm（半径值） 切槽斜角 0° 槽沿倒角 0° 槽底倒角 0° 槽底停留时间 0 调用切槽循环 快退 回换刀点 转速 1000r/min，主轴正转 换 1 号刀 快进 工进 工进 半精车 R5 圆弧 半精车外圆 快退 快进 主轴转速 1000r/min，主轴正转 工进 工进 精车 R5 圆弧 精车圆弧 回换刀点 换 2 号刀，主轴转速 800r/min 快进 工进 粗车锥面 工退 快退 工进 粗车锥面 粗车凹圆弧 工退 快进- 45 -N285 G01 X36 N290 G01 X25.84 Z-46.22 N295 G03 X30 Z-41.5 CR=2.5 N300 G01 X38 N305 G00 X38 Z-55.69 N310 G01 X36 N315 G01 X23.34 Z-46.22 N320 G03 X30 Z-40 CR=4 N325 G01 X38 N330 G00 X80 Z100 N335 T1D1 S G00 Z-43.8 N345 G00 X30 N350 G01 X30 Z-64 N355 G01 X38 N360 G00 X80 Z100 N365 T2D1 S Z-53 N375 G00 X31 Z-53 N380 G01 X30 N385 G01 X21.68 Z-46.78 N390 G03 X30 Z-40 CR=5 N395 G01 Z-38 N400 G00 X80 Z100 N405 T4D1 N410 S300 M03 R100=24 R101=-18 R102=24 R103=-28 R104=2 R105=1 R106=0.1 R109=1 R110=1 R111=1.083 R112=0 R113=6 R114=2 LCYC97 N415 G00 X80 Z100 N420 T3 S800 M03工进 粗车锥面 粗车凹圆弧 工退 快进 工进 粗车锥面 粗车凹圆弧 工退 回换刀点 换 1 号刀，主轴转速 1000r/min 快进 快进 半精车外圆 工退 回换刀点 换 2 号刀 快进 快进 工进 精车锥面 精车凹圆弧 工退 回换刀点 换 4 号刀 主轴转速 200r/min 螺纹起点直径 24mm 螺纹轴向起点 Z 坐标-18 螺纹终点直径 24mm 螺纹终点 Z 坐标-28 螺纹倒程 2mm 螺纹加工类型，外螺纹 螺纹精加工余量 0.1mm 空刀导入量 1mm 空刀导出量 1mm 螺纹牙深度 0.8mm（半径值） 螺纹起始点偏移 螺纹粗切削次数 螺纹线数 调用螺纹切削循环 回换刀点 换 3 号刀 主轴转速 800r/min- 46 -N425 G00 X38 Z-63 N430 G01 X26 F0.04 N435 G01 X30 Z-61 N445 G00 X37 N446 G00 Z-63 N447 G01 X24 F0.1 N448 G04 F3 N449 G01 X18 N450 G04 F3 N451 G01 X12 N452 G04 F3 N453 G01 X6 N454 G04 F3 N455 G01 X0 N456 G00 X30 N457 G00 X80 Z100 N460 M09 M05 M02快进 工进 车倒角 快进 快进 工进 暂停 3 秒 工进 暂停 3 秒 工进 暂停 3 秒 工进 暂停 3 秒 切断 快退 回换刀点 切削液关，程序结束，主轴停转 表 2-21 CK01 外轮廓循环子程序%_N_L1_MPF; $PATH=/_N_MPF_DIR N10 G01 X0 Z0 N30 X9.17 N40 G03 X22 Z-10 CR=11 N50 G01 X22 Z-18 N60 G01 X24 Z-18 N70 G01 R24 Z-31.34 N71 G03 X32 Z-37 CR=6 N100 G01 Z-63 N110 G01 X36 N120 RET- 47 -