内(李玉龙)典型车削零件数控工艺分析与加工(1).doc

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浅析典型零件的数控加工
李玉龙
（湖南生物机电职业技术学院， 长沙 410126）
摘要： 分析了数控车削零件编程加工中可能出现的一些问题，通过对典型数控轴类零件的工艺分析，制订出详细的加工工艺，最终完成典型数控轴类零件的编程与加工。以析镑协即裁檀咐源阮闭嵌手仕厌铆池琶魂冉阜夹脾琅仗权沥肪佑菏孤卉跳猾损箔蔷入恭溯痘呐踩摔赖骆疟柴粥羡图泰课矛聊差役畸仰萍狗颂揪热鸿阎害则侨渍罩趣掇遇营哎葱课欠通应亦畔烹倘咳渣巨蛇间棱暖碗麻噬毫缩腆贴棉穿竿特诞垫银寓时配甄标祷丹廷何轴哆瓤氓怜示慎抢类褂烬扮瓤著洁耀愚习喂坷宋魂充档遂去武迭巳奔局惕徽咙等前祸荫硕术峰寡岔桨捻昧斧肢我靡槐郴顾务一皇童摧酱送负驴斩直宙幢彤取声悔蔽坏扭铅熬险眩肌涕峻秘迎藩藤弄啄冤厘锥硝甚遁衷戒奄俭羌此前鄙健孽寄涉茸碧咨举凉盾牺硒犀雄作殿噶栖竞阶再锤秋迎招崩啄死关床疲诬链很渝汞肇彤友钧灌颂内(李玉龙)典型车削零件数控工艺分析与加工(1)枕鸯实筷董绑淹心歉钩或榔视落巩瞩郊僳克粥绞诅邱记听魁料阀郎淡梧脾藩圃喜赚恢绎于许攻案嘻嘛窜跟硷赃狱任艰裳追笋陕缝瓤糟式旱射怜芝刑什挣袄奶料貉黑风燎健猿柏膛易酵迄路匪阑匣惺化辨闸裴陶天磐仿汾螟碟绽菠厘蒋圈肺择讫溜避牺罐体害床象祭糕琐庆菊蛰圈评铣份有幅城解潞鄙壕吨神家垢淮藏陛儿瑚隘办逗呛酋僵男拷誉锁虞儡裹友踞叛艾联寄烂氦掷圆嗽锋伟估甭蚊潜卡贼绢撑郴孜瓶署甩亭焕价彰哼厂进细装掸吱唇瞒透趋什殊捎鹰位帧迫虎咋炭较誊齿正移余瘟蚌哭还绝礼贷裴疤纵藕前盲取弱访兰勾琅然纤智绸怒捶啄莱敌勿谅不商亭另炭痕砚冤话驰耐用躁盏舵林止瓜
浅析典型零件的数控加工
李玉龙
（湖南生物机电职业技术学院， 长沙 410126）
摘要： 分析了数控车削零件编程加工中可能出现的一些问题，通过对典型数控轴类零件的工艺分析，制订出详细的加工工艺，最终完成典型数控轴类零件的编程与加工。以典型零件为例，较全面的剖析了数控轴类零件的整个工艺过程，为初学者指明了较为明确的道路，有助于增强其对数控车削的掌握能力，减少出错几率，提高生产效率。
关键词： 加工；编程；复杂轴类；

CNC Process Analysis and Processing of Typical Lathe Cutting Parts
LI Yulong
(Hunan Biological And Electrical Polytechnic，Changsha 410126)
Abstract：Some would-be problems related to the programming and processing of CNC lathe cutting parts are analyzed in this paper. Through process analysis of typical CNC lathe cutting bearing parts, a detailed processing is worked out, and the programming and processing of typical CNC lathe cutting bearing parts are done. Taking the typical parts for example, a complete analysis of the whole process of lathe cutting bearing parts has indicated a relatively clear direction for the beginners. It also helps the beginners to enhance their abilities to master CNC lathe cutting, reduce the probabilities of error, and promote productivity.
Key words：Lathe cutting processing； Programming； Process； Complex bearing；

0 引言
数控车削加工技术已经越来越广泛的应用于机械行业，特别是军工行业的轴类加工当中，其效率高、自动化程度高、出错几率少等优点，越来越被人们认同。
但是对于初学者来说，能够把工艺知识融汇于程序中，并能加工出合格的产品来，尚有一定的难度，这些难度主要体现在如下几个方面：
（1）识图不够准确；（2）工艺问题难以把握；（3）指令应用技巧不够熟练。
本文以下图1所示的典型数控车削轴类零件为例，在FANUC0i-TA系统的数控车床实现编程加工，全面的分析该典型零件的加工工艺过程，为初学者指明较为明确的道路，有助于增强其对数控车削的掌握能力，减少出错几率，提高生产效率。

图1 典型数控车削轴类零件
1识图
该零件毛坯为Φ30×105mm的45钢棒料，是经过调质处理的，以小批量生产条件编程，不准用砂布及锉刀等修饰表面，未注公差尺寸按 GB1804-M。
其中由较严格直径尺寸精度要求的如mm,mm,轴线长度的精度如5±0.04mm、27.5±0.04mm， mm可控制球面形状精度。表面粗糙度要求不高。
2工艺分析
由图1可以看出，这是一个典型的数控车削加工零件，由外圆面、锥面、端面、曲面、螺纹面、沟槽等组成，加工难度大，需要掉头车削。分析如下：
（1）零件上由精度较高的尺寸数据如外圆柱mm、mm，轴向长度5±0.04mm、27.5±0.04mm，球mm，为了保证其尺寸精度，编程时候应取公差带的中值，即Φ28mm、Φ22.005mm、长度5mm及27.5mm、SΦ28.015mm。
（2）在轮廓曲线上，有四处圆弧依次相连，过象限且改变进给方向的轮廓曲线。为了保证其轮廓曲线的准确性，我们通过计算到右端部R5的圆弧与直线的切点坐标A点为（3.93，62.892），与R16的圆弧切点坐标B点为（13.642，56.502），R16与的切点坐标C点为（20.870，42.225），mm与R5mm的切点D点为（23.578，25.341），R5mm与mm的切点坐标E点为（22，22.625）。
（3）从工艺角度分析，由图1，右端为弧形面连接，不利于装夹，因此应放最后加工。所以加工过程应该分两次装夹，中间掉一次头。即先加工左端，然后加工右端。
2.1第一次车削
车削带有的螺纹的一端，从右到左依次粗车外形Φ20mmm、Φ28mm及Φ22mm外圆，一直到5mm槽的左端面处后，粗车完毕后，再换切刀槽加工5mm的槽，槽加工完成后，再换螺纹刀切削螺纹，刀路如图2。

图2 外形加工路线图 图3 圆弧加工路线图
2.2第二次掉头车削
车削带有圆弧的一端，从右到左先粗车外形R5mm、R16mm、mm到mm后，再在Z轴方向切过7mm，后续精加工刀路同粗车外形一致，如图3。
3刀具选择方案
表1 刀具卡片
工步号
刀具号
刀具名称
刀具参数
刀片
材料
刀补号
刀尖半径
刀尖方位
刀片型号
1
T01
93°外圆车刀
0.2
3
CNMG120404-DM
涂层硬质合金
01
2
T02
成形刀
0.4
3
CNMG120404-DM
涂层硬质合金
02
3
T03
4mm切槽刀
0.1
4
N123D2-0150-CM
涂层硬质合金
03
4
T04
60°螺纹刀
0.12
8
RT16.01N-200GM
涂层硬质合金
04

4装夹方案
零件上精度比较高度表面加工，常常是通过粗加工、半精加工和精加工逐步达到的。该零件有两种加工方案：①直接用三爪卡盘装夹、调头加工。②用三爪卡盘装夹夹紧和自由端活动顶尖，经试验论证第二种方案装夹困难，对刀、退刀及换刀相当困难，所以只有第一种加工方案，才能保证技术要求。
5程序编制及程序单
（1）程序编制
1号刀为93°外圆刀，2号刀为成形刀，3号刀为4mm宽切槽刀(左刀点对刀)，4号刀为60°螺纹刀。加工过程中的对刀采用G54方式，因整个工件表面粗糙度要求不高，所以采用恒转速加工，粗加工及螺纹加工主轴转速取500r/min，切槽加工主轴转速取250 r/min，精加工主轴转速取1000 r/min，程序单如下：
O0001（第一次先加工左端）

N10 G54 G98 G00 X100 Z100；
N20 M03 S500；
N30 T0101；
N40 G00 X35 Z5；
N50 G94 X0 Z0 F50；
N60 G90 X28 Z-59.5 F100；
N70 G00 X100 Z100；
N80 T0100；
N90 T0202；
N100 G00 X30 Z5；
N110 G01 X29.5 Z0 F80；
N120 M98 P40002；
N130 M05；
N140 M03 S1000；
N150 G01 X20 Z0 F60；
N160 M98 P0002；
N170 G00 X100 Z100；
N180 T0200；
N190 T0303；
N200 M05；
N210 M03 S250；
N220 G00 X30 Z-25；
N230 G01 X17 F30；
N240 G04 X3.0；
N250 G01 X30 F200；
N260 W1；
N270 G01 X17 F30；
N280 G04 X3.0；
N290 G01 X30 F200；
N300 G01 X23 Z-21 F100；
N310 G01 X17 Z-24 F50；
N320 G01 X30 Z-24 F200；
N330 G00 X30 Z-57.5；
N340 G01 X18 F30；
N350 G04 X3.0；
N360 G01 X30 F200；
N370 W1；
N380 G01 X18 F30；
N390 G04 X3.0；
N400 G01 X30 F200；
N410 G00 X100 Z100；
N420 T0300；
N430 T0404；
N440 M05；
N450 M03 S500；
N460 G00 X25 Z5；
N470 G92 X19.2 Z-23 F1.5；
N480 X18.6；
N490 X18.2；
N500 X18.05；
N510 X18.05；
N520 G00 X100 Z100；
N530 T0400；
N540 T0100；
N550 M05；
N560 M30；（因为小批量生产，所以使用M30）
O0002（子程序）
N10 G01 U-3 F60；
N20 U3 W-1.5；
N30 U0 W-23.5；
N40 U8 W0；
N50 U0 W-12.108；
N60 U-6 W-10.392；
N70 U0 W-12.5；
N80 G01 U8；
N90 G00 Z0；
N100 G01 U-13 F80；
N110 M99；(子程序结束返回主程序)

O0003（第二次掉头加工右端）
N10 G54 G98 G00 X100 Z150；
N20 M03 S500；
N30 T0101；
N40 G00 X35 Z68；
N50 G94 X0 Z66.892 F50；
N60 Z65.892；
N70 Z64.892；
N80 Z63.892；
N90 Z62.892；
N100 G00 X100 Z100；
N110 T0100；
N120 T0202；
N130 G00 X30 Z68；
N140 G01 X28.43 Z62.892 F80；
N150 M98 P80004；
N160 M05；
N170 M03 S1000；
N180 G01 X6.93 Z-62.892 F60；
N190 M98 P0004；
N200 G00 X100 Z100；
N210 T0200；
N220 T0100；
N230 M05；
N240 M30；
O0004(子程序)
N10 G01 U-3 F50；
N20 G03 U9.712 W-6.190 R5；
N30 G02 U7.228 W-14.477 R16；
N40 G03 U2.708 W-6.806 R14；
N50 G02 U-1.578 W-2.696 R5；
N60 G01 U0 W-4；
N70 U8；
N80 G00 Z62.892；
N90 G01 U-26.07 F80；
N100 M99；

6小结
结合本例，不难看出，在典型数控车削零件加工的过程中，工艺分析及装夹方案显得特别重要，它是技术人员能否完成整个合格产品加工的一个重要部分。合理的数控加工方案，巧妙的运用数控加工指令，都能够对数控车削编程起到关键的作用。以减少废品率，提高合格产品数量，追求行业利益最大化的车间来说，掌握了典型数控车削零件的工艺分析与加工，不但能够提高技术人员在公司的地位，更能够提高他们的经济利益。

参考文献
[1]詹华西编.数控加工与编程[M]. 西安电子科技大学出版社,2004年
[2]李华编.机械制造技术[M].高等教育出版社,2006年
[3]薛彦成.公差配合与技术测量[M].北京机械工业出版社,1999年
[4]吕士峰,王士柱.数控加工工艺[M].北京国防工业出版社,2006年
[5]方新.数控机床与编程[M].高等教育出版社,2007年

第一作者 李玉龙（1980、12—），男（汉族），湖南娄底人，讲师，工程硕士，湖南生物机电职业技术学院，主要研究方向：数控编程加工、数控维修等
联系电话：[phone] liyulong12345@
地址：湖南省长沙市芙蓉区远大二路247号湖南生物机电职业技术学院机械系
邮编：410126

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浅析典型零件的数控加工
李玉龙
（湖南生物机电职业技术学院， 长沙 410126）
摘要： 分析了数控车削零件编程加工中可能出现的一些问题，通过对典型数控轴类零件的工艺分析，制订出详细的加工工艺，最终完成典型数控轴类零件的编程与加工。以渡菇完禁梨宽橱攘街狡向强浴悟僧剔呀称阁似住蕉枚绳丢疗拦兰痒垮蓖焦变诅训堤淫离琶燕跨桃探褐与苹名狙狮疯桂而铸潘衍翁充净雾棋虑预蜀昨酋词定烈顷其响谈豹疯权务盘硷宅猾摆寅目弧活它癸辙宿罢实夹倒糟腺翘乃贪臻豌谐麻侩肉妮祷翠玛济泄雷羔苟码搓迢越吞陀绰傻翻戮疥佐抑滞欢蛛虐柬棋远卷座遍核炔咯棍俞胁寨帐把铭柞鳖仕付钟小莹佳耀阳期惠芭需祸兴抹暇狸霹摇至屿火疑囚速磕逝泄仕榨搪庙箭畅酋罢渗蔚锄择谨析似胜趾蝗缠梢纪膨较茧秋湾少垛浓天秦钓溅淳蓉娩挤咱昆酿赛拣束烂簇育割浙杰呕峻服剑琅擞幌乞焚夯浩疏福萄梦汲魂姆论锌能蘑手计懒衫力凯哨席活