数控加工综合零件及编程

国家职业资格全省（或市）统一鉴定

数控车工技师论文

国家职业资格2级

论文题目:

姓 身份证号： 所在省市： 所在单位：

- 0 -

数控加工综合零件及编程

摘 要

随着数控技术的发展，数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，它对国极民生的一些重要行业的发展起着越来越重要的作用。数控技术也在不断的发展更新，数控加工软件的更新迅速，CAD/CAM的应用是一项实践性很强的技术。如像UG,PRO/E,CAXA制造工程师等。数控技术师技术性极强的工种，所以这要求从业人员具有很高的机械加工工艺，数控编程知识和数控操作技能。 关键词：数控编程；CAD/CAM;数控加工

目录

第一章 前言 2

1.1 数控编程及其发展前景 3

第二章 程序编程

2.1编程方法 5

2.2编前言程步骤 6

第三章 工件的装夹

3.1定位基准的选择 7

3.2定位基准选择的原则 7

3.3确定零件的定位基准 7

3.4装夹方式的选择 7

3.5数控车床常用装夹方式 8

3.6确定合理的装夹方式 8

第四章 刀具及切削用量

4.1选择数控刀具的原则 9

4.2选择数控车削用刀具 9

4.3设置刀点和换刀点 9

4.4确定切削用量 9

- 1 -

数控加工综合零件及编程

第五章 毛坯的选择

5.1选择毛坯时的考虑因素 10

5.2毛坯种类的选择 10

5.3心轴毛坯的结构形状与外形尺寸的选择 10

第六章 零件加工

6.1 轴类零件加工的工艺分析 11

6.2编制工艺卡 23

第七章 设计总结 24

参考文献 25

前言

此次论文是针对盘形类零件的数控车床编程和加工工艺规程设计的。 盘形类零件是机械加工中常见的典型零件之一。它的应用范围很多: 支撑传动轴的各种形式的轴承；夹具上的导向套；汽缸套等。盘形类零件通常起支撑和导向作用。不同的盘形零件也有很多的相同点，如主要表面基本上都是圆柱型的，它们有较高的尺寸度，形状精度和表面粗糙度要求，而且有高的同轴度要求等诸多共同之处。 盘形类零件主要依靠数控车床来进行加工的，而现代制造业飞速发展,以数控机床为技术代表的新型制造技术几乎覆盖了普通机床,编程也已由手工编程发展到计算机编程,它是制造业进一步向智能化方面的过度，并已成为传统机械制造工业提升改造和实现自动化、柔性化、集成化生产的重要手段和标志。数控技术的发展是与现代计算机技术、电子 技术发展同步的，同时也是根据生产发展，有着重要地位。针对盘形类零件采用计算机编程不仅提高了生产效率还保证了加工质量，并且传统的手工编程十分烦琐而且容易出错。一般编程很难完成零件的加 - 2 -

数控加工综合零件及编程

工，所以我们采用了自动编程,从工件造型到计算机模拟加工,再到计算机处理,刀具的选择等等，都可以比较简单的完成，并且工件的质量也可以得到保证。盘形类零件加工工艺是数控加工盘形零件的基础。数控车床的使用的目的旨在加工出合格的零件,但是合格的盘形类零件的加工必须要依靠制定合理的加工工艺。数控加工工艺设计是对工件进行数控加工的前期工艺准备工作。数控加工工艺分析是编制数控程序

中最重要而又极其复杂的环节，也是数控加工工艺方案设计的核心工作面合理的数控加工工艺分析是提高盘形类零件数控编程质量保障。

第一章 数控编程的概况

第1节 数控编程及其发展前景

1.1 数控编程的基本概念

数控编程是把零件的工艺过程、工艺参数、机床的运动以及刀具位移量等信息用数控语言记录在程序单上，并经校核从零件图纸到获得数控加工程序的全过程。为了与数控系统的内部程序及自动编程用的零件源程序相区别，把从外部输入的直接用于加工的程序称为数控加工程序，它的主要任务是计算加工走刀中的刀位点，刀位点一般取为刀具轴线与刀具表面的交点。数控编程分为手工编程和自动编程。手工编程是从零件图样确定工艺路线，计算数值和编写零件加工程序单， - 3 -

数控加工综合零件及编程

制备控制介质到校验程序都由人工完成。对于形状简单零件的加工，计算比较简单，程序较短，采用手工编程可以完成，自动编程是编程人员根据工零件图纸要求，进行参数选择和设置，由计算机自动地进行数值计算，后置处理，编写出零件加工程序单，直至将加工程序通过直接通信的方式进入数控机床，控制机床进行加工。数控机床所使用的程序是按照一定的格式并以代码的形式编制的。编制程序时，应对图样规定的技术要求、零件的几何形状、尺寸精度要求等内容进行分析，确定加工方法和加工路线；进行数学计算，获得刀具轨迹数据；然后按数控机床规定的代码和程序格式，将被加工工件的尺寸、刀具运动中心轨迹、切削参数以及辅助功能（如换刀、主轴正反转、切削液开关等）信息编制成加工程序，并输入数控系统，由数控系统控制机床自动地进行加工。数控编程的概况和发展前景随着数控技术的发展，数控机床得到了广泛的应用。目前在数控加工中比较广泛的应用了手工编程，它是按照事先编制好的加工程序，根据加工程序自觉的对被加工零件进行加工，把零件的加工工艺路线，工艺参数，刀具轨迹，切削参数以及辅助功能，按照数控机床规定的指令代码及编写成的加工程序单，然后输入到数控机床中，从而控制机床完成对零件的加工，但这种手工编程只能加工一些简单的面。对于形状复杂的零件，特别是具有非圆曲线，列表曲线的零件，用手工编程相当困难，必须用自动编程完成.随着数控技术的发展，先进的数控系统不仅向用户编程提供了一般的准备功能和辅助功能，而且为编程提供了扩展数控功能的手段。数控编程大体经过了机器语言编程、高级语言编程、代 - 4 -

数控加工综合零件及编程

码格式编程和人机对话编程与动态仿真这样几个阶段目前，数控程编技术已经朝着智能化、集成化、网络化方向发展，并在成熟的CAD/CAM软件平台上进行了大量定制开发，构建了快捷的基于知识或特征的艺程编平台。实现了工艺、程编、仿真、机床、控制系统在CAD/CAM系统下的集成应用，可在工艺设计及程序编制的同时实现程序质量控制和加工结果的仿真，并且在智能编程技术方面实现基于特征的编程，大大提高了数控程编和加工效率。自动编程以CAD/CAM/CAPP作为信息支撑平台，为结合行业通用解决方案，融合企业新工艺方法、新的加工策略，快速、自动地完成刀具轨迹的生成。随着计算机及信息技术的高速发展数控工艺程编技术取得重要突破，制造过程的无纸化和可视化将成为可能

第二章 编程方法

由于编程时计算数值的工作相当繁琐，工作量大，容易出错，程序校验也较困难，用手工编程难以完成，因此要采用自动编程。所谓自动编程即程序编制工作的大部分或全部有计算机完成，可以有效解决复杂零件的加工问题，也是数控编程未来的发展趋势。同时，也要看到手工编程是自动编程的基础，自动编程中许多核心经验都来源于手工编程，二者相辅相成。

（二）、编程步骤

拿到一张零件图纸后，首先应对零件图纸分析，确定加工工艺过程，也即确定零件的加工方法（如采用的工夹具、装夹定位方法等），加 - 5 -

数控加工综合零件及编程

工路线（如进给路线、对刀点、换刀点等）及工艺参数（如进给速度、主轴转速、切削速度和切削深度等）。其次应进行数值计算。绝大部分数控系统都带有刀补功能，只需计算轮廓相邻几何元素的交点（或切点）的坐标值，得出各几何元素的起点终点和圆弧的圆心坐标值即可。最后，根据计算出的刀具运动轨迹坐标值和已确定的加工参数及辅助动作，结合数控系统规定使用的坐标指令代码和程序段格式，逐段编写零件加工程序单，并输入CNC装置的存储器中。

第三章 工件的装夹

3.1定位基准的选择

在制定零件加工的工艺规程时，正确的选择工件的定位的基准有着十分中的意义。定位基准选择的好坏，不仅影响零件加工的位置精度，而且对零件个表面的加工顺序也有很大的影响。合理的选择定位基准是保证零件加工精度的前提，还能简化加工工序，提高加工效率。

3.2定位基准选择的原则

1）基准重合原则。为了避免基准不重合误差，方便编程，应选用工序基准作为定位基准，尽量使用工序基准，定位基准、编程原点三者统一。

2）便于装夹的原则。所选的定位基准应能保证定位准确、可靠，定位夹紧简单、易操作，敞开性好，能够加工尽可能多的表面。

3）便于对刀的原则。批量加工时在工件坐标系已经确定的情况下，保证对刀的可能性和方便性。

3.3确定零件的定位基准

以左右端大端面为定位基准。

3.4装夹方式的选择

- 6 -

数控加工综合零件及编程

为了工件不至于在切削力的作用下发生位移，使其在加工过程始终保持正确的位置，需将工件压紧压牢。合理的选择加紧方式十分重要，工件的装夹不仅影响加工质量，而且对生产率，加工成本及操作安全都有直接影响。

3.5数控车床常用装夹方式

1）在三爪自定心卡盘上装夹。三爪自定心卡盘的三个爪是同步运动的，能自动定心，一般不需要找正。该卡盘装夹工件方便、省时，但夹紧力小，适用于装夹外形规则的中、小型工件。

2）在两顶尖之间装夹。对于尺寸较大或加工工序较多的轴类工件，为了保证每次装夹时的装夹精度，可用两顶尖。该装夹方式适用于多序加工或精加工。

3）用卡盘和顶尖装夹。当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。这种方式比较安全，能承受较大的切削力，安装刚性好，轴向定位基准，应用较广泛。

4）用心轴装夹。当装夹面为螺纹时再做个与之配合的螺纹进行装夹，叫心轴装夹。这种方式比较安全，能承受较大的切削力，安装刚性好，轴向定位基准。

3.6确定合理的装夹方式

装夹方法：先用三爪自定心卡盘夹住右端，加工左端达到工件精度要求；再工件调头，用三爪自定心卡盘夹住工件右端，在加工到工件精度要求。

第四章 刀具及切削用量

4.1选择数控刀具的原则

刀具寿命与切削用量有密切的关系。在制定切削用量时，应首先选择合理的刀具寿命，而合理的刀具寿命则应根据优化的目标而定。一般分最高生产率刀具寿命和最低成本刀具寿命两种，前者根据单件 - 7 -

数控加工综合零件及编程

工时最少的目标确定，后者根据工序成本最低的目标确定。

选择刀具寿命时可考虑如下几点根据道具复杂程度、制造和磨刀成本来选择。复杂和精度高的刀具寿命应选的比单刃刀具高些。对于机夹可转位刀具，由于换到时间短，为了充分发挥其切削性能，提高生产效率，刀具寿命可选的低些，一般取15-30min对于装刀、换刀和调刀比较复杂的多刀机床、组合机床与自动化加工刀具，刀具寿命应选的高些，尤其保证刀具可靠性。车间内某一工序的生产率限制了整个车间的生产率的提高时，该工序的刀具寿命要选的低些，当某工序单位时间内所分担到的全厂开支M较大时，刀具寿命也应选的低些。大件精加工时，为保证至少完成一次走刀，避免切削时中途换刀，刀具寿命应按零件精度和表面粗糙度来定。与普通机床加工方法相比，数控加工对刀具提出了更高的要求，不仅需要刚性好、精度高，而求要求尺寸稳定，耐用度高断和排性能同时要求安装和调整方便，这样来满足数控机床高效率的要求。数控机床上所选用的道具常采用适应高速切削的刀具材料（如高速钢、超细粒质硬质合金）并使用可转位刀片。

4.2选择数控车削用刀具

数控车削刀常用的一般分成型车刀、尖形车刀、圆弧形车刀三类。成型车刀也称样板车刀，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。数控车削加工中，常见的成型车刀有小半径圆弧车刀、非矩形车槽刀和螺纹刀等。在数控加工中，应尽量少用或不用成型车刀。尖形车刀是以直线形切削刃为特征的车刀。这类车刀的刀尖由直线型主副切削刃构成，如90度内外圆车刀、左右端面车刀、切槽（切断）车刀及刀尖倒棱很小的各种外圆和内孔车刀。尖形车刀几何参数（主要是几何角度）的选择方法与普通车削时基本相同，但应结合数控加工的特点（如加工路线、加工干涉等）进行全面考虑，并应兼顾刀尖本身的强度。

4.3设置刀点和换刀点

刀具究竟从什么位置开始移动到指定的位置呢？所以在程序执行的一开始，必须确定刀具在工件坐标系下开始运动的位置，这一位置即为程序执行时刀具相对与工件运动的起点，所以称程序起始点或 - 8 -

数控加工综合零件及编程

起刀点。此起始点一般通过对刀来确定，所以，该点又称对刀点。在编制程序时，要正确选择对刀点的位置。对刀点设置原则是：便于数值处理和简化程序编制。易于找正并在加工过程中便于检查，引起的加工误差小。对刀点可设置在加工零件上，也可以设置在夹具上或机床上，为了提高零件的加工精度，对刀点应尽量设置在零件的设计基准或工艺基准上。实际操作机床时，可以通过手工对刀操作把刀具的刀位点放到对刀点上，即“刀位点”与“对刀点”的重合，所谓“刀位点”是指刀具定位基准点，车刀的刀位点为刀尖或刀尖圆弧中心。用手动对到操作，对刀精度较低，且效率低。而有些工厂采用光学对刀镜、对刀仪、自动对刀装置等，以减少对刀时间，提高对刀精度。加工过程中需要换刀时，应规定换刀点。所谓“换刀点”时指刀架转动换刀时的位置，换刀点应设在工件或夹具的外部，以换刀时不碰工件及其他部件为准。

4.4确定切削用量

数控编程时，编程人员必须确定每道工序的切削用量，并以指令的形式写入程序中。切削用量包括主轴转速、背吃刀量及进给速度等。对于不同的加工方法，需要选用不同的切削用量。切削用量的选择原则是：保证零件加工精度和表面粗糙度，充分发挥刀具切削性能，保证合理的刀具耐用度，并充分发挥机床的性能，最大限度提高生产率，降低成本

- 9 -

数控加工综合零件及编程

第五章 毛坯的选择

5.1选择毛坯时的考虑因素

1）零件加工的工艺性能及心轴加工对材料组织和性能的要求；

2)零件的结构形状与外形尺寸；

3)零件的生产纲领；

4)现有加工生产条件。

5.2毛坯种类的选择

毛坯的种类分为四种，铸件、锻件、焊接件和型材。上述零件为形状简单，精度要求高，加工余量小，并且为单件小批生产、生产周期短的小型零件。综合考虑，应选择型材作为加工零件的毛坯。

- 10 -

数控加工综合零件及编程

5.3心轴毛坯的结构形状与外形尺寸的选择

为了尽量减少零件的机械加工切除量、劳动量和生产费用，节约能源与金属材料，我们可以选择一种与该心轴零件的外形尺寸相接近的毛坯，从上面的零件图中我们可以看出，零件件一可以选择Ф50的圆钢做毛坯。件二可以选择Ф45的圆钢做毛坯。毛坯长度总尺寸为165mm。

第六章 零件加工

6.1 轴类零件加工的工艺分析

（1）技术要求 轴类零件的技术要求主要是支承轴颈的径向尺寸精度和形位精度，轴向一般要求不高。轴颈的直径公差的等级通常为IT6-IT8，几何形状精度主要是圆度和圆柱度，一般要求是限制在 - 11 -

数控加工综合零件及编程

直径公差范围之内。相互位置精度主要是同轴度和圆跳动；保证配合轴颈对于支承轴颈的同轴度，是轴类零件位置精度的普遍要求之一。图为特殊零件，径向和轴向公差和表面粗糙度要求较高。

（2） 定位基准的选择 轴类零件外圆表面、内孔、螺纹等表面的同轴度，以及端面对轴中心线的垂直度是其相互位置精度的主要项目，而这些表面的设计的设计基准一般都是轴中心线。用两中心孔定位符合基准重合原则，并且能够最大限度的在一次装夹中加工出多个外圆表面和端面，因此常用中心孔作为轴加工的定位基准。

当不能采用中心孔时或粗加工是为了工作装夹刚性，可采用轴的外圆表面作定位基准，或是以外圆表面和中心孔共同作为定位基准，能承受较大的切削力，但重复定位精度并不太高。

数控车削时，为了能用同一程序重复加工和工件调头加工轴向尺寸的精确性，或为了端面余量均匀，工件轴向需要定位。采用中心孔定位时，中心孔尺寸及两端中心孔间的距离要保持一致。以外圆定位时，则应采用三爪自定心卡盘反爪装夹或采用限未支承，以工件端面或台阶面或台阶面儿作为轴向定位基准。

（3） 轴类零件预备加工 车削之前常需要根据情况安排预备加工，内容通常有：直—毛坯出厂时或在运输、保管过程中，或热处理时常会发生弯曲变形。过量弯曲变形会造成加工余量不足或装夹不可靠。因此在车削前需增加校直工序。

切断—用棒料切得所需长度的坯料。切断可在弓形锯床、圆盘锯床和带锯上进行，也可以在普通车床上切断或在冲床上涌冲模冲切。

（4） 热处理工序 铸、锻件毛坯在粗车前应根据材质和技术要求正火或退火处理，以消除应力，改善组织和切削性能。性能要求较高的毛坯在粗加工后、精加工前应安排调质处理，一提高零件的综合机械性能；对于硬度和耐磨性要求不高的零件，调质也常作为最终热处理。相对运动的表面需在精加工前或后进行表面淬火处理或进行化学热处理，以提高耐磨性。

（5） 加工工序划分一般可按下类方法进行：

1)刀具集中分序法 就是按所用刀具划分工序，用同一把刀具加工完零件上所有可以完成部位。再用第二把刀、第三把完成他们可 - 12 -

数控加工综合零件及编程

以完成的其他部位。这样可以减少换刀次数，压缩空程时间，减少不必要的定位误差。

2)以加工部位分序法 对于加工类容很多的零件，可按其结构特点将加工部分分成几个部分，如内形、外形、曲面或平面等。一般先加工平面、定位面，后加工孔；先加工简单几何形状，在加工复杂的几何形状；先加工精度较低的部位，再加工精度较高的部位。

3)以粗、精加工分序法 对于易发生加工变形的零件，由于粗加工后可能发生的变形而需要进行校形，故一般来说凡要进行粗、精加工的都要将工序分开。综上所述，在划分工序时，一定要视零件的结构和工艺性，机床的功能，零件数控加工内容的多少，安装次数及本单位生产组织状况灵活掌握。另建议采用工序集中的原则还是采用工序分散的原则，要根据实际情况来确定，但一定力求合理。

（6）在加工时，加工顺序的安排应根据零件的结构和毛坯状况，以及定位夹紧的需要来考虑，重点是零件的刚性不被破坏。顺序一般应按下列原则进行：

1）上道工序的加工不能影响下道工序的定位于加紧，中间穿插有通用机床加工工序的也要综合考虑。

2）先进行内形、内腔加工工序，后进行外形加工工序。

3)以相同定位、夹紧方式或同一把刀加工的工序最好连接进行，以减少重复定位次数，换刀次数与挪动压板次数。

4)在同一次安装中进行的多道工序，应先安排对工件刚性破坏小的工序。

在数控床上粗车、半精车分别用一个加工程序控制。工件调头装夹由程序中的M00或M01指令控制程序暂停，装夹后按“循环启动”继续加工。

（7）走刀路线和对刀点的选择 走刀路线包括切削加工轨迹，刀具运动切削起始点，刀具切入，切出并返回切削起始点或对刀点等非切削空行程轨迹。由于半精加工和精加工的走刀路线是沿其零件轮廓顺序进行的，所以确定走刀路线主要在于规划好粗加工及空行程的走刀 - 13 -

数控加工综合零件及编程

路线。合理的确定对刀点，对刀点可以设在被加工零件上，但注意对刀点必须是基准位或已加工精加工过的部位，有时在第一道工序后对刀点被加工损坏，会导致第二道工序和之后的对刀点无从查找，因此在第一道工序对刀时注意要在与定位基准有相对固定尺寸关系的地方设立一个相对对刀位置，这样可以根据他们之间的相对位置关系找

回原对刀点。这个相对对刀位置通常设在机床工作台或夹具上。

（9）梯形螺纹的工艺分析与编程加工处理

梯形螺纹是应用很广泛的、传动螺纹，例如车床上的长丝杠和中、小滑板的丝杠等都是梯形螺纹，它们的工作长度较长，使用精度要求较高，因此车削比较困难。

1）梯形螺纹的尺寸计算

梯形螺纹标记 梯形螺纹标记由螺纹代号、公差带代号及旋合长度代号组成，彼此用“—”分开。根据国标(GB796—86)规定，梯形 - 14 -

数控加工综合零件及编程

螺纹代号由螺纹种类代号Tr和螺纹“公称直径×导程”来表示。由于标准对内螺纹小径D，和外螺纹大径只规定了一种公差带(4H、4h)，规定外螺纹小径d3的公差位置永远为h的基本偏差为零。公差等级与中径公差等级数相同，而对内螺纹大径D4，标准只规定下偏差(即基本偏差)为零，而对上偏差不作规定，因此梯形螺纹仅标记中径公差带，并代表梯形螺纹公差带(由表示公差带等级的数字及表示公差带位置的字母组成)。

梯形螺纹 梯形螺纹的尺寸计算梯形螺纹的代号用字母“TR”及公称直径×螺距表示，单位均为mm，左旋螺纹需在尺寸规格之后加注“LH”，右旋则不用标注。国家规定，公制梯形螺纹的牙型角为30°，梯形螺纹牙形大径d d = 36mm大径d

D 大径d = 36mm

中径d 2 d 2 = d-0.5p = 36-0.5×6 = 33mm

牙高h 3 h 3=0.5p + ac = 0.5×6+0.5 = 3.5mm

小径d 3 d 3 =d-2 h3 = 36-2×3.5 = 29mm

牙顶宽f f = 0.366p = 0.366×6 = 2.196mm

牙槽底宽w w=0.366p-0.536ac=0.366××0.5 =1.928mm

2）梯形螺纹车刀及刃磨

梯形外螺纹车刀

车梯形外螺纹时，径向切削力较大,为了减少切削力，螺纹车刀也应分为粗车刀和精车刀两种。

高速钢梯形螺纹粗车刀。为了左右切削并留精车余量，刀尖角应小于牙型角，刀尖宽度应小于牙型槽底宽W。

高速钢梯形螺纹精车刀。车刀的径向前角为0°，两侧切削刃之间的夹角等于牙型角。为了保证两侧切削刃切削顺利，在两侧都磨有较大前角(r=10°～16°)的卷屑槽，但车削时，车刀的前端不能参加切削，只能精车牙侧。

梯形螺纹升角对车刀工作角度的影响

车螺纹时，因受螺旋线的影响，则车刀工作时的前角和后角与刃磨前角(静止前角)和刃磨后角(静止后角)的数值不同。由于三角形螺纹升角较小，受其影响不大。但在车削梯形螺纹、矩形螺纹时，由于 - 15 -

数控加工综合零件及编程

其螺纹升角较大，其影响则不可忽略。因此，在刃磨梯形螺纹车刀时，必须考虑这个影响。

在刃磨与走刀方向同侧的后角时应为(3°～5°)+10，而在刃磨与背离走刀方向同侧后角时应为(3°～5°)。

车刀两侧前角的变化

将车刀两侧切削刃组成的平面垂直于螺旋线装夹，使左侧刃的工作前角和右侧刃的工作前角均为0°（适用于粗车)；或在前刀面上沿两侧切削刃磨出较大前角的卷屑槽，使切削顺利并利于排屑。 梯形螺纹车刀刃磨要求

梯形螺纹车刀刃磨的主要参数是螺纹的牙型角和牙底槽宽度。

1)刃磨两刃两夹角时，应随时目测和样板校对。

2)磨有径向前角的两刃夹角时，应用特制厚样板进行修正。

3)切削刃要光滑、平直、无裂口，两侧切削刃必须对称，刀体不歪斜。

4)用油石研去各刀刃的毛刺。

梯形螺纹车刀刃磨步骤

1)粗磨刀刃两侧后面(刀尖角初步形成)。

2)粗、精磨前刀面或径向前角。

3)精磨刀刃两侧后面时(走刀方向后角应大于背离走刀方向后角)，刀尖角用样板修正。

4)修正刀尖后角时，应注意刀尖横刃宽度应小于槽底宽度。

3)车刀的安装

1)车刀安装方式 根据梯形螺纹的车削特点，车刀一般为轴向装刀和法向装刀两种。轴向装刀是使车刀前刀面与工件轴线重合。其优点是车出的螺纹直线度好。法向装刀是使车刀前刀面在纵向进给方向对基面倾斜一个螺纹升角，即使前刀面在纵向进给方向垂直于螺旋线的切线。其优点是左右切削刃工作前角相等，改善了切削条件，使排屑顺畅，但螺纹牙型不成直线而是双曲线)。所以，粗车梯形螺纹(尤其是当螺旋升角大时)，采用法向装刀；精车梯形螺纹，则采用轴向装刀。这样既能顺利地进行粗车，又能保证精车后螺纹牙型的准确性。

2)车刀安装高度 安装梯形螺纹车刀时，应使刀尖对准工件回转 - 16 -

数控加工综合零件及编程

中心，以防止牙型角的变化。采用弹簧刀排时，其刀尖应略高于工件回转中心0.2mm左右，以补偿刀排弹性变形量。为了保证梯形螺纹车刀两刃夹角中线垂直于工件轴线，当梯形螺纹车刀在基面内安装时，可用螺纹样板进行校正对刀。

梯形外螺纹的测量

1)大径测量 测量螺纹大径时，一般可用游标卡尺、千分尺等量具。

2)底径尺寸的控制 一般由中滑板刻度盘控制牙型高度，而间接保证底径尺寸。

3)中径尺寸控制

①三针测量法 它是一种比较精密的测量方法，适用于测量精度要求较高、螺旋升角小于4°的三角形螺纹、梯形螺纹和蜗杆的中径尺寸。测量时，把三根直径相等并在一定尺寸范围内的量针放在螺纹相对两面的螺旋槽中，再用千分尺量出两面量针顶点之间的距离M。然后根据M值换算出螺纹中径的实际尺寸。

②量针的选择 三针测量的量针直径(dD)不能太大，d1为蜗杆分度

圆直径(mm)，mX为轴向模数。否则测量针的横截面与螺纹牙侧不相切，

无法量得中径的实际尺寸。也不能太小，不然测量针陷入牙槽中，其顶点低于螺纹牙顶而无法测量。最佳量针直径是指量针横截面与螺纹中径处于牙侧相切时的量针直径。量针直径的最大值、最佳值和最小值可在表中查出。选用量针时，应尽量接近最佳值，以便获得较高的测量精度。

用三针测量Tr36×6—7e梯形螺纹中径

量针直径：dD=0.51818×6=3.1mm

螺纹中径：d2=d－0.56－0.5=33mm

查表得中径尺寸允许偏差为：

测量读数值：M=d2+4.864 dD－1.866P=33+4.846×3.1－1.866×6

=33+15.08－11.2=36.882mm

根据中径允许的极限偏差，千分尺测量的读数值M应为36.409~36.764mm。

（10）端面槽的工艺分析与编程加工处理

- 17 -

数控加工综合零件及编程

车端面直槽

在端面上车直槽时，端面直槽车刀的几何形状是外圃车刃与内孔车刀的综合，其中刀尖处的副后刀面的圆弧半径及必须小于端面直槽的大圆弧半径，以防左副后刀面与工件端面槽孔壁相碰。安装端面直槽车刀时，注意使其主切削刃垂直于工件铀线，以保证车出直槽底面与工件轴线垂直。

封闭切削循环(G73) 所谓封闭切削循环就是按照一定的切削形状逐渐地接近最终形状。这种方式对于铸造或锻造毛坯的切削是一种效率很高的方法。G73循环方式。

编程格式

G73 U(i) W(k) R(d)

G73 P(ns) Q(nf) U(Au) W(△u) F(f) S(s) T(t) 式中 i—X轴上总退刀量(半径值)；

k—Z轴上的总退刀量；

d—重复加工次数。

用G73时，与G71、G72一样，只有G73程序段中的F、S、T有效。 复合螺纹切削循环(G76) 用G76时一段指令就可以完成复合螺纹切削循环加工程序。

编程格式 G76 P(m)(r)(a) Q(△dmin) R(d)

G76 X(U) Z(W) R(i) P(k) Q(△d) F(f) 式中m—精加工最终重复次数(1～99)；

r—倒角量；

a—刀尖的角度，可以选择80°，60°，55°，30°，29°，0°六种，其角度数值用2位数指定；

m、r、a可用地址一次指定，如m=2,r=1.2，a=60°时可写成:P02

1．2 60；

△dmin—最小切入量；

d—精加工余量；

X(U)，Z(W)—终点坐标；

I—螺纹部分半径差(i＝0时为圆柱螺纹)；

K—螺牙的高度(用半径值指令X轴方向的距离)；

- 18 -

数控加工综合零件及编程

△d—第一次的切入量(用半径值指定)。

F—螺纹的导程(与G32螺纹切削时相同)。

在梯形螺纹的实际加工中，由于刀尖宽度并不等于槽底宽，因此通过一次G76循环切削无法正确控制螺纹中径等各项尺寸。为此可采用刀具Z向偏置后再次进行G76循环加工来解决以上问题。（也就是说用若干个G76来实现普通车床的分层切削法）

各锐边倒钝

。

机械加工工艺过程卡

- 19 -

数控加工综合零件及编程

- 20 -

数控加工综合零件及编程

6.3 编程参考件1：

N0010 M06 T0101 N0020 M3 S500 N0030 G00 X52 Z5 N0040 G73 U14 W0 R14

N0050 G73 P(N0060) Q(N0110) U0 W0 F0.2 S500

N0060 G00 X22 Z0 N0070 GO1 W-20 F0.2 S500 N0080 G01 X34 N0090 G01 Z-30 N0100 G01 X44 Z-33 N0110 G01 Z-90 N0130 G00 X80 Z80 N0140 M03 S500 N0120 G00 X45 N0150 G00 X25 Z5 N0160 G01 X19 F0.1 N0170 G01 Z0 N0180 G01 X20 Z-1 N0190 G01 Z-20 N0200 G01 X31

- 21 -

N0210 G01 X32 Z-21 N0220 G01 Z-30

N0230 N0010 G01 X42 Z-33 N0240 G01 Z-90 N0250 G01 X45 N0260 G00 X80 Z80 N0270 M03 S200 N0280 N0010 M06 T0202 N0290 G00 X50 Z-75 N0300 G01 Z-79.4 F0.1 N0310 G01 X32 N0320 G00 X43 N0330 G01 Z-83 N0340 G01 X32 N0350 G00 X43 N0360 G01 Z-87 N0370 G01 X32 N0380 G00 X55 N0390 G01 Z-90 N0400 G01 X32 N0410 G00 X55 N0420 G01 Z-78.4

数控加工综合零件及编程

N0430 G01 X42 N0440 G01 X39 Z-79.4 N0450 G00 X43 N0460 G01 Z-77.4 N0470 G01 X42 N0480 G01 X35 Z-79.4 N0490 G00 X43 N0500 G01 Z-76.4 N0510 G01 X42 N0520 G01 X32 Z-79.4 N0530 G01 Z-90 N0540 G00 X55 N0550 G00 X80 Z80 N0560 M03 S50 N0570 M06 T0303 N0580 G00 Z-28 N0590 G00 X43

N0600 G76 P010030 Q200 R0.1

N0610 G76 X39 Z-80 R0 P1500 Q200 F6 N0620 G00 X50 N0630 G00 Z-29 N0640 G00 X42

N0650 G76 P010030 Q200 R0.1

N0660 G76 X39 Z-80 R0 P1500 Q200 F6 N0670 G00 X50 N0680 G00 Z-28.5 N0690 G00 X43

N0700 G76 P010030 Q200 R0.1

N0710 G76 X37 Z-80 R0 P2500 Q200 F6 N0720 G00 X50 N0730 G00 Z-29 N0740 G00 X43

N0750 G76 P010030 Q200 R0.1 N0760 G76 X37 Z-80 R0P2500 Q200 F6 N0770 G00 X50

N0780 G00 X43

N0790 G76 P010030 Q200 R0.1

N0800 G76 X37 Z-80 R0 P2500 Q200 F6 N0810 G00 X50 N0820 G00 Z-28.4 N0830 G00 X43

N0840 G76 P010030 Q200 R0.1

N0850 G76 X35 Z-80 R0 P3500 Q200 F6 N0860 G00 X50 N0870 G00 Z50 N0880 M05 N0890 M30 调头：

N0010 G00 X80 Z80 N0020 M03 S60 N0030 M06 T0404 N0040 G00 X45 Z5 N0050 G01 X25 F2 N0060 G01 Z-5 F0.05 N0070 G01 Z2 F2 N0080 G01 X27.6 F2 N0090 G01 Z-5 F0.05 N0100 G01 X25 N0110 G01 Z2 F2 N0120 G00 X80 Z80 N0130 M05 N0140 M30 件2：

N0010 G00 X80 Z80 N0020 M03 S500 N0030 M06 T0101 N0040 G00 X52 Z5 N0050 G01 Z0 F4 N0060 G01 X16 F0.1

- 22 -

数控加工综合零件及编程

N0070 G00 Z5 N0080 G00 X50 N0090 G01 Z-31 F0.1 N0100 G00 X52 N0110 G00 Z1 N0120 G00 X48 N0130 G01 Z-31 N0140 G00 X50 N0150 G00 Z1 N0160 G00 X46 N0170 G01 Z-31 N0180 G00 X48 N0190 G00 Z1 N0200 G00 X44 N0210 G01 Z-31 N0220 G00 X46 N0230 G00 Z1 N0240 G00 X43 N0250 G01 Z-31 N0260 G00 X80 Z80 N0270 M03 S400 N0280 M06 T0404 N0290 G00 X18 Z2 N0300 G01 X20 F0.1 N0310 G01 Z-3 N0320 G01 X18 N0330 G00 Z50 N0340 G00X50 N0350 M03 S500 N0360 M06 T0101 N0370 G00 X45 N0380 G00 Z1 N0390 G01 X41 F2 N0400 G01 Z0 F0.1 N0410 G01 X42 Z-1

N0420 G01 Z-30 N0430 G00 X80 Z80 N0440 M03 S200 N0450 M06 T0202 N0460 G00 X44 Z-30 N0470 G01 X18 F0.1 N0480 G00 X80 Z80 N0490 M05 N0500 M30 调头：

N0010 G00 X80 Z80 N0020 M05 S500 N0030 M06 T0101 N0040 G00 X50 Z1 N0050 G01 X44 F0.1 N0060 G01 Z-4 N0070 G00 X45 Z1 N0080 G01 X42 F0.1 N0090 G01 Z-4 N0100 G00 X43 Z1 N0120 G01 X40 F0.1 N0130 G01 Z-4 N0140 G00 X41 Z1 N0150 G01 X38 F0.1 N0160 G01 Z-4 N0170 G00 X40 Z1 N0180 G01 X36 F0.1 N0190 G01 Z-4 N0200 G00 X37 Z1 N2010 G01 X34 F0.1 N0220 G01 Z-4 N0230 G00 X35 Z1 N0240 G01 X33 F0.1 N0250 G01 Z-4 N0260 G00 X35 Z1

- 23 -

数控加工综合零件及编程

N0270 G00 X80 Z80 N0280 M06 T0404 N0290 G00 X20 Z5 N0300 G01 Z-6 F0.1 N0310 X19 F2 N0320 G01 Z1 F4 N0330 G01 X22 N0340 G01 Z-6 F0.1 N0350 G01 X20 F2 N0360 G01 Z1 F4 N0370 G01 X24

O5553(梯形螺纹加工程序)

N0380 G01 Z-6 F0.1 N0390 G01 X22 F2 N0400 G01 Z1 F2 N0410 G01 X25 N0420 G01 Z-6 F0.1 N0430 G01 X23 F2 N0440 G01 Z1 F4 N0450 G00 X80 Z80 N0460 M05 N0470 M30

G00 X100 Z100 快速定位到安全点

G99 T0303 M03 S150 换刀，启动主轴，指定转速 G00 X38 Z6 M08 快速移动到加工起点，开切削液 G76 P020230 Q60 R0.1 精加工重复次数2，倒角宽度0.2，刀具角度30度，最小切入深度0.06, 精车余量0.1 G76 X28.8 Z-31 P3600 Q500 F6 螺纹牙高3.6,第一次螺纹切削深度0.5 G00X100Z100 停

返主回

程

序

起

M05 M09 关切削液 M30 程序结束

点

轴

- 24 -

数控加工综合零件及编程

第七章 设计总结

技师设计是这三年学习的一次综合性作业，也是一种总结性的实践教学课程。通过这次设计，能使学生所学的各种理论知识和技能得以综合应用，并且能进行全面，系统，严格的技术要求及基本能力的训练。通过一定时间的学校学习，学生已获得了相应的理论知识和一定的专业技能，进入工厂的生产实践又获得了一定的实践经验对他们来说，应该更能理解所学理论知识在生产实践中的应用。而在实践中所涉及的一些实践问题，又能促进其带着疑问积极地探索。应该说，进行技师设计从知识技能的准备到心理的充分认识都具备了较好的基础 。

感谢

人生最快了的时光即将结束，通过这次设计让我学会了许多，包括：CAD，数控，等在此我首先感谢教导过我的老师们和同学们，谢谢你们在这三年多来的关心。我们即将步入社会让我们共同努 - 25 -

数控加工综合零件及编程

力，创造实现属于我们的梦想 。

参考文献

1.《机械制图》主编：金大鹰 机械工业出版社

2.《机械制造工艺学》主编：徐嘉元曾家驹 机械工业出版社

3.《模具设计与加工范例》孙中柏编著 清华大学出版社

4.《机械制造基础》主编：华东升 中国劳动社会保障出版社

5.《数控车床加工工艺与编程操作》主编：任国兴 机械工业出版社

6.《数控机床》主编：李立 高等教育出版社

7.《数控技术》主编：彭晓南 机械工业出版社

- 26 -