毕业论文数控车削加工工艺与编程.doc

毕业论文（设计）报告

课题：数控车削加工工艺与编程

系 部：机械工程系
专 业：机械制造与自动化
班 级：08机械3班
姓 名：常大超
学 号：0815100303
指导老师：于曰娟

2011．7

目 录
摘要 1
第一章 数控车床介绍 2
第二章 数控车削概述 3
2.1 数控车床的主要加工对象 3
2.2 数控车床切削用量的选择 4
2.3 数控车刀的选择 7
2.4 数控车床编程基础 12
2.4.1 数控车床编程特点 12
2.4.2 数控车削加工坐标系 13
2.4.3 数控车床基本指令 15
第三章 综合车削加工实例 18
3.1 工艺分析及处理 18
3.2 尺寸计算 19
3.3 参考程序 19
结束语 22
致谢 23
参考文献 24

08级机械制造与自动化专业毕业论文

数控车削加工工艺与编程
摘要：数控车床是数控机床中应用最为广泛的一种机床。数控车床在结构及其加工工艺上都与普通车床相类似，但由于数控车床是由电子计算机数字信号控制的机床，其加工是通过事先编制好的加工程序来控制，所以在工艺特点上又与普通车床有所不同。本章将着重介绍数控车床的加工工艺及其程序编制。
关键词：数控车削、加工工艺、程序编制

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第一章 数控车床介绍
数控车床是数控机床中应用最为广泛的一种机床。数控车床在结构及其加工工艺上都与普通车床相类似，但由于数控车床是由电子计算机数字信号控制的机床，其加工是通过事先编制好的加工程序来控制，所以在工艺特点上又与普通车床有所不同。本章将着重介绍数控车床的加工工艺及其程序编制。
第二章 数控车削概述
2.1 数控车床的主要加工对象
数控车削是数控加工中用得最多的加工方法之一。由于数控车床具有加工精度高、具有直线和圆弧插补功能以及在加工过程中能自动变速等特点，因此其加工范围比普通车床宽得多。凡是能在数控车床上装夹的回转体零件都能在数控车床上加工。与普通车床相比，数控车床比较适合车削具有以下要求和特点的回转体零件
1．精度要求高的零件
零件的精度要求主要指尺寸、形状、位置和表面等精度要求，其中的表面精度主要指表面粗糙度。由于数控车床刚性好，制造和对刀精度高，并能方便、精确地进行人工补偿和自动补偿，所以能加工尺寸精度要求较高的零件，有些场合能达到以车代磨的效果。另外，由于数控车床的运动是通过高精度插补运算和伺服驱动来实现，所以它能加工直线度、圆度、圆柱度等形状精度要求高的零件。由于数控车床一次装夹能完成加工的内容较多，所以它能有效提高零件的位置精度，并且加工质量稳定。数控车床具有恒线速度切削功能，所以它不仅能加工出表面粗糙度小而均匀的零件，而且还适合车削各部位表面粗糙度要求不同的零件。一般数控车床的加工精度可达0．001 mm，表面粗糙度Ra可达0．16μm(精密数控车床可达0．02μm)。
2．表面粗糙度值小的零件
数控车床具有恒线速切削功能，能加工出表面粗糙度值小而均匀的零件。困为在材质、精车余量和刀具已定的情况下，表面粗糙度取决于进给量和切削速度。切削速度变化，致使车削后的表面粗糙度不一致，使用数控车床的恒线切削功能，就可选用最佳线速度来切削锥 、球面和端面等，使车削后的表面粗糙度值即小又一致。
3．表面轮廓形状复杂的零件
由于数控车床具有直线和圆弧插补功能(部分数控车床还有某些非圆弧曲线插补功能)，所以它可以车削由任意直线和各类平面曲线组成的形状复杂的回转体零件，包括通过拟合计算处理后的、不能用方程式描述的列表曲线。如图2-1所示的壳体零件封闭内腔的成型面，在普通车床上是无法加工的，而在数控车床上则很容易加工出来。

图2-1 成型内腔零件示意图
4．带特殊螺纹的零件
数控车床具有加工各类螺纹的功能，包括任何等导程的直、锥和端面螺纹，增导程、减导程以及要求等导程与变导程之间平滑过渡的螺纹。通常在主轴箱内安装有脉冲编码器，主轴的运动通过同步带1：1地传到脉冲编码器。采用伺服电动机驱动主轴旋转，当主轴旋转时，脉冲编码器便发出检测脉冲信号给数控系统，使主轴电动机的旋转与刀架的切削进给保持同步关系，即实现加工螺纹时主轴转一转，刀架Z向移动工件一个导程的运动关系。而且车削出来的螺纹精度高，表面粗糙度值小。
轴类零件的加工顺序安排，数控车床与普通车床基本相同，即遵循先粗后精、由大到小的基本原则。先粗后精，就是先对零件整体粗加工，然后半精加工、精加工；由大到小，就是车削时，先从最大直径处开始车削，然后依次向小直径加工。在数控机床精车轴类零件时，往往从零件右端开始连续不断地完成对整个零件的切削。
2.2 数控车床切削用量的选择
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，所以编程前必须确定合适的切削用量。
1．背吃刀量的确定
在工艺系统刚性和机床功率允许的条件下，尽可能选取较大的背吃刀量，以减少进给次数，当零件的精度要求较高时，应考虑适当留出精车余量，其所留精车余量一般为0.1～0.5mm。
2．主轴转速的确定
（1）光车时的主轴转速
光车时的主轴转速应根据零件上被加工部位的直径，并按零件、刀具的材料、加工性质等条件所允许的切削速度来确定。切削速度除了计算和查表选取外，还可根据实践经验确定。需要注意的是交流变频调速数控车床低速输出力矩小，因而切削速度不能太低。切削速度确定之后，就用式(1-1)计算主轴转速。表1为硬质合金外圆车刀切削速度的参考值，选用时可参考选择。
表1硬质合金外圆车刀切削速度的参考数值
工件材料
热处理状态
ap =0.3～2.Omm
ap =2～6mm
ap =6～lOmm
f=0.08～0.30mm／r
f=O.3～0.6mm／r
f=0.6～1.Omm／r
vc／(m·min一1)
低碳钢、易切钢
热轧
140—180
100～120
70～90
中碳钢
热轧
130～160
90～110
60～80
调质
100—130
70—90
50～70
合金结构钢
热轧
100—130
70～90
50—70

调质
80～110
50～70
40～60
工具钢
退火
90～120
60～80
50～70
灰铸铁
HBS<190
90—120
60～80
50～70

HBS=190～225
80～110
50～70
40～60
高锰钢Mnl3％

10～20

铜、铜合金

200～250
120～180
90～120
铝、铝合金

300～600
200—400
150～200
铸铝合金

100～180
80～150
60～100
说明：切削钢、灰铸铁时的刀具耐用度约为60min

（2）车螺纹时的主轴转速
切削螺纹时，数控车床的主轴转速将受到螺纹螺距(或导程)的大小、驱动电动机的升降频率特性、螺纹插补运算速度等多种因素的影响，故对于不同的数控系统，推荐不同的生轴转速选择范围。例如，大多数经济型数控车床的数控系统，推荐切削螺纹时的主轴转速为：
（1）
式中 -----工件螺纹的螺距或导程（），mm；
-----保险系数，一般取80。
3．进给量（或进给速度）的确定
（1）单向进给量计算 单向进给量包括纵向进给量和横向进给量，进给量的数值可按式1-2计算。粗车时一般取0.3～0.8mm/r,精车时常取0.1～0.3mm/r,切断时常取 0.05～0.2mm/r。表2是硬质合金车刀粗车外圆或端面的进给量参考值，表3是按表面粗糙度选择进给量的参考值，供参考选用。
表2硬质合金外圆车刀粗车外圆及端面的进给量
工件材料
刀杆尺寸B×H/mm
工件直径dw/mm
背吃刀量（ap/mm）
≤3
＞3～5
＞5～8
＞8～12
＞12
进给量f/(mm/r)
碳素结构钢
合金结构钢耐热钢
16×25
20
40
60
100
400
0.3～0.4

0.4～0.5
0.3～0.4

0.5～0.7
0.4～0.6
0.3～0.5

0.6～0.9
0.5～0.7
0.5～0.6
0.4～0.5

0.8～1.2
0.7～1.0
0.6～0.8
0.5～0.6

20×30
25×25
20
40
60
100
400
0.3～0.4

0.4～0.5
0.3～0.4

0.5～0.7
0.5～0.7
0.4～0.6

0.8～1.0
0.7～0.9
0.5～0.7
0.4～0.7

1.2～1.4
1.0～1.2
0.8～1.0
0.6～0.9
0.4～0.6
铸铁
铜合金
16×25
40
60
100
400
0.4～0.5

0.5～0.8
0.5～0.8
0.4～0.6

0.8～1.2
0.7～1.0
0.6～0.8
0.5～0.7

1.0～1.4
1.0～1.2
0.8～1.0
0.6～0.8

20×30
25×25
40
60
100
400
0.4～0.5

0.5～0.9
0.5～0.8
0.4～0.7

0.9～1.3
0.8～1.2
0.7～1.0
0.5～0.8

1.2～1.8
1.2～1.6
1.0～1.3
0.9～1.1
0.7～0.9
说明：①加工断续表面及有冲击工件时，表中进给量应乘系数k=0.75～0.85;
②在无外皮加工时，表中进给量应乘系数k=1.1；
③在加工耐热钢及合金钢时，进给量不大于1mm/r；
④加工淬硬钢，进给量应减小。当钢的硬度为44～56HRC时，应乘系数k=0.8；当钢的硬度为56～62HRC时，应乘系数k=0.5
表3按表面粗糙度选择进给量的参考值
工件材料
表面粗糙度Ra/μm
切削速度范围vc/(m/min)
刀尖圆弧半径（r/mm）
0.5
1.0
2.0
进给量f/(mm/r)
铸铁、青钢、铝合金
＞5～10
＞2.5～5.0
＞1.25～2.5
不限
0.25～0.40
0.40～0.50
0.50～0.60
0.15～0.25
0.25～0.40
0.40～0.60
0.10～0.15
0.15～0.20
0.20～0.35
碳钢及合金钢
＞5～10
＜50
0.30～0.50
0.45～0.60
0.55～0.70
＞50
0.40～0.55
0.55～0.65
0.65～0.70
＞2.5～5.0
＜50
0.18～0.25
0.25～0.30
0.30～0.40
＞50
0.25～0.30
0.30～0.35
0.30～0.50
＞1.25～2.5
＜50
0.10
0.11～0.15
0.15～0.22

50～100
0.11～0.16
0.16～0.25
0.25～0.35

＞100
0.16～0.20
0.20～0.25
0.25～0.35
说明：r=0.5mm,用于12mm×12mm及以下刀杆；r=1mm，用于30mm×30mm以下刀杆；r=2mm，用于30mm×45mm以下刀杆。
（2）合成进给速度的计算
合成进给速度是指刀具作合成运动（斜线及圆弧插补等）时的进给速度，例如加工斜线及圆弧等轮廓零件时，刀具的进给速度由纵、横两个坐标轴同时运动的速度合成获得，即：
（2）
由于计算合成进给速度的过程比较繁琐，所以除特别情况需要计算外，在编制数控加工程序时，一般凭实践经验或通过试切确定合成进给速度值。
2.3 数控车刀的选择
选择数控车削刀具通常要考虑数控车床的加工能力、工序内容及工件材料等因素。与普通车削相比，数控车削对刀具的要求更高，不仅要求精度高、刚度好、耐用度高，而且要求尺寸稳定、安装调整方便。
1．常用车刀类型
① 焊接式车刀
焊接式车刀是将硬质合金刀片用焊接的方法固定在刀体上，形成一个整体。此类刀具结构简单，制造方便，刚性较好。但由于受焊接工艺的影响，使刀具的使用性能受到影响，另外，刀杆不能重复使用，造成刀具材料的浪费。
根据工件加工表面的形状以及用途不同，焊接式车刀可分为外圆车刀、内孔车刀、切断(切槽)刀、螺纹车刀及成形车刀等，具体如图2-2所示。
② 机械夹固式可转位车刀
机械夹固式可转位车刀是已经实现机械加工标准化、系列化的车刀，机械夹固式可转位车刀型号的含义见附表2。数控车床常用的机夹可转位车刀结构形式如图2-3所示，主要由刀杆l、刀片2、刀垫3及夹紧元件4组成。刀片每边都有切削刃，当某切削刃磨损钝化后，只需松开夹紧元件，将刀片转一个位置便可继续使用。减少了换刀时间和方便对刀，便于实现机械加工的标准化，数控车削加工时，应尽量采用机夹刀和机夹刀片。

图2-2 常用焊接式车刀和的种类
切断刀; 2—90°左偏刀; 3—90°右偏刀; 4—弯头车刀; 5—直头车刀;
6—成型车刀; 7—宽刃车刀; 8—外螺纹车刀; 9—端面车刀;
10—内螺纹车刀; 11—内沟槽刀; 12—通孔车刀; 13—盲孔车刀

图2-3机夹可转位车刀
(a)楔块—压式夹紧(b)杠杆—压式夹紧(c)螺钉—压式夹紧
1—刀杆,2—刀片,3—刀垫,4—夹紧元件

2．车刀的类型及选择
数控车削常用的车刀一般分为三类，即尖形车刀、圆弧车刀和成型车刀。
① 尖形车刀
尖形车刀的刀尖（也称为刀位点）由直线形的主、副切削刃构成，切削刃为一直线形。如90°内、外圆车刀、端面车刀、切断(槽)车刀等。
尖形车刀是数控车床加工中用的最为广泛的一类车刀。用这类车刀加工零件时，其零件的轮廓形状主要由一个独立的刀尖或一条直线形主切削刃位移后得到。尖形车刀的选择方法与普通车削时基本相同，主要根据工件的表面形状、加工部位及刀 具本身的强度等选择合适的刀具几何角度，并应适合数控加工的特点（如加工路线、加工干涉等）。

图2-4 圆弧形车刀
② 圆弧形车刀
圆弧形车刀的切削刃是一圆度误差或轮廓误差很小的圆弧，该圆弧上每一点都是圆弧形车刀的刀尖，其刀位点不在圆弧上，而在该圆弧的圆心上(见图2-4)。
当某些尖形车刀或成形车刀(如螺纹车刀)的刀尖具有一定的圆弧形状时，也可作为这类车刀使用。
圆弧形车刀是较为特殊的数控车刀，可用于车削工件内、外表面，特别适合于车削各种光滑连接(凸凹形)成形面。
圆弧形车刀的选择，主要是选择车刀的圆弧半径，具体应考虑两点：一是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，以免发生加工干涉；二是该半径不宜太小，否则不但制造困难，还会削弱刀具强度，降低刀体散热性能。
③ 成形车刀
成形车刀俗称样板车刀，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，常见的成形车刀有小半径圆弧车刀、非矩形切槽刀和螺纹车刀等。在数控加工中，应尽量少用或不用成形车刀，当确有必要选用时，应在工艺文件或加工程序单上进行详细说明。
3．机夹可转位车刀的选用
① 刀片材质的选择
常见刀片材料有高速钢、硬质合金、涂层硬质合金，陶瓷、立方氮化硼和金钢石等，其中应用最多的是硬质合金和涂层硬质合金刀片。选择刀片材质主要依据被加工工件的材料、被加工表面的精度、表面质量要求、切削载荷的大小以及切削过程有无冲击和振动等。
② 刀片形状的选择
刀片形状主要依据被加工工件的表面形状、切削方法、刀具寿命和刀片的转位次数等因素选择。
刀片是机夹可转位车刀的重要组成元件，见附表1，刀片大致可分为三大类17种，图2-5为常见的可转位车刀刀片。

图2-5 常见可转位车刀刀片

表4示意了车削加工时被加工表面及适用从主偏角45到95的刀具形状。具体使用时可查阅有关刀具手册选取。
表4 被加工表面与适用的刀片形状

4．车削工具系统
为了提高效率，减少换刀辅助时间，数控车削刀具已经向标准化、系列化、模块化方向发展，目前数控车床的刀具系统常用的有两类。
一类是刀块式，结构是用凸键定位、螺钉夹紧，如图2-6a所示。该结构定位可靠，夹紧牢固、刚性好，但换装刀具费时，不能自动夹紧。
另一类结构是圆柱柄上铣有齿条的结构，如图2-6b所示，该结构可实现自动夹紧，换装比较快捷，刚性较刀块式差。

a刀块式车刀系统 b圆柱齿条式车刀系统
图2-6 车削刀具系统
瑞典山特维克公司推出了一套模块化的车刀系统，刀柄是一样的，仅需更换刀头和刀杆即可用于各种加工，如图2-6c，该结构刀头很小，更换快捷，定位精度高，也可自动更换
1、工艺分析及处理
1）零件图的分析
图2-7所示为一个由外圆柱面和外圆锥面构成的轴类零件，Ф26mm和Ф38mm外圆柱面直径处加工精度较高，其材料为YLl2。选择毛坯尺寸为Ф40mm的棒料。

图2-7 轴类零件车削加工

2）确定加工方案
以零件右端面中心O作为工件坐标系原点，设定工件坐标系。由于该零件的Ф26mm和Ф38mm外圆柱面直径处加工精度较高，故根据零件的尺寸精度、技术要求及数控加工的特点，将该零件的粗、精加工分开来考。
3）零件的装夹及夹具的选择
采用数控车床本身的标准三爪卡盘，毛坯伸出三爪卡盘外70mm左右，并找正夹紧。
4）确定零件的加工路线
按照先右后左，先粗后精的原则确定加工顺序：车削右端面→粗车Ф38mm、Ф26mm外圆柱面和锥面，预留0.2mm精加工余量→精车Ф26mm、Ф38mm外圆柱面和锥面到尺寸精度→切断保证长度60mm。
5）刀具的选择
该零件较简单，只需完成外圆柱、圆锥表面的加工和切断。故选择：1号刀具为93°硬质合金外圆车刀，用于粗车、精车外圆和端面， 2号刀具为割断刀，刀片宽度为4mm，用于切断加工，
6）切削用量的选择
采用的切削用量主要依据刀具供应商提供的切削参数，考虑加工精度要求并兼顾提高刀具的耐用度、机床寿命等因素做合理的修正。确定1号刀具主轴转速 n1500r／min，进给速度粗车为f=0.3mm／r，精车为f=0.15mm／r；确定2号刀具主轴转速n=500r／min，进给速度为f=0.1mm／r
2.4 数控车床编程基础
2.4.1 数控车床编程特点
1、尺寸字选用灵活
在一个程序中，根据被加工零件的图样标注尺寸，从方便编程的角度出发，可采用绝对尺寸编程、增量尺寸编程，也可以采用绝对、增量尺寸混合编程。
2、重复循环切削功能
由于车削加工常用圆棒料或锻料作毛坯，加工余量较大，要加工到图样标注尺寸，需要一层一层切削，如果每层加工都要编写程序，编程工作量将大大增加。为简化编程，数控系统有不同形式的循环功能，可进行多次重复循环切削。
3、直接按工件轮廓编程
对于刀具位置的变化、刀具几何形状的变化及刀尖圆弧半径的变化，都无需更改加工程序，编程人员可以按照工件的实际轮廓尺寸进行编程。数控系统具有的刀具补偿功能使编程人员只要将有关参数输入到存储器中，数控系统就能自动进行刀具补偿。这样安装在刀架上不同位置的刀具，虽然在装夹时其刀尖到机床参考点的坐标各不相同，但都可以通过参数的设置，实现自动补偿，编程人员只要使用实际轮廓尺寸进行编程并正确选择刀具即可。
4、采用直径编程
由于轴类零件的图样尺寸及测量都是直径值，所以通常采用直径尺寸编程。在用直径尺寸编程时，如采用绝对尺寸编程，X表示直径；如采用增量尺寸编程，X表示径向位移量。
2.4.2 数控车削加工坐标系
1、数控车床坐标系
数控车床坐标系如图2-8所示，在机床每次通电之后，必须进行回参考点操作（简称回零操作），使刀架运动到机床参考点，其位置由机械挡块确定。这样通过机床回零操作，确定了机床原点，从而准确地建立机床坐标系。对某台数控车床而言，机床参考点与机床原点之间有严格的位置关系，机床出厂前已调试准确，确定为某一固定值，这就是机床参考点在机床坐标系中的坐标。

图2-8 数控车床坐标系
2、工件坐标系
数控车床加工时，工件通过卡盘夹持于机床坐标系下的任意位置。这样一来用机床坐标系描述刀具轨迹就显得不大方便。为此编程人员在编写零件加工程序时通常要选择一个工件坐标系，也称编程坐标。工件坐标系坐标轴的意义必须与机床坐标轴相同，这样刀具轨迹就变为工件轮廓在工件坐标系下的坐标了。编程人员就不用考虑工件上的各点在机床坐标系下的位置，从而大大简化了问题。
工件坐标系的原点，也称编程原点，其位置由编程者自行确定。数控编程时，应该首先确定工件坐标系和工件原点。工件原点的确定原则是简化编程计算，应尽可能将工件原点设在零件图的尺寸基准或工艺基准处。一般来说，数控车床的X向零点应取在工件的回转中心，即主轴轴线上，Z向零点一般在工件的左端面或右端面，即工件原点一般应选在主轴中心线与工件右端面或左端面的交点处，实际加工时考虑加工余量和加工精度，工件原点应选择在精加工后的端面上或精加工后的夹紧定位面上，如图2-9。
工件坐标系建立后，还可以根据实际需要通过坐标系设定指令重新设定，。

图2-9 实际加工时的工件坐标系
3．设置工件坐标系的方法
（1）通过指令G50或G92建立
指令：G50或G92
格式：G50（G92） X α Z β
G50指令后的参数（α_，β）值是刀具起点在工件坐标系中的坐标值，如图2-10（a）。执行该指令后，系统内部即对（α ，β）进行记忆，相当于在系统内部建立了一个以工件原点为坐标原点的工件坐标系。所以G50或G92是一个非运动指令，只起预置寄存作用，一般作为第一条指令放在整个程序的前面。
用这种方式设置工件坐标系，尺寸字随刀具起始位置变化而变化，该指令属于模态指令，其设定值在重新设定之前一致有效。数控机床在执行G50指令时并不动作，只是显示器上的坐标值发生了变化。

方法1

方法2
图2-10设定工件坐标系方法
2）工件原点偏置方法（G54～G59）
指令：G54～G59
格式：G54～G59
该方法是通过设置工件原点相对于机床坐标系的坐标值，来设定工件坐标系。即当工件装夹到机床后求出偏移量，把工件坐标系原点在机床坐标系中的位置（工件零点以机床零点为基准偏移），并通过操作面板输入到G54～G59的数值区。如图2-10（b）所示，将工件装在卡盘上，机床坐标系为XOZ，工件坐标系。显然两者并不重合。假设工件零点相对于机床坐标系的坐标值这（，），则通过参数设置，将（，）输入到G54～G59中的任何一个，执行程G54～G59序段后，即建立了以工件零点为坐标原点的工件坐标系，工件坐标系就取代了机床坐标系。G54～G59均为模态指令，可相互注销。
2.4.3 数控车床基本指令
除第三章中介绍的一些准备功能外，根据数控车削特点，还有一些基本的编程指令。
1．45º倒角
由轴向切削向端面切削倒角，即由Z轴向X轴倒角，i的正负根据倒角是向X轴正向还是负向，如图2-11a所示。
编程格式: GOl Z(W) I±I F100
由端面切削向轴向切削倒角，即由x轴向Z轴倒角，k的正负根据倒角是向Z轴正向还是负向，如图4-47b所示。
编程格式: GOl Z(W) K±k F100

图2-11 倒角编程
2．任意角度倒角
在直线进给程序段尾部加C ，可自动插入任意角度的倒角功能，C的数值是从假设有倒角的拐角交点距倒角始点或与终点之间的距离，如图2-12所示。
例： G01 X5O ClO F100
X100 Z-100

图2-12 任意角度倒角

图2-13 倒圆角
3．倒圆角
编程格式：GOl X（U） R±r时，圆弧倒角情况如图2-13a所示。
编程格式：GOl Z（W） R±r时，圆弧倒角情况如图2-13b所示。
4．任意角度倒圆角
若程序为：GOl X5O RlO F100
X100 Z-100
则加工情况如图2-14所示。
例:加工图2-15所示零件的轮廓，程序如下:
GO0 X1O Z22
GOl Z1O R5 F100
X38 K-4

图2-14 任意角度倒圆角 图2-15 倒角应用
第三章 综合车削加工实例
3.1 工艺分析及处理
1）零件图的分析
图3-1所示为一个由圆柱面、圆锥面、外圆弧面、外螺纹等构成的外形较复杂的轴类零件。Ф24mm圆柱面直径处加工精度较高，同时需加工M12mm×1.25mm的螺纹，材料为YLl2，选择毛坯尺寸为Ф30mm的棒料。

图3-1 轴类零件综合车削加工

2）确定加工方案
以零件右端面中心0作为工件坐标系原点，建立工件坐标系。根据零件尺寸精度、技术要求及数控加工的特点，该零件将粗加工、精加工分开来考虑，
3）零件的装夹及夹具的选择
采用该机床本身的三爪标准卡盘，零件伸出三爪卡盘外60mm左右，并找正夹紧。
4）加工路线的确定
车削右端面→粗车外圆锥面→粗车外圆柱面→外圆弧面，预留0.5mm余量→精车外圆柱面、精车外圆锥面、外圆弧面，保证Ф24mm尺寸精度→切退刀槽→车削M12mm×1.25mm螺纹→切断保证长度70mm。
5）刀具的选择
1号刀具为93°硬质合金涂层机夹外圆车刀，用于车削端面和外圆；2号刀具为切断刀，刀片宽度为4mm，用于切槽切断加工； 3号刀为高速钢螺纹车刀，用于螺纹的加工。
6）切削用量的选择
采用的切削用量主要依据刀具供应商提供的切削参数，考虑加工精度要求并兼顾提高刀具的耐用度、机床寿命等因素做合理的修正。确定1号刀具主轴转速n=500r／min，进给速度粗车为f=0.1mm／r，精车为f=0.05mm／r；确定2号刀具主轴转速n=300r／min，进给速度粗车为f=0.05mm／r，确定3号刀具主轴转速n=300r／min。
3.2 尺寸计算
螺纹尺寸的计算：
螺纹牙型深度(直径值)：t=1.3P=1.3×1.25=1.625(mm)
D大=D公称一0.1P=12—0.1×1.25=12—0.125=11.875(mm)
D小=D公称一1.3P=12—1.3×1.25=12—1.625=10.375(mm)
3.3 参考程序
O0005；
N10 G54
N20 T0101 S500 M03：
N30 G00 X40 Z3 M08：
N40 G73 U5 W3 R5
N50 G73 P60 Q210 U0.4 W0.1 F0.1：
N60 G00 X8.875 ；
N70 G01 Z0 F0.08：
N80 X11.875 Z-1.5：
N90 Z-16：
N110 X14；
N120 X16 Z-28
N130 Z-31;
N140 X18;
N150 Z-41;
N160 G03 X20 Z-56 R15;
N170 G01 Z-60
N180 X21;
N190 X23.98 Z-61.5
N200 Z-76；
N210 X30;
N220 G00 X100 Z100 T0100;
N230 T0202;
N240 S300 M03;
N250 G00 Z-16;
N260 X15;
N270 G01 X9.6 F0.05;
N280 X15 F0.5
N290 G00 X100 Z100 T0200;
N300 T0303
N310 S300 M03;
N320 X12 Z6;
N330 G76 P02 1.560 Q0.1 R0.1;
N340 G76 X10.375 Z-12 P0.75 Q0.3 F1.25
N350 G00 X100 ；
N360 Z100 T0300 M09
N370 M30
按加工顺序将各工步的加工内容、所用刀具及切削用量等填入表7中。
表7 数控加工工序卡片

表8 数控加工刀具卡片

结束语
为了保证零件加工精度，我们采用可换定位销来进行定心加紧。夹具体底面上的一对定位键与铣床工作台的T型槽相连接，保证夹具与铣床纵向进给方向相平行的位置，使夹具在机床工作台上占有一正确加工位置。此外，为了把夹具紧固在铣床工作台上，夹具体两端设置供T型螺栓穿过夹具用的两个U型耳座。
夹具上装有对刀块装置，可使夹具在一批零件的加工之前很好的对刀（与塞尺配合使用）；同时，夹具体底面上的一对定位键可使整个夹具在机床工作台上有一正确的安装位置，以有利于铣削加工。
致谢
在此，我还要感谢在一起愉快的度过的舍友们，正是由于你们的帮助和支持，我才能克服一个一个的困难和疑惑，直至本文的顺利完成。
在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意!最后我还要感谢培养我长大含辛茹苦的父母，谢谢你们！
感谢在学习期间给我上课的老师们，特别是林芸老师、班主任于曰娟老师、石磊老师、常芳老师等。
参考文献
[1] 李正峰. 数控加工工艺[M]. 上海交通大学出版社，2004
[2] 罗学科. 数控机床编程与操作实训[M]. 北京化学工业出版社，2002
[3] 李佳. 数控机床及应用[M]. 北京清华大学出版社，2001
[4] 姜爱国. 数控机床技能数实训[M]. 北京理工大学出版社，2006