d500碾压辊数控加工工艺与编程
日期： 2016年4月10日 【摘要】D500-碾压辊是本次毕业设计的研究对象，该零件是作为辗扩轴承的外圈使用在DY51-500碾环机上，主要是用于在生产轴承外圆热辗扩时扩孔模具之一，是非常典型的回转类零件。该零件加工是通过装有广州数控系统的CKA6150数控车床加工完成。论文内容包括碾压辊从毛坯加工成按照图纸要求的合格零件的过程，机床的选择，刀具的选择，夹具的选择，部分零件加工的重要程序等，综合运用了所学专业知识和技能。
目录
引言 1
一、零件的分析 2
（一）零件图分析 2
（二）零件材料的选择 2
二、机床的选择与使用 3
三、零件的工艺分析 4
（一）普通车床加工安排与注意事项 4
（二）数控车床加工要点 6
（三）零件的数控加工的顺序 8
（四）加工工序的安排 8
（五）刀具的选择 9
（六）夹具的选择 10
四、零件的加工 11
（一）机床的准备与程序的输入 11
（二）程序选择的基本原则 12
五、主要程序具体步骤和说明 12
总结 14
参考文献 15
谢辞 16
引言
科技是第一生产力，发展科技的核心之一是发展加工技能型人才，而作为机械加工类专业的我们必然需要努力把自己变成既可以编程又可以加工实践的技术性人才。本次毕业论文是在学校学习和实践的基础之上，依托顶岗实习并结合校外老师傅的指导下，通过查阅所学书籍和相关资料并且结合具体加工实践写下的，是理论用于实践的一次锻炼和检验。
毕业论文主要的结构内容如下：毛坯的选择与制作，零件的尺寸分析，数控车床正确使用方法，加工程序的正确编写，加工工艺的合理设计，粗糙度的基本把握方法，加工成品尺寸的测量方法以及怎样提高加工效率。加工的过程中遇到的关于圆弧状的外圆，遇到倒角等难题，都在我的虚心学习之下克服了。
一、零件的分析
（一）零件图分析
该零件名称为
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
碾压辊，是典型的回转类零件，实际加工时使用数控车床是高效便捷的选择。由图11所示，分析可得出此零件全长590mm，最大外圆直径83mm，最小外圆直径为50mm，轴段包含有外圆，螺纹，倒角，内孔，锥面，球面等加工内容，其中比较难的地方便是半径为91.8mm（图中SR处未标明）的特殊圆弧状曲面，即G02或G03指令的选择，注意是顺时针加工还是逆时针加工，我们通常是取图纸的上半部分，看刀具相对于主轴方向是什么方向，这更加考验一个操作工人的编程的能力，其他的加工内容都是使用比较常规的加工方法。要注意的是这个零件较长，属于细长轴类零件，需要掉头装夹，所以需要特别注意同轴度，并且应该采取一夹一顶的加工方法，即工件的一端用三爪卡盘抓住，另一端用后顶尖顶住，还要注意不能使零件出现倾斜的现象，否则该零件在测量后将被视为废品处理。通常在加工很长的零件过程中若出现零件晃动厉害，可能的原因是卡盘夹持零件相对于主轴回转中心未对齐，这时候可用百分表进行校准。
图11 零件图纸
（二）零件材料的选择
D500碾压辊材质为五铬锰鉬，主要理由是五铬锰鉬属于热作模具钢，可作为受力不大的热锻模和热切边模材料，经过热处理后可满足生产使用的需要，且成本较为合理，性价比较高，可以多次重复修复使用，节约成本。图12所示为零件使用中，图13为零件的使用效果。
图12 零件使用中
图13 零件的使用效果
二、机床的选择与使用
D500碾压辊零件加工使用了多种机床，具体选择时综合考虑每一种机床的特点合理高效的利用。在毛坯准备阶段，我们采用的是J520自动锯床下料，这样既可以做到快速制作毛坯，又可以保证零件的长度，因为D500碾压辊所用于的设备可以调节余量为0到8mm，所以对于零件的长度要求并不高。然后使用普通车床CA6180打中心孔并且加工直径为φ55的一个端面，打预孔准备攻螺纹，轴段主体加工部分则采用CKA6150数控车床。看似使用了多个设备，需要多次装夹，但是零件如果需要批量生产的时候这样会显著提高效率。在数控车床快速发展的现代，我们也不能忽略普通机床的优势，比如切削端面，用手动的普通车床就比数控车床来的更便捷，不过我实习公司的普车比较老旧，可能加工精度稍差，并且切屑效率还有待提高。
我们使用的数控机床型号为CKA6150,其主要采用的是像大多数数控车床那样的卧式结构，采用整体设计布局，全封闭模式的保护，符合相关的标准。它的旋转手柄很是灵活，对于我们手动对刀起到了决定性的作用，刀库也是和学校的那样的可以同时装夹四把刀具，90度旋转，这对于我来说还是非常熟悉的，图21为机床轮廓，表21为机床部分参数。
图21 机床轮廓
表21 机床部分参数
三、零件的工艺分析
（一）普通车床加工安排与注意事项
1.用游标卡尺测量一下毛坯的尺寸，把棒料装夹在事先设计好的位置，这样可以实现使用J520锯床自动剧割毛坯下料，并在最短的时间内创造出更多的毛坯，从而提高毛坯加工的数量，有利于后面的进一步加工。图31为零件三维示意图。
图31 零件三维示意图
2.将锯床上锯下的棒料用三爪卡盘装夹在普通车床CA6180上，然后打中心孔，此时我们打开切削液，匀速的转动进给手柄，并且尽量保证稳速转动手柄，以免出现棒料晃动厉害，影响到零件的加工情况。当我们打预孔的时候应当严格遵守使用规范操作机床，当出现打孔的切屑缠绕在转轴上时，不可以用手去拉。
3.螺纹的加工是在普车上进行的，先用直径的钻头直径为29.7mm钻中心孔，根据尾座上的刻度确认尺寸，用规格M33的丝攻直接攻取螺纹，这样方便快捷，节省时间。图32为尾座刻度示意图。图33为攻螺纹用的丝攻。
图32 尾座刻度示意图
图33 攻螺纹用的丝攻
（二）数控车床加工要点
1.使用数控车床时最基本的也是最重要的就是基准坐标轴的正确把握，零件设计的坐标轴若出现错误，情况轻的情况下可能造成零件的加工尺寸偏差，造成零件的报废，而情况重的情况下可能造成刀具撞击机床，这样严重的后果可能导致机床的主轴损坏或机床精度丧失，很难修复甚至报废整个机床。
目录
引言 1
一、零件的分析 2
（一）零件图分析 2
（二）零件材料的选择 2
二、机床的选择与使用 3
三、零件的工艺分析 4
（一）普通车床加工安排与注意事项 4
（二）数控车床加工要点 6
（三）零件的数控加工的顺序 8
（四）加工工序的安排 8
（五）刀具的选择 9
（六）夹具的选择 10
四、零件的加工 11
（一）机床的准备与程序的输入 11
（二）程序选择的基本原则 12
五、主要程序具体步骤和说明 12
总结 14
参考文献 15
谢辞 16
引言
科技是第一生产力，发展科技的核心之一是发展加工技能型人才，而作为机械加工类专业的我们必然需要努力把自己变成既可以编程又可以加工实践的技术性人才。本次毕业论文是在学校学习和实践的基础之上，依托顶岗实习并结合校外老师傅的指导下，通过查阅所学书籍和相关资料并且结合具体加工实践写下的，是理论用于实践的一次锻炼和检验。
毕业论文主要的结构内容如下：毛坯的选择与制作，零件的尺寸分析，数控车床正确使用方法，加工程序的正确编写，加工工艺的合理设计，粗糙度的基本把握方法，加工成品尺寸的测量方法以及怎样提高加工效率。加工的过程中遇到的关于圆弧状的外圆，遇到倒角等难题，都在我的虚心学习之下克服了。
一、零件的分析
（一）零件图分析
该零件名称为
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
碾压辊，是典型的回转类零件，实际加工时使用数控车床是高效便捷的选择。由图11所示，分析可得出此零件全长590mm，最大外圆直径83mm，最小外圆直径为50mm，轴段包含有外圆，螺纹，倒角，内孔，锥面，球面等加工内容，其中比较难的地方便是半径为91.8mm（图中SR处未标明）的特殊圆弧状曲面，即G02或G03指令的选择，注意是顺时针加工还是逆时针加工，我们通常是取图纸的上半部分，看刀具相对于主轴方向是什么方向，这更加考验一个操作工人的编程的能力，其他的加工内容都是使用比较常规的加工方法。要注意的是这个零件较长，属于细长轴类零件，需要掉头装夹，所以需要特别注意同轴度，并且应该采取一夹一顶的加工方法，即工件的一端用三爪卡盘抓住，另一端用后顶尖顶住，还要注意不能使零件出现倾斜的现象，否则该零件在测量后将被视为废品处理。通常在加工很长的零件过程中若出现零件晃动厉害，可能的原因是卡盘夹持零件相对于主轴回转中心未对齐，这时候可用百分表进行校准。
图11 零件图纸
（二）零件材料的选择
D500碾压辊材质为五铬锰鉬，主要理由是五铬锰鉬属于热作模具钢，可作为受力不大的热锻模和热切边模材料，经过热处理后可满足生产使用的需要，且成本较为合理，性价比较高，可以多次重复修复使用，节约成本。图12所示为零件使用中，图13为零件的使用效果。
图12 零件使用中
图13 零件的使用效果
二、机床的选择与使用
D500碾压辊零件加工使用了多种机床，具体选择时综合考虑每一种机床的特点合理高效的利用。在毛坯准备阶段，我们采用的是J520自动锯床下料，这样既可以做到快速制作毛坯，又可以保证零件的长度，因为D500碾压辊所用于的设备可以调节余量为0到8mm，所以对于零件的长度要求并不高。然后使用普通车床CA6180打中心孔并且加工直径为φ55的一个端面，打预孔准备攻螺纹，轴段主体加工部分则采用CKA6150数控车床。看似使用了多个设备，需要多次装夹，但是零件如果需要批量生产的时候这样会显著提高效率。在数控车床快速发展的现代，我们也不能忽略普通机床的优势，比如切削端面，用手动的普通车床就比数控车床来的更便捷，不过我实习公司的普车比较老旧，可能加工精度稍差，并且切屑效率还有待提高。
我们使用的数控机床型号为CKA6150,其主要采用的是像大多数数控车床那样的卧式结构，采用整体设计布局，全封闭模式的保护，符合相关的标准。它的旋转手柄很是灵活，对于我们手动对刀起到了决定性的作用，刀库也是和学校的那样的可以同时装夹四把刀具，90度旋转，这对于我来说还是非常熟悉的，图21为机床轮廓，表21为机床部分参数。
图21 机床轮廓
表21 机床部分参数
三、零件的工艺分析
（一）普通车床加工安排与注意事项
1.用游标卡尺测量一下毛坯的尺寸，把棒料装夹在事先设计好的位置，这样可以实现使用J520锯床自动剧割毛坯下料，并在最短的时间内创造出更多的毛坯，从而提高毛坯加工的数量，有利于后面的进一步加工。图31为零件三维示意图。
图31 零件三维示意图
2.将锯床上锯下的棒料用三爪卡盘装夹在普通车床CA6180上，然后打中心孔，此时我们打开切削液，匀速的转动进给手柄，并且尽量保证稳速转动手柄，以免出现棒料晃动厉害，影响到零件的加工情况。当我们打预孔的时候应当严格遵守使用规范操作机床，当出现打孔的切屑缠绕在转轴上时，不可以用手去拉。
3.螺纹的加工是在普车上进行的，先用直径的钻头直径为29.7mm钻中心孔，根据尾座上的刻度确认尺寸，用规格M33的丝攻直接攻取螺纹，这样方便快捷，节省时间。图32为尾座刻度示意图。图33为攻螺纹用的丝攻。
图32 尾座刻度示意图
图33 攻螺纹用的丝攻
（二）数控车床加工要点
1.使用数控车床时最基本的也是最重要的就是基准坐标轴的正确把握，零件设计的坐标轴若出现错误，情况轻的情况下可能造成零件的加工尺寸偏差，造成零件的报废，而情况重的情况下可能造成刀具撞击机床，这样严重的后果可能导致机床的主轴损坏或机床精度丧失，很难修复甚至报废整个机床。
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