基于CAXA圓柱配合組件的數(shù)控加工工藝編制及編程設(shè)計(jì)【原創(chuàng)數(shù)控車兩件套含UG三維及3張CAD圖帶開(kāi)題報(bào)告+過(guò)程工序卡片】【需要咨詢購(gòu)買全套設(shè)計(jì)請(qǐng)加QQ1459919609】圖紙預(yù)覽詳情如下：
圓柱配合組件的數(shù)控加工工藝編制及編程設(shè)計(jì)摘 要數(shù)控車床技術(shù)在當(dāng)今機(jī)械制造業(yè)中的重要地位和巨大效益，已經(jīng)顯示了其在國(guó)家基礎(chǔ)工業(yè)現(xiàn)代化生產(chǎn)中的戰(zhàn)略性作用，而且已成為了傳統(tǒng)機(jī)械制造業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、柔性化、集成化生產(chǎn)的重要手段和標(biāo)志。數(shù)控車床的廣泛應(yīng)用，給機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品種類和檔次以及生產(chǎn)方式帶來(lái)了革命性的變化。數(shù)控車床是現(xiàn)代加工車間里面重要的加工設(shè)備，現(xiàn)代的 CAD/CAM 都是建立在數(shù)控技術(shù)之上的。掌握現(xiàn)代數(shù)控加工技術(shù)知識(shí)是現(xiàn)代機(jī)械專業(yè)里面必不可少的。在數(shù)控加工過(guò)程中，從零件的設(shè)計(jì)圖紙到零件成品的合格。不僅要考慮到數(shù)控程序的編制，還要考慮到零件加工工藝路線的安排、加工機(jī)床型號(hào)的選擇、切削刀具的選擇、零件加工的定位裝夾等一系列因素的影響。在開(kāi)始編程前，必須要對(duì)零件設(shè)計(jì)圖紙和技術(shù)要求進(jìn)行詳細(xì)的數(shù)控加工工藝分析。來(lái)最終確定哪些是零件的技術(shù)關(guān)鍵，哪些是數(shù)控加工的難點(diǎn)，以及程序的編制難易程度。本次設(shè)計(jì)內(nèi)容為圓柱配合組件車削零件數(shù)控加工工藝及編程加工。具體介紹了數(shù)控車床加工的特點(diǎn)、加工工藝分析以及數(shù)控編程加工過(guò)程，以及夾具的確定等等。關(guān)鍵詞：數(shù)控車床；數(shù)控編程；數(shù)控加工工藝AbstractThe important status of CNC lathe technology in the modern mechanical Imanufacturing industry and great benefits, have demonstrated their strategic role in national infrastructure in the industrial modernization in production, and has automation, flexible,integrated production of traditional machinery manufacturing industry. Wide application of CNC lathe, brought the revolutionary change for the machinerymanufacturing industry structure, product variety and quality and production methods. CNC lathe is modern processing plant inside an important processing equipment, modern CAD/CAM is based on technology of numerical control.Technical knowledge to master modern CNC machining is an absolutely necessary part of modern machinery specialized inside. In NC machining process, from the qualified parts design drawings to finished parts. Should not only consider the CNC programming, but also consider the positioningtechnology of machining parts route arrangement, machine type selection,cutting tool selection, machining effects of clamping of a series of factors such as. At the beginning of programming before, must carry on the analysis of NC machining technology with the design drawings and technical requirements ofparts. To finally determine what is key technology of parts, which is the difficultyof NC machining programming, and the degree of difficulty. Keywords:CNC lathe,NC programming ,The NC machining process II目 錄摘 要 ...................................................................................................................................I目 錄 ..................................................................................................................................II緒論 .....................................................................................................................................11 零件介紹 .........................................................................................................................22 加工工藝方案分析 ..........................................................................................................42.1 定位基準(zhǔn)的選擇 ...................................................................................................42.2 加工走刀路線的擬定 ..........................................................................................42.3 確定加工方案 .......................................................................................................83 加工程序的編制 .............................................................................................................94.加工準(zhǔn)備 ........................................................................................................................114.1 毛坯的確定 .........................................................................................................114.2 加工設(shè)備的選擇 ................................................................................................114.3 夾具的確定 .........................................................................................................134.4 刀具的選擇 .........................................................................................................144.5 選擇切削用量 .....................................................................................................154.5.1 背吃刀量的確定 ......................................................................................154.5.2 主軸轉(zhuǎn)速的確定 ......................................................................................154.5.3 進(jìn)給量的確定 ..........................................................................................164.5.4 切削速度的確定 ......................................................................................164.5.5 零件切削用量的具體選擇 ......................................................................164.6 量具的選擇 ........................................................................................................185 數(shù)控加工工藝卡片的擬定 ............................................................................................196.零件的加工 ....................................................................................................................206.1 工件安裝 .............................................................................................................206.2 刀具裝夾 .............................................................................................................206.3 回機(jī)床原點(diǎn) .........................................................................................................216.4 對(duì)刀 ....................................................................................................................21III6.5 建立工作坐標(biāo)系 ................................................................................................226.6 程序校驗(yàn) .............................................................................................................236.7 自動(dòng)運(yùn)行 ............................................................................................................236 加工質(zhì)量檢測(cè) ................................................................................................................246.1 加工質(zhì)量檢測(cè) .....................................................................................................246.2 改善方法 ............................................................................................................24致 謝 ...............................................................................................................................25參考文獻(xiàn) ...........................................................................................................................26附錄 A...............................................................................................................................27附錄 B ...............................................................................................................................320緒論本次圓柱配合組件車削零件數(shù)控加工工藝及編程加工畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)院為了提高我們的數(shù)控技術(shù)及相關(guān)技能等綜合運(yùn)用能力。我們是否能通過(guò)這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)論文也是學(xué)院對(duì)畢業(yè)生畢業(yè)資格的審核條件，同時(shí)也為我們以后的工作打下理論與實(shí)踐的基礎(chǔ)。 數(shù)控車床技術(shù)是通過(guò)數(shù)字程序控制數(shù)控機(jī)械實(shí)現(xiàn)自動(dòng)工作的技術(shù)?，F(xiàn)在的車床廣泛用于機(jī)械制造和自動(dòng)化領(lǐng)域，較好地解決多品種、中小批量和復(fù)雜零件加工以及生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化問(wèn)題。數(shù)控加工和編程是數(shù)控專業(yè)教學(xué)體系中構(gòu)成數(shù)控加工技術(shù)專業(yè)知識(shí)及專業(yè)技能的重要組成部分，通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)使我們學(xué)會(huì)了對(duì)相關(guān)學(xué)科中的基本理論、基本知識(shí)進(jìn)行綜合運(yùn)用，同時(shí)使對(duì)本專業(yè)有較完整的、系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，從而達(dá)到鞏固、擴(kuò)大、深化所學(xué)知識(shí)的目的，培養(yǎng)和提高了綜合分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，以及培養(yǎng)了科學(xué)的研究和創(chuàng)造能力。本畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容主要是詳細(xì)敘述利用數(shù)控車床加工圓柱配合組件車削零件的數(shù)控技術(shù)特點(diǎn)、工藝的分析過(guò)程、加工中一些問(wèn)題的解決方法、數(shù)控加工過(guò)程、數(shù)控編程、機(jī)床操作與零件自檢過(guò)程等等。11 零件介紹圓柱配合組件車削零件是由帶螺紋的件一和通孔的短軸的件二兩部分組成。1.1 件一（如圖 1.1）是整個(gè)圓柱配合組件車削裝配件的主體。由于圓柱配合組件車削裝配件是學(xué)校高級(jí)技能鑒定的圖。從件一可以看出，整個(gè)零件的加工需要調(diào)頭才能完成，左端不僅有螺紋及切槽組成，而且右端還有外橢圓，中間部分則是槽，整個(gè)件的加工工藝復(fù)雜，需要進(jìn)行調(diào)頭加工。該零件精度要求較高，需用數(shù)控車床完成加工。圖 1.11.2 件二如圖（1.2）該零件是件一的配合件。相對(duì)件一長(zhǎng)度較短，在考慮到裝夾問(wèn)題，只能通過(guò)三爪子定心卡盤，件二不僅需要加工外輪廓還需要加工內(nèi)孔。精度要求也很高是相當(dāng)復(fù)雜的零件。2如圖（1.2）1.3 圓柱配合組件車削配合后的效果展示（如圖 1.3）如圖 1.332 加工工藝方案分析2.1 定位基準(zhǔn)的選擇為保證各配合表面的位置精度，用三爪自定心卡盤找正工件軸心，用軸心線和工件的右端面作為粗、精加工的定位基準(zhǔn)。這樣，既符合基準(zhǔn)統(tǒng)一和基準(zhǔn)重合原則，也有利于生產(chǎn)率的提高。定位基準(zhǔn)簡(jiǎn)圖見(jiàn)（圖 2.1）。圖 2.1 定位基準(zhǔn)簡(jiǎn)圖2.2 加工走刀路線的擬定本次設(shè)計(jì)根據(jù)要求用數(shù)控車軟件來(lái)做軌跡進(jìn)行加工過(guò)程模擬，以檢查加工軌跡的正確性。數(shù)控車軟件有內(nèi)外輪廓及端面的粗、精車削，切槽、鉆孔、車螺紋加工軌跡自動(dòng)干涉排除功能，避免人為因素的判斷失誤。仿真功能提供加工前程序的最后檢驗(yàn)?，F(xiàn)在就通過(guò)該軟件對(duì)圓柱配合組件車削裝配件進(jìn)行走到路線的擬定，具體如下：零件外輪廓加工采用 G71、G70 粗精車 走刀圖見(jiàn)圖 2-3-1、圖 2-3-2、圖 2-3-3。4圖 2-3-1 件一左端外圓表面走刀圖圖 2-3-2 件一右端外圓表面走刀圖圖 2-3-3 件二左端外圓表面走刀圖零件內(nèi)輪廓加工同樣采用 G71、G70 粗精車 走刀圖見(jiàn)圖 2-3-4。5圖 2-3-4 件二左端內(nèi)圓表面走刀圖零件切槽加工采用 G01、G00 切槽 ?22×4 走刀圖見(jiàn)圖 2-3-5。圖 2-3-5 件一左端外槽走刀圖圖 2-3-6 件一右端外槽走刀圖外螺紋的加工采用 G82，在加工圓柱螺紋時(shí)，螺紋導(dǎo)程為 2mm，牙深為1mm。分 4 次切削，每次的背吃刀量分別為 0.4mm、0.3mm、0.2mm、0.1mm。外螺紋（圖 2-3-7）。6圖 2-3-7 件一外螺紋72.3 確定加工方案數(shù)控加工工藝路線的設(shè)計(jì)與通用機(jī)床加工工藝路線設(shè)計(jì)的區(qū)別，在于它一般并不指是從毛坯到半成品再到完成品的整個(gè)工藝過(guò)程，而僅僅是幾道甚至是多組數(shù)控加工工藝過(guò)程的詳細(xì)描述。由于數(shù)控加工一般都貫穿于零件加工的整個(gè)工藝中，因此務(wù)必與其他通用加工工藝銜接好。在此零件的加工工藝路線設(shè)計(jì)中務(wù)必多加注意以下幾點(diǎn)： 1．加工工序的劃分：根據(jù)數(shù)控加工的幾大特點(diǎn)，數(shù)控工序可以遵循以下幾個(gè)方法來(lái)劃分：①零件在一次的安裝中完成加工為一道工序。此方法比較適用在加工工序相對(duì)少的零件中，加工后即可達(dá)到待檢狀態(tài)。 ②用同一把加工刀具加工的實(shí)質(zhì)來(lái)劃分工序。某些零件雖然可以在一次安裝后加工出許多待加工表面，但是由于考慮到加工程序長(zhǎng)，便會(huì)受到某些限制，比如作業(yè)員和機(jī)床連續(xù)工作時(shí)間的束縛，控制系統(tǒng)的局限，機(jī)床的各種負(fù)載限度等。另外，程序太多太長(zhǎng)也會(huì)增加出錯(cuò)和檢索的艱難，所以程序的編制過(guò)程不能太長(zhǎng)，一般一道工序的程序內(nèi)容可以分開(kāi)來(lái)編制。③以加工局部來(lái)劃分工序。若零件加工的工步很多則可按照零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來(lái)將加工位置劃分為幾部分，譬如外形輪廓、內(nèi)腔、曲面以及平面等，并將每部分的加工劃為一道工序。 ④也可以粗、精加工來(lái)劃分工序。對(duì)待經(jīng)加工后輕易發(fā)生變形的零件，因可能會(huì)對(duì)粗加工后發(fā)生的變形進(jìn)行檢測(cè)，所以只要進(jìn)行粗精加工的工藝過(guò)程，均需將工序分散開(kāi)來(lái)。 綜上所述，圓柱配合組件車削零件的主要加工表面是外表面，以及最多見(jiàn)的輪廓表面，所以關(guān)于零件的加工面精度等級(jí)以及表面粗糙度的需求，務(wù)必考慮符合經(jīng)濟(jì)精度來(lái)選擇加工方法。通過(guò)零件圖并依據(jù)工序原則等來(lái)制定合理加工方案，以下是零件的幾種加工順序方案，選定加工工序最少、工時(shí)最短，又能夠確保質(zhì)量最理想的一組工藝。經(jīng)過(guò)分析最終確定圓柱配合組件車削的加工方案為：1、裝夾工件一右端， 零件左端中心作為坐標(biāo)建立工件坐標(biāo)系。根據(jù)零件尺寸精度及技術(shù)要求，確定加工路線為：車削左端面→粗車外圓柱面→割 2-4槽→車螺紋→調(diào)頭→粗車外橢圓弧路線精車左端各個(gè)表面2、裝夾工件二右端，以零件左端中心作為坐標(biāo)建立工件坐標(biāo)系。確定加工路線為：鉆孔 ?20㎜→車削左端面→粗車外圓柱面→粗精車內(nèi)圓柱面→調(diào)頭→粗車路線精車右端表面→割槽83 加工程序的編制通過(guò)對(duì)零件圖的分析，圓柱配合組件車削主要涉直線、圓弧及螺紋。在加工過(guò)程中，還有粗加工和精加工兩個(gè)步驟。因此，在程序編寫(xiě)時(shí)，我考慮主要使用法蘭克數(shù)控系統(tǒng)的這些指令：G21、G40、G97、G71、G70、G00、G01、G02、G03 、M00、M03、M05 、M30。（1）G21 指定公制編程。即 X （U）、 Z （W）、 R 等坐標(biāo)尺寸字所描述的單位為 mm。（2）G40 指刀尖半徑補(bǔ)償取消，按照程序指令路徑進(jìn)給。（3）G97 主軸速度控制指令（恒線速度控制） 。格式：G97 S_；其中，S 控制主軸轉(zhuǎn)速，單位為 r/min。（5）G71 指成形粗車循環(huán)。該切削方式是每次粗切的軌跡形狀都和成品形狀相似，只是在位置上由外向內(nèi)環(huán)地向最終形狀靠近。格式：G71 U（i）W（k）R（m） P（ns）Q（nf）X （u）Z（w）F （f）S（s） T（t）；其中，k—粗切的次數(shù)；i、k—分別為起始時(shí) X 軸（半徑值）和 Z 軸方向上的緩沖距離；u、w—分別為 X 軸（直徑值）和 Z 軸方向上的精加工余量；ns—精加工程序段中開(kāi)始程序段的段號(hào)；nf—精加工程序段中結(jié)束程序段的段號(hào)；F、S、T—粗切時(shí)的進(jìn)給速度、主軸轉(zhuǎn)速和刀補(bǔ)設(shè)定。此時(shí)，這些值將不再按照精加工的設(shè)定（6）G70 精加工循環(huán)指令。格式：G70 P（ns ）Q（nf）；其中，ns—精加工輪廓程序段中開(kāi)始程序段的段號(hào)；nf—精加工輪廓程序段中結(jié)束程序段的段號(hào)。（7）G00 快速定位。該指令控制刀具快速?gòu)漠?dāng)前位置移動(dòng)到指定的位置，一般用在空程運(yùn)行中，如退刀和快速進(jìn)刀。9格式：G00 X（U）_Z（W）_；其中，X（U）_Z（W ）_指定移動(dòng)軌跡終點(diǎn)位置坐標(biāo)。 （8） G01 直線插補(bǔ)。 該指令控制刀具以某個(gè)速度從當(dāng)前位置移動(dòng)到指定的位置（只能沿直線方向走）。格式：G01 X（U）_Z（W）_F_；其中，X（U）_Z（W ）_指定移動(dòng)軌跡終點(diǎn)位置坐標(biāo)；F—控制刀具移動(dòng)的速度，在使用 G98 時(shí)，F(xiàn) 的單位是 mm/min。當(dāng)使用 G99 時(shí)，F(xiàn) 的單位是 mm/r。（9）G02/G03 順時(shí)針/逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)。該指令可以控制刀具沿圓弧移動(dòng)。格式：G02/G03 X（U）_Z（W）_；其中，X（U）_Z（W ）_表示終點(diǎn)坐標(biāo)，X、Z 表示絕對(duì)值，U、W 表示增量值。（10）M00 程序停止指令。（11）M03 主軸正轉(zhuǎn)（CW）指令。（12）M05 主軸停止指令（13）M30 程序結(jié)束并返回指令。根據(jù)上述各個(gè)功能指令的作用和用法，同時(shí)結(jié)合本文 2 工藝路線擬定內(nèi)容，我一共編制了 4 個(gè)程序單來(lái)完成零件的加工，詳細(xì)程序內(nèi)容見(jiàn)附錄 A。4.加工準(zhǔn)備4.1 毛坯的確定軸類零件可根據(jù)使用要求、生產(chǎn)類型設(shè)備條件及結(jié)構(gòu)，零件材料的工藝特性及零件材料組織和性能的要求，零件的結(jié)構(gòu)形狀與外形尺，生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小，現(xiàn)有生產(chǎn)條件等，來(lái)選用棒料及其他形式的毛坯。但對(duì)于外圓直徑相差不大的10軸一般以棒料為主。本次設(shè)計(jì)毛坯選用 45#鋼，45 鋼廣泛用于機(jī)械制造是軸類零件的常用材料，它價(jià)格便宜經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)（或正火）后，可得到較好的切削性能，而且能獲得較高的強(qiáng)度和韌性等綜合機(jī)械性能。 綜合更適合圓柱配合組件車削的設(shè)計(jì)。在考慮圓柱配合組件車削（如圖 1.1）的加工工藝后最后確定下料毛坯尺寸為?55×115mm 和 ?55×35mm。4.2 加工設(shè)備的選擇在這里加工設(shè)備，我們選擇學(xué)校有學(xué)過(guò)的數(shù)控車床，由于選擇 CNC 系統(tǒng)時(shí)要綜合考慮所需要的系統(tǒng)功能，我們所加工的保齡球用我們學(xué)過(guò)的華中數(shù)控系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)。設(shè)備的參數(shù)具體看（表 4-2）：表 4-2機(jī)床型號(hào) 單位 CK6140 數(shù)控車床床身最大回轉(zhuǎn)直徑 mm ?400拖板最大回轉(zhuǎn)直徑 mm ?200最大切削直徑 mm ?400最大加工長(zhǎng)度 mm 1000X/Z 軸最大行程 mm 280/1000X/Z 軸最小位移單位 mm 0.001主軸通孔直徑 mm ?83主軸內(nèi)孔錐度 1：20主軸級(jí)數(shù) 無(wú)極主軸極限轉(zhuǎn)速 rpm 150-2000工件夾緊方式 mm 手動(dòng)卡盤主電機(jī)功率（變頻） kW 7.5變頻器 kW 11X/Z 軸 N.m 6/6X/Z 軸快移速度 M/min 5/8刀架型式 4 工位電動(dòng)刀架刀桿尺寸 mm 20×20刀架重復(fù)定位精度 mm ≦0.004尾座型式 有尾座套筒直徑 mm ?60尾座套筒行程 mm 100尾座頂尖錐孔 莫氏 4#機(jī)床凈重 kg 1560機(jī)床外型尺寸（L×W×H）mm 2230×1280×164011電力需求（功率/電流） kW/A 10/20重量 kg 1650124.3 夾具的確定因?yàn)榧庸すぜ跈C(jī)床坐標(biāo)系中的位置是由夾具決定的（也就是加工原點(diǎn)的位置），因此我們需要夾具必須可以確保工件在機(jī)床坐標(biāo)系中的準(zhǔn)確坐標(biāo)方向，并且要適合工件在機(jī)床坐標(biāo)系的尺寸大小。綜合圓柱配合組件車削零件及 2.2 的工藝路線擬定。圓柱配合組件車削為典型的軸類零件,形狀復(fù)雜，但是在加工過(guò)程中因?yàn)檠b夾的位置較短，導(dǎo)致加工過(guò)程中可能導(dǎo)致橫向切削力過(guò)大導(dǎo)致工件原心偏離，故夾具選用三爪自定心卡盤如圖（4.3.1），三爪卡盤裝夾工件時(shí)可自動(dòng)定心，不需找正。但需要注意的是，用三爪卡盤夾緊工件時(shí)，為保證足夠的夾緊力，一般要留有 20mm 以上的夾持長(zhǎng)度。綜合圓柱配合組件車削（如圖 1.2）同樣采用三爪卡盤（ 如圖 4.3.1）。如圖 4.3.1134.4 刀具的選擇數(shù)控加工刀具也決定了機(jī)床的加工效率及加工零件的品質(zhì)。近幾年，隨著不斷提高刀具材料性能及改善結(jié)構(gòu)特性，數(shù)控加工專用刀具的耐用度、剛度、抗脆性、斷屑及調(diào)整更換等方面已不斷的有所改良。選定適合的加工刀具類型和工藝方案是非常要緊的。以下初步解析目前的幾種刀具：1.陶瓷刀具由于熱裂紋極易發(fā)生崩刃，且有較高的切削溫度。由于陶瓷刀具材質(zhì)的化學(xué)穩(wěn)定性穩(wěn)定、硬度高，且廣泛的應(yīng)用于耐熱合金等難加工的材料中。2.在高速加工中常用立方氮化硼刀具。3.由于在 時(shí)高速鋼刀具依然維持較高的硬度，在耐磨性上比其他工C?60具鋼好，且硬質(zhì)合金韌性比別的高，由于壓延性較弱，熱加工艱難，導(dǎo)致較弱的耐熱沖擊性。4.硬度相對(duì)高的是硬質(zhì)合金刀具，能維持良好的加工性能在 時(shí)。C??108在銑削金屬的切削過(guò)程復(fù)合碳化物系硬質(zhì)合金突顯出俱佳的性能。因此，硬質(zhì)合金受到了廣泛的運(yùn)用。5.在色金屬和非金屬材料的加工中應(yīng)用最普遍的是聚晶金剛石刀具，在高效率的加工過(guò)程中能獲得高精度、高光亮的加工表面，固在高精加工領(lǐng)域中獲得廣泛運(yùn)用。以上五種刀具材料的硬度及耐磨性。為金剛石最佳，依序最低為高速鋼。但刀具材料的韌性則為金剛石最低而高速鋼最高。綜上數(shù)控機(jī)床加工中采納最普遍的是硬質(zhì)合金類刀具。當(dāng)前因其性價(jià)比高，適應(yīng)性穩(wěn)定且多樣化，綜合效果最優(yōu)。由于圓柱配合組件車削的材料為 45#鋼材，零件比較復(fù)雜，所以我選用硬質(zhì)合金刀具如（表 4-4）來(lái)加工此零件。表 4-4 所用刀具規(guī)格序號(hào) 刀具號(hào) 刀具名稱 型號(hào) 備注1 T01 93°外圓右偏車刀 MVJNR2020K16 硬質(zhì)合金2 T02 3mm 切斷刀 ZQ1616R 刀片寬 3mm3 T03 60°外螺紋刀 SER2020K16 硬質(zhì)合金4 T04 95°內(nèi)孔鏜刀 S16Q-SDUCR11 硬質(zhì)合金9 T05 ?20 鉆頭 高速鋼144.5 選擇切削用量4.5.1 背吃刀量的確定在機(jī)床功率容許的情況下，應(yīng)盡量采選較大的背吃刀量，進(jìn)給次數(shù)才會(huì)有所減少。當(dāng)精度要求較高的零件時(shí)，半精銑或精銑的余量需要被留出，正常半精銑的余量是 0.5mm 左右，精銑余量在半精銑之后，通常少于普通銑削的余量，一般選取 0.1～0.3mm。由于該零件精度要求相對(duì)要高，固必須至少有粗加工及精加工兩種。通過(guò)表 4.5.1 來(lái)采選背吃刀量。表 4.5.1 數(shù)控切削用量推薦表加工內(nèi)容 背吃刀量Ap/（mm）切削速度vc(m·min )1?進(jìn)給量f/(mm·r )1?粗加工 2～3 80～120 0.2～0.4精加工 0.1～0.5 120～150 0.1～0.2綜合考慮粗車時(shí)背吃刀量選取 2mm，留出精車余量為 0.5mm，精車時(shí)背吃刀量為 0.5mm。4.5.2 主軸轉(zhuǎn)速的確定主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)零件上加工部位的直徑，并按零件和刀具材料以及加工性質(zhì)等條件所允許的切削速度來(lái)確定。切削學(xué)速度除了計(jì)算和查表選取外，還可以根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)確定。主要根據(jù)允許的切削速度 Vc(m/min)選取由公式 n= 來(lái)進(jìn)行計(jì)算。DVc?10式中 Vc 為切削速度；D 為工件或刀具的直徑（mm）現(xiàn)選取工件的中間尺寸為 ?46 的直徑為例說(shuō)明其計(jì)算過(guò)程。D=46mm4.5.3 進(jìn)給量的確定粗加工時(shí)，進(jìn)給量的選擇主要受切削力的限制。根據(jù)加工材料、刀桿尺寸、工件直徑及已確定的背吃刀量來(lái)選取較大的進(jìn)給量。在半精加工和精加工時(shí)，則按表面粗糙度要求，根據(jù)工件材料、刀尖圓弧半徑、切削速度來(lái)選擇合理的進(jìn)給量。當(dāng)切削速度提高，刀尖圓弧半徑增大，或刀具磨有修光刃時(shí)，可以選擇較大的進(jìn)給量以提高生產(chǎn)率。15在加工過(guò)程中，有四種進(jìn)給速度設(shè)定，它們是：快速走刀速度、進(jìn)刀速度、切削進(jìn)給速度及退刀速度。4.5.4 切削速度的確定切削速度主要主要根據(jù)工件材料的性質(zhì)來(lái)確定。在已選定的 ap 和 f 的基礎(chǔ)上，所選的切削速度，應(yīng)使刀具耐用度具有合理值。精加工時(shí)，應(yīng)盡量避免積屑瘤、鱗刺產(chǎn)生的切削速度區(qū)域。斷續(xù)切削時(shí)，為減小沖擊和熱應(yīng)力，應(yīng)適當(dāng)降低切削速度。車端面時(shí)，其切削速度是一個(gè)變值，其最大值應(yīng)比車外圓時(shí)適當(dāng)提高。在易發(fā)生振動(dòng)的條件下，切削速度應(yīng)避開(kāi)自激振動(dòng)的臨界速度。（1）快速走刀速度（空刀進(jìn)給速度）為了節(jié)省非切削加工時(shí)間，降低生產(chǎn)成本，快速走刀速度應(yīng)盡可能選高一些，一般選為機(jī)床所允許的最大進(jìn)給速度，即 G00 進(jìn)給速度。在零件加工過(guò)程中，建立刀補(bǔ)即 G00 進(jìn)給速度。（2）退刀速度為了縮短非切削加工時(shí)間，降低生產(chǎn)成本，退刀進(jìn)給速度應(yīng)選擇機(jī)床所允許的最大快速移動(dòng)速度，即 G00 速度。在零件加工過(guò)程中，取消刀補(bǔ)即 G00 退刀速度。4.5.5 零件切削用量的具體選擇（1）工序 1：車左端外輪廓工步 1 粗車左端外輪廓留 0.5mm 作為精加工余量，取粗加工背吃刀量ap=2mm。由文獻(xiàn)查得進(jìn)給量 f=0.4~0.5mm/r，初步確定 f=0.4mm/r。選擇切削速度 由文獻(xiàn)查得 =1.5~1.83m/s，取 =1.5m/s=90m/min。cvcvcv計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速 s= = m/min=673r/min 取 s=700r/min。dc?1043.90?計(jì)算進(jìn)給速度計(jì)算進(jìn)給速度 F=Sf=200㎜/min。工步 2 精車左端外輪廓，保證其加工精度及表面粗糙度，取 ap=0.25mm。由文獻(xiàn)查得進(jìn)給量 f=0.3~0.4mm/r，初步確定 f=0.2mm/r。選擇切削速度 由文獻(xiàn)[1]P448 表 8-57 查得 =1.5~1.83m/s.取cvcv=100m/min。cv16計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速 s= = m/min=863r/min 取 900r/min。dvc?1043.10?計(jì)算進(jìn)給速度 F=Sf=140㎜/min。工步 3 切梯形槽保證其加工精度，根據(jù)所選刀具取背吃刀量 ap=6mm。由文獻(xiàn)查得切削速度 = 30m/min，計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速cvs= = m/min=265r/min 取 300r/min。dvc?10354.0?切槽由文獻(xiàn)查得進(jìn)給量 f=0.1 mm/r；計(jì)算進(jìn)給速度 F=Sf=30㎜/min。工步 4 切槽保證其加工精度及表面粗糙度，根據(jù)所選刀具取 ap=5mm。由文獻(xiàn)查得切削速度 = 30m/min，計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速cvs= = m/min=281r/min 據(jù)經(jīng)驗(yàn)值取 300r/min。dvc?10354.0?文獻(xiàn)［1］查得進(jìn)給量 f=0.1 mm/r；計(jì)算進(jìn)給速度 F=Sf=30㎜/min。174.6 量具的選擇在數(shù)控銑削加工過(guò)程中，工件尺寸精度的保障需要選取正當(dāng)?shù)臏y(cè)量工具，當(dāng)下，頗多的量具類型，可是不同的零件需采用不一樣的測(cè)量工具。千分尺一般運(yùn)用在銑削外輪廓中，以游標(biāo)卡尺和直尺作為測(cè)量工件的基本量具。因游標(biāo)卡尺使用便捷、多樣化等特點(diǎn)導(dǎo)致在某些加工部位的尺寸上測(cè)量精度有所欠缺。正常千分尺選用在精度高的零件上。如表 4-6 所示。表 4-6 量具表名稱 規(guī)格 分度值 用途游標(biāo)卡尺 0-150mm 0.02mm 主要用于測(cè)量?jī)?nèi)、 外尺寸和深度等千分尺 0-150mm 0.001mm 用于長(zhǎng)度測(cè)量工 具直尺 0-200mm 1mm 用來(lái)測(cè)量工件的 長(zhǎng)度螺紋規(guī) M27*2 用來(lái)測(cè)量螺紋的 標(biāo)準(zhǔn)185 數(shù)控加工工藝卡片的擬定按照工序?yàn)閱挝蝗ズ?jiǎn)要描述工件的加工工藝路線是機(jī)械加工工藝卡，通過(guò)機(jī)械加工工藝卡來(lái)說(shuō)明工件的加工流程，以合理布置生產(chǎn)計(jì)劃及調(diào)度組織生產(chǎn)用；但是在工藝卡的基礎(chǔ)上，遵循每道工序所編制的一種工藝文件，是使于指導(dǎo)工人完成某一工序所使用的卡片就是械加工工序卡。這次設(shè)計(jì)的工藝卡見(jiàn)附錄 B。196.零件的加工6.1 工件安裝本次軸類零件采用三爪可調(diào)卡盤定心夾緊。在數(shù)控機(jī)床上加工零件時(shí)，為保證工件的加工精度和加工質(zhì)量，必須使工件位于機(jī)床上的正確位置，也就是通常所說(shuō)的“定位”，然后將它也就是通常所說(shuō)的“夾緊”。工件在機(jī)床是哪個(gè)的定位于夾緊的過(guò)程稱為工件的裝夾過(guò)程。圖 6-16.2 刀具裝夾本次使用的機(jī)床中心高為 20mm，裝夾具體見(jiàn)圖 6-2。圖 6-26.3 回機(jī)床原點(diǎn)機(jī)床在生產(chǎn)設(shè)計(jì)時(shí)指定了一個(gè)固定的點(diǎn)，作為機(jī)床相對(duì)運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)原點(diǎn)，20這一點(diǎn)就叫機(jī)床原點(diǎn)。一般取在卡盤端面與主軸中心線的交點(diǎn)處。為了建立機(jī)床坐標(biāo)，消除機(jī)床間隙、累計(jì)誤差、取消刀補(bǔ)及坐標(biāo)偏置，在開(kāi)機(jī)時(shí)，除了檢驗(yàn)機(jī)床主軸是否能正常的運(yùn)轉(zhuǎn)，檢查各輔助功能是否正常外， 還要將各坐標(biāo)軸回到機(jī)床零點(diǎn)。方法如下：1、X 軸回原點(diǎn)。按下機(jī)床回坐標(biāo)原點(diǎn)按鈕，按下 “↓”鍵，當(dāng) X 軸回到原點(diǎn)時(shí)，“X 原點(diǎn)燈”會(huì)亮起。如圖 6.3.1 所示?！?→如圖 6.3.1Z 軸回到原點(diǎn)時(shí)，按下“→”鍵，當(dāng) Z 軸回到原點(diǎn)時(shí)，“Z 原點(diǎn)燈”會(huì)亮起。如圖 6.3.2 所示?！?→如圖 6.3.26.4 對(duì)刀在加工過(guò)程中，對(duì)刀的準(zhǔn)確性將直接影響到工件的精度。對(duì)刀點(diǎn)是數(shù)控機(jī)床上刀具相對(duì)工件運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)。我們編寫(xiě)的數(shù)控程序就是從該點(diǎn)開(kāi)始執(zhí)行，因此，該點(diǎn)又是程序的起點(diǎn)。對(duì)刀點(diǎn)可以選擇在工件上，也可以選擇在工件外面，但是必須零件定位基準(zhǔn)有一定的聯(lián)系。在對(duì)刀時(shí)，將機(jī)床進(jìn)給速率盡可能降低到最低，并換為手輪操作。首先，選擇 X 軸，用手輪慢慢控制刀具沿 X 軸進(jìn)行試切。然后，沿原路退刀，在刀具補(bǔ)償中設(shè)置相關(guān)參數(shù)就完成了 X 軸方向?qū)Φ?。接著，選擇 Z 軸，用手輪控制刀具沿 Z 軸進(jìn)行試切，并沿原路退刀，在刀具補(bǔ)償中設(shè)置相關(guān)參數(shù)就完成了 Z 軸方向?qū)Φ丁?1圖 6.46.5 建立工作坐標(biāo)系在整個(gè)工件的加工過(guò)程中，數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動(dòng)都是相對(duì)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)我們對(duì)好刀以后，機(jī)床就將對(duì)刀那一點(diǎn)定義為相對(duì)坐標(biāo)的原點(diǎn)。在加工過(guò)程中，機(jī)床的動(dòng)作是由數(shù)控裝置來(lái)控制的，為了確定機(jī)床上的成形、運(yùn)動(dòng)和輔助運(yùn)動(dòng)，必須要建立一個(gè)坐標(biāo)系來(lái)確定機(jī)床上運(yùn)動(dòng)的方向和距離，這個(gè)坐標(biāo)系就稱為機(jī)床坐標(biāo)系。在編寫(xiě)數(shù)控程序前，就要建立整個(gè)工件的坐標(biāo)系，一般情況下，將坐標(biāo)系原點(diǎn)定在工件右端圓心上，如下圖 6.5.1、圖 6.5.2 所示。圖 6.5.122圖 6.5.26.6 程序校驗(yàn)一個(gè)完整的數(shù)控程序由程序號(hào)、程序主體和程序結(jié)束指令三部分組成，部分?jǐn)?shù)控程序還有子程序。當(dāng)程序輸入到數(shù)控系統(tǒng)中后，不能立即進(jìn)行自動(dòng)運(yùn)行操作，我們必須首先檢查程序是否正確。首先，我們將程序輸入到數(shù)控機(jī)床中，按下數(shù)控機(jī)床上的“編輯”按鈕，使數(shù)控機(jī)床處于編輯狀態(tài)，然后按下“PROG”按鈕，切換到輸入程序的界面用鍵盤輸入程序。接著，我們先將機(jī)床鎖住，按下“機(jī)械鎖定”按鈕，然后點(diǎn)“AUTO”按鈕，再點(diǎn)“循環(huán)啟動(dòng)”，最后點(diǎn)“循環(huán)啟動(dòng)”就可以模擬運(yùn)行切削，通過(guò)查看機(jī)床屏幕上走刀軌跡是否正確來(lái)判斷程序是否正確，如有問(wèn)題，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。6.7 自動(dòng)運(yùn)行當(dāng)程序檢查無(wú)誤后，合上車床防護(hù)罩，按下“AUTO”以及“循環(huán)啟動(dòng)” ，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量，讓其自動(dòng)加工，同時(shí)注意冷卻液的供給和其他輔助功能的正常運(yùn)行，直到工件加工完成。236 加工質(zhì)量檢測(cè)6.1 加工質(zhì)量檢測(cè)在整個(gè)加工過(guò)程中，遇到了許許多多的問(wèn)題，有機(jī)床上的問(wèn)題，有加工方面的問(wèn)題，這些問(wèn)題在老師和同學(xué)的幫助下都一一解決了，以下就是加工質(zhì)量問(wèn)題的分析： 首先，因?yàn)槭軛l件限制，只能選擇 CK-6140 普通型數(shù)控車床，其加工精度本身就不夠。其次，夾具和刀具也會(huì)影響零件的加工精度。在加工過(guò)程中，如果夾具沒(méi)有裝夾平衡，在加工過(guò)程中就會(huì)出現(xiàn)徑向或者端面跳動(dòng)的情況，從而導(dǎo)致產(chǎn)生誤差。刀具在加工過(guò)程中發(fā)熱以及刀片裝夾不穩(wěn)定都會(huì)導(dǎo)致刀片磨損，從而導(dǎo)致加工出來(lái)的工件產(chǎn)生誤差或者粗糙度偏大。再者，對(duì)刀的精確也是影響加工精度的因素。我們?cè)诩庸み^(guò)程中，完全采用手工對(duì)刀，靠眼睛去觀察，這樣或多或少會(huì)產(chǎn)生誤差，從而影響零件的精度。最后，冷卻液也能影響到零件的加工精度。在加工時(shí)，工件與道具摩擦?xí)a(chǎn)生大量的熱，從而導(dǎo)致工件熱變形，同時(shí)也會(huì)加劇刀具的損壞程度。因此，選擇合理的冷卻液以及冷卻方式顯得非常重要，他們會(huì)直接影響加工精度。除上述原因之外，還有些原因，如：機(jī)床主軸本身有擺動(dòng)情況、機(jī)床有振動(dòng)、刀刃太長(zhǎng)，刀具硬度不夠等等都會(huì)影響到加工精度和光澤度。6.2 改善方法對(duì)車床進(jìn)行定期保養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)有磨損的零件及時(shí)進(jìn)行更換。定期調(diào)校車床的精度，提高對(duì)刀精度，把誤差盡可能地降低到最小。加工時(shí)，盡量選擇剛度大、刀刃短的刀具來(lái)使用。同時(shí)，在加工的過(guò)程中，優(yōu)先采用高轉(zhuǎn)速，快進(jìn)給；小切深，大切寬的工藝參數(shù)，從而達(dá)到降低切削力的目的。致 謝 本設(shè)計(jì)是在我在指導(dǎo)老師的精心指導(dǎo)和大力支持下完成的，這篇設(shè)計(jì)的每個(gè)細(xì)節(jié)和每個(gè)數(shù)據(jù)，都離不開(kāi)老師的細(xì)心指導(dǎo)，而老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)和寬容的教學(xué)態(tài)度都深深地感染和激勵(lì)著我。并在此同時(shí)您還24在思想上、學(xué)習(xí)上給予了我無(wú)微不至的關(guān)懷，在此謹(jǐn)向指導(dǎo)老師致以誠(chéng)摯的謝意。我也要感謝我的母校，回想我在學(xué)院的兩年多的時(shí)間里，感謝各位老師對(duì)我的栽培，他們不僅在學(xué)習(xí)方面給了我很大的幫助。而且，他們嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣；他們循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思維方式給予我無(wú)盡的啟迪，這些都將使我終生受益。借此機(jī)會(huì)對(duì)他們表示深深的感謝，并祝福他們?cè)谝院蟮娜松猛局杏肋h(yuǎn)幸?？鞓?lè)。我在這里生活和學(xué)習(xí)了兩年多的時(shí)間，我們同學(xué)、朋友們無(wú)論是在學(xué)習(xí)還是在生活及其它各個(gè)方面都給了我很多的幫助和支持。在畢業(yè)設(shè)計(jì)的編寫(xiě)過(guò)程當(dāng)中，我認(rèn)真地聽(tīng)取他們的意見(jiàn)，使畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)表述更加清晰，內(nèi)容更加完善。同時(shí)感謝自己的家人 ，謝謝你們。也謝謝那么多提供我資料的人。25參考文獻(xiàn)[1] 韓鴻欒 數(shù)控編程 中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社 2004 年[2] 朱正偉 數(shù)控機(jī)床機(jī)械系統(tǒng)中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社 2004 年[3] 陳華.數(shù)控車床編程與操作實(shí)訓(xùn).重慶大學(xué)出版社.2006 年[4] 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退刀安全距離N270 T0303 換三號(hào)螺紋刀N280 M03S450 主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速450r/min，冷卻液開(kāi)N290 G00X28Z3 快速定位到加工循環(huán)起點(diǎn)N300 G82X27Z-23F2 螺紋切削循環(huán)指令螺距 2N310 X26.5 X 進(jìn)刀至 X26.5N320 X26 X 進(jìn)刀至 X26N330 X25.5 X 進(jìn)刀至 X25.5N340 X24.6 X 進(jìn)刀至 X24.6N350 X24.4 X 進(jìn)刀至 X24.4N360 X24.4 X 進(jìn)刀至 X24.4N370 G00X100Z100 退刀安全距離N380 M30 程序結(jié)束27加工件一右端%123N10 G21 G40 G97 G99 程序初始化N20 T0101G95 換一號(hào)外圓車刀N30 M03S600 主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速600r/min，冷卻液開(kāi)N40 G00X57Z3 快速定位到加工循環(huán)起點(diǎn)N50G71U2R1P1Q2X0.5Z0.2F0.2外圓粗車復(fù)合循環(huán)加工，背吃刀量 2mm，退刀量1mm,X 余量 0.5Z 余量0.1 進(jìn)給量 0.2mm/rN60 N1G01X22 X 向進(jìn)刀N70 Z-16 Z 向進(jìn)刀N80 X30.4 X 向進(jìn)刀N90 X33.2Z-31 切 C1 倒角N100 X36 X 向進(jìn)刀N110 Z-38 Z 向進(jìn)刀N120 #1=12.5 橢圓起點(diǎn)N130 WHILE#1GE[0] 橢圓終點(diǎn)N140 #2=7*[12.5*12.5-#1*#1]/12.5 橢圓公式N150 G01X[2*#1+36]Z[50.5-#1] X、Z 加工點(diǎn)N160 #1=#1-0.1 進(jìn)給量 0.1N170 ENDW 宏程序結(jié)束N180 G01Z-66 Z 向進(jìn)刀N190 N2X57 X 向退刀N200 G00X100Z100 退刀安全距離N210 T0202 換二號(hào)切槽刀N220 M03S450 主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速450r/min，冷卻液開(kāi)N230 G00X55Z-61 快速定位到加工循環(huán)起點(diǎn)N240 G01X42F0.1 X 向進(jìn)刀N250 X55 X 向退刀N260 Z-64 Z 向進(jìn)刀N270 X42 X 向進(jìn)刀N280 X55 X 向退刀N290 Z-59.01 Z 向進(jìn)刀N300 X50 X 向進(jìn)刀N310 X42Z-61 加工錐度N320 X55 X 向退刀28N330 Z-65.99 Z 向進(jìn)刀N340 X42Z-64 加工錐度N350 X55 X 向退刀N360 G00X100Z100 退刀安全距離N370 M30 程序結(jié)束29加工件二左端，鉆 20 內(nèi)孔O0003%123N10 G21 G40 G97 G99 程序初始化N20 T0101G95 換一號(hào)外圓車刀N30 M03S600 主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速600r/min，冷卻液開(kāi)N40 G00X57Z3 快速定位到加工循環(huán)起點(diǎn)N50G71U2R1P1Q2X0.5Z0.2F0.2外圓粗車復(fù)合循環(huán)加工，背吃刀量 2mm，退刀量1mm,X 余量 0.5Z 余量0.1 進(jìn)給量 0.2mm/rN60 N1G01X40 X 向進(jìn)刀N70 Z-14 Z 向進(jìn)刀N80 X50 X 向進(jìn)刀N90 Z-20.5 Z 向進(jìn)刀N100 N2X57 X 向進(jìn)刀N110 G00X100Z100 退刀安全距離N120 T0404 換四號(hào)內(nèi)孔鏜刀N130 M03S600 主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速1000r/min，冷卻液開(kāi)N140 G00X20Z3 快速定位到加工循環(huán)起點(diǎn)N150G71G71U2R1P1Q2X-0.5Z0.2F0.2內(nèi)圓粗車復(fù)合循環(huán)加工，背吃刀量 2mm，退刀量1mm,X 余量 0.5Z 余量0.1 進(jìn)給量 0.2mm/rN160 N1G01X33 X 向進(jìn)刀N170 Z0 Z 向進(jìn)刀N180 X30.2Z-15 切 C1 倒角N190 X24 X 向進(jìn)刀N200 X22Z-16 加工錐度N210 Z-31 Z 向進(jìn)刀N220 N2X20 X 向退刀N230 G00Z100 Z 向退至安全點(diǎn)N240 X100 X 向退至安全點(diǎn)N250 M30 程序結(jié)束30O0004%123N10 G21 G40 G97 G99 程序初始化N20 T0101G95 換一號(hào)外圓車刀N30 M03S600 主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速600r/min，冷卻液開(kāi)N40 G00X57Z3 快速定位到加工循環(huán)起點(diǎn)N50G71U2R1P1Q2X0.5Z0.2F0.2外圓粗車復(fù)合循環(huán)加工，背吃刀量 2mm，退刀量1mm,X 余量 0.5Z 余量0.1 進(jìn)給量 0.2mm/rN60 N1G01X50 X 向進(jìn)刀N70 Z-100 Z 向進(jìn)刀N80 N2X55 X 向退刀N90 G00X100Z100 退至安全點(diǎn)N100 T0202 換二號(hào)切槽刀N110 M03S400 主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速400r/min，冷卻液開(kāi)N120 G00X53Z3 快速定位到加工循環(huán)起點(diǎn)N130 G01Z-10F0.1 Z 向進(jìn)刀N140 X46 X 向進(jìn)刀N150 X55 X 向退刀N160 Z-8 Z 向進(jìn)刀N170 X46 X 向進(jìn)刀N180 X55 X 向退刀N190 G00X100Z100 退至安全點(diǎn)N200 M30 程序結(jié)束附錄 B工藝卡、工序卡附錄 B 請(qǐng)?jiān)斠?jiàn)文件-圓柱配合組件車削加工工藝過(guò)程卡片