第2章 数控车削加工工艺分析

第2章数控车削加工工艺分析

2.1 数控车床加工工艺概述

数控车床加工工艺是采用数控车床加工各种回转体零件时所运用的各种方法和技术手段的总和,应用于整个数控车床加工工艺过程。它伴随着数控车床的产生、发展而逐步完善起来的应用技术,是人们在大量数控车床加工实践基础上的经验总结。

数控车床加工工艺过程是利用车刀在数控车床上直接改变零件的形状、尺寸、表面位置和表面形状等,使其成为成品或半成品的过程。

2.1.1数控车床加工工艺特点

由于数控车床加工具有加工自动化程度高、精度高、质量稳定、生产率高、设备使用费用高等特点,使数控车床加工相应形成下列特点。

1.数控车床加工工艺内容要求具体、详细

在使用普通车床加工时,许多具体的工艺问题,如工艺中各工步的划分与安排、刀具的几何形状及尺寸、走刀路线、加工余量和切削用量等,在很大程度上都是由操作人员根据自己的实践经验自行考虑决定的,一般不需要工艺人员在设计工艺规程时进行过多的规定,零件的尺寸精度也可以通过试切保证。而在数控车床加工时,原本在普通车床上由操作工灵活掌握并可适时调整来处理上述工艺问题,不仅成为数控车床工艺设计时必须认真考虑的内容,而且编程人员还必须事先将其设计和安排好,并作出正确的选择后,将其编入加工过程中。

数控车床加工工艺不仅包括详细的加工步骤,还包括切削用量和其他特殊要求内容,以及标有数控加工坐标位置的工序图等。

2.数控车床加工工艺要求更严密、精确

数控车床自适应较差,它不能同普通车床加工那样根据加工过程中出现的问题灵活的进行认为调整。如在钻孔时,数控车床不知道孔中是否已挤满切屑,是否需要退刀清理切屑后再继续进给,这些情况必须事先由工艺员精心考虑,否则可能会导致严重的后果。

普通车床在加工零件时,通常是经过多次试切来达到零件的精度要求的,而数控车床加工过程是严格按程序规定的尺寸来进给的,因此要准确无误。在实际工作中,由于一个小数点的差错而酿成重大机床事故和质量事故的例子屡见不鲜。因此,数控车床加工工艺设计要求更加严密、精确。

3.制定数控车床加工工艺要求严格的分析计算

制定加工工艺前要进行零件图形的数学处理和编程尺寸设定值的计算。编程尺寸并不是零件图上设计的公称尺寸的简单再现,在对零件图进行数学处理和计算时,编程尺寸设定值要根据零件尺寸公差要求和零件的形状几何关系重新调整计算,才能确定合理的编程尺寸。这是编程前必须要做的一项基本工作,也是制定数控车床加工工艺必须要进行的分析工作。

4.制定数控车床加工工艺选择切削用量时要考虑进给速度对零件形状精度的影响

数控车床加工时,刀具怎么从起点沿运动轨迹走向终点是由数控系统的插补装置或插补软件来控制的。根据插补原理分析,在数控系统已定的情况下,进给速度越快,则插补精度越低;插补精度越低,则工件的轮廓形状精度越差。因此,制定数控车床加工工艺选择切削用量时要考虑进给速度对加工零件形状精度的影响,特别是高精度加工时的影响非常明显。

5.制定数控车床加工工艺的特殊要求

由于数控车床较普通车床的刚度高,所配的刀具也较好,因而在同等情况下,所采用的切削用量通常要

比普通车床大,加工效率也较高,选择切削用量时要充分考虑这些特点。

由于数控车床的功能复合化程度越来越高,因此工序相对集中是现代数控车床工艺的特点,明显表现为工序数目少、工序内容多,并且由于在数控车床上尽可能安排较复杂的工序,所以数控车床加工的内容比普通车床加工的工序内容复杂。特别是对车削中心来说,零件上一些铣削加工的内容也可以在车削中心上进行,工序内容局更加复杂。

6.数控车床加工程序的编写、校验与修改是数控加工工艺的一项特殊内容

普通车床加工工艺中划分工序、选择设备等重要内容,对数控车床加工工艺来说属于已基本确定的内容,所以制定数控车床加工工艺的着重点在整个数控加工过程的分析,关键在确定进给路线及生成刀具运动轨迹。复杂表面的刀具运动轨迹生成需借助自动编程软件,是编程问题,是数控加工工艺问题,也是数控车床加工工艺与普通车床加工工艺最大的不同之处。

2.1.2数控车床加工工艺主要内容

使用数控车床进行加工时,首要的问题是加工件必须符合数控车床的加工工艺特点,一般应是中、小批量,需重复投产,表面形状较复杂,需要配置夹具或需在线测量的零部件。

为了充分发挥数控车床的高效率,除选择合适的加工件和必须掌握机床特性外,还必须在编程之前正确地确定好加工方案。

在数控车床上加工零件,工序必须集中,在一次装夹中应尽可能完成所有工序,因此,划分工序显得尤为重要。一般情况下采用“先外后内”、“先粗后精、刀具集中”的原则,为了减少换刀次数,缩短空行程,减少不必要的定位误差,采用按“刀具集中”的工序办法,即将零件上用同一把刀加工的部位全部加工完成后,再换另一把刀来加工。要选用最合理、最经济、最完善的加工方案,即走刀路线最短、走刀次数和换刀次数要尽可能少、保证加工安全等。数控车床加工路线的确定至关重要,因为它关系到工件的加工精度和表面粗糙度,应尽量避免在连接处重复加工,否则会出现明显的界限痕迹。

1.数控车床加工工艺的主要内容

（1）选择适合在数控车床上加工的零件,确定工序内容。

（2）分析加工零件的图样,明确加工内容及技术要求,确定加工方案,制定数控加工路线,如工序的划分、加工顺序的安排、非数控加工工序的衔接等。设计数控加工工序,如工序的划分、刀具的选择、夹具的定位与安装、切削用量的确定和走到路线的确定等。

（3）调整数控加工工序的的程序,如对刀点、换刀点的选择和刀具的补偿等。

（4）分配数控加工中的公差,保证加工后的零件合格。

（5）处理数控机床上的部分工艺指令。

当选择并决定某个零件进行数控车床加工后,并不等于要把该零件的所有加工内容全部完成,而可能只是对其中一部分进行数控加工,所以必须对零件图样进行工艺分析,确定哪些最适合、最需要进行数控加工的内容和工序。

2.合理选用数控车床的原则

确定典型零件的工艺要求、加工工件的批量,拟定数控车床应具有的功能是做好前期准备、合理选用数控车床的前提条件。

典型零件的工艺要求主要是零件的结构尺寸、加工范围和进度要求。根据精度要求,即工件的尺寸精度、定位精度和表面粗糙度的要求来选择数控车床的控制精度。

选择结构合理、稳定可靠的数控车床进行加工是产品质量保证的基础。数控车床的可靠性是指机床在

规定条件下执行其功能时,长时间稳定运行而不出故障的能力。

仔细考虑刀具和附件的配套,机床随机附件、备件及其刀具供应能力对已有的数控车床、车削中心来说是十分重要的,做到功能与精度不闲置、不浪费。必要时,机床可配备全封闭或半封闭的防护装置和自动排屑装置等。

2.1.3零件图的数控加工工艺分析

对零件图进行数控加工工艺分析着重考虑以下几个方面

1.结构工艺分析

零件的结构工艺性是指在满足使用要求的前提下,零件的加工可行性和经济型,即所设计的零件结构应便于加工成型,且成本低、效率高。结构工艺性分析要放在零件图样和毛坯图样初步设计和设计定型之间的阶段进行,否则当零件设计定型之后再分析,发现要修改某些设计就会产生大量改动,那就很困难。通常结构工艺性分析主要有以下几项内容。

（1）分析零件图中的尺寸标注方法是否适应数控加工的特点。对数控加工来说,最倾向于以同一基准引注尺寸或直接给出尺寸坐标,即坐标标注法。这种标注法既便于编程,也便于尺寸之间的相互协调,给保证设计、定位、检测基准与编程原点设置的一致性方面带来了很大方便。

（2）分析零件图中构成轮廓的几何元素的条件是否充分、正确。由于零件设计人员在设计过程中往往存在考虑不周到的情况,如构成零件轮廓的几何元素的条件不充分或模糊不清基至多余的情况,造成无法进行数学处理。

（3）分析在数控车床加工时零件结构的合理性。零件的结构应使加工时尽量减少换刀和装夹次数,以利于提高加工效率。

2.精度与技术要求分析

对被加工零件的精度及技术要求进行分析是零件工艺性分析的重要内容。只有在分析零件精度和表面粗糙度的基础上,才能对加工方法、装夹方式、进给路线、刀具及切削用量等进行正确而合理的选择。精度及技术要求分析主要有以下几项内容。

（1）分析精度及各项技术要求是否齐全、合理。对采用数控加工的表面,其精度要求应尽量一致,以便最后能一刀连续加工。

（2）分析本工序的数控车削加工精度能否达到图样要求。若达不到,需采取其他措施(如磨削)弥补的话,注意给后续工序留有加工余量。

（3）找出图样上有较高位置精度要求的表面,这些表面应在一次装夹下完成加工。

（4）对表面质量要求较高的表面,应确定用恒线速度切削。

2.1.4零件图形的数学处理

数控加工是一种基于数字的加工,分析数控加工工艺过程不可避免地要进行数字分析和计算,数学处理并最终确定编程尺寸及设定值。

1.编程原点的选择

加工程序中的程序字大部分是尺寸字,这些尺寸字中的数据是程序的主要内容。同一个零件,同样的加工方法,由于编程原点的不同,尺寸字中的数据就不一样,所以编程前首先要选定编程原点,以建立编程坐标系。

2.编程尺寸设定值的确定

编程尺寸设定值理论上该为尺寸误差分散中心,但由于事先无法知道分散中心的确切位置,可先由平

均尺寸代替,最后根据是加工结果进行修正,以消除系统误差的影响。

2.1.5数控车削加工工艺过程的拟定

一般根据零件的加工精度、表面粗糙度、材料、结构形状、尺寸及生产类型确定零件表的数控车削加工方法及加工方案,根据表面精度要求可分为粗车、半精车、精车、细车、精密车等方案进行加工。

1.工序的划分原则

（1）工序集中将若干个工步集中在一个工序内完成,因此一个工件的加工,只需集中在少数几个工序内完成。最大限度的集中是在一个工序内完成工件所有表面的加工。采用工序集中的可以减少工件的装夹次数,在一次装夹中可以加工许多加工表面,有利于保证各表面之间的相互位置精度,也可以减少机床的数量,相应的减少工人的数量和机床的占地面积。但所需的设备复杂,操作和调整工作也复杂。

（2）工序分散工序的数目多,工艺路线长,每个工序所包括的工步少。最大限度的分散是在一个工序内只包括一个简单的工步。工序分散可以是所需的设备和工艺装备结构简单、调整容易、操作简单,但专用性强。

通常情况下,对于需要多台不同数控机床、多道工序才能完成加工的零件,工序划分自然以机床为单位来进行。而对于只需要很少的数控机床就能加工完零件全部加工内容的情况,数控加工工序的划分可按下列方法进行。

1）以一次安装所进行的加工作为一道工序。将位置精度要求较高的表面安排在一次安装下完成,以免多次误差影响位置精度。

2）以一个完整数控程序连续加工的内容为一道工序。有些零件虽然能在一次安装中加工出很多待加工表面,但考虑到程序不能太长,会受到某些限制,如控制系统的限制（主要是内存容量）、机床连续工作时间的限制（如一道工序在一个工作班内不能完成）等。此外,程序太长会增加出错率,差错与检索困难,因此程序不能太长。这样可以以一个独立、完整的数控加工程序连续加工的内容为一道工序。

3）以工件上的结构内容组合用一把刀加工为一道工序。有些零件结构较复杂,既有回转表面也有非回转表面,既有外圆、平面也有内腔、曲面。对于加工内容较多的零件,按零件结构特点加工内容组合分成若干分部分,每一部分用一把典型刀具加工。这是可以将组合在一起的左右部位作为一道工序,然后将另外组合在一起的部位换一把刀加工,作为新的一道工序,以减少换刀次数,减少空程时间。

4）以粗、精车划分工序。对于容易发生加工变形的零件,通常粗加工后需要进行矫形,粗加工和精加工最为两道工序,可以采用不同的刀具或不同的数控机床加工。对毛坯余量大和加工精度要求较高的零件,应将粗车和精车分开,划分成两道或更多的工序。

在粗加工阶段,由于切除大量的金属可以及早发现毛坯的缺陷、裂纹和气孔等,以便及时处理避免过多的浪费工时

粗加工阶段容易引起工件的变形,由于切除余量大,一方面毛坯的内应力重新分布面引起变形,另一方面由于切削力和夹紧力都比较大,因而造成工件的受力变形和热变形,可在粗加工后留有一定的时间,再通过逐步减少加工余量和切削用量的办法消除变形。

划分加工阶段可以合理使用数控车床。如粗加工阶段可以使用功率大、精度较低的数控车床;精加工阶段可以使用功率小、精度高的数控车床,有利于充分发挥粗加工机床的效率,又有利于长期保持精加工机床的精度。

2.回转类零件非数控车削加工工序的安排

（1）零件上有不适合数控车削加工的表面,如渐开线齿形、键槽和花键表面等,必须安排相应的非数

控车前工序加工工序。

（2）零件表面硬度及精度要求均较高,热处理需安排在数控车削之后,则热处理之后一般安排磨削加工。

（3）零件要求特殊,不能用数控车削加工完成全部加工要求,则必须安排其他非数控车削加工工序,如喷丸、滚压加工和抛光等。

3.数控加工工序与普通工序的衔接

数控加工工序前后一般穿插有其他普通工序,如衔接的不好就容易产生矛盾,最好的办法是相互建立状态要求。例如,要不要留加工余量,留多少;定位面的尺寸精度要求及几何公差;对校形工序的技术要求和对毛坯的热处理要求等。其目的是达到相互能满足加工需要,且质量目标及技术要求明确,交接验收有依据。

4.工序顺序的安排

工件表面的加工顺序,一般先粗加工后精加工,先基准面加工后其他面加工,现主要表面加工后次要表面加工,先外表面加工后内表面加工。制定零件数控车削加工工序一般遵循下列原则。

1）先加工精基准面。最为精基准的表面应安排在工艺过程开始时加工。精基准面加工好后,接着对精度要求高的主要表面进行粗加工和半精加工,并穿插进行一些次要表面的加工,然后进行各表面的精加工。要求高的主要表面的精加工一般安排在最后进行,即上道工序能为后面的工序提供精基准和合适的夹紧表面。

2）先加工简单的几何形状,再加工复杂的几何形状。

3）对精度要求高,粗、精加工需分开进行的,先粗加工后精加工。

4）以相同定位、夹紧方式安装的工序,最好接连进行,以减少重复定位次数和夹紧次数。

5）检验工序是保证产品质量和防止产生废品的重要措施。在每个工序中,操作者都必须自行检验。在操作者自检的基础上,在下列场合还要安排独立检验工序：粗加工全部结束后,精加工之前;送往下道工序加工的前后（如热处理工序的前后）;重要工序的前后;最终加工之后等。

5.工步顺序和进给路线的确定

工步是工序的组成单位。在被加工的表面、切削用量（指切削速度、背吃刀量和进给量）、切削道具均保持不变的情况下所完成的那部分工序,称为工步。

工序顺序安排好后,对一道工序内的加工工步应按照先粗后精、先远后近、内外交叉和保证工件加工刚度的原则来确定。被加工的某一表面,由于余量较大或其他原因,在切削用量不变的条件下,用同一把道具对它进行多次加工,每加工一次,成为一次走刀。进给路线是指数控车床加工过程中刀具相对零件的运动轨迹和方向,也称走刀路线。刀具从起刀点开始到返回该点并结束加工程序所经过的路径,包括切削加工的路径和刀具切入、切出等非切削空行程。它不但包括了工步的内容,也反映了工步的顺序,也是编写加工程序的依据之一。

2.2图样分析

确定了加工内容以后,要对数控车床加工部分的零件图进行仔细分析,除上节所述分析零件的结构工艺性、分析零件精度和技术要求以外,还必须对零件的尺寸进行处理,将零件图上的设计尺寸转换成编程尺寸。

1.零件尺寸与编程尺寸

所谓零件尺寸是指等件图上局部分散标注的设计尺寸,它反映的是零件的使用特性要求。编程尺寸是

指适合于编程计算的集中引注或坐标式标注尺寸,它反映的是零件的加工特性要求。

设计人员往往在尺寸标注中较多地考虑使用特性要求,采取局部分散的标注方法,给工序安排与数控加工带来很多不便。但数控车床加工精度及重复定位精度都较高,不会因产生较大的积累误差而破坏使用特性,因而改变局部的分散标注法为集中引注或坐标式尺寸标注是完全可行的。

机械加工的加工误差不可避免,理论上零件的尺寸应呈正态分布状态,但由于不同的机床有不同的系统误差,这种误差只能通过试加工后,根据测量结果进行修正,消除常值系统误差。 2.确定编程尺寸

图样上提供的尺寸信息是根据加工零件的技术要求来确定的,它们必须得到合理的处理,再进行编程加工,控制在技术要求的范围之内,从而得到合格的零件。

若图样上的尺寸基准与编程所需要的尺寸基准不一致,应先将图样上的各个基准尺寸换算为编程坐标中的尺寸,再进行下一步数学处理工作。 （1）直接换算

例如,图样尺寸标注为mm 012.094.59-,分别取两极限尺寸mm 94.59和mm 82.59,求平均值mm 88.59,得到的编程尺寸,也就是中值尺寸。

取中

值尺寸时,如果遇到比机床所规定的最小编程单位还小一位的数值时,则应尽量向其最大实体尺

寸靠拢并圆整。 （2）间接换算

图样中未直接标出的尺寸,需要通过尺寸基准、尺寸链的解算得到尺寸,如图2-1所示。 尺寸链主要由线性尺寸链和角度尺寸链组成。

封闭环的公称尺寸L 0=所有增环公称尺寸(L 2)之和一所有减环公称尺寸(L 1)之和 封闭环的上极限尺寸=所有增环最大尺寸之和一所有减环最小尺寸之和

封闭环的下极限尺寸=所有增环最小尺寸之和一所有减环最大尺寸之和

【实例】已知条件如图2-2所示,求编制程序时的L 尺寸。 加工中需要控制L 尺寸的变化范围。 mm mm mm L L L n n 05.3095.4980min ,max ,max ,0=-=∑-∑= mm mm mm L L L n n 65.2905.507.79max ,min ,max ,0=-=∑-∑=

求中值作为编程尺寸mm 29.85= /229.65mm)+(30.05mm

=L 3.尺寸与优化

图2-2尺寸链计算实例

如上所述,确定编程尺寸时不仅要把尺寸定在该尺寸的误差分散中心,还必须保证零件轮廓的几何要素之间的几何关系不变。如直线与直线之间的夹角、直线与圆弧的相切关系等。具体来说,确定编程尺寸的步骤如下。

1)对精度高的尺寸的处理,将公称尺寸換算成平均尺寸。

2)几何关系的处理,保持原重要的几何关系,如角度、相切等不变。

3)精度低的尺寸的调整,通过修改一般尺寸保持零件原有的几何关系,使之协调。 4)节点坐标尺寸的计算,按调整后的尺寸计算有关未知节点的坐标尺寸。

5)编程尺寸的修正,按调整后的尺寸编程并加工一组工件,测量关键尺寸的实际分散中心并求出常值系统误差,再按此误差对程序尺寸进行调整并修改程序。

【实例】确定图2-4所示典型轴类零件的数控车削编程尺寸。

图2-3 中标注的0

03.056-φmm 、0

025.034-φmm 、 0

033.030-φmm 、0

025.036-φmm 四个直径公称尺寸都为零件的

最大尺寸。若按此

公

称尺寸编

程

,考虑到车削外尺寸时刀具的磨损及让刀变形,实际加工尺寸肯定偏大,难

以满是加工要求,所以必须按平均尺寸确定编程尺寸。但这些尺寸一改,若其他尺寸保持不变,则左边Rl5mm 圆弧与0.05mm ±50S φ球面、0.05mm ±50S φ球面与R25mm 圆弧和R25mm 圆弧与右边Rl5mm 圆弧相切的儿何美系就不能保持,所以必须接前述步骤 对有关尺寸进行修正,以确定编程尺寸值。

1 )将精度高的工称尺寸换算成平均尺寸。

mm 003.056-φ改为mm 015.0985.55±φ;mm 0

025.034-φ改为mm 0125.0985.33±φ; mm 0033.030-φ改为mm 0165

.09835.29±φ;mm 0025.036-φ改为mm 0125.09875.35±φ。 2)保持原有关圆弧相切的几何关系,修改其他精度低的尺寸使之协调。

设工件坐标系原点为图示O 点,工作轴线为Z 轴。径向为X 轴。A 点为左边R15mm 圆弧的圆心;B 点为左边R15mm 圆弧的圆心;B 点为左边R15mm 圆弧与R25mm 球面圆弧的切点;C 点为R25mm 球面圆弧与右边R25mm

圆弧的切点; D点为 R25mm圆弧与右边 R15mm圆弧的切点; E点为R25mm圆弧的圆心。要保证E点到轴线距离为40mm,由于D点到轴线距离为14.991 75mm(编程尺寸决定) ,所以该处圆弧半径调整为 R25.008 25mm,保持 09 间距离50mm不变,则球面圆弧半径调整为R24.991 75mm; 保持左边 R15mm圆弧半径不变并与φ33.9875mm外圆和R24. 99175mm球面圆弧相切,则左边 R15mm圆弧中心按此要求计算确定。

3) 按调整后的尺寸计算有关未知节点尺寸,各有关主要节点的坐标值 (保留小数点后3位)如下:

A(31.994, -23.995) B(19.994, -14.995)

C(19.994,14.995) D (14.992,30.000) E (40.000,30.000)

如果使用手工计算,则要列出方程组,然后解方程组求解得到切点或交点坐标。实际上,使用 AutoCAD 软件可以很好地解决这个问题,只要按调整后的尺寸作图,把坐标原点由世界坐标系的原点移到编程原点,使用点坐标查询功能,就可以查出各点的坐标。

2.3编程坐标系与数值计算

从理论上来说,编程坐标系的原点选在任何地方都可以,但实际上,原点选择得不恰当会使下一步的坐标计算变得很麻烦。所以,确定编程坐标系原点最根本的原则有以下三条。

1 ) 编程原点的选择要便于坐标计算。尽量选择能直观地确定零件基点坐标值的一些特殊点为坐标原点,可以简化计算的工作量,也便于程序检查。

2) 编程原点的选择要便于加工中的对刀。因为对刀的目的是要确定编程原点在工件毛坯上的位置,即找出该点在机床坐标系中的坐标值,使图样上的编程坐标系转化为加工中的工件坐标系。

3) 编程原点要尽量与设计基准或工艺基准统一,以利于保证加工精度。

坐标原点确定后,就应对零件图样中各点的尺寸进行换算。通过上一节中讲到的把图样尺寸换成编程尺寸后,再换算成从编程原点开始的坐标值,并重新标注。

根据被加工零件图样,按照已经确定的加工路线和允许的编程误差,计算数控系统所需要输人的数据,称为数学处理。这是编程的主要工作之一,不但对手工编程来说是必不可少的工作步骤 ,而且即使采用计算机进行自动编程,也经常需要先对工件的轮廓图形进行数学预处理,才能对有关几何元素进行定义。

对图形的数学处理一般包括两个方面:一方面是根据零件给出的形状、尺寸和公差等直接通过数学方法 (如三角、几何与解析几何法等)计算出编程时所需要的有关各点的生标值、圆弧插补所需要的圆弧圆心的坐标;另一方面,当按照零件图样给出的条件还f能直接计算出编程时所需要的所有坐标值,也不能按零件图样给出的条件直接进行工件轮廓几何要素的定义进行自动编程时,那么就必须根据所采用的具体工艺方法、工艺生备等加工条件,对工件原图形及有关尺寸进行必要的数学处理或改动,才可以进行各点的坐标计算和编程工作。

通常情况下,零件图样的数学处理主要是计算零件加工轨迹的尺寸,即计算零件加工轮的基点和节点的坐标,或刀具中心轮廓的基点和节点的坐标,以便编制加工程序。

1.确定编程坐标系,选择编程原点

编程计算之前,必须先确定编程原点,才能进行图样尺寸与编程计算所用的编程用的数字的转換。同一个零件,同样的加工,由于原点选得不同,编程尺寸的数字也是不同的。从理论上说,原点选在任何位置都是可以的,但实际上,为了换算尽可能简使以及尺寸较为直观 (至少让部分尺寸点的指令值与零件图上的尺寸值相同) ,应尽可能把原点的位置选得合理些。原点选择要尽量满足编程简单,尺寸换算少,引起的加工误差小等条件。一般情况下,以坐标式尺寸标注的零件,程序原点应选在尺寸标注的基准点; 対称零件或以同心圆为主的零件,程序原点应选在对称中心线或圆心上。

由于数控车床加工的零件都是回转体,径向尺寸都是美于轴线对称的,所以车削件的 X 坐标原点应取在零件加工面的回转中心,即零件的轴线上。Z 坐标原点可以选在工件的右端面或左端面,对于左右对称的零件,还可以选在对称中心。Z 坐标原点放在右端面有利于对刀,当刀具离开工件时,Z 坐标为正值;当刀具进人工件加工时,Z 坐标为负值,有利于程序检查。编程坐标原点的选择也会影响坐标计算的难易。如果零件轮廓中包含有椭圆、抛物线等曲线,则应把坐标原点放在其对称中心上,可以简化曲线的方程,使计算变得简单。 2.基点坐标的计算

根据加工零件图样,按照设定的编程坐标系、已确定的加工路线和允许的编程误差,计

算编程时所需要的数据,就是数控编程的数值计算,其内容包括计算零件轮廓的基点、节点及机床所用刀具刀位点的轨迹的坐标值。一般数控机床只有直线和圆弧插补功能。对于由直线和圆弧组成的平面轮廓,编程时数值计算的主要任务是求各基点的坐标。 （1）基点的含义

一个零件的轮廓曲线可能由许多不同的几何要素所组成,如直线、 圆弧和二次曲线等。构成零件轮廓的不同几何素线的交点或切点称为基点,如两条直线的交点、直线与圆弧的交点或切点、圆弧与二次曲线的交点或切点等。基点可以直接作为其运动轨迹的起点或终点。显然,基点坐标是编程中需要的重要数据。 （2）基点坐标直接计算的内容

根据填写加工程序单的要求,基点直接计算的内容有每条运动轨迹的起点和终点在选定坐标系中的坐标,圆弧运动轨迹的圆心坐标值。

基点直接计算的方法比较简单,一般可根据零件图样所给的已知条件用人工完成,即依据零件图样上给定的尺寸运用代数、三角、几何或解析几何的有关知识,直接计算出数值。在计算时,要注意小数点后的位数要留够,以保证足够的精度。

现以如图2-4所示的零件为例,说明当零件由直线和圆弧两

种曲线组成时,基点坐标的计算方法 (以直径编程为例,X 坐标用点所在圆的直径表示)。

该零件轮廓由三段直线和一段圆弧组成,编程坐标原点放在工件的右端面中心 O 点,AB 段为直线,两点坐标可以直接从标注尺寸读出,A 点: X A =40,Z A =0;B 点: X B =40,,Z B = -48; BC 段为直线,C 点是线段BC 与圆弧CD 的切点,该点坐标要列方程组求出.ED 段为直线,D 点坐标为 X D =100,Z D = -82.641; E 点坐标为 X E =100,Z E =-124 圆弧BC 的圆心坐标为 X=40,Z= -82.64l,半径为30,则圆的方程为

(X-20)2

+(Z+82.641)2

=302

(l) 直线BC 的斜率为k =tan120°=-1.732,经过点 B,则直线BC 的方程为 X-20=-1.732 (Z+48) (2) 由(1)、(2)两式联立方程组即可求得 X=35 Z=-56.6603

则C 点的坐标为 X C =70,Z C = -56.660

注意: 列方程时,X 坐标用半径表示,解出答案后,表示点编程坐标时用直径表示。

当求其他相交曲线的基点时,也是采用类似的方法。从原理上讲,求基点是比较简单的,但运算过程十分烦杂。为了提高编程效率,应尽量采用自动编程系统。

3.节点坐标的计算

当被加工零件轮廓形状与机床的插补功能不一致时,如在只有直线和圆弧插补功能的数控机床上加工一些由非圆方程曲线Y= F (X) 组成的平面轮廓,如渐开线、阿基米德螺、旋线等,只能用能够加工的直线和圆弧去通近它们。逼近线段与被加工曲线的交点就称为节点,这时数值计算的任务就是计算节点的坐标。

（1）节点的定义

当采用不具备非圆曲线插补功能的数控机床加工非圆曲线轮廓的零件时,在加工程序的编制工作中,常用多个直线段或圆孤去近似代替非圆曲线,这称为拟合处理。拟合线段的交点或切点称为节点。

（2）节点坐标的计算

节点坐标的计算难度和工作量都较大,故常通过计算机完成,必要时也可由人工计算,常用的有直线逼近法(等间距法、等步长法和等误差法) 和圆弧逼近法。

在编程时,要计算出节点的坐标,并按节点划分程序段。节点数目的多少,由被加工曲线的特性方程、逼近线段的形状和允许的插补误差来决定。

如前所述,所谓基点是指组成零件轮廓的几何要素的连接点。对于非圆曲线,当所用的数控车床不具备该种曲线的插补功能时,就必须用其所具备的插补功能(一般数控车床都具有直线插补和圆孤插补西种插补功能)来逼近该曲线,则插补线段与该曲线的交点就称为节点。一般来讲,手工编程只能计算基点坐标,节点坐标的计算要通过计算机来完成,通过宏指令编循环程序来实现节点坐标的自动计算。

计算节点坐标时除要列出插补线段方程和被加工曲线的方程外,还要考虑到插补误差的问题。因现代计算机软件发展很快,节点计算用人工进行的可能性不大,故本书不介绍插补节点的计算。

2.4 加工路线的选择与优化

加工路线是指数控车床加工过程中刀具相对零件的运动轨迹和方向,也称走刀路线。在确定加工路线时最好画一张工序简图,将已拟定的加工路线画上去,作为下一步编程时的编写依据。确定加工路线的主要任务是粗加工及空行程的走刀路线,因为精加工一般是沿零件的轮廓走刀的。

1.加工路线选择的原则

（1）首先按已定工步顺序确定各表面加工进给路线的顺序。

（2）寻求最短加工路线 (包括空行程路线和切削加工路线),减少空刀时同以提高加工效率。

（3）选择加工路线时应使工件加工时的变形最小,对横截面积小的细长零件或薄璧零件,应采用分几次走刀或对称去余量法安排进给路线。

（4）数控车削加工过程一般要经过循环切除余量、組加工和指加工三道工序,应根据毛坯类型和工件形状确立循环切除余量的方式,以达到减少循环走刀次数、提高加工效率的目的。

（5）轴套类零件安排走刀路线的原则是轴向走刀和径向进刀,循环切除余量的循环终点在組加工起点附近,这样可以减少走刀次数,避免不必要的空走刀,节省加工时间。

（6）轮盘类零件安排走刀路线的原则是径向走刀和轴向进刀,循环去除余量的循环终点在加工起点。编制轮盘类零件的加工程序时,与轴套类零件相反,是从大直径端开始顺序向前的。

（7）铸锻件毛坯形状与加工后零件形状相似,留有一定的加工余量。一般采用逐渐接近最终形状的循环切削加工方法加工。

2. 常用加工路线的确定方法

（1）圆柱表面的加工路线

1）轴类零件（长L与直径D之比L:D≥1的零件）采用沿Z

坐标方向切削加工,X 方向进刀、退刀的矩形循环进给路线,如图2-5所示。

在数控车床上加工轴类零件的方法,遵循“先粗后精”、“由大到小”等基本原则。先对工件整体进行粗加工,然后进行半精车、精车。如果在半精车与精车之间不安排热处理工序,则半精车和精车就可以在一次装夹中完成。

在车削时先从工件的最大直径处开始车削,然后依次往小直径处进行加工。在数控机床上精车轴类零件时,往往从工件的最右端开始连续不间断地完成整个工件的切削。

2）盘类零件（长L 与直径D 之比L:D≤1的零件）采用沿X 坐标方向切削加工,Z 方向进刀,退刀的矩形循环进给路线,如图2-6所示

3）余量分布较均匀的铸件、锻件的加工路线按零件形状逐渐接近最终尺寸的“剥皮”式进给路线,如图2-7所示。

（2）圆锥面的加工路线

加工圆锥面有两种进给路线,

一种如图2-8a

所示,切削路线与锥面始终平行。另一种如图2-8b 所示,切削锥度由小逐渐接近最终难度。图2-8a 所示的加工路线加工质量较好,但编程计算较多,图2-18b 所示的加工路线编程简单,但加工质量较差。

（3）圆弧面的加工路线

加工圆弧面通常有同心圆、三角形、矩形等方式的加工路线,如图2-9所示,不同形式的切削路线有不同的特点。图2-9a 所示的加工路线编程计算较为复杂,精加工时且削余量较大;图2-9b 所示的加工路线切削时受力较均匀,编程较方便;图2-9c 所示的加工路线编程计算量大,精加工刀具受力不均匀。

图2-6 盘类零件常用加工路线

（4）最终完工的精加工轮廓的进给路线

在安排精加工进给路线时,零件的完工轮廓应由最后一刀连续切削完成,并且加工刀具进、退刀位置不要在连续的轮廓中安排切入和切出或换刀、停顿,以免因切削力突然变化造成弹性变形,致使在已加工面上产生刀痕缺陷。

3.加工路线的优化,减少空行程,灵活移动起刀点

在采用矩形循环方式加工阶梯轴时,每循环的起刀点位置不是固定在一点,而是随加工的位置往前移动,以减少回程式走刀的时间,如图2-10所示

第一刀：A→B→C→D→K 第二刀: K→E→F→C→B 第三刀:B →G →H →F →E 依此类推。

【实例】 在数控车床上加工如图2-11所示的零件中,φ50mm 的外圆已经加工到尺寸,毛坯留出外圆和内孔的加工余量均为0.4mm （X 向）和0.1mm （Z 向）,钻头直径为8mm,X 向加工4个φ8mm 的均布孔,使用直径φ8mm 的键槽铣刀加工,工件程序原点如图2-11所示。

这是一个比较复杂的工件,包括了外圆、内孔、端面、环槽、外锥螺纹、C 轴定位和铣削等加工内容,在带有三轴控制的数控铣削中心上完成该零件的加工,可以按照外圆、端面、毛坯等加工路线方法去设计,读者可自行设计加工路线。

2.5加工刀具选用与工件装夹

数控车床与普通车床用的可转位车刀一般无本质的区别,其基本结构和功能特点是相同的. 但数控车床工序是自动化的,因此对所用的可转位车刀的要求侧重点又有别于普通车床的刀具,其数控刀具要求精度高、刚性好、装夹调整方便、切削性能强、使用寿命长,合理选用既能提高加工效率又能提高产品质量。 1.刀具选择应考虑的主要因素

图2-10移动起刀点

（1）被加工工件的材科性能,即金属与非金属材料,其硬度、刚度、塑性、韧性及耐磨性等。

（2）加工工艺类別,即车削、钻削、镗削或粗加工、半精加工、精加工和超精加工等。

（3）工件的几何形状、加工余量、零件的技术经济指标。

（4）刀具能承受的切削用量。

2.数控车床车削刀具

可转位刀具是将预先加工好并带有若干个切削刃的多边形刀片,用机械夹固的方法夹紧在刀体上的一种刀具,当在使用过程中一个切削刃磨钝了后,只要将刀片的夹紧松开,转位或更换刀片,使新的切削刃进行工作位置,再经夹紧就可以继续使用（具体数控车刀种类参见1.7.1）。

可转位刀具由刀片(见表2-1)、刀体、接柄和刀盘等组成,刀片的断屑槽能断屑自如、排屑流场.,其夹紧方式通常有楔块上压式、杠杆式、螺钉上压式,一般要求夹紧可靠,定位准确,结构简单,操作方便。

（1)选择可转位刀片可从下列几方面考虑。

1）材料:刀片材料通常有高速钢、硬质合金、涂层硬质合金、陶瓷、立方碳化硼或金刚石等。

表2-3 刀片形状示意图

2)尺寸:刀片尺寸参数为有效切削刃长度、背吃刀量和主偏角等。

3）形态:根据表面形状、切削方式、转位次数等分为很多类型的刀片,用于不同的加工场合。

4)刀尖半径:粗加工、工件直径大、要求切削刃强度高、机床刚度大时,选大刀尖圆弧;精加工、背吃刀量小、细长轴加工、机床刚度小时,选小刀尖圆弧。

(2)刀片安装和转換时应注意的问题

1 ) 转位和更换刀片时应清理刀片、刀垫和刀杆各接触面,应保证接触面无铁屑和杂物,表面有凸起点应修平,已用过的刃口应转向切屑流向的定位面。

2) 转位刀片时应使其稳当地靠向定位面,夹紧时用力通当,不宜过大。

3 ) 夹紧时,有些结构的车刀需用手按住刀片,使刀片贴紧底面 (如偏心式结构)。

4) 夹紧的刀片、刀垫和刀杆三者的接触面应贴合无缝隙,要注意刀尖部位的良好紧贴,刀垫更不得有松动。

(3) 刀杆安装时应注意的问题车刀安装时其底面应清洁无粘着物。若使用垫片调整刀尖高度,垫片应平直,最多不能超过三块。如果内侧和外侧面也须作安装的定位面,则也应擦净。

刀杆伸出长度在满足加工要求下应尽可能短,一般伸出长度是刀杆高度的l.5倍。如确要伸出较长才能满足加工需要,也不能超过刀杆的3倍。

(4)刀具使用中应注意的问题,见表2-2。

表2-2 使用机夹刀常见问题及解决方案

3. 夹具选择与安装

工件定位以后必须通过一定的装置产生夹紧力,使工件保持在准确的位置上。这种产生夹紧力的装置

就是夹紧装置。在数控车床上大多采用自定心卡盘夹持工件,自定心卡盘的三个卡爪是同步运动的,能自动定心,一般不需要找正。自定心卡盘装夹工件方便、省时、定心精度高,但夹紧力小,适用于装夹外形规则的中、小型工件。

在数控机床上加工零件时,定位安装的基本原则与普通机床相同,也要合理选择定位基准和夹紧方案。

为提高数控机床的效率,在确定定位基准与夹紧方案时应注意如下三点。

（1）力求设计、工艺与编程计算的基准统一。 （2）尽量减少装夹次数,尽可能在一次装夹后加工出全部待加工表面。 （3）避免采用占机人工调整的加工方案,以充分发挥数控机床的效率。 4.选择夹具的基本原则

（1）当零件批量不大时,应尽量采用组合夹具、可调式夹具和其他通用夹具,以缩短生产准备周期,节省生产费用。 当达到一定批量时才考虑用专用夹具,并力求结构简单。

（2）零件的装卸要快速、方使、可靠,以缩短机床的停顿时间。

（3）夹具上各零部件应不妨碍机床对零件各表面的加工,即夹具要开放,其定位夹紧机构的元件不能影响加工中的走刀。 5. 一般工件的装夹

一般工件主要系用自定心卡盘装夹,自定心卡盘可安装成正爪和反爪两种形式,反爪用来装夹直径较大的工件。用自定心卡盘装夹经过精加工的工件时,要用铜皮包住被夹住的加工面,以免夹伤工件表面,如 图2-12所示。

（l ）长轴类工件的装夹

加工长轴类零件时,为防止加工过程中因切削力造成工件变形,可采用用两顶尖装夹、一端卡盘一端顶尖、 一端卡盘中间加中心架等方式装夹。

1 ) 两顶尖装夹 对于长度尺寸较大或加工工序较多的轴类零件,为保证每次装夹时的精度,可用两顶尖装夹。两顶尖装夹工件方便,不需找正,装夹精度高,但必须事先在工件的两端面钻中心孔。

用两顶尖装夹工件时的注意事项:

①前、后顶尖的连线应与车床主轴的轴线同轴,否则车出的工件会出现锥度误差。

②尾座套筒在不影响车刀切削的前提下,应尽量伸出得短些,以増加刚性,减少振动。

③中心孔应形状正确,表面粗糙度值小。轴向精确定位时,中心孔倒角可加工成准确的圆弧形倒角,并以该圆弧形倒角与尖锥面的切线为轴向定位基准定位。

④两顶尖与中心孔的配合应松紧合适。 2）一端卡盘一端顶尖装夹

用两顶尖装夹工件虽然精度高,但刚性较差。因此,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,如图2-13所示。为了防止工件由于切削力的作用产生轴向位移,必须在卡盘内装一个限位支承,或利用工件的台阶面限位。这种方法比较安全,能承受较大的轴向切削力,且其安装刚性好,轴向定位准确,所以应用比较广泛。

（2）盘类零件的装夹

盘类零件直径较大,轴向尺寸小,一般采用自定心卡盘反爪装夹,如图2-12b 所示。 （3）偏心零件的装夹

加工偏心零件时、应采用偏心卡盘(如单动卡盘)、偏心顶尖或专用夹具装夹。用偏心卡盘和偏心顶尖装夹时,要通过打表找正的方法调整卡爪,使加工表面的轴线与主轴回转轴线同轴,如图2-l4所示。

百分表找正的方法比较费时,效率低,只适用于单件加工,如果是批量加工,要采用专用夹具装夹。 6. 其他装夹方式

（l ）需掉头加工的零件装夹

当零件掉掉头加工时,因重新装夹会造成两次装夹加工的部分不同轴,因此,掉头后应使用百分表进行找正,使掉头后加工部分与掉头前加工部分的同轴度达到图样要求的精度。

另外,掉头后的装夹部位一般已经过加工,为防止夹紧时压伤已加工表面,应在装夹部位包一层銅皮。 （2）薄壁零件的装夹

薄壁零件的特点是在装夹时,易产生变形,所以装夹时要采取必要的措施防止工件变形。如图2-15所示的套简零件,装夹时在套简内装上心轴,即可防止夹紧力引起的零件变形。

2.6数控车削加工的切削用量选择 2.7典型轮廓的数控车削工艺

2.8典型零件的数控车削工艺分析

2.9数控加工工艺文件的编制

编写数控加工专用技术文件是数控加工工艺设计的内容之一。这些专用技术文件既是数控加工和产品验收的依据,也是需要操作者遵守、执行的规程;有的则是加工程序具体说

明或附加说明,目的是让操作者更加明确程序的内容、定位装夹方式和各个加工部位所选用的力具及其他问题

为加强技术文件管理,数控加工专用技术文件也应该走标准化、规范化的道路,但目前还有较大困难,只能先做到按部门或按单位局部统一。

下面是几种常用数控加工专用技术文件。

1. 数控车削加工工序卡片

数控车削加工工序卡与普通车削加工工序卡有许多相似之处,所不同的是,加工图中应

注明编程原点与对刀点,要进行编程简要说明及切削参数的选定,见表2-3。

在工序加工内容不十分复杂的情况下,用数控加工工序卡的形式较好,可以把零件加工图、尺寸、技术要求、工序内容及程序要说明的问题集中反映在一张卡片上,做到一目了然。

表2-3 数控加工工序卡片

2. 数控加工程序说明卡

实践证明,仅用加工程序单和工艺规程来进行实际加工还有许多不足之处。由于操作者

对程序的内容不清楚,对编程人员的意图不够理解,经常需要编程人员在现场进行口头解释、说明与指导,这种做法在程序仅使用一两次就不用了的场合还是可以的。但是,若程序是用于长期批量生产的,则编程人员很难都到达现场。再者,如编程人员临时不在场或调离,已经熟悉的操作工人不在场或调离,麻烦就更多了,弄不好会造成质量事故或临时停产。因此,对加工程序进行必要的详细说明是很有用的,特别是对于那些需要长时间保存和使用的程序尤其重要。数控加工程序说明卡见表2-6。

根据应用实践,一般应对加工程序做出说明的主要有以下内容。

l )所用数控设备型号及控制机型号。

2)程序原点、对刀点及允许的对刀误差。

3) 工件相对于机床的坐标方向及位置 (用简图表述)。

4)镜像加工使用的对称轴。

表2-4 数控加工程序说明卡

5)所用刀具的规格、图号及其在程序中对应的刀具号(如D03或T0101等),必需按实际刀具半径或长度加大或缩小补偿值的特殊要求(如用同一条程序、同一把刀具利用加大刀具半径补偿值进行粗加工),更换该刀具的程序段号等。

6) 整个程序加工内容的顺序安排(相当于工步内容说明与工步顺序),使操作者明自先干什么后干什么。

7) 子程序说明。对程序中编入的子程序应说明其内容,使人明自每条子程序的功用·

8)其他需要作特殊说明的问题,如需要在加工中更换央紧点(挪动压板)的计期停车程序段号、中间测量用的计划停车程序段号、允许的最大刀具半径和长度补偿值等。

3. 数控加工走刀路线图

在数控加工中,常常要注意并防止刀具在运动中与夹具、工件等发生意外的碰撞,为此必须设法告诉操作者关于编程中的刀具运动路线(如从哪里进刀,在哪里退刀等),使操作者在加工前就了解并计划好夹紧位置及控制夹紧元件的高度,这样可以减少事故的发生。此外,对有些被加工零件,由于工艺性问题,必须在加工过程中娜动央紧位置,也需要事先告诉操作者,在哪个程序段前挪动,夹紧点在零件的什么地方,然后

更换到什么地方,需要在什么地方事先备好夹紧元件等,以防到时候手忙脚乱或出现安全问题。这些用程序说明卡和工序说明卡是难以说明或表达清楚的,如用进给路线图加以附加说明效果就会更好。

为简化进给路线图,一般可采取统一约定的符号来表示,不同的机床可以采用不同的图例与格式。

4. 数控车削加工刀具卡片

表2-5是数控车削加工刀具卡片,内容包括与工步相对应的刀具号、刀具名称、刀具型号、刀片型号和牌号、刀尖半径。

5. 数控车削加工刀具调整图

在刀具调整图中要反映如下内容。

1)本工序所需刀具的种类、形状、安装位置、预调尺寸和刀尖圆弧半径等,有时还包括刀补组号。

2)刀位点。若以刀具尖点为刀位点时,则刀具调整图中 x向和z向的预调尺寸终止线交点即为该刀具的刀位点。

3）工件的安装方式及待加工部位。

4）工件的坐标原点

5）主要尺寸的程序设定值。

表2-5 数控车削加工刀具卡片

6.数控加工专用技术文件的编写要求

编写数控加工专用技术文件应像编写工艺规程和加工程序一样认真对待,切不可草草了事,其编写基本要求如下。

1）字迹工整、文字简练达意。

2）加工图清晰、尺寸标注准确无误。

3）应该说明的问题要全部说的清楚、正确。

4）文图相符、文字相符,不能互相矛盾。

5）当程序更改时,相应文件要同时更改,需办理更改手续要及时办理。

6）准备长期使用的程序和文件要统一编号,办理存档手续,建立借阅（借用）、更改、复制等管理制度。

（参考模板）

2.1.2 FANUC 0i系统功能介绍

FANUC 0i系统为目前我国数控机床上采用较多的数控系统,主要用于数控铣床、加工中心和数控车床,具有一定的代表性。其常用功能指令有准备功能指令、辅助功能指令及其他功能指令。

1. 准备功能指令

常用准备功能指令见表2-1.

关于准备功能指令的说明如下：

⑴G指令有A、B和C三种系列,本表所列为A系列的G指令。

⑵当电源接通或复位时,CNC进入清零状态,这时的开机默认指令在表中以符号“▲”表示。但是原来的G21或G20仍保持有效。

⑶表2-1中的00组G指令都是非模态指令。

⑷当指定了未在系统说明书中指定的G指令时,显示P/S010报警。

⑸不同组的G指令在同一程序段中可以指令多个。如果在同一程序段中出现了多个同组的G指令,则仅执行最后指定的那个G指令。

⑹G指令按组号显示。对于表中没有列出的功能指令,请参阅有关厂家的编程说明书。

2. 辅助功能指令

辅助功能指令以代码“M”表示。FANUC 0i系统的辅助功能指令的第一章提到的常用M指令相同,参阅表1-3。

数控车床加工工艺分析

数控车床加工工艺分析 摘要：随着数控加工的日益成熟越来越多的零件产品都用数控机床来加工,因此如何改进数控加工的工艺问题就越来越重要。在数控机床上由于机床空间及机床的其他局限了数控加工的灵活性，这样就要求我们要懂得如何改进加工工艺，提高数控机床的应用范围和加工性能。从而达到提高生产效率和产品质量。 关键词：数控加工加工工艺薄壁套管、护轴 前言：数控加工作为一种高效率高精度的生产方式，尤其是形状复杂精度要求很高的模具制造行业，以及成批大量生产的零件。因此数控加工在航空业、电子行业还有其他各行业都广泛应用。然而在数控加工从零件图纸到做出合格的零件需要有一个比较严谨的工艺过程，必须合理安排加工工艺才能快速准确的加工出合格的零件来，否则不但浪费大量的时间，而且还增加劳动者的劳动强度，甚至还会加工出废品来。下面我将结合某一生产实例对数控加工的工艺进行分析。以便帮助大家进一步了解数控加工，对实际加工起到帮助作用。 一般数控机床的加工工艺和普通机床的加工工艺是大同小异的，只是数控机床能够通过程序自动完成普通机床的加工动作，减轻了劳动者的劳动强度，同时能比较精准的加工出合格的零件。由于数控加工整个加工过程都是自动完成的，因此要求我们在加工零件之前就必须把整个加工过程有一个比较合理的安排，其中不能出任何的差错，

否则就会产生严重的后果。 1、1 零件图样分析 因为薄壁加工比较困难，尤其是内孔的加工，由于在切削过程中，薄壁受切削力的作用，容易产生变形。从而导致出现椭圆或中间小，两头大的“腰形”现象。另外薄壁套管由于加工时散热性差，极易产生热变形，使尺寸和形位误差。达不到图纸要求，需解决的重要问题，是如何减小切削力对工件变形的影响。薄壁零件的加工是车削中比较棘手的问题，原因是薄壁零件刚性差，强度弱，在加工中极容易变形，使零件的形位误差增大，不易保证零件的加工质量。可利用数控车床高加工精度及高生产效率的特点，并充分地考虑工艺问题对零件加工质量的影响，为此对工件的装夹、刀具几何参数、程序的编制等方面进行试验，有效地克服薄壁零件加工过程中出现的变形，保证了加工精度,为今后更好的加工薄壁零件提供了好的依据及借鉴。 无论用什么形式加工零件，首先都必须从查看零件图开始。由图看见该薄壁零件加工，容易产生变形，这里不仅装夹不方便，而且所要加工的部位也那难以加工，需要设计一专用薄壁套管、护轴。

数控车削加工工艺分析之我见的论文

数控车削加工工艺分析之我见的论文【摘要】数控车床的使用的目的旨在加工出合格的零件,但是合格的零件的加工必须要依靠制定合理的加工工艺。本文针对当前数控车床使用者的工艺分析的不合理来进行对比,讲述合理的工艺分析的顺序问题。 【关键词】数控车床车削加工工艺工艺分析车削 一、问题的提出 数控车削加工主要包括工艺分析、程序编制、装刀、装工件、对刀、粗加工、半精加工、精加工。而数控车削的工艺分析是数控车削加工顺利完成的保障。 数控车削加工工艺是采用数控车床加工零件时所运用的方法和技术手段的总和。其主要内容包括以下几个方面: (一)选择并确定零件的数控车削加工内容;(二)对零件图纸进行数控车削加工工艺分析;(三)工具、夹具的选择和调整设计;(四) 切削用量选择;(五)工序、工步的设计;(六)加工轨迹的计算和优化;(七)编制数控加工工艺技术文件。 笔者观察了很多数控车的技术工人,阅读了不少关于数控车削加工工艺的文章,发现大部分的使用者采用选择并确定零件的数控车削加工内容、零件图分析、夹具和刀具的选择、切削用量选择、划分工序及拟定加工顺序、加工轨迹的计算和优化、编制数控加工工艺技术文件的顺序来进行工艺分析。 但是笔者分析了上述的顺序之后,发现有点不妥。因为整个零件的工序、工步的设计是工艺分析这一环节中最重要的一部分内容。工序、工步的设计直接关系到能否加工出符合零件形位公差要求的零件。https://www.sodocs.net/doc/1e8234442.html,工序、工步的设计不合理将直接导致零件的形位公差达不到要求。换言之就是工序、工步的设计不合理直接导致产生次品。

二、分析问题 目前,数控车床的使用者的操作水平非常高,并且能够独立解决很多操作上的难题,但是他们的理论水平不是很高,这是造成工艺分析顺序不合理的主要原因。 造成工艺分析顺序不合理的另一个原因是企业的工量具设备不足。 三、解决问题 其实分析了工艺分析顺序不合理的现象和原因之后,解决问题就非常容易了。需要做的工作只要将对零件的分析顺序稍做调整就可 以。 笔者认为合理的工艺分析步骤应该是: (一)选择并确定零件的数控车削加工内容;(二)对零件图纸进行数控车削加工工艺分析;(三)工序、工步的设计;(四)工具、夹具的选择和调整设计;(五)切削用量选择; (六)加工轨迹的计算和优化;(七)编制数控加工工艺技术文件。 本文主要对二、三、四、五三个步骤进行详细的阐述。 (一)零件图分析 零件图分析是制定数控车削工艺的首要任务。主要进行尺寸标注方法分析、轮廓几何要素分析以及精度和技术要求分析。此外还应分析零件结构和加工要求的合理性,选择工艺基准。 1.选择基准 零件图上的尺寸标注方法应适应数控车床的加工特点,以同一基准标注尺寸或直接给出坐标尺寸。这种标注方法既便于编程,又有利于设计基准、工艺基准、测量基准和编程原点的统一。 2.节点坐标计算

数控车床工艺流程

数控车床编程加工工艺处理流程 来源：数控产品网添加：2008-05-28 阅读:1265次 [ 内容简介] 编程员在选取切削用量时，一定要根据机床说明书的要求和刀具耐用度，选择适合机床特点及刀具最佳耐用度的切削用量。 1 确定工件的加工部位和具体内容 确定被加工工件需在本机床上完成的工序内容及其与前后工序的联系。 工件在本工序加工之前的情况。例如铸件、锻件或棒料、形状、尺寸、加工余量等。 前道工序已加工部位的形状、尺寸或本工序需要前道工序加工出的基准面、基准孔等。 本工序要加工的部位和具体内容。 为了便于编制工艺及程序，应绘制出本工序加工前毛坯图及本工序加工图。 2 确定工件的装夹方式与设计夹具 根据已确定的工件加工部位、定位基准和夹紧要求，选用或设计夹具。数控车床多采用三爪自定心卡盘夹持工件；轴类工件还可采用尾座顶尖支持工件。由于数控车床主轴转速极高，为便于工件夹紧，多采用液压高速动力卡盘，因它在生产厂已通过了严格的平衡，具有高转速(极限转速可达4000~6000r/min)、高夹紧力(最大推拉力为2000~8000N)、高精度、调爪方便、通孔、使用寿命长等优点。还可使用软爪夹持工件，软爪弧面由操作者随机配制，可获得理想的夹持精度。通过调整油缸压力，可改变卡盘夹紧力，以满足夹持各种薄壁和易变形工件的特殊需要。为减少细长轴加工时受力变形，提高加工精度，以及在加工带孔轴类工件内孔时，可采用液压自动定心中心架，定心精度可达0.03mm。 3 确定加工方案 确定加工方案的原则 加工方案又称工艺方案，数控机床的加工方案包括制定工序、工步及走刀路线等内容。 在数控机床加工过程中，由于加工对象复杂多样，特别是轮廓曲线的形状及位置千变万化，加上材料不同、批量不同等多方面因素的影响，在对具体零件制定加工方案时，应该进行具体分析和区别对待，灵活处理。只有这样，才能使所制定的加工方案合理，从而达到质量优、效率高和成本低的目的。 制定加工方案的一般原则为：先粗后精，先近后远，先内后外，程序段最少，走刀路线最短以及特殊情况特殊处理。 先粗后精 为了提高生产效率并保证零件的精加工质量，在切削加工时，应先安排粗加工工序，在较短的时间内，将精加工前大量的加工余量(如图3-4中的虚线内所示部分)去掉，同时尽量满足精加工的余量均匀性要求。当粗加工工序安排完后，应接着安排换刀后进行的半精加工和精加工。其中，安排半精加工的目的是，当粗加工后所留余量的均匀性满足不了精加工要求时，则可安排半精加工作为过渡性工序，以便使精加工余量小而均匀。 在安排可以一刀或多刀进行的精加工工序时，其零件的最终轮廓应由最后一刀连续加工而成。这时，加工刀具的进退刀位置要考虑妥当，尽量不要在连续的轮廓中安排切人和切出或换刀及停顿，以免因切削力突然变化而造成弹性变形，致使光滑连接轮廓上产生表面划伤、形状突变或滞留刀痕等疵病。 先近后远 这里所说的远与近，是按加工部位相对于对刀点的距离大小而言的。在一般情况下，特别是在粗加工时，通常安排离对刀点近的部位先加工，离对刀点远的部位后加工，以便缩短刀具移动距离，减少空行程时间。对于车削加工，先近后远有利于保持毛坯件或半成品件的刚性，改善其切削条件。

数控车削加工工艺及编程毕业设计

摘要 数控机床的加工工艺与普通机床的加工艺虽有诸多相同之处，但也有许多不同之处。为此，分析了数控车削的加工工艺。 数控机床产生20世纪40年代，随着科学技术和社会生产的发展，机械产品的形状和结构不断改进，对零件的加工质量要求越来越高，零件的形状越来越复杂，传统的机械加工方法已无法达到零件加工的要求，迫切需要新的加工方法。 数控车床又称为CNC（computer numerical control）车床，即用计算机数字控制的车床，是国内使用量最大、覆盖面最广的一种数控机床。CNC车床能加工各种形状不同的轴类、盘类即其它回转体零件。 关键词：数控车床车削加工工艺工艺分析

目录第一章绪论2 第二章零件图纸分析6 2.1 零件的特征6 2.2 数值计算5 第三章工件的定位与装夹7 3.1加工精度要求7 3.2定位基准的选择7 3.3装夹方式9 3.4工艺过程制定7 第四章车削工艺分析9 4.1 选择夹具9 4.2 工步设计9 4.3 刀具选择9 4.4 设计走刀路线11 第五章切削用量16 5.1 切削用量16 5.2 主轴转速的确定16 第六章数控车床的对刀17 6.1 刀位点17 6.2 待加工毛坯的对刀17 6.3 刀偏值的测定17 第七章编程18 第八章结论23 参考文献20 后记21

数控车削加工工艺及编程 第一章绪论 一、数控车削加工工艺的内容 数控车削加工工艺是采用数控车床加工零件时所运用的方法和技术手段的总和。其主要内容包括以下几个方面： （一）选择并确定零件的数控车削加工内容； （二）对零件图纸进行数控车削加工工艺分析； （三）工具、夹具的选择和调整设计； （四）工序、工步的设计； （五）加工轨迹的计算和优化； （六）数控车削加工程序的编写、校验与修改； （七）首件试加工与现场问题的处理； （八）编制数控加工工艺技术文件； 总之，数控加工工艺内容较多，有些与普通机床加工相似。 二、数控车削加工工艺分析 工艺分析是数控车削加工的前期工艺准备工作。工艺制定得合理与否，对程序的编制、机床的加工效率和零件的加工精度都有重要影响。为了编制出一个合理的、实用的加工程序，要求编程者不仅要了解数控车床的工作原理、性能特点及结构。掌握编程语言及编程格式，还应熟练掌握工件加工工艺，确定合理的切削用量、正确地选用刀具和工件装夹方法。因此，应遵循一般的工艺原则并

车床零件加工工艺

轴类零件的数控加工工艺分析与编制 班级 姓名 学号 综合成绩 项目一轴类零件的数控加工工艺分析与编制 零件图 项目一轴类零件的数控加工工艺分析与编制 零件图 任务一、零件图纸的工艺分析 该零件由圆柱、槽、螺纹等表面形成 设计基准径向以轴线为基准，轴向以工件右端面为基准。 未注倒角C1 表面粗糙度为Ra3.2，Ra1.6 工件材料为45钢 任务二、工艺路线的拟定 1、表面加工的方法 粗车---精车 粗车1.5 精车0.5 精度等级 IT7，IT8 表面粗糙度 3.2，1.6 2、毛坯尺寸 ?15mm*145mm 3、工序划分 任务三、机床的选择 零件毛坯尺寸：?35mm*145mm 零件最高精度:IT7，IT8 刀具类型：外圆车刀、螺纹刀 机床：CK6141 机床参数 主电机功率：4000（kw）

刀具数量：4 最大加工长度：1000（mm） 最大加工直径：58（mm） 最大回转直径：224（mm） 精度级：IT6~IT8 卡盘：三爪卡盘 任务四、装夹方案及夹具的选择 通过对刀的方式找基准 径向基准为轴线 轴向基准为工件两端面 夹具为三爪卡盘 任务五、刀具的选择 工件材料：45钢 刀具材料：硬质合金（刀片） P类：精JC215V（黛杰） 粗JC450V 适用加工结构钢、工具钢、耐热钢、铸钢可锻造钢，是钢材连续切削加工首选刀具材料 任务六、刀片规格 外圆车刀 CNMG080404 切槽刀 N123H2-03 50-0004-GF 螺纹刀 R166.0G-16MM01-150 任务五、刀具的选择 工件材料：45钢 刀具材料：硬质合金（刀片） P类：精JC215V（黛杰） 粗JC450V 适用加工结构钢、工具钢、耐热钢、铸钢可锻造钢，是钢材连续切削加工首选刀具材料 任务六、刀片规格 外圆车刀 CNMG080404 切槽刀 N123H2-03 50-0004-GF 螺纹刀 R166.0G-16MM01-150 任务七、切削用量的选择 1.8切削用量选择

毕业设计--数控车床加工工艺设计(含CAD制图)

天津滨海职业学院毕业设计 数控车床加工工艺设计 作者： 院系：天津滨海职业学院机电工程系专业：机电一体化技术 年级：2010级 学号： 指导教师：

毕业设计任务书 设计题目：数控车床加工工艺 完成期限：自 2012 年12 月 5 日至2013 年 3 月 10日止 一、设计原始依据 1.根据《数控加工编程与操作》中的零件设计。 2.在数控车床实训中所加工的轴类以及套类零件。 二、设计内容和要求 内容： 1.数控车床的概述 2.数控车床的操作 3.零件加工及工艺 要求： 1.结合数控机床高精度、高效率和高柔性等特点综合多方面的知识，能够解决数控加工中的工艺问题。 2.能熟练掌握数控车床的编程及加工。 3.能够深刻理解数控加工过程中的一系列问题。 本人签字： 2013 年3 月10 日

毕业设计内容摘要 数控车削加工设计以机械制造中的工艺基本理论为基础，结合数控机床高精度、高效率和高柔性等特点综合多方面的知识，解决数控加工中的工艺问题。对零件进行编程加工之前，工艺分析具有非常重要的作用。在比较数控车床加工工艺与传统加工工艺的基础上，对数控车床加工工艺中的关键问题进行了深入分析，总结了数控车床的工艺设计方法。通过实例，证明了正确地进行数控车床加工工艺分析与设计有助于提高零件加工质量和生产效率。本文通过对零件图样分析、工艺路线的拟订、切削用量的选择等几方面进行了介绍。 关键词：数控加工工艺分析图样分析工艺路线

目录 第一章数控车床概述 (1) 第一节数控车床的基本构成 (1) 第二节数控车床的工艺范围 (1) 第二章数控加工工艺分析..2 第三章数控车床加工实例 (4) 第一节简单轴类零件的编程与加工 (4) 第二节简单轴类零件的编程与加工 (10) 第四章数控车床加工操作流程15 小结 (19) 参考文献 (20) 附件表 (21)

数控加工工艺毕业设计论文

日照职业技术学院毕业设计（论文） 数控加工工艺 姓名 : 付卫超 院部：机电工程学院 专业：数控设备应用与维护 指导教师：张华忠 班级： 11级数控设备应用与维护二班 2014年05月

随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，数控加工技术对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为效率和质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。而对于数控加工，无论是手工编程还是自动编程，在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析，拟定加工方案，选择合适的刀具，确定切屑用量，对一些工艺问题（如对刀点、加工路线等）也需要做一些处理，并在加工过程掌握控制精度的方法，才能加工出合格的产品。 本文根据数控机床的特点。针对具体的零件，进行了工艺方案的分析，工装方案的确定，刀具和切屑用量的选择，确定加工顺序和加工路线，数控加工程序编制。通过整个工艺的过程的制定，充分体现了数控设备在保证加工精度、加工效率、简化工序等方面的优势。 关键词工艺分析加工方案进给路线控制尺寸

第1章前言-----------------------------------第2页第2章工艺方案的分析-------------------------第3页 2.1 零件图-------------------------------第3页 2.2 零件图分析---------------------------第3页 2.3 零件技术要求分析---------------------第3页 2.4 确定加工方法-------------------------第3页 2.5 确定加工方案-------------------------第4页第3章工件的装夹-----------------------------第5页 3.1 定位基准的选择-----------------------第5页 3.2 定位基准选择的原则-------------------第5页 3.3 确定零件的定位基准-------------------第5页 3.4 装夹方式的选择-----------------------第5页 3.5 数控车床常用的装夹方式---------------第5页 3.6 确定合理装夹方式---------------------第5页第4章刀具及切削用量-------------------------第6页 4.1 选择数控刀具的原则-------------------第6页 4.2 选择数控车削刀具---------------------第6页 4.3 设置刀点和换刀点---------------------第6页 4.4 确定切削用量-------------------------第7页第5章轴类零件的加工-------------------------第8页 5.1 轴类零件加工工艺分析-----------------第8页 5.2 轴类零件加工工艺---------------------第11页 5.3 加工坐标系设置-----------------------第13页 5.4 保证加工精度方法---------------------第14页 参考文献 ---------------------------------第15页

数控加工工艺毕业设计论文

毕业设计说明书 （格式） 课题名称 系别 专业 班级 姓名 学号 指导教师

随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，数控加工技术对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为效率和质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。而对于数控加工，无论是手工编程还是自动编程，在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析，拟定加工方案，选择合适的刀具，确定切屑用量，对一些工艺问题（如对刀点、加工路线等）也需要做一些处理，并在加工过程掌握控制精度的方法，才能加工出合格的产品。 本文根据数控机床的特点。针对具体的零件，进行了工艺方案的分析，工装方案的确定，刀具和切屑用量的选择，确定加工顺序和加工路线，数控加工程序编制。通过整个工艺的过程的制定，充分体现了数控设备在保证加工精度、加工效率、简化工序等方面的优势。 关键词工艺分析加工方案进给路线控制尺寸

第1章前言 第2章工艺方案的分析 2.1 零件图 2.2 零件图分析 2.3 零件技术要求分析 2.4 确定加工方法 2.5 确定加工方案 第3章工件的装夹 3.1 定位基准的选择 3.2 定位基准选择的原则 3.3 确定零件的定位基准 3.4 装夹方式的选择 3.5 数控车床常用的装夹方式 3.6 确定合理装夹方式 第4章刀具及切削用量 4.1 选择数控刀具的原则 4.2 选择数控车削刀具 4.3 设置刀点和换刀点 4.4 确定切削用量 第5章轴类零件的加工

5.1 轴类零件加工工艺分析 5.2 轴类零件加工工艺 5.3 加工坐标系设置 5.4 保证加工精度方法 第6章数控加工程序 第6章结束语 第7章致谢词 参考文献

数控加工工艺作业1-3答案

第 1 章 数控加工的切削基础 作业 、单项选择题 1、切削脆性金属材料时，材料的塑性很小，在刀具前角较小、切削厚度较 大的情况下，容易产生( C )。 (A )带状切屑 (B )挤裂切屑 (C )单元切屑 (D)崩碎切屑 2、 切削用量是指( D )。 (A) 切削速度 (B )进给量 (C )切削深度 (D )三者都是 3、 粗加工切削用量选择的一般顺序是( A )。 ( A B C a p -f-v c ( B ) a p - v c -f ( C ) v c -f-a p ( D ) f-a p - v c 4、确定外圆车刀主后刀面的空间位置的角度有( B ) 5、 分析切削层变形规律时，通常把切削刃作用部位的金属划分为( C ) 变形区。 (A) 二个 (B )四个 (C )三个 (D )五个 6、 在切削平面内测量的车刀角度是 ( D )。 (A )前角 (B )后角 (C )楔角 (D )刃倾角 7、车削用量的选择原则是：粗车时，一般 ( A )，最后确定一个合适的切 削速度 v 。 ap,其次选择较大的进给量f ； ap,其次选择较大的进给量f ； ap,其次选择较小的进给量f ； ap,其次选择较小的进给量f 。8、车削时的切削热大部分由( C )传散出去 A ) 刀具 ( B ) 工件 ( C ) 切屑 ( D ) 空气 9、切削用量三要素对刀具耐用度的影响程度为( C ) (A) 背吃刀量最大，进给量次之，切削速度最小; (B) 进给量最大，背吃刀量次之，切削速度最小; (C) 切削速度最大，进给量次之，背吃刀量最小; (D) 切削速度最大，背吃刀量次之，进给量最小; 10、粗车细长轴外圆时,刀尖的安装位置应( C ),目的是增加阻尼 作用。 A 应首先选择尽可能大的吃刀量 B ) 应首先选择尽可能小的吃刀量 C 应首先选择尽可能大的吃刀量 D ) 应首先选择尽可能小的吃刀量 (A ) g o 和 a o (B ) a o 和 K r (C ) K r 和 a o (D )入 s 和 K r ' (A )比轴中心稍高一些 (C )比轴中心略低一些 (B) 与轴中心线等高 (D )与轴中心线高度无关

数控车床加工工艺设计

数控车床加工工艺设计

摘要 数控技术是发展高新技术产业和尖端工业使用的最基本的装备。当今世界各国机械制造业广泛应用数控技术以提高制造能力和水平、提高对动态多变市场的适应能力和集中竞争能力大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。 现在数控机床的拥有量和水平已成为衡量一个国家工业化的重要标志，因此我国政府正积极采取各种有效措施大力发展我国的数控产业，把发展数控技术作为振兴机械工业的重中之重。 本毕业论文首先介绍了数控技术的发展趋势及本论文研究的意义、背景并对课题的内容与要求进行了综合的阐述接着阐述了复杂零件的加工工艺其中不仅介绍了数控车削加工的相关内容还囊括了零件图的分析、工件的定位、工序的确定、刀具的设计与选择以及工艺路线的制定等然后是在对本课题的零件进行工艺分析编写加工程序,并对程序进行模拟仿真数控加工和对加工结果的检验最后是本毕业设计的结论部分归纳和总结了该毕业设计的内容和过程。关键词：数控技术、车削加工、加工工艺、程序编制。 Abstract The abstract numerical control technology is the development emerging high-tech industry and the state-of-art industry use technology and the most basic equipment. Now the various countries mechanical manufacturing industry widespread application numerical control technology, sharpens the manufacturing capacity and the level, the enhancement to the dynamic changeable market adaptive and the centralism competitive ability, vigorously develops take the numerical control technology as the core advanced manufacture technology, has become world each developed country to add the book fast economy development, the enhancement comprehensive national strength and the

数控车床加工工艺设计课程设计

数控加工工艺课程设计 说明书

一、设计目的 通过课程设计，使学生达到以下设计目的： 1、熟练掌握复杂数控加工零件工艺编制方法 2、熟练掌握复杂数控加工零件加工程序编制方法 二、设计分组： 每班分为5组 三、设计任务 1、根据给定零件图，每组学生完成《数控铣削工艺设计说明书》（说明书样式及内容见附页）。 2、根据给定零件图，每组学生完成《数控车削工艺设计说明书》（说明书样式及内容见附页）。 3、每名学生写出设计的心得体会一份。 4、每名学生完成课程设计答辨 四、设计要求 1、按时完成设计内容。 2、按时出勤。 3、每组上交打印稿《数控铣削工艺设计说明书》及《数控车削工艺设计说明书》各一份；每人上交打印稿《数控加工工艺课程设计心得体会》一份。 4、全体设计人员上交一张光盘，内容为各组《数控铣削工艺设计说明书》、《数控车削工艺设计说明书》、《数控加工工艺课程设计心得体会》。

五、绪论 把原材料转变为成品的过程称之为生产过程。改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品的过程称之为工艺过程。在数控机床上实现的工艺过程即为数控工艺过程。数控加工工艺，就是数控机床加工零件的一种方法。 在数控机床的加工程序中，应考虑机床的运动过程、工件的加工工艺过程、刀具的形状及切削用量、加工路线等比较广泛的工艺问题。要编制出一个合理的、实用的加工程序，要求编程人员不仅要了解数控机床的工作原理、性能特点及结构，掌握编程语言和标准程序格式，还应该熟练掌握工作的加工工艺，确定合理的切削用量，正确选用刀具和夹紧方法，并熟悉检验方法。 为了更加了解数控机床特点、分类及加工对象，了解数控机床加工的内容和步骤，灵活地掌握数控机床的编程格式和方法，正确编制数控机床加工工艺，特此设置了本课程设计项目，希望通过学生认真设计，保质保量地完成设计任务，并在勤学苦练中不断累积编程技巧，提高数控加工工艺分析和编程能力。

数控车床零件加工及工艺设计毕业论文(DOC 28页)

数控车床零件加工及工艺设计毕业论文(DOC 28页)

毕业论文论文题目：数控车床零件加工及工艺设计 题目：数控车床零件加工及工艺设计 班级： 专业： 学生姓名： 指导教师： 日期:

数控车床零件加工及工艺设计 摘要 在车床上，利用工件的旋转运动和刀具的直线运动或曲线运动来改变毛坯的形状和尺寸，把它加工成符合图纸的要求。 车削加工是在车床上利用工件相对于刀具旋转对工件进行切削加工的方法。车削加工的切削能主要由工件而不是刀具提供。车削是最基本、最常见的切削加工方法，在生产中占有十分重要的地位。车削适于加工回转表面，大部分具有回转表面的工件都可以用车削方法加工，如内外圆柱面、内外圆锥面、端面、沟槽、螺纹和回转成形面等，所用刀具主要是车刀。 在各类金属切削机床中，车床是应用最广泛的一类，约占机床总数的50%。车床既可用车刀对工件进行车削加工，又可用钻头、铰刀、丝锥和滚花刀进行钻孔、铰孔、攻螺纹和滚花等操作。按工艺特点、布局形式和结构特性等的不同，车床可以分为卧式车床、落地车床、立式车床、转塔车床以及仿形车床等，其中大部分为卧式车床。 数控车削加工是现代制造技术的典型代表，在制造业的各个领域如航天、汽车、模具、精密机械、家用电器等各个行业有着日益广泛的应用，已成为这些行业不可或缺的加工手段。 为了子数控机床上加工出合格的零件，首先需根据零件图纸的精度和计算要求等，分析确定零件的工艺过程、工艺参数等内容，用规定的数控编程代码和格式编制出合适的数控加工程序。编程必须注意具体的数控系统或机床，应该严格按机床编程手册中的规定进行程序编制。但从数控加工内容的本质上讲，各数控系统的各项指令都是应实际加工工艺要求而设定的。 由于本人才疏学浅，缺乏知识和经验，在设计过程中难免出现不当之处，望各位给予指正并提出宝贵意见。 关键词： 车削加工刀具零件的工艺过程工艺参数程序编制 On the lathe, use the rotation of the workpiece and tool of line or curve movement to change the shape and size of rough, meet the requirements of drawings processing it into. Turning on a lathe is used the workpiece relative to the method of cutting tool rotation on the workpiece. Cutting is mainly composed of workpiece in turning rather than the tool provided. Turning is the most basic and most common method of cutting, occupies a very important place in production. Turn Rotary surface suitable for cutting, most with turning method for Rotary surface of workpieces can be processed, such as inner and outer cylinder and inner and outer taper, surfacing, Groove, screw and Rotary forming surface, the tool is mainly used tools. In all kinds of metal-cutting machine tools, lathe is the most widely used category, per cent of the total number of machine tools 50%. Turning the

数控车削加工基础

数控车削加工基础

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1.1学习目标 通过本课题学习，掌握数控车床的基本结构及其各轴移动方向对应的坐标轴；理解坐标系的确立原则，并结合加工前的对刀动作掌握机床上几种坐标系的联系与区别；掌握数控车床编程指令的基本格式； 1.2知识点 本课题主要讲解以下知识点： 1、机床结构及其对应坐标轴； 2、坐标系的确立原则； 3、机床坐标系、编程坐标系、加工坐标系的联系与区别； 4、对刀的方法与原理； 5、数控车床编程格式的确定。 1.3学习内容 1.3.1机床结构及其坐标轴 如图1.1示，操作机床面板，了解各坐标轴位置规定并弄清楚正、负方向等。（可拓展讲解其他类型结构） 附记机床操作安全规程。

图1.1数控车床 1.3.2坐标系的确立原则 1 ?刀具相对于静止工件而运动的原则 这一原则使编程人员能在不知道是刀具移近工件还是工件移近刀具的情况下，就可依据零件图样，确定机床的加工过程。附记机床操作安全规程。 2 ?标准坐标（机床坐标）系的规定 在数控机床上，机床的动作是由数控装置来控制的，为了确定机床上的成形运动和辅助运动，必须先确定机床上运动的方向和运动的距离，这就需要一个坐标系才能实现，这个坐标系就称为机床坐标系。标准的机床坐标系是一个右手笛卡尔直角坐标系，图1.2中规定了X轴为大拇指指向，丫轴为食指指向，Z轴为中指指向。这个坐标系的各个坐标轴与机床的主要导轨相平行，它与安装在机床上的主要直线导轨找正的工件相关。 3?运动的方向 数控机床的某一部件运动的正方向，是增大工件和刀具之间距离的方向。 +r 图1.2坐标系 根据实际情况，结合具体机床，依次确定Z、X、丫轴

短轴的数控车削加工工艺及编程

目录 1.绪论 (3) 2.零件的分析 (4) 2.1零件的主要作用 (4) 2.2零件的主要加工面及技术要求 (4) 2.3零件的材料 (4) 3.定位基准 (5) 3.1粗基准的选择 (5) 3.2精基准的选择 (5) 4.拟定数控加工工艺路线 (5) 4.1加工方法 (5) 4.2加工阶段的划分 (6) 4.3加工顺序的安排 (6) 4.4工序划分 (6) 5.工序的拟定 (7) 5.1机床设备的选择 (7) 5.1.1机床的选择 (7) 5.1.2工艺装备的选择 (8) 5.2切削用量的确定 (9) 6.数控编程及程序调试 (11) 6.1数控编程的内容 (11) 6.2数控编程的方法 (11) 6.3加工程序清单 (12) 6.4程序校验及首件试切 (14) 设计总结 (16) 致谢 (18) 参考文献 (19)

短轴的数控车削加工工艺及编程 摘要 轴类零件在整个制造工业中发挥着重要作用。在汽车领域起着连接动力装置和运动装置的部位，在重型机械领域，起着传动动力，吊卸重物的重要组成部分等。短轴作为轴类零件的一种，在整个轴类零件中也扮演着重要角色。现根据其零件特性，对其加工过程作详细分析，确定了加工过程中所选刀具的种类、型号及其注意事项，并总结出该轴类零件的加工过程。 关键词：数控车床工艺路线数控编程数控仿真

短轴的数控车削加工工艺及编程 1.绪论 随着科学技术的高速发展，制造业发生了根本性的变化。由于数控技术的广泛应用，普通机械逐渐被高效率、高精度的数控机械所代替，形成了巨大的生产力。专家们预言：二十一世纪机械制造业的竞争，其实是数控技术的竞争。 数控技术是制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础，现代的CAM/CAD，FMS和CIMS、敏捷制造和智能制造等，都是建立在数控技术之上；数控技术是提高产品质量、提高劳动生产率、提高企业的市场适应能力和竞争能力必不可少的物质手段；数控技术是国防现代化的重要战略物质，是国际技术和商业贸易的重要构成。因而可以毫不夸张地说：数控技术是关系到国家战略地位和体现国家综合国力水平的重要基础性产业，其水平高低和拥有量是衡量一个国家工业现代化的重要标志。 数控技术的广泛应用，给机械制造业生产方式、产品结构、产业结构带来深刻的变化。随着我国工业现代化进程逐步加快，数控技术在制造业中越来越多地得到应用。目前，我国制造工业中，从事数控机床制造和生产的科技人员以及数控机床的操作员、程序员和维修人员都非常缺乏。特别是在我国的经济特区，数控人才非常抢手。因此。数控人才的缺乏是制约我国数控技术推广应用的极其重要的因素。 数控加工技术对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。而对于数控加工,无论是手工编程还是自动编程，在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析，拟定加工方案，选择合适的刀具，确定切削用量，对一些工艺问题(如对刀点、加工路线等)也需做一些处理。并在加工过程掌握控制精度的方法,才能加工出合格的产品。

数控车床加工工艺分析与程序设计

数控车床加工工艺分析 与程序设计 姓名：杨正基 单位：宁县职业技术中专 日期：二〇一一年六月三十日 ＿

数控车床加工工艺分析与程序设计 杨正基 摘要：数控技术及数控机床在当今机械制造业中起着重要地位。而现代数控机床是综合应用了计算机、自动控制、自动检测以及精密机械等高新技术的产物，集成了数控仿真，可以检查出代码的正确性，从而可以提高编程质量，减少出错率，加快编程速度，是典型的机电一体化产品，是完全新型的自动化机床；这显示了其在国家基础工业现代化中的战略性作用，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。 关键词：数控技术、数控仿真、机电一体化、自动化机床 引言：随着科学技术的发展，机电产品日益精密复杂。机械制造业的发展规模和水平，则是反映国民经济实力和科学技术水平的重要标志之一。现在机械产品的性能，结构，形状和材料的不断的改进，精度不断提高，生产类型由大批量生产向多品种小批量转化。对零件加工质量和精度要求越来越高。而数控技术是现代化加工设备的基础，又是精密、高效、高可靠性、高柔性加工技术的支撑。发展先进制造技术必须以数控技术为基础。数控技术它综合了计算机、自动控制、电机、电气传动、测量、监控、机械制造等学科领域最新成果而形成的一门边缘科学技术。对制造业实现自动化、柔性化、集成化、智能化生产起到举足轻重的作用。 目前，数控机床是车削加工能较全的数控机床。它可以把车削、铣削、螺纹加工、钻削等集中到一台设备上，使其具有多种工艺手段。由于产品的变化频繁，在一般机械加工中，单件小批量的生产约占70%以上。这样一来采用数控车床进行加工可以大大提高产品的质量，保证加工零间的精度，减轻劳动强度，为新产品的研制和改型换代节省大量时间和费用，从而提高了企业产品的竞争力。

数控加工工艺作业1-3答案

第1章数控加工的切削基础 作业 一、单项选择题 1、切削脆性金属材料时，材料的塑性很小，在刀具前角较小、切削厚度较大的情况下，容易产生（ C ）。 （A）带状切屑（B）挤裂切屑（C）单元切屑(D) 崩碎切屑 2、切削用量是指（D）。 （A）切削速度（B）进给量（C）切削深度（D）三者都是 3、粗加工切削用量选择的一般顺序是（ A ）。 （A）a p-f-v c（B）a p- v c -f（C）v c -f-a p（D）f-a p- v c 4、确定外圆车刀主后刀面的空间位置的角度有（ B ）。 （A）g o和a o（B）a o和K r′（C）K r和a o（D）λs和K r′ 5、分析切削层变形规律时，通常把切削刃作用部位的金属划分为（ C ）变形区。 （A）二个（B）四个（C）三个（D）五个 6、在切削平面内测量的车刀角度是（ D ）。 （A）前角（B）后角（C）楔角（D）刃倾角 7、车削用量的选择原则是：粗车时，一般（A ），最后确定一个合适的切 削速度v。 （A）应首先选择尽可能大的吃刀量ap，其次选择较大的进给量f； （B）应首先选择尽可能小的吃刀量ap，其次选择较大的进给量f； （C）应首先选择尽可能大的吃刀量ap，其次选择较小的进给量f； （D）应首先选择尽可能小的吃刀量ap，其次选择较小的进给量f。 8、车削时的切削热大部分由（ C ）传散出去。 （A）刀具（B）工件（C）切屑（D）空气 9、切削用量三要素对刀具耐用度的影响程度为（ C ） （A）背吃刀量最大，进给量次之，切削速度最小； （B）进给量最大，背吃刀量次之，切削速度最小； （C）切削速度最大，进给量次之，背吃刀量最小； （D）切削速度最大，背吃刀量次之，进给量最小； 10、粗车细长轴外圆时，刀尖的安装位置应（C ），目的是增加阻尼作用。 （A）比轴中心稍高一些（B）与轴中心线等高 （C）比轴中心略低一些（D）与轴中心线高度无关

数控加工工艺与编程课程整体教学设计方案

《数控加工工艺与编程》课程整体教学设计（教改方案） 一、课程设计的基本思路 1、课程的性质和作用 本课程属于数控技术专业的核心课程，为培养数控技术人才提供必备的理论知识和专业技能。 2、教学目标 （1）知识目标 通过本课程学习，要求学生具备零件数控加工工艺设计和工艺分析、数控编程与操作的能力，并掌握相应的数控编程知识。 （2）技能目标 本课程以数控车削零件加工为核心，以国家社会与劳动部颁发的中级数控车工考核要求为依据，并将要求贯穿到各个教学情境中，学生完成本课程学习达到数控加工中级工要求。 （3）职业素养 通过各情境的训练，培养学生相应的方法能力、社会能力、相互沟通和团队协作的能力。 3、课程设计理念 本课程是情境教学课程。学生通过情境资讯、分析和实施，理解和掌握数控车削相关理论知识，培养学生动手能力。

4、课程设计思路 为便于教学并让学生掌握最基本、最典型零件的加工，本课程选择了数控车常见典型零件，作为情境教学的载体，以实现情境教学的目标。教学环节包括以下五个方面： 1、情境分析。针对每个教学情境，分析情境所应用的实际环境、情境教学的目的、情境所涉及的知识和应掌握的能力。 2、课堂理论讲解。结合情境，利用情境（实物、情境或多媒体课件）具体讲解情境涉及的理论知识。理论知识的讲解要求理论结合实际，不求知识的系统性和完整性，重原理的实用性。 3、课堂模仿操作。每个情境应该有学生的模仿操作，让学生体验和掌握，使教、学、练有机结合。 4、学生课内实践。根据课堂所教内容和情境要求，设计类似情境，让学生练习。 5、综合情境实训。在每个教学情境模块完成后，设计一个运用本模块情境所涉及的知识和技能的综合情境，让学生独立完成情境要求。 二、课程内容和学习情境教学设计 1、课程内容设与学时分配

机械类-数控车床零件加工工艺毕业论文设计(完整版)

摘要 在车床上，利用工件的旋转运动和刀具的直线运动或曲线运动来改变毛坯的形状和尺寸，把它加工成符合图纸的要求。 车削加工是在车床上利用工件相对于刀具旋转对工件进行切削加工的方法。车削加工的切削能主要由工件而不是刀具提供。车削是最基本、最常见的切削加工方法，在生产中占有十分重要的地位。车削适于加工回转表面，大部分具有回转表面的工件都可以用车削方法加工，如内外圆柱面、内外圆锥面、端面、沟槽、螺纹和回转成形面等，所用刀具主要是车刀。 在各类金属切削机床中，车床是应用最广泛的一类，约占机床总数的50%。车床既可用车刀对工件进行车削加工，又可用钻头、铰刀、丝锥和滚花刀进行钻孔、铰孔、攻螺纹和滚花等操作。按工艺特点、布局形式和结构特性等的不同，车床可以分为卧式车床、落地车床、立式车床、转塔车床以及仿形车床等，其中大部分为卧式车床。 数控车削加工是现代制造技术的典型代表，在制造业的各个领域如航天、汽车、模具、精密机械、家用电器等各个行业有着日益广泛的应用，已成为这些行业不可或缺的加工手段。 为了子数控机床上加工出合格的零件，首先需根据零件图纸的精度和计算要求等，分析确定零件的工艺过程、工艺参数等内容，用规定的数控编程代码和格式编制出合适的数控加工程序。编程必须注意具体的数控系统或机床，应该严格按机床编程手册中的规定进行程序编制。但从数控加工内容的本质上讲，各数控系统的各项指令都是应实际加工工艺要求而设定的。 由于本人才疏学浅，缺乏知识和经验，在设计过程中难免出现不当之处，望各位给予指正并提出宝贵意见。 关键词： 车削加工刀具零件的工艺过程工艺参数程序编制

目录 一、数控机床简介 (2) 二、数控激光的概念 (3) 三、数控机床的特点 (3) 四、数控车削加工 (4) 五、数控车床加工程序编制 (5) 六、数控车床的组成和基本原理 (5) 七、数控车床安全操作规 (6) 八、数控车床坐标的确定 (6) 九、运动方向的规定 (7) 十、轴类零件的编程与加工 (7) 十一、简单套类零件的编程与加工 (13) 十二、简单的盘类零件的编程与加工 (18) 结束语 (25) 参考文献 (25)