以典型零件生产培养合格人才之数控铣削加工指导书

第一篇：以典型零件生产培养合格人才之数控铣削加工指导书

以合格典型加工培养合格人才

数控铣加工指导书

减速器在工业产品中的应用非常普遍。它几乎囊括了机械类零件的大部分典型零件，包括轴套类零件、箱体类零件、齿轮类零件以及标准件等。可以让我们对机械这个行业有个客观的了解，又能充分认识机械生产中机械减速器在机械产品中的应用非常普遍，因为它几乎包含了机械类的大部分典型零件：轴类零件、箱体类零件生产中典型零件的结构、类型与加工，从而达到事半功倍的效果。

第二篇：典型CAM平台数控铣削加工编程功能对比应用

典型CAM平台数控铣削加工编程功能对比应用

前言:

数控加工作为机械制造业中先进生产力的代表，经过十余年的引进与发展，已经在汽车、航空、航天、模具等行业发挥了巨大的作用。它推动了企业的技术进步和经济效益的增长。但是由于多方面原因，国内不同行业在应用数控加工方面表现的差距较大。一方面由于机床刀具软硬件配置等方面的原因，尤其是多坐标控制联动的高速铣削机床，进口设备由于其成本很高，企业不得不考虑其投资效益问题。另一方面多坐标联动高速铣削的CAM软件选型、应用编程与开发方面，需要一个长时期的技术积累才能赶上国外先进水平，尤其是对于人员的技术水平要求较高的CAM软件应用编程开发方面表现更为明显。

用于数控铣削加工编程的CAM软件平台较多，比较常用的UGNX、CATIA、Pro/E、Mastercam、Cimatron、Surfcam、Powermill等，这些CAM软件平台在不同企业数控铣削编程方面发挥了很大的作用，虽然各自应用流程略有差别，但各系统提供的基本数控编程功能都比较相似。但是企业产品对象不同，使得对CAM平台的选型和应用方面的要求有所不同。数控三轴铣削编程上都能满足企业的要求，但在五轴铣削编程，刀具轴矢量控制与后处理程序开发等方面还是存在较大差别的，尤其是五轴机床的加工编程与后处理程序开发表现更为突出。本文就通用的CADCAM软件平台为环境，以几个具体的产品对象的数控铣削加工编程应用实例，简要介绍它们在进行数控三轴铣削、五坐标联动加工编程、后处理开发模式、机床仿真加工模拟接口方面的实例应用。希望对读者有所借鉴作用。一、三轴铣削刀具轨迹设计

现有典型CAM平台在进行数控铣削编程时，其流程基本相同，主要涉及加工对象定义、刀具选择、加工模式选择、轨迹优化编辑修改控制、后处理与实体模拟等方面内容。典型CAM平台在三轴联动数控铣削加工编程方面，都包括为粗加工、精加工、清根加工三种模式以及实体模拟仿真。在刀具轨迹的生成控制方式主要包括二维轮廓粗精加工、、深孔钻削加工、平行或环形等高分层铣削、螺旋铣削、曲面流线、投影加工、曲面清根、放射加工等功能，在高速铣削加工方面一般都提供高速R圆角控制、变速处理、直线拟合、样条插补等轨迹优化策略。利用典型的CAM平台在加工某薄壁空间曲面，其刀具轨迹示意图如下图1～3所示。从图中可以看出，在粗加工方面，各CAM平台功能相当；但在清根处理上，UGNX、CATIA、CIMATRONE可进行多次清根处理；在实体仿真切削时，MASTERCAM、CATIA、CIMATRONE、SURFCAM等平台相对而言模拟速度较快。二、五轴数控铣削刀具轨迹设计

在利用CAM平台进行五轴数控铣削刀具轨迹设计时，其核心内容主要包括刀具轴矢量控制、轨迹驱动方式、进退刀处理、五轴数控机床后处理与五坐标机床加工仿真模拟等方面的工作。由于五轴加工时产品的复杂性和刀具轴控制的灵活性和多样性，导致五坐标联动加工编程的难度和复杂性较大。一般CAM平台都提供五轴铣削数控编程功能，其主要包括（A）旋转四轴：多用于带旋转工作台或配备绕X、Y轴的旋转台的的四轴加工；如MACH1600位Z轴旋转的工作台主轴可立卧转换，可对外圆上的槽或型腔进行加工；（B）五轴底刃铣削：用于铣刀的底刃对空间曲面进行加工，避免传统球头刀的加工，此时需要对刀轴矢量进行合理的控制设计；（C）侧刃五轴：利用铣刀的侧刃对空间的曲面进行加工，避免球头刀的R切削，能大幅度提高曲面粗精加工的效率；（D）五轴顺序铣削与五面体加工：多用于铣削工步内容比较多的多面体加工，如立卧转换五面体加工中心可一次加工产品上的五个面或内外腔的场合，多用于工序的复合化加工；（E）曲线五轴：对空间的曲面曲线进行五轴曲线加工；（F）五轴钻孔：对空间的孔进行钻孔加工，多用于孔的位置不再三个基准平面上比较特殊的场合，如圆锥面上的孔或产品上孔位的轴线方向变化的场合。

空间曲面五轴加工涉及的内容比较多，尤其是五轴加工时更明显。进行五轴加工时涉及加工导动曲面、干涉面、轨迹限制区域、进退刀及刀轴矢量控制等关键技术。四轴五轴加工的基础是理解刀具轴的矢量变化。四轴五轴加工的关键技术之一是刀具轴的矢量（刀具轴的轴线矢量）在空间是如何发生变化的，而刀具轴的矢量变化是通过摆动工作台或主轴的摆动来实现的。对于矢量不发生变化的固定轴铣削场合，一般用三轴铣削即可加工出产品，五轴加工关键就是通过控制刀具轴矢量在空间位置的不断变化或使刀具轴的矢量与机床原始坐标系构成空间某个角度，利用铣刀的侧刃或底刃切削加工来完成。刀具轴的矢量变化控制一般有固定矢量、曲面法线、固定点、直线导动、直纹面导动、刀具轨迹投影、点位与任意矢量连续插补等方式。

典型CAM平台在对某变锥度零件数控铣削加工编程时，各平台环境下的刀具轨迹示意图如下图4～7所示。从图中可以看出，现有的CAM平台一般能满足该产品五坐标铣削加工编程的需要。但是从用户的使用经验上讲，UnigraphicsNX平台在刀具轴矢量控制方面表现得更加灵活，尤其是其提供的插补刀具轴矢量控制和顺序铣削编程功能能够使得用户很轻松得完成所期望的五坐标联动铣削刀具轨迹目标。

http://services.gdcad.com/article/UploadPic/2006-11/***5.jpg

三、后处理程序开发模式

五坐标数控铣削加工编程的后处理程序开发的主要内容包括：①算法处理：主要针对多坐标加工时的坐标变换、跨象限处理、进给速度控制。②数控系统控制指令的输出：主要包括机床种类及机床配置、机床的定位、插补、主轴、进给、暂停、冷却、刀具补偿、固定循环、程序头尾输出等方面的控制。③格式转换：数据类型转换与圆整、字符串处理等：主要针对数控系统的输出格式如单位、输出地址字符等方面的控制。

五轴数控机床的配置形式多样，典型配置有绕X轴和Y轴旋转的两个摆动工作台，其二为主轴绕X轴或Y轴摆动，另外的工作台则相应绕Y轴或X轴摆动来构造空间的五轴联动加工。对于主轴不摆动的五轴数控机床，其摆动轴存在主次依赖关系，即主摆动轴（Primary Table）的运动影响次摆动轴（Secondary Table）的空间位置，而次摆动轴的运动则不影响主摆动轴的空间位置状态。用于对典型的五轴机床运动方式进行配置，可对工作台双摆动、主轴头双摆动、主轴摆动及工作台摆动、工作台复合摆动（回转）、主轴复合摆动（回转）等典型五轴机床进行设置。主轴回转或摆动对应于相应机床，其所处于主动轴或从动轴的形式。在确定机床运动类型以后，其旋转轴矢量平面和旋转中心等设置是非常重要的，：用于设置主动轴及次动旋转轴矢量方向，设置主轴或工作台复合摆动轴矢量方向。旋转轴中心、偏心设置及刀具轴输出设置。如下所示为在Mastercam平台下的五轴机床类型设置。

#Machine rotary routine settings mtype

: 0 #Machine type(Define base and rotation plane below)

#0 = Table/Table

#1 = Tilt Head/Table

#2 = Head/Head

#3 = Nutator Table/Table

#4 = Nutator Tilt Head/Table

#5 = Nutator Head/Head head_is_sec : 1 #Set with mtype 1 and 4 to indicate head is on secondary

现有的CAM平台提供的刀具路径的文件包括标准的可编译文件（如APT文件）和二进制文件.CATIA, UGNX, Surfcam,PROE等CAM都支持这两种格式, MasterCam的NCI则是另外的文字格式档案.后处理则各家大多有各自的后处理。典型CAM平台的后处理用户界面如下图8所示。除Mastercam采用文本方式以外，大部分CAM平台都提供自己的后处理用户界面，操作设置比较方便，尤其是可用于多CAM平台和异构数控系统，如Imspost后处理包可支持几乎所有的通用CAM平台和流行的数控系统。后处理程序的开发编辑模式各不相同，其UnigraphicsNX 采用UGPostBuilder，采用基于TCL语言的二次开发功能完成用户开发；Mastercam提供基于GENERIC FANUC系统通用五轴铣削后处理文件，用户需根据具体机床对其进行编辑修改，达到最终的使用要求。其中 CimatronE、Catia可采用ImsPost进行后处理开发；Spost/Gpost则采用宏程序方式用于Surfcam、Pro/Engineer平台。

四、机床加工仿真模拟接口

美国CGTech的产品VERICUT，它可用来在编程阶段校验加工程序的准确性，能够让编程人员对NC加工环境进行仿真。应用VERICUT，可对包括工装夹具在内的整个机床建模，它的易修改的控制程序库使得NC程序在仿真环境中的运行，完全模拟了在机床上的运行。一些CAM系统本身具备校验功能，内部校验检查的是内部的CAD/CAM数据，它们在上机床执行前往往已被转换多次了。外部校验系统则不仅能检查内部CAM文件，还能够校验G代码。NC校验软件能够校验不同CAM系统生成的程序，用同样的手段校验所有的NC程序，使编程人员能够对所用的各种CAM系统得到稳定的可靠的结果。NC校验软件能够减少甚至省略在机床上进行人工的修正，这不仅节省了编程时间，更能使机床被解放出来完全用于加工产品。校验程序还可使返工、加工出废品和损坏加工刀具的可能性降到最低。

Vericut提供了许多功能，其中有对毛坯尺寸、位置和方位的完全图形显示，可模拟2~5轴联动数控加工。现有的CAM平台都提供与Vericut的嵌入式接口或转换功能。如下图所示分别为UGNX、CATIA、Mastercam等平台与Vericut之间的转换设置，且它们可直接与Vericut进行嵌入式链接仿真，如Pro/Engineer、UGNX、CATIA、Mastercam平台等。其中UGII/Vericut 切削仿真模块是集成在UGII软件中的第三方模块，它采用人机交互方式模拟、检验和显示NC加工程序，是一种方便的验证数控程序的方法。由于省去了试切样件，可节省机床调试时间，减少刀具磨损和机床清理工作。通过定义被切零件的毛坯形状，调用NC刀位文件数据，就可检验由NC生成的刀具路径的正确性。UGII/Vericut可以显示出加工后并着色的零件模型，用户可以容易的检查出不正确的加工情况。如图9为UGNX、CATIA、Mastercam与Vericut的数据转换接口设置，图10为基于Vericut环境的机床加工仿真模拟，能帮助用户大幅度提高五坐标加工编程的效率和质量。

五、小结

典型CAM平台用于数控铣削加工编程时，各平台的基本功能都差不多。在细节控制上，UG更灵活，对于高速切削加工，应采用螺旋铣削加工，或者是在转角处配置圆弧过渡 都在一定程度上支持高速加工；在支持变速切削的功能上，高速加工转角处的降速处理上，UG和CiamtronE相对好一些，CimatronE支持变速切削，Mastercam只有一次降速功能；在根部清根上的处理，UG和CiamtronE相对好一些，可实现多次清根；五轴铣削刀具轴矢量控制方式上，UGNX非常灵活，其它平台基本都能满足使用要求，主要依赖于用户的灵活应用开发上；后处理程序开发上UGII/PostBuilder灵活，Mastercam采用文本形式，而CimatronE与Catia均可采用支持异构数控系统与CAM平台数控程序转换的Imspost进行后处理，Surfcam与Proe可采用同一后处理NCpost或Gpost；与Vericut软件之间的接口关系，仿真加工上，各平台均可链接；参数化驱动方面UGNX、Catia、Pro/Engineer等均支持参数化刀具轨迹编辑修改，相对其数控编程模板与参数化功能更强大一些。

第三篇：典型零件数控加工工艺分析实例.

三、典型零件数控加工工艺分析实例(一数控车削加工典型零件工艺分析实例 1.编写如图所示零件的加工工艺。(1零件图分析

如图所示零件,由圆弧面、外圆锥面、球面构成。其中Φ50外圆柱面直径处不加工,而Φ40外圆柱面直径处加工精度较高。

零件材料:45钢

毛坯尺寸:Φ50×110(2零件的装夹及夹具的选择 件伸出三爪卡盘外75mm 以外圆定位并夹紧。(3 坐标原点建立工件坐标系。

精加工分开来考虑。

加工工艺顺序为:车削右端面→复合型车削固定循环粗、精加工右端需要加工的所有轮廓(粗车Φ

44、Φ40.5、Φ34.5、Φ28.5、Φ22.5、Φ16.5外圆柱面→粗车圆弧面R14.25→精车外圆柱面Φ40.5→粗车外圆锥面→粗车外圆弧面R4.75→精车圆弧面R14→精车外圆锥面→精车外圆柱面Φ40→精车外圆弧面R5。

(4选择刀具

选择1号刀具为90°硬质合金机夹偏刀,用于粗、精车削加工。(5切削用量选择

粗车主轴转速n=630r/min,精车主轴转速V=110m/min,进给速度粗车为f=0.2mm/r,精车为f=0.07mm/r。

2.编写如图1-26所示的轴承套的加工工艺(1零件图分析

零件表面由内圆锥面,顺圆弧,逆圆弧和外螺纹等组成。有多个直径尺寸与轴向尺寸有较高的尺寸精度和表面粗糙度要求(如果加工质量要求较高的表面不多可列出。

零件材料:45号钢 毛坯尺寸:φ80×112

(2零件的装夹及夹具的选择

内孔加工时,以外圆定位,用三爪自动定心卡盘夹紧,需掉头装夹;加工外轮廓时,以圆锥心轴定位,用三爪卡盘夹持心轴左端,右端利用中心孔顶紧。

(3加工方案及加工顺序的确定

以零件右端面中心作为坐标原点建立工件坐标系。

根据零件尺寸精度及技术要求,确定先内后外,先粗后精的原则。

加工工艺顺序为:车端面→钻φ5中心孔→钻φ26内孔→粗、精镗一端内孔→掉头装夹后粗、精镗另一端内孔→粗车外轮廓→精车外轮廓→车螺纹(项目较多可用表格列出。(4选择刀具

所选定刀具参数如表1-2所示。

说明:表格中刀尖半径和备注栏可以不要;25×25指车刀刀柄的截面尺寸。(5切削用量选择

一般情况下,粗车:恒转速n=800r/min恒线速v=100m/min 进给量f=0.2mm/r以下v f=120m/min 背吃刀量a p=2mm以下

精车:恒转速n=1100r/min恒线速v=150m/min 进给量f=0.07mm/r以下v f=150m/min 背吃刀量a p=0.1mm左右

(二数控铣削加工典型零件工艺分析实例 1.编写如图所示零件的加工工艺。

(1零件图的分析 如图所示,支承部分的外 轮廓由直线和圆弧组成,其它 主要是圆孔。其中内孔Φ40H7 有较高的尺寸加工精度和表 面粗糙度要求。零件材料:HT200(切削性

能较好

毛坯尺寸:170mm×110mm ×45mm(2零件的装夹及夹具的选 择

用铣床虎钳夹毛坯两侧 面加工下表面;翻面后用下表

面定位铣床虎钳夹毛坯两侧 面,加工上表面、台阶面、钻 孔和镗孔;采用“一面两孔”

方式定位,即以底面和Φ40H7和Φ13两个孔为定位基准装夹,加工外轮廓。(3加工方案及加工顺序的确定

以零件Φ40内孔的上端面为坐标原点建立工件坐标系。加工顺序的确定按基面先行、先粗后精原则确定。

加工工艺顺序为:铣削下表面→翻面平装后铣削上表面→铣削Φ60外圆及其台阶面→钻3个φ5中心孔→钻φ38内孔→粗、精镗φ40内孔→钻2×Φ13孔→锪钻2×Φ22孔→铣削外轮廓。(走刀顺序见表所示。

(4选择刀具

Φ40H7内孔采用钻-镗,阶梯孔Φ12和Φ22选择钻-锪,零件外轮廓、Φ60mm外圆及其台阶面采用立铣刀,上、下表面采用端铣刀加工,详见表格。

(5切削用量选择 详见表格 序号刀具 编号

刀具规格名称加工表面 主轴转速 S r/min

进给量f mm/min 背吃刀量 a p mm 备 注

1T01Φ125硬质合金端面铣刀铣削上、下表面502052T02Φ63硬质合金立铣刀铣削Φ60外圆及其台阶面10030按余量3T03Φ38钻头钻Φ40孔

20040194T04Φ40镗孔刀粗精镗Φ40内孔

650/100040/300.8/0.25T05Φ13钻头钻2×Φ13孔50030 6.56T0622×14锪钻2×Φ22锪钻35025 4.57 T07 Φ25硬质合金立铣刀 铣削外轮廓 260 40 5 2.编写如图1-29所示平面槽形凸轮的加工工艺

零件的底面和外部轮廓已经加工,本工序是在铣床上加工槽与孔。1.零件图分析

凸轮内外轮廓由直线和圆弧组成。凸轮槽侧面和021.00 20+Φ、018.00 12+Φ两个内孔尺寸精

度要求较高,表面粗糙度要求也较高,R a 1.6;内孔021.0020+Φ与底面有垂直度要求。

零件材料:HT200(切削性能较好毛坯尺寸:无(基本面已经加工2.零件的装夹及夹具的选择

加工021.00 20+Φ、018.00 12+Φ两个孔时,以底面A 定位,采用螺旋压板机构夹紧;加工凸 轮槽内外轮廓时,采用“一面两孔”方式定位,即以底面A 和021.0020+Φ、018.00 12+Φ两个孔 为定位基准装夹。

3.加工方案及加工顺序的确定

以零件外轮廓的中心作为X、Y 轴的坐标原点,以A平面为Z 轴的零点建立工件坐标系。

根据零件尺寸精度及技术要求,确定基面先行(先孔后轮廓,先切削材料多的后切削材料较少的面,先粗后精的原则。

加工工艺路线为:钻φ5中心孔→钻φ19.6孔→钻φ11.6孔→铰φ20孔→铰φ12孔→重新装夹后粗铣槽的内轮廓→粗铣槽的外轮廓→精铣槽的内轮廓→精铣槽的外轮廓→翻面装夹,铣φ20孔A 面侧的倒角。4.选择刀具

所选定刀具参数如表1-2所示。

说明:铣削内、外轮廓时,铣刀直径受槽宽限制,可选择φ6的立铣刀;精铰的量通常小于0.2mm;刀刃和长度通常要比切削的深度大。5.切削用量选择

一般情况下,粗铣:恒转速n=600r/min 进给量f=180mm/min 以下背吃刀量a p =5mm 以下 精车:恒转速n=800r/min 进给量f=120mm/min 以下

背吃刀量a p=0.1mm左右注:材料为灰铸铁时切削材料要选择较小

第四篇：典型仪表壳体类零件的数控加工工艺研究

典型仪表壳体类零件的数控加工工艺研

究

以安装体典型仪表壳体类零件为例，研究其数控加工工艺，提出数控加工过程中的加工工艺路线的确定原则、选择要点及数控加工工艺设计的方法，以保证加工质量，提高生产率。

仪表壳体类零件，大都是整块仪表装配的支撑骨架，对整块仪表的使用性能有着重要的影响。它们都具有复杂的外型、内腔，严格的尺寸公差和形状位置公差，壁薄且壁厚不均匀，极易发生变形。随着工厂的发展要求及新产品、新材料的出现，对仪表壳体类零件的要求也越来越高，要提高产品质量，缩短生产周期，必须采用数控设备进行综合加工，并确定优化的数控加工工艺方案。本文以上安装体零件为例，分析并讨论了数控加工工艺规程设计中遇到的问题，为更多从事仪表壳体类零件加工领域的工作人员提供一定的帮助，以提高产品质量，提高数控机床的生产率。1 零件结构分析

上安装体材料为LYl2CZ，属单件小批量生产，毛坯采用型材，以降低其成本提高生产效率，节约研制时间。对零件进行结构分析，主要包括以下几个方面：

(1)零件主次表面的区分和主要表面的保证。对底面

孔属于6级精度，粗糙度Ra0．8μm，需要采用粗车、半精车、精车加工才能达到要求。

(2)重要技术条件的分析。孔

有同轴度φ0．02的要求，关系到装配位置，其精度直接影响到组件的安装及仪表的使用性能。

(3)零件图上表面位置尺寸的标注。上安装体的长度尺寸都以φ73的右端面为基准，所以在工艺规程的编制中工序长度尺寸尽量与其保持一致。

(4)零件技术要求的分析。零件技术要求主要是指尺寸精度、形状精度、位置精度、表面粗糙度及热处理等。图1所示为上安装体零件的三维造型图。

图1 三维造型图

工艺规程制定

零件的数控加工工艺流程通常为：零件图→分析图样确定加工工艺过程→编写工艺规程→确定NC加工工序→数值计算→编写程序单→机械CAD→机械CAM→程序校验→制备控制介质→首件试切→调整程序及机床→成批加工→成品。

2．1工艺路线的制定

划分工序与加工路线的确定直接关系到数控机床的使用效率、加工精度、刀具数量和经济性等问题，应尽量作到工序相对集中，工艺路线最短，机床的停顿时间和辅助时间最少。安排工艺路线时除通常的工艺要求外，本例重点考虑以下因素：

(1)保证加工质量，划分加工阶段

工件在粗加工时，切除的金属层较厚，切削力和夹紧力都比较大，切削温度也比较高，将会引起较大的变形。按加工阶段加工，粗加工造成的加工误差可以通过半精加工和精加工来纠正，从而保证零件的加工质量。同时合理使用设备，既能提高生产率，又能延长精密设备的使用寿命。

(2)合理安排热处理及表面处理工序

热处理可提高材料的机械性能，改善金属的加工性能及消除内应力。鞍支架的热处理工序安排在粗车和铣削加工去除余量以后进行高温时效、低温时效，主要目的是消除材料加工后产生的内应力。为了提高零件的抗蚀能力、耐磨性、抗高温能力和导电率等，一般都采用表面处理的方法，表面处理一般安排在过程的最后进行。对于精度要求高的表面，表面处理后会影响其尺寸精度，一般表面处理后进行精加工工序，以保证尺寸精度和表面粗糙度。上安装体的表面处理工序在对(3)数控加工工艺与普通工序的衔接

进行精加工工序之前。

数控加工工序前后一般都穿插有其它普通加工工序，如衔接得不好就容易产生矛盾。因此在熟悉整个加工工艺内容的同时，要清楚数控加工工序与普通加工工序各自的技术要求、加工目的、加工特点，如要不要留加工余量，留多少；定位面与孔的精度要求及形位公差；对校形工序的技术要求；对毛坯的热处理状态等，这样才能使各工序达到相互满足加工需要，且质量目标及技术要求明确，交接验收有依据。

综合以上原则，鞍支架的工艺路线安排如下：

2．2加工误差分析

就制造工艺过程而言，产品质量主要取决于零件的制造质量和装配质量。零件的制造质量一般用几何参数(如形状、尺寸、表面粗糙度)、物理参数(如导电性、导磁性、导热性等)、机械参数(如强度、硬度等)及化学参数(如耐蚀性等)来表示。上安装体加工误差产生的原因主要有：

(1)机床误差的影响 影响机床加工精度的主要因素有主轴的回转精度、移动部件的直线运动精度以及成形运动的相对关系。主轴的回转精度通常反映在主轴径向跳动、轴向窜动和角度摆动上，它在很大程度上决定着被加工表面的形状精度。本例采用的铣式加工中心机床是UMC600万能加工中心，它的机床精度目前是国际上机械加工类机床中顶尖级的，其各项技术指标都在0．001mm之内。对于上安装体的加工精度影响较小。

(2)夹具定位误差分析

上安装体的加工用夹具采用1个大平面和1个定位销(菱形销)及1个圆柱销定位。1个圆柱销限制x和y的移动及1个大平面限制z的转动和移动，定位销(菱形销)限制了x和y的转动，满足了六点定位原理。经定位误差分析计算，能满足零件加工精度要求。夹具简图如图2所示。

2．3规划加工刀具路径

规划上安装体几何图形外形加工刀具路径包括加工坯料、对刀点的确定、加工几何图形的选择、加工刀具的选择及刀具参数的设置等内容。2．3．1加工坯料及对刀点的确定

在规划上安装体几何图形外形加工刀具路径前，先利用Mastercam系统提供的边界框命令确定加工几何图形所需要的坯料尺寸，并将图形中心移到系统坐标原点，便于加工时以图形中心对刀。在加工时，工件在机床加工尺寸范围内的安装位置是任意的，要正确执行加工程序，必须确定工件在机床坐标系中的确切位置。对刀点是工件在机床上定位装夹后，设置在工件坐标系中，用于确定工件坐标系与机床坐标系空间位置的参考点。在工艺设计和程序编制时，应以操作简单、对刀误差小为原则，合理设置对刀点。

2．3．2规划加工刀具路径

规划上安装体几何图形加工刀具路径主要包括刀具的选择、刀具参数的设定、加工顺序的选择、加工参数(安全高度、下刀方式、补偿方式、补偿量、切削量等)的设定。

铣刀类型应与工件的表面形状和尺寸相适应。根据被加工工件材料的热处理状态、切削性能及加工余量，选择刚性好、耐用度高的铣刀，是充分发挥数控铣床的生产效率并获得满意加工质量的前提条件。加工路线的选择主要应考虑：

(1)尽量缩短走刀路线，减少空走刀行程，提高生产率；

(2)保证加工零件的精度和表面粗糙度的要求；

(3)有利于简化数值计算，减少程序段的数目和编程工作量；

(4)切削用量的具体数值应根据数控机床使用说明书的规定，被加工工件材料、加工工序以及其它工艺要求，并结合实际经验来确定。实体加工模拟

在对上安装体几何图形进行实际加工前，利用Mastercam9．0计算机软件提供的实体加工模拟功能进行电脑实体加工模拟，最大限度的降低能源和材料消耗，提高加工效率。

MasterCAM系统对上安装体几何图形所规划的加工刀具路径及刀具参数设置等资料产生的一个刀具路径文件，MasterCAM系统称其为NCI文件。它是一个AscII文字格式文件，含有生成的NC代码的全部资料，包括一系列刀具路径的坐标值、进给量、主轴转速、冷却液控制指令等，但它无法直接应用于CNC机床，必须先通过后处理程序P0ST转成NC代码后才能被CNC机床所使用。

结束语 复杂仪表壳体类零件的加工在机械制造业中占有很重要的地位，为提高零件加工精度和生产效率，应采用先进的加工方法。对于数控加工技术来说，工艺处理是其应用的重要环节，它关系到所加工出来零件的正确性与合理性，本文以典型零件上安装体为例，探讨数控加工的工艺规程设计问题，选择合理高效的加工方法和加工路线，对保证零件的加工质量，提高数控机床的使用效益和使用质量都有重要意义。

第五篇：典型轴类零件的数控车削工艺与加工实验报告

电子科技大学

机电 学院

标 准 实 验 报 告

（实验）课程名称典型轴类零件的数控车削工艺与加工

学生姓名： 学

号： 指导老师： 日

期：

电子科技大学教务处制表

电 子 科 技 大 学

实

验

报

告

学生姓名：

学 号：

指导教师：

实验地点：工程训练中心114

实验时间：

一、实验室名称：工程训练中心

二、实验项目名称：典型轴类零件的数控车削工艺与加工 实验学时：32

三、实验原理：

在软件中进行设计绘图，运用G代码，将工艺文件编制成数控加工程序，输入数控车床，加工出零件。

四、实验目的：

1.了解典型零件的特点、生产过程与应用；

2.学习工程制造工艺，学习工程手册的使用，掌握典型零件的毛坯制造、热处理、机加工方法；

3.将传统加工与现代制造技术有机结合，合理制定数控加工工艺，正确使用数控设备及刀夹量具；

4.培养和提高综合分析轴类零件的问题和解决问题的能力，以及培养科学的研究和创造能力。

五、实验内容

1.轴类零件的功用、结构特点及技术要求；

2.轴类零件的毛坯和材料及热处理；

3.运用Mastercam9.0进行轴的设计以及程序的生成； 4.轴类零件的安装方式； 5.数控车削工艺；

6.编制数控车削程序加工出所设计的零件； 7.数控车床的操作。

六、实验器材（设备、元器件）：

计算机、数控车床、90°外圆车刀、93°偏头仿形车刀、60°螺纹刀、切槽刀、量具及金属材料。

七、实验步骤：

1.设计零件，绘制图形。

2.轴类零件的功用，结构特点及技术要求。3.轴类零件的毛坯材料及热处理。4.结构设计、工艺分析。5.轴类零件的数控工艺、编程。6.上机操作加工。7.检验。

八、实验数据及结果分析：

1.被加工零件的零件图。（见附件）2.数控加工工艺文件。（见附件）3.数控加工程序（见附件）。4.结果分析：

在整个加工过程中，存在加工误差，原由是：

1)对刀引起的加工误差，尽管加工时，对刀点尽量选在工件的设计基准或工艺基准上;2)进给线对零件的加工精度和表面粗糙度的直接影响，在实验中尽量保证了进给线长短的合理设计;3)加工时刀具的磨损导致零件尺寸不合格；

4)加工工艺上刀具的选着以及工艺安排上努力做到最优化。

九、实验结论：

1.目前的自动编程系统主要解决了几何问题，从而代替了大量繁琐的手工计算，绝大多数不具备工艺处理能力；

2.如选择毛坯，确定工艺路线和工艺参数，选择刀具等，这些工作设定的不够合适，结果往往不是最佳切削状态，这直接影响加工效率和加工质量；

3.不能在一次装夹中加工完成的零星部位，采用数控加工很麻烦，效果不明显，可安排在普通机床上进行补加工；

4.工艺上的处理不仅仅影响到零件加工是否合格，更应该从工艺上提高加工的效率;5.零件进行热处理满足了使用时的机械性能, 同时热处理后造成了零件的变形, 所以需合理安排工艺,再进行加工。

十、总结及心得体会：

1.学习到轴类零件从选材—毛坯制造—热处理—工艺—编程—加工的整个工艺流程；

2.学到了轴类零件设计的相关知识以及，对综合能力的培养是一个不可多得的实验项目；

3.深刻体会到了工艺对轴类零件加工的重要性。

十一、对本实验过程及方法、手段的改进建议：

过程、方法、手段都很好，建议多补充工艺知识；

报告评分：

指导教师签字：

附件：轴类零件的数控加工工艺

工艺路线：

1.夹一端，伸出125mm；

2.先粗加工外轮廓M16、圆锥面、￠29.6及￠31.5的外圆； 3.粗加工R25.9的圆弧； 4.精加工第2、3步； 5.切外圆为12.58的槽； 6.加工M16的螺纹； 7.切断；

8.掉头装夹车削切断端面。T0101 90°外圆车刀 T0202 93T0303 60°螺纹刀 T0404 3mm 程序：

O0001 G21 G0 T0101（90°外圆车刀）G97 S1000 M03 G0 G54 X35.1 Z0.M8 G98 G1 X31.1 F70.X-2.G0 Z1.G1 Z3.G50 S2000 G96 S550 G0 X30.144 Z5.G99 G1 Z3.F.5 Z-88.6 X31.85

°偏头仿形车刀切槽刀

Z-100.X34.678 Z-98.586 G0 Z5.X28.439 G1 Z3.Z-51.6 X30.Z-59.2 Z-81.4 Z-88.6 X30.544

X33.373 Z-87.186 G0 Z5.X26.733 G1 Z3.Z-51.6

X28.839 X31.667 Z-50.186 G0 Z5.X25.028 G1 Z3.Z-51.6 X27.133 X29.962 Z-50.186 G0 Z5.X23.322 G1 Z3.Z-51.6 X25.428 X28.256 Z-50.186 G0 Z5.X21.616 G1 Z3.Z-41.433 X22.6 Z-44.383 Z-51.6 X23.722 X26.55 Z-50.186 G0 Z5.X19.911 G1 Z3.Z-36.316 X22.016 Z-42.633 X24.845 Z-41.218 G0 Z5.X18.205 G1 Z3.Z-31.199 X20.311 Z-37.516 X23.139 Z-36.102 G0 Z5.X16.5 G1 Z3.Z-26.082 X18.605 Z-32.399 X21.434 Z-30.985 G0 Z5.X14.794 G1 Z3.Z-22.X15.139

X16.9 Z-27.282 X19.728 Z-25.868 G0 Z5.X13.088 G1 Z3.Z-.711

X14.4 Z-1.367 Z-16.35 Z-22.X15.139

X15.194 Z-22.166 X18.022 Z-20.751 G0 Z4.263 X7.14

G1 Z2.263

X13.488 Z-.911 X16.317 Z.503 M9

G28 U0.W0.M05 T0100 M01

G0 T0202（93°偏头仿形车刀）G97 S1000 M03

G0 G54 X36.Z-43.4 M8 G50 S1000 G96 S1000

G98 G1 Z-45.4 F60.G2 X30.Z-48.4 R3.G1 Z-51.6 Z-59.245

X29.961 Z-59.286

G2 X29.Z-60.362 R25.7 G1 Z-80.238

G2 X29.854 Z-81.2 R25.7 G1 X30.X32.828 Z-79.786 G0 X37.315 Z-56.369 G1 Z-58.369

G2 X34.886 Z-58.112 R3.X29.4 Z-59.898 R3.X28.Z-61.65 R25.7 G1 X28.001 Z-78.95

G2 X29.4 Z-80.702 R25.7 G1 X32.229 Z-79.288 G0 X36.15 Z-57.381 G1 Z-59.381 G2 X34.004 Z-59.183 R2.999 X28.4 Z-61.109 R2.999 X27.002 Z-63.202 R25.701 G1 X27.001 Z-77.398 G2 X28.4 Z-79.491 R25.7 G1 X31.229 Z-78.076 G0 X34.933 Z-58.586 G1 Z-60.586 G2 X33.12 Z-60.446 R3.X27.402 Z-62.54 R3.X26.002 Z-65.256 R25.7 G1 X26.001 Z-75.344 G2 X27.402 Z-78.06 R25.7 G1 X30.229 Z-76.646 G0 X33.629 Z-60.12 G1 Z-62.12 G2 X32.238 Z-62.038 R3.001 X26.402 Z-64.343 R3.001 X25.002 Z-70.3 R25.7 X26.402 Z-76.257 R25.7 G1 X29.23 Z-74.842 G97 S1200 G0 X32.6 Z2.X11.1 G1 Z0.F50.X14.Z-1.45 Z-16.35 X14.8 Z-22.2 X22.2 Z-44.4 Z-51.8 X29.6 Z-59.2 Z-81.4 Z-88.8 X31.45 Z-100.X34.278 Z-98.586 M9

G28 U0.W0.M05 T0200 M01

G0 T0404（3mm切槽刀）G97 S700 M03

G0 G54 X24.Z-22.2 M8 G1 X10.58 F30.G4 P3.G0 X24.Z-21.075 G1 X10.58 G4 P3.G1 X10.805 Z-21.188 G0 X24.Z-19.95 G1 X10.58 G4 P3.G1 X10.805 Z-20.063 G0 X24.Z-18.536 X16.828

G1 X14.Z-19.95 X10.58 G0 X14.5 Z-23.614 X11.172

G1 X14.Z-22.2 X10.58 G0 X14.5 X16.6 M9

G28 U0.W0.M05 T0400 M01

G0 T0303（60°螺纹刀）G97 S800 M03

G0 G54 X24.Z2.969 M8 X13.468

G32 Z-16.35 F1.5 G0 X24.Z2.878 X13.138

G32 Z-16.35 F1.5 G0 X24.Z2.806 X12.877 G32 Z-16.35 F1.5 G0 X24.Z2.744 X12.654 G32 Z-16.35 F1.5 G0 X24.Z2.689 X12.456 G32 Z-16.35 F1.5 G0 X24.Z2.667 X12.376 G32 Z-16.35 F1.5 G0 X24.Z2.667 X12.376 G32 Z-16.35 F1.5 G0 X24.Z2.969 M9 G28 U0.W0.M05 T0300 M01 G0 T0404（3mm切槽刀）G97 S3600 M03 G0 G54 X37.45 Z-103.6 M8 G50 S3600 G96 S700 G1 X2.F30.G0 X35.45 M9 G28 U0.W0.M05 T0400 M30 %