第一篇：开题报告-高速加工(铣)中典型零件数控编程及处理
高速加工（铣）中典型零件数控编程及处理
开题报告
班级（学号）机0304（24）姓名 邓荣军 指导老师 孙江宏
一、综述
目前，我国的工业处于发展阶段，由于起步晚、技术研究人员缺乏等原因，生产制造水平落后于国外行业。在数控行业中，这个现象更为明显。我国机床工业的发展速度在近几年虽然很快，但与世界先进水平相比差距依然很大,主要体现在企业的核心竞争力还不强，市场占有率不高。特别是国产高档数控机床无论在品种、水平上都与市场需求相差甚远，市场占有率不到10%。而中、低档数控机床在价格、交货期和服务上，也存在竞争力不强的问题，特别值得一提的是国内数控功能部件发展滞后的矛盾还相当突出。[1] 数控高速切削加工作为工业生产制造中重要的一项先进制造技术，是集高效、优质、低耗于一身的先进制造技术。在常规切削加工中备受困扰的一系列问题，通过高速切削加工的应用得到了解决。其切削速度、进给速度相对于传统的切削加工，以级数级提高，切削机理也发生了根本的变化。与传统切削加工相比，切削加工发生了本质性的飞跃，其单位功率的金属切除率提高了30%～40%，切削力降低了30%，刀具的切削寿命提高了70%，留于工件的切削热大幅度降低，低阶切削振动几乎消失。随着切削速度的提高，单位时间毛坯材料的去除率增加，切削时间减少，加工效率提高，从而缩短了产品的制造周期，提高了产品的市场竞争力。同时，高速加工的小量快进使切削力减少，切屑的高速排除，减少了工件的切削力和热应力变形，提高了刚性差和薄壁零件切削加工的可能性。由于切削力的降低，转速的提高使切削系统的工作频率远离机床的低阶固有频率，而工件的表面粗糙度对低阶频率最为敏感，由此降低了表面粗糙度。
高速切削技术是切削加工的发展方向，也是时代发展的产物。高速切削技术是切削加工技术的主要发展方向之一，它随着CNC技术、微电子技术、新材料和新结构等基础技术的发展而迈上更高的台阶。高速切削加工所用的CNC机床、刀具和CAD/CAM软件等，技术含量高，价格昂贵，使得高速切削投资很大，这在一定程度上制约了高速切削技术的推广应用。高速切削的高效应用要求机床系统中的部件都必须先进。
在铣削加工的数控机床方面，发展非常迅速。1948年，美国的Parson公司与麻省理工学院在美国空军部门的支持下，开始研制数控机床，以便用于加工直升飞机叶片轮廓检验用的样板和制造形状复杂、改型频繁、精度要求越来越高的飞机导弹零件[2]。经过三年多的努力，于1952年研制出第一台3坐标数控铣床，标志着数控加工技术正式走向应用。我国是从1958年开始研制数控机床，在研制与推广使用数控机床方面取得了一定成绩。如北京第一机床厂在一机部北京机床研究所、清华大学等单位的协助下研制了数控铣床，上海第三机床厂在上海精密机床研究所、上海交通大学、上海科技大学等单位的协助下研制了数控键床[3]。近年来，由于引进国外的数控系统与伺服系统的制造技术，使我国的数控机床在品种、数量和质量方面都得到了迅速发展。目前我国的北京、上海、江苏、山东和辽宁等有几十家机床厂，能够生产不同类型的数控机床和加工中心。虽然在数控技术领域中，我国与发达国家之间还存在着较大的差距，但随着工厂、企业技术改造的深入开展，将有力的促进数控机床的发展和大幅度增加数控机床的需求量，使这种差距不断缩小。
下面介绍目前现有的数控机床类型：
① 升降台铣床：有万能式、卧式和立式等，主要用于加工中小型零件，应用最广。② 龙门铣床：包括龙门铣镗床 龙门铣刨床和双柱铣床，均用于加工大型零件。
③ 单柱铣床和单臂铣床：前者的水平铣头可沿立柱导轨移动，工作台作纵向进给；后者的立铣头可沿悬臂导轨水平移动，悬臂也可沿立柱导轨调整高度。两者均用于加工大型零件。
④ 工作台不升降铣床：有榘形工作台式和圆工作台式两种，是介于升降台铣床和龙门铣床之间的一种中等规格的铣床。其垂直方向的运动由铣头在立柱上升降来完成。⑤ 仪表铣床：一种小型的升降台铣床，用于加工仪器仪表和其他小型零件。⑥ 工具铣床：用于模具和工具制造，配有立铣头、万能角度工作台和插头等多种附件，还可进行钻削、镗削和插削等加工。
⑦其他铣床：如键槽铣床、凸轮铣床、曲轴铣床、轧辊轴颈铣床和方钢锭铣床等，是为加工相应的工件而制造的专用铣床。按控制方式，铣床又分为仿形铣床、程序控制铣床和数字控制铣床。
二、研究内容
针对典型件斜齿轮的数控加工进行研究。斜齿轮成形铣削原理：
采用盘铣刀进行斜齿轮加工仿真,最主要的是要建立铣刀和毛坯相对运动关系式,盘形铣刀与齿轮毛坯位置关系如图5 所示,铣刀相对直齿加工要旋转一个螺旋角β,即铣刀处于图5 所示位置2 ,在加工过程中,工件仅绕自身轴线作旋转运动,而铣刀既要绕自身轴线作旋转运动,又要沿毛坯轴线作垂直进给运动,运动方式如图6 所示.每加工完一个齿后,齿轮毛坯退刀并作分度转动,分度角为2π/ z.由斜齿轮螺旋线性质可知,螺旋线沿轴线移动一个螺旋线导程p 的同时必须绕轴线旋转2π ,即
ptand（1）
式中 d 齿轮分度圆直径
图5 铣刀和齿轮位置和运动关系
图6 螺旋线展开示意
利用AutoL ISP 语言、调用了CAD 的内置命令进行斜齿轮仿真加工，能够准确的加工出斜齿轮，并且能保证很高的加工精度[2]。因此对于本次课题，在第一机床厂对一个S型铣削试切件进行模拟仿真加工是可行的。
本次研究的重要内容有：
1.针对类似上述典型的零件，在试验台上进行夹具设计，机床传动机构的三维建模，工作环境的三维干涉检查等。
2.结合高速加工的工艺特点制定数控加工工艺。并在EDGECAM中，找到和应用适合高速加工的参数，并应用到实际加工中。
3.了解高速铣削加工的特点和优势，在EDGECAM中，完成复合设备的数控加工编程工作。
4.完成铣削的虚拟环境下的仿真校验。
5.能够实际加工完成典型零件，并对仿真过程与加工过程进行比较。目前较为类似的五轴联动数控龙门铣床如下：
三、实现方法及预测目标
本次研究的主要任务是进行机床传动与动力的设计计算、夹具的设计、完成典型零件 的NC数控编程。主要原则是：传动与动力设计合理，夹具简单有效、易于装卸以及在加工过程中不会与机床发生干涉。
初步解决方案：
（1）对机床进行三维建模，通过对机床进行数据调查，知道机床传动与动力机构的所有参数以及机构简图，并进行分析计算，通过EdgeCAM软件对机床进行三维建模，得出机床准确的三维模型。
（2）进行夹具设计，针对要加工的零件，分析其在加工过程中的受力以及运动状况，提出简单易行，方便可靠的夹具方案，并在EdgeCAM软件中对该夹具进行三维建模。
（3）对零件加工过程的模拟仿真，运用EdgeCAM软件，对加工零件在（1）（2）中得出的机床和夹具下进行模拟仿真，分析是否有干涉发生，若有，应及时提出改进方案。
（4）若上述过程均无错误发生，则生成该零件的G 代码，同时对G代码进行检查并相对于要加工的机床的系统进行必要的修改。检查无误后，输入相应的机床加工出零件实体。
（5）针对该零件的仿真过程与实际加工过程进行对比得出结论。实施难点：
（1）准确的机床三维建模（2）夹具的设计（3）干涉分析（4）G代码检验
（5）实际零件的加工
四、对进度的具体安排
1、第1至第2周为调研阶段，查找资料，对胶管增强层缠绕机的总体认识。
2、第3周完成英文文献的翻译工作
3、第4周完成调研报告、开题报告及外文翻译。
4、第5至第6周为设备功能原理分析、方案设计阶段，完成机构草图的绘制。
5、第7至第8周完成胶管增强层缠绕机的传动结构设计及动力计算，主要参数计算。
6、第9至第12周完成胶管缠绕机的总体结构设计，完成三张A0图。
7、第13至第14周完成论文初稿，上交导师审阅并修改。
8、第15至第16周完成正式总体结构装配图设计工作并检查。
9、第17周完成论文撰写，并进行预答辩。
10、第18周进行毕业论文答辩。
五、参考文献
1、王良,我国机床工业与世界机床业的差距.机械工业信息研究院产业与市场研究所.市场报告2 0 0 6 年第1 1期,23-27.2、陈晓飞,黄筱调,方成刚.基于AutoL ISP 斜齿轮成形铣削加工的几何仿真.机械与电子,2006(8),6-8.3、申丽国，张昆，黄征.国外数控技术的研究动向和发展趋势.机械工业自动化，1994，Vol,18,No.2:19-23.4、唐家锡.CAD/CAM技术.北京：北京航天航空大学出版社.1994.5、唐锐.普通铣床专用化数控改造设计.工程硕士专业学位论文.2006.6、田华.数控机床高速电主轴结构设计及性能分析.硕士学位论文.2006.7、王鹏远.三抽数控枕创加工图形仿真技术的研究与实现.硕士学位论文.2006.8、徐东.模具型腔数控铣削技术研究与应用.硕士学位论文2006.9、陆名彰.高硬度材料的超高速铣削.现代制造工程2006年第5期.10、基于数控铣削的逆铣和顺铣.机械研究与应用.2006年12月第19卷第6期
指导教师:
****年**月**日
督导教师:
****年**月**日
领导小组审核意见:
审查人签字:
****年**月**日
第二篇：数控加工实训报告(车铣)
目录
数控铣床实训………………………………………………………..................2 实训目的和意义…………………………………………………………..2 数控铣床简介……………………………………………………………..2 数控铣床主要功能………………………………………………………..3 数控铣床加工范围………………………………………………………..4 数控铣床的指令…………………………………………………………..5 数控铣床的对刀…………………………………………………………..6 数控车床实训…………………………………………………………………..7 实训目的…………………………………………………………………..7 实训内容…………………………………………………………………..8 数控车床的简介…………………………………………………………..8 数控车床基本组成………………………………………………………..9 数控车床编程技巧………………………………………………………..9 数控车床编程常用指令…………………………………………………..12 数控车床的对刀…………………………………………………………..14 实习总结………………………………………………………………………..16
一、数控铣床实训
1．1实训目的
1.了解数控铣床的功能和分类，数控铣床的结构及主要性能指标。2.了解数控铣床的常用刀具和数控铣床加工常用指令。
3.熟悉数控铣床加工的编程指令，掌握程序格式及编程方法。
4.通过操作实训，掌握数控铣床基本操作技能。
1．2实训意义
1.初步掌握数控铣床编程和操作的基本方法。能够根据图纸要求，独立地完成 简单的零件的编程设计和加工操作。
2.在了解、熟悉和掌握一定的基础知识和操作技能的过程中，培养、提高和加 强了我们的实践能力。
1．3数控铣床简介
数控铣床是在普通铣床上集成了数字控制系统，可以在程序代码的控制下较精确地进行铣削加工的机床。如图所示，数控铣床一般由数控系统、主传动系统、进给伺服系统、冷却润滑系统等几大部分组成。
主轴箱：包括主轴箱体和主轴传动系统，用于装夹刀具并带动刀具旋转，主轴转速范围和输出扭矩对加工有直接的影响。
进给伺服系统：由进给电机和进给执行机构组成，按照程序设定的进给速度实现刀具和工件之间的相对运动，包括直线进给运动和旋转运动。
控制系统：数控铣床运动控制的中心，执行数控加工程序控制机床进行加工。
辅助装臵：如液压、气动、润滑、冷却系统和排屑、防护等装臵。机床基础件：通常是指底座、立柱、横梁等，它是整个机床的基础和框架。1．4数控铣床变频器主要特点：
1、低频力矩大、输出平稳。
2、高性能矢量控
3、转矩动态响应快、稳速精度高
4、减速停车速度快
5、抗干扰能力强
1．5工艺装备：数控铣床的工艺装备主要是指夹具和刀具。（1）夹具
数控机床主要用于加工形状复杂的零件，但所使用夹具的结构往往并不复杂。数控铣床夹具的选用可首先根据生产零件的批量来确定。对单件、小批量、工作量较大的模具加工来说，一般可直接在机床工作台面上通过调整实现定位与夹紧，然后通过加工坐标系的设定来确定零件的位臵。数控铣床的通用夹具主要有平口钳、磁性吸盘和压板装臵。对于加工中、大批量或形状复杂的工件则要设计组合夹具，如果使用气动和液压夹具，通过程序控制夹具，实现对工件的自动装缷，则能进一步提高工作效率和降低劳动强度。
（2）刀具
数控铣床上所采用的刀具要根据被加工零件的材料、几何形状、表面质量要求、热处理状态、切削性能及加工余量等，选择刚性好、耐用度高的刀具。常用的铣削刀具有立铣刀、端面铣刀、成形铣刀和孔加工刀具。
1.6 数控铣床的主要功能
1)点位控制功能 数控铣床的点位控制主要用于工件的孔加工，如中心钻定位、钻孔、扩孔、锪孔、铰孔和镗孔等各种孔加工操作。
2)连续控制功能 通过数控铣床的直线插补、圆弧插补或复杂的曲线插补运动，铣削加工工件的平面和曲面。3)刀具半径补偿功能
如果直接按工件轮廓线编程，在加工工件内轮廓时，实际轮廓线将大了一个刀具半径值;在加工工件外轮廓时，实际轮廓线又小了一个刀具半径值。使用刀具半径补偿的方法，数控系统自动计算刀具中心轨迹，使刀具中心偏离工件轮廓一个刀具半径值，从而加工出符合图纸要求的轮廓。利用刀具半径补偿的功能，改变刀具半径补偿量，还可以补偿刀具磨损量和加工误差，实现对工件的粗加工和精加工。
4)刀具长度补偿功能 改变刀具长度的补偿量，可以补偿刀具换刀后的长度偏差值，还可以改变切削加工的平面位臵，控制刀具的轴向定位精度。
5)固定循环加工功能 应用固定循环加工指令，可以简化加工程序，减少编程的工作量。
6)子程序功能 如果加工工件形状相同或相似部分，把其编写成子程序，由主程序调用，这样简化程序结构。引用子程序的功能使加工程序模块化，按加工过程的工序分成若干个模块，分别编写成子程序，由主程序调用，完成对工件的加工。这种模块式的程序便于加工调试，优化加工工艺。
7)特殊功能 在数控铣床上配臵仿形软件和仿形装臵，用传感器对实物扫描及采集数据，经过数据处理后自动生成NC程序，进而实现对工件的仿形加工，实现反向加工工程。总之，配臵一定的软件和硬件之后，能够扩大数控铣床的使用功能。
1．7数控铣床加工范围
1)平面加工 数控机床铣削平面可以分为对工件的水平面(XY)加工，对工件的正平面(XZ)加工和对工件的侧平面(YZ)加工。只要使用两轴半控制的数控铣床就能完成这样平面的铣削加工。
2)曲面加工 如果铣削复杂的曲面则需要使用三轴甚至更多轴联动的数控铣床。
1．8数控铣床指令
G92 坐标系设定
G04 进给运动暂停 G09 准停校验
G10 偏移量设定、工件零点偏移量设定
G27 返回参考点检查
G28 自动返回参考点 G29 从参考点返回
G53 选择机床坐标系 G45 刀具位臵偏移增加
G46 刀具位臵偏移减小
G47 刀具位臵偏移2 倍增加
G48 刀具位臵偏移2 倍减小 G00快速移动
G01 直线插补 G02 顺圆插补CW
G03 逆圆插补CCW G32 螺纹切削
G33 螺纹切削 G17 XY平面选择
G18 XZ平面选择
G19 YZ平面选择
G90绝对值编程
G91 增量值编程
G22 存储行程极限开 G23 存储行程极限关
G94 每分进给
G95 每转进给
G96 主轴mpm G97 主轴rpm
G20 英制数控输入 G21 公制数控输入
G40取消刀具半径补偿 G41 刀具半径左补偿
G42 刀具半径右补偿
G43 刀具长度正补偿
G44 刀具长度负补偿
G49 取消长度补偿
G73 高速深孔啄钻 G74 攻左螺纹
G76 精镗
G80 取消孔循环
G81 钻孔
G82 钻孔（阶梯）
G83 深孔啄钻 G84 攻右螺纹
G85 镗孔循环 G86 镗孔循环
G87 反镗孔循环 G88 镗孔循环
G89 镗孔循环 G98 返回初始平面
G99 返回R点平面
G54 工件坐标系1
G55 工件坐标系2 G56 工件坐标系3
G57 工件坐标系4 G58 工件坐标系5
G59 工件坐标系6 G61 精确停校验模式
G62 自动拐角修调有效
G64 切削方式 M代码
M00 程序停止
M01 条件程序停止 功能同M00，要按“选择暂停”才执行
M02 程序结束 主轴停、进给停、切削液关、控制部分复位，停在程序尾 M30 程序结束并返回程序开头，加工件数加1 与M02 相同，但停在程序开头
M98 调用子程序
M99 子程序结束返回/重复执行
由PLC 控制的M代码：
M03 主轴正转
M04 主轴反转
M05 主轴停
M08 冷却开
M09 冷却关
M29 刚性攻螺纹
M32 润滑开
M33 润滑关
1．9数控机床的对刀
数控机床上，目前，常用的对刀方法为手动试切对刀。
假设零件为对称零件，并且毛坯已测量好长为L1、宽为L2，平底立铣刀的直径也已测量好。如图1所示，将工件在铣床工作台上装夹好后，在手动方式操纵机床，具体步骤如下：（1）回参考点操作：采用ZERO（回参考点）方式进行回参考点的操作，建立机床坐标系。此时CRT上将显示铣刀中心（对刀参考点）在机床坐标系中的当前位臵的坐标值。
（2）手工对刀：先使刀具靠拢工件的左侧面（采用点动操作，以开始有微量切削为准），刀具如图A位臵，按设臵编程零点键，CRT上显示X0、Y0、Z0，则完成X方向的编程零点设臵。再使刀具靠拢工件的前侧面，刀具如图B位臵，保持刀具Y方向不动，使刀具X向退回，当CRT上X坐标值0时，按编程零点设臵键，就完成X、Y两个方向的编程零点设臵。最后抬高Z轴，移动刀具，考虑到存在铣刀半径，当CRT上显示X坐标值为（L1/2+铣刀半径），Y的坐标值为（L2/2+铣刀半径）时，使铣刀底部靠拢工件上表面，按编程零点设臵键，CRT屏幕上显示X、Y、Z坐标值都清成零（即X0，Y0，Z0），系统内部完成了编程零点的设臵功能。就把铣刀的刀位点设臵在工件对称中心上，即工件坐标系的工件原点上。
（3）建立工件坐标系：此时，刀具（铣刀的刀位点）当前位臵就在编程零点（即工件原点）上。由于手动试切对刀方法，调整简单、可靠，且经济，所以得到广泛的应用。
二、数控车床实训
2．1实训目的：
（1）了解数控车削加工的安全操作规程；
（2）熟悉数控加工的生产环境；掌控车床的基本操作方法及步骤；对操作者的有关要求
（3）掌握数控车削加工中的基本操作技能；培养良好的职业道德。2．2实训内容：
（1）操作面板与控制面板：熟悉各类开关、按扭、操作键的使用
（2）基本操作：启动、停止、回参考点、手动进给、手轮进给、程序编辑管理等。
2．3数控车床简介：
数控车床、车削中心，是一种高精度、高效率的自动化机床。配备多工位刀塔或动力刀塔，机床就具有广泛的加工艺性能，可加工直线圆柱、斜线圆柱、圆弧和各种螺纹、槽、蜗杆等复杂工件，可咨询：宁波众鑫数控机床厂。具有直线插补、圆弧插补各种补偿功能，并在复杂零件的批量生产中发挥 了良好的经济效果。
数控车床又称为 CNC车床，即计算机数字控制车床，是目前国内使用量最大，覆盖面最广的一种数控机床，约占数控机床总数的25%。数控机床是集机械、电气、液压、气动、微电子和信息等多项技术为一体的机电一体化产品。是机械制造设备中具有高精度、高效率、高自动化和高柔性化等优点的工作母机。数控机床的技术水平高低及其在金属切削加工机床产量和总拥有量的百分比是衡量一个国家国民经济发展和工业制造整体水平的重要标志之一。数控车床是数控机床的主要品种之一，它在数控机床中占有非常重要的位臵，几十年来一直受到世界各国的普遍重视并得到了迅速的发展。
2．4数控车床的安全操作规程
(1)操作机床前,必须紧束工作服,女生必须戴好工作帽,严禁戴手套操作数控车床.(2)通电后,检查机床有无异常现象.(3)刀具要垫好,放正,夹牢;安装的工件要校正,夹紧,安装完毕应取出卡盘扳手.(4)换刀时,刀架应远离卡盘,工件和尾架;在手动移动拖板或对刀过程中,在刀尖接近工件时, 进给速度要小,移位键不能按错,且一定注意按移位键时不要误按换刀键.(5)自动加工前,程序必须通过模拟或经过指导教师检查,正确的程序才能自动运行,加工工件.(6)自动加工前,确认起刀点的坐标无误;加工时要关闭机床防护门,加工过程中不能随意打开.(7)数控车床的加工虽属自动进行,但仍需要操作者监控,不允许随意离开岗位.(8)若发生异常,应立即按下急停按钮,并及时报告以便分析原因.(9)不得随意删除机内的程序,也不能随意调出机内程序进行自动加工.(10)不能更改机床参数设臵.(11)不要用手清除切屑,可用钩子清理,发现屑缠绕工件时,应停车清理;机床面上不准放东西.(12)机床只能单人操作;加工时,决不能把头伸向刀架附近观察,以防发生事故.(13)工件转动时,严禁测量工件,清洗机床,用手去摸工件,更不能用手制动主轴头.(14)关机之前,应将溜板停在 X 轴,Z 轴中央区域.2．5数控车床的基本组成：
数控车床由数控装臵、床身、主轴箱、刀架进给系统、尾座、液压系统、冷却系统、润滑系统、排屑器等部分组成。数控车床分为立式数控车床和卧式数控车床两种类型。
立式数控车床用于回转直径较大的盘类零件车削加工。卧式数控车床用于轴向尺寸较长或小型盘类零件的车削加工
2．6数控车床编程技巧： 科学技术的发展，导致产品更新换代的加快和人们需求的多样化，产品的生产也趋向种类多样化、批量中小型化。为适应这一变化，数控（NC）设备在企业中的作用愈来愈大。我校作为国家级重点职校，为顺应时代潮流，重点建设数控专业。
数控车床虽然加工柔性比普通车床优越，但单就某一种零件的生产效率而言，与普通车床还存在一定的差距。因此，提高数控车床的效率便成为关键，而合理运用编程技巧，编制高效率的加工程序，对提高机床效率往往具有意想不到的效果。
1．灵活设臵参考点
数控车床共有二根轴，即主轴Z和刀具轴X。棒料中心为坐标系原点，各刀接近棒料时，坐标值减小，称之为进刀；反之，坐标值增大，称为退刀。当退到刀具开始时位臵时，刀具停止，此位臵称为参考点。参考点是编程中一个非常重要的概念，每执行完一次自动循环，刀具都必须返回到这个位臵，准备下一次循环。因此，在执行程序前，必须调整刀具及主轴的实际位臵与坐标数值保持一致。然而，参考点的实际位臵并不是固定不变的，编程人员可以根据零件的直径、所用的刀具的种类、数量调整参考点的位臵，缩短刀具的空行程。从而提高效率。
2．化零为整法
在低压电器中，存在大量的短销轴类零件，其长径比大约为2~3，直径多在3mm以下。由于零件几何尺寸较小，普通仪表车床难以装夹，无法保证质量。如果按照常规方法编程，在每一次循环中只加工一个零件，由于轴向尺寸较短，造成机床主轴滑块在床身导轨局部频繁往复，弹簧夹头夹紧机构动作频繁。长时间工作之后，便会造成机床导轨局部过度磨损，影响机床的加工精度，严重的甚至会造成机床报废。而弹簧夹头夹紧机构的频繁动作，则会导致控制电器的损坏。要解决以上问题，必须加大主轴送进长度和弹簧夹头夹紧机构的动作间隔，同时不能降低生产率。由此设想是否可以在一次加工循环中加工数个零件，则主轴送进长度为单件零件长度的数倍，甚至可达主轴最大运行距离，而弹簧夹头夹紧机构的动作时间间隔相应延长为原来的数倍。更重要的是，原来单件零件的辅助时间分摊在数个零件上，每个零件的辅助时间大为缩短，从而提高了生产效率。为了实现这一设想，我电脑到电脑程序设计中主程序和子程序的概念，如果将涉及零件几何尺寸的命令字段放在一个子程序中，而将有关机床控制的命令字段及切断零件的命令字段放在主程序中，每加工一个零件时，由主程序通过调用子程序命令调用一次子程序，加工完成后，跳转回主程序。需要加工几个零件便调用几次子程序，十分有利于增减每次循环加工零件的数目。通过这种方式编制的加工程序也比较简洁明了，便于修改、维护。值得注意的是，由于子程序的各项参数在每次调用中都保持不变，而主轴的坐标时刻在变化，为与主程序相适应，在子程序中必须采用相对编程语句。
3．减少刀具空行程
在数控车床中，刀具的运动是依靠步进电动机来带动的，尽管在程序命令中有快速点定位命令G00，但与普通车床的进给方式相比，依然显得效率不高。因此，要想提高机床效率，必须提高刀具的运行效率。刀具的空行程是指刀具接近工件和切削完毕后退回参考点所运行的距离。只要减少刀具空行程，就可以提高刀具的运行效率。（对于点位控制的数控车床，只要求定位精度较高，定位过程可尽可能快，而刀具相对工件的运动路线是无关紧要的。）在机床调整方面，要将刀具的初始位臵安排在尽可能靠近棒料的地方。在程序方面，要根据零件的结构，使用尽可能少的刀具加工零件使刀具在安装时彼此尽可能分散，在很接近棒料时彼此就不会发生干涉；另一方面，由于刀具实际的初始位臵已经与原来发生了变化，必须在程序中对刀具的参考点位臵进行修改，使之与实际情况相符，与此同时再配合快速点定位命令，就可以将刀具的空行程控制在最小范围内从而提高机床加工效率。
4．优化参数，平衡刀具负荷，减少刀具磨损
2．7数控车床编程常用指令 G00 快速定位 G20 英制单位选择 G72 径向粗车循环
G01 直线插补 G21 公制单位选择 G73 封闭切削循环 G02 顺时针圆弧插补 G28 自动返回机床零点 G70 精加工循环 G03 逆时针圆弧插补
G30 回机床第2、3、4 参考点 G74 轴向切槽循环
G04 暂停、准停 G31 跳跃机能 G75 径向切槽循环
G05 三点圆弧插补 G32 等螺距螺纹切削 G76 多重螺纹切削循环
G6.2 顺时针椭圆插补 G32.1 刚性螺纹切削 G80 刚性攻丝状态取消
G6.3 逆时针椭圆插补 G33 Z 轴攻丝循环 G84 轴向刚性攻丝 G7.2 顺时针抛物线插补
G34 变螺距螺纹切削 G88 径向刚性攻丝
G7.3 逆时针抛物线插补 G36 自动刀具补偿测量X G90 轴向切削循环
G12.1 极坐标插补 G37 自动刀具补偿测量Z G92 螺纹切削循环
G7.1 圆柱插补 G40 取消刀尖半径补偿 G94 径向切削循环
G15 极坐标指令取消 G41 刀尖半径左补偿 G96 恒线速控制
G16 极坐标指令 G42 刀尖半径右补偿 G97 取消恒线速控制
G17 平面选择代码 G50 设臵工件坐标系 G98 每分进给
G18 平面选择代码 G65 宏代码非模态调用 G99 每转进给
G19 平面选择代码 G66 宏程序模态调用 G10 数据输入方式有效 G67 取消宏程序模态调用
G11 取消数据输入方式
G71 轴向粗车循环（支持凹槽）
2．8数控车床的对刀 1.试切法对刀
试切法对刀是实际中应用的最多的一种对刀方法。
工件和刀具装夹完毕，驱动主轴旋转，移动刀架至工件试切一段外圆。然后保持 X 坐标不变移动 Z 轴刀具离开工件，测量出该段外圆的直径。将其输入到相应的刀具参数中的刀长中，系统会自动用刀具当前 X 坐标减去试切出的那段外圆直径，即得到工件坐标系 X 原点的位臵。再移动刀具试切工件一端端面，在相应刀具参数中的刀宽中输入 Z0，系统会自动将此时刀具的 Z 坐标减去刚才输入的数值，即得工件坐标系 Z 原点的位臵。
事实上，找工件原点在机械坐标系中的位臵并不是求该点的实际位臵，而是找刀尖点到达(0，0)时刀架的位臵。采用这种方法对刀一般不使用标准刀，在加工之前需要将所要用刀的刀具全部都对好。
2.对刀仪自动对刀
刀尖随刀架向已设定好位臵的对刀仪位臵检测点移动并与之接触，直到内部电路接通发出电信号(通常我们可以听到嘀嘀声并且有指示灯显示)。在 2# 刀尖接触到 a 点时将刀具所在点的 X 坐标存入到图 2 所示 G02 的 X 中，将刀尖接触到 b 点时刀具所在点的 Z 坐标存入到 G02 的 Z 中。其他刀具的对刀按照相同的方法操作。
事实上，在上一步的操作中只对好了 X 的零点以及该刀具相对于标准刀在 X 方向与 Z 方向的差值，在更换工件加工时再对 Z 零点即可。由于对刀仪在机械坐标系中的位臵总是一定的，所以在更换工件后，只需要用标准刀对 Z 坐标原点就可以了。操作时提起 Z 轴功能测量按钮“ Z-axis shift measure ”面。
手动移动刀架的 X、Z 轴，使标准刀具接近工件 Z 向的右端面，试切工件端面，按下“ POSITION RECORDER ”按钮，系统会自动记录刀具切削点在工件坐标系中 Z 向的位臵，并将其他刀具与标准刀在 Z 方向的差值与这个值相加从而得到相应刀具的 Z 原点，其数值显示在 WORK SHIFT 工作画面上
数控车床综合实训实训目的：
1．掌握换刀点和刀具补偿的概念及换刀点设定的一般方法。2．必须掌握普通机床难加工的圆锥、圆弧、锥螺纹等的编程。
3．培养学生养成良好的习惯，严格按照编程顺序思考问题，克服粗心大意、计算不精确等做法，养成条理性、科学性和认真负责的工作作风。
4．独立编制特点较强的中等技术水平的工件程序。
5．能够熟练的完成程序输入、检索、修改、增删鞥面板操作。6．能够熟练操作数控车床完成工件的加工全工程
实习总结
时光如流水，两周时间转眼即逝，为期两周的实习给我的体会是： ① 通过这次实习我们了解了现代机械制造工业的生产方式和工艺过程。熟悉工程材料主要成形方法和主要机械加工方法及其所用主要设备的工作原理和典型结构、工夹量具的使用以及安全操作技术。了解机械制造工艺知识和新工艺、新技术、新设备在机械制造中的应用。
②在工程材料主要成形加工方法和主要机械加工方法上，具有初步的独立操作技能。
③在了解、熟悉和掌握一定的工程基础知识和操作技能过程中，培养、提高和加强了我们的工程实践能力、创新意识和创新能力。
④这次实习，让我们明白做事要认真小心细致，不得有半点马虎。同时也培养了我们坚强不屈的本质，不到最后一秒决不放弃的毅力！
⑤培养和锻炼了劳动观点、质量和经济观念，强化遵守劳动纪律、遵守安全技术规则和爱护国家财产的自觉性，提高了我们的整体综合素质。
⑥在整个实习过程中，老师对我们的纪律要求非常严格，制订了学生实习守则，同时加强清理机床场地、遵守各工种的安全操作规程等要求，对学生的综合工程素质培养起到了较好的促进作用。
很快我们就要步入社会，面临就业了，就业单位不会像老师那样点点滴滴细致入微地把要做的工作告诉我们，更多的是需要我们自己去观察、学习。不具备这项能力就难以胜任未来的挑战。随着科学的迅猛发展，新技术的广泛应用，会有很多领域是我们未曾接触过的，只有敢于去尝试才能有所突破，有所创新。就像我们接触到的车工，虽然它的危险性很大，但是要求每个同学都要去操作而且要作出成品，这样就锻炼了大家敢于尝试的勇气。四周的车工实习带给我们的，不全是我们所接触到的那些操作技能，也不仅仅是通过几项工种所要求我们锻炼的几种能力，更多的则需要我们每个人在实习结束后根据自己的情况去感悟，去反思，勤时自勉，有所收获，使这次实习达到了他的真正目的。
第三篇：数控加工与编程调研报告
珠三角模具数控行业调研报告
————《数控加工与编程》
调研对象：广州市大西王实业有限公司、东莞中心人才市场、金朔塑胶五金制品厂、深圳通达电子有限公司、鹰星精密工业（深圳）有限公司
《数控加工与编程》课程作为数控专业的主干核心课程，具有非常重要的地位。其主要任务是使学生掌握数控设备操作、编程、调整与维护保养的基本知识、方法和基本技能。但结合本次珠三角之行所观察调研到的信息分析，目前该门课程在整个数控专业培养计划中，可以做一些调整。
一、数控加工目前在生产中的地位
经过为期五天的珠三角企业调研，在企业生产现场观察、往届学生反馈、人才市场招聘、企业高层交流中均提到，目前数控加工90%以上均为模具行业所服务，主要用于模具成型零件加工、电极加工这几个领域。数控加工基本上绑定在了模具行业中，并成为模具加工中的一环。
二、课程内容设置
目前《数控加工与编程》这门课程主要是以手工编程为主，介绍数控加工基础知识，数控专业学生比起模具专业学生虽然在手工编程上具有比较大的优势，但实际上在企业中均以计算机编程为主，很少使用到手工编程，而作为数控专业学生与模具专业学生一样也只是学习Mastercam软件，相对来说没有任何技术优势，而在模具方面知识又要差上一筹，使得学生出来后竞争力不足。
三、综合能力不足
现在数控专业的《数控加工与编程实习》主要围绕着数控考证展开，缺少模具专业第三学年的《模具设计与实作》这样的综合性实训，不能将所学知识很好的融会贯通。而且由于课程及实习均把数控加工特意孤立，也就是说课程案例及实习案例均是单独的数控加工分析、编程，缺少零件加工整体性的训练，譬如数控加工与特种加工、普通加工的结合。而在实际生产过程中，如模具成型零件往往要使用到多种加工方法，《模具实作》就会要求学生掌握特种加工及数控加工等方面知识，这样就使得数控专业学生在最后一年与模具专业学生产生差距。
四、教学要求现状与企业现状的冲突
不管是从国家级还是省级的数控比赛中均可以看其出对手工编程的重视程度，手工编程做为基础，掌握的越扎实、越精通当然对以后的职业发展具有重要的作用，但是在实际生产中，更重要的应该是数控工艺与计算机编程能力，而由于大赛的引导，使得学习重点与重心并没有与企业需求保持一致。而且企业中所加工的零件在进行工艺规划时往往要考虑到很多方面，如与电加工的配合，而教学要求目前是单一的数控加工。
第四篇：复杂零件数控加工技术实习报告
《复杂部件数控加工技术》实习报告
自己做封面（应包含实习项目、姓名、班级、学号、指导教师、实习时间）
一、实训目的数控综合加工实训是数控专业教学计划的一个重要组成部分，是各教学环节的继续深化和检验，其实践性和综合性是其他教学环节所不能替代的，通过综合实训，使学生巩固以前所学专业基础知识，使其能很好地将所学的基础理论、专业知识和基本技能，与生产实际紧密结合，掌握零件的加工工艺、规程或规范的制定方法，使学生获得综合训练，培养学生从事专业技术工作的能力。让学生有精度、效率、成本的概念。
二、实训任务
1、熟练掌握常用数控机床的各主要技术指标，常用编程指令格式、机床控制面板、操作面板各功能键的功用，能熟练操作机床；
2、掌握数控机床一般故障的原因及解决方法；
3、掌握常用量具、夹具、刀具的使用和刃磨方法；
4、掌握一般零件的加工工艺流程及切削参数的设定；
5、学会使用各类设计手册及图表资料。查找与本设计有关的各类资料的名称及出处，并能做到正确熟练运用。
6、编制零件加工程序和程序的自动生成，完成指定零件的加工；
7、掌握UG三维建模软件的使用（建模、生成刀具轨迹、后置处理）
8、掌握DNC加工基本方法；
9、交加工零件图纸、工艺卡、设计说明书各一份和加工零件。
三、指导教师
赵老师、黄老师
四、实训过程（叙述一周的实习过程、出现的问题及解决方法）
五、工序、工艺卡（写最后上交零件的）
六、加工零件图纸（正规尺规作图）
七、加工零件程序
八、心得体会（500字以上）
第五篇：轴类零件的数控加工工艺设计与编程[范文模版]
本科毕业设计(论文)
题目：轴类零件的数控加工工艺设计与编程
2013年5月
轴类零件的数控加工工艺与编程
摘要
本次设计是根据被加工轴的技术要求和年生产量，进行机械加工工艺设计，然后运用夹具设计的基本原理和方法，拟定夹具设计方案，完成夹具结构设计。主要工作包括绘制毛坯图、零件图、夹具总的设计图。了解零件的结构特点和技术要求；根据生产类型和生产条件，对零件进行结构分析和工艺分析；确定毛坯的种类及制造方法；拟定零件的加工工艺规程；选择各工序的加工设备和工艺设备，确定各工序的加工余量和工序尺寸，计算各工序的切削用量额定工时；填写加工工艺过程卡片、机械加工工序卡片等工艺卡片；设计制定选定的加工工序的专用夹具，绘制装配总图和主要零件图。
关键词：轴;加工工艺;夹具;编程
I
Axial parts of Numerical Control Machining Process
Planning and Programming
Abstract The design is based on the shaft by processing technical requirements and production, machining process design, then use of fixture design of the basic principles and methods, formulate fixture design, completion tongs structure design.The main work of drawing a blank drawing, general, fixture design, understanding of the structure characteristics of the spare parts and technical requirements;according to the type of production and production conditions, parts of the analysis of structure and process;The rough determine the type and method of manufacture;make parts of the processing order of the processes;selection of equipment and processing equipment, to determine the process of machining allowance and process dimensions, calculation of the process of cutting amount and industrial design norm;Fill in machining process card, machining process card and process card;design of selected processing procedures for the fixture, drawing assembly assembly drawing and the main parts of the map.Key Words: shaft;processing;technology;fixture;programming
II
符号表
Tj——机动时间
tf——辅助时间 tj——基本时间
——切削速度
ap——背吃刀量
f——进给量
i——进给次数
n——机床主轴转速
l——切削加工长度
l1——刀具切入长度
l2——刀具切出长度
L——刀具或工作台行程长度 d——工件刀具直径
如需要完整文档及cad图等其他文件，请加球球：一九八五六三九七五五
III
IV
目录
摘要..............................................................................................................................I ABSTRACT.............................................................................................................II 符号表.......................................................................................................................III 1 绪论.........................................................................................................................1
1.1研究背景和意义..................................................................................................1 1.2设计目的..............................................................................................................2 1.3研究现状..............................................................................................................2 1.4研究内容..............................................................................................................4 零件加工工艺分析.............................................................................................5
2.1零件结构工艺性分析..........................................................................................5 2.1.1零件图纸工艺分析........................................................................................5 2.1.2零件结构分析................................................................................................6 2.2零件技术要求分析..............................................................................................6 2.3确定毛坯材料和制造形式..................................................................................6 2.3.1材料分析........................................................................................................7 2.3.2毛坯分析........................................................................................................7 2.4零件设备选择......................................................................................................7 2.5基面选择..............................................................................................................8 2.5.1粗基准选择....................................................................................................8 2.5.2精基准选择....................................................................................................8 2.6确定走刀顺序和路线..........................................................................................9 2.6.1基面先行........................................................................................................9 2.6.2确定工序尺寸..............................................................错误！未定义书签。2.7确定切削用量及基本工时................................................错误！未定义书签。2.8刀具及量具选择................................................................错误！未定义书签。2.8.1刀具选择......................................................................错误！未定义书签。2.8.2量具选择......................................................................错误！未定义书签。专用夹具设计.....................................................................错误！未定义书签。
3.1设计主旨............................................................................错误！未定义书签。
IV 绪论
3.2确定夹具结构设计方案....................................................错误！未定义书签。3.2.1数控车床常用装夹方式..............................................错误！未定义书签。3.2.2确定合理装夹方式......................................................错误！未定义书签。3.2.3钻孔专用夹具设计......................................................错误！未定义书签。数控加工程序编程及仿真.............................................错误！未定义书签。
4.1数控加工特点....................................................................错误！未定义书签。4.2数控编程分类....................................................................错误！未定义书签。4.2.1手工编程......................................................................错误！未定义书签。4.2.2自动编程......................................................................错误！未定义书签。4.3确定编程坐标系及编程原点............................................错误！未定义书签。4.4数值计算............................................................................错误！未定义书签。4.4.1R6mm、R20mm两圆弧切点坐标计算......................错误！未定义书签。4.4.2圆锥大端直径计算......................................................错误！未定义书签。4.4.3螺纹尺寸计算..............................................................错误！未定义书签。4.5程序编程............................................................................错误！未定义书签。4.5.1左端..............................................................................错误！未定义书签。4.5.2右端..............................................................................错误！未定义书签。4.6MASTERCAM仿真.............................................................错误！未定义书签。4.6.1建立模型......................................................................错误！未定义书签。4.6.2工件及刀具设置..........................................................错误！未定义书签。4.6.3实体加工模拟过程......................................................错误！未定义书签。结论.......................................................................................错误！未定义书签。参考文献...................................................................................错误！未定义书签。致谢............................................................................................错误！未定义书签。毕业设计（论文）知识产权声明....................................................................35 毕业设计（论文）独创性声明.........................................................................36 附录1 MASTER CAM仿真程序代码..........................错误！未定义书签。
V 绪论 绪论
1.1研究背景和意义
随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，各工业发达 国家投入巨资，对现代制造技术进行研究开发,提出了全新的制造模式。在现代 制造系统中，数控技术是关键技术，它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点。对制造 业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。
目前，数控技术正在发生根本性变革，由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上，数控系统实现了超薄型、超小型化；在智能化基础上，综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术，数控系统实现了高速、高精、高效控制，加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数，实现了在线诊断和智能化故障处理；在网络化基础上，CAD/CAM与数控系统集成为一体，机床联网，实现了中央集中控制的群控加工。
机械制造工艺与机床夹具设计是机械制造工艺学与机床夹具教学的一个不可少的辅助环节。机械制造工艺学是机械工业的基础，是机械产品生产的基本技术，工艺工作是每一个机械企业主要的活动内容，加强工艺技术设计研究，旨在提高工艺水平，提高机械产品质量，降低能源消耗。此次设计的目的在于：根据加工零件的设计要求，运用夹具设计的基本原理和方法，制定夹具设计方案，完成夹具结构设计及加工工艺规程。本次设计是我们全面综合运用本课程的理论知识与实际的一次重要实践，它对于培养学生编制机械加工工艺规程和机床夹具设计的能力，以及从事机械方面工作具有十分重要的意义。
进入21世纪以后,典型轴在制造工艺、刀具等方面都发生了巨大的变化,与以前加工工艺有很多不同。领导了近半个多世纪的多刀车削工艺和手工磨削工艺,由于加工精度低和柔性差等原因,将逐步退出历史舞台。而高速、高效、复合加工技术及装备迅速进入汽车及零部件制造业,轴的高速高效复合加工技术在行业内已有相当程度的应用,也必将代表这一行业的未来发展趋势。本设计说明书就是针对轴类零件的加工工艺及工装的设计进行详细说明的。
本设计详细介绍了轴类零件的结构和各项技术要求及要达到的加工精度；并结合轴的生产类型和材料种类对轴的加工工艺做了详细的分析，另外还对轴的加
西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文）
工进行了经济性分析，确定了生产方案的可行性；详细介绍了此轴加工过程中所采用的夹具的设计原则、步骤及其工作原理和结构。验正了它的可靠性，还对定位误差进行了分析，确保其能够满足加工精度的要求；还细述了轴加工过程中的刀、量具各一套的设计，使用它们可以提高轴的加工效率。
机械加工工艺和工装设计是机械工程师必备的基本技能，通过本设计说明书的介绍，我们可以清楚地了机械加工的工艺、工装设计的基本原则、方法和步骤，使大家对机械工艺技术工作有一个深入的全方位的了解和认识。
1.2设计目的
通过设计，一方面能获得综合运用过去所学的知识进行工艺分析的基本能力，另一方面，也是对数控加工过程进行的一次综合训练。
通过此次设计，我们可以在以下各方面得到锻炼：能运用已学过的基本理论知识，以及在生产实习中学到相应的实践知识，掌握从零件图开始到正确地编制加工程序的整个步骤、方法。根据被加工零件的技术要求，选择合理的工艺，编制出既经济又合理，又能保证加工质量的数控程序，并且学会使用各类设计手册及图表资料。还可以运用MasterCAM软件进行三维仿真。
1.3研究现状
轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一。它在机械中主要用于支承齿轮带轮、凸轮以及连杆等传动件，传递扭矩。机器中作回转运动的零件就装在轴上。按轴类零件结构形式不同，一般可分为光轴、阶梯轴和异形轴三类；或分为实心轴和空心等。
轴类零件的技术要求主要是支承轴颈和配合轴颈的径向尺寸精度和形位精度，轴向一般要求不高。几何形状精度主要是圆度和圆柱度，一般要求限制在直径公差范围之内。相互位置精度主要是同轴度和圆跳动；保证配合轴径对于支承轴颈的同轴度，是轴类零件位置精度的普遍要求之一。
方便直观的几何造型MasterCAM提供了设计零件外形所需的理想环境，其强大稳定的造型功能可设计出复杂的曲线、曲面零件。MasterCAM具有强劲的曲面粗加工及灵活的曲面精加工功能。MasteCAM提供了多种先进的粗加工技术，以提高零件加工的效率和质量。MasterCAM还具有丰富的曲面精加工功能，可以从中选择最好的加工方法，加工最复杂的零件。MasterCAM的多轴加工功能，为零件的加工提供了更多的灵活性。可靠的刀具路径校验功能MasterCAM可模拟零件加工的整个过程，模拟中不但能显示刀具和夹具，还能检查刀具和夹具与被加工零件的干涉、碰撞情况。
西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文）
CAD/CAM是随着轴类零件的设计理论和CAD/CAM[5]技术的发展而发的。轴类由最初的只能代替手工进行计算，逐步发展到能实现三维实体造型、机构仿真、自动编程等功能,并且还在不断发展下去。
轴类零件在整个制造工业中发挥着重要作用，数控机床代表着一个民族制造工业现代化的水平。随着现代化科学技术的迅速发展，制造技术和自动化水平的高低已成为衡量一个国家或地区经济发展水平的重要标志。当今世界各国制造业广泛采用数控技术，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竞争能力。此外世界上各工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资，不仅采取重大措施来发展自己的数控技术及产业，而且在“高精尖”数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。总之，大力发展以数控技术为核心的先进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。
数控编程技术[2]是数控技术重要的组成部分。从数控机床诞生之日起，数控编程技术就受到了广泛关注，成为CAD/CAM系统的重要组成部分，各工业发达国家也投入了大量的人力物力开发实用的数控编程系统。在CAD/CAM一体化概念的基础上，出现了并行工程的概念。为了适应并行工程发展的需要，数控编程技术正向集成化和智能化方向发展。进入二十世纪九十年代，随着Web技术的不断发展，传统的产品设计、制造和生产模式正在发生深刻的变革，出现了协同设计制造、异地设计制造、全球制造等一系列新概念和新技术。将Web技术和CAM技术相结合，成为CAM系统的又一重要发展方向。
21世纪数控装备将是具有一定智能化的系统，智能化的内容包括在数控系统的各个方面：追求加工效率和加工质量方面的智能化，如工艺参数的自动生成，简化编程、简化操作方面的智能化，智能化的自动编程、智能化的人机界面等；还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断以及维修等。
数控加工制造技术正逐渐得到广泛的应用,对零件进行编程加工之前，工艺分析具有非常重要的作用。工艺分析是数控加工编程的前期工艺准备工作，无论是手工编程还是自动编程，在编程之前均需对所加工的轴类零件进行工艺分析。如果工艺分析考虑不周，往往会造成工艺设计不合理,从而引起编程工作反复，工作量成倍增加，有时还会发生推倒重来的现象,造成一些不必要的损失，严重者甚。本文通过对典型的轴类零件数控加工工艺的分析，给出了对于一般零件数控加工工艺分析的方法，对于提高制造质量、实际生产具有一定的指导意义。
目前正在研制的新一代CAM系统将采用面向对象、面向工艺特征的基本处理模式，系统的自动化水平、智能化程度将大大提高。国内外企业家和专家们已形成共识：今后相当一段时间内，机械加工技术的发展和竞争，主要是数控技术
西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文）的发展与应用。
1.4研究内容
本次设计主要是通过工艺特点，工艺安排，机械加工工艺过程几个方面对零件加工工艺进行分析，然后对零件的程序进行编制，最后用仿真加工以达到完成对零件的加工程序进行检验。
首先对该课题进行深入的分析，深入研究，认真完成此次毕业设计，主要以论述与设计相结合进行研究与探讨，完成对本设计轴主要部位：内孔、外圆柱面、圆锥面、圆弧面、退刀槽、螺纹等的加工工艺设计及指定工序的夹具设计。
难点在于设计轴加工工艺过程及其加工时的专用夹具，确定工件的尺寸、公差和技术条件。通过查阅期刊、书籍等相关资料进行对轴加工工艺和夹具的设计进一步了解，思考、分析和掌握轴加工的基本环节，完成计算并设计出轴加工工艺及夹具设计。零件加工工艺分析 零件加工工艺分析
2.1零件结构工艺性分析
零件的结构工艺性是指所设计的零件在能满足使用要求的前提下制造的可行性和经济性，即所设计的零件结构应便于成形，并且成本低，效率高。2.1.1零件图
如零件图2.1、2.2所示。
图2.1 零件二维图
图2.2 零件三维图
毕业设计（论文）
2.1.2零件结构分析
本零件上由圆柱面、内孔、内圆锥面、圆弧面、沟槽、和螺纹等部分组成。零件车削加工[8]成形轮廓的结构形状较复杂、需两头加工，零件的加工精度和表面质量要求都很高。
该零件重要的径向加工部位有380m）、0.03mm圆柱段（表面粗糙度Rɑ=1.6µm）、R6mm圆弧与R20mm圆弧相切过渡区、4800.03圆柱段（表面粗糙度Ra=1.6µ（表面粗糙度Ra=1.6µm）、长径比为1:2的内锥（小端直径为23o23o0.03的内孔0.03、M20*2-6g三角形外螺纹，其余表面粗糙度均为Ra=3.2µm）。零件符合数控加工尺寸标注要求，轮廓描述清楚完整，零件材料为45钢，毛坯为50mm*130mm。
2.2零件技术要求分析
小批量生产条件，不准用砂布和锉刀修饰平面，这是对平面高精度的要求，未注公差尺寸按GB1804-M，热处理，调质处理，HRC25-35，未注粗糙度按Ra3.2，毛坯尺寸50mm*130mm。
加工难点及处理方案：分析图纸可知，此零件对平面度的要求高，左端更有内轮廓加工，为提高零件质量，采用以下加工方案。
a.对图样上给定的几个精度要求较高的尺寸，编程时采用中间值； b.在轮廓曲线上，有一处既过象限又改变进给方向的轮廓曲线，因此在加工时应进行机械间隙补偿，以保证轮廓曲线的准确性；
c.零图纸中含有圆柱度，为保证其形位公差，应尽量一次装夹完成左端面的加工以保证其数值；
d.本设计图纸中的各平面和外轮廓表面的粗糙度要求可采用粗加工---精加工加工方案，并且在精加工的时候将进给量调小些，主轴转速提高；
e.螺纹加工时，为保证其精度，在精车时将螺纹的大径值减小0.18-0.2mm，加工螺纹时利用螺纹千分尺或螺纹环规保证精度要求。
选择以上措施可保证尺寸、形状、精度和表面粗糙度。
2.3确定毛坯的材料和制造形式
轴：本次设计轴主要技术指标：年产量5000台/年
该产品年产量Q=5000（件/年），n=1（件/台），设其备品率α%为10%，机械加工废品率β%为1%，现制定该曲轴零件的机械加工工艺规程及夹具设计。年生产纲领：
N =Q*n*(1+ α%+β%)
=5000*1*（1+10% +1%）
=5550（台/年）
轴的年产量为5550件，现在已知该产品为中型机械，根据《机械制造工艺设计手册》表1.1-2生产类型与生产纲领的关系，可确定其生产类型为大批量生产。2.3.1材料分析
该轴零件加工中，刀具与工件之间的切削力较大。工件材料的可切削性能。强度、硬度、塑性、提供冷切削加工、机械性能都跟工件的材料有关。所以选择45钢为该轴类零件的材料。
45钢的化学成分中含C0.42%～0.50%，Si0.17%～0.37%，Mn0.50～0.80%，P0.035%，S0.035%，Cr0.25%，N0.25%，Cu0.25%。45钢在进行冷加工时硬度要求，热轧钢，压痕直径不小于3.9，布氏硬度不小于241HRB，退火钢压痕直径不小于4.4，布氏硬度不小于187HB，45钢的机械性能：δs335Mpa，δb600Mpa，40%，Ak47J。45钢相对切削性硬质合金刀具1.0，高速钢刀具1.0，45钢经济合理对加工刀具的要求也合理，45钢用途广泛，主要是用来制造汽轮机、压缩机，泵的运动零件制造齿轮、轴活塞销等零件。根据以上数据适合该轴的加工。2.3.2毛坯分析
轴类零件的毛坯有棒料、锻件和铸件三种。
锻件：适用与零件强度较高,形状较简单的零件。尺寸大的零件因受设备限制，故一般用自由锻；中、小型零件可选模锻；形状复杂的刚质零件不宜用自由锻。铸件：适用于形状复杂的毛坯。
本零件的毛坯宜采用棒料锯割，毛坯至50*130mm，使钢材经过锻压，获得均匀的纤维组织，提高其力学性能，同时也提高零件与毛坯的比重，减少材料消耗。
2.4零件设备选择
数控车床能对轴类或盘类等回转体零件自动地完成内外圆柱面、圆锥表面、圆弧面等工序的切削加工，并能进行切槽、钻、扩等的工作。根据零件的工艺要求，可以选择经济型数控车床，一般采用步进电动机形式半闭环伺服系统。此类车床机构简单，价格相对较低，这类车床设置三爪自定心卡盘、普通尾座或数控液压尾座，适合车削轴类零件。
根据主轴的配置的要求选择卧式数控车床。数控车床[14]具有加工精度高，能做直线和圆弧插补，数控车床刚性良好，制造和对刀精度高，能方便和精确地进行人工补偿和自动补偿，能够加工尺寸精度要求较高的零件。能加工轮廓形状特别复杂的表面和尺寸难于控制的回转体，而且能比较方便的车削锥面和内外圆
柱面螺纹，能够保持加工精度，提高生产效率。所以对加工时非常有利的。
2.5基面选择
机械加工的最初工序只能用工件毛坯上的未加工表面作为定位基准，这种 位基准称之为粗基准。用以加工的表面作定位基准则称之为精基准。在制定零件机械加工工艺规程时，总是先考虑怎样的精基准定位能把工件加工到设计要求，然后再考虑如何运用选取的粗基准，把用作精基准的表面加工出来。2.5.1粗基准选择
选择粗基准时，主要要求保证各加工面有足够的余量，使加工面与不加工面间的位置符合图样要求，粗基准选择的要求应能保证加工面与非加工表面之间的位置要求及合理的分配各加工面的加工余量。同时要为后续供需提供精基准，具体有以下原则：为了保证加工面与非加工面之间的位置要求，应该选择一非加工表面为粗基准；为了保证各加工表面都有足够的加工余量，应选择毛坯余量最小的面为粗基准；为了保证重要的加工面的余量均匀，应选择为粗基准；粗基准的选择应避免重复使用，在同一尺寸上，通常只允许使用一次，做为粗基准的表面应该足够光滑整洁，以使工件定位稳定可靠，加紧方便。轴类零件，以外圆作为粗基准。为了保证加工面与不加工面间的位置要求，一般应选择不加工面为粗基准。如果工件上有多个不加工面，则应选其中与加工面位置要求较高的不加工面为粗基准，以便保证精度要求，使外形对称等。
由于此零件全部表面都需加工，应选用外圆及一端面为粗基准，然后通过“互为基准的原则”进行加工。遵循“基准重合”的原则。加工左端时选择在毛坯外圆柱段的右端外圆表面，加工右端时选择在38mm外圆柱段的表面，以体现定位基准是轴的中心线。
在制定零件加工的工艺规程时，正确的选择工件的定位[10]的基准有着十分中的意义。定位基准选择的好坏，不仅影响零件加工的位置精度，而且对零件个表面的加工顺序也有很大的影响。合理的选择定位基准是保证零件加工精度的前提，还能简化加工工序，提高加工效率。
2.5.2精基准选择
精基准选择时应能保证加工精度和装夹可靠方便，有以下原则：
基准重合原则；基准统一原则；自为基准原则；互为基准原则；保证工件定 位准确，夹紧可靠、操作方便原则。精基准的选择主要考虑基准重合的问题。当设计尺寸与工序尺寸的基准不重合时，应该进行尺寸计算。
a.用工序基准作为精基准，实现“基准重合”，以免产生基准不重合误差。
b.当工件以某一组精基准定位可以较方便的加工其他各表面时，应尽可能在多数工序中采用此组精基准定位，实现“基准统一”，以减少工装设计制造费用、提高生产率、避免基准转换误差。
c.当精加工或光整加工工序要求余量尽量小而均匀时，应选择加工表面 本身作为精基准，即遵循“自为基准”原则。该加工表面与其他表面间的位度要求由先行工序保证。
d.为了获得均匀的加工余量或较高的位置精度，可遵循互为基准、反复加工的原则。
由于此零件全部表面都需加工，而孔作为精基准应先进行加工，因为轴类零件各外圆表面、螺纹表面的同轴度及端面对轴线的垂直度是相互位置精度的主要项目，而这些表面的设计基准一般都是轴的中心线，采用两中心孔定位就能符合基准重合原则。而且由于多数工序都采用中心孔作为定位基面，能最大限度地加工出多个外圆和端面，这也符合基准统一原则。
工件的定位与基准应与设计基准保持一致，应防止过定位，这个工件是个实心轴，末端要镗一个25的锥孔，因轴的长度不是很长，所以采用工件的右端面和48的外圆作定位基准，使用普通三爪卡盘夹紧工件，取工件的右端面中心为 工件坐标的原点，对刀点在（100.100）处。
2.6确定走刀顺序和路线
加工路线[20]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，应尽量做到工序相对集中，工艺路线最短，机床的停顿时间和辅助时间最少。该零件采用棒料毛坯进行加工，由于毛坯余量较大，因此，采用阶梯切削路线去除毛坯余量，刀具切削路径短，效率高。
2.6.1基面先行
用作精基准的表面，要首先加工出来。所以，第一道工序一般是进行定位面的粗加工和半精加工(有时包括精加工)，然后再以精基面定位加工其它表面。综上所诉：此零件的的加工顺序如下：
预备加工---车左端面---钻中心孔---镗孔---粗车左端外轮廓---精车左端外轮廓---调头---车右端面---粗车外轮廓---精车外轮廓---退刀槽---粗车螺纹---精车螺纹 工序1：车左端面，将毛坯车为127mm的棒料
工序2：左端面打中心孔 选用5mm的中心钻（手动钻孔）工序3：左端钻孔（钻20mm深-32mm的孔）工序4：粗车左端内孔23mm 工序5：粗车48mm的外圆柱面
工序6：粗车38mm的台阶外圆柱面及倒角
工序7：调头粗车右端面将零件车至要求尺寸进给路线
工序8：调头粗车右端面各部倒角、切外螺纹退刀槽、三角形螺纹 工步路线为：
工步一:自右向左倒角，粗车螺纹20mm圆柱段；
工步二:自右向左粗车R6和R20 mm圆弧面、38 mm圆柱段、R12.5 mm圆弧面、锥长8 mm 的圆锥段；
工步三:自右向左粗车R6和R20 mm 圆弧面、38 mm圆柱段、R12.5 mm圆弧面、锥长8 mm的圆锥段； 工步四:车4mm*16mm螺纹退刀槽； 工步五:粗车螺纹；
工序9：扩左端内孔25mm，深11mm 工序10：半精车48mm的外圆柱面
工序11：半精车38mm的台阶外圆柱面及倒角
工序12：调头半精车右端面将零件车至要求尺寸进给路线
工序13：调头半精车右端面各部倒角、切外螺纹退刀槽、三角形螺纹 工步路线为：
工步一:自右向左倒角，半精车螺纹20mm圆柱段；
工步二:自右向左精车R6和R20 mm 圆弧面、38 mm圆柱段、R12.5 mm圆弧面、锥长8 mm的圆锥段；
工步三:半精车4mm*16mm螺纹退刀槽； 工步四:半精车螺纹；
工序14：铰2300.03mm的孔，再用1:2的铰刀铰小端为25mm的锥孔 工序15：精车4800.03mm的外圆柱面
工序16：精车3800.03mm的台阶外圆柱面及倒角
工序17：调头精车右端3800.03mm圆柱面、切外螺纹退刀槽、三角形螺纹 工序18：精车螺纹
工序19：去除全部毛刺并吹净 工序20：根据技术文件进行检验 工序21：入库
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