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1、 *技术学院毕业设计(论文)题目名称： 轴的数控加工工艺及编程 学生姓名： 学 号： 20071104255 系/专业： 机电工程学院/数控专业 指导教师： 目录前言3-4第一章 数控技术概述5-71.1 数控机床的组成1.2 数控加工的工作过程1.3 数控加工工艺特点与内容1.4 数控加工的步骤第二章 刀具和切削用量的选择7-82.1 数控加工刀具材料的选择2.2 切削用量的选择第三章 夹具的选择8-93.1 夹具的选择3.2 夹具的类型3.3 夹具的作用3.4 零件的安装第四章 数控机床的坐标系统94.1 机床坐标系4.2 工件坐标系第五章 数控车削工艺9-21 5.1 数控加工零件图样
2、5.2 加工工艺卡5.3 工艺分析及处理5.4 螺纹加工的尺寸计算5.5 编写程序第六章 切屑液的合理选用22第七章 总结 23致谢24参考文献25前言数控技术是先进制造技术的基础技术和共性技术，已成为衡量一个国家制造业水平的重要目标之一。数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，他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，因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。从我国基本国情的角度出发，以国家的战略需求和国民经济的市场需求为导向，以提高我国制造装备业综合竞争能力和产业
3、化水平为目标，用系统的方法，选择能够主导21世纪初期我国制造装备业发展升级的关键技术以及支持产业化发展的支撑技术、配套技术作为研究开发的内容，实现制造装备业的跨跃式发展。 强调市场需求为导向，即以数控终端产品为主，以整机（如量大面广的数控车床、铣床、高速高精高性能数控机床、典型数字化机械、重点行业关键设备等）带动数控产业的发展。重点解决数控系统和相关功能部件（数字化伺服系统与电机、高速电主轴系统和新型装备的附件等）的可靠性和生产规模问题。没有规模就不会有高可靠性的产品；没有规模就不会有价格低廉而富有竞争力的产品；当然，没有规模中国的数控装备最终难以有出头之日。 在高精尖装备研发方面，要强调产、
4、学、研以及最终用户的紧密结合，以“做得出、用得上、卖得掉”为目标，按国家意志实施攻关，以解决国家之急需。 在竞争前数控技术方面，强调创新，强调研究开发具有自主知识产权的技术和产品，为我国数控产业、装备制造业乃至整个制造业的可持续发展奠定基础。我国的数控技术及产业尽管在改革开放后取得了显著的成绩，开发出了具有自主知识的数控平台，但是我国的数控技术及产业与发达国家相比仍然有较大的差距，其原因有很多方面，最重要的是数控人才的匮乏，我很荣幸成为了其中的一员，我也会努力为国家，为社会做出贡献。第一章 数控技术的概述1.1数控机床的组成 数控机床由信息载体，计算机数控装置，伺服系统，机床四大部分组成，其中
5、，计算机数控装置是数控机床的核心，伺服系统是执行部分。1.2 数控加工的工作过程 数控加工过程包括以下几方面；（1）输入（2）译码（3）数据处理（4）插补（5）伺服控制（6）管理程序1.3数控加工工艺特点与内容1 基本特点在普通机床上加工零件时，使用数控加工必须遵循的原则工艺规程或工艺卡片来规定每道工序的操作程序，操作者按工艺卡上规定的程序加工零件。数控机床加工工艺与普通机床加工工艺在原则上基本相同，但数控加工的整个过程是自动进行的。（1）数控加工的工序内容比普通机床的工序加工内容复杂。（2）数控机床加工程序的编制比普通机床工艺规程的编制复杂。2 基本内容数控加工工艺主要包括以下几个方面：（1
6、）选择适合在数控机床上加工的零件，确定工序内容。（2）分析被加工的零件图样，明确加工内容及技术要求，在此基础上确定零件的加工方案，制定数控加工工艺路线。（3）设计数控加工工序。如工步的划分零件的定位与家具的选择、刀具的选择、切削用量的确定等。（4）调整数控加工工序的程序。（5）分配数控加工的容差。 （6）处理数控机床上部分工艺指令。1.4数控加工的步骤 必须利用设计前一到二周的时间研究设计计划和任务书，了解产品的工艺性和公差等级，在初步明确设计要求的基础上，可以步骤进行设计方案的论证。（1）分析零件图样 根据任务书，画出零件图，并对工件的形状、尺寸、精度等级、表面粗糙度、刀具及等技术进行分析。
7、（2）确定加工工艺方案 根据上述的分析，选择加工方案，确定加工顺序，加工路线、装夹方式、切削用量材料等，要求有详细的设计过程和合理的参数。（3）数值计算 根据零件图的尺寸，确定工艺路线及设计的坐标系，计算运动轨迹，得到刀位数据（4）编写零件加工程序 根据数控系统的功能指令及程序格式，逐步编写加工程序单，写出有关的工艺文件如工序卡、数控刀具卡、刀具明细表、加工工序单等。第二章 刀具和切屑用量的选择2.1 数控加工刀具材料的选择由于影响刀具磨损和刀具耐用度的出了工件以外，还有刀具材料，所以刀具的选择液很重要，刀具材料应具有高硬度，高耐磨性，足够的强度和韧性，高耐热性和良好的工艺性。2.2 切屑用量
8、的选择 切屑用力的选择顺序应是先确定背吃刀量ap，再确定进给量f，最后确定切屑速度Vc，因为在切屑用量三要素中，背吃刀量对刀具耐用度的影响最小，而切屑速度对刀具耐用度的影响最大。（1）背吃刀量的选择 第一次进刀 ap1=(2/3-3/4)A 第二次进刀 ap2=(1/3-1/4)A A是单边余量 （2）切削速度的选择 Vc=Cv/(Tmap的Xv次方f的yv次方)Kv T合理的刀具耐用度 m 刀具耐用度指数 Cv切削速度系数 Xv yv 分别是背吃刀量，进给量对切削速度的影响指数 Kv 切削速度修正系数第三章 夹具的选择 3.1 夹具的选择:零件由于采用的是华中数控车床加工该，我们所选的夹具为
9、该车床上的标准夹具，也就是标准的三角卡盘。3.2 夹具的类型:标准三角卡盘 3.3 夹具的作用:使零件固定，便于加工和定位，并保证加工精度。 3.4 零件的安装:零件伸出三抓卡盘265mm,找正并夹紧。第四章 数控机床的坐标系统 4.1 机床坐标系机床坐标系是机床固有的坐标系，其原点称为机床原点或机床零点，是固定的点。4.2工件坐标系工件坐标系是编程人员在编制零件加工程序时，根据零件图样所确定的坐标系，是编程人员在编程时使用的，工件坐标系一旦确立，就一直有效，直到被新的工件坐标系所取代。第五章 数控车削工艺 5.1数控加工零件图样5.2数控加工零件的工艺性分析1确定加工顺序第一次装夹三爪加持毛
10、坯；（1）首先钳工下料90300的毛坯，（2）等车工再加工，粗车外圆86816249精车各个尺寸85 8062斜边48切槽R70圆弧精车螺纹M48切断 (2)选择切削用量数控加工的切削用量包括：背吃刀量，主轴转速或切削速度、进给速度或进给量。具体数值根据数控机床的使用说明和金属切削原理中规定的方法及原则，结合实际加工经验来确定。1）背吃刀量的确定：背吃刀量是根据余量确定的，在工艺系统刚性和机床功率允许的条件下，尽量能选择较大的背吃刀量，以减少进给次数。当工件表面粗糙度值要求在Ra3.2Ra12.5um时，可以粗车和半精车两步进行。粗车的背吃刀量或侧吃刀量选取同前，粗车后留0.51.0mm余量，
11、在精车时切除。2）主轴转速的确定：主轴转速n（r/min）要根据允许的切削速度Vc（m/min）来确定：n=100Vc/d （31）式中：d刀具直径 单位 mmVc切削速度 单位 m/min3）切削速度Vc（3）加工余量的确定A 加工余量的因素影响加工余量的因素有：前工序的加工表面质量（包括表面粗糙度和表面破坏深度）；前工序的工序尺寸公差；前工序的位置误差：如工件表面在空间的弯曲、偏斜以及误差等：本工序安装误差。B 加工余量的方法加工余量的大小，直接影响零件的加工质量和生产率。加工余量大，不仅增加机械加工劳动量，降低生产率，而且增加材料、工具和电力的消耗、增加成本。但是加工余量小，有不能消除前
12、工序的各种误差和表面缺陷，甚至产生废品。因此必须合理的确定加工余量。其确定的方法有： 经验估算法：经验估算法是根据工艺人员的经验来确定加工余量的。查表修正法：根据手册，查表得出加工余量的数值，然后根据实际情况进行适当的修正。分析计算法：对影响加工余量的各种因素进行分析，然后根据一定的计算式来计算加工余量的方法。由于我院的设备限制和通过分析得出此零件采用经验估算法来确定加工余量，粗加工余量5mm，精加工0.5mm。5.3工艺分析及处理（1）零件图工艺分析。零件是一个由圆弧面、外圆锥面、外圆柱面、螺纹构成的外形较复杂的轴类。85mm外圆柱面直径处简单工，其它各处加工精度要求一样，材料为45钢，选择
13、毛坯为90mm300mm。 （2）加工方案及加工路线的确定。 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，应将粗、精加工分开来考虑，确定的加工工艺路线为：车削右端面粗车86 81mm、63、外圆锥面、49mm粗车圆弧面精车倒角、螺纹实际外圆47.85mm、外圆锥面、62mm外圆柱面、80mm 85外圆柱面、圆弧面切槽345mm车削M48mm1.5mm的螺纹。 （3）零件的装夹及夹具的选择。 采用该机床本身的标准卡盘，零件伸出三爪卡盘265mm左右，找正并用顶尖配合夹紧工作。 （4）刀具选择。 刀具材料为W18Cr4V。将所选定的刀具参数填入数控加工刀具卡片中数控加工工艺过程卡如下；零件加工工艺过程卡工序号工 序 内 容加工方式机床刀具夹具1钳钳工下90300的棒料。2车光端面数控车菱形刀1通用夹具3粗车外形尺寸用菱形刀片粗车外圆尺寸数控车菱形刀1通用夹具4精车外形尺寸用菱形刀片精车外圆尺寸数控车菱形刀2通用夹具5切槽用刀宽为3的切断刀
