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1、内容摘要：本次设计主要介绍了数控技术及其加工工艺的发展，并分析了具体零件图的加工。首先对数控技术进行了简单的叙述，然后介绍了数控加工工艺的特点及内容，最后根据零件图进行数控加工分析。第一，根据本零件材料的加工工序、切削用量以及其他相关因素选用刀具及刀柄和零件的轮廓特点确定需要四把刀具分别为外圆车刀、外切槽刀、外螺纹刀、内圆车刀；第二，针对零件图图形进行编制程序，此零件为轴类零件，外轮廓由直线、圆弧和螺纹组成，零件的里面要镗出一个锥孔，在加工过程中，工件需要调头钻孔再镗孔；第三，根据零件的材料及加工需求编写出数控加工工艺卡；第四，在钻孔对刀时要先回参考点，要以孔中心作为对刀点，刀具的位置要以此来
2、找正，使刀位点与换刀点重合。关键词：数控技术 刀具 数控加工工艺 对刀1.绪论数控加工是机械制造中先进的加工技术，它是一种高效率、高精度与高柔性特点的自动加工方法，数控加工技术可有效解决复杂、精密、小批多变零件的加工问题，充分适应了现代化生产的需要，制造自动化是先进制造技术的重要组成部分，其核心技术是数控技术，数控技术是综合计算机、自动技术、自动检测及精密机械等高新技术的产物，它的出现及所带来的巨大利益，已引起了世界各国技术与工业界的普遍重视，目前，国内数控机床使用越来越普及，如何提高数控加工技术水平已成为当务之急，随着数控加工的日益普及，越来越多的数控机床用户感到，数控加工工艺掌握的水平是制
3、约手工编程与CAD/CAM集成化自动编程质量的关键因素。 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。数控加工工艺是数控编程与操作的基础，合理的工艺是保证数控加工质量发挥数控机床的前提条件，从数控加工的实用角度出发，以数控加工的实际生产为基础，以掌握数控加工工艺为目标，在介绍数控加工切削基础，数控机床刀具的选用，数控加工的定位与装夹以及数控加工工艺基础等基本知识的基础上，分析了数控车削的加
4、工工艺。2.数控技术2.1数控技术的简介数控技术是当今世界制造业中的先进技术之一，它涉及到计算机辅助设计和制造技术，计算机模拟及仿真加工技术，机床仿真及后置处理，机械加工工艺，装夹定位技术与夹具设计与制造技术，金属切削理论，以及毛坯制造技术等多方面的关键技术。数控技术的发展具有良好的社会和经济效益，对国家整个制造业的技术进步，提高制造业的市场竞争力有着重要的意义。2.1.1数控技术数控技术，简称“数控”。英文：Numerical Control（NC）。它综合运用了微电子、计算机、自动控制、精密检测、机械设计和机械制造等技术的最新成果，通过程序来实现设备运动过程和先后顺序的自动控制，位移和相对
5、坐标的自动控制，速度、转速及各种辅助功能的自动控制。数控技术是发展数控机床和先进制造技术的最关键技术，是制造业实现自动化、柔性化、集成化的基础，应用数控技术是进步制造业的产品质量和劳动生产率必不可少的重要手段。数控机床作为数控技术实施的重要装备，成为进步加工产品质量，进步加工效率的有效保证和关键。2.1.2数控系统数控系统是指利用数控技术实现自动控制的系统，而数控机床则是采用数控系统进行自动控制的机床。其操作命令以数字或数字代码即指令的形式来描述，其工作过程按照指令的控制程序自动进行。2.1.3数控程序 数控程序或零件是输入数控系统中的，使数控机床执行一个确定加工任务的具有特定代码和编程的一系
6、列指令。2.2数控技术的发展随着科学技术不断发展，数控机床的发展也越来越快，数控机床也正朝着高性能、高精度、高速度、高柔性化和模块化方向发展。高性能：随着数控系统集成度的增强，数控机床也实现多台集中控制，甚至远距离遥控。高精度：数控机床本身的精度和加工件的精度越来越高，而精度的保持性要好。高速度：数控机床各轴运行的速度将大大加快。高柔性：数控机床的柔性化将向自动化程度更高的方向发展，将管理、物流及各相应辅机集成柔性制造系统。模块化：数控机床要缩短周期和降低成本，就必然向模块化方向发展，这既有利于制造商又有利于客户。2.2.1 国外数控技术发展现状目前国外数控系统技术发展的总体趋势如下：新一代数
7、控系统向PC化和开放式体系结构方向发展；驱动装置向交流、数字化方向发展；增强通信功能向网络化发展；数控系统在控制性能上向智能化发展。2.2.2 国内数控技术的发展我国数控技术起步于1958年，近50年的发展历程大致可分为3个阶段：第一阶段从1958年到1979年，即封闭式发展阶段。在此阶段，由于国外的技术封锁和我国的基础条件的限制，数控技术的发展较为缓慢。第二阶段是在国家的“六五”、“七五”期间以及“八五”的前期，即引进技术，消化吸收，初步建立起国产化体系阶段。在此阶段，由于改革开放和国家的重视，以及研究开发环境和国际环境的改善，我国数控技术的研究、开发以及在产品的国产化方面都取得了很大的进步
8、。第三阶段是在国家的“八五”的后期和“九五”期间，即实施产业化的研究，进入市场竞争阶段。在此阶段，我国国产数控装备的产业化取得了实质性进步。在“九五”末期，国产数控机床的国内市场占有率达50，配国产数控系统（普及型）也达到了10。我国的数控技术与国外相比还有一定的差距，主要表现在以下几个方面：技术创新成分低、消化吸收能力不足；技术创新环境不完善我国尚未形成有利于企业技术创新的竞争环境；产品可靠性、稳定性不高可靠性的指标一般采用平均无故障时间(MTBF，单位为h)，国外数控系统平均无故障时间在10000 h以上，国产数控系统平均无故障时间仅为30006000 h。这使得可靠性、稳定性上就与国外技
9、术相差很大，必然影响产品的市场占有率。3.数控加工工艺数控加工工艺是指某个零件的加工程序。而所谓的数控加工，主要是指用记录在媒体上的数字信息对机床实施控制，使它自动地执行规定的加工任务。数控加工可以保证产品达到较高的加工精度和稳定的加工质量；操作过程容易实现自动化，生产率高；生产准备周期短，可以大量节省专用工艺装备，适应产品快速更新换代的需要，大大缩短产品的研制周期；数控加工与计算机辅助设计紧密结合在一起，可以直接从产品的数字定义产生加工指令，保证零件具有精确的尺寸及准确的相互位置精度，保证产品具有高质量的互换性；产品最后用三坐标测量机检验，可以严格控制零件的形状和尺寸精度。当零件形状越复杂，
10、加工精度要求越高，设计更改越频繁，生产批量越小的情况下，数控加工的优越性就越容易得到发挥。数控加工系统在现代机械产品中占有举足轻重的地位，得到了广泛的应用。3.1数控加工工艺的特点1）数控加工的工艺内容十分明确而且具体。进行数控加工时，数控机床是接受数控系统的指令，完成各种运动实现加工的。因此，在编制加工程序之前，需要对影响加工过程的各种工艺因素，如切削用量、进给路线、刀具的几何形状，甚至工步的划分与安排等一作出定量描述，对每一个问题都要给出确切的答案和选择，而不能像用通用机床加工时，在大多数情况下对许多具体的工艺问题，由操作工人依据自己的实践经验和习惯自行考虑和决定。也就是说，本来由操作工人
11、在加工中灵活掌握并可通过适时调整来处理的许多工艺问题，在数控加工时就转变为编程人员必须事先具体设计和明确安排的内容。 2）数控加工的工艺工作相当准确而且严密。数控加工不能像通用机床加工时可以根据加工过程中出现的问题由操作者自由地进行调整。比如加工内螺纹时，在普通机床上操作者于一个字符、一个小数点或一个逗号的差错都有可能酿成重大机床事故和质量事故。因为数控机床比同类的普通机床价格高得多，其加工的也往往是一些形状比较复杂、价值也较高的工件，万一损坏机床或工件报废都会造成较大损失。 根据大量加工实例分析，数控工艺考虑不周和计算与编程时粗心大意是造成数控加工失误的主要原因。因此，要求编程人员除必须具备
12、较扎实的工艺基本知识和较丰富的实际工作经验外，还必须具有耐心和严谨的工作作风。 3）数控加工的工序相对集中。一般来说，在普通机床上加工是根据机床的种类进行单工序加工。而在数控机床上加工往往是在工件的一次装夹中完成工件的钻、扩、铰、铣、镗、攻螺纹等多工序的加工。这种“多序合一”现象也属于“工序集中”的范畴，极端情况下，在一台加工中心上可以完成工件的全部加工内容。3.2 数控加工工艺的主要内容1）选择适合在数控上加工的零件，确定工序内容；2）分析加工零件的图纸，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
13、分、刀具的选择、夹具的定位与安装、切削用量的确定、走刀路线的确定等等；3）调整数控加工工序的程序。如对刀点、换刀点的选择、刀具的补偿；4）分配数控加工中的容差；5）处理数控机床上部分工艺指令。3.3数控加工工艺内容的选择3.3.1选择适合数控加工的零件虽然数控机床具有高精度、高柔性、高效率等优点。但不是所有的零件都适合数控机床加工的。一般可分为三类： （1）最适合类形状复杂，加工精度要求高通用机床无法加工或很难保证加工质量的零件；具有复杂曲线或曲面轮廓的零件；具有难测量，难控制进给，尺寸行腔的壳体或盒型零件；必须在一次装夹中完成镗，绞或攻丝等多道工序的加工零件。（2）较适合类零件价值高，在普通
14、机床上加工容易受人工因素干扰而影响质量，从而造成较大经济损失的零件；在通用机床上加工时必须制造复杂专用工装的零件；在通用机床上需要做长时间调整的零件；需要多次更改设计才能定型的零件。（3）不适合类生产大批量的零件；装夹困难的零件；加工余量不稳定，而且数控机床上无法在线检测系统可自动调整零件坐标位置的零件；必须用特定的加工工艺装备协调加工的零件。3.3.2 加工路线的确定在数控加工中，刀具（严格说是刀位点）相对于工件的运动轨迹和方向称为加工路线。即刀具从对刀点开始运动起，直至结束加工程序所经过的路径，包括切削加工的路径及刀具引入、返回等非切削空行程。加工路线的确定首先必须保证被加工零件的尺寸精度
15、和表面质量，其次考虑数值计算简单，走刀路线尽量短，效率较高等。进而确定出最佳的加工路线，使零件的加工效率提高。根据制定加工方案的一般原则：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。（1）先粗后精为了提高生产效率并保证轴承套零件的精加工质量，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，轴承套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。（2）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。3.3.3 切削用量的选择切削用量包括主
