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1、毕 业 论 文 2008级论文题目：轴类零件加工工艺姓 名 班 级 数控084 系 别 机电系 学 校 邢台职业技术学院 指导教师 2011 年 6 月摘 要机械加工工艺过程是指用材料去除方法改变毛坯的形状、尺寸和表面质量，使其成为达到设计要求的过程。数控机床的加工工艺与普通机床的加工工艺有许多相同之处，遵循的原则基本一致。也有许多不同，最大的不同表现在切削刀具轨迹的控制方式上。同时由于数控机床本身自动化程度较高，设备费用较高，因此数控机床加工相应形成了自己的特点：1数控加工的工艺内容设计十分具体在使用通用机床加工时，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，走刀路线及切
2、削用量等，在很大程度上都是由操作工人根据自己的实践经验和习惯自行考虑和决定的，一般无须工艺人员在设计工艺规程时进行过多的规定。而在数控机床加工时，上述这些具体工艺问题，不仅成为数控工艺设计时必须考虑的内容，而且还必须做出正确的选择并编入加工程序中。2数控加工的工艺设计非常严密数控机床虽然自动化程度较高，但自适应性差。它不能像通用机床加工时可以根据加工过程中出现的问题比较灵活的适时的进行人为的调整。即使现代数控机床在自适应调整方面作出了不少努力与改进，但其自由程度也不大。比如，数控机床加工螺纹孔时，它不知道孔中是否已经挤满了切屑，是否需要退一下刀，或先清理一下切屑再进刀。所以，在数控加工的工艺设
3、计中，必须注意加工过程中的每一个细节，计算和编程时，都要力求正确无误。3数控加工的操作程序化相当严格由于数控加工自动化程度高、可多轴联动，便于工序集中安排。但数控机床价格昂贵，操作技术要求高，所加工的对象也都是一些形状比较复杂、价值也比较高的零件，稍有不慎损坏了零件或损坏了机床、刀具，都会造成较大损失。因此对数控机床加工操作的基本步骤的程序化要求相当严格。从工艺设计编写程序校验程序零件加工的每一步都不能忽视，其中程序校验更是重要的一环。在实际工作中，由于一个小数点或一个符号的差错而酿成重大机床事故和质量事故的例子也屡见不鲜。4数控加工机床的合理应用根据数控加工的特点，正确选择加工方法和加工对象
4、，充分发挥数控机床加工的优点，取得良好的经济效益是我们在进行工艺设计中必须考虑的一个重要问题。数控加工工艺的应用有很大的灵活性，对同一个加工内容，可能有多种工艺方案，必须针对具体问题进行具体分析。一方面，选择加工方法和对象时要考虑到数控机床与系统的性能指标，能够实现加工且能保证加工精度、满足技术质量要求；另一方面，有时还要在基本不改变工件原有性能的前提下，对其形状、尺寸、结构等做一些必要的、适应数控机床加工的修改。一种零件的加工工艺过程并不是固定不变的，零件加工过程要满足零件图样的技术要求，同时又受到加工批量、设备条件、工艺水平等因素的制约。从生产水平发展和数控加工技术水平提高的角度上来看，数
5、控加工工艺的设计工作也是在不断提高和改进。近年来，随着数控机床加工技术的迅速发展，金属切削加工理论也在不断丰富和完善。例如数控高速加工技术的发展，就使得工艺路线设计理念发生了很大的变化。数控加工编程的基本概念1数控编程所谓数控编程就是把零件的工艺过程、工艺参数、机床的运动以及刀具位移量等信息用数控语言记录在程序单上，并经校核的全过程。为了与数控系统的内部程序（系统软件）及自动编程用的零件源程序相区别，把从外部输入的直接用于加工的程序称为数控加工程序，简称为数控程序。数控机床所使用的程序是按照一定的格式并以代码的形式编制的。数控系统的种类繁多，它们使用的数控程序的语言规则和格式也不尽相同，编制程
6、序时应该严格按照机床编程手册中的规定进行。编制程序时，编程人员应对图样规定的技术要求、零件的几何形状、尺寸精度要求等内容进行分析，确定加工方法和加工路线；进行数学计算，获得刀具轨迹数据；然后按数控机床规定的代码和程序格式，将被加工工件的尺寸、刀具运动中心轨迹、切削参数以及辅助功能（如换刀、主轴正反转、切削液开关等）信息编制成加工程序，并输入数控系统，由数控系统控制机床自动地进行加工。理想的数控程序不仅应该保证能加工出符合图纸要求的合格工件，还应该使数控机床的功能得到合理的应用与充分的发挥，以使数控机床能安全、可靠、高效地工作。2数控加工程序编制的方法数控编程大体经过了机器语言编程、高级语言编程
7、、代码格式编程和人机对话编程与动态仿真这样几个阶段。在上个世纪70年代，美国电子工业协会（EIA）和国际标准化组织（ISO）先后对数控机床坐标轴和运动方向、数控程序编程的代码、字符和程序段格式等制定了若干标准和规范（我国按照ISO标准也制定了相应的国家标准和部颁标准），从而出现了用代码和标示符号，按照严格的格式书写的数控加工源程序代码格式编程程序。这种编写源程序技术的重大进步，意义极为深远。在这种编程方式出现后，凡是数控系统不论档次高低，均具有编程功能。因为编程过程的大为简化，使得机床操作者只要查阅、细读系统说明书就有能力编程。从而使数控机床走向大范围、广领域的应用。数控加工程序编制方法主要分
8、为手工编程与自动编程两种：(1) 手工编程手工编程是指从零件图纸分析、工艺处理、数值计算、编写程序单、直到程序校核等各步骤的数控编程工作均由人工完成的全过程。手工编程适合于编写进行点位加工或几何形状不太复杂的零件的加工程序，以及程序坐标计算较为简单、程序段不多、程序编制易于实现的场合。这种方法比较简单，容易掌握，适应性较强。手工编程方法是编制加工程序的基础，也是机床现场加工调试的主要方法，对机床操作人员来讲是必须掌握的基本功，其重要性是不容忽视的。(2) 自动编程自动编程是指在计算机及相应的软件系统的支持下，自动生成数控加工程序的过程。它充分发挥了计算机快速运算和存储的功能。其特点是采用简单、
9、习惯的语言对加工对象的几何形状、加工工艺、切削参数及辅助信息等内容按规则进行描述，再由计算机自动地进行数值计算、刀具中心运动轨迹计算、后置处理，产生出零件加工程序单，并且对加工过程进行模拟。对于形状复杂，具有非圆曲线轮廓、三维曲面等零件编写加工程序，采用自动编程方法效率高，可靠性好。在编程过程中，程序编制人可及时检查程序是否正确，需要时可及时修改。由于使用计算机代替编程人员完成了繁琐的数值计算工作，并省去了书写程序单等工作量，因而可提高编程效率几十倍乃至上百倍，解决了手工编程无法解决的许多复杂零件的编程难题。 目录第一章机床加工介绍 1.1普通机床特点41.2数控机床特点51.3机床分类6第二
10、章零件的工艺性分析 2.1零件的分析72.2工艺路线分析82.3装夹方式分析10第三章 零件的数控加工分析3.1手工编制程序113.2自动编程16总 结17参考文献18附 录19致 谢20第一章 机床加工介绍 1.1普通机床特点一、机床的工作：机床的切削加工是由刀具与工件之间的相对运动来实现的，其运动可分为表面形成运动和辅助运动两类。1. 表面形成运动是使工件获得所要求的表面形状和尺寸的运动，它包括主运动、进给运动和切入运动。2.辅助运动主要包括刀具或工件的快速趋近和退出、机床部件位置的调整、工件分度、刀架转位、送夹料，启动、变速、换向、停止和自动换刀等运动。二、普通机床的加工特点：1.加工精
11、度高2.对加工对象的适应能力强3.生产效率高4.良好的经济效益5.工人劳动强度较高1.2数控机床特点一、数控机床的简介：数字控制（Numerical Control）技术，简称为数控技术，是指用数字指令来控制机器的动作。采用数控技术的控制系统称为数控技术。采用计算机硬件结构，用控制软件来实现数控功能的数控系统，称为计算机数控系统，装备了数控系统的机床称为数控机床。数控机床的基本组成包括加工程序、输入装置、数控系统、伺服系统和辅助控制装置、反馈系统以及机床本体。二、数控机床的优点1.对加工对象改型的适应性强2.加工精度高3.加工生产率高4.减轻了操作工人的劳动强度5.能加工复杂型面6.有利于生产
12、管理的现代化7.可向更高级的制造系统发展 三、数控机床的使用特点： 1、数控机床对操作维修人员的要求： 操作人员：除了应具有一定的工艺知识和普通机床的操作经验之外，还应对数控机床的结构特点、工作原理以及程序编制进行专门的技术理论培训和操作训练。维修人员：应有较高的理论知识和维修技术，机修人员要懂得一些数控机床的电气维护知识，电修人员要了解数控机床的结构和程序编制。维修人员应有比较宽的机、电、液专业知识。目前主要的数控机床生产厂家都成立了数控机床培训服务中心，各高等院校也纷纷建立了数控培训中心或基地。 2、数控机床对夹具和刀具的要求： 单件生产一般采用通用夹具，批量生产应使用专用夹具。刀具特点：
13、较高的精度、耐用度和几何尺寸稳定，可实现机外预调、快速换刀，具有柄部标准系列，较好控制切削的折断、卷曲和排除，良好的可冷却性能。 三、数控机床的应用范围： 1、多品种、小批量生产的零件。 2、形状、结构比较复杂的零件。 3、需要频繁改型的零件。 4、价值昂贵、不容许报废的关键零件。 5、需要最少周期的急需零件。 6、批量较大、精度要求高的零件。数控机床能够减轻工人的体力劳动，加工精度高，生产效率高，自动化程度高，有利于现代化管理，最关键的是在现在的科技社会中，以后机械会向自动化的方向发展，因此数控机床具有很大的发展前景，这也正是它的优势，是普通车床所没有的。1.3机床分类1. 普通机床：包括普
14、通车床、钻床、镗床、铣床、刨插床等。 2. 精密机床：包括磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床和其他各种精密机床。 3. 高精度机床：包括坐标镗床、齿轮磨床、螺纹磨床、高精度滚齿机、高精度刻线机和其他高精度机床等。 4.数控机床：数控机床是数字控制机床的简称，是一种装有程序的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，从而使机床动作并加工零件。 5.按工件大小和机床重量可分为仪表机床、中小型机床、大型机床、重型机床和超重型机床。 6.按加工精度可分为普通精度机床、精密机床和高精度机床。 7.按自动化程度可分为手动操作机床、半自动机床和自动机床。 8.按机床的控制方式，可分为仿形机床、程序控制机床、数控机床、适应控
