数控技术毕业设计（论文）-轴类零件加工工艺

1、毕 业 论 文 2021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 2021 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、尺寸和外表质量，使其成为到达设计要求的过程。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，遵循的原那么根本一致。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

2、切削用量等，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拟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良，但其自由程度也不大。比方，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

3、设计中，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拟复杂、价值也比拟高的零件，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根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无视，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过失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

4、象，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，有时还要在根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。从生产水平开展和数控加工技术水平提高的角度上来看，

5、数控加工工艺的设计工作也是在不断提高和改良。近年来，随着数控机床加工技术的迅速开展，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开展，就使得工艺路线设计理念发生了很大的变化。数控加工编程的根本概念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那么和格式也不尽相同，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，以使数控机床能平安、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、代

7、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假设干标准和标准我国按照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，但凡数控系统不管档次上下，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为手工编程与自

8、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。这种方法比拟简单，容易掌握，适应性较强。手工编程方法是编制加工程序的根底，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根本功，其重要性是不容无视的。(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、习惯的语言对加

9、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那么进行描述，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 45机床分类6第二章零件的工艺性分析 7810第三章 零件的数控加工分析

10、1116总 结17参考文献18附 录19致 谢20机床加工介绍 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，其运动可分为外表形成运动和辅助运动两类。1. 外表形成运动是使工件获得所要求的外表形状和尺寸的运动，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：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

11、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。数控机床的根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、反应系统以及机床本体。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.有利于生产管理的现代化7.可向更高级的制造系统开展 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

12、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。维修人员应有比拟宽的机、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效劳中心，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：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、结构比拟复杂的零件。 3、需要频繁改型的零件。 4、价值昂贵、不容许报废的关键零

13、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开展，因此数控机床具有很大的开展前景，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

14、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、适应控制机床、加工中心和柔性制造系统。 9.按机床的适用范围，又可分为通用、专用机床。金属切削机床可按不同的分类方法划分为多种类型。 按加工方式或加工对象可分为车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、花键加工机床、

15、铣床、刨床、插床、拉床、特种加工机床等。每类中又按其结构或加工对象分为假设干组，每组中又分为假设干型。 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。 按加工精度可分为普通精度机床、精密机床和高精度机床。 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。 按机床的自动控制方式，可分为仿形机床、程序控制机床、数字控制机床、适应控制机床、加工中心和柔性制造系统。 按机床的适用范围，又可分为通用、专门化和专用机床。 专用机床中有一种以标准的通用部件为根底，配以少量按工件特定形状或加工工艺设计的专用部件组成的自动或半自动机床，称为组合机床。 对一种或几种零件的加

16、工，按工序先后安排一系列机床，并配以自动上下料装置和机床与机床间的工件自动传递装置，这样组成的一列机床群称为切削加工自动生产线。 零件的工艺性分析 如上图所示零件的零件图：材料为45号钢，毛坯尺寸50毫米180毫米的圆棒料。 一、零件的作用：零件主要的作用就是便于操作，使操作简单省劲。二、对零件的零件图进行分析：该零件由外圆柱面、圆锥面、倒角、退刀槽以及螺纹组成，外型比拟复杂。 一、工序的划分及加工路线确实定1.工序的划分安排在数控机床上加工零件，要考虑工件的整个加工工艺的安排，主要原那么有以下：1保证加工质量要经过粗加工，半精加工和精加工，提高加工精度，减小外表粗糙度，保证工件的质量。2合理

17、的使用设备 工序划分的方法很多，一般工件装夹定位方式来说的，这是因为每、个工件都不一样，技术要求也不同，所以定位方式也上不相同的。像零件，如果用一次装夹，一道工序，那么是很难的，再加上还有螺纹的加工，必须装夹2次和两道工序才可以完成。2.确定加工路线1保证零件的加工精度和外表粗糙度的要求2加工路线尽量要短 数控机床所留的精加工的余量一般比普通车床的要少，一般在01。4.主轴转速确实定根据零件来合理选择主轴的转速二、数控加工工艺1.粗加工粗车就是去掉棒料的多余材料，以便给半精加工做出要求的几何形状。从而获得好的加工质量。在粗加工时应该注意：1稳定的切削速度 2去除毛坯到到比拟好的外表，延长刀具的

18、使用寿命。3防止刀具撞入工件太深。4防止改变刀具进给方向5退刀时要慢以免撞刀。2.半精加工就是在粗加工好再一次依着零件的轮廓再给一定的切削量，要比粗加工的慢些，以便后面的精加工做好准备。精加工是最后一次的加工，也是最主要的加工，工件的质量和外表动是很重要的，不可以用缺口的刀具，保证切削过程中的平稳性根据以上的原那么及对零件的分析的到下面两种路线：路线一 工步号加工内容刀具SF1粗车T015000.22粗车零件左端面T015000.2 3粗车MT015000.24粗车T015000.25精车45 M36 30左端面T01,8000.16切槽T025000.27切螺纹T045008调头粗车25.5

19、 R18.5 R13T01 T045000.29精车T02500路线二 工步号加工内容刀具SF1粗车蒲103 T015000.22粗车蒲92T015000.2 3粗车蒲63T015000.24精车25, 30, 45T018000.15粗车SR12.5,R18,锥面T01,T045000.26精车SR12.5,R18,锥面T01,T048000.17调头粗车35蒲40T015008精车35蒲40T018000.19切槽T0250010切螺纹T04500 路线一和路线二都采用相同的刀具刀具号刀具规格名称数量T0190外圆车刀1T02 切槽刀1T0460螺纹车刀1分析：路线一采用的是从左到右的方式

20、进行加工零件，先加工45外圆，然后加工左端面，以左端面为基准再加工其余工序；路线二是以右端面为基准然后加工外圆，再加工R18 R12.5及圆锥局部。路线一加工完螺纹后需要调头然后加工圆锥面及R18 R12.5，而这时螺纹已经加工完毕，装夹的时候就需要考虑是否会影响到他的精度；路线二那么不存在这种情况，可以保证螺纹的精度。由此可以看出：路线二的方案要比路线一的好，因此选用路线二来加工这个零件。工件装夹的实质是在机床上对工件进行定位和夹紧，装夹的目的是通过定位和夹紧使工件在加工过程中始终保持正确的加工位置，以保证该工序所规定的加工技术要求。工件装夹的方法：1.直接找正法，2.划线找正法，3.夹具装

21、夹。机床夹具的功能：1.保证加工质量，2.提高生产率降低本钱，3.扩大机床使用范围，4.减轻工人劳动强度，保证生产平安。数控机床上被加工上的装夹与普通机床上是一样的，都要合理的选择定位基准和装夹方案。在装夹时，必须遵循以下原那么：1.尽量减少装夹次数，争取依次装夹后就可以加工出全部待加工面。2.如果需要二次装夹时，尽量能利用同一基准面，是为了减少误差。定位分析：要加工这个零件先要保证他不能相对于机床自由旋转和沿轴向移动。由于这工件是一个实心轴，所以采用工件的端面和外圆作为定位基准，使用普通三爪卡盘夹加紧工件，在加工螺纹时需要用顶尖顶住工件以保证加工精度。由于零件的形状比拟复杂，一次装夹不能满足

22、其要求，因此需要两次装夹才能满足要求。第三章 零件的数控加工分析 按照路线二的程序卡片编制加工程序：02000:程序号:N1 T0101 ;调用01号刀，01号刀补N2 M03N3 S500N4 G99N5 G00 X51 Z1粗车N6 G90 X48 Z-102 FN7N8 G00 X47 Z1粗车N9 G90 X42.5 ZN10N11N12N13N14 G00 X31 Z1粗车N15 G90 X28 ZN16N17 G00 X200 Z200 N18 M05N19 M00N20 T0101调用01号刀，01号刀补N21 M03N22 S800N23 G00 X25 Z1N24 G01 X

23、25 Z-63 FN25 X26 N26 X30 Z-65N27 Z-92精切30N28 X43定位N29 X45 Z-93倒角N30 Z-102 精切45N31 G00 X200 N32 Z200N33 M05N34 M00 N35 T0101调用01号刀，01号刀补N36 M03N37 S500N38 G00 X25N39 Z0N40 M98 P122021N41 G00 X200N42 Z200 N43 M05N44 M00N45 T0404调用04号刀，04号刀补N46 M03N47 S500N48 G00 X50N49N50 M98 P122021N51 G00 X200N52 Z2

24、00N53 M05N54 M00N55 T0101调用01号刀，01号刀补N56 M03N57 S800N58 G00 X0N59 Z0N60 G03 X25 Z-12.5 R12.5 FN61 G00 X200 N62 Z200N63 M05N64 M00 N65 T0404 调用04号刀，04号刀补N66 G00 X25N67 Z-10N68 G01 X25 ZN69 G03 X20.47 Z-19.676 R12.5 F0.1 N70 G02 X20 Z-40 R18 FN71 G01 X25 Z-60 FN72 G00 X200 N73 Z200N74 M05N75 M30O2021切

25、半球子程序 N1 G01 U N2 G03 U25 W-12.5 R N3 N4 G N5 MO2021切圆弧子程序 N1 G01 U N2 G03 U4.53 W-7.126 R N3 G02 U-0.47 W-20.324 R N4 G01 U5 W N5 G N6 MO2001(掉头装夹) N1 T0101调用01号刀，01号刀补N2 M03 N3 S500 N4 G99 N5 G00 X51 Z1 N6 G90 X48 Z-40 F粗车 N7 X45 N8 X42 N9 X39 N10N11 M05N12 M00N13 M03N14 S800N15 GN16 Z0N17 G01 X35

26、.8 Z-2 FN18 Z-40定位N19 X43N20 X45 Z-41倒角N21 G00 X200N22 Z200N23 M05N24 M00N25 T0202调用02号刀，02号刀补N26 M03N27 S500N28 G00 Z-35N29 X36N30 G01 X31 FN31 G00 X200N32 Z200N33 M05N34 M00N35 T0404调用04号刀，04号刀补N36 M03N37 S700N38 G00 X36.5 Z5N39 GN40N41N42N43 G00 X200 N44 Z200N45 M05N46 M30它是利用计算机专用软件来编制程序。编程人员只需根

27、据零件图样的要求，使用数控语言，由计算机自动地进行数值计算及后置处理，编写出零件加工程序单，加工程序通过直接通信的方式送入数控机床，指挥机床工作。自动编程使得一些计算繁琐、手工编程困难或无法编出的程序能够顺利地完成。 实现自动编程的软件常用的有，等，可以实现多轴联动的自动编程并进行仿真模拟自动编程既由计算机自己编制程序。它是用一台通用计算机配上打印机和自动穿孔机，自动全部的编程内容。编程人员只需根据零件图样的要求，用数控语言一种直观易懂的编程语言编写出相当简短的零件加工源程序，输入计算机，由计算机自动的进行工步划分、运行轨迹计算、切削用量选择、加工程序单的编制以及穿孔带的制作等。编制出的程序还

28、可通过计算机屏幕或自动绘图仪进行刀具运动轨迹的图形校验，可以在计算机屏幕上修改程序。自动编程显著缩短了编程时间，使用时也十分方便。手工编程广泛应用于简单的点位加工及直线与圆弧组成的轮廓加工中。因为这些加工工件的坐标计算较简单，加工程序不长，出错的几率小，采用手工编程经济又及时。但对于几何形状复杂的零件，特别是具有列表曲线、非圆曲线及曲面的零件如叶片、复杂磨具，或者外表的几何元素并不复杂而程序量很大的零件如复杂的厢体，或者工步复杂的零件，手工编程就难以胜任，因此必须用自动编程的方法编制程序。 从零件的零件图可以看出它的形状结构比拟复杂，用手动编程的程序很长，既浪费时间生产效率也不高，因此用自动编

29、程更容易加工。与手动编程相比，自动编程的应运范围更广，加工精度更高，工人的劳动强度也低。第四章 总结通过实例可以知道：数控机床是一种采用计算机，利用数字化信息进行控制的高效、自动化加工机床，是具有高附加值的技术密集型机电一体化设备。数控机床使系统的机械加工工艺开展了质的变化，它已是现代化必不可少的设备。采用数控机床，提高机械工业的数控化率是机械制造业技术更新的必由之路。经过了以上的分析，可以总结出零件的最优工作路线是：以零件的端面和外圆为基准，先加工容易加工的部位，然后在加工比拟难加工和精度要求较高的部位。在数控机床上加工零件，要先进行工艺分析，定位和装夹分析，然后按照选好的工艺路线进行编程。

30、由以上的分析可以看出：自动编程要比手动编程简单的多， 防止了大量的运算，节省了时间，减少了工人的劳动强度。这就大大的提高了工作效率和生产率，并且工件的加工质量也能保证。在实际工作中发现应当注意以下问题：在加工零件是用毛坯的去料而得到的，在加工中要注意的是装夹要夹紧，切削速度要稳定，在精加工的时候不可以用有缺口的刀具。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平安操作技术。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。 在工程材料主要成形加工方法和主要机械加工方法

31、上，具有初步的独立操作技能。在了解、熟悉和掌握一定的工程根底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。 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！ 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、遵守平安技术规那么和保护国家财产的自觉性，提高了我们的整体综合素质。 在整个实习过程中，老师对我们的纪律要求非常严格，制订了学生实习守那么，同时加强清理机床场地、遵守各工种的平安操作规程等要求，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。随着科学的迅猛开展，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。三周的金工实习