数控车床的程序编制与工艺分析

题目：数控车床的程序编制与工艺分析摘要世界制造业转移，中国正在逐步成为世界加工厂。美国、德国、韩国等国家已经进入工业化发展的高技术密集时代与微电子时代，钢铁、机械、化工等重工业正逐渐向发展中国家转移。我国目前经济发展已经过了发展初期，正处于重化工业发展中期。机床是人类，进行生产劳动的重要工具，也是社会生产力发展水平的重要指标。普通机床经历了近两百年的历史。随着电子技术、计算机技术及自动化，精密机械与测量等技术的发展与综合应用，生产了机电一体化的新型机床一一数控机床。数控机床一经使用就显示出了它独特的优越性和强大生命力，使原来不能解决的许多问题，找到了科学解决的途径。数控车床是数字程序控制车床的简称，它集通用性好的万能型车床、加工精度高的精密型车床和加工效率高的专用型车床的特点于一身，是国内使用量最大，覆盖面最广的一种数控机床，也是一种通过数字信息，控制机床按给定的运动轨迹，进行自动加工的机电一体化的加工装备，经过半个世纪的发展，数控机床已是现代制造业的重要标志之一，在我国制造业中，数控机床的应用也越来越广泛，是一个企业综合实力的体现。关键词：数控;工业化发展;加工程序;工艺分析;刀具目录1数控机床的产生与简介2数控机床的编程方法2.1手工编程2.2自动编程3数控机床程序的编制3.1数控编程的基本概念3.2数控编程的步骤4工艺分析方法4.1零件图的工艺性分析4.1.1分析零件的几何要素4.1.2分析了解工件的工艺基准4.2切削用量的选择4.2.1确定合理切削用量的意义4.2.2选择切削用量的一般原则5零件加工编程实例5.1零件的工艺分析：5.1.1图纸分析5.1.2工艺处理5.2刀具的选择及对刀5.3数值计算5.4编写程序5.5填写数控加工工序卡1数控机床的产生与简介数控车床即装备了数控系统的车床。由数控系统通过伺服驱动系统去控制各部件的动作，主要用于轴类与盘类回转体零件的多工序加工，具有高效率，高精度，高柔性化等综合特点，适合中小批量形状复杂零件的多品种，多规格生产。在机械制造工业中并不是所有的产品零件都具有很大的批量，单件与小批量生产的零件（批量在10〜100件）约占机械加工总量的80%以上。尤其是在造船、航天、航空、机床、重型机械以及国防工业更是如此。为了满足多品种，小批量的自动化生产，迫切需要一种灵活的，通用的，能够适用产品频繁变化的柔性自动化机床。数控机床就是在这样的背景下诞生与发展起来的。它为单件、小批量生产的精密复杂零件提供了自动化的加工手段。数控车床按车削中心是在普通数控车床基础上发展起来的一种复合加工机床。车床种类很多，但主要结构都是由：车床主体，数控装置，伺服系统三大部分组成。随着数控技术的发展，数控车床的工序和工艺将更加复合化和集中化。即把各种工序（如车、铣、钻等）都集中在一台数控车床上来完成。目前国际上出现的双主轴结构就是这种构思的体现。2数控机床的编程方法2.1手工编程由人工完成零件图样分析、工艺处理、数值计算、书写程序清单直到程序的输入和检验。适用于点位加工或几何形状不太复杂的零件，不仅费时，而且编制复杂零件还容易出错。2.2自动编程自动编程是用计算机把输入的零件图纸信息改写成数控机床能执行的数控加工程序，也就是说数控编程的大部分工作由计算机来实现。利用CAD或者CAM软件，实现造型及图象自动编程。其中典型的是MasterCAM软件，其可以完成铣削二坐标、三坐标、四坐标和五坐标、车削、线切割的编程，这种软件功能单一，简单易学。3数控机床程序的编制3.1数控编程的基本概念编程就是将加工零件的加工顺序、刀具运动轨迹的尺寸数据、工艺参数（主运动和进给运动速度、切削深度）以及辅助操作（换刀、主轴正反转、冷却液开关、刀具夹紧、松开等）加工信息，用规定的文字、数字、符号组成的代码，按一定格式编写成加工程序。3.2数控编程的步骤数控编程是指从零件图纸分析到获得数控加工程序的全部工作过程。如图1所示，编程工作主要包括：4工艺分析方法数控机床的加工工艺与通用机床的加工工艺有许多相同之处，但在数控机床上加工零件比通用机床加工零件的工艺规程要复杂得多。在数控加工前，要将机床的运动过程、零件的工艺过程、刀具的形状、切削用量和走刀路线等都编入程序，这就要求程序设计人员具有多方面的知识基础。合格的程序员首先是一个合格的工艺人员，否则就无法做到全面周到地考虑零件加工的全过程，以及正确、合理地编制零件的加工程序。4.1零件图的工艺性分析4.1.1分析零件的几何要素首先从零件图的分析中，了解工件的外形、结构，工件上须加工的部位，及其形状、尺寸精度、和表面粗糙度；了解各加工部位之间的相对位置和尺寸精度；了解工件材料及其它技术要求。从中找出工件经加工后，必须达到的主要加工尺寸和重要的位置尺寸精度。4.1.2分析了解工件的工艺基准包括其外形尺寸、在工件上的位置、结构及其他部位的相对关系等。对于复杂工件或较难分辨的工艺基准的零件图时，尚需详细分析有关装配图，了解该零件的装配使用要求，找准工件的工艺基准。4.2切削用量的选择4.2.1确定合理切削用量的意义数控加工时对同一加工过程选用不同的切削用量，会产生不同的切削效果。合理的切削用量应能保证工件的质量要求（如加工精度和表面粗糙度），在切削系统强度、刚性允许的条件下充分利用机床功率，最大限度地发挥刀具的切削性能，并保证刀具具有一定的使用寿命。4.2.2选择切削用量的一般原则（1）粗车时切削用量的选择粗车时一般以提高效率为主，兼顾经济性和加工成本。提高切削速度、加大进给量和切削深度都能提高生产率。其中切削速度对刀具寿命的影响最大，切削深度对刀具寿命的影响最小，所以考虑粗加工切削用量时首先应选择一个尽可能大的切削深度，以减少进给次数，其次选择较大的进给速度，最后在刀具使用寿命和机床功率允许的条件下选择一个合理的切削速度。（2）精车、半精车时切削用量的选择精车和半精车的切削深度是根据零件加工精度和表面粗糙度要求及粗车后留下的加工余量决定的，一般情况是一次去除余量。当零件精度要求较高时，通常留0.2-0.4mm（直径值）的精车余量。精车和半精车的切削深度较小，产生的切削力也较小。5零件加工编程实例5.1零件的工艺分析:5.1.1图纸分析毛坯尺寸650X114。

图1车削加工实例（1）加工内容：此零件加工包括车端面，外圆，倒角，圆弧，螺纹，槽等。（2）工件坐标系：该零件加工需调头，从图纸上尺寸标注分析应设置2个坐标系，2个工件零点均定于装夹后的右端面（精加工面）。装夹*50外圆，平端面，对刀，设置第1个工件原点。此端面做精加工面，以后不再加工。调头装夹*48外圆，平端面，测量总长度，设置第2个工件原点（设在精加工端面上）。（3）换刀点:（120，200）（4）公差处理：尺寸公差取中值。（5）工步和走刀路线的确定，按加工过程确定走刀路线如下：装夹*50外圆表面，探出65mm，粗加工零件左侧外轮廓：2X45。倒角，*48外圆，R20，R16，R10圆弧。精加工上述轮廓。手工钻孔，孔深至尺寸要求。粗加工孔内轮廓。精加工孔内轮廓。调头装夹*48外圆，粗加工零件右侧外轮廓：2X45。倒角，螺纹外圆，*36端面，锥面，*48外圆到圆弧面。5.2刀具的选择及对刀刀具的选择和切削用量的确定，根据加工内容确定所用刀具如图2所示:图2T0101外轮廓粗加工：刀尖圆弧半径0.8mm，切深2mm，主轴转速800r/min，进给速度150mm/min。T0202外轮廓粗加工：刀尖圆弧半径0.8mm，切深0.5mm，主轴转速1500r/min,进给速度80mm/min。T0303切槽：刀宽4mm,主轴转速450r/min,进给速度20mm/min。T0404加攻螺纹：刀尖角60°，主轴转速400r/min,进给速度2mm/r（螺距）T0505钻孔：钻头直径16mm，主轴转速450r/min。T0606内轮廓粗加工：刀尖圆弧半径0.8mm,切深1mm，主轴转速500r/min,进给速度100mm/min。5.3数值计算

未知点坐标计算：P1(40.7,-33.52),P2(42.95,-53.36)螺纹尺寸计算：螺纹外圆=32-0.2=31.85.4编写程序外圆M06T0303内孔刀外圆M06T0202切断刀O0002G00Z10T0101外圆刀M03S400T0404钻头X0M03S600N130GOOZ-30M03S500G01Z-28F0.2N10G00X30Z5X40G00Z5X10G71Q3R1.5G01X28F0.15X0X19Z-10G71P20Q110u0.5w0.3F0.2；G04X3G01Z-50F0.15Z5N20G01Z0F0.2G01X40F0.2G04X3G00X100N30X30Z-2G0X100G01Z10F0.6Z100N40Z-30Z100G00X80Z80M05N50X36M05M30N60X45Z-42M30N70Z-52N80G02X42.95Z-53.36R10F0.2N90G03X40.7Z-73.5R16F0.2N100G02X45Z-84R20F0.2N110G01Z-112F0.2N120GOOX100Z1005.5填写数控加工工序卡工厂数控加工工序卡片零件名称材料轴类45#钢工序号程序编号夹具名称三爪自定心卡盘车间数控中心工步号工步内容刀具号主轴转速进给速度1粗精车左端面外形T016000.22切断T024000.153粗精车圆弧表面T036000.24粗车内孔加工T045000.15通过这次毕业设计，让我对工厂实际零件加工的总体工艺流程有了一定的了解和掌握，这对我今后参加工作将会有很大的帮助。通过这次毕业设计，使我意识到了自己存在的不足之处，使我也清楚了自己今后应该努力的方向，也使我对以前的知识有了更好、更全面的温习和巩固，对以前所学的专业知识总体有了更深入的了解。由于毕业设计的内容涉及到很多的专业知识，如CAD制图、公差与技术测量、金属工艺、机械制造工艺、数控机床和夹具、数控编程等等，因此毕业设计可以说是对我从高中（职业高中）和大学两年共五年来所学专业知识和技能的综合考查。但毕业设计的完成绝不是学习的终结，我将会很好的总结这次毕业设计的经验，并将其应用到我以后的工作中去。本文从数控车床的简介、数控编程的方法、工艺性分析、数控编程的步骤及数控编程加工实例等几方面，比较详细的说明了车削零件加工的方法与步骤。数控机床代表一个民族制造业现代化的水平，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。作为跨世纪的新一代，我们手牵手，向前迈。我们有信心我国机械制造业会更加辉煌，祖国的明天也会更加美好。参考文献张超英等，数控机床加工工艺、编程及操作实训，高等教育出版社，2003明兴祖主编，数控加工技术，北京化学工业出版社2002顾京主编，数控加工编程及操作，北京高等教育出版社2003沈建峰主编，数控车工高级，机