数控加工的工艺设计

数控加工的工艺设计（精选12篇）

数控加工的工艺设计 篇1

0引言

面向数控加工的仿真是目前CAD/CAM领域的一个重要的研究热点,并且已经取得了一些阶段性的成果,甚至有若干种数控加工仿真软件已经实现了商品化,如宇龙仿真系统、斐克仿真系统、宇航仿真系统等。这些数控加工仿真技术主要是为了验证数控程序的可靠性和预测切削加工过程。因此我们可以说,这些数控加工仿真技术解决的主要是切削仿真的部分问题,即防止干涉和碰撞的发生。然而,如果在一段数控加工程序中既有换刀又有转位等工步时,以上这些数控仿真软件就不能给出工艺合理性方面的校验,更不要说提出工艺方面的改进建议了。为此,我们研制了面向数控加工的工艺仿真系统(KDPSS)。KDPSS是一个三维铣削加工数控程序工艺仿真系统,它通过计算机完成加工过程的模拟,并在工艺知识库的支持下判断工艺的合理性。该系统能模拟多种数控系统所构成的加工环境;能检查NC程序在编制过程中的各种错误,包括词法错误、语法错误、切削参数选择错误、碰撞干涉错误等;而且其工艺知识库是一个开放的平台,可以针对不同企业、不同机床进行适应性设计。

1KDPSS系统的基本思路

KDPSS系统的基本思路是在计算机上模拟数控机床换刀、转位、切削等基本功能,实现对加工工艺和NC代码的检验,在计算机屏幕上动态仿真出零件加工过程中刀具的切削运动轨迹,实现非实际切削状态下对工艺过程以及数控代码的验证。系统采用面向对象的Visual C++作为开发工具,利用OpenGL技术来构造虚拟仿真环境,从而使得在不需要真实加工环境下评价数控加工过程成为可能。

2KDPSS系统的总体结构设计

图1为KDPSS系统总体结构图,其采用特征造型方式,即用零件、刀具、夹具和机床模型来构造加工过程,将加工过程视为一个四维时空,即空间的x维、y维、z维和时间维。系统主要分为以下3个部分:

(1)虚拟加工环境:虚拟加工环境由机床模型、零件模型、刀具模型和夹具模型构成,采用OpenGL和三维CAD对机床、夹具、刀具和零件进行造型。

(2)虚拟加工过程:包括数控代码翻译、工艺过程仿真、干涉碰撞检查、加工工时统计4个部分。

(3) 数控库及管理:包含工艺知识库、刀具库、机床库、夹具库等系统支撑数据库及对这些数据的管理。

根据数控代码的要求实现加工中心各个组成部分的协调动作是对数控工艺进行仿真的主要内容,只有工作台和刀具根据数控代码的要求进行动作,才能完成刀具和工件的准确定位,实现刀具与工件的相对运动,以加工出符合尺寸要求的工件。

3数控加工虚拟环境的建立

为了在OpenGL环境下得到完整清晰的虚拟环境,首先利用三维CAD完成对卧式加工中心模型、刀具模型、夹具模型和零件的构造,并经过一系列模型格式的转换,生成STL文件格式,然后在OpenGL的编程环境下,调用这些STL文件就可以形成仿真加工所需的三维模型。数控加工虚拟环境建立的流程见图2。

由于卧式加工中心结构比较复杂,在模型建造过程中分部件完成,主要分为加工中心床身、刀具以及沿x轴移动的工作台;然后根据各组成部分的局部坐标系与视觉坐标系的相对位置关系,在OpenGL的环境下对加工中心的模型进行第二次装配,最终在虚拟环境下形成卧式加工中心的完整模型。

4数控程序的翻译

数控程序翻译主要包括2个方面的内容,即检错和翻译。

(1)检错:

即按照该数控系统的编程规定和有关数控加工的常识对数控代码进行词法分析、语法分析,从而检查出该数控代码的词法错误、语法错误、逻辑错误(其中包括数据不合理、加工状态不合理等)。经过检错,若数控代码未被查出错误,则进入翻译阶段。

(2)翻译:

即从数控代码中提取控制机床部件和零件运动的有关命令动作和状态信息,将运动的数据按照位移和速度的变化划分成一系列时间片段,计算出各时间片段机床模型的坐标值并生成NC信息坐标文件,从而驱动机床模型和零件模型的运动,实现数控代码驱动的工艺过程仿真。数控程序翻译的工作流程见图3。

5数控加工工艺过程的仿真

加工过程的实时仿真是整个数控工艺仿真的核心。在仿真中,要显示数控加工过程,就必须实现动画功能,在保证一定精度的前提下,还要求一定的实时性。根据本系统的要求,我们利用OpenGL提供的双缓存技术可以很方便地实现动画功能。在双缓存模式下,帧存被分成2个视频缓存,即前台视频缓存和后台视频缓存。只有前台视频缓存的内容被显示,绘制函数所绘制的场景才能被送往后台视频缓存。当绘制函数调用结束,并完成了后台视频缓存的内容时,OpenGL便将它拷贝至前台视频缓存。由于这个视频交换的时间极短,肉眼感觉不出来,因此可以实现平滑的图形动画效果。具体程序如下:

wglMakeCurrent(m-hDC,m-hRc);//当前化渲染场景

RenderScene();//调用函数,具体绘制OpenGL图形

SwapBuffers(m-hDC);//交换帧存

wglMakeCurrent(m-hDC,NULL);// 非当前化渲染场景

函数SwapBuffers()用于将后台视频缓存拷贝到前台。在调用函数RenderScene()完成OpenGL的场景绘制之后,需要调用SwapBuffers()以更新屏幕显示。

在数控工艺仿真过程中,对NC程序采取逐句执行的方法,使用nr变量进行记数。当该语句执行完毕后,即工作台和刀具都已运动到指定位置或相差很小时,nr加1,开始执行下一句。在执行每一条数控语句的过程中,利用NC信息坐标文件中存储的数据来控制工作台或刀具移动的终点,即当工作台或刀具的位置还没有达到要求的位置时,控制其位置的变量递增或递减,以实现工作台和刀具的相对运动。递增或递减的量由进给脉冲步长来控制,这样可以保证工件和刀具的相对位置精度。

从工程应用的角度而言,衡量数控加工仿真系统性能完善与否的最重要指标是其计算和图形显示的精度和速度。本系统使用智能缓存技术每次仅更新屏幕显示的变化范围,仅仅是机床工作台和刀具很小的一部分,这样大大加快了显示运行速度。

6结束语

KDPSS系统利用OpenGL技术完成了数控加工虚拟环境的建立,并且通过对数控代码的翻译实现了数控机床尤其是卧式加工中心换刀、转位、切削等工艺过程的仿真。并且在工艺知识库的支持下,实现了对工艺合理性的判断。

摘要：介绍了一个用于数控铣削加工的NC程序检验仿真系统,目的是通过计算机完成加工过程的模拟,以便实现离线检查数控工艺和NC程序的正确性。叙述了系统的NC代码检验、仿真显示等主要功能模块的实现技术。

关键词：数控加工,NC代码,加工工艺仿真

参考文献

[1]江燕,赵新.数控编程系统的研究[J].电子机械工程,2000(2):18-20.

[2]金宇松,李蓓智,王庆霞.基于典型工艺的NC自动编程工具[J].组合机床与自动化加工技术,2004(8):1-5.

[3]范庆林.基于动态企业联盟下的CAPP系统研究[D].石家庄:河北科技大学,2004:25-35.

数控加工的工艺设计 篇2

一.课题介绍

1.目 的

经过两年多的专业知识学习我掌握了一定的基本知识，毕业设计是对我前两年专业知识的综合也是一次回顾，把所学的理论知识灵活的运用到实践操作中来这样更能强化我对专业知识更深一步的理解。

（1）数控加工与编程毕业设计是数控专业教学体系中构成数控加工技术专业知识及专业技能的重要组成部分。

（2）是运用数控原理、数控工艺、数控编程、专业软件等专业知识和数控机床实际操作的一次综合实训练习。

（3）对教学计划和课程设计的一次总结。

2.任务

（1）确定加工方法的选择与加工方案

（2）确定零件的安装与夹具的选择

（3）工步与工序的划分

（4）刀具的选择与切削用量的确定（5）对刀点和换刀点的确定

（6）加工路线的确定

（7）编程误差及其控制

（8）通过编程及加工出满足题目所要求精度的零件

3.拟重点解决的问题

（1）零件的装夹

（2）刀具的对刀

（3）工艺路线的制订

（4）工序与工步的划分

（5）刀具的选择

（6）切削用量的确定

（7）车削加工程序的编写

（8）机床的熟练操作

二.主要内容

1.主要技术指标（1）以小批量生产条件编程。

（2）不准用砂布及锉刀等修饰表面③。

（3）未注倒角采用0.5×45o。

（4）未注公差尺寸按 GB1804-M。

2.设计方案、设计方法、设计手段

（1）设计方案

直接用三爪卡盘装夹,加工螺纹一端,再调头加工圆弧一端.①装夹工件右端约40 mm 处,用90硬质合金外圆车刀手动平端面1mm,再换右端面外圆车刀用G71指令加工至фE×10mm,再换切槽刀切槽5×1.5mm,然后换螺纹刀加工螺纹。②将工件调头用铁皮将切槽处包住装夹该处, 先用车刀手动平端面约18mm,再用外圆车刀G71指令加工至5×1.5mm点。

（注：设计方案的具体装夹图见开题报告。）

（2）设计方法

①先对图纸进行分析确定该零件适合在哪类型的数控机床上加工比较合理 ②再根据我两年来所学的专为业知识对零件进行工艺分析 ③最后编写加工程序并对它进行校验 ④校验无误后即可进行数控自动加工。

（3）设计手段 每六个人成为一组，每个组选一个题目，每个组都有一位指导老师辅导着我们做所选的题目的毕业设计，要求每个人都要做出一份全格的毕业设计。

3.主要工作程序

（1）开机

（2）调试MDI（3）输入加工程序

（4）装夹毛胚件

（5）对刀

（6）程序校验

（7）自动加工

三.主要仪器设备

HNC-CK6140 游标卡尺

其它的辅助工具

四.主要资料及参考文献

[1]詹华西编 《数控加工与编程》西安电子科技大学出版社 2004年

[2]李华编 《机械制造技术》 高等教育出版社，2006年

[3]薛彦成主编《公差配合与技术测量》北京机械工业出版社 1999年

[4]吕士峰、王士柱主编《数控加工工艺》北京国防工业出版社 2006年

[5]李澄,闻百桥主编 《机械制图》 北京高等教育出版社 2003年

[6]方新主编《数控机床与编程》 高等教育出版社 2007年

[7]袁哲俊主编《金属切削刀具》（第三版）上海科学技术出版社1993年

[8]聂建武主编《金属切削与机床》西安电子科技大学出版社2006年

[9]艾

兴、肖诗钢主编《切削用量手册》（第三版）机械工业出版社1994年

[10]刘杰华、任昭蓉主编《金属切削

与刀具实用技术》国防工业出版2006年

五.预期设计（论文）成果

（1）能够在数控车床上加工出我们的零件且保证加工精度及各方面的工艺要求。（2）能够根据零件的程序编制进行零件加工。

（3）能通过零件的自检。

（4）工艺设计方案可通过可行性、经济性分析。

（5）设计的全过程需作好全面、准确、周密的文字记录与总结。

诚 信 声 明

本人郑重声明：

本人所呈交的毕业设计（论文）《轴“ title=”下一页">> >> >>| 类零件的数控加工工艺的编制及加工图》是在刘老师、闫老师两位教师的指导下，根据任务书的要求，独立撰写的。

本设计（论文）中所引用的其他个人或集体已发表的文字和研究成果，或为获得教育机构的学位或证书所使用过的材料，均已明确注明。

凡为本文的撰写所提供的各种形式的帮助，本人在致谢中已经明确表达了谢意。

本人完全意识到本声明的法律结果。

毕业论文（设计）作者签名：

2008年11月12日

目 录 摘 要 1 前 言 2 1.零件图工艺分析 3 1．1数控加工工艺基本特点 4 1.2设备选择 5 1.3确定零件的定位基准和装夹方式 5 1.3.1粗基准选择原则 5 1.3.2精基准选择原则 5 1.3.3定位基准 5 1.3.4装夹方式 5 1.4加工方法的选择和加工方案的确定 1.4.1加工方法的选择 6 1.4.2加工方案的确定 6 1.5工序与工歩的划分 7 1.5.1按工序划分 7 1.5.2工歩的划分 7 1.6确定加工顺序及进给路线 7 1.6.1零件加工必须遵守的安排原则 7 1.6.2进给路线 8 1.7刀具的选择 9 1.8切削用量选择 10 1.8.1背吃刀量的选择 10 1.8.2主轴转速的选择 10 1.8.3进给速度的选择 11 1.9编程误差及其控制 12 1.9.1编程误差 13 1.9.2误差控制 14 2.编程中工艺指令的处理 15 2.1常用G指令代码功能表 15 2.2常用M指令代码功能表 16 3.程序编制及模拟运行、零件加工或精度自检 17 3.1程序编制 17 3.2模拟运行 19 3.3零件加工 19 3.4精度自检 19 致 谢 20 设 计 小 结 21 附 录 22 轴类零件的数控加工工艺的编制及加工图

摘 要

数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术,数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造的渗透形成的机电一体化产品,即所谓的数字化装备,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但发展和应用领域的扩大他对归计民生的一些重要行业(IT、汽车、医疗、轻工等)的发展起着越来越重要的作用,因为这些行业所需要装备的数字化已是现代发展的大趋势.在我国加入WTO和对外开放进一步深化的新环境下,发展我国数控技术及装备是提高我国制造业信息化水平和国际竞争能力的重要性保证.数控加工与编程毕业设计是数控专业教学体系中构成数控加工技术专业知识及专业技能的重要组成部分，通过毕业设计使我们学会了对相关学科中的基本理论基本知识进行综合运用,同时使对本专业有较完整的系统的认识,从而达到巩固、扩大、深化所学知识的目的,培养和提高了综合分析问题和解决问题的能力以及培养了科学的研究和创新能力。

选这个题目的目的是它能体现出我对所学知识的掌握程度和灵活规范的运用所学知识，在我认为要成为一名合格的在学生，以自己的的思路用所学的知识来完成一份成功的毕业设计是必不可少的。

此次的毕业设计主要解决的问题是零件的装夹、刀具的对刀、工艺路线的制订、工序与工步的划分、刀具的选择、切削用量的确定、车削加工程序的编写、机床的熟练操作。主要困难的是两次装夹中的水平Z向长度难以保证、切削|<< << < 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >> >>| 用量的参数设定、对刀的精度、工艺路线的制订。

运用数控原理、数控工艺、数控编程、专业软件等专业知识和数控机床实际操作的一次综合练习，能让我感触当代科学的前沿，体验数控魅力，为人们的生活带来方便，进一步认识数控技术，熟练数控机床的操作，掌握数控，开发数控内在潜力。

关键词：数控 数控技术 毕业设计

前 言

本次毕业设计是学院为了提高学生的数控技术及相关技能等综合运用能力，通过毕业设计和完成毕业论文也是学院对毕业生生毕业资格的审核条件，同时也为我们以后的工作打下理论基础，本次设计是由指导老师刘老师、闫老师精心指导下和六位同学的共同协作下完成的。

数控技术是数字程序控制数控机械实现自动工作的技术。它广泛用于机械制造和自动化领域，较好地解决多品种、小批量和复杂零件加工以及生产过程自动化问题。随着科技的迅猛发展，自动控制技术已广泛地应用于数控机床、机器人以及各类机电一体化设备上。同时，社会经济的飞速发展，对数控装置和数控机械要求在理论和应用方面有迅速的发展和提高。数控加工和编程毕业设计是数控专业教学体系中构成数控加工技术专业知识及专业技能的重要组成部分，通过毕业设计使我们学会了对相关学科中的基本理论、基本知识进行综合运用，同时使对本专业有较完整的、系统的认识，从而达到巩固、扩大、深化所学知识的目的，培养和提高了综合分析问题和解决问题的能力，以及培养了科学的研究和创造能力。

数控技术不断的发展，数控技术很快会普极中国工业基地，成为工业发展的标志，数控技术的成熟也是当代科技发展的标志，所以数控技术也是国家经济的体现，中国经济正加快向新兴工业化道路发展，制造业已成为国民经济的支柱产业。先进数控技术的广泛使用，导致数控应用型人才严重短缺、作为当代的数控技术的学者我感到无比的荣幸，又感到无比的艰巨。

本毕业设计内容主要是详细叙述利用数控车床来加工零件。大致包含了数控技术特点的阐述、零件的工艺的分析过程、加工中一些问题的解决方法、数控加工过程、、数控编程、机床操作与零件自检过程等，另外还有设计说明书、参考文献、毕业设计小结、致谢、附录等部分。设计者以严谨务实的认真态度进行了此次设计，但由于知识水平与实际经验有限，时间又较为紧迫。在设计中难免会出现一些错误、缺点和疏漏，诚请各位评审老师给于批评和指正。

1.零件图工艺分析

零件车削工艺分析C-3所示，零件材料处理为：45钢，调制处理HRC26～36，下面对该零件进行数控车削工艺分析。

零件如图：

图1.1 零件图

考核要求：

以小批量生产条件编程。

不准用砂布及锉刀等修饰表面。未注倒角0.5×45o。

未注公差尺寸按 GB1804-M。

5、有关参数：考生抽签决定按1~4组数据进行加工。

1组 2组 3组 4组 A 18 18.5 19 19.5

B 2828.52929.5C 16 16.5 17 17.5

D 20 20.5 21 21.5

E 2222.52323.5

1．1数控加工工艺基本特点

数控机床加工工艺与普通机床加工原则上基本相同，但数控机床是自动进行加工，因而有如下特点：①数控加工的工序内容比普通机床的加工内容复杂，加工的精度高，加工的表面质量高，加工的内容较丰富。②数控机床加工程序的编制比普通机床工艺编制要复杂些。这是因为数控机床加工存在对刀、换刀以及退刀等特点，这都无一例外的变成程序内容，正是由于这个特点，促使对加工程序正确性和合理性要求极高，不能有丝毫的差错。否则加工不出合格的零件。

在编程前我们一定要对零件进行工艺分析，这是必不|<< << < 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >> >>| 可少的一步，如图C3我要对该零件进行精度分析，选择加工方法、拟定加工方案、选择合理的刀具、确定切削用量。该零件由螺纹、圆柱、圆锥、圆弧、槽等表面组成，其中由较严格直径尺寸精度要求的如Φ28±0.02mm,ф轴线长度的精度如5±0.04mm，27.5±0.04mm，粗糙度3.2μｍ，球面Sф可控制球面形状精度、30°的锥度等要求。

mm,mm。经上面的分析，我可以采用一下几点工艺措施：（1）零件上由精度较高的尺寸数据如圆柱ф28±0.02mm、ф长度5±0.04mm、27.5±0.04mm，球Sф

mm，轴向

mm，在加工时为了保证其尺寸精度应取其中间值分别取值为ф28mm、ф23.005mm长度5mm，27.5mm，球Sф29.015mm即可。[注：上述座标值是以半径值给出的。形式如（X，Z）]（2）在轮廓曲线上，有四处圆弧依次相连，既过象限又改变进给方向的轮廓曲线。为了保证其轮廓曲线的准确性，我们通过计算到端部R5mm的圆弧与直线的切点坐标为（2.922，0），与RCmm的圆弧切点坐标为（7.791，-6.136），RC与SфBmm的切点坐标为（11.210，-20.791），SфBnmm与R5mm的切点为（12.271，-37.739），R5mm与фEmm的切点坐标为（11.5，-40.406）。[注：上述座标值是以半径值给出的。形式如（X，Z）。]（3）为便于装夹，为了保证工件的定位准确、稳定，夹紧方面可靠，支撑面积较大，零件的左端是螺纹，中段最大的直径的圆柱ф28mm。右端是依次相连的圆弧，显然右端都是圆弧相连不可能装夹，所以应留在最后加工，应先装夹毛坯加工出左端螺纹及圆柱ф28mm。调头装夹ф28mm的圆柱加工右端圆弧，毛坯选ф30×120mm。

1.2设备选择

根据该零件的外形是轴类零件，比较适合在车床上加工，由于零件上既有切槽尺寸精度又有圆弧数值精度,在普通车床上是难以保证其技术要求。所以要想保证技术要求,只有在数控车床上加工才能保证其加工的尺寸精度和表面质量。由于本校现使用的是华中数控系统，所以利用现有资源。我选择在本校的数控机床HNC-CK6140加工该零件。数控机床HNC-CK6140实物图见附录一。

1.3确定零件的定位基准和装夹方式

1.3.1粗基准选择原则

（1）为了保证不加工表面与加工表面之间的位置要求，应选不加工表面作粗基准。

（2）合理分配各加工表面的余量，应选择毛坯外圆作粗基准。

（3）粗基准应避免重复使用。

（4）选择粗基准的表面应平整，没有浇口、冒口或飞边等缺陷。以便定位可靠。

1.3.2精基准选择原则

（1）基准重合原则：选择加工表面的设计基准为定位基准；

（2）基准统一原则，自为基准原则，互为基准原则。

1.3.3定位基准

综合上述，粗、精基准选择原则，由于是轴类零件，在车床上只需用三抓卡盘装夹定位，定位基准应选在零件的轴线上，以毛坯ф35mm的棒料的轴线和右端面作为定位基准。1.3.4装夹方式

数控机床与普通机床一样也要全里选择定位基准和夹紧应力求设计、工艺与编程计算的基准统一，减少装夹次数，尽可能在一次定位装夹后，加工出全部待加工表面，避免采用占机人工调整式加工方案，以充分发挥数控机床的效能。装夹应尽可能一次装夹加工出全部或最多的加工表面。由零件图可分析，我应先装夹毛坯ф30mm的棒料的一端，夹紧其40mm的长度加工螺纹。一直加工到零件右端的фEmm，然后将棒料卸下。装夹ф28mm的圆柱表面，加工另一端的圆弧。这样两次装夹即可完成零件的所有加工表面，且能保证其加工要求。装夹图如下：

图1.3.1 加工螺纹的装夹图

图1.3.2 加工圆弧的装夹图

1.4加工方法的选择和加工方案的确定

1.4.1加工方法的选择

加工方法的选择原则是在保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的前提下，兼顾生产效率和加工成本。在实际选择中，要结合零件形状、尺寸大小、热处理要求和现有生产条件等全面考虑。因为该零件是轴类零|<< << < 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >> >>| 件，比较适合在车床上加工，又经过对零件图尺寸分析，尺寸精度比较高。如ф28±0.02mm，ф29mm，ф23mm等，在普通车床是难以保证其尺寸精度、表面粗糙度，所以应该选择在数控车床上加工。

1.4.2加工方案的确定

零件上精度比较高度表面加工，常常是通过粗加工、半精加工和精加工逐步达到的。该零件有两种加工方案：①直接用三抓卡盘装夹、调头加工。②用三抓卡盘装夹夹紧和自由端活动顶尖，经试验论证第二种方案装夹困难，对刀、退刀及换刀相当困难，所以在这里选择第一种方案加工，能够保证其技术要求。

1.5工序与工歩的划分

1.5.1按工序划分

工序划分有三种方法 ①按零件的装夹定位方式划分 ②按粗、精加工划分工序 ③按所用的刀具划分工序。

由于零件需要调头加工，如果按粗、精加工划分工序。在调头加工前后各有一次粗加工和精加工，显得比较繁琐，所以不可取；如果按所用的刀具划分工序，刀具有四把，虽然不多，但是在调头加工前后至少要重复使用三把刀，而同一把刀的两次粗、精加工分别在调头加工前后，加工内容不连续，所以也不合理，不易划分工序；只有按零件的装夹定位方式划分工序比较符合该零件的加工工序，且能保证两次装夹的位置精度，每一次装夹为一道工序。该零件只需调头前、后加工两道工序即可完成所有的加工表面，且能保证各尺寸精度及表面粗糙度。

1.5.2工歩的划分 因为每一把刀在粗加工的背吃刀量一致，在精加工中背吃刀量相同，不易划分工歩；这里选用加工不同的表面来划分工序就比较容易：

①车削螺纹端的工歩为:90°外圆车刀平端面─→右端面外圆车刀车削1.5×45°的倒角，фD×25mm─→端面ф28mm─→圆柱ф28mm─→30°的锥台面─→фE×10mm─→切槽刀切槽5×1.5mm─→外螺纹车刀车削MD×1.5mm。

②车削圆弧端的工歩为：90°外圆车刀平端面─→右端面外圆车刀圆弧R5mm─→圆弧RCmm─→球фBmm─→圆弧R5mm─→фE×5mm─→切槽刀切槽5×1.5mm 1.6确定加工顺序及进给路线

1.6.1零件加工必须遵守的安排原则

（1）基面先行 先加工基准面为后面的加工提供经基准面，所以我应线平右

端面作为基准面。

（2）先主后次 由于所加工的表面均为重要表面，所以应按照顺序从右到左

依次加工MD×1.5mm，ф28mm，фEmm螺纹调头后一次加工R5mm，фBmm，фEmm等。

（3）先粗后精 先车削去大部分的金属余量，再进行成形切削保证零件的尺

寸要求和质量要求。（4）先面后孔 由于该零件没有孔，所以在该处不做考虑。

1.6.2进给路线

在数控加工中，刀具好刀位点相对于工件运动轨迹称为加工路线。编程时，加工路线的确定原则主要有以下几点：

（1）加工路线应保证被加工零件的精度和表面粗糙度，且效率高；

（2）使数值计算简单，以减少编程工作量；

（3）应使加工路线最短，这样既可减少程序段，又可减少空行程时间。

（4）确定加路线时，还要考虑工件的加工余量和机床、刀具的刚度等情况，确定一次走刀，还是多次走刀来完成所有加工表面，具体综合上面进给线的特点再根据具体零件具体分析，我确定该零件的进给路线有两步如下图所示：

图1.6.1 零件轮廓

第一步: 车削带有的螺纹的一端，从右到左先粗车外形фDmmm、ф28mm、фEmm到槽5±0.04mm的左端面处后，精车外形路线统粗车一样，再换刀切削5×1.5mm的槽，最后再换刀切削螺纹。如图4.2螺纹加工路线。

图1.6.2 螺纹加工路线

第二步: 车削带有圆弧的一端，从右到左先粗车外形R5mm、RCmm、фBmm到фEmm后2mm后精车外形路线同粗车一样。最后切削5±0.04mm的槽。如图4.3螺纹加工路线。

图1.6.3 圆弧加工路线

1.7刀具的选择

刀具的选择是数控加工中重要的工艺内容之一，它不|<< << < 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >> >>| 仅影响机床的加工效率，而且直接影响加工质量。编程时，选刀具通常要考虑机床的加工能力、工序内容、工件材料等因素。与传统的加工方法相经，数控加工对刀具的要求更高。不仅要求精度高、刚度高、红硬性好、耐用度高，而且要求尺寸稳定、安装调整方便，能适应高速和大切削用量切削。选刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸和形状相适应。接合零件轮廓相对还是较复杂，所以具体选刀如下：

1、平端面可选用90°WC-Co的硬质合金外圆车刀，粗车、精车及在这里我选择一把硬质合金右端面外圆车刀，为防止在进行圆弧切削时刀具的副后刀面与工件轮廓表面发生干涉（可用作图法检验），副偏角应选择Kr′大一点的，取Kr′=40°右端面外圆车刀的材料选择及Kr′值这里分别参照《金属切削与刀具实用技术》一书表1-1，表1-17。

2、切槽时由于零件中槽宽5±0.04mm，一般都选刀宽4mm,刀杆25×25mm材料为高速钢W18CrV4R的切断刀，切槽时选用4mm 刀宽即可。切槽刀的选择及型号这里分别参照《《金属切削与刀具实用技术》一书表1-3，表2-2。

3、切螺纹时为了保证其螺纹刀的强度这里选用W18CrV4R高速金60°外螺纹车刀，为了保证螺纹牙深，刀尖应小于轮廓最小圆弧半径Rε，Rε=0.15～0.2mm。刀具选材料参照《《金属切削与刀具实用技术》一书表1-3即可。

刀具表如表7-1所示：

表1.7.1 数控车加工刀具卡片

产品名称

考试件

或代号 序号 刀具号 刀具规

数量

加工表面

零件名称

轴类零件

零件图号

GDSKC 020107 备注 格名称 2 3 4 编制 T01 T02 T03 T04 90°硬质合金外圆车刀

右端面外圆车刀 高速钢切槽刀 60°高速钢外螺纹车刀 陈谦

审核 1 1 1

平端面、粗车轮廓 精车轮廓 切槽 车削螺纹 批准

共1页

右偏刀 右偏刀

第1页

1.8切削用量选择

切削用量包括主轴转速（切削速度）、切削深度或宽度、进给速度（进给量）等。对于不同的加工方法，需选择不同的切削用量，并应编入程序单内。

合理选择切削用量的原则是：粗加工是，一般以提高生产率为主，但也考虑经济性和加工成本；精加工进，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性加工成本。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册，并结合经验而定。

1.8.1背吃刀量的选择

零件轮廓粗车循环时选ap=2mm，精加工时选ap=0.2mm，螺纹粗车时选ap=0.4mm，逐刀减少粗车4次后，精车时选ap=0.1mm。这里粗车ap值、精车ap值都是《金属切削与刀具实用技术》一书。

1.8.2主轴转速的选择

粗车直线和圆弧时n=800r/min，精车时n=1500r/min，切槽时n=600r/min，切螺纹时n=300r/min，精车时选n=300r/min。粗车和精车的主轴转速的选取都是根据平时上课所讲的及前人的实践经验所给定的。

1.8.3进给速度的选择 粗车直线、圆弧时选F=150mm/min，精车时选F=50mm/min，切槽时选F=8mm/min，粗车螺纹时选F=100mm/min，精车时选F=50mm/min。参照《数控加工与编程》一书表1-2选取。

综上所述，零件的数控车削工艺分析的内容，并将其填入在表 8-1 所示的数控工艺卡上。工艺卡片上其主要内容有：工步分析、工步内容、各工步所用的主轴转速、刀具及进给速度。

表1.8.1 数控车削加工工艺卡片

单位 名称 工序号 001 工步号 鄂东职业 技术学院 程序编号

工步内容

对刀、平端面及试切外圆 从右至左

产品名

零件名称

称及代号 考试件 夹具名称 三抓卡盘

刀具规

刀具号

格/mm

轴类零件 使用设备 华中数控CK6140 主轴转速/（r·min-1）500

进给速度/（mm·min-1）50

GDSKC020107 车间 数控实训基地 背吃刀量/mm

备注

零件图号 T01 25×25 手动 粗车轮廓 从右至左 精车轮廓 5 6 编制 切槽 粗车螺纹 精车螺纹 陈谦

审核

T02 25×25 800 150 2 自动

T02 T03 T04 T04 批准

25×25 25×25 25×25 25×25

1000 800 300 300

8

0．2 自动

1.5 min/r 自动

共1页

自动

第1页

2008年10月23日

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表1.8.2 数控车削加工工序卡片

鄂东职业技术学院 数控加工工艺产品名称或代号 零件名称 材料 零件图号

卡

程序

工序号

编号

001

三抓卡盘 夹具名称

夹具编号

加工面 毛坯表面 刀具号

45钢 GDSKC020107 车间

备注 手动 HNC-6140 刀具规格/mm 25×25 工步号 工步内容 1 对刀平端面及试切ф30mmr主轴转速进给速度/背吃刀量/(r/min）（mm/min)/mm 500

T01 外圆 粗车倒角1.5×45°mm 倒角面 粗车фMD×25mm фD的圆柱面 T02 3 粗车ф28mm的端面 ф28的端面 T02 4 粗车ф28×13.169mm的圆柱ф28的圆柱表表面

面 T02 5 粗车ф30°的锥面 °30锥面 T02 6 粗车фE×10mm фE的外圆柱表面 T02 7 精车倒角1.5×45°mm 倒角面

T02 8 精车фMD×25mm фD的圆柱面 T02 9 精车ф28mm的端面 ф28的端面 T02 10 精车ф28×13.169mm的圆柱ф28的圆柱表表面

面 T02 11 精车30°的锥面 30°锥面 T02 12 精车фE×10mm фE的外圆柱表面 T02 13 切槽5×1.5mm ф18的外圆柱表面 T03 14 粗车фMD×1.5mm фMD×1.5螺纹面 T04 15 精车фMD×1.5mm фMD×1.5螺纹面 T04 002

平右端面

右端面 T01 2 粗车R5mm的圆弧 R5的曲面 T02 3 粗车RCmm 的圆弧 RC 的曲面 T02 4 粗车SфBmm的球面 车SфB的球面 T02 5 粗车R5mm的圆弧 R5的曲面 T02 6 粗车фE×4.406mm фE的圆柱面 T02 7 精车R5mm的圆弧 R5的曲面 T02 8 精车RCmm 的圆弧 RC 的曲面 T02 9 精车SфBmm的球面 SфB的球面 T02 10 精车R5mm的圆弧 R5的曲面

T02 11 精车фE×4.406mm

фE的圆柱面 T02

25×25 800 25×25 800 25×25 800 25×25 800 25×25 800 25×25 800 25×25 1000 25×25 1000 25×25 1000 25×25 1000 25×25 1000 25×25 1000 25×25 800 25×25 300 25×25 300

25×25 800 25×25 800 25×25 800 25×25 800 25×25 800 25×25 800 25×25 1000 25×25 1000 25×25 1000 25×25 1000 25×25

1000

2 150 2 150 2 150 2 150 2 150 2 50 0.2 50 0.2 50 0.2 50 0.2 50 0.2 50 0.2 8 50 50

2 150 2 150 2 150 2 150 2 150 2 50 0.2 50 0.2 50 0.2 50 0.2 50

0.2

自动 自动 自动 自动 自动 自动 自动 自动 自动 自动 自动 自动 自动 自动 自动

手动 自动 自动 自动 自动 自动 自动 自动 自动 自动 自动 12 编制 切槽5±0.04mm 陈谦

审核

фA的圆柱表面

T03 批准

25×25

800 8 第 1页

自动

共

页

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1.9编程误差及其控制

1.9.1编程误差

编程阶段的误差是不可避免的，误差来源主要有三种形式：近似计算误差、插补误差、尺寸圆整误差，直接影响加工尺寸精度，本次加工主要误差是计算误差与圆弧相切的切点坐标及未知交点坐标值。我们是经过笔算的数值，存在着较大的误差。

1.9.2误差控制

为了尽可能的减少笔算误差，我们采取在AutoCAD上按其尺寸精度绘出零件图，再利用“工具” ─→“查询” ─→“点坐标”捕捉各圆弧切点坐标，其精度达到0.001级，这样能有效地将误差控制在（0.1～0.2）倍的零件公差值内。

2.编程中工艺指令的处理

2.1常用G指令代码功能表

。零件来调参图表2.1.1 数控车床G功能指令（HNC-22T）

代码 *G00 G01 G02 G03 组 意义

直线插补 顺圆插补 逆圆插补

代码 G29 *G40 G41

组 00 09

意义 回参考点 参考点返回 刀径补偿取消 刀径左补偿

代码 G52 G53 *G54～G59

组 00 11

意义

局部坐标系设定 机床坐标系编程 工件坐标系1～6选择 快速点定位 G28 01 G33 G04 G07 *G11 G12 *G17 G18 G19 G20 螺纹切削 00 暂停延时 16 虚轴设定 07 单段允许 单段禁止

G42 G43 G44 *G49 *G50

04 03 05 10

刀径右补偿 刀长正补偿

G92 G65

00

工件坐标系设定 宏指令调用

XY加工平面 G51 02 ZX加工平面 G24 YZ加工平面 *G25 08 英制单位

G68 注：①表内00组为非模态代码；只在本程序内有效。其他组为模态指令，一次制定后持续有效，直到被其他组其他代码所取代。

②标有*的G代码为数控系统通电启动后的默认状态。

2.2常用M指令代码功能表

表2.1.2 常用M指令代码

代码 M00 M01 M02 M03 M04 M05 作用时间 组别 意义 ★ ★ ★ # # ★ a 00 00

代码 作用时间 组别 意义

# # ★

b 00

代码 作用时间 组别 意义 ★ ★ ★

00 00 00 00

主轴准停 程序结束并返回 更换工件 子程序调用 子程序返回

程序暂停 M06 条件暂停 M07 程序结束 M08 主轴正转 M09 主轴反转 M10 主轴停转 M11

自动换刀 M19 开切削液 M30 开切削液 M60 关切削液 M98 夹紧 松开

M99

c 注：①表内00组为非模态代码；其余为模态代码，同驵可相互取代。

②作用时间为“★”号者,表示该指令功能在程序段指令运动完成后开始作用；为“# ”号者，则表示该指令功能与程序段指令运动同时开始。

3.程序编制及模拟运行、零件加工或精度自检 3.1程序编制

程序段号 程序内容 001 %0001 N01 T0101 N02 M03S800 N03 G00X35Z3 N04 M08 N05 G71U1R2P06Q13X0.2Z0.2F150 N06 G00X18Z3S1000 N07 G01Z0F50 N08 X21Z-1.5 N09 Z-25 N10 X28 N11 Z-38.169 N12 X23.05Z-47.5 N13 G01W-10 N14 G00X100 N15 Z100 N16 T0202 N17 G00X32Z-25 N18 G01X18F10 N20 G04P3 N21 G00X25 N22 W1.5 N23 G01X21 N24 X18W-1.5 N25 G04P3 N26 G00X100 N27 Z100 N28 T0303 N29 G00X30Z3S300 N30 G76C2R2E3A60X19.04Z-22K0.974U0.32V0.16Q0.5F1.5 N31 G00X100Z100 N32 M09 N33 M05 N34 M30 002 %0001 N01 T0101 N02 M03S800 N03 G00X30Z3 N04 M08 N05 G71UI1R2P06Q12E0.2F200

程序注释 ；程序起始行 ；右端面外圆车刀 ；主轴正转 ；循环起点 ；开切削液 ；粗车轮廓 ；快速定位 ；精车起点 ；精车倒角 ；精车ф21的外圆；精车ф28的端面；ф28的外圆表 ；30°的锥面 ；фE的外圆面 ；退刀快速定位 ；退刀快速定位 ；换切槽刀 ；快速定位 ；切槽至ф18 ；暂停修光 ；快速定位 ；快速定位 ；倒角起点 ；倒角1.5 ；暂停修光 ；退刀快速定位 ；退刀快速定位 ；换外螺纹车刀 ；车螺纹循环起点 ；车螺纹 ；退刀快速定位 ；关切削液 ；主轴停转 ；程序结束并返回

；右端面外圆车刀 ；主轴正转 ；循环起点 ；开切削液 ；粗车轮廓

N06 N07 N08 N09 N10 N11 N12 N13 N14 N15 N16 N17 N18 N19 N20 N21 N22 N23 N24 N25 N26 N27 G00X5.844Z3S1000 G01Z0F80 G03X15.582Z-6.136R5 G02X22.420Z-20791R17 G03X24.542Z-37.739R14.508 G02X23.05Z-40.406R5 G01Z-44 G000X100 Z100 T0202 G00X35Z-46.5 G01X19F10 G04P3 G00X35 Z-47.5 G01X19 G04P3 G00X100 Z100 M09 M05 M30

；快速定位 ；精车起点 ；精车R5的圆弧 ；精车R17的圆弧 ；精车ф29的圆弧 ；精车R5的圆弧 ；фE的外圆面 ；退刀快速定 ；退刀快速定位 ；换切槽刀 ；快速定位 ；切槽至ф19 ；暂停修光 ；退刀 ；快速定位 ；切槽至ф19 ；暂停修光 ；退刀 ；退刀 ；关切削液 ；主轴停转 ；程序结束并返回

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注:程序编制中有关数值单位一律采用毫米(mm)制

3.2模拟运行

数控加工程序编制好后将其输入数控车床，然后对刀，在将机床锁住进行程序校验，仔细观察其模拟加工路线是否有干涉、过切、出错等现象，若有应及时对程序错误处进行修改，修改后保存，再次调出修改后的程序进行校验，直到程序万无一失，没有任何错误的情况下方可进行自动加工。注：这个环节是必不可少的，否则会发生打刀等损坏机床其它部件的情况，直接影响机床的加工精度及寿命，更严重的是存在人身安全隐患。3.3零件加工

装夹好毛坯，调出编制好的程序，直接进行自动加工直至程序结束。

3.4精度自检

将加工好的零件卸下，用游标卡尺、千分尺对零件的尺寸精度及粗糙度进行检测。看是否达到零件的技术要求即可。

致 谢

经过这次的毕业设计，让我深刻的体会到什么叫做作真正的学以置用，这正是我们做学问真正的目的，也正是大多数学者难以做到的一点。

在课堂上学到的都是以理论为主，实践为辅，而现实生活中不论是做什么事情都是以理论为办事依据，实际行动为主。比如：我们的毕业设计就是要以理论知识为原则来设计自已的数控车削加工过程，然后再根据你的设计步骤来进行实践验正，看实践操作是否满足工艺过程和技术要求，若不行则要进行多次修改直到合格为止。在这里我学到了做任何事情要细心、认真、有耐心，考虑每一个细节问题要全面周到。

在设计期间，我们以小组为单位，遇到问题一起分析，找出关键地方，使我们能在较短的时间内找到解决方案，让我们在零件的加工实践操作中和工艺方面的分析得到进一步的认识，也看到了互相学习钻研和拼搏的精神，我的毕业是经过一次又一次的修改和反复的验正，最后在老师的批准下，毕业设计终于合格了。我的毕业设计之所以能圆满的完成是在得到指导老师刘老师、闫老师精心指导下和我们组的其他成员汪卫、张行、倪新、曾旭、金涛同学的互相帮助下完成的，在这里我要忠心的感谢我们的指导老师刘老师、闫老师的精心指导以及我们组其他成员的帮助。我还要真诚的祝福各老师在以后的岁月里身体健康、步步高升；祝福同学们在今后的人生道路上工作顺利、事业有成。

设 计 小 结

在开始做毕业设计前，我认真阅读了毕业设计指导书，对零件图进行仔细的分析，从而在设计前有一个清晰的思路，也为我的设计打下了基础，使我的开题报告能顺利的完成。开题报告完成后，接着开始进行正文的撰写，设计也就正式开始了，首先我们对零件进行了工艺分析，如毛坯尺寸大小的确定和材料的确定，选择合适的加工方案法，拟定加工方案，选择合适的夹具、刀具与切削用量的确定等。在工艺分析上，让我们巩固了在大一大二时学的机械制造、机械制图、机械设计、公差与配合、金属工艺CAD绘图等专业课程，是我更好把各专业课相结合起来去完成毕业设计。随着毕业设计做完，也将意味我的大学生活即将结束，但在这段时间里面我觉得自己是努力并快乐的。在繁忙的的日子里面，曾经为解决技术上的问题，而去翻我所学专业的书籍。经过这段时间我真正体会了很多，也感到了很多。

在两年的大学生活里，我觉得大多数人对本专业的认识还是不够,在大二期末学院曾为我们组织了三个星期的实习，为了更深入的理解并掌握大学的专业知识，加强专业技能。我选择的毕业设计课程是：轴类零件加工。通过次此的分析，需要对刀具的切削参数进行计算等方面的问题给予考虑，这些方面的知识都需要我们去复习以前的知识，在对以前学的知识进行初步系统回顾之后，大脑形成一初步的印象。各专业课之间相关联的知识也能很好的理解。在这次毕业设计中，给我最大的体会就是熟练的操作技能来源我们平时对专业知识的掌握程度。比如，我们想加快编程速度，除了对各编程指令的熟|<< << < 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >> >>| 练掌握外，还得需要你必须掌握零件的工艺方面的知识，对夹具刀具切削用量参数的设定我们必须清楚。

在设计中得到了老师和小组同学的指导与帮忙，非常谢谢！回顾这一个月的设计历程，太多的感想和心得是无法用文字来表达的。每次在遇到难点问题并通过自己的不断努力克服难关时，那份成就感，那种喜悦之情是别人无法体会到的。看到身边的同学都是那么认真投入，相互支持和鼓励的奋进，想像我们以后在工作中也会有这种拼搏的精神。

附 录

华中数控车床实物图

游标卡尺实物图

支承套零件的加工工艺及夹具设计 篇3

关键词：支承套；加工工艺；夹具设计

中图分类号：TG659 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）18-0012-02

支承套类零件在机械工业中有着广泛的应用。但是，由于支承套类零件一般壁薄、直径大，且长度较长，属于薄壁筒类零件。该类零件自身结构的特点使得其装夹和加工都相对困难。由于工件的刚性较低，在加工过程中的夹紧力和切削力作用下，容易产生振动和变形，影响工件的尺寸精度、形状位置精度和表面加工质量，难以达到预期的加工要求。而目前传统的支承套类零件的加工工艺和夹具仅适用于单件或小批量生产，难以满足机械工业对于支承套零件大量的需求。因此，研究并改进支承套零件的加工工艺和夹具设计具有重要的理论和实际意义。本文针对支承套零件的加工和装夹难点，对该类零件的加工工艺和装夹夹具进行了分析和改进设计，旨在实现支承套零件的大批量和高质量的生产，提高生产效率和经济效益。

1 支承套零件的结构与工艺性分析

典型支承套零件如图1所示，属于薄壁台阶套环。该零件材料为45钢，毛坯为锻坯，在粗加工之前采用正火热处理。从图中可以看出，该支承套零件有两处外圆，直径分别为50mm和56mm，内孔直径为44mm，长度为60mm。其中，台阶长度4mm。以内孔中心线为基准，两处外圆对内孔的同轴度误差为0.02mm。

两处外圆以及内孔的表面粗糙度要求均为Ra1.6。此外，外圆还有圆度要求，精度为0.02mm。

从设计图中来看，该支承套零件的形状精度和表面加工质量要求均较高，但其壁厚却只有3mm。这就意味着零件在装夹加工过程中，夹具的夹紧力和刀具的切削力都对零件的加工精度有着较大的影响。由于壁厚较薄导致零件刚度低，易产生振动和变形，零件的加工质量难以达到预期的精度。

目前针对这种薄壁支承套零件的加工主要有以下三种常用方法：

（1）一次性加工成型。其一般的工艺流程是先去除毛坯工件的外圆和内孔余量，使工件的外圆和内孔尺寸与设计尺寸保持较低的加工余量，即粗加工过程。然后进行半精加工，减小刀具的进给量和进给速度，使待加工表面留有均匀的加工余量，为零件的精加工做好准备。最后对工件进行精加工，使零件达到设计的尺寸精度和形状精度。从现场实际加工情况来看，支承套零件的精加工阶段是最难掌握的工序。由于此時工件的刚度已经很低，容易在刀具车削力的作用下产生严重的让刀现象，进而产生震刀现象，影响工件车削的精度，甚至无法顺利进行车削加工。

（2）可涨芯轴撑内孔车外圆加工法。这种方法采用可涨芯轴来加工工件的强度和刚度，以保证外圆车削的精度。但是，由于支承套零件对于内孔尺寸的尺寸精度和形状精度都有较高的加工要求，而可涨芯轴的作用力却不是完全精确可控的。不均匀的可涨芯轴作用力会导致零件内孔的变形。

（3）塞堵头夹外圆车内孔，配合堵头顶中心孔车外圆加工。这种方法是先将内孔加工到设计尺寸，然后将顶尖装入零件内孔带有中心孔的堵头中，另一端夹持外圆。这种加工工艺对于堵头外圆和中心孔的同轴度精度要求较高，在实际加工实践中容易出现壁厚不均匀和扭曲变形等现象。

由零件的结构与加工工艺分析可见，传统的加工工艺并不适于加工支承套零件。

2 加工工艺和夹具的改进设计

基于上述零件的结构与加工工艺分析，本文设计了所示专用车夹具。夹具的圆柱侧面铣出通槽，右侧端面安装压板6和挡板10。工件装夹时，通过压板使工件2的右端面与夹具轴向压紧，而其左端面则与可换套紧密贴合，其外圆则与可换套的内孔配合。为了防止可换套在加工时与工件产生相对转动，在可换套外圆柱面铣出通槽，配合紧定螺钉3周向固定。装夹完毕后即可进行工件的切削加工。加工工序完成后，松开螺母8。工件装夹较紧时，采用辅助橡胶棒或铜棒穿过夹具外圆的通槽老敲击工件的左端面来拆卸工件。可换套与工件的配合精度在长期重复装夹使用中逐渐降低，这时可以采用类似的拆卸方法拆除受损可换套并及时更换。这种夹具设计不仅可以提高工件车切削加工时的刚度和强度，且工件的装夹和拆卸方便，提高了工件的加工效率。实践证明，在支承套零件的加工中采用这种专用夹具，既可以保证零件达到设计的加工精度要求和质量要求，又可以提高生产效率，进而提高企业的经济效益。

针对这种专用夹具，本文设计了支承套零件的加工工艺流程。其基本流程是：先将工件外圆加工到设计尺寸，再采用上述专用夹具车削内孔。工件的外圆车削采用传统加工方法进行，经过粗加工、半精加工和精加工工序达到设计尺寸和精度。在此基础上，采用专用夹具装夹工件，进行内孔的加工。为了确保工件达到设计加工精度，专用夹具可换套与夹具内孔应保持较高的配合精度。由于外圆的加工精度很高，从而易于实现内孔与外圆的同轴度要求。而专用夹具弥补了工价加工内孔时刚度和强度较低的缺点，使得工件受力较为均匀，杜绝了让刀、震刀现象的出现，从而保证了工件的加工精度和加工质量。

本文针对支承套零件的结构特点和加工难点，分析了其加工工艺流程。在此基础上设计了专用夹具和配套加工工艺。实践证明，支承套零件的加工精度可以达到设计要求，且加工质量稳定。采用专用夹具加工，工件的装夹和拆卸方便，工作效率高。夹具良好的可换性既保证了零件加工质量的稳定，又降低了夹具成本，易于实现支承套零件的大规模生产。

参考文献

[1] 陈平，郑贞平.薄壁缸体零件加工工艺和夹具设计技术的研究[J].无锡职业技术学院学报，2008.

数控加工工艺的可靠性优化设计 篇4

影响工艺方案可靠度的因素主要有以下两个:一为方案中所选数控机床自身的可靠度;二为方案中的各加工工序的组合是否合理。而对于操作失误的问题, 可通过对操作人员进行相关培训即加强管理来减少失误率。

1 数控加工工艺特点

数控加工工艺主要有下面几个特点: (1) 在数控机床上进行工件加工时, 其加工工艺采用广义的工序, 因此数控机床与普通机床相比, 工件的加工情况是不同的, 其使用的道具、加工配备和录像都有区别。 (2) 每次加工所需的刀具都预调装在刀库上面, 所以要获得连续的加工过程, 在数控机床对工件进行加工时就需要刀具在安装及使用过程中都不需要中断工件加工过程。 (3) 加工精度较高。一般数控机床一次加工便可达到精度要求, 而不需要预先进行粗加工。

2 数控加工工艺决策规则

CNC加工程序的生成通过数控工艺的创成为其提供必要的工艺信息, 而数控工艺创成的机制与原理是数控工艺决策规则, 决策规则也是表征数控加工工艺CAPP系统的基础。以上数控加工工艺的特点决定了数控工艺决策在创成式CAPP系统中与普通机床的加工工艺决策不同, 数控加工工艺决策规则在创成式的CAPP系统中可归纳为以下几点。

(1) 在数控机床上对有精度要求的加工型面、位的工件加工可以一次完成, 所以与普通机床相比其建立有关工件型面、位的加工方法链有所不同。例如铣削时, 普通工艺决策中型面、位的加工方法链分为先去余量、再进行半精铣、最后进行精铣的过程, 而数控加工工艺的决策中将其广义地标定为数控铣, 实现时只是在CNC程序的设计中分几次走刀或者更换不同的刀具及切削同量。

(2) 当数控机床具有多个动力头和四个以上的坐标轴时, 通过工件的一次装夹便可完成在普通机床上需进行多次装夹才能完成的加工任务。因此在数控工艺决策时可确定加工内容为一道工序。

(3) 相比于普通机床加工, 数控加工中刀具在安装、配置及使用时是有区别的, 因此在决策中可遵循刀具的使用顺序以及配置和换刀情况, 在数控机床上将一般机床上所不能归并的工步归并成同一工步。

3 加工工艺的创成模型

数控加工工艺的创成模型如图1、2所示, 其建立主要包括: (1) 需要创建一个能够对所处理的对象特征进行完整描述的任务接受器, 从而使系统获得零件产品的生产目标。 (2) 设计零件知识库的主要目的是了解及区别所要处理的各种零件。 (3) 创建工艺知识库的主要目的是了解进行零件加工工艺时的约束条件。 (4) 设计一个接收编辑器, 通过它可以对零件知识库和工艺知识库中的内容进行更新。 (5) 建立制造资源与C N C-M E的关系模型, 通过匹配制造资源和C N C-M E来产生数控加工工艺基元C N C-W E。

4 数控加工工艺创成的过程

数控工艺创成的过程主要分为:正向离散、反向集中以及工艺路线生成这三个阶段。

(1) 正向离散为将零件分解成各个特征要素的阶段, 通过对零件特征信息库的搜索, 判断并读取特征参数, 再与各个特征加工方法进行匹配并优化, 最终确定数控加工方法 (即C N C-M E) 。

(2) 反向集中是各CNC-ME根据数据加工的特点进行归并而形成的工序、工步, 直到生成数控加工工艺过程的阶段。在确定各特征加工方法后, 根据数控机床的装夹方法、加工顺序、刀具配置、换刀顺序以及加工精度等情况, 利用工艺决策上的普通规则 (例如先主后次、先面后孔等) 对工序、工步进行归并和排序, 从而获得粗略的数控加工工艺过程。利用制造资源与C N C-ME的关系模型, 根据特征加工方法搜索数控机床的相关能力库, 并且根据数控车间、数控机床的技术参数及零件等信息对数控机床进行合理的选取。然后根据各特征参数对设计的工艺流程进行再次归并、排序, 并选取所需工艺装备 (如刀具、夹具、量具等) 创成数控加工工艺流程。最后在选取各种刀具的工艺参数、切削参数及走刀路线以形成C N C加工程序。

5 基于加工中心的数控加工工艺

5.1 合理选择加工零件

采用加工中心对零件进行加工可以提高加工质量, 从而使生产率大幅提高, 通过改善工艺管理及生产管理的方式以获得显著的经济效益。但并非所有零件都是适合采用加工中心来进行加工的。加工中心主要适用于可加工性差、加工结构复杂、工艺内容丰富、工序长、精度要求高, 并且在普通机床上加工时间长、效率低、工艺装备多、工艺流程长而且需要进行多次装夹和调整才能完成的零件。不能充分的发挥加工中心自动换刀功能的加工工序简单或单一的零件以及加工时间较长且刀具用量少的零件则不适合加工中心。

5.2 优化加工工艺路线

工艺路线对加工中心的加工精度、刀具数量、使用效率以及经济性等问题具有直接影响。加工中心的加工工艺方案在设计时, 应该在保证生产率及加工精度的前提下, 尽量做到集中工序、最少的空行程和其他辅助时间和最短的工艺路线。

6 结语

CAPP系统在促进生产工艺自动化和标准化方面有着不可估量的作用, 并且该系统日趋完善。但是要想充分地发挥CAPP系统的效率, 则需要经验丰富、素质较高的一线操作员和工艺技术人员。在机床的加工过程中存在许多误差因素, 提高机床的加工精度具有很强的实践性, 它与实际的生产工艺及生产条件有着很大关系。要想生产出精度较高的产品需要工艺人员不断的尝试并积累每次的工艺数据, 以验证设计数据并在以后的设计中予以更正。

摘要：通过对数控加工的特点、决策规则以及创成模型的分析进而对数控加工工艺创成过程进行介绍, 之后对基于加工中心的数控加工工艺进行了分析, 并说明机床加工过程中存在许多误差因素, 机床的加工精度的提高与实际的生产工艺及生产条件有很大关系。要想生产出精度较高的产品需要工艺人员不断的尝试并积累每次的工艺数据, 以验证设计数据并在以后的设计中予以更正。

关键词：加工,数控,工艺

参考文献

[1]胡伟.CAPP系统的设计和执行方案研究[J].机械工艺师, 2008.

数控加工的工艺设计 篇5

文章来源：不详 作者：佚名

该文章讲述了轴类零件的数控加工工艺的编制及加工图毕业设计.兴、肖诗钢主编《切削用量手册》（第三版）机械工业出版社1994年

[10]刘杰华、任昭蓉主编《金属切削

与刀具实用技术》国防工业出版2006年

五.预期设计（论文）成果

（1）能够在数控车床上加工出我们的零件且保证加工精度及各方面的工艺要求。

（2）能够根据零件的程序编制进行零件加工。

（3）能通过零件的自检。

（4）工艺设计方案可通过可行性、经济性分析。

（5）设计的全过程需作好全面、准确、周密的文字记录与总结。

诚 信 声 明

本人郑重声明： 本人所呈交的毕业设计（论文）《轴“ title=”下一页">> >> >>| 类零件的数控加工工艺的编制及加工图》是在刘老师、闫老师两位教师的指导下，根据任务书的要求，独立撰写的。

本设计（论文）中所引用的其他个人或集体已发表的文字和研究成果，或为获得教育机构的学位或证书所使用过的材料，均已明确注明。

凡为本文的撰写所提供的各种形式的帮助，本人在致谢中已经明确表达了谢意。

本人完全意识到本声明的法律结果。

毕业论文（设计）作者签名：

2008年11月12日

目 录

摘 要 1 前 言 2 1.零件图工艺分析 3 1．1数控加工工艺基本特点 4 1.2设备选择 5 1.3确定零件的定位基准和装夹方式 5 1.3.1粗基准选择原则 5 1.3.2精基准选择原则 5 1.3.3定位基准 5 1.3.4装夹方式 5 1.4加工方法的选择和加工方案的确定 1.4.1加工方法的选择 6 1.4.2加工方案的确定 6 1.5工序与工歩的划分 7 1.5.1按工序划分 7 1.5.2工歩的划分 7 1.6确定加工顺序及进给路线 7 1.6.1零件加工必须遵守的安排原则 7 1.6.2进给路线 8 1.7刀具的选择 9 1.8切削用量选择 10 1.8.1背吃刀量的选择 10 1.8.2主轴转速的选择 10 1.8.3进给速度的选择 11 1.9编程误差及其控制 12 1.9.1编程误差 13 1.9.2误差控制 14 2.编程中工艺指令的处理 15 2.1常用G指令代码功能表 15 2.2常用M指令代码功能表 16 3.程序编制及模拟运行、零件加工或精度自检 17 3.1程序编制 17 3.2模拟运行 19 3.3零件加工 19 3.4精度自检 19 致 谢 20 设 计 小 结 21 附 录 22 轴类零件的数控加工工艺的编制及加工图

摘 要

数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术,数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造的渗透形成的机电一体化产品,即所谓的数字化装备,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但发展和应用领域的扩大他对归计民生的一些重要行业(IT、汽车、医疗、轻工等)的发展起着越来越重要的作用,因为这些行业所需要装备的数字化已是现代发展的大趋势.在我国加入WTO和对外开放进一步深化的新环境下,发展我国数控技术及装备是提高我国制造业信息化水平和国际竞争能力的重要性保证.数控加工与编程毕业设计是数控专业教学体系中构成数控加工技术专业知识及专业技能的重要组成部分，通过毕业设计使我们学会了对相关学科中的基本理论基本知识进行综合运用,同时使对本专业有较完整的系统的认识,从而达到巩固、扩大、深化所学知识的目的,培养和提高了综合分析问题和解决问题的能力以及培养了科学的研究和创新能力。

选这个题目的目的是它能体现出我对所学知识的掌握程度和灵活规范的运用所学知识，在我认为要成为一名合格的在学生，以自己的的思路用所学的知识来完成一份成功的毕业设计是必不可少的。此次的毕业设计主要解决的问题是零件的装夹、刀具的对刀、工艺路线的制订、工序与工步的划分、刀具的选择、切削用量的确定、车削加工程序的编写、机床的熟练操作。主要困难的是两次装夹中的水平Z向长度难以保证、切削|<< << < 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >> >>| 用量的参数设定、对刀的精度、工艺路线的制订。

运用数控原理、数控工艺、数控编程、专业软件等专业知识和数控机床实际操作的一次综合练习，能让我感触当代科学的前沿，体验数控魅力，为人们的生活带来方便，进一步认识数控技术，熟练数控机床的操作，掌握数控，开发数控内在潜力。

关键词：数控 数控技术 毕业设计

前 言

本次毕业设计是学院为了提高学生的数控技术及相关技能等综合运用能力，通过毕业设计和完成毕业论文也是学院对毕业生生毕业资格的审核条件，同时也为我们以后的工作打下理论基础，本次设计是由指导老师刘老师、闫老师精心指导下和六位同学的共同协作下完成的。

数控技术是数字程序控制数控机械实现自动工作的技术。它广泛用于机械制造和自动化领域，较好地解决多品种、小批量和复杂零件加工以及生产过程自动化问题。随着科技的迅猛发展，自动控制技术已广泛地应用于数控机床、机器人以及各类机电一体化设备上。同时，社会经济的飞速发展，对数控装置和数控机械要求在理论和应用方面有迅速的发展和提高。数控加工和编程毕业设计是数控专业教学体系中构成数控加工技术专业知识及专业技能的重要组成部分，通过毕业设计使我们学会了对相关学科中的基本理论、基本知识进行综合运用，同时使对本专业有较完整的、系统的认识，从而达到巩固、扩大、深化所学知识的目的，培养和提高了综合分析问题和解决问题的能力，以及培养了科学的研究和创造能力。

数控技术不断的发展，数控技术很快会普极中国工业基地，成为工业发展的标志，数控技术的成熟也是当代科技发展的标志，所以数控技术也是国家经济的体现，中国经济正加快向新兴工业化道路发展，制造业已成为国民经济的支柱产业。先进数控技术的广泛使用，导致数控应用型人才严重短缺、作为当代的数控技术的学者我感到无比的荣幸，又感到无比的艰巨。

本毕业设计内容主要是详细叙述利用数控车床来加工零件。大致包含了数控技术特点的阐述、零件的工艺的分析过程、加工中一些问题的解决方法、数控加工过程、、数控编程、机床操作与零件自检过程等，另外还有设计说明书、参考文献、毕业设计小结、致谢、附录等部分。

设计者以严谨务实的认真态度进行了此次设计，但由于知识水平与实际经验有限，时间又较为紧迫。在设计中难免会出现一些错误、缺点和疏漏，诚请各位评审老师给于批评和指正。

1.零件图工艺分析

零件车削工艺分析C-3所示，零件材料处理为：45钢，调制处理HRC26～36，下面对该零件进行数控车削工艺分析。

零件如图：

图1.1 零件图

考核要求：

以小批量生产条件编程。

不准用砂布及锉刀等修饰表面。

未注倒角0.5×45o。

未注公差尺寸按 GB1804-M。

5、有关参数：考生抽签决定按1~4组数据进行加工。

1组 2组 3组 4组 A 18 18.5 19 19.5 B 2828.52929.5C 16 16.5 17 17.5

D 20 20.5 21 21.5

E 2222.52323.5

1．1数控加工工艺基本特点 数控机床加工工艺与普通机床加工原则上基本相同，但数控机床是自动进行加工，因而有如下特点：①数控加工的工序内容比普通机床的加工内容复杂，加工的精度高，加工的表面质量高，加工的内容较丰富。②数控机床加工程序的编制比普通机床工艺编制要复杂些。这是因为数控机床加工存在对刀、换刀以及退刀等特点，这都无一例外的变成程序内容，正是由于这个特点，促使对加工程序正确性和合理性要求极高，不能有丝毫的差错。否则加工不出合格的零件。

在编程前我们一定要对零件进行工艺分析，这是必不|<< << < 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >> >>| 可少的一步，如图C3我要对该零件进行精度分析，选择加工方法、拟定加工方案、选择合理的刀具、确定切削用量。该零件由螺纹、圆柱、圆锥、圆弧、槽等表面组成，其中由较严格直径尺寸精度要求的如Φ28±0.02mm,ф5±0.04mm，27.5±0.04mm，粗糙度3.2μｍ，球面Sф30°的锥度等要求。

mm,轴线长度的精度如mm。可控制球面形状精度、经上面的分析，我可以采用一下几点工艺措施：

（1）零件上由精度较高的尺寸数据如圆柱ф28±0.02mm、ф5±0.04mm、27.5±0.04mm，球Sф

mm，轴向长度

mm，在加工时为了保证其尺寸精度应取其中间值分别取值为ф28mm、ф23.005mm长度5mm，27.5mm，球Sф29.015mm即可。[注：上述座标值是以半径值给出的。形式如（X，Z）]（2）在轮廓曲线上，有四处圆弧依次相连，既过象限又改变进给方向的轮廓曲线。为了保证其轮廓曲线的准确性，我们通过计算到端部R5mm的圆弧与直线的切点坐标为（2.922，0），与RCmm的圆弧切点坐标为（7.791，-6.136），RC与SфBmm的切点坐标为（11.210，-20.791），SфBnmm与R5mm的切点为（12.271，-37.739），R5mm与фEmm的切点坐标为（11.5，-40.406）。[注：上述座标值是以半径值给出的。形式如（X，Z）。]（3）为便于装夹，为了保证工件的定位准确、稳定，夹紧方面可靠，支撑面积较大，零件的左端是螺纹，中段最大的直径的圆柱ф28mm。右端是依次相连的圆弧，显然右端都是圆弧相连不可能装夹，所以应留在最后加工，应先装夹毛坯加工出左端螺纹及圆柱ф28mm。调头装夹ф28mm的圆柱加工右端圆弧，毛坯选ф30×120mm。

1.2设备选择

根据该零件的外形是轴类零件，比较适合在车床上加工，由于零件上既有切槽尺寸精度又有圆弧数值精度,在普通车床上是难以保证其技术要求。所以要想保证技术要求,只有在数控车床上加工才能保证其加工的尺寸精度和表面质量。由于本校现使用的是华中数控系统，所以利用现有资源。我选择在本校的数控机床HNC-CK6140加工该零件。数控机床HNC-CK6140实物图见附录一。

1.3确定零件的定位基准和装夹方式

1.3.1粗基准选择原则

（1）为了保证不加工表面与加工表面之间的位置要求，应选不加工表面作粗基准。

（2）合理分配各加工表面的余量，应选择毛坯外圆作粗基准。

（3）粗基准应避免重复使用。（4）选择粗基准的表面应平整，没有浇口、冒口或飞边等缺陷。以便定位可靠。

1.3.2精基准选择原则

（1）基准重合原则：选择加工表面的设计基准为定位基准；

（2）基准统一原则，自为基准原则，互为基准原则。

1.3.3定位基准

综合上述，粗、精基准选择原则，由于是轴类零件，在车床上只需用三抓卡盘装夹定位，定位基准应选在零件的轴线上，以毛坯ф35mm的棒料的轴线和右端面作为定位基准。

1.3.4装夹方式

数控机床与普通机床一样也要全里选择定位基准和夹紧应力求设计、工艺与编程计算的基准统一，减少装夹次数，尽可能在一次定位装夹后，加工出全部待加工表面，避免采用占机人工调整式加工方案，以充分发挥数控机床的效能。装夹应尽可能一次装夹加工出全部或最多的加工表面。由零件图可分析，我应先装夹毛坯ф30mm的棒料的一端，夹紧其40mm的长度加工螺纹。一直加工到零件右端的фEmm，然后将棒料卸下。装夹ф28mm的圆柱表面，加工另一端的圆弧。这样两次装夹即可完成零件的所有加工表面，且能保证其加工要求。装夹图如下：

图1.3.1 加工螺纹的装夹图

图1.3.2 加工圆弧的装夹图

1.4加工方法的选择和加工方案的确定

1.4.1加工方法的选择

加工方法的选择原则是在保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的前提下，兼顾生产效率和加工成本。在实际选择中，要结合零件形状、尺寸大小、热处理要求和现有生产条件等全面考虑。因为该零件是轴类零|<< << < 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >> >>| 件，比较适合在车床上加工，又经过对零件图尺寸分析，尺寸精度比较高。如ф28±0.02mm，ф29mm，ф23mm等，在普通车床是难以保证其尺寸精度、表面粗糙度，所以应该选择在数控车床上加工。

1.4.2加工方案的确定

零件上精度比较高度表面加工，常常是通过粗加工、半精加工和精加工逐步达到的。该零件有两种加工方案：①直接用三抓卡盘装夹、调头加工。②用三抓卡盘装夹夹紧和自由端活动顶尖，经试验论证第二种方案装夹困难，对刀、退刀及换刀相当困难，所以在这里选择第一种方案加工，能够保证其技术要求。

1.5工序与工歩的划分

1.5.1按工序划分

工序划分有三种方法 ①按零件的装夹定位方式划分 ②按粗、精加工划分工序 ③按所用的刀具划分工序。

由于零件需要调头加工，如果按粗、精加工划分工序。在调头加工前后各有一次粗加工和精加工，显得比较繁琐，所以不可取；如果按所用的刀具划分工序，刀具有四把，虽然不多，但是在调头加工前后至少要重复使用三把刀，而同一把刀的两次粗、精加工分别在调头加工前后，加工内容不连续，所以也不合理，不易划分工序；只有按零件的装夹定位方式划分工序比较符合该零件的加工工序，且能保证两次装夹的位置精度，每一次装夹为一道工序。该零件只需调头前、后加工两道工序即可完成所有的加工表面，且能保证各尺寸精度及表面粗糙度。

1.5.2工歩的划分 因为每一把刀在粗加工的背吃刀量一致，在精加工中背吃刀量相同，不易划分工歩；这里选用加工不同的表面来划分工序就比较容易：

①车削螺纹端的工歩为:90°外圆车刀平端面─→右端面外圆车刀车削1.5×45°的倒角，фD×25mm─→端面ф28mm─→圆柱ф28mm─→30°的锥台面─→фE×10mm─→切槽刀切槽5×1.5mm─→外螺纹车刀车削MD×1.5mm。

②车削圆弧端的工歩为：90°外圆车刀平端面─→右端面外圆车刀圆弧R5mm─→圆弧RCmm─→球фBmm─→圆弧R5mm─→фE×5mm─→切槽刀切槽5×1.5mm 1.6确定加工顺序及进给路线

1.6.1零件加工必须遵守的安排原则

（1）基面先行 先加工基准面为后面的加工提供经基准面，所以我应线平右

端面作为基准面。

（2）先主后次 由于所加工的表面均为重要表面，所以应按照顺序从右到左

依次加工MD×1.5mm，ф28mm，фEmm螺纹调头后一次加工R5mm，фBmm，фEmm等。

（3）先粗后精 先车削去大部分的金属余量，再进行成形切削保证零件的尺

寸要求和质量要求。

（4）先面后孔 由于该零件没有孔，所以在该处不做考虑。1.6.2进给路线

在数控加工中，刀具好刀位点相对于工件运动轨迹称为加工路线。编程时，加工路线的确定原则主要有以下几点：

（1）加工路线应保证被加工零件的精度和表面粗糙度，且效率高；

（2）使数值计算简单，以减少编程工作量；

（3）应使加工路线最短，这样既可减少程序段，又可减少空行程时间。

（4）确定加路线时，还要考虑工件的加工余量和机床、刀具的刚度等情况，确定一次走刀，还是多次走刀来完成所有加工表面，具体综合上面进给线的特点再根据具体零件具体分析，我确定该零件的进给路线有两步如下图所示：

图1.6.1 零件轮廓

第一步: 车削带有的螺纹的一端，从右到左先粗车外形фDmmm、ф28mm、фEmm到槽5±0.04mm的左端面处后，精车外形路线统粗车一样，再换刀切削5×1.5mm的槽，最后再换刀切削螺纹。如图4.2螺纹加工路线。

图1.6.2 螺纹加工路线

第二步: 车削带有圆弧的一端，从右到左先粗车外形R5mm、RCmm、фBmm到фEmm后2mm后精车外形路线同粗车一样。最后切削5±0.04mm的槽。如图4.3螺纹加工路线。

图1.6.3 圆弧加工路线

1.7刀具的选择

刀具的选择是数控加工中重要的工艺内容之一，它不|<< << < 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >> >>| 仅影响机床的加工效率，而且直接影响加工质量。编程时，选刀具通常要考虑机床的加工能力、工序内容、工件材料等因素。与传统的加工方法相经，数控加工对刀具的要求更高。不仅要求精度高、刚度高、红硬性好、耐用度高，而且要求尺寸稳定、安装调整方便，能适应高速和大切削用量切削。选刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸和形状相适应。接合零件轮廓相对还是较复杂，所以具体选刀如下：

1、平端面可选用90°WC-Co的硬质合金外圆车刀，粗车、精车及在这里我选择一把硬质合金右端面外圆车刀，为防止在进行圆弧切削时刀具的副后刀面与工件轮廓表面发生干涉（可用作图法检验），副偏角应选择Kr′大一点的，取Kr′=40°右端面外圆车刀的材料选择及Kr′值这里分别参照《金属切削与刀具实用技术》一书表1-1，表1-17。

2、切槽时由于零件中槽宽5±0.04mm，一般都选刀宽4mm,刀杆25×25mm材料为高速钢W18CrV4R的切断刀，切槽时选用4mm 刀宽即可。切槽刀的选择及型号这里分别参照《《金属切削与刀具实用技术》一书表1-3，表2-2。

3、切螺纹时为了保证其螺纹刀的强度这里选用W18CrV4R高速金60°外螺纹车刀，为了保证螺纹牙深，刀尖应小于轮廓最小圆弧半径Rε，Rε=0.15～0.2mm。刀具选材料参照《《金属切削与刀具实用技术》一书表1-3即可。

刀具表如表7-1所示：

表1.7.1 数控车加工刀具卡片

产品名称

考试件

或代号

刀具规

序号 刀具号

格名称 2 3 4 编制 T01 T02 T03 T04 90°硬质合金外圆车刀

右端面外圆车刀 高速钢切槽刀 60°高速钢外螺纹车刀 陈谦

审核 1 1 1

平端面、粗车轮廓 精车轮廓 切槽 车削螺纹 批准

共1页

数量

加工表面

零件名称

轴类零件

零件图号

GDSKC 020107 备注

右偏刀 右偏刀

第1页

1.8切削用量选择 切削用量包括主轴转速（切削速度）、切削深度或宽度、进给速度（进给量）等。对于不同的加工方法，需选择不同的切削用量，并应编入程序单内。

合理选择切削用量的原则是：粗加工是，一般以提高生产率为主，但也考虑经济性和加工成本；精加工进，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性加工成本。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册，并结合经验而定。

1.8.1背吃刀量的选择

零件轮廓粗车循环时选ap=2mm，精加工时选ap=0.2mm，螺纹粗车时选ap=0.4mm，逐刀减少粗车4次后，精车时选ap=0.1mm。这里粗车ap值、精车ap值都是《金属切削与刀具实用技术》一书。

1.8.2主轴转速的选择

粗车直线和圆弧时n=800r/min，精车时n=1500r/min，切槽时n=600r/min，切螺纹时n=300r/min，精车时选n=300r/min。粗车和精车的主轴转速的选取都是根据平时上课所讲的及前人的实践经验所给定的。

1.8.3进给速度的选择

粗车直线、圆弧时选F=150mm/min，精车时选F=50mm/min，切槽时选F=8mm/min，粗车螺纹时选F=100mm/min，精车时选F=50mm/min。参照《数控加工与编程》一书表1-2选取。综上所述，零件的数控车削工艺分析的内容，并将其填入在表 8-1 所示的数控工艺卡上。工艺卡片上其主要内容有：工步分析、工步内容、各工步所用的主轴转速、刀具及进给速度。

表1.8.1 数控车削加工工艺卡片

单位 名称 工序号 001 工步号 鄂东职业 技术学院 程序编号

工步内容

对刀、平端面及试切外圆 从右至左

产品名

零件名称

称及代号 考试件 夹具名称 三抓卡盘

刀具规

刀具号

格/mm

轴类零件 使用设备 华中数控CK6140 主轴转速/（r·min-1）500

进给速度/（mm·min-1）50

GDSKC020107 车间

数控实训基地 背吃刀量/mm

备注

零件图号 T01 25×25 手动 粗车轮廓 从右至左 精车轮廓 5 6 编制 切槽 粗车螺纹 精车螺纹 陈谦 审核

T02 25×25 800 150 2 自动

T02 T03 T04 T04 批准

25×25 25×25 25×25 25×25

1000 800 300 300

8

0．2 自动

1.5 min/r 自动

共1页

自动

第1页

2008年10月23日

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表1.8.2 数控车削加工工序卡片

鄂东职业技术学院

程序

工序号

编号

001 数控加工工艺产品名称或代号 卡 夹具名称 三抓卡盘

夹具编号

加工面

刀具号

零件名称 材料

45钢

零件图号 GDSKC020107 车间

备注

HNC-6140 刀具规格/mm 工步号 工步内容

主轴转速进给速度/背吃刀量/(r/min）（mm/min)/mm 1 对刀平端面及试切ф30mmr外圆

毛坯表面 T01 2 粗车倒角1.5×45°mm 倒角面 粗车фMD×25mm фD的圆柱面 T02 3 粗车ф28mm的端面 ф28的端面 T02 4 粗车ф28×13.169mm的圆柱ф28的圆柱表表面

面 T02 5 粗车ф30°的锥面 °30锥面 T02 6 粗车фE×10mm фE的外圆柱表面 T02 7 精车倒角1.5×45°mm 倒角面

T02 8 精车фMD×25mm фD的圆柱面 T02 9 精车ф28mm的端面 ф28的端面 T02 10 精车ф28×13.169mm的圆柱ф28的圆柱表表面

面 T02 11 精车30°的锥面 30°锥面 T02 12 精车фE×10mm фE的外圆柱表面 T02 13 切槽5×1.5mm ф18的外圆柱表面 T03 14 粗车фMD×1.5mm фMD×1.5螺纹面 T04 15 精车фMD×1.5mm фMD×1.5螺纹面 T04 002

平右端面

右端面 T01 2 粗车R5mm的圆弧 R5的曲面 T02 3 粗车RCmm 的圆弧 RC 的曲面 T02 4 粗车SфBmm的球面 车SфB的球面 T02 5 粗车R5mm的圆弧 R5的曲面 T02 6 粗车фE×4.406mm фE的圆柱面 T02 7 精车R5mm的圆弧 R5的曲面 T02 8 精车RCmm 的圆弧 RC 的曲面 T02 9 精车SфBmm的球面 SфB的球面 T02 10 精车R5mm的圆弧 R5的曲面 T02 11 精车фE×4.406mm фE的圆柱面 T02 12 切槽5±0.04mm

фA的圆柱表面 T03 编制 陈谦 审核

批准|<< << < 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >> >>| 1.9编程误差及其控制

25×25 500 25×25 800 150 25×25 800 150 25×25 800 150 25×25 800 150 25×25 800 150 25×25 800 150 25×25 1000 50 25×25 1000 50 25×25 1000 50 25×25 1000 50 25×25 1000 50 25×25 1000 50 25×25 800 8 25×25 300 50 25×25 300 50

25×25 800 50 25×25 800 150 25×25 800 150 25×25 800 150 25×25 800 150 25×25 800 150 25×25 1000 50 25×25 1000 50 25×25 1000 50 25×25 1000 50 25×25 1000 50 25×25 800

共

页

手动 2 自动 2 自动 2 自动 2 自动 2 自动 2 自动 0.2 自动 0.2 自动 0.2 自动 0.2 自动 0.2 自动 0.2 自动

自动

自动

自动

手动 2 自动 2 自动 2 自动 2 自动 2 自动 0.2 自动 0.2 自动 0.2 自动 0.2 自动 0.2 自动

自动

第 1页

1.9.1编程误差

编程阶段的误差是不可避免的，误差来源主要有三种形式：近似计算误差、插补误差、尺寸圆整误差，直接影响加工尺寸精度，本次加工主要误差是计算误差与圆弧相切的切点坐标及未知交点坐标值。我们是经过笔算的数值，存在着较大的误差。

1.9.2误差控制

为了尽可能的减少笔算误差，我们采取在AutoCAD上按其尺寸精度绘出零件图，再利用“工具” ─→“查询” ─→“点坐标”捕捉各圆弧切点坐标，其精度达到0.001级，这样能有效地将误差控制在（0.1～0.2）倍的零件公差值内。

2.编程中工艺指令的处理

2.1常用G指令代码功能表

。零件来调参图表2.1.1 数控车床G功能指令（HNC-22T）

代码 *G00 G01 G02 G03 G33 G04 G07 *G11 G12 *G17 G18 G19 G20 组 意义

直线插补 01 顺圆插补

逆圆插补 螺纹切削 00 暂停延时 16 虚轴设定 07 单段允许 单段禁止

代码 G29 *G40 G41 G42 G43 G44 *G49 *G50

组 00

意义 回参考点 参考点返回 刀径补偿取消 刀径左补偿 刀径右补偿 刀长正补偿

代码 G52 G53 *G54～G59 G92 G65

组 00

意义

局部坐标系设定 机床坐标系编程 工件坐标系1～6选择 工件坐标系设定 快速点定位 G28

09 11 00

宏指令调用

XY加工平面 G51 02 ZX加工平面 G24 YZ加工平面 *G25 08 英制单位

G68

04 03 05 注：①表内00组为非模态代码；只在本程序内有效。其他组为模态指令，一次制定后持续有效，直到被其他组其他代码所取代。

②标有*的G代码为数控系统通电启动后的默认状态。

2.2常用M指令代码功能表

表2.1.2 常用M指令代码

代码 M00 M01 M02 M03 M04 M05 作用时间 组别 意义 ★ ★ ★ # # ★ a 00 00

代码 作用时间 组别 意义

# # ★

b 00

代码 作用时间 组别 意义 ★ ★ ★

00 00 00 00

主轴准停 程序结束并返回 更换工件 子程序调用 子程序返回 程序暂停 M06 条件暂停 M07 程序结束 M08 主轴正转 M09 主轴反转 M10 主轴停转 M11

自动换刀 M19 开切削液 M30 开切削液 M60 关切削液 M98 夹紧 松开

M99

c 注：①表内00组为非模态代码；其余为模态代码，同驵可相互取代。

②作用时间为“★”号者,表示该指令功能在程序段指令运动完成后开始作用；为“# ”号者，则表示该指令功能与程序段指令运动同时开始。

3.程序编制及模拟运行、零件加工或精度自检

3.1程序编制

程序段号 程序内容 001 N01 N02 N03 N04 %0001 T0101 M03S800 G00X35Z3 M08

程序注释 ；程序起始行 ；右端面外圆车刀 ；主轴正转 ；循环起点 ；开切削液 N05 G71U1R2P06Q13X0.2Z0.2F150 N06 G00X18Z3S1000 N07 G01Z0F50 N08 X21Z-1.5 N09 Z-25 N10 X28 N11 Z-38.169 N12 X23.05Z-47.5 N13 G01W-10 N14 G00X100 N15 Z100 N16 T0202 N17 G00X32Z-25 N18 G01X18F10 N20 G04P3 N21 G00X25 N22 W1.5 N23 G01X21 N24 X18W-1.5 N25 G04P3 N26 G00X100 N27 Z100 N28 T0303 N29 G00X30Z3S300 N30 G76C2R2E3A60X19.04Z-22K0.974U0.32V0.16Q0.5F1.5 N31 G00X100Z100 N32 M09 N33 M05 N34 M30 002 %0001 N01 T0101 N02 M03S800 N03 G00X30Z3 N04 M08 N05 G71UI1R2P06Q12E0.2F200 N06 G00X5.844Z3S1000 N07 G01Z0F80 N08 G03X15.582Z-6.136R5 N09 G02X22.420Z-20791R17 N10 G03X24.542Z-37.739R14.508 N11 G02X23.05Z-40.406R5 N12 G01Z-44 N13 G000X100 N14 Z100

；粗车轮廓 ；快速定位 ；精车起点 ；精车倒角 ；精车ф21的外圆 ；精车ф28的端面 ；ф28的外圆表 ；30°的锥面 ；фE的外圆面 ；退刀快速定位 ；退刀快速定位 ；换切槽刀 ；快速定位 ；切槽至ф18 ；暂停修光 ；快速定位 ；快速定位 ；倒角起点 ；倒角1.5 ；暂停修光 ；退刀快速定位 ；退刀快速定位 ；换外螺纹车刀 ；车螺纹循环起点 ；车螺纹 ；退刀快速定位 ；关切削液 ；主轴停转 ；程序结束并返回

；右端面外圆车刀 ；主轴正转 ；循环起点 ；开切削液 ；粗车轮廓 ；快速定位 ；精车起点 ；精车R5的圆弧 ；精车R17的圆弧 ；精车ф29的圆弧 ；精车R5的圆弧 ；фE的外圆面 ；退刀快速定 ；退刀快速定位 N15 N16 N17 N18 N19 N20 N21 N22 N23 N24 N25 N26 N27 T0202 G00X35Z-46.5 G01X19F10 G04P3 G00X35 Z-47.5 G01X19 G04P3 G00X100 Z100 M09 M05 M30

；换切槽刀 ；快速定位 ；切槽至ф19 ；暂停修光 ；退刀 ；快速定位 ；切槽至ф19 ；暂停修光 ；退刀 ；退刀 ；关切削液 ；主轴停转 ；程序结束并返回

|<< << < 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >> >>|

注:程序编制中有关数值单位一律采用毫米(mm)制

3.2模拟运行

数控加工程序编制好后将其输入数控车床，然后对刀，在将机床锁住进行程序校验，仔细观察其模拟加工路线是否有干涉、过切、出错等现象，若有应及时对程序错误处进行修改，修改后保存，再次调出修改后的程序进行校验，直到程序万无一失，没有任何错误的情况下方可进行自动加工。注：这个环节是必不可少的，否则会发生打刀等损坏机床其它部件的情况，直接影响机床的加工精度及寿命，更严重的是存在人身安全隐患。

3.3零件加工

装夹好毛坯，调出编制好的程序，直接进行自动加工直至程序结束。

3.4精度自检

将加工好的零件卸下，用游标卡尺、千分尺对零件的尺寸精度及粗糙度进行检测。看是否达到零件的技术要求即可。致 谢

经过这次的毕业设计，让我深刻的体会到什么叫做作真正的学以置用，这正是我们做学问真正的目的，也正是大多数学者难以做到的一点。

在课堂上学到的都是以理论为主，实践为辅，而现实生活中不论是做什么事情都是以理论为办事依据，实际行动为主。比如：我们的毕业设计就是要以理论知识为原则来设计自已的数控车削加工过程，然后再根据你的设计步骤来进行实践验正，看实践操作是否满足工艺过程和技术要求，若不行则要进行多次修改直到合格为止。在这里我学到了做任何事情要细心、认真、有耐心，考虑每一个细节问题要全面周到。

在设计期间，我们以小组为单位，遇到问题一起分析，找出关键地方，使我们能在较短的时间内找到解决方案，让我们在零件的加工实践操作中和工艺方面的分析得到进一步的认识，也看到了互相学习钻研和拼搏的精神，我的毕业是经过一次又一次的修改和反复的验正，最后在老师的批准下，毕业设计终于合格了。我的毕业设计之所以能圆满的完成是在得到指导老师刘老师、闫老师精心指导下和我们组的其他成员汪卫、张行、倪新、曾旭、金涛同学的互相帮助下完成的，在这里我要忠心的感谢我们的指导老师刘老师、闫老师的精心指导以及我们组其他成员的帮助。我还要真诚的祝福各老师在以后的岁月里身体健康、步步高升；祝福同学们在今后的人生道路上工作顺利、事业有成。

设 计 小 结

在开始做毕业设计前，我认真阅读了毕业设计指导书，对零件图进行仔细的分析，从而在设计前有一个清晰的思路，也为我的设计打下了基础，使我的开题报告能顺利的完成。开题报告完成后，接着开始进行正文的撰写，设计也就正式开始了，首先我们对零件进行了工艺分析，如毛坯尺寸大小的确定和材料的确定，选择合适的加工方案法，拟定加工方案，选择合适的夹具、刀具与切削用量的确定等。在工艺分析上，让我们巩固了在大一大二时学的机械制造、机械制图、机械设计、公差与配合、金属工艺CAD绘图等专业课程，是我更好把各专业课相结合起来去完成毕业设计。随着毕业设计做完，也将意味我的大学生活即将结束，但在这段时间里面我觉得自己是努力并快乐的。在繁忙的的日子里面，曾经为解决技术上的问题，而去翻我所学专业的书籍。经过这段时间我真正体会了很多，也感到了很多。

在两年的大学生活里，我觉得大多数人对本专业的认识还是不够,在大二期末学院曾为我们组织了三个星期的实习，为了更深入的理解并掌握大学的专业知识，加强专业技能。我选择的毕业设计课程是：轴类零件加工。通过次此的分析，需要对刀具的切削参数进行计算等方面的问题给予考虑，这些方面的知识都需要我们去复习以前的知识，在对以前学的知识进行初步系统回顾之后，大脑形成一初步的印象。各专业课之间相关联的知识也能很好的理解。

在这次毕业设计中，给我最大的体会就是熟练的操作技能来源我们平时对专业知识的掌握程度。比如，我们想加快编程速度，除了对各编程指令的熟|<< << < 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >> >>| 练掌握外，还得需要你必须掌握零件的工艺方面的知识，对夹具刀具切削用量参数的设定我们必须清楚。

在设计中得到了老师和小组同学的指导与帮忙，非常谢谢！回顾这一个月的设计历程，太多的感想和心得是无法用文字来表达的。每次在遇到难点问题并通过自己的不断努力克服难关时，那份成就感，那种喜悦之情是别人无法体会到的。看到身边的同学都是那么认真投入，相互支持和鼓励的奋进，想像我们以后在工作中也会有这种拼搏的精神。附 录

华中数控车床实物图

数铣加工薄壁零件工艺设计 篇6

关键词：数铣 薄壁零件 刀具路径；

中图分类号：TG547文献标识码：A文章编号：1674-098X（2013）05（a）-0036-02

随着数控加工行业技术水平的飞速提高，各行业对零件的需求也不断的发生着改变，目前对于高精度的薄壁零件的需求越来越广泛。薄壁零件具有结构紧凑、重量轻、节省原材料等特点，但由于其特殊的构造也给加工过程带来了一系列的问题，（1）薄壁零件由于壁薄（有的小于5 mm）造成零件刚性差，但在铣削过程中又需要夹具加紧，所以容易造成零件受力变形，导致零件形状和尺寸受到影响不能达到要求；（2）切削过程会产生大量的热，由于壁薄热量全部集中在薄壁上，导致零件受热变形；（3）薄壁零件的稳固性差，在切削力的作用下，容易产生振动，导致零件变形，影响尺寸以及零件表面粗糙度。因此想要加工出高品质的薄壁零件就要解决加工过程中的变形问题，其次要选择合适的刀具和走到路径保证零件表面的粗糙程度。在以上问题解决的基础上再考虑如何提高生产效率。下面通过实例结合笔者在加工薄壁零件上的一些经验，讲解如何根据薄壁零件的特点制定一套合理的数控加工工艺。零件结构图如图1。

1 零件结构

有图可知零件基本结构：零件最外面是一个尺寸为120×80×27长方体，零件的4边中心处加工出一个凹形缺口，按中心线对称，中间有一个直径为￠46 mm的圆形台阶，其高度为4 mm，圆形台阶上面是一个高为6 mm，壁厚0.88 mm的正五边形的薄壁设计，此处为本次加工的重点，倒圆角后与圆形台阶相切，五边形的中间部分设计一个R4圆弧，四个角的是倒角为2×45，孔为4-￠12的设计，表面粗糙度要求较高（Ra3.2）。

2 加工思路

由于本零件表面要求较高，加工思路选择：粗加工-半精加工-精加工-钻孔。具体工艺如下。

2.1 粗加工

选取尺寸为122×82×30的毛坯，用面铣的方式上下各铣去1.5 mm，这样就能够保证设计要求的27 mm，然后铣去其他四面多余的2 mm，进行整体开粗，曲面刀具路径有挖槽式铣削、等高外形铣削和平行铣削3种可选，根据本零件的设计要求，这里我们选择挖槽式铣削，因为挖槽式能够将零件的大部分设计的轮廓加工出来，而且走刀和抬刀次数少，这样缩短了刀具路径，能够有效地提高效率。应用挖槽式铣削进行粗加工时，原则为边界外下刀，因此边界的选择尤为重要，最需要注意的就是薄壁部分，因为薄壁的设计为0.88 mm，精加工时铣刀直径较大，容易造成变形，因此粗加工时余量需多留一些，这里选择留0.6 mm这样总体壁厚在粗加工完成后保持在1.5 mm左右。

2.2 半精加工

半精加工的主要目的为去除粗加工所剩余的残留料，避免残留料过多而影响精加工，这里我们选择等高外形铣削的方式，刀具选择￠8 mm 平底刀进行半精加工，保证精加工时的余量为0.3 mm。加工时刀具对平面xy进行轮廓切削，完成一个平面后刀具沿z轴平移，进行下一个平面切削直至完成。

2.3 精加工

根据零件设计，其最小曲面半径为R4.0 mm，因此这里选用R3.0 mm球刀，切削间距定为0.1 mm，主轴转速设定为2700～2800，切削时刀具切处的速度选择相对较小，这样的设计能够保证零件的表面质量。

2.4 清角加工

由于精加工选用的R3.0 mm球刀，因此在零件￠25的圆和R4的圆角的连接处会有残余料，需要清角，这里选择￠8的平底刀进行清角。

2.5 孔加工

对于设计中￠12H7的通孔，采用先在中心打中心孔，然后用￠6 mm的钻头钻孔，最后￠用12 mm的钻头扩孔。钻孔刀路选用深孔啄钻，这种方式排屑效果好，而且能够改变刀具回退高度。

3 加工中的难点

（1）零件中心位置的0.88 mm薄壁设计，此处由于壁薄，造成很大的加工难度，加工时由于切削力的挤压容易产生变形导致影响整个零件的精度，在此我们的处理方案为此处先不处理，等其他位置处理完成后再重点处理此位置，首先在设计图上将壁厚更改为1 mm，加上粗加工时多留的0.6 mm，需要加工的壁厚总厚度为1.6 mm，分四次进行加工，每次的加工量为0.4 mm，这样打好处在于每次加工量较小，因此产生的挤压力也较小，不会导致薄壁部分因受力过大而产生变形，再就是加工量小，加工时产生的切屑相对较少，因切屑而造成的一系列问题同时得到解决。

（2）零件中R4.0的圆弧，由于其位置的特殊性，在加工时很难处理，它与上平面相切，而圆弧的另一半必须要在反面加工，对刀时的偏差，和刀路切入、切出时的方式对这个地方的加工质量起到决定性的影响，我们的圆弧在内轮廓处，由于该曲线无可供延伸的线段，可采用增加圆弧段切入和圆弧段切出的方法。这样可以减小刀具在切入切出点产生的驻刀痕迹，提高表面质量。

4 零件的编程注意事项

4.1 刀具的选择

加工凸形表面时，粗加工可选择圆角立铣刀或平端立铣刀，精加工时最好选择圆角立铣刀，主要原因为圆角立铣刀的几何条件更好；加工凹形表面时，粗加工应选择圆角立铣刀或平端立铣刀，精加工时应选择球头刀，球头刀能够保证零件的表面加工质量。

4.2 切削参数的控制

切削参数的选择对加工质量、加工效率以及刀具耐用度有着直接的影响。与切削相关的参数主要有主轴转速、进给速率、刀具切人时的进给速率、步距宽度和切削深度等。主轴转速——其计算公式为：n=1000V/π×d。精加工时，应尽量避免中途换刀，以得到较高的加工质量，因此应结合刀具耐用度认真选择切削速度。零件加工选用d=12的刀具，铣削速度V=60m/min：

d=12 mm时n=1000×60/3.14×12= 1592（r/min）取整数1600

d=8mm时n=1000×60/3.14×8= 2388（r/min）取整数2400

进给速度Vf——Vf=fz×Z×n

加工精度和表面粗糙度要求较高时，应选择较低的进给量；刀具切入进给速度应小于正常切削进给速度。零件加工选用4齿，白钢刀加工，根据查表选用fz=0.20（粗铣）fz=0.15（精铣）；Vf=0.2×4×1600= 1280，取整数1200 mm/min（粗铣）

Vf=0.15×4×2400=1440，取整数 1400mm/min（精铣）

根据零件设计的要求，分析加工时的要点和难点，设计出以上加工工艺，不仅巧妙地解决了薄壁零件加工时易变形的难题，而且通过这种方法加工出的零件表面也达到了Ra3.2的要求，另外通过实际的加工验证，其生产效率也得到了较大的提升。

参考文献

[1]王卫兵.数控编程100例[M].机械工业出版社，2006.

[2]朱淑萍.机械加工工艺及装备[M].上海：机械工业出版社.

[3]于成万.数控加工工艺与编程[M].人民邮电出版社.

数控加工的工艺设计 篇7

1数控加工的工艺设计的特点

要想做好数据加工的工艺设计工作, 首先要了解工艺设计的特点。数控加工的工艺设计程序相对简便, 不需要复杂的劳动力, 改善了传统机房工艺的内容粗糙且繁杂的缺点。但是数控加工的工艺设计内容的明确性也同时增加了工作的难度, 很多工作人员因为不了解工艺设计的特点而不能准确完成工作任务。

1.1工艺设计工作内容复杂而严密

一项数控加工的工艺设计工作, 不仅需要工作人员具有熟练的工作经验来应对繁琐的工作内容, 还需要具有可以随时处理复杂的工作带来的突发意外的能力。数控加工的内容很精确, 往往数控车床加工具有鲜明的逻辑, 所以大大提高了工作效率, 但是这背后需要工作人员多年来的经验和应对繁琐工作的耐心。一般来讲数控加工工作效率很高, 这不仅证明我国的数控加工人员有较高的专业素养和设备的优秀, 也在很大程度上也反映了工艺设计工作的成功。只有在工艺设计工作时每一个实际问题都被考虑周全并在程序编辑中加入了合适正确的处理指令信息, 并且在设计中不断改进和完善设计计划, 才会在数控加工时大大提高工作效率。工艺设计工作内容需要考虑的问题全面而系统, 从而导致工艺设计工作内容很复杂, 这是工艺设计工作最主要的特点。

1.2过程繁琐并且需要经过多次合理性分析和比较

数控加工的工艺设计过程繁琐, 工艺设计工作需要在车床加工前期完成, 需要对零件、图纸、工具等一系列方面进行合理的分析和研究, 在每一个步骤都要经过多次系统的比较最终才能确定最优设计方案, 所以不难看出数据加工的工艺设计工作非常繁琐。在每一步的比较和分析中, 需要工作人员丰富的专业经验和耐心。例如在零件的选择工作上, 要从可能性与便利性两个角度来比较分析, 不仅要选取大小性能合适的零件, 还要使其组装之后整体车床工作便利, 除此之外, 还要考虑到编程的灵活度, 使选择的零件能够进行有效的编程工作, 最后还要考虑所选择的零件是否能够达到要求的精确程度, 才能保证数控车床工作的正常运行。所以数控加工的工艺设计工作是繁琐的, 多次合理性的分析和比较也是必要的。多次的比较和分析对提高数控加工效率和优化车床程序设计都具有着相当重要的意义。

2数控加工的工艺设计的原则

数据加工的工艺设计工作不仅内容繁琐, 过程复杂, 在设计过程中还需要遵循一定的原则来保证数控车床工作的效率。分析工艺设计要遵循的原则, 就相当于掌握了工艺设计的主要要领, 可以应对一般情况下的数控车床设计。保证工艺设计方案的质量, 不仅能使设计方案更加简便, 还能保证数据加工工作的质量和效率。

2.1大致上需要遵循固定的原则使工作简便化

数控加工的工艺设计过程中, 为了使加工方便, 需要遵循很多固定的原则。大体上来说, 在数控机床的零件加工顺序上, 要求工作人员首先加工工序集中的部位, 在首次零件组装时尽可能最大限度地完成所有部位工序的设定。在零件的加工上, 要遵循先粗后精的原则, 先把零件粗加工, 确定零件大体的轮廓和位置, 在大体成型的基础上提高精度, 分别进行半精加工和精加工以保证加工质量。在零件的加工顺序上, 为了提高工作效率, 加工人员要按照加工位置与刀点的距离, 遵循先近后远的原则工作, 即优先加工距离刀点近的部位。还有很多类似的原则, 都是大量工作人员通过实践而得出的经验总结, 这样的原则我们要遵循, 不仅能够大大提高工作效率, 还能减少由于偶然因素而造成的误差。

2.2个别情况下特殊问题需要特殊处理

虽然有很多可以使工艺设计工作变得更简便的原则, 但是还存在一些特殊情况需要特殊对待和处理。工艺设计是一项灵活的工作, 需要工作人员制定灵活可变的方案, 要以实际情况为主。有的设计方案上无法按照原则进行, 例如组装零件时由于零件的缺失导致不能在首次完成所有部位工序的设定, 所以就要等到以后的组装过程中去改进和完善。还有的设计方案如果遵循设计原则反而会使方案复杂化, 例如如果在零件加工中, 距离刀点近的部位需要相当繁琐的工作内容, 而距离刀点远的部位工作内容很少, 而且在距离远的部位安装完成后会使距离近的部位的安装更便利, 这就需要工作人员先对距离刀点远的部位进行加工。这两种情况也不能只一味地遵循方案而不懂得灵活变通。

3数据加工的工艺设计的方法

在数控加工的工艺设计的过程中, 除了掌握加工设计原则的同时, 还需要掌握加工设计的方法, 这样才能使数据加工的工艺设计从繁琐复杂变得易于掌握, 面对一项难度系数很高的工作, 只有想出办法层层突破, 才能全面掌握工艺设计工作。努力设计出易于操作的工艺方案, 才能提高数据加工工作的准确度。

3.1根据工艺路线确定合适的方法

工艺设计方法的设定, 首先要根据工艺路线来选择。工艺路线不相同的数控车床加工, 所对应的工艺设计方法必然会有很大差异, 所以根据工艺路线来选择工艺设计方法是制定工艺设计方案的基础。工艺设计的任务就是明确零件的什么部位需要数控加工, 经过什么流程, 如何确定这些流程的前后顺序等等, 而明确这些工作任务都需要熟悉数据加工的工艺路线。而工艺路线的设定, 也需要经过细致的分析和研究。由于工艺路线具有贯穿整个工艺的特点, 所以在制定工艺路线时需要瞻前顾后考虑多方面因素, 把路线中的每一步都具体化, 这样才能使工艺设计的确定变得清晰有序, 从而使数控加工工作的开展和实施变得周全和井然有序, 不会遗漏每一个细节。

3.2综合工程本身各方面因素而设计不同的方案

数控加工的工艺设计方案的制定, 除了考虑工艺路线以外, 还需要综合工程本身其他各方面的因素。车床加工过程中可能发生的情况很多, 在工艺设计工作的实施中一定要尽可能考虑周全, 详细分析工程本身的特点, 对待可能发生的问题要提出合理化的建议和改善问题的措施。例如, 有的工程相对繁琐, 需要零件数量多, 这就需要在工艺设计中要着重考虑各个零件的分配情况, 避免出现零件使用上出现遗漏情况, 还有的工程零件的加工顺序更重要, 所以在设计中要着重分析零件的使用用途从而确定使用顺序使施工便利。在数控车床的施工前, 仔细考虑各个方面的内容, 综合工程本身的因素而制定出最合理的设计方案, 这对数据车床的加工时是极为必要的。

4结语

我国科技水平的不断进步, 大大促进了机械业的发展。而数控加工技术作为机械业的主要技术之一, 更受到了我国政府的支持和重视。数控加工技术的基础是工艺设计, 做好工艺设计工作, 是提升数控车床加工效率和质量的保障。研究工艺设计的原则和方法, 对完善数控加工技术以及机械行业的发展都具有着重要的意义。

参考文献

[1]覃岭.数控加工工艺基础[M].重庆大学出版社, 2010.

浅谈数控加工工艺设计 篇8

1 数控加工工艺的主要内容

1) 选择那些适合在数控机床上加工的零件, 确定工序的内容。就单个零件来说, 并不是所有的加工工艺的过程都需要在数控机床上去完成的, 通常情况下只有一部分的工艺内容需要数控加工。这个过程就需要对零件的图样仔细的进行工艺分析, 找到最适合也是最需要采用数控加工的内容以及工序。在内容选择的过程中, 必须结合企业已拥有的设备, 以解决难题和关键问题为目标, 最终使生产效率在一定程度上提高, 使数控加工的优势得到充分的发挥。2) 选择合适的数控机床, 数控机床一般情况下会有两个动力头, 数控加工只需要一次装夹就可以完成普通的加工几次装夹所能够完成的加工任务。所以, 可以按照一次装夹所能够完成的加工任务来确定一道工序的具体内容。3) 对加工零件的图纸进行分析。明确加工的内容以及技术的要求, 明确加工的方案, 制定出数控加工的路线, 在数控加工的工序前后通常情况下都会加入一些普通的加工工序, 如果不能够很好的衔接, 就很容易产生矛盾。所以很又要弄清楚数控加工工序和普通的加工工序自身的加工目的、技术要求、加工特点等;对校形工序的技术要求;对毛坯的热处理状态等, 只有这样才能够让每个工序都达到相互满足的加工需要, 并且也明确了质量目标和技术要求。4) 设计数控加工的工序, 例如对工序的划分、夹具的定位与安装、刀具的选择、走刀路线的确定、切削用量的确定等。5) 数控加工工序程序的调整, 合理优化加工程序。6) 对数控机床上的部分工艺指令进行处理。

2 数控加工的基本特点

1) 数控加工的工序内容一般情况下要比普通机加工的工序内容要复杂一些。2) 数控机床加工程序的编制和普通的机床工艺规程的编制相比要复杂。这是由于一些普通机床的加工工艺不需要考虑的问题, 例如工序内工步的安排、对刀点、换刀点及走刀路线的确定等问题, 在编制数控加工工艺时却要认真考虑。3) 对于数控机床上工件的一次装夹, 可以进行多个部位的加工, 有的时候甚至能够完成工件的全部的加工内容。4) 数控机床加工的精度高。通常只需要一次加工就能够达到加工部位所需的精度, 粗加工、精加工之分。5) 根据数控机床加工时工件装夹特点与刀具配置、使用的特点区别于普通机床加工时的情况, 工件的各部位的数控加工顺序可能与普通机床上加工工件的顺序也有很大的区别。6) 由于刀具库或刀架上装有几把甚至更多的备用刀具, 因此, 在数控机床上加工工件时刀具的配置、安装与使用不需要中断加工过程, 使加工过程连续。7) 数控加工工艺中工序相对集中, 因此数控工艺规程中的工序内容要求特别详细。例加工的部位、程序的名称、程序的编号、加工的顺序、刀具的配置和使用的顺序, 刀具加工时的刀具的轨迹、刀位的路径、切削的参数等, 都要比普通的机床加工工艺中的工序内容要详细。

3 数控加工工艺的设计要点

3.1 分析零件图, 确定加工内容

在选择并且决定了要对某个零件进行数控加工之后, 并不等于要完成所有的加工内容, 可能只是对其中一部分进行数控加工, 所以, 必须对零件图样进行比较细致的工艺分析, 选择那些最适合、最需要进行数控加工的内容和工序。应结合本单位的实际, 立足于解决关键难题和提高生产效率, 充分发挥数控加工的优势, 防止把数控机床降格为通用机床使用。通常选择通用机床难加工, 质量也难以保证的内容作为加工重点。当通用机床加工效率低, 工人手工操作劳动强度大时, 可在数控机床尚存在冗余能力的基础上进行选择。对于需要通过较长时间占机调整的加工内容, 必须用特定的工艺装备协调加工的零件, 采集编程用的数据困难且易与检验依据发生矛盾而增加编程难度等情况, 一般不宜选择数控加工。

3.2 根据零件特点合理设计夹具精心选择刀具

在数控编程之前, 必须根据加工零件的形状特点以及精度的要求, 考虑零件装夹的方法。选取定位夹紧方案的过程中, 必须考虑如何数控机床的工作效率提高以及将操作者的劳动强度降低, 还可以方便加工程序的编制。设计的工装夹具必须以使用最少的装夹次数完成所有表面的加工为目标, 尽量的减少装夹的误差, 充分的发挥数控机床的功能。通常情况下, 尽可能的选用组合的夹具、通用化以及标准化的夹具。尤其是在加工中心、数控铣床等机床上加工形状复杂、批量不大的零件时, 对工装夹具的使用更应该具有通用性, 以缩短零件加工的生产准备的时间, 减少制造的费用, 设计出的夹具必须装夹方便、快速, 定位准确、可靠。对刀具的选择必须遵循以下原则:1) 刀具的类型必须和加工的表面相适应, 数控机床、刀具、辅具 (刀柄、刀套、夹头) 要配套。2) 刀具的几何参数必须合理, 要有较高而且较为一致的刀具耐用度, 以及足够的刚性。

3.3 选择合适的对刀点与换刀点

对刀点就是刀具相对于零件运动的起点。对刀点通常也是程序的起点, 在对刀点确定之后, 机床坐标和工件坐标的关系也就确定了。对刀点可以选在工件上, 也可以选在机床或者夹具上。

对刀点必须和零件的定位基准有一定的尺寸关系, 以便用来确定机床的坐标系和工件的坐标系的关系。选择对刀点通常可根据以下的原则进行:1) 对刀点应尽量的选在设计基准或者工艺基准上;2) 在绝对坐标系中, 对刀点最好选在机床坐标原点上, 或者选在距机床原点为某一确定值的点上;3) 在回转工作台上, 可使工作台的回转中心与夹具的对称中心重合;4) 必须考虑对刀的重复精度。换刀点是为加工中心、数控车床等多刀加工的机床编程而设置的。因为这些机床在加工过程中要自动换刀, 为了防止换刀时碰伤零件或者夹具, 换刀点往外设置在被加工零件的外面, 并且需留有一定的换刀余量。

3.4 选择合适的切削用量

数控加工的质量和效率, 在很大程度上取决于切削用量的选用。切削用量包括主轴转速、切削深度和进给量。切削用量的选择应在机床的允许范围内取, 同时考虑刀具的耐用度, 机床、夹具的刚性和材质的硬度。也可结合实践用类比法确定。

3.5 数控加工工艺文件的编写

为了能够使工艺准备效率和连续性得到提高, 让数控加工走向正规化, 遵循数控加工的特点, 必需建立和编制必要的数控加工工艺的文件。其中包括以下几个步骤:1) 数控加工工艺过程卡;2) 数控加工工件安装和零点设定卡片;3) 数控加工工序卡片;4) 数控加工程序卡片。

4 结语

数控加工的工艺设计 篇9

1零件的加工特点

1.1薄壁零件加工特点

在生产实践中, 薄壁类零件加工时易变形, 而且变形的表现形式是多种多样的, 有体积和尺寸的胀大和收缩变形, 也有弯曲、歪扭、椭圆、翘曲等畸形变形。但就其产生的机理来说, 可分为内应力造成的应力塑性变形和比容变化引起的体积变形两大类。

某厂某型号产品中加工的是大口径的变波束平板天线, 主体结构由辐射板、馈电板、功分/和差网络等通过盐浴焊接, 连接波导螺装而成, 显著特点是波导腔体叠加层数在整体厚度不到30mm内达到五层、层与层之间间隙最大不超过10mm、整个形成腔体的零件壁厚均为1mm, 局部让位部位仅为0.5mm。腔体尺寸精密。馈网及功率分配波导的分布与走向设计变得相当复杂, 精密加工测量比较困难。再有天线子阵共达100多个, 天线反射体设计全程范围内的平面度为0.3mm, 壁厚仅为1mm, 天线辐射缝达3400多个, 3400多个窄缝阵的各尺寸精度都在±0.02mm之内, 各位置精度也在±0.02mm之内, 加工后的馈电缝及腔体、安装榫孔等相对各尺寸精度都在±0.02mm之内, 各位置精度也在±0.02mm之内, 功分/和差网络零件均为薄壁, 主体厚度1mm, 波导腔体面表面光洁度要求高, 加工困难。

1.2零件加工过程中产生的问题

1) 平板天线在制零件均属薄壁类、高精度零件, 容易造成零件变形, 尺寸、位置精度超差, 不符合设计要求。

2) 平板天线在制零件加工均采用高速切削, 加工路径长、切削时间长, 其刀具磨损大, 零件精度周期稳定性差。

因此, 必须通过有效、科学的方法, 不断改进工艺和加工方法。正确编制工艺规程, 合理安排工序, 使工装设计满足使用要求。

2工装与工艺设计

2.1零件的装夹方式与方法

由于薄壁类零件的形状和结构的多样性以及本身具有刚度低的特点, 装夹时施力的作用点不同, 产生的变形就不同。大量实践证明, 增大工件与夹具的接触面积或轴向夹紧, 可有效降低零件装夹时的变形。如在铣削加工薄壁件时, 大量使用弹性压板, 目的就是增加接触零件的受力面积;平板天线的辐射板和馈电板外形较大, 在加工中没有足够大尺寸的磨床来保证平面度, 零件在切削过程中, 产生一定的切削力, 这个切削力与切削用量有着密切的联系。切削力的产生, 使被加工零件存在着一个被移动的趋势。因此, 必须有一个外在力将它克服, 真空吸附夹具利用夹具体与零件间的摩擦力克服切削力, 保证零件在加工过程中不被移动。采取了吸附工装真空吸附零件, 外形四周采用 “哑铃”双面沉头螺钉装夹, 真空吸附夹具的实质就是:使薄板零件与夹具之间形成相对真空, 产生负压, 并在周围用密封圈密封, 利用大气压的压力, 将零件紧紧地压在夹具体表面上。这种夹具能完全满足加工要求, 夹具体必须具有足够的强度与刚度, 为了使零件均匀地吸附在夹具体上, 夹具体必须开有均匀的真空腔, 利用真空吸附增加了对零件的吸附面积, 同时减小了真空使用体积。加工前, 将被加工零件安放在夹具体表面上。外形靠在4个销钉上定位, 然后开动真空泵, 夹具体上开的槽与被加工零件间就形成了真空腔, 将零件吸紧在夹具体表面上。

铣削薄壁类零件要采用高速切削技术 (采用了高转速、小步距、大进给的加工策略) 。采用高主轴转速可将切屑载荷 (切深) 减小到0.13mm以下, 如此小的切深能显著减小刀具与工件材料之间的切削力。高速/小切削力加工产生的热量较少, 可减小刀具偏差, 并可实现对薄壁工件的加工。由于具有这些优点, 采用高速切削可以获得较好的加工表面质量, 切削温度较低, 工件易于夹持, 加工精度也较高。再者加工时要求刀具锋利, 一方面可减少刀具与工件的摩擦, 另一方面可提高刀具切削工件时的散热能力, 从而减少工件上残余的内应力。例如, 在铣削薄壁类零件的大平面时, 使用了单刃铣削法, 刀具参数选取了较大的主偏角Kr=75°～93°和较大的前角γo≤30°, 目的就是为了减少切削抗力Fy的作用。

由于加工机床特性无法完成零件的装夹, 按机床DMU125P/FV-1712内部空间格局, 加工辐射板, 馈电板及吸附工装, 所要加工范围与DMU125P加工行程发生冲突。在不发生碰撞的情况下, 尽量利用机床行程, 最终附加了加工中转工作台 (200kg铝制工作台) 用以辅助加工, 如图1所示。

2.2辅助加工的功能

2.2.1 中转台的作用

辅助加工、拓展零件安装面积, 有效利用机床行程、缩短主轴端面到零件表面的距离。

2.2.2 吸附板的功能

吸附加工零件、零件加工时形成较大面积的接触、便于零件的装夹。

2.2.3 装夹的有效利用

装夹时采用 “哑铃”双面沉头螺钉装夹, 去除了压板装夹, 以便于零件的加工;而且使用钢丝螺套, 便于螺纹孔的反复使用;真空吸附槽增加了吸附面积, 并且减少了真空体积。

1.中转台, 2.吸附板, 3.钢丝螺套, 4.真空吸附槽.

3加工过程中的具体操作

对加工精度要求较高的薄壁类零件, 应把粗加工、半精加工、精加工分开进行。粗、半精、精加工分开, 可避免因粗加工引起的各种变形, 包括粗加工时, 夹紧力引起的弹性变形、切削热引起的热变形以及粗加工后内应力重新分布引起的变形。其目的是为了保持零件的精度及稳定性。

新材料6063的应用, 从加工角度工艺采用加工实验件来确定加工参数和工艺参数。热处理也用实验件来确定温度和保温时间, 并在热处理后采用冷处理, 更有效地控制变形。采用上述措施, 既节省了材料、时间, 还有效地控制了零件的变形和稳定性、加工性能。

另外, 粗、精加工分开, 机床设备也可得到合理的使用, 即粗加工机床可以充分发挥其效率, 精加工机床可长期保持机床的精度和维持使用寿命。辐射板, 馈电板, 大尺寸底板, 中板的平面由机床直接加工;平板天线零件加工采用“回”字型方法。这样可以保证零件平面度, 也可保证零件在加工中的稳定性, 提高加工精度。因材料退火后切削黏性大, 小刀具铣缝容易产生较大毛刺, 现采用最后铣腔体底面和腔体缝时, 粗、精加工分开, 这样既剔除了毛刺又提高了加工精度, 也降低了后续钳工工序的工作量。

参考文献

[1]王先逵.机械加工工艺手册[M].机械工业出版社, 2007.

数控车床加工工艺分析与设计 篇10

一、数控车床加工工艺的优势

数控机床和传统的工艺比起来在很多地方有很大的不一样, 数控机床在程序上要求很严格, 需要准确无误的程序, 并且定位基准和误差的控制很重要, 只有保证了这两个重要的因素才可以加工出质量合格的产品。在实际的加工中虽然无法保证设计的基准和定位基准保持重合但是由于零位补偿的存在可以将测量基准和工序基准同设计基准联系到一起使其保持一致。

二、数控车床编程的工艺处理基本原则

在加工方面数控车床和其他类型的车床加工得到的目标体基本差不多, 但是数控加工同时也具有其他车床不具备的特点。数控车床的加工设计一般要考虑很多种因素一般零件的形状和材质等因素会有一些不同需要以使用不用的方案。因此数控加工会遵循一定原则按照一定的规范进行操作。

(一) 先粗后精。在材料进行加工之前需要对零件先进行一个粗加工处理, 这样有很多的好处。可以节省时间在很短的时间内先将不需要的部分去除掉, 这样对于细加工有很多的方便之处, 很大程度上提高了工作效率。还可以满足细加工的要求, 保证细加工的质量要求。在粗加工结束之后还要进行第一和第二次细加工, 第二次细加工的目的是为了进一步提高工件的精度。

(二) 先近后远。数控机床和一般的机床一样在加工零件的过程中都是利用减少空走刀的次数和减少刀具的移动位置来提高效率的。所以在机床进行加工的时候都是先对距离较近的位置进行处理然后慢慢移动到位置较远处。

(三) 先内后外。在加工过程中刀具和工件都是具有一定的刚性的, 在加工过程中非常容易因为刀具和工件的刚性条件使得加工精度出现误差, 所以在加工过程中要先对工件的内表面进行加工然后再转向外表面, 这样可以最大程度地防止内外表面出现精度误差。

(四) 采用尽可能少的加工程序。根据数控加工的特点可以发现程序的多少对加工过程也有很大影响, 程序越少加工时间越短效率也就越高, 并且还可以在最大程度上使误差出现的几率减小, 最大的程度上提高工作效率。

三、数控车床加工工艺流程的优化改进

(一) 对加工零件的工艺性分析要准确。在零件进行加工前要尽可能使零件的外形和内部的形状保持统一的几何类型, 在加工过程中要减少对刀具的变换量。我们平常所接触很多的零件都具有一定圆弧角度, 在加工的过程中要格外注意圆弧的半径大小, 并且要特别注意很小的圆槽内径不能太小, 不然刀具不能进行操作。另外还要有统一的定位基准, 这样就不会在工件重新安装的时候导致在加工之后的定位基准不一样进而导致工件出现误差。除此之外, 工件上还要有定位的基准孔, 也可以将工艺孔作为基准孔。如果上述两种方法都无法实现的话, 还可以将精加工过的表面作为统一的基准, 这样就可以降低因为二次装夹产生的误差。

(二) 采用加工方法和加工工序要适当。在加工的过程中要特别注意遵守一定的规则以保证加工工件的精度。满足精度的加工方法有很多种, 在进行选择的过程中要充分考虑部件的形状、大小等热物理特性, 选择出一种最适合效率最高的方法。同时在考虑以上因素以外还要考虑设备的应用情况、设备的生产效率和损耗等因素。利用数控车床加工零件的时候工序是相对比较集中的, 要尽最大的能力使其可以在一次就全部或者将大部分完成装夹。首先应该仔细分析图纸, 然后确定方案看是否可以在一次的装夹中就可以完成整个零件的加工, 如果无法实现的话就尽可能降低装夹的次数和刀具的变换次数。在制定工作步骤的时候要考虑工作效率和工件的加工精度使其都尽可能的高。

(三) 制定最优加工路线。最佳的加工路线可以最大程度上保证工件的精度和生产效率, 其要遵循以下一些规则:第一, 在设计路线的时候要充分考虑减少换刀和走刀的次数;第二, 在计算方面要尽量简单, 为进一步编程减小工作量;第三, 要保证被加工物体对精度的要求。在走刀的过程中要保证工件的表面要尽量避免刀的划痕, 所以在程序设计的时候要特别注意进刀和出刀的程序设计。在车削外表面的轮廓的时候, 车刀的切入和切出的点要保证在零件外表面轮廓的延长线上, 这样就保证了零件轮廓的光滑性, 避免了划痕的产生。并且在加工的过程中要尽可能不产生停顿, 不然工件在停顿的时间有可能会发生不稳定导致工件表面划痕的产生。

(四) 制定数控车床上刀具的安装设计与工序卡。数控机床和普通的机床在工艺上有很大的差别, 前者会更加复杂因此在性能上会更好, 在复杂的工件加工上能更好地完成加工, 数控机床只需要将程序编写正确, 不需要考虑工步问题。工序卡要包括编程的原点、削铣参数、编程的说明。其中编程的说明中要包括程序编号、机床型号和所有刀具半径补偿等内容。

刀具的安装设计要最大可能地统一标准, 在工艺、编程和设计上要保持统一。要尽可能保证一次将工件加工出来, 最大化利用机床的加工效率减少人为对加工时间的占用。另外, 当我们需要加工的零件变少的时候, 要根据数控加工自身的特点对夹具的使用遵循以下两个要求。第一, 要尽量保证夹具的坐标方向和机床的坐标方向相对固定;第二, 要协调好机床和工件的坐标关系。除此之外还可以通过调试其他一些夹具来降低生产的费用和减少生产的时间。

(五) 数控车床加工操作步骤。如图1所示。

四、刀具及选用

选用如图2所示的4种刀具。

(一) 外圆车刀。主要是用来进行工件外表面的粗加工和精加工。

(二) 螺纹车刀。主要进行对M40X2的螺纹进行加工。

(三) 切槽车刀。主要用来进行槽的切削, 可以一次走刀完成。

(四) 圆弧车刀。主要用来满足对工件圆弧部分的完成。

在使用数控机床加工的实际过程中都不是一次性将工件加工完全, 而是在加工的过程中不断进行调整和优化。在加工的过程中会发现各种不同的问题, 要不断对问题进行优化和改进, 及时进行经验的总结为以后的加工提供更好的参考。

参考文献

[1]赵艺兵.数控车床加工工艺分析与设计[J].中国制造业信息化, 2012, 11:1~14

[2]程叔重.数控加工工艺[M].杭州:浙江大学出版社, 2012

重型机床床头箱轴孔加工工艺设计 篇11

【关键词】机床；床头箱；轴孔；加工工艺

近些年来，随着机床业的不断进步和发展，世界各类企业对机床产品的需求量也在不断扩大，同时对机床各个部件的要求也非常高。床头箱作为机床非常关键而且重要的部件，被重大型机床广泛应用，它的加工技术水平也在不断进步和发展，但是床头箱在实际的应用过程中仍存在一定的限制性，所以我们有必要对其加工工艺进行进一步的探讨和研究，从而能够促进未来床头箱加工工艺技术水平的进一步提升。

1、重型机床床头箱概述

1.1床头箱的功能和特点

箱体零部件是设备及其部件的基础件。它把轴承、套、齿轮等一些零部件组装在一起，让它们时刻保持在正确的位置上，通过它们之间相互协调的配合，可以共同去完成某个运动。箱体类零件的加工工艺和加工质量直接影响着设备的精确度，使用性能以及使用寿命，以上是床头箱的功能。床头箱的加工特点是它由很多精确度要求不一样的孔和面组成的，其内部的结构虽然很简单，但是壁不均匀，在加工过程中的难度系数相对较大。

1.2床头箱加工过程的共同性原则

第一，加工过程中的顺序是先加工面，之后用加工好的面定位，再去加工孔。由于床头箱轴孔对精确度的要求很高，加工过程中难度系数比较大，所以一般先以轴孔为粗基准去加工面，之后再以面为精基准去对轴孔进行加工，这样不但为轴孔的加工提供了稳定的精基准，还可以使轴孔的加工余量更加均匀。由于床头箱体上的轴孔分布在箱体各个平面上，先把平面加工好，钻轴孔的时候，钻头不容易跑偏，扩孔和绞孔的过程中，刀具也不会轻易崩刃。第二，加工过程中粗、精要分开，床头箱箱体的结构比较复杂，壁薄厚不均匀，刚性也不是很好，可是对加工精确度的要求又很高，因此箱体的重要加工表面一般都要划分为粗、精两个加工阶段，这样就可以减少或者避免在粗加工过程中造成的内应力、切削力、夹紧力和切削热等加工精确度带来的影响，有利于提高箱体的加工精确度。另外，粗、精加工分开还可以及时发现毛坯的缺陷，以免造成更多的浪费；同时还可以根据对粗、精加工的不同要求来选择加工设备，从而提高劳动生产率。第三，工序间一定要对热处理进行合理的安排，由于箱体零部件的结构比较复杂，壁薄厚又不均匀，因此，在加工过程中会产生很大的残余应力。为了除去这些残余的应力，防止箱体变形，并确保精确度的稳定，所以，在加工之后必须要安排相关工作人员及时处理。人工时效的要求是：加热到五百到五百五十度，保温四到六个小时，冷却速度每小时不能大于三十度，出炉温度不能大于二百度。 对于普通精确度的箱体零部件，加工之后一般安排一次人工时效处理就可以。对那些高精确度或者是外形十分复杂的箱体零部件，在进行粗加工之后还得安排一次人工时效处理，以彻底消除粗加工所带来的残余应力。对于那些精确度要求不是很高的箱体零部件毛坯，可以不用安排人工时效处理，可以利用粗、精加工工序间的停放和运输时间，让其自然时效。箱体零部件人工时效，除了运用加热、保温的方法外，还可以采用振动时效来清除残余应力。第四，箱体零部件的粗基准通常都是用它上面的轴孔作为粗基准，这样不但可以更好地保证重要的孔和其它各轴孔的加工余量均匀，还可以更好的保证各个轴孔轴心线与床头箱箱体在加工表面的相互位置。

2、加工工艺路线

2.1方法的选择

床头箱轴孔加工方法的选择原则是根据零部件的加工面技术方面的要求，零部件的材料，需要加工的尺寸以及生产类型等，选择既能满足零部件质量的要求，又节约加工成本，生产效率高的加工方法。

2.2加工阶段的划分

床头箱的加工阶段主要是根据零部件质量方面的要求，零部件尺寸以及加工纲领来划分。重型机床床头箱一般情况下都不会大批量生产，因此不需要严格的划分，在这里根据加工方法的选择情况将床头箱的加工过程分成两个阶段：第一，精加工阶段。该阶段必须要达到床头箱轴孔的设计要求；第二，粗加工阶段。在该阶段要去除各表面上的加工余量，为重要表面的加工做好前期准备，同时对部分基准面进行精加工，完成那些不重要表面的加工。

2.3加工工序的集中和分散

在选择好加工方法，定好加工方案之后就可以进行加工工序的安排。加工工序的集中和分散与零部件的加工类型有关系，对于那些结构复杂，生产类型较少的床头箱，为了能够尽量减少装夹的频率，便于生产，提高生产效率，应该把工序安排的相对集中。

3、常见问题及解决方案

3.1圆柱度误差

当用镗杆送进的过程中镗杆出现扭曲变形，可以采用工作台送进的方法，增强镗杆的刚性，改变刀具的角度，同时还要减少切削用量；当用工作台送进时导轨直线度一旦产生误差，要及时有效的对机床进行调整和维修；刀具容易出现磨损的现象，要不断提高刀具的耐用度，刀具角度的选用要合理；刀具出现热变形时，要及时使用冷却液降温，降低切削的用量，同时也要合理选用刀具的角度。

3.2圆度误差

当工作台的送进方向与主轴的轴心线不平行时，要对机床进行及时有效的维修和调整；加工的余量和加工材质不均匀的时候，要适当增加走刀的频率，并对热处理工序进行合理有效的安排；在极薄的切削条件下由于多次重复走刀很容易出现“溜刀”，为了避免这一现象，可以适当的控制走刀的频率以及切削时的深度，同时采用浮动镗；加工过程中容易出现内应力，为了消除内应力，在进行人工时效处理和粗加工后要存放一段时间；为了避免出现热变形现象，粗精加工一定要分开，同时还要进行充分的冷却降温。

3.3同轴度误差

机床导轨的平面度和直线度出现误差时，要及时有效的对机床进行维修处理；为了避免加工余量不均匀和切削用量的不均衡，在加工过程中要尽量让各个孔的余量均匀，切削用量要差不多，并且要适当的减少切削用量，同时还要提高镗杆的刚性；床身导轨与工作台面在配合的过程中间隙如果出现误差，一定要及时调整两者的配合间隙，当镗在同一轴线孔的时候，要采用同一送进方向。

3.4平行度误差

当工作台和床身导轨的平行度出现误差时，要及时有效的对机床进行维修；镗杆很容易出现扭曲变形，一定要不断加强镗杆的刚性，同时采取工作台送进。

4、结语

综上所述，床头箱是重大型机床的重要部件，床头箱轴孔的加工是机械加工的重点，同时其难度系数也比较高。所以在生产之前我们必须要熟悉床头箱轴孔的加工工艺，掌握其加工工艺的技术方法，从不断地主动创新、技术攻关、小批量实验到批量生产的过程中不断的总结经验和教训，从而进一步的提高床头箱轴孔加工工艺的技术水平。

参考文献

[1]张宜峰.台达PLC在单柱立式数控机床的应用[J].2011.

[2]白月飞，杨斌，陈学奎.浅谈三坐标测置机的测量误差[J].广西轻工业，2012.

数控加工的工艺设计 篇12

数控加工中,工艺设计包括加工阶段划分、顺序安排、工序基准选择、内容设计等诸多内容。在进行设计过程中,必须考虑实际加工需要,凸显其独特性。

1.1 给进路线图设计

数控机床加工中,给进路线图的编制是数控编程依据,是自动化操作加工的关键。必须严格按照规定符号对刀具运动路线进行控制,如刀具下刀点、下刀位置、抬刀点及位置等,来确保刀具始终按照规定运动路线行进,顺利完成零件加工,强化对刀具运动的预判,减少加工中可能出现的偏转、碰撞等问题。

1.2 加工方案设计

数控机床加工中,加工方案的设计直接关系工件的生产精度、质量与效益等。对工件进行加工时,必须结合实际情况、加工条件及机床功能,选择最优方案,保证工件加工的经济性、合理性与可靠性等,以易操作、经济简便、科学合理等为目标进行设计。

工件加工要遵循诸多原则,如内孔的工件要先内后外,规避刀具刚性不足或者工件刚性不足等可能带来的问题,以先内后外加工手法保证加工精度、减少机械振动带来的负面影响。数控机床加工工件时要由近及远,先加工距离刀具起点近的位置,缩减刀具移动幅度、降低空走刀频率,提升加工效率与精度,保证工件刚性与质量。加工方案的设计要以工序最少、走刀路线最短为指导原则,以减少机床磨损率与编程出错率,从而在保证加工质量与精度的前提下提升加工效率。结合刀具特点、数控系统功能,选择最少程序,构建最短走到路线,从而提升加工效率与效益。除去上述原则外,数控机床加工中加工方案的设计还要适当考虑灵活性,结合工件加工要求、工艺要求等做灵活选择与处理。必要情况下,可选择打破以上原则,以确保工件加工质量为最终目标。

1.3 对刀点的选择

数控机床加工中,对刀点的选择至关重要,直接关系工件加工的程序与精度。对刀点位置灵活,既可分布在工件上,也可分布在工件外。刀点位置的确定要结合机床坐标、零件坐标定位等进行,以确保对刀点准确性,减少坐标点计算误差,保证机床找正,便于开展加工检验。比如,多孔工件对刀点的选择要结合加工工艺、工件设计基准进行确定。大批量工件加工中,还可选择多个对刀点以简化程序,减少互相之间加工干扰及工件碰撞等。

1.4 走刀路线的选择

走刀路线的选择直接关系数控加工质量与效率。要坚持工序集中、走刀路线最短这一原则,保证加工的经济性与效率。必要时,要综合考虑多方因素,选择最佳走刀方案,以实现工件的精加工。走刀路线的选择要坚持先粗后精,质量精度优先效率效益其次,装夹时提升数量减少换刀频率。必要时,还可先普通机床粗加工,后数控机床精加工,以提升效率。走刀路线方案的设计要注意规避过切削或者欠切削现象,以满足对工件表面粗糙度、精度加工要求,保证质量基础上不断优化走刀路线,以提升效率与效益。刀具切削用量的确定要结合加工程度、给进速度、转轴速度、背吃刀量间等构建最佳切削参数,通过合理选择切削用量兼顾加工质量、效率与成本。实际上,具体切削用量的确定要结合数控机床情况、工件要求、加工经验等情况进行选择。

2 数控加工中夹具设计需要注意的问题

夹具在数控机床加工中的应用,有助于提高生产效率与加工精度、降低废品率,扩大机床加工工艺范围,改善实际加工操作劳动条件,对工件制造至关重要。数控机床加工中夹具的设计要考虑定位、夹紧、刚性、更换等诸多问题,要在满足数控加工需求的基础上,结合工件情况确定最佳设计方案。

2.1 夹具的确定

数控机床中夹具的选择必须考虑工作效率这一指标,以减少辅助操作时间为目标,选择合适夹具,确保加工过程中的夹紧和准确定位,刚性满足加工要求,同工件及机床坐标系尺寸相匹配。夹具夹紧装置要做到不影响定位、力量适当、操作方便、结构简单。结合切削力大小确定夹紧力,夹紧力方向同工件刚性较好的方向与部位保持一致。作力点准确落在支承范围内,靠近加工表面。不少数控机床加工中,偏好选择拼装组合夹具,如孔系组合夹具、槽系组合夹具等,以发挥其反复使用这一优势,减少准备时间,保证加工效率,提升积极效益。

2.2 夹具的定位

数控机床加工中,夹具定位的准确度至关重要。数控编程这一阶段要以工件坐标系为原点,将工件定位、夹紧在夹具上进行准确安装。结合该位置坐标系及机床坐标系,确定对刀点,确保加工程序的顺利运转。在定位夹具上,可采用六点定位原则,通过用空间合理布置的六个支承点限制工件的六个自由度,准确定位工件位置,方便实际生产中提升效率与精度。另外,还要考虑加工效率要求,设计夹具时对装夹工件数量进行确定,尽可能提升装夹数量,以降低停机频率,减少换刀时间与次数,提高加工效率与效益。

2.3 夹具的刚性

夹具设计中,要结合加工方案对刚性提出明确要求,以保证刚性满足加工需求。若精加工与粗加工需要使用同一套夹具,则必须保证高刚性;若工序过于集中,则要以最高刚性要求为基准设计夹具,以减少夹具刚性引发的各类问题,满足数控加工需要。

2.4 夹具的更换

数控机床加工中夹具需要进行更换,在进行同系列或同尺寸、加工结构相似的工件时,可从通用性角度出发设计夹具,以减少更换频率与次数,提高夹具利用效率与效益,降低生产成本。在更换夹具时,为保证定位精度,要注意夹具同定位件外圆之间不能有间隙,且过盈量不能过大,避免造成夹具更换困难。

3 结束语

综上所述,数控机床加工中,工艺与夹具设计需要注意的问题很多,要结合数控机床情况合理设计给进路线图、加工方案、对刀点与走刀路线,做好夹具的选择、定位与使用,从而构建最优加工方案,保证工件加工的质量、精度与效率,提升数控加工效益。

摘要：本文对数控加工中的工艺与夹具设计中要注意的问题进行分析探讨,希望能为数控机床的加工应用提供参考。

关键词：数控加工,工艺,夹具

参考文献

[1]张国政,周元枝.轮辋数控加工工艺分析及其加工中心夹具设计[J].机床与液压,2014,(14):30-32.