零件的数控车削加工与编程__毕业设计

毕业设计说明书题目零件的数控车削加工与编程专业数控技术班级07 数控 2 班学生姓名葛广顺指导教师于辉二零一零年四月十八日目录一、摘要 (2)二、绪论 (3)三、毕业设计任务 (11)四、简单的轴类零件的编程与加工 (13)五、轴类零件二维图 (13)六、轴类零件的工艺分析 (13)七、轴类零件粗精加工手工编程 (16)八、轴类零件仿真操作注意事项 (20)九、简单的套类零件的编程与加工 (21)十、套类零件二维图 (21)十一、套类零件的工艺分析 (22)十二、套类零件的实施 (23)十三、套类零件仿真操作注意事项 (28)十四、简单的盘类零件的编程与加工 (28)十五、盘类零件二维图 (29)十六、盘类零件的工艺分析 (29)十七、盘类零件的实施 (30)十八、盘类零件仿真操作注意事项 (36)十九、设计小结 (37)二十、参考文献 (37)摘要在车床上，利用工件的旋转运动和刀具的直线运动或曲线运动来改变毛坯的形状和尺寸，把它加工成符合图纸的要求。

车削加工是在车床上利用工件相对于刀具旋转对工件进行切削加工的方法。

车削加工的切削能主要由工件而不是刀具提供。

车削是最基本、最常见的切削加工方法，在生产中占有十分重要的地位。

车削适于加工回转表面，大部分具有回转表面的工件都可以用车削方法加工，如内外圆柱面、内外圆锥面、端面、沟槽、螺纹和回转成形面等，所用刀具主要是车刀。

在各类金属切削机床中，车床是应用最广泛的一类，约占机床总数的50%。

车床既可用车刀对工件进行车削加工，又可用钻头、铰刀、丝锥和滚花刀进行钻孔、铰孔、攻螺纹和滚花等操作。

按工艺特点、布局形式和结构特性等的不同，车床可以分为卧式车床、落地车床、立式车床、转塔车床以及仿形车床等，其中大部分为卧式车床。

数控车削加工是现代制造技术的典型代表，在制造业的各个领域如航天、汽车、模具、精密机械、家用电器等各个行业有着日益广泛的应用，已成为这些行业不可或缺的加工手段。

为了子数控机床上加工出合格的零件，首先需根据零件图纸的精度和计算要求等，分析确定零件的工艺过程、工艺参数等内容，用规定的数控编程代码和格式编制出合适的数控加工程序。

编程必须注意具体的数控系统或机床，应该严格按机床编程手册中的规定进行程序编制。

但从数控加工内容的本质上讲，各数控系统的各项指令都是应实际加工工艺要求而设定的。

由于本人才疏学浅，缺乏知识和经验，在设计过程中难免出现不当之处，望各位给予指正并提出宝贵意见。

关键词：车削加工刀具零件的工艺过程工艺参数程序编制绪论机械加工工艺是实现产品设计，保证产品质量，节约能源，降低消耗的重要手段，是企业进行生产准备，计划调度，加工操作，安全生产，技术检测和健全劳动组织的重要依据，也是企业上品种、上质量、上水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。

工艺规程的编制是直接指导产品或零件制造的工艺过程和操作方法的工艺文件，他直接对企业的产品质量、效益、竞争能力起着重要的作用。

机械工业是国民经济各部门的装备部，国民经济各部门的生产技术水平和经济效益，在很大程度上取决与机械工业所能提供装备的技术性能、质量和可靠性，因此，机械工业的技术水平和规模是衡量一个国家科技水平和经济实力的重要标志。

近年来，世界各国都把提高产业竞争力和发展技术、抢占未来经济制高点作为科技发展提出更高的要求，特别是制造技术更加得到了重视。

所以，我们要振兴机械工业，使之成为国民经济的支柱产业。

从而确定机械工业在国民经济中的重要地位，同时也向机械工业提出更高的要求。

一．数控机床的简介数控机床是一种用电子计算机和专用电子计算装置控制的高效自动化机床。

主要分为立式和卧式两种。

立式机床装夹零件方便，但切屑排除较慢；卧式装夹零件不是非常方便，但排屑性能好，散热很高。

数控铣床分三坐标和多坐标两种。

三坐标机床（X、Y、 Z）任意两轴都可以联动，主要用于加工平面曲线的轮廓和开敞曲面的行切。

多坐标机床是在三坐标机床的基础上，通过增加数控分度头或者回转工作台，成为4坐标或者5坐标机床（甚至多坐标机床）。

多坐标机床主要用于曲面轮廓或者由于零件需要必须摆角加工的零件，如法向钻孔，摆角行切等。

摆角形式4坐标的主要为A或B；5坐标机床主要为AB，AC，BC，可根据零件要求选用。

摆角大小由加工的零件决定。

数控机床从组成来看，主要分为以下两方面：1. 机床本身技术参数：数控机床主要的技术参数有下面几个：（1）作台工：零件加工工作平台，尺寸大小应根据加工零件的大小进行选用。

（2） T形槽：工作台上的T形槽主要用于零件的装夹，其中T形槽的槽数、槽宽、相互间距，需要根据加工工件的特点进行规定。

（3）主轴：主轴形式，主轴孔形式等，（4）进给范围：机床X Y Z三个方向的可移动距离（行程），移动速度的大小；摆角（A B C）的摆动范围，摆动的速度（5）主轴的旋转：主轴的转速，主轴的功率，伺服电机的转矩等2．数控系统数控系统是数控机床的核心。

现代数控系统通常是一台带有专门系统软件的专用微型计算机。

它由输入装置、控制运算器和输出装置等构成，它接受控制介质上的数字化信息，通过控制软件和逻辑电路进行编译、运算和逻辑处理后，输出各种信号和指令控制机床的各个部分，进行规定、有序的动作。

作为用户，在考虑数控系统的时候，最关心的是系统的可靠性、可能和优越的性价比，因此应该考虑以下几个方面：（1）分辨率分辨率越高，可以清楚的进行控制，适合工业环境使用（2）控制轴数和联动轴数应和购买的机床相配合，符合购买的机床情况（3）标准（基本）功能项目功能越全越好，结合机床使用而定，特别是一些自动补偿、自适应技术模块等先进的检测、监控系统：红外线、温度测量、功率测量、激光检测等先进手段的采用，将在一定程度上大大提高机床的综合性能，保证机床更加可靠精确地自动工作二．数控加工的概念数控机床工作原理就是将加工过程所需的各种操作（如主轴变速、工件的松开与夹紧、进刀与退刀、开车与停车、自动关停冷却液）和步骤以及工件的形状尺寸用数字化的代码表示，通过控制介质（如穿孔纸带或磁盘等）将数字信息送入数控装置，数控装置对输入的信息进行处理与运算，发出各种控制信号，控制机床的伺服系统或其他驱动元件，使机床自动加工出所需要的工件。

所以，数控加工的关键是加工数据和工艺参数的获取，即数控编程。

数控加工一般包括以下几个内容：(1)对图纸进行分析，确定需要数控加工的部分；(2)利用图形软件（PRO/E UG）对需要数控加工的部分造型；(3)根据加工条件，选择合适的加工参数，生成加工轨迹（包括粗加工、半精加工、精加工轨迹）；(4)轨迹的仿真检验；(5)生成G代码；(6)传给机床加工。

三．数控机床的特点1. 具有高度柔性在保证工件表面精度，主要取决于加工程序，它与普通机床不同，不必制造、更换许多工具、夹具，不需要经常调整机床。

因此，数控机床适用于零件频繁更换的场合。

也就是适合单件、小批生产及新产品的开发，缩短了生产准备周期，节省了大量工艺设备的费用。

2．加工精度高数控机床的加工精度，一般可达到～0.1mm，数控机床是按数字信号形式控制的，数控装置每输出一个脉冲信号，则机床移动部件移动一个脉冲当量（一般为0.001mm），而且机床进给传动链的反向间隙与丝杠螺距平均误差可由数控装置进行补偿，因此，数控机床定位精度比较高。

3．加工质量稳定、可靠加工同一批零件，在同一机床，在相同加工条件下，使用相同刀具和加工程序，刀具的走刀轨迹完全相同，零件的一致性好，质量稳定。

4. 生产率高数控机床可有效地减少零件的加工时间和辅助时间，数控机床的主轴转速和进给量的范围大，允许机床进行大切削量的强力切削，数控机床目前正进入高速加工时代，数控机床移动部件的快速移动和定位及高速切削加工，减少了半成品的工序间周转时间，提高了生产效率。

5. 改善劳动条件数控机床加工前经调整好后，输入程序并启动，机床就能自动连续的进行加工，直至加工结束。

操作者主要是程序的输入、编辑、装卸零件、刀具准备、加工状态的观测，零件的检验等工作，劳动强度极大降低，机床操作者的劳动趋于智力型工作。

另外，机床一般是封闭式加工，即清洁，又安全。

6. 利于生产管理现代化数控机床的加工，可预先精确估计加工时间，所使用的刀具、夹具可进行规范化、现代化管理。

数控机床使用数字信号与标准代码为控制信息，易于实现加工信息的标准化，目前已与计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）有机地结合起来，是现代集成制造技术的基础。

四．数控车削加工车削加工是切削加工中最基本的一种加工方法，它是在车床上利用工件的旋转运动和刀具的移动来加工工件的，因此车削加工是机械加工中运用最广泛的加工方法，车床占切削加工机床总数的40﹪左右。

1.数控车床的分类：⑴. 按数控系统的功能分：①全功能型数控车床；②经济型数控车床⑵．按主轴的配置形式分：①卧室数控车床；②立式数控车床⑶．按数控系统控制的轴数分：①两轴控制的数控车床；②四轴控制的数控车床2. 数控车削加工的主要对象数控车床主要用于加工轴类、盘状类等回转体零件，通过执行数控程序，可以自动完成外圆柱面、成形表面、螺纹、端面等工序的切削加工，并能进行车操、钻孔、扩孔、铰孔等工作。

根据数控加工的特点，数控车床最适合切削具有以下要求和特点的回转体零件⑴. 精度要求高的回转体零件⑵．表面形状复杂或难以控制尺寸的回转体零件⑶．表面粗糙度要求好的回转体零件⑷．带特殊螺纹的回转体零件3. 数控车削中的加工工艺分析数控加工以数控机床加工中的工艺问题为主要研究对象，以机械制造中的工艺理论为基础，结合数控机床的加工特点，综合运用多方面的知识来解决数控加工中的工艺问题。

工艺制定的合理与否，对程序编制、机床的加工效率、零件的加工精度都有极为重要的影响。

（一）、确定工件的加工部位和具体内容确定被加工工件需在本机床上完成的工序内容及其与前后工序的联系。

1.工件在本工序加工之前的情况。

例如铸件、锻件或棒料、形状、尺寸、加工余量等。

2.前道工序已加工部位的形状、尺寸或本工序需要前道工序加工出的基准面、基准孔等。

3.本工序要加工的部位和具体内容。

4.为了便于编制工艺及程序，应绘制出本工序加工前毛坯图及本工序加工图。

（二）、确定工件的装夹方式与设计夹具根据已确定的工件加工部位、定位基准和夹紧要求，选用或设计夹具。

数控车床多采用三爪自定心卡盘夹持工件；轴类工件还可采用尾座顶尖支持工件。

由于数控车床主轴转速极高，为便于工件夹紧，多采用液压高速动力卡盘，因它在生产厂已通过了严格的平衡，具有高转速(极限转速可达4000～6000r／min)、高夹紧力(最大推拉力为2000～8000N)、高精度、调爪方便、通孔、使用寿命长等优点。

为减少细长轴加工时受力变形，提高加工精度，以及在加工带孔轴类工件内孔时，可采用液压自动定心中心架，定心精度可达。