数控机床的分类及典型轴类零件的加工
数控车床典型零件加工
前言轴是组成机器的重要零件之一根据轴的承载性质不同可将轴分为转轴、心轴、传动轴三类。
工作时既承受弯矩又承受转矩的轴称为转轴。
转轴是机器中最常见的轴,通常称为轴。
用来支承转动零件，只承受弯矩而不传递转矩的轴称为心轴。
心轴有固定心轴和旋转心轴两种。
根据轴线的形状不同,轴又可以分为直轴、曲轴和挠性钢丝轴。
后两种属于专用零件。
直轴按其外形的不同又可以分为光轴和阶梯轴两种。
光轴形状简单、加工容易,应力集中源少,主要用作传动轴。
阶梯轴个轴段截面的直径不同,这种设计使个轴段的强度接近,而且便于轴上零件的装拆和固定,因此阶梯轴在机器的应用中最为广泛。
直轴一般都制成实心轴，但为了减轻重量或为了满足有些机器结构上的需要,也可以采用空心轴。
轴通常由轴头，轴颈、轴肩、轴环、轴端和不安装任何零件的轴段等部分组成,这次设计我主要是设计减速器当中的传动轴，希望通过这次设计，我能学到更多的东西。
目录摘要ﻩ第一章绪论 ...................................................................................................................１.1数控机床的简介ﻩ１.2数控的发展趋势 ..............................................................................................１.3传动轴的概述ﻩ第二章工艺分析 .............................................................................................................2．.1零件图工艺分析 ............................................................................................2．3切削顺序的选择 ............................................................................................2.4切削用量的选择和加工余量的确定ﻩ第三章设备的选择 .......................................................................................................3.1机床选择ﻩ3.2刀具的选择ﻩ３.３刀具卡.............................................................................................................................3.4夹具的选择 ........................................................................................................3.5切削液的选择ﻩ３.6量具的选择 ...................................................................................................... 第四章零件的编程ﻩ4.1手工编程ﻩ４.2工艺卡ﻩ4.3工序卡 ................................................................................................................ 结论…………………………………………………………………参考文献……………………………………………………………附录…………………………………………………………………后记…………………………………………………………………摘要轴是组成机器的重要零件之一,轴的主要功用是支承旋转零件、传递转矩和运动。
数控机床的分类及典型轴类零件的加工
数控机床的分类及典型轴类零件的加工1. 1按加工工艺方法分类1金属切削类数控机床与传统的车、铣、钻、磨、齿轮加工相对应的数控机床有数控车床、数控铣床、数控钻床、数控磨床、数控齿轮加工机床等。
尽管这些数控机床在加工工艺方法上存在专门大差别，具体的操纵方式也各不相同，但机床的动作和运动差不多上数字化操纵的，具有较高的生产率和自动化程度。
在一般数控机床加装一个刀库和换刀装置就成为数控加工中心机床。
加工中心机床进一步提高了一般数控机床的自动化程度和生产效率。
例如铣、镗、钻加工中心，它是在数控铣床基础上增加了一个容量较大的刀库和自动换刀装置形成的，工件一次装夹后，能够对箱体零件的四面甚至五面大部分加工工序进行铣、镗、钻、扩、铰以及攻螺纹等多工序加工，专门适合箱体类零件的加工。
加工中心机床能够有效地幸免由于工件多次安装造成的定位误差，减少了机床的台数和占地面积，缩短了辅助时刻，大大提高了生产效率和加工质量。
2特种加工类数控机床除了切削加工数控机床以外，数控技术也大量用于数控电火花线切割机床、数控电火花成型机床、数控等离子弧切割机床、数控火焰切割机床以及数控激光加工机床等。
3板材加工数控机床常见的应用于金属板材加工的数控机床有数控压力机、数控剪板机和数控折弯机等。
近年来，其它机械设备中也大量采纳了数控技术，如数控多坐标测量机、自动绘图机及工业机器人等1. 2按操纵操纵运动轨迹分类1点位操纵数控机床位置的精确定位，在移动和定位过程中不进行任何加工。
机床数控系统只操纵行程终点的坐标值，不操纵点与点之间的运动轨迹，因此几个坐标轴之间的运动无任何联系。
能够几个坐标同时向目标点运动，也能够各个坐标单独依次运动。
这类数控机床要紧有数控坐标镗床、数控钻床、数控冲床、数控点焊机等。
点位操纵数控机床的数控装置称为点位数控装置。
2直线操纵数控机床直线操纵数控机床可操纵刀具或工作台以适当的进给速度，沿着平行于坐标轴的方向进行直线移动和切削加工，进给速度依照切削条件可在一定范畴内变化。
第三讲典型轴类零件数控车削加工工艺及编程
B
准确定位
B
英制O米制OB：基本功能 0：选购功能 数控车设定—— A功能
2. 进给功能（F功能）
F 功能指令用于在程序中控制切削进给量，有两种指令模式： （1）每转进给模式（G99）
编程格式： G99 F ___； F后面的数字表示主轴每转一转刀具的进给量。 单位：mm/r。
说明：模态指令，一经指定直到被G98取代，一直有效。 系统默认状态，车床上一般常用此种进给量指令方式。
A’ 65，2
B’ 10.01，2
C‘ 18.01，-2
D’ 18.01，-20
E‘ 24，-25
F’ 28，-25 G‘ 48.016，-35 H’ 48.016，-51 I‘ 58.023，-51 J‘ 58.023，-58 K’ 62，-58
符号
含义
编程原点
零件外轮廓走刀路线
工序号 程序段号
工步号 加工内容
粗车左端外轮廓，X轴留0.4、 Z轴留0.1精加工余量
精加工左端面外轮廓，各加工 表面符图示要求
审核
产品名称或代号
零件名称
材料 零件图号
XXX
夹具名称
三爪卡盘
刀具号
刀具规格/ （mm）
主轴转速/ （r/min）
T01
25×25
粗600 精1000
螺纹轴
45钢
XXX
使用设备
车间
CK6132
数控车
进给速度/ 背吃刀量/ 备注 （mm/r） （mm）
恒转速控制 编程格式： S ～
S后面的数字表示主轴转速，单位： r/min。
注意：
在具有恒线速功能的机床上， S 功能指令可限制主轴最高转速
（1）主轴最高转速限制（G50）
数控机床的分类
数控机床的分类目前，数控机床品种齐全，规格繁多，可从不同角度和按照多种原则进行分类。
一、按工艺用途分类（1）金属切削类数控机床。
这类机床和传统的通用机床品种一样，有数控车床、数控铣床、数控钻床、数控磨床、数控镗床以及加工中心等。
加工中心是带有自动换刀装置，在一次装卡后可以进行多种工序加工的数控机床。
（2）金属成型类数控机床。
如数控折弯机、数控弯管机、数控回转头压力机等。
（3）数控特种加工及其他类型数控机床。
如数控线切割机床、数控电火花加工机床、数控激光切割机床、数控火焰切割机床等。
二、按控制运动的方式分类（1）点位控制数控机床。
点位控制（P o s i t i o n i n g C o n t r o l）又称点到点控制（P o i n t t o P o i n t C o n t r o l）。
这类数控机床的数控装置只要求精确地控制一个坐标点到另一坐标点的定位精度，见图1-7，而不管一点到另一点是按照什么轨迹运动。
在移动过程中不进行任何加工。
为了精确定位和提高生产率，首先系统高速运行，然后进行1级~3级减速，使之慢速趋近定位点，减小定位误差。
这类数控机床主要有数控钻床、数控坐标镗床、数控冲剪床和数控测量机等。
使用数控钻镗加工零件可以省去钻模、镗模等工装，又能保证加工精度。
(2）直线控制数控机床.直线切削控制（S t r a i g h t C u t C o n t r o l）又称平行切削控制（P a r a l k l C u t C o n t r o l）。
这类数控机床不仅要求具有准确的定位功能，而且还要保证从一点到另一点之间移动的轨迹是一条直线。
其路线和移动速度是可以控制的。
对于不同的刀具和工件，可以选择不同的切削用量。
这一类数控机床包括：数控车床、数控镗铣床、加工中心等，如图1-8所示。
（3）轮廓控制数控机床.轮廓控制（C o n t o u r i n g C o n t r o l）又称为连续轨迹控制（C o n t i n u-O U S P a t h C o n t r o l）。
数控车床的分类
数控车床的分类数控技术传动系统机床数控车床的分类数控车床可分为卧式和立式两大类。
卧式车床又有水平导轨和倾斜导轨两种。
档次较高的数控卧车一般都采用倾斜导轨。
按刀架数量分类，又可分为单刀架数控车床和双刀架数控车，前者是两坐标控制，后者是4坐标控制。
双刀架卧车多数采用倾斜导轨。
数控车床与普通车床一样，也是用来加工零件旋转表面的。
一般能够自动完成外圆柱面、圆锥面、球面以及螺纹的加工，还能加工一些复杂的回转面，如双曲面等。
车床和普通车床的工件安装方式基本相同，为了提高加工效率，数控车床多采用液压、气动和电动卡盘。
数控车床的外形与普通车床相似，即由床身、主轴箱、刀架、进给系统压系统、冷却和润滑系统等部分组成。
数控车床的进给系统与普通车床有质的区别，传统普通车床有进给箱和交换齿轮架，而数控车床是直接用伺服电机通过滚珠丝杠驱动溜板和刀架实现进给运动，因而进给系统的结构大为简化。
数控车床品种繁多，规格不一，可按如下方法进行分类。
按车床主轴位置分类(1)立式数控车床立式数控车床简称为数控立车，其车床主轴垂直于水平面，一个直径很大的圆形工作台，用来装夹工件。
这类机床主要用于加工径向尺寸大、轴向尺寸相对较小的大型复杂零件。
(2)卧式数控车床卧式数控车床又分为数控水平导轨卧式车床和数控倾斜导轨卧式车床。
其倾斜导轨结构可以使车床具有更大的刚性，并易于排除切屑。
数控技术传动系统机床按加工零件的基本类型分类(1)卡盘式数控车床这类车床没有尾座，适合车削盘类(含短轴类)零件。
夹紧方式多为电动或液动控制，卡盘结构多具有可调卡爪或不淬火卡爪(即软卡爪)。
(2)顶尖式数控车床这类车床配有普通尾座或数控尾座，适合车削较长的零件及直径不太大的盘类零件。
按刀架数量分类(1)单刀架数控车床数控车床一般都配置有各种形式的单刀架，如四工位卧动转位刀架或多工位转塔式自动转位刀架。
(2)双刀架数控车床这类车床的双刀架配置平行分布，也可以是相互垂直分布。
数控机床的典型结构与部件
第2章数控机床的典型结构与部件2.1 数控机床的结构特点及要求2.1.1数控机床的结构特点由于数控机床的控制方式和使用特点，使数控机床与普通机床在机械传动和结构上有显著的不同，其特点有：（1）采用高性能的无级变速主轴及伺服传动系统，机械传动结构大为简化，传动链缩短。
（2）采用刚度和抗振性较好的机床新结构，如动静压轴承的主轴部件、钢板焊接结构的支承件等。
（3）采用在效率、刚度、精度等各方面较优良的传动元件，如滚珠丝杠螺母副、静压蜗杆副以及塑料滑动导轨、滚动导轨、静压导轨等。
（4）采用多主轴、多刀架结构以及刀具与工件的自动夹紧装置、自动换刀装置和自动排屑、自动润滑冷却装置等，以改善劳动条件、提高生产率。
（5）采取减小机床热变形的措施，保证机床的精度稳定，获得可靠的加工质量。
2.1.2数控机床的结构要求及措施1．提高机床的静、动刚度在数控机床加工过程中，加工精度除了取决于数控系统，还取决于数控机床本身的精度。
而由机床床身、导轨工作台、刀架和主轴箱的几何精度和变形所产生的误差取决于它们的结构刚度，并且这些误差在加工过程不能进行人为的调整和补偿。
因此，必须把移动件的重量和切削力引起的弹性变形控制在最小限度之内，以保证加工精度和表面质量。
为了提高机床的静刚度，在机床结构上常采用以下措施。
1）为提高机床主轴的刚度，常采用三支承结构，并且选用刚性好的双列短圆柱滚子轴承和角接触向心推力轴承，以减小主轴的径向和轴向变形。
2）为提高机床整体的刚度，常采用筋板结构。
表2-1给出了方形截面立柱在加筋前后的静刚度比值。
从表中可以看出，加筋板后相对弯曲刚度和扭转刚度均提高。
表2-1 方形截面立柱加筋前后的静刚度比值加筋形式相对质量相对弯曲刚度相对扭曲刚度1 1 11.24 1.17 1.381.34 1.21 8.861.63 1.32 17.73）在大型数控机床中，移动载荷对机床边形有较大的影响。
常采用液压平衡和重快平衡来减少构件的变形，如图2-1所示，利用重块有效地减小主轴箱左右移动对横梁变形的影响。
数控机床的分类与应用
数控机床的分类与应用数控机床是一种通过计算机程序控制机床运动和操作的一种机械设备，它不仅能够实现高效加工，而且还具有高精度的加工能力。
在数控机床发展的近几十年中，数控机床已经在制造业中广泛应用，也成为产业制造领域中的重要工具。
本文将对数控机床的分类和应用进行分析和介绍。
一、数控机床的分类1. 按照运动轴数进行分类数控机床的分类最常见的方式是对其运动轴数进行分类。
通常按照运动轴数将数控机床分为2至5轴，2轴数控机床主要用于加工平面零件，3轴数控机床可以用于铣、钻、铰孔以及液压、调心等加工，4轴数控机床可以用于加工圆周曲线、螺旋曲线以及球面零件。
5轴数控机床是一种提高效率和精度的高级设备，可用于生产航空、航天、汽车等高精度零件。
2. 按照机床类型进行分类按照机床类型，数控机床可以分为铣床、钻床、车床、磨床等多种类型。
不同类型的数控机床配备不同的刀具和设备，适用于不同材料和零件的加工。
3. 按照控制系统进行分类数控机床按照控制系统的类型也可以进行分类。
根据控制系统的不同，数控机床可分为开放式数控系统、封闭式数控系统、嵌入式数控系统、嵌入式底板式数控系统以及云平台数控系统。
4. 按照加工方式进行分类按照加工方式，数控机床也可以分为三维数控机床、龙门数控机床、陀螺式五轴数控机床和用于切割的数控平面机床等。
二、数控机床的应用数控机床在现代工业中有广泛的应用。
不同类型的数控机床适用于不同材料以及零件的加工。
1. 用于加工金属和塑料数控机床适用于不同材料的加工，例如在航空、航天等领域中用于高精度零件的生产。
其中，数控铣床常用于加工金属和塑料的精密小零件，这些零件十分复杂，而且要求非常高的精度。
数控车床适合加工中小型轴类零件，如螺栓、螺母、轴承、齿轮等。
2. 用于雕花、雕刻数控雕刻机主要用于雕花、雕刻、立体削、平面削等。
这种机床是用于切割和雕刻饰面材料(如木材、树脂、泡沫板、PVC等)的设备。
由于高精度的加工能力和易于操作的特点，使得数控雕刻机在雕刻、书法和装饰行业中应用广泛。
数控机床分类及轴类零件加工
数控机床分类及轴类零件加工一、数控机床分类数控机床是一种基于计算机控制的加工设备，它能够高效地加工各种复杂形状的零件。
根据其加工方式和结构形式，可以将数控机床分为以下几类：1.数控铣床数控铣床是一种用于加工平面形状的机床。
根据加工方式的不同，它可以分为两种类型：立式数控铣床和卧式数控铣床。
立式数控铣床加工效率高，适用于小批量生产，而卧式数控铣床适用于大批量生产，加工效率更高。
2.数控车床数控车床是一种用于加工圆形零件的机床。
它根据工件在旋转时由刀具在直线方向移动加工的方式，分为长床数控车床和短床数控车床。
长床数控车床适用于加工长径比较大的工件，而短床数控车床适用于加工短径比较小的工件。
3.数控加工中心数控加工中心是一种同时具有铣削、钻孔、攻丝、磨等多种功能的机床。
它可以高效地完成各种形状、精度要求高的工件加工，广泛应用于航空、航天、汽车、模具等行业。
二、轴类零件加工轴类零件是机械传动中的重要组成部分，其精度要求比较高。
数控机床作为现代化高精度加工设备，在轴类零件加工方面具有明显优势。
常见的轴类零件包括轴、螺纹轴、齿轮轴等，其加工过程主要包括以下几步：1.零件设计零件设计是轴类零件加工的第一步。
要根据零件的用途和工作条件，设计出适合的零件结构，并选择合适的材料。
2.加工准备加工准备是轴类零件加工的重要环节。
它包括刀具的选择、加工工艺的确定、工序的排布等。
其中，刀具的选择是关键，要根据零件的材料、形状和要求，合理选择刀具，确保零件的加工精度和表面质量。
3.数控加工数控加工是轴类零件加工的核心环节。
它利用数控机床的高精度、高效率、高自动化等优点，将设定的工艺参数转化为机床运动控制指令，实现零件的加工。
4.检验验收检验验收是轴类零件加工的最后一步。
它通过检验轴类零件的表面粗糙度、尺寸精度、形状误差等指标，确保零件达到设计要求，并且安全可靠。
三、总结数控机床的发展使得轴类零件的加工更加精度、高效。
在加工过程中，需要进行科学的设计和加工准备，合理选择刀具和采用适当的工艺措施。
简述数控机床的种类
简述数控机床的种类一、引言数控机床是现代制造业中不可或缺的重要设备，它以计算机技术为基础，通过对工件进行加工控制来实现高精度、高效率的生产。
本文将结合实际情况，对数控机床的种类进行全面详细的介绍。
二、按照加工方式分类1.车床类数控机床车床类数控机床主要用于加工圆柱形或圆锥形零件，包括普通车床、立式车床、卧式车床等。
其特点是能够完成各种复杂的轴向和径向加工任务，如外圆、内圆、端面等。
2.铣床类数控机床铣床类数控机床主要用于平面和曲面零件的加工，包括立式铣床、卧式铣床等。
其特点是能够完成各种平面和曲线轮廓的切割任务，如直线、弧线、螺旋线等。
3.钻攻类数控机床钻攻类数控机床主要用于孔加工和螺纹加工，包括普通钻攻机、立式钻攻机等。
其特点是能够完成各种孔径和螺纹的加工任务，如直孔、盲孔、螺纹孔等。
4.磨床类数控机床磨床类数控机床主要用于高精度零件的加工，包括平面磨床、外圆磨床、内圆磨床等。
其特点是能够完成各种高精度的平面和曲面加工任务，如平面、球面、棱柱等。
三、按照控制系统分类1.伺服控制数控机床伺服控制数控机床采用伺服电机作为执行元件，通过编码器反馈信号来实现位置闭环控制。
其特点是具有高速度、高精度和高可靠性，适用于各种复杂的加工任务。
2.步进控制数控机床步进控制数控机床采用步进电机作为执行元件，通过开关量信号来实现位置开环控制。
其特点是结构简单、成本低廉，适用于一些简单的加工任务。
3.PLC（可编程逻辑控制器）数控机床PLC数控机床采用PLC作为核心控制器，通过编程来实现各种复杂的加工任务。
其特点是具有灵活性和可扩展性，能够满足各种不同的加工需求。
四、按照结构形式分类1.立式数控机床立式数控机床的主轴垂直于工作台面，适用于一些高精度、高刚性的加工任务。
其特点是结构紧凑、占地面积小，适用于车间空间较小的情况。
2.卧式数控机床卧式数控机床的主轴水平放置于工作台面上方，适用于一些大型零件和重型零件的加工任务。
典型零件的数控铣削加工工艺讲解材料
确定零件在机床上的定位基准，以保 证加工精度和稳定性。通常选择零件 的重要表面或孔作为定位基准。
加工方法选择及切削用量确定
加工方法选择
根据零件的加工要求和机床性能，选择合适的加工方法，如铣削、钻孔、镗孔等。
切削用量确定
根据零件材料、刀具类型和机床性能等因素，确定合适的切削速度、进给量和切削深度等切削用量。
80%
Mastercam
具有强大的CAD/CAM功能，支 持2D、3D图形设计，提供多种 加工策略，适用于复杂零件的加 工。
100%
UG NX
集CAD/CAM/CAE于一体的高端 软件，具有灵活的建模、高效的 编程和精确的仿真功能。
80%
PowerMILL
专注于五轴加工、高速切削和多 轴机床编程，提供全面的加工策 略和刀具路径优化。
数控铣床的常见故障包括机械故障、电气故障、液压故障等，需要针对
不同故障类型采取相应的排查和处理措施。
02 03
故障排查方法
通过观察设备运行状态、听取异常声响、检查故障代码等方式，及时发 现并定位故障点。同时，利用专业检测仪器对设备进行详细检测，以便 更准确地找出故障原因。
处理技巧
根据故障原因，采取相应的处理措施，如更换损坏部件、调整设备参数、 清洗油路等。在处理过程中，要注意安全，避免对设备造成二次损坏。
箱体类零件
箱体类零件概述
箱体类零件是指具有复杂内腔和外形结 构的零件，如机床床身、汽车发动机缸 体等。
VS
加工特点
箱体类零件的加工需要综合考虑零件的刚 性、热变形等因素，选择合适的切削参数 和刀具。同时，还需要采用先进的加工技 术和工艺方法，如高速切削、复合加工等 ，以提高加工效率和质量。
数控加工工艺大作业典型轴类零件的数控加工工艺设计.doc
目录1.零件图工艺分析2设备选择3确定零件的定位基准和装夹方式4确定加工顺序及进给路线5刀具的选择6确定切削用量7填写数控加工工艺文件轴类零件的数控加工工艺的编制及加工图1.零件图工艺分析零件车削工艺分析如图1-1所示，零件材料处理为：45钢，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，这是必不可少的一步，如图1-1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、圆弧等表面组成。
可控制球面形状精度、30°的锥度等要求。
经上面的分析，我可以采用以下工艺措施：（1）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，零件的左端是最大直径圆柱ф85mm，中段的圆柱ф80mm。
右端是螺纹，应先装夹毛坯加工出左端圆弧及圆柱ф85mm、ф80mm调头装夹ф80mm的圆柱加工右端螺纹、圆柱及锥面，毛坯选ф85×350mm。
1.2设备选择根据该零件的外形是轴类零件，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。
我选择在本校的数控机床HNC-CK6140加工该零件。
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。
数控加工的特点、分类与发展
3．特种加工类
这类数控机床包括数控线（电极）切割机 床、数控电火花切割机床、数控电火花成 型机床、带有自动换电极的电加工中心、 数控激光切割机床、数控激光热处理机床 、数控激光板材成型机床、数控等离子切 割机床、数控火焰切割机等。
二、按功能档次分
按控制系统的功能，可把数控机床分为低 档（经济型）、中档、高档三类。
三个档次的数控机床主要区别于以下几个 方面：
1．低档数控机床 2．中档数控机床 3．高档数控机床
1．低档数控机床
低档数控机床的技术指标一般为： 脉冲当量0.01mm~0.005mm，进给速
度4~10m/min，开环步进电机驱动，数 码管或简单CRT显示，主CPU一般为8位 或16位。一般无通信功能。
高档数控机床的技术指标一般为：
脉冲当量0.001~0.0001mm，进给速度 15~100m/min，闭环直流或交流伺服系 统，CRT显示具备中档的功能外，还具有 三维图形显示等，主CPU一般为32位或64 位。有制造自动化协议MAP通信接口，具 有联网功能。
1-4 数控加工技术的发展
一、数控机床的发展概况 二、数控技术的发展方向 三、机械制造系统的发展
二、数控技术的发展方向
现代数控机床及其数控系统，目前大致向 高精度、高速度、高可靠性、高智能化以 及高通信功能等方向发展。
三、机械制造系统的发展
为满足现代化生产日益提高的要求，具有 多功能和一定柔性的现代化生产系统相继 出现，使数控加工技术向更高层次发展。
现代化生产系统主要有柔性制造单元FMC （Flexible Manufacturing Cell），柔性 制造系统FMS（Flexible Manufacturing System）,计算机集成制造系统CIMS（ Computer Integral Manufactuing System）。
数控机床的分类特点与应用范围
数控机床的分类特点与应用范围数控机床是指在数控系统的控制下进行加工的机床。
根据加工方式和结构特点，数控机床可以分为数控车床、数控铣床、数控磨床、数控钻床、数控刨床、数控镗床等多种类型。
下面将对常见的数控机床进行分类、特点与应用范围进行详细介绍。
1.数控车床：数控车床是数控机床中应用最广泛的一种。
数控车床可分为卧式数控车床和立式数控车床。
数控车床主要用于加工轴类零件，如盘类零件、轴类零件、齿轮零件等。
其特点是具有高精度、高效率、自动化程度高。
2.数控铣床：数控铣床是利用铣刀在工件上进行切削加工的数控机床。
数控铣床可分为立式数控铣床和卧式数控铣床。
数控铣床主要用于零件的平面加工、形状加工和孔加工等。
数控铣床具有高加工精度、灵活多变的加工方式和较高的生产效率，广泛应用于机械制造、模具制造、航空航天等领域。
3.数控磨床：数控磨床是利用磨料进行磨削加工的数控机床。
数控磨床可分为平面磨床、内圆磨床和外圆磨床。
数控磨床主要用于零件的精密磨削加工，如平面、内外圆、齿轮等。
数控磨床具有高加工精度、稳定性好、自动化程度高的特点，在模具制造、工具制造、水泵制造等领域应用广泛。
4.数控钻床：数控钻床是通过钻头进行钻孔加工的数控机床。
数控钻床可分为立式数控钻床和卧式数控钻床。
数控钻床主要用于零件的孔加工，如底孔、盲孔、螺纹孔等。
数控钻床具有高效率、高精度、加工质量高的特点，广泛应用于汽车制造、模具制造、船舶制造等领域。
5.数控刨床：数控刨床是利用刨刀进行刨削加工的数控机床。
数控刨床可分为立式数控刨床和卧式数控刨床。
数控刨床主要用于平面、轮廓的刨削加工。
数控刨床具有高刨削精度、表面质量好、加工效率高等特点，在船舶制造、模具制造、铁路制造等领域得到广泛应用。
6.数控镗床：数控镗床是利用镗刀进行镗孔加工的数控机床。
数控镗床主要用于精密孔的加工，包括平面孔、圆柱孔、锥度孔等。
数控镗床具有高精度、高效率、自动化程度高的特点，在航空航天、石油钻探、汽车制造等领域得到广泛应用。
《数控车削加工阶梯轴类零件》PPT课件
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1）工艺结构及精度分析。
本例工件由Φ20圆柱段、Φ35圆柱段、
倒角及倒 圆组成。工件尺寸精度和表面粗糙 度要求不高。
2）零件装夹方案分析。 采用三爪卡盘装夹方法。
3）加工刀具分析。刀具选择如下： T01: 93 外圆车刀(刀具材料：高速钢)1把； T02:切断刀（宽4mm）1把；
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1．标准公差数值大批量生产时锥度的 检测
2 ．刀尖圆弧半径的选择原则 3．多用车刀结构 4．车圆锥时产生废品的原因及预防措 施 5．标准公差数值
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按如图所示的工件图样完成加工操作。
锥轴零件图
锥轴零件图
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8. 能运掌握机床回零的方法 9. 能正确使用三爪卡盘装夹棒料， 10. 能正确安装1把刀具。 11. 掌握输入程序与编辑程序的方法 12. 用单节方式下，机床锁定检验程序 13. 掌握数控加工的操作步骤 14. 能合理选择刀具并确定切削参数 15. 能运用试运行检验程序
1）建立工件坐标系。把工件右端面 的轴心处作为工件原点，并以此为工件 坐标系编程。
2）基点与节点计算。对标注有公差 的尺寸，应采用平均尺寸编程。
3）程序编制。加工程序单如表2-8所 示。
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模拟加工的结果如图所示。
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7. 掌握刀尖半径和方位号的手工输入及刀偏 量和刀尖圆弧半径等参数的修改。
毕业论文《典型轴类零件数控车床加工编程设计与工艺设计》
典型轴类零件数控车床加工编程设计与工艺设计摘要数控车床是应用数控技术的车床，也就是装了数控系统的车床，是严格按照从外部输入加工程序来自动对被加工零件进行车削加工。
它是综合应用计算机、自动控制、自动检测及精密机械等高科技的产物数控技术是现代制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础，离开了数控技术，先进制造技术就成了无本之木。
数控技术的广泛使用给机械制造业生产方式、生产结构、管理方式带来深刻的变化，它的关联效益和辐射能力更是难以估计。
数控技术及数控装备已成为关系国家战略和体现国家综合国力水平的重要基础性产业，其水平高低是衡量一个国家制造业现代化程度的核心标志，实现加工机床及生产过程数控化，已经成为当今制造业的发展方向。
本论文主要通过对典型轴类零件的加工工艺分析和加工编程设计，进一步了解与掌握数控原理的理解，零件的识图与合理加工工艺的设计，并且进一步加强对数控G代码编程的熟练应用。
关键词数控加工工艺编程 G代码The typical shaft parts CNC lathe programming design and process designAbstract CNC lathe application lathe CNC technology, lathe CNC system that is installed, in strict accordance with the input from the external processing program to automatically turning machining parts to be machined.It is a comprehensive application of computer, automatic control, automatic detection and precision machinery and other high-tech products CNC technology is the modern manufacturing automation, flexible foundation for integrated production, left the CNC technology, advanced manufacturing technology became a forest without trees. The extensive use of CNC technology to bring profound changes to the mode of production, machinery manufacturing, production structure, management style, and its associated benefits and the ability to radiate more difficult to estimate. NC and CNC equipment has become the country's strategy and reflects the country's comprehensive national strength level of basic industry, the level of core mark is a measure of the degree of modernization of a country's manufacturing industry, numerical control machine tools and production process has become manufacturing the development direction of the industry.This thesis through the typical shaft parts processing technology analysis and processing of programming designed to further understanding and mastery the CNC understanding of the principles, parts of the knowledge map and reasonable process design, and further strengthen the skilled application of CNC G-code programming.Keywords CNC machining process programming G code目录引言 (3)第一章数控技术 (4)1.1 国内外数控发展概况 (4)1.2数控技术发展趋势 (5)1.2.1性能发展方向 (5)1.2.2 功能发展方向 (7)第二章零件图纸设计与分析 (11)2.1 零件图纸设计 (11)2.2 机床的选择 (11)第三章零件的夹具与刀具设计 (13)3.1 数控机床夹具 (13)3.1.1机床夹具的组成 (13)3.1.2机床夹具的作用 (15)3.1.3 零件的夹具设计 (16)3.2 数控机床的刀具 (16)3.2.1 数控刀具的分类 (16)3.2.2 数控刀具的选用 (17)3.3.3 零件的刀具选用 (22)第四章零件的加工工艺 (23)4.1 数控车削的加工工艺内容 (23)4.2数控车削的加工工艺分析 (23)4.2.3 零件的工艺步骤 (26)第五章零件切削用量的选定 (27)5.1 切削用量的选择 (27)5.2 切削用量的内容 (27)第六章零件主要操作步骤及程序的编制 (29)6.1加工顺序及路线 (29)6.2机床的操作步骤: (29)6.3零件的安装及装夹方式 (29)夹具是机床的一种附加装置，工件的装夹与数控车床一般使用三爪自动定心卡盘装夹工件。
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除了切削加工数控机床以外，数控技术也大量用于数控电火花线切割机床、数控电火花成型 机床、数控等离子弧切割机床、数控火焰切割机床以及数控激光加工机床等。
3板材加工数控机床
常见的应用于金属板材加工的数控机床有数控压力机、数控剪板机和数控折弯机等。
近年来，其它机械设备中也大量采用了数控技术，如数控多坐标测量机、自动绘图机及工业 机器人等
手动
钻中心孔
T01
05
950
手动
3
粗车轮廓
T02
25X25
500
200
7零件精加工工序
N0010 G50 X150.0 Z200.0;
N0020 G00 X60.0 Z1.0 S320 T0202 M08 M03;
N0030 G71 P0040 Q0050 U1.0 W0.5 D4.0;
N0040 G00 X24.0 S320;
半闭环控制数控系统的调试比较方便，并且具有很好的稳定性。目前大多将角度检测装置和 伺服电动机设计成一体，这样，使结构更加紧凑。
4混合控制数控机床
将以上三类数控机床的特点结合起来，就形成了混合控制数控机床。混合控制数控机床特别 适用于大型或重型数控机床，因为大型或重型数控机床需要较高的进给速度与相当高的精度， 其传动链惯量与力矩大，如果只采用全闭环控制，机床传动链和工作台全部置于控制闭环中， 闭环调试比较复杂。混合控制系统又分为两种形式：
3进给速度的选择 选择粗车、精车每转进给量，再根据加工的实际情况确定粗车每转进给 量为0.4?/r,micro motor，精车每转进给量为0.15?/r，最后根据公式vf=nf计算粗车、 精车进给速度分别为200 ?/min和180?/min。
综合前面分析的各项内容，并将其填入表2所示的数控加工工艺卡片。此表是编制加工程序 的主要依据和操作人员配合数控程序进行数控加工的指导性文件。主要内容包括：工步顺序、 工步内容、各工步所用的刀具及切削用量等。
开环控制系统的数控机床结构简单，成本较低。但是，系统对移动部件的实际位移量不进行 监测，也不能进行误差校正。因此，步进电动机的失步、步距角误差、齿轮与丝杠等传动误 差都将影响被加工零件的精度。开环控制系统仅适用于加工精度要求不很高的中小型数控机 床，特别是简易经济型数控机床。
2闭环控制数控机床
接对工作台的实际位移进行检测，将测量的实际位移值反馈到数控装置中，与输入的指令位
批准
XXX
共页 第页
6切削用量选择
①背吃刀量的选择 轮廓粗车循环时选ap=3?，精车ap=0.25?；螺纹粗车时选ap=0.4 ?， 逐刀减少，精车ap=0.1?。
②主轴转速的选择 车直线和圆弧时，选粗车切削速度vc=90m/min、精车切削速度
vc=120m/min，然后利用公式vc=ndn/1000计算主轴转速n（粗车直径D=60?,精车工件直 径取平均值）：粗车500r/min、精车1200r/min。车螺纹时，参照式（5-1）计算主轴转速n=320r/min.
好中心孔。毛坯选 $60?棒料。
2选择设备
根据被加工零件的外形和材料等条件，选用TND360数控车床。
3确定零件的定位基准和
1定位基准 确定坯料轴线和左端大端面（设计基准）为定位基准。
2装夹方法 左端采用三爪自定心卡盘定心夹紧，右端采用活动顶尖支承的装夹方式。
4确定加工顺序及进给路线
加工顺序按由粗到精、由近到远（由右到左）的原则确定。即先从右到左进行粗车（留0.25?精车余量），然后从右到左进行精车，最后车削螺纹。
速发电机），B是角度测量元件，C是直线位移测量元件。
二.典型轴类零件的加工
1零件图工艺分析
该零件表面由圆柱、圆锥、顺圆弧、逆圆弧及螺纹等表面组成。其中多个直径尺寸有较严的
尺寸精度和表面粗糙度等要求，机器人；球面S©50?的尺寸公差还兼有控制该球面形状（线 轮廓）误差的作用。尺寸标注完整，轮廓描述清楚。零件材料为45钢，无热处理和硬度要
常用的数控车床、数控铣床、数控磨床就是典型的轮廓控制数控机床。数控火焰切割机、电 火花加工机床以及数控绘图机等也采用了轮廓控制系统。轮廓控制系统的结构要比点位 线控系统更为复杂，在加工过程中需要不断进行插补运算，然后进行相应的速度与位移控制。
现在计算机数控装置的控制功能均由软件实现，增加轮廓控制功能不会带来成本的增加。因 此，除少数专用控制系统外，现代计算机数控装置都具有轮廓控制功能。
2粗车及平端面选用900硬质合金右偏刀，为防止副后刀面与工件轮廓干涉（可用作图法检 验）,副偏角不宜太小，选k=350。
3精车选用900硬质合金右偏刀，车螺纹选用硬质合金600外螺纹车刀，刀尖圆弧半径应小 于轮廓最小圆角半径，取re=0.15〜0.2?。
将所选定的刀具参数填入数控加工刀具卡片中（见表1），以便编程和操作管理。
2直线控制数控机床
直线控制数控机床可控制刀具或工作台以适当的进给速度，沿着平行于坐标轴的方向进行直 线移动和切削加工，进给速度根据切削条件可在一定范围内变化。
直线控制的简易数控车床，只有两个坐标轴，可加工阶梯轴。直线控制的数控铣床，有三个
坐标轴，可用于平面的铣削加工。现代组合机床采用数控进给伺服系统，驱动动力头带有多 轴箱的轴向进给进行钻镗加工，它也可算是一种直线控制数控机床。
TND360数控车床具有粗车循环和车螺纹循环功能，只要正确使用编程指令，机床数控系统 就会自动确定其进给路线，因此，该零件的粗车循环和车螺纹循环不需要人为确定其进给路 线（但精车的进给路线需要人为确定） 。该零件从右到左沿零件表面轮廓精车进给，如图2所示。
图2精车轮廓进给路线
5刀具选择
1选用 $5?中心钻钻削中心孔。
1. 3按驱动装置的特点分
1开环控制数控机床
这类控制的数控机床是其控制系统没有位置检测元件，伺服驱动部件通常为反应式步进电动 机或混合式伺服步进电动机。数控系统每发出一个进给指令，经驱动电路功率放大后，驱动 步进电机旋转一个角度，再经过齿轮减速装置带动丝杠旋转，通过丝杠螺母机构转换为移动 部件的直线位移。移动部件的移动速度与位移量是由输入脉冲的频率与脉冲数所决定的。此 类数控机床的信息流是单向的，即进给脉冲发出去后，实际移动值不再反馈回来，所以称为 开环控制数控机床。
N0080 T0404 S320 M03 M08;
N0090 G00 X36.0 Z3.0;
N0100 G92 X29.05 Z—22.0 F3.0;
1. 2按控制控制运动轨迹分类
1点位控制数控机床
位置的精确定位，在移动和定位过程中不进行任何加工。机床数控系统只控制行程终点的坐 标值，不控制点与点之间的运动轨迹，因此几个坐标轴之间的运动无任何联系。可以几个坐 标同时向目标点运动，也可以各个坐标单独依次运动。
这类数控机床主要有数控坐标镗床、数控钻床、数控冲床、数控点焊机等。点位控制数控机 床的数控装置称为点位数控装置。
移值进行比较，用差值对机床进行控制，使移动部件按照实际需要的位移量运动，最终实现 移动部件的精确运动和定位。从理论上讲，闭环系统的运动精度主要取决于检测装置的检测 精度，也与传动链的误差无关，因此其控制精度高。图1-3所示的为闭环控制数控机床的系 统框图。图中A为速度传感器、C为直线位移传感器。当位移指令值发送到位置比较电路时， 若工作台没有移动，则没有反馈量，指令值使得伺服电动机转动，通过A将速度反馈信号送
表1数控加工刀具卡片
产品名称或代号
XXX
零件名称
典型轴
零件图号
XXX
序号
刀具号
刀具规格名称
数量
加工表面
备注
1
T01
05中心钻
1
钻05mm中心孔
2
T02
硬质合金900外圆车刀 车端面及粗车轮廓 右偏刀
2
T03
硬质合金900外圆车刀
1
精车轮廓
右偏刀
3
T04
硬质合金600外螺纹车刀
1
车螺纹
编制
XXX
审核
XXX
到速度控制电路，通过C将工作台实际位移量反馈回去，在位置比较电路中与位移指令值相 比较，用比较后得到的差值进行位置控制，直至差值为零时为止。这类控制的数控机床，因 把机床工作台纳入了控制环节，故称为闭环控制数控机床。
闭环控制数控机床的定位精度高，但调试和维修都较困难，系统复杂，成本高。
3半闭环控制数控机床
数控镗铣床、加工中心等机床，它的各个坐标方向的进给运动的速度能在一定范围内进行调 整，兼有点位和直线控制加工的功能，这类机床应该称为点位/直线控制的数控机床。
3轮廓控制数控机床
轮廓控制数控机床能够对两个或两个以上运动的位移及速度进行连续相关的控制，使合成的
平面或空间的运动轨迹能满足零件轮廓的要求。它不仅能控制机床移动部件的起点与终点坐 标，而且能控制整个加工轮廓每一点的速度和位移，将工件加工成要求的轮廓形状。
（1）开环补偿型。它的基本控制选用步进电动机的开环伺服机构，另外附加一个校正电路。 用装在工作台的直线位移测量元件的反馈信号校正机械系统的误差。
（2）半闭环补偿型。它是用半闭环控制方式取得高精度控制，再用装在工作台上的直线位
移测量元件实现全闭环修正，以获得高速度与高精度的统一。其中A是速度测量元件（如测
G02 X34.0 Z—108.0 I12.0 K—9.0;
G01 W—5.0;
X56.0 W—41.0;
N0050 W—11.0;
N0055 G00 X150.0 Z200.0 M05T0200 M09;
N0056 T0303 M08 M03;
N0060 G70 P0040 Q0050;
N0070 G00 X150.0 Z200.0 M05T0300 M09;
表2典型轴类零件数控加工工艺卡片
单位名称