数控车削零件加工工艺设计

数控车床是目前使用最广泛的数控机床之一。随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，数控加工技术对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。数控车床主要用于加工轴类、盘类等回转体零件。通过数控加工程序的运行，可自动完成内外圆柱面、圆锥面、成形表面、螺纹和端面等工序的切削加工，并能进行车槽、钻孔、扩孔、铰孔等工作,并且具有很高的精度。而对于数控加工,无论是手工编程还是自动编程，在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析，拟定加工方案，选择合适的刀具，确定切削用量，对一些工艺问题(如对刀点、加工路线等)也需做一些处理。并在加工过程掌握控制精度的方法,才能加工出合格的产品。

本文根据数控机床的特点，针对具体的零件，进行了工艺方案的分析，工装方案的确定，刀具和切削用量的选择，确定加工顺序和加工路线，数控加工程序编制。通过整个工艺的过程的制定，充分体现了数控设备在保证加工精度，加工效率，简化工序等方面的优势。

关键词：数控车床；加工工艺；编程

前言 (3)

第1章工艺方案分析 (4)

第2章工件的装夹 (7)

第4章典型轴类的加工 (12)

第5章主要加工工艺卡片 (15)

第6章工件加工程序 (21)

小结 (29)

第7章致谢 (30)

参考文献 (31)

前言

数控技术是工业自动化的一门基础技术，在工业生产中越来越得到广泛的应用。数控机床问世以来，数控技术大幅度推进了制造技术与制造业的发展，数控技术应用课程在我国已成为各大院校机电类专业的主要课程之一。数控技术是一门综合性专业技术，涉及到设计、工艺、机床、夹具、材料、数字控制、电机、检测等等。特别是CAD/CAM一体化技术、FMS、CIMS、它们是集设备、信息、物流、能量流与一体的综合的自动化设计与制造系统，而是一门综合设计、工艺、制造及自动控制的多科学交叉型的科学技术。数控机床和加工中心是典型的机电一体化产品，同时又是用于产品制造的机电一体化生产设备。

目前，随着数控技术的发展，数控机床已经成为我国在用机床的主流，在数控铣削钟，对于非圆曲线、曲面、圆角、倒角的加工，挡机床内存容量较小时，如何使技工程序变得简洁对实现加工来说，有着很重要的实际意义，相对普通程序编制更加容易和灵活，本文通过实例介绍数控车削加工编程中运用程序来解决有规则曲面车削加工问题。数控加工与普通加工的本质区别在于数控加工是用程序控制机床实现自动加工，因而数控编程在数控加工中占有重要的文职。现代数控机床本身具有多种自动编程机的功能，做到控制机与编程机合二为一，CAD/CAM 软件业得到了迅速的发展，数控编程的工作效率不再完全取决于编程人员的理论基础和技巧，但无论是为充分发挥数控机床的潜力、提高数控编程的工作效率，还是为开发研制数控自动编程工具，熟练掌握数控编程的原理、方法、手段、操作和应用，都是十分必要的。

第1章工艺方案分析1.1零件图

1.2 加工分析

从图样上可以看出，该工件的外形部位加工余量明显增大，加工中刀具干涉的可能性增大。为避免加工中径向切削力过大造成的工件移位，用尾座顶尖增加加紧力，注意加工方法与入刀位置，避免干涉情况处理。

图样中，90°的曲面夹角和30mm的位置尺寸都是常规方法不易测量的，主要靠程序保证。R20mm圆弧段的公差较严，是重点保护部分，可利用刀具圆弧补偿加工，并通过测量Φ70 0/-0.046 mm直径尺寸的方法间接保证。66 +0.046/0 mm 的轮廓长度尺寸精度也较严,但在该图样中,其与圆弧段并没有重要的精度关联,是容易保证的。

1.3加工工艺方案

工序划分原则宜采用工序集中原则,工序的划分方法采用按装夹次数划分。该工件的加工方案有多种,可以先加工侧面和交叉空,最后加工外形面和锥管螺纹;也可以先加工锥管螺纹等内部部位,再加工侧面和交叉孔,最后加工外形面。该工艺方案为9道工序：

下料---锻造---车端面F及凸台外径---钻、车螺纹孔---车端面E及内锥面---钻、车螺纹孔---车侧平面---钻、车孔---车工件轮廓---检验

1.4重点工序操作要点分析

1.41工序3操作要点

在第1工步装夹找正时,由于82mm尺寸的两侧平面并未加工,为了控制后续加工的位置精度,在找正两个基准面对称度与直线度的基础上,必须将82mm尺寸的一个侧面的直线度找正在0.02mm以内,并用记号笔做好标记,作为掉头加工时找正辅助基准面。

注意各工步的加工顺序,以选取最佳的刀具路径和最短的走刀路线。在车端面时将端面凸台的外径尺寸一并加工出来可以减少换刀和走刀时间;同样,端面凸台内径与锥管螺纹底孔的粗车也可以用一个车削循环完成,但不能一次加工到位。因为端面凸台内径精度较高,而锥螺纹底孔在车削锥螺纹时还要修车,如果一同加工到位,一是精度很难保证,二来给螺纹底孔修车带来不变,故端面凸台内径精车

与锥管螺纹底孔的修车应编制单独的程序段。在加工Φ16.8 +0.018/0 mm孔底孔时,如要减少镗加工切削量而采用Φ25mm钻头去除端部余量也是可以的。

1.42工序4操作要点

在此道工序中,端面的车削是第一步要做的,而端面槽和内锥面的加工可以不分先后。内锥面的加工需要注意120°的坡口段要最后加工出来,以制造测量基准。

1.43工序5-7这部份不涉及操作要点

1.44工序8操作要点

操作要点:必须采用正反刀粗、精交错的加工方式，否则刀具重新装夹与对刀的工作量很大，不易保证。

第2章工件的装夹

2.1定位基准的选择

在制定零件加工的工艺规程时，正确地选择工件的定位基准有着十分重要的意义。定位基准选择的好坏，不仅影响零件加工的位置精度，而且对零件各表面的加工顺序也有很大的影响。合理选择定位基准是保证零件加工精度的前提，还能简化加工工序，提高加工效率。

2.2定位基准选择的原则

1）基准重合原则。为了避免基准不重合误差，方便编程，应选用工序基准作为定位基准，尽量使工序基准、定位基准、编程原点三者统一。

2）便于装夹的原则。所选择的定位基准应能保证定位准确、可靠，定位、夹紧机构简单、易操作，敞开性好，能够加工尽可能多的表面。

3）便于对刀的原则。批量加工时在工件坐标系已经确定的情况下，保证对刀的可能性和方便性。

2.3确定零件的定位基准

以左右端大端面为定位基准。

2.4装夹方式的选择

为了工件不致于在切削力的作用下发生位移，使其在加工过程始终保持正确的位置，需将工件压紧夹牢。合理的选择夹紧方式十分重要，工件的装夹不仅影响加工质量，而且对生产率，加工成本及操作安全都有直接影响。

2.5数控车床常用的装夹方式

1）在三爪自定心卡盘上装夹。三爪自定心卡盘的三个卡爪是同步运动的，能自动定心，一般不需要找正。该卡盘装夹工件方便、省时，但夹紧力小，适用于装夹外形规则的中、小型工件。