轴套配合件的数控加工

内容摘要
在日益发展的生活中，机械行业的重要性是不言而喻的，而机械更新换代的迅捷也使得其竞争日益激烈。

在其中，数控技术越来越起着决定性的作用。

随着数控技术的发展，数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，还其他的一些重要行业发展起着越来越重要的作用。

数控车床是目前使用最广泛的数控机床之一。

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。

车削中心可在一次装夹中完成更多的加工工序，提高加工精度和生产效率，特别适合于复杂形状回转类零件的加工。

本文是对典型轴套类零件加工技术的应用及工艺性分析，主要是对零件图的分析、毛坯的选择、零件的装夹、工艺路线的制订、刀具的选择、切削用量的确定、数控加工工艺的填写、数控加工程序的编写。

选择正确的加工方法，设计合理的加工工艺过程，充分发挥数控加工的优质、高效、低成本的特点。

还重点对轴套零件的加工工艺进行了分析，最后对零件自检数据进行分析，和加工的结果分析。

关键字：数控工艺分析加工程序切削用量仿真加工
目录
内容摘要 (1)
第一章数控加工与数控车床 (3)
第二章配合轴套的工件图 (5)
2.1带螺纹的半球头轴的图纸 (5)
2.2外螺纹球头套的图纸 (6)
2.3配合图 (6)
第三章零件的工艺分析 (7)
3.1带螺纹的半球头轴的分析 (7)
3.1.1刀具表 (7)
3.1.2工序表 (7)
3.1.3尺寸计算： (8)
3.2外螺纹球头套的分析 (8)
3.2.1刀具表 (9)
表3.3零件二刀具表 (9)
3.3.2工序表 (9)
表3.4零件二工序表 (9)
3.2.3尺寸计算： (9)
第四章编程基础 (11)
4.1.宏程序格式及指令 (11)
4.2 G指令及常用辅助功能M指令 (12)
第五章轴套程序的编程与仿真加工 (13)
5.1 带螺纹的半球头轴的程序编写 (13)
5.2 外螺纹球头套的程序编写 (15)
5.3 仿真加工 (18)
5.3.1带螺纹的半球头轴的毛坯 (18)
5.3.2带螺纹的半球头轴的完成品 (19)
5.3.3外螺纹球头套的毛坯 (19)
5.3.4外螺纹球头套的完成品 (19)
5.3.5轴套配合完成图 (20)
致谢 (21)
参考文献 (22)
第一章数控加工与数控车床
1.数控加工
数控加工，是指在数控机床上进行零件加工的一种工艺方法，数控机床加工与传统机床加工的工艺规程从总体上说是一致的，但也发生了明显的变化。

用数字信息控制零件和刀具位移的机械加工方法。

它是解决零件品种多变、批量小、形状复杂、精度高等问题和实现高效化和自动化加工的有效途径。

随着数控技术的发展，数控车床的工艺和工序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。

采用四轴三联动配置，线性轴X/Y/Z及旋转C轴，C轴绕主轴旋转。

机床除具备一般的车削功能外，还具备在零件的端面和外圆面上进行铣加工的功能。

双主轴、3刀塔的复合加工CNC车床可以同时连续对零部件进行车削、铣削加工，只需进行一次装夹就可以完成对零部件的全加工。

2.数控车床
数控车床，是一种高精度、高效率的自动化机床。

配备多工位刀塔或动力刀塔，机床就具有广泛的加工艺性能，可加工直线圆柱、斜线圆柱、圆弧和各种螺纹、槽、蜗杆等复杂工件。

具有直线插补、圆弧插补各种补偿功能，并在复杂零件的批量生产中发挥了良好的经济效果。

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运动部件的动作，主要用于轴类和盘类回转体零件的多工序加工，具有高精度、高效率、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。

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。

除具有一般二轴联动数控车床的各种车削功能外，车削中心的转塔刀架上有能使刀具旋
转的动力刀座，主轴具有按轮廓成形要求连续（不等速回转）运动和进行连续精确分度的C轴功能，并能与X轴或Z轴联动，控制轴除X、Z、C轴之外，还可具有Y轴。

可进行端面和圆周上任意部位的钻削、铣削和攻螺纹等加工，在具有插补功能的条件下，还可以实现各种曲面铣削加工。

数控车床种类较多，但主体结构都是由：车床主体、数控装置、伺服系统三大部分组成。

第二章配合轴套的工件图
2.1 带螺纹的半球头轴图示：
带螺纹的半球头轴的毛坯为Φ60mm×117mm和Φ60mm×60mm的45钢，试分析其加工工艺以及编写数控车加工程序。

2.2外螺纹球头套图示：
2.3.配合图示：
第三章零件的工艺分析
3.1带螺纹的半球头轴的分析：
3.1.1刀具表：如表3-1
表3.1轴刀具表
名称代号参数加工表面
60°尖刀T010160°粗精加工外圆、倒角、圆弧切槽刀T0202刀宽3mm车槽、切断
内孔尖刀T030355°粗精加工内圆、倒角、圆弧3.1.2工序表：如表3-2
表3.2轴工序表
工序顺序刀具加工部位切削用量备注
对刀F0.1 S=200手动工序一T01、T02加工零件右面自动工步一T01粗加工外圆F0.15 S=600自动工步二T01精加工外圆F0.1 S=1000自动工步三T03粗加工内圆F0.15 S=600自动
工步四T03精加工内圆F0.1 S=1000自动T01、T02、T03对刀F0.1 S=200手动工序二T01、T02加工零件左面自动工步一T01粗加工外圆F0.15 =S600自动工步二T01精加工外圆F0.1 S=1000自动工步三T02车槽F0.15 S=600自动工步四T03加工螺纹F0.1 S=400自动
3.1.3尺寸计算：
螺纹：M30x1.5 D小径=D－1.3P=30－1.3x1.5=28.05mm
D实 D－0.1P=30－0.1x1.5=28.82mm H=0.65P=0.65x1.5=0.975mm
3.2外螺纹球头套的分析
3.2.1刀具表：如图3-3
表3.3套刀具表
3.2.2工序表：如表3-4
表3.4套工序表
3.2.3尺寸计算：
螺纹：M30x1.5 D小径=D－1.3P=30－1.3x1.5=28.05mm
D实 D－0.1P=30－0.1x1.5=28.82mm H=0.65P=0.65x1.5=0.975mm
第四章编程基础
4.1宏程序指令及格式
（1）条件转移。

编程格式：IF[条件表达] GOTO n
说明
（1）如果条件表达式的条件得以满足，则转而执行程序中程序号为n的相应操作，
程序段号n可以由变量或表达式代替；
（2）如果表达式中条件未满足，则顺序执行下一段程序；（3）如果程序作无条件转移，则条件部分可以被省略；（4）表达式可按如下书写：
#j EQ #k 表示＝
#j NE #k 表示≠
#j GT #k 表示＞
#j LT #k 表示＜
#j GE #k 表示≥
#j LE #k 表示≤
例：下面的程序计算数值1~10的总和。

【程序语句】
O9500
#1=0 存储和数变量的初值
#2=1 被加数变量的初值
N1IF#GT10GOT02 当被加数大于10时转移到N2 #1=#1+#2 计算和数
#2=#2+1 下一个被加数
GOTO1 转到NI
N2M30 程序结束
（2）循环语句（ whileDO-END语句）
编程格式：WHILE 【条件表达式】Dom(m=1,2,3)
……
END m
说明
（1）表达方式满足时，程序段DOm至ENDm即重复执行；
（2）条件表达式不满足时，程序转到ENDm后执行；
（3）如果WHILE[条件表达式]部分被省略，则程序段Dom至ENDm之间的部分将一直重复执行。

4.2 G指令及常用辅助功能M指令
4.2.1 G指令功能
4.2.2常用辅助功能M指令
第五章轴套程序的编程与仿真加工
5.1带螺纹的半球头轴的仿真加工程序（FANUC系统的数控车床）
5.2外螺纹球头套的程序
外螺纹球头套
N620G97G99M03S1000F0.1
N630G42G00Z5.0
N640X38.0
N650G70P10Q20
N660G40G00Z100.0
N670X100.0退刀
N680M05主轴停转
N690M30程序停止
5.3仿真加工
5.3.1 带螺纹的半球头轴的毛坯
这是用数控仿真软件vnuc3.0仿真FANUC系统下的带螺纹的半球头轴的数控加工操作，输入的毛坯外径为70mm，高为150mm，选用的材料为45钢。

5.3.2 带螺纹的半球头轴的完成品
如上图，这是加工完后带螺纹的半球头轴的最后完成品
5.3.3 外螺纹球头套的毛坯
这是用数控仿真软件vnuc3.0仿真FANUC系统下的外螺纹球头套的数控加工操作，输入的毛坯外径为60mm，高为70mm，选用的材料为45钢
5.3.4 外螺纹球头套的完成品
如上图，这是加工完后外螺纹球头套的最后完成品
6.5 轴套配合完成图
致谢
经过半年的忙碌和工作，本次毕业设计已经接近尾声，作为一个专科生的毕业设计，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有导师的督促指导，以及一起工作的同学们的支持，想要完成这个设计是难以想象的。

在这里首先要感谢我的导师李月凤老师。

李老师平日里工作繁多，但在我做毕业设计的每个阶段，都给予了我悉心的指导。

李老师的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。

其次要感谢我的同学对我无私的帮助，特别是在软件的使用方面，正因为如此我才能顺利的完成设计，我要感谢我的母校—天津轻工职业技术学院，是母校给我们提供了优良的学习环境。

另外，我还要感谢那些曾给我授过课的每一位老师，是你们教会我专业知识。

在此，我再说一次谢谢，谢谢大家！
参考文献
[1] 高峰/肖卫宁，数控车削编程与操作，高等教育出版社，2005
[2] 李桂云,宇龙数控仿真软件使用指导. 高等教育出版,2007
[3] 实用车工手册编写组,实用车工手册. 机械工业出版社，2002
[4] FANUC Series Oi Mate-TC 操作说明书，北京发那科机电有限公司
[5] 秦启书.数控编程与操作.西安电子科技大学出版社.2006
[6] 于春生.韩彦.数控编程及应用.高等教育出版社.2001
[7] 陈剑鹤.模具设计基础.机械工程出版社.2001
[8] 陆剑中.孙家宁.金属切削原理与刀具.机械工业出版社2005
[9] 裴炳文.数控加工工艺与编程.机械工业出版社.2006。