刀芯轴数控加工工艺及编程说明书

刀芯轴数控加工工艺及编程

摘要

刀芯轴部件由主轴、轴承、传动件（如齿轮、带轮）和固定件（如螺母）等组成，是机床的重要组成部分。机床工作时由刀芯轴夹持工件（车床）或刀具（钻床、镗床、铣床、磨床等）直接参加表面成形运动，所以，刀芯轴轴部件的工作性能对加工质量和机床生产率有重要影响。

本文针对提供的刀芯轴零件，并对刀芯轴进行加工工艺的规程设计，包括了刀芯轴轴的数控车削加工，介绍了数控车的加工工艺及数控编程，以此刀芯轴轴进行数控车的加工工艺编制和数控编程的设计。

关键词：刀芯轴，数控车削，数控编程，加工工艺

目录

摘要...........................................................I 1章绪论. (5)

1.1数控加工的介绍 (7)

2主轴零件加工工艺设计 (16)

2.1芯轴零件的工艺分析 (16)

2.2刀芯轴零件的工艺安排 (16)

2.3编制加工工艺 (16)

2.4手动编制程序 (19)

2.5确定切削用量及基本工时 (19)

2.5.1粗车外圆φ115、φ40及端面 (19)

2.5.2调头装夹，车右端圆锥面及菱角槽面 (19)

2.5.3精车外圆4001 .0 03 .0

Φ-

-至尺寸 (19)

2.5.4粗车M32内螺纹孔底孔∮30，车M32内螺纹孔 (19)

2.5.5粗车、精车内孔34

03 .0

Φ+

+至尺寸 (19)

2.5.6铣宽20槽 (19)

2.5.7钻∮25、∮30内孔至尺寸 (19)

3刀芯轴零件的数控编程加工 (21)

3.1数控编程的定义 (21)

3.2数控编程的分类 (22)

3.2.1编程方法的选择 (24)

3.3数控编程原点的确定 (26)

3.4数控加工程序清单 (27)

致谢 (28)

参考文献 (29)

附录 (30)

1绪论

1.1数控加工的介绍

1）数控加工过程

与传统加工比较，数控加工与普通机床加工方法与内容上有许多相似之处，不同点主要表现在控制方式上。以机械加工为例，用普通机床加工零件时，工序的安排、机床运动的先后次序、走刀线路及有关切削参数的选择等，都是由操作者自行考虑和确定的，而且是用手工操作方式来进行控制的。操作者总是根据零件和工序卡的要求，在加工过程中不断改变刀具与工件的相对运动轨迹和加工参数（位置、速度等），使刀具对工件进行切削加工，从而得到所需要的合格零件。如果采用自动车床，仿形车床和仿形铣床加工，虽然也能达到对加工过程的自动控制目的，但其控制是通过预先配置的凸轮、挡块及靠模来实现的。而在CNC机床上，传统的人工操作均被数控系统的自动控制所取代。其工作过程是：首先要将被加工的零件图上的几何信息和工艺信息数字化，即将刀具与工件的相对运动轨迹、加工过程中主轴速度和进给速度的变换、冷却液的开关、工件和刀具的交换等控制和操作，按规定的代码和格式编成加工程序，然后将该程序送入数控系统。数控系统则按照程序的要求，先进行相应的运算、处理，然后发出控制命令，使各坐标轴、主轴以及辅助动作相互协调，实现刀具与工件的相对运动，自动完成零件的加工。

2）数控加工中的数据转换过程

CNC系统的数据转换过程如图所示

（1）译码

译码程序的主要功能就是将用文本格式（通常用ASCII码）表达的零件加工程序，

以程序段为单位转换成刀补处理程序所需要的数据结构（格式），该数据结构用来描述一个程序段解释后的数据信息。它主要包括：X 、Y 、Z 等坐标值，进给速度，主轴转速，

G 代码，M 代码，刀具号，子程序处理和循环调用处理等数据或标志的存放顺序和格

式。

（2） 刀补处理（计算刀具中心轨迹）

为方便编程，零件加工程序通常是按零件轮廓或按工艺要求设计的进给路线编制的，

而数控机床在加工过程中控制的是刀具中心（准确地说是刀位点）轨迹因此在加工前必须将编程轨迹变换成刀具中心的轨迹。刀补处理就是完成这种转换的处理程序 （3） 插补计算

数控编程提供了刀具运动的起点、终点和运动轨迹，而刀具怎么从起点沿运动轨迹走向终点则由数控系统的插补装置或插补软件来控制。该程序以系统规定的插补周期

T ∆定时运行，它将由各种线性（直线、圆弧等）组成的零件轮廓，按程序给定的进给

速度F ，实时计算出各个进给轴在T ∆内的位移指令（...,11Y X ∆∆），并送给进给伺服系统，实现成形运动。 （4） PLC 控制

CNC 系统对机床的控制分为对各坐标轴的速度和位置的“轨迹控制”和对机床动作的“顺序控制”或称“逻辑控制”。后者是指在数控机床运行过程中，以CNC 内部和机床各行程开关、传感器、按钮、继电器、等开关信号状态为条件，并按预先规定的逻辑关系对诸如主轴的起停、换向，刀具的更换，工件的夹紧、松开，液压、冷却、润滑系统的运行等进行控制，PLC 控制就是实现上述功能的模块

通过所述，数控机床加工原理就是讲预先编好的加工程序以数据的形式输入数控系统，数控系统通过译码、刀补处理、插补计算等数据处理和PLC 协调控制，最终实现零件的自动化加工。

2刀芯轴零件加工工艺设计

2.1刀芯轴零件的分析

如图所示的是刀芯轴零件的图纸，零件图纸是二维零件图，试制定出刀芯轴的加工工艺方案，编制其数控加工程序，并列出部分关键加工部位程序清单。

图1.1 刀芯轴的零件图

2.2零件的尺寸标注分析

零件图上的尺寸是制造、检验零件的重要依据，生产中要求零件图中的尺寸不允许有任何差错。在零件图上标注尺寸，除要求正确、完整和清晰外，还应考虑合理性，既要满足设计要求，又要便于加工、测量。

关于尺寸标注主要包括功能尺寸、非功能尺寸、公称尺寸、基本尺寸、参考尺寸、重复尺寸等等。

该零件图说标注的尺寸均完整，符合国家要求，位置准确，表达清楚。

2.3零件的几何要素分析

从图分析得知，该零件的结构主要由圆柱面、圆锥面、螺纹孔、内孔等特征组成，这些特征在普通车床上难以完成，需要在数控车上加工。

2.4零件的技术要求分析

该零件的尺寸精度要求有：尺寸4001.0

Φ--的尺寸精度等级为IT7级、尺寸Ф25的尺

03

.0

寸精度等级为IT12级、外圆尺寸Ф68的尺寸精度等级为IT12级、内螺纹尺寸M32X2的尺寸精度等级为IT9级、尺寸φ3403.0

+的尺寸精度等级为IT7级，其余未注尺寸精度