数控车削加工工艺及加工程序编制.docx

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1、数控车削加工工艺及加工程序编制合肥通用职业技术学院毕业设计论文题目：数控车削加工工艺及加工程序编制系别:数控与材料工程系专业：数控技术学制:三年姓名：李鹏学号：12110214指导教师：葛姑二。一四年五月十六日摘要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，刀具与切削用量的选择，确定加工顺序与加工路线，数控加工程序编制。通过整个工艺的过程的制定，充分表达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。关键词工艺分析，编程方案，进给路线，尺寸操纵目录摘要（2）第一章数控加工技术概述（5）1. 1数控技术（5）第二章数控加工工艺（8）2. 1加工方法的选

2、择（8）3. 2加工工序的编排原则（9）4. 3工件的装夹（9）5. 4对刀点与换刀点位置的确定（10）6. 5加工路线的确定（10）(11)2.6刀具及切削用量的选择第三章数控与加工程序的格式及编程方法(15)7. 1程序的结构(15)7.2 程序的格(16)7.3 3主程序与子程序(16)7.4 常用的地址符及含义(16)7.5 机床的常用编程指令(17)7.6 数控程序的编制方法及步骤(19)第四章具体零件加工(21)8. 1零件图工艺分析(22)9. 2确定工件的定位与装夹方案(22)10. 确定走到顺序及走刀路线(22)11. 4切削用量的选择(23)4. 5零件的具体加工程序(23

3、)4.6数控加工工艺文件的填写(27)第五章零件图加工步骤(28)5. 1输入零件加工程序(28)结论(29)致谢(30)参考文献(31)第一章数控加工技术概述1.l数控技术数控技术是本世纪中期进展起来的机床操纵技术，是用数字信息对机械运动与工作过程进行操纵的技术。数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业与新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品，即所谓的数字化装备。这里先介绍“数控”，“数控机床”，“数控系统”等基本概念。（1）数控与数控车床数控是数字操纵的简称，英文为NumericalControl,简称NCo数控（NUmeriCalControl,NC数字操纵）是指用数字、文字与符号

4、构成的数字指令来实现一台或者多台机械设备动作操纵的技术。它所操纵的通常是位置、角度、速度等机械量与与机械能量流向有关的开关量。数控的产生依靠于数据载体与二进制形式数据运算的出现。1908年，穿孔的金属薄片互换式数据载体问世；19世纪末，以纸为数据载体并具有辅助功能的操纵系统被发明；1938年，香农在美国麻省理工学院进行了数据快速运算与传输，奠定了现代计算机，包含计算机数字操纵系统的基础。数控技术是与机床操纵密切结合进展起来的。1952年，第一台数控机床问世，成为世界机械工业史上一件划时代的事件，推动了自动化的进展。现在，数控技术也叫计算机数控技术（ComPUterNumericalContro

5、l）数控机床（NUmeriCalControlMACHINETe）OLS）技术密集度及自动化程度很高的机电一体化加工设备。简单地说就是使用了数控技术的机床，或者者说是装备了数控系统的机床。国际定义为：数控机床是一种有程序操纵的机床。该系统能逻辑地处理具有特定代码与其他的符号编码指令规定的程序。（2）数控系统数控系统是数字操纵系统简称，英文名称之NumericalControlSystem,早期是由硬件电路构成的称之硬件数控（HardNC）,1970年代以后，硬件电路元件逐步由专用的计算机代替称之计算机数控系统。（3）计算机操纵系统计算机数控（COmPUteriZednumericalConlr

6、ol,简称CNC）系统是用计算机操纵加工功能，实现数值操纵的系统。CNC系统根据计算机存储器中存储的操纵程序，执行部分或者全部数值操纵功能，并配有接口电路与伺服驱动装置的专用计算机系统。（4）数控加工数控加工是根据零件图样及工艺要求等原始条件编制零件数控加工程序，输入数控系统，操纵数控机床中刀具与工件的相对运动，从而完成零件加工。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。用数字信息操纵零件与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、精度高等问题与实现高效化与自动化加工的有效途径。（5）数控程序

7、第二章数控加工工艺2.1加工方法的选择加工方法的选择应以满足加工精度与表面粗糙度的要求为原则。由于获得同一级加工精度及表面粗糙度的加工方法通常有许多，在实际选择时，要结合零件的形状、尺寸与热处理要求等全面考虑。比如，加工it7级精度的孔，使用链削、较削、磨削等加工方法均可达到精度要求，假如加工箱体类零件的孔，通常使用镇削或者较削，而不宜使用磨削加工。通常小尺寸箱体孔选择钱孔，当孔径较大时则应选择像孔。此外还应考虑生产率与经济性的要求，与生产设备的实际情况。1.加工方案的确定原则零件上比较精密的尺寸及表面的加工，常常是通过粗加工、半精加工与精加工逐步达到的。对这些加工部位仅仅根据质量要求选择相应

8、的加工方法是不够的，还应正确地确定从毛坯到最终成型的加工方案。确定加工方案时，首先应根据要紧表面的精度与表面粗糙度的要求，初步确定为达到这些要求所需要的加工方法。比如，关于孔径不大的，it7级精度的孔，最终的加工方法选择精较孔时，则精较孔前通常要通过钻孔、扩孔与粗较孔等加工。2.平面类零件斜面轮廓加工方案的选择在加工过程中，工件按表面轮廓可分为平面类零件与曲面类零件。其中平面类零件中的斜面轮廓，有固定斜角的外形轮廓与变斜角的外形轮廓两种，一个有固定斜角的斜面能够使用不一致的刀具进行加工。在实际加工中，应根据零件的尺寸精度、倾斜角的大小、刀具的形状、零件的安装定位方法、编程的难易程度等因素，选择

9、一个较好的加工方案。具有变斜角的外形轮廓，若单纯从技术上考虑，最好的加工方案是使用多坐标联动的数控机床，这样不但生产效率高，而且加工质量也好。但是这种机床设备投资大，生产费用高，通常中小企业几乎无力购买，因此应考虑其他可能的加工方案。比如可在两轴半坐标操纵的数控铳床上用锥形铳刀或者鼓形铳刀，使用多次行切的方法进行加工，为提高零件的表面加工质量，对少量的加工残痕可用手工修磨。此外，还要考虑机床选择的合理性。比如，单纯铳轮廓表面或者铳槽的简单中小型零件，选择数控铳床进行加工较好；而大型非圆曲线、曲面的加工或者者是不仅需要铳削而且有孔系加工的零件，在数控键铳加工中心上加工较好。2. 2加工工序的编排

10、原则在控机床上加工时，其加工工序应通常按如下原则编排。（1）按工序集中划分工序的原则。（2）按粗、精加工划分工序的原则。（3）按刀具划分工序的原则。（4）按加工部位划分工序的原则。数控加工工序顺序的安排可参考下列原则。（1）同一定位装夹方式或者用同一把刀具的工序，最好相邻连接完成，这样可避免因重复定位而造成误差与减少装夹、换刀等辅助时间。（2）假如一次装夹进行多道加工工时，则应考虑把对工件刚度削弱较小的工序安排在先，以减小加工变形。（3）上道工序应不影响下道工序的定位与装夹。（4）先内型腔加工工序，后外型腔加工工序。2.3工件的装夹1.定位安装的基本原则在数控机床上加工零件时，定位安装的基本原

11、则是合理选择定位基准与夹紧方案。在选择时应注意下列几点：1）力求设计、工艺与编程计算的基准统一。2）尽量减少装夹次数，尽可能在一次定位装夹后，加工出全部待加工表面。3）避免使用占机人工调整式加工方案，以充分发挥数控机床的效能。2.选择夹具的基本原则1）是要保证夹具的坐标方向与机床的坐标方向相对固定；2）是要协调零件与机床坐标系的尺寸关系。3.除此之外，还要考虑下列几点：1）当零件加工批量不大时，应尽量使用组合夹具、可调式夹具及其他通用夹具，以缩短生产准备时间、节约生产费用。2）在成批生产时才考虑使用专用夹具，并力求结构简单。3）零件的装卸要快速、方便、可靠，以缩短机床的停顿时间。4）夹具上各零

12、部件应不妨碍机床对零件各表面的加工，即夹具要开敞，其定位、夹紧机构元件不能影响加工中的走刀（如产生碰撞等）。2.4对刀点与换刀点位置的确定在编程时，应正确地选择“对刀点”与“换刀点”的位置。“对刀点”就是在数控机床上加工零件时，刀具相关于工件运动的起点。由于程序段从该点开始执行，因此对刀点又称之“程序起点”或者“起刀点”。对刀点可选在工件上，也可选在工件外面（如选在夹具上或者机床上）。但务必与零件的定位基准有一定的关系。对刀点与换刀点若对刀精度要求不高时，可直接选用零件上或者夹具上的某些表面作为对刀面。若对刀精度要求较高时，对刀点应尽量选在零件的设计基准或者工艺基准上。如以孔定位的工件，可选孔

13、的中心作为对刀点。刀具的位置则以此孔来找正，使“刀位点”与“对刀点”重合。所谓“刀位点”是指车刀、像刀的刀尖；钻头的钻尖；立铳刀、端铳刀刀头底面的中心，球头铳刀的球头中心。对刀点即是程序的起点又是程序的终点。因此在成批生产中要考虑对刀点的重复精度，该精度可用对刀点相距机床原点的坐标值（x,y）来校核。加工过程中需要换刀时，应规定换刀点。所谓“换刀点”是指刀架转位换刀时的位置。该点能够是某一固定点（如加工中心机床，其换刀机械手的位置是固定的），也能够是任意的一点（如车床）。换刀点应设在工件或者夹具的外部，以刀架转位时不碰工件及其他部件为准。其设定值可用实际测量方法或者计算确定。同时选择对刀点应遵

14、循下列原则：（1）便于数学处理（基点与节点的计算）与使程序编制简单。（2）在机床上容易找正。（3）加工过程中便于测量检查。（4）引起的加工误差小。2.5 加工路线的确定编程时，确定加工路线的原则要紧有下列几点。（1）应尽量缩短加工路线，减少空刀时间以提高加工效率。（2）能够使数值计算简单，程序段数量少，简化程序，减少编程工作（3）能使加工工件具有良好的加工精度与表面质量（如表面粗糙度）。（4）确定轴向移动尺寸时，应考虑刀具的引入长度与超越长度。2.6 刀具及切削用量的选择刀具的选择与切削用量的确定是数控加工工艺中的重要内容，它不仅影响数控机床的加工效率，而且直接影响加工质量。CAD/CAM技术

15、的进展，使得在数控加工中直接利用CAD的设计数据成为可能，特别是微机与数控机床的联接，使得设计、工艺规划及编程的整个过程全部在计算机上完成，通常不需要输出专门的工艺文件。现在，许多CAD/CAM软件包都提供自动编程功能，这些软件通常是在编程界面中提示工艺规划的有关问题，比如，刀具选择、加工路径规划、切削用量设定等，编程人员只要设置了有关的参数，就能够自动生成NC程序并传输至数控机床完成加工。因此，数控加工中的刀具选择与切削用量确定是在人机交互状态下完成的，这与普通机床加工形成鲜明的对比，同时也要求编程人员务必掌握刀具选择与切削用量确定的基本原则，在编程时充分考虑数控加工的特点。（1）数控加工常用刀具的种类及特点数控加工刀具务必习惯数控机床高速、高效与自动化程度高的特点，通常应包含通用刀具、通用连接刀柄及少量专用刀柄。刀柄要联接刀具并装在机床动力头上，因此已逐步标准化与系列化。数控刀具的分类有多种方法。根据刀具结构可分为：整体式；镶嵌式，使用焊接或者机夹式连接，机夹式又可分为不转位与可转位两种；特殊型式，如复合式刀具，减震式刀具等。根据制造刀具所用的材料可分为：高速钢刀具；硬质合金刀具；金刚石刀具；其他材料刀具，如立方氮化硼刀具，陶瓷刀具等。从切削工艺上可分为：车