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PAGE \* MERGEFORMAT 20 摘要 随着科学技术的不断发展，在当代普通机床正在逐渐被高效率高精度以及高自动化生产的数控机床所代替，而数控加工作为目前机械加工的一种重要手段，已成为衡量一个国家制造水平的重要标志。 而数控机床加工是随着数控机床的产生而逐渐发展并完善起来的一门实践应用技术。数控加工工艺制订也是数控工业加工的前期准备工作，制订工艺是否合理，直接关系到程序的编制、工件加工质量以及生产零件的效率。并且加工工艺制订主要包括分析工件图样、确定加工顺序、选择加工方案，选择合适刀具、确定加工余量、确定切削用量、制定进给路线，以及编写数控加工程序等。 关键词：数控机床 数控机床加工 加工工艺制订 Abstract With the development of science and technology,?in the contemporary?general machine tool?is gradually?replaced by the?high efficiency and high?precision andhigh?automation?production?of CNC machine tools,?NC processing?as an important means of?the present?mechanical processing,?has become an important?mark to measure?the manufacturing?level of a country. CNC machine tools and?processing?is a?practical technology?with the CNC machine tool?production and?gradually?developed and perfected.?The NC machining process?formulation is also?CNC?industrial processing of?the preparatory work,?the development of process?is reasonable or not,?directly related to the?program,?the processing quality of the workpiece?and?the efficiency of?production?parts.?The formulation?and?processing technology?mainly includes the?analysis of workpiece?drawings,?determine the processing order,?the processing scheme selection,?select tools,?determination of machining allowance,determine the amount of cutting,?the formulation of?the feed line,?and?NC programming?etc.. Keywords:?the formulation of?NC?machine tool?CNC machine tool?technology 目录 TOC \o 1-3 \h \z \u HYPERLINK \l _Toc403747530 第1章 引言 PAGEREF _Toc403747530 \h 6 HYPERLINK \l _Toc403747531 1.1 数控机床的产生与发展 PAGEREF _Toc403747531 \h 6 HYPERLINK \l _Toc403747532 1.2 数控机床的发展趋势 PAGEREF _Toc403747532 \h 6 HYPERLINK \l _Toc403747533 1.3数控机床的特点 PAGEREF _Toc403747533 \h 7 HYPERLINK \l _Toc403747534 第二章 零件的分析 PAGEREF _Toc403747534 \h 8 HYPERLINK \l _Toc403747535 2.1加工图样分析 PAGEREF _Toc403747535 \h 8 HYPERLINK \l _Toc403747536 2.2工艺规程的要求 PAGEREF _Toc403747536 \h 8 HYPERLINK \l _Toc403747537 第三章 零件工艺规程的设计 PAGEREF _Toc403747537 \h 9 HYPERLINK \l _Toc403747538 3.1 定位基准的选择 PAGEREF _Toc403747538 \h 9 HYPERLINK \l _Toc403747539 3.1.1 精基准的选择 PAGEREF _Toc403747539 \h 9 HYPERLINK \l _Toc403747540 3.1.2 粗基准的选择 PAGEREF _Toc403747540 \h 9 HYPERLINK \l _Toc403747541 3.2 零件表面加工方法的选择 PAGEREF _Toc403747541 \h 10 HYPERLINK \l _Toc403747542 3.3 加工顺序的安排 PAGEREF _Toc403747542 \h 10 HYPERLINK \l _Toc403747543 3.4 工艺的制定 PAGEREF _Toc403747543 \h 11 HYPERLINK \l _Toc403747544 3.4.1机床的选择 PAGEREF _Toc403747544 \h 11 HYPERLINK \l _Toc403747545 3.4.2工艺装备的选择 PAGEREF _Toc403747545 \h 12 HYPERLINK \l _Toc403747546 3.4.3 加工余量的确定 PAGEREF _Toc403747546 \h 14 HYPERLINK \l _Toc403747547 3.4.4切削要素的确定 PAGEREF _Toc403747547 \h 14 HYPERLINK \l _Toc403747548 3.4.5 确定工序尺寸的方法 PAGEREF _Toc403747548 \h 16 HYPERLINK \l _Toc403747549 第四章 数控加工程序的编制 PAGEREF _Toc403747549 \h 17 HYPERLINK \l _Toc403747550 4.1 数控编程方法及特点 PAGEREF _Toc403747550 \h 17 HYPERLINK \l _Toc403747551 4.2 编写零件的加工程序单 PAGEREF _Toc403747551 \h 17 HYPERLINK \l _Toc403747552 第五章 总结 PAGEREF _Toc403747552 \h 20 HYPERLINK \l _Toc403747553 参考文献 PAGEREF _Toc403747553 \h 21 HYPERLINK \l _Toc403747554 致谢 PAGEREF _Toc403747554 \h 22 第1章 引言 1.1 数控机床的产生与发展 数控机床的产生便是为了实现一些复杂或者简单零件的零件。随着我国改革开放发展。1948年，帕森公司研制了直升机的复杂螺旋浆叶片轮廓样板样的数控加工设备。1949年，这个公司还与美国麻省理工学院出名的研究所共同合作，准备数控机床一些方面的研究，在1952年，世界上第一台由大型立式仿形铣床改装诞生，这是用作一些计算机的控制的三坐标立式数控上的铣床。后来经过几年改进技术，在1955年实现了部分产业化，并且一批一批地打入市场，但是由于技术上和价格上还需改进，所有就只能在航空事业中得到了应用。在此之后世界所有国家都投入大量的人力，物质进行大规模研究，使得数控机床得到了空前的发展。1959年，克耐杜列克公司开发了装上了有自动换取刀的装置，能够在一次的装夹、多个工序加工的制造。一直到了20世纪80年代末，计算机的集成制造上系统已经开始得到广泛的使用，并且出现了很好的发展势头。 几十年来，数控机床无论在一些品种上、数量上还是在功能的某些方面上都取得了令人赞赏的进展，这是为了我国机械制造业开始注入了新的生机与很好的活力。 1.2 数控机床的发展趋势 数字化便是作为特色的数控机床是柔性化制造的系统和敏捷化制造上的系统的基础，它的总的发展趋势便是：高的精度化，高的速度化，高的效率化，柔性化以及集成化，并且重视工艺合适性和经济方面注意。这些具体可以总结为13个方面。 一直地升高了经加工的精准度和经济性很好 使产品制造有了速度以及质量有了效率。 复合加工机床可以让最新一代的机床得到发展 不断涌现专门化的适用性良好数控机床正 数字制造的主要支撑的核心技术便是智能化和集成化 变成了发展可以适应高速制造和网络形式分布的制造系统 发展只有变成了大型化或者微小化 配套上的装置和功能部分软件的品种质量一天一天提高 虚拟化的数控机床的技术 开放化的数控机床 对着标准化方向上的发展 向着高靠谱性方面前进 绿色化面向全世界 1.3数控机床的特点 从普通机床发展变化到数控机床，和普通机床一起比较，数控机床具有了很多明显的特点。因此数控机床的大众化发展得很好。数控机床的特点有以下性质： 自己运作方面显著 适应很多工业环境 功能各个方面很独到 工件上的精度准确 生产的效率非常高 可靠性高 可用于现代的生产或管理方方面面 减少了人工的工作量 第二章 零件的分析 2.1加工图样分析 图1.1 如图1.1所示，本次设计的工件便是此零件轴，此零件材料为45号钢，无热处理和硬度要求。该加工零件轴表面是由圆柱、圆锥、顺圆弧及逆圆弧等表面组成的。该零件轴尺寸精度为IT8，表面粗糙度为Ra1.6。该图样形状结构简单，方便装夹，尺寸标注完整，轮廓描述清楚。 2.2工艺规程的要求 工艺规程设计的原则是：在一定的生产条件下，在保证产品质量的前提下，应尽量提高生产率和降低成本数控加工，使其获得良好的经济效益和社会效益。在工艺规程设计时应该注意以下四个方面的问题。 1）技术上的先进性。所谓技术上的先进性，是指好质量、高效益的获得不是建立在提高工人劳动强度和操作手艺的基础上，而是依靠采用相应的技术来保证。因此，在工艺规程设计时，要了解国内外本行业工艺技术的发展，通过必要的工艺试验，尽可能采用先进的工艺和工艺装备。 2）经济上的合理性。在一定的生产条件下，可能会有几个都能满足产品质量的要求的工艺方案，此时要通过成本核算或评比，选择经济上最合理的方案，使产品成本最低。 3）有良好的劳动条件，避免环境污染。在工艺规程设计时，要注意保证工人具有良好而安全的劳动条件，尽可能采用先进的技术，将工人从繁重的体力劳动中解放出来。同时，要符合国家环境保护法的有关规定，避免环境污染。 4）格式上的规范性。工艺规程应做到正确、完整、统一、清晰、所用术语、符号、计量单位、编号等都要符合相应标准。 第三章 零件工艺规程的设计 3.1 定位基准的选择 当工件的机械加工制造的过程当中，为保证零件的尺度精度还有相互位置，那就必须合理选择定位基准。所以在数控车削之中，必须尽可能使零件在一次装夹下完成很大部分或者全部表面的加工制造。对与轴类零件，多数情况下都以零件自身的外圆柱面来定位基准；对于套类零件便用内孔当定位基准。定位基准选择的是否合适，这不仅仅影响零件加工的精度，并且对零件各表面的加工顺序也造成极大的误差。本一节便先建立一些有关基准和定位的内容，然后再再讨论定位基准选择的原则。 3.1.1 精基准的选择 基准重合性的原则。要使用设计基准或装配基准作为定位基准，而且让定位基准和测量相互重合。 自己作为基准的原则。有些部分要求加工余量小还有均匀的精加工工序，他们选择加工表面以自身作为定位基准，便称之为自为基准原则。 全部基准都统一的原则。除第一道工序之外，其余工序应尽可能采用同一种精基准。因为基准统一后，便可以减少定位误差，提高加工制造精度，让装夹更加方便等好处。 互相作为基准的原则。当对工件上两个相互位置精度非常高的表面来加工时，要用两个表面互相作为基准，这样反复对它进行加工，来保证位置精度确定无误。 对装夹方便的原则。选择一些精度比较高、装夹可靠的表面作为精基准，并尽量选用形状简单还有尺寸较大的表面作为精基准，这样会使夹具设计更加简单，操作也更加方便。 3.1.2 粗基准的选择 在选择粗基准的时候，便必须要达到两个基本的条件：第一就是要保证所有加工表面都有很大的加工余量；第二便保证零件上加工表面和不加工表面两者之间具有确定的位置精度。以下是粗基准的选择原则： 可以选择一些不加工表面来作为粗基准基准统一原则，这样减少定位误差和 对所有表面都加工的工件，必须依据加工余量最小的表面来找正。 要选用牢靠可靠的表面作为基准，要不然会让工件夹坏或松动。 粗基准要选择一些平整光滑的表面。 E）粗基准是不能够重复再使用的。 因此，此轴类零件图必须要先粗后精，而精基准便选择基准统一原则，方便装夹加工。而粗基准可采用以轴的中心线为统一基准进行加工。 3.2 零件表面加工方法的选择 1)回转体的零件结构大部分都是多种多样，但是他们都是由平面、内圆柱面、曲面、螺纹等来组成，要知道每一种表面也有多种多样加工方法，实际选择的时候应考虑零件的加工精度、表面粗糙度、材料、结构形状、尺寸、生产类型等有关因素，来决定零件表面的数控车削加工方法和加工方案。 2）经济加工精度以及经济表面粗糙度。在加工制造的过程之中，影响加工精度和表面质量有很多因素。每一种加工方法在不同的工作环境条件下所能达到的精度或表面粗糙度都会有所不同。经济加工精度、经济表面粗糙度是指在正常加工制造条件下使用符合质量标准的设备、工艺装备和标准技术等级的工人，不延长加工时间的所能达到的加工精度即表面粗糙度。 3) 典型表面加工方法和加工方案达到的简介。一般的零件都是由很多个典型表面组成的。选择数控零件的加工方法和加工方案，实际上是选择典型表面的加工方法和加工方案。首先最常见的典型表面是平面、外圆面和内孔。 4) 成型表面和复杂表面的加工。成型表面的加工可分为a）轨迹法；b）成型法；c）包络法；复杂表面的加工可分为a）程序控制法；b）电火花加工；c）电解加工。 因此，对于如图上零件轴，数控车削是最常见的加工方法，而且此零件轴经济精度IT8,表面粗糙度Ra（um）为1.6，所以最适合此零件轴的表面加工方法是粗车—半精车—精车。 3.3 加工顺序的安排 在数控车床上加工零件，安排零件车削加工顺序一般遵循下列原则。 1）先粗后精原则。在车削加工中，应先安排粗加工工序，其目的是在较短时间内，将毛坯的加工余量去掉，以提高生产效率。在零件进行了粗加工后，接着安排换刀后进行的半精加工或精加工，逐步提高表面的加工精度和减小表面粗糙度。如果在粗加工后能满足精工。安排半精加工的目的在于：当粗加工后所留余量的均匀性满足不了精加工要求时，可安排半精加工作为过渡性工序，使精加工的余量基本一致，便于尺寸精度的控制。在精加工阶段，为保证加工精度，精车要一刀切出图样要求的零件轮廓，保证各主要表面达到图纸规定的要求，关键是保证加工质量。 2）先近后远原则。这里所说的远与近，是按加工部位相对于对刀点的距离远近而言。在一般情况下，通常安排离换刀点近的部位先加工，离换刀点远的部位后加工，以便于缩短刀具移动距离，减少空行程时间，提高加工效率。 3）先内后外，内外交叉原则。对既有内表面，又有外表面需加工的零件，安排加工顺序时，通常应先进行内、外表面粗加工，后进行内、外表面精加工，这样易于控制内、外表面的尺寸和表面形状的精度。 4）刀具集中原则。同一把刀连续加工完成相应各部分后，再更换另一把刀加工零件相应的其他部位，以减少空行程和换刀时间。 5）基面先行原则???用作精基准的表面，要首先加工，因为定位基准的表面越精确，装夹误差就越小。 6）刚性优先原则。同一次安装中进行的多道工序，应先安排对工件刚性破坏较小的工序。 因此，如图上零件轴，便需要遵循先粗后精原则，需要两次装夹。第一次装夹，夹持左端材料钢，留出135mm，平端面，加工量不大于2mm，分别粗，精加工φ26圆柱体杏彩体育，切宽5mm深1.9的凹槽和φ36的锥面及圆柱面。第二次装夹，夹持右端φ36圆柱面，保证工件长度，继续粗，精加工φ40圆柱面，凹面柱体，以及最后的φ42圆柱体。如此便加工完成的零件。 3.4 工艺的制定 3.4.1机床的选择 当生产批量很大时，宜采用专用的机床；在多品种、小批量生产的情况下，对复杂零件使用数控机床能获得较高的经济效益。当零件不太复杂、批量又较小时，宜采用通用的机床；选择机床时，主要考虑以下因素： 机床的规格应与工件的外形尺寸相适应，即大件用不机床，小件用小机床。 机床精度应与工件加工精度要求相适应，机床精度过低，不能保证加工的精度；机床精度过高，又会增加工件的制造成本，应根据工件的要求合理的选择。 机床的生产效率应与工件的生产类型相适应。单件小批生产用通用设备或数控机床，大批大量生产应选高效专用设备。 与现有条件相适应。要根据现有设备及设备负荷状况、外协条件等确定机床，避免“闭门造车”。 因此，加工此轴类零件，应选择的机床为CK6180数控车床最为符合。 3.4.2工艺装备的选择 1）车削夹具或装夹方案。在数控车床上装夹时，让工件与车床主轴线有个明确的位置，还有在零件受到各种各样外力下，依然保持它的位置。数控车床的夹具部分用于盘类、轴类的三爪自定心卡盘或液压动力卡盘和尾座。三爪自定心卡盘或液压动力卡盘作用在夹着各种加工零件、让零件和主轴一起旋转。 因此，本加工零件轴使用三爪自定心卡盘进行装夹，如图1.2，便是此三爪自定心卡盘的实物图。而装夹方式便选择一夹一顶的方式。 图1.2 2)刀具的选择。随着机床主轴转速、主轴精度的提高、功率的增大及机床刚性的增加，刀具材料从碳素工具钢发展到今天的硬质合金和超硬材料，同时由于新的工程材料不断出现，也对切削刀具材料的发展起到了促进作用。同一批刀具的切削性能和使用寿命要稳定，以便实现按刀具使用寿命换刀或由数控系统对刀具寿命进行管理。刀具必须具有较高的精度，并且刀具的耐用度应比普通机床用的刀具要更高，以减少更换、刃磨刀具及对刀次数，发挥数控机床的效益。 因此，如图1.2，这些刀具便是作为加工此零件轴而选择的刀具。这些刀具都具有高精度，高耐用度。 图1.3 数控加工刀具卡 序号刀具名称刀具规格/mm数量加工表面1中心钻?51钻?5mm中心孔2外圆车刀25X251自右至左车外表面3外圆螺纹刀25X251车M264外圆切槽刀25X251车外槽编制黄志坚审核18/4/2010共1页第1页 3）工序卡片。由于数控加工工序比较集中，每一加工工序又可划分为多个工步，所以工序卡不仅应包含每一步的加工内容，还应包含所用刀具类型，刀具号，刀具补偿号及切削用量等内容。它不仅是编程人员编程程序时必须遵循的基本工艺文件，同时也是指导操作人员进行数控机床操作和加工的主要资料。不同的数控机床，数控加工工序卡可采用不同的格式和内容。 因此，如图1.3，便是加工此零件轴的工序卡。 1.4数控加工工艺卡 班级机设本（3）班产品名称夹具名称使用设备姓名黄志坚零件轴三爪定心卡
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