轴类零件的数控加工编程

设计任务书设计题目：轴类零件的数控加工编程设计要求：1、熟悉数控车床铣床的构成及工作原理。2、要保证零件的车削精度要求。3、不可损伤工件。4、绘制零件CAD图。5、选择合适的刀具。6、选择合适的夹具。7、编写零件的数控加工程序。·8、检查执行程序是否正确。设计进度要求：第一周：确定毕业设计题目。第二周：查阅文献，收集资料。第三周、第四周：拟定方案，进行初步的设计。第五周：完成CAD零件图。第六周：对设计进行进一步的修改。第七周：完成设计，打印初稿。指导教师（签名）：摘要我国社会主义现代化要求机械制造工业为国民经济各部门的技术进步、技术改造提供先进、高效的技术装备，它首先要为我国正在发展的产业包括农业、重工业、轻工业以及其它产业提供质量优良、技术先进的技术装备，同时还要为新材料、新能源、机械工程等新技术的生产和应用提供基础装备。随着科学技术和工业生产的飞速发展，国民经济各个部门迫切需要各种各样质量优、性能好、效率高、能耗低、价格廉的机械产品。其中，产品设计是决定产品性能、质量水平、市场竞争力和经济效益的重要环节。因此，采用数控加工就成了首选，因为它加工效率高、质量好、加工精度高。本文主要介绍数控加工技术概述、数控加工的切削基础、数控加工工艺设计及数控加工工艺文件、数控加工的工具系统、数控加工夹具、复杂形状零件的数控加工工艺、数控车削和加工中心的加工工艺。关键词：工艺分析，刀具选择，工序确定，装夹方法，数控编目录摘要………………………………………………………………II1数控加工技术概述………………………………………………11.1数控机床的发展史……………………………………………1.2数控机床的特点和应用范围…………………………………1.3数控加工系统的主要功能……………………………………2刀具和切削用量的选择…………………………………………2.1数控机床加工刀具的选择……………………………………2.2数控机床加工中切削用量的选择……………………………3夹具的选择……………………………………………………….4数控机床的坐标系统……………………………………………4.1机床坐标………………………………………………………4.2工件坐标………………………………………………………5数控车削加工编程………………………………………………5.1数控加工工艺内容的选择……………………………………5.2数控车削加工的工艺分析……………………………………5.3备注……………………………………………………………结论………………………………………………………………致谢………………………………………………………………参考文献…………………………………………………………1数控加工技术概述数控技术是制造业实现自动化、集成化的基础，是提高产品质量和劳动生产率的重要手段。是实现工业、国防现代化的重要途径，数控技术的发展水平是体现国家综合国力的重要标志。数控技术是与机床的自动控制密切结合而发展起来的，如今数控技术已广泛应用于化工生产、石油精炼、造纸、钢铁生产等工艺流程控制及其他各个方面。随着经济发展和科学技术的进步，数控机床在机械加工范围和加工精度等方面有了惊人的发展，特别是使用了小型计算机和微处理机以来，数控机床在机械加工领域的应用已相当普遍，已从开始阶段的小批量复杂性零件的加工，发展到为减轻劳动强度，提高生产率，保证产品质量，降低成本等层面。随着航空工业，汽车工业、轻工业等需求量快速增长，对机械零件精度要求更加精密，大规模的数控应用必将取代传统加工设备，数控机床是综合运用计算机、自动控制、自动检测和精密机械等高新及时的产物。它的出现以及所带来的巨大效益，引起世界各国科技界和工业界的普遍重视。随着科学技术的迅猛发展，数控机床已是衡量一个国家制造工业的重要标志。发展数控机床是我国机械制造业技术改造的必由之路，是未来工厂自动化的基础。数控机床的大量使用，需要大批能熟练掌握现代数控机床编程、操作、维修的人员和工程技术人员因此，数控人才严重短缺已成为我国现代工业的当务之急，大力发展以数控技术为核心的先进制造技术，已成为世界各国加速经济发展，提高综合国力和国家地位的重要途径。数控加工机床是采用数控技术对工作台运动和切削加工过程进行控制的机床，是典型的机电一体化产品，是数控技术的最典型的应用。在加工时对操作维修人员的技术水平要求较高，对夹具和刀具的要求较高。是一种自动化程度极高的机械加工设备，排除了人为因素的影响，加工零件的尺寸一致性好，合格率高，而且质量稳定。与传统的机床相比在加工的工艺流程先进了很多。技术要求也越来越高。本设计主要体现数控机床加工在车削轴类零件时的优越性。1.1数控机床的发展史1数控机床的产生数字控制（NumericalControlNC）是用数字信号进行控制的一种方法。数控机床(NumericalControlMachineTools)是采用了数控技术，或者说是装备了数控系统的机床，是一种技术密集度和自动化程度都比较高的机电一体化加工设备。1947年美国的Parsons公司为了提高生产飞机零件的靠模和机翼检查样板的精度及效率，提出了用穿孔卡来控制机床的设想，于1952年世界是第一台试验性的三坐标数控立铣床诞生了。半个世纪以来，随着自动控制技术、微电子技术、计算机技术、精密测量技术及机械制造技术的迅速发展，数控机床也得到了快速发展，产品不断更新换代，品种不断增多。数控机床发展如今已经历了两个阶段和六个时代：(1)数字控制（ＮＣ）阶段（１９５２～１９７０）早期的计算机运算速度低，不能适应机床实时控制的要求，人们只好用数字逻辑电路“搭”成一台机床专用计算机作为数控系统，这就是硬件连接数控，简称数控（NC）。随着电子元器件的发展，这个阶段经历了三代，即1952年的第一代——电子管数控机床，1959年的第二代——晶体管数控机床，1965年的第三代——小规模集成电路数控机床。（2）计算机数控（CNC）阶段（1970年～现在）1970年，通用小型计算机已出现并投入成批生产，人们将它移植过来作为数控系统的核心部件，从此进入计算机数控阶段。这个阶段也经历了三代，即1970年的第四代——大规模集成线路及小型计算机数子控制机床，1974年的第五代——微型计算机数控系统，1990年的第六代——基于PC的数控机床。随着微电子技术和计算机技术的不断发展，数控技术也随之不断更新，发展非常迅速，几乎每5年更新换代一次，其在制造领域的加工优势逐渐体现出来。数控系统近五十年来经历了两个阶段六个代的发展，只是发展到了第五代以后，才从根本上解决了可靠性低，价格极为昂贵，应用很不方便等极为关键的问题。因此即使在工业发达的国家，数控系统大规模地得到应用和普及，是在七十年代末八十年代初以后的事情，也即数控技术经过了近三十年的发展才走向普及应用的。数控机床的出现不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的发展和应用领域的扩大，它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，因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。2数控机床的分类（1）按数控机床的加工工艺分类：A,普通数控机床普通数控机床可分为：数控车床、数控铣床、数控钻床数控磨床、数控镗床等。B，加工中心可把多种工艺内容集中在一个机床上实现，而且具有刀库和自动换刀装置。可连续完成铣削、钻削、镗削、铰孔、扩空、攻丝等多道工序的加工。常见的加工中心有车削加工中心和钻铣削加工中心。C，特种加工机床特种机床有数控电火花、数控线切割、激光快速成型机、数控等离子切割、火焰切割等。D，其他有三坐标测量机、工业机器人、数控绘图仪等。（2）按控制系统的功能特点分类按数控机床运动轨迹的控制方式可将数控机床分成点位控制、点位直线控制和轮廓控制三类。按伺服系统的功能特点分类A，开环控制机床B，闭环控制机床C，半闭环控制机床（3）按数控机床功能强弱分类经济型数控机床、全功能型数控机床、高档数控机床三种。（4）按联动坐标轴数分类两坐标、三坐标、四坐标、五坐标等数控机床。１.２、数控机床的特点和应用范围数控机床的组成如图：零件加工程序输入装置数控装置伺服驱动装置辅助控制装置检测反馈装置机床本体A.数控机床的组成（注：其中数控装置、伺服驱动装置、辅助控制装置、检测反馈装置又合称为数控系统。）数控机床既不同于自动化的程序控制专用机床和仿形机床，也不同于手工操作的通用机床。它实际上是可编程的、具有坐标控制功能和顺序逻辑控制功能的柔和自动化通用机床。在加工不同的零件时要根据不同的零件的图样要求编制相应的数控加工程序，输入数控机床则可加工出不同的零件。1数控机床与普通机床相比，具有以下特点：（1）可以加工具有复杂型面的工件在数控机床上加工零件，零件的形状主要取决于加工程序。因此只要能编写出程序，无论工件多么复杂都能加工。例如，采用五轴联动的数控机床，就能加工螺旋桨的复杂空间曲面。它不同于传统的机床，不需要制造、更换许多工具、夹具和量具，个不需要重新调整机床。因此，数控机床可以快速地从加工一种零件转变为加工另一种零件，这就为单件、小批量以及试制新产品提供了极大的便利。缩短了生产准备周期，节省了大量费用。（2）加工精度高，质量稳定数控机床本身的精度比普通机床高，由于目前数控装置的脉冲当量达到了0.001mm，而给传动链的间隙与丝杠螺距误差等均可由数控装置进行补偿，使机械传动的误差尽可能小。在加工过程的中操作人员不参与操作，因此工件的加工精度全部由数控机床保证，消除了操作者的人为误差；又因为数控加工采用工序集中，减少了工件多次装夹对加工精度的影响，所以工件的精度高，尺寸一致性好。在采用点位控制系统的钻孔加工中，由于不需要使用钻模板与钻套，钻模板的坐标误差造成的影响也不复存在。又由于加工中排除切屑的条件得以改善，可以进行有效地冷却，被加工孔的精度及表面质量都有所提高。对于复杂零件的轮廓加工，在编制程序时已考虑到对进给速度的控制，可以做到在曲率变化时，刀具沿轮廓的切向进给速度基本不变，被加工表面就可获得较高的精度和表面质量。因此，数控机床能达到比较高的加工精度和质量稳定性。（3）生产率高数控机床可有效地减少零件的加工时间和辅助时间。数控机床主轴转速和进给量比普通机床的调节范围大，每一道工序都能选用最有利的切削用量，良好的结构刚性允许数控机床进行大切削用量的强力切削，从而有效地节省了加工时间。数控机床移动部件和定位均采用了加速和减速措施，并可选用很高的空行程运动速度，缩短了定位和非切削时间。对于复杂的零件可以采用计算机自动编程，而零件又往往安装在简单的定位夹紧装置中，从而加速了生产准备过程。尤其在使用加工中心时，工件只需一次装夹就能完成多道工序的连续加工，减少了半成品的周转时间，生产率的提高更为明显。此外，数控机床能进行重复性操作，尺寸一致性好，减少了半成品的周转，时间减少了次品率和检验时间。（4）自动化程度高使用数控机床加工零件时，操作者的主要任务是程序编辑、程序输入、装卸零件、刀具准备、加工状态的观测、零件的检验等，劳动强度极大降低，机床操作者的劳动趋于智力型工作。另外，机床一般是封闭式加工，既清洁，又安全。自动化程度高数控机床对零件的加工是按事先编好的程序自动完成的，操作者除了操作面板、装卸零件、关键工序的中间测量以及观察机床的运行之外，其他的机床动作直至加工完毕，都是自动连续完成、不需要进行繁重的重复性手工操作，劳动强度与紧张程度均可大为减轻，劳动条件也得到相应的改善（5）有利于生产管理现代化使用数控机床加工零件，可预先精确估算出零件的加工时间，所使用的刀具、夹具可进行规范化、现代化管理。数控机床使用数字信号与标准代码为控制信息，易于实现加工信息的标准化，目前已与计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）有机地结合起来，是现代集成制造技术的基础。（6）良好的经济效益使用数控机床加工零件时，分摊在每个零件上的设备费用是较昂贵的。但在单件、小批生产情况下，可以节省工艺装备费用、辅助生产工时、生产管理费用及降低