数控车床典型零件加工工艺分析
目录
引言 1
一、数控技术的概述 2
二、典型零件图分析 4
（一） 件1结构分析 4
（二） 件2结构分析 4
（三） 件3结构分析 5
三、毛坯的选择 6
（一） 毛坯选择的原则 6
（二） 毛坯的种类 6
（三） 毛坯示意图 6
四、零件加工工艺的制定 8
（一） 工件的定位与装夹 8
（二） 基准选择 8
（三） 机床设备与工艺装备的选择 10
（四） 工序组合原则 11
（五） 加工顺序的安排 12
（六） 零件的加工工艺方案确定 13
总结 23
参考文献 24
谢辞 25
引言
这些年来，由于市场的竞争一天比一天激烈，各个厂家不仅要不断提高产品质量，而且还要满足市场不断变化的需要而进行不断改型，即使是大批量生产，也面临产品改型变化的要求。这样，以组合机床及自动化生产线为特征的刚性自动化在大批量生产中日渐暴露其缺点或不足，即刚性自动化可以有很高的效率和加工精度，但没有生产的灵活性和对单件小批量生产的适应性，尤其是对复杂多变的零件加工没有“柔性”。据统计，单件、中小批量生产的零件品种约占零件的品种的80%，可能还要多。于是，一种新型的数字程序控制机床就此出现了。
现代数控机床是综合运用了成组技术、微电子技术以及精密机械技术、液压气动技术、传感检测技术、自动控制技术、网络通信技术然后发展起来的具有高精度、高自动化、高效率的一种完全新型的自动化机床，是典型的机电一体化产品。 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
它的产生和发展标志着世界机械加工业进入了一个崭新的时代。
一、数控技术的概述
数控技术是指利用数字信号构成的控制程序对设备的工作实现自动控制的一种技术，简称数控（NC，Numerical Control）。位移、角度、速度等机械量它都可以控制，温度、压力、流量等物理量也是可以的，这些物理量的大小不仅是可测量到的，而且可经A/D或D/A转换，用数字信号表示。
（一） 数控机床的组成
数控机床一般是由输入输出设备、数控装置（CNC）、伺服单元、驱动装置、可编程控制器（PLC）及电气控制装置、辅助装置、机床本体及测量装置组成。
数控机床的硬件构成如图1-1所示
图1-1 数控机床的硬件构成
1.输入和输出装置。 是操作人员和机床数控系统进行信息沟通、实现人机对话的交互设备。
2.数控装置。 这是计算机数控系统的核心，它由软件和硬件两部分组成的。输入装置送来的脉冲信号被它接收，信号通过数控装置的系统软件或逻辑电路的编译、运算和逻辑处理后，各种信号和指令被输出，控制机床的各个部分，让其进行规定的、有序的动作。
3.可编程逻辑控制器。 数控机床通过数控装置和可编程逻辑控制器一同完成控制功能，其中，前者主要完成与管理和数字运算有关的功能，比如刀具运动的位置伺服控制、译码、插补运算、零件程序的编辑等。而后者主要完成与逻辑运算有关的功能动作。
4.伺服单元。 数控装置的速度和位移指令传递给伺服单元信息。把这些信息变换和放大后，通过驱动装置转变成机床进给运动的位移、方向和速度。
5.驱动装置。 经过伺服单元放大的指令信号通过驱动装置转变为机械运动，通过机械连接部件驱动机床工作台，使其精确定位、按照规定和轨迹作严格的相对运动，最后加工出形状、尺寸与精度符合要求的零件。
6.机床本体。 它包括主运动部件、进给运动执行部分和支承部件，还包括具有润滑、冷却、转位和夹紧等功能的辅助装置。
图1-2 数控加工中心
二、典型零件图分析
（一） 件1结构分析
件1两端均为加工内容，左端主要是阶梯轴结构，有一段锥度面加工，右端有内孔，内槽，内螺纹以及外圆加工，其中包括一段圆弧，注意加工时要用外圆尖刀，以防后角干涉。掉头装夹时，要用铜皮包住已加工表面，防止被破坏。
图2-1 件一零件图
（二） 件2结构分析
件2主要包括带有锥度的内孔以及外圆的加工。
图2-2 件二零件图
（三） 件3结构分析
件3左端主要是退刀槽和外螺纹，右端为半球，不好装夹，要使用夹具。
图2-3 件三零件图
（四） 配合件
配合时要注意各尺寸精度的把握以及同轴度的控制，特别是螺纹配合。
由图中看出各零件的精度和粗糙度值要求都很高，加工时要注意尺寸的把握，合理地选择切削用量和转速。
图2-4 零件配合图
技术要求
1． 件1对件2锥体部分涂色检验，接触面积>60%
2． 外锐边及孔口锐边去毛刺
3． 不允许使用砂布抛光。
三、毛坯的选择
（一） 毛坯选择的原则
1.经济合理性原则选择毛坯时，毛坯的尺寸和形状越接近于成品零件，它所需的材料就越高，劳动量投入就越少，这样便降低了加工费用，可是对毛坯的制造要求就提高了，相应的对设备的投资费用增加。若毛坯制造精度低，对于设备投资费用变少，可是之后的加工劳动量就变大，对于材料的利用便不是很充分，增加了零件成本。这两方面是相互矛盾的。综上，要同时考虑毛坯制造和机械加工费用两方面来确定，达到最高经济效益。
2.功能适应性原则选择毛坯。大家都知道，相同的材料，用不同的毛坯制造方法时，力学性能往往也会不一样。毛坯强度要求高的，就采用锻件。可是这几年来，通过不断改善力学性能，它的某些指标接近或超过钢。选毛坯还要考虑零件的尺寸和等因素，不然会产生铸造缺陷；又例如尺寸较大的毛坯，不可以用模锻、精铸和压铸等毛坯制造方法。
3.资源最佳利用原则。一是减少原材料消耗；二是有效利用设备资源，提高利用率。
4.能量消耗最小原则。尽可能减少能量的消耗，让生产中的能源消耗最小化。
5.环境保护原则。这个原则选材时，注重环境保护。生产毛坯时，应该尽力采用措施避免环境污染的产生，“零污染”是最好的。尽可能采用非煤粉型砂，有效地减少和避免产生污染。
（二） 毛坯的种类
1.铸件，比较适合做形状复杂的零件毛坯。
2.锻件，较适合做强度高，形状较简单的零件。
3.型材热轧型材的尺寸较大，精度低，可以做一般零件毛坯；尺寸较小的冷拉型材精度较高，可以做制造中小型零件毛坯，适于自动机加工。
4.焊接件用于大件，它简单方便，特别是单件小批生产，可以大大提高生产效率。但焊接件的零件变形较大，需要经过时效处理后才能进行机械加工。
5.冷冲压件适用形状复杂的板料零件，多用于大批、大量生产中小尺寸零件。
（三） 毛坯示意图
选择锻件，材料45#钢。
锻件的优点有可伸展的长度、可收缩的横截面；可收缩的长度、可伸展的横截面；可改变的长度、可改变的横截面。锻件的种类有：自由锻造/手锻、热模锻/精密锻造、顶锻、滚锻和模锻。
引言 1
一、数控技术的概述 2
二、典型零件图分析 4
（一） 件1结构分析 4
（二） 件2结构分析 4
（三） 件3结构分析 5
三、毛坯的选择 6
（一） 毛坯选择的原则 6
（二） 毛坯的种类 6
（三） 毛坯示意图 6
四、零件加工工艺的制定 8
（一） 工件的定位与装夹 8
（二） 基准选择 8
（三） 机床设备与工艺装备的选择 10
（四） 工序组合原则 11
（五） 加工顺序的安排 12
（六） 零件的加工工艺方案确定 13
总结 23
参考文献 24
谢辞 25
引言
这些年来，由于市场的竞争一天比一天激烈，各个厂家不仅要不断提高产品质量，而且还要满足市场不断变化的需要而进行不断改型，即使是大批量生产，也面临产品改型变化的要求。这样，以组合机床及自动化生产线为特征的刚性自动化在大批量生产中日渐暴露其缺点或不足，即刚性自动化可以有很高的效率和加工精度，但没有生产的灵活性和对单件小批量生产的适应性，尤其是对复杂多变的零件加工没有“柔性”。据统计，单件、中小批量生产的零件品种约占零件的品种的80%，可能还要多。于是，一种新型的数字程序控制机床就此出现了。
现代数控机床是综合运用了成组技术、微电子技术以及精密机械技术、液压气动技术、传感检测技术、自动控制技术、网络通信技术然后发展起来的具有高精度、高自动化、高效率的一种完全新型的自动化机床，是典型的机电一体化产品。 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
它的产生和发展标志着世界机械加工业进入了一个崭新的时代。
一、数控技术的概述
数控技术是指利用数字信号构成的控制程序对设备的工作实现自动控制的一种技术，简称数控（NC，Numerical Control）。位移、角度、速度等机械量它都可以控制，温度、压力、流量等物理量也是可以的，这些物理量的大小不仅是可测量到的，而且可经A/D或D/A转换，用数字信号表示。
（一） 数控机床的组成
数控机床一般是由输入输出设备、数控装置（CNC）、伺服单元、驱动装置、可编程控制器（PLC）及电气控制装置、辅助装置、机床本体及测量装置组成。
数控机床的硬件构成如图1-1所示
图1-1 数控机床的硬件构成
1.输入和输出装置。 是操作人员和机床数控系统进行信息沟通、实现人机对话的交互设备。
2.数控装置。 这是计算机数控系统的核心，它由软件和硬件两部分组成的。输入装置送来的脉冲信号被它接收，信号通过数控装置的系统软件或逻辑电路的编译、运算和逻辑处理后，各种信号和指令被输出，控制机床的各个部分，让其进行规定的、有序的动作。
3.可编程逻辑控制器。 数控机床通过数控装置和可编程逻辑控制器一同完成控制功能，其中，前者主要完成与管理和数字运算有关的功能，比如刀具运动的位置伺服控制、译码、插补运算、零件程序的编辑等。而后者主要完成与逻辑运算有关的功能动作。
4.伺服单元。 数控装置的速度和位移指令传递给伺服单元信息。把这些信息变换和放大后，通过驱动装置转变成机床进给运动的位移、方向和速度。
5.驱动装置。 经过伺服单元放大的指令信号通过驱动装置转变为机械运动，通过机械连接部件驱动机床工作台，使其精确定位、按照规定和轨迹作严格的相对运动，最后加工出形状、尺寸与精度符合要求的零件。
6.机床本体。 它包括主运动部件、进给运动执行部分和支承部件，还包括具有润滑、冷却、转位和夹紧等功能的辅助装置。
图1-2 数控加工中心
二、典型零件图分析
（一） 件1结构分析
件1两端均为加工内容，左端主要是阶梯轴结构，有一段锥度面加工，右端有内孔，内槽，内螺纹以及外圆加工，其中包括一段圆弧，注意加工时要用外圆尖刀，以防后角干涉。掉头装夹时，要用铜皮包住已加工表面，防止被破坏。
图2-1 件一零件图
（二） 件2结构分析
件2主要包括带有锥度的内孔以及外圆的加工。
图2-2 件二零件图
（三） 件3结构分析
件3左端主要是退刀槽和外螺纹，右端为半球，不好装夹，要使用夹具。
图2-3 件三零件图
（四） 配合件
配合时要注意各尺寸精度的把握以及同轴度的控制，特别是螺纹配合。
由图中看出各零件的精度和粗糙度值要求都很高，加工时要注意尺寸的把握，合理地选择切削用量和转速。
图2-4 零件配合图
技术要求
1． 件1对件2锥体部分涂色检验，接触面积>60%
2． 外锐边及孔口锐边去毛刺
3． 不允许使用砂布抛光。
三、毛坯的选择
（一） 毛坯选择的原则
1.经济合理性原则选择毛坯时，毛坯的尺寸和形状越接近于成品零件，它所需的材料就越高，劳动量投入就越少，这样便降低了加工费用，可是对毛坯的制造要求就提高了，相应的对设备的投资费用增加。若毛坯制造精度低，对于设备投资费用变少，可是之后的加工劳动量就变大，对于材料的利用便不是很充分，增加了零件成本。这两方面是相互矛盾的。综上，要同时考虑毛坯制造和机械加工费用两方面来确定，达到最高经济效益。
2.功能适应性原则选择毛坯。大家都知道，相同的材料，用不同的毛坯制造方法时，力学性能往往也会不一样。毛坯强度要求高的，就采用锻件。可是这几年来，通过不断改善力学性能，它的某些指标接近或超过钢。选毛坯还要考虑零件的尺寸和等因素，不然会产生铸造缺陷；又例如尺寸较大的毛坯，不可以用模锻、精铸和压铸等毛坯制造方法。
3.资源最佳利用原则。一是减少原材料消耗；二是有效利用设备资源，提高利用率。
4.能量消耗最小原则。尽可能减少能量的消耗，让生产中的能源消耗最小化。
5.环境保护原则。这个原则选材时，注重环境保护。生产毛坯时，应该尽力采用措施避免环境污染的产生，“零污染”是最好的。尽可能采用非煤粉型砂，有效地减少和避免产生污染。
（二） 毛坯的种类
1.铸件，比较适合做形状复杂的零件毛坯。
2.锻件，较适合做强度高，形状较简单的零件。
3.型材热轧型材的尺寸较大，精度低，可以做一般零件毛坯；尺寸较小的冷拉型材精度较高，可以做制造中小型零件毛坯，适于自动机加工。
4.焊接件用于大件，它简单方便，特别是单件小批生产，可以大大提高生产效率。但焊接件的零件变形较大，需要经过时效处理后才能进行机械加工。
5.冷冲压件适用形状复杂的板料零件，多用于大批、大量生产中小尺寸零件。
（三） 毛坯示意图
选择锻件，材料45#钢。
锻件的优点有可伸展的长度、可收缩的横截面；可收缩的长度、可伸展的横截面；可改变的长度、可改变的横截面。锻件的种类有：自由锻造/手锻、热模锻/精密锻造、顶锻、滚锻和模锻。
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