零件加工工艺分析及编程
零件加工工艺分析及编程[20200123165027]
日期： 2012年10月20日 【摘要】
数控是数字控制的简称，英文为 Numerical Control，简称NC。数控(Numerical Control,NC 数字控制)是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品。
随着科技的不断发展，数控技术在企业中发挥越来越重要的作用。本设计通过对数控加工的工艺特点、加工零件工艺性等进行分析，选择正确的加工方法，设计合理的加工工艺过程，充分发挥数控加工的优质、高效、低成本的特点。设计说明书以数控车床车削轴类零件为例，根据被加工工件的材料、轮廓形状、加工精度等选用合适的机床，制定加工方案，确定零件的加工顺序，各工序所用刀具，夹具和切削用量等，编写加工零件的程序，及软件模拟仿真加工。按照说明书要求将加工出零件，并对零件自检数据进行分析，说明在加工过程中应注意的事项。
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关键字:】数控编程加工工艺
引言 1
一、轴的加工工艺分析 1
（一）轴材料的选择 1
（二）轴的加工阶段划分 1
（三）基准的选择 1
（四）中心孔的加工 1
（五）粗车机床的选用 1
（六）夹具介绍 2
二、零件图的分析及工艺设计 2
（一）工艺分析 2
（二）工艺设计 3
三、数值计算 5
四、程序的编制 5
五、仿真全过程 12
（一）程序导入 12
（二）装入刀具 13
（三）毛胚设置 13
（四）对刀输入刀补 14
（五）加工过程 14
总结 17
参考文献 18
谢辞 19
附录 20
引言
随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，各工业发达国家投入巨资，对现代制造技术进行研究开发，提出了全新的制造模式，从而产生数控技术。数控技术是一门集计算机技术、自动化控制技术、测量技术、现代机械制造技术、微电子技术、信息处理技术等多学科交叉的综合技术，是近年来应用领域中发展十分迅速的一项综合性的高新技术。它是为适应高精度、高速度、复杂零件的加工而出现的，是实现自动化、数字化、柔性化、信息化、集成化、网络化的基础，是现代机床装备的灵魂和核心，有着广泛的应用领域和广阔的应用前景。
随着中国加入世界贸易组织,全球制造业出现向中国转移的倾向,国内对数控加工的需求也呈现出持续增长的趋势,大批大量的生产加工逐渐普及，如汽交通工具与家用电器的零件，为了解决高产、优质的问题，多采用专用的工艺装备、专用自动化机床或专用的自动生产线和自动车间进行生产。但是应用这些专用设备进行生产，生产准备周期长，产品改型不易，因而使产品的开发周期增长。在机械产品中，但见于小批量产品占到70%~80%,这类产品一般都采用通用机床加工，当产品改变时，机床与工艺装备均需作相应的变换和调整，而且通用机床的自动化程度不高，基本上由人工操作，难以提高生产效率和保证产品质量。特别是一些曲线、曲面轮廓组成的复杂零件，只能借助靠模和仿形机床，或者借助划线和样板用于手工操作的方法来加工，加工精度和生产效率受到很大的限制。
由于数控机床综合应用了电子计算机、自动控制、伺服驱动、精密见车与新型机械机构等方面的技术成果，具有高柔型、高精度与高度自动化的特点，因此，采用数控加工手段，解决了机械制造中常规加工技术难以解决甚至无法解决的单件、小批量、特别是复杂性面零件的加工。应用数控加工技术使机械制造业的一次技术革命，使机械制造业的发展进入了一个新的阶段，提高了机械制造业的制造水平，为社会提供了高质量、多品种及高可靠性的机械产品。目前应用数控加工技术的领域已从当初的航空工业部门逐步扩大到汽车、造船、机床、建筑等民用机械制造业，并已取得了巨大的经济效益。
一、轴的加工工艺分析
（一）轴材料的选择
根据技术要求，选用45钢为轴的材料，注意的是最好是圆形材料。
（二）轴的加工阶段划分
主轴加工过程中的各加工工序和热处理工序均会不同程度地产生加工误差和应力，因此要划分加工阶段。主轴加工基本上划分为下列三个阶段：①粗加工阶段，②半精加工阶段，③精加工阶段。
粗加工：
1．毛坯处理：毛坯备料、锻造和正火。
2．粗加工：锯去多余部分，车端面、钻中心孔等。
半精加工：
半精加工前热处理：对于45钢一般采用调质处理以达到220～240HBS。
精加工：
3．精加工前热处理：淬火。
4．精加工前各种加工：粗磨外圆、铣键槽和花键槽，以及车螺纹等。
5．精加工：精磨外圆以保证主轴最重要表面的精度。
结合分析，整个轴加工的工艺过程，就是以主要表面的粗加工，半精加工，精加工为主要部分，适当穿插其他的工序组成的。
（三）基准的选择
轴类零件的定位基准尽量采用两中心孔，因为轴类零件各外圆表面、锥孔、螺纹等表面的设计基准都是轴线，采用两中心孔定位，既符合基准重合原则又符合基准统一原则。
（四）中心孔的加工
成批生产均用铣端面钻中心孔机床来加工中心孔，小批量生产可直接在车床上进行。
轴类零件在加工过程中，顶尖孔因为经过多次使用产生磨损或因热处理引起变形和产生氧化皮等原因，需要对顶尖及时进行修磨，以保证定位精度。常用的研磨方法有以下几种：
1．铁顶尖研磨
2．石或橡胶轮研磨
3．质合金顶尖刮研
4．心孔磨床磨削
（五）粗车机床的选用
通常尽可能选用常用机床来进行机械加工，粗加工可采用功率大，刚性好，精度低的机床，选用大的切削用量，以提高生产效率。因此拟选用CA6140，看能否适应加工需求。
CA6140 机床的用途：
CA6140机床可进行各种车削工作，并可加工公制、英制、模数和径节螺纹。主轴三支撑均采用滚动轴承；进给系统用双轴滑移共用齿轮机构；纵向与横向进给由十字手柄操纵，并附有快速电机。该机床刚性好、功率大、操作方便。
普通车床的万能性大，它适用于加工各种轴类，套筒类和盘类零件上的回转表面，如车削内外圆柱面，圆锥面，环槽及成形表面；车削端面及加工各种常用的公制，英制(时制)，模数制和径节制螺纹；在普通车床上还能作钻空，扩空，铰空，滚花等工作。
CA6140机床的床身最大回转直径是400 mm，最大工件长度是750 mm，最大度是650 mm，刀架上最大回转直径是210 mm，机床的功率是7.5KW，转速为1440转/分，再根据一些其他的信息可以得知，该机床可以对传动轴进行粗加工。
（六）夹具介绍
在机床上加工工件时，为使工件的表面能达到图纸规定的尺寸、几何形状以及与其他表面的相互位置精度等技术要求，加工前必须将工件装好（定位）、夹牢（夹紧）。夹具通常由定位元件（确定工件在夹具中的正确位置）、夹紧装置、对刀引导元件(确定刀具与工件的相对位置或导引刀具方向)、分度装置（使工件在一次安装中能完成数个工位的加工，有回转分度装置和直线移动分度装置两类）、连接元件以及夹具体（夹具底座）等组成。
夹具种类按使用特点可分为：①万能通用夹具。如机用虎钳、卡盘、分度头和回转工作台等，有很大的通用性，能较好地适应加工工序和加工对象的变换，其结构已定型，尺寸、规格已系列化，其中大多数已成为机床的一种标准附件。②专用性夹具。为某种产品零件在某道工序上的装夹需要而专门设计制造，服务对象专一，针对性很强，一般由产品制造厂自行设计。常用的有车床夹具、铣床夹具、钻模(引导刀具在工件上钻孔或铰孔用的机床夹具)、镗模(引导镗刀杆在工件上镗孔用的机床夹具)和随行夹具（用于组合机床自动线上的移动式夹具）。③可调夹具。可以更换或调整元件的专用夹具。④组合夹具。由不同形状、规格和用途的标准化元件组成的夹具，适用于新产品试制和产品经常更换的单件、小批生产以及临时任务。
日期： 2012年10月20日 【摘要】
数控是数字控制的简称，英文为 Numerical Control，简称NC。数控(Numerical Control,NC 数字控制)是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品。
随着科技的不断发展，数控技术在企业中发挥越来越重要的作用。本设计通过对数控加工的工艺特点、加工零件工艺性等进行分析，选择正确的加工方法，设计合理的加工工艺过程，充分发挥数控加工的优质、高效、低成本的特点。设计说明书以数控车床车削轴类零件为例，根据被加工工件的材料、轮廓形状、加工精度等选用合适的机床，制定加工方案，确定零件的加工顺序，各工序所用刀具，夹具和切削用量等，编写加工零件的程序，及软件模拟仿真加工。按照说明书要求将加工出零件，并对零件自检数据进行分析，说明在加工过程中应注意的事项。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】数控编程加工工艺
引言 1
一、轴的加工工艺分析 1
（一）轴材料的选择 1
（二）轴的加工阶段划分 1
（三）基准的选择 1
（四）中心孔的加工 1
（五）粗车机床的选用 1
（六）夹具介绍 2
二、零件图的分析及工艺设计 2
（一）工艺分析 2
（二）工艺设计 3
三、数值计算 5
四、程序的编制 5
五、仿真全过程 12
（一）程序导入 12
（二）装入刀具 13
（三）毛胚设置 13
（四）对刀输入刀补 14
（五）加工过程 14
总结 17
参考文献 18
谢辞 19
附录 20
引言
随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，各工业发达国家投入巨资，对现代制造技术进行研究开发，提出了全新的制造模式，从而产生数控技术。数控技术是一门集计算机技术、自动化控制技术、测量技术、现代机械制造技术、微电子技术、信息处理技术等多学科交叉的综合技术，是近年来应用领域中发展十分迅速的一项综合性的高新技术。它是为适应高精度、高速度、复杂零件的加工而出现的，是实现自动化、数字化、柔性化、信息化、集成化、网络化的基础，是现代机床装备的灵魂和核心，有着广泛的应用领域和广阔的应用前景。
随着中国加入世界贸易组织,全球制造业出现向中国转移的倾向,国内对数控加工的需求也呈现出持续增长的趋势,大批大量的生产加工逐渐普及，如汽交通工具与家用电器的零件，为了解决高产、优质的问题，多采用专用的工艺装备、专用自动化机床或专用的自动生产线和自动车间进行生产。但是应用这些专用设备进行生产，生产准备周期长，产品改型不易，因而使产品的开发周期增长。在机械产品中，但见于小批量产品占到70%~80%,这类产品一般都采用通用机床加工，当产品改变时，机床与工艺装备均需作相应的变换和调整，而且通用机床的自动化程度不高，基本上由人工操作，难以提高生产效率和保证产品质量。特别是一些曲线、曲面轮廓组成的复杂零件，只能借助靠模和仿形机床，或者借助划线和样板用于手工操作的方法来加工，加工精度和生产效率受到很大的限制。
由于数控机床综合应用了电子计算机、自动控制、伺服驱动、精密见车与新型机械机构等方面的技术成果，具有高柔型、高精度与高度自动化的特点，因此，采用数控加工手段，解决了机械制造中常规加工技术难以解决甚至无法解决的单件、小批量、特别是复杂性面零件的加工。应用数控加工技术使机械制造业的一次技术革命，使机械制造业的发展进入了一个新的阶段，提高了机械制造业的制造水平，为社会提供了高质量、多品种及高可靠性的机械产品。目前应用数控加工技术的领域已从当初的航空工业部门逐步扩大到汽车、造船、机床、建筑等民用机械制造业，并已取得了巨大的经济效益。
一、轴的加工工艺分析
（一）轴材料的选择
根据技术要求，选用45钢为轴的材料，注意的是最好是圆形材料。
（二）轴的加工阶段划分
主轴加工过程中的各加工工序和热处理工序均会不同程度地产生加工误差和应力，因此要划分加工阶段。主轴加工基本上划分为下列三个阶段：①粗加工阶段，②半精加工阶段，③精加工阶段。
粗加工：
1．毛坯处理：毛坯备料、锻造和正火。
2．粗加工：锯去多余部分，车端面、钻中心孔等。
半精加工：
半精加工前热处理：对于45钢一般采用调质处理以达到220～240HBS。
精加工：
3．精加工前热处理：淬火。
4．精加工前各种加工：粗磨外圆、铣键槽和花键槽，以及车螺纹等。
5．精加工：精磨外圆以保证主轴最重要表面的精度。
结合分析，整个轴加工的工艺过程，就是以主要表面的粗加工，半精加工，精加工为主要部分，适当穿插其他的工序组成的。
（三）基准的选择
轴类零件的定位基准尽量采用两中心孔，因为轴类零件各外圆表面、锥孔、螺纹等表面的设计基准都是轴线，采用两中心孔定位，既符合基准重合原则又符合基准统一原则。
（四）中心孔的加工
成批生产均用铣端面钻中心孔机床来加工中心孔，小批量生产可直接在车床上进行。
轴类零件在加工过程中，顶尖孔因为经过多次使用产生磨损或因热处理引起变形和产生氧化皮等原因，需要对顶尖及时进行修磨，以保证定位精度。常用的研磨方法有以下几种：
1．铁顶尖研磨
2．石或橡胶轮研磨
3．质合金顶尖刮研
4．心孔磨床磨削
（五）粗车机床的选用
通常尽可能选用常用机床来进行机械加工，粗加工可采用功率大，刚性好，精度低的机床，选用大的切削用量，以提高生产效率。因此拟选用CA6140，看能否适应加工需求。
CA6140 机床的用途：
CA6140机床可进行各种车削工作，并可加工公制、英制、模数和径节螺纹。主轴三支撑均采用滚动轴承；进给系统用双轴滑移共用齿轮机构；纵向与横向进给由十字手柄操纵，并附有快速电机。该机床刚性好、功率大、操作方便。
普通车床的万能性大，它适用于加工各种轴类，套筒类和盘类零件上的回转表面，如车削内外圆柱面，圆锥面，环槽及成形表面；车削端面及加工各种常用的公制，英制(时制)，模数制和径节制螺纹；在普通车床上还能作钻空，扩空，铰空，滚花等工作。
CA6140机床的床身最大回转直径是400 mm，最大工件长度是750 mm，最大度是650 mm，刀架上最大回转直径是210 mm，机床的功率是7.5KW，转速为1440转/分，再根据一些其他的信息可以得知，该机床可以对传动轴进行粗加工。
（六）夹具介绍
在机床上加工工件时，为使工件的表面能达到图纸规定的尺寸、几何形状以及与其他表面的相互位置精度等技术要求，加工前必须将工件装好（定位）、夹牢（夹紧）。夹具通常由定位元件（确定工件在夹具中的正确位置）、夹紧装置、对刀引导元件(确定刀具与工件的相对位置或导引刀具方向)、分度装置（使工件在一次安装中能完成数个工位的加工，有回转分度装置和直线移动分度装置两类）、连接元件以及夹具体（夹具底座）等组成。
夹具种类按使用特点可分为：①万能通用夹具。如机用虎钳、卡盘、分度头和回转工作台等，有很大的通用性，能较好地适应加工工序和加工对象的变换，其结构已定型，尺寸、规格已系列化，其中大多数已成为机床的一种标准附件。②专用性夹具。为某种产品零件在某道工序上的装夹需要而专门设计制造，服务对象专一，针对性很强，一般由产品制造厂自行设计。常用的有车床夹具、铣床夹具、钻模(引导刀具在工件上钻孔或铰孔用的机床夹具)、镗模(引导镗刀杆在工件上镗孔用的机床夹具)和随行夹具（用于组合机床自动线上的移动式夹具）。③可调夹具。可以更换或调整元件的专用夹具。④组合夹具。由不同形状、规格和用途的标准化元件组成的夹具，适用于新产品试制和产品经常更换的单件、小批生产以及临时任务。
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