阶梯轴数控工艺分析及编程
阶梯轴数控工艺分析及编程[20200123183040]
【摘要】
随着科学技术的进步，现代机械产品日趋精密复杂，改型换代频繁，发展现代数控机床是当前机械制造业技术改造、技术更新的必由之路。数控机床当中数控车床应用比较广泛。
本文主要讨论阶梯轴数控工艺分析及编程，通过对典型轴零件的分析完成该零件的数控车削加工工艺的编排、机床的选择、刀具的选择、切削用量的选择、程序的编制、加工仿真、实体建模等等；通过对具体的普通零件的车削加工，了解数控车床加工的基本特点、工艺分析与工艺设计方法；数控编程基础知识。本毕业设计构思新颖，结构合理，图文并茂，针对性强，注重实际应用。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】数控车床；加工工艺；编程；模拟仿真；刀具选择
引言 1
一、数控车床简介 2
（一）数控车床的分类 2
（二）数控车床的特点 3
（三）数控机床的技术 4
（四）数控机床的现状 4
（五）数控机床技术发展的趋势 4
二、轴的加工工艺分析 5
（一）轴材料的选择 5
（二）轴的加工阶段划分 5
（三）基准的选择 5
（四）粗车机床的选用 5
（五）夹具介绍 6
（六）刀具选择 6
三、零件图的分析及工艺设计 8
（一）工艺分析 8
（二）工艺的设计 9
四、测量及数值计算 11
（一）数值的计算 11
（二）量具的选择 11
五、程序的编制 11
六、数控仿真加工操作 14
（一）数控仿真系统的开启及回原点 14
（二）数控仿真工件装夹及刀具的选择安装: 14
（三）数控仿真刀具的对刀 14
（四）数控仿真程序的导入、试运行、首件试切及自动加工 14
七、仿真示意图及UG实体图 15
（一）零件的UG实体图 15
（二）右端外轮廓的加工 15
（三）螺纹加工 16
（四）零件加工后的效果图 16
总结 17
参考文献 18
谢辞 19
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。
在数控编程中，工艺分析和工艺设计是至关重要的，无论是手工编程还是自动编程，在加工前都要对所加工零件进行工艺分析，拟定加工方案，选择加工设备、刀具、夹具，确定加工顺序，制定走刀路线。在编程过程中还有考虑一些工艺问题，并做相应的处理。因此程序编制中的工艺分析和工艺设计是一项很重要的工作。
本设计的零件为轴，本文根据该零件的图纸及技术要求，对该零件进行了详细的数控加工工艺分析和编程，根据分析的结果，确定了该零件的加工方法、装夹方式、定位基准、使用刀具、加工顺序的安排、工步的划分、走刀路线和切削用量等。
一、数控车床简介
（一）数控车床的分类
数控车床可分为卧式和立式两大类。卧式车床又有水平导轨和倾斜导轨两种。档次较高的数控卧车一般都采用倾斜导轨。按刀架数量分类，又可分为单刀架数控车床和双刀架数控车，前者是两坐标控制，后者是4坐标控制。双刀架卧车多数采用倾斜导轨。
1． 按车床主轴位置分类
(1)立式数控车床 立式数控车床简称为数控立车，其车床主轴垂直于水平面，一个直径很大的圆形工作台，用来装夹工件。这类机床主要用于加工径向尺寸大、轴向尺寸相对较小的大型复杂零件。 见图1-1。
(2)卧式数控车床 卧式数控车床又分为数控水平导轨卧式车床和数控倾斜导轨卧式车床。其倾斜导轨结构可以使车床具有更大的刚性，并易于排除切屑。如图1-2
2. 按加工零件的基本类型分类
(1)卡盘式数控车床 这类车床没有尾座，适合车削盘类(含短轴类)零件。夹紧方式多为电动或液动控制，卡盘结构多具有可调卡爪或不淬火卡爪(即软卡爪)。
(2)顶尖式数控车床 这类车床配有普通尾座或数控尾座，适合车削较长的零件及直径不太大的盘类零件。
3.按刀架数量分类
(1)单刀架数控车床 数控车床一般都配置有各种形式的单刀架，如四工位卧动转位刀架或多工位转塔式自动转位刀架。
(2)双刀架数控车床 这类车床的双刀架配置平行分布，也可以是相互垂直分布。
4.按功能分类
（1）经济型数控车床 采用步进电动机和单片机对普通车床的进给系统进行改造后形成的简易型数控车床，成本较低，但自动化程度和功能都比较差，车削加工精度也不高，适用于要求不高的回转类零件的车削加工。
（2）普通数控车床 根据车削加工要求在结构上进行专门设计并配备通用数控系统而形成的数控车床，数控系统功能强，自动化程度和加工精度也比较高，适用于一般回转类零件的车削加工。这种数控车床可同时控制两个坐标轴，即X轴和Z轴。
（3）车削加工中心 在普通数控车床的基础上，增加了C轴和动力头，更高级的数控车床带有刀库，可控制X、Z和C三个坐标轴，联动控制轴可以是(X、Z)、(X、C)或(Z、C)。由于增加了C轴和铣削动力头，这种数控车床的加工功能大大增强，除可以进行一般车削外可以进行径向和轴向铣削、曲面铣削、中心线不在零件回转中心的孔和径向孔的钻削等加工。
（二）数控车床的特点
1.适应性强
当改变加工零件时，数控车床只需更换零件加工的NC程序，不必用凸轮、靠模、样板或其它模具等专用工艺装备，且可采用成组技术的成套夹具。因此，生产准备周期短，有利于机械产品的迅速更新换代。所以，数控机床的适应性非常强。
2．适合加工复杂型面的零件????
由于数控机床能实现多个坐标的联动，所以数控机床能完成复杂型面的加工，特别是对于可用数学方程式和坐标点表示的形状复杂的零件，加工非常方便。
3．加工质量稳定
对于同一批零件，由于使用同一机床和刀具及同一加工程序，刀具的运动轨迹完全相同，且数控机床是根据数控程序自动进行加工，可以避免人为的误差，这就保证了零件加工的一致性好且质量稳定。
4．生产效率高
数控机床上可以采用较大的切削用量，有效地节省了机动工时。还有自动换速、自动换刀和其他辅助操作自动化等功能，使辅助时间大为缩短，而且无需工序间的检验与测量，所以，比普通机床的生产率高3～4倍，甚至更高。
数控机床的主轴转速及进给范围都比普通机床大。目前数控机床的最高进给速度可达到100m/min以上，最小分辨率达0.01μm。数控机床的加工时间利用率高达90%，而普通机床仅为30%～50%。
5．加工精度高
数控机床有较高的加工精度，一般在0.005～0.01mm之间。数控机床的加工精度不受零件复杂程度的影响，机床传动链的反向齿轮间隙和丝杠的螺距误差等都可以通过数控装置自动进行补偿，其定位精度比较高，同时还可以利用数控软件进行精度校正和补偿。
【摘要】
随着科学技术的进步，现代机械产品日趋精密复杂，改型换代频繁，发展现代数控机床是当前机械制造业技术改造、技术更新的必由之路。数控机床当中数控车床应用比较广泛。
本文主要讨论阶梯轴数控工艺分析及编程，通过对典型轴零件的分析完成该零件的数控车削加工工艺的编排、机床的选择、刀具的选择、切削用量的选择、程序的编制、加工仿真、实体建模等等；通过对具体的普通零件的车削加工，了解数控车床加工的基本特点、工艺分析与工艺设计方法；数控编程基础知识。本毕业设计构思新颖，结构合理，图文并茂，针对性强，注重实际应用。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】数控车床；加工工艺；编程；模拟仿真；刀具选择
引言 1
一、数控车床简介 2
（一）数控车床的分类 2
（二）数控车床的特点 3
（三）数控机床的技术 4
（四）数控机床的现状 4
（五）数控机床技术发展的趋势 4
二、轴的加工工艺分析 5
（一）轴材料的选择 5
（二）轴的加工阶段划分 5
（三）基准的选择 5
（四）粗车机床的选用 5
（五）夹具介绍 6
（六）刀具选择 6
三、零件图的分析及工艺设计 8
（一）工艺分析 8
（二）工艺的设计 9
四、测量及数值计算 11
（一）数值的计算 11
（二）量具的选择 11
五、程序的编制 11
六、数控仿真加工操作 14
（一）数控仿真系统的开启及回原点 14
（二）数控仿真工件装夹及刀具的选择安装: 14
（三）数控仿真刀具的对刀 14
（四）数控仿真程序的导入、试运行、首件试切及自动加工 14
七、仿真示意图及UG实体图 15
（一）零件的UG实体图 15
（二）右端外轮廓的加工 15
（三）螺纹加工 16
（四）零件加工后的效果图 16
总结 17
参考文献 18
谢辞 19
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。
在数控编程中，工艺分析和工艺设计是至关重要的，无论是手工编程还是自动编程，在加工前都要对所加工零件进行工艺分析，拟定加工方案，选择加工设备、刀具、夹具，确定加工顺序，制定走刀路线。在编程过程中还有考虑一些工艺问题，并做相应的处理。因此程序编制中的工艺分析和工艺设计是一项很重要的工作。
本设计的零件为轴，本文根据该零件的图纸及技术要求，对该零件进行了详细的数控加工工艺分析和编程，根据分析的结果，确定了该零件的加工方法、装夹方式、定位基准、使用刀具、加工顺序的安排、工步的划分、走刀路线和切削用量等。
一、数控车床简介
（一）数控车床的分类
数控车床可分为卧式和立式两大类。卧式车床又有水平导轨和倾斜导轨两种。档次较高的数控卧车一般都采用倾斜导轨。按刀架数量分类，又可分为单刀架数控车床和双刀架数控车，前者是两坐标控制，后者是4坐标控制。双刀架卧车多数采用倾斜导轨。
1． 按车床主轴位置分类
(1)立式数控车床 立式数控车床简称为数控立车，其车床主轴垂直于水平面，一个直径很大的圆形工作台，用来装夹工件。这类机床主要用于加工径向尺寸大、轴向尺寸相对较小的大型复杂零件。 见图1-1。
(2)卧式数控车床 卧式数控车床又分为数控水平导轨卧式车床和数控倾斜导轨卧式车床。其倾斜导轨结构可以使车床具有更大的刚性，并易于排除切屑。如图1-2
2. 按加工零件的基本类型分类
(1)卡盘式数控车床 这类车床没有尾座，适合车削盘类(含短轴类)零件。夹紧方式多为电动或液动控制，卡盘结构多具有可调卡爪或不淬火卡爪(即软卡爪)。
(2)顶尖式数控车床 这类车床配有普通尾座或数控尾座，适合车削较长的零件及直径不太大的盘类零件。
3.按刀架数量分类
(1)单刀架数控车床 数控车床一般都配置有各种形式的单刀架，如四工位卧动转位刀架或多工位转塔式自动转位刀架。
(2)双刀架数控车床 这类车床的双刀架配置平行分布，也可以是相互垂直分布。
4.按功能分类
（1）经济型数控车床 采用步进电动机和单片机对普通车床的进给系统进行改造后形成的简易型数控车床，成本较低，但自动化程度和功能都比较差，车削加工精度也不高，适用于要求不高的回转类零件的车削加工。
（2）普通数控车床 根据车削加工要求在结构上进行专门设计并配备通用数控系统而形成的数控车床，数控系统功能强，自动化程度和加工精度也比较高，适用于一般回转类零件的车削加工。这种数控车床可同时控制两个坐标轴，即X轴和Z轴。
（3）车削加工中心 在普通数控车床的基础上，增加了C轴和动力头，更高级的数控车床带有刀库，可控制X、Z和C三个坐标轴，联动控制轴可以是(X、Z)、(X、C)或(Z、C)。由于增加了C轴和铣削动力头，这种数控车床的加工功能大大增强，除可以进行一般车削外可以进行径向和轴向铣削、曲面铣削、中心线不在零件回转中心的孔和径向孔的钻削等加工。
（二）数控车床的特点
1.适应性强
当改变加工零件时，数控车床只需更换零件加工的NC程序，不必用凸轮、靠模、样板或其它模具等专用工艺装备，且可采用成组技术的成套夹具。因此，生产准备周期短，有利于机械产品的迅速更新换代。所以，数控机床的适应性非常强。
2．适合加工复杂型面的零件????
由于数控机床能实现多个坐标的联动，所以数控机床能完成复杂型面的加工，特别是对于可用数学方程式和坐标点表示的形状复杂的零件，加工非常方便。
3．加工质量稳定
对于同一批零件，由于使用同一机床和刀具及同一加工程序，刀具的运动轨迹完全相同，且数控机床是根据数控程序自动进行加工，可以避免人为的误差，这就保证了零件加工的一致性好且质量稳定。
4．生产效率高
数控机床上可以采用较大的切削用量，有效地节省了机动工时。还有自动换速、自动换刀和其他辅助操作自动化等功能，使辅助时间大为缩短，而且无需工序间的检验与测量，所以，比普通机床的生产率高3～4倍，甚至更高。
数控机床的主轴转速及进给范围都比普通机床大。目前数控机床的最高进给速度可达到100m/min以上，最小分辨率达0.01μm。数控机床的加工时间利用率高达90%，而普通机床仅为30%～50%。
5．加工精度高
数控机床有较高的加工精度，一般在0.005～0.01mm之间。数控机床的加工精度不受零件复杂程度的影响，机床传动链的反向齿轮间隙和丝杠的螺距误差等都可以通过数控装置自动进行补偿，其定位精度比较高，同时还可以利用数控软件进行精度校正和补偿。
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