3号零件的工艺分析与数控加工
本文选择加工3号零件这样一个典型的加工中心零件也就是凸台类零件的铣削工艺设计编程与操作作为课题。本毕业综合实践设计是通过对加工中心凸台类零件进行分析，在满足加工技术要求的前提下，确定了凸台类零件的制造形式。主要从零件的结构及工艺分析入手，对加工工序的划分、每道加工工序的选刀、走刀路径、加工后处理、加工过程中的注意点以及NX CAM软件在产品加工中的应用进行分析。
关键词：凸台类零件；加工中心；加工工艺制定
摘要 1
一、数控技术相关知识 1
（一）数控技术的发展及趋势 1
（二）数控系统的组成 2
二、 零件图形分析及NX建模 2
（一）零件图形分析 2
（二）零件三维建模 4
三、零件的加工工艺分析 7
（一）加工工艺决策 7
（二）工序划分的主要原则 7
（三）数控机床的选择 8
（四）装夹方式和夹具的选择 9
（五）刀具的选择 9
（六）切削用量 11
（七）制做工艺卡片 12
四、零件的仿真加工与后处理 12
（一）仿真加工 12
（二）针对立式加工中心的零件后处理 17
小 结 18
参考文献 19
致 谢 20
一、数控技术相关知识
（一）数控技术的发展及趋势
机床数控系统，即计算机数字控制(CNC)系统是在传统的硬件数控(NC)的基础上发展起来的。它主要由硬件和软件两大部分组成。通过系统控制软件与硬件的配合，完成对进给坐标控制、主轴控制、刀具控制、辅助功能控制等。CNC系统利用计算机来实现零件程序编辑、坐标系偏移、刀具补偿、插补运算、公英制变换、图形显示和固定循环等。使数控机床按照操作设计要求，加工出需要的零件。1908年，穿孔的金属薄片互换式数据载体问世；19世纪末，以纸为数据载体并具有辅助功能的控制系统被发明；1938年，香农在美国麻省理工学院进行了数据快速运算和传输，奠定了现代计算机，包括计算机数字控制系统的基础。数控技术是与机床控制密切结合发展起来的。1952年第一台数控机床问世后，数控系统已经先后经历了两个阶段和六代的发展，其六代是指电子管、晶体管、集成电路、小型计算机、微处理器和基于工控PC机的通用CNC系统。其中前三代为第一阶段，称作为硬件连接数控，简称NC系统；后三代为第二阶段，乘坐计算机软件数控，简称CNC系统。 数控加工技术是什么呢？简单的说就是利用数字化控制系统在加工机床上完成整个零件的加工。
和传统的机械加工手段相比数控加工技术具有以下优点：
1.加工效率高。利用数字化的控制手段可以加工复杂的曲面。而加工过程是由计算机控制，所以零件的互换性强，加工的速度快。
2.加工精度高。同传统的加工设备相比，数控系统优化了传动装置,提高分辨率,减少了人为误差，因此加工的效率可以得到很大的提高。
3.劳动强度低。由于采用了自动控制方式，也就是说加工的全部过程是由数控系统完成，不像传统加工手段那样烦琐，操作者在数控机床工作时，只需要监视设备的运行状态。所以劳动强度很低。
4.适应能力强。数控加工系统就像计算机一样，可以通过调整部分参数达到修改或改变其运作方式，因此加工的范围可以得到很大的扩展。
从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看，其主要研究热点有以下几个方面
1.高速高精高效率化速度
2.柔性化
3.多轴化
4.硬软件开放化
5.实时智能化
（二）数控系统的组成
数控系统是数控机床的核心是由系统程序、输入输出设备、通信设备、数控装置、可编程控制器、伺服驱动装置和测量装置等组成。数控装置是数控系统的核心，数控装置有两种类型：一是完全由硬件逻辑电路的专用硬件组成的数控装置即NC装置：二是由计算机硬件和软件组成的计算机数控装置即CNC装置。由于计算机技术的不断发展，尤其是微处理器和微型计算机应用于数控装置后，现在NC装置已逐步被CNC装置所取代。 数控系统的硬件除了一般计算机具有的CPU、EPROM、RAM接口外，还具有数控位置控制器、手动数据输入(MDA)接口、视频显示(CRT或LCD)接口和PLC接口等。所以CNC装置是一种专用计算机。目前CNC系统大都采用体积小，成本低，功能强的微处理机。系统主要由微机及其相应的I/O设备、外部设备、机床控制及其I/O通道组成。数控系统的软件分为管理软件和控制软件两种。管理软件用来管理零件程序的输入、输出、刀具位置、系统参数、零件程序显示、机床状态及报警，故障诊断等。控制软件由译码、插补运算、刀具补偿、速度控制、位置控制等软件组成。系统程序存于计算机内存储器。所有的数控功能基本上都依靠该程序来实现。硬件是软件活动的物理基础，而软件则是整个系统的灵魂，整个CNC装置的活动均依靠系统软件来指挥。
二、零件图形分析及NX建模
（一）零件图形分析
3号零件的图样如图3所示，该凸台类零件结构比较简单，主要由椭圆形凸台，六边形凸台，中心孔和螺纹孔等特征组成。 零件材料为45号钢，采用铣削加工。
2个Φ10孔的粗糙度为Ra1.6，其余加工面粗糙度为Ra6.3。
关键词：凸台类零件；加工中心；加工工艺制定
摘要 1
一、数控技术相关知识 1
（一）数控技术的发展及趋势 1
（二）数控系统的组成 2
二、 零件图形分析及NX建模 2
（一）零件图形分析 2
（二）零件三维建模 4
三、零件的加工工艺分析 7
（一）加工工艺决策 7
（二）工序划分的主要原则 7
（三）数控机床的选择 8
（四）装夹方式和夹具的选择 9
（五）刀具的选择 9
（六）切削用量 11
（七）制做工艺卡片 12
四、零件的仿真加工与后处理 12
（一）仿真加工 12
（二）针对立式加工中心的零件后处理 17
小 结 18
参考文献 19
致 谢 20
一、数控技术相关知识
（一）数控技术的发展及趋势
机床数控系统，即计算机数字控制(CNC)系统是在传统的硬件数控(NC)的基础上发展起来的。它主要由硬件和软件两大部分组成。通过系统控制软件与硬件的配合，完成对进给坐标控制、主轴控制、刀具控制、辅助功能控制等。CNC系统利用计算机来实现零件程序编辑、坐标系偏移、刀具补偿、插补运算、公英制变换、图形显示和固定循环等。使数控机床按照操作设计要求，加工出需要的零件。1908年，穿孔的金属薄片互换式数据载体问世；19世纪末，以纸为数据载体并具有辅助功能的控制系统被发明；1938年，香农在美国麻省理工学院进行了数据快速运算和传输，奠定了现代计算机，包括计算机数字控制系统的基础。数控技术是与机床控制密切结合发展起来的。1952年第一台数控机床问世后，数控系统已经先后经历了两个阶段和六代的发展，其六代是指电子管、晶体管、集成电路、小型计算机、微处理器和基于工控PC机的通用CNC系统。其中前三代为第一阶段，称作为硬件连接数控，简称NC系统；后三代为第二阶段，乘坐计算机软件数控，简称CNC系统。 数控加工技术是什么呢？简单的说就是利用数字化控制系统在加工机床上完成整个零件的加工。
和传统的机械加工手段相比数控加工技术具有以下优点：
1.加工效率高。利用数字化的控制手段可以加工复杂的曲面。而加工过程是由计算机控制，所以零件的互换性强，加工的速度快。
2.加工精度高。同传统的加工设备相比，数控系统优化了传动装置,提高分辨率,减少了人为误差，因此加工的效率可以得到很大的提高。
3.劳动强度低。由于采用了自动控制方式，也就是说加工的全部过程是由数控系统完成，不像传统加工手段那样烦琐，操作者在数控机床工作时，只需要监视设备的运行状态。所以劳动强度很低。
4.适应能力强。数控加工系统就像计算机一样，可以通过调整部分参数达到修改或改变其运作方式，因此加工的范围可以得到很大的扩展。
从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看，其主要研究热点有以下几个方面
1.高速高精高效率化速度
2.柔性化
3.多轴化
4.硬软件开放化
5.实时智能化
（二）数控系统的组成
数控系统是数控机床的核心是由系统程序、输入输出设备、通信设备、数控装置、可编程控制器、伺服驱动装置和测量装置等组成。数控装置是数控系统的核心，数控装置有两种类型：一是完全由硬件逻辑电路的专用硬件组成的数控装置即NC装置：二是由计算机硬件和软件组成的计算机数控装置即CNC装置。由于计算机技术的不断发展，尤其是微处理器和微型计算机应用于数控装置后，现在NC装置已逐步被CNC装置所取代。 数控系统的硬件除了一般计算机具有的CPU、EPROM、RAM接口外，还具有数控位置控制器、手动数据输入(MDA)接口、视频显示(CRT或LCD)接口和PLC接口等。所以CNC装置是一种专用计算机。目前CNC系统大都采用体积小，成本低，功能强的微处理机。系统主要由微机及其相应的I/O设备、外部设备、机床控制及其I/O通道组成。数控系统的软件分为管理软件和控制软件两种。管理软件用来管理零件程序的输入、输出、刀具位置、系统参数、零件程序显示、机床状态及报警，故障诊断等。控制软件由译码、插补运算、刀具补偿、速度控制、位置控制等软件组成。系统程序存于计算机内存储器。所有的数控功能基本上都依靠该程序来实现。硬件是软件活动的物理基础，而软件则是整个系统的灵魂，整个CNC装置的活动均依靠系统软件来指挥。
二、零件图形分析及NX建模
（一）零件图形分析
3号零件的图样如图3所示，该凸台类零件结构比较简单，主要由椭圆形凸台，六边形凸台，中心孔和螺纹孔等特征组成。 零件材料为45号钢，采用铣削加工。
2个Φ10孔的粗糙度为Ra1.6，其余加工面粗糙度为Ra6.3。
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