1、畢業(yè)設(shè)計(jì)成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）學(xué)校名稱 成都電子機(jī)械高等專科學(xué)校 教學(xué)點(diǎn)名稱 南充電子工業(yè)繼續(xù)教育學(xué)校年級(jí)名稱 10級(jí)數(shù)控大專班 專業(yè)名稱 數(shù)控技術(shù)應(yīng)用 課題名稱 零件的數(shù)控加工工藝的編制學(xué)生姓名 胡杰成 指導(dǎo)老師 王志林 2011年 12月 15日畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書系別 機(jī)械系 專業(yè) 數(shù)控技術(shù)應(yīng)用 班級(jí) 10級(jí)數(shù)控大專班 姓名 胡杰成 題目 零件的數(shù)控加工工藝的編制起止日期 2011、12、1-2012、1、31指導(dǎo)教師 王志林 畢業(yè)設(shè)計(jì)過程： 本人簽字：胡杰成 2011年 12月 15日指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)建議成績(jī)：優(yōu)良 良 中 及格 不及格指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日最終評(píng)定成績(jī)：

2、優(yōu)良 良 中 及格 不及格系主任簽字： 年 月 日目錄緒論3第1章41.1數(shù)控機(jī)床的概述41.1.1機(jī)床的結(jié)構(gòu)41.1.2、工作原理51.1.3、數(shù)控車床的分類51.1.4、數(shù)控車床的性能指標(biāo)61.1.5、數(shù)控車床的特點(diǎn)71.2.軸的概述71.2.1軸的作用和分類7軸的材料及選擇8軸的毛坯9軸的技術(shù)要求9第2章數(shù)控加工零件工藝性分析102.1數(shù)控加工工藝102.1.1數(shù)控加工工藝的特點(diǎn)102.1.2數(shù)控加工工藝分析的主要內(nèi)容112.2加工工藝分析的步驟與方法112.2.1機(jī)床的合理選用112.2.2數(shù)控加工零件工藝性析122.2.3加工方法的選擇與加工方案的確定132.2.4工序與工步的劃分1

3、32.2.5零件的安裝與夾具的選擇142.2.6刀具的選擇與切削用量的確定142.2.7加工路線的確定15第3章 零件加工工藝分析163.1零件圖紙的工藝分析163.2零件毛坯、材料的分析163.3零件設(shè)備的選擇173.4確定工件的定位與夾具方案173.5確定走刀順序和路線183.6刀具的選擇183.7數(shù)控加工工序卡片193.8數(shù)控加工刀具卡片20第4章數(shù)控加工程序的編程214.1數(shù)控編程的分類214.2編程坐標(biāo)系及編程原點(diǎn)的確定214.3加工程序22總結(jié)28致謝29緒論數(shù)控機(jī)床是綜合應(yīng)用了電子計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、伺服系統(tǒng)、精密檢測(cè)與新型機(jī)械結(jié)構(gòu)等方面的技術(shù)成果，具有高的高柔性、高精度與高度自動(dòng)

4、化的特點(diǎn)，因此，采用數(shù)控加工手段，解決了機(jī)械制造中常規(guī)加工技術(shù)難以解決甚至無(wú)法解決的單件、小批量，特別是復(fù)雜型面零件的加工，應(yīng)用數(shù)控加工技術(shù)是機(jī)械制造業(yè)的一次技術(shù)革命，使機(jī)械制造的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)新的階段，提高了機(jī)械制造業(yè)的制造水平，為社會(huì)提供高質(zhì)量，多品種及高可靠性的機(jī)械產(chǎn)品。本次設(shè)計(jì)主要是對(duì)數(shù)控加工工藝進(jìn)行分析與具體零件圖的加工，首先對(duì)數(shù)控機(jī)床、軸進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹，然后介紹零件圖進(jìn)行數(shù)控加工分析方法和步驟以及數(shù)控加工工藝，最后根據(jù)零件圖進(jìn)行數(shù)控加工分析。第一，根據(jù)本零件材料的加工工序、切削用量以及其他相關(guān)因素選用刀具及刀柄和零件的輪廓特點(diǎn)確定需要4把刀具分別為35°右偏外圓車刀、外

5、切槽刀、60°外螺紋刀、內(nèi)鏜孔刀。第二，針對(duì)零件圖圖形進(jìn)行編制程序。第三，鉆孔對(duì)刀時(shí)要先回參考點(diǎn)，要以孔中心作為對(duì)刀點(diǎn)，刀具的位置要以此來找正，使刀位點(diǎn)與換刀點(diǎn)重合確定編程坐標(biāo)系及編程原點(diǎn)，進(jìn)行數(shù)控加工程序編制。關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床 軸類零件 數(shù)控編程第1章概述1.1數(shù)控機(jī)床的概述1.1.1機(jī)床的結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床一般由輸入輸出設(shè)備、CNC裝置（或稱CNC單元）、伺服單元、驅(qū)動(dòng)裝置（或稱執(zhí)行機(jī)構(gòu)）、可編程控制器PLC及電氣控制裝置、輔助裝置、機(jī)床本體及測(cè)量反饋裝置組成。如下圖是數(shù)控機(jī)床的組成框圖。電 氣 回 路輔 助 裝 置PLC主軸伺服單元操 作 面 板主軸驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置測(cè)量反饋裝置進(jìn)

6、給伺服單元輸入/輸出設(shè) 備計(jì)算機(jī)數(shù) 控裝 置機(jī) 床 本 體、機(jī)床本體數(shù)控機(jī)床的機(jī)床本體與傳統(tǒng)機(jī)床相似，由主軸傳動(dòng)裝置、進(jìn)給傳動(dòng)裝置、床身、工作臺(tái)以及輔助運(yùn)動(dòng)裝置、液壓氣動(dòng)系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、冷卻裝置等組成。但數(shù)控機(jī)床在整體布局、外觀造型、傳動(dòng)系統(tǒng)、刀具系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以及操作機(jī)構(gòu)等方面都已發(fā)生了很大的變化，這種變化的目的是為了滿足數(shù)控機(jī)床的要求和充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)。、CNC單元CNC單元是數(shù)控機(jī)床的核心，CNC單元由信息的輸入、處理和輸出三個(gè)部分組成。CNC單元接受數(shù)字化信息，經(jīng)過數(shù)控裝置的控制軟件和邏輯電路進(jìn)行譯碼、插補(bǔ)、邏輯處理后，將各種指令信息輸出給伺服系統(tǒng)，伺服系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行部件作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。輸

7、入/輸出設(shè)備輸入裝置將各種加工信息傳遞于計(jì)算機(jī)的外部設(shè)備。在數(shù)控機(jī)床產(chǎn)生初期，輸入裝置為穿孔紙帶，現(xiàn)已淘汰，后發(fā)展成盒式磁帶，再發(fā)展成鍵盤、磁盤等便攜式硬件，極大方便了信息輸入工作，現(xiàn)通用DNC網(wǎng)絡(luò)通訊串行通信的方式輸入。輸出指輸出內(nèi)部工作參數(shù)（含機(jī)床正常、理想工作狀態(tài)下的原始參數(shù)，故障診斷參數(shù)等），一般在機(jī)床剛工作狀態(tài)需輸出這些參數(shù)作記錄保存，待工作一段時(shí)間后，再將輸出與原始資料作比較、對(duì)照，可幫助判斷機(jī)床工作是否維持正常。伺服單元伺服單元由驅(qū)動(dòng)器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)組成，并與機(jī)床上的執(zhí)行部件和機(jī)械傳動(dòng)部件組成數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)。它的作用是把來自數(shù)控裝置的脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成機(jī)床移動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)。對(duì)于步進(jìn)電機(jī)

8、來說，每一個(gè)脈沖信號(hào)使電機(jī)轉(zhuǎn)過一個(gè)角度，進(jìn)而帶動(dòng)機(jī)床移動(dòng)部件移動(dòng)一個(gè)微小距離。每個(gè)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行部件都有相應(yīng)的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，整個(gè)機(jī)床的性能主要取決于伺服系統(tǒng)。驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)裝置把經(jīng)放大的指令信號(hào)變?yōu)闄C(jī)械運(yùn)動(dòng)，通過簡(jiǎn)單的機(jī)械連接部件驅(qū)動(dòng)機(jī)床，使工作臺(tái)精確定位或按規(guī)定的軌跡作嚴(yán)格的相對(duì)運(yùn)動(dòng)， 最后加工出圖紙所要求的零件。和伺服單元相對(duì)應(yīng)，驅(qū)動(dòng)裝置有步進(jìn)電機(jī)、直流伺服電機(jī)和交流伺服電機(jī)等。伺服單元和驅(qū)動(dòng)裝置可合稱為伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，它是機(jī)床工作的動(dòng)力裝置，CNC裝置的指令要靠伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)付諸實(shí)施，所以，伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的重要組成部分。可編程控制器可編程控制器 (PC，Programmable Con

9、troller) 是一種以微處理器為基礎(chǔ)的通用型自動(dòng)控制裝置，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。由于最初研制這種裝置的目的是為了解決生產(chǎn)設(shè)備的邏輯及開關(guān)控制， 故把稱它為可編程邏輯控制器( PLC， Programmable Logic Controller)。當(dāng)PLC用于控制機(jī)床順序動(dòng)作時(shí)，也可稱之為編程機(jī)床控制器( PMC， Programmable Machine Controller )。PLC己成為數(shù)控機(jī)床不可缺少的控制裝置。CNC和PLC協(xié)調(diào)配合，共同完成對(duì)數(shù)控機(jī)床的控制。測(cè)量反饋裝置測(cè)量裝置也稱反饋元件，包括光柵、旋轉(zhuǎn)編碼器、激光測(cè)距儀、磁柵等。通常安裝在機(jī)床的工作臺(tái)或絲杠上，它把機(jī)

10、床工作臺(tái)的實(shí)際位移轉(zhuǎn)變成電信號(hào)反饋給CNC裝置，供CNC裝置與指令值比較產(chǎn)生誤差信號(hào)，以控制機(jī)床向消除該誤差的方向移動(dòng)。1.1.2、工作原理使用數(shù)控機(jī)床時(shí)，首先要將被加工零件圖紙的幾何信息和工藝信息用規(guī)定的代碼和格式編寫成加工程序; 然后將加工程序輸入到數(shù)控裝置，按照程序的要求，經(jīng)過數(shù)控系統(tǒng)信息處理、 分配，使各坐標(biāo)移動(dòng)若干個(gè)最小位移量，實(shí)現(xiàn)刀具與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，完成零件的加工。1.1.3、數(shù)控車床的分類數(shù)控車床的品種和規(guī)格繁多。，一般可以用下面三種方法分類。、按控制系統(tǒng)分目前市面上占有率較大的有法拉克、華中、廣數(shù)、西門子、三菱等、按運(yùn)動(dòng)方式分類點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床點(diǎn)位/直線控制數(shù)控機(jī)床連續(xù)控制數(shù)

11、控機(jī)床、按控制方式分類 按控制方式分類可以分為開環(huán)控制數(shù)控機(jī)床、閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床和半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床。1.1.4、數(shù)控車床的性能指標(biāo).主要規(guī)格尺寸 數(shù)控車床主要有床身與刀架最大回轉(zhuǎn)直徑、最大車削長(zhǎng)度、最大車削直徑等。.主軸系統(tǒng) 數(shù)控車床主軸采用直流或交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，具有較寬調(diào)速范圍和較高回轉(zhuǎn)精度，主軸本身剛度與抗振性比較好?，F(xiàn)在數(shù)控機(jī)床主軸普遍達(dá)到500010000rmin甚至更高的轉(zhuǎn)速，對(duì)提高加工質(zhì)量和各種小孔加工極為有利；主軸可以通過操作面板上的轉(zhuǎn)速倍率開關(guān)調(diào)整轉(zhuǎn)速；在加工端面時(shí)主軸具有恒線切削速度(恒線速單位：mm/min)，是衡量車床的重要性能指標(biāo)之一。進(jìn)給系統(tǒng) 該系統(tǒng)有進(jìn)給速度范圍、

12、快速(空行程)速度范圍、運(yùn)動(dòng)分辨率(最小移動(dòng)增量)、定位精度和螺距范圍等主要技術(shù)參數(shù)。進(jìn)給速度是影響加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率和刀具壽命的主要因素，直接受到數(shù)控裝置運(yùn)算速度、機(jī)床動(dòng)特性和工藝系統(tǒng)剛度限制。數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給速度可達(dá)到1030mmin其中最大進(jìn)給速度為加工的最大速度，最大快進(jìn)速度為不加工時(shí)移動(dòng)的最快速度，進(jìn)給速度可通過操作面板上的進(jìn)給倍率開關(guān)調(diào)整。定位精度和重復(fù)定位精度 定位精度是指數(shù)控機(jī)床各移動(dòng)軸在確定的終點(diǎn)所能達(dá)到的實(shí)際位置精度，其誤差稱為定位誤差。定位誤差包括伺服系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)、進(jìn)給系統(tǒng)等的誤差，還包括移動(dòng)部件導(dǎo)軌的幾何誤差等。它將直接影響零件加工的精度。重復(fù)定位精度是指在數(shù)控機(jī)床上，

13、反復(fù)運(yùn)行同一程序代碼，所得到的位置精度的一致程度。重復(fù)定位精度受伺服系統(tǒng)特性、進(jìn)給傳動(dòng)環(huán)節(jié)的間隙與剛性以及摩擦特性等因素的影響。一般情況下，重復(fù)定位精度是呈正態(tài)分布的偶然性誤差，它影響一批零件加工的一致性，是一項(xiàng)非常重要的精度指標(biāo)。一般數(shù)控機(jī)床的定位精度為0.001mm，重復(fù)定位精度為0.005mm刀具系統(tǒng) 數(shù)控車床包括刀架工位數(shù)、工具孔直徑、刀桿尺寸、換刀時(shí)間、重復(fù)定位精度各項(xiàng)內(nèi)容。加工中心刀庫(kù)容量與換刀時(shí)間直接影響其生產(chǎn)率，換刀時(shí)間是指自動(dòng)換刀系統(tǒng)，將主軸上的刀具與刀庫(kù)刀具進(jìn)行交換所需要的時(shí)間，換刀一般可在520s的時(shí)間內(nèi)完成。 數(shù)控機(jī)床性能指標(biāo)還有電機(jī)、冷卻系統(tǒng)、機(jī)床外形尺寸、機(jī)床重量等

14、。1.1.5、數(shù)控車床的特點(diǎn)與普通車床相比，數(shù)控車床具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：.適應(yīng)性強(qiáng)由于數(shù)控機(jī)床能實(shí)現(xiàn)多個(gè)坐標(biāo)的聯(lián)動(dòng)，所以數(shù)控機(jī)床能加工形狀復(fù)雜的零件，特別是對(duì)于可用數(shù)學(xué)方程式和坐標(biāo)點(diǎn)表示的零件，加工非常方便。更換加工零件時(shí)，數(shù)控機(jī)床只需更換零件加工的NC程序。.加工質(zhì)量穩(wěn)定對(duì)于同一批零件，由于使用同一機(jī)床和刀具及同一加工程序，刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡完全相同這就保證了零件加工的一致性好，且質(zhì)量穩(wěn)定。.效率高數(shù)控機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速及進(jìn)給范圍比普通機(jī)床大。目前數(shù)控機(jī)床最高進(jìn)給速度可達(dá)到100m/min以上，最小分辨率達(dá)0.01um。一般來說，數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)能力約為普通機(jī)床的三倍，甚至更高。數(shù)控機(jī)床的時(shí)間利用率高達(dá)

15、90，而普通機(jī)床僅為3050。.精度高數(shù)控機(jī)床有較高的加工精度，一般在0.005mm0.1mm之間。數(shù)控機(jī)床的加工精度不受零件復(fù)雜程度的影響，機(jī)床傳動(dòng)鏈的反向齒輪間隙和絲杠的螺距誤差等都可以通過數(shù)控裝置自動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償。因此，數(shù)控機(jī)床的定位精度比較高。.減輕勞動(dòng)強(qiáng)度在輸入程序并啟動(dòng)后，數(shù)控機(jī)床就自動(dòng)地連續(xù)加工，直至完畢。這樣就簡(jiǎn)化了工人的操作，使勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低。還有能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)、產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益、利于生產(chǎn)管理現(xiàn)代化等特點(diǎn)。1.2軸的概述1.2.1軸的作用和分類1.軸的功用軸是組成機(jī)器的重要零件之一。軸的主要功用是支承旋轉(zhuǎn)零件（例如齒輪、蝸輪等）、傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。2.軸的分類按軸承受的載荷不

16、同,可將軸分為轉(zhuǎn)軸，心軸和傳動(dòng)軸三種。心軸工作時(shí)僅承受彎矩而不傳遞轉(zhuǎn)矩，如自行車軸轉(zhuǎn)軸工作時(shí)既承受彎矩又承受轉(zhuǎn)矩，如減速器中的軸傳動(dòng)軸則只傳遞轉(zhuǎn)矩而不承受彎矩，如汽車中聯(lián)接變速箱與后橋之間的軸根據(jù)軸線的形狀的不同，軸又可分為直軸、曲軸和撓性鋼絲軸。曲軸和撓性鋼絲軸屬于專用零件。 直軸按外形不同又可分為光軸和階梯軸。光軸形狀簡(jiǎn)單，應(yīng)力集中少，易加工，但軸上零件不易裝配和定位，常用于心軸和傳動(dòng)軸。階梯軸各軸段截面的直徑不同，這種設(shè)計(jì)使各軸段的強(qiáng)度相近，而且便于軸上零件的裝拆和固定，因此階梯軸在機(jī)器中的應(yīng)用最為廣泛。直軸一般都制成實(shí)心軸，但為了減少重量或?yàn)榱藵M足有些機(jī)器結(jié)構(gòu)上的需要，也可以采用空心軸

17、。1.2.2軸的材料及選擇軸的材料種類很多，選擇時(shí)應(yīng)主要考慮如下因素：1.軸的強(qiáng)度、剛度及耐磨性要求；2.軸的熱處理方法及機(jī)加工工藝性的要求；3.軸的材料來源和經(jīng)濟(jì)性等。軸的常用材料是碳鋼和合金鋼。碳鋼比合金鋼價(jià)格低廉，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性低，可通過熱處理改善其綜合性能，加工工藝性好，故應(yīng)用最廣，一般用途的軸，多用含碳量為0.250.5%的中碳鋼。尤其是45號(hào)鋼，對(duì)于不重要或受力較小的軸也可用Q235A等普通碳素鋼。合金鋼具有比碳鋼更好的機(jī)械性能和淬火性能，但對(duì)應(yīng)力集中比較敏感，且價(jià)格較貴，多用于對(duì)強(qiáng)度和耐磨性有特殊要求的軸。如20Cr、20CrMnTi等低碳合金鋼，經(jīng)滲碳處理后可提高耐磨性；2

18、0CrMoV、38CrMoAl等合金鋼，有良好的高溫機(jī)械性能，常用于在高溫、高速和重載條件下工作的軸值得注意的是：由于常溫下合金鋼與碳素鋼的彈性模量相差不多，因此當(dāng)其他條件相同時(shí)，如想通過選用合金鋼來提高軸的剛度是難以實(shí)現(xiàn)的。低碳鋼和低碳合金鋼經(jīng)滲碳淬火，可提高其耐磨性，常用于韌性要求較高或轉(zhuǎn)速較高的軸。球墨鑄鐵和高強(qiáng)度鑄鐵因其具有良好的工藝性，不需要鍛壓設(shè)備，吸振性好，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性低，近年來被廣泛應(yīng)用于制造結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜的曲軸等。只是鑄件質(zhì)量難于控制。1.2.3軸的毛坯可用軋制圓鋼材、鑄造、焊接、鑄造等方法獲得。對(duì)要求不高的軸或較長(zhǎng)的軸，毛坯直徑小于150mm時(shí)，可用軋制圓鋼材；受力大，

19、生產(chǎn)批量大的重要軸的毛坯可由鑄造提供；對(duì)直徑特大而件數(shù)很少的軸可用焊件毛坯；生產(chǎn)批量大、外形復(fù)雜、尺寸較大的軸，可用鑄造毛坯。1.2.4軸的技術(shù)要求軸用軸承支承，與軸承配合的軸段稱為軸頸。軸頸是軸的裝配基準(zhǔn)，它們的精度和表面質(zhì)量一般要求較高，其技術(shù)要求一般根據(jù)軸的主要功用和工作條件制定，通常有以下幾項(xiàng)：(1)尺寸精度 起支承作用的軸頸為了確定軸的位置，通常對(duì)其尺寸精度要求較高（IT5IT7）。裝配傳動(dòng)件的軸頸尺寸精度一般要求較低（IT6IT9）。(2)幾何形狀精度 軸類零件的幾何形狀精度主要是指軸頸、外錐面、莫氏錐孔等的圓度、圓柱度等，一般應(yīng)將其公差限制在尺寸公差范圍內(nèi)。對(duì)精度要求較高的內(nèi)外圓

20、表面，應(yīng)在圖紙上標(biāo)注其允許偏差(3)相互位置精度 軸類零件的位置精度要求主要是由軸在機(jī)械中的位置和功用決定的。通常應(yīng)保證裝配傳動(dòng)件的軸頸對(duì)支承軸頸的同軸度要求，否則會(huì)影響傳動(dòng)件（齒輪等）的傳動(dòng)精度，并產(chǎn)生噪聲。普通精度的軸，其配合軸段對(duì)支承軸頸的徑向跳動(dòng)一般為0.010.03mm，高精度軸（如主軸）通常為0.0010.005mm。(4)表面粗糙度 一般與傳動(dòng)件相配合的軸徑表面粗糙度為Ra2.50.63m，與軸承相配合的支承軸徑的表面粗糙度為Ra0.630.16m。第2章數(shù)控加工零件工藝性分析2.1數(shù)控加工工藝數(shù)控加工工藝是伴隨著數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生，不斷發(fā)展和逐步完善起來的一門應(yīng)用技術(shù)，研究的對(duì)象是

21、數(shù)控設(shè)備完成數(shù)控加工全過程相關(guān)的集成化技術(shù)，最直接的研究對(duì)象是與數(shù)控設(shè)備息息相關(guān)的數(shù)控裝置、控制系統(tǒng)、數(shù)控程序及編制方法。數(shù)控加工工藝源于傳統(tǒng)的加工工藝，將傳統(tǒng)的加工工藝、計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和輔助制造技術(shù)有機(jī)地結(jié)合在一起，它的一個(gè)典型特征是將普通加工工藝完全融入數(shù)控加工工藝中。數(shù)控加工工藝是數(shù)控編程的基礎(chǔ)，高質(zhì)量的數(shù)控加工程序，源于周密、細(xì)致的技術(shù)可行性分析、總體工藝規(guī)劃和數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)。 編程員接到一個(gè)零件或產(chǎn)品的數(shù)控編程任務(wù)，主要的工作包括根據(jù)零件或產(chǎn)品的設(shè)計(jì)圖紙及相關(guān)技術(shù)文件進(jìn)行數(shù)控加工工藝可行性分析，確定完成零件數(shù)控加工的加工方法；選擇數(shù)控機(jī)床的類型和規(guī)格；確定加工坐標(biāo)系

22、、選擇夾具及其輔助工具、選擇刀具和刀具裝夾系統(tǒng)，規(guī)劃數(shù)控加工方案和工藝路線，劃分加工區(qū)域、設(shè)計(jì)數(shù)控加工工序內(nèi)容，編寫數(shù)控程序，進(jìn)行數(shù)控程序調(diào)試和實(shí)際加工驗(yàn)證，最后對(duì)所有的數(shù)控工藝文件進(jìn)行完善、固化并存檔等方面的內(nèi)容。數(shù)控編程可以簡(jiǎn)單的理解成從零件的設(shè)計(jì)圖開始，直到數(shù)控加工程序編制完成的整個(gè)過程。 數(shù)控加工工藝是數(shù)控編程的核心，只有將數(shù)控加工工藝合理、科學(xué)地融入數(shù)控編程中，編程員才能編制出高質(zhì)量和高水平的數(shù)控程序。數(shù)控編程也是逐步完善數(shù)控工藝的過程。數(shù)控加工工藝的特點(diǎn)1數(shù)控加工工藝遠(yuǎn)比普通機(jī)械加工工藝復(fù)雜 數(shù)控加工工藝要考慮加工零件的工藝性，加工零件的定位基準(zhǔn)和裝夾方式，也要選擇刀具，制定工藝路

23、線、切削方法及工藝參數(shù)等，而這些在常規(guī)工藝中均可以簡(jiǎn)化處理。因此，數(shù)控加工工藝比普通加工工藝要復(fù)雜得多，影響因素也多，因而有必要對(duì)數(shù)控編程的全過程進(jìn)行綜合分析、合理安排，然后整體完善。相同的數(shù)控加工任務(wù)，可以有多個(gè)數(shù)控工藝方案，既可以選擇以加工部位作為主線安排工藝，也可以選擇以加工刀具作為主線來安排工藝。數(shù)控加工工藝的多樣化是數(shù)控加工工藝的一個(gè)特色，是與傳統(tǒng)加工工藝的顯著區(qū)別。2數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)要有嚴(yán)密的條理性 由于數(shù)控加工的自動(dòng)化程度較高，相對(duì)而言，數(shù)控加工的自適應(yīng)能力就較差。而且數(shù)控加工的影響因素較多，比較復(fù)雜，需要對(duì)數(shù)控加工的全過程深思熟慮，數(shù)控工藝設(shè)計(jì)必須具有很好的條理性，也就是說，數(shù)

24、控加工工藝的設(shè)計(jì)過程必須周密、嚴(yán)謹(jǐn)，沒有錯(cuò)誤。3數(shù)控加工工藝的繼承性較好 凡經(jīng)過調(diào)試、校驗(yàn)和試切削過程驗(yàn)證的，并在數(shù)控加工實(shí)踐中證明是好的數(shù)控加工工藝，都可以作為模板，供后續(xù)加工相類似零件調(diào)用，這樣不僅節(jié)約時(shí)間，而且可以保證質(zhì)量。作為模板本身在調(diào)用中也是一個(gè)不斷修改完善的過程，可以達(dá)到逐步標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的效果。因此，數(shù)控工藝具有非常好的繼承性。4數(shù)控加工工藝必須經(jīng)過實(shí)際驗(yàn)證才能指導(dǎo)生產(chǎn) 由于數(shù)控加工的自動(dòng)化程度高，安全和質(zhì)量是至關(guān)重要的。數(shù)控加工工藝必須經(jīng)過驗(yàn)證后才能用于指導(dǎo)生產(chǎn)。在普通機(jī)械加工中，工藝員編寫的工藝文件可以直接下到生產(chǎn)線用于指導(dǎo)生產(chǎn)，一般不需要上述的復(fù)雜過程。數(shù)控加工工藝分析的

25、主要內(nèi)容1)選擇適合在數(shù)控機(jī)床上加工的零件，確定工序內(nèi)容。 2)分析被加工零件圖樣，明確加工內(nèi)容及技術(shù)要求，在此基礎(chǔ)上確定零件的加工方案，制定數(shù)控加工工藝路線，如工序的劃分、加工順序的安排、與傳統(tǒng)加工工序的銜接等。 3)設(shè)計(jì)數(shù)控加工工序。如工步的劃分、零件的定位與夾具的選擇、刀具的選擇、切削用量的確定等。 4)調(diào)整數(shù)控加工工序的程序。如對(duì)刀點(diǎn)、換刀點(diǎn)的選擇、加工路線的確定、刀具的補(bǔ)償。 5)分配數(shù)控加工中的容差。 6)處理數(shù)控機(jī)床上部分工藝指令。 總之，數(shù)控加工工藝內(nèi)容較多，有些與普通機(jī)床加工相似。2.2加工工藝分析的步驟與方法程序編制人員在進(jìn)行工藝分析時(shí)，要有機(jī)床說明書、編程手冊(cè)、切削用量表

26、、標(biāo)準(zhǔn)工具、夾具手冊(cè)等資料，根據(jù)被加工工件的材料、輪廓形狀、加工精度等選用合適的機(jī)床，制定加工方案，確定零件的加工順序，各工序所用刀具，夾具和切削用量等。此外，編程人員應(yīng)不斷總結(jié)、積累工藝分析方面的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，編寫出高質(zhì)量的數(shù)控加工程序。2.2.1機(jī)床的合理選用在數(shù)控機(jī)床上加工零件時(shí)，一般有兩種情況。第一種情況：有零件圖樣和毛坯，要選擇適合加工該零件的數(shù)控機(jī)床。第二種情況：已經(jīng)有了數(shù)控機(jī)床，要選擇適合在該機(jī)床上加工的零件。無(wú)論哪種情況，考慮的因素主要有，毛坯的材料和類、零件輪廓形狀復(fù)雜程度、尺寸大小、加工精度、零件數(shù)量、熱處理要求等。概括起來有三點(diǎn)：要保證加工零件的技術(shù)要求，加工出合格的產(chǎn)品。有

27、利于提高生產(chǎn)率。盡可能降低生產(chǎn)成本(加工費(fèi)用)數(shù)控加工零件工藝性分析數(shù)控加工工藝性分析涉及面很廣，在此僅從數(shù)控加工的可能性和方便性兩方面加以分析。(一)零件圖樣上尺寸數(shù)據(jù)的給出應(yīng)符合編程方便的原則 1零件圖上尺寸標(biāo)注方法應(yīng)適應(yīng)數(shù)控加工的特點(diǎn)在數(shù)控加工零件圖上，應(yīng)以同一基準(zhǔn)引注尺寸或直接給出坐標(biāo)尺寸。這種標(biāo)注方法既便于編程，也便于尺寸之間的相互協(xié)調(diào)，在保持設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)、檢測(cè)基準(zhǔn)與編程原點(diǎn)設(shè)置的一致性方面帶來很大方便。由于零件設(shè)計(jì)人員一般在尺寸標(biāo)注中較多地考慮裝配等使用特性方面，而不得不采用局部分散的標(biāo)注方法，這樣就會(huì)給工序安排與數(shù)控加工帶來許多不便。由于數(shù)控加工精度和重復(fù)定位精度都很高，不

28、會(huì)因產(chǎn)生較大的積累誤差而破壞使用特性，因此可將局部的分散標(biāo)注法改為同一基準(zhǔn)引注尺寸或直接給出坐標(biāo)尺寸的標(biāo)注法。 2構(gòu)成零件輪廓的幾何元素的條件應(yīng)充分在手工編程時(shí)要計(jì)算基點(diǎn)或節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)。在自動(dòng)編程時(shí)，要對(duì)構(gòu)成零件輪廓的所有幾何元素進(jìn)行定義。因此在分析零件圖時(shí)，要分析幾何元素的給定條件是否充分。如圓弧與直線，圓弧與圓弧在圖樣上相切，但根據(jù)圖上給出的尺寸，在計(jì)算相切條件時(shí)，變成了相交或相離狀態(tài)。由于構(gòu)成零件幾何元素條件的不充分，使編程時(shí)無(wú)法下手。遇到這種情況時(shí)，應(yīng)與零件設(shè)計(jì)者協(xié)商解決。(二)零件各加工部位的結(jié)構(gòu)工藝性應(yīng)符合數(shù)控加工的特點(diǎn) 1)零件的內(nèi)腔和外形最好采用統(tǒng)一的幾何類型和尺寸。這樣可以減少刀

29、具規(guī)格和換刀次數(shù)，使編程方便，生產(chǎn)效益提高。 2)內(nèi)槽圓角的大小決定著刀具直徑的大小，因而內(nèi)槽圓角半徑不應(yīng)過小。零件工藝性的好壞與被加工輪廓的高低、轉(zhuǎn)接圓弧半徑的大小等有關(guān)。3)零件銑削底平面時(shí)，槽底圓角半徑r不應(yīng)過大。 4)應(yīng)采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。在數(shù)控加工中，若沒有統(tǒng)一基準(zhǔn)定位，會(huì)因工件的重新安裝而導(dǎo)致加工后的兩個(gè)面上輪廓位置及尺寸不協(xié)調(diào)現(xiàn)象。因此要避免上述問題的產(chǎn)生，保證兩次裝夾加工后其相對(duì)位置的準(zhǔn)確性，應(yīng)采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。 零件上最好有合適的孔作為定位基準(zhǔn)孔，若沒有，要設(shè)置工藝孔作為定位基準(zhǔn)孔(如在毛坯上增加工藝凸耳或在后續(xù)工序要銑去的余量上設(shè)置工藝孔)。若無(wú)法制出工藝孔時(shí)，最起碼也要

30、用經(jīng)過精加工的表面作為統(tǒng)一基準(zhǔn)，以減少兩次裝夾產(chǎn)生的誤差。此外，還應(yīng)分析零件所要求的加工精度、尺寸公差等是否可以得到保證、有無(wú)引起矛盾的多余尺寸或影響工序安排的封閉尺寸等。2.2.3加工方法的選擇與加工方案的確定(一)加工方法的選擇 加工方法的選擇原則是保證加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。由于獲得同一級(jí)精度及表面粗糙度的加工方法一般有許多，因而在實(shí)際選擇時(shí)，要結(jié)合零件的形狀、尺寸大小和熱處理要求等全面考慮。例如，對(duì)于IT7級(jí)精度的孔采用鏜削、鉸削、磨削等加工方法均可達(dá)到精度要求，但箱體上的孔一般采用鏜削或鉸削，而不宜采用磨削。一般小尺寸的箱體孔選擇鉸孔，當(dāng)孔徑較大時(shí)則應(yīng)選擇鏜孔。此外，還

31、應(yīng)考慮生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性的要求，以及工廠的生產(chǎn)設(shè)備等實(shí)際情況。常用加工方法的經(jīng)濟(jì)加工精度及表面粗糙度可查閱有關(guān)工藝手冊(cè)。(二)加工方案確定的原則零件上比較精密表面的加工，常常是通過粗加工、半精加工和精加工逐步達(dá)到的。對(duì)這些表面僅僅根據(jù)質(zhì)量要求選擇相應(yīng)的最終加工方法是不夠的，還應(yīng)正確地確定從毛坯到最終成形的加工方案。確定加工方案時(shí)，首先應(yīng)根據(jù)主要表面的精度和表面粗糙度的要求，初步確定為達(dá)到這些要求所需要的加工方法。例如，對(duì)于孔徑不大的IT7級(jí)精度的孔，最終加工方法取精鉸時(shí)，則精鉸孔前通常要經(jīng)過鉆孔、擴(kuò)孔和粗鉸孔等加工。2.2.4工序與工步的劃分(一) 工序的劃分在數(shù)控機(jī)床上加工零件，工序可以比較集中

32、，在一次裝夾中盡可能完成大部分或全部工序。首先應(yīng)根據(jù)零件圖樣，考慮被加工零件是否可以在一臺(tái)數(shù)控機(jī)床上完成整個(gè)零件的加工工作，若不能則應(yīng)決定其中哪一部分在數(shù)控機(jī)床上加工，哪一部分在其他機(jī)床上加工，即對(duì)零件的加工工序進(jìn)行劃分。一般工序劃分有以下幾種方式：（二)工步的劃分工步的劃分主要從加工精度和效率兩方面考慮。在一個(gè)工序內(nèi)往往需要采用不同的刀具和切削用量，對(duì)不同的表面進(jìn)行加工。為了便于分析和描述較復(fù)雜的工序，在工序內(nèi)又細(xì)分為工步。下面以加工中心為例來說明工步劃分的原則：1)同一表面按粗加工、半精加工、精加工依次完成，或全部加工表面按先粗后精加工分開進(jìn)行。2)對(duì)于既有銑面又有鏜孔的零件，可先銑面后鏜

33、孔。按此方法劃分工步，可以提高孔的精度。因?yàn)殂娤鲿r(shí)切削力較大，工件易發(fā)生變形。先銑面后鏜孔，使其有一段時(shí)間恢復(fù)，減少由變形引起的對(duì)孔的精度的影響。3)按刀具劃分工步。某些機(jī)床工作臺(tái)回轉(zhuǎn)時(shí)間比換刀時(shí)間短，可采用按刀具劃分工步，以減少換刀次數(shù)，提高加工效率。 總之，工序與工步的劃分要根據(jù)具體零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求等情況綜合考慮零件的安裝與夾具的選擇(一)定位安裝的基本原則1)力求設(shè)計(jì)、工藝與編程計(jì)算的基準(zhǔn)統(tǒng)一。2)盡量減少裝夾次數(shù)，盡可能在一次定位裝夾后，加工出全部待加工表面。3)避免采用占機(jī)人工調(diào)整式加工方案，以充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的效能。(二)選擇夾具的基本原則數(shù)控加工的特點(diǎn)對(duì)夾具提出了兩個(gè)基本

34、要求：一是要保證夾具的坐標(biāo)方向與機(jī)床的坐標(biāo)方向相對(duì)固定；二是要協(xié)調(diào)零件和機(jī)床坐標(biāo)系的尺寸關(guān)系。除此之外，還要考慮以下四點(diǎn)：1)當(dāng)零件加工批量不大時(shí)，應(yīng)盡量采用組合夾具、可調(diào)式夾具及其他通用夾具，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間、節(jié)省生產(chǎn)費(fèi)用。2)在成批生產(chǎn)時(shí)才考慮采用專用夾具，并力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。3)零件的裝卸要快速、方便、可靠，以縮短機(jī)床的停頓時(shí)間。4)夾具上各零部件應(yīng)不妨礙機(jī)床對(duì)零件各表面的加工，即夾具要開敞其定位、夾緊機(jī)構(gòu)元件不能影響加工中的走刀(如產(chǎn)生碰撞等)。刀具的選擇與切削用量的確定(一)刀具的選擇刀具的選擇是數(shù)控加工工藝中重要內(nèi)容之一，它不僅影響機(jī)床的加工效率，而且直接影響加工質(zhì)量。編程時(shí)，選擇刀

35、具通常要考慮機(jī)床的加工能力、工序內(nèi)容、工件材料等因素。與傳統(tǒng)的加工方法相比，數(shù)控加工對(duì)刀具的要求更高。不僅要求精度高、剛度好、耐用度高，而且要求尺寸穩(wěn)定、安裝調(diào)整方便。這就要求采用新型優(yōu)質(zhì)材料制造數(shù)控加工刀具，并優(yōu)選刀具參數(shù)。選取刀具時(shí)，要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸和形狀相適應(yīng)。生產(chǎn)中，平面零件周邊輪廓的加工，常采用立銑刀。銑削平面時(shí)，應(yīng)選硬質(zhì)合金刀片銑刀；加工凸臺(tái)、凹槽時(shí)，選高速鋼立銑刀；加工毛坯表面或粗加工孔時(shí)，可選鑲硬質(zhì)合金的玉米銑刀。選擇立銑刀加工時(shí)，刀具的有關(guān)參數(shù)，推薦按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選取。曲面加工常采用球頭銑刀，但加工曲面較平坦部位時(shí)，刀具以球頭頂端刃切削，切削條件較差，因而應(yīng)采

36、用環(huán)形刀。在單件或小批量生產(chǎn)中，為取代多坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)機(jī)床，常采用鼓形刀或錐形刀來加工飛機(jī)上一些變斜角零件加鑲齒盤銑刀，適用于在五坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)的數(shù)控機(jī)床上加工一些球面，其效率比用球頭銑刀高近十倍，并可獲得好的加工精度。(二)切削用量的確定切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速(切削速度)、背吃刀量、進(jìn)給量。對(duì)于不同的加工方法，需要選擇不同的切削用量，并應(yīng)編入程序單內(nèi)。合理選擇切削用量的原則是，粗加工時(shí)，一般以提高生產(chǎn)率為主，但也應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性和加工成本；半精加工和精加工時(shí)，應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧切削效率、經(jīng)濟(jì)性和加工成本。具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床說明書、切削用量手冊(cè)，并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)而定。加工路線的確定在數(shù)控加工中，刀具刀位點(diǎn)

37、相對(duì)于工件運(yùn)動(dòng)的軌跡稱為加工路線。編程時(shí)，加工路線的確定原則主要有以下幾點(diǎn)：1)加工路線應(yīng)保證被加工零件的精度和表面粗糙度，且效率較高。2)使數(shù)值計(jì)算簡(jiǎn)單，以減少編程工作量。3)應(yīng)使加工路線最短，這樣既可減少程序段，又可減少空刀時(shí)間。度等情況，確定是一次走刀，還是多次走刀來完成加工以及在銑削加工中是采用順銑還是采用逆銑等。 對(duì)點(diǎn)位控制的數(shù)控機(jī)床，只要求定位精度較高，定位過程盡可能快，而刀具相對(duì)工件的運(yùn)動(dòng)路線是無(wú)關(guān)緊要的，因此這類機(jī)床應(yīng)按空程最短來安排走刀路線。除此之外還要確定刀具軸向的運(yùn)動(dòng)尺寸，其大小主要由被加工零件的孔深來決定，但也應(yīng)考慮一些輔助尺寸，如刀具的引入距離和超越量。 在數(shù)控機(jī)床上車螺紋時(shí)，沿螺距方向的z向進(jìn)給應(yīng)和機(jī)床主軸的旋轉(zhuǎn)保持嚴(yán)格的速比關(guān)系，因此應(yīng)避免在進(jìn)給機(jī)構(gòu)加速或減速過程中切削。為此要有引入距離1超越距離2。和的數(shù)值與機(jī)床拖動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性有關(guān)，與螺紋的螺距和螺紋的精度有關(guān)。一般為25mm，對(duì)大螺距和高精度的螺紋取大值；一般取的14左右。若螺紋收尾處沒有退刀槽時(shí)，收尾處的形狀與數(shù)控系統(tǒng)有關(guān)，一般按45o收尾。第3章 零件加工工藝分析如圖所示：零件結(jié)構(gòu)分析由圖我們可知，本零件上由圓柱面、圓錐面、圓弧面、內(nèi)孔、內(nèi)圓錐面、溝槽、倒角和螺紋等部分組成。零件車削加工成形輪廓的結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)雜、需兩頭加工，零件的加工精度和表面質(zhì)量要求都很高該零件重要的徑向加工部位