湖南工业大学2007届成人教育毕业论文
数控加工流程
院(系)、部：
学生姓名：陈誉绅
指导教师：华祖贤
专业：机电一体化
班级：
学号：
2009年12月
目录
摘要 (Ⅰ)
ABSTRACT (Ⅱ)
第一章数控机床 (2)
1.1数控车床的简介 (2)
1.2数控技术的发展趋势 (3)
1.2.1运行高速化，加工高精化 (3)
1.2.2多功能…………………………………………………………………………………４
1.2.3智能化…………………………………………………………………………………５
1.2.4网络化…………………………………………………………………………………５
1.2.5驱动并联化……………………………………………………………………………６
第二章数控机床的编程方法………………………………………………………６
2.1手工编程…………………………………………………………………………………６
2.2自动编程…………………………………………………………………………………６
2.3 CAD/CAM…………………………………………………………………………………６
第三章数控机床程序的编制………………………………………………………７
3.1数控编程的基本概念……………………………………………………………………７
3.2数控编程的基本步骤……………………………………………………………………７
3.3数控车床程序的编制……………………………………………………………………８
第四章数控机床刀具的选用……………………………………………………１０
4.1数控机床的刀具特点…………………………………………………………………１０
4.2数控车削的刀具与选用………………………………………………………………１０
第五章工艺的分析方法…………………………………………………………１２
5.1零件图的工艺性分析………………………………………………………………１２
5.2切削用量的选择……………………………………………………………………１２
5.2.1确定合理切削用量的意义………………………………………………………１２
5.2.2选择切削用量的一般原则………………………………………………………１３
5.2.3如何选择切削用量………………………………………………………………１３
5.2.4关于螺纹车削的主轴转速………………………………………………………１３
第六章工件的装夹与夹具的选择………………………………………………１４
6.1夹具的分类…………………………………………………………………………１５
6.2工件在数控车床上的装夹…………………………………………………………１５
第七章零件的加工编程实例…………………………………………………１７
7.1零件的工艺分析……………………………………………………………………１７
7.1.1图纸分析……………………………………………………………………………１７
7.1.2工艺处理……………………………………………………………………………１８
7.2刀具的选择及对刀……………………………………………………………………１８
7.3数值计算………………………………………………………………………………２０
7.4编写程序………………………………………………………………………………２０
7.5填写数控加工工具卡…………………………………………………………………２３
7.6控制尺寸精度的技巧…………………………………………………………………２３
结论………………………………………………………………………………２６参考文献…………………………………………………………………………２７致谢………………………………………………………………………………２８附录………………………………………………………………………………２９
数控加工流程
摘要
制造业是国民经济的命脉，机械制造业又是制造业中的支柱与核心。本文要讨论的是作为制造业的组成部分数控车床。主要内容有关于数控车床的编程方法、编程的注意事项、加工工艺分析、工件装夹、刀具的选用及刀位轨迹计算。将数控加工必备的工艺知识与数控编程方法有机地结合起来，反映了现代制造技术的新成就和新动向。利用数控编程加工实例，比较详细的说明了车削零件加工的方法与步骤。
关键词数控 ; 刀具 ; 编程 ; 加工
ABSTRACT
Manufacturing industry is the lifeline of the national economy, machinery manufacturing industry is the backbone of manufacturing and core. This paper to be discussed as an integral part of manufacturing CNC lathes. The main content of the programming on the CNC lathe, programming considerations, processing, process analysis, workpiece fixturing, tool selection and tool path calculation. CNC machining process will be necessary knowledge and NC programming method combined organically, reflecting the modern manufacturing technology, new achievements and new trends. The use of numerical control programming process instance, a more detailed explanation of the turning parts processing methods and procedures.
Key words nc ; tool ; programming ; processing
第一章数控机床（主要介绍数控车床）
1.1数控车床简介
数控车床又称为 CNC车床，即计算机数字控制车床，是目前国内使用量最大，覆盖面最广的一种数控机床，约占数控机床总数的25%。数控机床是集机械、电气、液压、气动、微电子和信息等多项技术为一体的机电一体化产品。是机械制造设备中具有高精度、高效率、高自动化和高柔性化等优点的工作母机。数控机床的技术水平高低及其在金属切削加工机床产量和总拥有量的百分比是衡量一个国家国民经济发展和工业制造整体水平的重要标志之一。数控车床是数控机床的主要品种之一，它在数控机床中占有非常重要的位置，几十年来一直受到世界各国的普遍重视并得到了迅速的发展。
数控车床、车削中心，是一种高精度、高效率的自动化机床。它具有广泛的加工艺性能，可加工直线圆柱、斜线圆柱、圆弧和各种螺纹。具有直线插补、圆弧插补各种补偿功能，并在复杂零件的批量生产中发挥了良好的经济效果。
数控车床按车削中心是在普通数控车床基础上发展起来的一种复合加工
机床。除具有一般二轴联动数控车床的各种车削功能外，车削中心的转塔刀架上有能使刀具旋转的动力刀座，主轴具有按轮廓成形要求连续（不等速回转）运动和进行连续精确分度的C轴功能，并能与X轴或Z轴联动，控制轴除X、Z、C轴之外，还可具有Y轴。可进行端面和圆周上任意部位的钻削、铣削和攻螺纹等加工，在具有插补功能的条件下，还可以实现各种曲面铣削加工。数控车床种类较多，但主体结构都是由：车床主体、数控装置、伺服系统三大部分组成。
数控的实质是通过特定处理方式下的数字信息（不边疆变化的数字量）去自动控制机械装置进行动作，它与通过连续变化的模拟量进行的程序控制（即顺序控制），有着截然不同的性质。由于数控中的控制信息，而处理这些短信息离不开计算机，因此将通过计算机进行自动控制的技术，简称为数控。这里讲的数控，特指用于机床加工中的数控（即机床数控）。除此之外，数控还广泛应用于测量、理化试验与分析、物质与信息的传输、建筑以及科学管理等领域。早期的数控机床的NC装置由各种逻辑元件、记忆元件组成随机逻辑电路，是固定接线的硬件结构，由硬件来实现数控功能，称作硬件数控，用这种技术实现的数控机床一般称作为NC机床。计算机数控
（Computer Numerical Control），简称CNC。现代数控系统是采用微处理器或专用微机的数控系统，由事先存放在存储器里的系统程序（软件）来实现控制逻辑，实现部分或分部数控功能，并通过接口与外围设备进行连接，称为CNC 系统，这样的机床一般称为CNC机床。
1.2数控技术的发展趋势
进入九十年代以来，随着国际上计算机技术突飞猛进的发展，控制理论等领域的最新技术成就，数控车床的工艺和工序将更加复合化和集中化。即把各种工序（如车、铣、钻等）都集中在一台数控车床上来完成。目前国际上出现的双主轴结构就是这种构思的体现。
采用四轴三联动配置，线性轴X/Y/Z及旋转C轴，C轴绕主轴旋转。机床除具备一般的车削功能外，还具备在零件的端面和外圆面上进行铣加工的功能。
双主轴、3刀塔的复合加工CNC车床可以同时连续对零部件进行车削、铣削加工，只需进行一次装夹就可以完成对零部件的全加工。
1.2.1运行高速化，加工高精化
数控系统采用32位以上的微处理器，使数控系统的输入、译码、算计、输出等环节都在高速下完成，并可提高数控系统的分辩率及实现连续小程序段的高速、高精加工。
目前正在开发的采用64位中央处理单元（CPU）的新型数控系统，增强了插补运算功能、快速进给功能，实现了高速加工，实现了多轴控制功能，一般控制轴数为3—15轴，最多24轴，同时控制轴数可达3—6轴。
速度和精度是数控设备的两个重要指标，它们是数控技术永恒追求的目标。因为它直接关系到加工效率和产品质量。新一代数控设备在运行高速化、加工高精化等方面都有了更高的要求。
（1）运行高速化
使进给率、主轴转速实现高速化，并且具有高加（减）速率。
（2）进给率高速化
①在分辨率为1 m时，Fmax=240m/min。在Fmax下可获得复杂型面的精确加工。
②在程序段长度为1mm时，Fmax=30m/min，并且具有1.5g的加减速率
（3）主轴高速化
①采用电主轴（内装式主轴电机），即主轴电机的转子轴就是主轴部件。
②主轴最高转速达200000r/min。
③主轴转速的最高加（减）速为1.0g ，即仅需1.8秒即可从0提速到15000r/min。（4）加工高精化
提高机械设备的制造和装配精度；提高数控系统的控制精度；采用误差补偿技术。
（5）提高CNC系统控制精度：
①采用高速插补技术，以微小程序段实现连续进给，使CNC控制单位精细化。
②采用高分辨率位置检测装置，提高位置检测精度（日本交流伺服电机已有装上106 脉冲/转的内藏位置检测器，其位置检测精度能达到0.01m/脉冲）。
③位置伺服系统采用前馈控制与非线性控制等方法。
（6）采用误差补偿技术
①采用反向间隙补偿、丝杆螺距误差补偿和刀具误差补偿等技术。
②设备的热变形误差补偿和空间误差的综合补偿技术。研究结果表明，综合误差补偿技术的应用可将加工误差减少60％～80％。三井精机的JidicH5D型超精密卧式加工中心的定位精度为±0.1m。
由于计算机技术的不断进步，促进了数控技术水平的提高，数控装置、进给伺服驱动装置和主轴伺服驱动装置的性能也随之提高，使得现代的数控设备在新的技术水平下，可同时具备运行高速化、加工高精化的性能。
1.2.2多功能
数控系统具有多种监控、检测及补偿功能。如刀具磨损的检测、系统的精度及热变的检测等，还具有刀具寿命管理、刀具长度偏置、刀具半径补偿、刀尖补偿、螺距补偿等功能。大多数现代数控机床都采用CRT显示，可以进行二维图形的轨迹显示，有的还可以实现三维彩色动态图形显示。借助CRT，利用键盘可以实现程序的输入、编辑、修改和删除等功能。现代数控系统具有硬件、软件及故障自诊断功能。
1.2.3智能化
在现代数控系统中，引进了自适应控制技术。自适应控制技术是能调节在加工过程中所测得的工作状态特性，且能使切削过程达到并维持最佳状态的技术。随着人工智能技术的不断发展，并为满足制造业生产柔性化、制造自动化发展需求，数控技术智能化程度不断提高，具体体现在以下几个方面：
（1）工件自动检测，自动定心。
（2）刀具被损检测及自动更换备用刀具。
（3）刀具寿命及刀具收存情况管理。
（4）负载监控、数据管理、维修管理。
（5）利用前馈控制实时补偿矢量的功能。
（6）根据加工时的热变形，对滚珠杆等伸缩进行实时补偿的功能。
1.2.4网络化
支持网络通讯协议，既满足单机需要，又能满足FMC、FMS、CIMS对基层设备集成要求的数控系统，该系统是形成“全球制造”的基础单元。
①网络资源共享。
②数控机床的远程（网络）监视、控制。
③数控机床的远程（网络）培训与教学（网络数控）
④数控装备的数字化服务（数控机床故障的远程（网络）诊断、远程维护、电子商务等）。
1.2.5驱动并联化
（1）并联结构机床是现代机器人与传统加工技术相结合的产物；
（2）由于它没有传统机床所必需的床身、立柱、导轨等制约机床性能提高的结构，（3）具有现代机器人的模块化程度高、重量轻和速度快等优点。
第二章数控机床的编程方法
2.1手工编程
由人工完成零件图样分析、工艺处理、数值计算、书写程序清单直到程序的输入和检验。适用于点位加工或几何形状不太复杂的零件，不仅费时，而且编制复杂零件还容易出错。
2.2自动编程
自动编程是用计算机把输入的零件图纸信息改写成数控机床能执行的数控加
工程序，也就是说数控编程的大部分工作由计算机来实现。
利用CAD或者CAM软件，实现造型及图象自动编程。其中典型的是Master CAM 软件，其可以完成铣削二坐标、三坐标、四坐标和五坐标、车削、线切割的编程，这种软件功能单一，简单易学。
2.3 CAD/CAM
利用CAD/CAM软件，实现造型及图象自动编程。最为典型的软件是Master CAM，其可以完成铣削二坐标、三坐标、四坐标和五坐标、车削、线切割的编程，此类软件虽然功能单一，但简单易学，价格较低，仍是目前中小企业的选择。
第三章数控机床程序的编制
3.1数控编程的基本概念
数控编程是数控加工准备阶段的主要内容之一，通常包括分析零件图样，确定加工工艺过程；计算走刀轨迹，得出刀位数据；编写数控加工程序；制作控制介质；校对程序及首件试切。有手工编程和自动编程两种方法。总之,它是从零件图纸到获得数控加工程序的全过程。
数控编程分为手工编程和自动编程.手工编程是指编程的各个阶段均由人工完成。对于几何形状复杂的零件需借助计算机使用规定的数控语言编写零件源程序，经过处理后生成加工程序，称为自动编程。
数控编程同计算机编程一样也有自己的"语言",但有一点不同的是,现在
电脑发展到了以微软的Windows为绝对优势占领全球市场.数控机床就不同了,它还没发展到那种相互通用的程度,也就是说,它们在硬件上的差距造就了它
们的数控系统一时还不能达到相互兼容.所以,当我们要对一个毛坯进行加工时,首先要以我们已经拥有的数控机床的数控系统编程.
编程就是将加工零件的加工顺序、刀具运动轨迹的尺寸数据、工艺参数（主运动和进给运动速度、切削深度）以及辅助操作（换刀、主轴正反转、冷却液开关、刀具夹紧、松开等）加工信息，用规定的文字、数字、符号组成的代码，按一定格式编写成加工程序。
随着数控技术的发展，先进的数控系统不仅向用户编程提供了一般的准备功能和辅助功能，而且为编程提供了扩展数控功能的手段。FANUC 6M数控系统的参数编程，应用灵活，形式自由，具备计算机高级语言的表达式、逻辑运算及类似的程序流程，使加工程序简练易懂，实现普通编程难以实现的功能。
3．2数控编程的步骤
数控编程是指从零件图纸到获得数控加工程序的全部工作过程。如图1所示，编程工作主要包括：
图1 数控程序编制的内容及步骤
3.3数控车床程序的编制
数控车削加工包括内外圆柱面的车削加工、端面车削加工、钻孔加工、螺纹加工、复杂外形轮廓回转面的车削加工等。
（1）F功能：
F功能指令用于控制切削进给量。在程序中，有两种使用方法：F后面的数字表示的是主轴每转进给量，单位为mm/r；F后面的数字表示的是每分钟进给量，单位为 mm/min。
（2）S功能：
S后面的数字表示主轴转速，单位为r/min。S后面的数字表示的是最高转速：r/min。S后面的数字表示的是恒定的线速度：m/min。
（3）T功能：
T功能指令用于选择加工所用刀具。T后面通常有两位数表示所选择的刀具号码。但也有T后面用四位数字，前两位是刀具号，后两位是刀具长度补偿号，又是刀尖圆弧半径补偿号。
（4）M功能：
M00：程序暂停，可用NC启动命令（CYCLE START）使程序继续运行；
M01：计划暂停，与M00作用相似，但M01可以用机床“任选停止按钮”选择是否有效；
M03：主轴顺时针旋转；
M04：主轴逆时针旋转；
M05：主轴旋转停止；
M08：冷却液开；
M09：冷却液关；
M30：程序停止，程序复位到起始位置。
第四章数控刀具的选用
4.1 数控机床的刀具特点
切削刀具由传统的机械工具实现了向高科技产品的飞跃，刀具的切削性能有显著的提高。切削技术由传统的切削工艺向创新制造工艺的飞跃，大大提高了切削加工的效率。刀具工业由脱离使用、脱离用户的低级阶段向面向用户、面向使用的高级阶段的飞跃，成为用户可利用的专业化的社会资源和合作伙伴。切削刀具从低值易耗品过渡到全面进入“三高一专（高效率、高精度、高可靠性和专用化）”的数控刀具时代，实现了向高科技产品的飞跃。成为现代数控加工技术的关键技术。与现代科学的发展紧密相连，是应用材料科学、制造科学、信息科学等领域的高科技成果的结晶。
4.2 数控车削的刀具与选用
（1）刀片形状的选择：正型（前角）刀片：对于内轮廓加工，小型机床加工，工艺系统刚性较差和工件结构形状较复杂应优先选择正型刀片。负型（前角）刀片：对于外圆加工，金属切除率高和加工条件较差时应优先选择负型刀片。
（2）一般外圆车削常用80°凸三角形、四方形和80 °菱形刀片；仿形加工常用55 °、35 °菱形和圆形刀片；在机床刚性、功率允许的条件下，大余量、粗加工应选择刀尖角较大的刀片，反之选择刀尖角较小的刀片。
（3）前角的作用。大负前角用于：切削硬材料；需切削刃强度大，以适应断续切削、切削含黑皮表面层的加工条件。大正前角用于：切削软质材料易切削材料被加工材料及机床刚性差时。
（4）后角的作用：小后角用于：切削硬材料；需切削刃强度高时。大后角用于：切削软材料；切削易加工硬化的材料。
（5）主偏角的作用：大主偏角用于：切深小的精加工；切削细而长的工件；机床刚性差时。小主偏角用于：工件硬度高，切削温度大时；大直径零件的粗加工；机床刚性高时。
（6）副偏角具有减少已加工表面与刀具摩擦的功能。一般为5°～15°。
（7）刃倾角是前刀面倾斜的角度。重切削时，切削开始点的刀尖上要承受很大的冲击力，为防止刀尖受此力而发生脆性损伤，故需有刃倾角。推荐车削时为3°～5°。
第五章工艺分析方法
数控机床的加工工艺与通用机床的加工工艺有许多相同之处，但在数控机床上加工零件比通用机床加工零件的工艺规程要复杂得多。在数控加工前，要将机床的运动过程、零件的工艺过程、刀具的形状、切削用量和走刀路线等都编入程序，这就要求程序设计人员具有多方面的知识基础。合格的程序员首先是一个合格的工艺人员，否则就无法做到全面周到地考虑零件加工的全过程，以及正确、合理地编制零件的加工程序。
5.1零件图的工艺性分析
（1）分析零件的几何要素
首先从零件图的分析中,了解工件的外形、结构,工件上须加工的部位,及其形状、尺寸精度、和表面粗糙度；了解各加工部位之间的相对位置和尺寸精度；了解工件材料及其它技术要求。从中找出工件经加工后，必须达到的主要加工尺寸和重要位置尺寸精度。
（2）分析了解工件的工艺基准
包括其外形尺寸、在工件上的位置、结构及其他部位的相对关系等。对于复杂工件或较难辨工艺基准的零件图，尚需详细分析有关装配图，了解该零件的装。
5.2切削用量的选择
5.2.1确定合理切削用量的意义
数控加工时对同一加工过程选用不同的切削用量，会产生不同的切削效果。合理的切削用量应能保证工件的质量要求（如加工精度和表面粗糙度），在切削系统强度、刚性允许的条件下充分利用机床功率，最大限度地发挥刀具的切削性能，并保证刀具具有一定的使用寿命。
5.2.2选择切削用量的一般原则
(1)粗车时切削用量的选择
粗车时一般以提高效率为主，兼顾经济性和加工成本。提高切削速度、加大进给量和切削深度都能提高生产率。其中切削速度对刀具寿命的影响最大，切削深度对刀具寿命的影响最小，所以考虑粗加工切削用量时首先应选择一个尽可能大的切削深度，以减少进给次数，其次选择较大的进给速度，最后在刀具使用寿命和机床功率允许的条件下选择一个合理的切削速度。
(2)精车、半精车时切削用量的选择
精车和半精车的切削深度是根据零件加工精度和表面粗糙度要求及粗车后留下的加工余量决定的，一般情况是一次去除余量。当零件精度要求较高时，通常留0.2~ 0.4 mm （直径值）的精车余量。精车和半精车的切削深度较小，产生的切削力也较小，所以可在保证表面粗糙度的情况下适当加大进给量。
5.2.3如何选择切削用量
(1)切削用量一般可以根据刀具供应商所提供的刀具样本数据来确定，这是比较快捷而稳妥的方法；也可以根据经验或试切来确定。
(2)查阅切削用量手册。
(3)生产实践经验。
5.2.4关于螺纹车削的主轴转速
(1)数控车螺纹时，会受到以下几方面的影响：
①螺纹加工程序段中的导程值，相当于进给量f (mm / r)，如果将机床的主轴转速选择过高，其换算后的进给速度 F(mm / min) 则必定大大超过正常值。
②刀具在其位移过程的始 / 终，都将受到伺服驱动系统升 / 降频率和数控装置插补运算速度的约束，由于升 /降频率特性满足不了加工需要等原因，则可能因主进给运动产生出的“超前”和“滞后”而导致部分螺牙的螺距不符合要求。
③车削螺纹必须通过主轴的同步运行功能而实现，即需要主轴编码器。当其主轴转速选择过高，通过编码器发出的定位脉冲（即主轴每转一周时所发出的一个基准脉冲信号）将可能因“过冲”（特别是当编码器的质量不稳定时）而导致工件螺纹产生乱纹（俗称“烂牙”）。
(2)鉴于上述原因，不同的数控系统车螺纹时推荐不同的主轴转速范围，大多数经济型数控车床的数控系统推荐车螺纹时主轴转速如下：
n≤1200 / P – k
公式中：P ——被加工螺纹导程，mm；
k ——保险系数，一般为80。
第六章工件的装夹和夹具选择
6.1夹具的分类
机床夹具的种类很多，按使用机床类型分类，可分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、加工中心夹具和其他夹具等。按驱动夹具工作的动力源分类，可分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、电动夹具、磁力夹具和自夹紧夹具等。按专门化程度可分为以下几种类型的夹具：
通用夹具是指已经标准化、无需调整或稍加调整就可以用来装夹不同工件的夹具。如三爪卡盘、四爪卡盘、平口虎钳和万能分度头等。这类夹具主要用于单件小批生产。
专用夹具是指专为某一工件的某一加工工序而设计制造的夹具。结构紧凑，操作方便，主要用于固定产品的大量生产。
组合夹具是指按一定的工艺要求，由一套预先制造好的通用标准元件和部件组装而成的夹具。使用完毕后，可方便地拆散成元件或部件，待需要时重新组合成其他加工过程的夹具。适用于数控加工、新产品的试制和中、小批量的生产。
可调夹具包括通用可调夹具和成组夹具，它们都是通过调整或更换少量元件就能加工一定范围内的工件，兼有通用夹具和专用夹具的优点。通用可调夹具适用范围较宽，加工对象并不十分明确；成组夹具是根据成组工艺要求，针对一组形状及尺寸相似、加工工艺相近的工件加工而设计的，其加工对象和范围很明确，又称为专用可调夹具。数控机床夹具常用通用可调夹具、组合夹具。
6.2工件在数控车床上的装夹
（1）常用装夹方式：三爪自定心卡盘装夹；两顶尖之间装夹；卡盘和顶尖装夹；双三爪定心卡盘装夹。
（2）采用找正的方法：找正装夹时必须将工件的加工表面回转轴线（同时也是工件坐标系Z轴）找正到与车床主轴回转中心重合。一般为打表找正。通过调整卡爪，使工件坐标系Z轴与车床主轴的回转中心重合。
（3）薄壁零件的装夹：薄壁零件容易变形，普通三爪卡盘受力点少，采用开缝套筒或扇形软卡爪，可使工件均匀受力，减小变形。也可以改变夹紧力的作用点，采用轴向夹紧的方式。
第七章零件加工编程实例
7.1零件的工艺分析：
毛坯尺寸ф50×114。
图1 车削加工实例
7.1.1、图纸分析
（1）加工内容：此零件加工包括车端面，外圆，倒角，圆弧，螺纹，槽等。
（2）工件坐标系：该零件加工需调头，从图纸上尺寸标注分析应设置2个坐标系，2个工件零点均定于装夹后的右端面（精加工面）
①装夹ф50外圆，平端面，对刀，设置第1个工件原点。此端面做精加工面，以后不再加工。
②调头装夹ф48外圆，平端面，测量总长度，设置第2个工件原点（设在精加工端面上）
（3）换刀点：（120，200）
（4）公差处理：尺寸公差取中值。
7.1.2、工艺处理
工步和走刀路线的确定，按加工过程确定走刀路线如下：
装夹ф50外圆表面，探出65mm,粗加工零件左侧外轮廓：2×45°倒角，ф48外圆，R20，R16，R10圆弧。
精加工上述轮廓。
手工钻孔，孔深至尺寸要求。
粗加工孔内轮廓。
精加工孔内轮廓。
调头装夹ф48外圆，粗加工零件右侧外轮廓：2×45°倒角，螺纹外圆，ф36端面，锥面，ф48外圆到圆弧面。
精加工上述轮廓。
切槽。
螺纹加工。
7.2刀具的选择及对刀
刀具的选择和切削用量的确定，根据加工内容确定所用刀具如图2所示：
图2 刀具选择图
T0101外轮廓粗加工：刀尖圆弧半径0.8mm,切深2mm，主轴转速800r/min,进给速度150mm/min。
T0202外轮廓精加工：刀尖圆弧半径0.8mm,切深0.5mm，主轴转速1500r/min,进给速度80mm/min。
T0303切槽：刀宽4mm，主轴转速450r/min,进给速度20mm/min。
T0404加工螺纹：刀尖角60°，主轴转速400r/min,进给速度2mm/r（螺距）。
T0505钻孔：钻头直径16mm，主轴转速450r/min。
T0606内轮廓粗加工：刀尖圆弧半径0.8mm,切深1mm，主轴转速500r/min,进给速度100mm/min。
T0707内轮廓精加工：刀尖圆弧半径0.8mm,切深0.4mm，主轴转速800r/min,进给速度60mm/min。
7.3数值计算
未知点坐标计算：P1(40.7,-33.52),P2(42.95,-53.36)
螺纹尺寸计算：螺纹外圆＝32-0.2=31.8
7.4编写程序
外圆
O0002；
T0404；钻头
M03 S500；
G00 Z5；
X0；
G01 Z-50 F0.15；
G04 X3；
G01 Z10 F0.6；
G00 X80 Z80；
M06 T0303；内孔刀
G00 Z10；
X0；
G01 Z-28 F0.2；
X10；
X19 Z-10；
Z5；
G00 X100；
Z100；
M05；
M30；
外圆
T0101；外圆刀
M03 S600；
N10 G00 X30 Z5；
G71 Q3 R1.5；
G71 P20 Q110 u0.5 w0.3 F0.2；
N20 G01 Z0 F0.2；
N30 X30 Z-2；
N40 Z-30；
N50 X36；
N60 X45 Z-42；
N70 Z-52；
N80 G02 X42.95 Z-53.36 R10 F0.2；
N90 G03 X40.7 Z-73.5 R16 F0.2；
N100 G02 X45 Z-84 R20 F0.2；
N110 G01 Z-112 F0.2；
N120 G00 X100；
Z100；
M06 T0202；切断刀
M03 S400；
N130 G00 Z-30；
X40；
G01 X28 F0.15；
G04 X3；
G01 X40 F0.2
G00 X100；
Z100；
M05；
M30；
7.5填写数控加工工序卡
表2轴类的数控加工工序卡片
7.6 控制尺寸精度的技巧
数控加工工艺大作业指导书 一．大作业目的 通过数控加工工艺大作业练习，使学生掌握零件的数控加工工艺的分析方法。 二．大作业内容 1.分析与制定轴类零件数控加工工艺。 2.分析与制定型腔凸台零件数控加工工艺。 3.分析与制定升降台铣床的支承套零件数控加工工艺。三．大作业完成步骤 1.零件图工艺分析； 2.选择设备； 3.确定零件的定位基准和装夹方式； 4.确定加工顺序及进给路线； 5.刀具选择； 6.确定切削用量； 7.填写数控加工工艺文件。 四、进行数控加工工艺分析时需要考虑的因素 1．数控加工工艺的基本特点 数控机床加工工艺与普通机床加工工艺在原则上基本相同，但数控加工的整个过程是自动进行的，因而又有其特点。 1）数控加工的工序内容比普通机床的加工的工序内容
复杂。这是因为数控机床价格昂贵，若只加工简单的工序，在经济上不合算，所以在数控机床上通常安排较复杂的工序，甚至是在通用机床上难以完成的那些工序。 2）数控机床加工程序的编制比普通机床工艺规程编制复杂。这是因为在普通机床的加工工艺中不必考虑的问题，如工序内工步的安排、对刀点、换刀点及走刀路线的确定等问题，在数控加工时，这一切都无例外地都变成了固定的程序内容，正由于这个特点，促使对加工程序的正确性和合理性要求极高，不能有丝毫的差错，否则加工不出合格的零件。 2．数控加工工艺分析的主要内容 根据数控加工的实践，数控加工工艺主要包括以下方面：1）选择适合在数控机床上加工的零件和确定工序内容； 2）零件图纸的数控工艺性分析； 3）制订数控工艺路线，如工序划分、加工顺序的安排、基准选择、与非数控加工工艺的衔接等； 4）数控工序的设计，如工步、刀具选择、夹具定位与安装、走刀路线确定、测量、切削用量的确定等； 3．数控加工零件的合理选择 在数控机床上加工零件时，一般有两种情况。第一种情况：有零件图样和毛坯，要选择适合加工该零件的数控机床。第二种情况：已经有了数控机床，要选择适合在该机床上加工的零件。无论哪种情况，考虑的主要因素主要有，毛坯的
毕业论文 （2013届） 题目：铣削零件数控加工工艺及程序设计 姓名： 学号： 系部： 班级： 指导教师： 2013年4月
铣削零件数控加工工艺及程序设计 摘要：数控技术及数控机床在当今机械制造业中的重要地位和巨大效益，显示了其在国家基础工业现代化中的战略性作用，并已成为传统机械制造工业提升改造和实现自动化、柔性化、集成化生产的重要手段和标志。数控技术及数控机床的广泛应用，给机械制造业的产业结构、产品种类和档次以及生产方式带来了革命性的变化。数控机床是现代加工车间最重要的装备。在数控编程中，工艺分析和工艺设计是至观重要的，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，确定切削用量，安排加工顺序，制定走刀路线等。在编程过程中，还要对一些工艺问题（如对刀点，换刀点，刀具补偿等）做相应处理。因此程序编制中的工艺分析和工艺设计是一项十分重要的工作。 本文根据铣削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，依据分析的结果，对该零件进行了数控加工工艺设计，并编制了工艺卡片、数控加工工序卡片和刀具卡片等。 关键词：数控编程刀具切削用量加工程序 一、绪论 随着数控技术的发展，数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，它对国计民生的一些重要行业的发展起着越来越重要的作用。 数字控制机床简称数控机床，这是一种将数字计算技术应用于机床的控制技术。它把机械加工过程中的各种控制信息用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置。经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。数控机床较好地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题，是一种柔性的、高效能的自动化机床，代表了现代机床控制技术的发展方向，是一种典型的机电一体化产品。 1.数控机床的组成及工作原理 数控机床是数字控制机床（Computer numerical control machine tools）的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，从而使机床动作数控折弯机并加工零件。
第1章数控加工的切削基础 一、单项选择题 1、切削脆性金属材料时，材料的塑性很小，在刀具 前角较小、切削厚度较大的情况下，容易产生 （ D）。 （A）带状切屑（B）挤裂切屑（C）单元切屑(D) 崩碎切屑 2、切削用量是指（D）。 （A）切削速度（B）进给量（C）切削深度（D）三者都是 3、切削用量选择的一般顺序是（A）。 （A）a p-f-v c（B）a p- v c -f（C）v c -f-a p（D）f-a p- v c 4、确定外圆车刀主后刀面的空间位置的角度有（C）。 （A）γo和αo（B）αo和K r′ （C）K r和αo（D）λs和K r′ 5、分析切削层变形规律时，通常把切削刃作用部位的金属划分为（C ）变形区。 （A）二个（B）四个（C）三个（D）五个 6、在切削平面内测量的车刀角度是（D）。 （A）前角（B）后角（C）楔角（D）刃倾角 7、车削用量的选择原则是：粗车时，一般（A）， 最后确定一个合适的切削速度v。（A）应首先选择 尽可能大的吃刀量ap，其次选择较大的进给量f； （B）应首先选择尽可能小的吃刀量ap，其次选择 较大的进给量f； （C）应首先选择尽可能大的吃刀量ap，其次选择 较小的进给量f； （D）应首先选择尽可能小的吃刀量ap，其次选择 较小的进给量f。 8、车削时的切削热大部分由（C ）传散出去。 （A）刀具（B）工件（C）切屑（D）空气 9、切削用量三要素对刀具耐用度的影响程度为（C ） （A）背吃刀量最大，进给量次之，切削速度最小； （B）进给量最大，背吃刀量次之，切削速度最小； （C）切削速度最大，进给量次之，背吃刀量最小； （D）切削速度最大，背吃刀量次之，进给量最小； 10、粗车细长轴外圆时，刀尖的安装位置应（A ），目的是增加阻尼作用。 （A）比轴中心稍高一些（B）与轴中心线等高 （C）比轴中心略低一些（D）与轴中心线高度无关 11、数控编程时，通常用F指令表示刀具与工件的相对运动速度，其大小为（C ）。 （A）每转进给量f （B）每齿进给量f z （C）进给速度v f（D）线速度v c 12、刀具几何角度中，影响切屑流向的角度是（B ）。 （A）前角；（B）刃倾角；（C）后角；（D）主偏角。 13、切断、车端面时，刀尖的安装位臵应（B ），否则容易打刀。 （A）比轴中心略低一些；（B）与轴中心线等高； （C）比轴中心稍高一些；（D）与轴中心线高度无关。 14、（A）切削过程平稳，切削力波动小。 （A）带状切屑（B）节状切屑（C）粒状切屑（D）崩碎切屑 15、为提高切削刃强度和耐冲击能力，脆性刀具材料通常选用（B ）。 （A）正前角；（B）负前角；（C）0°前角；（D）任意前角。 二、判断题（正确的打√，错误的打×） 1、用中等切削速度切削塑性金属时最容易产生积屑 瘤。( √) 2、在金属切削过程中，高速加工塑性材料时易产生 积屑瘤，它将对切削过程带来一定的影响。( ×) 3、刀具前角越大，切屑越不易流出、切削力也越大，但刀具的强度越高。（×） 4、主偏角增大，刀具刀尖部分强度与散热条件变差。（√） 5、精加工时首先应该选取尽可能大的背吃刀量。（×） 6、外圆车刀装得低于工件中心时，车刀的工作前角减小，工作后角增大。（√） 7、进给速度由F指令决定，其单位为m/min。（×） 8、前角增加，切削力减小，因此前角越大越好。（×） 9、背吃刀量是根据工件加工余量进行选择的，因而与机床功率和刚度无关。（×） 10、选择合理的刀具几何角度以及适当的切削用量都 能大大提高刀具的使用寿命。（×）
工序号1 工序名称钻孔 毛坯材料棒料 毛坯种类锻件 毛坯尺寸Φ50x130mm 每坯件数1 每台太数1 设备编号 设备名称数控车床 夹具编号 夹具名称三爪卡盘 冷却液 工序工时 工 步号工步内容单边余 量 走刀长度） 工艺装备 切削速 度 主轴转 速 走刀量 走刀次 数 吃刀深度工时定额 刀量量、辅具12345机动辅助 1中心钻3mm26mm12001 2钻孔3026mm500 设计（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）
工序号2 工序名称粗、精车左端内轮廓 毛坯材料棒料 毛坯种类锻件 毛坯尺寸Φ50x130mm 每坯件数1 每台太数1 设备编号 设备名称数控车床 夹具编号 夹具名称三爪卡盘 冷却液 工序工时 工 步号工步内容单边余 量 走刀长度） 工艺装备 切削速 度 主轴转 速 走刀量 走刀次 数 吃刀深度工时定额 刀号量、辅具12345机动辅助 1粗车零件左端内轮廓126T0101游卡6002 2精车零件左端内轮廓26T0101游卡10001 设计（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）
工序号2 工序名称粗、精车零件左端外轮廓 毛坯材料棒料 毛坯种类锻件 毛坯尺寸Φ50x130mm 每坯件数1 每台太数1 设备编号 设备名称数控车床 夹具编号 夹具名称三爪卡盘 冷却液 工序工时 工 步号工步内容单边余 量 走刀长度） 工艺装备 切削速 度 主轴转 速 走刀量 走刀次 数 吃刀深度工时定额 刀号量、辅具12345机动辅助 1粗车零件左端外轮廓235T0202游卡5002 2精车零件左端外轮廓35T0202游卡10001 设计（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）
数控加工工序与工步的划分 （1）工序的划分 在数控机床上加工零件，工序可以比较集中，在一次装夹中尽可能完成大部分或全部工序。一般工序划分有以下几种方式： 1）按零件装卡定位方式划分工序 由于每个零件结构形状不同，各加工表面的技术要求也有所不同，故加工时，其定位方式则各有差异。一般加工外形时，以内形定位；加工内形时又以外形定位。因而可根据定位方式的不同来划分工序。如图2-17所示的片状凸轮，按定位方式可分为两道工序，第一道工序可在普通机床上进行。以外圆表面和b平面定位加工端面a和φ22h7的内孔，然后再加工端面b和φ4h7的工艺孔；第二道工序以已加工过的两个孔和一个端面定位，在数控铣床上铣削凸轮外表面曲线。 2）粗、精加工划分工序 [根据零件的加工精度、刚度和变形等因素来划分工序时，可按粗、精加工分开的原则来划分工序，即先粗加工再精加工。此时可用不同的机床或不同的刀具进行加工。通常在一次安装中，不允许将零件某一部分表面加工完毕后，再加工零件的其他表面。如图2-18所示的零件，应先切除整个零件的大部分余量，再将其表面精车一遍，以保证加工精度和表面粗糙度的要求。 3）按所用刀具划分工序
&为了减少换刀次数，压缩空程时间，减少不必要的定位误差，可按刀具集中工序的方法加工零件，即在一次装夹中，尽可能用同一把刀具加工出可能加工的所有部位，然后再换另一把刀加工其他部位。在专用数控机床和加工中心中常采用这种方法。 2）工步的划分 工步的划分主要从加工精度和效率两方面考虑。在一个工序内往往需要采用不同的刀具和切削用量，对不同的表面进行加工。为了便于分析和描述较复杂的工序，在工序内又细分为工步。下面以加工中心为例来说明工步划分的原则： 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开进行。 2）对于既有铣面又有镗孔的零件，可先铣面后镗孔，使其有一段时间恢复，可减少由变形引起的对孔的精度的影响。 3）按刀具划分工步。某些机床工作台回转时间比换刀时间短，可采用按刀具划分工步，以减少换刀次数，提高加工生产率。 总之，工序与工步的划分要根据具体零件的结构特点、技术要求等情况综合考虑。（液压英才网豆豆转载）
《数控加工工艺学》课程标准 （数控专业） 职业技术教育中心 二〇一四年五月八日
目录 1.概述 (3) 1.1课程性质 (3) 1.2课程设计思路 (3) 2．课程目标 (3) 3．课程内容和要求 (4) 4．实施建议 (8) 4.1 教学建议 (8) 4.2 教材编写建议 (9) 4.3考核评价建议 (9) 4.4实验实训设备配置建议课程资源的开发与利用 (10)
一、概述 （一）课程性质 1、授课对象 《数控加工工艺学》课程是一门以数控技术基本理论为基础，并与生产实际紧密相关的专业理论课。课程要体现以就业为导向，以学生职业能力发展为本的思想。它的主要授课对象是数控专业二年级的学生，目的是为了让学生掌握数控加工工艺的技能。 2、参考课时 总课时为210课时，理论教学课140时，实践教学70课时。 3、课程性质 《数控加工工艺学》课程是中等职业学校数控专业学生必修的专业课程，也是一门重要的专业基础课程。本课程的内容包括：数控入门知识、数控机床的组成，数控编程基础、数控机床切削加工工艺和数控机床电加工工艺。 （二）课程设计思路 1．知识与技能并重，通过实践巩固知识，通过知识的掌握扩展实践方法和技巧。 2．任务驱动，促进以学生为中心的课程教学改革。 3．设置学生思考和实践环节。 二、课程目标 （一）总目标 使学生掌握数控机床加工操作工所需要的技术基础理论；对本专业所需要的数控加工技术具有一定的分析、处理能力；能与数控加工编程和数控机床操作实训课程相配合，掌握数控加工全过程所必需的基础理论，为其职业生涯的发展和终身学习奠定基础。 （二）具体目标 1、知识教学目标 熟悉数控与数控机床的概念；掌握数控机床的工作原理；了解数控技术的发展。了解数控机床各部分的组成及工作原理。以手工编程作为重点，掌握数控编
数控加工工艺课程设计指导书 一．设计目的 通过数控加工工艺课程设计，掌握零件的数控加工工艺的编制及加工方法。二．设计内容 编制中等复杂程度典型零件的数控加工工艺。 三．设计步骤 （一）零件的工艺分析 无论是手工编程还是自动编程，在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析，拟定加工方案，选择合适的刀具，确定切削用量。在编程中，对一些工艺问题（如对刀点、加工路线等）也需做一些处理。因此程序编制中的零件的工艺分析是一项十分重要的工作。 1．数控加工工艺的基本特点 数控机床加工工艺与普通机床加工工艺在原则上基本相同，但数控加工的整个过程是自动进行的，因而又有其特点。 1）数控加工的工序内容比普通机床的加工的工序内容复杂。这是因为数控机床价格昂贵，若只加工简单的工序，在经济上不合算，所以在数控机床上通常安排较复杂的工序，甚至是在通用机床上难以完成的那些工序。 2）数控机床加工程序的编制比普通机床工艺规程编制复杂。这是因为在普通机床的加工工艺中不必考虑的问题，如工序内工步的安排、对刀点、换刀点及走刀路线的确定等问题，在数控加工时，这一切都无例外地都变成了固定的程序内容，正由于这个特点，促使对加工程序的正确性和合理性要求极高，不能有丝毫的差错，否则加工不出合格的零件。 2．数控加工工艺的主要内容 根据数控加工的实践，数控加工工艺主要包括以下方面： 1）选择适合在数控机床上加工的零件和确定工序内容； 2）零件图纸的数控工艺性分析； 3）制订数控工艺路线，如工序划分、加工顺序的安排、基准选择、与非数控加工工艺的衔接等； 4）数控工序的设计，如工步、刀具选择、夹具定位与安装、走刀路线确定、测量、切削用量的确定等； 5）调整数控加工工艺程序，如对刀、刀具补偿等； 6）分配数控加工中的容差； 7）处理数控机床上部分工艺指令。 3．数控加工零件的合理选择 程序编制前对零件进行工艺分析时，要有机床说明书、编程手册、切削用量表、标准工具、夹具手册等资料，方能进行如下一些问题的研究。 在数控机床上加工零件时，一般有两种情况。第一种情况：有零件图样和毛坯，要选择适合加工该零件的数控机床。第二种情况：已经有了数控机床，要选择适合在该机床上加工的零件。无论哪种情况，考虑的主要因素主要有，毛坯的材料和类型、零件轮廓形状复杂程度、尺寸大小、加工精度、零件数量、热处理要求等。概括起来有三点，即零件技术要求能否保证，对提高生产率是否有利，经济上虽否合算。 根据国内外数控技术应用实践，数控机床通常最适合加工具有以下特点的零件：
日照职业技术学院毕业设计（论文） 数控加工工艺 姓名 : 付卫超 院部：机电工程学院 专业：数控设备应用与维护 指导教师：张华忠 班级： 11级数控设备应用与维护二班 2014年05月
随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，数控加工技术对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为效率和质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。而对于数控加工，无论是手工编程还是自动编程，在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析，拟定加工方案，选择合适的刀具，确定切屑用量，对一些工艺问题（如对刀点、加工路线等）也需要做一些处理，并在加工过程掌握控制精度的方法，才能加工出合格的产品。 本文根据数控机床的特点。针对具体的零件，进行了工艺方案的分析，工装方案的确定，刀具和切屑用量的选择，确定加工顺序和加工路线，数控加工程序编制。通过整个工艺的过程的制定，充分体现了数控设备在保证加工精度、加工效率、简化工序等方面的优势。 关键词工艺分析加工方案进给路线控制尺寸
第1章前言-----------------------------------第2页第2章工艺方案的分析-------------------------第3页 2.1 零件图-------------------------------第3页 2.2 零件图分析---------------------------第3页 2.3 零件技术要求分析---------------------第3页 2.4 确定加工方法-------------------------第3页 2.5 确定加工方案-------------------------第4页第3章工件的装夹-----------------------------第5页 3.1 定位基准的选择-----------------------第5页 3.2 定位基准选择的原则-------------------第5页 3.3 确定零件的定位基准-------------------第5页 3.4 装夹方式的选择-----------------------第5页 3.5 数控车床常用的装夹方式---------------第5页 3.6 确定合理装夹方式---------------------第5页第4章刀具及切削用量-------------------------第6页 4.1 选择数控刀具的原则-------------------第6页 4.2 选择数控车削刀具---------------------第6页 4.3 设置刀点和换刀点---------------------第6页 4.4 确定切削用量-------------------------第7页第5章轴类零件的加工-------------------------第8页 5.1 轴类零件加工工艺分析-----------------第8页 5.2 轴类零件加工工艺---------------------第11页 5.3 加工坐标系设置-----------------------第13页 5.4 保证加工精度方法---------------------第14页 参考文献 ---------------------------------第15页
第五讲一、备课教案
二、讲稿 第二章数控加工工艺基础 第二节数控加工工艺分析 2.2.1数控加工零件的工艺性分析 在选择并决定数控加工零件及其加工内容后，应对零件的数控加工工艺性进行全面、认真、仔细的分析。主要内容包括产品的零件图样分析、结构工艺性分析和零件安装方式的选择等内容。 （1）零件图样分析 首先应熟悉零件在产品中的作用、位置、装配关系和工作条件，搞清楚各项技术要求对零件装配质量和使用性能影响，找出主要的和关键的技术要求，然后对零件图样进行分析。 ①尺寸标注方法分析零件图上尺寸标注方法应适应数控加工的特点，如图2-6（a）所示，在数控加工零件图上，应以同一基准标注尺寸或直接给出坐标尺寸。这种标注方法既便于编程，又有利于设计基准、工艺基准、测量基准和编程原点的统一。由于零件设计人员一般在尺寸标注中较多地考虑装配等使用方面特征，而不得不采用如图2-6（b）所示的局部分散的标注方法，这样就给工序安排和数控加工带来诸多不便。由于数控加工精度和重复定位精度都很高，不会因产生较大的累积误差而破坏零件的使用特性，因此，可将局部的分散标注法改为同一基准标注或直接给出坐标尺寸的标注法。 图2-6 零件尺寸标注分析 ②零件图的完整性和准确性分析构成零件轮廓的几何元素（点、线、面）的条件（如相切、相交、垂直和平性等），是数控编程的重要依据。手工编程时，要依据这些条件计算每个节点的坐标；自动编程时，则要根据这些条件才能对构成零件的所有几何元素进行定义，无论哪一条件不明确，变成都无法进行。因此，在分析零件图样时，务必要分析几何元素的给定条件是否充分，发现问题及时与设计人员协商解决。 ③零件技术要求分析零件的技术要求主要是指尺寸精度、形状精度、位置精度、表面粗糙度及热处理等。这些要求在保证零件使用性能的前提下，应经济合理。过高的精度和表面粗糙度要求会使工艺过程复杂、加工困难、成本提高。 ④零件材料分析在满足零件功能的前提下，应选用廉价、切削性能好的材料。而且，材料选择应立足国内，不要轻易选用贵重或紧缺的材料。 图2-7 内槽结构工艺性对比
毕业设计说明书 （格式） 课题名称 系别 专业 班级 姓名 学号 指导教师
随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，数控加工技术对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为效率和质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。而对于数控加工，无论是手工编程还是自动编程，在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析，拟定加工方案，选择合适的刀具，确定切屑用量，对一些工艺问题（如对刀点、加工路线等）也需要做一些处理，并在加工过程掌握控制精度的方法，才能加工出合格的产品。 本文根据数控机床的特点。针对具体的零件，进行了工艺方案的分析，工装方案的确定，刀具和切屑用量的选择，确定加工顺序和加工路线，数控加工程序编制。通过整个工艺的过程的制定，充分体现了数控设备在保证加工精度、加工效率、简化工序等方面的优势。 关键词工艺分析加工方案进给路线控制尺寸
第1章前言 第2章工艺方案的分析 2.1 零件图 2.2 零件图分析 2.3 零件技术要求分析 2.4 确定加工方法 2.5 确定加工方案 第3章工件的装夹 3.1 定位基准的选择 3.2 定位基准选择的原则 3.3 确定零件的定位基准 3.4 装夹方式的选择 3.5 数控车床常用的装夹方式 3.6 确定合理装夹方式 第4章刀具及切削用量 4.1 选择数控刀具的原则 4.2 选择数控车削刀具 4.3 设置刀点和换刀点 4.4 确定切削用量 第5章轴类零件的加工
5.1 轴类零件加工工艺分析 5.2 轴类零件加工工艺 5.3 加工坐标系设置 5.4 保证加工精度方法 第6章数控加工程序 第6章结束语 第7章致谢词 参考文献
数控加工工艺与普通加工工艺的区别及特点 由于数控加工采用了计算机控制系统和数控机床，使得数控加工具有加工自动化程度高、精度高、质量稳定、生成效率高、周期短、设备使用费用高等特点。在数控加工工艺上也与普通加工工艺具有一定的差异。 1. 数控加工工艺内容要求更加具体、详细 普通加工工艺：许多具体工艺问题，如工步的划分与安排、刀具的几何形状与尺寸、走刀路线、加工余量、切削用量等，在很大程度上由操作人员根据实际经验和习惯自行考虑和决定，一般无须工艺人员在设计工艺规程时进行过多的规定，零件的尺寸精度也可由试切保证。 数控加工工艺：所有工艺问题必须事先设计和安排好，并编入加工程序中。数控工艺不仅包括详细的切削加工步骤，还包括工夹具型号、规格、切削用量和其它特殊要求的内容，以及标有数控加工坐标位置的工序图等。在自动编程中还需要确定详细的各种工艺参数。 2. 数控加工工艺要求更严密、精确 普通加工工艺：加工时可以根据加工过程中出现的问题比较自由地进行人为调整。 数控加工工艺：自适应性较差，加工过程中可能遇到的所有问题必须事先精心考虑，否则将导致严重的后果。 如：（1）攻螺纹时，数控机床不知道孔中是否已挤满切屑，是否需要退刀清理切屑再继续加工。 （2）普通机床加工可以多次“试切”来满足零件的精度要求，数控加工过程严格按规定尺寸进给，要求准确无误。 3. 制定数控加工工艺要进行零件图形的数学处理和编程尺寸设定值的计算 编程尺寸并不是零件图上设计的尺寸的简单再现，在对零件图进行数学处理和计算时，编程尺寸设定值要根据零件尺寸公差要求和零件的形状几何关系重新调整计算，才能确定合理的编程尺寸。 4. 考虑进给率对零件形状精度的影响 制定数控加工工艺时，选择切削用量要考虑进给率对加工零件形状精度的影响。在数控加工中，刀具的移动轨迹是由插补运算完成的。根据差补原理分析，在数控系统已定的条件下，进给率越快，则插补精度越低，导致工件的轮廓形状精度越差。尤其在高精度加工时这种影响非常明显。 5. 强调刀具选择的重要性 复杂形面的加工编程通常采用自动编程方式，自动编程中必须先选定刀具再生成刀具中心运动轨迹，因此对于不具有刀具补偿功能的数控机床来说，若刀具预先选择不当，所编程序不再通用，只能重新生成程序。
零件数控加工工艺与编程教案（DOC 42页）
教案教 师姓名教学方法 宏观：引导文法 微观：案例分析结 合四阶段法 授课时 数 14 授课日期及 授课班级 学习情境名称 及学习目标、工作对象学习情境名称：轴类零件加工工艺及程序编制 学习目标：根据给定的轴类零件图样（含圆柱面、阶台面、锥面），进行零件加工工艺性分析，设计加工工艺方案，编制工艺卡、刀具卡、数控程序卡等数控加工技术文件，仿真加工，优化工艺方案及程序，并存档。 工作对象：机床设备、刀具、夹具等工艺装备、工艺文件、加工程序、成本核算说明、仿真软件。 教学重点轴类零件结构特点，轴类零件加工工艺特点，40Cr合金结构钢特性，循环编程指令的应用，成本核算基本方法。 工具 零件图样，机床设备、刀具、夹具等工艺装备，编制加工工艺的规范、图表、手册，编写工艺文件的标准，刀具选用的图表、手册，通用夹具选用说明书，专用夹具使用说明书，机床编程手册，机床操作手册，仿真，仿真、通用计算机，课件，黑板，多媒体等。
考核与评价采用工作成果评定为主(占60%)、教师评价(25％)、自我评价(15%)；评价成绩采用百分制。 备注
轴类零件加工工艺及程序编制 一、资讯——我们小组要作什么？教师引导问题 1．提供引导文 任务要求：制定活塞杆的加工工艺，编写数控加工程序，通过模拟仿真检验加工程序。 基本工作思路：分析零件图样，了解现有工作条件，加工工艺性分析，拟定加工工艺，编写数控加工程序并模拟仿真，修改、优化程序及工艺。 2．提供学习情境所需要的工具条件 （1）生产工具：机床设备及设备一览表，机械加工工艺人员手册等工艺文件，刀具及刀具样本，数控机床编程说明书，数控车仿真软件，通用计算机等。 （2）教学工具：课件、视频文件、黑板、多媒体设备。 3．提供信息资讯途径及方法指导 图书资料、网络资料、企业资料等。 4．重点指导
（单位）机械加工工艺过程卡片 产品型号项目七零件图号LX07-01 产品名称数控镗铣孔盘类零件零件名称凸块材料牌号锻铝毛坯种类锻件毛坯外形尺寸100×80×50 备注 工序号工序名称工序内容车间工段设备工艺装备 工 时 10 铣1）粗、精铣四周Ra3.2，尺寸达图纸要求100×80 2）粗铣顶面Ra6.3，厚度达48 3）粗、精铣底面Ra1.6，厚度达45 机加工实训车间铣X52K 200虎钳 20 数控镗铣1）粗、精铣顶面Ra1.6，厚度达图纸要求42±0.031 2）粗、精铣凸台50Ra1.6达图纸要求 3）孔加工达图纸要求 数控实训基地加工中心XH714 200虎钳 30 入库清理、防锈、入库 编制审核批准共页第页 1
（单位）数控加工工序卡片 产品名称或代号零件名称材料零件图号 数控镗铣孔盘类零件凸块锻铝LX07-01 工序号程序编号夹具名称夹具编号使用设备车间 20 711/712/713/71 200机用平口虎钳XH714 数控实训中心 工步号工步内容刀具号刀具规格 mm 主轴转速 r/min 进给量 mm/min 背吃刀量 mm 量具备注 1 粗铣顶面留余量0. 2 T01 Φ80端铣刀500 200 2.8 游标卡尺125±0.02 2 精铣顶面控制高度尺寸42±0.031达Ra1.6 T01 600 150 0.2 3 粗铣凸台留侧余量0.5，底余量0.2 T02 Φ16立铣刀500 100 21.8 4 精铣凸台50Ra1.6成T02 600 80 0.2 5 钻6×M10-7H、4×Φ12H7、2×Φ30H7中心孔T03 Φ2中心钻1500 120 6 钻2×Φ30H7、4×Φ12H7、6×M10-7H至Φ8.5T04 Φ8.5钻头700 80 7 扩4×Φ12H7至4×Φ11.8T05 Φ11.8钻头500 90 8 扩2×Φ30H7至2×Φ19T06 Φ19钻头300 80 编制审核批准共 4 页第 1 页 2
《数控机床与加工工艺》 公开课教案 芷江民族职业中专学校李俊新 课题一：数控加工工艺概述（一）（时间二课时） 标题：数控加工工艺概念 一、教学目的： 明确数控加工中加工工艺的作用，以及制定加工工艺的优劣对数控加工的重大影响，理解数控加工工艺的概念，掌握数控加工工艺的主要内容。 二、教学安排： （一）旧课复习内容： 普通加工工艺的内容与过程 （二）新课教学知识点与重点、难点： 1.1 数控加工与数控工艺 1.1.1 数控加工过程 数控加工的概念（理解）（中数控车、铣考证要求知识点） 数控加工的基本原理（理解）（中数控车、铣考证要求知识点） 1.1.2 数控加工工艺概念与工艺过程 数控加工工艺的概念（掌握） 数控加工工艺过程的概念（理解） 1.2 数控加工工艺的主要内容 数控加工工艺设计的主要内容（重点掌握）（中级数控车、铣考证要求知识点） 工艺设计的优劣对数控加工的影响（理解） （三）新课内容： 1.1 数控加工与数控工艺 1.1.1 数控加工过程 数控加工的概念 数控加工就是根据零件图样及工艺要求等原始条件，编制零件数控加工程序，并输入到数控机床的数控系统，以控制数控机床中刀具与工件的相对运动，从而完成零件的加工。 数控加工的基本原理与加工过程
虽然数控加工与传统的机械加工相比，在加工的方法和内容上有许多相似之处，但由于采用了数字化的控制形式和数控机床，许多传统加工过程中的人工操作被计算机和数控系统的自动控制所取代。数控加工过程其具体步骤为： 第一步： 1.阅读零件 2.工艺分析 3.制定工艺数控编程 4.程序传输 首先阅读零件图纸，充分了解图纸的技术要求，如尺寸精度、形位公差、表面粗糙度、工件的材料、硬度、加工性能以及工件数量等； 第二步：根据零件图纸的要求进行工艺分析，其中包括零件的结构工艺性分析、材料和设计精度合理性分析、大致工艺步骤等； 第三步：根据工艺分析制定出加工所需要的一切工艺信息——如：加工工艺路线、工艺要求、刀具的运动轨迹、位移量、切削用量（主轴转速、进给量、吃刀深度）以及辅助功能（换刀、主轴正转或反转、切削液开或关）等，并填写加工工序卡和工艺过程卡； 第四步：根据零件图和制定的工艺内容，再按照所用数控系统规定的指令代码及程序格式进行数控编程； 第五步：将编写好的程序通过传输接口，输入到数控机床的数控装置中。调整好机床并调用该程序后，就可以加工出符合图纸要求的零件。 1.1.2 数控加工工艺概念与工艺过程 数控加工工艺的概念 数控加工工艺是采用数控机床加工零件时所运用各种方法和技术手段的总和，应用于整个数控加工工艺过程。 数控加工工艺是伴随着数控机床的产生、发展而逐步完善起来的一种应用技术，它是人们大量数控加工实践的经验总结。 数控加工工艺过程的概念 数控加工工艺过程是利用切削刀具在数控机床上直接改变加工对象的形状、尺寸、表面位置、表面状态等，使其成为成品或半成品的过程。 1.2 数控加工工艺的主要内容 数控加工工艺设计的主要内容 数控加工中进行数控加工工艺设计的主要内容包括以下： 1、选择并确定进行数控加工的内容； 2、对零件图纸进行数控加工的工艺分析； 3、零件图形的数学处理及编程尺寸设定值的确定； 4、数控加工工艺方案的制定； 5、工步、进给路线的确定； 6、选择数控机床的类型； 7、刀具、夹具、量具的选择和设计； 8、切削参数的确定； 9、加工程序的编写、校验和修改； 10、首件试加工与现场问题处理； 11、数控加工工艺技术文件的定型与归档。 工艺设计的优劣对数控加工的影响 工艺设计的好坏对数控加工有重大的影响
数控加工工序卡产品名称零件图号零件名称第 1 页连接杠杆连接杠杆共 5 页 工序号工序名称材料 030 铣HT200 加工车间设备名称设备型号 机加工加工中心FANUC 0 MC 主程序名子程序名工件原点 O0001 X0Y0 工步号工步内容夹具刀具 1 粗加工底面专用夹具 Φ25硬质合 金立铣刀 2 铣Φ28上端面至图纸要求专用夹具 3 铣下端面至图纸要求专用夹具 更改标记更改单号更改者/日期批准工艺员校对审定
数控加工工序卡产品名称零件图号零件名称第 2 页连接杠杆连接杠杆共 5 页 工序号工序名称材料 040 铣HT200 加工车间设备名称设备型号 机加工加工中心FANUC 0 MC 主程序名子程序名工件原点 O0002 X0Y0 工步号工步内容夹具刀具 1 铣?10H9mm孔上端面专用夹具Φ16立铣刀 2 铣?10H9mm孔下端面专用夹具Φ16立铣刀 更改标记更改单号更改者/日期批准工艺员校对审定
数控加工工序卡产品名称零件图号零件名称第 3 页连接杠杆连接杠杆共 5 页 工序号工序名称材料 050 铣、钻HT200 加工车间设备名称设备型号 机加工加工中心FANUC 0 MC 主程序名子程序名工件原点 O0003 X0Y0 工步号工步内容夹具刀具 1 钻?28H7mm孔专用夹具 Φ25硬质合 金立铣刀 2 扩?28H7mm孔专用夹具扩刀 3 粗镗?28H7mm孔专用夹具Φ2镗刀 4 精镗?28H7mm孔专用夹具Φ2镗刀 5 精铰?28H7mm孔专用夹具Φ16铰刀 更改标记更改单号更改者/日期批准工艺员校对审定
数控加工工序卡产品名称零件图号零件名称第 4 页连接杠杆连接杠杆共 5 页 工序号工序名称材料 060 铣、钻HT200 加工车间设备名称设备型号 机加工加工中心FANUC 0 MC 主程序名子程序名工件原点 O0004 X0Y0 工步号工步内容夹具刀具 1 铣?11mm孔上端面专用夹具 Φ25硬质合 金立铣刀 2 铣?11mm孔下端面专用夹具 Φ25硬质合 金立铣刀 更改标记更改单号更改者/日期批准工艺员校对审定
职业技术师范学院机械加工工艺过程卡片产品型号HK-KIH201455 零件图号4059 资料编号227 产品名称分度齿盘零件名称分度齿盘座共 1 页第 1 页材料牌号405514 毛坯种类45钢毛坯外形尺寸Φ250*60mm 每毛坯件数 1 每台件数 工序号工名 序称 工序内容 车 间 工 段 设备工艺装备 工时 准终单件 1 粗铣两端面 1 立式铣床立式铣床、专用夹具 2 粗精铣顶面、底面、内阶梯面、外阶梯端面 2 数控铣床数控铣床、专用夹具 3 粗镗内环6-φ35通孔、10-M6均布孔、6-M6-7H均布孔 1 坐标镗床卧式镗床、专用夹具 4 钻顶面2-φ8锥销孔 1 摇臂钻床摇臂钻床、专用夹具 5 攻内外阶梯面10-M6均布孔、6-M6-7H均布孔、4-M6-7H孔螺纹 1 组合机床组合机床、专用夹具 6 各锐边倒角 2 卧式车床普通车床、专用夹具 8 清洗 3 清洗台自来水、专用防锈液 9 检验 3 检验平台通用量具 设计（日期）校对（日期）审核（日期）标准化（日期） 2016/6/17 2016/6/25 标记处数签字日期标记处数更改文件号签字日期 职业技术师范学院机械加工工序卡片产品型号零件图号4059
产品名称分度齿盘零件名称分度齿盘座共 1 页第 1 页车间工序号工序名称材料牌号 1 01 粗铣毛坯上下端面45钢 毛坯种 类 毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数45号钢Φ255*65mm 1 1 设备名称设备型号设备编号同时加工件数 立式铣床 1 夹具编号夹具名称切削液 普通夹具无 工位器具编号工位器具名称 工序工时(分) 准终单件 125*0.02游标卡尺 工步号工步内容工艺装备主轴转速切削速度进给量切削深度 进给次数 工步工时r/min m/min mm/r mm 机动辅助 1 粗铣顶面立式铣床、游标卡尺710 186 1 3 1 0.7 0.2 2 粗铣底面立式铣床、游标卡尺710 186 1 3 1 0.7 0.2 3 设计（日期） 校对（日 期） 审核（日期）标准化（日期）会签（日期） 职业技术师范学院机械加工工序卡片产品型号零件图号4059
机械加工工艺过程卡片零件图号 零件名称泵体共 1 页第 1 页材料牌号毛坯种类铝合金每毛坯件数件数备注 工序号工序名 称 工序内容车间设备工艺装备 工时 准终单件 010 选料铸件铸造 020 铣加工工件上表面，保证工件上下表面厚度为94.5mm。粗铣机加数控加工中心Φ50mm面铣刀，夹具为通用夹具，量具为游标卡尺。030 铣加工工件下表面，保证工件上下表面厚度为93mm。粗铣机加数控加工中心Φ50mm面铣刀，夹具为通用夹具，量具为游标卡尺。040 铣加工工件前表面，保证工件前后表面厚度为92.5mm。粗铣机加数控加工中心Φ50mm面铣刀，夹具为通用夹具，量具为游标卡尺。050 铣加工工件后表面，保证工件前后表面厚度为91mm。粗铣机加数控加工中心Φ50mm面铣刀，夹具为通用夹具，量具为游标卡尺。 060 铣、钻、 扩、铰 精铣上端面，深20，R13圆弧，加工4×φ11的通孔，2× φ7深22的定位销孔，宽4mm深3mm的封油槽 机加数控加工中心 Φ6.8钻头、Φ10.5钻头、Φ7mm绞刀、，夹具为通 用夹具、量具为游标卡尺、R尺。 070 铣、钻、 铰 精铣下端面、钻2—M8×1.25深22mm螺纹孔、宽4mm 深3mm的封油槽 机加数控加工中心Φ6.8mm钻头，夹具为通用夹具、量具为游标卡尺。 080 铣、钻、 扩 精铣后端面钻、扩、铰、后平面上4—M8×1.25深 22mm的螺纹孔和一个φ20的出油孔 机加数控加工中心 Φ3.2钻头Φ6.8mm钻头、Φ20钻头，夹具为通用夹 具、量具为游标卡尺。 090 铣、钻、 扩 精铣前端面钻、扩、铰、前平面上4—M8×1.25深22mm 的螺纹孔和一个φ24的出油孔 机加数控加工中心 Φ3.2钻头Φ6.8mm钻头、Φ20钻头，夹具为通用夹 具、量具为游标卡尺 100 检验110 入库
数控加工工艺卡 《数控加工工艺学》期末考试 根据表1.1,表1.3所给零件图及条件，完成以下表2,表1.5工艺文件的编制工作。 表1.1 机械加工任务书 任务书编号 2010-12 北京联合大学零件名称轴机械加工任务书机电学院零件图号 JS-01 加工内容机械加工件数 1000 / 月 1.6 1:5 3.23.2 .32 编制北京联合大学机电学院 2010 年 12 月24 日第1页 45标记处数更改文件名签字日期轴设计图样标记重量比例2:1JS-01共张第张日期 表1.2 机械加工任务书 任务书编号 2010-12 北京联合大学零件名称中间套机械加工任务书机电学院 零件图号 JS-02 加工内容机械加工件数 1000 / 月 1.6 3.2 3.2 编制北京联合大学机电学院 2010 年 12 月24 日第2页
45 标记处数更改文件名签字日期中间套设计图样标记重量比例 1.5:1JS-02共张第张日期 表1.3 机械加工任务书 任务书编号 2010-12 北京联合大学零件名称套机械加工任务书机电学院零件图号 JS-03 加工内容机械加工件数 1000 / 月 1.6 全部: 锐边去毛倒棱,未注倒角为C1 编制北京联合大学机电学院 2010 年 12 月24 日第 3 页 45 标记处数更改文件名签字日期套设计图样标记重量比例1.5:1JS-03共张第张日期 1JS-01轴145单件总计序号代号名称数量材料备注重量 标记处数更改文件名签字日期轴套组合件设计图样标记重量比例3JS-03套1452:12JS-02中间套145共张第张日期 表2 数控加工工序过程卡片 零件名称零件图号北京联合大学机械加工工序过程卡片机电学院种类 毛坯 工序号尺寸件数材料 加工车间设备名称工艺装备时间定额/min 工 序工序内容夹具刀具量具单件准备 号 编年月日第页制 表3 数控加工工序片
第三节数控机床的分类及应用 一、按工艺用途分类 1．一般数控机床 最普通的数控机床有钻床、车床、铣床、镗床、磨床和齿轮加工机床。 2．数控加工中心 加工中心是在一般数控机床上加装一个刀库和自动换刀装置，构成一种带自动换刀装置的数控机床。 二、按加工路线分类 1．点位控制机床 刀具与工件相对移动时，只控制从一点运动到另一点的准确性，而不考虑两点之间的路径和方向。 2．直线控制机床 刀具与工件相对移动时，除控制从起点刀终点的准确定位外，还要保证平行于坐标轴的直线切削运动。 3．轮廓控制机床 刀具与工件相对运动时，能对两个或两个以上坐标轴的运动同时进行控制。 三、按可控制联动的坐标轴数分类 数控机床可控制联动的坐标轴数是指数控装置控制几个伺服电动机同时驱
动机床移动部件运动的坐标轴数目。 1．两坐标联动 数控机床能同时控制两个坐标轴联动，即数控装置同时控制X和Z方向运动，可用于加工各种曲线轮廓的回转体类零件。 2．三坐标联动 数控机床能同时控制三个坐标轴联动，此时，铣床称为三坐标数控铣床，可用于加工曲面零件。 3．两轴半坐标联动 数控机床本身有三个坐标能作三个方向的运动，但控制装置只能同时控制两个坐标联动，而第三个坐标只能作等距周期移动。 4．多坐标联动 能同时控制四个以上坐标轴联动的数控机床，多坐标数控机床的结构复杂、精度要求高、程序编制复杂，主要应用于加工形状复杂的零件。 四、按控制方式分类 1．开环控制数控机床 开环控制数控机床系统中没有检测反馈装置，不检测运动的实际位置，没有位置反馈信号。指令信息在控制系统中单方向传送，不反馈。 2．全闭环控制数控机床 安装在工作台上的检测元件将工作台实际位移量反馈到计算机中，与所要求的位置指令进行比较，用比较的差值进行控制，直到差值消除为止。