工业缝纫机机头结构及其数控加工工艺设计
吕波峰
(机械与汽车工程学院指导教师：李家新）
摘要：工业缝纫机行业已经制订了线迹型式标准，实现各种线迹的工业缝纫机的基本机构类型经过长期使用比较成熟，机构类型趋于定型。产品质量改善、品种发展、技术水平提高、更新换代则更多的表现在原有产品基础上持续不断的改进。机电一体化技术的应用，为产品渐进性、连续性的变革、创新提供更大的空间，但也必须以原有产品为基础，增加自动化、集成化或系统化的功能。要彻底改变目前工业缝纫机基本机构类型的可能性不大，即使像周期缝纫机那样用电子控制技术取代凸轮机构，那也只是控制方式的改变，达到简化机构的目的，并没有根本改变像钉扣机、锁眼机和套结机的基本功能结构类型。
本论文主要是主要对其中的一种缝纫机---套结机，对其机头的结构和加工工艺进行一系列的设计。对缝纫机的机头材料的选择和加工刀具的型号，材质进行分析确认，用AutoCAD 画出机型的加工面，并设计夹具的可靠性，可行性，最后设计好加工工艺，根据加工工艺选好坐标原点，用FANUC系统对其工艺进行数控编程。最后将加工出来的机头，通过品检，组装，质检后，来确定加工的可行性。
关键词：结构设计；加工工艺FANUC系统；数控编程
Abstract：The industry sewing machine profession has already drawn up the line mark pattern standard，realizes each kind of line mark industry sewing machine basic organization type to pass through the long-term use quite to be mature, the organization type tends to the stereotypia. Product quality improvement, the variety development, the technical level enhance, the renewal then more performance continue the unceasing improvement in the original product foundation. Integration of machinery technology application, For the product gradation, the continuous transformation, the innovation provides a bigger space, but also must take the original product as the foundation, the increase automation, integrated or the systematized function. Must completely change the present industry sewing machine basic organization type the possibility not to be big, even if likes the cyclical sewing machine such with the electronic control technology substitution cam gear, that also is only the control mode change, achieved the simplification organization the goal, certainly not radically changes likes the nail catcher machine, make eyes machine and the set of knot machine basic function structure type. The present paper mainly is mainly to one kind of sewing machine --- set of knot machine, carries on a series of designs to its nose structure and the processing craft. And processes the cutting tool to the sewing machine nose material choice the model, the material quality carries on the analysis confirmation, draws the type with AUTCAD the machined surface, and designs the jig the reliability, the feasibility, finally designs the good processing craft, according to processes the craft to choose the origin of coordinates, carries on the numerical control programming with the FUNIC system to its craft. Finally will process the nose,
passing will examine, the assembly, after the quality testing, will determine the processing the feasibility..
Keywords: Structural design；Processing craft FANUC system；Numerical control programming
第1章绪论
1.1工业缝纫机的背景和发展趋势
18世纪欧洲掀起工业革命的高潮，纺织业实现了机械化的大生产，随之也对缝制机械化提出了迫切的要求，各种缝制机械也应运而生。英国、法国等国家在缝纫机早期的研究和开发方面投入了巨大的财力和物力。
由于受美国及周边国家的影响，英国WILLIANFREDERICTHOMAS公司于1854年开始系列化生产由美国发明家艾利斯豪发明的双线锁式线迹缝纫机，这也是英国第一台系列化生产的产品。但真正被誉为第一台英国缝纫机却是1865年5月在《英国机械》杂志上公布的，1862年由GeorgeWhight设计的双线链式线迹缝纫机。这台缝纫机配上了机架台板，已经接近现代家用缝纫机的式样。另一家缝纫机制造商COMPANYSEWING公司在1870年开发了早期的自由臂锁式线迹缝纫机，被称为欧洲人，上面有11世纪名媛GODIVE作其商标。1868年，苏格兰一家制造商KIMBALLMORTON用狮子作为外形，设计出新的狮子形踏板缝纫机，狮子头部的鬃毛后面的缝纫机部件在1902年取得了专利。
亚洲缝纫机产业起步要比欧美晚很多。大致在20世纪初期，主要受欧美进口的影响，日本的缝纫机产业从商贸和维修起步，之后又引进了欧美的技术，开始拥有自己的缝纫机制造业，不断发展成为今天亚洲，乃至世界缝纫机生产大国。
日本缝纫机制造业起步于20世纪20年代。当时，日本民用机械没有得到充分发展，也只能生产一些简易的缝纫机，如草帽机等，但是积累了大量的精密加工技术。日本缝纫机技术真正的大发展还是在二次世界大战之后，日本国内经济复兴和人民生活水平提高，对美国出口日本服装需求的增加使服装产业得以发展，一些军工企业改为生产民用品，如JUKI（重机）工业株式会社、松树缝纫机制造公司等，使缝纫机产业得到了快速发展。在政府的资助下，日本开始生产廉价的家用缝纫机，销往世界各国，年产10万台左右。到了五、六十年代，引进欧美先进技术，开始生产家用多功能缝纫机，之后又生产电子、电脑家用缝纫机，产量逐步上升，并逐渐确立了在国际上的领先地位。
第2章数控机床和加工中心的简介
2.1 数控机床的概述
数控数字控制技术是近代发展起来的一种用数字量及字符发出指令并实现自动控制的
技术。采用数控技术的控制系统称为数控系统。
数控机床是综合应用了计算机技术、自动控制、精密测量和机床设计等技术而发展起来的，采用数字化信息对机床运动及其加工过程进行自动控制的自动化机床。数控机床与普通机床想比，具有适应性强、效率高、加工质量稳定和精度高的优点，而且易实现多坐标联动，能加工出普通机床难以加工的曲线和曲面。数控机床主要是由信息载体、数控装置、伺服系统、反馈系统和机床等组成，其框图如下：
图2.1
根据工艺用途分，数控机床可以分为三类：（1）一般数控机床（2）多坐标数控（3）加工中心机床.
2.2 加工中心的概念和特点
加工中心是一种具备刀库并能按预定程序自动更换刀具，对工件进行多工序加工的高效数控机床。
加工中心的特点：
1.加工中心是在数控机床的基础上增加自动换刀装置，使工件在一次装夹后，可以自动的、连续的完成对工件表面的多工序加工，工序高度集中；
2.加工中心一般带有自动分度回转工作台或主轴箱可自动转角度，从而使工件一次装夹后，自动完成多个表面或多个角度位置的多个工序加工；
3.加工中心能自动改变机床主轴转速、进给量和刀具相对工作的运动轨迹及其他辅助功能；
4.加工中心如果带有交换工作台，工件在工件位置的工作太进行加工的同时，另外的工件在装卸位置的工作台进行装卸，不停止加工。
因此，加工中心可以大大减少工件装夹、调整和测量时间，使加工中心的切削时间利用
率高于普通机床的3～4倍，大大提高了生产率；同时避免工件多次定位所产生的累积误差，提高了加工精度。我们在制造和生产零件时，所用到的加工中心是MCH-500卧式加工中心和立式加工中心。卧式刀盘可放60把不同的刀具，具有交换工作台；立式加工中心则有24把刀具可交换，具有一定的记忆功能。
MCH-500 卧式加工中心
MCH-500 立式加工中心
2.3 FANUC系统的特点
1）系统在设计中大量采用模块化结构。这种结构易于拆装，各个控制板高度集成，使可靠性提高而且便于维修、更换。
2）具有很强的抵抗恶劣环境影响的能力。其工作环境温度为0～45摄氏度，相对湿度为75%。
3）有效完善的保护措施。FANUC对自身的系统采用比较好的保护电路。
4）FANUC系统所配置的系统软件具有比较齐全的基本功能和选项功能。对于一般的机床来说，基本功能完全满足使用要求。
5）提供大量丰富的PMC信号和PMC功能指令。这些丰富的信号和编程指令便于用户编制机床侧PMC控制程序，而且增加了编程的灵活性。
6）具有很强的DMC功能。系统提供串行RS232C传输接口，使通用计算机PC和机床之间的数据传输方便、可靠地进行，从而实现高速的DNC操作。
7）提供丰富的维修报警和诊断功能。FANUC维修手册为用户提供了大量的报警信息，并且以不同的类别进行分类，
第3章结构的设计和刀具的选择
3.1 1850套结机机头的材质的选择
由于工业缝纫机在市场的竞争中，比较的激烈，而在样式和材料方面，每个设计者都在为自己公司的利益着想，由于，这些大型毛坯要在加工中心中来加工完成，而加工中心的自动换刀的刀盘上，放的大都是专用刀具，都是一笔很大的开支，因此，设计者就在材质的选择中，经过计算和调查，利用FC20做为毛坯材料。FC20的化学成分是TC：3.0～3.75 Si:2.0～3.5 Mn：0.3～1.25.
特点：
1）是翻沙方法改良成, 经低周波电炉溶解後, 进行连续挤锈, 故而无泡, 无沙孔.
2) 任一段面硬度均一, 抗拉强度优异.
3) 表面至中心组织细腻, 故耐磨及耐油压性佳.
4) 由於大不份组织均为共晶石墨及肥料铁, 故被切削性奇佳.
5) 可做盐浴软氮化, 及油. 水吹火等热处理.
用途:
1) 油. 空压机耐磨. 耐压零件.
2) 纺织. 印刷. 农业. 营造等机械零件
3) 压锈用模. 玻璃模. 笔尖模. 塑胶模等用钢.
4) 齿轮. 轴. 轴承. 油封. 避震等零件.
3.2 绘制结构图（见附录）
3.3 工件的定位
3.3.1 定位的含义
工件在加工前必需使其相对于刀具和机床占有正确的加工位置，它包括工件在夹具中的定位，也包括夹具在机床上的安装以及夹具和整个工艺系统的调整等工作过程。这里的工件定位是指在加工前使一批工件在夹具红占有一致的正确位置的过程。
3.3.2 定位注意的问题：
1）正确处理工件定位与加工精度之间的关系，找到一个合适的正确位置；
2）选择和设计合理的定位方法及相应的定位装置；
3）保证有足够的定位精度。
3.4 夹具的设计和加工
3.4.1 夹具的设计
夹具的设计是为了保证工件在加工前相对于刀具和机床占有正确的加工位置，并且使在加工过程中，保持着稳定可靠的相对位置。
在给毛坯装夹时，是选用夹具装夹，这样可以保证原有工作台的相对位置不改变，便于以后新夹具的再次利用。夹具装夹是根据被加工零件的某一工序的具体加工要求设计夹具，其上备有专用的定位和夹紧装置，零件可迅速而准确的装夹在夹具中。采用夹具装夹工件，易于保证加工精度、缩短辅助时间、提高生产效率、减轻工人劳动强度。
3.4.2 夹具的结构图（见附件）
3.4.3 夹具的加工
由于夹具是组合夹具，首先是先选择两块模板，分别是400*500MM、300*500MM，开始利用手动编程，把程序输入立式加工中心，然后选用通用刀具来打点钻孔，因为在模板上，主要是钻几个孔，然后利用一些螺母，丝杆组合成一个夹具。在A工程是三点定位，然后靠压板来压紧，在B工程主要是利用两个销来定位，主要是定位面存在段差，有利于控制销的定位强度，最后用两个压板进行压紧。
3.5 刀具的选择
3.5.1 刀具的类型
刀具的种类很多，但大多数为标准刀具，由专业厂按国家标准设计与制造，用户主要是正确选择、合理使用。而专用刀具一般根据加工工件的形状、尺寸、技术要求进行专门的设计与制造。
在加工中心加工的刀具类型主要是孔加工刀具和铣刀。
3.5.1.1 孔加工刀
孔加工刀具包括在实体材料上加工孔的刀具（中心钻、麻花钻、深孔钻等）和对已有孔进行再加工的刀具（扩孔钻、铰刀等）。
1）中心钻：用来加工各种工件的中心孔。（见图3.1）
图3.1
2）麻花钻高速钢标准麻花钻是孔加工刀具中用的最广泛的刀具，加工的孔径范围在0.1～80mm孔径30mm以下的最常用。（见图3.2）
图3.2
3）深孔钻在钻削孔深L与孔径D之比大于10时，需要在钻用设备或孔加工机床上用深孔钻进行加工，有时对于10≤L/D≤20的情况，也可用接长麻花钻来完成。
4）扩孔钻主要用于对已有孔进行扩大等，并提高其质量。一般能达到IT10～11级精度，Ra6.3～3.0的粗糙度。直径10～32mm的扩孔钻常用整体式切削部分材料有以高速钢制造，也有镶焊硬质合金的。（见图3.3）
图3.3
5）铰刀他是用于对孔进行半精加工或精加工。加工精度可达IT6～8级粗糙度可达Ra1.6～0.4。
它可以分为手动铰刀和机用铰刀。手动铰刀分为整体式和可调整式；机用铰刀分为带柄的和套式的。
3.5.1.2 铣刀
铣刀是一种多齿多刃回转刀具。按铣刀的齿背形式可将铣刀分为尖齿铣刀和铲齿铣刀两大类。
1）尖齿铣刀
尖齿铣刀的齿背是经铣制而成，铣刀用钝后刀面，它主要用整体高速钢制造，也可以镶焊硬质合金刀片或高速钢刀片。
2）圆柱铣刀
圆柱铣刀主要用于在卧式加工中心上加工平面。它多制成螺旋形刀齿，以提高切削工作的平稳性。圆柱铣刀仅在圆柱面上有一切削刃，没有副切削刃，因此圆柱铣刀加工工件的宽度应小于铣刀的轴向尺寸。
3）端铣刀
它主要用于在立式加工中心上加工平面。端铣刀的轴线垂直于被加工平面。
4）盘形铣刀
它包括用于加工浅槽的槽铣刀，它的刀齿分布在圆柱面上，两侧面无切削刃；用于加工台阶面的两刃铣刀，它除了圆柱表面有刀齿外，在某一侧面也有刀齿。
5）立铣刀
用于加工平面台阶、槽和互相垂直的平面。立铣刀圆柱面上的切削刃是主切削刃，端刃是副切削刃。
3.5.2刀具的材料
具材料是决定刀具切削性能的根本因素，对于加工效率、加工质量、加工成本以及刀具耐用度影响很大。使用碳工具钢作为刀具材料时，切削速度只有10m人nln左右；20世纪初出现了高速钢刀具材料，切削速度提高到每分钟几十米；30年代出现了硬质合金，切削速度提高到每分钟一百多米至几百米；当前陶瓷刀具和超硬材料刀具的出现，使切削速度提高到每分钟一千米以上G被加工材料的发展也大大地推动了刀具材料的发展。
3.5.2.1 刀具材料应具备的性能
1)高硬度和高耐磨性
刀具材料的硬度必须高于被加工材料的硬度才能切下金属，这是刀具材料必备的基本要求，现有刀具材料硬度都在60HRC以上。刀具材料越硬，其耐磨性越好，但由于切削条件较复杂，材料的耐磨性还决定于它的化学成分和金相组织的稳定性。
2)足够的强度与冲击韧性
强度是指抵抗切削力的作用而不致于刀刃崩碎与刀杆折断所应具备的性能。一般用抗弯强度来表示。
冲击韧性是指刀具材料在间断切削或有冲击的工作条件下保证不崩刃的能力，一般地，硬度越高，冲击韧性越低，材料越脆。硬度和韧性是一对矛盾，也是刀具材料所应克服的一个关键。
3)高耐热性
耐热性又称红硬性，是衡量刀具材料性能的主要指标。它综合反映了刀具材料在高温下保持硬度、耐磨性、强度、抗氧化、抗粘结和抗扩散的能力。
4)良好的工艺性和经济性
为了便于制造，刀具材料应有良好的工艺性，如锻造、热处理及磨削加工性能。当然在制造和选用时应综合考虑经济性。当前超硬材料及涂层刀具材料费用都较贵，但其使用寿命很长，在成批大量生产中，分摊到每个零件中的费用反而有所降低。因此在选用时一定要综合考虑。
3.5.2.2 常用刀具材料
常用刀具材料有工具钢、高速钢、硬质合金、陶瓷和超硬刀具材料，目前用得最多的为高速钢和硬质合金。表6—2为常用刀具材料的牌号、性能及用途。
1)高速钢
高速钢是一种加人了较多的钨、铬、钒、相等合金元素的高合金工具钢，有良好的综合性能。其强度和韧性是现有刀具材料中最高的。高速钢的制造工艺简单，容易刃磨成锋利的切削刃；锻造、热处理变形小，目前在复杂的刀具，如麻花钻、丝锥、拉刀、齿轮刀具和成形刀具制造中，仍占有主要地位。
高速钢可分为普通高速钢和高性能高速钢。
普通高速钢，如W1J8c24v广泛用于制造各种复杂刀具。其切削速度一般不太高，切削普通钢料时为40—60m／min。
高性能高速钢，如W12Cr4V4Mo是在普通高速钢中再增加一些含碳量、含钒量及添加钴、铝等元素冶炼而成的。它的耐用度为普通高速钢的1．5—3倍。
粉末冶金高速钢是70年代投入市场的一种高速钢，其强度与韧性分别提高30％一40％和80％一90％．耐用度可提高2—3倍。目前我国尚处于试验研究阶段，生产和使用尚少。
2)硬质合金
按GB2075—87(参照采用190标准)可分为P、M、K三类，P类硬质合金主要用于加工长切屑的黑色金属，用蓝色作标志；M类主要用于加工黑色金属和有色金属，用黄色作标志，又称通用硬质合金，K类主要用于加工短切屑的黑色金属、有色金属和非金属材料，用红色作标志。
P、M、K(后面的阿拉伯数字表示其性能和加工时承受载荷的情况或加工条件。数字愈小，硬度愈高，韧性愈差。
P类相当于我国原钨钛钻类，主要成分为WC十TiC十Co，代号为YT。K类相当于我
国原钨钻类，主要成分为WC十Co，代号为YG。
M类相当于我国原钨钛钽钴类通用合金，主要成分为WC+TiC+TaC(NbC)十Co，代号为YW。
3.5.3 刀具的选择与切削量的确定
一．刀具的选择
刀具的选择是数控加工工艺中重要内容之一，它不仅影响机床的加工效率，而且直接影响加工质量。与传统的加工方法相比，数控加工对刀具的要求更高。不仅要求精度高、刚度好、耐用度高，而且要求尺寸稳定、安装调整方便。这就要求采用新型优质材料制造数控加工刀具，并优选刀具参数。机电专业技术网
选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸和形状相适应。生产中，平面零件周边轮廓的加工，常采用立铣刀。铣削平面时，应选用硬质合金刀片铣刀；加工凸轮、凹槽时，选高速钢立铣刀；加工毛坯表面或粗加工孔时，可选镶硬质合金的玉米铣刀。
对一些立体型面和变斜角轮廓外形的加工，常采用球头铣刀、环形铣刀、鼓形刀、锥形刀和盘形刀，如图3.1所示。
a) b) c) d) e)
图3.1 常用铣刀
a）球铣刀b）环形刀c）鼓形刀d）锥形刀e）盘形刀
曲面加工常采用球头铣刀，但加工曲面较平坦部位时，刀具以球头顶端刃切削，切削条件较差，因而应采用环形刀。在单件或小批量生产中，为了取代多坐标联动机床，常采用鼓形刀或锥形刀来加工飞机上的一些变斜角零件，如图2-20所示。加镶齿盘铣刀，适用于在五坐标联动的数控机床上加工一些球面，其效率比用球头铣刀高近十倍，并可获得好的加工精度。
二．切削用量的确定
切削用量包括主轴转速（切削速度）、背吃刀量、进给量。对于不同的加工方法，需要选择不同的切削用量，并编入程序单内。
合理选择切削用量的原则是，粗加工时，一般以提高生产率为主，但也应考虑经济性和加工成本；半精加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本。具体数值应根据机床说明书、切削手册，并结合经验而定。
1）切削深度a p（㎜）
主要根据机床、夹具、刀具和工件的刚度来决定。在刚度允许的情况下，应以最少的进给次数切除加工余量，最好一次切净余量，以便提高生产率。在数控机床上，精加工余量可小于普通机床，一般取（0.2～0.5）㎜机电专业技术网
2）主轴转速n（r/min）
主要根据允许的切削速度νc（m/min）选取。
式中，νc——切削速度，由刀具的耐用度决定；
D——工件或刀具直径（㎜）。主轴转速n要根据计算值在机床说明书中选取标准值，并填入程序单中。
3）进给量（进给速度）f（mm/min或mm/r）
进给量是数控机床切削用量中的重要参数，主要根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性质选取。当加工精度，表面粗糙度要求高时，进给量数值应选小些，一般在20～50mm/min范围内选取。最大进给量则受机床刚度和进给系统的性能限制，并与脉冲当量有关。
第4章数控加工工艺的设计和编程
4.1 数控加工工艺的设计
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。
4.1.1 数控加工工艺设计主要内容
在进行数控加工工艺设计时，一般应进行以下几方面的工作：数控加工工艺内容的选择；数控加工工艺性分析；数控加工工艺路线的设计。
4.1.2 数控加工工艺内容的选择
对于一个零件来说，并非全部加工工艺过程都适合在数控机床上完成,而往往只是其中的一部分工艺内容适合数控加工。这就需要对零件图样进行仔细的工艺分析，选择那些最适合、最需要进行数控加工的内容和工序。在考虑选择内容时，应结合本企业设备的实际，立足于解决难题、攻克关键问题和提高生产效率，充分发挥数控加工的优势。
1、适于数控加工的内容
在选择时，一般可按下列顺序考虑：
（1）通用机床无法加工的内容应作为优先选择内容；
（2）通用机床难加工，质量也难以保证的内容应作为重点选择内容；
（3）通用机床加工效率低、工人手工操作劳动强度大的内容，可在数控机床尚存在富裕加工能力时选择。
2、不适于数控加工的内容
一般来说，上述这些加工内容采用数控加工后，在产品质量、生产效率与综合效益等方面都会得到明显提高。相比之下，下列一些内容不宜选择采用数控加工：
（1）占机调整时间长。如以毛坯的粗基准定位加工第一个精基准，需用专用工装协调的内容；
（2）加工部位分散，需要多次安装、设置原点。这时，采用数控加工很麻烦，效果不明显，可安排通用机床补加工；
（3）按某些特定的制造依据（如样板等）加工的型面轮廓。主要原因是获取数据困难，易于与检验依据发生矛盾，增加了程序编制的难度。
此外，在选择和决定加工内容时，也要考虑生产批量、生产周期、工序间周转情况等等。总之，要尽量做到合理，达到多、快、好、省的目的。要防止把数控机床降格为通用机床使用。
4.1.3 制定加工工艺的步骤
第一步：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。
4.1.4 加工工艺规程的作用
1）工艺规程是指导生产的主要技术文件。
合理的工艺规程是根据长期的生产实践经验、科学分析方法和必要的工艺试验，并结合具体生产而制定的。
2）工艺规程是组织和管理生产的基本依据。
3）工艺规程是新建和扩建工厂或车间的基本资料。
4）工艺规程是进行技术交流的重要手段。
工艺规程，作为一个技术文件，有关人员必须严格执行，不得违反或任意改变工艺规程所规定的内容，否则就有可能影响产品的质量，打乱生产秩序。
4.2 1850套结机的加工工艺流程卡（见附件）
4.3 刀具数量的确定（见附件）
根据以上加工工艺的确定，总共用于加工毛坯的刀具达38把，其中专用刀具有30把是专用刀具，还有8把是通用刀具。
4.4 手动编程（见附件）
数控文字地址程序段格式中，G代码、M代码分别表示准备功能宇和辅助功能字，G、M代码在不同数控系统中分别表示不同的数控功能，有些数控系统还规定可使用几套G、M 代码指令，这就为数控加工工艺的制订，数控加工程序的编制以及加工程序调试增添了许多灵活性，特别是特殊G、M代码的合理使用，对保证零件的加工质量和精度，防止数控机床各加工轴之间或刀具之间的干涉，提高数控机床的安全、稳定运行具有积极的现实意义。
坐标系的确定是根据夹具与工作台的装夹后，用高级测量仪表对工作台进行打表测量，确定整个加工的坐标系。然后根据图纸的尺寸，以及图纸中的坐标原点，来进行手动编程。由于此加工工程分两个工程来加工，因此，在加工中心的两个交换台的坐标系各取一个坐标系，分别对两个不同工程的加工面，进行准确的加工。在手动编程中，用到的主要指令是
G43长度补偿指令，这个在手动编程中，占很重要的作用，关系到刀具在加工面的安全问题和零件的尺寸精确度很大的关系。还有一些常用的指令G01 直线插补指令，G02顺时针方向圆弧插补，G03逆时针方向圆弧插补。这里的手动编程系统是利用FANIC系统来编程。
4.5 调机试做
根据图纸手动编程后，通过一系列的审查后，将程序输入加工中心界面，将要加工的1850上座机头，装到夹具上，装夹没问题后，叫好指令，将调机试做。在调机时，必须要注意下刀的速度，要慢慢下刀，时刻观察刀具与零件的距离，以及对照程序的Z轴数字，来判断是否下刀安全，并且在加工的同时，应检查刀具长度补偿的数值是否测量准确，这样有利于保护刀具和保证零件的质量。通过自己慢慢调机后，将加工出来的零件，拿下来去组装，尺寸和位置是否达到实际的要求，对没达到的进行改进再加工，直到完全符合位置为止，不过最好在零件的报废最低的情况下达到标准。
第5章总结
本论文的主要思路是根据理论和实践相结合的路线去制定缝纫机的结构图和数控加工
工艺的，在结构设计中，考虑到工件定位的标准和准确性、可靠性、可行性，并且也对定位所要注意的一些问题进行分析和了解。在加工中心加工零件时，用的刀具大多是专用刀具，因此，在选择刀具时，特别考虑到刀具的选择和切削量的确定关系，以及每把刀具的所用特性进行选择。最后，通过了自己的手动编程，调机试做，完成本次论文的作品。其中数控加工工艺在本论文是关键所在。
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，它包含了确定数控加工内容；进行工艺分析和零件图形的数学处理；制定工艺方案；选择数控机床的类型；确定工步和进给路线；选择或设计刀具、夹具和量具；确定切削参数；编写、校验和修改加工程序；编写加工工艺技术文件等方面内容。工艺设计的好坏直接影响了数控加工的尺寸精度和表面精度、加工时间的长短、材料和人工的耗费，甚至直接影响了加工的安全性。所以要切实掌握好数控加工工艺的内容和制定数控加工工艺的方法。
致谢
本研究及学位论文是在我的导师李家新老师的亲切关怀和悉心指导下完成的。他严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，李老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。半年多来，李教授不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，在此谨向李老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。
在此，我还要感谢在一起愉快的度过毕业设计生活的机制A1各位同门，正是由于你们的帮助和支持，我才能克服一个一个的困难和疑惑，直至本文的顺利完成。
在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意!最后我还要感谢培养我长大含辛茹苦的父母，谢谢你们!
参考文献:
[1] 王永章等.机床数字控制.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社.1995.
[2] 缪效果等.数控技术.湖北：湖北科学技术出版社.2005.
[3] 狄瑞坤.潘晓弘等.机械制造工程.浙江：浙江大学出版社.2001.
[4] 王启平编.机械制造工艺学.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社.1992.
[5] 孙键.曾庆主编.机械制造工艺学.北京：机械工业出版社.1984.
[6] 毕承恩等编著.现代数控机床.北京：机械工业出版社.1991.
[7] 卓迪仕主编.数控技术及应用.北京：国防工业出版社.1997.
[8] 周济.周艳红.数控加工技术.国防工业出版社.2003.9.
[9]黄道.数控铣床（加工中心）编程、操作及实训.合肥：合肥工业大学出版社.2005.
[10] 林奕鸿等.机床数控技术及应用.北京：机械工业出版社.1995.7.
[11] 艾兴等.高速切削加工技术.国防工业出版社.2004，5.
[12] 申永胜.机械原理教程，清华大学出版社，1999
数控加工工艺设计 与普通加工相比〖资料来源:毕业设计(论文)网https://www.doczj.com/doc/e24302873.html,〗数控加工的工艺过程设计并不是从毛坯到成品的整个工艺过程，而是仅有几道数控加工工序工艺过程的具体描述。许多在通用机床加工时由工人自行决定的工艺问题，在工艺设计时必须认真考虑，并将正确的选择编入程序中。这就要求编程人员要有多方面的知识基础，不仅仅是懂得计算机编程或了解某种软件的使用与操作。合格的编程员首先应是一个很好的数控加工工艺人员，应对所编程的数控机床的性能、特点、切削范围、标准刀具系统有全面的了解。一般来说，数控加工主要包括以下几个方面的内容：〖资料来源：毕业设计(论文)网5 6 D O C.C O M〗 （1）选择并确定进行数控加工的零件及内容； （2）对零件图纸进行数控加工的工艺分析； （3）数控加工的工艺设计； （4）对零件图形的数学处理； （5）编写加工程序单； （6）按程序单制作控制介质； （7）程序的校验与修改； （8）首件试加工与现场处理； （9）数控加工工艺技术文件的定型与归档。 编程的基本原理 坐标系 根据标准坐标系的规定〖资料来源:毕业设计(论文)网https://www.doczj.com/doc/e24302873.html,〗机床使用右手顺时针直角坐标系，机床中的运动是指刀具和工件间的相对运动。 〖资料来源：https://www.doczj.com/doc/e24302873.html, 毕业设计(论文)网〗 （1）机床坐标系 数控铣床类机床中，坐标系如何建立取决于机床的类型。坐标系原点即为机床零点，也是所有坐标轴坐标基准。机床零点可通过在各坐标轴移动范围内设置的参考点来确定。参考点与机床零点可以重合，也可以不重合，这一般由机床生产厂家设定。 （2）工件坐标系 为了便于在编程时对工件的几何要素位置进行描述，编程人员必须在零件图上选择建立一个过渡坐标系，即工件坐标系，也称为编程坐标系。该坐标系原点即工件原点或编程原点。数控铣床加工工件坐标系可以有编程人员自由选择。原则上应尽量使编程简单、尺寸换算少、引起的加工误差小等。一般情况下，尺寸集中标注或坐标标注的零件，编程原点应尽可能选在尺寸标注基准上；对称或同心零件编程原点应尽可能选在对称中心线或圆心上；Z向原点位置一般置于工件上表面。 （3）工件装夹 加工工件时，工件必须定位并夹紧在机床上，保证工件坐标系坐标轴平行于机床坐标系坐标轴，由此在每个坐标轴上产生机床原点与工件原点的坐标偏移量。该值作为可设定零点偏移量输入到给定的区域，即偏值寄存器（如G54）中。当NC程序运行时，此值可以用一个对应的编程指令（如G54）进行选择调用，从而确定工件在机床上的装夹位置。 （4）当前工件坐标系〖资料来源：毕业设计(论文)网 5 6 D O C.C O M〗 在对一些复杂零件进行几何描述时，如其中的某些结构要素如果选择一个新的原点编程比使用原工件原点更方便，则可以利用可编程零点偏置进行坐标转换，重新确定一个新的零点。新的零点以原工件零点为基准进行偏置。使用可编程零点偏置后形成的一个新的实际工件坐标系即为当前工件坐标系，工件坐标系也可通过旋转进行转换形成新的当前工件坐标系。
一、毕业论文的要求和内容（包括原始数据、技术要求、工作要求） 1.课题名称： 典型零件数控加工工艺工装设计 2.设计任务与要求： 设计任务： 根据所给零件图（轴类、铣削类各一种），生产纲领为中批或大批生产，进行数控加工工艺规程的编制及工装设计。 设计的要求 1）选用适当的数控机床。 2）绘图采用Autocad，也可用Pro-E 3）零件加工程序应符合ISO标准的有关规定。 4）绘制的机械装配图要求正确、合理、图面整洁、符合国家制图标准。 5）说明书应简明扼要、计算准确、条理清楚、图文并茂并全部用计算机打印后装订成册。 3.设计内容 (1)确定生产类型，对零件进行工艺分析。 (2)选择毛坯种类及制造方法，绘制毛坯图(零件——毛坯图)。 (3)拟定零件的数控机械加工工艺过程，选择各工序加工设备和工艺装备(刀具、夹具、量具、辅 具等)，确定各工序切削用量及工序尺寸，计算工时定额。 (4)填写工艺文件：工艺过程卡片，工序卡片。 (5)进行数控编程 (6)设计数控铣削工序的专用夹具，绘制装配图和零件图。 (7)撰写设计说明书。 二、毕业设计图纸内容及张数 1、绘制零件图共7张（含数控加工零件） 2、绘制数控加工的零件（轴类、腔型类）毛坯图共2张 3、机械加工工艺卡片1套 4、工艺装备设计图纸1套 5、设计说明书1份 三、毕业设计实物内容及要求 1）零件工艺分析。 2）总体方案的拟定及可行性论证。 3）轴类零件数控加工工艺规程的编制。 4）进行轴类零件数控加工程序的编制。 5）铣削类零件数控加工工艺规程的编制。 6）进行铣削类零件加工程序的编制。 7）编写设计说明书。 摘要
制造自动化技术是先进制造技术中得重要组成部分，其核心技术是数控技术。数控技术是应用计算机.自动控制.自动检验及精密机器等高新技术得产物。它得出现及所带来得巨大效益，已经引起了世界各国技术与工业界的普遍重视。目前，随着国内数控机床用量得剧增，急需培养大批的能够熟练掌握现代数控机床编程.操作和维护得应用型高级技术人才。 科学技术和社会的蓬勃发展，对机械加工产品得质量，品种和生产效率提出了越来越高得要求。数控加工技术就是实现产品加工过程自动化得现代化得措施之一，应用数控加工技术能提高加工质量和生产效率，解决若干普通机械加工所解决不了的加工技术问题，大大降低加工成本，提高综合经济效益，还能极大改善工人的劳动条件，提高工人得素质。 数控技术是以数字的形式实现自动加工控制得一门技术，其指令得数字和文字编码得方式，记录在控制介质上，经过计算机得处理后，对机床各种动作得顺序位移量及速度实现自动控制。 二关键字 零件的制造工艺性：所设计得零件在满足使用要求得前提下制造的可行性和经济性。良好的结构工艺性，可以使零件加工容易，节省工时和材料。 对刀点:在数控机床上加工零件时，刀具对工件运动的起始点。 手工编程：从分析零件图样、确定加工工艺过程、数值计算、编写零件加工程序、制备控制介质到程序校验都是有人工完成。 自动编程：利用计算机专用软件编制数控加工程序得过程。 基点：一个零件轮廓由许多不同的几何元素组成，各个元素间得连接点称为基点。 机床坐标系：以机床原点为坐标原点建立起来的X Z轴得直角坐标系。
典型轴类零件的数控加工工艺设计 1 2020年5月29日
摘要 数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术,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的渗透形成的机电一体化产品,即所谓的数字化装备。 本次设计就是进行数控加工工艺设计典型轴类零件,主要侧重于该零件的数控加工工艺和编程,包括完成该零件的工艺规程,主要工序工装设计,并绘制零件图、夹具图等。 经过本次毕业设计,对典型轴类零件的设计又有了深的认识。从而达到了巩固、扩大、深化所学知识的目的,培养和提高了综合分析问题和解决问题的能力以及培养了科学的研究和创新能力。 1 2020年5月29日
关键词:数控技术典型轴类零件加工工艺毕业设计 2 2020年5月29日
目录 摘要 (1) 目录 (2) 1.引言 (3) 1.引言 (3) 2.零件分析 (4) 2.1毛坯的选择 (4) 2.2 机床的选择 (4) 3.零件图加工艺分析 (7) 3.1零件的工艺分析 (7) 3.2 零件的加工工艺设计 (11) 4.零件图加工程序编写 (21) 4.1零件左端加工程序编写 (21) 4.2零件右端加工程序编写 (22) 5. 程序调试 (25) 致谢 (26) 参考文献 (27) 3 2020年5月29日
1.引言 数控技术集传统的机械制造技术、计算机技术、成组技术与现代控制技术、传感检测技术、信息处理技术、网络通讯技术、液压气动技术、光机电技术于一体,是现代先进制造技术的基础和核心。数控车床己经成为现代企业的必须品。随着数控技术的不断成熟和发展及市场日益繁荣,其竞争也越来越激烈,人们对数控车床选择也有了更加广阔的范围,对数控机床技术的掌握也越来越高。随着社会经济的快速发展,人们对生活用品的要求也越来越高,企业对生产效率也有相应的提高。数控机床的出现实现了广大人们的这一愿望。数控车削加工工艺是实现产品设计、保证产品的质量、保证零件的精度,节约能源、降低消耗的重要手段。是企业进行生产准备、计划调度、加工操作、安全生产、技术检测和健全劳动组织的重要依据。也是企业对高品质、高品种、高水平,加速产品更新,提高经济效益的技术保证。这不但满足了广大消费者的目的,即实现了产品多样化、产品高质量、更新速度快的要求,同时推动了企业的快速发展,提高了企业的生产效率。 数控工艺规程的编制是直接指导产品或零件制造工艺过程和操作方法的工艺文件,它将直接影响企业产品质量、效 4 2020年5月29日
第2章数控加工工艺设计 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。 2.1 数控加工工艺设计主要内容在进行数控加工工艺设计时，一般应进行以下几方面的工作：数控加工工艺内容的选择；数控加工工艺性分析；数控加工工艺路线的设计。 2.1.1数控加工工艺内容的选择对于一个零件来说，并非全部加工工艺过程都适合在数控机床上完成,而往往只是其中的一部分工艺内容适合数控加工。这就需要对零件图样进行仔细的工艺分析，选择那些最适合、最需要进行数控加工的内容和工序。在考虑选择内容时，应结合本企业设备的实际，立足于解决难题、攻克关键问题和提高生产效率，充分发挥数控加工的优势。1、适于数控加工的内容在选择时，一般可按下列顺序考虑：（1）通用机床无法加工的内容应作为优先选择内容；（2）通用机床难加工，质量也难以保证的内容应作为重点选择内容；（3）通用机床加工效率低、工人手工操作劳动强度大的内容，可在数控机床尚存在富裕加工能力时选择。2、不适于数控加工的内容一般来说，上述这些加工内容采用数控加工后，在产品质量、生产效率与综合效益等方面都会得到明显提高。相比之下，下列一些内容不宜选择采用数控加工：（1）占机调整时间长。如以毛坯的粗基准定位加工第一个精基准，需用专用工装协调的内容；（2）加工部位分散，需要多次安装、设置原点。这时，采用数控加工很麻烦，效果不明显，可安排通用机床补加工；（3）按某些特定的制造依据（如样板等）加工的型面轮廓。主要原因是获取数据困难，易于与检验依据发生矛盾，增加了程序编制的难度。 此外，在选择和决定加工内容时，也要考虑生产批量、生产周期、工序间周转情况等等。总之，要尽量做到合理，达到多、快、好、省的目的。要防止把数控机床降格为通用机床使用。
目录 摘要 (3) 绪论 (5) 一、选择本课题的目的及意义 (5) 二、数控机床及数控技术的应用与发展 (5) （一）数控机床的应用与发展 (5) （二）数控技术的应用与发展 (6) 三、对课题任务的阐述 (6) 第二章工艺方案分析 (7) 2.2零件图分析及毛坯的选择 (7) 2.3设备的选择 (8) 2.5确定加工方法 (10) 2.6确定加工方案 (10) 第三章确定零件的定位基准和装夹方式 (12) 1．粗基准选择原则 (12) 2．精基准选择原则 (12) 3．定位基准 (12) 4.装夹方式 (12) 第四章工艺过程 (13) 1．工序与工步的划分 (13) 2．工步的划分 (13) 第五章确定加工顺序及进给路线 (14) 1．零件加工必须遵守的安排原则 (14) 2．进给路线 (14) 第六章刀具及切削用量的选择 (14) 6.1选择数控刀具的原则 (14) 6.2选择数控车削用刀具 (15) 6.3设置刀点和换刀点 (16) 6.4切削用量的选择 (16) 1．背吃刀量的选择 (16) 选择背吃刀量： (16) 2．主轴转速的选择 (17) 3．进给量的选取 (17) 4．进给速度的选取 (17) 7.1轴类零件加工工艺分析 (18) 7.2典型轴类零件加工工艺 (20) 7.3加工坐标系设置 (21) 7.4手工编程 (22) 第八章结束语 (25)
第九章致谢词 (26) 参考文献 (27)
摘要 数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术，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的渗透形成的机电一体化产品，即所谓的数字化装备，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，对国计民生的一些重要行业(IT、汽车、医疗、轻工等)的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需要装备的数字化已是现代发展的大趋势。而数控加工技术是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，是机械制造业人员长期从事数控加工时间的经验总结。数控加工技术就是用数控机床加工零件的方法。在数控加工中，利用工件的旋转运动和刀具的直线运动或者曲线运动来改变毛坯的尺寸和形状，把毛坯加工成符合精度要求的零件。数控车削加工是利用工件相对于刀具的旋转运动对工件进行切削加工的方法。车削适合加工回转类零件、内外圆锥面、端面、圆弧面、沟槽、螺纹和回转成形面等，所用的刀具主要是车刀。数控车削加工是现代制造技术的典型代表，在制造业的各个领域得到广泛的应用如航天、汽车、精密机械等。总之,它是从零件图纸到获得数控加工程序的全过程。已经成为这些行业不可或缺的加工手段。 关键词：数控技术；车削加工；数控加工工艺；数控编程
届毕业设计 系 别： 信息与工程系 专业名称： 机械设计与制造 姓 名： 学 号： 班 级： 指导教师： 2012 年 月 日 MinBei Vocational And Technical College XXXXXXXXXXXXXXX
目录 一、摘要…………………………………………………… 二、配合件设计的内容及步骤…………………………… 1、零件加工工艺的分析…………………………… 1.1 零件的技术要求分析…………………………… 1.2 零件的结构工艺分析………………………… 2、编程尺寸的确定………………………………… 2.1 计算各节点的坐标尺寸……………………… 3、毛坯的选择…………………………………… 4、工艺过程设计…………………………………… 4.1 板料凸件加工工步顺序的安排……………… 4.2 板料凹件加工工步顺序的安排……………… 5、选择机床、工艺装备等………………………… 5.1 刀具的选择方案……………………………… 5.2 铣削用量的确定……………………………… 6、确定切削用量…………………………………… 7、工艺文件………………………………………… 7.1 工序卡片……………………………………… 7.2 刀具卡…………………………………………… 8、编制加工程序单………………………………… 三、小结………………………………………………… 四、参考文献……………………………………………
摘要 数控机床的出现以及带来的巨大利益，引起世界各国科技界和工业界的普遍重视。发展数控机床是当前我国机械制造业技术改造的必由之路，是未来工厂自动化的基础。数控机床的大量使用，需要大批熟练掌握现代数控技术的人员。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。 随着科技的发展，数控技术也在不断的发展更新，现在数控技术也称计算机数控技术，加工软件的更新快，CAD/CAM的应用是一项实践性很强的技术。如像UG , PRO/E , Cimitron , MasterCAM ,CAXA制造工程师等。 数控技术是技术性极强的工作，尤其在模具领域应用最为广泛，所以这要求从业人员具有很高的机械加工工艺知识，数控编程知识和数控操作技能。本文主要通过铣削加工薄壁配合件的数控工艺分析与加工，综合所学的专业基础知识，全面考虑可能影响在铣削、钻削、绞削加工中的因素，设计其加工工艺和编辑程序，完成配合要求。 关键词: 铣削、钻削、绞削、 CAD/CAM 薄壁板类配合件零件加工
典型轴类零件的数控加工工艺设计(doc 29页)
摘要 数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术，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的渗透形成的机电一体化产品，即所谓的数字化装备。 本次设计就是进行数控加工工艺设计典型轴类零件，主要侧重于该零件的数控加工工艺和编程，包括完成该零件的工艺规程，主要工序工装设计，并绘制零件图、夹具图等。 通过本次毕业设计，对典型轴类零件的设计又有了深的认识。从而达到了巩固、扩大、深化所学知识的目的，培养和提高了综合分析问题和解决问题的能力以及培养了科学的研究和创新能力。 关键词：数控技术典型轴类零件加工工艺毕业设计
1.引言 数控技术集传统的机械制造技术、计算机技术、成组技术与现代控制技术、传感检测技术、信息处理技术、网络通讯技术、液压气动技术、光机电技术于一体，是现代先进制造技术的基础和核心。数控车床己经成为现代企业的必需品。随着数控技术的不断成熟和发展及市场日益繁荣，其竞争也越来越激烈，人们对数控车床选择也有了更加广阔的范围，对数控机床技术的掌握也越来越高。随着社会经济的快速发展，人们对生活用品的要求也越来越高，企业对生产效率也有相应的提高。数控机床的出现实现了广大人们的这一愿望。数控车削加工工艺是实现产品设计、保证产品的质量、保证零件的精度，节约能源、降低消耗的重要手段。是企业进行生产准备、计划调度、加工操作、安全生产、技术检测和健全劳动组织的重要依据。也是企业对高品质、高品种、高水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。这不但满足了广大消费者的目的，即实现了产品多样化、产品高质量、更新速度快的要求，同时推动了企业的快速发展，提高了企业的生产效率。 数控工艺规程的编制是直接指导产品或零件制造工艺过程和操作方 法的工艺文件，它将直接影响企业产品质量、效益、竞争能力。本文通过对典型轴类零件数控加工工艺的分析，对零件进行编程加工，给出了对于典型零件数控加工工艺分析的方法，对于提高制造质量、实际生产具有一定的意义。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，刀具和切削用量的选择，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。 本人以严谨务实的认真态度进行了此次设计，但由于知识水平与实际经验有限。在设计中会出现一些错误、缺点和疏漏，诚请各位评审老师提出批评和指正。
课题名称：凹圆弧多配合综合件的数控加工工艺与 程序编制 【摘要】本篇论文主要介绍在 FANUC Series-0i-MC 上分别采用铣圆弧及精密平口钳夹具进行装夹定为，使用立铣刀、球头铣刀、高速钢钻头、高速钢铰刀及整体式的螺纹铣刀对零件的加工，来实现多配合；在查阅相关的资料和参考文献的基础上，对凹圆弧多配合综合件零件图纸的技术特性、几何形状、尺寸及工艺要求进行分析，明确加工内容和要求，确定加工方案；在指导老师的建议及帮助下，最终设计出符合该综合件的加工工艺及编制出简洁、方便的加工程序，通过仿真机床的仿真加工验证了设计的可行性。 【关键词】：多配合加工工艺设计宏程序编制右旋螺纹凹圆弧
Topic name:Concave arc more comprehensive coordination of nc machining process and programming 【Abstract】：This paper mainly introduced in fanuc series-0i-mc using milling arc shape face special jig, milling appearance at the special jig by introducing "combination" fixture and ordinary vises fixtures are used as the clamping, mills, milling and integral thread cutter to parts processing, to achieve more with, Referring to the relevant data and references, on the basis of comprehensive pieces with concave arc more drawings of the technical features, geometric shapes, sizes and technology, this paper analyzes the contents and requirements clearly processing, determine the processing schemes, The teacher's advice and guidance in the help, finally meet the design of integrated process and prepare a concise, easy processing procedure, through the simulation of machine design process simulation verified the feasibility. 【Key word】：With more Process design Macro programming Dextral threads Concave arc
三．零件的数控加工工艺分析 （一）数控加工的基础知识 1．概述零件的数控加工过程 在数控机床上加工零件时，首先要将被加工零件图上的几何信息和工艺信息数字化。先根据零件加工图样的要求确定零件加工的工艺过程、工艺参数、刀具参数，再按数控机床规定采用的代码和程序格式，将与加工零件有关的信息如工件的尺寸、刀具运动中心轨迹、位移量、切削参数(主轴转速、切削进给量、背吃刀量)以及辅助操作(换刀、主轴的正转与反转、切削液的开与关)等编制成数控加工程序，然后将程序输入到数控装置中，经数控装置分析处理后，发出指令控制机床进行自动加工。 数控车床工作过程：如图所示。数控车床工作大致分为下面几个步骤： 1）根据零件图要求的加工技术内容，进行数值计算、工艺处理和程序设计。 2）将数控程序按数控车床规定的程序格式编制出来，并以代码的形式完整记录在存储介质上，通过输入（手工、计算机传输等）方式，将加工程序的内容输送到数控装置。 3）由数控系统接收来的数控程序（NC代码），NC代码是由编程人员在CAM软件上生成或手工编制的，它是一个文本数据，表现比较直观，较容易地被编程人员直接理解，但却无法为软件直接利用。 4）根据X、Z等运动方向的电脉冲信号由伺服系统处理并驱动机床的运动结构（主轴电动机、进给电动机等）动作，使机床自动完成相应零件的加工。 2．切削加工必须具备的两种运动 1）主运动：主运动是切除工件多余金属层，形成工件新表面的必要运动。它是由机床提供的主要运动。主运动的特点是速度最高，消耗功率最多。切削加工中只有一个主运动，它可由工件完成，也可由刀具完成。如车削时工件的旋转运动、铣削和钻削时和钻头的旋转运动等都是主运动。 2）进给运动：进给运动是把切削金属层间断或连续投入切削的一种运动，与主运动相配合即可 不断切削金属层，获得所需的表面。进给运动的特点是速度小、消耗功率少。切削加工中进给运动可以是一个、两个或多个。它可以是连续的运动，如车削外圆时，
毕业设计说明书 题目典型铣削零件的数控加工工艺及编程 专业 班级 学生姓名 指导教师 年月日
此零件为一平面槽形零件，本文主要通过分析零件图纸，找出所需的数据，确定零件形状；然后确定加工的装夹方案，设计合理的夹具；接着就是根据分析图纸所得的数据，以及装夹的方法，编写加工工艺路线及设定铣削参数与铣削用量；最后就是根据前面的分析，编写加工程序，进行零件加工。 关键词：工艺路线切削用量数控编程
1 零件图 (5) 1.1 零件图的分析 (6) 1.2 技术要求分析 (6) 2 设备的选择 (6) 3 工件的装夹 (7) 3.1 毛坯的选择 (7) 3.2 零件的装夹 (7) 4 工艺路线 (7) 4.1 表面加工方法的选择 (8) 4.2 加工阶段的划分 (8) 4.3 加工顺序的安排 (8) 4.4 工序的集中和分散 (9) 5 合理的选择刀具 (10) 5.1 刀具的选择原则 (10) 5.2 数控铣削刀具的选择 (10) 6 切削用量的选择 (11) 6.1 切削用量的具体参数 (12) 6.2 切削用量的选取 (13) 7 拟定数控加工工艺卡 (14) 8 数控编程 (14) 8.1 数控编程的分类 (14) 8.2 加工程序清单 (14) 9 走刀路线图 (21) 设计总结 (22) 参考文献 (23) 致谢 (24) 附录 (25)
典型铣削零件的数控加工工艺及编程 前言 数控技术和数控装备是制造工业现代化的重要基础。这个基础是否牢固直接影响到一个国家的经济发展和综合国力，关系到一个国家的战略地位。因此，世界上各工业发达国家均采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业。 在我国，数控技术与装备的发展亦得到了高度重视，近年来取得了相当大的进步。特别是在通用微机数控领域，以PC平台为基础的国产数控系统，已经走在了世界前列。但是，我国在数控技术研究和产业发展方面亦存在不少问题，特别是在技术创新能力、商品化进程、市场占有率等方面情况尤为突出。在新世纪到来时，如何有效解决这些问题，使我国数控领域沿着可持续发展的道路，从整体上全面迈入世界先进行列，使我们在国际竞争中有举足轻重的地位，将是数控研究开发部门和生产厂家所面临的重要任务。 现就一平面槽形零件数控铣削加工工艺分析举例。 平面槽形零件是数控铣削加工中常见的零件之一。其轮廓曲线由直线-圆弧、圆弧-圆弧、圆弧-非圆曲线以及非圆曲线等组成.加工中多采用两轴以上联动的数控铣床,加工工艺过程也大同小异，下面以下图所示的平面槽形凸轮为例,分析其数控铣削加工工艺。
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：
典型轴类零件的数控加工工艺编制数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行操纵的技术，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的渗透形成的机电一体化产品，即所谓的数字化装备。 本次设计确实是进行数控加工工艺设计典型轴类零件，要紧侧重于该零件的数控加工工艺和编程，包括完成该零件的工艺规程，要紧工序工装设计，并绘制零件图、夹具图等。 通过本次毕业设计，对典型轴类零件的设计又有了深的认识。从而达到了巩固、扩大、深化所学知识的目的，培养和提高了综合分析咨询题和解决咨询题的能力以及培养了科学的研究和创新能力。 关键词：数控技术典型轴类零件加工工艺毕业设计
摘要 (1) 目录 (2) 1.引言 (3) 1.引言 (3) 2.零件分析 (4) 2.1毛坯的选择 (4) 2.2 机床的选择 (4) 3.零件图加工艺分析 (7) 3.1零件的工艺分析 (7) 3.2 零件的加工工艺设计 (11) 4.零件图加工程序编写 (21) 4.1零件左端加工程序编写 (21) 4.2零件右端加工程序编写 (22) 5. 程序调试 (25) 致谢 (26) 参考文献 (27)
数控技术集传统的机械制造技术、运算机技术、成组技术与现代操纵技术、传感检测技术、信息处理技术、网络通讯技术、液压气动技术、光机电技术于一体，是现代先进制造技术的基础和核心。数控车床己经成为现代企业的必需品。随着数控技术的不断成熟和进展及市场日益繁荣，其竞争也越来越猛烈，人们对数控车床选择也有了更加宽敞的范畴，对数控机床技术的把握也越来越高。随着社会经济的快速进展，人们对生活用品的要求也越来越高，企业对生产效率也有相应的提高。数控机床的显现实现了宽敞人们的这一愿望。数控车削加工工艺是实现产品设计、保证产品的质量、保证零件的精度，节约能源、降低消耗的重要手段。是企业进行生产预备、打算调度、加工操作、安全生产、技术检测和健全劳动组织的重要依据。也是企业对高品质、高品种、高水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。这不但满足了宽敞消费者的目的，即实现了产品多样化、产品高质量、更新速度快的要求，同时推动了企业的快速进展，提高了企业的生产效率。 数控工艺规程的编制是直截了当指导产品或零件制造工艺过程和操作方法的工艺文件，它将直截了当阻碍企业产品质量、效益、竞争能力。本文通过对典型轴类零件数控加工工艺的分析，对零件进行编程加工，给出了关于典型零件数控加工工艺分析的方法，关于提高制造质量、实际生产具有一定的意义。依照数控机床的特点，针对具体的零件，进行了工艺方案的分析，工装方案的确定，刀具和切削用量的选择，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，充分表达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。 本人以严谨务实的认真态度进行了此次设计，但由于知识水平与实际体会有限。在设计中会显现一些错误、缺点和疏漏，诚请各位评审老师提出批判和指正。
典型零件数控加工工艺分析及编程 姓名： 班级： 学号： 指导老师： （单位：江苏省盐城技师学院邮编：224002） 2009-4-10
典型零件数控加工工艺分析及编程 【摘要】针对典型零件选择机床、夹具、刀具及量具，拟定加工工艺路线、切削用量等，编写数控加工的程序。 【关键词】工艺编程 一、数控加工工艺路线的设计 工艺路线是指零件加工所经过的整个路线，也就是列出工序名称的简略工艺过程。工艺路线的拟定是制订工艺规程的重要内容，其主要任务是选择各个表面的加工方法，确定各个表面的加工顺序及整个工艺过程的工序数目和工序内容。 数控加工工艺路线的设计与通用机床加工工艺路线的设计的主要区别在于它往往不是只从毛坯到成品的整个过程，而仅是几道数控加工工序工艺过程的具体描述。因此在工艺路线设计中一定要注意到，由于数控加工工序一般都穿插于零件加工的整个工艺过程中，因而要与其它加工工艺衔接好。 ⒈工序的划分 根据数控加工的特点，数控加工工序的划分一般可按下列方法进行： ⑴以一次安装、加工作为一道工序。这种方法适合于加工内容较少的零件，加工完后就能达到待检状态。 ⑵以同一把刀具加工的内容划分工序。有些零件虽然能再一次安装加工中加工很多代加工表面，但考虑到程序太长，会受到某些限制（主要是内存容量），机床连续工作时间的限制（如一道工序在一个工作班内不能结束）等，此外，程序太长会增加出错与检索的困难。因此程序不能太长，一道工序内容
不能太多。 ⑶以加工部位划分工序。对于加工内容很多的工件，可按其结构特点将加工部位分成几个部分，如内腔、外形、曲面或平面，并将每一部分的加工作为一道工序。 ⑷以粗、精加工划分工序。对于加工后易发生变形的工件，由于对粗加工后可能发生的变形需要进行校形，故一般来说，凡要进行粗、精加工的过程，都要将工序分开。 ⒉顺序的安排 顺序的安排应根据零件的结构和毛坯，以及定位、安装与夹紧的需要来考虑。顺序安排一般应按以下原则进行： ⑴上道工序的加工不能影响下道工序的定位与夹紧，中间穿插于通用机床加工工序的也应综合考虑; ⑵先进性内腔加工,后进行外形加工; ⑶以相同定位、夹紧方式或用同一把刀具加工的工序，最好连续加工，以减少重负定位次数和换刀次数。 ⑷同时还应遵循切削加工顺序的安排原则：先粗后精、先主后次、先面后孔、基准先行。 二、数控编程 数控编程就是生产用数控机床进行零件加工的数控程序的过程。数控程序是由一系列程序段组成，把零件的加工过程、切削用量、位移数据以及各种辅助操作，按机床的操作和运动顺序，用机床规定的指令及程序各式排列而成的一个有序指令集。 零件加工程序的编制是实现数控加工的重要环节，特别是对于复杂零件的加工，其编程工作的重要性甚至超过数控机床
数控加工工艺课程设计说明书(DOC 22页)
《数控加工工艺》课程设计说明书 班级： 学号： 姓名】 指导老师：】
1.设计任务 本次课程设计是通过分析零件图，合理选择零件的数控加工工艺过程，对零件进行数控加工工艺路线进行设计，从而完成零件的数控加工程序的编写。使零件能在数控机床上顺利加工，并且符合零件的设计要求。 2.设计目的。 《数控加工工艺课程设计》是一个重要的实践性教学环节，要求学生运用所学的理论知识，独立进行的设计训练，主要目的有： 1 通过本设计，使学生全面地、系统地了解和掌握数控加工工艺和数控编程的基本内容和基本知识，学习总体方案的拟定、分析与比较的方法。 2 通过对夹具的设计，掌握数控夹具的设计原则以及如何保证零件的工艺尺寸。 3 通过工艺分析，掌握零件的毛坯选择方式以及相关的基准的确定，确定加工顺序。 4 通过对零件图纸的分析，掌握如何根据零件的加工区域选择机床以及加工刀具，并根据刀具和工件的材料确定加工参数。 5 锻炼学生实际数控加工工艺的设计方法，运用手册、标准等技术资料以及撰写论文的能力。同时培养学生的创新意识、工程意识和动手能力。 3.设计要求： 1、要求所设计的工艺能够达到图纸所设计的精度要求。 2、要求所设计的夹具能够安全、可靠、精度等级合格，所加工面充分暴露出来。 3、所编制的加工程序需进行仿真实验，以验证其正确
4.设计内容 4.1分析零件图纸 零件图如下： 1.该零件为滑台工作台，是一个方块形的零件。图中加工轮廓数据充分，尺寸 清晰，无尺寸封闭等缺陷。 2.其中有多个孔有明确的尺寸公差要求和位置公差要求，而无特殊的表面粗糙 度要求，如70+0.1、102+0.1、80+0.1、100+0.1、13.5+0.05、26+0.05.
一、数控车床的刀具夹具及量具 1.数控车床的刀具 在数控机床加工中，产品质量和劳动生产率在相当大的程度上是受到刀具的制约。虽大多数车刀和铣刀等与普通加工所采用的刀具基本相同，但对一些工艺难度较大的零件，其刀具特别是刀具切削部分的几何参数，尚需作特殊处理，才能满足加工要求。 1.1 数控加工对刀具的要求 1.1.1对刀具性能的要求 （1）强度高为适应刀具在粗加工或对高硬度材料的零件加工时，能大切深和快走刀，要求刀具必须具有很高的强度；对于刀杆细长的刀具(如深孔车刀)，还应具有较好的抗震性能。 （2）精度高为适应数控加工的高精度和自动换刀等要求，刀具及其刀夹都必须具有较高的精度。如有的整体式立铣刀的径向尺寸精度高达0．005mm等。 （3）切削速度和进给速度高为提高生产效率并适应一些特殊加工的需要，刀具应能满足高切削速度或进给速度的要求。如采用聚晶金刚石复合车刀加工玻璃或碳纤维复合材料时，其切削速度高达100m／min以上；日本UHSl0型数控铣床的主轴转速高达100000r／min，进给速度高达15m／min。 （4）可靠性好要保证数控加工中不会因发生刀具意外损坏及潜在缺陷而影响到加工的顺利进行，要求刀具及与之组合的附件必须具有很好的可靠性和较强的适应性。 （5）耐用度高刀具在切削过程中的不断磨损，会造成加工尺寸的变化，伴随刀具的磨损，还会因刀刃(或刀尖)变钝，使切削阻力增大，既会使被加工零件的表面精度大大下降，同时还会加剧刀具磨损，形成恶性循环。因此，数控加工中的刀具，不论在粗加工、精加工或特殊加工中，都应具有比普通机床加工所用刀具更高的耐用度，以尽量减少更换或修磨刀具及对刀的次数，从而保证零件的加工质量，提高生产效率。 耐用度高的刀具，至少应完成l一2个大型零件的加工，能完成l一2个班次以上的加工则更好。 （6）断屑及排屑性能好有效地进行断屑及排屑的性能，对保证数控机床顺利、安全地运行具有非常重要的意义。 以车削加工为例，如果车刀的断屑性能不好，车出的螺旋形切屑就会缠绕在刀头、工件或刀架上，既可能损坏车刀(特别是刀尖)，还可能割伤已加工好的表面，甚至会发生伤人和设备事故。因此，数控车削加工所用的硬质合金刀片上，常常采用三维断屑槽，以增大断屑范围，改善断屑性能。另外，车刀的排屑性能不好，会使切屑在前刀面或断屑槽内堆积，加大切削刃(刀尖)与零件间的摩擦，加快其磨损，降低零件的表面质量，还可能产生积屑瘤，影响车刀的切削性能。因此，应常对车刀采取减小前刀面(或断屑槽)的摩擦系数等措施(如特殊涂层处理及改善刃磨效果等)。对于内孔车刀，需要时还可考虑从刀体或刀杆的里面引入冷却液，并能从刀头附近喷出的冲排结构。 1.1.2对刀具材料要求 这里所讲的刀具材料，主要是指刀具切削部分的材料，较多的指刀片材料。刀具材料必须具备的主要性能：（1）较高的硬度和耐磨性较高的硬度和耐磨性是对切削刀具的一项基本要求。一般情况下，刀具材料的硬度越高，其耐磨性也越好，其常温硬度应在62HRC以上。 （2）较高的耐热性耐热性又称为红硬性，是衡量刀具材料切削性能的主要标志。该性能是指刀具材料在高温工作状态下，仍具有正常切削所必需的硬度、耐磨性、强度和韧性等综合性能。 （3）足够的强度和韧性刀具材料具有足够的强度和韧性，以承受切削过程中很大压力(如重切)、冲击和震动，而不崩刃和折断。 （4）较好的导热性对金属类刀具材料，其导热系数越大，由刀具传出和散发的热量也就越多，使切削温度降低得快，有利于提高刀具的耐用度。 （5）良好的工艺性在刀具的制造过程中，需对刀具材料进行锻造、焊接、粘接、切削、烧结、压力成
毕业论文 题目：轴类零件数控加工工艺及编程
轴类零件数控加工工艺及编程 摘要：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。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。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。 关键词：轴类零件数控车削工艺设计
一、零件加工工艺分析 1.零件图分析 如图1.1所示该零件从结构上来看包括内﹑外表面：内表面主要是孔，外表面由圆柱、圆锥、顺圆弧、逆圆弧及螺纹等表面组成，其中多个直径以及宽度尺寸有较严格的尺寸精度和表面粗糙度要求，适合数控车削加工；球面Sφ48㎜的尺寸公差还兼有控制该球面形状（线轮廓）误差的作用；零件材料为45钢，该材料具有较高的强度以及较好的韧性﹑塑性；无热处理和硬度要求。 图1.1 2.工艺分析 (1)如图1.1所示内孔直径φ28,圆柱尺寸φ35﹑φ42和φ52,宽度尺寸4和3,取中值作为编程的尺寸依据。其他尺寸皆取基本尺寸作为编程尺寸依据。 (2)φ52的圆柱与φ28的孔有较高的同轴度要求,加工时必须以同一个定位基准进行加工。
(3)φ28的公差等级为IT8表面粗糙度Ra为1.6，宜采用钻→扩→铰进行加工以保证尺寸和表面粗糙度的要求。 (4)在轮廓曲线上，有三处为圆弧，其中两处为既过象限又改变进给方向的轮廓曲线，因此在加工时应进行机械间隙补偿，以保证轮廓曲线的准确性。 (5)零件中有比较大的圆弧需要进行加工，为了不使加工过程中出现过切现象选择较大副偏角的车刀进行加工。 3.编程原点选择 零件在加工中需要二次掉头装夹,从图纸上进行尺寸坐标分析,应设置两个编程原点。两个工件坐标系的编程原点均应选在零件装夹后的右端面（精加工面）,如图1.2、1.3所示。 1.2 第一次装夹工件原点 1.3 第二次装夹工件原点 二、零件毛坯选择 由图1.1可知该零件为45钢，生产类型为单件小批量生产。根据上述原始资料以及加工工艺，确定毛坯尺寸如下：该零件最大外圆直径为Ф52mm，查《机械制造工艺设计简明手册》（以下简称《工艺手