数控轴类零件加工与编程

轴类零件数控工艺分析与编程(毕业论文)一、选题背景数控工艺分析与编程是加工制造行业制造过程中不可或缺的一个重要环节，随着电子技术和机械加工技术的不断发展，数控加工技术已经成为工业制造业的主流之一。

数控加工技术可以大幅度提高零件加工的精度、质量和效率，减少人力、耗材和时间等成本，因此得到了广泛的应用。

选取轴类零件数控工艺分析与编程为毕业论文的研究主题，是配合当前制造业不断发展的需要，以更好地适应产业化的趋势为切入点，拟从轴类加工的角度出发，研究轴类加工的数控编程技术和工艺分析。

二、研究目的本研究旨在通过对轴类零件数控加工工艺和编程技术进行深入的研究和探讨，以期得出可行的加工方案和实现数控加工的工艺参数和编程模型。

通过本研究，可以更好地指导加工制造行业生产实践，促进加工制造技术的升级观念的转变，提高制造业生产效能，增强企业竞争力。

三、研究内容1、轴类零件的零件特点和加工技术要求进行分析，并从加工工艺角度出发，确定具体的数控加工加工流程。

2、基于轴类零件的加工技术和要求，研究数控加工的工艺分析方法以及工艺参数的优选和调整方法。

3、通过数控编程的分析和研究，开发出适用于轴类零件的数控编程软件，实现自动化编程和完成工艺数据的提取和传输。

4、通过实验和仿真，验证研究成果的可行性，考察研究结果的实用性和可靠性。

四、研究意义1、提高轴类零件数控编程技术和工艺分析的水平，增强企业竞争力。

2、为加工制造行业提供可操作性强的加工方案和实现方法，优化生产制造的流程。

3、拓宽加工行业的思路和视野，促进信息技术和机械制造领域的深度交融，拓展产业化的广度和深度。

4、为制造业智能化和数字化提供有益的探索和实践。

五、研究方法1、文献法，收集和综述国内外有关轴类零件数控加工方面的文献，了解数控加工技术的发展现状及存在的问题。

2、实验法，开发适用于轴类零件数控加工的程序及专用软件，构建完整工艺数据及参数数据库进行实验验证。

3、分析法，分析轴类零件的技术特性，从加工角度出发优化工艺，提高加工效率和品质。

轴类零件数控车削工艺分析与数控加工编程1. 轴类零件数控车削工艺分析数控车削是数控制技术的应用之一，应用广泛，其中尤以轴类零件的数控车削最为常见。

轴类零件的车削工艺分析，主要包括以下几个方面：1.1 零件结构分析轴类零件结构复杂，一般包含主轴、花键、键槽、圆孔、螺纹等，因此在进行数控车削之前，必须对轴类零件结构进行全面细致的分析。

通过结构分析，可以确定具体的加工过程和加工工艺，为编程提供依据。

1.2 切削轨迹分析在进行数控车削之前，必须对轴类零件的切削轨迹进行分析。

切削轨迹主要包括粗加工、精加工、后加工步骤，分别对应的是粗车、半精车、精车三个过程。

在分析切削轨迹时，还需考虑材料、硬度等因素，以便确定相应的切削速度和进给量。

1.3 工序分析轴类零件加工工序繁多，一般包括以下几个步骤：粗车、玻璃刀车、刮齿、打攒快轴、滚齿、内外圆坐标定位、高低波形度测量、打热处理、喷油漆等，每个步骤都必须经过严格的工序分析。

1.4 工具选择在进行数控车削之前，必须选择适合的刀具。

刀具选择要根据零件的材料、硬度、形状、尺寸等因素进行。

此外，还要考虑要加工的零件数量、加工时的切削速度、进给量等因素。

2. 数控加工编程轴类零件的数控加工编程是一项极为关键的工作，其目的是实现数控机床对轴类零件进行自动化加工。

数控加工编程分为以下几个步骤：2.1 编写数控加工程序在进行数控加工编程之前，必须对轴类零件的结构和要求进行全面细致的分析。

在分析的基础上，可以编写出数控加工程序，并分别对应不同的加工工序。

2.2 编写刀具半径补偿程序在进行数控加工编程时，必须考虑刀具半径。

一般来说，刀具半径要比零件轮廓的半径小一定程度，为了解决这个问题，必须编写刀具半径补偿程序，以便更加准确地控制刀具的切削轨迹。

2.3 选择数字控制器数字控制器是控制数控机床的关键部分，必须选择适合的数字控制器。

数字控制器也分为多种类型，根据集成度的不同，可以分为单通道和多通道数字控制器。

复杂轴类零件的数控加工工艺设计与编程
复杂轴类零件的数控加工工艺设计与编程是一个相对复杂的过程。

下面是一般的流程和步骤：
1. 零件分析：首先，对于要加工的复杂轴类零件，需要进行详细的分析，包括了解其外观形状、尺寸、材料等信息。

还要确定零件加工的工艺要求和质量要求。

2. 数控编程：根据零件的形状和工艺要求，进行数控编程。

数控编程是将零件的形状和加工路径转化为数控机床可以识别的指令，包括刀具选型、切削参数、轴向运动和进给速度等。

3. 加工工艺设计：根据零件的特点和数控编程的结果，进行加工工艺设计。

包括选择合适的加工设备和刀具，确定加工顺序和工序，制定合理的刀具路径和切削参数等。

4. 加工试验：在正式加工之前，进行加工试验，检查程序的准确性和工艺的可行性。

可以根据试验结果进行必要的调整和优化。

5. 数控加工：根据编好的数控程序，进行实际的数控加工。

在加工过程中，需要对加工过程进行监控和调整，确保加工质量和加工效率。

6. 检验和修整：完成加工后，对零件进行检验，检查尺寸、形状和表面质量等。

如有需要，进行修整和抛光等后处理工艺。

以上是数控加工工艺设计与编程的一般步骤，具体的细节和要求可能因零件的不同而有所差异。

进行数控加工时，请确保遵守相关的安全操作规程与法律法规。

轴类零件的数控加工工艺和程序编制轴类零件是机械制造中常见的零件类型，其外观形态特征是一条导向的长轴，其与其他机械部件的连接必须要求较高的配合精度和表面质量。

数控加工是一种精度高、效率高、重复性好的加工方式，因此在轴类零件的加工中应用十分广泛。

本文将就轴类零件的数控加工工艺和程序编制进行详细介绍。

一、零件设计和加工前准备在加工轴类零件之前，必须对零件进行设计，包括轴的直径、长度以及与其他机械部件之间的连接方式等。

同时还要对原材料进行选取和检验，保证原材料的质量符合要求。

根据零件图纸，制作加工工艺流程图，并确定加工工序、工具的选择和切削参数等。

为保证加工质量和生产效率，选择合适的加工中心、夹具和辅助装置来进行加工准备。

二、数控编程数控编程是数控加工的核心，其目的是根据零件图纸和加工工艺流程图，编出机床能够识别的G代码和M 代码，控制数控机床按照预定的加工路径和工艺参数进行加工。

在轴类零件的数控编程过程中，需要注意以下几点：1.合理选择加工方式：轴类零件表面质量要求高，因此需采用多道次切削的方式，以减小一次切削的切削量，提高表面光洁度和精度。

2.合理选择切削工具：根据轴类零件的材质和加工工艺，选择合适的切削工具，包括刀具形状、切削刃数和硬度等.3.合理选择切入和切出方式：切削前后，机床的运动速度要慢，以免对工件表面形成切削痕迹。

4.合理选择切削参数：根据轴类零件的材质、切削类型和工艺要求等，合理选取切削速度、进给量、切深等切削参数。

5.确保程序正确性：数控编程完成后，需要进行程序检查和验证，以确保程序的正确性和可行性。

在加工过程中，还需进行数控系统的监测和调整，以保证加工的准确性和稳定性。

三、数控加工过程数控加工过程是指根据数控编程的G代码和M代码，控制数控机床进行加工的过程。

在轴类零件的数控加工过程中，应注意以下几点：1.保持加工平稳：轴类零件加工时需要注意加工平稳，尽量减少零件表面划痕和毛刺等缺陷，以提高表面质量和精度。

《数控编程与操作》轴类零件的加工教案教学过程教学内容教学方法任务导入一、任务引入：某模具制造厂需加工一模具轴，零件图样如下图所示，设毛坯是φ46×120mm 的棒料。

要求所有尺寸公差在±0.02mm范围内。

机械工艺过程卡（单位）机械工艺过程卡产品型号产品名称模具轴材料牌号45#钢毛坯种类棒料毛坯外形尺寸φ46×120mm工序号工序名工序内容车间机床工艺装备1 选择毛坯选择毛坯2 选择刀具安装刀具3 车车外轮廓、切断CAK6136V 三爪卡盘4 入库…………‥‥设计校对审核标准化会签标记处数更改文件号二、计划决策（一）读图并分析图样任务方案论证 1、阅读零件图2、提取零件信息此零件材料为45#钢，形状为回转体，所要加工要素是圆柱的表面和圆弧表面，加工表面质量要求高，此加工属于一般简单轴类零件的加工。

此零件的主要加工要素如图所示：（二）选择3个小组的代表阐述并写出本任务的加工方案1、代表阐述加工方案2、讨论及优化加工方案（三）确定加工方案1、选择机床零件为回转体轴类零件，加工尺寸精度及表面质量要求高，毛坯为φ46mm，轴向尺寸不大，因此选择数控车床CAK6136V2、选择夹具零件为回转体轴类零件，毛皮为棒料，选择夹具为通用夹具：三爪卡盘。

3、选择刀具①、外圆刀T0101：车端面，粗车加工、精车加工；②、切断刀T0202：宽4 mm，切断；4、切削用量确定加工内容主轴转速S 进给速度F(mm/r)车端面400ｒ/min 0.15粗车外圆500r/min 0.15精车外圆800r/min 0.08切断300 r/min 0.055、加工方案的确定①、先车出端面，并以端面的中心为原点建立工件坐标系；②、采用G71从右至左进行各面粗车；教师指导学生制订加工方案并讨论优化③、采用G70从右至左精加工各面；④、切断；注意退刀时，先X方向后Z方向，以免刀具撞上工件。

（四）学生分组制订该零件加工工序卡和工序刀具清单1、制定工序卡（工序号2）机械工艺卡产品型号产品名称模具轴设备夹具量具CAK6136V 三爪游标卡尺程序号O0003工步号工步内容切削参数刀号冷却方式ap vc f1 装夹毛坯，车端面 1 120 0.15 T012 粗车外圆，直径留0.5mm加工余量2 500 0.15 T013 精车外圆0.5 500 0.08 T014 切断- 300 0.05 T025 检测设计校对审核标准化会签标记处数更改文件号2、制订工序刀具清单（工序号2）工序刀具清单共1页第1页第1版序号刀具名称刀具规格备注（长度要求）刀柄规格刀号刀片规格标记刀尖半径R/mm1 93o外圆刀25×25 T01 DC070204 0.22 切断刀25×25 T02 Q04 0设计校对审核标准化会签标记处数更改文件号（五）零件程序的编制1、参考程序O0003T0101；S500 M03；限制主轴最高转速为1500m/min 学生分组制作工序卡和刀具清单学生自主编制程序检查点评布置新任务教学后记6、零件加工（20分钟）；学生独立完成四、检测(任务评分标准见：附件二) （5分钟）；1、对零件的直径尺寸、长度尺寸、圆弧半径进行测量；2、小组内进行分析判断加工出来的零件的合理性，找出原因五、评估（8分钟）；1、学生自评2、学生互评3、各小组代表陈述本小组加工零件的情况及分析总结。

目录正文 (1)一、数控机床加工工艺概述 (1)1．数控车床及其程序指令概述 (1)2．数控加工工艺的概念及其内容 (2)二、数控车削加工工艺的制定 (3)1.轴类零件图工艺分析 (3)2．数控加工工艺设计方法 (6)3．毛坯尺寸的确定 (7)4.刀具的选择 (7)5．确定加工顺序及进给路线 (8)6．切削用量的选择 (9)三、加工程序的编制过程 (10)1. 编程坐标系及编程原点的确定 (10)2．宏程序的概念 (10)3. 程序单 (14)四、仿真加工过程和结果 (16)1.数控仿真系统的操作过程 (16)2．仿真加工截图 (18)总结 (21)参考文献 (22)致谢 (23)附录 (24)正文一、数控机床加工工艺概述1．数控车床及其程序指令概述1.1数控车床的发展数控技术，简称“数控”。

英文：Numerical Control（NC）。

是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。

它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和和机械能量流向有关的开关量。

数控的产生依赖于数据载体和二进制形式数据运算的出现。

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。

数控技术是和机床控制密切结合发展起来的。

1952年，第一台数控机床问世，成为世界机械工业史上一件划时代的事件，推动了自动化的发展。

现在，数控技术也叫计算机数控技术，目前它是采用计算机实现数字程序控制的技术。

这种技术用计算机按事先存贮的控制程序来执行对设备的控制功能。

由于采用计算机替代原先用硬件逻辑电路组成的数控装置，使输入数据的存贮、处理、运算、逻辑判断等各种控制机能的实现，均可通过计算机软件来完成。

车削加工就是在车床上，利用工件的旋转运动和刀具的直线运动或曲线运动来改变毛坯的形状和尺寸，把它加工成符合图纸的要求机床是人类进行生产劳动的重要工具，也是社会生产力发展水平的重要标志。

1.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。

20世纪中叶数控技术的出现，给机械制造业带来了革命性的变化。

数控加工，是指在数控机床上进行零件加工的一种工艺方法，数控机床加工与传统机床加工的工艺规程从总体上说是一致的，但也发生了明显的变化。

用数字信息控制零件和刀具位移的机械加工方法。

它是解决零件品种多变、批量小、形状复杂、精度高等问题和实现高效化和自动化加工的有效途径。

二十一世纪机械制造业的竞争，其实质是数控技术的竞争。

长期以来，我国的数控系统为传统的封闭式体系结构，加入世贸组织后，中国正在努力逐步成为“世界制造中心”，为了增强竞争能力，中国制造业开始广泛使用和创新先进的数控技术。

2.数控机床的特点(1) 通用性强，生产率高，加工精度高且稳定，操作者劳动强度低。

(2) 换批调整方便，适合于多种中小批柔性自动化生产。

(3) 适合于复杂零件的加工(4) 便于实现信息流自动化，在数控车床基础上，可实现计算机集成制造系统。

3.零件图分析零件加工图如下：图1 轴零件图如图1所示，该零件表面由圆柱、圆锥，圆弧、槽、螺纹、内孔等表面组成，尺φ，无热处理和硬度要求。

寸标注完整，材料为45钢，毛坯为mm85⨯165加工方法的选择原则是保证加工表面的精度和表面粗糙度的要求，由于获得同一级精度及表面粗糙度的加工方法一般有许多，因而在实际选择时，要结合零件的形状、尺寸大小和形位公差等要求全面考虑。

图上几个精度较高的尺寸，因其公差值较小，所以编程时取其基本尺寸。

4.数控机床与系统的选择4.1数控机床的选择：选择台州市温岭金东数控机械厂生产的经济型CJK6134数控仪表车床作为加工设备，其外形图如下：图2 CK6132S数控机床外形图本车床是适用国内外市场需要而设计的车床，其用途广泛，适用于各种系统，能加工各种零件的外圆，内圆，端面，锥度，切槽以及螺纹等，故在48mm以下的可以直接进入主轴孔内夹持加工，该车床结构简单，操作灵便，刚性强，适宜于利用黑色金属，其加工精度可达6级。

课题七数控车---简单轴类零件的编程与加工教学目的:1.使学生熟悉掌握FANUC-0i Mate-TB数控系统的G50、G96、G97、G98、G99、G00、G01等指令;2．使学生掌握简单轴类零件的编程与加工.重点:G50、G96、G97、G98、G99、G00、G01等指令的应用;自动回机床参考点（G28）及工件坐标系设定（G50）难点:G50、G96、G97、G98、G99、G00、G01等指令的应用;自动回机床参考点（G28）及工件坐标系设定（G50）一、旧课复习1、怎样从写字板中调用程序?2、如何对刀?3、怎样自动加工工件?4、如何测量工件?二、新课的教学内容（一）常用的G代码1.快速定位指令G00（1）功能：用于非切削快速定位，使刀具以点位控制方式,从刀具所在点快速移动到目标点。

移动速度由系统内部参数决定。

不能由程序改变，但可用倍率开关改变。

不同的系统有不同的速度，一般都在10～30m/min之间。

在加工程序中，有绝对值和增量值有两种表达方法。

（2）格式：G00 X（U）Z（W）（3）说明：X、Z：绝对坐标方式时的目标点坐标；U、W：增量坐标方式时的目标点坐标。

G00的运动轨迹不一定是直线，若不注意则容易干涉。

图7-1 采用绝对坐标G00X37Z30 图7-2 采用相对坐标G00U25W202 . 直线插补G01（1）功能：使刀具以给定的进给速度，从所在点出发，直线移动到目标点。

（2）格式：G01 X（U）Z（W） F（3）说明：X、Z: 绝对坐标方式时的目标点坐标；U、W: 增量坐标方式时的目标点坐标。

F是进给速度。

3 . 暂停指令（G04）（1）功能：该指令可使刀具做短时间的停顿, 即刀具作短时的无进给运动（2）格式：G04 X（U）G04 P（3）说明：X、U指定时间，允许带小数点；秒P指定时间，不允许带小数点，毫秒（4）应用场合：车削沟槽或钻孔时，为使槽底或孔底得到准确的尺寸精度及光滑的加工表面，在加工到槽底或孔底时，应暂停适当时间；使用G96车削工件轮廓后，改成G97车削螺纹时，可暂停适当时间，使主轴转速稳定后再执行车螺纹，以保证螺距加工精度要求。