浅析数控轴类零件加工工艺设计
随着时代的发展，科技水平不断提升，人们使用的各类高精密机械加工装备的需求不断提升，数控机床的使用为保证我国经济的高速发展做出不可估量的作用。本文主要通过数控机床的简介、使用数控机床进行轴类零件加工的具体操作等方面进行论述，分析数控机床技术使用的过程中，对数控机床的使用与发展提出可行性改进的意见。
标签：数控机床;轴类零件;加工工艺
0 引言
随着人类生活水平的日益提高，在人们生活中，机电设备的使用量越来越多。各类高精密机械零件仅仅靠传统的加工方式进行加工是远远无法满足时代发展的需求的。因此，世界上的一些先进的国家便开始进行这方面的研究。在二十世纪中叶，美国科学家便宣布了数控机床的研发成功，随后对数控机床进行不断的完善，当今数控机床在工业生产的过程中已经起到了不可替代的作用。
1 数控机床的简介
（1）数控机床技术发展历史简介。经过麻省理工学院的科学家多年辛勤科研，数控机床制造技术于1951年面世，数控机床的应用直接推动了美国经济的发展。相比于美国数控机床制造技术，我国在该领域的研究起步较晚，于六十年代才开始进行该技术的研究，在七十年代才慢慢将该项技术投入使用，到了九十年代，我国数控机床技术提升到了新的高度，直接促进了智能制造的迅猛发展[1]。时至今日我国仍在积极进行数控机床技术的研发，这大大地解决了国内因为数控机床技术不完善，导致高价在国外采购数控机床的困局。
（2）数控机床技术主要的应用领域。数控机床技术虽然是使用编写的程序進行加工，理论上可以实现多种工业零件的加工，但是由于其加工成本更高，所以要考虑投入产出比是否经济划算。因而当前数控机床加工往往是用于一些高精密零件的加工或是一些复杂度极高的零件加工。这些行业使用数控机床进行加工可以最大限度地减小不可控因素的影响，提升加工的质量，最大程度创造经济效益。
（3）当前数控机床技术的发展方向。1）专业化。近年来，随着我国的科技水平不断提高，加之我国的各行各业呈现突飞猛进的发展势头，不同行业在进行运行、维护与发展的过程中所需的构件的类型也不尽相同[2]。在这些原因的促进下，当前数控机床的制造类型趋于专业化，特定的数控机床用于制造特定类型的零件。通过这样的设计改进创举，直接加快了我国的经济发展。例如，当前我国很多汽车制造商已经建成了属于自己的数控机床流水线，从而极大提高了汽车的生产率。2）智能化。随着智能化概念的提出，人工智能已经成为了时代标志，因而当前数控机床的发展中往往也添加了智能化技术。如：智能速度管控、智能
湖州职业技术学院
机电工程分院
项
目
作
业
课程 数控加工与数控编程
班级 机电1001
姓名 傅杰
学号 1030345149
任课教师 钱振华
学期：2011-2012学年第二学期
机电工程分院
二0一二年三月
项目1-阶梯轴类零件的编程与加工
一、工作任务
毛坯为 φ32的圆棒料，完成如图所示零件的编程、调试和加工。
二、实训目的与要求
1.进一步熟悉数控车床的基本操作，特别是程序的编辑功能。
2.掌握程序的结构形式以及数控车床加工圆柱、圆锥、圆弧面零件的编程方法。
3.能够解决阶梯轴类零件加工过程中工艺的制定、程序的编制、零件的试切对刀以及加工过程的控制和精度的保证等问题。
三、步骤
1.零件图工艺分析
此零件尺寸标注正确、轮廓描述完整。最大外圆表面尺寸为φ28，整个零件要加工部分长110，表面粗糙度Ra 1.6 由精车保证。
2.确定装夹方案
采用机床本身的标准卡盘，毛坯伸出三爪卡盘外140mm左右，并找正夹紧。
3.确定加工方案
以零件右端面中心作为坐标原点建立工件坐标系。加工起点和换刀点设为同一点， 其位置的确定原则为方便拆卸工件，不发生碰撞，空行程较短等。故加工起点和换刀点 放在 Z
向距离工件前端面 50mm、X 向距离轴心线 100mm 的位置。加工工艺路线为：粗车右端外圆表面→精车右端外圆表面→车退刀槽并切断。
4.选择刀具与切削用量
外圆端面车刀 T02，刀具主偏角为 93°；割刀T03，刀宽3mm。上述刀具材料为高速钢。采用切削用量主要考虑加工精度要求并兼顾提高刀具耐用度、机床寿命等因素。
粗车外圆：主轴转速为 500r/min，进给量为 0.3mm/r，精加工余量 0.5mm； 精车外圆：主轴转速为 800r/min，进给量为 0.1mm/r；
实训项目四 轴类零件的加工
模块一 外圆轮廓加工
课题一 单一指令加工
一、实训目的与要求
1．运用单一指令，掌握轴类零件的外圆轮廓车削加工工艺的制定
2．掌握零件加工程序的调试和图形校验
二、实训难点与重点
1．掌握数控车床外圆轮廓车削加工的单一指令的应用
2．能够正确地对零件进行数控车削工艺分析
3．通过对轴类零件外圆轮廓车削的加工，掌握数控车床的编程技巧
三、实训内容
（一）实训内容
编制如图4-1所示零件的加工程序，零件图上的螺纹和切槽不加工。材料为尼龙棒或45钢，毛坯尺寸40×90mm。
图4-1
（二）工艺分析
1．刀具设置
1号刀：机夹车刀（硬质合金可转位刀片）；
2号刀：机夹车刀（硬质合金可转位刀片）；
2．工艺路线
（1）棒料伸出卡盘外约90mm，找正后夹紧。 （2）用1号刀，进行零件的轮廓粗加工。
（3）用2号刀，进行零件的轮廓精加工。
3．加工工艺卡片
单位名称 ××× 产品名称或代号 零件名称 零件图号
××× 轴 ×××
工序号 程序编号 夹具名称 使用设备 加工车间
××× ××× 三爪卡盘 ××× 数控实训基地
工步号 工步内容 刀具号 刀具规格
（mm） 主轴转速S
（r/min） 进给速度F
（mm/min） 背吃刀量
（mm） 备注
1 粗车左端部分外轮廓 T01 20×20 600 100 4.0 自动
2 精车左端部分外轮廓 T02 20×20 1000 60 1.0 自动
编制 审核 批准 年月日 第页 共页
（三）程序编制
1．FANUC0imate-TC系统
（1）粗加工程序
O1000 程序名
G54G98G21； 采用G54坐标系，分进给，公制单位
S600M3； 主轴正转，600r/min
T0101； 换1号外圆粗加工刀
G0X42Z0；
车端面 G1X-1F100；
Z2；
G0X39；
G1Z-80F100； 粗车Φ39外圆
实训项目四 轴类零件的加工
模块一 外圆轮廓加工
课题一 单一指令加工
一、实训目的与要求
1．运用单一指令，掌握轴类零件的外圆轮廓车削加工工艺的制定
2．掌握零件加工程序的调试和图形校验
二、实训难点与重点
1．掌握数控车床外圆轮廓车削加工的单一指令的应用
2．能够正确地对零件进行数控车削工艺分析
3．通过对轴类零件外圆轮廓车削的加工，掌握数控车床的编程技巧
三、实训内容
（一）实训内容
编制如图4-1所示零件的加工程序，零件图上的螺纹和切槽不加工。材料为尼龙棒或45钢，毛坯尺寸40×90mm。
图4-1
（二）工艺分析
1．刀具设置
1号刀：机夹车刀（硬质合金可转位刀片）；
2号刀：机夹车刀（硬质合金可转位刀片）；
2．工艺路线
（1）棒料伸出卡盘外约90mm，找正后夹紧。 （2）用1号刀，进行零件的轮廓粗加工。
（3）用2号刀，进行零件的轮廓精加工。
3．加工工艺卡片
单位名称 ××× 产品名称或代号 零件名称 零件图号
××× 轴 ×××
工序号 程序编号 夹具名称 使用设备 加工车间
××× ××× 三爪卡盘 ××× 数控实训基地
工步号 工步内容 刀具号 刀具规格
（mm） 主轴转速S
（r/min） 进给速度F
（mm/min） 背吃刀量
（mm） 备注
1 粗车左端部分外轮廓 T01 20×20 600 100 4.0 自动
2 精车左端部分外轮廓 T02 20×20 1000 60 1.0 自动
编制 审核 批准 年月日 第页 共页
（三）程序编制
1．FANUC0imate-TC系统
（1）粗加工程序
O1000 程序名
G54G98G21； 采用G54坐标系，分进给，公制单位
S600M3； 主轴正转，600r/min
T0101； 换1号外圆粗加工刀
G0X42Z0；
车端面 G1X-1F100；
Z2；
G0X39；
G1Z-80F100； 粗车Φ39外圆
