轴类零件数控车加工工艺分析与编程

内江职业技术学院序言数控加工是机械制造中的先进的加工技术是一种高效率，高精度与高柔性特色的自动加工方法，数控加工技术可有效解决复杂、精细、小批多变部件的加工问题，充足适应了现代化生产的需要，制造自动化是先进制造技术的重要构成部分，其核心技术是数控技术，数控技术是综共计算机、自动技术、自动检测及精细机械等高新技术的产物，它的出现及所带来的巨大利益，已惹起了世界各国技术与工业界的广泛重视，目前，国内数控机床使用愈来愈普及，怎样提高数控加工技术水平已成为事不宜迟，跟着数控加工的日趋普及，愈来愈多的数控机床用户感觉，数控加工工艺掌握的水平是限制手工编程与 CAD/CAM 集成化自动编程质量的重点要素。

数控加工工艺是数控编程与操作的基础，合理的工艺是保证数控加工质量发挥数控机床的前提条件，从数控加工的适用角度出发，以数控加工的实质生产为基础，以掌握数控加工工艺为目标，在介绍数控加工切削基础，数控机床刀具的采纳，数控加工的定位与装夹以及数控加工工艺基础等基本知识的基础上，剖析了数控车削的加工工艺。

I内江职业技术学院目序言第一章纲要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯. 1第一目及目的⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 1 第二用件⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.1 第二章体⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯. 2 第一CAXA 平面的制⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ .2第二部件体的结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ ..4 第三章工剖析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯. 7 第一部件工剖析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.. 8 第二刀具的⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.. 9 第三刀具卡片⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..10 第四确定工件的定位与具方案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..10 第五确定走刀序和路⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..11 第六切削用量的⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..15 第七数控加工工文件的填写⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ ..16第八保加工精度的方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 17第四章数控加工程序⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯18 第五章部件仿真加工⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯23 第一仿真件介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ . 23第二仿真加工程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯25⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯30II参照文件⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.. 31III纲要：本次设计主假如对数控加工工艺进行剖析与详细部件图的加工，第一对数控加工技术进行了简单的介绍，而后依据部件图进行数控加工剖析。

典型轴类零件的数控车加工工艺一、背景数控加工技术是目前制造业发展的重要支撑技术，也是提高零件制造效率、质量和准确性的重要工具。

传统机床加工方式需要人工操纵，操作难度、精度较低，同时也容易出现人为因素的质量问题，这些缺陷限制了很多轴类零件的加工速度和精度。

而数控车床能够自动地进行加工，具有自动化、高效率、精度高、稳定性好等优点，在轴类零件加工中得到了广泛应用。

二、数控车加工工艺1.材料准备轴类零件的加工材料一般为铁、铜、铝、钛合金等金属材料。

在加工前需对材料进行预处理，由于材料性质不同，预处理方法也不同。

如铁材料的冷拔、酸洗、锻造等；铜材料的冷拔、酸洗、电解抛光等；铝材料的伸展加工、电解抛光等。

加工前需要对材料表面进行清洁处理，以保证后续的加工质量。

2.使用CAD绘制CAD是计算机辅助设计，可以对零件进行三维绘制，使得加工过程更加精确和高效。

先根据客户需求或者样品设计好3D模型，可以对其进行编辑和修改达到理想的设计要求，完成绘制后可直接用于数控机床加工操作。

3.G代码的编辑和生成G代码是数控机床的命令代码，也是数控机床运作的命令指令。

在CAD绘制完成后，需要对生成的模型进行切割、编程，根据机床的行动方式，确定好每一次运动的轨迹和速度参数，最后生成G代码，设置运动参数等。

4.编写数控程序编写数控程序，对加工过程所用的每个工具和刀具进行编程，制定加工程序，还要设计切削参数，如切削深度、切削速度和进给速度等。

5.开始加工经至上工序准备后，将加工程序通过U盘、网络等方式导入到数控铣床中，开始加工操作。

加工过程中，不断地监测和调整加工参数，确保加工质量和加工效率，同时合理避免刀具的磨损和损坏。

6.零件尺寸检测在加工完毕后进行零件尺寸检测，通过得到的数据与CAD 绘制的三维模型进行比对，确保产品技术指标的合格。

三、数控车加工工艺的优势1.自动化程度高传统机床需要人工操作，而数控机床具有自动化程度高、生产效率高等特点，减轻了工人的劳动强度，并能够持续、精确、高速地加工零件。

河北工业大学成人高等教育毕业设计说明书(论文) 题目：轴类零件加工工艺及编程目录摘要 (3)前言 (5)第一章概述 (6)1.1 典型轴类零件的加工工艺 (6)1.2 数控车床概述 (8)1.3 镗孔工艺 (9)1.4 螺纹加工工艺 (9)1.5 分析加工对象 (11)第二章工艺过程卡/加工工序卡 (12)2.1 数控加工工艺内容的选择 (12)2.2 工艺过程 (12)2.3 加工工序的划分 (14)2.4 编制工艺过程卡 (15)2.5 切削用量的确定 (15)第三章加工路线图 (21)3.1 刀具加工进给路线的确定 (21)第四章数控刀具表/数控编程基础 (23)4.1 本零件加工所用刀具 (23)4.2 编程基础 (23)附录一 (28)总结 (30)结束语 (32)参考文献 (33)摘要随着科学技术飞速发展和经济竞争的日趋激烈，机械产品的更新速度越来越快，数控加工技术作为先进生产力的代表，在机械及相关行业领域发挥着重要的作用，机械制造的竞争，其实质是数控技术的竞争。

本次设计就是进行典型轴类零件的数控加工工艺与编程，侧重于该零件的工艺分析、加工路线的确定及加工程序的编制。

并绘制零件图、加工路线图。

用G代码编制该零件的数控加工程序，并附以编程尺寸的计算方法，其中零件工艺规程的分析是此次论文的重点和难点。

关键词：数控加工；工艺过程；加工工序；加工路线前言机械制造业在国民经济中起着特殊重要的作用它为各个经济部门提供先进的技术装备，为人民生活提供所需的机械商品，为国防事业提供了现代化的武器，也为各个部门提供了各种机械设备，其中机械设备都是由不同的零件而组成的，这些零件是由不同的工种分别加工出来的。

随着科学技术的发展，尽管有一些零件已经用精密的铸造或冷压等方法来制造，但是，绝大多数零件的制造还离不开普通机床的加工。

轴是组成机器的重要零件之一，其主要功能是支持作回转运动的传动零件(如齿轮、蜗轮等)，以实现回转运动并传递转距和动力，如齿轮，车轮，电动机，转子，铣刀等各种作回转运动的零件，都必须安装在轴上，才能实现它们的功用。

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。

项目2 数控车床的加工任务1 台阶轴类零件的加工工艺设计与编程1.1 任务使用数控车床加工的工件如图8-1所示。

毛坯为ø30×50mm的圆钢，材料为45#钢，加工批量为单件。

通过对图样分析，根据工件材料的加工特性，选择加工机床和加工刀具、卡具，确定加工参数；设计加工工艺卡；编写加工程序。

图8-1 台阶轴工件图1.2 工艺设计1.2.1 图形的分析此工件简称为轴头，加工数量仅1个，所需加工内容为ø26和ø28的外圆，且没有公差要求，料长50mm，没有其他特殊要求。

1.2.2 45＃钢加工性能分析强度较高，塑性和韧性尚好，用于制作承受负荷较大的小截面调质件和应力较小的大型正火零件，以及对心部强度要求不高的表面淬火零件，如曲轴、传动轴、齿轮、蜗杆、键、销等。

调质处理后零件具有良好的综合机械性能，广泛应用于各种重要的结构零件，特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等。

但表面硬度较低，不耐磨。

可用调质＋表面淬火提高零件表面硬度。

零件毛坯需经校直，粗车后热处理调质，精车前人工时效以稳定组织，消除应力，减少变形。

工序间置放以吊挂为好。

1.2.3 选用数控车床分析针对图8-1所示零件，其最大外形尺寸为ø30mm，而且加工精度要求不是很高，目前市场上见到的数控车床基本都能满足以上要求。

故选用系统FANUC-0i-T系列经济型，型号CAK6136，无级变速，前置刀架（注：机床选择满足加工直径即可）。

1.2.4 装卡方式的确定加工件的毛坯相对较长，加工长度较短，且未要求同轴，即可采用三爪卡盘装卡，要求伸出卡盘长度为35mm左右即可，装卡要紧。

1.2.5 刀具的选择刀具的选择标准为能够满足加工刀尖角越大越好。

所以刀具的选择上要根据零件来定。

此零件需要加工端面，且有垂直的台阶，故选择的刀具要满足这两个部位切削的要求。

这里选择如图8-2所示刀具，主偏角93度外圆车刀，刀杆厚度20mm；刀片的选择可根据所加工的45#钢来选P类，型号需与刀杆相匹配，故选择CNMG型号的，刀具的切削刃选择HM系列的，材质选择NC3020,刀尖圆弧半径0.4mm。

目录1.零件图工艺分析2设备选择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刀具的选择6确定切削用量7填写数控加工工艺文件轴类零件的数控加工工艺的编制及加工图1.零件图工艺分析零件车削工艺分析如图1-1所示，零件材料处理为：45钢，下面对该零件进行数控车削工艺分析。

零件如图：图1-1 零件图1．1数控加工工艺基本特点数控机床加工工艺与普通机床加工原则上基本相同，但数控机床是自动进行加工，因而有如下特点：①数控加工的工序内容比普通机床的加工内容复杂，加工的精度高，加工的表面质量高，加工的内容较丰富。

②数控机床加工程序的编制比普通机床工艺编制要复杂些。

这是因为数控机床加工存在对刀、换刀以及退刀等特点，这都无一例外的变成程序内容，正是由于这个特点，促使对加工程序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。

在编程前我们一定要对零件进行工艺分析，这是必不可少的一步，如图1-1我要对该零件进行精度分析，选择加工方法、拟定加工方案、选择合理的刀具、确定切削用量。

该零件由螺纹、圆柱、圆锥、圆弧等表面组成。

可控制球面形状精度、30°的锥度等要求。

经上面的分析，我可以采用以下工艺措施：（1）为便于装夹，为了保证工件的定位准确、稳定，夹紧方面可靠，支撑面积较大，零件的左端是最大直径圆柱ф85mm，中段的圆柱ф80mm。

右端是螺纹，应先装夹毛坯加工出左端圆弧及圆柱ф85mm、ф80mm调头装夹ф80mm的圆柱加工右端螺纹、圆柱及锥面，毛坯选ф85×350mm。

1.2设备选择根据该零件的外形是轴类零件，只有在数控车床上加工才能保证其加工的尺寸精度和表面质量。

我选择在本校的数控机床HNC-CK6140加工该零件。

1.3确定零件的定位基准和装夹方式1.3.1粗基准选择原则（1）为了保证不加工表面与加工表面之间的位置要求，应选不加工表面作粗基准。

（2）合理分配各加工表面的余量，应选择毛坯外圆作粗基准。

目录1.设计题目及零件图 (1)1.1数控车零件设计题目及零件图 (1)1.2数控铣零件设计题目及零件图 (1)2.工艺设计 (2)2.1数控车零件工艺设计 (2)2.1.1工艺分析 (2)2.1.2工艺安排 (2)2.2数控铣零件工艺设计 (3)2.2.1工艺分析 (3)2.2.2工艺安排 (3)3.零件工艺规程 (4)4.程序设计 (4)4.1数控车零件程序设计 (4)4.1.1机床的选择 (4)4.1.2刀具的选择 (4)4.1.3数值计算 (5)4.1.4切削参数的选择 (5)4.2数控铣零件程序设计 (6)4.1.1机床的选择 (6)4.1.2刀具的选择 (6)4.1.3数值计算 (6)4.1.4切削参数的选择 (7)5.数控加工程序清单 (7)5.1数控车零件程序清单 (7)5.2数控铣零件程序清单 (17)6.数控车、铣床程序仿真结果 (16)6.1数控车床程序仿真结果 (16)6.2数控铣床程序仿真结果 (17)7.设计总结 (18)参考书及资料目录文献 (19)1.零件的分析如图1.1所示为轴套零件三维模型图，图1.2所示为轴套二维零件图（图中有不清晰之处请参加CAD图），试制定出该零件的加工工艺方案，编制其数控加工程序，并对程序进行仿真加工。

图1.2 零件三维图图1.1 零件二维图1.1零件的尺寸标注分析零件图上的尺寸是制造、检验零件的重要依据，生产中要求零件图中的尺寸不允许有任何差错。

在零件图上标注尺寸，除要求正确、完整和清晰外，还应考虑合理性，既要满足设计要求，又要便于加工、测量。

关于尺寸标注主要包括功能尺寸、非功能尺寸、公称尺寸、基本尺寸、参考尺寸、重复尺寸等等。

该零件图说标注的尺寸均完整，符合国家要求，位置准确，表达清楚。

1.2零件的几何要素分析从图1.1分析得知，该零件的结构主要由圆柱面、圆弧面、圆锥面、螺纹头、螺纹孔、槽等特征组成，这些特征在普通车床上难以完成，需要在数控车上加工。