第一篇：典型仪表壳体类零件的数控加工工艺研究
典型仪表壳体类零件的数控加工工艺研
究
以安装体典型仪表壳体类零件为例，研究其数控加工工艺，提出数控加工过程中的加工工艺路线的确定原则、选择要点及数控加工工艺设计的方法，以保证加工质量，提高生产率。
仪表壳体类零件，大都是整块仪表装配的支撑骨架，对整块仪表的使用性能有着重要的影响。它们都具有复杂的外型、内腔，严格的尺寸公差和形状位置公差，壁薄且壁厚不均匀，极易发生变形。随着工厂的发展要求及新产品、新材料的出现，对仪表壳体类零件的要求也越来越高，要提高产品质量，缩短生产周期，必须采用数控设备进行综合加工，并确定优化的数控加工工艺方案。本文以上安装体零件为例，分析并讨论了数控加工工艺规程设计中遇到的问题，为更多从事仪表壳体类零件加工领域的工作人员提供一定的帮助，以提高产品质量，提高数控机床的生产率。1 零件结构分析
上安装体材料为LYl2CZ，属单件小批量生产，毛坯采用型材，以降低其成本提高生产效率，节约研制时间。对零件进行结构分析，主要包括以下几个方面：
(1)零件主次表面的区分和主要表面的保证。对底面
孔属于6级精度，粗糙度Ra0．8μm，需要采用粗车、半精车、精车加工才能达到要求。
(2)重要技术条件的分析。孔
有同轴度φ0．02的要求，关系到装配位置，其精度直接影响到组件的安装及仪表的使用性能。
(3)零件图上表面位置尺寸的标注。上安装体的长度尺寸都以φ73的右端面为基准，所以在工艺规程的编制中工序长度尺寸尽量与其保持一致。
(4)零件技术要求的分析。零件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。图1所示为上安装体零件的三维造型图。
图1 三维造型图
工艺规程制定
零件的数控加工工艺流程通常为：零件图→分析图样确定加工工艺过程→编写工艺规程→确定NC加工工序→数值计算→编写程序单→机械CAD→机械CAM→程序校验→制备控制介质→首件试切→调整程序及机床→成批加工→成品。
2．1工艺路线的制定
划分工序与加工路线的确定直接关系到数控机床的使用效率、加工精度、刀具数量和经济性等问题，应尽量作到工序相对集中，工艺路线最短，机床的停顿时间和辅助时间最少。安排工艺路线时除通常的工艺要求外，本例重点考虑以下因素：
(1)保证加工质量，划分加工阶段
工件在粗加工时，切除的金属层较厚，切削力和夹紧力都比较大，切削温度也比较高，将会引起较大的变形。按加工阶段加工，粗加工造成的加工误差可以通过半精加工和精加工来纠正，从而保证零件的加工质量。同时合理使用设备，既能提高生产率，又能延长精密设备的使用寿命。
(2)合理安排热处理及表面处理工序
热处理可提高材料的机械性能，改善金属的加工性能及消除内应力。鞍支架的热处理工序安排在粗车和铣削加工去除余量以后进行高温时效、低温时效，主要目的是消除材料加工后产生的内应力。为了提高零件的抗蚀能力、耐磨性、抗高温能力和导电率等，一般都采用表面处理的方法，表面处理一般安排在过程的最后进行。对于精度要求高的表面，表面处理后会影响其尺寸精度，一般表面处理后进行精加工工序，以保证尺寸精度和表面粗糙度。上安装体的表面处理工序在对(3)数控加工工艺与普通工序的衔接
进行精加工工序之前。
数控加工工序前后一般都穿插有其它普通加工工序，如衔接得不好就容易产生矛盾。因此在熟悉整个加工工艺内容的同时，要清楚数控加工工序与普通加工工序各自的技术要求、加工目的、加工特点，如要不要留加工余量，留多少；定位面与孔的精度要求及形位公差；对校形工序的技术要求；对毛坯的热处理状态等，这样才能使各工序达到相互满足加工需要，且质量目标及技术要求明确，交接验收有依据。
综合以上原则，鞍支架的工艺路线安排如下：
2．2加工误差分析
就制造工艺过程而言，产品质量主要取决于零件的制造质量和装配质量。零件的制造质量一般用几何参数(如形状、尺寸、表面粗糙度)、物理参数(如导电性、导磁性、导热性等)、机械参数(如强度、硬度等)及化学参数(如耐蚀性等)来表示。上安装体加工误差产生的原因主要有：
(1)机床误差的影响 影响机床加工精度的主要因素有主轴的回转精度、移动部件的直线运动精度以及成形运动的相对关系。主轴的回转精度通常反映在主轴径向跳动、轴向窜动和角度摆动上，它在很大程度上决定着被加工表面的形状精度。本例采用的铣式加工中心机床是UMC600万能加工中心，它的机床精度目前是国际上机械加工类机床中顶尖级的，其各项技术指标都在0．001mm之内。对于上安装体的加工精度影响较小。
(2)夹具定位误差分析
上安装体的加工用夹具采用1个大平面和1个定位销(菱形销)及1个圆柱销定位。1个圆柱销限制x和y的移动及1个大平面限制z的转动和移动，定位销(菱形销)限制了x和y的转动，满足了六点定位原理。经定位误差分析计算，能满足零件加工精度要求。夹具简图如图2所示。
2．3规划加工刀具路径
规划上安装体几何图形外形加工刀具路径包括加工坯料、对刀点的确定、加工几何图形的选择、加工刀具的选择及刀具参数的设置等内容。2．3．1加工坯料及对刀点的确定
在规划上安装体几何图形外形加工刀具路径前，先利用Mastercam系统提供的边界框命令确定加工几何图形所需要的坯料尺寸，并将图形中心移到系统坐标原点，便于加工时以图形中心对刀。在加工时，工件在机床加工尺寸范围内的安装位置是任意的，要正确执行加工程序，必须确定工件在机床坐标系中的确切位置。对刀点是工件在机床上定位装夹后，设置在工件坐标系中，用于确定工件坐标系与机床坐标系空间位置的参考点。在工艺设计和程序编制时，应以操作简单、对刀误差小为原则，合理设置对刀点。
2．3．2规划加工刀具路径
规划上安装体几何图形加工刀具路径主要包括刀具的选择、刀具参数的设定、加工顺序的选择、加工参数(安全高度、下刀方式、补偿方式、补偿量、切削量等)的设定。
铣刀类型应与工件的表面形状和尺寸相适应。根据被加工工件材料的热处理状态、切削性能及加工余量，选择刚性好、耐用度高的铣刀，是充分发挥数控铣床的生产效率并获得满意加工质量的前提条件。加工路线的选择主要应考虑：
(1)尽量缩短走刀路线，减少空走刀行程，提高生产率；
(2)保证加工零件的精度和表面粗糙度的要求；
(3)有利于简化数值计算，减少程序段的数目和编程工作量；
(4)切削用量的具体数值应根据数控机床使用说明书的规定，被加工工件材料、加工工序以及其它工艺要求，并结合实际经验来确定。实体加工模拟
在对上安装体几何图形进行实际加工前，利用Mastercam9．0计算机软件提供的实体加工模拟功能进行电脑实体加工模拟，最大限度的降低能源和材料消耗，提高加工效率。
MasterCAM系统对上安装体几何图形所规划的加工刀具路径及刀具参数设置等资料产生的一个刀具路径文件，MasterCAM系统称其为NCI文件。它是一个AscII文字格式文件，含有生成的NC代码的全部资料，包括一系列刀具路径的坐标值、进给量、主轴转速、冷却液控制指令等，但它无法直接应用于CNC机床，必须先通过后处理程序P0ST转成NC代码后才能被CNC机床所使用。
结束语 复杂仪表壳体类零件的加工在机械制造业中占有很重要的地位，为提高零件加工精度和生产效率，应采用先进的加工方法。对于数控加工技术来说，工艺处理是其应用的重要环节，它关系到所加工出来零件的正确性与合理性，本文以典型零件上安装体为例，探讨数控加工的工艺规程设计问题，选择合理高效的加工方法和加工路线，对保证零件的加工质量，提高数控机床的使用效益和使用质量都有重要意义。
第二篇：典型轴类零件的数控车削工艺与加工实验报告
电子科技大学
机电 学院
标 准 实 验 报 告
（实验）课程名称典型轴类零件的数控车削工艺与加工
学生姓名： 学
号： 指导老师： 日
期：
电子科技大学教务处制表
电 子 科 技 大 学
实
验
报
告
学生姓名：
学 号：
指导教师：
实验地点：工程训练中心114
实验时间：
一、实验室名称：工程训练中心
二、实验项目名称：典型轴类零件的数控车削工艺与加工 实验学时：32
三、实验原理：
在软件中进行设计绘图，运用G代码，将工艺文件编制成数控加工程序，输入数控车床，加工出零件。
四、实验目的：
1.了解典型零件的特点、生产过程与应用；
2.学习工程制造工艺，学习工程手册的使用，掌握典型零件的毛坯制造、热处理、机加工方法；
3.将传统加工与现代制造技术有机结合，合理制定数控加工工艺，正确使用数控设备及刀夹量具；
4.培养和提高综合分析轴类零件的问题和解决问题的能力，以及培养科学的研究和创造能力。
五、实验内容
1.轴类零件的功用、结构特点及技术要求；
2.轴类零件的毛坯和材料及热处理；
3.运用Mastercam9.0进行轴的设计以及程序的生成； 4.轴类零件的安装方式； 5.数控车削工艺；
6.编制数控车削程序加工出所设计的零件； 7.数控车床的操作。
六、实验器材（设备、元器件）：
计算机、数控车床、90°外圆车刀、93°偏头仿形车刀、60°螺纹刀、切槽刀、量具及金属材料。
七、实验步骤：
1.设计零件，绘制图形。
2.轴类零件的功用，结构特点及技术要求。3.轴类零件的毛坯材料及热处理。4.结构设计、工艺分析。5.轴类零件的数控工艺、编程。6.上机操作加工。7.检验。
八、实验数据及结果分析：
1.被加工零件的零件图。（见附件）2.数控加工工艺文件。（见附件）3.数控加工程序（见附件）。4.结果分析：
在整个加工过程中，存在加工误差，原由是：
1)对刀引起的加工误差，尽管加工时，对刀点尽量选在工件的设计基准或工艺基准上;2)进给线对零件的加工精度和表面粗糙度的直接影响，在实验中尽量保证了进给线长短的合理设计;3)加工时刀具的磨损导致零件尺寸不合格；
4)加工工艺上刀具的选着以及工艺安排上努力做到最优化。
九、实验结论：
1.目前的自动编程系统主要解决了几何问题，从而代替了大量繁琐的手工计算，绝大多数不具备工艺处理能力；
2.如选择毛坯，确定工艺路线和工艺参数，选择刀具等，这些工作设定的不够合适，结果往往不是最佳切削状态，这直接影响加工效率和加工质量；
3.不能在一次装夹中加工完成的零星部位，采用数控加工很麻烦，效果不明显，可安排在普通机床上进行补加工；
4.工艺上的处理不仅仅影响到零件加工是否合格，更应该从工艺上提高加工的效率;5.零件进行热处理满足了使用时的机械性能, 同时热处理后造成了零件的变形, 所以需合理安排工艺,再进行加工。
十、总结及心得体会：
1.学习到轴类零件从选材—毛坯制造—热处理—工艺—编程—加工的整个工艺流程；
2.学到了轴类零件设计的相关知识以及，对综合能力的培养是一个不可多得的实验项目；
3.深刻体会到了工艺对轴类零件加工的重要性。
十一、对本实验过程及方法、手段的改进建议：
过程、方法、手段都很好，建议多补充工艺知识；
报告评分：
指导教师签字：
附件：轴类零件的数控加工工艺
工艺路线：
1.夹一端，伸出125mm；
2.先粗加工外轮廓M16、圆锥面、￠29.6及￠31.5的外圆； 3.粗加工R25.9的圆弧； 4.精加工第2、3步； 5.切外圆为12.58的槽； 6.加工M16的螺纹； 7.切断；
8.掉头装夹车削切断端面。T0101 90°外圆车刀 T0202 93T0303 60°螺纹刀 T0404 3mm 程序：
O0001 G21 G0 T0101（90°外圆车刀）G97 S1000 M03 G0 G54 X35.1 Z0.M8 G98 G1 X31.1 F70.X-2.G0 Z1.G1 Z3.G50 S2000 G96 S550 G0 X30.144 Z5.G99 G1 Z3.F.5 Z-88.6 X31.85
°偏头仿形车刀切槽刀
Z-100.X34.678 Z-98.586 G0 Z5.X28.439 G1 Z3.Z-51.6 X30.Z-59.2 Z-81.4 Z-88.6 X30.544
X33.373 Z-87.186 G0 Z5.X26.733 G1 Z3.Z-51.6
X28.839 X31.667 Z-50.186 G0 Z5.X25.028 G1 Z3.Z-51.6 X27.133 X29.962 Z-50.186 G0 Z5.X23.322 G1 Z3.Z-51.6 X25.428 X28.256 Z-50.186 G0 Z5.X21.616 G1 Z3.Z-41.433 X22.6 Z-44.383 Z-51.6 X23.722 X26.55 Z-50.186 G0 Z5.X19.911 G1 Z3.Z-36.316 X22.016 Z-42.633 X24.845 Z-41.218 G0 Z5.X18.205 G1 Z3.Z-31.199 X20.311 Z-37.516 X23.139 Z-36.102 G0 Z5.X16.5 G1 Z3.Z-26.082 X18.605 Z-32.399 X21.434 Z-30.985 G0 Z5.X14.794 G1 Z3.Z-22.X15.139
X16.9 Z-27.282 X19.728 Z-25.868 G0 Z5.X13.088 G1 Z3.Z-.711
X14.4 Z-1.367 Z-16.35 Z-22.X15.139
X15.194 Z-22.166 X18.022 Z-20.751 G0 Z4.263 X7.14
G1 Z2.263
X13.488 Z-.911 X16.317 Z.503 M9
G28 U0.W0.M05 T0100 M01
G0 T0202（93°偏头仿形车刀）G97 S1000 M03
G0 G54 X36.Z-43.4 M8 G50 S1000 G96 S1000
G98 G1 Z-45.4 F60.G2 X30.Z-48.4 R3.G1 Z-51.6 Z-59.245
X29.961 Z-59.286
G2 X29.Z-60.362 R25.7 G1 Z-80.238
G2 X29.854 Z-81.2 R25.7 G1 X30.X32.828 Z-79.786 G0 X37.315 Z-56.369 G1 Z-58.369
G2 X34.886 Z-58.112 R3.X29.4 Z-59.898 R3.X28.Z-61.65 R25.7 G1 X28.001 Z-78.95
G2 X29.4 Z-80.702 R25.7 G1 X32.229 Z-79.288 G0 X36.15 Z-57.381 G1 Z-59.381 G2 X34.004 Z-59.183 R2.999 X28.4 Z-61.109 R2.999 X27.002 Z-63.202 R25.701 G1 X27.001 Z-77.398 G2 X28.4 Z-79.491 R25.7 G1 X31.229 Z-78.076 G0 X34.933 Z-58.586 G1 Z-60.586 G2 X33.12 Z-60.446 R3.X27.402 Z-62.54 R3.X26.002 Z-65.256 R25.7 G1 X26.001 Z-75.344 G2 X27.402 Z-78.06 R25.7 G1 X30.229 Z-76.646 G0 X33.629 Z-60.12 G1 Z-62.12 G2 X32.238 Z-62.038 R3.001 X26.402 Z-64.343 R3.001 X25.002 Z-70.3 R25.7 X26.402 Z-76.257 R25.7 G1 X29.23 Z-74.842 G97 S1200 G0 X32.6 Z2.X11.1 G1 Z0.F50.X14.Z-1.45 Z-16.35 X14.8 Z-22.2 X22.2 Z-44.4 Z-51.8 X29.6 Z-59.2 Z-81.4 Z-88.8 X31.45 Z-100.X34.278 Z-98.586 M9
G28 U0.W0.M05 T0200 M01
G0 T0404（3mm切槽刀）G97 S700 M03
G0 G54 X24.Z-22.2 M8 G1 X10.58 F30.G4 P3.G0 X24.Z-21.075 G1 X10.58 G4 P3.G1 X10.805 Z-21.188 G0 X24.Z-19.95 G1 X10.58 G4 P3.G1 X10.805 Z-20.063 G0 X24.Z-18.536 X16.828
G1 X14.Z-19.95 X10.58 G0 X14.5 Z-23.614 X11.172
G1 X14.Z-22.2 X10.58 G0 X14.5 X16.6 M9
G28 U0.W0.M05 T0400 M01
G0 T0303（60°螺纹刀）G97 S800 M03
G0 G54 X24.Z2.969 M8 X13.468
G32 Z-16.35 F1.5 G0 X24.Z2.878 X13.138
G32 Z-16.35 F1.5 G0 X24.Z2.806 X12.877 G32 Z-16.35 F1.5 G0 X24.Z2.744 X12.654 G32 Z-16.35 F1.5 G0 X24.Z2.689 X12.456 G32 Z-16.35 F1.5 G0 X24.Z2.667 X12.376 G32 Z-16.35 F1.5 G0 X24.Z2.667 X12.376 G32 Z-16.35 F1.5 G0 X24.Z2.969 M9 G28 U0.W0.M05 T0300 M01 G0 T0404（3mm切槽刀）G97 S3600 M03 G0 G54 X37.45 Z-103.6 M8 G50 S3600 G96 S700 G1 X2.F30.G0 X35.45 M9 G28 U0.W0.M05 T0400 M30 %
第三篇：波浪形轴类零件的数控加工工艺分析
波浪形轴类零件的数控加工工艺分析
摘要：在数控机床上加工零件，首先遇到的问题就是零件的工艺处理。制定出细致、优化的加工工艺，是数控加工应用中应重视的问题。本文介绍波浪形轴类零件的数控加工工艺分析。
关键词：波浪形轴类零件 数控加工 工艺分析
制定细致、优化的加工工艺，是数控加工工艺编制人员、数控加工操作人员常需分析的问题，必须在编程之前正确确定加工方案，进行工艺设计，再考虑编程。波浪形轴类零件泛指轴径外大内小的轴类零件，本类零件的加工是轴类零件中的难点。本文以典型波浪形轴类零件为例，对数控加工中的工艺处理进行分析。
1、数控加工中的典型工艺处理方法
1)改局部分散标注法尺寸为集中引注或坐标式尺寸。在数控编程中，所有点、线、面的尺寸和位置都是以编程原点为基础的。因此，零件图中最好直接给出坐标尺寸，或尽量以同一基准引注尺寸。这种标注法，既便于编程，也便于尺寸之间的相互协调，在保持设计、工艺、检测基准与编程原点设置的一致性方面带来很大方便。但是由于零件设计人员往往在尺寸标注中较多地考虑装配等使用特性方面，而不得不采取局部分散的标注方法，这样会给工序安排与数控加工带来诸多不便。事实上，由于数控加工精度及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性能，因而改动局部的分散标注法尺寸为集中引注或坐标式尺寸是完全可以的。
2)刀路应尽量简单。具体要求就是尽量选用 0°或 90°方向切削。因为单轴插补加工的物理意义在于不存在轮廓误差，两轴或两轴以上插补加工，在两轴位置增益不相同时，存在轮廓误差，且平行刀路要选择较长边作为进给方向。单轴插补加工不存在轮廓误差，故对于数控铣床加工零件，必须使零件的直线轮廓平行或垂直于坐标轴，以提高零件的加工精度。
3)拐点的处理要合理，避免采用直角过渡。在外角加工中选用圆角过渡，走刀方向不会因突然改变而损坏刀具，零件的拐角轮廓误差也得以有效控制。如果确需直角过渡的，可在轮廓交接处加入G04指令，延时数十至数百毫秒，在这段时间里前段轮廓加工时的跟随误差会迅速得以修正，如车削轴类零件台肩等。在现代数控加工中可以用CAM软件来很好地处理这类问题。有些数控系统也可采用尖角过渡G07指令。
4)刀路的材料去除量要均匀，减小冲击产生。材料切削量的突然改变会对刀具和机床产生冲击，特别是在留精加工余量时更应注意，大多在使用复合固定循环时，易出现该现象。
2、波浪形轴类零件的车削加工
如图1a所示零件，在车削类零件中属于非单调类，加工时具有较高的难度，必须合理制定其加工工艺。该零件加工所用坯料设为Ø66mm的棒料，批量生产，加工时用一台数控车床，图形的数字处理及数控加工工艺如下。
2.1 图形的数学处理 曲线用 35°外圆切削刀 加工点 C刀具必须具备的最小副偏角 Kr′的计算: kr/arcsinCQ23arcsin39.71 O1C361 第 页
故采用封闭粗切削循环时,刀具须选用副偏角大于39.71°的外圆车刀。点B坐标的计算(固定坐标系以点A为中心): O1QO1C2CQ236223227.6948
所以点 B的坐标X=2(36-27.6948+20)=56.61，Z=-35.17。封闭粗切削循环时总退刀量的计算: O2PO2D2DP230215225.981
故采用G73指令加工X轴上的总退刀量: i30O2P(56.6140)/23025.9818.30512.324
2.2 数控加工的工艺制定
工步1：夹棒料外圆柱面，车端面。
工步2：如图1b所示，采用外圆粗切削循环 G71、精加工 G70指令，加工轨迹A→B→F→H→J→G。第 页
工步3：如图 1c所示,采用55°外圆车刀，封闭粗切削循环G73、精加工G70指令，加工图中轨迹 B→C→D→G。55°外圆车刀能保证点C的副偏角 Kr′为6230，大于3970，不产生刀具干涉。循环起始点O3一般位于点 C基于R36圆弧的切线以左，Ø64mm圆柱右侧端面以右，以防循环切削时的碰刀和过切。
工步4：如图 1c所示,沿轨迹D→E→K，采用纵向切削循环 G90指令,车削Ø40mm圆柱。
工步5：如图 1d所示，调头，夹持Ø64mm外圆柱面，按总长157.17mm要求，车削Ø20mm圆柱右端面。
工步6：如图 1d所示，采用纵向切削循环G90指令,车削Ø20mm圆柱。2.3工艺制定中易出现的几种问题
问题一：整个手柄曲线按一次精车处理。此加工工艺切削量太大，若刀具选择不当，易在点 A或点 C处产生刀具干涉，无法加工。
问题二：整个手柄曲线按 G71指令外圆粗切削循环G70指令精加工。此加工工艺Ø40mm圆柱、R30圆弧处切削量太大，两圆弧交点 C处附近刀具易干涉无法加工。
问题三：整个手柄用割断刀粗车至手柄轮廓，然后精加工。此加工工艺割断刀的径向坐标尺寸计算非常繁琐，不易采用此方案进行实际加工。
问题四：如图 2所示，夹棒料外圆柱面，整个手柄曲线用 35°外圆切削刀具，按 G73指令封闭粗切削循环、G70指令精加工，X轴上的总退刀量为 i =33。第 页
图2 加工工艺的不合理表现
实际退刀量将由循环起始点 O3位置的变化而减小，点O3一般位于点C基于 R36圆弧的切线以左，点A居工件端面以右，否则G73切削循环时易出现碰刀和过切现象。此加工工艺在加工棒料零件时，所用循环次数非常多，不利于提高加工生产率。
3、数控仿真软件下的刀具的干涉实验
在图1c中，需用55°外圆尖刀，采用封闭粗切削循环G73、精加工G70指令车削轨迹B→C→D→G。封闭粗切削循环是对铸造、锻造成型毛坯或已粗车成型工件的切削，这里用于处理非单调轴类零件的加工。
通过计算可知，点C处刀具不引起干涉的副偏角Kr′要大于 39.71°，除用55°外圆尖刀具加工外，还可用35°外圆车刀。用35°外圆车刀车削时，必须保证副偏角Kr′大于39.71°，副偏角Kr′可在39.71°～50°范围中调节(副偏角 Kr′为50°时，主偏角Kr为95°，这里不应靠主偏角Kr小于95°来增大副偏角 Kr′)，若刀具安装不当，出现副偏角Kr′小于39.71°，将出现刀具干涉。图 3所示是在仿真软件下,刀具副偏角 Kr′为20°时在点C的干第 页
涉试验，明显表明在点C刀具的后刀面与零件已发生严重干涉。图4所示是55°外圆尖刀具在点C的切削状况，没有发生干涉现象。
图3 图4
4、结论
对于坯料为棒料的波浪形轴类零件(轴径外大内小)，一般的加工方法是先右侧去除直径单调部分材料(直径外小内大部分)，按零件情况选择，然后对非单调部分，通常是采用局部G73指令和割槽处理，并采用通用加工方法补充。为解决此类零件的高精度加工，可以按上述方法进行粗加工(留0.1～0.25mm精车余量)，最后进行一次完整的精加工(精加工时必须特别注意刀具的副偏角，以防干涉)。
参考文献
1、严爱珍，李宏胜.机床数控原理与系统 [M ].北京:机械工业出版社 ,2003
2、程淑重.数控加工工艺 [M ].杭州:浙江大学出版社 ,2003 第 页
第四篇：典型轴类零件的数控车削工艺与加工标准实验报告
电子科技大学计算机学院
实 验 报 告
（实验）课程名称典型轴类零件的数控车削工艺与加工
电子科技大学教务处制表
电 子 科 技 大 学
实
验
报
告
学生姓名：dfkjf;laj lk 学fg dfg 指导教师：
实验地点：工程训练中心114
实验时间：f2012-4fsdf-15
一、实验室名称：工程训练中心
二、实验项目名称：典型轴类零件的数控车削工艺与加工
三、实验学时：32
四、实验原理：
轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一。它主要用来支承传 动零部件，传递扭矩和承受载荷。轴类零件是旋转体零件，其长度大 于直径，一般由同心轴的外圆柱面、圆锥面、内孔和螺纹及相应的端 面所组成。根据结构形状的不同，轴类零件可分为光轴、阶梯轴、空 心轴和曲轴等。轴的长径比小于 5 的称为短轴，大于 20 的称为细长轴，大多数 轴介于两者之间。轴用轴承支承，与轴承配合的轴段称为轴颈。轴颈是轴的装配基 准，它们的精度和表面质量一般要求较高，其技术要求一般根据轴的 主要功用和工作条件制定，通常有以下几项：
1、尺寸精度 起支承作用的轴颈为了确定轴的位置，通常对其尺寸精度要求较 高（IT5~IT7）装配传动件的轴颈尺寸精度一般要求较低。（IT6~IT9）。
2、几何形状精度 轴类零件的几何形状精度主要是指轴颈、外锥面、莫氏锥孔等的圆 度、圆柱度等，一般应将其公差限制在尺寸公差范围内。对精度要求 较高的内外圆表面，应在图纸上标注其允许偏差。
3、相互位置精度 轴类零件的位置精度要求主要是由轴在机械中的位置和功用决定 的。通常应保证装配传动件的轴颈对支承轴颈的同轴度要求，否则会影响传动件（齿轮等）的传动精度，并产生噪声。普通精度的轴，其配合轴段对支承轴颈的径向跳动一般为 0.01~0.03mm，高精度轴（如 主轴）通常为 0.001~0.005mm。
4、表面粗糙度 一般与传动件相配合的轴径表面粗糙度为 Ra2.5~0.63?m，与轴承 相配合的支承轴径的表面粗糙度为 Ra0.63~0.16?m。
（二）、轴类零件的毛坯和材料及热处理）、轴类零件的毛坯和材料及热处理 轴类零件的毛坯和材料
1、轴类零件的毛坯 轴类零件可根据使用要求、生产类型、设备条件及结构，选用棒 料、锻件等毛坯形式。对于外圆直径相差不大的轴，一般以棒料为主； 而对于外圆直径相差大的阶梯轴或重要的轴，常选用锻件，这样既节约材料又减少机械加工的工作量，还可改善机械性能。根据生产规模的不同，毛坯的锻造方式有自由锻和模锻两种。中小批生产多采用自由锻，大批大量生产时采用模锻。
2、轴类零件的材料及热处理 轴类零件应根据不同的工作条件和使用要求选用不同的材料并 采用不同的热处理规范（如调质、正火、淬火等），以获得一定的强度、韧性和耐磨性。45 钢是轴类零件的常用材料，它价格便宜经过调质（或正火）后，可得到较好的切削性能，而且能获得较高的强度和韧性等综合机 械性能，淬火后表面硬度可达 45~52HRC。40Cr 等合金结构钢适用于中等精度而转速较高的轴类零件，这类钢经调质和淬火后，具有较好的综合机械性能。轴承钢 GCr15 和弹簧钢 65Mn，经调质和表面高频淬火后，表 面硬度可达 50~58HRC，并具有较高的耐疲劳性能和较好的耐磨性 能，可制造较高精度的轴。精密机床的主轴（例如磨床砂轮轴、坐标镗床主轴）可选用 38CrMoAIA 氮化钢。这种钢经调质和表面氮化后，不仅能获得很高的 表面硬度，而且能保持较软的芯部，因此耐冲击韧性好。与渗碳淬火 钢比较，它有热处理变形很小，硬度更高的特性。
五、实验目的：了解典型零件的特点、生产过程与应用；学习工 实验目的： 程制造工艺，学习工程手册的使用，掌握典型零件的毛坯制造、热处 理、机加工方法，将传统加工与现代制造技术有机结合，合理制定数 控加工工艺，正确使用数控设备及刀夹量具。
五、实验目的：
设计轴件，完成代码，完成轴件的加工。了解轴件加工的原理。
六、实验器材（设备、元器件）：
计算机、Mastercam X3软件、仿真软件、数控车床、90°外圆车刀、60°螺纹刀、切槽刀，尖头车刀量具及材料。
七、实验步骤：
1、设计零件，绘制图形。
2、根据零件图样进行工艺 实验步骤：
分析、处理，编制数控加工工艺文件。
3、根据加工工艺文件编制加 工程序。
4、在数控车床上加工出零件。工艺路线：
（1）夹一端，伸出101mm（2）先粗加工外轮廓SR9、R5、圆锥、M30及32、38的外圆！（3）精加工第（2）步
（4）切外圆为26的槽（5）加工M30的外圆（6）切断
八、实验数据及结果分析：
附件：轴类零件的数控加工工艺
程序： % G21 G0 T0101 G97 S1400 M03 G0 X42.Z0.G98 G1 X0.F60.G0 Z2.G97 S900 X28.395 Z4.5 G1 Z2.5 F200.Z-93.334 G2 X30.394 Z-99.965 R131.663 G1 X33.222 Z-98.551 G0 Z4.5 X26.396
G1 Z2.5 Z-64.969
X26.4 Z-64.98 Z-70.Z-75.Z-79.063
G2 X28.795 Z-94.864 R131.663 G1 X31.623 Z-93.449 G0 Z4.5 X24.397 G1 Z2.5 Z-59.971
X26.4 Z-64.98 Z-70.Z-75.Z-79.063 G2 X26.796 Z-84.527 R131.663 G1 X29.624 Z-83.113 G0 Z4.5 X22.397 G1 Z2.5 Z-54.974 X24.797 Z-60.971 X27.625 Z-59.557 G0 Z4.5 X20.398 G1 Z2.5 Z-49.976 X22.797 Z-55.974 X25.626 Z-54.559 G0 Z4.5 X18.399 G1 Z2.5 Z-24.879 X18.595 Z-24.93 G3 X18.81 Z-25.107 R.2 G1 Z-46.006 X20.798 Z-50.976 X23.627 Z-49.562 G0 Z4.5 X16.4 G1 Z2.5 Z-20.Z-24.8 X18.G3 X18.185 Z-24.823 R.2 G1 X18.595 Z-24.93 G3 X18.799 Z-25.061 R.2 G1 X21.628 Z-23.646 G28 U0.W0.M05 T0100 M00 G0 T0202 G97 S1200 M03 G0 X24.419 Z-23.522 G1 X20.648 Z-22.854 F120.G2 X17.912 Z-26.505 R30.482 F100.G1 Z-44.201 F120.G2 X18.38 Z-44.937 R30.482 G1 X21.208 Z-43.523 G0 X22.114 Z-26.493
G1 X18.312 Z-25.871
G2 X17.038 Z-28.102 R30.482 F100.G1 Z-42.603 F120.G2 X18.312 Z-44.835 R30.482 G1 X21.141 Z-43.421 G0 X21.296 Z-27.856
G1 X17.438 Z-27.33
G2 X16.163 Z-30.208 R30.482 F100.G1 Z-40.498 F120.G2 X17.438 Z-43.376 R30.482 G1 X20.266 Z-41.962 G0 X20.479 Z-29.559
G1 X16.563 Z-29.152
G2 X15.288 Z-35.353 R30.482 F100.X16.563 Z-41.554 R30.482 F120.G1 X19.391 Z-40.14 G97 S1300 G0 Z2.X16.G1 Z0.Z-20.X18.41 Z-25.107
G2 X14.887 Z-35.353 R30.682 X18.Z-45.R30.682 G1 X26.Z-65.Z-70.Z-75.G2 X25.969 Z-77.032 R131.863 X30.Z-100.R131.863 G1 X32.828 Z-98.586 G28 U0.W0.M05 T0200 M00
G0 T0303
G97 S600 M03 G0 X36.8 Z-69.G1 X20.4 F40.G0 X36.8 Z-68.2 G1 X20.4 X20.64 Z-68.32 G0 X36.8 Z-69.8 G1 X20.4 X20.64 Z-69.68 G0 X36.8 Z-70.2 G1 X26.4 G2 X25.6 Z-69.8 R.4 G1 X20.4 X20.64 Z-69.68 G0 X36.8 Z-67.8 G1 X26.4 G3 X25.6 Z-68.2 R.4 G1 X20.4 X20.64 Z-68.32 G0 X36.8 Z-66.386 X28.828 G1 X26.Z-67.8 G3 X25.6 Z-68.R.2 G1 X20.G0 X28.828 Z-71.614 G1 X26.Z-70.2 G2 X25.6 Z-70.R.2 G1 X20.X20.3 Z-69.85 G0 X28.828 Z-24.X26.8 G1 X10.4 G0 X26.8 Z-23.2 G1 X10.4 X10.64 Z-23.32 G0 X26.8
Z-24.8 G1 X10.4
X10.64 Z-24.68 G0 X26.8 Z-25.2 G1 X16.4
G2 X15.6 Z-24.8 R.4 G1 X10.4
X10.64 Z-24.68 G0 X26.8 Z-22.8 G1 X16.4
G3 X15.6 Z-23.2 R.4 G1 X10.4
X10.64 Z-23.32 G0 X26.8 Z-21.386 X18.828
G1 X16.Z-22.8 G3 X15.6 Z-23.R.2 G1 X10.G0 X18.828 Z-26.614
G1 X16.Z-25.2 G2 X15.6 Z-25.R.2 G1 X10.X10.3 Z-24.85 G0 X18.828 X36.8 Z-69.G1 X20.4 G0 X36.8 Z-68.2 G1 X20.4
X20.64 Z-68.32 G0 X36.8 Z-69.8 G1 X20.4
X20.64 Z-69.68 G0 X36.8 Z-70.2 G1 X26.4
G2 X25.6 Z-69.8 R.4 G1 X20.4 X20.64 Z-69.68 G0 X36.8 Z-67.8 G1 X26.4 G3 X25.6 Z-68.2 R.4 G1 X20.4 X20.64 Z-68.32 G0 X36.8 Z-66.386 X28.828 G1 X26.Z-67.8 G3 X25.6 Z-68.R.2 G1 X20.X20.3 Z-68.15 G0 X28.828 Z-71.614 G1 X26.Z-70.2 G2 X25.6 Z-70.R.2 G1 X20.X20.3 Z-69.85 G0 X28.828 Z-24.X26.8 G1 X10.4 G0 X26.8 Z-23.2 G1 X10.4 X10.64 Z-23.32 G0 X26.8 Z-24.8 G1 X10.4 X10.64 Z-24.68 G0 X26.8 Z-25.2 G1 X16.4 G2 X15.6 Z-24.8 R.4 G1 X10.4 X10.64 Z-24.68 G0 X26.8 Z-22.8
G1 X16.4
G3 X15.6 Z-23.2 R.4 G1 X10.4
X10.64 Z-23.32 G0 X26.8 Z-21.386 X18.828
G1 X16.Z-22.8 G3 X15.6 Z-23.R.2 G1 X10.X10.3 Z-23.15 G0 X18.828 Z-26.614
G1 X16.Z-25.2 G2 X15.6 Z-25.R.2 G1 X10.X10.3 Z-24.85 G0 X18.828
G28 U0.W0.M05 T0300 M00
G0 T0404
G97 S800 M03 G0 X20.Z3.45 X15.022
G99 G32 Z-22.F1.5 G0 X20.Z3.301 X14.486
G32 Z-22.F1.5 G0 X20.Z3.185 X14.068
G32 Z-22.F1.5 G0 X20.Z3.087 X13.713
G32 Z-22.F1.5 G0 X20.Z3.X13.4
G32 Z-22.F1.5
G0 X20.Z3.X13.4 G32 Z-22.F1.5 G0 X20.Z3.45 G28 U0.W0.M05 T0400 M01 G0 T0303
G97 S600 M03 G0 X44.Z-103.G98 G1 X40.F40.X1.8 X5.8 G0 X34.G28 U0.W0.M05 T0300 M30 %
九、实验结论：
完场轴件设计与代码实现，并且最后完成轴件的加工！
十、总结及心得体会：
在实验中自己通过对数控机床的操作切实的参与轴件的加工，对轴件的设计与代码的实现。
十一、对本实验过程及方法、手段的改进建议： 实验的过程中时间的安排与其他的课会有所冲突。
报告评分：
指导教师签字：
平时得分：
实际操作得分：
报告得分：
总成绩：
指导教师：
日期：
第五篇：毕业论文-零件的数控加工工艺编制
X X X X 职 业 技 术 学 院
论文题目：系 别：专 业：学 制：学 号：姓 名：指导教师：
2011
毕 业 论 文
零件的数控加工工艺编制 数控与材料工程系 数控技术 三 年
年 10 月
摘要
本次设计主要是对数控加工工艺进行分析与具体零件图的加工，首先对数控加工技术进行了简单的介绍，然后根据零件图进行数控加工分析。第一，根据本零件材料的加工工序、切削用量以及其他相关因素选用刀具及刀柄和零件的轮廓特点确定需要7把刀具分别为外圆粗车刀、外圆精车刀、外切槽刀、外螺纹刀、内镗孔刀、内切槽刀。第二，针对零件图图形进行编制程序，此零件为轴类零件，外轮廓由直线、圆弧和螺纹组成，零件的里面要镗出一个锥孔，在加工过程中，工件需要调头钻孔再镗孔，第三，早钻孔对刀时要先回参考点，要以孔中心作为对刀点，刀具的位置要以此来找正，使刀位点与换刀点重合。
关键字：刀具的确定、走刀路线的选择、刀具的对刀点、工件的定位。
-I 第1章 数控加工基础
1.1 数控机床简介
1.1.1、数控机床特点
随着数控技术的发展，采用数控系统的机床品种日益增多，有车床、铣床、镗床、钻床、磨床、齿轮加工机床和电火花加工机床等。此外还有能自动换刀、一次装卡进行多工序加工的加工中心、车削中心等。
1）具有高度柔性、适应性强 2）生产准备周期短 3）工序高度集中
4）生产效率和加工精高、质量稳定 5）能完成复杂型面的加工 6）技术含量高
7）减轻劳动强度、改善劳动条件 8）有利于生产管理
1.1.2、数控机床的分类
数控设备的种类很多，各行业都有自己的数控设备和分类方法。在机床行业，数控机床通常从以下不同角度进行分类。
1．按工艺用途分类
按其工艺用途可以划分为以下四大类：
（1）金属切削类 指采用车、铣、镗、钻、铰、磨、刨等各种切削工艺的数控机床。它又可分为两类：
①普通数控机床 ②数控加工中心（2）金属成形类 指采用挤、压、冲、拉等成形工艺的数控机床，常用的
第2章 数控车削加工工艺及程序编制
工艺分析是工艺员的中心工作也是设计者设计的一个重要环节，它是对工件进行数控加工的前期准备。合理正确的工艺分析也是编制数控加工程序的重要依据。故工艺分析是数控加工不可缺少的。
正确合理的工艺分析需完成如下工作步骤和内容。
零件尺寸的正确标注：由于加工程序是以准确的坐标点来编制的，因此，各图形几何元素间的相互关系一定要明确；各种几何元素的条件要充分，应无引起冲突的多余尺寸或影响工序安排的封闭尺寸等；构成零件轮廓的几何尺寸的条件应充分。
识读零件：零件图纸直接反映零件的结构，而零件的结构决定工艺分析的合理性，所以我们要保证良好的零件结构。
工艺步骤：制定数控加工程序、划分工步、工序，确定对刀点、换刀点，刀具补偿，选择切削刀具、冷却液，编制工艺文件等。
编制加工程序：将工艺分析融入加工程序，并对其程序进行校验和优化。
2.1 零件工艺分析
零件结构分析
1.如图所示零件便面由柱面，圆锥面，顺圆弧，逆圆弧及外螺纹构成，外螺纹绞复杂其中多个直径尺寸由较高的精度，表面粗糙，零件图尺寸编注完整，符合数控加工尺寸标注要求，轮廓描述清楚完整，零件材料为45钢，毛胚为ф
刀，刀尖圆弧半径应小于轮廓最小圆角半径，取re=0.15～0.2mm。
2.3刀具卡片
2.4确定工件的定位与装夹方案
在数控车床上工件定位安装的基本原则与普通机床相同。工件的装夹方法影响工件的加工精度和效率，为了充分发挥数控机床的工作特点，在装夹工件时，应考虑以下几种因素：
1.尽可能采用通用夹具，必须时才设计制造专用夹具； 2.结构设计要满足精度要求； 3.易于定位和装夹； 4.易于切削的清理；
5.抵抗切削力由足够的刚度；
工件的定位与基准应与设计基准保持一致，应防止过定位，对与箱体工件最好选择“一面两销”作为定位基准，定位基准在数控机床上要仔细找正。
由于这个工件是个实心轴，末端要镗一个30的锥孔，因轴的长度不是很长，所以采用工件的右端面和48的外圆作定位基准，使用普通三爪卡盘夹紧工件，取工件的右端面中心为工件坐标的原点，对刀点在（100.1000）处。
2.5 切削加工顺序的安排
①先粗后精 先安排粗加工，中间安排半精加工，最后安排精加工和光整加
切槽
螺纹加工
速度，以v(m/min)表示。其计算公式：
v=πdn/1000(m/min)式中：d——工件待加工表面的直径（mm）n——车床主轴每分钟的转速（r/min）
根据零件的结构特点，外轮廓用采用90度外圆车刀，轮廓粗加工时留1mm的精车余量，粗加工时选主轴转速为s=800r/min，精加工选择1000 r/min，由公式计算得：切削速度v 粗加工：v=150(m/min)精加工：v=188(m/min)
2.7 数控加工工艺文件的填写
2.7.1.工艺过程卡片
2.7.2.机械加工工序卡片
2.8 保证加工精度的方法
为了保证和提高加工精度，必须根据生产加工误差的主要原因，采取相应的误差预防或误差补偿等有效的工艺途径措施来直接控制原始误差或控制原始误差对零件加工精度的影响。
2.8.1刀具半径的选定
1.刀具的半径R比工件转角处半径大时不能加工。2.刀具较小时不能用较大的切削量加工（刀具刚性差）。
2.8.2采用合适的切削液
1.切削液主要用来减少切削过程中的摩擦和降低切削温度。合理使用切削液，对提高刀具耐用度和加工表面质量、加工精度起重要的作用。
2.非水溶性切削液：切削油、固体润滑剂，非溶性切削液主要起润滑作用。3.水溶性切削液：水溶液、乳化液，水溶性切削液有良好的冷却作用和清洗作用。
故本设计加工时采用水溶液进行冷却。
2．9数控加工程序
本零件采用电脑软件编程，由于程序过多，这里只打出一部分，这里只展示左端部分的程序
O1234 T0404 M03 S1200 M08 F1500 G00 X77.917 Z13.100 G00 Z6.549 G00 X71.414
G01 X56.600 Z5.841 G01 Z-15.700 F10.000 G01 X60.000 G01 X61.414 Z-14.993 F20.000 G01 X71.414 G00 Z6.549 G01 X57.014 F5.000 G01 X55.600 Z5.841 G01 Z-16.200 F10.000 G01 X60.000 G01 X61.414 Z-15.493 F20.000 G01 X71.414 G00 Z6.549 G01 X56.014 F5.000 G01 X54.600 Z5.841 G01 Z-16.700 F10.000 G01 X60.000 G01 X61.414 Z-15.993 F20.000 G01 X71.414 G00 Z6.549 G01 X55.014 F5.000 G01 X53.600 Z5.841
G01 X0.000 Z5.300 G01 X50.600 F10.000 G01 Z-18.700 G01 X58.600 G01 Z-36.000 G01 X60.014 Z-35.293 F20.000 G01 X70.014 G00 Z5.507 G01 X1.414 F5.000 G01 X0.000 Z4.800 G01 X49.600 F10.000 G01 Z-19.200 G01 X57.600 G01 Z-36.000 G01 X59.014 Z-35.293 F20.000 G01 X69.014 G00 Z5.007 G01 X1.414 F5.000 G01 X0.000 Z4.300 G01 X48.600 F10.000 G01 Z-19.700 G01 X56.600
G01 X1.414 F5.000 G01 X0.000 Z2.800 G01 X45.600 F10.000 G01 Z-21.200 G01 X53.600 G01 Z-36.000 G01 X55.014 Z-35.293 F20.000 G01 X65.014 G00 Z3.007 G01 X1.414 F5.000 G01 X0.000 Z2.300 G01 X44.600 F10.000 G01 Z-21.700 G01 X52.600 G01 Z-36.000 G01 X54.014 Z-35.293 F20.000 G01 X64.014 G00 Z2.507 G01 X1.414 F5.000 G01 X0.000 Z1.800 G01 X43.600 F10.000 G01 Z-22.200
G00 Z1.007 G01 X1.414 F5.000 G01 X0.000 Z0.300 G01 X40.600 F10.000 G01 Z-23.700 G01 X48.600 G01 Z-36.000 G01 X50.014 Z-35.293 F20.000 G01 X71.414 G00 X77.917 G00 Z13.100 G00 X100 Z100 T0404 M03 S1200 G00 X70.318 Z11.144 G00 Z0.707 G00 X59.414 G01 X-1.414 F5.000 G01 X0.000 Z0.000 G01 X40.000 F10.000 G01 Z-24.000 G01 X48.000
9X23.84 G1 Z-23.8 X21.52 X18.692 Z-22.386 G0 Z2.5 X25.76 G1 Z-14.341 X24.6 Z-15.965 Z-23.8 X23.44 X20.612 Z-22.386 G0 Z2.5 X27.68 G1 Z-11.653 X25.36 Z-14.901 X22.532 Z-13.487 G0 Z2.5 X29.6 G1 Z-8.965 X27.28 Z-12.213 X24.452 Z-10.799 G0 X19.5
第3章 加工成果
3.1仿真软件介绍
3.1.1软件简介
市面上的仿真软件有很多，例如：南京斯沃和上海宇龙、斐克，这里我们选用斯沃，南京斯沃软件技术有限公司开发的，是结合机床厂家实际加工制造经验与高校教学训练一体所开发的国内第一款自动免费下载更新的数控仿真软件。通过该软件可以使学生达到实物操作训练的目的，又可大大减少昂贵的设备投入。斯沃数控仿真(数控模拟)软件包括16大类，66个系统，121个控制面板。具有FANUC、SIEMENS(SINUMERIK)、MITSUBISHI、FAGOR、美国哈斯HAAS、PA、广州数控GSK、华中世纪星HNC、北京凯恩帝KND系统、大连大森DASEN、南京华兴WA、江苏仁和RENHE、南京四开、天津三英、成都广泰GREAT、巨森数控JNC编程和加工功能，学生通过在PC机上操作该软件，能在很短时间内掌握各系统数控车、数控铣及加工中心的操作，可手动编程或读入CAM数控程序加工，教师通过网络教学，可随时获得学生当前操作信息。斯沃数控仿真软件也是目前国内唯一自动免费下载更新的数控仿真软件。
3.1.2 斯沃界面
打开软件，选择GSK980TD
工作界面
3.对刀，输入刀补
4.开始加工
车外轮廓
钻孔
钻一个ф20深度为29的孔
完成内轮廓加工
至此整个零件仿真加工完成。
参考文献
[1]《数控加工编程及操作》，顾京主编，高等教育出版社，2003 [2]《数控机床编程与加工技术》，李年芬，北京科技出版社 2005 [3]《数控机床加工工艺与编程》杨琳，北京中国劳动社会出版社 2005
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