《轴类零件数控车削工艺分析及数控加工编程_机械专业毕业论文设计范文模板参考资料.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《轴类零件数控车削工艺分析及数控加工编程_机械专业毕业论文设计范文模板参考资料.pdf（13页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、郑州科技学院专科毕业设计（论文）题目：轴类零件数控 车削工艺分析及数控加工编程 轴类零件数控车削工艺分析 及数控加工 编程 轴类零件数控车削工艺分析及数控加工编 程 摘 要 随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，数 控加工技术对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、 医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为效率、质量是 先进制造技术的主题。高速、高精加工技术可极大地提高效 率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争 能力。而对于数控加工，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，对一些工艺问题（如对刀 点
2、、加工路线等）也需要一些处理。并在加工过程掌握控制 精度的方法，才能加工出合格的产品。本文根据数控机床 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，加工效率， 简化工序等方面的优势。关键词工艺分析加 工方案进给路线控制尺寸1 轴类零件数控车削工艺分析 及数控加工 编程 S haft parts CNC turning technology analysis and NC programming Abstract With the continuous development of numerical control techn
3、ology andapplications expand CNC machining technology on the economy of a number ofimportant sectors IT automotive light industrial medical etc. play an increasinglyimportant role since the efficiency quality is the theme of advanced manufacturingtechnology. High-speed high-precision machining techn
4、ologies can greatly enhanceefficiency improve product quality and grades shorten the production cycle andimprove market competitiveness. For NC processing whether automatic or manualprogramming programming programming before the processing of parts for processanalysis formulation and processing prog
5、rammes selecting the right tool todetermine the cutting parameters on a number of technology issues such as on theknife point processing line etc. also needs some work. And process mastery controlprecision to processing the qualified product. This article in accordance with thecharacteristics of CNC
6、 machine tools tailored to specific parts a process of analysisdetermination of tooling programme tool and cutting parameters selection determinethe order and processing lines for processing the processing efficiency simplifyprocesses and other benefits.Keywords ：analysis processing programme feedin
7、g line control size 2 轴类零件数控车削工艺分析及数控加工编程 工艺分析加工方案进给路线控制尺寸目录摘 要 . .1Abstract. 2 第 一章 概 述 . .4 1.国内外数控发展概 况. .4 第二章工艺方案分 析. 8 2.1 零件 图. .8 2.2 零件图分 析. 8 2.3 确定加工方 法. 9 2.4 确定加工方 案. 9 第三章工件的装 夹 . .10 3.1 定位基准的选 择. 10 3.2 定位基准选择的原 则. 10 3.3 确定零件的定位基 准. 10 3.4 装夹方式的选 择. 11 3.5 数控车床常用装夹方 式. 11 3.6 确定合理的装
8、夹方 式. 11 第四章刀具及切削用 量. 12 4.1 选择数控刀具的原 则. 12 4.2 选择数控车削用刀 具. 13 4.3 设置刀点和换刀 点. 13 4.4 确定切削用 量. 13 第五章典型轴类零件加 工. 14 5.1 轴类零件加工的工艺分 析14 5.2 典型轴类零件加工工 艺 16 5.3 手工编 程. .19 第六章数控车自动编程软件CAXA 介 绍 .23 1 CAXA 数控车界 面 . .23 3 轴类零件数控车削工艺分析及数控加工编程 2.CAXA 数控车进行造型设 计 .23 3CAXA 数控车加工 -CAM 24 4CAXA 数控车加工类 型 . .24 第七章
9、结束 语 . .25 第八章致谢 词 错 误！未定义书签。参考文 献 . .26 第一章概 述 1.1 国内外数控发 展概况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。在现代制造系统中， 数控技术是关键技术，它集微电子、计算机、信息处理、自 动检测、 自动控制等高新技术于一体，具有高精度、 高效率、 柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化、智 能化起着举足轻重的作用。目前，数控技术正在发生根本性 变革，由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动 态全闭环控制模式发展。在集成化基础上，数控系统
10、实现了 超薄型、超小型化；在智能化基础上，综合了计算机、多媒 体、模糊控制、神经网络等多学科技术，数控系统实现了高 速、高精、高效控制，加工过程中可以自动修正、调节与补 偿各项参数，实现了在线诊断和智能化故障处理；在网络化 基础上， CAD/CAM 与数控系统集成为一体，机床联网，实 现了中央集中控制的群控加工。长期以来，我国的数控系 统为传统的封闭式体系结构，CNC 只能作为非智能的机床 运动控制器。加工过程变量根据经验以固定参数形式事先设 定，加工程序在实 际 加 工 前 用 手 工 方 式 或 通 过 CAD/CAM 及 自 动 编 程 系 统 进 行 编 制 。 CAD/CAM 和 C
11、NC 之间没有反馈控制环节，整个制造过程 中 CNC 只是一个封闭4 轴类零件数控车削工艺分析及数 控加工 编程式的开环执行机构。在复杂环境以及多变条件 下，加工过程中的刀具组合、工件材料、主轴转速、进给速 率、刀具轨迹、切削深度、步长、加工余量等加工参数，无 法在现场环境下根据外部干扰和随机因素实时动态调整，更 无法通过反馈控制环节随机修正CAD/CAM 中的设定量， 因而影响CNC 的工作效率和产品加工质量。由此可见，传 统 CNC 系统的这种固定程序控制模式和封闭式体系结构， 限制了CNC 向多变量智能化控制发展，已不适应日益复杂 的制造过程，因此，对数控技术实行变革势在必行。1.2 数
12、 控技术发展趋势1.2.1 性能发展方向 （1） 高速高精高效化速 度、精度和效率是机械制造技术的关键性能指标。由于采用 了高速CPU 芯片、 RISC 芯片、多CPU 控制系统以及带 高分辨率绝对式检测元件的交流数字伺服系统，同时采取了 改善机床动态、静态特性等有效措施，机床的高速高精高效 化已大大提高。（2）柔性化包含两方面：数控系统本身的 柔性，数控系统采用模块化设计，功能覆盖面大，可裁剪性 强，便于满足不同用户的需求；群控系统的柔性，同一群控 系统能依据不同生产流程的要求，使物料流和信息流自动进 行动态调整，从而最大限度地发挥群控系统的效能。（3） 工艺复合性和多轴化以减少工序、辅助时
13、间为主要目的的 复合加工，正朝着多轴、多系列控制功能方向发展。数控机 床的工艺复合化是指工件在一台机床上一次装夹后，通过自 动换刀、旋转主轴头或转台等各种措施，完成多工序、多表 面的复合加工。数控技术轴，西门子880 系统控制轴数可 达 24 轴。（ 4）实时智能化早期的实时系统通常针对相对 简单的理想环境，其作用是如何调度任务，以确保任务在规 定期限内完成。而人工智能则试图用计算模型实现人类的各 种智能行为。科学技术发展到今天，实时系统和人工智能相 互结合，人工智能正向着具有实时响应的、更现实的领域发 展，而实时系统也朝着具有智能行为的、更加复杂的应用发 展，由此产生了实时智能控制这一新的领
14、域。在数控技术领 域，实时智能控制的研究和应用正沿着几个主要分支发展： 自适应控制、模糊控制、神经网络控制、专家控制、学习控 制、前馈控制等。例如在数控系统中配备编程专家系统、故 障诊断专家系统、 参数自动设定和刀具自动管理及补偿5 轴 类零件数控车削工艺分析及数控加工编程等自适应调节系 统，在高速加工时的综合运动控制中引入提前预测和预算功 能、动态前馈功能，在压力、温度、位置、速度控制等方面 采用模糊控制，使数控系统的控制性能大大提高，从而达到 最佳控制的目的。1.2.2 功能发展方向（1）用户界面图形化 用户界面是数控系统与使用者之间的对话接口。由于不同用 户对界面的要求不同，因而开发用户
15、界面的工作量极大，用 户界面成为计算机软件研制中最困难的部分之一。当前 INTERNET 、虚拟现实、科学计算可视化及多媒体等技术也 对用户界面提出了更高要求。图形用户界面极大地方便了非 专业用户的使用，人们可以通过窗口和菜单进行操作，便于 蓝图编程和快速编程、三维彩色立体动态图形显示、图形模 拟、图形动态跟踪和仿真、不同方向的视图和局部显示比例 缩放功能的实现。（2）科学计算可视化科学计算可视化可 用于高效处理数据和解释数据，使信息交流不再局限于用文 字和语言表达，而可以直接使用图形、图像、动画等可视信 息。可视化技术与虚拟环境技术相结合，进一步拓宽了应用 领域，如无图纸设计、虚拟样机技术等
16、，这对缩短产品设计 周期、提高产品质量、降低产品成本具有重要意义。在数控 技术领域，可视化技术可用于CAD/CAM ， 如自动编程设计、 参数自动设定、刀具补偿和刀具管理数据的动态处理和显示 以及加工过程的可视化仿真演示等。（3）插补和补偿方式 多样化多种插补方式如直线插补、圆弧插补、圆柱插补、 空间椭圆曲面插补、 螺纹插补、 极坐标插补、 2D2 螺旋插补、 NANO 插补、 NURBS 插补（非均匀有理B 样条插补）、 样条插补（ A、B、C 样条）、多项式插补等。多种补偿功 能如间隙补偿、垂直度补偿、象限误差补偿、螺距和测量系 统误差补偿、与速度相关的前馈补偿、温度补偿、带平滑接 近和退
17、出以及相反点计算的刀具半径补偿等。（4）内装高 性能 PLC 数控系统内装高性能PLC 控制模块，可直接用 梯形图或高级语言编程，具有直观的在线调试和在线帮助功 能。编程工具中包含用于车床铣床的标准PLC 用户程序实 例，用户可在标准PLC 用户程序基础上进行编辑修改，从 而方便地建立自己的应用程序。（5）多媒体技术应用多媒 体技术集计算机、声像和通信技术于一体，使计算6 轴类零 件数控车削工艺分析及数控加工编程机具有综合处理声音、 文字、图像和视频信息的能力。在数控技术领域，应用多媒 体技术可以做到信息处理综合化、智能化，在实时监控系统 和生产现场设备的故障诊断、生产过程参数监测等方面有着
18、重大的应用价值。1.2.3 体系结构的发展（1）集成化采用 高度集成化CPU、RISC 芯片和大规模可编程集成电路 FPGA、EPLD、CPLD 以及专用集成电路ASIC 芯片，可提 高数控系统的集成度和软硬件运行速度。应用FPD 平板显 示技术，可提高显示器性能。平板显示器具有科技含量高、 重量轻、体积小、功耗低、便于携带等优点，可实现超大尺 寸显示，成为和CRT 抗衡的新兴显示技术，是21 世纪显 示技术的主流。应用先进封装和互连技术，将半导体和表面 安装技术融为一体。通过提高集成电路密度、减少互连长度 和数量来降低产品价格，改进性能，减小组件尺寸，提高系 统的可靠性。（ 2）模块化硬件模
19、块化易于实现数控系统的 集成化和标准化。根据不同的功能需求，将基本模块，如 CPU、存储器、位置伺服、PLC、输入输出接口、通讯等模 块，作成标准的系列化产品，通过积木方式进行功能裁剪和 模块数量的增减， 构成不同档次的数控系统。（3） 网络化机 床联网可进行远程控制和无人化操作。通过机床联网，可在 任何一台机床上对其它机床进行编程、设定、操作、运行， 不同机床的画面可同时显示在每一台机床的屏幕上。（4） 通用型开放式闭环控制模式采用通用计算机组成总线式、 模块化、开放式、 嵌入式体系结构，便于裁剪、 扩展和升级， 可组成不同档次、不同类型、不同集成程度的数控系统。闭 环控制模式是针对传统的数
20、控系统仅有的专用型单机封闭 式开环控制模式提出的。由于制造过程是一个具有多变量控 制和加工工艺综合作用的复杂过程，包含诸如加工尺寸、形 状、振动、噪声、温度和热变形等各种变化因素，因此，要 实现加工过程的多目标优化，必须采用多变量的闭环控制， 在实时加工过程中动态调整加工过程变量。加工过程中采用 开放式通用型实时动态全闭环控制模式，易于将计算机实时 智能技术、网络技术、多媒体技术、CAD/CAM 、伺服控制、 自适应控制、动态数据管理及动态刀具补偿、动态仿真等高 新技术融于一体，构成严密的制造过程闭环控制体系，从而 实现集成化、智能化、网络化。7 轴类零件数控车削工艺分 析及数控加工编程 1.
21、3.智能化新一代PCNC 数控系统当前 开发研究适应于复杂制造过程的、具有闭环控制体系结构 的、智能化新一代PCNC 数控系统已成为可能。智能化新 一代 PCNC 数控系统将计算机智能技术、网络技术、 CAD/CAM 、伺服控制、自适应控制、动态数据管理及动态 刀具补偿、动态仿真等高新技术融于一体，形成严密的制造 过程闭环控制体系。第二章工艺方案分析2.1 零件图 2.2 零件图分析该零件表面由圆柱、逆圆弧、槽、螺纹、内孔、 内槽、内螺纹等表面组成，尺寸标注完整，选用毛坯为45 钢，65mm 125mm，无热处理和硬度要求。8 轴类零件数 控车削工艺分析及数控加工编程 2.3 确定加工方法加工
22、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，所以编程时有取平均值，而取其基本尺寸。通过 以上数据分析，考虑加工的效率和加工的经济性，最理想的 加工方式为车削，考虑该零件为大量加工，股加工设备采用 数控车床。根据加工零件的外形和材料等条件，选用 cjk6032 数控机床。 2.4 确定加工方案零件上比较精密表面 加工，常常是通过粗加工、半精加工和精加工逐步达到的。 对这些表面仅仅根据质量要求选择相应的最终加工方法是
23、不够的，还应正确的确定毛坯到最终成形的加工方案。毛 坯先夹持右端车右端轮廓95mm 处，先用中心钻打中心孔， 再用 8 的钻头钻25mm 的孔，再用20 的钻头扩孔，再 用镗刀镗 22.5mm 的孔，再用内槽刀镗28 的槽，再用内 螺纹刀车M24 1.5 的螺纹。 然后再车40mm、R6 的圆弧、 60mm 和 R45 的圆弧。调头加工32mm 、R4、R6 的圆 弧、 60mm 的外轮廓，在切退刀槽，最后车M32 0.75 的 螺纹。该典型轴加工顺序为：预备加工 -车端面 -钻孔 - 镗孔 -切内螺纹退刀槽-车内螺纹 -粗车左端面轮廓-精 车左端面轮廓 -调头-车端面 -粗车轮廓 -精车轮廓 -退 刀槽 -粗车螺纹 -精车螺纹。 9 轴类零件数控车削工艺分析 及数控加工 编程 第三章工件的装夹3.1 定位基准的选择 在制定零件加工的工.