1、誠 信 聲 明本人鄭重聲明：所呈交的畢業項目報告/論文配合件數控加工工藝與編程是本人在指導老師的指導下，獨立研究、寫作的成果。論文中所引用是他人的無論以何種方式發布的文字、研究成果，均在論文中以明確方式標明。本聲明的法律結果由本人獨自承擔。 作者簽名： 李姍 2013 年 5 月 28 日 摘 要：隨著時代的發展，21世紀自從中國加入世貿組織之后，制造業一直是我們國家為數不多而且又具有競爭力的行業之一，當前的世界正想著新一輪的產業進行調整，一些產品的制造正向發展中國家開始進行，我們國家成了發展的重要國家。當今社會，隨著數控技術的發展，數控技術對傳統的制造業帶來了革命性的變化，這個變化使制造業成

2、了工業制造的主題，而且隨著時代的發展，和技術的提高，我們數控技術工藝的深一步研究，將會在制造業起到無法替代的作用。， 本文是通過配合件在數控機床中的加工進行直觀系統的介紹了CAD和CAXA軟件在數控機床中的應用，主要是用CAD繪制配合件的結構用來反映零件的加工輪廓。然后再在CAXA軟件中打開，進行加工生成模擬仿真軌跡，然后生成G代碼，然后和數控加工機床進行對接，從而實現數控機床自動加工。其主要過程是根據數控機床的特點，針對具體的零件，進行工藝方案的分析和工裝方案的分析，刀具和切削用量的選擇，確定加工加工順序和加工路線，數控加工程序的編制。通過整個工藝過程的制定，充分體現了數控加工設備在保證加工

3、精度，加工效率，簡化工序等方面的優勢。關鍵詞：數控加工；工藝規程；工藝分析 ；加工路線； 數控程序目 錄1 緒論11.1 我國現在對數控加工技術的發展和要求11.2數控加工的前景11.3適應高精度加工零件的機床21.4數控機床加工零件所具備的特點22 數控加工的技術42.1 數控切削技術的介紹42.2 數控車削加工的主要對象和工藝分析4 3 數控零件的加工63.1 零件的CAD加工圖紙63.2 加工工藝分析64 數控零件的加工程序195 總結21參考文獻22致 謝23配合件的數控加工工藝設計與編程1 緒論1.1 我國現在對數控加工技術的發展和要求當今社會數控技術的快速發展也帶動了我國零件加工質

4、量的要求，加工零件的精密度、復雜程度和壽命都有很大提高。體現高水平制造技術的覆蓋面；此外，一些軟件得到廣泛應用，高速加工、復合加工等先進的加工技術也得到進一步推廣；快速原型進展很快數控加工技術的標準化程度也有一定提高。但是，由于我國的制造方面行業起步較晚，與國外相比，仍存在不小的差距，主要體現在： 1、生產和所需要的技術之間矛盾：隨著工業發展水平的不斷提高，工業產品更新速度的加快，對數控加工技術的需求越來越大。2、生產企業結構的不合理：我國很多機床的生產能力集中在各主機廠的模具分廠或車間內，數控機床加工的磨具的商品化程度低，而國外70以上都是專業的機械制造廠，且走的是“小而精”的道路，因此生產

5、效率和經濟效益俱佳。所以我們國家的一些加工技術水平還不夠，必須要有一定的能力技術水準和質量要求。 1.2數控加工的前景1、智能化、開放式、網絡化成為當代數控系統發展的主要趨勢。21世紀的數控裝備將是具有一定智能化的系統，智能化的內容包括在數控系統中的各個方面：為追求加工效率和加工質量方面的智能化，如加工過程的自適應控制，工藝參數自動生成；為提高驅動性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機參數的自適應運算、自動識別負載自動選定模型、自整定等；簡化編程、簡化操作方面的智能化，如智能化的自動編程、智能化的人機界面等；網絡化數控裝備是進來數控博覽會的一大熱點。數控裝備的網絡化將能夠生產線、制造系統

6、、制造企業對網絡信息的要求，也是實現新型制造業的一種基礎單元，國內外一些著名數控機床和數控系統制造公司都在近兩年推出了相關的新概念和樣機。2、較高的加工速度速和高的精加工技術是現在數控加工技術的新趨勢。現在數控機床的加工效率和零件的加工質量是現在加工技術的主體。如果高速、高精加工技術可以得到很好的提高，就可以提高產品的質量，也可以縮短生產零件的時間和提高市場競爭的能力。在零件加工精度這一方面，最近幾年，現在數控機床的加工精度從10m提高到5m，在可靠性方面，國外數控裝置的MTBF值已達6 000h以上，伺服系統的MTBF值達到30000h以上，表現出非常高的可靠性。1.3適應高精度加工零件的機

7、床數控機床是一種高自動化的機床，有一般機床所具備的許多優點，所以數控機床加工技術的應用范圍在不斷的擴大，但數控機床是高精度機電一體化產品，技術含量高，成本高，因此對使用與維修都有較高的要求。根據數控加工的優缺點及國內外大量應用實踐，其最適應數控加工零件：1、形狀復雜，加工精度要求高，通用機床很難加工或雖能加工但很難保證加工質量的零件。2、用數學模型描述的復雜的曲線或曲面零件。3、具有難測量，難控制進給，難控制尺寸的不開敞內腔的殼體或盒形零件。4、必須在一次裝夾中完成銑、鏜、锪、鉸或攻螺紋等多工序的零件。1.4數控機床加工零件所具備的特點控制機床實現自動運轉。數控加工經歷了半個世紀的發展已成為應

8、用于當代各個制造領域的先進制造技術。我們談到的數控加工有兩個重要的特點：第一，數控機床可以提高精度，自然也包括加工質量精度和加工時間的精度；第二，數控機床和以使加工質量的重復性，既可以穩定加工的質量，又能夠保持加工零件的一致。這樣也就是可以表明零件所加工出的質量是由機床的的程序和加工精度來保證的，而不是由人來決定的。數控加工具有如下優點：1、能夠減少各工序間的周轉，縮短加工周期，提高生產效率。 2、容易管理； 3、減少檢查工作量； 4、可以降低廢、次品率； 5、便于制訂變更，加工設定柔性；6、提高生產效率； 7、操作簡單，不需要很高的操作技能； 8、保證零件加工的精度和可靠性； 9、減少工裝卡

9、具； 10、可以實現操的自動化，一個人完全可以操作多臺機床；操作容易，減輕體力勞動強度。根據制造設備的數控化的不斷發展，數控加工技術在我們國已經得到廣泛的引用，特別是在模具行業，能夠掌握數控技術和加工過程的數控化率的高低成為企業能否有競爭力的表現，數控加工技術的應用的在于計算機輔助制訂和制造（CAD/CAM）系統的質量。2 數控加工的技術2.1 數控切削技術的介紹數控機床屬于高速加工技術，高速加工技術是一項先進的制造工藝，已成為切削加工的重要發展方向，在航空航天、汽車、模具行業得到越來越廣泛的應用，而且她開始逐漸向其它行業進行擴展。有效的推廣高速切削加工的技術，既可以提高制造業的綜合效益，又能

10、夠滿足現代工業化的競爭力。我們現在研究和建立高速切削參數數據庫，是為生產企業提供需要的高速切削加工數據，也對推廣了高速切削加工的技術。現在我們國內有關模具高速切削加工的實用工藝參數還十分缺乏，我們媒體針對模具高速切削的數據庫系統報道的也比較少。但是由于切削工藝參數選擇的不當，影響零件的加工質量和加工效率甚至還造成刀具嚴重磨損，這樣的情況在我們國家還普遍的存在。大量實例數據以及經驗數據的流失又造成了資源的浪費。我們的主要目標就是構建一個模具高速切削工藝參數的數據庫，可以將模具制造企業能夠實際生產中結合刀具、工件、機床與企業自身進行積累高速切削加工實例、工藝參數和經驗。這樣不但可以節省人力、物力、

11、財力，而且還可以指導高速加工生產，達到高效率，低費用，高利益的目的。2.2 數控車削加工的主要對象和工藝分析1、根據數控加工的特點，數控車床最適合切削具有以下要求和特點的回轉體零件。(1) 精度要求高的回轉體零件； (2) 表面形狀復雜或難以控制尺寸的回轉體零件；(3) 表面粗糙度要求好的回轉體零件；(4) 帶特殊螺紋的回轉體零件。數控加工以數控機床加工中的工藝問題為主要研究對象，以機械制造中的工藝理論為基礎，結合數控機床的加工特點，綜合運用多方面的知識來解決數控加工中的工藝問題。工藝制定的合理與否，對程序編制、機床的加工效率、零件的加工精度都有極為重要的影響數控車床是目前使用最廣泛的數控機床

12、之一。數控車床主要用于加工軸類、盤類等回轉類零件。通過數控加工程序的運行，可自動完成內外圓柱面、圓錐面、成形表面、螺紋和端面等工序的切削加工，并能進行車槽、鉆孔、擴孔以及鉸孔等工作。車削中心可在一次裝夾中完成更多的加工工序，提高加工精度和生產效率，特別適合于復雜形狀回轉類零件的加工。2、數控加工零件時所具備的加工條與加工零件時的一些介紹：(1) 車床的工藝裝備：由于數控車床的加工對象多為回轉體，一般使用三爪卡盤夾具。(2) 控車床刀具的選刀過程：第一種方法：零件圖樣、機床影響因素、選擇刀桿、刀片夾緊系統和選擇刀片形狀，主要考慮機床和刀具的情況；第二中方法：工件影響因素、選擇工件材料代碼、確定刀

13、片的斷屑槽形代碼，這條路線主要考慮工件的情況。(3) 數控程序編制的基本方法分析零件圖樣、制定工藝方案、數學處理、編寫零件加工程序、程序檢驗和總結。(4) 數控程序編制的方法 ：手工編程、計算機自動編程。 (5) 數控車床的編程特點：加工坐標系：機床坐標系是以機床原點為坐標系原點建立起來的X、Z軸直角坐標系，成為機床坐標系。車床的機床原點為主軸旋轉中心與卡盤后端面之交點。機床坐標系是制造和調整機床的基礎，也是設置工件坐標系的基礎，一般不允許隨意變動。加工坐標系與機床坐標系方向一致； 直徑編程方式；進刀與退刀方式。3 數控零件的加工3.1 零件的CAD加工圖紙圖3-1 裝配件的CAD圖 3.2

14、加工工藝分析1、選擇工、量、刀具(1) 選擇工具配合件加工均需調頭裝夾，裝夾中分別用劃線盤及百分表校正。其它工具見表3-1； (2) 選擇量具外徑用千分尺測量，長度用游標卡尺測量，圓弧表面用半徑樣板測量，內孔用內徑千分尺測量，外螺紋用螺紋環規檢測，內螺紋用外螺紋試配加工，表面粗糙度用表面粗糙度樣板比對。量具的規格、參數見表3-1； (3) 選擇刀具粗、精加工外圓輪廓用90°外圓車刀；切槽用切槽刀：外螺紋用外螺紋車刀切削內螺紋加工用內螺紋車刀切削，內孔表面加工還用到中心站、麻花鉆、內孔車刀內切槽刀等；件1外輪廓表面具有凹圓弧面，所選外圓車刀副偏角應足夠大，防止副切削刀與凹槽表面發生干涉

15、，刀具具體規格見表3-2；表3-1 零件具清單工、量具清單圖號種類序號名稱規格精度單位數量工具1三爪自定心卡盤個12卡盤扳手副13刀架扳手副14墊刀片塊若干5劃線盤個16鉆夾頭個17磁性表座副1量具1游標卡尺0-150mm0.02mm把12千分尺0-25mm25-50mm0.01mm把各13內徑千分尺0-25mm25-50mm0.01mm把各14百分表0.01mm個15半徑樣板R1mm-R6.5mmR7mm-R1.5mm個26螺紋環規M24×1.5副17表面粗糙度樣板套1表3-2 零件數控加工刀具卡序號刀具號刀具名稱數量加工表面刀尖半徑/mm刀尖方位1T0190°硬質合金粗

16、車刀1粗車外輪廓0.432T0290°硬質合金精車刀1粗車外輪廓0.233T03硬質合金精車刀1切槽、切斷刀頭寬4mm4T0460°硬質合金螺紋車刀1車螺紋0.25A2中心站1鉆A2中心站安裝在尾座內616mm麻花鉆1鉆16安裝在尾座內7T05不通孔粗車刀20mm×30mm1粗車內孔0.428T06不通孔精車刀20m×30mm1精車內孔0.229T07內切槽刀1內車溝槽刀頭寬4mm10T0860°內螺紋車刀1車內螺紋 該設計是利用CAXA軟件進行仿真加工顯示出加工的軌跡，然后把輪廓的軌跡生成編程G代碼，因此在生成軌跡的時候要選擇正確的加工參數，

17、這樣加工出的零件才有高的精度，和真確性。圖3-2 CAXA數控車床上選擇加工零件的參數圖3-3 CAXA軟件中選擇加工零件的刀具的參數圖3-4 CAXA軟件中數控粗車切削用量參數表圖3-5 CAXA軟件中數控粗車進退刀方式參數表2、加工工藝路線件1、件2交替加工，夾住件2右端毛坯外圓，加工左端外圓、槽及外螺紋表面；然后夾住件1左端毛坯外圓，加工件1右端端面、外圓、內孔、內螺紋等，再將2件擰緊在件1加工件2右端面、圓錐及外圓（因件226mm外圓長度較短，加工右端表面時刀具易碰到卡盤表面）：最后調頭加工件1 左端端面、48mm的橢圓。具體工藝如下：（1）夾住件1右端毛坯外圓1) 車件一的端面；2)

18、 粗、精車外輪廓；3) 切槽；4) 加工中心孔，利用鏜刀粗精車加工零件的內孔。（2）夾住件2左端毛坯外圓1) 車右端面；2) 粗、精車外圓；3) 割槽；4) 粗精加工螺紋。（3）將件2擰緊在件1上1) 車件2右端面（手動），控制總長；2) 粗、精車圓錐、外圓；(4) 調頭夾住件1右端40mm外圓；1) 車左端面；2) 粗、精車48、-0.062mm外橢圓。3、選擇合理切削用量加工材料為45鋼，硬度較高，切削力較大，切削用量選擇小一些。具體見加工工序卡。表3-3 件1右端輪廓加工 工序卡工步號工步內容刀具號刀具規格/mm×mm轉速N/(r/min)進給量f/(mm/r)背吃刀量a/mm

19、備注1車端面T0120×205000.21.5自動2粗加工外輪廓留0.2毫米精加工余量T0120×205000.21.5自動3精加工外輪廓至尺寸T0220×207000.10.1自動4切6mm36mm槽T0320×203000.084自動5鉆中心孔2mm8000.11.06鉆孔16mm4000.0587粗車內孔留0.4毫米精加工余量T0520×205000.21.5自動8精車內孔至尺寸T0620×207000.10.1自動9車內溝槽T0720×203000.054自動10粗、精車內螺紋至尺寸T0820×204001

20、.5自動表 3-4 件2左端輪廓加工 工序卡工步號工步內容刀具號刀具規格/mm×mm轉速N/(r/min)進給量f/(mm/r)背吃刀量a/mm備注1車端面T0120×205000.21.5自動2粗加工外輪廓留0.2毫米精加工余量T0120×205000.21.5自動3精加工外輪廓至尺寸T0220×207000.10.1自動4車槽T0320×203000.084自動5車螺紋T0420×204001.5自動 表3-5 件2右端輪廓加工 工序卡工步號工步內容刀具號刀具規格/mm×mm轉速N/(r/min)進給量f/(mm/r)背

21、吃刀量a/mm備注1車端面T0120×205000.151.0手動2粗加工外輪廓留0.2毫米精加工余量T0120×205000.21.5自動3精加工外輪廓至尺寸T0220×207000.10.1自動表3-6 件1左端輪廓加工 工序卡工步號工步內容刀具號刀具規格/mm×mm轉速N/(r/min)進給量f/(mm/r)背吃刀量a/mm備注1車端面T0120×205000.21.5自動2粗加工外輪廓橢圓留0.2毫米精加工橢圓余量T0120×205000.21.5自動3精加工外輪廓至尺寸T0220×207000.10.1自動3.3

22、數控加工零件的過程1、修改相應的參數，修改之后，然后確定，之后拾取輪廓線與毛胚，在拾取的時候一定要注意首尾相連，然后在選擇一個退刀點，點擊右鍵會生成粗加工的仿真輪廓線。2、根據同樣的方法進行精加工，可以生成如下的仿真輪廓線。圖3-6 件一右端外輪廓的仿真輪廓線3、在粗精加工都可以完成的情況之下，我們就要用割槽進行割槽下面就是割槽的時候所生成額輪廓線。圖3-7 件一右端割槽的仿真輪廓線 4、做好之后可以加工中心孔，可以在數控車床上直接加工中心孔，也可以用手工在數控車床上進行鉆中心孔。圖3-8 件一右端鉆中心孔5、然后可是手動加工中心孔里面的結構，空內的結構比較復雜，有倒角、螺紋、切槽。圖3-9

23、件一右端內孔的結構6、加工好件一的做輪廓和內孔的結構之后，該設計然后開始加工件二的左端，因為這樣可以讓零件先達到配合的要求。圖3-10 件二左端的輪廓線仿真軌跡7、加工好外輪廓之后開始技工槽，加工槽的程序和上一次切槽的順序是一樣的，因此就不在這里生成輪廓仿真軌跡了。8、切好槽之后，應該加工外輪廓的螺紋，根據要求選擇合適的車刀和參數來加工。圖3-11 件二左端螺紋的加工仿真軌跡9、做好之后把零件給從數控機床上給卸下來，然后將件一和件二結合在一起，將零件掉過頭來加工零件的反面，在加工零件的時候必須要用加工的鋁皮紙給包好，但是鋁皮紙包零件一定要包的均勻，這樣才可以保證加工的精度。10、加工螺紋之后，

24、加工割槽，此段割槽應該根據上一段一樣的步驟進行切割，因此就不把圖放上面了。 11、然后接下來開始加工件2的零件的輪廓先加工右端的輪廓軌跡。圖3-12 件二右端的輪廓加工軌跡12、加工好之后最后加工配合件件一的左端，利用宏程序加工橢圓。圖3-13 件一左端的橢圓輪廓加工軌跡13、完成零件的配置與加工4 數控零件的加工程序我們本設計所加工的程序都使用CAXA所加工生成的，詳細程序可以見附錄，不過因為我們所設計的配合零件時內孔是手工制作的，所以下面我們把所自己編輯的程序寫出來：N10 T0505(內孔粗車刀)N20 M3 S500N30 G00 X0 Z5N40 G71 U1.5 R0.5N50 G

25、71 P460 Q530 U-0.2 W0.1N60 G01 X30.085N70 Z0N80 X26.085 Z-2N90 Z-8N100 X25.5N110 X22.5 Z-9.5N120 Z-31N130 X15.5N140 G00 Z200N150 X100N160 M0 M5N170 T0606N180 M3 S700N190 G70 P460 Q530N200 T0707（內切槽刀）N210 M3 S300N220 G00 X15 Z5N230 G01 Z-31 F0.3N240 X25 F0.08N250 G04 X2N260 G01 X15N270 GOO Z-29N280 G

26、01 X25N290 G04 X2N300 G01 X15N310 G00 Z200N320 X100N330 T0808（換內螺紋車刀）N340 G00 X15 Z5N350 G76 P011160 Q100 R50N360 G76 X24 Z-27 R0 P975 Q400 F1.5N370 G00 Z200N380 X100N390 M30全部詳細程序見附錄。5 總結通過本次的畢業設計使我知道了理論和實踐的相互結合的重要性，同時也深深的懂的個獨立思考和相互協作的重要性，在這次畢業設計中使我對再校期間的知識的一個總結和概括，使我在設計的過程中不僅復習的所學的知識，更加鞏固了基礎知識，并且還

27、在設計中的難點和重點作了概括和分析，在設計中同時也對過去在學習時漏掉的知識重新補了回來，并且充分的運用到實踐中去。對于本次的學習中的不足之處作了修改，并且在設計中對一些新的科學技術有了一定的認識，在了解了一些新的科學技術的同時也對其做了深入的研究和學習，如：CAD軟件、CAXA軟件、軌跡自動生成、數控的自動加工、刀具結構調整、先進的加工理論等方面的知識有所提高。本次設計中的要點在于工藝的設計，由于在學習中只是知道一些理論上的東些，沒有實踐經驗，所以對這方面的知識有所欠缺，主要是利用計算機輔助設計（CAD）繪制模具主要工作零件圖，運用了數控自動加工技術。是一次對所學知識的全面總結和運用，是鞏固和加深各種理論知識靈活運用的實踐過程。好多時候實踐和理論的結合更能讓我們學習更多的知識，讓我們能夠彌補自己的不足，也深刻