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2011数控车工技师评审论文引 言数控技术及数控机床在当今机械制造业中的重要地位和巨大效益，显示了其在国家基础工业现代化中的战略性作用，并已成为传统机械制造工业提升改造和实现自动化、柔性化、集成化生产的重要手段和标志。数控技术及数控机床的广泛应用，给机械制造业的产业结构、产品种类和档次以及生产方式带来了革命性的变化。数控机床是现代加工车间最重要的装备。它的发展是信息技术(1T)与制造技术(MT)结合发展的结果。现代的CAD/CAM、FMS、CIMS、敏捷制造和智能制造技术，都是建立在数控技术之上的。掌握现代数控技术知识是现代机电类专业学生必不可少的。众所周知，随着现代技术的迅猛发展，数控技术在机械制造行业中的广泛应用，已成为社会的生产支柱，企业使用数控设备的领域也越来越广，特别是高性能数控机床的需求将有较大幅度的增长。因此，21世纪机械制造行业的竟争主要就是体现数控技术能力的竟争。这就急需培养一大批既有现代科学技术，又有现实生产能力的高等人才，经过职业技能训练，能够在工厂第一线或技术部门从事数控机床编程与操作、使用与维修及维护等应用型的技术人才。而市场对这种人才地需求恰恰又是高等职业教育的培养目标。为此，近几年来，许多高等学校都相继开设了数控专业，以满足与适应市场对人才的需求；另一方面，由于数控技术是一门综合技术，它是将计算机、自动控制、电气传动、精密测量、机械制造和管理信息等技术溶为一体而形成的学科，是自动化机械系统、机器人柔性制造系统、计算机集成制造系统等高新技术的基础，充分体现该学科的前瞻性和拓展性。因此，数控专业是紧跟着时代先进技术的发展，符合时代发展的要求，本文以培养“专而博”的知识结构为出发点，简述了数控专业学生应该具备的职业技能，并以偏心套的工艺分析及加工为例阐述的数控加工的方法。第二章 数控技术概述及特点1.1 数控技术发展史 20世纪40年代末，美国开始研究数控机床，1952年，美国麻省理工学院（MIT）何服机构实验室成功研制也第一台数控铣床，并于1957年投入使用。这是制造技术发展过程中的一个重大突破，标志着制造领域中数控加工时代开始。数控加工事 现代制造技术的基础，数控加工，也称之为NC (Numerical Control)加工，是以数值与符号构成的信息，控制机床实现自动运转。数控加工经历了半个世纪的发展已成为应用于当代各个制造领域的先进制造技术。1.2数控加工特点数控加工的最大特征有两点：一是可以极大地提高精度，包括加工质量精度及加工时间误差精度；二是加工质量的重复性，可以稳定加工质量，保持加工零件质量的一致。也就是说加工零件的质量及加工时间是由数控程序决定而不是由机床操作人员决定的。数控加工具有如下优点：（1）、提高生产效率； （8）、容易进行加工过程管理；（2）、不需熟练的机床操作人员； （9）、可以减少检查工作量；（3）、提高加工精度并且保持加工质量； （10）、可以降低废，次品率；（4）、便于设计变更，加工设定柔性； （11）、操作容易，极大减轻体力劳动强度。（5）、可以减少工装卡具； （12）、 容易实现操作过程的自动化（6）、可以减少各工序间的周转，原来需要用多道工序完成的工作，（7）、数控加工一次装夹完成加工，缩短加工周期，提高生产效率；随着制造设备的数控化率不断的提高，数控加工技术在我国得到日益广泛的使用，在模具行业，掌握数控技术与否及加工过程中的数控化率的高低已成为企业是否具有竞争力的象征。数控加工技术应用的关键在于计算机辅助设计和制（CAD/CAM）系统的质量。第一章 软件的介绍和使用2.1软件的功能2.1.1绘图功能-用户可以通过单击图标按钮、执行菜单命令及输入参数的方法方便第绘制出各种基本图形，如：直线、多边形、圆、圆弧、文字、尺寸等，在AutoCAD中称它们为“实体”或“对象”。在AutoCAD中可用不同的条件来绘制同一实体，并可按尺寸直接绘制，不需要换算。2.1.2编辑功能-真正体现计算机辅助设计强大功能的并不仅是AutoCAD2008的绘图功能，更主要是它的图形编辑、修改能力。AutoCAD2008可以让用户以各种方式对单一或一组实体进行修改，实体可以移动、复制、改变大小、删除局部或整体。可以改变实体的颜色、线形或在三维空间旋转。熟练掌握编辑技巧会使绘图的效率成倍第提高。2.1.3三维功能-AutoCAD2008具有强大的三维功能，在AutoCAD2008中可用多种方法按尺寸精确绘制三维实体。2.1.4符号库功能-AutoCAD2008具有强大的符号库，主要包括很多专业常用的规定符号和标准件。使绘图效率大大提高。在AutoCAD2008中可以根据需要方便而建符号库。2.1.5输出功能-AutoCAD2008具有一体化的打印输出体系，它支持所有常见的绘图仪和打印机。2.2 Cimatrone8.5介绍与任用Cimatrone是美国CNC公司开发的基于PC平台的CADCAM软件系统，以其强大的三维造型、25轴铣削加工、车削加工和线切割加工等功能，允许用户使用系统的绘图功能建构所需的3D图形、并自定义加工路径来得到3D曲面的NC加工程序。由Cimatrone系统具有功能强大、操作灵活、易学易用的特点，深受广大编程人员的喜爱。在全球装机量居世界第一。Cimatrone从功能上分为CAD和CAM两部分，从产品模块上分为这Cimatrone Mill、Cimatrone Lathe、Cimatrone Wire 3个功能模块。 主要用于生成二维和三维车削刀具路径。车床二维加工系统提供外形车削、车槽加工、钻孔、车端面、车螺纹加工等方法；车床二位加工系统提供外形加工、不同轴加工加工等功能。而外圆的粗、精车加工允许采用多种加工方式进行加工。第三章 数控加工工艺3.1 偏心四件套配合 图1 偏心四件套二维体如图1是偏心四件套配体，它由6个部分组成，它是由轴芯-1为配合基准与其圆球套-2、隔套-3、偏心套-4、钢球（8与6）-5相互配。配合时特别要保证同轴度要求，偏心要求，钢球吻合的要求，零件的其结构较复杂，不容易加工，加工时，考虑各零件怎样装夹，基准怎样选择适合，定位精度和尺寸精度才能达到要求，组成轮廓的各个几何元素关系清楚，条件充分，所需要基点要算才求得；材料为45钢，切削工艺性较好；根据分析，采取以下工艺措施：3.2 芯 轴与圆球套的加工及工艺分析 图11 实体芯轴 图12 实体圆球套 3.2.1 零件图工艺分析（零件图一、二见附表一）零件一是一个轴类零件。各个轴段的尺寸几何元素关系清楚，条件充分，所需要基准为中心轴线。材料为45号钢，切削工艺性较好。零件二是一个轴套类零件。各个轴段的尺寸几何元素关系清楚，条件充分，所需要基准为中心轴线。材料为45号钢，切削工艺性较好。 3.2.2 根据分析，采取以下工艺措施： 轮廓面对轴线的同轴度要求，只要提高装夹精度，使中心轴线与车刀刀尖垂直即可保证；加工完后，用磨石毛刺进行修理。加工轴类的数控车削，一般采用两轴以上联动的数控车床，因此首先要考虑的是零件的外形尺寸和重量，使其在机床的允许范围以内。其次考虑数控机床的精度是否能满足加工设计的要求。最后看零件的长度是否在数控机床允许的范围之内，根据以上三条即可确定所要使用的数控机床为两轴以上联动的数控车床。根据工件的特点，用三爪卡盘加工同轴的部分，对于偏心那一部分采用加垫片进行调心装夹，用试切法进行测量。 3.2.3 确定加工顺序整个零件的加工顺序的拟定按照数控车的加工原则、先粗后精的原则确定。根据零件分析得出椭圆需件一与件二配合加工，才能保证椭圆尺寸和精度。首先加工第一芯轴零件，首先加工工件右端，然后在加工偏心那段，调头车左端面保证长度，在粗、精车外圆，在切槽、螺纹、开档槽。然后，再加工圆球套，最后配合好加工椭圆。加工路线包括X进给量和Z进给速度两部分路线。轴线Z方向进给走刀，对外轮廓是从端面方向切入。在数控车床加工时，选好进刀点，刀具循环车削，逐渐加工去除多余部分，当达工件的直径尺寸要求，刀具在XZ方向运动，车削外轮廓。为了保证轮廓表面有较高的表面质量，采用精车一刀加工。在切槽时，首先确定槽宽和槽深，在根据切槽刀的宽度编程加工，在加工螺纹时先确定螺纹的大径和小径在根据d=D-0.6495p,得小径在编程采用递减加工。加工时，使用切削液，减少切削温度。3.2.4 刀具及切削用量的选择 根据零件结构特点，车外轮廓、切槽、加工螺纹、开端面槽时，考虑45号钢属于一般材料，加工性能较好，选用35外圆车刀、切槽刀、螺纹刀端面切槽刀标准机夹刀进行车削加工。 精加工时留下0.2mm车削用量，确定主轴转速与进给速度是，先查切削用量手册，确定切削速度与进给量，然后利用公式Vc=3.14dn1000计算主轴转速，利用Vfn=Zfz计算进给速度。3.2.5 填写数控加工工序卡片（见下表1） 数控加工工艺卡片1单位名称温州机电技师学院产品名称偏心四件套材料零件图号零件名称芯轴与圆球套4501、02工序程序编号夹具名称夹具编号使用设备车间1 三爪卡盘CK6140工步示意图刀具切削参数工艺按排35车刀材料45装夹60毛坯外圆，伸出卡盘75mm35车刀Ap=2mmf=2.5S=800r/min粗加工外圆轮廓，由于毛坯是圆拄型棒料，介意采用G71纵向循环方式进行。 35车刀Ap=0.3mmf=0.1S=1500r/min精加工外圆轮廓，达到图纸尺寸要求。35车刀Ap=2mmf=2.5S=800r/min用三爪卡盘加垫片粗车偏心轴达到图纸尺寸要求。35车刀Ap=0.3mmf=0.1S=1500r/min粗车偏心轴达到图纸尺寸要求35车刀Ap=2mmf=2.5S=800r/min粗加工外外轮廓，35车刀Ap=0.3mmf=0.1S=1500r/min精加工外圆轮廓，达到图纸尺寸要求。 切槽刀Ap=0.3mmf=0.08S=400r/min保证槽宽尺寸要求螺纹车刀F=1.5mmS=800r/min螺纹的进刀深度根据切削次数递减加工螺纹M301.5至尺寸要求切槽刀Ap=0.3mmf=0.08S=400r/min保证槽宽尺寸要求18的麻花钻f=0.1S=300r/min钻孔钻通Ap=1.5mmf=2.0S=600r/min粗车42.679、29.8内孔Ap=0.8mmf=0.1S=800r/min精车42.679、29.8内孔Ap=1.5mmf=2.0S=800r/min粗车43Ap=0.5mmf=0.1S=800r/min精加工保证表面粗糙度F=1.5mmS=800r/min螺纹的进刀深度根据切削次数递增加工螺纹M301.5至尺寸要求35车刀Ap=2mmf=2.5S=800r/min粗加工椭圆轮廓，由于毛坯是圆拄型棒料，介意采用G73纵向循环方式进行。35车刀Ap=0.8mmf=0.1S=1500r/min精加工椭圆轮廓3.2.6 芯轴与圆球套配合的数控加工工艺卡片和程序清单(见附表一)3.3隔套和偏心套的加工及工艺分析 图13 实体隔套 图14 偏心套3.3.1 零件图工艺分析（零件图三、四见附表一）零件三是带椭圆的轴套类零件。尺寸几何元素关系清楚，条件充分，所需要基准为中心轴线。材料为45号钢，切削工艺性较好。零件四是偏心梯形轴套类零件。各个轴段的尺寸几何元素关系清楚，条件充分，所需要基准为中心轴线。材料为45号钢，切削工艺性较好。 3.3.2 根据分析，采取以下工艺措施：轮廓面对轴线的同轴度要求，只要提高装夹精度，使中心轴线与车刀刀尖垂直即可保证；加工完后，用磨石毛刺进行修理。加工轴类的数控车削，一般采用两轴以上联动的数控车床，因此首先要考虑的是零件的外形尺寸和重量，使其在机床的允许范围以内。其次考虑数控机床的精度是否能满足加工设计的要求。最后看零件的长度是否在数控机床允许的范围之内，根据以上三条即可确定所要使用的数控机床为两轴以上联动的数控车床。 根据工件的特点，用三爪卡盘加工同轴的部分，对于偏心那一部分采用加垫片的方式再用百分表调整好中心，方可切削。3.3.3 确定加工顺序整个零件的加工顺序的拟定按照数控车的加工原则、先粗后精的原则确定。根据零件图分析线加工隔套在加工偏心套。加工路线包括X进给量和Z进给速度两部分路线。轴线Z方向进给走刀，对外轮廓是从端面方向切入。在数控车床加工时，选好进刀点，刀具循环车削，逐渐加工去除多余部分，当达工件的直径尺寸要求，刀具在XZ方向运动，车削外轮廓。为了保证轮廓表面有较高的表面质量，采用精车一刀加工。在切槽时，首先确定槽宽和槽深，在根据切槽刀的宽度编程加工，在加工螺纹时先确定螺纹的大径和小径在根据d=D-0.6495p,得小径在编程采用递减加工。加工时，使用切削液，减少切削温度。 3.3.4 刀具及切削用量的选择 根据零件结构特点，车外轮廓、内孔、切槽、加工梯形螺纹、开端面槽时，考虑45号钢属于一般材料，加工性能较好，选用35外圆车刀、切槽刀、梯形螺纹刀端面切槽刀标准机夹刀进行车削加工。 精加工时留下0.2mm车削用量，确定主轴转速与进给速度是，先查切削用量手册，确定切削速度与进给量，然后利用公式Vc=3.14dn1000计算主轴转速，利用Vfn=Zfz计算进给速度。3.3.5 填写数控加工工序卡片（见下表2）数控加工工艺卡片2单位名称温州机电技师学院产品名称偏心四件套材料零件图号零件名称隔套4503工序程序编号夹具名称夹具编号使用设备车间22 三爪卡盘CK6140工步示意图刀具切削参数工艺按排35车刀材料45装夹80毛坯外圆，伸出卡盘18mm35车刀Ap=2mmf=0.25S=800r/min粗加工外圆轮廓，由于毛坯是圆拄型棒料，介意采用G71纵向循环方式进行。35车刀Ap=0.3mmf=0.1S=1500r/min精车加工外圆20麻花钻f=0.1S=350r/min钻孔钻通Ap=1mmf=2.5S=800r/min粗车内孔58、50、46Ap=0.3mmf=0.1S=800r/min精车内孔58、50、4635车刀Ap=2mmf=0.25S=800r/min粗车外圆加椭圆35车刀Ap=0.3mmf=0.1S=1500r/min精车外圆加椭圆圆球刀Ap=0.3mmf=0.1S=800r/min端面槽数控加工工艺卡片3单位名称浙江工贸学院产品名称 偏心四件套材料零件图号零件名称 偏心套454工序程序编号夹具名称夹具编号使用设备车间33三爪卡盘Ck6140工步示意图刀具切削参数工艺按排35车刀材料45装夹80毛坯外圆，伸出卡盘35mm35车刀Ap=2mmf=0.25S=800r/min粗加工外圆轮廓，由于毛坯是圆拄型棒料，介意采用G73循环方式进行。35车刀Ap=0.5mmf=0.1S=1200r/min精加工外圆G73循环方式进行。Ap=0.3mmf=0.15S=400r/min切槽时保证零件的尺寸梯形螺纹刀Ap=0.5mmf=0.15S=75r/min粗、精加工直进法20的麻花钻f=0.1S=300r/min钻孔钻通Ap=1mmf=2.5S=800r/min粗车左端内孔Ap=0.3mmf=0.1S=850r/min精车左端内孔35车刀Ap=2mmf=2.5S=850r/min粗车外圆35车刀Ap=0.3mmf=0.1S=1200r/min精车外圆Ap=0.3mmf=0.15S=400r/min切槽时保证零件的尺寸Ap=2mmf=2.5S=800r/min粗车右端内孔Ap=0.3mmf=0.15S=1200r/min精车右端内孔3.3.6 隔套和偏心套的工艺卡片和程序清单见（附表一）第四章 数控发展的趋势4.1 数控技术及装备的新趋势效率、质量是先进制造技术的主体。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。为此日本先端技术研究会将其列为5大现代制造技术之一，国际生产工程学会（CIRP）将其确定为21世纪的中心研究方向之一。4.2 5轴联动机床快速发展采用5轴联动对三维曲面零件的加工，可用刀具最佳几何形状进行切削，不仅光洁度高，而且效率也大幅度提高。一般认为，1台5轴联动机床的效率可以等于2台3轴联动机床，特别是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢零件时，5轴联动加工可比3轴联动加工发挥更高的效益。但过去因5轴联动数控系统、主机结构复杂等原因，其价格要比3轴联动数控机床高出数倍，加之编程技术难度较大，制约了5轴联动机床的发展。当前由于电主轴的出现，使得实现5轴联动加工的复合主轴头结构大为简化，其制造难度和成本大幅度降低，数控系统的价格差距缩小。因此促进了复合主轴头类型5轴联动机床和复合加工机床（含5面加工机床）的发展。在EMO2001展会上，新日本工机的5面加工机床采用复合主轴头，可实现4个垂直平面的加工和任意角度的加工，使得5面加工和5轴加工可在同一台机床上实现，还可实现倾斜面和倒锥孔的加工。德国DMG公司展出DMUVoution系列加工中心，可在一次装夹下5面加工和5轴联动加工，可由CNC系统控制或CAD/CAM直接或间接控制。4.3 当代数控系统发展的主要趋势21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统，智能化的内容包括在数控系统中的各个方面：为追求加工效率和加工质量方面的智能化，如加工过程的自适应控制，工艺参数自动生成；为提高驱动性能及使用连接方便的智能化，如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等；简化编程、简化操作方面的智能化，如智能化的自动编程、智能化的人机界面等；还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等总结本次设计使用Cimatrone8.5造型、CAD绘制零件图及装配图、使用工艺卡片，使我加深了数控加工过程。培养了我们综合运用已学的专业知识，提高独立分析和拟定零件较合理的工艺路线的能力。对我所学