题目：复合轴类零件数控加工工艺与编程设计

复合轴类零件数控加工工艺与编程设计
摘要
本设计主要讲述复合轴类零件的数控车削加工工艺及其数控编程。数控加工工艺设计的主要任务是制订加工工艺规程，也是数控机床加工前的准备工作。数控机床加工程序不仅要包括零件的工艺过程，而且还要包括切削用量、走刀路线、刀具尺寸以及机床的运动过程。本设计针对典型轴类配合零件进行了数控加工工艺设计及程序的编制。工艺设计方面从零件图开始，选择数控设备，对零件定位基准及装夹方式进行确定，制定了合理的加工方案，划分数控加工工序，确定工步顺序，合理选择刀具和对刀点，设计出某一加工步骤的夹具，最终确定加工余量，最终得出完整的工序卡片，工艺卡片，并编制完整的程序单。用仿真软件对程序的正确性进行验证，写出本次毕业设计总结。

关键词：轴类配合零件；夹具设计；工艺分析；数控仿真

The composite shaft parts of NC machining
technology and programming
Abstract
NC machining process the design focuses on the composite shaft parts and NC programming. The main task of NC machining process design is to make the process of NC machine tool, but also the preparatory work before. CNC machining program not only process includes the parts, but also including the cutting parameters, tool path, cutting tool size and machining process. The design of NC machining process design and procedures for typical shaft with parts of the. Process design from the beginning of the part drawing, choose CNC equipment, parts of positioning and clamping mode is determined, the reasonable processing plan, dividing the NC machining process, determine the processing procedures, the reasonable selection of tool and tool, fixture design a processing steps, the final determination of machining allowance, finally draw process card, complete process card, and preparation of complete program. Using simulation software to verify the correctness of the program, write the graduation design summary.

Keywords: shaft mating parts; fixture design; process analysis; numerical simulation

目录
第1章绪论 1
1.1 概述 1
1.2 数控加工研究意义及现状 1
1.3 数控加工发展趋势 3
1.4 本文主要研究内容 4
第2章复合轴类零件的数控加工工艺分析 6
2.1 零件图及工艺分析 6
2.2 零件的材料、毛坯及热处理 7
2.3 零件三维图形的建立 8
2.4 制定加工方案、确定加工顺序 9
2.5 定位基准的选择 10
2.6刀具及对刀的选择 11
2.6.1正确选择粗、精加工刀具 11
2.6.2确定对刀方式及对刀点 12
2.7 切削用量的选择 12
2.7.1切削用量的确定 12
2.7.2加工余量的确定 13
2.8 确定基本工时 13
2.9 夹具的设计 19
2.9.1 零件装夹的基本要求 19
2.9.2 夹具图的设计 19
2.9.3 确定合理的装夹方式 21
第3章复合轴类零件数控模拟加工 22
3.1图形处理 22
3.2坐标处理 22
3.3加工坯料 22
3.4复合轴零件曲面粗加工 23
3.5复合轴零件的精加工以及后处理 24
第4章编制数控加工程序单 25
4.1 编程技巧 25
4.2编制数控加工程序 25
第5章结论 27
致谢 28
参考文献 29
毕业设计（论文）知识产权声明 30
毕业设计（论文）独创性声明 31
附录 1 32
附录 2 37

毕业设计(论文)开题报告

题目：复合轴类零件数控加工工艺与编程设计

1. 毕业设计（论文）综述（题目背景、研究意义及国内外相关研究情况）
1.1 题目背景
数控加工，就是泛指在数控机床上进行零件加工的工艺过程。数控机床是一种用计算机来控制的机床，用来控制机床的计算机，不管是专用计算机、还是通用计算机都统称为数控系统。数控机床的运动和辅助动作均受控于数控系统发出的指令。而数控系统的指令是由程序员根据工件的材质、加工要求、机床的特性和系统所规定的指令格式（数控语言或符号）编制的。数控系统根据程序指令向伺服装置和其它功能部件发出运行或终断信息来控制机床的各种运动[1]。利用数控机床加工，其加工产品的质量一致性好，加工精度和效率高，尤其是在复杂的曲线或曲面、多工艺复合化加工和高精度要求的产品加工时，其优点是传统机床无法相比的。
1.2 研究目的及意义
该课题的主要研究目的是数控技术对于轴类的加工工艺和编程。
数控技术技术的应该不但给传统行业带来革命性的变换，伴随着传统行业的工业化，高精度，要效率，高质量，竞争力，带动民生行业高歌猛进，起着举足轻重的地位。通过对典型轴类零件加工的数控加工工艺分析，了解数控技术在轴类零件中的应用。通过对本课题的设计编写可以巩固和加强数控知识，学习课堂上学不到的知识和技术，真正实现将理论变为实践[2]。
1.3 国内外相关研究情况
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，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[3]。
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CNC之间没有反馈控制环节，整个制造过程中CNC只是一个封闭式的开环执行机构。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。
2. 本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案、研究方法或措施
2.1 研究的基本内容
通过本课题的设计，熟练数控加工的整个设计过程，熟练使用MasterCAM软件和CAD软件。会对零件图进行工艺分析，明白零件技术要求和加工等级，分析加工重点和难点并提出解决方案，综合零件的尺寸和特点正确选择车床刀具和毛坯。学习制作刀具卡，根据所要加工零件特点和精度要求选择最合适加工刀具并制成刀具卡。刀具长度及型号都是要考虑内容。确定走刀线路，按照零件特点拟定走刀线路，正确的走刀线路可以缩短程序和提高加工效率。正确选择夹具，完成夹具的设计，并绘图。编制数控程序，学会使用数控仿真软件，把编好的程序输入模拟软件中进行仿真加工，检验程序准确性提高数控操作的安全系数。概括起来主要有：
（1）数控技术对于轴类的加工工艺分析和编程
（2）主要侧重于轴类的加工工艺和编程，对零件图的分析，画出零件图，完成三维造型。
（3）根据工件拟定加工路线，并编制数控加工编程程序。
（4）制定工艺卡。
2.2 研究步骤、方法及措施
（1）数控机床的类型，原理及其结构的分析。
（2）分析轴类零件的加工工艺。
（3）数控机床的走刀路径分析，并整理走刀路线图。
（4）进行数控编程，模拟加工路线是否正确。
（5）撰写设计说明书。
采用理论联系实际，利用现有条件设计结构，查阅大量书籍资料来扩充自己对数控车床和编程的认识，提高技术含量和效率。
3. 本课题研究的重点及难点，前期已开展工作
3.1研究的重点、难点
（1）拟定加工方案，确定加工路线和加工内容，选择合适的刀具等。
（2）夹具及装夹方法的选择，以及对一些特殊的工艺的考虑。
（3）数控铣工艺分析及程序编制。
（4）设计指定工序的机床夹具。
（5）完成零件的三维建模，并用CAD/CAM软件进行刀具路径的建立及模拟，自动生成数控加工程序。
3.2 前期已开展工作
（1）明确设计要求，查阅文献，收集相关资料，撰写开题报告
（2）零件的结构和技术要求分析
（3）绘制零件二维图如图1所示：

图1 轴类零件二维图

（4）绘制零件三维图，如图2所示：

图2 轴类零件三维图

4 完成本课题的工作方案及进度计划（按周次填写）
1-2周翻译；明确设计要求，查阅文献，收集相关资料，撰写开题报告
3-4 周零件的结构和技术要求分析，进行零件图和三维造型设计
5-6周进行工艺规程方案设计
7-8周填写工艺文件，完成中期答辩
9-10周整理工艺文件，进行复核，是否有误
11-12周编制数控车削程序
13-14周编写设计说明书，进行总体修改
15周毕业答辩

5 指导教师意见（对课题的深度、广度及工作量的意见）
指导教师：年月日
6 所在系审查意见：

系主管领导：年月日
注：1. 正文：宋体小四号字，行距22磅。
2. 开题报告由各系集中归档保存。

参考文献
[1] 陈锡渠.现代机械制造工艺，北京清华大学出版社,2001
[2] 万德金.金属工艺学，北京机械工业出版社,2000
[3] 姚云英.公差配合与测量技术，北京机械工业出版社,1998
[4] 胡家秀.机械设计基础，北京机械工业出版社,2005
[5] 邵泽强.数控原理与数控系统.北京理工大学出版社,2009
[6] 潭岭.数控加工工艺基础，重庆大学出版社,2006
[7] 杜家熙.数控加工工艺.机械工业出版社,2009
[8] 华茂发.数控机床加工工艺，北京机械工业出版社,2008
[9] 杜国成.数空机床编程，北京机械工业出版社,1997
[10]周文玉.数控加工编程及操作教程.中国轻工业出版社,2008
[11]顾京. 数控机床加工程序编制.机械工业出版社，2006
[12]隋秀梅.UGS制造工程师2006数控加工自动编程.机械工业出版社，2008
[13]杨伟群.数控工艺培训教程（数控车部分）.清华大学出版社，2002
[14]刘哲.AutoCAD2004工程绘图与训练.大连理工大学0出版社，2004
[15]眭润舟.数控编程与加工技术[M].北京:机械工业出版社,2006年第一版
[16]詹华西.数控加工技术实训教程[M].西安:电子科技大学出版社,2006年
[17]陈富安.数控机床原理与编程[M].西安:西安电子科技大学出版社,2004年

内容简介：: 数控加工工序卡产品名称或代号零件名称零件图号轴 1 轴 1 车间使用设备数控车间艺序号程序编号 10 %0001 夹具名称夹具编号三爪卡盘 1 工步号工步作业内容加工面刀具号刀补量主轴转速进给量背吃刀量备注 1 车端面 ,钻中心孔端面 500r/r 1编制共 15 页第 1 页

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