【精品】毕业论文 毕业设计 数控专业 数控车削加工工艺及零件加工程序编制.doc

《【精品】毕业论文 毕业设计 数控专业 数控车削加工工艺及零件加工程序编制.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【精品】毕业论文 毕业设计 数控专业 数控车削加工工艺及零件加工程序编制.doc（47页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、 毕业设计（论文）题 目 数控车削加工工艺及 零件加工程序编制 学生姓名 专业班级 08数 控 一 班 学 号 所 在 系 机 械 工 程 系 指导教师 完成时间 2010年 3月15日 数控车削加工工艺及零件加工程序编制摘 要数控加工是机械制造中的先进加工技术，是一种高效率、高精度与高柔性特点的自动化加工方法，数控加工技术可有效解决那些形状复杂、精密和批量小的零件。充分适应了现代化生产的需要，大力发展数控加工技术已成为各国技术经济发展，提高综合国力的重要途径。本毕业设计对零件的数控加工工艺分析，零件的数控加工都做了详细的介绍和分析 ，通过本设计了解到了数控加工在社会生产行业中发展状况及其重要

2、性，通过数控加工工艺分析方面的内容，可以了解到在生产过程中如何编制数控加工工艺，以及数控加工工艺设计的基本要求等，本设计从实际出发，详细介绍了数控基本知识、数控指令的生成及功能指令的应用，通过详细的过程说明让读者清楚明白地了解数控加工的各项功能及相关的数控加工。本毕业设计主要部分是数控编程的应用和加工中走刀路线及实现加工，着重说明零件加工工艺的分析。本毕业设计对零件的数控加工工艺分析，零件的数控加工都做了详细的介绍和分析 ，通过本设计了解到了数控加工在社会生产行业中发展状况及其重要性，通过数控加工工艺分析方面的内容，可以了解到在生产过程中如何编制数控加工工艺，以及数控加工工艺设计的基本要求等，

3、本设计从实际出发，详细介绍了数控基本知识、数控指令的生成及功能指令的应用，通过详细的过程说明让读者清楚明白地了解数控加工的各项功能及相关的数控加工。本毕业设计根据工艺与程序的设计的具体要求和零件图的技术要求拟定工艺流程简卡、编制数控加工工序卡，数控程序的编制及零件的装夹。关键词: 数控加工工艺；数控编程；自动化加工；数控功能指令The numerical control turning processing technology and parts processing programmingABSTRACTCNC machining is a mechanical manufacturing

4、 of advanced processing is a high efficiency, high precision and high flexibility characteristics of automatic processing methods, numerical control machining technology can be an effective solution to these complex shape, precision and batch small parts. Fully adapted to modern production needs, to

5、 develop CNC machining technology has become a technological and economic development in an important way to enhance the comprehensive national strength.The graduation project is the main part of the application of numerical control programming and processing route and take the knife to achieve proc

6、essing, highlighting the parts modeling and numerical control machining process analysis.The Graduation of the NC machining process analysis components, spare parts CNC machining have done a detailed introduction and analysis learned through the design of CNC machining industry in the development of

7、 social production and its importance, through the respect of NC machining process analysis content, you can understand how in the production process of the preparation of CNC machining technology, as well as CNC machining process design of the basic requirements, the design of proceeding from reali

8、ty, detailing the basic knowledge of numerical control, CNC instruction generation and function of theApplication instructions, through detailed description of the process so that the reader clear understanding of the various functions of CNC machining and related CNC machining.The graduation projec

9、t process and procedures are designed according to specific requirements and parts of the technical requirements of the development process flow diagram simple card, the preparation of CNC machining processes card, detailed mapping of parts and NC program preparation and parts of the fixture.KEY WOR

10、DS: NC plus Process;NC Programming;Automatic processing;NC function instruction目 录摘 要IABSTRACTII前 言1第1章 零件图纸分析31.1 零件图的内容31.2 零件的视图选择41.2.1 主视图的选择原则和选择方法41.3 零件图的尺寸标注41.3.1 尺寸标注的基本要求41.3.2 标注尺寸的步骤51.3.3 合理选择尺寸基准51.3.4 尺寸标注的注意事项51.4 读零件图61.4.1 读零件图的目的61.4.2 读零件图的步骤61.5 零件图的概述71.5.1 零件图分析71.5.2 零件图的尺寸

11、与组成71.6 零件图上的技术要求81.6.1 零件图粗糙度81.6.2 极限与配合91.6.3 形状和位置公差101.7 零件图的重点和难点10第2章 机床的选择112.1 数控车床简介112.2 数控车床的结构组成112.3 毕业设计所选数控车床的结构布局及功能特点112.4 选择CAK6140型卧式数控车床的原因122.5 刀具选择122.5.1 数控刀具的种类132.5.2 数控刀具的特点132.5.3 数控刀具材料142.5.4 数控刀具的选择15第3章 工艺流程设计163.1 数控车床加工工艺概述163.1.1 数控车床加工的主要对象163.1.2 数控车床加工工艺的基本特点163

12、.1.3 数控车床加工工艺的主要内容163.2 数控车床加工零件的工艺性分析173.2.1 零件图分析173.2.2 零件的结构工艺性分析173.3 数控车床夹具介绍183.3.1 机床夹具的分类183.3.2 夹具的组成183.3.3 机床夹具的作用193.3.4 毕业设计夹具的选用203.4 数控车床加工工序的设计203.4.1 确定走刀路线和工步顺序203.4.2 刀具的选择203.4.3 切削用量的选择213.4.4 对刀点与换刀点的确定223.5 设计零件数控车床加工工艺分析223.5.1 零件图工艺性分析223.5.2 确定装卡方案233.5.3 确定加工顺序及走刀路线233.5.

13、4 刀具的选择233.5.5 车削用量的选择233.5.6 两工件的加工方案24第4章 加工程序的编制28致 谢37参考文献38附录139附录240前 言毕业设计是高等职业教育教学计划的重要组成部分，是加强理论与实际相结合的实践性教学环节，是各专业的必修课程，在学生完成所有专业课程学习、结合毕业实习进行。数控加工是机械制造中的先进加工技术，是一种高效率、高精度与高柔性特点的自动化加工方法，数控加工技术可有效解决那些形状复杂、精密和批量小的零件。充分适应了现代化生产的需要，大力发展数控加工技术已成为各国技术经济发展，提高综合国力的重要途径，目前，国内数控机床使用越来越普遍，如何提高数控加工技术水

14、平已成为当务之急，数控加工工艺的水平是制约数控加工质量的关键因素，而正确合理的数控加工工艺是实现产品加工高精度高质量、高效率的有效保障。本毕业设计内容主要包括：1.零件图纸的分析，其中主要介绍零件图的公差，加工内容，零件的重点、难点，配合件配合出加工方案，加工工艺的选择及加工路线的确定，数控车削的加工工艺的参数的确定，工件轮廓加工实例，以及车削的加工指令的应用，数控车削的编程和操作等；2.机床的选择，其中主要介绍机床的特点，工艺加工方法，机床配置，及为何选择此机床的说明，选用工件材料的选择，根据选择工件材料和形状选择刀具的，选择夹具，切削速度，选择主轴转速，选择切削液等；3.夹具的设计，主要介

15、绍夹具设计所应注意的问题，定位误差，夹具的尺寸和设计数据等；4.工艺流程设计，主要介绍工艺方案应注意的问题，工艺方案确定的原则，工艺的制定等。本毕业设计对零件的数控加工工艺分析，零件的数控加工都做了详细的介绍和分析 ，通过本设计了解到了数控加工在社会生产行业中发展状况及其重要性，通过数控加工工艺分析方面的内容，可以了解到在生产过程中如何编制数控加工工艺，以及数控加工工艺设计的基本要求等。通过毕业设计，我真正认识到理论和实践相结合的重要性，并培养了我综合运用所学理论知识和实际操作知识去理性的分析问题和解决实际工作中的一般技术工程问题的能力，使我建立了正确的设计思想，掌握了工艺设计的一般程序、规范

16、和方法，并进一步巩固、深化地吸收和运用了所学的基本理论知识和基本操作技能。还有，它提高了我设计计算、绘图、编写技术文件、编写数控程序、数控机床操作、实际加工零件和正确使用技术资料、标准、手册等工具书的独立工作能力，能根据被加工零件图纸和技术要求，解决加工中的工艺分析、工艺方案论证、工艺计算，更培养了我勇于创新的精神及严谨的学风及工作作风。培养解决工艺生产问题的能力，为即将进行的毕业设计和去工厂从事数控加工、数控工艺打下坚实的基础。能够提高实际动手操作的能力，使我们所学的理论知识得到升华；培养综合运用数控工艺学及相关专业课程（数控加工工艺学、数控原理与系统、数控加工编程及程序教程、机械设计基础等

17、）的理论知识结合金工实习，数控仿真加工与实际操作实训中所学到的实践知识，独立的分析和解决数控加工工艺问题，初步具有加工一个中等复杂程度零件的能力。由于本人能力有限，缺少设计经验，设计中漏误在所难免，敬请各位老师指正批评，以使我对自己的不足得到及时的发现并修改，也使我在今后的工作中避免再次出现。第1章 零件图纸分析机械图样是用来表达和交流设计思想的语言，是设计、机械制造的技术资料，而零件图是指导进行零件生产和检验的技术文件，是完整地表达零件结构形状，大小和技术要求的图样。在生产过程中，要根据零件图进行生产准备，加工制造和检验。零件图纸分析，就是要根据零件图样想象出零件的结构形状，同时弄清零件的自

18、然概况、尺寸类别、尺寸标准和技术要求等，以便在制造零件时，采用合理的加工方法。1.1 零件图的内容图1-1为本毕业设计的零件图，从该图中可以看出一张零件图应包含以下内容：图1-1 零件图（1）一组图形 用适当的视图、剖视图等各种表达方法，正确、完整、清晰、简便地表示出零件的内外结构形状。（2）尺寸 应正确、完整、清晰、合理地标注出制造和检验该零件所需的全部尺寸。（3）技术要求 用国家标准中规定的符号、数字、或文字等，说明零件在制造、检验、材质处理等过程中应达到的各项技术要求，如表面粗糙度、极限与配合，形位公差及热处理等。（4）标题栏 填写零件的名称、数量、材料、图样代号、绘图比例、以及责任人签

19、名和日期等。1.2 零件的视图选择绘制零件图之前，首先要根据零件的结构形状、加工方法和在机器中的位置确定零件合理的表达方案。内容包括主视图的选择、其他视图和表达方法的确定。1.2.1 主视图的选择原则和选择方法主视图时一组视图的核心。无论是绘图还是识图，都应从主视图入手。在选择零件的主视图时，应考虑以下三个原则。（1） 结构形状特征原则主视图的选择应尽可能多地反映各组成部分的结构形状特征和位置特征，大小及层次位子关系。（2） 加工位置原则主视图投射方向，应尽量与零件主要加工位置一致。（3）工作位置原则主视图投射方向，应符合零件在机器中的工作位置，对支架、箱体等加工方法和加工位置多变的零件，主视

20、图应选择工作位置，以便与装配图直接对照以上是零件主视图的选择原则，在运用时必须灵活掌握。三项原则中，在表达清楚结构形状特征的前提下，先考虑加工位置原则。但有些零件形状比较复杂，在加工过程中装卡位置经常发生变化，加工位置难分主次，则主视图应考虑选择其工作位置。还有一些零件无明显的主要加工位置，有无固定的工作位置，或者工作位置倾斜则可将它们主要部分放正，以便于布图和尺寸标注。1.3 零件图的尺寸标注1.3.1 尺寸标注的基本要求（1）正确尺寸标注包括尺寸数字书写、尺寸线、尺寸界线以及箭头的画法，应满足国家标准的规定才能保证尺寸标注正确。（2）完整所标注的尺寸，应能完全确定物体形状大小及相对位置，且

21、不允许有遗漏和重复，用形体分析法去标注尺寸，可以达到完整的要求。（3）清晰为了保证所标注尺寸布置整齐、清晰醒目应注意以下几点： 尺寸应尽量标注在视图外，与两视图有关的尺寸，最好注在两视图之间。 定形、定位尺寸要尽量集中，并要集中注在反应形状特征和位置特征明显的视图上。 直径尺寸应尽量注在非圆的视图上，圆弧半径的尺寸要注在有圆弧投影的视图上，且细虚线上尽量不要标注尺寸。 尺寸线与尺寸界线尽量不要相交。1.3.2 标注尺寸的步骤（1）形体分析。（2）选择尺寸标准。（3）按形体分析法标注每个组成部分的定形尺寸。（4）由尺寸基准出发标注确定个组成部分之间相对位置的尺寸。（5）标注总体尺寸。（6）依次检

22、查三类尺寸，保证正确、完整、清晰，注意尺寸间的协调。1.3.3 合理选择尺寸基准尺寸基准分为设计基准和工艺基准，根据零件的结构和设计要求而确定的基准叫设计基准，任何零件的长、宽、高的方向尺寸，每个方向只能选择一个设计基准；零件在加工过程中，为满足加工和测量要求而确定的基准叫工艺基准。为了减小误差，保证零件的设计要求，在选择基准时最好使设计基准和工艺基准重合。1.3.4 尺寸标注的注意事项（1）直接标出功能尺寸 零件的功能尺寸又称主要尺寸，是指影响机器规格性能、工作精度和零件在部件中的准确位置及有配合要求的尺寸，这些尺寸应该直接标出，而不应有计算机得出。（2）避免标注成封闭的尺寸链。（3）标注尺

23、寸要尽量适应加工方法及加工过程。（4）标注尺寸应符合使用的工具。（5）标注尺寸应考虑加工的可能性。（6）应可能不标注不便于测量的尺寸。（7）同一个工序的尺寸要集中。1.4 读零件图1.4.1 读零件图的目的读零件图，就是根据零件图想象零件的结构，弄清零件的基本概况，为制造零件做好准备工作，有时可以通过读零件图搞清楚零件在机器和部件中的作用。1.4.2 读零件图的步骤（1）读标题栏从标题栏中可以了解到零件的名称，绘图比例等零件的一般情况，结合对全图的浏览，可对零件有个初步的了解。明确这个零件属于哪一类零件，在机器中大致起什么作用。从零件标题栏中可以看出，该零件是数控车削加工配合类零件，绘图比例1

24、:1。（2）读各视图读图时，不应急于求成，将眼睛放在一个视图上。要首先分析表达方案，弄清各视图的关系，首先纵观全图，想象零件整体形状, 零件图有两个视图，即主视图。一个主视图采用全剖视图用平行于正面、通过M241.5螺纹内孔的轴线的单一剖切平面剖开；另一个则直接给出主视全图。（3）读尺寸标注读尺寸标注，确定各部位结构尺寸的大小和位置。读尺寸时，应首先找出三个坐标方位的尺寸标准，然后，从基准出发，按形体分析法，找出组成各部分的定位尺寸、定位尺寸和总体尺寸；深入了解尺寸基准之间、尺寸和尺寸之间的关系。通过分析可以看出，零件长度方向的尺寸基准，是通过零件主体轴线的正平面，零件宽度方向的尺寸基准，是通

25、过零件主体的侧平面。然后再用形体分析法分析三类尺寸。（4）读技术要求读技术要求时，全面掌握零件的质量指标。分析零件图上所标注的表面粗糙度、极限配合与配合、形位公差、热处理及表面等技术要求。1.5 零件图的概述1.5.1 零件图分析（1）结构特点 本零件图是为内、外螺纹配合零件，零件上有孔、槽、椭圆、螺纹、锥面等结构。（2） 尺寸标注回转形零件主要有两个方向的尺寸，即长、宽尺寸，以下分析它的尺寸基准、轴孔的定位尺寸和主要尺寸。（3）尺寸基准本零件为配合零件，根据螺纹的旋和关系来进行配合，零件在机械加工时可以先加工尺寸较大的那一件，然后以此件为基准配合较小件的加工。（4）轴孔的位置尺寸该零件的尺寸

26、标注应特别注意各轴孔的位置尺寸以及轴孔之间的位置尺寸，因为这些尺寸的正确与否，将直接影响传动轴的位置和传动的准确性。（5）技术要求本设计零件为配合件，其表面粗糙度值要小，有配合要求的尺寸应给出恰当的尺寸公差。1.5.2 零件图的尺寸与组成本毕业设计的零件为配合件，如图11所示。毛坯尺寸为长100mm，直径60mm和长55mm,直径为45mm的回转零件，长100mm,直径为60mm的回转零件它主要有圆弧、锥面、槽、内螺纹、及椭圆等组成。M241.5的孔为细牙普通内螺纹孔，公称直径为24mm,螺距为1.5,螺纹孔深度为18mm，椭圆大径为40mm，小径为26 mm,并且椭圆的中心与锥面相接处偏移1

27、mm。长为55mm,直径为45mm的回转零件主要有圆柱面、圆弧面、槽以及外螺纹组成。1.6 零件图上的技术要求1.6.1 零件图粗糙度（1）表面粗糙度的基本概念零件经过机械加工后的表面看似光滑平坦，但如果在显微镜下观察，会发现许多不平的凸峰和凹谷。零件表面具有这种较小间距的峰和谷所组成的微观几何形状特征，称为表面粗糙度，表面粗糙度与加工方法、所用刀具以及材料等因素都有密切关系。（2）表面粗糙度的评定参数表面粗糙度的评定参数有轮廓算术平均参数Ra和轮廓最大高度Rz等，常用的主要评定参数是Ra。一般来说，凡是零件上有配合要求或有相对运动的表面，Ra值要小，Ra值越小，表面质量要求越高，加工成本也越

28、高。因此，在满足使用要求前提下，尽可能选用较大的Ra值。（3） 表面粗糙度的标注方法 一般标注法 表面粗糙度符号、代号一般应标注在可见轮廓线、尺寸界线、指引线或他们的延长线上，符号的尖端必须从材料外指向表面。 大部分表面要求相同标注法当大部分表面具有相同的表面粗糙度要求时，对其中使用最多的一种符号统一注在图样的右上角，并加注“其余”两字。当所有表面具有相同的表面粗糙度要求时，其符合可在图样的右上方统一标注，其大小是图中标注大小的1.4倍。 简化标注法为了简化标注方法，或者标注位置受到限制时，可以标注简化代号，也可采用省略的注法，但必须在标题栏附近说明这些简化代号及省略标注的意义。如中心孔、键槽

29、、圆角、倒角的表面粗糙的可以采用简化标注法。（4）毕业设计零件图的表面粗糙度长97mm，直径为46mm零件圆柱表面粗糙度值为1.6m，其余表面粗糙度为3.2m；长52mm，直径为24mm零件圆柱表面粗糙度值为1.6m，其余表面粗糙度为3.2m，两个零件加工精度都较高。1.6.2 极限与配合（1）基本概念 在成批货大量成产中，要求零件具有互换性，互换性是指从加工完的一批规格相同零件中任取一件，不经修配就能立即装配到机器或部件上，并能保证使用要求。零件的这种性质成为互换性。零件具有互换性，不仅给机器的装配、维修带来方便，而且满足生产各部门广泛的协作要求，为大量生产、流水作业提供条件，从而缩短生产周

30、期，提高劳动效率和经济效益。 尺寸公差零件在制造的过程中，由于加工或测量等因素的影响，加工后一批零件的实际尺寸总存在一定的误差。为了保证零件的互换性，必须将零件的实际尺寸控制在允许的变动范围内，这个允许的尺寸变动范围称为尺寸公差。极限偏差：允许尺寸变化的两个极限。实际尺寸应位于其中，也可达到极限尺寸。允许的最大尺寸称为最大极限尺寸；允许的最小尺寸称为最小极限尺寸。偏差是某一尺寸减去基本尺寸所得的代数差。最大极限尺寸减去基本尺寸所得的代数差称为上偏差，最小极限尺寸减去基本尺寸所得的代数差称为下偏差。上下偏差统称为极限偏差。实际尺寸减去基本尺寸所得的代数差称为实际偏差。偏差可以为正、负或零值。 配

31、合基本尺寸相同的、相互结合的孔和轴公差带之间的关系称为配合。常见的配合制度有：a 基孔制 基本偏差为一定的孔的公差带，与不同基本偏差的轴的公差带形成各种配合的一种制度。基孔制的孔称为基准孔，GB/T1800.1规定孔的下偏差为零，基本偏差代号为H。b 基轴制 基本偏差为一定的轴的公差带，与不同基本偏差的孔的公差带形成各种配合的一种制度。基轴制的轴称为基准轴，GB/T1800.1规定孔的下偏差为零，基本偏差代号为h。（2）零件图中的极限与配合本设计零件外形尺寸有极限偏差的要求，对配合也有一定的要求，采用的是基轴制。1.6.3 形状和位置公差（1）形状和位置公差的基本概念在实际加工中，经过加工的零

32、件，不但会产生尺寸误差，而且会产生形状和位置误差。由于零件的表面形状和相对位置的误差过大会影响机器的性能，因此对精度要求高的零件，除了尺寸精度外，还应控制形状和位置的误差。对形状和位置误差的控制是通过形状和位置公差来实现的。（2）形位公差和尺寸公差的关系同一个被测要素上，既有尺寸公差又有形位公差时，确定尺寸公差和形位公差之间相互关系的原则，称为公差原则。分为独立原则和相关要求。 独立原则独立原则是指图样中给定的尺寸公差和形位公差相互无关，各自独立，分别满足要求的公差原则，在标注时不需要附加任何表示相互关系的符号。 相关要求相关要求是指图样中给定的尺寸公差和形位公差相互关系，包括包容要求，最大实

33、体要求，最小实体要求和可逆要求。1.7 零件图的重点和难点本设计零件图重点在于零件图中椭圆，内外螺纹配合的的加工，对于椭圆应采用宏程序进行编程，两工件之间的配合和尺寸公差的要求也是零件的难点之一。本设计零件图的难点在于如何把握好车削螺纹的粗加工尺寸以及宏程序的正确编制。第2章 机床的选择2.1 数控车床简介数控车床是目前使用最广泛的数控机床之一，能够加工轴类、盘类等回转体类零件。目前已迅速发展起来的数控车削中心、可在一次装夹中完成更多的加工工序，提高了加工精度和生产效率。2.2 数控车床的结构组成数控车床的结构除车床基础部件外，有下列部分组成:（1） 主传动系统。（2） 进给系统。（3） 实现

34、工件回转、定位的装置和附件。（4） 实现某些部件功能和辅助功能的系统和装置，如液压、气动、润滑、冷却等系统和排屑、防护等装置。（5） 刀架。（6） 特殊功能装置 如刀具破损监控、精度检测和监控装置。（7） 为完成自动化控制功能的各种反馈信号装置及元件。基础元件指床身、底座、主轴、滑座、工作台等，它是整台车床的基础和框架。2.3 毕业设计所选数控车床的结构布局及功能特点毕业设计所选机床为CAK6140型卧式数控车床，主要技术参数见表2-3所示。该机床配置FANUC-0i-MC数控系统，具有两坐标联动功能。机床有机身、主轴箱及主传动系统、工作台及进给系统，以及电柜、冷却、润滑、操作等辅助装置组成。

35、该机床具有良好的刚性；主轴的变速范围广，低转矩较大，可进行强力高速切削；各轴的伺服电机经弹性联轴器直接驱动滚丝丝杠，可实现无间隙传动。表2-3 CAK6140型卧式数控车床的主要技术参数名称规格名称规格工作台尺寸/mm480x1000主轴电机功率/KW7.5X向行程/mm220主轴转速范围/r/min20-2000Z向行程/mm1000快速进给速度mm/min15000床身上最大工件回转直径/mm400定位精度/mm0.01工作台最大承受量/Kg500重复定位精度/mm0.0052.4 选择CAK6140型卧式数控车床的原因（1）进给传动机构简单 数控机床的进给传动机构是滚珠丝杠副，伺服电动机

36、与滚珠丝杠直接连接，传动机构简单。滚珠丝杠副通过预紧可消除反向间隙，传动精度高，运动平稳。（2）具有高度的柔性，适用性强。（3）加工精度高，质量稳定。（4）生产效率高。（5）零件的加工尺寸在机床加工参数范围内。2.5 刀具选择刀具的选择是数控加工工序设计的重要内容之一，它不仅影响机床的加工效率，而且直接影响加工质量。另外，数控机床的主轴比普通机床高1到2倍，且主轴输出功率大，因此，与传统加工方法相比，数控加工对刀具的要求更高，不仅要求精度高、强度大、刚度好、耐用性高，而且要求尺寸稳定、安装调整方便，这就要求采用新型优质材料制造数控加工刀具，并合理选择刀具结构、几何参数。刀具的选择应考虑工件材质

37、，加工轮廓类型，机床允许的切削用量和刚性以及刀具耐用性等因素。一般情况下应优先选择标准刀具，必要时也可采用各种高生产效率的复合刀具及其他一些专用刀具。刀具的类型、规格和精度等级应符合加工要求。2.5.1 数控刀具的种类数控机床加工时都必须采用数控刀具，数控刀具主要是指数控车床、数控铣床、加工中心等机床上使用的刀具。随着数控机床结构、功能的发展，现代数控机床上所使用的刀具，不是普通机床所采用的那种“一机一刀”的模式，而是多种不同类型的刀具同时在数控机床的主轴上。数控刀具按不同的分类方式分为以下几类:（1）数控刀具从结构上可分为： 整体式，既有整块材料磨制而成，使用时可根据不同用途将切削部分修磨成

38、所需的形状。 镶嵌式，分为焊接式和机夹式，机夹式又根据刀具结构的不同，可分为不转位和转位两种。 减振式，当刀具的工作臂长度与直径比大于4时，为了减少刀具的振动，提高加工精度，所采用的一种特殊结构的刀具，主要用于镗孔。 内冷式，即刀具的切削冷却液通过机床主轴或刀盘传递到刀的内部由孔喷射到切削刃部位。 特殊形式，包括强力加紧、可逆攻丝、复合刀具等。（2）数控刀具从制造所用材料上可分为： 高速钢刀具。 硬质合金刀具。 陶瓷刀具。 立方氮化硼刀具。 聚晶金刚石刀具。（3）数控刀具从切削工艺上分： 车削刀具，其有外圆切刀、端面切刀和成形车刀。 钻削刀具，其有普通麻花钻、可转位浅孔扩孔钻。 镗削刀具，其有

39、单刃镗刀、双刃镗刀、多刃组合镗刀。 铣削刀具，分面铣刀、立铣刀、键槽铣刀、模具铣刀、成形铣刀等刀具。2.5.2 数控刀具的特点近几年来，数控机床的制造及使用已有很大发展。为适应数控机床加工精度高、加工效率高、加工工序集中及零件装夹次数减少等要求，数控机床对所用的刀具有许多性能上的要求，只有达到这些要求才能使数控机床真正发挥效率。在数控机床上所使用的刀具应有以下特点：（1）刀片和刀具几何参数和切削参数的规范化、典型化。（2）刀片和刀具材料及切削参数与被加工工件的材料之间匹配的选用原则。（3）刀片和刀具的耐用性及其经济寿命指标的合理化。（4）刀片及刀柄的定位基准的优化。（5）刀片及刀柄对机床主轴的

40、相对位置的要求高。（6）对刀柄的强度、刚度及耐磨性的要求高。（7）刀柄或工具系统的装机重量限制的要求。（8）对刀柄的转位，装拆和重复精度的要求。（9）刀片及刀柄切入的位置和方向的要求。（10）刀片及刀柄高度的通用化、规则化、系统化。（11）整个数控工具系统自动换刀系统的优化。2.5.3 数控刀具材料在金属切削中，刀具材料的切削性能直接影响着加工效率、工件的加工精度和已加工表面的质量、刀具的消耗和加工成本。选择合适的刀具材料对于切削加工尤为重要。先进所采用的刀具材料，大致分为五大类：高速钢、硬质合金、陶瓷、立方氮化硼和聚晶金刚石。（1）高速钢高速钢指的是加入了较多的钨、钼、铬、钒等合金元素的高合

41、金工具钢，由于高速钢刀具热处理技术的进步以及成形金切工艺的更新，使得高速钢刀具的红硬性、耐磨性和表面质量都得到了很大的提高和改善。因此高速钢是数控机床刀具的选择对象之一。（2）硬质合金硬质合金指的是将钨钴类、钨钛类等硬质碳化物以Co为结合剂烧结而成的物质。硬质合金刀具是在较好的工具表面涂上一层耐磨、耐热、耐腐蚀的物质，使得刀具在切削过程中不易破损，保证加工精度。2.5.4 数控刀具的选择数控机床刀具的选择和确定是数控加工工序设计的重要内容，它不仅影响机床的加工效率，而且直接影响加工质量。另外，数控机床与传统加工方法相比，数控加工对刀具的要求更高，不仅要求精度高、强度大、刚度好、耐用性高，而且要

42、求尺寸稳定、安装调整方便，这就要求采用新型优质材料制造数控加工刀具，并合理选择刀具结构、几何参数。数控刀具的选择是在数控编程的人机交互状态下进行的，应根据机床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其他相关因素正确选择刀具和刀柄，刀具选择总的原则是：安装调整方便、刚性好、耐用度和精度高。在满足加工要求的前提下尽量选择较短的刀柄，以提高刀具加工的刚性。第3章 工艺流程设计3.1 数控车床加工工艺概述数控车床加工工艺是以普通车床的加工工艺为基础，结合数控车床的特点，综合运用多方面的知识解决数控车床加工过程中面临的工艺问题，其内容包括金属切削原理与刀具、加工工艺、典型零件加工及工艺性分析等

43、方面的基础知识和基本理论。本章从工程实际操作应用方面，介绍数控车床加工工艺的基本知识和基本原则，以便合理设计加工工艺，充分发挥数控铣床的特点，实现数控加工中的优质、高产、低耗。3.1.1 数控车床加工的主要对象数控车削是机械加工中最常用和最主要的数控加工加工方法之一，它除了能车削普通车床所能铣削的各种零件表面外，还能车削普通铣床不能车削的需要2-5坐标联动的复杂回转面的加工。根据数控车床的特点，从车削加工角度考虑，适合数控车削的主要加工对象有以下几类：（1）轴类零件。（2）盘类零件。3.1.2 数控车床加工工艺的基本特点工艺规程是加工时的指导性文件。数控车床加工的程序和加工工艺的编写是否合理是

44、正确操作数控车床的前提。数控车床受控于程序指令，加工的全过程都是按程序指令进行的。因此，数控车床加工程序与普通机床工艺规程有较大差别，涉及的内容也较多。数控车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、刀具尺寸以及车床的运动过程等。因此对数控车床的性能、特点、运动方式、刀具系统、切削规范都要非常熟悉。工艺方案的好坏不仅会影响车床效率的发挥，而且将直接影响到零件的加工质量。3.1.3 数控车床加工工艺的主要内容（1）选择合适在数控车床上加工的零件，确定加工内容。（2）分析被加工零件的图纸，明确加工内容及技术要求。（3）确定零件的加工方案，制定数控加工工艺路线，如划分工序、

45、安排加工顺序、处理与非数控加工工序的衔接等。（4）加工工序的设计，如工步划分、刀具选择和确定切削用量等。（5）数控加工程序的调整，如选取对刀点和换刀点、确定刀具补偿及确定加工路线等。3.2 数控车床加工零件的工艺性分析在选择并决定数控车床加工零件及其加工内容后，应对零件的数控车床加工工艺性进行全面、认真、仔细的分析。主要内容包括产品的零件图分析、零件结构工艺性分析。3.2.1 零件图分析首先应熟悉零件在产品中的作用、位置、装配关系和工作条件，搞清各项技术要求对零件装配质量和使用性能的影响，找出主要的和关键的技术要求，然后对零件图样进行分析。（1）尺寸标注方法分析（2）零件的完整性与正确性分析（

46、3）零件技术要求分析（4）零件材料分析3.2.2 零件的结构工艺性分析零件的结构工艺性是指所设计的零件在满足使用要求的前提下制造的可行性和经济性。良好的结构工艺性，可以使零件加工容易，节省工时和材料。而较差的零件结构工艺性，会使加工苦难，浪费工时和材料，有时甚至无法加工，因此，零件各加工部位的结构工艺性应符合数控加工的特点。（1）零件的内外形最好采用统一的几何类型和尺寸，这样可以减少刀具规格和换刀次数，使编程简单，提高生产率。（2）应采用统一的基准定位。此外，还应分析零件所要求的加工精度、尺寸公差等是否可以得到保证，有没有引起矛盾的多余尺寸或影响加工安排的封闭尺寸等。3.3 数控车床夹具介绍3.3.1 机床夹具的分类机床夹具的种类较多，按使用机床类型分类，可分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、加工中心夹具和其他机床夹具等；按驱动夹具工作的动力源分类，可分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、电动夹具、磁力夹具、真空夹具和自夹紧夹具等；按其通用化程度，一般分为通用夹具、专用夹具、成组夹具以及组合夹具等。（1）通用夹具 通用夹具的结构、尺寸已经规格化，且具有很大的通用性，无需调整或稍加调整就可用于装夹不同的工件。采用这种夹具可缩短