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数控车削轴类零件工艺分析及数控加工编程-机械类毕业设计.doc
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2023-06-28
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数控车削轴类零件工艺分析及数控加工编程-机械类毕业设计.doc
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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、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
轴类零件数控车削工艺分析及数控加工编程
1
S
haft parts CNC turning technology
analysis and NC programming
Abstract
With the continuous development of numerical control technology and
applications expand, CNC machining technology on the economy of a number of
important sectors (IT, automotive, light industrial, medical, etc.) play an increasingly
important role, since the efficiency, quality is the theme of advanced manufacturing
technology. High-speed, high-precision machining technologies can greatly enhance
efficiency, improve product quality and grades, shorten the production cycle and
improve market competitiveness. For NC processing, whether automatic or manual
programming programming, programming before the processing of parts for process
analysis, formulation and processing programmes, selecting the right tool to
determine the cutting parameters, on a number of technology issues (such as on the
knife point, processing line, etc.) also needs some work. And process mastery control
precision, to processing the qualified product. This article in accordance with the
characteristics of CNC machine tools, tailored to specific parts, a process of analysis,
determination of tooling programme, tool and cutting parameters selection, determine
the order and processing lines for processing, the processing efficiency, simplify
processes, and other benefits.
Keywords:analysis processing programme feeding line control size
工艺分析 加工方案 进给路线 控制尺寸
轴类零件数控车削工艺分析及数控加工编程
2
目录
摘 要 .............................................................................................................................................1
Abstract ..............................................................................................................................................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......................................................................................................................8
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................................................................................................................10
3.5 数控车床常用装夹方式....................................................................................................10
3.6 确定合理的装夹方式........................................................................................................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........................................................................................................12
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
2.CAXA 数控车进行造型设计 ..............................................................................................23
3.CAXA 数控车加工-CAM.................................................................................................24
4.CAXA 数控车加工类型 ...................................................................................................24
第七章 结束语 .............................................................................................................................25
第八章 致谢词 ...........................................................................................................................26
参考文献 .........................................................................................................................................27
轴类零件数控车削工艺分析及数控加工编程
3
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 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。
1.2 数控技术发展趋势
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
轴类零件数控车削工艺分析及数控加工编程
4
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
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
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