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二、数控车床加工工艺分析
三、数控车床典型轴类零件程序编制综合实例
基
本
求
1、字数不能少于4000字。
2、内容正确，清晰明了。
3、图形整洁无误。
参
考
资
料
《数控加工工艺学》《数控机床编程及操作》
周次
1—4周
5—8周
9—12周
13—16周
17—18周
应
完
成
的
查找相关资料，
写出提纲。
完成摘要集绪论部分主要内容。
完成数控机床主要编程内容。
完成数控加工工艺的主要内容及图形的绘制。
修改整理论文。
指导教师：
孙洪胜
教研室审批：
如电脑输入，表题黑体小三号字，内容五号字。
本任务书一式三份，教务科、教师、学生各执一份。
摘要
通过本次毕业设计，对典型轴类零件的设计又了很深的认识，本次设计概括了我所学的知识加深了对本专业的认识水平。
本次设计就是进行数控加工工艺设计典型轴类零件，侧重于设计该零件的数控加工工艺和编程，主要设计内容有：
完成该零件的工艺规程〔包括工艺过程卡、工序卡和数控刀具卡〕和主要工序的工装设计。
并绘制零件图、夹具图。
用G代码编制该零件的数控加工程序，在则学习CAD/CAM相关知识，并编制其构架。
关键词：
典型零件、数控编程、CAD/CAM。
第1章绪论
1.1课题背景
数字控制简称数控，是近代发展起来的一种自动控制技术，是用数字化信号对机械设备的运动及加工过程进行控制的一种方法，它所控制的一般是位置、角度、速度等机械量，也可以控制温度、压力、流量等物理量。
数控加工具有自动化程度高、加工复杂形状零件的能力、生产准备周期短、加工精度高、质量稳定、生产效率高等优点。
而其中典型的轴类零件加工是最基本的操作。
数控机床的加工原理可简要概述为：
在数控机床上加工零件时，要是想根据零件的加工图样的要求确定零件的工艺过程、工艺参数和刀具参数，再按规定编写零件数控加工程序，然后通过手动数据输入方式或电脑通信等方式将数控加工程序送到数控系统，在数控系统控制软件的支持下，经过分析处理与计算后发出相应的指令，通过伺服系统使机床按预定的轨迹运动，从而控制机床进行零件的自动加工。
现通过对数控车床的加工概述，工艺分析及具体实例编程来进一步掌握与了解数控车床的基本程序编制及典型的轴类零件编程注意事项及方法
第2章数控车床加工概述
数控车削加工的对象
数控车床是目前使用比较广泛的数控机床，主要用于轴类和盘类回转体工件的加工，能自动完全内外圆面、柱面、锥面、圆弧、螺纹等工序的切削加工，并能进行切槽、钻、扩、铰孔等加工，适合复杂形状工件的加工。
与常规车床相比，数控车床还适合加工如下工件。
1、轮廓形状特别复杂或难于控制尺寸的回转体零件
2、精度要求高的零件
3、特殊的螺旋零件
如特大螺距〔或导程〕、变螺距、等螺距与变螺距或圆柱与圆锥螺旋面之间作平滑过渡的螺旋零件，以及高精度的模数螺旋零件和端面螺旋零件。
4、
淬硬工件的加工
在大型模具加工中，有不少尺寸大而形状复杂的零件。
这些零件热处理后的变形量较大，磨削加工困难，可以用陶瓷车刀在数控机床上对淬硬后的零件进行车削加工，以车代磨，提高加工效率。
2.2数控车床编程特点
由于一般零件的径向尺寸，无论是测量尺寸还是图纸尺寸，都是以直径值来表示的，所以数控车床采用直径编程方式，即规定用绝对值编程时，X为直径值；
用相对值编程时，则以刀具径向实际位移量的二倍值为编程值。
对于不同的数控车床、不同的数控系统，其编程基本上是相同的，个别有差异的地方，要参照具体机床的手册.。
第3章数控车床加工工艺分析
数控车床加工刀具及其选择
在编制程序时，正确地选择数控刀具是很重要的。
对数控刀具总的要求是安装调整方便、刚性好、精度高、耐用度好，在此基础上综合考虑工件材料的切削性能，机床的加工能力，数控加工工序的类型，切削用量以及与机床和数控装置工作范围有关的诸多因素。
在选择刀具的类型和规格时，主要考虑以下因素的影响：
〔1〕生产性质〔2〕机床类型〔3〕数控加工方案〔4〕工件的尺寸及外形〔5〕加工外表粗糙度〔6〕加工精度〔7〕工件材料。
3.2数控车削加工的切削用量选择
1、背吃刀量αp确实定
背吃刀量根据机床、工件和刀具的刚度来决定，在刚度允许的条件下，应尽可能使背吃刀量等于工件的加工余量，这样可以减少走刀次数，提高生产效率。
为了保证加工外表质量，可留少许精加工余量，一般为0.2~。
2、切削速度v确实定
切削速度是指切削时，车刀切削刃上某一点相对待加工外表在主运动方向上的瞬时速度（m/min），又称为线速度。
与普通车削加工时一样，根据零件上被加工部位的直径，并按零件和刀具的材料及加工性质等条件所允许的切削速度来确定。
被加工零件在数控机床上加工的装夹方法与普通机床类似，也要合理的选择定位基准和加紧方案。
在确定定位基准和加紧方案时，应力求工艺基准和设计基准重合，减少定位误差。
在装夹工件前，一般要考虑一下两个原则：
1、尽量减少装夹次数，力争做到在一次装夹后能加工出全部待加工外表，以充分发挥出数控机床的效能。
2、定位基准要预先加工完毕。
当有些零件需要2次装夹时，要尽可能地利用同一基准面来加工另一些待加工外表，以减少加工误差。
1、车刀的安装
在实际切削中，车刀安装的高低，车刀刀杆轴线是否垂直，对车刀角度有很大影响。
以车削外圆〔或横车〕为例，当车刀刀尖高于工件轴线时，因其车削平面与基面的的位置发生变化，使前角增大，后角减小；
反之，则前角减小，后角增大。
车刀安装的歪斜，对主偏角、副偏角影响较大，特别是在车螺纹时，会使牙形半角产生误差。
因此，正确地安装车刀，是保证加工质量，减小刀具磨损，提高刀具使用寿命的重要步骤。
2、刀位点
刀位点是指在加工程序编制中，用以表示刀具特征的点，也是对刀和加工的基准点。
对于车刀，各类车刀的刀位点如图3-1所示。
图3-1车刀的刀位点
3、对刀
在加工程序执行前，调整每把刀的刀位点，使其尽量重合于某一理想基准点，这一过程称为对刀。
理想基准点可以设在基准刀的刀尖上，也可以设定在对刀仪的定位中心〔如光学对刀镜内的十字刻线交点〕上。
数控车床刀具补偿功能包括刀具位置补偿和刀具圆弧半径补偿两方面。
在加工程序中用T功能指定，TXXXX中前两个XX为刀具号，后两个XX为刀具补偿号，如T0202。
如果刀具补偿号为00，则表示取消刀补。
1、刀具位置补偿 刀具磨损或重新安装刀具引起的刀具位置变化，建立、执行刀具位置补偿后，其加工程序不需要重新编制。
方法是测出每把刀具的位置并输入到指定的存储器内，程序执行刀具补偿指令后，刀具的实际位置就代替了原来位置。
如果没有刀具补偿，刀具从0点移动到1点，对应程序段是N60G00C45X93T0200，如果刀具补偿是X=+3，Z=+4，并存入对应补偿存储器中，执行刀补后，刀具将从0点移动到2点，而不是1点，对应程序段是N60G00X45Z93T0202。
2、刀具圆弧半径补偿 编制数控车床加工程序时，车刀刀尖被看作是一个点〔假想刀尖P点〕，但实际上为了提高刀具的使用寿命和降低工件外表粗糙度，车刀刀尖被磨成半径不大的圆弧〔刀尖AB圆弧〕，这必将产生加工工件的形状误差。
另一方面，刀尖圆弧所处位置，车刀的形状对工件加工也将产生影响，而这些可采用刀具圆弧半径补偿来解决。
车刀的形状和位置参数称为刀尖方位，用参数0～9表示，P点为理论刀尖点。
3、刀补参数每一个刀具补偿号对应刀具位置补偿〔X和Z值〕和刀具圆弧半径补偿〔R和T值〕共4个参数，在加工之前输入到对应的存储器，在自动执行过程中，数控系统按该存储器中的X、Z、R、T的数值，自动修正刀具的位置误差和自动进行刀尖圆弧半径补偿。
第4章数控车床程序编制
4.1准备功能G代码
G00快速定位
G01直线插补
G02顺时针圆弧插补
G03逆时针圆弧插补
G04暂停
G10用程序输入数据
G11取消用程序输入数据
G20英制输入
G21米制输入
G28返回参考点
G29从参考点返回
G31跳步功能
G32螺纹切削
G40取消刀尖半径补偿
G41刀尖半径左补偿
G42刀尖半径右补偿，
G50设定坐标系，限制主轴最高转速
G54选择工件坐标系1，
G55选择工件坐标系2
G56选择工件坐标系3
G57选择工件坐标系4
G58选择工件坐标系5
G59选择工件坐标系6
G65调用宏程序，
G66调用模态宏程序
G67取消调用模态宏程序
G70精加工复合循环
G71外圆粗加工复合循环
G72端面粗加工复合循环，
G73固定形状粗加工复合循环
G74端面钻孔复合循环
G75外圆切槽复合循环
G76切削螺纹循环
G96主轴恒线速控制
G97取消主轴恒线速控制
G98每分钟进给量
G99每转进给量，
G90外圆切削循环
G92螺纹切削循环
G94端面切削循环
M00程序停止
M01选择停止
M02程序结束
M03主轴正转启动
M04主轴反转启动
M05主轴停止转动
M06换刀
M07,M08切削液打开
M09切削液停止
M30程序结束
M98调用子程序
M99子程序结束
4.3F.、S、T功能指令
F进给速度指令，S主轴转速指令，T刀具功能指令〔地址功能码〕
第5章数控车床典型轴类零件编程综合实例
编制图所示零件的加工程序。
工艺条件：
工件材质为45#钢，或铝；
毛坯为直径Φ54mm，200mm的棒料；
刀具选用：
1号端面刀加工工件端面，2号端面外圆刀粗加工工件轮廓，3号端面外圆刀精加工工件轮廓，4号外圆螺纹刀加工导程为3mm，螺距为1mm的三头螺纹。
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N1T0101〔换一号端面刀，确定其坐标系〕
N2M03S500〔主轴以400r/min正转〕
N3G00X100Z80〔到程序起点或换刀点位置〕
N4G00X60Z5〔到简单端面循环起点位置〕
N5G81X0Z1.5F100〔简单端面循环，加工过长毛坯〕
N6G81X0Z0〔简单端面循环加工，加工过长毛坯〕
N7G00X100Z80〔到程序起点或换刀点位置〕
N8T0202〔换二号外圆粗加工刀，确定其坐标系〕
N9G00X60Z3〔到简单外圆循环起点位置〕
N10G80X52.6Z-133F100〔简单外圆循环，加工过大毛坯直径〕
N11G01X54〔到复合循环起点位置〕
N12G71U1R1P16Q32E0.3〔有凹槽外径粗切复合循环加工〕
N13G00X100Z80〔粗加工后，到换刀点位置〕
N14T0303〔换三号外圆精加工刀，确定其坐标系〕
N15G00G42X70Z3〔到精加工始点，加入刀尖园弧半径补偿〕
N16G01X10F100〔精加工轮廓开始，到倒角延长线处〕
N17X19.95Z-2〔精加工倒2×
45°
角〕
N18Z-33〔精加工螺纹外径〕
N19G01X30〔精加工Z33处端面〕
N20Z-43〔精加工Φ30外圆〕
N21G03X42Z-49R6〔精加工R6圆弧〕
N22G01Z-53〔精加工Φ42外圆〕
N23X36Z-65〔精加工下切锥面〕
N24Z-73〔精加工Φ36槽径〕
N25G02X40Z-75R2〔精加工R2过渡圆弧〕
N26G01X44〔精加工Z75处端面〕
N27X46Z-76〔精加工倒1×
N28Z-84〔精加工Φ46槽径〕
N29G02Z-113R25〔精加工R25圆弧凹槽〕
N30G03X52Z-122R15〔精加工R15圆弧〕
N31G01Z-133〔精加工Φ52外圆〕
N32G01X54〔退出已加工外表，精加工轮廓结束〕
N33G00G40X100Z80〔取消半径补偿，返回换刀点位置〕
N34M05〔主轴停〕
N35T0404〔换四号螺纹刀，确定其坐标系〕
N36M03S200〔主轴以200r/min正转〕
N37G00X30Z5〔到简单螺纹循环起点位置〕
N38G1C2P120F3〔加工两头螺纹，吃刀深0.7〕
N39G1C2P120F3〔加工两头螺纹，吃刀深0.4〕
N40G1C2P120F3〔加工两头螺纹，吃刀深0.2〕
N41G1C2P120F3〔光整加工螺纹〕
N42G76C2R-3E1A240F3
N43G00X100Z80〔返回程序起点位置〕
N44M30〔主轴停、主程序结束并复位〕
对4<
-L/D<
10的轴类零件，必须在工件的一端用卡盘做夹持，在尾端用活顶尖顶紧工件的安装方法才能保证数控车削加工的正常进行。
如图2—42所示为一种长轴工件，工件原点设置在左端面，其数控精车程序编写如下：
图5—2长轴数控车削编程
00016／程序编号00016
NOG50x140.Z360.0；
／设置丁件原点在左端面
N1G30u0w0；
／直接回第二参考点
N2G50S1500T010lM08；
／限制最高主轴转速为1500r／min,调01号刀具
N3G96S200M03;
／指定恒切削速度为200m/min
N4G00X63.0Z303.O；
／快速走到外因粗车始点（63.0，303.0）
N6G42G0.15；
／调刀尖半径补偿，右偏，接近工件
N8G02X60.Oz250.0R36.0；
／车R36mm圆弧
N10Z200.0；
／车Φ60mm凹外圆面
N12X98.OZ170.0；
／车Φ60mmΦ98间锥面
N14Z140.O；
／车Φ98mm外圆面
N16X60.0Z110.0；
／车Φ98Φ60间锥面
N18Z30.0；
/车98mm外圆面
N20X102.O；
／o车必100nun台阶
N22G40G09；
／取消刀补，快速走到点（140.0，360.0）
N24G30U0W0M05；
/返回第二参考点
N26M30；
/程序结束
结论
这次设计在指导老师的大方向指引下，通过典型的轴类零件实例编程稳固了很多曾今学到的专业知识，在对数控车床加工工艺方面有了更深的认识，更熟练的掌握各种代码的意义及运用，同时也意识到工艺设计的各个方面在数控加工中的重要地位及其基本注意事项。
通过这次设计，使我能将应用机械制造工艺学课程中的基本理论和在生产实习中学到的知识得以实践。
正确的解决一个零件在加工进程中的定位.夹紧和工艺线路安排.工艺尺寸肯定等问题。
保证零件的加工质量。
同时也学会使用图表资料和手册。
掌握与本本设计有关的各种资料的名称。
出处。
能够做到熟练应用。
因此。
它在我们的学习生活中占有重要的地位。
就我个人而言。
我希望能通过这次课程设计对自己未来从事的工作进行一次适应性训练。
从中锻炼自己分析问题，总结问题的能力为今后参加工作打下一个良好的基础。
由于能力有限。
设计当中可能会有不足的地方。
恳请各位老师给予批评指正。
参考文献
《数控加工工艺与编程》《机床电脑数控及其应用》北京：
机械工业出版社，2001.6
3.李佳主编《数控机床及应用》北京：
清华大学出版社，2001.7
4.赵长明，刘万菊主编《数控加工工艺及设备》北京：
高等教育出版社，《数控机床操作与编程培训教程》
致谢
本论文是在孙洪胜老师的悉心指导下完成的。
老师渊博的专业知识，严谨的治学态度，精益求精的工作作风，诲人不倦的高尚师德，严于律己宽以待人的崇高风范，朴实无华，平易近人的人格魅力对我影响深远。
不仅使我树立了远大的学术目标，掌握了基本的研究方法，还使我明白了许多待人接物的道理。
本论文从选题到完成每一步都倾入了老师的大量心血。
在此，谨向老师表示崇高的敬意和衷心的感谢！
同时也要感谢在此期间帮助我的同学和朋友们，只有在老师及朋友的帮助下我才能完成我的论文，愿这种亦师亦友的感情长存。
燕山大学毕业设计〔论文〕评审意见表
指导教师评语：
成绩：
指导教师签字：
年月日
评阅人评语：
评阅人签字：
年月日
燕山大学毕业设计〔论文〕答辩委员会评语表
答辩委员会评语：
总成绩：
答辩委员会主席签字：
年月日
个人简介
姓名：
此处粘贴本人2寸像片〔或复
印像片〕
性别：
男
政治面貌：
团员
出生年月：
1990年04月19日
班级系别：
14机升本机械加工系
自14年入学以来，转眼间已经过了3个年头了。
随着毕业的日子越来越近，心里越发有些不舍。
在这段美好的学校生活里，我严格遵守学校的各项规章制度，学习态度积极认真，兴趣爱好广泛，本人接受新事物能力强，工作积极，责任心强，在学校里我学会了很多很多。
通过跟同学老师亦师亦友的相处使自己变得开朗同时也学会了为人处事的道理；
通过积极参加学校班级组织的各种大型比赛活动学会了如何将个人融入到集体中去从而增加了自己的集体荣誉感；
通过对专业知识的学习及充分的实操训练，使我对本专业的理论知识有了一定的认识，而由理论联系到实践也使实际操作也有一定的水平。
在今后的日子里我一定会更努力的学习相关的专业知识，充实自己，将学到的老师传授的知识要点应用到实际操作中去。
同时要加强自己发现问题，解决问题的能力，以及更多的实际操作训练从而进一步提高自己的能力，努力完善自己以最好的状态去迎接今后的挑战。
专业知识：
数控编程、CAD、车工工艺、公差、工程材料、机械基础、机制工艺
英语水平：
具有一定的听说读写能力
电脑水平：
熟练掌握办公软件
社会实践：
曾任职：
获奖情况：
毕业走向：
升级会员 