苏州市职业大学机电工程系毕业设计说明书（论文）
从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看，数控系统正在向电气化、电子化、高速化、精密化等方面高速发展，其主要研究热点有以下几个方面：
①高精高速高效化速度 ②柔性化 ③多轴化 ④软硬件开放化 ⑤实时智能化
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。
1.2数控车削加工工艺分析的主要内容
①选择适合在数控机床上加工的零件，确定工序内容。
②分析被加工零件图样，明确加工内容及技术要求，在此基础上确定零件的加工方案，制定数控加工工艺路线，如工序的划分、加工顺序的安排、与传统加工工序的衔接等。
③设计数控加工工序。如工步的划分、零件的定位与夹具的选择、刀具的选择、切削用量的确定等。
④调整数控加工工序的程序。如对刀点、换刀点的选择、加工路线的确定、刀具的补偿。
⑤分配数控加工中的容差。 ⑥处理数控机床上部分工艺指令。
总之，数控加工工艺内容较多，有些与普通机床加工相似。
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2轴类零件的加工工艺设计
2.1轴类加工的内容及工艺分析
2.1 球头轴零件图
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2.1.1轴类零件加工的内容
数控车床与普通车床相比，具有加工精度高、加工零件的形状复杂、加工范围广等特点。但是数控车床价格较高，加工技术较复杂。球头轴零件可分为粗车、半精车和精车等阶段。一般分为：
①车削外圆。车削外圆是最常见、最基本的车削方法使用各种不同的车刀车削中小型零件外圆(包括车外回转槽)的方法。其中，左偏刀主要用于需要从左向右进给，车削右边有直角轴肩的外圆以及右偏刀无法车削的外圆。
②车削内圆。车削内圆(孔)是指用车削方法扩大工件的孔或加工空心工件的内表面。这也是常用的车削加工方法之一。常见的车孔方法在车削盲孔和台阶孔时，车刀要先纵向进给，当车到孔的根部时再横向进给，从外向中心进给车端面或台阶端面。
③车削平面。车削平面主要指的是车端平面(包括台阶端面)，常见的方法是用左偏刀车削平面，可采用较大背吃刀量，切削顺利，表面光洁，大、小平面
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均可车削使用90·左偏刀从外向中心进给车削平面，适用于加工尺寸较小的平面或一般的台阶端面用90·左偏刀从中心向外进给车削平面，适用于加工中心带孔的端面或一般的台阶端面使用右偏刀车削平面，刀头强度较高，适宜车削较大平面，尤其是铸锻件的大平面。
④车削锥面。锥面可分为内锥面和外锥面，可以分别视为内圆、外圆的一种特殊形式。内外锥面具有配合紧密、拆卸方便、多次拆卸后仍能保持准确对中的特点，广泛用于要求中准确和需要经常拆卸的配合件上。在普通车床上加工锥面的方法有小滑板转位法、尾座偏移法、靠模法和宽刀法等，小滑板转位法主要用于单件小批量生产，内外锥面的精度较低，长度较短(≤100mm)；尾座偏移法用于单件或成批生产轴类零件上较长的外锥面；靠模法用于成批和大量生产较长的内外锥面；宽刀法用于成批和大量生产较短(≤20mm)的内外锥面。
⑤车削螺纹。在普通车床上一般使用成形车刀来加工螺纹，加工普通螺纹、方牙螺纹梯形螺纹和模数螺纹时使用的成形车刀。
⑥车削台阶、槽。
选择数控加工内容时，可按下列顺序考虑： ①普通机床无法加工的内容应优先选择；
②普通机床难加工，质量难保证的内容应重点选择 ③普通机床加工效率低，手工操作劳动强度大的内容。
虽然数控车床加工范围广泛，但是因受其自身特点的制约，某些零件仍不适合在数控车床上加工。
2.1.2轴类零件加工的工艺分析
①粗加工：主要是下料，下料的要求是棒料的直径55㎜，长度是150㎜，并且要求下料长度的误差不能超过正负1㎜并在棒料两端钻中心孔，中心孔：A4/8.5，并且，要求中心应均匀一致，为下一步工序做准备。
②半精加工：半精车外圆，先粗车外圆然后，再半精车外圆，而其他的各尺寸以及跳动的要求都要符合图纸的要求。
③精加工：精车外圆，先半精车外圆,最后精车外圆，而其他的各尺寸以及跳动的要求都符合图纸的要求。
2.2轴类零件工艺路线的拟定
2.2.1工艺路线的确定
图2.2是加工工序及每个步骤的注释和注意事项。
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车基准面作为零件加工及编程的基准,对以后的加工很重要车削零件的最大外圆(加工此处时不必要全部都车车零件外圆削,因为根据分析零件图没有必要车削完,零件图中要求的尺寸只有22)车削 70圆柱,零件掉头装夹需要用卡盘夹住此车 70及台阶面处,因此这个加工步骤很重要.要注意此段加工步骤的尺寸,精度,表面质量等重要参数由于此次设计是在普通数控车床上进行,有写步骤掉头装夹必须进行手动操作,比如:用尾部顶尖,零件的掉头装夹等加工此段工件时要注意吃刀量的选择,此段工序有车 65台阶轴圆弧的存在要保证好加工质量和机器设备的安全车圆锥面加工此段工件时的注意事项要和上段工序一样,必须保证零件数据和表面质量的正确加工此段工件是为最后车罗纹做铺垫,其表面质量车 24圆柱要求不高但基本尺寸一定要保证正确加工此段工序事要保证后面圆球的加工余量所以车 20圆柱不能用大的车削速度车半圆球加工此段工序时要保证球面的表面质量及数据
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在程序编制中，编程人员必须充分掌握构成零件轮廓的几何要素参数及各几何要素间的关系。因为在自动编程时要对零件轮廓的所有几何元素进行定义，手工编程时要计算出每个节点的坐标，无论哪一点不明确或不确定，编程都无法进行。但由于零件设计人员在设计过程中考虑不周或被忽略，常常出现参数不全或不清楚，如圆弧与直线、圆弧与圆弧是相切还是相交或相离。所以在审查与分析图纸时，一定要仔细核算，发现问题及时与设计人员联系。
零件的外形最好采用统一的几何类型及尺寸，这样可以减少换刀次数，还可能应用控制程序或专用程序以缩短程序长度。零件的形状尽可能对称，便于利用数控机床的镜向加工功能来编程，以节省编程时间。 2.2.2辅助工序的安排
辅助工序一般包括去毛刺、清洗、上油、检验等。检验工序是主要的辅助工序，是合格证产品质量的重要措施，零件的每道工序加工完成之后，和零件全部加工完成之后都要进行检验工序。
2.3数控机床及其工艺设备的选择
2.3.1数控机床的选择
根据零件产量、加工要求选择生产设备（根据专业要求需要选择数控车床）。我们选择SIEMENS的SINUMERIK802S/C数控车床。
数控车床常用的功能指令有准备功能G、辅助功能M、刀具功能T、主轴转速功能S和进给功能F。由于车床种类不同，系统配置也各不相同。
表2.1 SIEMENS的SINUMERIK802S/C数控车系统的常用功能指令 功能 路径数据 绝对/增量尺寸 公制/英制尺寸 半径/直径尺寸 可编程零点偏置 可设定零点偏置 轴运动 快速直线运动 进给直线插补 进给圆弧插补 中间点的圆弧插补 定螺距螺纹加工 接近固定点 回参考点 进给率 准确停/连续路径加工 在准确停时的段转换 G0 G1 G2/G3 G5 G33 G75 G74 F G9，G60，G64 G601/G602 代码 G90，91 G71，G70 G22，G23 G158 G54～G57 G500，G53 主轴定位 特殊车床功能 恒速切削 圆弧倒角/直线倒角 刀具及刀具偏置 刀具 刀具偏置 刀具半径补偿选择 转角处加工 取消刀具半径补偿 辅助功能 SPOS G96/G97 CHF/RND T D G41，G42 G450，G451 G40 M 功能 暂停时间 程序结束 主轴运动 主轴速度 旋转方向 主轴速度限制 代码 G4 M02 S M03/M04 G25，G26 第 6 页 共23页