毕业设计---球头轴零件的加工工艺与编程

数控技术专业毕业设计说明书

设计题目球头轴零件的加工工艺与编程

摘要

世界制造业转移，这中国正在逐步成为世界加工厂。

美国，德国，韩国等国家已经进入工业化发展的高技术密集时代与微电子时代，钢铁，机械，化工等重工业正逐渐向发展中国家转移。我国目前经济发展已经过了发展初期，正处于重化工业发展中期。未来10年将是中国机械行业发展最佳时期。现代工业早已使用电脑数字化控制的机床进行作业了，数控机床可以按照技术人员事先编好的程序自动对任何产品和零部件直接进行加工了。这就是我们说的“数控加工”。数控加工广泛应用在所有机械加工的任何领域，更是模具加工的发展趋势和重要和必要的技术手段。本设计内容介绍了数控加工的特点，加工工艺分析以及数控编程的一般步骤。并通过一定的实例详细的介绍了数控加工工艺的分析方法。

关键词：数控；加工；工艺；编程

目录

1引言 (1)

1.1数控技术的发展 (1)

1.2数控车削加工工艺分析的主要内容 (2)

2球头轴零件的加工工艺设计 (3)

2.1加工的内容及工艺分析 (3)

2.1.1球头轴加工的内容 (3)

2.1.2球头轴加工的工艺分析 (4)

2.2球头轴零件工艺路线的拟定 (4)

2.2.1工艺路线的确定 (4)

2.2.2辅助工序的安排 (5)

2.3数控机床及其工艺设备的选择 (5)

2.3.1数控机床的选择 (5)

2.3.2检测量具的选择 (5)

2.4球头轴零件切削用量参数的确定 (6)

2.4.1确定主轴转速 (6)

2.4.2确定进给速度 (6)

2.4.3确定背吃刀量 (6)

2.5拟定数控加工工艺卡 (7)

2.6刀具的选择 (7)

2.6.1刀具 (7)

2.6.2确定对刀点与换刀点 (8)

3球头轴零件夹具的选用 (9)

3.1对球头轴零件夹具的基本要求 (9)

3.2工件装夹方法的选择 (9)

4球头轴零件数控加工的编程 (10)

4.1数控坐标系的确定 (11)

4.2走刀路线的确定 (11)

4.3程序编制 (12)

5结论 (16)

6参考文献 (17)

1引言

1.1数控技术的发展

数控（英文名字：Numerical Control 简称:NC）技术是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。数控一般是采用通用或专用计算机实现数字程序控制，因此数控也称为计算机数控(Computerized Numerical Control )，简称CNC，国外一般都称为CNC，很少再用NC这个概念了。它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和与机械能量流向有关的开关量。数控的产生依赖于数据载体和二进制形式数据运算的出现。1908年，穿孔的金属薄片互换式数据载体问世；19世纪末，以纸为数据载体并具有辅助功能的控制系统被发明；1938年，香农在美国麻省理工学院进行了数据快速运算和传输，奠定了现代计算机，包括计算机数字控制系统的基础。数控技术是与机床控制密切结合发展起来的。1952年，第一台数控机床问世，成为世界机械工业史上一件划时代的事件，推动了自动化的发展。现在，数控技术也叫计算机数控技术（CNC，Computerized Numerical Control），目前它是采用计算机实现数字程序控制的技术。这种技术用计算机按事先存贮的控制程序来执行对设备的运动轨迹和外设的操作时序逻辑控制功能。由于采用计算机替代原先用硬件逻辑电路组成的数控装置，使输入操作指令的存贮、处理、运算、逻辑判断等各种控制机能的实现，均可通过计算机软件来完成，处理生成的微观指令传送给伺服驱动装置驱动电机或液压执行元件带动设备运行。

数控加工技术是什么呢？简单的说就是利用数字化控制系统在加工机床上完成整个零件的加工。而且和传统的机械加工手段相比数控加工技术具有什么样的优点。

传统的机械加工都是用手工操作普通机床作业的，加工时用手摇动机械刀具切削金属，靠眼睛用卡尺等工具测量产品的精度的。现代工业早已使用电脑数字化控制的机床进行作业了，数控机床可以按照技术人员事先编好的程序自动对任何产品和零部件直接进行加工了。这就是我们说的“数控加工”。数控加工广泛应用在所有机械加工的任何领域，更是模具加工的发展趋势和重要和必要的技术手段。

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。

2球头轴零件的加工工艺设计

2.1球头轴加工的内容及工艺分析

球头轴车削加工如图2.1所示

2.1 球头轴零件图

2.1.1球头轴加工的内容

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。