轴类配合零件数控车削工艺分析及数控加工编程-曹海廷.pdf

轴类配合零件数控车削工艺分析

及数控加工编程

摘要：本文根据零件图看其形状复杂，在此我选择数控机床进行加工。针对

轴类配合零件，进行了工艺方案的分析，确定零件的加工步骤及装夹方案的确定，

根据毛坯的材质合理选择刀具，在此我选择了硬质合金90度车刀30度外圆车刀

切断刀60度内外螺纹刀镗孔刀等。从毛坯的材质所选刀具的硬度合理选择切削

用量，确定加工方案和加工工序，填写工艺卡，数控加工程序编制一系列问题的

论述。通过整个工艺的过程的制定，充分体现了数控设备在保证加工精度，加工

效率，简化工序等方面的优势。

关键词：工艺分析加工方案加工工序数控编程

一、概述

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，

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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。

2．数控技术发展趋势

（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

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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