数控加工工艺论文精品(七篇)
时间：2022-06-06 18:58:04
序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇数控加工工艺论文范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。
篇(1)
一、问题的提出
数控车削加工主要包括工艺分析、程序编制、装刀、装工件、对刀、粗加工、半精加工、精加工。而数控车削的工艺分析是数控车削加工顺利完成的保障。
数控车削加工工艺是采用数控车床加工零件时所运用的方法和技术手段的总和。其主要内容包括以下几个方面：
(一)选择并确定零件的数控车削加工内容；(二)对零件图纸进行数控车削加工工艺分析；(三)工具、夹具的选择和调整设计；(四)切削用量选择；(五)工序、工步的设计；(六)加工轨迹的计算和优化；(七)编制数控加工工艺技术文件。
笔者观察了很多数控车的技术工人，阅读了不少关于数控车削加工工艺的文章，发现大部分的使用者采用选择并确定零件的数控车削加工内容、零件图分析、夹具和刀具的选择、切削用量选择、划分工序及拟定加工顺序、加工轨迹的计算和优化、编制数控加工工艺技术文件的顺序来进行工艺分析。
但是笔者分析了上述的顺序之后，发现有点不妥。因为整个零件的工序、工步的设计是工艺分析这一环节中最重要的一部分内容。工序、工步的设计直接关系到能否加工出符合零件形位公差要求的零件。工序、工步的设计不合理将直接导致零件的形位公差达不到要求。换言之就是工序、工步的设计不合理直接导致产生次品。
二、分析问题
目前，数控车床的使用者的操作水平非常高，并且能够独立解决很多操作上的难题，但是他们的理论水平不是很高，这是造成工艺分析顺序不合理的主要原因。
造成工艺分析顺序不合理的另一个原因是企业的工量具设备不足。
三、解决问题
其实分析了工艺分析顺序不合理的现象和原因之后，解决问题就非常容易了。需要做的工作只要将对零件的分析顺序稍做调整就可以。
笔者认为合理的工艺分析步骤应该是：
(一)选择并确定零件的数控车削加工内容；(二)对零件图纸进行数控车削加工工艺分析；(三)工序、工步的设计；(四)工具、夹具的选择和调整设计；(五)切削用量选择；
(六)加工轨迹的计算和优化；(七)编制数控加工工艺技术文件。
本文主要对二、三、四、五三个步骤进行详细的阐述。
(一)零件图分析
零件图分析是制定数控车削工艺的首要任务。主要进行尺寸标注方法分析、轮廓几何要素分析以及精度和技术要求分析。此外还应分析零件结构和加工要求的合理性，选择工艺基准。
1.选择基准
零件图上的尺寸标注方法应适应数控车床的加工特点，以同一基准标注尺寸或直接给出坐标尺寸。这种标注方法既便于编程，又有利于设计基准、工艺基准、测量基准和编程原点的统一。
2.节点坐标计算
在手工编程时，要计算每个节点坐标。在自动编程时要对零件轮廓的所有几何元素进行定义。
3.精度和技术要求分析
对被加工零件的精度和技术进行分析，是零件工艺性分析的重要内容，只有在分析零件尺寸精度和表面粗糙度的基础上，才能正确合理地选择加工方法、装夹方式、刀具及切削用量等。
(二)工序、工步的设计
1.工序划分的原则
在数控车床上加工零件，常用的工序的划分原则有两种。
(1)保持精度原则。工序一般要求尽可能地集中，粗、精加工通常会在一次装夹中全部完成。为减少热变形和切削力变形对工件的形状、位置精度、尺寸精度和表面粗糙度的影响，则应将粗、精加工分开进行。
(2)提高生产效率原则。为减少换刀次数，节省换刀时间，提高生产效率，应将需要用同一把刀加工的加工部位都完成后，再换另一把刀来加工其他部位，同时应尽量减少空行程。
2.确定加工顺序
制定加工顺序一般遵循下列原则：
(1)先粗后精。按照粗车半精车精车的顺序进行，逐步提高加工精度。
(2)先近后远。离对刀点近的部位先加工，离对刀点远的部位后加工，以便缩短刀具移动距离，减少空行程时间。此外，先近后远车削还有利于保持坯件或半成品的刚性，改善其切削条件。
(3)内外交叉。对既有内表面又有外表面需加工的零件，应先进行内外表面的粗加工，后进行内外表面的精加工。
(4)基面先行。用作精基准的表面应优先加工出来，定位基准的表面越精确，装夹误差越小。
(三)夹具和刀具的选择
1.工件的装夹与定位
数控车削加工中尽可能做到一次装夹后能加工出全部或大部分代加工表面，尽量减少装夹次数，以提高加工效率、保证加工精度。对于轴类零件，通常以零件自身的外圆柱面作定位基准；对于套类零件，则以内孔为定位基准。数控车床夹具除了使用通用的三爪自动定心卡盘、四爪卡盘、液压、电动及气动夹具外，还有多种通用性较好的专用夹具。实际操作时应合理选择。
2.刀具选择
刀具的使用寿命除与刀具材料相关外，还与刀具的直径有很大的关系。刀具直径越大，能承受的切削用量也越大。所以在零件形状允许的情况下，采用尽可能大的刀具直径是延长刀具寿命，提高生产率的有效措施。数控车削常用的刀具一般分为3类。即尖形车刀、圆弧形车刀和成型车刀。
(四)切削用量选择
数控车削加工中的切削用量包括背吃刀量ap、主轴转速S(或切削速度υ)及进给速度F(或进给量f)。
切削用量的选择原则，合理选用切削用量对提高数控车床的加工质量至关重要。确定数控车床的切削用量时一定要根据机床说明书中规定的要求，以及刀具的耐用度去选择，也可结合实际经验采用类比法来确定。一般的选择原则是：粗车时，首先考虑在机床刚度允许的情况下选择尽可能大的背吃刀量ap；其次选择较大的进给量f；最后再根据刀具允许的寿命确定一个合适的切削速度υ。增大背吃刀量可减少走刀次数，提高加工效率，增大进给量有利于断屑。精车时，应着重考虑如何保证加工质量，并在此基础上尽量提高加工效率，因此宜选用较小的背吃刀量和进给量，尽可能地提高加工速度。主轴转速S(r/min)可根据切削速度υ(mm/min)由公式S=υ1000/πD(D为工件或刀/具直径mm)计算得出，也可以查表或根据实践经验确定。
三、结语
数控机床作为一种高效率的设备，欲充分发挥其高性能、高精度和高自动化的特点，除了必须掌握机床的性能、特点及操作方法外，还应在编程前进行详细的工艺分析和确定合理的加工工艺，以得到最优的加工方案。
参考文献
篇(2)
摘要：在油壶模具的设计与制造中应用CAD/CAM集成技术，有利于缩短油壶生产周期。本文针对油壶模具在微机上实现基于Pro/ENGINEER的CAD和MasterCAM的自动编程进行研究。首先，在简要论述模具设计的基础上，重点阐述了油壶、油壶模具的3维参数化特征建模以及油壶模具2维工程图的建立；其次，利用MasterCAM对油壶模具的数控自动编程进行了全面论述，包括油壶模具加工边界的建立、加工方法和数控编程方法的选择、刀具的选择、油壶模具数控加工工艺分析及处理、数控自动编程中的刀位验证和后置处理。
关键词：CAD/CAM；Pro/ENGINEER；参数化；数控加工工艺；后置处理
The CAD/CAM For Plastic Moulds of Oil Can On Industrial
Abstract: The CAD/CAM integrated technology apply in the oil can mould design and manufacture helps shorten oil can production cycle. This article carry out research on the oil can mold which can come true Pro/ENGINEER CAD and the automatic programming conducts of MasterCAM with the microcomputer. First, in briefly elaborates in the foundation which the mold designed, the key point elaborates the oil can, the oil can mold 3D parameterization characteristic modelling as well as the oil can mold two-dimensional schedule drawing; Secondly, carries on the comprehensive elaboration using MasterCAM to the oil can mold numerical control automatic programming, including The oil can mold processes the boundary the establishment, the processing method and the numerical control programming method choice, the cutting tool choice, in the oil can mold numerical control processing craft analysis and processing, the numerical control automatic programming knife position confirmation and the post-processing.
篇(3)
【论文摘要】：文章介绍了切削用量的三要素，并对数控机床加工时切削用量的合理选择进行了详细阐述，为数控机床编程与操作人员提供参考。
切削用量是表示机床主运动和进给运动大小的重要参数。切削用量的确定是数控加工工艺中的重要内容， 切削用量的大小对加工效率、加工质量、刀具磨损和加工成本均有显著影响。现在，随着CAD/CAM技术的发展，许多CAD/CAM软件都提供自动编程功能，这些软件一般是在编程界面中提示工艺规划的有关问题，比如：刀具选择、加工路径规划、切削用量设定等，编程人员只要设置了有关的参数，就可以自动生成NC程序并传输至数控机床完成加工。因此，数控加工中切削用量的确定是在人机交互状态下完成的，这与普通机床加工形成鲜明的对比，同时也要求编程人员必须掌握切削用量确定的基本原则，在编程时充分考虑数控加工的特点来合理的选择切削用量。文章对数控编程中必须面对切削用量的确定问题进行了探讨，给出了若干原则和建议，且对应该注意的问题进行了讨论。
1. 数控加工中切削用量的选择原则
切削用量包括切削速度( 主轴转速) 、背吃刀量、进给量，通常称为切削用量三要素。数控加工中选择切削用量，就是在保证加工质量和刀具耐用度的前提下，充分发挥机床性能和刀具切削性能，使切削效率最高，加工成本最低。粗、精加工时切削用量的选择原则如下。
粗加工时，一般以提高生产效率为主，但也应考虑经济性和加工成本。切削用量的选择原则首先选取尽可能大的背吃刀量；其次要根据机床动力和刚性的限制条件等，选取尽可能大的进给量；最后根据刀具耐用度确定最佳的切削速度。
半精加工和精加工时， 应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本。 切削用量的选择原则首先根据粗加工后的余量确定背吃刀量；其次根据已加工表面的粗糙度要求，选取较小的进给量；最后在保证刀具耐用度的前提下，尽可能选取较高的切削速度。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册，并结合实践经验而定。
(1) 背吃刀量ap(mm)的选择
背吃刀量ap根据加工余量和工艺系统的刚度确定。在机床、工件和刀具刚度允许的情况下，ap就等于加工余量， 这是提高生产率的一个有效措施。为了保证零件的加工精度和表面粗糙度，一般应留一定的余量进行精加工。数控机床的精加工余量可略小于普通机床。具体选择如下：
粗加工时，在留下精加工、半精加工的余量后，尽可能一次走刀将剩下的余量切除；若工艺系统刚性不足或余量过大不能一次切除，也应按先多后少的不等余量法加工。第一刀的ap应尽可能大些，使刀口在里层切削，避免工件表面不平及有硬皮的铸锻件。
当冲击载荷较大（如断续表面）或工艺系统刚度较差（如细长轴、镗刀杆、机床陈旧）时，可适当降低ap，使切削力减小。
精加工时，ap应根据粗加工留下的余量确定，采用逐渐降低ap的方法，逐步提高加工精度和表面质量。一般精加工时，取ap=0.05～0.8mm；半精加工时，取ap=1.0～3.0mm。
(2) 切削宽度L（mm）
一般L与刀具直径d成正比，与切削深度成反比。在数控加工中，一般L的取值范围为: L=(0.6～0.9)d。
(3) 进给量(进给速度)f(mm/min或mm/r)的选择
进给量( 进给速度)是数控机床切削用量中的重要参数，根据零件的表面粗糙度、加工精度要求、刀具及工件材料等因素，参考切削用量手册选取。对于多齿刀具， 其进给速度vf、刀具转速n、刀具齿数Z 及每齿进给量fz的关系为: Vf=fn=fzzn。
粗加工时， 由于对工件表面质量没有太高的要求， f主要受刀杆、刀片、机床、工件等的强度和刚度所承受的切削力限制，一般根据刚度来选择。工艺系统刚度好时，可用大些的f；反之，适当降低f。
精加工、半精加工时，f应根据工件的表面粗糙度Ra要求选择。Ra要求小的，取较小的f，但又不能过小，因为f过小，切削厚度hD过薄，Ra反而增大，且刀具磨损加剧。刀具的副偏角愈大，刀尖圆弧半径愈大，则f可选较大值。一般，精铣时可取20～25mm/min， 精车时可取0.10～0.20mm/r。还应注意零件加工中的某些特殊因素。比如在轮廓加工中，选择进给量时，应考虑轮廓拐角处的超程问题。特别是在拐角较大、进给速度较高时，应在接近拐角处适当降低进给速度，在拐角后逐渐升速，以保证加工精度。
(4) 切削速度Vc（m/min）的选择
根据已经选定的背吃刀量、进给量及刀具耐用度选择切削速度。可用经验公式计算，也可根据生产实践经验在机床说明书允许的切削速度范围内查表选取或者参考有关切削用量手册选用。在选择切削速度时，还应考虑：应尽量避开积屑瘤产生的区域；断续切削时，为减小冲击和热应力，要适当降低切削速度；在易发生振动的情况下，切削速度应避开自激振动的临界速度；加工大件、细长件和薄壁工件时， 应选用较低的切削速度；加工带外皮的工件时，应适当降低切削速度；工艺系统刚性差的，应减小切削速度。
(5) 主轴转速n(r/min)
主轴转速一般根据切削速度VC来选定。
计算公式为: n=1000VC/πD
式中，D为工件或刀具直径（mm）。
数控机床的控制面板上一般备有主轴转速修调(倍率)开关，可在加工过程中对主轴转速进行整倍数调整。
2. 结论
随着数控机床在生产实际中的广泛应用，数控编程已经成为数控加工中的关键问题之一。在数控加工程序的编制过程中，要在人机交互状态下合理的确定切削用量。因此，编程人员必须熟悉数控加工中切削用量的确定原则，结合现场的生产状况，选择出合理的切削用量，从而保证零件的加工质量和加工效率，充分发挥数控机床的优点，提高企业的经济效益和生产水平。
参考文献
[1] 赵长旭. 数控加工工艺. 西安：西安电子科技大学出版社，2006.1（2007.9重印）.
[2] 刘万菊. 数控加工工艺及编程. 北京:机械工业出版社，2006.10.
篇(4)
关键词分层教学；数控技术；毕业设计；实施
1高职数控技术专业毕业设计环节分层教学的必要性
1.1学生生源层次不一
目前陕西省高职院校的生源组成有：普高生、中职生、三校生、初中毕业生（五年制）；且录取形式多样化，有高考录取、单独招生考试录取、报道注册录取、中考录取等。这就造成了目前高职院校的学生生源参差不齐，学习状态多样化，学习成绩差距大；然而在专业人才培养方案制定的过程中，培养目标却是统一的，尤其在专业综合训练环节，如何通过毕业设计论文环节来检验高职培养目标带来了极大的难度。
1.2毕业设计选题单一，偏离培养目标
通过近五年我院数控技术专业毕业设计执行情况统计，目前数控技术专业的毕业设计依然是以毕业设计论文形式进行，这种模式已经不符合当前高职教育培养的对象以及培养目标的要求。我院数控技术专业毕业设计内容包括：零件图绘制、零件图分析，毛坯选择、毛坯图绘制，机械加工工艺路线确定，工序尺寸及公差确定，数控加工工艺装备（设备、刀具、夹具、量具）的选用，切削用量及工时定额确定，工艺文件的制订，编程。完成设计内容之后，进行毕业设计说明书、工艺文件、答辩PPT等资料的编制整理，然后答辩。统一的毕业设计模式及要求，无法满足多岗位、多形式、“零距离”就业的需求。
1.3受提前就业影响，毕业设计辅导监控难、质量差
伴随着高职就业压力的增大，就业时间越来越早，高职毕业生基本上在大三一开学就投入到应聘热潮，一旦学生签约，大部分学生将面临立即上岗的要求，往往在就业与毕业设计环节的取舍上，高职院校基本都是以就业作为首选。这样一来，毕业生只能将老师布置的设计题目带走，到企业去，边工作边搞设计。进入企业，毕业设计的辅导监控就落空，从而造成了毕业设计质量差，答辩各环节成绩低，甚至有的同学毕业设计资料无法达到要求，不能顺利进行答辩，这样给毕业生综合实践环节的成绩评定带来诸多不便，现在就业与毕业设计之间的矛盾越发凸显。
1.4毕业设计与顶岗实习脱节
毕业设计是高职毕业生的最后一个专业综合实践环节，目前高职毕业设计的形式受到其内容的制约，基本上都是由指导教师给出毕业设计的题目，学生在老师的指导下，在校内完成毕业设计并进行答辩。在人才培养方案制定的过程，毕业设计完成之后，再进行顶岗实习环节。数控技术专业的顶岗实习主要是进入毕业生就业单位实习，随着学生就业的普遍提前，大部分学生在大三第一学期就已经签订就业协议，随后即进入企业进行顶岗实习，提前就业影响了毕业设计环节的进行，同时学生进入企业顶岗实习，没有时间、也没有精力再完成毕业设计环节的任务。
1.5毕业设计环节分层教学迫在眉睫
如何解决高职学生生源层次多样化，毕业设计论文模式偏离培养目标，毕业设计辅导监控难、质量差，毕业设计与顶岗实习脱节等现实问题，我院通过多方调查研究，成立课题组，探索出分层次教学，数控技术专业毕业设计可以进行毕业论文设计、试件加工、CAD/CAM设计、顶岗实习报告等多种模式的学习方法。多种模式多种题目，既满足在校生完成毕业论文要求，又满足顶岗实习学生，专业综合实践与就业相结合，解决就业与设计矛盾。在校生也可根据个人学习情况选择是做论文，还是做CAD/CAM设计，或者做试件加工，从而提升不同层次学生在毕业设计环节的设计质量，指导老师根据不同层次学生针对性的指导，学生专业综合实践效果更好，解决了种种矛盾。
2数控技术专业毕业设计分层教学实施的保障条件
分层次教学极大地解决了目前高职数控技术专业毕业设计存在的主要问题，但是要满足不同层次学生进行不同模式毕业设计需要一定的保障条件，我院在该项目实施过程中，各界领导给予了大力支持，各部门分工协作，为分层教学的实施提供了条件。
2.1设计室
对于学习成绩较好、进行毕业论文设计的同学，数控学院提供了足够容纳设计学生的设计室。设计室配备桌、椅、绘图板、丁字尺等必要的设计工具，以及设计用的机械加工工艺手册、零件设计手册、公差手册、夹具手册、刀具手册、量具手册等设计资料，为设计的顺利进行提供条件。
2.2CAD/CAM实训室
对于软件应用水平高、进行CAD/CAM设计的同学，数控学院提供了CAD/CAM实训室。该实训室有高配置电脑100台，能快速流畅运行UG、Pro/e等三维造型软件及仿真加工软件，为造型仿真加工提供条件。
2.3数控实训基地
对于理论学习成绩一般、动手能力强的同学，毕业设计环节重点训练其一项专业核心技能，数控学院提供数控实训基地对毕业设计学生开放。我院数控实训基地目前有CAK6136数控车床10台、CL-20A全功能车2台、XD-40数控铣床10台、1055VMC加工中心6台、CTM450电火花2台、DMWG320T6线切割4台，这些设备在课余时间全部对毕业生开放，保证试件加工同学进行技能训练及毕业设计产品制作。
2.4顶岗实习企业
对于因就业参加工作，或进行顶岗实习无法顺利进行毕业设计环节的学生，学院积极联系顶岗实习单位，为学生创造便利条件，通过企业给定题目或者完成顶岗实习报告的形式进行毕业设计。数控技术专业目前拥有校企合作工作站1个、校企合作单位20余家，先后与西安嘉业航空科技有限公司签订校企合作工作站协议，与西安华元机械有限公司、宝鸡秦川机床发展集团、西北工业集团、西光集团、西安东风仪表厂、陕飞集团等企业签订校企合作协议，为学生进入企业进行顶岗实习提供保障，同时这些企业对进入企业实习的学生，都安排专门的技术人员进行工作和设计指导，保证了学生学业的顺利完成，同时能尽快完成从学生到技术人员的工作角色转变。
2.5师资条件
分层次教学，除了必备的硬件条件以外，师资队伍也是最重要的保障之一，根据学院教学管理规定要求，参与毕业设计指导的教师必须是讲师以上职称。数控教研室目前拥有专兼职教师33人，其中高级职称17人，中级职称14人，为分层次教学提供了必备条件。2015届毕业设计指导过程中，各个环节有专门教师负责指导，参与毕业论文指导教师10人，其中副教授以上7人，讲师3人；参与CAD/CAM设计指导教师8人，其中副教授以上5人，讲师3人；参与数控加工设计指导教师8人，其中高级技师5人，技师3人；参与顶岗实习联系指导教师5人，均为讲师。
2.6制度保障
在分层次教学实施过程中，严格按照教务处、实践教学管理处、质量监控中心、数控学院各级部分的规章制度执行实施。教务处、实践教学管理处联合下发的毕业设计管理规定，明确了毕业设计目标、任务、内容、效果、指导教师要求等内容，实践教学管理处定期对毕业设计执行情况进行检查，每年度进行评比；质量控制中心则按周、按月进行检查反馈，起到很好的督促作用；数控学院不定期进行检查指导。各部门协调合作，保障了毕业设计环节的顺利进行。
3数控技术专业毕业设计分层教学实施过程
2015届数控技术专业毕业设计环节，共有160名学生，参与指导教师31人，通过项目组成员共同努力，形成了一套分层次教学模式。
3.1毕业设计题目审核
参与数控技术专业毕业设计指导的教师进行选题表填写，选取毕业设计题目。要求设计题目要符合分层教学要求，突出专项技能特点，设计题目要有新颖性，能调动学生设计兴趣。
3.2专业指导委员会审核、公布选题
对教师所申报的题目，教研室组织专业指导委员会审核，通过并在院部备案。选题不合适的，将退回重新选题。并且将通过选题、指导教师名单在第一时间公布给学生，学生可以根据个人特长提前考虑设计方向。
3.3学生选题，院部审核
通过专业指导委员会审核的设计题目、指导教师，以及教师指导人数，将通过学院公共平台，向数控技术专业毕业生公布，学生可以根据个人的学习情况、就业情况，以及兴趣爱好选择题目，选择指导教师，完成后交院部审核。院部学籍管理员与教研室共同对选题学生进行成绩分析，进行综合评价。选择进行论文设计的学生，要求学生综合知识丰富、机械基础课及专业核心课成绩优良；进行CAD/CAM设计的学生，要求至少有一门软件应用课程优秀，能熟练进行三维设计及二维设计，有解决复杂曲面设计加工的能力；数控加工的学生，对理论课知识要求低，重在实践技能的锻炼；需提前就业的学生选择顶岗实习报告，进企业联系企业指导教师，完成企业设计任务。根据审核结果，通过的进入实施阶段，不通过的则需要教师指导重新选题。
3.4毕业设计实施
进入实施环节后，各指导教师要严格按照学院各项规章制度的要求，分别在不同的设计环节进行指导。论文设计指导教师在设计室进行7周各阶段的设计指导，完成论文资料、工艺规程文件；试件加工的学生，则在数控实训基地，由指导教师进行工艺方案确定、加工指导，完成试件的加工，并保证各项加工精度要求；CAD/CAM设计环节，学生有指导教师在CAD/CAM实训室进行产品设计、造型、仿真加工等，最后形成动画、视频等影像资料；顶岗实习学生在校企双导师指导下，完成企业题目或者顶岗实习报告。
3.5设计资料整理、答辩
各环节主要设计任务完成后，要求学生按照数控技术专业毕业设计资料要求，完成对应的论文、加工件、CAD/CAM动画视频、顶岗实习报告、答辩PPT等资料的整理。所有资料必须按照规范要求，完成设计内容，待指导教师审核签字后，进行答辩。数控技术专业毕业设计答辩，由专业指导委员会统一组织实施，邀请企业专家、校内外专家共同参与，保证答辩的公平、公正。
3.6成绩评定
数控技术专业，分层次教学后，毕业设计环节成绩由三部分组成：毕业设计过程占40%，设计资料占30%，答辩成绩30%，重点突出毕业论文、数控加工、CAD/CAM造型、顶岗实习的过程训练，从而提升毕业设计质量，调动设计的积极性、参与性。
4分层教学取得成效
4.1分层教学培养了不同层次、有特长的人才
将不同层次的学生采用单一的模式进行毕业设计这种旧的模式，变为根据不同层次进行多种模式的学习，这种状态的转变，有利于发挥学生特点培养专项技能，更符合人才培养目标，有利于培养有特长的专业技术技能人才。
4.2监控组织更到位、设计质量显著提升
分层次教学避免了一刀切，离校难监控，毕业设计质量差的现状。通过分层教学，管理部分及企业专家一致认为，学生设计质量显著提高，加工技能得到锻炼，造型能力得到提升，促成百花齐放的局面的出现。
4.3缓解就业与设计冲突，毕业生受到顶岗实习单位青睐
提前就业进入企业的学生，通过企业题目或者顶岗实习报告的形式进行毕业设计，减轻了学生的学习压力，在工作中总结、学习，能更快地融入企业、融入岗位，改观了以往设计内容与工作内容不符，失去综合训练意义的尴尬。通过改革，进入企业顶岗实习的学生，通过这种企业安排设计、指导设计，协调了校企关系，同时缩短学生培训时间，受到单位的青睐。
5思考与瞻望
学生生源多元化、学习状态参差不齐是高职学生的现状，如何解决这种复杂状况下学生的培养，越来越值得职教人深思。虽然我院数控技术专业在毕业设计环节采用了分层次教学模式，但是在公共基础课、专业课程的教学过程中仍然是以大班集体授课，如何调动各层次学生的学习积极性，培养符合社会需求的高素质技术技能人才需要我们继续探索和研究。
参考文献
[1]潘冬.高职数控技术专业毕业设计现状分析及对策[J].亚太教育,2015(27):140.
篇(5)
论文摘要：本文系统介绍了数控高速切削加工的基础理论及发展过程,分析了高速加工的优点和应用领域，总结了发展数控高速切削加工需要的关键技术和研究方向。
数控高速切削技术(high speed machining,hsm，或high speed cutting,hsc)，是提高加工效率和加工质量的先进制造技术之一，相关技术的研究已成为国内外先进制造技术领域重要的研究方向。我国是制造大国，在世界产业转移中要尽量接受前端而不是后端的转移，即要掌握先进制造核心技术，否则在新一轮国际产业结构调整中，我国制造业将进一步落后。研究先进技术的理论和应用迫在眉睫。
1、数控高速切削加工的含义
高速切削理论由德国物理学家carl.j.salomon在上世纪三十年代初提出的。他通过大量的实验研究得出结论：在正常的切削速度范围内，切削速度如果提高，会导致切削温度上升，从而加剧了切削刀具的磨损；然而，当切削速度提高到某一定值后，只要超过这个拐点，随着切削速度提高，切削温度就不会升高，反而会下降，因此只要切削速度足够高，就可以很好的解决切削温度过高而造成刀具磨损不利于切削的问题，获得良好的加工效益。
随着制造工业的发展，这一理论逐渐被重视，并吸引了众多研究目光，在此理论基础上逐渐形成了数控高速切削技术研究领域，数控高速切削加工技术在发达国家的研究相对较早，经历了理论基础研究、应用基础研究以及应用研究和发展应用，目前已经在一些领域进入实质应用阶段。
关于高速切削加工的范畴，一般有以下几种划分方法，一种是以切削速度来看，认为切削速度超过常规切削速度5－10倍即为高速切削。也有学者以主轴的转速作为界定高速加工的标准，认为主轴转速高于8000r/min即为高速加工。还有从机床主轴设计的角度，以主轴直径和主轴转速的乘积dn定义，如果dn值达到（5～2000）×105mm.r/min，则认为是高速加工。生产实践中，加工方法不同、材料不同，高速切削速度也相应不同。一般认为车削速度达到（700～7000）m/min，铣削的速度达到（300～6000）m/min，即认为是高速切削。
另外，从生产实际考虑，高速切削加工概念不仅包含着切削过程的高速，还包含工艺过程的集成和优化，是一个可由此获得良好经济效益的高速度的切削加工，是技术和效益的统一。
高速切削技术是在机床结构及材料、机床设计、制造技术、高速主轴系统、快速进给系统、高性能cnc系统、高性能刀夹系统、高性能刀具材料及刀具设计制造技术、高效高精度测量测试技术、高速切削机理、高速切削工艺等诸多相关硬件和软件技术均得到充分发展基础之上综合而成的。因此，高速切削技术是一个复杂的系统工程，是一个随相关技术发展而不断发展的概念。
2、数控高速切削加工的优越性
由于切削速度的大幅度提高，高速切削加工技术不仅提高了切削加工的生产率，和常规切削相比还具有一些明显的优越性：第一、切削力小：在高速铣削加工中,采用小切削量、高切削速度的切削形式,使切削力比常规切削降低30％以上，尤其是主轴轴承、刀具、工件受到的径向切削力大幅度减少。既减轻刀具磨损，又有效控制了加工系统的振动，有利于提高加工精度。第二、材料切除率高:采用高速切削，切削速度和进给速度都大幅度提高，相同时间内的材料切除率也相应大大提高。从而大大提高了加工效率。第三、工件热变形小:在高速切削时，大部分的切削热来不及传给工件就被高速流出的切屑带走，因此加工表面的受热时间短，不会由于温升导致热变形，有利于提高表面精度，加工表面的物理力学性能也比普通加工方法要好。第四、加工精度高:高速切削通常进给量也比较小，使加工表面的粗糙度大大降低，同时由于切削力小于常规切削，加工系统的振动降低，加工过程更平稳，因此能获得良好的表明质量，可实现高精度、低粗糙度加工。第五、绿色环保：高速切削时，工件的加工时间缩短，能源和设备的利用率提高了，加工效率高，加工能耗低，同时由于高速切削可以实现干式切削，减少甚至不用切削液，减少污染和能耗。
3、数控高速切削技术的应用领域研究
鉴于以上所述高速切削加工的特点，使该技术在传统加工薄弱的领域有着巨大应用潜力。首先，对于薄壁类零件和细长的工件，采用高速切削，切削力显著降低，热量被切屑带走，可以很好的弥补采用传统方法时由于切削力和切削热的影响而造成其变形的问题，大大提高了加工质量。其次，由于切削抗力小，刀具磨损减缓，高锰钢、淬硬钢、奥氏体不锈钢、复合材料、耐磨铸铁等用传统方法难以加工的材料，可以研究采用数控高速切削技术来加工。另外，在汽车、模具、航天航空等制造领域, 一些整体构件需要比较大的材料切除率，由于数控高速切削的进给速度可随切削速度的提高而相应提高, 使得单位时间内的材料切除率大大提高，因而在模具制造、汽车制造、航空航天制造中，数控高速切削技术的应用将产生巨大的经济效益。第四，由于高速切削时，加工过程平稳、振动小，与常规切削相比, 高速切削可显著提高加工精度1～2级,完全可以取消后续的光整加工, 同时，采用数控高速切削技术, 能够在一台机床上实现对复杂整体结构件同时进行粗、精加工,减少了转工序中可能的定位误差, 因而也有利于提高工件的加工精度。因此, 高速切削技术在精密制造中有着广阔的应用前景。如某企业加工的铝质模具，模具型腔长达1500mm，要求尺寸精度误差±0.05mm，表面粗糙度ra0.8μm，原先的制造工艺为：粗刨—半精刨—精刨—手工铲刮—手工抛光，制造周期要60小时。采用高速铣床加工后，经过半精加工和精加工，加工周期仅需6小时，不仅效率提高，而且模具质量也大大提高。
4、实现数控高速切削加工的关键技术研究
数控高速切削加工是一个复杂的系统工程，涉及到切削机理、切削机床、刀具、切削过程监控及加工工艺等诸多相关的硬件与软件技术，数控高速切削技术的实施和发展，依赖于此系统中的各个组成要素的，这些实现数控高速切削技术离不开的关键技术，具体体现在以下方面：
1）高速切削机理：有关各种材料在高速加工条件下，切屑的形成机理，切削力、切削热的变化规律，刀具磨损规律及对加工表面质量的影响规律，对以上基础理论的实验和研究，将有利于促进高速切削工艺规范的确定和切削用量的选择，为具体零件和材料的加工工艺制定提供理论基础，属于原理技术。目前，黑色金属及难加工材料的高速切削工艺规范和切削用量的确定，是高速切削生产中的难点，也是高速切削加工领域研究的焦点。
2）高速切削机床技术模块：高速切削机床需要高速主轴系统、快速进给系统和高速cnc控制系统。高速加工要求主轴单元能够在很高的转速下工作，一般主轴转速10000 r/min以上，有的甚至高达60000－100000r/min，且保证良好动态和热态性能。其中关键部件是主轴轴承，它决定着高速主轴的寿命和负载容量，也是高速切削机床的核心部件之一，主轴结构的改进和性能的提高是高速机床的一项重要单元技术。另一项重要的单元技术是高速进给系统。随着机床主轴转速的提高，为保证刀具每齿或每转进给量不变，机床的进给速度和进给加速度也相应提高，同时空行程速度也要提高。因此，机床进给系统必须快速移动和快速准确定位，这显然对机床导轨、伺服系统、工作台结构等提出了新的更高要求，是制约高速机床技术的关键单元技术。
3）高速切削刀具技术模块：由机床、刀具和工件组成的高速切削加工工艺系统中，刀具是最活跃的因素。切削刀具是保证高速切削加工顺利进行的最关键技术之一。随着切削速度的大幅度提高，对切削刀具材料、刀具几何参数、刀体结构等都提出了不同于传统速度切削时的要求，高速切削刀具材料和刀具制造技术都发生了巨大的变化，高速切削加工时，要保证高的生产率和加工精度，更要保证安全可靠。因此，高速切削加工的刀具系统必须满足具有良好的几何精度和高的装夹重复定位精度，装夹刚度，高速运转时良好的平衡状态和安全可靠。尽可能减轻刀体质量，以减轻高速旋转时所受到的离心力，满足高速切削的安全性要求，改进刀具的夹紧方式。刀具系统的技术研究和发展是数控高速切削加工的关键任务之一。
4）数控高速切削工艺：高速切削作为一种新的切削方式，要应用于实际生产，缺乏可供参考的应用实例，更没有实用的切削用量和加工参数数据库，高速加工的工艺参数优化是当前制约其应用的关键技术之一。另外，高速切削的零件nc程序要求必须保证在整个切削过程中载荷稳定，但是现在使用的多数cnc软件中的自动编程功能都还不能满足这一的要求，需要由人工编程加以补充和优化，这在一定程度上降低了高速切削的价值，必须研究采用一种全新的编程方式，使切削数据适合高速主轴的功率特性曲线，充分发挥数控高速切削的优势。
高速切削加工技术的发展和应用有赖于以上原理方面、机床、刀具、工艺等各项关键单元技术的发展和综合。
5、高速切削技术应用方面研究状况和发展趋势
由于高速切削在提高生产效益方面具有巨大潜力，早己成为美、日、德等国竞相研究的重要技术领域。美国日本等国早在60年代初，就开始了超高速切削机理的研究。上世纪70年代，美国已经研制出最高转速达20000r/min 的高速铣床。如今，欧美等发达国家生产的不同规格的各种超高速机床已经商业化生产并进入市场，在飞机、汽车及模具制造行业实际应用。例如，在美国波音公司等飞机制造企业，已经采用数控高速切削加工技术超高速铣削铝合金、钛合金等整体薄壁结构件和波导管、挠性陀螺框架等普通方法难加工的零件。近年来，美、欧、日等国对新一代数控机床、高速加工中心、高速工具系统的研究和产业化进程进一步加快，高性能的电主轴技术及其产品的专业化生产步伐加大；高性能的刀具系统技术也进展迅速；直线电机技术应用于高速进给系统。
我国在研究和开发高速切削技术方面，许多高校和研究所作了努力和探索，包括切削机理、刀具材料、主轴轴承、等方面，也取得了相当大的成就。 然而，与国外工业发达国家相比，仍存在着较大的差距，基本上还处在实验室的研究阶段。为适应社会经济发展需要，满足航空航天、汽车、模具等各行业的制造需求，数控高速切削技术应用研究任重道远。
目前，针对高速切削技术的研究已从实验阶段转向应用阶段。在应用方面的研究包括两个层面：一是高速加工关键技术的基础理论研究，包括高速主轴单元和高速进给单元等，实现高速机床国产化。另一方面，在现有实验室实践技术基础上，进行工艺性能和工艺范围的应用研究。其中，关于高速切削工艺的研究是当前最活跃的研究领域之一，主要目标是通过试验或引进的先进设备直接进行工艺研究，努力解决关键零部件的加工工艺问题，开发和完善特种材料的高速切削工艺方法；研究开发适应高速加工的cad/cam软件系统和后处理系统，建立在新型检测技术基础上的加工状态安全监控系统。
参考文献
[1] h .舒尔茨著，高速加工发展概况，王志刚译，机械制造与自动化[j].2002（1）.
[2] 孙文诚 高速切削加工模具的关键技术研究 [j].-机械制造与自动化2008(5).
[3] 艾兴，高速切削加工技术[m].北京:国防工业出版社，2003.
篇(6)
关键词：不落轮镟床,NCU,闭环控制
1 概述
数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术，数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品，近年来，国家大力发展数控技术，数控技术在机床上得到广泛应用，铁路轮对的日常维修加工目前广泛采用数控不落轮镟床来完成，在不拆卸机车车辆轮对的情况下进行镟轮踏面加工,加工误差小，因此车轮的镟修效率得到大大提高，节约了维修成本和镟修时间。
2 不落轮镟床数控系统结构
2.1 硬件结构：
不落轮镟床数控系统硬件结构由数控单元NCU561.4及SIMODRIVE611D驱动模块； OP010C(MMC103和PCU50服务器)和MCP操作控制单元；S7-300PLC 模块；4个1FK7三相数字伺服电动机，micromaster440变频器，三相异步驱动轮电机等部件组成，系统的各个部件通过现场总线PROFIBUS联接。连接结构如图1：
图1：镟床硬件结构联系图
2.2 软件结构
SINUMERIK 840D软件包括Windows xp 操作系统，NC 软件和HMI软件，PLC软件。
2.2.1WindowsXP操作系统:
系统安装在PCU上，实际相当于单独的计算机，NC 软件和HMI 软件安装在Windows NT操作系统上使用。
2.2.2 NC 软件:
SINUMERIK 840D通过特殊处理， NC软件与PCU计算机WindowsXP 操作系统可以实时运行。从而使得操作PCU即可实时控制NCU程序，实现同步控制的功能。论文格式。主要用于切削轮对程序控制，其主要功能有：
控制机床各部件灵活协调工作
监测群组模式下各通道的状态
x,z坐标方向动态控制
可编写快速响应程序
可编写各部件同步动作程序
选择优化地址和时间
各种曲线插补方法
电子齿能
刀具，螺纹间隙，象限补偿功能
测量功能
高级编程语言的编译功能
2.2.3 HMI advanced软件
镟床采用HMI advanced软件进行操作，他是运行在Windows NT系统下的应用程序，为用户提供了友好的操作界面，用于编程控制。如图示：
图2：HMI advanced启动后界面
通过操作HMI advanced软件，可以实现镟床以下功能
编写轮对廓型加工程序
执行部件程序
手动控制操作镟床
读写程序数据
编辑程序数据
显示处理故障
设定镟床参数
建立与PLC,NC等控制系统通信
2.3.4 PLC软件
PLC用户程序通过安装在PCU上的STEP 7软件进行监控和操作，也可以使用专门的程序编程器来进行编程，PLC程序主要用于控制镟床驱动轮，轴箱支撑，液压系统等部件动作的自动控制。
3 不落轮镟床数字控制程序
3.1 不落轮镟床加工程序：
加工要求按照铁路轮对踏面廓型进行切削加工，车辆轮对通过轴箱定位，利用4个驱动轮对驱动轮对主轴旋转，伺服电机驱动轴线方向刀具走向，加工出符合国家TB的标准廓型。镟床主驱动轮采用PLC控制变频器，实现4个主驱动轮的调节。控制过程如图1：NCU是机床控制中心，包括PLC和NC两部分，通过PROFIBUS 与PLC ET200扩展模块和变频器进行实时通讯，通过MPI与NCU联接通讯，手操盘和测量探头直接联接在NC上。
镟床加工过程中，NC按照编写的数控加工程序执行指令，所有装载，测量，切削，卸载均采用NC程序自动执行操作，加工流程如图3示。
图3 ：镟轮加工流程
车轮加工工艺：
3.2 闭环控制原理
不落轮镟床刀具进给控制和驱动轮电机速度控制采用闭环控制系统，使用用增量式光电编码器检测装置，该装置安装在伺复电动机上，用来检测伺服电机的转角，推算出工作台的实际位移量，编码器发出正弦/余弦模拟电平1Vpp (2048脉冲)的反馈信号，信号反馈到NCU装置的比较器中，与程序指令值进行比较，用差值进行控制，如图所示：此系统控制精度可以达到0.1mm.可以满足镟床切削加工的需要，此外该系统稳定性能良好，测试维修比较容易。论文格式。
图5：闭环控制原理
影响闭环控制加工系统精度的因素：
a 电机丝杆每转编码器采集到的信号数量，数量越多，精度越高。
b.安装调试编码器检测装置的工艺，
c.The multiplication of the encoder signals 编码器信号
d.电流和速度控制器取样时间，取样时间越短，精度越高。论文格式。
4 结束语
机床数字控制技术是国际先进机床生产技术，也是现代工业发展的基石。近年来，国内数控机床工业与世界数控机床工厂不断深入合作，研制出各种高精度，高技术含量的数控机床设备，数控机床制造业得到蓬勃发展。
参考文献：
1. SIEMENSE . SINUMERIK 840D/840Di/810D RemoteDiagnosis Description of Function .
2. Hegenscheidt. Operation Manual for the U2000Underfloor Wheel Lathe.
3. SCULFORT. Operation Manual for the TF 2000Underfloor Wheel Lathe.
篇(7)
【关键词】齿轮轴；车序；工艺；中大批量
1.引言
齿轮轴是齿轮传动机构常用零件。当齿轮齿数较小时，若与轴分体加工，则齿轮过薄，齿轮刚度和强度不能满足生产实际需求，此时应当将齿轮要素与轴要素合并成一个零件，加工成齿轮轴。齿轮轴在机械行业各个领域均有广泛应用。我公司对某齿轮轴的车序进行了加工工艺改进，使工艺路线更加完善。
2.齿轮轴加工工艺分析
齿轮轴根据应用条件不同，其材质、加工工艺、热处理工艺也不同。而且，大多数情况下齿轮副的传动比并不是1：1，对于主要起传动功率和扭矩作用的齿轮副，大齿轮的材料一般会选择较软一些、成本较低一些的中碳钢或者低合金钢材料，而小齿轮的材料一般选择较硬一些的中碳钢、低合金钢或者高合金钢材料，同时在热处理方面，需要区别性地对两齿轮进行热处理。一般而言，在较高转速、较重载荷作用下，齿轮需要进行表面热处理，如表面淬火、渗碳、渗氮、碳氮共渗等。由于本论文讨论的齿轮轴应用在高速重载工作环境下，因此，齿轮轴材料选用20CrMnTi，半精加工完成后进行调制处理，再进行渗碳处理，要求齿面硬度HRC56-62，渗碳层深度0.8～1.2，心部硬度HRC32～38，再对齿面进行磨削加工到尺寸。
齿轮轴在齿面加工之前，需要进行车序加工。如图1所示为齿轮轴的图纸。分析图纸，齿轮轴两处Φ25直径处，Φ28直径处，这三处精度要求较高（尺寸公差0.015，跳动度0.03）。齿轮外齿廓直径尺寸精度要求也较高（尺寸公差0.017）。但是，这些尺寸仍然在车削经济尺寸范围内。因此，齿轮轴车序加工可以将以上尺寸加工到位。而齿轮轴两端面粗糙度Ra50，且长度尺寸为最低等级的尺寸公差要求，该粗糙度可以通过锯床切割保证。因此，本零件毛坯设计为Φ47×95棒料，由Φ47长20CrMnTi棒料在锯床上切割而成。
3.齿轮轴车序加工工艺的难点
3.1 刀具装卡方式的确定
该齿轮轴的车序加工使用一般的数控车床即可完成，加工重点为提高加工效率的提高和加工成本的降低。而对于批量生产，增加一个工序意味着增加一台机床和一套卡具，并且增加一台机床的占地面积。对于不采用自动线或者经常换产的企业，还需要增加相应的人工成本。因此，应尽量减少加工工序以降低设备投资。基于以上考虑，该齿轮轴车序采用端面驱动顶尖和尾台顶尖同时顶紧，粗精加工在一台车床上完成的方式进行加工，这样，整个车序只需要1台数控车床即可完成。而且，驱动顶尖和尾台顶尖已经有大量供应商提供的标准产品可供采购，这也大大减少了成本，缩短了供货周期。
该齿轮轴车序加工地工艺难点为如何在使用端面驱动顶尖的时候达到高效率切削，以及车削刀具的选择。端面驱动顶尖中心是一个顶尖，顶尖由弹簧控制其轴向位置，但弹簧的作用力不大；弹性顶尖周围有4个固定的拨块，拨块端面与齿轮轴粗糙的端面接触，并由尾台顶尖提供压紧力，从而在机床主轴旋转时及加工时产生摩擦力推动齿轮轴旋转，但此方法产生的摩擦力不是很大。如果采用过高速度或者过大切削力进行加工，则会出现齿轮轴端面打滑，破坏端面和端面驱动顶尖，同时造成加工精度和粗糙度不满足图纸要求。
3.2 刀具参数的确定
3.2.1 刀具材料和刀杆的确定
由于20CrMnTi属于低合金钢，因此可以采用P类硬质合金刀片。根据对工艺系统的分析，粗加工选用4225材料硬质合金，精加工选用4215材料硬质合金，刀杆采用常规刀杆，同时根据加工工艺，粗车左、右手刀各一，精车左、右手刀各一。
3.2.2 刀具几何角度的确定
确定刀具几何角度，需要根据工件具体问题具体分析。一般而言，刀具角度对工件加工地影响如下：
（1）前角：前角增大，刃口会更加锋利，这样可以减小切屑层的塑性变形，减小切削摩擦阻力；但前角过大会不利于切削热发散，降低切削刃强度，甚至可能造成崩刃。由于该齿轮轴加工系统刚性较差，因此粗加工时用-6o负前角，精加工时用0o前角。
（2）后角：后角的大小会影响工件与刀具后刀面的摩擦。一般而言，后角越大工件与刀具后刀面摩擦越小。但是后角过大会不利于切削热发散，降低切削刃强度。一般而言，粗加工时需要刀具刚性更高，因此取较小后角；精加工时后刀面上的磨损为主要磨损，为了降低磨损，取较大后角。因此，加工该齿轮轴，粗加工时取0o后角，精加工时取7o后角。
（3）主偏角、副偏角：主偏角增大，会造成切削时进给力增大，背向力减小；副偏角主要影响加工粗糙度，一般而言副偏角越小粗糙度越低，但副偏角过小会增大径向切削力，容易引起振动。而且，由于需要车削阶梯面，因此刀具主偏角必须大于90o。为了增加工艺系统刚性，选择主偏角为95o，副偏角为5o。
3.2.3 刀尖角的确定
一般而言，车削零件时刀尖角采用0.4～2.0mm可以满足大多数加工要求。由于该齿轮轴最高粗糙度要求为车削外圆面的Ra1.6要求，因此粗加工可以采用0.8mm刀尖角刀具，精加工可以采用0.4mm刀尖角刀具。
3.2.4 切削用量的确定
由于使用断面驱动顶尖和尾台顶尖两端顶紧工件，粗加工切削速度120m/min，切削深度2.5mm，进给量0.3mm/r；精加工切削速度160m/min，切削深度1mm，进给量0.2mm/r。
4.该加工工艺的优点
本方案采用了端面驱动顶尖与尾台顶尖两端顶紧的方式，只需要1台机床、1次装夹即可完成整个车序加工。虽然驱动顶尖的价格较高，但相较两台车床、标准卡盘装卡的方式，依然节约了设备的投资。由于减少了机床设备数量，人力成本也得到节约。同时，该方案避免了二次装夹带来的误差，提高了加工精度。在工艺许可范围内尽可能选取大的切削深度、进给量和切削速度，则有效地保证了加工的高效率。通过批量试制证明，该方案节约时间30%以上，节约成本50%以上。
5.结语
通过齿轮轴的车序工艺的设计，齿轮轴的加工节约了设备、人力的投入，节约了加工时间和加工成本。特别是中大批量生产，该方案的优势体现得更加明显。而且，由于卡具已经有大量供应商标准化，卡具采购方便。根据生产实际需要，可以很方便地进行换产，更好地满足生产需求。
参考文献
