《軸類零件數(shù)控加工工藝設計與編程機械設計及其自動化專業(yè)》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《軸類零件數(shù)控加工工藝設計與編程機械設計及其自動化專業(yè)（18頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、軸類零件數(shù)控加工工藝設計與編程 摘要 隨著科技的不斷發(fā)展，數(shù)控技術(shù)在企業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用。本設計通過對數(shù)控加工的工藝特點、加工零件工藝性等進行分析，選擇正確的加工方法，設計合理的加工工藝過程，充分發(fā)揮數(shù)控加工的優(yōu)質(zhì)、高效、低成本的特點。設計說明書以數(shù)控車床車削軸類零件為例，根據(jù)被加工工件的材料、輪廓形狀、加工精度等選用合適的機床，制定加工方案，確定零件的加工順序，各工序所用刀具，夾具和切削用量等，編寫加工零件的程序。按照說明書要求將加工出零件，并對零件自檢數(shù)據(jù)進行分析，說明在加工過程中應注意的事項。 關(guān)鍵詞 工藝分析、刀具、切削用量、加工程序、零件自檢數(shù)據(jù)、加工注意事項

2、目錄 第一章 引言……………………………………………………………………………………….2 第二章 零件工藝分析……………………………………………………………………………..2 2.1 零件圖的審查……………………………………………………………………………....2 2.1.1零件圖的完整性與正確性…………………………………………………………...2 2.1.2 零件的技術(shù)要求分析………………………………………………………………..3 2.1.3 零件的材料分析……………………………………………………………………..3 2.1.4

3、 合理的標注尺寸……………………………………………………………………..3 2.2 確定加工方法……………………………………………………………………………….3 2.3 工藝設備的選擇…………………………………………………………………………….3 2.3.1 機床的選擇…………………………………………………………………………..3 2.3.2 量具及輔助用具的選擇……………………………………………………………..3 2.4 零件的安裝…………………………………………………………………………………..3 2.5 選擇夾具…………………………………

4、………………………………………………….3 2.6 刀具的選擇………………………………………………………………………………….3 2.7 切削用量的選擇…………………………………………………………………………….4 2.7.1 主軸轉(zhuǎn)速的確定……………………………………………………………………..4 2.7.2 進給速度的確定……………………………………………………………………..5 2.7.3 背吃刀量得確定……………………………………………………………………..5 2.8 對刀點與換刀點的確定…………………………………………………

5、………………….6 2.9 工序與工步的劃分……………………………………………………………….................6 2.10 加工路線的確定…………………………………………………………………………...6 第三章 加工工序的設計…………………………………………………………………………7 3.1 工序一……………………………………………………………………………………..7 3.1.2 工件的裝夾方式……………………………………………………………………7 3.1.4 切削用量計算………………………………………………………………………7

6、 3.1.5 工藝路線……………………………………………………………………………8 3.1.6 加工程序……………………………………………………………………………8 3.17 加工工序卡片……………………………………………………………………….9 3.1.8 加工中的難點與解決方案…………………………………………………………9 3.2 工序二……………………………………………………………………………………...10 3.2.1 尺寸鏈的計算………………………………………………………………………10 3.2.

7、3 工件的裝夾方式……………………………………………………………………10 3.2.4 刀具選擇……………………………………………………………………………10 3.2.5 切削用量計算………………………………………………………………………10 3.2.6 工藝路線……………………………………………………………………………11 3.2.7 加工程序……………………………………………………………………………12 3.2.8 加工工序卡片………………………………………………………………………12 3.2.9 加工中的

8、難點與解決方案…………………………………………………………13 第四章 注意事項…………………………………………………………………………………13 4.1 數(shù)控車操作注意事項……………………………………………………………………...13 第五章 成品自檢數(shù)據(jù)……………………………………………………………………………13 第一章 引言 本設計說明書是根據(jù)《鄂東職業(yè)技術(shù)學院數(shù)控技術(shù)應用專業(yè)畢業(yè)設計指導書》要求編寫的。 隨著我國工業(yè)化進程的加速，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和升級，數(shù)控技術(shù)在現(xiàn)代企業(yè)中得到了廣泛的應用，使制造業(yè)朝著數(shù)字化的方向發(fā)展。本設計以熟練掌握數(shù)控車床加工為主要目的

9、，在認真分析零件工藝的基礎(chǔ)上，綜合運用《公差》、《機械制造技術(shù)》、《數(shù)控加工與編程》、《數(shù)控加工工藝》等專業(yè)知識，結(jié)合數(shù)控加工實際操作，按照機械加工工藝規(guī)程的內(nèi)容，制定出的軸類零件數(shù)控加工工藝說明書。 本設計說明書包括零件的工藝分析、零件加工過程、加工注意事項、成品自檢數(shù)據(jù)等內(nèi)容。并詳細介紹零件工藝分析的內(nèi)容，重點闡述了零件的加工過程，認真分析和解釋零件加工的程序的意義。 本設計在編寫過程中得到許多老師和同學的支持與幫助，方波老師、熊霞麗老師和周成松老師對本設計進行認真的審閱，提出了許多寶貴的修改意見，在此一并表示衷心的感謝。 由于編者水平有限，設計中難免存在一些錯誤，懇請老師和同學批評

10、指正。 編 者 2007年11月25日 第二章 零件工藝分析 2.1 零件圖的審查 2.1.1 零件圖的完整性與正確性 零件屬于短軸類，零件長度為145mm,從左到右依次為：長23mm、公稱直徑為30mm、有2mm的45倒角的普通螺紋；長22mm的20錐面；長32mm直徑為47的圓柱面，并在其表面切出3個間隔5mm的3.5mm深3.5mm的槽；長為13.77mm直徑為35的圓柱面；直徑為52mm的球面；直徑為36mm的圓柱面。該零件視圖正確，表達直觀、清楚，繪制符合國家標準，尺寸、公差、表面粗糙度以及技術(shù)要求的標注齊全、合理。 2.1.2 零件的

11、技術(shù)要求分析 分析零件圖可知:20錐面、φ47mm圓柱面、φ35mm圓柱面和φ36mm圓柱面表面粗糙度Ra為1.6μm，其余表面粗糙度Ra為3.2μm。大端為φ47mm錐面的軸線對基準A（軸線）的同軸度公差為φ0.025mm，外螺紋中徑、頂徑公差代號為6g，內(nèi)螺紋中徑、頂徑公差代號為6G。其余尺寸公差等級在IT7～IT10之間。 2.1.3 零件的材料分析 毛坯材料為45#，強度、硬度、塑性等力學性能好，切削性能、熱處理性能等加工工藝性能好，便于加工，能夠滿足使用性能。毛坯下料為φ60mm150mm。 2.1.4 合理的標注尺寸 零件圖上的重要尺寸直接標注，在加工時使工藝基準與設計基

12、準重合，并符合尺寸鏈最短的原則。零件圖上標注的尺寸便于用卡尺或樣板測量。 2.2 確定加工方法 經(jīng)過分析零件的尺寸精度、幾何形狀精度、位置精度和表面粗糙度要求，確定如下加工方法： （1）外圓表面：粗車——半精車——精車 （2）外螺紋：在精車的外圓表面分數(shù)次進給加工 （3）內(nèi)螺紋：鉆孔——粗鏜——半精鏜——精鏜——在精鏜表面分數(shù)次進給加工。 2.3 工藝設備的選擇 2.3.1 機床的選擇 機床選擇的原則：①要保證加工零件的技術(shù)要求，加工出合格的產(chǎn)品。 ②有利于提高生產(chǎn)率。 ③盡可能降低生產(chǎn)成本(加工費用)。 根據(jù)毛坯的材料和類型、零件輪廓形狀復雜程度、尺寸大小、加工精

13、度、工件數(shù)量、生產(chǎn)條件等要求，選用CJK6132數(shù)控車床。 2.3.2量具及輔助用具的選擇 加工過程中所需量具有：游標卡尺、千分尺、百分表、表面粗糙度樣板。 輔助用具有：銅片、銅錘等。 2.4 零件的安裝 在數(shù)控機床上加工零件時，安裝零件要合理選擇定位基準和夾緊方案，為提高數(shù)控機床效率，確定定位基準與夾緊方案時應注意： （1）力求設計、工藝與編程計算的基準統(tǒng)一（基準重合原則）； （2）減少裝夾次數(shù)，盡可能在一次定位裝夾后，加工出全部待加工表面（基準統(tǒng)一原則）； （3）避免采用占機人工調(diào)整式加工方案，以充分發(fā)揮數(shù)控機床的效能。 2.5 選擇夾具 夾具用來裝夾被加工工件以完成加

14、工過程，同時要保證被加工工件的定位精度，并使裝卸盡可能方便、快捷。數(shù)控加工的特點對夾具提出了兩個基本要求：一是要保證夾具的坐標方向與機床的坐標方向相對固定；二是要協(xié)調(diào)零件和機床坐標系的尺寸關(guān)系。 根據(jù)零件的尺寸、精度要求和生產(chǎn)條件，選擇最常用的車床通用的三爪自定心卡盤。三爪自定心卡盤可以自動定心，夾持范圍大，適用于截面為圓形、三角形、六邊形的軸類和盤類中小型零件。 2.6 刀具的選擇 數(shù)控加工中的刀具選擇和切削用量確定是在人機交互狀態(tài)下完成的要求編程人員必須掌握刀具選擇和切削用量確定的基本原則，在編程時充分考慮數(shù)控加工的特點，能夠正確選擇刀刃具及切削用量。 數(shù)控刀具有以下特點：①剛性好

15、（尤其是粗加工刀具）、精度高、抗振及熱變形??；②互換性好，便于快速換刀；③壽命高，切削性能穩(wěn)定、可靠；④刀具的尺寸便于調(diào)整，以減少換刀調(diào)整時間；⑤刀具應能可靠地斷屑或卷屑，以利于切屑的排除；⑥系列化、標準化，以利于編程和刀具管理。 數(shù)控機床上用的刀具應滿足安裝調(diào)整方便、剛性好、精度高、耐用度好等要求。數(shù)控車床兼作粗精車削，粗車時吃刀深、進給快，要求車刀有足夠的強度，能一次進給車去較多的余量；精車時要達到圖樣要求的尺寸精度和較小的表面粗糙度，車去的余量較少，要求車刀鋒利，切削刃平直光潔，必要時還可磨出修光刃。為減少換刀時間、方便對刀、提高生產(chǎn)效率，便于實現(xiàn)機械加工的標準化，在數(shù)控車削加工時，

16、應盡量采用機夾刀和機夾片刀，機夾片刀常采用可轉(zhuǎn)位車刀。 刀片材質(zhì)的選擇主要依據(jù)被加工工件的材料、被加工表面的精度、表面質(zhì)量要求、切削載荷的大小以及切削過程有無沖擊和振動，故加工此零件選擇硬質(zhì)合金刀片。 根據(jù)零件的外形結(jié)構(gòu)，加工需要如下刀具：硬質(zhì)合金端面車刀、菱形外圓車刀、外切槽刀、外螺紋刀、內(nèi)孔鏜刀、30外圓尖刀、φ5mm中心鉆、φ22mm標準麻花鉆。 數(shù)控加工刀具卡片 序號 刀具號 刀具規(guī)格名稱 數(shù)量 加工表面 備注 1 T01 45硬質(zhì)合金端面車刀 1 平端面 手動 2 T02 80菱形外圓車刀 1 粗車零件左端外輪廓 自動 3 T03 55

17、菱形外圓車刀 1 精車零件左端外輪廓 自動 4 T04 3mm外切槽刀 1 切槽 自動 5 T05 60外螺紋刀 1 加工外螺紋 自動 6 T06 φ5mm中心鉆 1 鉆φmm中心孔 手動 7 T07 φ22mm鉆頭 1 鉆底孔 手動 8 T08 45外圓車刀 1 粗車零件右端外輪廓 自動 9 T09 30外圓尖刀 1 精車零件右端外輪廓 自動 數(shù)控加工刀具卡片續(xù)表一 10 T10 80內(nèi)鏜刀 1 粗鏜內(nèi)孔表面 自動 11 T11 55內(nèi)鏜刀 1 精鏜內(nèi)孔表面 自動 12 T12 60

18、內(nèi)螺紋刀 1 加工內(nèi)螺紋 自動 2.7 切削用量的選擇 數(shù)控編程時，必須確定每道工序的切削用量，并以指令的形式寫入程序中，切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速、進給速度及背吃刀量等。切削用量的選擇原則是：保證零件加工精度和表面粗糙度，充分發(fā)揮刀具的切削性能，保證合理的刀具壽命，充分發(fā)揮機床的性能，最大限度的提高生產(chǎn)率，降低成本。 2.7.1主軸轉(zhuǎn)速的確定 （1）車外圓時主軸轉(zhuǎn)速 主軸轉(zhuǎn)速應根據(jù)允許的切削速度和工件（或刀具）直徑來選擇。其計算公式為 n=1000v/πd 其中 v —切削速度（m/min），由刀具壽命決定； n —主軸轉(zhuǎn)速（r/min）； d —工件直徑或刀具直徑

19、（mm）。 （2）車螺紋時主軸的轉(zhuǎn)速 在車削螺紋時，車床的主軸轉(zhuǎn)速將受到螺紋的螺距P（或?qū)С蹋┐笮?、?qū)動電機的升降頻特性，以及螺紋插補運算速度等多種因素影響，故對于不同的數(shù)控系統(tǒng)，推薦不同的主軸轉(zhuǎn)速選擇范圍。大多數(shù)經(jīng)濟型數(shù)控車床推薦車螺紋時的主軸轉(zhuǎn)速n(r/min)為： n≤（1200/P）－k 式中P——被加工螺紋螺距，㎜； k——保險系數(shù)，一般取為80。 主軸轉(zhuǎn)速n最后要根據(jù)上述計算值、機床說明書而定，選取機床有的或較接近計算值的轉(zhuǎn)速。 2.7.2進給速度的確定 進給速度是數(shù)控機床切削用量中的重要參數(shù)，主要根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性質(zhì)選取。最大

20、進給速度受機床剛度和進給系統(tǒng)的性能限制。 確定進給速度的原則是： （1）當工件的質(zhì)量要求能得到保證時，為提高生產(chǎn)效率，可選擇較高的進給速度。一般在100～200mm/min范圍內(nèi)選取。 （2）在切斷、加工深孔或用高速鋼刀具加工時，宜選擇較低的進給速度，一般在20～50mm/min范圍內(nèi)選取。 （3）當加工精度、表面粗糙度要求較高時，進給速度應選小一些，一般在20～50mm/min范圍內(nèi)選取。 （4）當?shù)毒呖招谐?，特別是遠距離“回零”時，可以設定該機床數(shù)控系統(tǒng)設定的最高進給速度。 2.7.3背吃刀量的確定 背吃刀量根據(jù)機床、工件和刀具的剛度來決定，在剛度允許的條件下，應盡可能使背吃

21、刀量等于工件的加工余量，這樣可以減少走刀次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。為了保證加工表面質(zhì)量，可以留少許加工余量，一般為0.2～0.5mm。 切削用量的選擇是否合理，對于能否充分發(fā)揮機床潛力與刀具的切削性能，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低成本和安全操作具有很重要的作用。車削用量的具體選擇如下：粗車時，首先選擇一個盡可能大的背吃刀量，其次選擇一個較大的進給量，最后確定一個合適的切削速度。精車時，加工精度和表面粗糙度要求較高，加工余量不大且均勻，因此選擇較小的背吃刀量和進給量。 如何確定加工時的切削速度，除了可參考《數(shù)控加工技術(shù)》表2-1列出的數(shù)值外，主要根據(jù)實踐經(jīng)驗進行確定。 數(shù)控車削用量推薦表 工件材料

22、工件材料 切削深度/mm 切削速度/（m.min-1） 進給量/（mm.r-1） 刀具材料 碳素鋼 (δb >600Mpa） 粗加工 5～7 60～80 0.2～0.4 YT類 粗加工 2～3 80～120 0.2～0.4 精加工 0.2～0.3 120～150 0.1～0.2 鉆中心孔 500～800 W18Cr4V 鉆孔 ～30 0.1～0.2 切斷（寬度＜5mm） 70～110 0.1～0.2 YT類 鑄鐵 （200HBS以下） 粗加工 50～70 0.2～0.4 YG類 精加工 70～100

23、0.1～0.2 切斷（寬度＜5mm） 50～70 0.1～0.2 此外，在安排粗、精車削用量時，應注意機床說明書給定的允許切削用量范圍，對于主軸采用交流變頻調(diào)速的數(shù)控車床，由于主軸在低轉(zhuǎn)速時扭矩降低，尤其應注意此時的切削用量選擇。 2.8對刀點與換刀點的確定 工件裝夾方式確定后，即可通過確定工件原點來確定工件坐標系。如果要運行這一程序來加工工件，必須確定刀具在工件坐標系開始運動的起點。程序起始點或起刀點一般通過對刀來確定，所以，該點又稱為對刀點。在編制程序時，要正確選擇對刀點的位置。對刀點設置原則是：（1）便于數(shù)值處理和簡化程序編制；（2）易于找正并在加工過程中便于查找；（3）引起

24、的加工誤差小。對刀點可以設置在加工零件上，也可以設置在夾具或機床上，盡可能設在零件的設計基準或工藝基準上。 換刀點是指加工過程中需要換刀時刀具的相對位置點。換刀點往往設在工件的外部，以能順利的換刀、不碰撞工件和其他部件為準。 本零件將對刀點設在裝夾后右端面中心，換刀點設在離對刀點x、z方向分別為100，100的位置。 2.9工序與工步的劃分 在數(shù)控機床上加工零件，工序可以比較集中，一次裝夾應盡可能完成全部工序。常用工序劃分原則有： （1）保證精度原則。數(shù)控加工要求工序應盡可能集中，通常粗、精加工在一次裝夾下完成，為減少熱變形和切削力變形對工件的形狀、位置精度、尺寸精度和表面粗糙度的影

25、響，應將粗、精加工分開進行。此時可用不同的機床或不同的刀具進行加工，通常在一次安裝中，不允許將零件的某一部分表面加工完畢后，再加工零件的其他表面。對軸類或盤類零件，將待加工面先粗加工，留少量余量再精加工，以保證表面質(zhì)量要求。對軸上有孔、螺紋加工的工件，應先加工表面而后加工孔、螺紋。 （2）提高生產(chǎn)效率的原則。在數(shù)控加工中，為減少換刀次數(shù)，節(jié)省換刀時間，應在需用同一把刀加工的加工部位全部完成后，再換另一把刀來加工其他部位。同時應盡量減少空行程，當用同一把刀加工工件的多個部位時，應以最短的路線到達各加工部位。 按照上述劃分原則，綜合本零件的工藝性，裝夾一次為一個工序，換一次刀為一個工步。故加工

26、此零件劃分兩個工序，加工左端為第一道工序，有5個工步；調(diào)頭后加工為第二道工序，有7個工步。 2.10 加工路線的確定 在數(shù)控加工中，刀具刀位點相對于工件的運動軌跡和方向稱為加工路線。即刀具從對刀點開始運動起，直至結(jié)束，加工程序所經(jīng)過的路徑，包括切削加工的路徑及刀具引入、返回等非切削空行程。 加工路線的確定原則主要有以下幾點： （1）應能保證零件的加工精度和表面粗糙度的要求，且效率高。 （2）應盡量縮短加工路線，既可以減少程序段，又可以減少刀具空程移動時間。 （3）應使數(shù)值計算簡單，以減少編程工作量。 此外，確定加工路線時，還要考慮工件的加工余量和機床、刀具的剛度等情況，確定是一次

27、走刀，還是多次走刀完成加工。 按照上述原則，確定如下加工路線： 工序一：① 夾φ60mm毛坯，平端面； ② 粗車φ30mm外圓柱面、20錐面、φ47mm圓柱面； ③ 精加工上述輪廓； ④ 切槽； ⑤ 車M302螺紋。 工序二：① 調(diào)頭夾φ47mm圓柱面，打φ5mm中心孔； ② 粗車φ36mm圓柱面、R10mm圓弧面、φ52mm圓球面和φ35mm圓柱面； ③ 精車上述輪廓； ④ 鉆φ22mm孔； ⑤ 粗鏜孔； ⑥ 精鏜孔； ⑦ 車M302內(nèi)螺紋。 第三章 加工工序的設計 經(jīng)過零件的工藝分析，確定加工零件時采用調(diào)頭加工，編程時尺寸公差取中間值。

28、 編程所用尺寸說明：20錐面小端的直徑為39.2416mm，φ36圓柱面長度為7.3726mm，R10圓弧面與Sφ52圓球面相交處直徑為40.4444mm，此點距零件右端面距離為13.6580mm，Sφ52圓球面與φ35圓柱面相交處距右端面距離為49.2289mm。 3.1 工序一 3.1.1 確定工件坐標系 裝夾毛坯φ60mm外圓，平端面，對刀，將工件原點設在右端面中心（此端面為精加工表面，以后不再加工）。換刀點選在離對刀點x、z方向分別為100，100的位置。 3.1.2 工件的裝夾方式 用三爪自定心卡盤夾毛坯φ60mm外圓，探出100mm左右，車零件左端至φ47mm與φ35m

29、m外圓相交處。 3.1.3 加工刀具的選擇 T0101——45端面車刀，車端面，刀尖圓弧半徑0.8mm。 T0202——90菱形外圓右偏刀，粗車外圓，刀尖圓弧半徑0.8mm。 T0303——80菱形外圓右偏刀，精車外圓，刀尖圓弧半徑0.8mm。 T0404——3mm外切槽刀，車槽，刀尖圓弧半徑0.8mm。 T0505——60外螺紋刀，車螺紋，刀尖圓弧半徑0.8mm。 3.1.4 切削用量計算 根據(jù)《數(shù)控車削用量推薦表》,選擇合適的切削用量。 （1） 車端面時選擇主軸轉(zhuǎn)速為500r/min； （2） 粗車外圓時，選取Vc=120m/min，f=0.2mm/r，ap=2mm，粗

30、加工時直徑為60mm。 則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/πd =[（1000120）/（3.1460）]r/min=636r/min 進給速度：F =fn =（0.2636）mm/min=127mm/min 考慮刀具強度、機床剛度等實際情況，選擇n=600r/min，F(xiàn)=150mm/min，ap=2mm。 （3） 精車外圓時，選取Vc=150m/min，f=0.1mm/r，ap=0.2mm，精加工時取直徑40mm。 則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/πd =[（1000150）/（3.1440）]r/min=1194r/min 進給速度：F =fn=0.11194mm/

31、min=119.4mm/min 考慮刀具強度、機床剛度等實際情況，選取n=1200r/min，F(xiàn)=100r/min，ap=0.2mm。 （4） 車槽時，選擇Vc=70m/min，f=0.1mm/r，車槽時直徑為47mm。 則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/πd =[（100070）/（3.1447）]r/min=474r/min 進給速度：F =fn=（0.1474）mm/min=47.4mm/min 考慮刀具強度、機床剛度等實際情況，選取n=400r/min，F(xiàn)=30r/min。 （5） 車螺紋時，主軸轉(zhuǎn)速n≤（1200/P）－k，k為安全系數(shù)，一般取80。 則：n≤[

32、（1200/2）-80]/r/min=520r/min 考慮刀具強度、機床剛度等實際加工情況，選取n=400r/min. 3.1.5 工藝路線 （1）用1號端面車刀手動平端面； （2）用2號80菱形外圓車刀使用G71外圓粗車復合循環(huán)粗車零件左端外輪廓：φ30mm圓柱面、20錐面、φ47mm圓柱面； （3）用3號55菱形外圓車刀精車上述輪廓； （4）用4號外切槽刀車φ47mm圓柱面上的三個槽； （5）用5號60外螺紋刀車M302螺紋； 3.1.6 加工程序 %0001 ；程序頭 T0202 ；選擇2號80菱形外圓車刀，建立工件坐標系 M03S600M07 ；主軸以600r

33、/min的速度正轉(zhuǎn)，切削液開 G00X65Z5 ；將刀具定位在工件外表面 G71U2R2P10Q20X0.2Z0.1F150 ；外輪廓粗車循環(huán)并指定精車路線N10～N20 G00X100 ；刀具移動到換刀點 Z100 T0303 ；換3號55菱形外圓車刀精車外輪廓 N10G42G00X26 ；定位刀具 S1200 ；精車外輪廓時主軸轉(zhuǎn)速為1200r/min G01Z0F100 ；精車外輪廓時合成進給速度為100mm /min X30Z-2 Z-28 X39.2416 X46.985W-22 Z-82 N20X65 G40X100 ；取消刀補，刀具移動到換刀

34、點 Z100 T0404 ；選擇4號外切槽刀 S400 ；主軸轉(zhuǎn)速為400r/min G00X55 ；定位刀具 Z-52 M98P0002L3 ；調(diào)用切槽的子程序 G00X100 ；刀具移動到換刀點 Z100 T0505 ；選擇5號60外螺紋刀 S400 ；主軸轉(zhuǎn)速為400r/min G00X35Z5 ；定位刀具 G82X29.1Z-23R-3E1F2 ；車第一刀 G82X28.5Z-23R-3E1F2 ；車第二刀 G82X27.9Z-23R-3E1F2 ；車第三刀 G82X27.5Z-23R-3E1F2 ；車第四刀 G82X27.4Z-23R-3E1F2 ；車

35、第五刀 G82X27.4Z-23R-3E1F2 ；光整 GOOX100 ；退刀 Z100 M09 ；切削液關(guān) M05 ；主軸停轉(zhuǎn) M30 ；主程序結(jié)束 %0002 ；切槽子程序程序頭 G91G00Z-5.015 ；移動刀具 G90G01X40F30 ；切槽 G04P4 X55 W-0.5 X40 G04P4 X55 M99 ；子程序結(jié)束，返回主程序 3.1.7 加工工序卡片 工序號 程序 編號 零件 圖號 零件 名稱 使用 設備 產(chǎn)品 名稱 夾具 名稱 夾具 編號 材料 1 0001 數(shù)控 車床 三爪 卡盤

36、1 45# 加工 內(nèi)容 刀具號 刀具 名稱 刀具 規(guī)格/mm 切削三要素 加工 余量/mm 備注 主軸 轉(zhuǎn)速 被吃 刀量 進給 速度 r/min mm mm/min 車端面 T01 45端面車刀 0.8 500 30 0 手動 粗車 外圓 T02 80菱形外圓車刀 0.8 600 2 150 0.2 自動 精車 外圓 T03 55菱形外圓車刀 0.8 1200 0.2 100 0 自動 切槽 T04 外切 槽刀 3 400 30 0 自動 車螺紋 T05 60外螺紋刀 0.8 4

37、00 0 自動 3.1.8 加工中的難點與解決方案 （1）螺紋切削說明： 螺紋切削應注意在兩端設置足夠的升速進刀段和降速退刀段，以剔除兩端因變速而出現(xiàn)的非標準螺距的螺紋段； ① 在螺紋切削過程中，進給速度修調(diào)功能和進給暫停功能無效； ② 在螺紋加工過程中，不應該使用恒線速控制功能； ③ 從粗加工到精加工，主軸轉(zhuǎn)速必須保持一致，否則螺距將發(fā)生變化。 （2）螺紋加工，當牙型較深，螺距較大時，可分數(shù)次進給，常用螺紋切削的進給次數(shù)與背吃刀量參考《數(shù)控加工與編程》表2-2 （3）外圓車刀刀尖為圓弧，可以提高加工表面粗糙度。加工時采用這樣的車刀車內(nèi)、外圓和端面時，刀尖圓弧不影響

38、加工尺寸和形狀，但轉(zhuǎn)角處的刀尖無法車出，并且在切削錐面或圓弧面時，會造成過切或少切，因此，在加工時要采用刀尖半徑補償來消除誤差。 3.2 工序二 3.2.1 尺寸鏈的計算 封閉環(huán)的基本尺寸等于所有增環(huán)基本尺寸減所有減環(huán)的基本尺寸，封閉環(huán)的上偏差等于所有增環(huán)的上偏差減所有減環(huán)的下偏差，封閉環(huán)的下偏差等于所有增環(huán)的下偏差減所有減環(huán)的上偏差。 通過尺寸鏈的計算，算出零件右端長度為630.12mm。 3.2.2 確定工件坐標系 測量總長，計算端面車削長度，調(diào)頭夾φ47mm圓柱面，平端面，對刀，設置工件原點。換刀點選在離對刀點x、z方向分別為100，100的位置。 3.2.3 工件的

39、裝夾方式 夾φ47mm圓柱面，加墊銅片，保護已加工表面，探出80mm左右，用百分表測量同軸度，并校正。 3.2.4 刀具選擇 T0101——45端面車刀，平端面，刀尖圓弧半徑0.8mm。 T06——φ5mm中心鉆。 T07——φ22mm標準麻花鉆。 T0808——45外圓車刀，粗精車外輪廓，刀尖圓弧半徑0.8mm。 T0909——30外圓尖刀，精車外輪廓，刀尖圓弧半徑0.8mm。 T1010——80內(nèi)鏜刀，粗鏜內(nèi)輪廓，刀尖圓弧半徑0.8mm。 T1111——55內(nèi)鏜刀，精車內(nèi)孔，刀尖圓弧半徑0.8mm。 T1212——60內(nèi)螺紋刀，加工內(nèi)螺紋，刀尖圓弧半徑0.8mm。 3

40、.2.5 切削用量計算 根據(jù)《數(shù)控車削用量推薦表》,選擇合適的切削用量。 （1） 用端面車刀手動車端面時，主軸轉(zhuǎn)速為500r/min； （2） 打中心孔時主軸轉(zhuǎn)速選取400r/min。 （3） 粗、精車外輪廓時，切削用量的選擇與車左端時相同：粗車時，主軸轉(zhuǎn)速為600r/min，進給速度為150mm/min，背吃刀量為2mm；精車時，主軸轉(zhuǎn)速為1200r/min，進給速度為100mm/min,背吃刀量為0.2mm。 （4） 鉆孔時主軸轉(zhuǎn)速選取400r/min。 （5） 粗鏜孔時，選取Vc =80m/min，f=0.2，ap=1mm，加工時直徑為22mm。 則：主軸轉(zhuǎn)速：n =100

41、0Vc/πd=[（100080）/（3.1422）]r/min=1158r/min進給速度：F=fn =（0.21158）mm/min=231mm/min?？紤]刀具強度，機床剛度等實際加工情況，選擇n=600r/min，F(xiàn)=150mm/min, ap=1mm。 （6） 精鏜孔時，選取Vc=120m/min，f=0.1mm/r，ap=0.2mm，精加工時取直徑27mm。 則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/πd=[（1000120）/（3.1427）]r/min=1415r/min進給速度：F =fn =（0.11415）mm/min=141mm/min考慮刀具強度，機床剛度等實際情況，選擇n

42、=1000r/min，F(xiàn)=80mm/min，ap=0.2mm。 （7） 車內(nèi)螺紋時，主軸轉(zhuǎn)速n≤（1200/P）－k，k為安全系數(shù)，一般取80。則：n≤[（1200/2）-80]/r/min=520r/min 考慮刀具強度，機床剛度等實際情況，選取n=400r/min。 3.2.6 工藝路線 （1）用1號45端面車刀手動車端面； （2）用6號φ5mm中心鉆打中心孔； （3）用8號45外圓車刀使用G71外圓粗車復合循環(huán)指令粗車外輪廓：φ36mm圓柱面、R10mm圓弧面、φ52mm圓球面和φ35mm圓柱面； （4）用9號30外圓尖刀精車上述輪廓； （5）用7號刀φ22mm標準麻花鉆手

43、動鉆孔，孔深32mm； （6）用10號80內(nèi)鏜刀粗鏜孔； （7）用11號55內(nèi)鏜刀精鏜孔； （8）用12號60內(nèi)螺紋刀車M302內(nèi)螺紋； 2.2.7 加工程序 %0003 ；程序頭 T0808 ；選擇8號45外圓車刀，建立工件坐標系 M03S600M07 ；主軸以600r/min的速度正轉(zhuǎn)，切削液開 G00X65Z5 ；刀具定位 G71U2R2P10Q20E0.2F150 ；外輪廓粗車循環(huán)指定精加工路線N10～Q20 G00X100 ；刀具移動到換刀點 Z100 T0909 ；換9號30外圓尖刀 N10G42G00X35.985 ；刀具定位，并加刀補 S1200

44、；精加工時主軸轉(zhuǎn)速為1200r/min G01Z-7.3726F100 ；精加工合成進給速度為100mm /min G02X40.4444Z-13.6580R10 G03X35Z-49.2289R26 G01Z-63 N20X65 G40G00X100 ；取消刀補，并退刀 Z100 M05 ；主軸停轉(zhuǎn) M30 ；程序結(jié)束 %0004 ；程序頭 T1010 ；選擇10號80內(nèi)鏜刀 M03S600M07 ；粗鏜時主軸轉(zhuǎn)速為600r/min G00X18Z5 ；刀具定位 G71U2R2P30Q40X-0.2Z0.1F150 ；內(nèi)孔粗車循環(huán)指定精加工路線N10～N20

45、 G00X100 ；刀具移動到換刀點 Z100 T1111 ；換11號55內(nèi)鏜刀 N30G41G00X31.402 ；刀具定位，加刀補 S1000 ；精鏜時主軸轉(zhuǎn)速為1000r/min G01Z0F100 ；精鏜時合成進給速度為100mm/min X27.402Z-2 Z-32 N40X18 G40G00Z100 ；取消刀補并退刀 X100 T1212 ；選擇12號60內(nèi)螺紋刀 S400 ；主軸轉(zhuǎn)速為400r/min G00X23Z5 ；刀具定位 G82X28.302Z-25R-3E-1F2 ；車第一刀 G82X28.902Z-25R-3E-1F2 ；車第二刀

46、 G82X29.502Z-25R-3E-1F2 ；車第三刀 G82X29.902Z-25R-3E-1F2 ；車第四刀 G82X30Z-25R-3E-1F2 ；車第五刀 G82X30Z-25R-3E-1F2 ；光整 G00X100 ；退刀 Z100 M09 ；切削液關(guān) M05 ；主軸停轉(zhuǎn) M30 ；程序結(jié)束 3.2.8 加工工序卡片 工序號 程序 編號 零件 圖號 零件 名稱 使用 設備 產(chǎn)品 名稱 夾具 名稱 夾具 編號 材料 2 0003 數(shù)控 車床 三爪 卡盤 1 45# 加工 內(nèi)容 刀具號 刀具 名稱 刀具 規(guī)格

47、/mm 切削三要素 加工 余量/mm 備注 主軸 轉(zhuǎn)速 被吃 刀量 進給 速度 r/min mm mm/min 車端面 T01 45端面車刀 0.8 500 30 0 手動 鉆中 心孔 T06 中心鉆 5 400 手動 粗車 外圓 T08 45外圓車刀 0.8 600 2 150 0.2 自動 精車 外圓 T09 30外圓尖刀 0.8 1200 0.2 100 0 自動 鉆孔 T07 標準 麻花鉆 22 400 0 手動 粗鏜孔 T10 80內(nèi)鏜刀 0.8 600

48、 1 150 0.2 自動 精鏜孔 T11 55內(nèi)鏜刀 0.8 1000 0.2 100 0 自動 車內(nèi) 螺紋 T12 60內(nèi)螺紋刀 0.8 400 0 自動 3.2.9 加工中的難點與解決方案 （1）在左端加工之前，應測量剩余毛坯的長度，保證所需要的尺寸630.12mm。 （2）用三爪卡盤夾已加工表面φ47mm外圓時，為保護已加工表面精度，應加墊銅片。夾緊后應用百分表測量同軸度，用銅錘輕輕敲打校正。 （3）加工圓弧面和圓球面時，為保證尺寸、形狀等技術(shù)要求，不產(chǎn)生過切或少切現(xiàn)象，在編程時，應考慮刀具半徑補償。 （4）鉆孔時，尺寸不易保

49、證。在鉆孔時，當鉆頭接觸工件時記下刻度值，計算出孔深所需刻度，根據(jù)計算值手動進給鉆孔。 （5）加工螺紋時應分數(shù)次進給，參考《數(shù)控加工與編程》表2-2選擇螺紋切削的進給次數(shù)與背吃刀量。 第四章 注意事項 4.1 數(shù)控車床操作注意事項 （1）程序輸入階段 ① 程序輸入時應正確，避免字母、數(shù)字和符號的輸入錯誤。 ② 程序輸入應符合系統(tǒng)格式。 （2）零件加工階段 ① 檢查數(shù)控系統(tǒng)是否已回參考點。 ② 安裝車刀，確認車刀安裝的刀位和程序中編程所需的刀號一致。 ③ 對刀。 ④ 車刀對刀完畢后，應確認對刀的正確性，確認精車刀對刀的精確性。 ⑤ 加工前仔細檢查和確認是否符合自動加工

50、運行模式。 在數(shù)控車間操作機床時要注意安全，嚴格按照《數(shù)控機床設備安全操作規(guī)程》要求操作。 第五章 成品自檢數(shù)據(jù) 零件的加工質(zhì)量包括加工精度和表面質(zhì)量。 加工精度是指實際零件的形狀、尺寸和理想零件的形狀、尺寸相符合的程度。其中加工精度有尺寸精度、形狀精度和位置精度，尺寸精度是指實際零件的尺寸和理想零件的尺寸相符合的程度， 常用游標卡尺、百分尺等來檢驗。零件的形狀精度是指同一表面的實際形狀與理想形狀相符合的程度，形狀精度通常用直尺、百分表、輪廓測量儀等來檢驗。位置精度是指零件點、線、面的實際位置與理想位置相符合的程度，位置精度常用游標卡尺、百分表、直角尺等來檢驗。 表面質(zhì)量的指標有

51、表面粗糙度、表面加工硬化的程度、殘余應力的性質(zhì)和大小，表面質(zhì)量的主要指標是表面粗糙度。表面粗糙度用表面粗糙度樣板測量。 經(jīng)測量，零件總長為145.06mm，M302所在圓柱面長度為28mm，實際槽寬為3.5mm，槽間距為5mm，φ35mm圓柱面實際測量為φ34.98mm，球面直徑為52mm，φ36mm圓柱面實際測量為φ36mm，同軸度誤差為φ0.02mm，尺寸均在公差允許范圍之內(nèi)，表面粗糙度符合技術(shù)要求，故此零件加工合格。 致 謝 本設計是在方波老師、熊霞麗老師和周成松老師悉心指導和大力支持下完成的。從本課題的選題到設計的全部完成，三位老師多次詢問設計進程，并為我指點迷津，開拓設

52、計思路，精心點撥，熱忱鼓勵。他們以其嚴謹求實的治學態(tài)度、高度的敬業(yè)精神、兢兢業(yè)業(yè)、孜孜以求的工作作風和大膽創(chuàng)新的進取精神對我產(chǎn)生重要影響。他們淵博的知識、開闊的視野和敏銳的思維給了我深深的啟迪。同時在此次畢業(yè)設計過程中我也進一步的學到了數(shù)控加工多方面的知識，實際動手操作技能有了很大的提高。感謝方老師、熊老師和周老師！ 另外，我還要特別感謝吳超、饒婷、劉麗平、袁海波、李書林、方飛虎等同學在設計過程中給予我的幫助與支持，感謝設計小組每位成員對課題的積極討論，感謝寢室的每一位姐妹為我創(chuàng)造的舒適、溫馨的環(huán)境，使我得以順利完成畢業(yè)設計。 感謝三年來對我教育培養(yǎng)的老師，感謝學院領(lǐng)導、系領(lǐng)導、各位老師，

53、為我提供了良好的設計條件，謹向所有老師表示最誠摯的敬意和謝意。 最后，再次對關(guān)心、幫助我的老師和同學表示衷心地感謝！ 參 考 文 獻 1、 詹華西編．《數(shù)控加工與編程》．西安電子科技大學出版社，2004年 2、 余英良編．《數(shù)控加工編程及操作》．高等教育出版社，2005年 3、 李華編．《機械制造技術(shù)》．高等教育出版社，2006年 4、 第一屆全國數(shù)控技能大賽組委會編．《決賽試題解析與點評》．中國科技技術(shù)出版社，2005年 5、 朱淑萍編．《機械加工工藝及裝備》．機械工業(yè)出版社，2002年 6、 陳子銀，徐鯤鵬編．《數(shù)控加工技術(shù)》．北京理工大學出版社，2006年 7、 武

54、漢華中數(shù)控股份有限公司．《數(shù)控車床編程與操作基礎(chǔ)》 8、 薛彥成編．《公差配合與技術(shù)測量》．機械工業(yè)出版社．2005年 2007年11月25日 附 錄 附錄一 常用公制螺紋切削的進給次數(shù)與背吃刀量（雙邊） mm 螺距 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 牙深 0.694 0.947 1.299 1.624 1.949 2.273 2.598 背吃刀量和切削次數(shù) 1次 0.7 0.8 0.9 1.0 1.2 1.5 1.5 2次 0.4 0.6 0.6 0.7 0.7 0.7

55、0.8 3次 0.2 0.4 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 4次 0.16 0.4 0.4 0.4 0.6 0.6 5次 0.1 0.4 0.4 0.4 0.4 6次 0.15 0.4 0.4 0.4 7次 0.2 0.2 0.4 8次 0.15 0.3 9次 0.2 附錄二 數(shù)控機床設備安全操作規(guī)程 （1）嚴禁穿背心、短褲和拖鞋進入本實訓中心，避免發(fā)生意外，女生戴帽，長發(fā)盤發(fā)扎緊。 （2）本實

56、訓中心的設備、儀器、工具等，應按有關(guān)規(guī)定放置，妥善保管。 （3）在實訓前，學生必須熟悉實訓的目的和要求。 （4）在實訓中，未經(jīng)教師允許不得接通電源。 （5）操作機床，必須穿工作服，嚴禁戴手套操作。 （6）操作時應按程序正確操作，工件夾緊后，必須取下卡盤扳手。 （7）操作過程中，遇到設備報警應及時請教指導老師并按下急停按鈕。 （8）清除切削時要用刷，不能用棉紗或用嘴吹。 （9）嚴禁在實習車間內(nèi)打鬧，玩耍。 （10）設備操作完畢后，切斷電源，認真做好車間衛(wèi)生、機床保養(yǎng)工作。 附錄三 指令字符 機能 地址 意義 零件程序號 % 程序編號 程序

57、段號 N 程序段編號 準備機能 G 指令動作方式 尺 寸 字 X、Y、Z、A、B、C、 U、V、W 坐標軸的移動命令 R 圓弧半徑 I、J、K 圓心相對起點坐標 進給速度 F 進給速度的指定 主軸機能 S 主軸轉(zhuǎn)速 刀具機能 T 刀具編號的指定 輔助機能 M 輔助功能 補償號 D 刀具半徑補償號 暫停 P、X 暫停時間指定（秒） 程序段指令 P 子程序號指定 參數(shù) P、Q、R、U、W、 I、K、C、A 車削復合參數(shù) 倒角控制 C、R 倒直角、圓角 附錄四 常用G指令代碼 代碼 意義 代碼

58、 意義 G00 快速點定位 G71 車外圓復合循環(huán) G01 直線插補 G72 車端面復合循環(huán) G02 順圓插補 G73 車閉環(huán)復合循環(huán) G03 逆圓插補 G76 車螺紋復合循環(huán) G32 螺紋切削 G80 車外圓固定循環(huán) G04 暫停延時 G81 車端面固定循環(huán) G20 英制單位 G82 車螺紋固定循環(huán) G21 公制單位 G90 絕對坐標編程 G28 回參考點 G91 增量坐標編程 G29 參考點返回 G92 工件坐標系指定 G36/G37 直徑/半徑編程 G94 每分鐘進給方式 G40 刀補取消 G

59、95 每轉(zhuǎn)進給方式 G41 左刀補 G96 恒線速方式 G42 右刀補 G97 恒轉(zhuǎn)速方式 設計小結(jié) 時至今日，一個半月的畢業(yè)設計終于畫上了圓滿的句號。畢業(yè)設計的整個過程，有苦也有甜，不過樂趣也盡在其中！ 通過編寫軸類零件數(shù)控加工工藝設計說明書，我掌握了編寫零件加工工藝規(guī)程的步驟。從課題分析開始，再進行總體設計、詳細設計,最后到加工出符合技術(shù)要求的零件。每一步都讓我將理論學習的知識應用到實踐中去，使我掌握了一整套規(guī)范的設計操作流程。首先從零件工藝分析入手，審查零件圖，明確零件各部分的尺寸和精度要求，根據(jù)數(shù)控加工工藝性，正確選擇加工方法、加工路線，合理選擇刀具和切削用量，按照加工工藝步驟編寫數(shù)控加工程序。 在設計準備階段，我總結(jié)學過的專業(yè)知識，到圖書館、上網(wǎng)查找資料，搜集各種能輔助設計的知識。設計過程中，運用綜合知識進行考慮，遇到不懂的問題及時向老師請教，或與同學討論。從開題報告的格式，到加工過程中應正確分析零件的裝夾定位、劃分加工工序，從選擇合理的刀具，到切削用量的確定，從編寫加工程序到數(shù)控車床上切削加工，方波老師都細心的講解，設計中遇到的每個細節(jié)問題都和同學認真討論。在方波老師、熊霞麗老師和周成松老師的悉心指導下，