轴类零件的设计及加工

2023-06-08

第一篇：轴类零件的设计及加工

轴类零件的加工及夹具的设计

加工支承套零件的夹具设计目录 1 课题介绍 1 1.1 课题背景及发展趋势 1 1.2 课题的作用与意义 2 1.3 夹具的组成 3 1.4 铣床夹具的结构特点 4 1.5 课题的任务 5 2 铣床夹具设计 6 2.1 定位方案 6 2.2 夹紧方案 7 2.3 夹具体与定位键 7 2.4 夹具总图上的尺寸、公差和技术要求 8 2.5 加工精度分析 9 3 小结 12 参考文献 13

1 课题介绍

在机械制造过程中，用来固定加工对象，使其占有正确的位置，以便接受施工，检测的装置都可统称为“夹具”。广义地说，夹具是一种保证产品质量并便利和加速工艺过程的一种工艺装备。夹具以其数量和在生产中的地位来说，“机床夹具”最重要。机床夹具为机床的一种辅助设备，用它来准确地确定工件与刀具的相对位置，即将工件定位及夹紧，以完成加工所需要的相对运动。所以机床夹具是用以使工件定位和夹紧的附加装置。

机床夹具设计的基本要求有保证工件的加工精度，提高生产率，工艺性好，使用性好，经济性好。

1.1 课题背景及发展趋势

夹具从产生到现在，大约可以分为三个阶段：第一个阶段主要表现在夹具与人的结合上，这是夹具主要是作为人的单纯的辅助工具，是加工过程加速和趋于完善;第二阶段，夹具成为人与机床之间的桥梁，夹具的机能发生变化，它主要用于工件的定位和夹紧。人们越来越认识到，夹具与操作人员改进工作及机床性能的提高有着密切的关系，所以对夹具引起了重视;第三阶段表现为夹具与机床的结合，夹具作为机床的一部分，成为机械加工中不可缺少的工艺装备

在机械制造业中，为了适应新品种不断发展的要求，夹具设计有朝着下列方向发展的趋势： 1. 发展通用夹具新品种

通用夹具是使用最广泛的一种夹具，发展通用夹具以代替某些专用夹具。内容包括以下： 1) 发展高精度通用夹具 2) 广泛采用高效率通用夹具

3) 发展适用于各种类型零件工艺特征的专用夹具 2. 发展调整式夹具

调整式夹具经过部分零件的更换和重新调整组合，即可适应不同工件的加工。适用程度介于通用和专用之间。主要有两种类型： 1) 通用可调式夹具 2) 调整式夹具

3. 推广和发展组合夹具及拼拆夹具 1) 组合夹具

组合夹具式有一套预先制好的各种不同形状、不同规格尺寸、具有互换性和耐磨性的标准元件与合件所组成。 2) 拼拆夹具

与组合夹具有相同之处，有一系列可多次利用的标准零件与基础零件，但又采用了部分具有一定专用性的部件，其夹紧部件多采用液压传动装置。 4. 加强专用夹具的标准化和规格化

加强夹具元件的标准化和规格化，不但能加速生产准备周期，而且也可使夹具的生产由单件转为成批，降低夹具制造成本。因此，可节省劳动力，缩短生产准备周期。 5. 专用夹具中采用高精度、高效率的夹具

主要满足高生产率的加工要求，使之有可能采用采用平行或平行先后的加工方法，采用多件的加工方法，以及尽可能缩短或重合辅助时间的方法来压缩单件工时，提高生产率。 6. 大力推广和使用机械化及自动化夹具

生产机械化及自动化是技术革命的中心内容，大力

第二篇：轴类零件的数控加工工艺的编制及加工图毕业设计

文章来源：不详作者：佚名

该文章讲述了轴类零件的数控加工工艺的编制及加工图毕业设计. 兴、肖诗钢主编《切削用量手册》(第三版)机械工业出版社1994年

[10]刘杰华、任昭蓉主编《金属切削

与刀具实用技术》国防工业出版2006年

五.预期设计(论文)成果

(1)能够在数控车床上加工出我们的零件且保证加工精度及各方面的工艺要求。

(2)能够根据零件的程序编制进行零件加工。

(3)能通过零件的自检。

(4)工艺设计方案可通过可行性、经济性分析。

(5)设计的全过程需作好全面、准确、周密的文字记录与总结。

诚信声明

本人郑重声明：本人所呈交的毕业设计(论文)《轴" title="下一页">> >> >>| 类零件的数控加工工艺的编制及加工图》是在刘老师、闫老师两位教师的指导下，根据任务书的要求，独立撰写的。

本设计(论文)中所引用的其他个人或集体已发表的文字和研究成果，或为获得教育机构的学位或证书所使用过的材料，均已明确注明。

凡为本文的撰写所提供的各种形式的帮助，本人在致谢中已经明确表达了谢意。

本人完全意识到本声明的法律结果。

毕业论文(设计)作者签名：

2008年11月12日

摘要 1 前言 2 1.零件图工艺分析 3 1.1数控加工工艺基本特点 4 1.2设备选择 5 1.3确定零件的定位基准和装夹方式 5 1.3.1粗基准选择原则 5 1.3.2精基准选择原则 5 1.3.3定位基准 5 1.3.4装夹方式 5 1.4加工方法的选择和加工方案的确定 1.4.1加工方法的选择 6 1.4.2加工方案的确定 6 1.5工序与工歩的划分 7 1.5.1按工序划分 7 1.5.2工歩的划分 7 1.6确定加工顺序及进给路线 7 1.6.1零件加工必须遵守的安排原则 7 1.6.2进给路线 8 1.7刀具的选择 9 1.8切削用量选择 10

6 1.8.1背吃刀量的选择 10 1.8.2主轴转速的选择 10 1.8.3进给速度的选择 11 1.9编程误差及其控制 12 1.9.1编程误差 13 1.9.2误差控制 14 2.编程中工艺指令的处理 15 2.1常用G指令代码功能表 15 2.2常用M指令代码功能表 16 3.程序编制及模拟运行、零件加工或精度自检 17 3.1程序编制 17 3.2模拟运行 19 3.3零件加工 19 3.4精度自检 19 致谢 20 设计小结 21 附录 22 轴类零件的数控加工工艺的编制及加工图

摘要

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的渗透形成的机电一体化产品,即所谓的数字化装备,数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化,使制造业成为工业化的象征,而且随着数控技术的不但发展和应用领域的扩大他对归计民生的一些重要行业(IT、汽车、医疗、轻工等)的发展起着越来越重要的作用,因为这些行业所需要装备的数字化已是现代发展的大趋势.在我国加入WTO和对外开放进一步深化的新环境下,发展我国数控技术及装备是提高我国制造业信息化水平和国际竞争能力的重要性保证.数控加工与编程毕业设计是数控专业教学体系中构成数控加工技术专业知识及专业技能的重要组成部分，通过毕业设计使我们学会了对相关学科中的基本理论基本知识进行综合运用,同时使对本专业有较完整的系统的认识,从而达到巩固、扩大、深化所学知识的目的,培养和提高了综合分析问题和解决问题的能力以及培养了科学的研究和创新能力。

选这个题目的目的是它能体现出我对所学知识的掌握程度和灵活规范的运用所学知识，在我认为要成为一名合格的在学生，以自己的的思路用所学的知识来完成一份成功的毕业设计是必不可少的。此次的毕业设计主要解决的问题是零件的装夹、刀具的对刀、工艺路线的制订、工序与工步的划分、刀具的选择、切削用量的确定、车削加工程序的编写、机床的熟练操作。主要困难的是两次装夹中的水平Z向长度难以保证、切削|<< << < 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >> >>| 用量的参数设定、对刀的精度、工艺路线的制订。

运用数控原理、数控工艺、数控编程、专业软件等专业知识和数控机床实际操作的一次综合练习，能让我感触当代科学的前沿，体验数控魅力，为人们的生活带来方便，进一步认识数控技术，熟练数控机床的操作，掌握数控，开发数控内在潜力。

关键词：数控数控技术毕业设计

前言

本次毕业设计是学院为了提高学生的数控技术及相关技能等综合运用能力，通过毕业设计和完成毕业论文也是学院对毕业生生毕业资格的审核条件，同时也为我们以后的工作打下理论基础，本次设计是由指导老师刘老师、闫老师精心指导下和六位同学的共同协作下完成的。

数控技术是数字程序控制数控机械实现自动工作的技术。它广泛用于机械制造和自动化领域，较好地解决多品种、小批量和复杂零件加工以及生产过程自动化问题。随着科技的迅猛发展，自动控制技术已广泛地应用于数控机床、机器人以及各类机电一体化设备上。同时，社会经济的飞速发展，对数控装置和数控机械要求在理论和应用方面有迅速的发展和提高。数控加工和编程毕业设计是数控专业教学体系中构成数控加工技术专业知识及专业技能的重要组成部分，通过毕业设计使我们学会了对相关学科中的基本理论、基本知识进行综合运用，同时使对本专业有较完整的、系统的认识，从而达到巩固、扩大、深化所学知识的目的，培养和提高了综合分析问题和解决问题的能力，以及培养了科学的研究和创造能力。

数控技术不断的发展，数控技术很快会普极中国工业基地，成为工业发展的标志，数控技术的成熟也是当代科技发展的标志，所以数控技术也是国家经济的体现，中国经济正加快向新兴工业化道路发展，制造业已成为国民经济的支柱产业。先进数控技术的广泛使用，导致数控应用型人才严重短缺、作为当代的数控技术的学者我感到无比的荣幸，又感到无比的艰巨。

本毕业设计内容主要是详细叙述利用数控车床来加工零件。大致包含了数控技术特点的阐述、零件的工艺的分析过程、加工中一些问题的解决方法、数控加工过程、、数控编程、机床操作与零件自检过程等，另外还有设计说明书、参考文献、毕业设计小结、致谢、附录等部分。

设计者以严谨务实的认真态度进行了此次设计，但由于知识水平与实际经验有限，时间又较为紧迫。在设计中难免会出现一些错误、缺点和疏漏，诚请各位评审老师给于批评和指正。

1.零件图工艺分析

零件车削工艺分析C-3所示，零件材料处理为：45钢，调制处理HRC26～36，下面对该零件进行数控车削工艺分析。

零件如图：

图1.1 零件图

考核要求：

以小批量生产条件编程。

不准用砂布及锉刀等修饰表面。

未注倒角0.5×45o。

未注公差尺寸按 GB1804-M。

5、有关参数：考生抽签决定按1~4组数据进行加工。

1组 2组 3组 4组 A 18 18.5 19 19.5 B 2828.52929.

5C 16 16.5 17 17.5

D 20 20.5 21 21.5

E 2222.52323.5

1.1数控加工工艺基本特点数控机床加工工艺与普通机床加工原则上基本相同，但数控机床是自动进行加工，因而有如下特点：①数控加工的工序内容比普通机床的加工内容复杂，加工的精度高，加工的表面质量高，加工的内容较丰富。②数控机床加工程序的编制比普通机床工艺编制要复杂些。这是因为数控机床加工存在对刀、换刀以及退刀等特点，这都无一例外的变成程序内容，正是由于这个特点，促使对加工程序正确性和合理性要求极高，不能有丝毫的差错。否则加工不出合格的零件。

在编程前我们一定要对零件进行工艺分析，这是必不|<< << < 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >> >>| 可少的一步，如图C3我要对该零件进行精度分析，选择加工方法、拟定加工方案、选择合理的刀具、确定切削用量。该零件由螺纹、圆柱、圆锥、圆弧、槽等表面组成，其中由较严格直径尺寸精度要求的如Φ28±0.02mm,ф5±0.04mm，27.5±0.04mm，粗糙度3.2μm，球面Sф30°的锥度等要求。

mm,轴线长度的精度如mm。可控制球面形状精度、经上面的分析，我可以采用一下几点工艺措施：

(1)零件上由精度较高的尺寸数据如圆柱ф28±0.02mm、ф5±0.04mm、27.5±0.04mm，球Sф

mm，轴向长度

mm，在加工时为了保证其尺寸精度应取其中间值分别取值为ф28mm、ф23.005mm长度5mm，27.5mm，球Sф29.015mm即可。[注：上述座标值是以半径值给出的。形式如(X，Z)] (2)在轮廓曲线上，有四处圆弧依次相连，既过象限又改变进给方向的轮廓曲线。为了保证其轮廓曲线的准确性，我们通过计算到端部R5mm的圆弧与直线的切点坐标为(2.922，0)，与RCmm的圆弧切点坐标为(7.791，-6.136)，RC与SфBmm的切点坐标为(11.210，-20.791)，SфBnmm与R5mm的切点为(12.271，-37.739)，R5mm与фEmm的切点坐标为(11.5，-40.406)。[注：上述座标值是以半径值给出的。形式如(X，Z)。] (3)为便于装夹，为了保证工件的定位准确、稳定，夹紧方面可靠，支撑面积较大，零件的左端是螺纹，中段最大的直径的圆柱ф28mm。右端是依次相连的圆弧，显然右端都是圆弧相连不可能装夹，所以应留在最后加工，应先装夹毛坯加工出左端螺纹及圆柱ф28mm。调头装夹ф28mm的圆柱加工右端圆弧，毛坯选ф30×120mm。

1.2设备选择

根据该零件的外形是轴类零件，比较适合在车床上加工，由于零件上既有切槽尺寸精度又有圆弧数值精度,在普通车床上是难以保证其技术要求。所以要想保证技术要求,只有在数控车床上加工才能保证其加工的尺寸精度和表面质量。由于本校现使用的是华中数控系统，所以利用现有资源。我选择在本校的数控机床HNC-CK6140加工该零件。数控机床HNC-CK6140实物图见附录一。

1.3确定零件的定位基准和装夹方式

1.3.1粗基准选择原则

(1)为了保证不加工表面与加工表面之间的位置要求，应选不加工表面作粗基准。

(2)合理分配各加工表面的余量，应选择毛坯外圆作粗基准。

(3)粗基准应避免重复使用。 (4)选择粗基准的表面应平整，没有浇口、冒口或飞边等缺陷。以便定位可靠。

1.3.2精基准选择原则

(1)基准重合原则：选择加工表面的设计基准为定位基准;

(2)基准统一原则，自为基准原则，互为基准原则。

1.3.3定位基准

综合上述，粗、精基准选择原则，由于是轴类零件，在车床上只需用三抓卡盘装夹定位，定位基准应选在零件的轴线上，以毛坯ф35mm的棒料的轴线和右端面作为定位基准。

1.3.4装夹方式

数控机床与普通机床一样也要全里选择定位基准和夹紧应力求设计、工艺与编程计算的基准统一，减少装夹次数，尽可能在一次定位装夹后，加工出全部待加工表面，避免采用占机人工调整式加工方案，以充分发挥数控机床的效能。装夹应尽可能一次装夹加工出全部或最多的加工表面。由零件图可分析，我应先装夹毛坯ф30mm的棒料的一端，夹紧其40mm的长度加工螺纹。一直加工到零件右端的фEmm，然后将棒料卸下。装夹ф28mm的圆柱表面，加工另一端的圆弧。这样两次装夹即可完成零件的所有加工表面，且能保证其加工要求。装夹图如下：

图1.3.1 加工螺纹的装夹图

图1.3.2 加工圆弧的装夹图

1.4加工方法的选择和加工方案的确定

1.4.1加工方法的选择

加工方法的选择原则是在保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的前提下，兼顾生产效率和加工成本。在实际选择中，要结合零件形状、尺寸大小、热处理要求和现有生产条件等全面考虑。因为该零件是轴类零|<< << < 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >> >>| 件，比较适合在车床上加工，又经过对零件图尺寸分析，尺寸精度比较高。如ф28±0.02mm，ф29mm，ф23mm等，在普通车床是难以保证其尺寸精度、表面粗糙度，所以应该选择在数控车床上加工。

1.4.2加工方案的确定

零件上精度比较高度表面加工，常常是通过粗加工、半精加工和精加工逐步达到的。该零件有两种加工方案：①直接用三抓卡盘装夹、调头加工。②用三抓卡盘装夹夹紧和自由端活动顶尖，经试验论证第二种方案装夹困难，对刀、退刀及换刀相当困难，所以在这里选择第一种方案加工，能够保证其技术要求。

1.5工序与工歩的划分

1.5.1按工序划分

工序划分有三种方法 ①按零件的装夹定位方式划分 ②按粗、精加工划分工序 ③按所用的刀具划分工序。

由于零件需要调头加工，如果按粗、精加工划分工序。在调头加工前后各有一次粗加工和精加工，显得比较繁琐，所以不可取;如果按所用的刀具划分工序，刀具有四把，虽然不多，但是在调头加工前后至少要重复使用三把刀，而同一把刀的两次粗、精加工分别在调头加工前后，加工内容不连续，所以也不合理，不易划分工序;只有按零件的装夹定位方式划分工序比较符合该零件的加工工序，且能保证两次装夹的位置精度，每一次装夹为一道工序。该零件只需调头前、后加工两道工序即可完成所有的加工表面，且能保证各尺寸精度及表面粗糙度。

1.5.2工歩的划分因为每一把刀在粗加工的背吃刀量一致，在精加工中背吃刀量相同，不易划分工歩;这里选用加工不同的表面来划分工序就比较容易：

①车削螺纹端的工歩为:90°外圆车刀平端面─→右端面外圆车刀车削1.5×45°的倒角，фD×25mm─→端面ф28mm─→圆柱ф28mm─→30°的锥台面─→фE×10mm─→切槽刀切槽5×1.5mm─→外螺纹车刀车削MD×1.5mm。

②车削圆弧端的工歩为：90°外圆车刀平端面─→右端面外圆车刀圆弧R5mm─→圆弧RCmm─→球фBmm─→圆弧R5mm─→фE×5mm─→切槽刀切槽5×1.5mm 1.6确定加工顺序及进给路线

1.6.1零件加工必须遵守的安排原则

(1)基面先行先加工基准面为后面的加工提供经基准面，所以我应线平右

端面作为基准面。

(2)先主后次由于所加工的表面均为重要表面，所以应按照顺序从右到左

依次加工MD×1.5mm，ф28mm，фEmm螺纹调头后一次加工R5mm，фBmm，фEmm等。

(3)先粗后精先车削去大部分的金属余量，再进行成形切削保证零件的尺

寸要求和质量要求。

(4)先面后孔由于该零件没有孔，所以在该处不做考虑。 1.6.2进给路线

在数控加工中，刀具好刀位点相对于工件运动轨迹称为加工路线。编程时，加工路线的确定原则主要有以下几点：

(1)加工路线应保证被加工零件的精度和表面粗糙度，且效率高;

(2)使数值计算简单，以减少编程工作量;

(3)应使加工路线最短，这样既可减少程序段，又可减少空行程时间。

(4)确定加路线时，还要考虑工件的加工余量和机床、刀具的刚度等情况，确定一次走刀，还是多次走刀来完成所有加工表面，具体综合上面进给线的特点再根据具体零件具体分析，我确定该零件的进给路线有两步如下图所示：

图1.6.1 零件轮廓

第一步: 车削带有的螺纹的一端，从右到左先粗车外形фDmmm、ф28mm、фEmm到槽5±0.04mm的左端面处后，精车外形路线统粗车一样，再换刀切削5×1.5mm的槽，最后再换刀切削螺纹。如图4.2螺纹加工路线。

图1.6.2 螺纹加工路线

第二步: 车削带有圆弧的一端，从右到左先粗车外形R5mm、RCmm、фBmm到фEmm后2mm后精车外形路线同粗车一样。最后切削5±0.04mm的槽。如图4.3螺纹加工路线。

图1.6.3 圆弧加工路线

1.7刀具的选择

刀具的选择是数控加工中重要的工艺内容之一，它不|<< << < 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >> >>| 仅影响机床的加工效率，而且直接影响加工质量。编程时，选刀具通常要考虑机床的加工能力、工序内容、工件材料等因素。与传统的加工方法相经，数控加工对刀具的要求更高。不仅要求精度高、刚度高、红硬性好、耐用度高，而且要求尺寸稳定、安装调整方便，能适应高速和大切削用量切削。选刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸和形状相适应。接合零件轮廓相对还是较复杂，所以具体选刀如下：

1、平端面可选用90°WC-Co的硬质合金外圆车刀，粗车、精车及在这里我选择一把硬质合金右端面外圆车刀，为防止在进行圆弧切削时刀具的副后刀面与工件轮廓表面发生干涉(可用作图法检验)，副偏角应选择Kr′大一点的，取Kr′=40°右端面外圆车刀的材料选择及Kr′值这里分别参照《金属切削与刀具实用技术》一书表1-1，表1-17。

2、切槽时由于零件中槽宽5±0.04mm，一般都选刀宽4mm,刀杆25×25mm材料为高速钢W18CrV4R的切断刀，切槽时选用4mm 刀宽即可。切槽刀的选择及型号这里分别参照《《金属切削与刀具实用技术》一书表1-3，表2-2。

3、切螺纹时为了保证其螺纹刀的强度这里选用W18CrV4R高速金60°外螺纹车刀，为了保证螺纹牙深，刀尖应小于轮廓最小圆弧半径Rε，Rε=0.15～0.2mm。刀具选材料参照《《金属切削与刀具实用技术》一书表1-3即可。

刀具表如表7-1所示：

表1.7.1 数控车加工刀具卡片

产品名称

考试件

或代号

刀具规

序号刀具号

格名称

1 2 3 4 编制 T01 T02 T03 T04 90°硬质合金外圆车刀

右端面外圆车刀高速钢切槽刀 60°高速钢外螺纹车刀陈谦

审核

1 1 1 1

平端面、粗车轮廓精车轮廓切槽车削螺纹批准

共1页

数量

加工表面

零件名称

轴类零件

零件图号

GDSKC 020107 备注

右偏刀右偏刀

第1页

1.8切削用量选择切削用量包括主轴转速(切削速度)、切削深度或宽度、进给速度(进给量)等。对于不同的加工方法，需选择不同的切削用量，并应编入程序单内。

合理选择切削用量的原则是：粗加工是，一般以提高生产率为主，但也考虑经济性和加工成本;精加工进，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性加工成本。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册，并结合经验而定。

1.8.1背吃刀量的选择

零件轮廓粗车循环时选ap=2mm，精加工时选ap=0.2mm，螺纹粗车时选ap=0.4mm，逐刀减少粗车4次后，精车时选ap=0.1mm。这里粗车ap值、精车ap值都是《金属切削与刀具实用技术》一书。

1.8.2主轴转速的选择

粗车直线和圆弧时n=800r/min，精车时n=1500r/min，切槽时n=600r/min，切螺纹时n=300r/min，精车时选n=300r/min。粗车和精车的主轴转速的选取都是根据平时上课所讲的及前人的实践经验所给定的。

1.8.3进给速度的选择

粗车直线、圆弧时选F=150mm/min，精车时选F=50mm/min，切槽时选F=8mm/min，粗车螺纹时选F=100mm/min，精车时选F=50mm/min。参照《数控加工与编程》一书表1-2选取。综上所述，零件的数控车削工艺分析的内容，并将其填入在表 8-1 所示的数控工艺卡上。工艺卡片上其主要内容有：工步分析、工步内容、各工步所用的主轴转速、刀具及进给速度。

表1.8.1 数控车削加工工艺卡片

单位名称工序号 001 工步号鄂东职业技术学院程序编号

工步内容

对刀、平端面及试切外圆从右至左

产品名

零件名称

称及代号考试件夹具名称三抓卡盘

刀具规

刀具号

格/mm

轴类零件使用设备华中数控CK6140 主轴转速/(r·min-1) 500

进给速度/(mm·min-1) 50

GDSKC020107 车间

数控实训基地背吃刀量/mm

备注

零件图号

1 T01 25×25 手动

2 粗车轮廓从右至左

3 精车轮廓

4 5 6 编制切槽粗车螺纹精车螺纹陈谦审核

T02 25×25 800 150 2 自动

T02 T03 T04 T04 批准

25×25 25×25 25×25 25×25

1000 800 300 300

50 8

0.2 自动

1.5 min/r 自动

共1页

自动

第1页

2008年10月23日

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表1.8.2 数控车削加工工序卡片

鄂东职业技术学院

程序

工序号

编号

001 数控加工工艺产品名称或代号卡夹具名称三抓卡盘

夹具编号

加工面

刀具号

零件名称材料

45钢

零件图号 GDSKC020107 车间

备注

HNC-6140 刀具规格/mm 工步号工步内容

主轴转速进给速度/背吃刀量/(r/min) (mm/min) /mm 1 对刀平端面及试切ф30mmr外圆

毛坯表面 T01 2 粗车倒角1.5×45°mm 倒角面

2 粗车фMD×25mm фD的圆柱面 T02 3 粗车ф28mm的端面 ф28的端面 T02 4 粗车ф28×13.169mm的圆柱ф28的圆柱表表面

面 T02 5 粗车ф30°的锥面 °30锥面 T02 6 粗车фE×10mm фE的外圆柱表面 T02 7 精车倒角1.5×45°mm 倒角面

T02 8 精车фMD×25mm фD的圆柱面 T02 9 精车ф28mm的端面 ф28的端面 T02 10 精车ф28×13.169mm的圆柱ф28的圆柱表表面

面 T02 11 精车30°的锥面 30°锥面 T02 12 精车фE×10mm фE的外圆柱表面 T02 13 切槽5×1.5mm ф18的外圆柱表面 T03 14 粗车фMD×1.5mm фMD×1.5螺纹面 T04 15 精车фMD×1.5mm фMD×1.5螺纹面 T04 002

1 平右端面

右端面 T01 2 粗车R5mm的圆弧 R5的曲面 T02 3 粗车RCmm 的圆弧 RC 的曲面 T02 4 粗车SфBmm的球面车SфB的球面 T02 5 粗车R5mm的圆弧 R5的曲面 T02 6 粗车фE×4.406mm фE的圆柱面 T02 7 精车R5mm的圆弧 R5的曲面 T02 8 精车RCmm 的圆弧 RC 的曲面 T02 9 精车SфBmm的球面 SфB的球面 T02 10 精车R5mm的圆弧 R5的曲面 T02 11 精车фE×4.406mm фE的圆柱面 T02 12 切槽5±0.04mm

фA的圆柱表面 T03 编制陈谦审核

批准|<< << < 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >> >>| 1.9编程误差及其控制

25×25 500 25×25 800 150 25×25 800 150 25×25 800 150 25×25 800 150 25×25 800 150 25×25 800 150 25×25 1000 50 25×25 1000 50 25×25 1000 50 25×25 1000 50 25×25 1000 50 25×25 1000 50 25×25 800 8 25×25 300 50 25×25 300 50

25×25 800 50 25×25 800 150 25×25 800 150 25×25 800 150 25×25 800 150 25×25 800 150 25×25 1000 50 25×25 1000 50 25×25 1000 50 25×25 1000 50 25×25 1000 50 25×25 800

共

页

手动 2 自动 2 自动 2 自动 2 自动 2 自动 2 自动 0.2 自动 0.2 自动 0.2 自动 0.2 自动 0.2 自动 0.2 自动

自动

2 手动 2 自动 2 自动 2 自动 2 自动 2 自动 0.2 自动 0.2 自动 0.2 自动 0.2 自动 0.2 自动

自动

第 1页

1.9.1编程误差

编程阶段的误差是不可避免的，误差来源主要有三种形式：近似计算误差、插补误差、尺寸圆整误差，直接影响加工尺寸精度，本次加工主要误差是计算误差与圆弧相切的切点坐标及未知交点坐标值。我们是经过笔算的数值，存在着较大的误差。

1.9.2误差控制

为了尽可能的减少笔算误差，我们采取在AutoCAD上按其尺寸精度绘出零件图，再利用“工具” ─→“查询” ─→“点坐标”捕捉各圆弧切点坐标，其精度达到0.001级，这样能有效地将误差控制在(0.1～0.2)倍的零件公差值内。

2.编程中工艺指令的处理

2.1常用G指令代码功能表

。零件来调参图表2.1.1 数控车床G功能指令(HNC-22T)

代码 *G00 G01 G02 G03 G33 G04 G07 *G11 G12 *G17 G18 G19 G20 组意义

直线插补 01 顺圆插补

逆圆插补螺纹切削 00 暂停延时 16 虚轴设定 07 单段允许单段禁止

代码 G29 *G40 G41 G42 G43 G44 *G49 *G50

组 00

意义回参考点参考点返回刀径补偿取消刀径左补偿刀径右补偿刀长正补偿

代码 G52 G53 *G54～G59 G92 G65

组 00

意义

局部坐标系设定机床坐标系编程工件坐标系1～6选择工件坐标系设定快速点定位 G28

09 11 00

宏指令调用

XY加工平面 G51 02 ZX加工平面 G24 YZ加工平面 *G25 08 英制单位

G68

04 03 05 注：①表内00组为非模态代码;只在本程序内有效。其他组为模态指令，一次制定后持续有效，直到被其他组其他代码所取代。

②标有*的G代码为数控系统通电启动后的默认状态。

2.2常用M指令代码功能表

表2.1.2 常用M指令代码

代码 M00 M01 M02 M03 M04 M05 作用时间组别意义 ★ ★ ★ # # ★ a 00 00

代码作用时间组别意义

# # ★

b 00

代码作用时间组别意义 ★ ★ ★

00 00 00 00

主轴准停程序结束并返回更换工件子程序调用子程序返回程序暂停 M06 条件暂停 M07 程序结束 M08 主轴正转 M09 主轴反转 M10 主轴停转 M11

自动换刀 M19 开切削液 M30 开切削液 M60 关切削液 M98 夹紧松开

M99

c 注：①表内00组为非模态代码;其余为模态代码，同驵可相互取代。

②作用时间为“★”号者,表示该指令功能在程序段指令运动完成后开始作用;为“# ”号者，则表示该指令功能与程序段指令运动同时开始。

3.程序编制及模拟运行、零件加工或精度自检

3.1程序编制

程序段号程序内容 001 N01 N02 N03 N04 %0001 T0101 M03S800 G00X35Z3 M08

程序注释 ;程序起始行 ;右端面外圆车刀 ;主轴正转 ;循环起点 ;开切削液 N05 G71U1R2P06Q13X0.2Z0.2F150 N06 G00X18Z3S1000 N07 G01Z0F50 N08 X21Z-1.5 N09 Z-25 N10 X28 N11 Z-38.169 N12 X23.05Z-47.5 N13 G01W-10 N14 G00X100 N15 Z100 N16 T0202 N17 G00X32Z-25 N18 G01X18F10 N20 G04P3 N21 G00X25 N22 W1.5 N23 G01X21 N24 X18W-1.5 N25 G04P3 N26 G00X100 N27 Z100 N28 T0303 N29 G00X30Z3S300 N30 G76C2R2E3A60X19.04Z-22K0.974U0.32V0.16Q0.5F1.5 N31 G00X100Z100 N32 M09 N33 M05 N34 M30 002 %0001 N01 T0101 N02 M03S800 N03 G00X30Z3 N04 M08 N05 G71UI1R2P06Q12E0.2F200 N06 G00X5.844Z3S1000 N07 G01Z0F80 N08 G03X15.582Z-6.136R5 N09 G02X22.420Z-20791R17 N10 G03X24.542Z-37.739R14.508 N11 G02X23.05Z-40.406R5 N12 G01Z-44 N13 G000X100 N14 Z100

;粗车轮廓 ;快速定位 ;精车起点 ;精车倒角 ;精车ф21的外圆 ;精车ф28的端面 ;ф28的外圆表 ;30°的锥面 ;фE的外圆面 ;退刀快速定位 ;退刀快速定位 ;换切槽刀 ;快速定位 ;切槽至ф18 ;暂停修光 ;快速定位 ;快速定位 ;倒角起点 ;倒角1.5 ;暂停修光 ;退刀快速定位 ;退刀快速定位 ;换外螺纹车刀 ;车螺纹循环起点 ;车螺纹 ;退刀快速定位 ;关切削液 ;主轴停转 ;程序结束并返回

;右端面外圆车刀 ;主轴正转 ;循环起点 ;开切削液 ;粗车轮廓 ;快速定位 ;精车起点 ;精车R5的圆弧 ;精车R17的圆弧 ;精车ф29的圆弧 ;精车R5的圆弧 ;фE的外圆面 ;退刀快速定 ;退刀快速定位 N15 N16 N17 N18 N19 N20 N21 N22 N23 N24 N25 N26 N27 T0202 G00X35Z-46.5 G01X19F10 G04P3 G00X35 Z-47.5 G01X19 G04P3 G00X100 Z100 M09 M05 M30

;换切槽刀 ;快速定位 ;切槽至ф19 ;暂停修光 ;退刀 ;快速定位 ;切槽至ф19 ;暂停修光 ;退刀 ;退刀 ;关切削液 ;主轴停转 ;程序结束并返回

|<< << < 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >> >>|

注:程序编制中有关数值单位一律采用毫米(mm)制

3.2模拟运行

数控加工程序编制好后将其输入数控车床，然后对刀，在将机床锁住进行程序校验，仔细观察其模拟加工路线是否有干涉、过切、出错等现象，若有应及时对程序错误处进行修改，修改后保存，再次调出修改后的程序进行校验，直到程序万无一失，没有任何错误的情况下方可进行自动加工。注：这个环节是必不可少的，否则会发生打刀等损坏机床其它部件的情况，直接影响机床的加工精度及寿命，更严重的是存在人身安全隐患。

3.3零件加工

装夹好毛坯，调出编制好的程序，直接进行自动加工直至程序结束。

3.4精度自检

将加工好的零件卸下，用游标卡尺、千分尺对零件的尺寸精度及粗糙度进行检测。看是否达到零件的技术要求即可。致谢

经过这次的毕业设计，让我深刻的体会到什么叫做作真正的学以置用，这正是我们做学问真正的目的，也正是大多数学者难以做到的一点。

在课堂上学到的都是以理论为主，实践为辅，而现实生活中不论是做什么事情都是以理论为办事依据，实际行动为主。比如：我们的毕业设计就是要以理论知识为原则来设计自已的数控车削加工过程，然后再根据你的设计步骤来进行实践验正，看实践操作是否满足工艺过程和技术要求，若不行则要进行多次修改直到合格为止。在这里我学到了做任何事情要细心、认真、有耐心，考虑每一个细节问题要全面周到。

在设计期间，我们以小组为单位，遇到问题一起分析，找出关键地方，使我们能在较短的时间内找到解决方案，让我们在零件的加工实践操作中和工艺方面的分析得到进一步的认识，也看到了互相学习钻研和拼搏的精神，我的毕业是经过一次又一次的修改和反复的验正，最后在老师的批准下，毕业设计终于合格了。我的毕业设计之所以能圆满的完成是在得到指导老师刘老师、闫老师精心指导下和我们组的其他成员汪卫、张行、倪新、曾旭、金涛同学的互相帮助下完成的，在这里我要忠心的感谢我们的指导老师刘老师、闫老师的精心指导以及我们组其他成员的帮助。我还要真诚的祝福各老师在以后的岁月里身体健康、步步高升;祝福同学们在今后的人生道路上工作顺利、事业有成。

设计小结

在开始做毕业设计前，我认真阅读了毕业设计指导书，对零件图进行仔细的分析，从而在设计前有一个清晰的思路，也为我的设计打下了基础，使我的开题报告能顺利的完成。开题报告完成后，接着开始进行正文的撰写，设计也就正式开始了，首先我们对零件进行了工艺分析，如毛坯尺寸大小的确定和材料的确定，选择合适的加工方案法，拟定加工方案，选择合适的夹具、刀具与切削用量的确定等。在工艺分析上，让我们巩固了在大一大二时学的机械制造、机械制图、机械设计、公差与配合、金属工艺CAD绘图等专业课程，是我更好把各专业课相结合起来去完成毕业设计。随着毕业设计做完，也将意味我的大学生活即将结束，但在这段时间里面我觉得自己是努力并快乐的。在繁忙的的日子里面，曾经为解决技术上的问题，而去翻我所学专业的书籍。经过这段时间我真正体会了很多，也感到了很多。

在这次毕业设计中，给我最大的体会就是熟练的操作技能来源我们平时对专业知识的掌握程度。比如，我们想加快编程速度，除了对各编程指令的熟|<< << < 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >> >>| 练掌握外，还得需要你必须掌握零件的工艺方面的知识，对夹具刀具切削用量参数的设定我们必须清楚。

在设计中得到了老师和小组同学的指导与帮忙，非常谢谢!回顾这一个月的设计历程，太多的感想和心得是无法用文字来表达的。每次在遇到难点问题并通过自己的不断努力克服难关时，那份成就感，那种喜悦之情是别人无法体会到的。看到身边的同学都是那么认真投入，相互支持和鼓励的奋进，想像我们以后在工作中也会有这种拼搏的精神。附录

华中数控车床实物图

游标卡尺实物图

第三篇：轴类零件的数控加工工艺的编制及加工图毕业设计[1]

Ads地方第三方谁的轴类零件的数控加工工艺的编制及加工图

一.课题介绍

1.目

的

经过两年多的专业知识学习我掌握了一定的基本知识，毕业设计是对我前两年专业知识的综合也是一次回顾，把所学的理论知识灵活的运用到实践操作中来这样更能强化我对专业知识更深一步的理解。

(1)数控加工与编程毕业设计是数控专业教学体系中构成数控加工技术专业知识及专业技能的重要组成部分。

(2)是运用数控原理、数控工艺、数控编程、专业软件等专业知识和数控机床实际操作的一次综合实训练习。

(3)对教学计划和课程设计的一次总结。

2.任务

(1)确定加工方法的选择与加工方案

(2)确定零件的安装与夹具的选择

(3)工步与工序的划分

(4)刀具的选择与切削用量的确定 (5)对刀点和换刀点的确定

(6)加工路线的确定

(7)编程误差及其控制

(8)通过编程及加工出满足题目所要求精度的零件

3.拟重点解决的问题

(1)零件的装夹

(2)刀具的对刀

(3)工艺路线的制订

(4)工序与工步的划分

(5)刀具的选择

(6)切削用量的确定

(7)车削加工程序的编写

(8)机床的熟练操作

二.主要内容

1.主要技术指标 (1)以小批量生产条件编程。

(2)不准用砂布及锉刀等修饰表面③。

(3)未注倒角采用0.5×45o。

(4)未注公差尺寸按 GB1804-M。

2.设计方案、设计方法、设计手段

(1)设计方案

直接用三爪卡盘装夹,加工螺纹一端,再调头加工圆弧一端. ①装夹工件右端约40 mm 处,用90硬质合金外圆车刀手动平端面1mm,再换右端面外圆车刀用G71指令加工至фE×10mm,再换切槽刀切槽5×1.5mm,然后换螺纹刀加工螺纹。 ②将工件调头用铁皮将切槽处包住装夹该处, 先用车刀手动平端面约18mm,再用外圆车刀G71指令加工至5×1.5mm点。

(注：设计方案的具体装夹图见开题报告。)

(2)设计方法

①先对图纸进行分析确定该零件适合在哪类型的数控机床上加工比较合理 ②再根据我两年来所学的专为业知识对零件进行工艺分析 ③最后编写加工程序并对它进行校验 ④校验无误后即可进行数控自动加工。

(3)设计手段每六个人成为一组，每个组选一个题目，每个组都有一位指导老师辅导着我们做所选的题目的毕业设计，要求每个人都要做出一份全格的毕业设计。

3.主要工作程序

(1)开机

(2)调试MDI (3)输入加工程序

(4)装夹毛胚件

(5)对刀

(6)程序校验

(7)自动加工

三.主要仪器设备

HNC-CK6140 游标卡尺

其它的辅助工具

四.主要资料及参考文献

[1]詹华西编《数控加工与编程》西安电子科技大学出版社 2004年

[2]李华编《机械制造技术》高等教育出版社，2006年

[3]薛彦成主编《公差配合与技术测量》北京机械工业出版社 1999年

[4]吕士峰、王士柱主编《数控加工工艺》北京国防工业出版社 2006年

[5]李澄,闻百桥主编《机械制图》北京高等教育出版社 2003年

[6]方新主编《数控机床与编程》高等教育出版社 2007年

[7]袁哲俊主编《金属切削刀具》(第三版)上海科学技术出版社1993年

[8]聂建武主编《金属切削与机床》西安电子科技大学出版社2006年

[9]艾

兴、肖诗钢主编《切削用量手册》(第三版)机械工业出版社1994年

[10]刘杰华、任昭蓉主编《金属切削

与刀具实用技术》国防工业出版2006年

五.预期设计(论文)成果

(1)能够在数控车床上加工出我们的零件且保证加工精度及各方面的工艺要求。 (2)能够根据零件的程序编制进行零件加工。

(3)能通过零件的自检。

(4)工艺设计方案可通过可行性、经济性分析。

(5)设计的全过程需作好全面、准确、周密的文字记录与总结。

诚信声明

本人郑重声明：

本人所呈交的毕业设计(论文)《轴" title="下一页">> >> >>| 类零件的数控加工工艺的编制及加工图》是在刘老师、闫老师两位教师的指导下，根据任务书的要求，独立撰写的。

本设计(论文)中所引用的其他个人或集体已发表的文字和研究成果，或为获得教育机构的学位或证书所使用过的材料，均已明确注明。

凡为本文的撰写所提供的各种形式的帮助，本人在致谢中已经明确表达了谢意。

本人完全意识到本声明的法律结果。

毕业论文(设计)作者签名：

2008年11月12日

目录摘要 1 前言 2 1.零件图工艺分析 3 1.1数控加工工艺基本特点 4 1.2设备选择 5 1.3确定零件的定位基准和装夹方式 5 1.3.1粗基准选择原则 5 1.3.2精基准选择原则 5 1.3.3定位基准 5 1.3.4装夹方式 5 1.4加工方法的选择和加工方案的确定 1.4.1加工方法的选择 6 1.4.2加工方案的确定 6 1.5工序与工歩的划分 7 1.5.1按工序划分 7

6 1.5.2工歩的划分 7 1.6确定加工顺序及进给路线 7 1.6.1零件加工必须遵守的安排原则 7 1.6.2进给路线 8 1.7刀具的选择 9 1.8切削用量选择 10 1.8.1背吃刀量的选择 10 1.8.2主轴转速的选择 10 1.8.3进给速度的选择 11 1.9编程误差及其控制 12 1.9.1编程误差 13 1.9.2误差控制 14 2.编程中工艺指令的处理 15 2.1常用G指令代码功能表 15 2.2常用M指令代码功能表 16 3.程序编制及模拟运行、零件加工或精度自检 17 3.1程序编制 17 3.2模拟运行 19 3.3零件加工 19 3.4精度自检 19 致谢 20 设计小结 21 附录 22 轴类零件的数控加工工艺的编制及加工图

摘要

选这个题目的目的是它能体现出我对所学知识的掌握程度和灵活规范的运用所学知识，在我认为要成为一名合格的在学生，以自己的的思路用所学的知识来完成一份成功的毕业设计是必不可少的。

此次的毕业设计主要解决的问题是零件的装夹、刀具的对刀、工艺路线的制订、工序与工步的划分、刀具的选择、切削用量的确定、车削加工程序的编写、机床的熟练操作。主要困难的是两次装夹中的水平Z向长度难以保证、切削|<< << < 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >> >>| 用量的参数设定、对刀的精度、工艺路线的制订。

关键词：数控数控技术毕业设计

前言

本毕业设计内容主要是详细叙述利用数控车床来加工零件。大致包含了数控技术特点的阐述、零件的工艺的分析过程、加工中一些问题的解决方法、数控加工过程、、数控编程、机床操作与零件自检过程等，另外还有设计说明书、参考文献、毕业设计小结、致谢、附录等部分。设计者以严谨务实的认真态度进行了此次设计，但由于知识水平与实际经验有限，时间又较为紧迫。在设计中难免会出现一些错误、缺点和疏漏，诚请各位评审老师给于批评和指正。

1.零件图工艺分析

零件车削工艺分析C-3所示，零件材料处理为：45钢，调制处理HRC26～36，下面对该零件进行数控车削工艺分析。

零件如图：

图1.1 零件图

考核要求：

以小批量生产条件编程。

不准用砂布及锉刀等修饰表面。未注倒角0.5×45o。

未注公差尺寸按 GB1804-M。

5、有关参数：考生抽签决定按1~4组数据进行加工。

1组 2组 3组 4组 A 18 18.5 19 19.5

B 2828.52929.

5C 16 16.5 17 17.5

D 20 20.5 21 21.5

E 2222.52323.5

1.1数控加工工艺基本特点

数控机床加工工艺与普通机床加工原则上基本相同，但数控机床是自动进行加工，因而有如下特点：①数控加工的工序内容比普通机床的加工内容复杂，加工的精度高，加工的表面质量高，加工的内容较丰富。②数控机床加工程序的编制比普通机床工艺编制要复杂些。这是因为数控机床加工存在对刀、换刀以及退刀等特点，这都无一例外的变成程序内容，正是由于这个特点，促使对加工程序正确性和合理性要求极高，不能有丝毫的差错。否则加工不出合格的零件。

在编程前我们一定要对零件进行工艺分析，这是必不|<< << < 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >> >>| 可少的一步，如图C3我要对该零件进行精度分析，选择加工方法、拟定加工方案、选择合理的刀具、确定切削用量。该零件由螺纹、圆柱、圆锥、圆弧、槽等表面组成，其中由较严格直径尺寸精度要求的如Φ28±0.02mm,ф轴线长度的精度如5±0.04mm，27.5±0.04mm，粗糙度3.2μm，球面Sф可控制球面形状精度、30°的锥度等要求。

mm,mm。经上面的分析，我可以采用一下几点工艺措施： (1)零件上由精度较高的尺寸数据如圆柱ф28±0.02mm、ф长度5±0.04mm、27.5±0.04mm，球Sф

mm，轴向

1.2设备选择

1.3确定零件的定位基准和装夹方式

1.3.1粗基准选择原则

(1)为了保证不加工表面与加工表面之间的位置要求，应选不加工表面作粗基准。

(2)合理分配各加工表面的余量，应选择毛坯外圆作粗基准。

(3)粗基准应避免重复使用。

(4)选择粗基准的表面应平整，没有浇口、冒口或飞边等缺陷。以便定位可靠。

1.3.2精基准选择原则

(1)基准重合原则：选择加工表面的设计基准为定位基准;

(2)基准统一原则，自为基准原则，互为基准原则。

1.3.3定位基准

综合上述，粗、精基准选择原则，由于是轴类零件，在车床上只需用三抓卡盘装夹定位，定位基准应选在零件的轴线上，以毛坯ф35mm的棒料的轴线和右端面作为定位基准。 1.3.4装夹方式

图1.3.1 加工螺纹的装夹图

图1.3.2 加工圆弧的装夹图

1.4加工方法的选择和加工方案的确定

1.4.1加工方法的选择

1.4.2加工方案的确定

1.5工序与工歩的划分

1.5.1按工序划分

工序划分有三种方法 ①按零件的装夹定位方式划分 ②按粗、精加工划分工序 ③按所用的刀具划分工序。

1.5.2工歩的划分因为每一把刀在粗加工的背吃刀量一致，在精加工中背吃刀量相同，不易划分工歩;这里选用加工不同的表面来划分工序就比较容易：

1.6.1零件加工必须遵守的安排原则

(1)基面先行先加工基准面为后面的加工提供经基准面，所以我应线平右

端面作为基准面。

(2)先主后次由于所加工的表面均为重要表面，所以应按照顺序从右到左

依次加工MD×1.5mm，ф28mm，фEmm螺纹调头后一次加工R5mm，фBmm，фEmm等。

(3)先粗后精先车削去大部分的金属余量，再进行成形切削保证零件的尺

寸要求和质量要求。 (4)先面后孔由于该零件没有孔，所以在该处不做考虑。

1.6.2进给路线

在数控加工中，刀具好刀位点相对于工件运动轨迹称为加工路线。编程时，加工路线的确定原则主要有以下几点：

(1)加工路线应保证被加工零件的精度和表面粗糙度，且效率高;

(2)使数值计算简单，以减少编程工作量;

(3)应使加工路线最短，这样既可减少程序段，又可减少空行程时间。

图1.6.1 零件轮廓

图1.6.2 螺纹加工路线

第二步: 车削带有圆弧的一端，从右到左先粗车外形R5mm、RCmm、фBmm到фEmm后2mm后精车外形路线同粗车一样。最后切削5±0.04mm的槽。如图4.3螺纹加工路线。

图1.6.3 圆弧加工路线

1.7刀具的选择

刀具表如表7-1所示：

表1.7.1 数控车加工刀具卡片

产品名称

考试件

或代号序号刀具号刀具规

数量

加工表面

零件名称

轴类零件

零件图号

GDSKC 020107 备注格名称

1 2 3 4 编制 T01 T02 T03 T04 90°硬质合金外圆车刀

右端面外圆车刀高速钢切槽刀 60°高速钢外螺纹车刀陈谦

审核

1 1 1 1

平端面、粗车轮廓精车轮廓切槽车削螺纹批准

共1页

右偏刀右偏刀

第1页

1.8切削用量选择

切削用量包括主轴转速(切削速度)、切削深度或宽度、进给速度(进给量)等。对于不同的加工方法，需选择不同的切削用量，并应编入程序单内。

1.8.1背吃刀量的选择

1.8.2主轴转速的选择

1.8.3进给速度的选择粗车直线、圆弧时选F=150mm/min，精车时选F=50mm/min，切槽时选F=8mm/min，粗车螺纹时选F=100mm/min，精车时选F=50mm/min。参照《数控加工与编程》一书表1-2选取。

综上所述，零件的数控车削工艺分析的内容，并将其填入在表 8-1 所示的数控工艺卡上。工艺卡片上其主要内容有：工步分析、工步内容、各工步所用的主轴转速、刀具及进给速度。

表1.8.1 数控车削加工工艺卡片

单位名称工序号 001 工步号鄂东职业技术学院程序编号

工步内容

对刀、平端面及试切外圆从右至左

产品名

零件名称

称及代号考试件夹具名称三抓卡盘

刀具规

刀具号

格/mm

轴类零件使用设备华中数控CK6140 主轴转速/(r·min-1) 500

进给速度/(mm·min-1) 50

GDSKC020107 车间数控实训基地背吃刀量/mm

备注

零件图号

1 T01 25×25 手动

2 粗车轮廓从右至左

3 精车轮廓

4 5 6 编制切槽粗车螺纹精车螺纹陈谦

审核

T02 25×25 800 150 2 自动

T02 T03 T04 T04 批准

25×25 25×25 25×25 25×25

1000 800 300 300

50 8

0.2 自动

1.5 min/r 自动

共1页

自动

第1页

2008年10月23日

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表1.8.2 数控车削加工工序卡片

鄂东职业技术学院数控加工工艺产品名称或代号零件名称材料零件图号

卡

程序

工序号

编号

001

三抓卡盘夹具名称

夹具编号

加工面毛坯表面刀具号

45钢 GDSKC020107 车间

备注手动 HNC-6140 刀具规格/mm 25×25 工步号工步内容 1 对刀平端面及试切ф30mmr主轴转速进给速度/背吃刀量/(r/min) (mm/min) /mm 500

T01 外圆

2 粗车倒角1.5×45°mm 倒角面

2 粗车фMD×25mm фD的圆柱面 T02 3 粗车ф28mm的端面 ф28的端面 T02 4 粗车ф28×13.169mm的圆柱ф28的圆柱表表面

面 T02 5 粗车ф30°的锥面 °30锥面 T02 6 粗车фE×10mm фE的外圆柱表面 T02 7 精车倒角1.5×45°mm 倒角面

T02 8 精车фMD×25mm фD的圆柱面 T02 9 精车ф28mm的端面 ф28的端面 T02 10 精车ф28×13.169mm的圆柱ф28的圆柱表表面

1 平右端面

T02 11 精车фE×4.406mm

фE的圆柱面 T02

25×25 800 25×25 800 25×25 800 25×25 800 25×25 800 25×25 800 25×25 1000 25×25 1000 25×25 1000 25×25 1000 25×25 1000 25×25 1000 25×25 800 25×25 300 25×25 300

25×25 800 25×25 800 25×25 800 25×25 800 25×25 800 25×25 800 25×25 1000 25×25 1000 25×25 1000 25×25 1000 25×25

1000

150 2 150 2 150 2 150 2 150 2 150 2 50 0.2 50 0.2 50 0.2 50 0.2 50 0.2 50 0.2 8 50 50

50 2 150 2 150 2 150 2 150 2 150 2 50 0.2 50 0.2 50 0.2 50 0.2 50

0.2

自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动

手动自动自动自动自动自动自动自动自动自动自动 12 编制切槽5±0.04mm 陈谦

审核

фA的圆柱表面

T03 批准

25×25

800 8 第 1页

自动

共

页

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1.9编程误差及其控制

1.9.1编程误差

1.9.2误差控制

2.编程中工艺指令的处理

2.1常用G指令代码功能表

。零件来调参图表2.1.1 数控车床G功能指令(HNC-22T)

代码 *G00 G01 G02 G03 组意义

直线插补顺圆插补逆圆插补

代码 G29 *G40 G41

组 00 09

意义回参考点参考点返回刀径补偿取消刀径左补偿

代码 G52 G53 *G54～G59

组 00 11

意义

局部坐标系设定机床坐标系编程工件坐标系1～6选择快速点定位 G28 01 G33 G04 G07 *G11 G12 *G17 G18 G19 G20 螺纹切削 00 暂停延时 16 虚轴设定 07 单段允许单段禁止

G42 G43 G44 *G49 *G50

04 03 05 10

刀径右补偿刀长正补偿

G92 G65

工件坐标系设定宏指令调用

XY加工平面 G51 02 ZX加工平面 G24 YZ加工平面 *G25 08 英制单位

G68 注：①表内00组为非模态代码;只在本程序内有效。其他组为模态指令，一次制定后持续有效，直到被其他组其他代码所取代。

②标有*的G代码为数控系统通电启动后的默认状态。

2.2常用M指令代码功能表

表2.1.2 常用M指令代码

代码 M00 M01 M02 M03 M04 M05 作用时间组别意义 ★ ★ ★ # # ★ a 00 00

代码作用时间组别意义

# # ★

b 00

代码作用时间组别意义 ★ ★ ★

00 00 00 00

主轴准停程序结束并返回更换工件子程序调用子程序返回

程序暂停 M06 条件暂停 M07 程序结束 M08 主轴正转 M09 主轴反转 M10 主轴停转 M11

自动换刀 M19 开切削液 M30 开切削液 M60 关切削液 M98 夹紧松开

M99

c 注：①表内00组为非模态代码;其余为模态代码，同驵可相互取代。

②作用时间为“★”号者,表示该指令功能在程序段指令运动完成后开始作用;为“# ”号者，则表示该指令功能与程序段指令运动同时开始。

3.程序编制及模拟运行、零件加工或精度自检 3.1程序编制

程序段号程序内容 001 %0001 N01 T0101 N02 M03S800 N03 G00X35Z3 N04 M08 N05 G71U1R2P06Q13X0.2Z0.2F150 N06 G00X18Z3S1000 N07 G01Z0F50 N08 X21Z-1.5 N09 Z-25 N10 X28 N11 Z-38.169 N12 X23.05Z-47.5 N13 G01W-10 N14 G00X100 N15 Z100 N16 T0202 N17 G00X32Z-25 N18 G01X18F10 N20 G04P3 N21 G00X25 N22 W1.5 N23 G01X21 N24 X18W-1.5 N25 G04P3 N26 G00X100 N27 Z100 N28 T0303 N29 G00X30Z3S300 N30 G76C2R2E3A60X19.04Z-22K0.974U0.32V0.16Q0.5F1.5 N31 G00X100Z100 N32 M09 N33 M05 N34 M30 002 %0001 N01 T0101 N02 M03S800 N03 G00X30Z3 N04 M08 N05 G71UI1R2P06Q12E0.2F200

程序注释 ;程序起始行 ;右端面外圆车刀 ;主轴正转 ;循环起点 ;开切削液 ;粗车轮廓 ;快速定位 ;精车起点 ;精车倒角 ;精车ф21的外圆;精车ф28的端面;ф28的外圆表 ;30°的锥面 ;фE的外圆面 ;退刀快速定位 ;退刀快速定位 ;换切槽刀 ;快速定位 ;切槽至ф18 ;暂停修光 ;快速定位 ;快速定位 ;倒角起点 ;倒角1.5 ;暂停修光 ;退刀快速定位 ;退刀快速定位 ;换外螺纹车刀 ;车螺纹循环起点 ;车螺纹 ;退刀快速定位 ;关切削液 ;主轴停转 ;程序结束并返回

;右端面外圆车刀 ;主轴正转 ;循环起点 ;开切削液 ;粗车轮廓

N06 N07 N08 N09 N10 N11 N12 N13 N14 N15 N16 N17 N18 N19 N20 N21 N22 N23 N24 N25 N26 N27 G00X5.844Z3S1000 G01Z0F80 G03X15.582Z-6.136R5 G02X22.420Z-20791R17 G03X24.542Z-37.739R14.508 G02X23.05Z-40.406R5 G01Z-44 G000X100 Z100 T0202 G00X35Z-46.5 G01X19F10 G04P3 G00X35 Z-47.5 G01X19 G04P3 G00X100 Z100 M09 M05 M30

;快速定位 ;精车起点 ;精车R5的圆弧 ;精车R17的圆弧 ;精车ф29的圆弧 ;精车R5的圆弧 ;фE的外圆面 ;退刀快速定 ;退刀快速定位 ;换切槽刀 ;快速定位 ;切槽至ф19 ;暂停修光 ;退刀 ;快速定位 ;切槽至ф19 ;暂停修光 ;退刀 ;退刀 ;关切削液 ;主轴停转 ;程序结束并返回

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注:程序编制中有关数值单位一律采用毫米(mm)制

3.2模拟运行

装夹好毛坯，调出编制好的程序，直接进行自动加工直至程序结束。

3.4精度自检

将加工好的零件卸下，用游标卡尺、千分尺对零件的尺寸精度及粗糙度进行检测。看是否达到零件的技术要求即可。

致谢

经过这次的毕业设计，让我深刻的体会到什么叫做作真正的学以置用，这正是我们做学问真正的目的，也正是大多数学者难以做到的一点。

设计小结

在两年的大学生活里，我觉得大多数人对本专业的认识还是不够,在大二期末学院曾为我们组织了三个星期的实习，为了更深入的理解并掌握大学的专业知识，加强专业技能。我选择的毕业设计课程是：轴类零件加工。通过次此的分析，需要对刀具的切削参数进行计算等方面的问题给予考虑，这些方面的知识都需要我们去复习以前的知识，在对以前学的知识进行初步系统回顾之后，大脑形成一初步的印象。各专业课之间相关联的知识也能很好的理解。在这次毕业设计中，给我最大的体会就是熟练的操作技能来源我们平时对专业知识的掌握程度。比如，我们想加快编程速度，除了对各编程指令的熟|<< << < 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >> >>| 练掌握外，还得需要你必须掌握零件的工艺方面的知识，对夹具刀具切削用量参数的设定我们必须清楚。

附录

华中数控车床实物图

游标卡尺实物图

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第四篇：轴类零件的加工及工艺分析

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前言

数控加工是机械制造中的先进的加工技术是一种高效率，高精度与高柔性特点的自动加工方法，数控加工技术可有效解决复杂、精密、小批多变零件的加工问题，充分适应了现代化生产的需要，制造自动化是先进制造技术的重要组成部分，其核心技术是数控技术，数控技术是综合计算机、自动技术、自动检测及精密机械等高新技术的产物，它的出现及所带来的巨大利益，已引起了世界各国技术与工业界的普遍重视，目前，国内数控机床使用越来越普及，如何提高数控加工技术水平已成为当务之急，随着数控加工的日益普及，越来越多的数控机床用户感到，数控加工工艺掌握的水平是制约手工编程与CAD/CAM集成化自动编程质量的关键因素。

数控加工工艺是数控编程与操作的基础，合理的工艺是保证数控加工质量发挥数控机床的前提条件，从数控加工的实用角度出发，以数控加工的实际生产为基础，以掌握数控加工工艺为目标，在介绍数控加工切削基础，数控机床刀具的选用，数控加工的定位与装夹以及数控加工工艺基础等基本知识的基础上，分析了数控车削的加工工艺。

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前言

第一章设计概要……………………………………………. 1 第一节设计题目及目的……………………………………… 1 第二节选用设计软件………………………………………….1

第二章实体设计………………………………………….2

第一节 CAXA平面图的绘制………………………………….2 第二节零件实体的构造……………………………………..4 第三章工艺分析………………………………………….7

第一节零件工艺分析……………………………………….. 8 第二节刀具的选择………………………………………….. 9 第三节刀具卡片……………………………………………..10 第四节确立工件的定位与夹具方案………………………..10 第五节确定走刀顺序和路线………………………………..11 第六节切削用量的选择……………………………………..15 第七节数控加工工艺文件的填写…………………………..16 第八节保证加工精度的方法…………………………………17

第四章数控加工程序……………………………………18 第五章零件仿真加工……………………………………23

第一节仿真软件简介………………………………………. 23 第二节仿真加工过程……………………………………… 25 结论……………………………………………………………… 30

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参考文献…………………………………………..31 III

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摘要：

本次设计主要是对数控加工工艺进行分析与具体零件图的加工，首先对数控加工技术进行了简单的介绍，然后根据零件图进行数控加工分析。第一，根据本零件材料的加工工序、切削用量以及其他相关因素选用刀具及刀柄和零件的轮廓特点确定需要7把刀具分别为外圆粗车刀、外圆精车刀、外切槽刀、外螺纹刀、内镗孔刀、内切槽刀。第二，针对零件图图形进行编制程序，此零件为轴类零件，外轮廓由直线、圆弧和螺纹组成，零件的里面要镗出一个锥孔，在加工过程中，工件需要调头钻孔再镗孔，第三，早钻孔对刀时要先回参考点，要以孔中心作为对刀点，刀具的位置要以此来找正，使刀位点与换刀点重合。

关键字：

刀具的确定、走刀路线的选择、刀具的对刀点、工件的定位。

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第一章设计概要

第一节设计题目及目的

设计题目：轴类零件的加工及工艺分析

设计目的：本次毕业综合实训实践项目为轴类零件的加工及工艺分析，用所学理论知识和实际操作知识，在工作中分析问题、解决实际问题的能力同时达到对我们基本技能的训练，例如：计算、绘图、熟悉和运用设计资料(手册、标准、图册和规范等)的能力。加强对在加工机械零件时的零件工艺分析、及其加工精度、刀具机床的选用、刀具补偿，工件的定位与装夹的分析等。同时提高我们编写技术文件、编写数控程序、仿真数控机床操作的独立工作能力。

第二节选用设计软件

本课题二维图选用：CAXA电子图表

实体图选用：CAXA制造工程师2008 仿真加工用:斯沃仿真软件

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第二章实体设计

第一节 CAXA平面图的绘制 1.软件简介

我们采用CAXA电子图版2007绘制，CAXA电子图板2007打造了全新软件开发平台，多文档、多标准以及交互方式上带来全新体验，而且在系统综合性能方面进行了充分改进和优化，对于文件特别是大图的打开、存储、显示、拾取等操作的运行速度均提升100%以上，Undo/Redo性能提升了十倍以上，动态导航、智能捕捉、编辑修改等处理速度的提升，给用户的设计绘图工作带来流畅、自如的感受。而且依据中国机械设计的国家标准和使用习惯，提供专业绘图工具盒辅助设计工具，通过简单的绘图操作将新品研发、改型设计等工作迅速完成，提升工程师专业设计能力。 2.软件界面介绍 CAXA电子图版工作界面

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3.利用该软件作此图的平面图

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第二节零件实体

一、零件主体的实体化

我们这里使用CAXA数控车2008来进行实体，首先选择工作界面，打开软件后，点击软件的左下角的

命令，然后出现一个界面如下

然后右键点击平面XY，创建草图，绘制如下图的封闭图形

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完成上图之后，点击菜单栏里的按钮，完成实体创建。如下图：

二、在右端创建螺纹

利用公式曲线来创建螺纹，点击

按钮，出现如下图所示的界面

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将参数X=12*sin(t) Y=12*cos(t) Z=0.239*t 设置好之后点击

按钮，完成如图的曲线

，单击，在曲线的一端创建一个平面，在此 6

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平面内绘制一个等边三角形，如图：导动除料，完成实体创建，如下图：

，退出草绘，选择至此，整个零件的实体完成。

第三章工艺分析

工艺分析是工艺员的中心工作也是设计者设计的一个重要环节，它是对工件进行数控加工的前期准备。合理正确的工艺分析也是编制数控加工程序的重要依据。故工艺分析是数控加工不可缺少的。正确合理的工艺分析需完成如下工作步骤和内容。

零件尺寸的正确标注：由于加工程序是以准确的坐标点来编制的，因此，各图形几何元素间的相互关系一定要明确;各种几何元素的条件要充分，应无引起冲突的多余尺寸或影响工序安排的封闭尺寸等;构成零件轮廓的几何尺寸的条件应充分。

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识读零件：零件图纸直接反映零件的结构，而零件的结构决定工艺分析的合理性，所以我们要保证良好的零件结构。

工艺步骤：制定数控加工程序、划分工步、工序，确定对刀点、换刀点，刀具补偿，选择切削刀具、冷却液，编制工艺文件等。

编制加工程序：将工艺分析融入加工程序，并对其程序进行校验和优化。

第一节零件工艺分析

零件结构分析

1.如图所示零件便面由柱面，圆锥面，顺圆弧，逆圆弧及外螺纹构成，外螺纹绞复杂其中多个直径尺寸由较高的精度，表面粗糙，零件图尺寸编注完整，符合数控加工尺寸标注要求，轮廓描述清楚完整，零件材料为45钢，毛胚为ф60mm*122mm 零件技术要求分析

小批量生产条件编程，不准用砂布和锉刀修饰平面，这是对平面高精度的要求，未注公差尺寸按GB1804-M，热处理，调质处理，HRC25-35，未注粗糙度部分光洁度按Ra6.3，毛胚尺寸ф60mm*122mm。

加工难点及处理方案

分析图纸可知，此零件对平面度的要求高，左端更有内轮廓加工，为提高零件质量，采用以下加工方案：

1. 对图样上给定的几个精度要求较高的尺寸，编程时采用中间值。 2. 在轮廓曲线上，有圆弧，因此在加工时应进行刀具半径补偿，以保证轮廓曲线的准确性。

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本设计图纸中的各平面和外轮廓表面的粗糙度要求可采用粗加工---精加工---超精加工方案。选择以上措施可保证尺寸、形状、精度和表面粗糙度

第二节刀具选择

数控刀具的选择和切削用量的确定是数控加工工艺中的重要内容，它不仅影响数控机床的加工效率，而且直接影响加工质量。刀具的选择是在数控编程的人机交互状态下进行的。应根据机床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相关因素正确选用刀具及刀柄。刀具选择总的原则是：安装调整方便、刚性好、耐用度和精度高。在满足加工要求的前提下，尽量选择较短的刀柄，以提高刀具加工的刚性。

在经济型数控机床的加工过程中，由于刀具的刃磨、测量和更换多为人工手动进行，占用辅助时间较长，因此，必须合理安排刀具的排列顺序。一般应遵循以下原则：①尽量减少刀具数量;②一把刀具装夹后，应完成其所能进行的所有加工步骤;③粗精加工的刀具应分开使用，即使是相同尺寸规格的刀具;④先铣后钻 ;⑤先进行曲面精加工，后进行二维轮廓精加工;⑥在可能的情况下，应尽可能利用数控机床的自动换刀功能，以提高生产效率等。

综上所诉：本零件的加工(1) 选用φ5mm中心钻钻削中心孔。用ф20的钻头加工左端的孔(2) 粗车及平端面选用90°硬质合金左偏刀，为防止副后刀面与工件轮廓干涉，副偏角不宜太小，选Kr´=35°。 (3) 为减少刀具数量和换刀次数，精车和车螺纹选用硬质合金60°外

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螺纹车刀，刀尖圆弧半径应小于轮廓最小圆角半径，取re=0.15～0.2mm 。

第三节刀具卡片

第四节确定工件的定位与装夹方案

在数控车床上工件定位安装的基本原则与普通机床相同。工件的装夹方法影响工件的加工精度和效率，为了充分发挥数控机床的工作特点，在装夹工件时，应考虑以下几种因素： 1.尽可能采用通用夹具，必须时才设计制造专用夹具; 2.结构设计要满足精度要求; 3.易于定位和装夹; 4.易于切削的清理; 5.抵抗切削力由足够的刚度;

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工件的定位与基准应与设计基准保持一致，应防止过定位，对与箱体工件最好选择“一面两销”作为定位基准，定位基准在数控机床上要仔细找正。

由于这个工件是个实心轴，末端要镗一个30的锥孔，因轴的长度不是很长，所以采用工件的右端面和48的外圆作定位基准，使用普通三爪卡盘夹紧工件，取工件的右端面中心为工件坐标的原点，对刀点在(100.1000)处。

第五节切削加工顺序的安排：

①先粗后精先安排粗加工，中间安排半精加工，最后安排精加工和光整加工。

②先主后次先安排零件的装配基面和工作表面等主要表面的加工，后安排如键槽、紧固用的光孔和螺纹孔等次要表面的加工。由于次要表面加工工作量小，又常与主要表面有位置精度要求，所以一般放在主要表面的半精加工之后，精加工之前进行。

③先面后孔对于箱体、支架、连杆、底座等零件，先加工用作定位的平面和孔的端面，然后再加工孔。这样可使工件定位夹紧稳定可靠，利于保证孔与平面的位置精度，减小刀具的磨损，同时也给孔加工带来方便。

④基面先行用作精基准的表面，要首先加工出来。所以，第一道工序一般是进行定位面的粗加工和半精加工(有时包括精加工)，然后再以精基面定位加工其它表面。例如，轴类零件顶尖孔的加工综上所诉：此零件的的加工顺序如下：

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1.先进行右端部分的加工，右端部分首先 1加工主轮廓走刀路线如下 ○

圆弧段加工

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切槽

螺纹加工

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2.调头加工，调头之后的加工在分成3部 1首先加工外轮廓，走刀路线如下： ○

2钻孔：钻一个ф20深度为29的孔 ○3加工左端部分的内轮廓，走刀图如下 ○ 14

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以上为整个零件的加工路线

第六节切削用量的选择

切削速度、进给量和切削深度三者称为切削用量。它们是影响工件加工质量和生产效率的重要因素。车削时，工件加工表面最大直径处的线速度称为切削速度，以v(m/min)表示。其计算公式：

v=πdn/1000(m/min) 式中：d——工件待加工表面的直径(mm) n——车床主轴每分钟的转速(r/min)

根据零件的结构特点，外轮廓用采用90度外圆车刀，轮廓粗加工时留1mm的精车余量，粗加工时选主轴转速为s=800r/min，精加工选择1000 r/min，由公式计算得：切削速度v 粗加工：v=150(m/min) 精加工：v=188(m/min)

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第七节数控加工工艺文件的填写

1.工艺过程卡片

2.机械加工工序卡片

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第八节保证加工精度的方法

为了保证和提高加工精度，必须根据生产加工误差的主要原因，采取相应的误差预防或误差补偿等有效的工艺途径措施来直接控制原始误差或控制原始误差对零件加工精度的影响。

一、刀具半径的选定

1.刀具的半径R比工件转角处半径大时不能加工。 2.刀具较小时不能用较大的切削量加工(刀具刚性差)。

二、采用合适的切削液

1.切削液主要用来减少切削过程中的摩擦和降低切削温度。合理使用切削液，对提高刀具耐用度和加工表面质量、加工精度起重要的作用。 2.非水溶性切削液：切削油、固体润滑剂，非溶性切削液主要起润滑作用。

3.水溶性切削液：水溶液、乳化液，水溶性切削液有良好的冷却作用和清洗作用。

故本设计加工时采用水溶液进行冷却。

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第

4章数控加工程序

本零件采用电脑软件编程，由于程序过多，这里只打出一部分，这里只展示左端部分的程序

O1234 T0404 M03 S1200 M08 F1500 G00 X77.917 Z13.100 G00 Z6.549 G00 X71.414 G01 X61.014 F5.000 G01 X59.600 Z5.841 G01 Z-14.200 F10.000 X60.000 G01 X61.414 Z-13.493 F20.000 G01 X71.414 G00 Z6.549 G01 X60.014 F5.000 G01 X58.600 Z5.841 G01 Z-14.700 F10.000 G01 X60.000 G01 X61.414 Z-13.993 F20.000 G01 X71.414 G00 Z6.549 G01 X59.014 F5.000 G01 X57.600 Z5.841 G01 Z-15.200 F10.000 G01 X60.000 G01 X61.414 Z-14.493 F20.000 G01 X71.414 G00 Z6.549 G01 X58.014 F5.000 G01 X56.600 Z5.841 G01 Z-15.700 F10.000 G01 X60.000 G01 X61.414 Z-14.993 F20.000 G01 X71.414 G00 Z6.549 G01 X57.014 F5.000 18

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G01 X55.600 Z5.841 G01 Z-16.200 F10.000 G01 X60.000 G01 X61.414 Z-15.493 F20.000 G01 X71.414 G00 Z6.549 G01 X56.014 F5.000 G01 X54.600 Z5.841 G01 Z-16.700 F10.000 G01 X60.000 G01 X61.414 Z-15.993 F20.000 G01 X71.414 G00 Z6.549 G01 X55.014 F5.000 G01 X53.600 Z5.841 G01 Z-17.200 F10.000 G01 X60.000 G01 X61.414 Z-16.493 F20.000 G01 X71.414 G00 Z6.549 G01 X54.014 F5.000 G01 X52.600 Z5.841 G01 Z-17.700 F10.000 G01 X60.000 G01 X61.414 Z-16.993 F20.000 G01 X71.414 G00 Z6.507 G01 X1.414 F5.000 G01 X0.000 Z5.800 G01 X51.600 F10.000 G01 Z-18.200 G01 X59.600 G01 Z-36.000 G01 X61.014 Z-35.293 F20.000 G01 X71.014 G00 Z6.007 G01 X1.414 F5.000 G01 X0.000 Z5.300 G01 X50.600 F10.000 G01 Z-18.700 G01 X58.600 G01 Z-36.000 G01 X60.014 Z-35.293 F20.000 G01 X70.014 19

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G00 Z5.507 G01 X1.414 F5.000 G01 X0.000 Z4.800 G01 X49.600 F10.000 G01 Z-19.200 G01 X57.600 G01 Z-36.000 G01 X59.014 Z-35.293 F20.000 G01 X69.014 G00 Z5.007 G01 X1.414 F5.000 G01 X0.000 Z4.300 G01 X48.600 F10.000 G01 Z-19.700 G01 X56.600 G01 Z-36.000 G01 X58.014 Z-35.293 F20.000 G01 X68.014 G00 Z4.507 G01 X1.414 F5.000 G01 X0.000 Z3.800 G01 X47.600 F10.000 G01 Z-20.200 G01 X55.600 G01 Z-36.000 G01 X57.014 Z-35.293 F20.000 G01 X67.014 G00 Z4.007 G01 X1.414 F5.000 G01 X0.000 Z3.300 G01 X46.600 F10.000 G01 Z-20.700 G01 X54.600 G01 Z-36.000 G01 X56.014 Z-35.293 F20.000 G01 X66.014 G00 Z3.507 G01 X1.414 F5.000 G01 X0.000 Z2.800 G01 X45.600 F10.000 G01 Z-21.200 G01 X53.600 G01 Z-36.000 G01 X55.014 Z-35.293 F20.000 20

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G01 X65.014 G00 Z3.007 G01 X1.414 F5.000 G01 X0.000 Z2.300 G01 X44.600 F10.000 G01 Z-21.700 G01 X52.600 G01 Z-36.000 G01 X54.014 Z-35.293 F20.000 G01 X64.014 G00 Z2.507 G01 X1.414 F5.000 G01 X0.000 Z1.800 G01 X43.600 F10.000 G01 Z-22.200 G01 X51.600 G01 Z-36.000 G01 X53.014 Z-35.293 F20.000 G01 X63.014 G00 Z2.007 G01 X1.414 F5.000 G01 X0.000 Z1.300 G01 X42.600 F10.000 G01 Z-22.700 G01 X50.600 G01 Z-36.000 G01 X52.014 Z-35.293 F20.000 G01 X62.014 G00 Z1.507 G01 X1.414 F5.000 G01 X0.000 Z0.800 G01 X41.600 F10.000 G01 Z-23.200 G01 X49.600 G01 Z-36.000 G01 X51.014 Z-35.293 F20.000 G01 X61.014 G00 Z1.007 G01 X1.414 F5.000 G01 X0.000 Z0.300 G01 X40.600 F10.000 G01 Z-23.700 G01 X48.600 G01 Z-36.000 21

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G01 X50.014 Z-35.293 F20.000 G01 X71.414 G00 X77.917 G00 Z13.100 G00 X100 Z100 T0404 M03 S1200 G00 X70.318 Z11.144 G00 Z0.707 G00 X59.414 G01 X-1.414 F5.000 G01 X0.000 Z0.000 G01 X40.000 F10.000 G01 Z-24.000 G01 X48.000 G01 Z-36.000 G01 X49.414 Z-35.293 F20.000 G01 X59.414 G00 X70.318 G00 Z11.144 G00 X100 Z100 T0505 M3S500 G0X20.Z20 G0X0.Z5. G99G1Z-32.F0.1 G0Z5. X100.Z100. G0 T0606 G97 S3600 M03 G0 X21.92 Z2.5 M8 G50 S3600 G96 S330 G99 G1 Z-23.8 F.2 X20. X17.172 Z-22.386 G0 Z2.5 X23.84 G1 Z-23.8 X21.52 X18.692 Z-22.386 G0 Z2.5 X25.76 G1 Z-14.341 22

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X24.6 Z-15.965 Z-23.8 X23.44 X20.612 Z-22.386 G0 Z2.5 X27.68 G1 Z-11.653 X25.36 Z-14.901 X22.532 Z-13.487 G0 Z2.5 X29.6 G1 Z-8.965 X27.28 Z-12.213 X24.452 Z-10.799 G0 X19.5 Z2. X30. G1 Z0. Z-9. X25. Z-16. Z-24. X20. X17.172 Z-22.586 G0Z2. M9 G28 U0. W0. M05 T0606 M30

第五章零件仿真加工

第一节、仿真软件介绍

1. 软件简介

市面上的仿真软件有很多，例如：南京斯沃和上海宇龙、斐克，这里我们选用斯沃，南京斯沃软件技术有限公司开发的，是结合机床厂家实际加工制造经验与高校教学训练一体所开发的国内第一款自

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动免费下载更新的数控仿真软件。通过该软件可以使学生达到实物操作训练的目的，又可大大减少昂贵的设备投入。

斯沃数控仿真(数控模拟)软件包括16大类，66个系统，121个控制面板。具有FANUC、SIEMENS(SINUMERIK)、MITSUBISHI、FAGOR、美国哈斯HAAS、PA、广州数控GSK、华中世纪星HNC、北京凯恩帝KND系统、大连大森DASEN、南京华兴WA、江苏仁和RENHE、南京四开、天津三英、成都广泰GREAT、巨森数控JNC编程和加工功能，学生通过在PC机上操作该软件，能在很短时间内掌握各系统数控车、数控铣及加工中心的操作，可手动编程或读入CAM数控程序加工，教师通过网络教学，可随时获得学生当前操作信息。斯沃数控仿真软件也是目前国内唯一自动免费下载更新的数控仿真软件

2.斯沃界面

打开软件，选择GSK980TD

工作界面

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第二节仿真加工过程

(一)第一段加工

1.装入刀具

2.设置毛胚，

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3.对刀，输入刀补

4.开始加工

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第一段加工完成

(二)第二段加工

1.调头加工另一端，因为有内部轮廓的加工，我们这里选择透明模式，便于观察,对刀方式和第一段方法相同

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车外轮廓

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钻孔钻一个ф20深度为29的孔

完成内轮廓加工

至此整个零件仿真加工完成

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结论

通过这次的毕业设计，我从设计的过程中学到了很多在书本上没有的内容，加深了对数控机床的了解，巩固了书本的知识。结论总结如下：

1. 对于某个零件来说，并非全部加工工艺过程都适合在数控机床完成。而往往只是其中的一部分适合于数控加工。这就需要对零件图样进行仔细的工艺分析，选择那些最适合、最需要进行数控加工的内容和工序。

2. 在确定走刀路线时，最好画一张工序简图，将已经拟定出的走刀路线画上去，这样可为编程带来不少方便。

3. 有些零件虽然能在一次安装中加工出很多待加工面，但考虑到程序太长，会受到某些限制，如：控制系统的限制(主要是内存容量)，机床连续工作时间的限制等。此外，程序太长会增加出错与检索困难。因此程序不能太长，一道工序的内容不能太多。致谢

非常感谢各位指导老师，没有你们交给我们知识，我们是不可能完成这项毕业设计，非常感谢你们这几年对我们的辛勤教导，你们不仅仅是传授给我们了知识，更是教会我们技能，从而让我们在这个社会上更好的立足，让我们的人生更加丰富多彩，在这里我们全组成员(曹阳，赵志城，雷露，郭川)向你们致敬!!!

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参考文献：

[1]陈洪涛. 数控加工工艺与编程. 高等教育出版社，2003 [2]罗学科. 数控机床编程与操作实训. 北京化学工业出版社，2002 [3]李佳.

数控机床及应用. 北京清华大学出版社，2001 [4]姜爱国. 数控机床技能数实训. 北京理工大学出版社，2006 [5]汪建安. CAXA自动编程与训练化学工业出版社

2008 [6] 钟日铭. CAXA实体设计2009基础教程清华大学出版社2009

第五篇：轴类零件的数控加工工艺设计与编程[范文模版]

本科毕业设计(论文)

题目：轴类零件的数控加工工艺设计与编程

2013年5月

轴类零件的数控加工工艺与编程

摘要

本次设计是根据被加工轴的技术要求和年生产量，进行机械加工工艺设计，然后运用夹具设计的基本原理和方法，拟定夹具设计方案，完成夹具结构设计。主要工作包括绘制毛坯图、零件图、夹具总的设计图。了解零件的结构特点和技术要求;根据生产类型和生产条件，对零件进行结构分析和工艺分析;确定毛坯的种类及制造方法;拟定零件的加工工艺规程;选择各工序的加工设备和工艺设备，确定各工序的加工余量和工序尺寸，计算各工序的切削用量额定工时;填写加工工艺过程卡片、机械加工工序卡片等工艺卡片;设计制定选定的加工工序的专用夹具，绘制装配总图和主要零件图。

关键词：轴;加工工艺;夹具;编程

Axial parts of Numerical Control Machining Process

Planning and Programming

Abstract The design is based on the shaft by processing technical requirements and production, machining process design, then use of fixture design of the basic principles and methods, formulate fixture design, completion tongs structure design. The main work of drawing a blank drawing, general, fixture design, understanding of the structure characteristics of the spare parts and technical requirements; according to the type of production and production conditions, parts of the analysis of structure and process; The rough determine the type and method of manufacture; make parts of the processing order of the processes; selection of equipment and processing equipment, to determine the process of machining allowance and process dimensions, calculation of the process of cutting amount and industrial design norm; Fill in machining process card, machining process card and process card; design of selected processing procedures for the fixture, drawing assembly assembly drawing and the main parts of the map.

Key Words: shaft;processing; technology ;fixture;programming

符号表

Tj——机动时间

tf——辅助时间 tj——基本时间

——切削速度

ap——背吃刀量

f——进给量

i——进给次数

n——机床主轴转速

l——切削加工长度

l1——刀具切入长度

l2——刀具切出长度

L——刀具或工作台行程长度 d——工件刀具直径

如需要完整文档及cad图等其他文件，请加球球：一九八五六三九七五五

III

目

录

摘要 .............................................................................................................................. I ABSTRACT ............................................................................................................. II 符号表 ....................................................................................................................... III 1 绪论 ......................................................................................................................... 1

1.1研究背景和意义 .................................................................................................. 1 1.2设计目的 .............................................................................................................. 2 1.3研究现状 .............................................................................................................. 2 1.4研究内容 .............................................................................................................. 4

2 零件加工工艺分析 ............................................................................................. 5

2.1零件结构工艺性分析 .......................................................................................... 5 2.1.1零件图纸工艺分析 ........................................................................................ 5 2.1.2零件结构分析 ................................................................................................ 6 2.2零件技术要求分析 .............................................................................................. 6 2.3确定毛坯材料和制造形式 .................................................................................. 6 2.3.1材料分析 ........................................................................................................ 7 2.3.2毛坯分析 ........................................................................................................ 7 2.4零件设备选择 ...................................................................................................... 7 2.5基面选择 .............................................................................................................. 8 2.5.1粗基准选择 .................................................................................................... 8 2.5.2精基准选择 .................................................................................................... 8 2.6确定走刀顺序和路线 .......................................................................................... 9 2.6.1基面先行 ........................................................................................................ 9 2.6.2确定工序尺寸 .............................................................. 错误!未定义书签。 2.7确定切削用量及基本工时 ................................................ 错误!未定义书签。 2.8刀具及量具选择 ................................................................ 错误!未定义书签。 2.8.1刀具选择 ...................................................................... 错误!未定义书签。 2.8.2量具选择 ...................................................................... 错误!未定义书签。

3 专用夹具设计 ..................................................................... 错误!未定义书签。

3.1设计主旨 ............................................................................ 错误!未定义书签。

1 绪论

3.2确定夹具结构设计方案 .................................................... 错误!未定义书签。 3.2.1数控车床常用装夹方式 .............................................. 错误!未定义书签。 3.2.2确定合理装夹方式 ...................................................... 错误!未定义书签。 3.2.3钻孔专用夹具设计 ...................................................... 错误!未定义书签。

4 数控加工程序编程及仿真 ............................................. 错误!未定义书签。

4.1数控加工特点 .................................................................... 错误!未定义书签。 4.2数控编程分类 .................................................................... 错误!未定义书签。 4.2.1手工编程 ...................................................................... 错误!未定义书签。 4.2.2自动编程 ...................................................................... 错误!未定义书签。 4.3确定编程坐标系及编程原点 ............................................ 错误!未定义书签。 4.4数值计算 ............................................................................ 错误!未定义书签。 4.4.1R6mm、R20mm两圆弧切点坐标计算 ...................... 错误!未定义书签。 4.4.2圆锥大端直径计算 ...................................................... 错误!未定义书签。 4.4.3螺纹尺寸计算 .............................................................. 错误!未定义书签。 4.5程序编程 ............................................................................ 错误!未定义书签。 4.5.1左端 .............................................................................. 错误!未定义书签。 4.5.2右端 .............................................................................. 错误!未定义书签。 4.6MASTERCAM仿真 ............................................................. 错误!未定义书签。 4.6.1建立模型 ...................................................................... 错误!未定义书签。 4.6.2工件及刀具设置 .......................................................... 错误!未定义书签。 4.6.3实体加工模拟过程 ...................................................... 错误!未定义书签。

5 结论 ....................................................................................... 错误!未定义书签。参考文献 ................................................................................... 错误!未定义书签。致谢 ............................................................................................ 错误!未定义书签。毕业设计(论文)知识产权声明 .................................................................... 35 毕业设计(论文)独创性声明 ......................................................................... 36 附录1 MASTER CAM仿真程序代码 .......................... 错误!未定义书签。

1 绪论

1.1研究背景和意义

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，实现了中央集中控制的群控加工。

机械制造工艺与机床夹具设计是机械制造工艺学与机床夹具教学的一个不可少的辅助环节。机械制造工艺学是机械工业的基础，是机械产品生产的基本技术，工艺工作是每一个机械企业主要的活动内容，加强工艺技术设计研究，旨在提高工艺水平，提高机械产品质量，降低能源消耗。此次设计的目的在于：根据加工零件的设计要求，运用夹具设计的基本原理和方法，制定夹具设计方案，完成夹具结构设计及加工工艺规程。本次设计是我们全面综合运用本课程的理论知识与实际的一次重要实践，它对于培养学生编制机械加工工艺规程和机床夹具设计的能力，以及从事机械方面工作具有十分重要的意义。

进入21世纪以后,典型轴在制造工艺、刀具等方面都发生了巨大的变化,与以前加工工艺有很多不同。领导了近半个多世纪的多刀车削工艺和手工磨削工艺,由于加工精度低和柔性差等原因,将逐步退出历史舞台。而高速、高效、复合加工技术及装备迅速进入汽车及零部件制造业,轴的高速高效复合加工技术在行业内已有相当程度的应用,也必将代表这一行业的未来发展趋势。本设计说明书就是针对轴类零件的加工工艺及工装的设计进行详细说明的。

本设计详细介绍了轴类零件的结构和各项技术要求及要达到的加工精度;并结合轴的生产类型和材料种类对轴的加工工艺做了详细的分析，另外还对轴的加

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工进行了经济性分析，确定了生产方案的可行性;详细介绍了此轴加工过程中所采用的夹具的设计原则、步骤及其工作原理和结构。验正了它的可靠性，还对定位误差进行了分析，确保其能够满足加工精度的要求;还细述了轴加工过程中的刀、量具各一套的设计，使用它们可以提高轴的加工效率。

机械加工工艺和工装设计是机械工程师必备的基本技能，通过本设计说明书的介绍，我们可以清楚地了机械加工的工艺、工装设计的基本原则、方法和步骤，使大家对机械工艺技术工作有一个深入的全方位的了解和认识。

1.2设计目的

通过设计，一方面能获得综合运用过去所学的知识进行工艺分析的基本能力，另一方面，也是对数控加工过程进行的一次综合训练。

通过此次设计，我们可以在以下各方面得到锻炼：能运用已学过的基本理论知识，以及在生产实习中学到相应的实践知识，掌握从零件图开始到正确地编制加工程序的整个步骤、方法。根据被加工零件的技术要求，选择合理的工艺，编制出既经济又合理，又能保证加工质量的数控程序，并且学会使用各类设计手册及图表资料。还可以运用MasterCAM软件进行三维仿真。

1.3研究现状

轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一。它在机械中主要用于支承齿轮带轮、凸轮以及连杆等传动件，传递扭矩。机器中作回转运动的零件就装在轴上。按轴类零件结构形式不同，一般可分为光轴、阶梯轴和异形轴三类;或分为实心轴和空心等。

轴类零件的技术要求主要是支承轴颈和配合轴颈的径向尺寸精度和形位精度，轴向一般要求不高。几何形状精度主要是圆度和圆柱度，一般要求限制在直径公差范围之内。相互位置精度主要是同轴度和圆跳动;保证配合轴径对于支承轴颈的同轴度，是轴类零件位置精度的普遍要求之一。

方便直观的几何造型MasterCAM提供了设计零件外形所需的理想环境，其强大稳定的造型功能可设计出复杂的曲线、曲面零件。MasterCAM具有强劲的曲面粗加工及灵活的曲面精加工功能。MasteCAM提供了多种先进的粗加工技术，以提高零件加工的效率和质量。MasterCAM还具有丰富的曲面精加工功能，可以从中选择最好的加工方法，加工最复杂的零件。MasterCAM的多轴加工功能，为零件的加工提供了更多的灵活性。可靠的刀具路径校验功能MasterCAM可模拟零件加工的整个过程，模拟中不但能显示刀具和夹具，还能检查刀具和夹具与被加工零件的干涉、碰撞情况。

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CAD/CAM是随着轴类零件的设计理论和CAD/CAM[5]技术的发展而发的。轴类由最初的只能代替手工进行计算，逐步发展到能实现三维实体造型、机构仿真、自动编程等功能,并且还在不断发展下去。

轴类零件在整个制造工业中发挥着重要作用，数控机床代表着一个民族制造工业现代化的水平。随着现代化科学技术的迅速发展，制造技术和自动化水平的高低已成为衡量一个国家或地区经济发展水平的重要标志。当今世界各国制造业广泛采用数控技术，以提高制造能力和水平，提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。此外世界上各工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资，不仅采取重大措施来发展自己的数控技术及产业，而且在“高精尖”数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。总之，大力发展以数控技术为核心的先进技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。

数控编程技术[2]是数控技术重要的组成部分。从数控机床诞生之日起，数控编程技术就受到了广泛关注，成为CAD/CAM系统的重要组成部分，各工业发达国家也投入了大量的人力物力开发实用的数控编程系统。在CAD/CAM一体化概念的基础上，出现了并行工程的概念。为了适应并行工程发展的需要，数控编程技术正向集成化和智能化方向发展。进入二十世纪九十年代，随着Web技术的不断发展，传统的产品设计、制造和生产模式正在发生深刻的变革，出现了协同设计制造、异地设计制造、全球制造等一系列新概念和新技术。将Web技术和CAM技术相结合，成为CAM系统的又一重要发展方向。

21世纪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的各个方面：追求加工效率和加工质量方面的智能化，如工艺参数的自动生成，简化编程、简化操作方面的智能化，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、方便系统的诊断以及维修等。

数控加工制造技术正逐渐得到广泛的应用,对零件进行编程加工之前，工艺分析具有非常重要的作用。工艺分析是数控加工编程的前期工艺准备工作，无论是手工编程还是自动编程，在编程之前均需对所加工的轴类零件进行工艺分析。如果工艺分析考虑不周，往往会造成工艺设计不合理,从而引起编程工作反复，工作量成倍增加，有时还会发生推倒重来的现象,造成一些不必要的损失，严重者甚。本文通过对典型的轴类零件数控加工工艺的分析，给出了对于一般零件数控加工工艺分析的方法，对于提高制造质量、实际生产具有一定的指导意义。

目前正在研制的新一代CAM系统将采用面向对象、面向工艺特征的基本处理模式，系统的自动化水平、智能化程度将大大提高。国内外企业家和专家们已形成共识：今后相当一段时间内，机械加工技术的发展和竞争，主要是数控技术

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的发展与应用。

1.4研究内容

本次设计主要是通过工艺特点，工艺安排，机械加工工艺过程几个方面对零件加工工艺进行分析，然后对零件的程序进行编制，最后用仿真加工以达到完成对零件的加工程序进行检验。

首先对该课题进行深入的分析，深入研究，认真完成此次毕业设计，主要以论述与设计相结合进行研究与探讨，完成对本设计轴主要部位：内孔、外圆柱面、圆锥面、圆弧面、退刀槽、螺纹等的加工工艺设计及指定工序的夹具设计。

难点在于设计轴加工工艺过程及其加工时的专用夹具，确定工件的尺寸、公差和技术条件。通过查阅期刊、书籍等相关资料进行对轴加工工艺和夹具的设计进一步了解，思考、分析和掌握轴加工的基本环节，完成计算并设计出轴加工工艺及夹具设计。

2 零件加工工艺分析

2.1零件结构工艺性分析

零件的结构工艺性是指所设计的零件在能满足使用要求的前提下制造的可行性和经济性，即所设计的零件结构应便于成形，并且成本低，效率高。 2.1.1零件图

如零件图2.1、2.2所示。

图2.1 零件二维图

图2.2 零件三维图

毕业设计(论文)

2.1.2零件结构分析

本零件上由圆柱面、内孔、内圆锥面、圆弧面、沟槽、和螺纹等部分组成。零件车削加工[8]成形轮廓的结构形状较复杂、需两头加工，零件的加工精度和表面质量要求都很高。

该零件重要的径向加工部位有380m)、0.03mm圆柱段(表面粗糙度Rɑ=1.6µm)、R6mm圆弧与R20mm圆弧相切过渡区、4800.03圆柱段(表面粗糙度Ra=1.6µ (表面粗糙度Ra=1.6µm)、长径比为1:2的内锥(小端直径为23o23o0.03的内孔0.0

3、M20*2-6g三角形外螺纹，其余表面粗糙度均为Ra=3.2µm)。零件符合数控加工尺寸标注要求，轮廓描述清楚完整，零件材料为45钢，毛坯为50mm*130mm。

2.2零件技术要求分析

小批量生产条件，不准用砂布和锉刀修饰平面，这是对平面高精度的要求，未注公差尺寸按GB1804-M，热处理，调质处理，HRC25-35，未注粗糙度按Ra3.2，毛坯尺寸50mm*130mm。

加工难点及处理方案：分析图纸可知，此零件对平面度的要求高，左端更有内轮廓加工，为提高零件质量，采用以下加工方案。

a. 对图样上给定的几个精度要求较高的尺寸，编程时采用中间值; b. 在轮廓曲线上，有一处既过象限又改变进给方向的轮廓曲线，因此在加工时应进行机械间隙补偿，以保证轮廓曲线的准确性;

c. 零图纸中含有圆柱度，为保证其形位公差，应尽量一次装夹完成左端面的加工以保证其数值;

d. 本设计图纸中的各平面和外轮廓表面的粗糙度要求可采用粗加工---精加工加工方案，并且在精加工的时候将进给量调小些，主轴转速提高;

e. 螺纹加工时，为保证其精度，在精车时将螺纹的大径值减小0.18-0.2mm，加工螺纹时利用螺纹千分尺或螺纹环规保证精度要求。

选择以上措施可保证尺寸、形状、精度和表面粗糙度。

2.3确定毛坯的材料和制造形式

轴：本次设计轴主要技术指标：年产量5000台/年

该产品年产量Q=5000(件/年)，n=1(件/台)，设其备品率α%为10%，机械加工废品率β%为1%，现制定该曲轴零件的机械加工工艺规程及夹具设计。年生产纲领：

N =Q*n*(1+ α%+β%)

=5000*1*(1+10% +1%)

=5550(台/年)

轴的年产量为5550件，现在已知该产品为中型机械，根据《机械制造工艺设计手册》表1.1-2生产类型与生产纲领的关系，可确定其生产类型为大批量生产。 2.3.1材料分析

该轴零件加工中，刀具与工件之间的切削力较大。工件材料的可切削性能。强度、硬度、塑性、提供冷切削加工、机械性能都跟工件的材料有关。所以选择45钢为该轴类零件的材料。

45钢的化学成分中含C0.42%～0.50%，Si0.17%～0.37%，Mn0.50～0.80%，P0.035%，S0.035%，Cr0.25%，N0.25%，Cu0.25%。45钢在进行冷加工时硬度要求，热轧钢，压痕直径不小于3.9，布氏硬度不小于241HRB，退火钢压痕直径不小于4.4，布氏硬度不小于187HB，45钢的机械性能：δs335Mpa，δb600Mpa，40%，Ak47J。45钢相对切削性硬质合金刀具1.0，高速钢刀具1.0，45钢经济合理对加工刀具的要求也合理，45钢用途广泛，主要是用来制造汽轮机、压缩机，泵的运动零件制造齿轮、轴活塞销等零件。根据以上数据适合该轴的加工。 2.3.2毛坯分析

轴类零件的毛坯有棒料、锻件和铸件三种。

锻件：适用与零件强度较高,形状较简单的零件。尺寸大的零件因受设备限制，故一般用自由锻;中、小型零件可选模锻;形状复杂的刚质零件不宜用自由锻。铸件：适用于形状复杂的毛坯。

本零件的毛坯宜采用棒料锯割，毛坯至50*130mm，使钢材经过锻压，获得均匀的纤维组织，提高其力学性能，同时也提高零件与毛坯的比重，减少材料消耗。

2.4零件设备选择

数控车床能对轴类或盘类等回转体零件自动地完成内外圆柱面、圆锥表面、圆弧面等工序的切削加工，并能进行切槽、钻、扩等的工作。根据零件的工艺要求，可以选择经济型数控车床，一般采用步进电动机形式半闭环伺服系统。此类车床机构简单，价格相对较低，这类车床设置三爪自定心卡盘、普通尾座或数控液压尾座，适合车削轴类零件。

根据主轴的配置的要求选择卧式数控车床。数控车床[14]具有加工精度高，能做直线和圆弧插补，数控车床刚性良好，制造和对刀精度高，能方便和精确地进行人工补偿和自动补偿，能够加工尺寸精度要求较高的零件。能加工轮廓形状特别复杂的表面和尺寸难于控制的回转体，而且能比较方便的车削锥面和内外圆

柱面螺纹，能够保持加工精度，提高生产效率。所以对加工时非常有利的。

2.5基面选择

机械加工的最初工序只能用工件毛坯上的未加工表面作为定位基准，这种位基准称之为粗基准。用以加工的表面作定位基准则称之为精基准。在制定零件机械加工工艺规程时，总是先考虑怎样的精基准定位能把工件加工到设计要求，然后再考虑如何运用选取的粗基准，把用作精基准的表面加工出来。 2.5.1粗基准选择

选择粗基准时，主要要求保证各加工面有足够的余量，使加工面与不加工面间的位置符合图样要求，粗基准选择的要求应能保证加工面与非加工表面之间的位置要求及合理的分配各加工面的加工余量。同时要为后续供需提供精基准，具体有以下原则：为了保证加工面与非加工面之间的位置要求，应该选择一非加工表面为粗基准;为了保证各加工表面都有足够的加工余量，应选择毛坯余量最小的面为粗基准;为了保证重要的加工面的余量均匀，应选择为粗基准;粗基准的选择应避免重复使用，在同一尺寸上，通常只允许使用一次，做为粗基准的表面应该足够光滑整洁，以使工件定位稳定可靠，加紧方便。轴类零件，以外圆作为粗基准。为了保证加工面与不加工面间的位置要求，一般应选择不加工面为粗基准。如果工件上有多个不加工面，则应选其中与加工面位置要求较高的不加工面为粗基准，以便保证精度要求，使外形对称等。

由于此零件全部表面都需加工，应选用外圆及一端面为粗基准，然后通过“互为基准的原则”进行加工。遵循“基准重合”的原则。加工左端时选择在毛坯外圆柱段的右端外圆表面，加工右端时选择在38mm外圆柱段的表面，以体现定位基准是轴的中心线。

在制定零件加工的工艺规程时，正确的选择工件的定位[10]的基准有着十分中的意义。定位基准选择的好坏，不仅影响零件加工的位置精度，而且对零件个表面的加工顺序也有很大的影响。合理的选择定位基准是保证零件加工精度的前提，还能简化加工工序，提高加工效率。

2.5.2精基准选择

精基准选择时应能保证加工精度和装夹可靠方便，有以下原则：

基准重合原则;基准统一原则;自为基准原则;互为基准原则;保证工件定位准确，夹紧可靠、操作方便原则。精基准的选择主要考虑基准重合的问题。当设计尺寸与工序尺寸的基准不重合时，应该进行尺寸计算。

a. 用工序基准作为精基准，实现“基准重合”，以免产生基准不重合误差。

b. 当工件以某一组精基准定位可以较方便的加工其他各表面时，应尽可能在多数工序中采用此组精基准定位，实现“基准统一”，以减少工装设计制造费用、提高生产率、避免基准转换误差。

c. 当精加工或光整加工工序要求余量尽量小而均匀时，应选择加工表面本身作为精基准，即遵循“自为基准”原则。该加工表面与其他表面间的位度要求由先行工序保证。

d. 为了获得均匀的加工余量或较高的位置精度，可遵循互为基准、反复加工的原则。

由于此零件全部表面都需加工，而孔作为精基准应先进行加工，因为轴类零件各外圆表面、螺纹表面的同轴度及端面对轴线的垂直度是相互位置精度的主要项目，而这些表面的设计基准一般都是轴的中心线，采用两中心孔定位就能符合基准重合原则。而且由于多数工序都采用中心孔作为定位基面，能最大限度地加工出多个外圆和端面，这也符合基准统一原则。

工件的定位与基准应与设计基准保持一致，应防止过定位，这个工件是个实心轴，末端要镗一个25的锥孔，因轴的长度不是很长，所以采用工件的右端面和48的外圆作定位基准，使用普通三爪卡盘夹紧工件，取工件的右端面中心为工件坐标的原点，对刀点在(100.100)处。

2.6确定走刀顺序和路线

加工路线[20]的确定，直接关系到数控机床的使用效率、加工精度、刀具数量和经济性等问题，应尽量做到工序相对集中，工艺路线最短，机床的停顿时间和辅助时间最少。该零件采用棒料毛坯进行加工，由于毛坯余量较大，因此，采用阶梯切削路线去除毛坯余量，刀具切削路径短，效率高。

2.6.1基面先行

用作精基准的表面，要首先加工出来。所以，第一道工序一般是进行定位面的粗加工和半精加工(有时包括精加工)，然后再以精基面定位加工其它表面。综上所诉：此零件的的加工顺序如下：

预备加工---车左端面---钻中心孔---镗孔---粗车左端外轮廓---精车左端外轮廓---调头---车右端面---粗车外轮廓---精车外轮廓---退刀槽---粗车螺纹---精车螺纹工序1：车左端面，将毛坯车为127mm的棒料

工序2：左端面打中心孔选用5mm的中心钻(手动钻孔) 工序3：左端钻孔(钻20mm深-32mm的孔) 工序4：粗车左端内孔23mm 工序5：粗车48mm的外圆柱面

工序6：粗车38mm的台阶外圆柱面及倒角

工序7：调头粗车右端面将零件车至要求尺寸进给路线

工序8：调头粗车右端面各部倒角、切外螺纹退刀槽、三角形螺纹工步路线为：

工步一:自右向左倒角，粗车螺纹20mm圆柱段;

工步二:自右向左粗车R6和R20 mm圆弧面、38 mm圆柱段、R12.5 mm圆弧面、锥长8 mm 的圆锥段;

工步三:自右向左粗车R6和R20 mm 圆弧面、38 mm圆柱段、R12.5 mm圆弧面、锥长8 mm的圆锥段; 工步四:车4mm*16mm螺纹退刀槽; 工步五:粗车螺纹;

工序9：扩左端内孔25mm，深11mm 工序10：半精车48mm的外圆柱面

工序11：半精车38mm的台阶外圆柱面及倒角

工序12：调头半精车右端面将零件车至要求尺寸进给路线

工序13：调头半精车右端面各部倒角、切外螺纹退刀槽、三角形螺纹工步路线为：

工步一:自右向左倒角，半精车螺纹20mm圆柱段;

工步二:自右向左精车R6和R20 mm 圆弧面、38 mm圆柱段、R12.5 mm圆弧面、锥长8 mm的圆锥段;

工步三:半精车4mm*16mm螺纹退刀槽; 工步四:半精车螺纹;

工序14：铰2300.03mm的孔，再用1:2的铰刀铰小端为25mm的锥孔工序15：精车4800.03mm的外圆柱面

工序16：精车3800.03mm的台阶外圆柱面及倒角

工序17：调头精车右端3800.03mm圆柱面、切外螺纹退刀槽、三角形螺纹工序18：精车螺纹

工序19：去除全部毛刺并吹净工序20：根据技术文件进行检验工序21：入库

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