毕业设计-内孔轴jd-1的数控加工工艺分析与编程

酒泉职业技术学院毕业设计（论文）2010级机械制造与自动化专业题目内孔轴JD1数控加工工艺分析与编程毕业时间二一三年六月学生姓名王咏生指导教师赵吉虎班级10机制（1）班2012年12月20日内孔轴JD1的数控加工工艺分析与编程摘要随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，数控加工技术对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为效率、质量是先进制造技术的主题。高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。而对于数控加工，无论是手工编程还是自动编程，在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析，拟定加工方案，选择合适的刀具，确定切削用量，对一些工艺问题（如对刀点、加工路线等）也需要一些处理。并在加工过程掌握控制精度的方法，才能加工出合格的产品。本文根据数控机床的特点，针对具体的零件，进行了工艺方案的分析，工装方案的确定，刀具和切削用量的选择，确定加工顺序和加工路线，加工效率，简化工序等方面的优势。关键词零件工艺分析加工方案工艺路线车削编程JD1THEBORAXISCNCMACHININGPROCESSANALYSISANDPROGRAMMINGABSTRACTWITHTHECONTINUOUSDEVELOPMENTOFNUMERICALCONTROLTECHNOLOGYANDAPPLICATIONSEXPAND,CNCMACHININGTECHNOLOGYONTHEECONOMYOFANUMBEROFIMPORTANTSECTORSIT,AUTOMOTIVE,LIGHTINDUSTRIAL,MEDICAL,ETCPLAYANINCREASINGLYIMPORTANTROLE,SINCETHEEFFICIENCY,QUALITYISTHETHEMEOFADVANCEDMANUFACTURINGTECHNOLOGYHIGHSPEED,HIGHPRECISIONMACHININGTECHNOLOGIESCANGREATLYENHANCEEFFICIENCY,IMPROVEPRODUCTQUALITYANDGRADES,SHORTENTHEPRODUCTIONCYCLEANDIMPROVEMARKETCOMPETITIVENESSFORNCPROCESSING,WHETHERAUTOMATICORMANUALPROGRAMMINGPROGRAMMING,PROGRAMMINGBEFORETHEPROCESSINGOFPARTSFORPROCESSANALYSIS,FORMULATIONANDPROCESSINGPROGRAMMES,SELECTINGTHERIGHTTOOLTODETERMINETHECUTTINGPARAMETERS,ONANUMBEROFTECHNOLOGYISSUESSUCHASONTHEKNIFEPOINT,PROCESSINGLINE,ETCALSONEEDSSOMEWORKANDPROCESSMASTERYCONTROLPRECISION,TOPROCESSINGTHEQUALIFIEDPRODUCTTHISARTICLEINACCORDANCEWITHTHECHARACTERISTICSOFCNCMACHINETOOLS,TAILOREDTOSPECIFICPARTS,APROCESSOFANALYSIS,DETERMINATIONOFTOOLINGPROGRAMME,TOOLANDCUTTINGPARAMETERSSELECTION,DETERMINETHEORDERANDPROCESSINGLINESFORPROCESSING,THEPROCESSINGEFFICIENCY,SIMPLIFYPROCESSES,ANDOTHERBENEFITSKEYWORDSTECHNOLOGYPROCESSINGSCHEMEROUTETUMINGPROGRAMMING目录一、绪论1二、零件的分析5（一）零件的尺寸标注分析6二零件的几何要素分析6（三）零件的技术要求分析6三、机床、毛坯及夹具的确定6（一）机床的选择6（二）毛坯的确定71常见的毛坯种类72毛坯选择时应考虑的因素83毛坯的确定8（三夹具的选择81夹具的确定92零件基准与加工定位基准9四、刀具的选择10（一）该零件加工所用的刀具10（二）刀具图10五、切削用量的确定12（一）背吃刀量AP的选择12（二）主轴转速的选择13（三）进给速度VF的选择13六、工艺路线及其工艺卡片13（一）工艺路线的确定131表面加工方法的选择132加工顺序的安排133工艺路线的确定14（二）工艺路线图15（三）工艺卡片的制定19七、数控编程27（一）数控编程的定义及分类271数控编程的定义272数控编程的分类27（二）编程原点的确定27（三）加工程序清单281工序的加工程序清单282工序的加工程序清单29八、仿真加工30九、可能出现废品的原因分析33（一）废品的定义331表面粗糙度偏大332工件夹伤及夹紧变形333形位公差超差334尺寸精度超差33（二）质量超差的解决方法33结束语35致谢36参考文献37一、绪论（一）数控技术是数字化制造和制造自动化的核心技术支持科学技术和社会生产的不断发展，机械制造技术发生了深刻的变化，机械产品的结构越来越合理，其性能、精度和效率日趋提高，因此对加工机械产品的生产设备提出了三高（高性能、高精度和高自动化）的要求。在机械产品中，单件和小批量产品占到7080。由于这类产品的生产批量小、品种多，一般都采用通用机床加工。当产品改型时，加工所用的机床与工艺装备均需作相应的变换和调整，而且通用机床的自动化程度不高，基本上由人工操作，难于提高生产效率和保证产品质量。要实现这类产品的自动化成为机械制造业中长期未能解决的难题。现代机械产品的一些关键零部件，如在造船、航天、航空、机床及国防部门的产品零件，往往都精度复杂、加工批量小、改型频繁，显然不能在专用机床或组合机床上加工。而借助靠模和仿行机床，或者借助划线和样板用手工操作的方法来加工，加工精度和生产效率受到很大限制。特别对空间的复杂曲线曲面，在普通机床上根本无法实现。数控机床的研制始于20世纪40年代末。1952年美国PARSONS公司与麻省理工学院（MIT）合作研制了第一台三坐标立式数控铣床。该机床的研制成功是机械制造行业中一次技术革新，使机械制造业的发展进入了一个新的阶段。（二）数控技术的发展的几个主要阶段数控机床产生后随着微电子技术和计算机的发展1952年至1959年第一代数控系统，采用电子管元件。20世纪60年代前期第二代数控系统，采用晶体管元件。20世纪60年代后期第三代数控系统，采用集成电路。20世纪70年代前期第四代数控系统，采用大规模集成电路和小型通用计算机。20世纪70年代后期开始第五代数控系统，采用微处理器和微型计算机。数控机床经历的5个时代可以分为2个阶段。第一、二、三代数控系统主要由电器的硬件和连线组成，所以称之为接线逻辑数控系统（WIREDLOGICNC）或硬数控系统。它的特点是具有很多的硬件电路和连接接点，电路复杂，可靠性不好，这是数控系统发展的第一阶段。第四、五两代数控系统主要是由计算机硬件和软件组成，所以称之为CNC系统。它的特点是控制和运行主要由软件来完成，容易扩大功能、柔性好、可靠性高，因此也称为软数控系统。我国数控技术起步于1958年，近50年的发展历程大致可分为3个阶段第一阶段从1958年到1979年，即封闭式发展阶段。在此阶段，由于国外的技术封锁和我国的基础条件的限制，数控技术的发展较为缓慢。第二阶段是在国家的“六五”、“七五”期间以及“八五”的前期，即引进技术，消化吸收，初步建立起国产化体系阶段。第三阶段是在国家的“八五”的后期和“九五”期间，即实施产业化的研究，进入市场竞争阶段。在此阶段，我国国产数控装备的产业化取得了实质性进步。在“九五”末期，国产数控机床的国内市场占有率达50，配国产数控系统（普及型）也达到了10。（三）数控机床和数控系统的发展随着先进生产技术的发展，要求现代数控机床向高速度、高精度、高可靠性、智能化和更完善的功能方向发展。1高速度、高精度化高速化指数控机床的高速切削和高速插补进给，目标是在保证加工精度的前提下，提高加工速度。这不仅要求数控系统的处理速度快，同时还要求数控机床具有大功率和大转矩的高速主轴、高速进给电动机、高性能的刀具、稳定的高频动态刚度。高精度包括高进给分辨率、高定位精度和重复定位精度、高动态刚度、高性能闭环交流数字伺服系统等。数控机床由于装备有新型的数控系统和伺服系统，使机床的分辨率和进给速度达到01M24MMIN，LM100240MMIN，现代数控系统已经逐步由16位CPU过渡到32位CPU。日本产的FANUCL5系统开发出64位CPU系统，能达到最小移动单位01M时，最大进给速度为100MMIN。FANUCL6和FANUCL8采用简化与减少控制基本指令的RISCREDUCEDINSTRUCTIONSETCOMPUTER精简指令计算机，能进行更高速度的数据处理，使一个程序段的处理时间缩短到05MS，连续LMM移动指令的最大进给速度可达到120MMIN。本交流伺服电动机已装上每转可产生100万个脉冲的内藏位置检测器，其位置检测精度可达到001MM脉冲及在位置伺服系统中采用前馈控制与非线性控制等方法。补偿技术方面，除采用齿隙补偿、丝杠螺距误差补偿、刀具补偿等技术外，还开发了热补偿技术，减少由热变形引起的加工误差。2“开放式”要求新一代数控机床的控制系统是一种开放式、模块化的体系结构系统的构成要素应是模块化的，同时各模块之间的接口必须是标准化的；系统的软件、硬件构造应是“透明的”、“可移植的”；系统应具有“连续升级”的能力。为满足现代机械加工的多样化需求，新一代数控机床机械结构更趋向于“开放式”机床结构按模块化、系列化原则进行设计与制造，以便缩短供货周期，最大限度满足用户的工艺需求。数控机床的很多部件的质量指标不断提高，品种规格逐渐增加、机电一体化内容更加丰富，因此专门为数控机床配套的各种功能部件已完全商品化。3智能化所谓智能化数控系统，是指具有拟人智能特征，智能数控系统通过对影响加工精度和效率的物理量进行检测、建模、提取特征、自动感知加工系统的内部状态及外部环境，快速做出实现最佳目标的智能决策，对进给速度、切削深度、坐标移动、主轴转速等工艺参数进行实时控制，使机床的加工过程处于最佳状态。1）在数控系统中引进自适应控制技术。数控机床中因工件毛坯余量不匀、材料硬度不一致、刀具磨损、工件变形、润滑或冷却液等因素的变化将直接或间接影响加工效果。自适应控制是在加工过程中不断检查某些能代表加工状态的参数，如切削力、切削温度等，通过评价函数计算和最佳化处理，对主轴转速、刀具或工作台进给速度等切削用量参数进行校正，使数控机床能够始终在最佳的切削状态下工作。2）设置故障自诊断功能。数控机床工作过程中出现故障时，控制系统能自动诊断，并立即采取措施排除故障，以适应长时间在无人环境下的正常运行要求。3）具有人机对话自动编程功能。可以把自动编程机具有的功能，装入数控系统，使零件的程序编制工作可以在数控系统上在线进行，用人机对话方式，通过CRT彩色显示和手动操作键盘的配合，实现程序的输入、编辑和修改，并在数控系统中建立切削用量专家系统，从而达到提高编程效率和降低操作人员技术水平的要求。4）应用图像识别和声控技术。由机床自己辨别图样，并自动地进行数控加工的智能化技术和根据人的语言声音对数控机床进行自动控制的智能化技术。4复合化复合化加工，即在一台机床上工件一次装夹便可以完成多工种、多工序的加工，通过减少装卸刀具、装卸工件、调整机床的辅助时间，实现机多能，最大限度提高机床的开机率和利用率。60年代初期，在一般数控机床的基础上开发了数控加工中心（MC），即自备刀库的自动换刀数控机床。随着数控技术的不断发展，打破了原有机械分类的工艺性能界限，出现了相互兼容、扩大工艺范围的趋势。复合加工技术不仅是加工中心、车削中心等在同类技术领域内的复合，而且正向不同类技术领域内的复合发展。多轴同时联动移动，是衡量数控系统的重要指标，现代数控系统的控制轴数可多达16轴，同时联动轴数已达到6轴。高档次的数控系统，还增加了自动上下料的轴控制功能，有的在PLC里增加位置控制功能，以补充轴控制数的不足，这将会进一步扩大数控机床的工艺范围。5高可靠性高可靠性的数控系统是提高数控机床可靠性的关键。选用高质量的印制电路和元器件，对元器件进行严格地筛选，建立稳定的制造工艺及产品性能测试等一整套质量保证体系。在新型的数控系统中采用大规模、超大规模集成电路实现三维高密度插装技术，进一步地把典型的硬件结构集成化，做成专用芯片，提高了系统的可靠性。现代数控机床均采用CNC系统，数控系统的硬件由多种功能模块制成，对于不同功能的模块可根据机床数控功能的需要选用，并可自行扩展，组成满意的数控系统。在CNC系统中，只要改变下软件或控制程序，就能制成适应各类机床不同要求的数控系统。现代数控机床都装备有各种类型的监控、检测装置，以及具有故障自动诊断与保护功能。能够对工件和刀具进行监测，发现工件超差，刀具磨损、破裂，能及时报警，给予补偿，或对刀具进行调换，具有故障预报和自恢复功能，保证数控机床长期可靠地工作。数控系统一般能够对软件、硬件进行故障自诊断，能自动显示故障部位及类型，以便快速排除故障。此外系统中注意增强保护功能，如行程范围保护功能、断电保护功能等，以避免损坏机床和工件的报废。6多种插补功能数控机床除具有直线插补、圆弧插补功能外，有的还具有样条插补、渐开线插补、螺旋插补、极坐标插补、指数曲线插补、圆柱插补、假想坐标插补等。二、零件分析如图21所示为轴套零件三维模型图，图22所示为轴套二维零件图（图中有不清晰之处请参加图纸），试制定出该零件的加工工艺方案，编制其数控加工程序，并对程序进行仿真加工。图21零件三维图图22零件二维图（一）零件的尺寸标注分析零件图上的尺寸是制造、检验零件的重要依据，生产中要求零件图中的尺寸不允许有任何差错。在零件图上标注尺寸，除要求正确、完整和清晰外，还应考虑合理性，既要满足设计要求，又要便于加工、测量。关于尺寸标注主要包括功能尺寸、非功能尺寸、公称尺寸、基本尺寸、参考尺寸、重复尺寸等等。该零件图说标注的尺寸均完整，符合国家要求，位置准确，表达清楚。（二）零件的几何要素分析从图21分析得知，该零件的结构主要由圆柱面、圆弧面、圆锥面、螺纹头、槽等特征组成，这些特征在普通车床上难以完成，需要在数控车上加工。（三）零件的技术要求分析该零件的尺寸精度要求有尺寸的尺寸精度等级为IT7级、尺寸0248的尺寸精度等级为IT7级、尺寸的尺寸精度等级为IT8级、尺寸02533的尺寸精度等级为IT7级、尺寸的尺寸精度等级为IT7级，其余未802注尺寸精度公差按IT14进行控制。各轴段的位置精度有的精度为IT10级、的精度等级为IT910级、0534052的精度等级为IT89级。051表面粗糙度要求全部为RA16UM。综上所述，该零件的加工精度较高，应设计比较合理的加工方案，选择合适的刀具，合适的切削参数等等。三、设备、毛坯及夹具的确定（一）机床的选择本课题零件是内孔轴零件，分为左右两部分。第一部分零件由三个阶台面、锥面、直槽及螺纹构成。第二部分零件由外圆，内孔，凹圆弧组成。其主要特点是内外圆柱面和相关端面间的形状，精度要求高，根据以上的加工情况可选用CA6140的华中数控车床对零件进行加工。如图31、32所示。图31数控车床图32数控车床控制面板二毛坯的确定1常见的毛坯种类1铸件铸件适用于形状较复杂的零件毛坯。其铸造方法有砂型铸造、精密铸造、金属型铸造、压力铸造等。2锻件锻件适用于强度要求高、形状比较简单的零件毛坯。其锻造方法有自由锻和模锻两种。3型材型材有热轧和冷拉两种。热轧适用于尺寸较大、精度较低的毛坯；冷拉适用于尺寸较小、精度较高的毛坯。4焊接件焊接件是根据需要将型材或钢板等焊接而成的毛坯件。5冷冲压件冷冲压件毛坯可以非常接近成品要求，在小型机械、仪表、轻工电子产品方面应用广泛。2毛坯选择时应考虑的因素1零件的材料及机械性能要求零件材料的工艺特性和力学性能大致决定了毛坯的种类。2零件的结构形状与外形尺寸3生产纲领的大小4现有生产条件5充分利用新工艺、新材料为节约材料和能源，提高机械加工生产率，应充分考虑精密铸造、精锻、冷轧、冷挤压、粉末冶金、异型钢材及工程塑料等在机械中的应用。3毛坯的确定综合考虑，根据以上因素及零件的技术要求，确定该零件的毛坯为棒料，其尺寸为50108MM，材料为45钢。（三）夹具的选择1夹具的确定三爪卡盘是数控车削加工时夹紧工件的重要工具，内孔加工时以外圆定位，用三爪自动定心卡盘夹紧。加工外轮廓时，要设一圆锥心轴装置，用三爪卡盘夹持心轴左端，心轴右端留有中心孔并用尾座顶尖顶紧以提高工艺系统的刚性。在零件调头夹持加工内圆尺寸48时，为了防止38已加工表面不被三爪自定义卡盘夹伤表面，用铜皮包住此外圆表面再进行夹紧。2零件基准与加工定位基准（1）基准设计基准设计基准是设计工件时采用的基准。例如轴套类和轮盘类零件的中心线。轴套类和轮盘类零件都是属于回转体类，通常将径向设计基准设置在回转体轴线上，将轴向设计基准设置在工件的某一端面或几何中心处。加工定位基准加工定位基准即在加工中工件装夹定位时的基准。数控车床加工轴套类及轮类零件的加工定位基准只能是被加工件的外圆表面、内圆表面或零件端面中心孔。测量基准被加工工件各项精度测量和检测时的基准。机械加工工件的精度要求包括尺寸精度、形状精度和位置精度。尺寸误差可使长度测量量具检测；形状误差和位置误差要借助测量夹具和量具来完成。在数控车削加工中尽量使得工件的定位基准与设计基准重合。尽量使工件的加工基准和工件的定位基准与工件的设计基准重合，是保证工件加工精度的重要前提条件。（2）数控车床定位基准的选择定位基准的选择包括定位方式的选择和被加工件定位面的选择。在数控车削加工中，较短轴类零件的定位方式通常采用一端外圆固定，即用三爪卡盘、四爪卡盘或弹簧套固定工件的外圆表面，此定位方式对工件的悬伸长度有一定限制，工件悬伸过长会在切削过程中产生变形，工件悬伸过长还会增大加工误差甚至掉活。对于切削长度较长的轴类零件可以采用一夹一顶，或采用两顶尖定位。在装夹方式允许的条件下，零件的轴向定位面尽量选择几何精度较高的表面。四、刀具的选择（一）该零件加工所用的刀具查阅机械加工常用刀具数据，确定该零件所需的刀具如表41所示。表41数控车削加工刀具卡刀具号待加工表面刀具名称刀具规格刀具规格刀具材料T0101车外圆外圆车刀90外圆车刀25MM25MM硬质合金T0202车外圆外圆车刀35外圆车刀25MM25MM硬质合金T0303车端面端面车刀45端面车刀25MM25MM硬质合金T0404切外槽切槽刀刀宽3MM25MM25MM硬质合金T0505车外螺纹外螺纹车刀60外螺纹车25MM25M硬质合金刀MT0606车内孔车镗刀60镗刀25MM25MM硬质合金T0707钻底孔麻花钻25MM莫式锥柄高速钢（二）刀具图零件图号零件名称内孔轴JD1共6页第1页刀具名称90外圆车刀刀位编号T0101刀柄规格25MM25MM换刀方式自动零件图号零件名称内孔轴JD1共6页第2页刀具名称35外圆车刀刀位编号T0202刀柄规格25MM25MM换刀方式自动零件图号零件名称内孔轴JD1共6页第3页刀具名称切槽刀刀位编号T0404刀片规格刀宽3MM刀柄规格25MM25MM零件图号零件名称零件类型共6页第4页刀具名称螺纹刀刀位编号T0505刀柄规格25MM25MM换刀方式自动零件图号零件名称内孔轴JD1共6页第5页刀具名称镗刀刀位编号T0606刀柄规格25MM25MM换刀方式自动零件图号零件名称内孔轴JD1共6页第6页刀具名称麻花钻刀位编号T0707刀片规格25MM换刀方式手动五、切削用量确定合理选择切削用量的原则是粗加工时，一般以提高生产率为主，但也应考虑经济性和加工成本；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。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。（一）背吃刀量AP的选择轮廓粗车时选AP2MM左右；精车AP1MM；车螺纹时AP04MM；钻孔时AP30MM。（二）主轴转速的选择主轴转速NR/MIN。主轴转速一般根据切削速度V来选定。车直线时，查表可以选择切削速度，然后利用公式计算主轴转速N，计算公式为N1000V/D确定粗车主轴转速N800R/MIN、精车主轴转速N1000R/MIN。车螺纹时，利用公式计算主轴转速N400R/MIN。（三）进给速度VF的选择VF应根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和工件材料来选择，粗加工时，在工艺系统刚性和机床功率允许的情况下，尽可能取较大的背吃刀量，以减少进给次数；精加工时，为保证零件表面粗糙度要求，背吃刀量一般取0L04MM较为合适。根据查表和实际经验，粗车时选择02MM/R；精车时选择01MM/R。六、工艺路线及其工艺卡片（一）工艺路线的确定1表面加工方法的选择处理要求及工厂的生产条件等。该零件的表面加工方法如下（1）外圆的加工方法粗车精车。（2）内孔轮廓选择表面加工方法时，一般先根据表面的加工精度和表面粗糙度要求，选定最终加工方法，然后再确定精加工前的准备工序的加工方法，即确定加工方案。由于获得同一精度和同一粗糙度的方案有好几种，选择时还要考虑生产率和经济性，考虑零件的结构形状、尺寸大小、材料和热的加工方法钻粗镗精镗。（3）槽的加工方法粗切精切。2加工顺序的安排数控车削加工顺序应按照一下原则进行。（1）基面先行原则用作基准的表面应优先加工出来，因为定位基准的表面越精确，装夹误差就越小。故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，然后再以精基准加工其他表面。加工顺序安排遵循的原则是上道工序的加工能为后面的工序提供精基准和合适的夹紧表面。（2）先粗后精切削加工时，应先安排粗加工工序，在较短的时间内，将精加工前大量的加工余量去掉，同时尽量满足精加工的余量均匀性要求。在安排可以一刀或多刀进行的精加工工序时，其零件最终轮廓应由最后一刀连续加工而成。为充分释放粗切加工时残存在工件内的应力，在粗、精加工工序之间可适当安排一些精度要求不高部位的加工。如切槽、倒角、钻孔等（3）先近后远尽可能采用最少的装夹次数和最少的刀具数量，以减少重新定位或换刀所引起的误差。一次装夹的加工顺序安排是先近后远，特别是在粗加工时，通常安排离起刀点近的部位先加工，离起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。对于车削加工，先近后远有利于保持毛坯件或半成品件的刚性，改善其切削条件。（4）先内后外，内外交叉对既有内表面内腔，又有外表面需加工的零件，安排加工顺序时，应先进行内、外表面的粗加工，后进行内、外表面的精加工。切不可将零件上一部分表面外表面或内表面加工完毕后，再加工其它表面。3工艺路线的确定根据其表面加工方法及加工顺序的原则，确定该零件的工艺路线如下工序粗车端面、外圆、打中心孔。工步1夹毛坯外圆粗车一头端面及外圆，打中心孔。工步2夹上步粗车后的外圆，粗车另一头端面及外圆，打中心孔。工序卡盘加顶尖装夹，车右端大外圆。工步1粗车右端外圆、中间锥面、螺纹大径。工步2精车右端外圆、中间锥面、螺纹大径。工步3切螺纹退刀槽。工步4车外螺纹。工序夹右端外圆，将左端向外伸出35MM,车左端外圆，中间圆弧段。钻、镗内孔。工步1钻底孔。工步2粗车左端外圆、中间圆弧段、倒圆角。工步3精车左端外圆、中间圆弧段、倒圆角。工步4粗镗内孔工步5精镗内孔。（二）工艺路线图表1数控加工走刀路线图1产品型号零件图号C1数控加工进给路线图产品名称内孔轴JD1零件名称内孔轴材料牌号45钢毛坯种类圆柱毛坯外形尺寸50108MM备注工序号工序名称设备名称设备型号程序编号夹具代号夹具名称冷却液车间粗车右端外轮廓数控车床CK6140N02N14三爪自定义卡盘表2数控加工走刀路线图2产品型号零件图号C1数控加工进给路线图产品名称内孔轴JD1零件名称内孔轴材料牌号45钢毛坯种类圆柱毛坯外形尺寸50108MM备注工序号工序名称设备名称设备型号程序编号夹具代号夹具名称冷却液车间精车右端外轮廓数控车床CK6140N16N34三爪自定义卡盘表3数控加工走刀路图3产品型号零件图号C1数控加工进给路线图产品名称内孔轴JD1零件名称内孔轴材料牌号45钢毛坯种类圆柱毛坯外形尺寸50108MM备注工序号工序名称设备名称设备型号程序编号夹具代号夹具名称冷却液车间切槽数控车床CK6140N40N56三爪自定义卡盘表4数控加工走刀路线图4产品型号零件图号C1数控加工进给路线图产品名称内孔轴JD1零件名称内孔轴材料牌号45钢毛坯种类圆柱毛坯外形尺寸50108MM备注工序号工序名称设备名称设备型号程序编号夹具代号夹具名称冷却液车间车外螺纹数控车床CK6140N64N78三爪自定义卡盘表5数控加工走刀路线图5产品型号零件图号C1数控加工进给路线图产品名称内孔轴JD1零件名称内孔轴材料牌号45钢毛坯种类圆柱毛坯外形尺寸50108MM备注工序号工序名称设备名称设备型号程序编号夹具代号夹具名称冷却液车间钻底孔数控车床CK6140三爪自定义卡盘表6数控加工走刀路线图6产品型号零件图号C1数控加工进给路线图产品名称内孔轴JD1零件名称内孔轴材料牌号45钢毛坯种类圆柱毛坯外形尺寸50108MM备注工序号工序名称设备名称设备型号程序编号夹具代号夹具名称冷却液车间粗车左端外轮廓数控车床CK6140N02N14三爪自定义卡盘表7数控加工走刀路线图7产品型号零件图号C1数控加工进给路线图产品名称内孔轴JD1零件名称内孔轴材料牌号45钢毛坯种类圆柱毛坯外形尺寸50108MM备注工序号工序名称设备名称设备型号程序编号夹具代号夹具名称冷却液车间精车左端外轮廓数控车床CK6140N16N38三爪自定义卡盘表8数控加工走刀路线图8产品型号零件图号C1数控加工进给路线图产品名称内孔轴JD1零件名称内孔轴材料牌号45钢毛坯种类圆柱毛坯外形尺寸50108MM备注工序号工序名称设备名称设备型号程序编号夹具代号夹具名称冷却液车间粗镗内孔数控车床CK6140N46N50三爪自定义卡盘表9数控加工走刀路线图9产品型号零件图号C1数控加工进给路线图产品名称内孔轴JD1零件名称内孔轴材料牌号45钢毛坯种类圆柱毛坯外形尺寸50108MM备注工序号工序名称设备名称设备型号程序编号夹具代号夹具名称冷却液车间精镗内孔数控车床CK6140N52N66三爪自定义卡盘（三）工艺卡片的制定数控加工工艺文件一般包括机械加工工艺过程卡片和数控加工工序卡片，它们指引者加工操作人员进行加工，是机械加工工艺规程设计中必不可少的部分，其填写过程包括以下几个方面。该零件的工艺卡片如下列表所示表10机械加工工艺过程卡机械加工工艺过程卡零件名称内孔轴JD1材料45钢毛坯尺寸50108MM序号工序名称工序内容车间设备工装下料裁剪毛坯实训中心切割机数车粗车端面、外圆、打中心孔实训中心华中数控三爪自定心卡盘数车车右端大外圆、锥面、螺纹及槽实训中心华中数控三爪卡盘、尾座顶尖数车车左端锥面、钻、镗内孔、中间凹圆弧段。实训中心华中数控三爪卡盘、尾座顶尖数控加工工序卡零件名称内孔轴JD1零件图号C1夹具名称三爪定心卡盘设备名称及型号数控车床CK6140材料名称及牌号45硬度工序号工序名称粗车、精车右端外轮廓切削用量刀具量具序号工步内容VNFPA编号名称名称1粗车右端面、中间锥面100800022T010190外圆车刀游标卡尺2精车右端面、中间锥面1001000011T010190外圆车刀游标卡尺3456共7页第1页数控加工工序卡零件名称内孔轴JD1零件图号C1夹具名称三爪定心卡盘设备名称及型号数控车床CK6140材料名称及牌号45硬度工序号工序名称切螺纹退刀槽切削用量刀具量具序号工步内容VNF编号名称名称1切螺纹退刀槽5060000805T04043MM切槽刀23456共7页第2页数控加工工序卡零件名称内孔轴JD1零件图号C1夹具名称三爪定心卡盘设备名称及型号数控车床CK6140材料名称及牌号45硬度工序号工序名称车外螺纹序号工步内容切削用量刀具量具VNFPA编号名称名称1车外螺纹504001504T050560螺纹车刀塞尺23456共7页第3页数控加工工序卡零件名称内孔轴JD1零件图号C1夹具名称三爪定心卡盘设备名称及型号数控车床CK6140材料名称及牌号45硬度工序号工序名称车端面序号工步内容切削用量刀具量具VNFPA编号名称名称1车端面100800011T030345端面车刀游标卡尺23456共7页第4页数控加工工序卡零件名称内孔轴JD1零件图号C1夹具名称三爪定心卡盘设备名称及型号数控车床CK6140材料名称及牌号45硬度工序号工序名称钻孔序号工步内容切削用量刀具量具VNFPA编号名称名称1钻左端底孔1004000130T070725MM麻花钻内径千分尺23456共7页第5页数控加工工序卡零件名称内孔轴JD1零件图号C1夹具名称三爪定心卡盘设备名称及型号数控车床CK6140材料名称及牌号45硬度工序号工序名称粗车、精车左端外轮廓序号工步内容切削用量刀具量具VNFPA编号名称名称1粗车左端面、中间凹圆弧100800022T020245外圆车刀游标卡尺2精车左端面、中间凹圆弧1001000011T030335外圆车刀游标卡尺3456共7页第6页数控加工工序卡零件名称内孔轴JD1零件图号C1夹具名称三爪定心卡盘设备名称及型号数控车床CK6140材料名称及牌号45硬度工序号工序名称粗镗、精镗左端内孔切削用量刀具量具序号工步内容VNFPA编号名称名称1粗镗左边内孔100600022T060660镗刀内径千分尺2精镗左边内孔100800011T060660镗刀内径千分尺3456共7页第7页七、数控编程（一）数控编程的定义及分类1数控编程的定义编程是将加工零件的加工顺序、刀具运动轨迹的尺寸数据、工艺参数（主运动和进给运动速度、切削深度）以及辅助操作（换刀、主轴正反转、冷却液开关、刀具夹紧松开等）加工信息，用规定的文字、数字、符号组成的代码，按一定格式编写成加工程序。2数控编程的分类数控编程又可分为手工编程和自动编程两类。手工编程时，整个程序的编制过程是由人工完成的。这要求编程人员不仅要熟悉数控代码及编程规则，而且还必须具备有机械加工工艺知识和数值计算能力。对于点位加工或几何形状不太复杂的零件，数控编程计算较简单，程序段不多，手工编程即可实现。自动编程是用计算机把人们输入的零件图纸信息改写成数控机床能执行的数控加工程序，就是说数控编程的大部分工作有计算机来实现。3编程方法的选择该零件的刀具轨迹路径主要由直线、圆弧组成，坐标点尺寸计算方便，故采用手工编程的方式编制其加工程序。（二）编程原点的确定该零件为规则的回转型零件，其坐标原点可设在轴的两端面中心上，这样方便编程坐标的计算。其坐标原点如图71所示。图71坐标原点（三）加工程序清单1工序的加工程序清单程序解释说明O0001程序号N02T0101（90外圆车刀）换1号刀N04M03S800主轴正转，转速800R/MMN06M08切削液开N08G00X51Z2快速运动至循环起点N10G71U15R1建立G71切削循环N12G71P14Q34U008W0F02设定起始程序段，进给量02MM/RN14G00X14S1000靠近工件,转速1000R/MMN16G01X20Z1F01倒角，进给量01MM/RN18Z15轴向进刀N20X2182；径向进刀N22X2382Z16；倒角N24Z35；车螺纹大径N26X30；径向进刀N28X38Z51车锥面N30G03X48Z72R1；倒圆角N32Z73；轴向进刀N34X55退刀N36G70P12Q34精车N12至N34之间程序段N38G00X100Z100快速运动至换刀位置N40T0404；3MM切槽刀换4号刀N42G00X34Z35S600快速运动到第一切槽点，转速600R/MMN44G01X20F008G04P4切槽第一刀，进给量008MM/RN46G00X34退刀N48Z33；快速运动至第二个切槽点N50G01X20G04P4切槽第二刀N56Z35轴向进刀N58G00X100退刀N60Z100退刀N62T0505；螺纹刀换5号刀N64G00X26Z13S400快速运动至循环起点,转速400R/MMN66G92X2382Z32F15切螺纹第一刀N68X2322切螺纹第二刀N70X2272切螺纹第三刀N72X2242切螺纹第四刀N74X2222切螺纹第五刀N76X22196切螺纹第六刀N78G00X100Z100退刀N80M05主轴停止N82M30程序结束2工序的加工程序清单程序解释说明O0002程序号N02T0202（35外圆车刀）换2号刀N04M03S800主轴正转N06M08切削液开N08G00X51Z2快速运动至循环起点N10G71U1R1建立G71切削循环N12G71P1Q22U008W0F02设定起始程序段，进给量02MM/RN14G00X46S1000靠近工件,转速1000R/MMN16GO1ZOF01进给量01MM/N18GO3X48Z1R1倒圆角N20G01Z35轴向进刀N22X55退刀N24G70P12Q22精车N12至N22之间程序段N26G00X100Z100快速运动至换刀位置N28X50Z2靠近工件N30G73U268W0R8建立G73切削循环N32G73P34Q38U008W0F02设定起始程序段，进给量02MM/RN34G00X48Z7靠近工件N36G02X48Z27R20F01精车R20MM的凹圆弧N38G00X55退刀N40G70P34Q38精车N34至N38之间程序段N42G00X100Z100快速运动至换刀位置N44T060660镗刀换6号刀N46G00X22Z2S600快速运动至循环起点,主轴转速600R/MMN48G71U1R1建立G71车削循环N50G71P52Q62U05W0F02设定起始程序段，精车余量02MM/RN52G00X41S800靠近工件，转速800R/MMN54G01X35Z1F01倒角N56Z15轴向进刀N58X28径向进刀N60Z30轴向进刀N62X15退刀N64G00Z5退刀N66G70P64Q62精车N64至N76之间程序段N68G00X100Z100退刀N70M05主轴停止N72M05主轴停止八、仿真加工仿真加工的目的是为了校验所编制的程序是否有误。下面运用斯沃数控仿真软件V620版对程序进行仿真加工。其操作界面（FANUCOIT）如图81所示。图81FANUCOIT操作面板首先新建一个文本文档，将上一章中的程序清单复制并粘贴至文本文档内，然后保存成扩展名为CNC（或NC）文件。然后打开仿真软件，对机床进行回零，然后按下编辑按钮，再单击程序，在操作面板中输入O7788，按下“插入”键，然后在菜单栏中单击“文件”下的“打开”，选择刚刚保存好的文件O0001确定后将看到面板上出现所编制的程序。（一）设置刀具根据该工序所需的刀具，在仿真机床中设置好刀具。（二）设置毛坯单击菜单栏中“工件操作”下的“设置毛坯”，在界面中设置为棒料，工件长度为108MM，直径为50MM，材料选择45碳素结构钢。（三）对刀首先在刀具管理中，将2号刀（外圆粗车刀）转到加工位置（一般机床默认1号刀在加工位），然后单击菜单栏中“工件操作”下的“快速定位”，在对话框中选择轴中心。将刀具移到轴中心后，然后在操作面板中单击“刀补”按钮，选择MDI（录入）方式，根据现在位置（相对位置）下的坐标值，将其输入至2号刀补中，如先按下U260，再按“输入“键。这样第2把刀的刀补就设置好了。（四）仿真加工在设置好刀具补偿后，可以开始仿真加工了，首先关闭机床窗门，然后将功能键中的“循环启动”打开，再按下“循环启动”按钮，开始切削，其各工序程序的仿真效果图如下图所示。图82工序的仿真效果图图83工序的仿真效果图图84工序的仿真效果图九、可能出现废品的原因分析（一）废品的定义废品主要是指出现粗糙度未达到要求、工件夹伤或者夹紧变形、形位公差超差、尺寸精度超差等情况，都可视为废品。1表面粗糙度偏大造成表面粗糙度偏大的原因可能有刀具刀尖磨损、背吃刀量过大、进给速度过快等等。2工件夹伤及夹紧变形出现此等废品的原因可能有在装夹时用力过大、工件夹歪、零件表面与卡盘表面不干净等等。3形位公差超差行为公差超差的原因可能有在第二次装夹时未校平、机床精度影响等等。4尺寸精度超差出现此等废品的原因可能有机床精度影响、卡盘定心精度、刀具磨损、切削参数设定不合理等等。（二）质量超差的解决方法超差部位造成的超差原因解决方法刀具刀尖磨损更换新刀具或者硬度更高的刀具表面粗糙度偏大背吃刀量过大减少背吃刀量进给速度过快降低进给速度装夹力度过大减少装夹力度工件夹伤及变形夹歪装夹时多加注意机床精度更换机床形位公差超差装夹方式不合理更换夹具主轴旋转中心与工作台面不平行调整和修刮工作台导轨符合要求，使此项精度保证为（300002）MM尺寸精度超差工作台面不平，局部导轨修理工作台面和导轨，要磨损求台面中凹在全长上不超过002MM装夹方法不合理、引起工件变形装夹工件时，注意支承点的位置，保持接合面的清洁导轨间隙过大，工作台润滑不良调整导轨间隙，注意导轨润滑，保证003MM的塞尺不得塞刀具背吃刀量过大，导致刀具让刀采取高转速高进给，少切削用量的方式切削结束语毕业设计是对我们毕业在大学期间所学知识的一个考验，检查我们几年大学生活的所得和其他各个方面的综合能力。它重在让我们运用所学知识去发现、提出问题，并通过查找资料、分析、询问他人解决问题。经过一个月的努力，我的设计已完成，通过此次设计，我对内孔轴零件的数控加工工艺有了更深刻的理解，这对我以后的工作有极大的帮助。此外，这次毕业设计还培养了我独立工作及与别人团结合作的能力，各方面的综合能力也有所提高，使我明白做任何事都必须有严谨认真的态度，须知“差之毫厘，谬以千里”。在以后的日子里，我会不断提高自身的素质，使自己更适应社会的需求。致谢本课题在选题及研究过程中得到指导老师的悉心指导。老师多次询问研究进程，并为我指点迷津，帮助我开拓研究思路，精心点拨、热忱鼓励。老师一丝不苟的作风，严谨求实的态度，踏踏实实的精神，不仅授我以文，而且教我做人，虽历时三载，却给以终生受益无穷之道。我对老师的感激之情是无法用言语表达的。我还感谢所有帮过我和教过我的老师。他们细心指导我的学习和做人，在此，我要向诸位老师深深地鞠上一躬。在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有可敬的师长、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意最后我还要感谢培养我长大含辛茹苦的父母，谢谢你们参考文献1张超英,数控机床加工工艺、编程及操作实训,高等教育出版社，200392倪森寿，机械制造基础，高等教育出版社，200513陈立德，机械设计基础，高等华教育出版社，200474李一民，数控机床,东南大学出版社,200575隋秀凛，现代制造技术，高等教育出版社，2002116于荣贤等，机械制图与计算机绘图，机械工业出版社，200437顾京，数控加工编程及操作，顾京主编，高等教育出版社，200378赵长明刘万菊，数控加工工艺及设备，高等教育出版社200599陈洪涛，数控加工工艺及编程，高等教育出版社，200610毕业设计（任务）书学生姓名专业班级设计（论文）题目内孔轴JD1的数控加工工艺分析与编程一设计要求1根据零件技术要求选择机床、刀具，并完成切削用量的计算；2编写相应技术文件；3使用编制的工艺完成工件的加工；二主要内容（提纲式的内容要求）1数控编程讲解、准备有关资料；2绘制零件图；3分析零件数控加工工艺，设计数控加工工艺卡；4编写数控加工走刀路线图；5编制数控加工程序；6上机调试程序；7编写设计说明书；8完成零件的加工制作。三完成任务1绘制零件图一份；2数控加工工序卡一份；3走刀路线图一份；4数控加工程序清单一份；5数控刀具卡一份；6设计说明书一份。（分析零件结构；选择机床设备、刀具；编写数控加工工艺；写出数据计算过程）指导老师（签字）教研室主任签字GANEMPLOYMENTTRIBUNALCLAIEMPLOYMENTTRIBUNALSSORTOUTDISAGREEMENTSBETWEENEMPLOYERSANDEMPLOYEESYOUMAYNEEDTOMAKEACLAIMTOANEMPLOYMENTTRIBUNALIFYOUDONTAGREEWITHTHEDISCIPLINARYACTIONYOUREMPLOYERHASTAKENAGAINSTYOUYOUREMPLOYERDISMISSESYOUANDYOUTHINKTHATYOUHAVEBEENDISMISSEDUNFAIRLYFORMOREINFORMATIONABOUTDISMISSALANDUNFAIRDISMISSAL,SEEDISMISSALYOUCANMAKEACLAIMTOANEMPLOYMENTTRIBUNAL,EVENIFYOUHAVENTAPPEALEDAGAINSTTHEDISCIPLINARYACTIONYOUREMPLOYERHASTAKENAGAINSTYOUHOWEVER,IFYOUWINYOURCASE,THETRIBUNALMAYREDUCEANYCOMPENSATIONAWARDEDTOYOUASARESULTOFYOURFAILURETOAPPEALREMEMBERTHATINMOSTCASESYOUMUSTMAKEANAPPLICATIONTOANEMPLOYMENTTRIBUNALWITHINTHREEMONTHSOFTHEDATEWHENTHEEVENTYOUARECOMPLAININGABOUTHAPPENEDIFYOURAPPLICATIONISRECEIVEDAFTERTHISTIMELIMIT,THETRIBUNALWILLNOTUSUALLYACCEPTIIFYOUAREWORRIEDABOUTHOWTHETIMELIMITSAPPLYTOYOU,TAKEADVICEFROMONEOFTHEORGANISATIONSLISTEDUNDERFURTHERHELPEMPLOYMENTTRIBUNALSARELESSFORMALTHANSOMEOTHERCOURTS,BUTITISSTILLALEGALPROCESSANDYOUWILLNEEDTOGIVEEVIDENCEUNDERANOATHORAFFIRMATIONMOSTPEOPLEFINDMAKINGACLAIMTOANEMPLOYMENTTRIBUNALCHALLENGINGIFYOUARETHINKINGABOUTMAKINGACLAIMTOANEMPLOYMENTTRIBUNAL,YOUSHOULDGETHELPSTRAIGHTAWAYFROMONEOF