机械毕业设计（论文）-椭圆配合件数控车削编程设计【全套图纸】

江苏信息职业技术学院毕业设计报告 1 摘要 本设计由三个零件组合而成，根据相关资料参考和工人们的先进经验，考虑多方面因 素设计而成，其中尺寸的要求，粗糙度值的设定都是根据零件在实际应用的作用、他们之 间配合的作用及相关的资料而来。在整个设计过程中全部部件图纸由 Auto CAD 完成。整个 组合零件的零件编程量大，采用自动编程，整个编程由 MasterCAM 先进行造型，造型完成 后再进行加工参数设置，自动编程。 现在，基本上所以的零件之间都是通过配合来达到预定的效果，所以对于一些配合件 的需求成为了生活中不可缺少的一部分，随着自动化的提高，对于本设计，主要是套类零 件和轴类零件的配合，而现在自动化的日益发展，数控车无疑是使用这类生产的较优越的 机床之一，考虑综合因素，数控加工要在数控车床（FANUC 系统）上完成加工，在数控加 工的最大特征有两点：一是可以可以极大地提高精度，包括加工质量精度及加工时间精度； 二是加工质量的重复性，可以稳定加工质量，保持加工零件质量的一致。也就是说加工零 件的质量及加工时间是由数控程序决定而不是由机床操作人员决定的。 关键词：数控技术 加工工艺 自动编程 全套图纸，加全套图纸，加 153893706153893706 江苏信息职业技术学院毕业设计报告 2 第第 1 1 章章 零件的数控加工工艺规程零件的数控加工工艺规程 1.11.1 零件的工艺性分析零件的工艺性分析 1.1.11.1.1 零件零件 1 1 的数控车削工艺性分析的数控车削工艺性分析 图 1-1 零件 1 的剖视图 1 1、零件图工艺分析、零件图工艺分析 该零件属于轴类零件，在结构上主要有圆柱体，锥体，曲面体，椭圆体， 内孔，内螺纹组成，零件的加工工艺性较好。 零件的尺寸精度要求高，多数尺寸精度为 IT7，形位精度要求较高，一般 在 0.01O.03mm 之间，多处加工面粗糙度为 Ral.6m。加工现场提供的机床精 度，控制系统功能，刀具的品种数量、夹盘、辅具都能满足零件加工的需要。 江苏信息职业技术学院毕业设计报告 3 零件在加工中需要两次装夹找正，特别是在第二次找正时，找正的精度 应在 O.01mm 以内，这样才能保证零件的形位精度的要求。如同轴度 0.02mm， 圆跳动 0.015mm，垂直度 0.01mm。在加工时 4.5mm 槽不能先加工出来，如 1 . 0 07. 0 果在第一道工序加工出来，在第二道工序加工另一端时，尺寸(160.02) mm,(400.02)mm,(9l0.02)mm 就很难保证。 零件 1 的加工难点和解决措施： 当调头夹持 84mm 外圆加工另一端的尺寸时，确定对刀基准面，保证高精 度尺寸的加工是该零件的难点，比较难加工的尺寸有 1040.02mm，910.02mm，160.02mm 以及圆弧中心距 460.02mm，下面用 图 1-2 来说明如何确定对刀基准面。 在加工外形前，用 300的外径车刀(用手动方式)将总长 150mm 尺寸加工 0 10 . 0 好，用千分尺测量 150mm 的实际尺寸。这时 300外径车刀的长度方向的刀补 0 10 . 0 绝对值要减去一个Z 值，才是真正要设定的刀补值。外径切槽刀同样在 A 面 对刀(对刀则用左侧刃)而长度方向的刀补绝对值要减去一个Z 值，才是真正 要设定的补值。Z 值是实测值(实测值小于理论值)与理论值的差值。在编制 加工程序时所用的尺寸都是理论尺寸，所以在对刀时也采用理想基准面，这样 在基准转换后，不需要提高 150mm 尺寸的加工精度，用这种修正刀补值的 0 10 . 0 方法有利于保证加工精度。对于直径方向的刀补值的设定，可预车一个圆经实 测后，确定刀补值。 图 1-2 确定对刀基准面 零件 1 的尺寸精度要求高，所使用的数控车床的定位精度为0.008mm，重 复定位精度为 0.004mm，正反向间隙为 0.00150.002mm 之间，因此当刀具的 补偿值设定后，一般情况下对加工精度影响不大，能满足加工的需要。 对于轮廓曲线和 5002的加工精度也可以保证，因为所使用的刀具刀尖 圆弧半径的制造精度为 O.005mm，对加工外形轮廓精度影响很小。由于对刀具 江苏信息职业技术学院毕业设计报告 4 径向和轴向的补偿值采用了试切法对刀，所以设置的刀具补偿是比较精确的。 另外，关于加工效率的高低，影响的因素很多，所以采取以下几点： 在装夹可靠的情况下，切削量和走刀速度可以大一些； 因为用的是四爪夹盘，尽量提高找正速度； 在单件加工时，用试切法比较多，对简单形状，可利用机床的手动方式 作试切时再使用自动运转方式。对简单的台阶轴，直径相差较大，孔的预制、 粗镗和车端面可用 MDI 方式和手动方式来完成。这样可以简化程序的编制。另 外槽也可以用手动操作加工； 合理地安排刀位，减少对刀次数，减少装刀次数； 加工时简单程序和复合加工程序相结合； 合理的安排加工工步； 尽量采用组合加工，减少装夹次数，减少编制程序，减少对刀、减少测 量次数、减少辅助时间。 2 2、确定装夹方案及走刀路线确定装夹方案及走刀路线 1、装夹工件右端， 零件左端中心作为坐标建立工件坐标系。根据零件尺 寸精度及技术要求，确定加工路线为：车削左端面粗车外圆柱面 84粗 车椭圆弧粗车台阶面至 93mm钻孔 50镗孔 56粗车路线精车 各个表面和镗孔车螺纹（如表 1.2） 2、装夹工件左端，以零件右端中心作为坐标建立工件坐标系。确定加工 路线为：车削左端面粗车外圆 64粗车锥面至 60mm粗车顺圆弧 R14mm粗车逆圆弧 R16mm粗车顺圆弧 R14mm粗车路线精车割槽 。 （如表 1.3） 3、用三爪卡盘，如图 1-6 所示。毛坯伸出三爪盘外 50左右，找正夹紧， 加工工件工艺路线。然后将工件掉头，装夹工件右端，找正并夹紧，在根据工 艺路线 2 进行走刀。 江苏信息职业技术学院毕业设计报告 5 3 3、刀具的选择刀具的选择 表 1.1 零件 1 数控加工刀具卡片 4 4、切削用量的选择切削用量的选择 加工参数的确定取决于实际加工经验、工件的加工精度及表面质量、工件 的材料性质、刀具的种类及刀具形状、刀柄的刚性等诸多因素。 (1)主轴转速(n)。硬质合金刀具材料切削钢件时，切削速度 v 取 80220mmin，根据公式 n=1000vD 及加工经验，并根据实际情况，粗加 工主轴转速在 4001000rmin 的范围内选取，精加工的主轴转速在 8002000rmin 的范围内选取。 (2)进给速度粗加工时，为提高生产效率，在保证工件质量的前提下，可选 择较高的进给速度，一般取 100200mmmin。当进行切槽、切断、车孔加工 或采用高速钢刀具进行加工时，应选用较低的进给速度，一般在 50100mmmin 的范围内选取。 精加工的进给速度一般取粗加工进给速度的 12。刀具空行程的进给速度 一般取 G00 速度，或在 G01 时选取 F1201500mmmin。 (3)背吃刀量(aP)背吃刀量根据机床与刀具的刚性及加工精度来确定，粗加 产品名 称或代 号 XXX 零件名称轴零件图号 1-1 序号刀具号刀具规格名称数量加工表面备注 1T01 90硬质合金外圆车 刀 1 车端面和粗、精车外轮廓 2T02 30硬质合金外圆车 刀 1 粗、精加工椭圆 3T03 90硬质合金机夹镗 刀 1 粗、精加工内圆 4T04 3mm 割断刀 1 切槽 5T05 60硬质合金螺纹刀 1 粗、精加工螺纹 6T06 50 麻花钻 1 钻削中心孔 编制司秀峰审核司秀峰 批 准 XXX 2011 年 4 月 5 日 共 1 页 第 1 页 江苏信息职业技术学院毕业设计报告 6 工的背吃刀量一般取 25mm(直径量)，精加工的背吃刀量等于精加工余量，精 加工余量一般取 0.20.5mm(直径量)。 5 5、毛坯的选择、毛坯的选择 材料为 100155mm 圆柱，材料为 45钢。45钢是优质碳素结构钢， 45钢属于碳素结构钢中的中碳钢，碳素结构钢的优点有价格便宜，成型 工艺和热处理工艺简单，可得到各种性能的较佳配合，淬火效果也显著优 于低碳钢，多用于制造齿轮、轴、弹簧等机械结构零件。它的强度是 61，HRC 是 48-55，机械上用的比较多，用以制造蒸汽透平机、压缩机、泵 的运动零件；还可代替渗碳钢制造齿轮、轴 、活塞销等零件(零件需经高 频或火焰表面淬火)；并可用作铸件。 硬质合金是由金属碳化物和钴的粉末烧结而成，具有极高的硬度，刀 具材料应具备高硬度，单位 HRC60 以上，强度和韧度。良好的研削性。还 有经济性。一般硬质合金能够加工工件的硬度为 YG3A、Y6A、Y726 等可以 加工淬火硬度在 HRC60 以上的材料。 （下同） 综合上述，制定工序卡片如下表 1.2 和表 1.3： 表 1.2 零件 1 数控加工工艺卡片 产品名称或代号零件名称零件图号单位名称 江苏信息职业 技术学院 图 1-1 件 1零件 1 工序号程序编号夹具名称使用设备车间 1 三爪卡盘 FANUC0i 数控车床 工步 号 工步内容 刀具号刀具规格主轴转速 （r/min) 进给速度 （mm/min ) 背吃刀 量/mm 备注 1 粗车削端 面及外轮 廓表面 T01 90硬质合金 外圆刀 4001603 自动 2 精车削端 面及外轮 廓表面 T01 90硬质合金 外圆刀 7001400.25 自动 3 钻 50mm 的中心孔 50mm 的麻花 钻 300 手动 4 粗镗内孔 T03 90硬质合金 机夹镗刀 4001603 自动 5 精镗内孔 T03 90硬质合金 机夹镗刀 7001400.25 自动 江苏信息职业技术学院毕业设计报告 7 6 粗车螺纹 T02 60硬质合金 螺纹刀 6001600.5 自动 7 精车螺纹 T02 60硬质合金 螺纹刀 6001400.1 自动 表 1.3 零件 1 数控加工工艺卡片 产品名称或代号零件名称零件图号单位名称 江苏信息职业 技术学院 图 1-1 件 1零件 1 工序号程序编号夹具名称使用设备车间 2 三爪卡盘 FANUC0i 数控车床 工步 号 工步内容 刀具号刀具规格主轴转速 （r/min) 进给速度 （mm/min ) 背吃刀 量/mm 备注 1 粗车端面 及外轮廓 T01 90硬质合金 外圆刀 4001603 自动 2 精车端面 面及外轮 廓 T01 90硬质合金 外圆刀 7003000.25 自动 3 切槽 T03 刀片宽度为 3mm 的切断刀 500200 自动 江苏信息职业技术学院毕业设计报告 8 1.1.21.1.2 零件零件 2 2 的数控车削工艺性分析的数控车削工艺性分析 图 1-3 零件 2 剖视图 1 1、零件图工艺分析、零件图工艺分析 该零件属于套类零件，在结构上主要有外表面有圆柱面、顺圆弧、逆圆 弧及单导程螺纹等表面组成 零件的尺寸精度要求高，多数尺寸精度为 IT7，形位精度要求较高，一 般在 0.01O.03mm 之间，多处加工面粗糙度为 Ral.6m。加工现场提供的机床 精度，控制系统功能，刀具的品种数量、夹盘、辅具都能满足零件加工的需要。 江苏信息职业技术学院毕业设计报告 9 零件在加工中需要两次装夹找正，特别是在第二次找正时，找正的精度 应在 O.01mm 以内，这样才能保证零件的形位精度的要求。 零件 1 的加工难点和解决措施： （1）零件图上带公差的尺寸因公差值太小所以编程的时候全部取其基本尺 寸，不必取其平均值。 （2）图上有几处尺寸都是以左端面为设计基准，相应才尺寸加工前，应先 将左端端面车出来，为了更好的保证以后尺寸不错。 （3）在镗孔 605与镗孔 40 的孔以及 30 的孔的时候需要掉头装夹 零件 2 2、确定装夹方案及走刀路线、确定装夹方案及走刀路线 a .确定加工顺序及进给路线 1、装夹工件左端， 零件右端中心作为坐标建立工件坐标系。根据零 件尺寸精度及技术要求，确定加工路线为：钻中心孔（手动）钻 18mm 孔 （手动）扩 25mm 孔（手动）粗镗 30 的孔精镗 30 的孔粗车端面 粗车 52 的圆柱面粗车 56 的圆柱面（自动）按照粗加工路线精车外 表面切退刀槽（自动）车 M561.5-6g 螺纹（自动） （如表 1.5） 2、装夹工件右端， 零件左端中心作为坐标建立工件坐标系。根据零 件尺寸精度及技术要求，确定加工路线为：粗车端面粗车顺圆弧 R16粗车 逆圆弧 R14粗车 74按照粗加工路线进行精加工粗镗 40 的孔精镗 40 的孔粗车锥度精车锥度割槽（如表 1.6） 3、采用三爪卡盘，如图 1-6 所示。毛坯伸出三爪盘外 20左右，找正夹 紧，加工工件工艺路线 1。然后将工件掉头，装夹工件右端，找正并夹紧，再 根据走刀路线 2 进行加工。 b 加工顺序按由粗到精，由远到近的原则确定。钻 18mm 的中心孔，接着 镗孔，然后在从右到左进行粗车外表面，留 0.25mm 精车余量，再精车，然后然 后工件调头，再根据上述的加工原则先镗内孔，再从右到左进行外轮廓的粗车， 留 0.25mm 的精车余量，然后精车外轮廓。 3 3、刀具的选择、刀具的选择 表 1.4 零件 2 数控加工刀具卡片 江苏信息职业技术学院毕业设计报告 10 4 4、切削用量选择切削用量选择 （1)背吃刀量 ap ap=（dw-dm）/2， 式中 dw工件待加工表面的直径（mm） ； dm工件已加工表面的直径（mm） 。 粗车循环时，ap=(80-73.5)/23mm 精加工时，ap=(70.5-70)/20.25mm 主轴转速 (2)硬质合金刀具材料切削钢件时，切削速度 v 取 80220mmin，根据公 式 n=1000vD 及加工经验，并根据实际情况，粗加工主轴转速在 4001000rmin 的范围内选取，精加工的主轴转速在 8002000rmin 的范 围内选取。 (3)进给速度粗加工时，为提高生产效率，在保证工件质量的前提下，可选 择较高的进给速度，一般取 100200mmmin。当进行切槽、切断、车孔加工 或采用高速钢刀具进行加工时，应选用较低的进给速度，一般在 50100mmmin 的范围内选取。 5 5、毛坯的选择、毛坯的选择 8070圆柱体(材料分析如零件 1 材料分析相同) 综合上述，制定工序卡片如下表 1.5 和表 1.6： 表 1.5 零件 2 数控加工工工序卡片 产品名称或代号零件名称零件图号单位名称 江苏信息职业 技术学院 1-3 件 2零件 2 产品名 称或代 号 XXX 零件名称套零件图号 1-3 序号刀具号刀具规格名称数量加工表面备注 1T01 90硬质合金外圆车 刀 1 车端面和粗、精车外轮廓 2T02 割断刀 1 切槽 3T03 60硬质合金螺纹刀 1 粗、精加工螺纹 4T04 90硬质合金机夹镗 刀 1 粗、精加工内圆 5T06 25 麻花钻 1 钻削中心孔 编制司秀峰审核司秀峰 批 准 XXX 2011 年 4 月 5 日 共 1 页 第 1 页 江苏信息职业技术学院毕业设计报告 11 工序号程序编号夹具名称使用设备车间 1 三爪卡盘 FANUC0i 数控车床 工步号工步内容刀具号 刀具规格/mm主轴转速 /（r/mm) 进给速度 /（mm/min) 背吃刀 量/mm 备 注 1 钻 25mm 的 中心孔 T06 25mm 的麻 花钻 600 手 动 2 粗镗内孔表面 T04 90硬质合 金机夹镗刀 4001603 自 动 3 精镗内孔表面 T04 90硬质合 金机夹镗刀 6001200.25 自 动 4 粗车削右端面 及外轮廓 T01 90硬质合 金外圆刀 4001603 自 动 5 精车削右端面 及外轮廓 T01 90硬质合 金外圆刀 6001200.25 自 动 表 1.6 零件 2 数控加工工工序卡片 产品名称或代号零件名称零件图号单位名称 江苏信息职业 技术学院 1-3 件 2零件 2 工序号程序编号夹具名称使用设备车间 2 三爪卡盘 FANUC0i 数控车床 工步号工步内容刀具号 刀具规格/mm主轴转速 /（r/mm) 进给速度 /（mm/min) 背吃刀 量/mm 备 注 1 粗镗内孔表面 T04 90硬质合 金机夹镗刀 4001603 自 动 2 精镗内孔表面 T04 90硬质合 金机夹镗刀 6001200.25 自 动 3 粗车削右端面 及外轮廓 T01 90硬质合 金外圆刀 4001603 自 动 4 精车削右端面 及外轮廓 T01 90硬质合 金外圆刀 6001200.25 自 动 江苏信息职业技术学院毕业设计报告 12 1.1.31.1.3 零件零件 3 3 的数控车削工艺性分析的数控车削工艺性分析 图 1-4 零件图 3 剖视图 1 1、零件图工艺分析、零件图工艺分析 该零件属于套类零件，在结构上主要有外表面有圆柱面、逆圆弧等表面 组成 零件的尺寸精度要求高，多数尺寸精度为 IT7，形位精度要求较高，一 般在 0.01O.03mm 之间，多处加工面粗糙度为 Ral.6m。加工现场提供的机床 江苏信息职业技术学院毕业设计报告 13 精度，控制系统功能，刀具的品种数量、夹盘、辅具都能满足零件加工的需要。 零件在加工中需要两次装夹找正，特别是在第二次找正时，找正的精度 应在 O.01mm 以内，这样才能保证零件的形位精度的要求。 零件 1 的加工难点和解决措施： (1）零件图上带公差的尺寸因公差值太小所以编程的时候全部取其基本尺 寸，不必取其平均值。 (2）图上有几处尺寸都是以左端面为设计基准，相应才尺寸加工前，应先 将左端端面车出来，为了更好的保证以后尺寸不错。 (3）在镗孔 502与镗孔 60 的孔的时候需要掉头装夹零件 2 2、确定装夹方案及走刀路线、确定装夹方案及走刀路线 1、装夹工件左端， 零件右端中心作为坐标建立工件坐标系。根据零 件尺寸精度及技术要求，确定加工路线为：钻中心孔（手动）钻 18mm 孔 （手动）扩 25mm 孔（手动）粗镗 46 的孔精镗 46 的孔粗车端面 粗车 72 的圆柱面按照粗加工路线精车外表面（如表 1.8） 2、装夹工件右端， 零件左端中心作为坐标建立工件坐标系。根据零 件尺寸精度及技术要求，确定加工路线为：粗镗 40 的孔精镗 40 的孔 粗车端面粗车顺圆弧 R14粗车 72 的圆柱面按照粗加工路线进行精加工 外表面粗车锥度精车锥度割槽（如表 1.9） 3、采用三爪卡盘，如图 2-14 所示。毛坯伸出三爪盘外 20左右，找正 夹紧，加工工件工艺路线 1。然后将工件掉头，装夹工件右端，找正并夹紧， 再根据走刀路线 2 进行加工。 3 3、刀具的选择、刀具的选择 表 1.7 零件 2 数控加工刀具卡片 江苏信息职业技术学院毕业设计报告 14 4 4、切削用量的选择、切削用量的选择（参考零件 1 和零件 2 切削用量的选择） 5 5、毛坯的选择、毛坯的选择： 10070圆柱体(材料分析如零件 1 材料分析相同) 综合上述，制定工序卡片如下表 1.8 和表 1.9： 表 1.8 零件 3 数控加工工工序卡片 产品名称或代号零件名称零件图号单位名称 江苏信息职业 技术学院 1-4 件 3零件 3 工序号程序编号夹具名称使用设备车间 1 三爪卡盘 FANUC0i 数控车床 工步号工步内容刀具号 刀具规格/mm主轴转速 /（r/mm) 进给速度 /（mm/min) 背吃刀 量/mm 备 注 1 钻 25mm 的 中心孔 T04 25mm 的麻 花钻 600 手 动 2 粗镗内孔表面 T02 90硬质合 金机夹镗刀 4001603 自 动 3 精镗内孔表面 T02 90硬质合 金机夹镗刀 6001200.25 自 动 4 粗车削右端面 及外轮廓 T01 90硬质合 金外圆刀 4001603 自 动 5 精车削右端面 及外轮廓 T01 90硬质合 金外圆刀 6001200.25 自 动 产品名 称或代 号 XXX 零件名称套零件图号 1-3 序号刀具号刀具规格名称数量加工表面备注 1T01 90硬质合金外圆车 刀 1 车端面和粗、精车外轮廓 2T02 90硬质合金机夹镗 刀 1 粗、精加工内圆 3T03 割断刀 1 切槽 5T04 25mm 麻花钻 1 钻削中心孔 编制司秀峰审核司秀峰 批 准 XXX 2011 年 4 月 5 日 共 1 页 第 1 页 江苏信息职业技术学院毕业设计报告 15 表 1.9 零件 3 数控加工工工序卡片 产品名称或代号零件名称零件图号单位名称 江苏信息职业 技术学院 1-4 件 3零件 3 工序号程序编号夹具名称使用设备车间 2 三爪卡盘 FANUC0i 数控车床 工步号工步内容刀具号 刀具规格/mm主轴转速 /（r/mm) 进给速度 /（mm/min) 背吃刀 量/mm 备 注 1 粗镗内孔表面 T03 90硬质合 金机夹镗刀 40016037 2 精镗内孔表面 T03 90硬质合 金机夹镗刀 6001200.258 3 粗车削右端面 及外轮廓 T01 90硬质合 金外圆刀 40016039 4 精车削右端面 及外轮廓 T01 90硬质合 金外圆刀 6001200.2510 5 粗镗内孔表面 T03 90硬质合 金机夹镗刀 40016037 1.1.41.1.4 组合件的装配关系组合件的装配关系 江苏信息职业技术学院毕业设计报告 16 图 1-5 组合零件图 图 1-5 这是组合图是由三个部分配合而成。在装配图中共有 2 项综合性技 术要求，这些技术要求反映了零件与零件之间的尺寸关系。也说明每一种零件 在加上中的尺寸精度，对装配技术要求的影响。 零件 01 与 03 装配后长度尺寸要求(7801)mm，影响这一技术要求的因 素有图 1-1 图中尺寸(910.02)mm，5002 和图 1-3 中尺寸 18mm，(15.50.02)mm，5002/，对于如何保证上述这些主要尺寸。将在 02 . 0 02. 0 单件加工中论述。 影响这技术要求的因素主要有刀尖圆弧半径补偿值的设定，对刀的精度， 对球体的测量方法，两个零件圆弧的公差方向，圆弧的中心位置尺寸。如零件 1（图 1-1）中尺寸 910.02mm,16+0.02)mm,93.480.02) mm,460.02mm，4.5mm，61.48mm 等。对零件 2 中影响的尺寸有 11 . 0 07 . 0 230.02mm，390.02mm，4.5mm，48mm，760.02mm。虽然影响的尺寸 04 . 0 2 . 0 较多，它们中间有许多是连贯尺寸，同时又是一把刀加工形成的，只要在加工 中合理选择对刀基准，提高对刀精度，掌握测量方法，许多加上尺寸可以直接 保证。 零件 2 的外形轮廓与零件 2 和零件 1 拼装后形成的外形轮廓的配合间隙 不大于 0.06mm。影响这一技术要求的因素主要是在加工 3 个零件时的刀尖半径 补偿值，对刀精度，对球体的测量方法、圆弧的中心位置、锥体的制造误差， 以及在加工每个零件曲线时对基准的选择。 1.21.2 数控机床的选择数控机床的选择 江苏信息职业技术学院毕业设计报告 17 由于零件尺寸较小一般机床就可以加工该公司最小行程成机床为公司自行 组装的数控车床。 型号 CYNC-400TA 系统 FANUC0i 车身上最大回转直径 400mm 最大工件长度的 750mm 1.31.3 夹具的选择夹具的选择 在数控机床上加工零件时，定位安装的基本原则是合理选择定位基准和夹 紧方案。在选择时应注意以下几点： （1）力求设计、工艺和编程计算的基准统一。 （2）尽量减少装夹次数，尽可能在一次定位装夹后，加工出全部待加工表 面。 （3）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。 数控加工的特点对夹具提出了两个基本要求：一是要保证夹具的坐标方向 与机床的坐标方向相对固定；二是要协调零件和机床坐标系的尺寸关系。除此 之外，还要考虑以下几点： （1）当零件加工批量不大时，应尽量采用组合夹具、可调式夹具及其他通 用夹具，以缩短生产准备时间、节省生产费用。 （2）在成批生产时才考虑采用专用夹具，并力求结构简单。 （3）零件的装卸要快速、方便、可靠，以缩短机床的停顿时间。 （4）夹具上各零部件应不妨碍机床对零件各表面的加工，即夹具要开敞， 其定位、夹紧机构元件不能影响加工中的走刀（如产生碰撞等） 。 由于该组加工零件均为回转体，切尺寸较小，加工精度不是太高，所以选 用三爪卡盘装夹。三爪可以自动定心，卡盘爪可以独立开合，可以夹紧不同形状的木 件，拓宽了加工范围。 三爪自定心卡盘方便，装夹棒料时。如图1-6所示： 图 1-6 零件夹装示意图 1.41.4 量具的选择量具的选择 江苏信息职业技术学院毕业设计报告 18 1、普通游标卡尺。 量程 300mm 精度 0.02mm,用于测量四个零件的外径尺寸 及件 1，件 2，内孔的基本尺寸。 2、外径千分尺。测量范围：50-75mm,75-100mm,精度为 0.001mm,用于精确测 量各个零件的外径尺寸。 3、通端螺纹环规。用于测量件 1 上外螺纹是否可以旋合通过。 4、通端螺纹塞规。用于测量件 2 上内螺纹是否可以旋合通过。 1.51.5 零件加工时的操作步骤零件加工时的操作步骤 1）开动机床。检查机床运行情况。机床返回参考点。 2）输入零件加工程序。 3）检查，校验、图形模拟 4）对到及验证。试切对刀，以夹头夹持端的另一端中心为工件坐标原点，用手 动或者 MDI 方式进行对刀精度的检验。 5）自动加工。根据实际情况选择自动加工或单段加工。 1.61.6 零件加工的时候，注意事项零件加工的时候，注意事项 1）零件 1 加工椭圆的时候使用变量编程，刀具定位到长半轴起点处开始进 行较为方便，且刀尖空切进、空切出易保证轮廓完整。有些数控系统当变量编 程输入语句较长时，修改较麻烦，所以编程是应注意语句的长度。 椭圆计算公式为：X/a+Y/b=1 椭圆中心偏移后：（X+24）/10+（Y-44.63）/5=1 2）加工连续圆弧的固定形状复合循环指令，长度方向不留余量，避免圆弧 背面过切。 3）加工零件 2 的时候，先加工右端，后加工左端，尺寸 4.5mm 是加工 04 . 0 20 . 0 中间获得的，需要通过尺寸链计算来确定加工右端时的尺寸 23.5 的公差。下图 所示 A （67） 1 0 1 . 0 A (390.02) A (4.5) A （ ） 20 04 . 0 20 . 0 3 x y 图示 A 为增环，A 、A 为减环。 A 为封闭环，计算得 1230 江苏信息职业技术学院毕业设计报告 19 A =67-39-4.5 A =23.5 33 A 的上偏差为 A 的上偏差减去 A 的下偏差和 A 的下偏差的和所以 0123 0.04=0-（-0.02+y ） 所以 y=-0.02 A 的下偏差为 A 的下偏差减去 A 的上偏差再和 A 的上偏差的和所以 0123 0.02=-0.1-（0.02+x） 所以 x=+0.08 所以 A =23.5mm 3 08 . 0 02 . 0 4）加工零件 3 时，注意双偏心的位置要准确找正。 5）加工过程中注意观察转速、进给速度。通过机床操作面板按钮及时做出 调整。 6）加工时要注意所选的刀具要与程序所选的刀具以及他们安装位置保持一 致 7）对刀时要注意与程序中的工件坐标系一致 8）对刀后要及时验证对刀参数值的正确性 9）加工配作时，注意工件装配面要光滑、无毛刺、不能破坏零件的精度 第二章第二章 零件数控加工程序编制零件数控加工程序编制 江苏信息职业技术学院毕业设计报告 20 2.12.1 零件零件 1 1 的程序：的程序： （1）零件的第一工序程序采用法那克系统以远离卡盘的一端面中心为加 工零点进行加工 零件加工工艺加工程序手动钻孔 25X42 的孔 程序说明 O001; 程序代号 N10G99X200Z350.; 建立工件坐标系 N20T0101S700M03; 调 1 号刀，并进行刀补 N30G00X102Z5.M08; 快速接近工件，冷却开 N40G71U2.R1; 外圆粗加工循环 N50G71P60Q130U1W0.5F0.12; N60G00X102.; N70G0X-2F0.1; 车端面 N80X84; 退回起始入刀点 N90Z-58; N100X93.48; N110Z-100; N120X102.; N130G00Z5.; N140G70P60Q130; 精加工循环 N150G50G00X200.Z350.M09; 快速返回工件坐标系 N160M05; 主轴转速停 N170T0303; 调 3 号刀 N180S600M03; 主轴转速 600r/min，正转 N190G00X24Z5M08; 快速接近零件件，冷却开 N200G71U2.R1.; 内圆加工循环 N210G71P220Q280U-1W0.5F0.12; 粗加工循环 工序 1 58 江苏信息职业技术学院毕业设计报告 21 N220G01X54.5F0.1; N230G01X54.5Z0F0.1; 深 15X52 为 52 孔深 30mm N230Z-15; N240X52; N250Z-30.; N260X52.; X24Z5 退回起始入刀点 N270X24.; N280Z5.; N290G70P220Q280; 精加工循环 N300G00X100M09; N310G50X200.Z350.M05; 退回工件坐标系，冷却关 N320T0404; 调 4 号刀，并进行刀补 N330S600M03; N340G00X40.Z5.M08; 快速接近工件 N350G01Z-15.F0.1; 到切槽深 15mm N360X60.; 切槽直径 60mm N370X50.; 退刀到 50mm N380Z-14.5; Z-14.5 切槽宽 N390X60.; 切槽直径 60mm N400X50.; 退刀到 50mm N410G00Z5.M09; 到离开端面 5mm N420G50X200.Z350.M05; 回到工件坐标系 N430T0505; 调 5 号刀，并进行刀补 N440S500M03; 主轴 500r/min，正转 N450X53.Z5.M08; 快速接近工件 N460G92X55.5Z-12.5F1.5; N470X55.75; G92 螺纹加工循环 N480X56.; N490G00Z100M09; N500G50Z200.Z350.M05; 退回工件坐标系，主轴停 N510M30; 程序结束 N520T0202S700M03; 调 2 号刀，(30刀尖角） N530X88.Z5.; 快速接近加工表面 N540G00X84.05; 离开已加工面 0.05mm N541Z-14F0.1 宏程序量方程 江苏信息职业技术学院毕业设计报告 22 N550#1=-14; 椭圆加工 N551#2=（(#1+24)X(#1+24) /（10X10） N552#3=（1-#2）X(5X5) N553#4=-SQRT(#3) N560#5=#4+44.86 N5570G01X（2X#5）Z#1F0.1 N580#1=#1-0.1 N590IF=IF(#1GT-34)GOTO551 N600G01X84; N610G00X200.Z350.M05; 退回工件坐标系 N620M30; 程序结束 （2）第二工序加工程序 在加工前夹持 84mm 外圆，夹持的长度小于 40mm，避免加工时刀具干 0 04 . 0 涉，关于找正基准方法前面己讲过，根据图纸的同轴度要求，找正的精度应小 于 0.Olmm。应注意的是当夹持找正好后，一定要用手动试切的方法车削端面保 证 150mm。然后打中心孔，用顶尖顶住零件后，才能进行以后的加工。这样 0 1 . 0 比较安全，也防止了在加工中吃刀量过大时零件松动。关于如何保证零件精度， 怎样对刀，怎样选择加工工艺基准转换前边已经做了陈述， 江苏信息职业技术学院毕业设计报告 23 程序说明 O002; 程序代号 N10G00G99X200.Z350.; 建立工件坐标系 N20T0101S500M03; 调 1 号刀，并进行刀补 N30M00; 程序暂停（手动车端面） N40G00G50X200.Z350.; 快速退回工件坐标系 N50T0202S600M03; 调 2 号刀并进行刀补，主轴正 转 N60G00X102.Z5.M08; 快速接近工件，并进行刀补 N70G71U15.W2.R11; 固定形状粗加工循环 N80G71P90Q190U0.5W0.5F0.12; N90G01X46.F0.1; 车直径 46mm N100Z-17.; 长 17mm N110X60.Z-29.5; 车锥度 N120Z-46.; 车直径 60mm，到 16.5mm N130X72.; 到 a1 点直径 72mm 江苏信息职业技术学院毕业设计报告 24 N140G03X82.022Z-56.733R14.; 车 R14mm 圆弧，逆时针 N150G02X82.022Z-81.267R16.; 车 R16mm 圆弧，顺时针 N160G03X84.Z-103.489R14.; 车 R14mm 圆弧，逆时针 N170G01Z-109.; 到 Z-109 处 N180X102.; N190Z4.; N200G70P90Q190; 精加工循环顺序 N210G00G40X105.Z20.M09; 取消刀尖半径补偿 N220G50X200.Z350.; 退回工件坐标系，主轴停 N230T0303; 调 3 号刀，并进行刀补 N240G00X53.Z-17.; 快速到切槽位置 N250G00X42.F0.1; 切槽，直径 42mm N260X53.; 退刀到 53mm 直径 N270Z-16.; 移动 1mm 到 Z-16 处保证槽宽 N280X42.; 切槽直径 42mm N290X95.F0.3; 退刀到直径 95mm N300G00Z-112.5; 快速到切槽位置 N310G01X72.F0.1; 切槽直径 72mm N320X86.; 退刀到直径 86mm N330Z-111.; 移动 1.5mm，切槽宽 4.5mm N340X72.; 切槽直径 72mm N350X95.; 退刀到直径 95mm N360G00Z4.M09; 退刀到 Z4mm 处，冷却关 N370G50X200.Z350.M05; 快速到工件坐标系，主轴停 N380M30; 程序结束 江苏信息职业技术学院毕业设计报告 25 2.22.2 零件零件 2 2 的程序：的程序： （1）零件 2 第一道工序的加工程序如下： 程序说明 O0003; 程序代号 N001G0G99X200.Z350.; 建立工件坐标系 N002T0101; 调 1 号刀并进行刀补 N003S800M03; 主轴 800r/min，正转 N004G00X82.Z5.M08; 快速接近工件，冷却开 N005G71U3.R1.; 外圆粗加工循环 N006G71P7Q17U2.W0.5F0.15 N007G00X54.; 快速接近端面最小直径 24mm N008G01Z0F0.15; 车端面 Z0，走刀速度 F0.15 N0081G01X-2 N009X52.; 车直径 52mm，长 12mm N010Z-12.; N012X56.; 车直径 56mm，长 23.5mm N013Z-23.5; N014X74.; 车直径 74mm，长 40mm N015Z-40.; 江苏信息职业技术学院毕业设计报告 26 N016X82.; 离开最大直径 82mm N017G00Z5.; 快速到起点 Z5 N018G70P7Q17; 精加工循环 N019G00X200.Z350.M09; 快速退回工件坐标系，冷却关 N020M05; 主轴停止 N021T0202; 调 2 号刀并进行刀补 N022S650M03; 主轴 650r/min，正转 N023G00X80.Z-23.5M08; 快速到切槽点，冷却开 N024X52.F0.1; 切槽直径 52mm，走刀速度 F0.1 N025X80.; 离开最大直径 80mm N026Z-23.; 切槽宽 N027X52.; 切槽直径 52mm N028X82.; 离开最大直径 N029G00Z5.M09; 到 Z5 位置，冷却关 N030X200.Z350.; 快速退回工件坐标系，主轴停 N031T0303; 调 3 号刀并进行刀补 N032S400M03; N033X56.Z-8.; 快速到螺纹起点 N034M08; N035G92X55.Z-22.F1.5; 第一刀螺纹 55mm，长 22mm N036X54.75; 第二刀螺纹 54.75mm N037X54.5; 第三刀螺纹 54.5mm N038M00; 螺纹倒角停 N039G00X82.; 离开最大直径 N040X200.Z350.M09; 快速退回，工件坐标系，冷却关 N041T0404; 调 4 号刀，并进行刀补 N042S500M03; N043X29.Z2.M08; 快速接近镗孔起始点 N044G01Z-72.F0.15; 镗孔直径 29mm，深 72mm N045X28.; 退刀点 28mm，到端面点 Z2mm N046G00Z2.; N047G01X30.F0.15; 到孔直径 30mm N048Z-72.; 孔深 72mm N049X29.; 退刀 29mm，到端面点 Z2mm N050G00Z2.; N051X80.M09; 到最大直径，冷却关 江苏信息职业技术学院毕业设计报告 27 N052X200.Z350.M05; 快速退回工件坐标系，主轴停 N053M30; 程序结束 （2）零件 2 的第二工序加工工步的程序如下： 程序说明 O004 程序代号 N1G00G99Z200.Z350.; 建立工件坐标系 N2T0101; 调 1 号刀，并进行刀补 N3S800M03; 主轴转速 800r/min，正转 N4G00G41X82.Z4.M08; 快速接近零件，并进行刀尖半径左 补偿 N5G71U14.W3.R7; 粗加工循环 N6G71P7Q16U0.5W0.5F0.12; N7X28.; 快速接近车端面最小直径 N8G01Z0F0.15; 车端面 N9X54.52; 到曲线 a3 点 N10G03X65.98Z-12.267R16.; 逆时针车圆弧 R16mm 节点 a2 N11G02X64.Z-34.49R14.; 顺时针车圆弧 R14mm 节点 a1 N12G01Z-39.; 车外圆 64mm，长 Z-39mm N13X74.; 车外圆 74mm N14Z-44.; Z 轴到 Z-44mm 江苏信息职业技术学院毕业设计报告 28 N15X82.; 离开最大直径 N16G00Z4.; 快速到端面正方向 4mm 处 N17G70P7Q16; 精加工循环 N18G00G40G50X200.Z350.M09; 快速回到工件坐标系，取消刀补， 冷却关 N19M05; 主轴停 N20T0202; 调 2 号刀，并进行刀补 N21S600M03; 主轴转速 600r/min，正转 N22G00X29.Z4.M08; 快速接近零件，冷却开 N23G71U1.5R1.; 内圆粗加工 N24G71P25Q30U-1.W0.5F0.1; 粗加工程序循环 N25G01X46.92F0.1; N26Z3.; N27X40.Z-3.; N28Z-15.; 镗孔深 15mm N29X28.; 到直径 28mm 处 N30G00Z4.; 快速到端面正方 4mm N31G70P25Q30; 精加工循环 N32X82.M09; 离开最大直径，冷却关 N33G00G50X200.Z350.M05; 快速到工件坐标系，主轴停 N34M30; 程序结束 江苏信息职业技术学院毕业设计报告 29 2.32.3 零件零件 3 3 的程序：的程序： 此零件同样为两工序加工，第一工序加工零件的右端部分尺寸,第二工序加 工零件的左端，零件由曲面、锥面、圆柱面，组成零件图右端的尺寸 72mm，孔 46mm，51mm 都是为加工零件左端时准备的装夹和找正基 0 04. 0 03 . 0 0 0 04 . 0 准。零件左端的尺寸是此件的加工核心，如尺寸 15.50.02mm，60mm，5002/，4.5mm，R140.02mm，这些尺寸是否 03 . 0 0 1 . 0 03 . 0 合格，都影响装配图第 1、2、4 条的技术要求。此件的加工时要注意两个难点。 一是因加工 51mm 尺寸时四爪端面靠紧，台阶端面无法测量。这就需要在加 04 . 0 08 . 0 工右尺寸 15 时就要进行尺寸链计算，确定 15 的偏差（已计算 15mm） 。这样 04 . 0 02 . 0 在加工左端面时，保证尺寸 66mm，二是 5002/的加工和测量问题。 0 03. 0 （1）第一工序加工程序 钻 18mm 孔（手动）扩 25mm 孔（手动） 程序说明 O005 程序代号 N1G00G99Z200.Z350.; 建立工件坐标系 N2T0101; 调 1 号刀，并进行刀补 N3S700M03; 主轴转速 700r/min，正转 N4G00X24.Z4.M08; 快速接近零件，加工端面，冷却开 N5G71U2.R1.; 粗加工循环 N6G71P7Q14U0.5W0.5F0.15; 车直径 72mm，长 15mm N7G01Z0F0.1; 车直径 84mm，长 35mm N8X72.; 退离最大直径 N9Z-15.; N10X84.; N11Z-35.; N12X104.; 江苏信息职业技术学院毕业设计报告 30 N13Z4.; 到端面距离 4mm 处 N14X28.; X 到 28mm N15G70P7Q14; 精加工循环 N16G00G50X200.Z350.M09; 快速退回工件坐标系，冷却关 N17T0202; 调 2 号刀，并进行刀补 N18S700M03; 主轴转速 600r/min，正转 N19G00X24.Z5.M08; 快速到镗孔处，冷却开 N20G71U2.R1.; 外圆粗加工循环 N21G71P22Q25U-0.5W0.5F0.1; 粗加工循环程序 N22G01X46.F