数控技术毕业设计（论文）-典型轴类配合件数控车削工艺设计.doc

编号 淮安信息淮安信息职业职业技技术术学院学院 毕毕业业论论文文 题 目 典型轴类配合件数控车削工 艺设计 学生姓名 学 号 系 部机电工程系 专 业数控技术 班 级 指导教师 顾问教师 二零一一年十月 摘 要 i 摘摘 要要 本课题主要针对轴类配合件进行数控加工工艺设计及程序编制。从零件图 入手，分析技术要求，其次进行数控设备的选择、零件定位基准及装夹方式的 确定、数控加工工序的确定、工步顺序的确定、刀具及刀具对刀点和换刀点的 确定、加工余量的确定；接着是切削用量的确定，包括背吃刀量的确定、进给 量的确定、切削速度的确定，得出完整的刀具卡片和工艺卡片，最后结合工艺 卡片编制加工程序。本课题工艺设计合理有序，工艺卡片完整详细，论文严谨 规范。 关键词关键词：数控加工工艺 工序卡片 程序编制 目 录 ii 目目 录录 摘摘 要要i 第一章第一章 绪论绪论.1 1.1 本课题选题背景1 1.2 本课题设计内容2 第二章第二章 典型轴类配合件数控车削工艺分析典型轴类配合件数控车削工艺分析.3 2.1 配合件零件图及装配图3 2.2 零件图及工艺性分析4 2.3 毛坯的选择5 2.4 数控设备的选择5 2.5 零件定位基准及装夹方式的确定6 2.5.1 零件定位基准的确定.6 2.5.2 装夹方式的确定.7 2.6 数控加工工序的确定7 2.7 工步顺序的确定8 2.8 刀具及对刀点和换刀点的确定8 2.9 加工余量的确定9 2.10 切削用量的确定10 2.10.1 背吃刀量的确定.10 2.10.2 进给量的确定.10 2.10.3 切削速度的确定.11 2.10.4 零件切削用量的具体选择.11 第三章第三章 典型轴类配合件刀具卡片及工序卡片的制定典型轴类配合件刀具卡片及工序卡片的制定.15 第四章第四章 数控加数控加工工程序的编制程序的编制.22 4.1 手工编程的步骤22 4.2 部分数控加工程序22 第五章第五章 总结与展望总结与展望.24 5.1 总结24 5.2 展望24 致致 谢谢.25 参考文献参考文献.26 附录附录 1 程序程序27 第一章 绪论 1 第一章第一章 绪论绪论 1.1 本本课题选题课题选题背景背景 数控技术是近代发展起来的一种自动控制技术，是机械加工现代化的重要 基础与关键技术。应用数控加工可大大提高生产率、稳定加工质量、缩短加工 周期、增加生产柔性、实现对各种复杂精密零件的自动化加工，易与在工厂或 车间实行计算机管理，节省人力，改善劳动条件，有利于加快产品的开发和更 新换代，提高企业对市场的适应能力和综合经济效益。数控加工技术的应用， 使机械加工的大量前期准备工作与机械加工过程联为一体，使零件的计算机辅 助设计（cad） 、计算机辅助工艺规划（capp）和计算机辅助制造（cam）的一体 化成为现实，使机械加工的柔性自动化水平不断提高。 数控技术也叫计算机数控技术（cnc，computerized numerical control） ， 目前它是采用计算机实现数字程序控制的技术。这种技术用计算机按事先存储 的控制程序来执行对设备的运动轨迹和外设的操作时序逻辑控制功能。由于采 用计算机替代原先用硬件逻辑电路组成的数控装置，使输入操作指令的存储、 处理、运算、逻辑判断等各种控制机能的实现，均可通过计算机软件来完成， 处理生成的微观指令传送给伺服驱动装置驱动电机或液压执行元件带动设备运 行。 数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术，数控装 备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的 机电一体化产品，即所谓的数字化装备，如数控机床等。其技术涉及多个领 域：(1)机械制造技术；(2)信息处理、加工、传输技术； (3)自动控制技术； (4)伺服驱动技术； (5)传感器技术； (6)软件技术等。 数控机床是按照事先编制好的加工程序，自动地对被加工零件进行加工。 我们把零件的加工工艺路线、工艺参数、刀具的运动轨迹、位移量、切削参 数(主轴转数、进给量、背吃刀量等 )以及辅助功能 (换刀、主轴正转、反转、 切削液开、关等 )，按照数控机床规定的指令代码及程序格式编写成加工程序 单，再把这程序单中的内容记录在控制介质上 (如穿孔纸带、磁带、磁盘、 磁泡存储器)，然后输入到数控机床的数控装置中，从而指挥机床加工零件。 世界各工业发达国家通过发展数控技术、建立数控机床产业，促使制造业 跨入一个新的发展阶段，给国民经济的结构带来了巨大的变化。数控机床是世 界第三次产业革命的重要内容，它不但是机电工业的重要基础装备，还是汽车、 石化、电子和现代医疗装备等产业现代化的主要手段。虽然数控机床产业本身 的产值远不如汽车、化工等产业，但高效的数控机床给制造业带来了现代化的 生产方式以及高倍率的效益增长，这是促进国民经济发展的巨大源动力。特别 是数控技术在 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 2 制造业的扩展与延伸所产生的辐射作用和波及效果，足以给机械制造业的产业 结构、产品结构、制造方式及管理模式等带来深刻的变化。 1.2 本本课题设计课题设计内容内容 本次毕业设计 主要针对轴类配合件数控车削工艺进行设计，其 中包括对 零件的工艺性进行分析、数控设备的选择、零件定位基准及装夹方式的确定、 数控加工工序的确定、工步顺序的确定、刀具及刀具对刀点和换刀点的确定、 加工余量的确定、切削用量的确定，包括背吃刀量的确定、进给量的确定、切 削速度的确定以及本课题中具体零件的切削用量的选择等内容；最后根据以上 内容得出数控加工工序卡，编制出加工程序。 第二章 典型轴类配合件数控车削工艺分析 3 第二章第二章 典型轴类配合件数控车削工艺分析典型轴类配合件数控车削工艺分析 2.1 配合件零件配合件零件图图及装配及装配图图 （1）零件图 图 2-1 件一 图 2-2 件二 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 4 （2）装配图 图 2-3 配合图 2.2 零件零件图图及工及工艺艺性分析性分析 （1）零件图的正确性及完整性分析 零件图的正确性及完整性分析是指在制订零件的机械加工工艺规程之前， 对零件进行工艺性分析，以及对产品零件图提出修改意见，是制订工艺规程的 一项重要工作。此次设计的是一个轴类组合零件,此件几何要素间的相互关系明 确，条件充分；采用主视图和剖视图完整的表达零件，尺寸表达完整，符合国 家制图标准。有利于编制程序时的数据分析和计算；表面粗糙度的标注明确了 各加工面的加工精度要求。 检查零件图的完整性和正确性，在了解零件形状和结构之后，应检查零件 视图是否正确和完整，是否能足够表达的直观、清楚，绘制是否符合国家标准， 尺寸、公差以及技术要求的标注是否齐全、合理等。 （2）零件精度及技术要求分析 零件精度及技术要求分析主要包括：零件的技术分析和零件的结构工艺性 分析。 零件的技术分析包括零件加工表面的尺寸精度、形状精度、位置精度、表 面粗糙度、表面微观质量以及热处理等要求。 零件的结构工艺性分析是指所设计的零件在不同类型的具体生产条件下， 零件毛坯的制造、零件的加工和产品的装配所具备的可行性和经济性。 该配合轴零件件一的尺寸精度主要有：37、48，长度尺寸 063 . 0 025 . 0 0 03 . 0 - 100，位置精度以 37的中心为基准；件二的尺寸精度主要有： 1 . 0 063 . 0 025 . 0 37、48，长度尺寸 75位置精度以 37的中心为基准； 0 025 . 0 - 0 03 . 0 - 1 . 0 0 025 . 0 - 表面粗糙度为 ra3.2。 第二章 典型轴类配合件数控车削工艺分析 5 2.3 毛坯的毛坯的选择选择 毛坯选择时应考虑以下几点因素： （1）零件的材料及力学性能要求。当零件的材料选定后，毛坯的类型就大 体确定了。对于重要的零件，力学性能要求高的，可选锻造毛坯。 （2）零件的结构形状与外形尺寸。大型且结构较简单的零件毛坯多用砂型 铸造或自由锻；结构复杂的毛坯多用铸造；小型零件可用模锻件或压力铸造毛 坯；板状钢质零件多用锻件毛坯；轴类零件的毛坯，若台阶直径相差不大，可 用棒料；若台阶尺寸相差较大，则宜选择锻件。 （3）生产类型。大批大量生产中，应采用精度和生产率都较高的毛坯制造 方法。铸件采用金属模机器造型和精密铸造，锻件用模锻或精密锻造。在单件 小批量生产中用木模手工造型或自由锻来制造毛坯。 （4）现有生产条件。选择毛坯类型时，要结合企业的具体生产条件。 （5）充分利用新技术、新工艺和新材料。为了节约材料和能源，减少机械 加工余量，提高经济效益，只要有可能，就必须尽量采用精密铸造、精密锻造、 冷挤压、粉末冶金和工程塑料等新工艺、新技术和新材料。 根据以上分析及其技术要求确定该零件材料为 45 钢，毛坯选择为 50mm105mm 和 50mm80mm 的圆柱件。 2.4 数控数控设备设备的的选择选择 选择数控机床时，一般应考虑以下几个方面的问题： （1）数控机床主要规格的尺寸应与工件的轮廓尺寸相适应。即小的工件应 当选择小规格的机床加工，而大的工件则选择大规格的机床加工，做到设备的 合理使用。 （2）机床的工作精度与工序要求的加工精度相适应。根据零件的加工精度 要求选择机床，如精度要求低的粗加工工序，应选择精度低的机床，精度要求 高的精加工工序，应选用精度高的机床。 （3）装夹方便、夹具结构简单也是选择数控设备是需要考虑的一个因素。 选择采用卧式数控机床，还是选择立式数控机床，将直接影响所选择的夹具的 结构和加工坐标系，直接关系到数控编程的难易程度和数控加工的可靠性。 应当注意的是，在选择数控机床时应充分利用数控设备的功能，根据需要 进行合理的开发，以扩大数控机床的功能，满足产品的需要。然后，根据所选 择的数控机床，进一步优化数控加工方案和工艺路线，根据需要适当调整工序 的内容。 选择加工机床，首先要保证加工零件的技术要求，能够加工出合格的零件。 其次是要有利于提高生产效率，降低生产成本。选择加工机床一般要考虑到机 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 6 床的结构、载重、功率、行程和精度。还应依据加工零件的材料状态、技术状 态要求和工艺复杂程度，选用适宜、经济的数控机床，综合考虑以下因素的影 响： 机床的类别（车、铣、加工中心等） 、规格（行程范围） 、性能（加工材 料） 。 数控机床的主轴功率、扭矩、转速范围，刀具以及刀具系统的配置情况。 数控机床的定位精度和重复定位精度。 零件的定位基准和装夹方式。 机床坐标系和坐标轴的联动情况。 控制系统的刀具参数设置，包括机床的对刀、刀具补偿以及 atc 等相关 的功能。 综合以上资料选用 cka6140 数控机床，即可满足对工件加工精度的要求， 另外再配备一些专用量具以提高工件的加工质量。 2.5 零件定位基准及装零件定位基准及装夹夹方式的确定方式的确定 2.5.1 零件定位基准的零件定位基准的确定确定 定位基准可分为粗基准和精基准。若选择未经加工的表面作为定位基准， 这种基准被称为粗基准。若选择已加工的表面作为定位基准，则这种定位基准 称为精基准。粗基准考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余量，而精基 准考虑的重点是如何减少误差。在选择定位基准时，通常是从保证加工精度要 求出发的，因而分析定位基准选择的顺序应从精基准到粗基准。 （1）精基准的选择 选择精基准时，主要应考虑保证加工精度和工件安装方便可靠。其选择原 则如下： 基准重合原则 基准统一原则 自为基准原则 互为基准原则 便于基准原则 结合现有设备、零件的加工要求及毛坯的质量，应以设计基准作为定位基 准，这样设计基准与定位基准重合满足基准重合原则；选择以 48mm 基准满 足基准统一原则。对工件的轮廓及整体形状精度的保证非常有利。 （2）粗基准的选择 第二章 典型轴类配合件数控车削工艺分析 7 选择粗基准时，主要考虑两个问题：一是保证加工面与不加面之间的相互 位置精度要求；二是合理分配各加工面的加工余量。具体选择时参考下列原则： 选择不加工表面粗基准 选择重要表面为粗基准 选择加工余量最小的表面为粗基准 粗基准应避免重复使用 选择较为平整光洁、加工面积较大的表面为粗基准 该组合零件以毛坯的外圆为粗基准。 2.5.2 装装夹夹方式的方式的确定确定 夹具用来装夹被加工工件以完成加工过程，同时要保证被加工工件的定位 精度，并使装卸尽可能方便、快捷。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。 根据零件的尺寸、精度要求和生产条件，选择最常用的车床通用的三爪自 定心卡盘。三爪自定心卡盘可以自动定心，夹持范围大，适用于截面为圆形、 三角形、六边形的轴类和盘类中小型零件。 2.6 数控加工工序的确定数控加工工序的确定 数控加工工序的划分一般可按下列方法进行： （1）以一次安装所进行的加工作为一道工序； （2）以一个完整数控程序连续加工的内容为一道工序； （3）以工件上的结构内容组合用一把刀具加工为一道工序； （4）以粗、精加工划分工序。 综上面分析，拟订以下两种加工方案： 第一种方案： 件 1 工序 1 车左端外轮廓 工序 2 车右端外轮廓，车右端内轮廓 件 2 工序 1 车右外轮廓 工序 2 车左外轮廓 第二种方案： 件 1 工序 1 车左端外轮廓 工序 2 车右端内轮廓，车右端外轮廓 件 2 工序 1 车左外轮廓 工序 2 车右外轮廓 加工方案分析： 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 8 对于外轮廓的加工工艺方案一与工艺方案二的区别在于： 件 1 右端先车内轮廓还是外轮廓，方案二先车内轮廓可使零件保证足够的 强度，方案一很可能使工件作废，所以宜采用方案二。 件 2 先车左端外轮廓还是右端，考虑到装夹问题，加工时宜采用方案二。 综上我在加工零件时选用方案二。 2.7 工步工步顺顺序的确定序的确定 数控车工步的安排原则：先粗后精、先近后远、内外交叉、保证工件加工 刚度的要求、同一把刀能加工内容连续加工原则。 件 1 工序 1：车左端外轮廓 （1）粗车左外轮廓，留 0.5mm 精车余量 （2）精车左外轮廓保证其加工精度及表面粗糙度 （3）切梯形槽保证其加工精度及表面粗糙度 （4）切槽（宽 12mm），保证其加工精度 件 1 工序 2：车右端内轮廓 （1）钻孔直径为 25mm （2）粗车右内轮廓，留 0.5mm 精车余量 （3）精车左内轮廓保证其加工精度及表面粗糙度 （4）切内槽保证其加工精度及表面粗糙度 （5）车 m30x1.5 内螺纹保证其加工精度 （6）粗车右外轮廓，留 0.5mm 精车余量 （7）精车右外轮廓保证其加工精度及表面粗糙度 件 2 工序 1：车左外轮廓 （1）粗车左端外轮廓，留 0.5mm 精车余量 （2）精车左端外轮廓，保证其加工精度及表面粗糙度 （3）切槽（宽 4mm），保证其加工精度 （4）车 m30x1.5 螺纹保证其加工精度 件 2 工序 2：车右外轮廓 （1）粗车右外轮廓，留 0.5mm 精车余量 （2）精车右外轮廓保证其加工精度及表面粗糙度 2.8 刀具及刀具及对对刀点和刀点和换换刀点的确定刀点的确定 （1）刀具的确定 第二章 典型轴类配合件数控车削工艺分析 9 根据零件的结构、材料、余量及表面粗糙度选取粗、精加工刀具材料为硬 质合金钢，具体刀类型为 90外圆车刀、外割刀、外螺纹刀、内螺纹刀、内割 刀、镗刀、25 麻花钻。 （2）对刀点的确定 对刀是数控加工中的主要操作和重要技能。对刀的准确性决定了零件的加 工精度，同时，对刀效率还直接影响数控加工效率。深入理解数控车床的对刀 原理对于操作者保持清晰的对刀思路、熟练掌握对刀操作以及提出新的对刀方 法都具有指导意义。对刀的实质是确定随编程而变化的工件坐标系的程序原点 在唯一的机床坐标系中的位置。数控车削的对刀方式有几种，我采用试切对刀 的方法对刀。 （3）换刀点的确定 换刀点是数控程序中指定换刀的位置点。在数控车床上加工零件时，需要 经常换刀，在编程时就要设换刀点。换刀点位置应避免与工件、夹具和机床干 涉。普通数控车床换刀点由编程人员确定，通常将其与对刀点重合，车削中心 与加工中心换刀点一般为固定点。不能将换刀点与对刀点混为一谈。该零件换 刀点设定在 x100、z100 位置上，避免与工件发生碰撞，而且利于换刀快速进刀。 同时如果将换刀点设置在远离毛坯的位置，当换第二把刀后，进行精车时的空 行程路线必然较长，如果近离工件且不发生任何干扰，将缩短走刀行程，利于 快速加工零件，所以我选择 x100、z100 换刀位置。 2.9 加工余量的确定加工余量的确定 加工余量是指加工过程中，所切去的金属层厚度。分工序加工余量（相邻 两工序的工序尺寸之差）和加工总余量（毛坯尺寸与零件图设计尺寸之差）， 加工总余量等于各工序加工余量之和。 影响加工余量的因素： （1）上工序表面粗糙度和缺陷层； （2）上工序的尺寸公差； （3）上工序的形位误差； （4）本工序的装夹误差。 确定加工余量的方法： （1）经验估算法：凭借工艺人员的实践经验估计加工余量，所估余量一般 偏大，仅用于单件小批生产。 （2）查表修正法：先从加工余量手册中查得所需数据，然后再结合工厂得 实际情况进行适当修正。 （3）分析计算法：根据加工余量的计算公式和一定的试验资料，对影响加 工余量的各项因素进行综合分析和计算来确定加工余量的一种方法。适用于贵 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 10 重材料和军工生产余量的方法。 确定加工余量时应该注意的几个问题： （1）采用最小加工余量原则在保证加工精度和加工质量的前提下，余量越 小越好，以缩短加工时间、减少材料消耗、降低加工费用； （2）要充分防止因余量不足而造成废品； （3）余量中应包含因热处理引起的变形； （4）大零件取大余量，零件愈大，切削力、内应力引起的变形愈大，因此 工序加工余量应取大一些，消除点变形量； （5）总加工余量（毛坯余量）和工序余量要分别确定总加工余量的大小与 所选择的毛坯制造精度有关。粗加工工序的加工余量不能用查表法确定，应等 于总加工余量减去其他各工序的余量之和。 根据以上方法确定各零件粗加工之后留 0.5mm 的精加工余量。 2.10 切削用量的确定切削用量的确定 正确地选择切削用量，对保证产品质量，提高切削效率和经济效益，具有 重要的作用。切削的选择主要依据材料，加工精度和表面粗糙度的要求，还应 考虑刀具合理的耐用度、工艺系统刚度及机床功率等条件。其基本原则是：应 首先选择一个尽可能大的背吃刀量；其次选择一个较大的进给量；最后，在刀 具耐用度和机床功率允许条件下选择一个切削速度。切削用量是用来表示切削 运动、调整机床加工参数的掺量，可用它对主运动和进给运动进行定量表述。 切削用量包括背吃刀量、进给量和切削速度三要素。 2.10.1 背吃刀量的确定背吃刀量的确定 根据加工余量，粗加工(ra1080m)时，一次进给应尽可能切除全部余量。 在中等功率机床上，背吃刀量可达 810mm。半精加工(ra 1.2510m)时，背 吃刀量取为 0.52mm。精加工(ra0.321.25m)时，背吃刀量取为 0.10.4mm。 在工艺系统刚性不足或毛坯余量很大，或余量不均匀时，粗加工要分几次 进给，一般第一次走刀为总加工余量的 2/33/4。 外圆车削时，为 主轴转速应根据允许的切削速度来确定，计算公式：n=1000v/d ，式中： v 切削速度，单位为 m/min，由刀具的耐用度决定。 n-主轴转速，单位为 r/min； d-刀具直径，单位为 mm ； 计算的主轴转速 n 要根据机床说明书选取标准值。 2 mw p dd a 第二章 典型轴类配合件数控车削工艺分析 11 2.10.2 进给进给量的量的确定确定 粗加工时，进给量的选择主要受切削力的限制。根据加工材料、刀杆尺寸、 工件直径及已确定的背吃刀量来选取较大的进给量。 在半精加工和精加工时，则按表面粗糙度要求，根据工件材料、刀尖圆弧 半径、切削速度来选择合理的进给量。当切削速度提高，刀尖圆弧半径增大， 或刀具磨有修光刃时，可以选择较大的进给量以提高生产率。 在加工过程中，有四种进给速度设定，它们是：快速走刀速度、进刀速度、 切削进给速度及退刀速度。 2.10.3 切削速度的确定切削速度的确定 切削速度主要主要根据工件材料的性质来确定。在已选定的 ap 和 f 的基础 上，所选的切削速度，应使刀具耐用度具有合理值。精加工时，应尽量避免积 屑瘤、鳞刺产生的切削速度区域。断续切削时，为减小冲击和热应力，应适当 降低切削速度。车端面时，其切削速度是一个变值，其最大值应比车外圆时适 当提高。在易发生振动的条件下，切削速度应避开自激振动的临界速度。 （1）快速走刀速度（空刀进给速度） 为了节省非切削加工时间，降低生产成本，快速走刀速度应尽可能选高一 些，一般选为机床所允许的最大进给速度，即 g00 进给速度。 在零件加工过程中，建立刀补即 g00 进给速度。 （2）退刀速度 为了缩短非切削加工时间，降低生产成本，退刀进给速度应选择机床所允 许的最大快速移动速度，即 g00 速度。 在零件加工过程中，取消刀补即 g00 退刀速度。 2.10.4 零件切削用量的具体零件切削用量的具体选择选择 （1）件 1 工序 1：车左端外轮廓 工步 1 粗车左端外轮廓留 0.5mm 作为精加工余量，取粗加工背吃刀量 ap=2mm。 由文献1p444 表 8-50 查得进给量 f=0.40.5mm/r，初步确定 f=0.4mm/r。 选择切削速度 c v 由文献1p448 表 8-57 查得 c v =1.51.83m/s，取 c v =1.5m/s=90m/min。 计算主轴转速 s=m/min=573r/min 取 s=500r/min。 d vc 1000 5014. 3 901000 计算进给速度计算进给速度 f=sf=200/min。 工步 2 精车左端外轮廓，保证其加工精度及表面粗糙度，取 ap=0.25mm。 由文献1p444 表 8-50 查得进给量 f=0.30.4mm/r，初步确定 f=0.2mm/r。 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 12 选择切削速度 c v 由文献1p448 表 8-57 查得 c v =1.51.83m/s.取 c v =100m/min。 计算主轴转速 s=m/min=663r/min 取 700r/min。 d vc 1000 4814 . 3 1001000 计算进给速度 f=sf=140/min。 工步 3 切梯形槽保证其加工精度，根据所选刀具取背吃刀量 ap=6mm。 由文献4查得切削速度 c v = 30m/min，计算主轴转速 s=m/min=265r/min 取 300r/min。 d vc 1000 3614. 3 301000 切槽由文献4查得进给量 f=0.1 mm/r；计算进给速度 f=sf=30/min。 工步 4 切槽保证其加工精度及表面粗糙度，根据所选刀具取 ap=5mm。 由文献4查得切削速度 c v = 30m/min，计算主轴转速 s=m/min=281r/min 据经验值取 300r/min。 d vc 1000 3414. 3 301000 文献4查得进给量 f=0.1 mm/r；计算进给速度 f=sf=30/min。 （2）件 1 工序 2：车右端内外轮廓 工步 1 钻孔直径为 25mm。 根据所选刀具取背吃刀量 ap=12.5mm。 切削速度 vc=（由文献6查得）经计算=30mm/min。 4 . 018 . 0 10 stt cv c v 计算主轴转速 s=490r/min，取 450r/min，进给速度由手动调节。 工步 2 粗车削右内轮廓 由文献2p137 表 4-3 查得背吃刀量 ap=3mm 取 ap=1mm。 由文献2p137 表 4-3 查得切削速度= 50m/min，计算主轴转速 c v 取 600r/min。min/637 2514 . 3 5010001000 r d v s c 由文献2p137 表 4-3 查得进给量 f=0.2/r；计算进给速度 f=sf=120 /min。 工步 3 精车内轮廓保证其加工精度及表面粗糙度 由文献2p137 表 4-3 查得背吃刀量 ap=0.3mm 取 ap=0.25mm。 由文献2p137 表 4-3 查得切削速度= 75m/min, 计算主轴转速 c v s=m/min=796r/min 取 800r/min。 d vc 1000 3014. 3 751000 由文献2p137 表 4-3 查得进给量 f=0.1/r；计算进给速度 f=sf=80 第二章 典型轴类配合件数控车削工艺分析 13 /min。 工步 4 切内槽保证其加工精度及表面粗糙度 根据所选刀具取背吃刀量 ap=5mm。 由文献4查得切削速度=30m/min，计算主轴转速 c v s=m/min=298r/min 取 300r/min。 d vc 1000 3214. 3 301000 切槽由文献4查得进给量 f=0.1 mm/r；计算进给速度 f=sf=30/min。 工步 5 车 m30x1.5 内螺纹保证其加工精度，背吃刀量 ap=0.75mm。 主轴转速 s-k=520r/min 取 500r/min。 p 1200 f=1.5mm/r；计算进给速度 f=sf=750/min。 工步 6 粗车右端外轮廓，留 0.5mm 作为精加工余量取粗加工背吃刀量 ap=0.75mm。 由文献1p444 表 8-50 查得进给量 f=0.40.5mm/r，初步确定 f=0.4mm/r。 选择切削速度 c v 由文献1p448 表 8-57 查得 c v =1.51.83m/s.取 c v =1.5m/s=90m/min。 计算主轴转速 s=m/min=573r/min 取 s=500r/min。 d vc 1000 5014. 3 901000 计算进给速度计算进给速度 f=sf=200/min。 工步 7 精车右端外轮廓，保证其加工精度及表面粗糙度，取 ap=0.25mm。 由文献1p444 表 8-50 查得进给量 f=0.30.4mm/r，初步确定 f=0.2mm/r。 选择切削速度 c v 由文献1p448 表 8-57 查得 c v =1.51.83m/s，取 c v =100m/min。 计算主轴转速 s=m/min=663r/min 取 700r/min。 d vc 1000 4814 . 3 1001000 计算进给速度 f=sf=140/min。 （3）件 2 工序 1：车左端外轮廓 工步 1 粗车左端外轮廓留 0.5mm 作为精加工余量，取粗加工背吃刀量 ap=2mm。 由文献1p444 表 8-50 查得进给量 f=0.40.5mm/r，初步确定 f=0.4mm/r。 选择切削速度 c v 由文献1p448 表 8-57 查得 c v =1.51.83m/s.取 c v =1.5m/s=90m/min。 计算主轴转速 s=m/min=573r/min 取 s=500r/min。 d vc 1000 5014. 3 901000 计算进给速度计算进给速度 f=sf=200/min 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 14 工步 2 精车左端外轮廓，保证其加工精度及表面粗糙度，取 ap=0.25mm。 由文献1p444 表 8-50 查得进给量 f=0.30.4mm/r，初步确定 f=0.2mm/r。 选择切削速度 c v 由文献1p448 表 8-57 查得 c v =1.51.83m/s.取 c v =100m/min。 计算主轴转速 s=m/min=663r/min 取 700r/min。 d vc 1000 4814 . 3 1001000 计算进给速度 f=sf=140/min。 工步 3 切槽保证其加工精度及表面粗糙度 根据所选刀具取 ap=2.5mm。 由文献4查得切削速度 c v = 30m/min，计算主轴转速。 s=m/min=318r/min 据经验值取 300r/min。 d vc 1000 3014. 3 301000 文献4查得进给量 f=0.1 mm/r；计算进给速度 f=sf=30/min。 工步 4 车 m30x1.5 螺纹保证其加工精度 背吃刀量 ap=0.975mm。 主轴转速 s-k=520r/min 取 500r/min。 p 1200 f=1.5 mm/r；计算进给速度 f=sf=750/min。 （4）件 2 工序 2：车右端外轮廓 工步 1 粗车右端外轮廓留 0.2mm 作为精加工余量，取粗加工背吃刀量 ap=2mm。 由文献1p444 表 8-50 查得进给量 f=0.40.5mm/r，初步确定 f=0.4mm/r。 选择切削速度 c v 由文献1p448 表 8-57 查得 c v =1.51.83m/s，取 c v =1.5m/s=90m/min。 计算主轴转速 s=m/min=573r/min 取 s=500r/min。 d vc 1000 5014. 3 901000 计算进给速度计算进给速度 f=sf=200/min。 工步 2 精车右端外轮廓，保证其加工精度及表面粗糙度，取 ap=0.25mm。 由文献1p444 表 8-50 查得进给量 f=0.30.4mm/r，因其外轮廓为非圆二次 曲线椭圆轮廓构成的，为保证表面粗糙度进给速度应相对慢一点，初步确定 f=0.2mm/r。 选择切削速度 c v 由文献1p448 表 8-57 查得 c v =1.51.83m/s，取 c v =100m/min。 计算主轴转速 s=m/min=796r/min 取 800r/min。 d vc 1000 4014 . 3 1001000 第二章 典型轴类配合件数控车削工艺分析 15 计算进给速度 f=sf=160/min。 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 16 第三章第三章 典型轴类配合件刀具卡片及工序卡片的制定典型轴类配合件刀具卡片及工序卡片的制定 通过上一章对刀具的选择制定出刀具卡片如下： 表 3.1 刀具卡片 产品型号产品名称材料零件图号 数控加工刀具 卡 轴类轴类配合件45 钢 序号刀具号刀具名称及规格刀尖半径加工表面备注 1t01 90外圆车刀 0.8 外圆表面硬质合金钢 2t02 外割刀（b=5mm）割外槽硬质合金钢 3t03 镗刀 0.8 内表面硬质合金钢 4t04 内割刀（b=5mm）内沟槽硬质合金钢 5t05 内螺纹刀内螺纹硬质合金钢 6t06 外螺纹刀外螺纹硬质合金钢 7z-1 25 麻花钻 钻 25 底孔 高速钢 编制穆苏贺审核日期 2011 年 9 月 20 日 共 1 页 第 1 页 第三章 典型轴类配合件刀具卡片及工序卡片的制定 17 通过上一章对数控设备的选择、零件定位基准及装夹方式的确定、数控加 工工序的确定、工步顺序的确定、刀具及刀具对刀点和换刀点的确定、加工余 量的确定、切削用量的确定，制定出工序卡片如下： 表 3.2 典型轴类配合件工艺过程卡片 产品型号产品名称材料零件图号 数控加工 轴类轴类配合件45 钢lywh-0 工序号夹具名称夹具编号使用设备车间 1 三爪卡盘 1 cka6140数控加工车间 工序 号 工序内容 刀具 号 主轴转速 （r/min ） 进给速度 （mm/min） 背吃刀 量 （mm） 备 注 件 1 装夹 1：夹住棒料一头，留出长度大约 70mm，车端面，对刀，调用程序 1 粗车左端外轮廓，留 0.5mm 精车余量 t015002002 2 精车左端外轮廓，保证 其加工精度及表面粗糙 度 t017001400.25 3 切梯形槽保证其加工精 度及表面粗糙度 t02300306 4 切槽（宽 12mm） ，保证其 加工精度 t02300306 件 1 装夹 2：调头，车端面（保证总长 100mm）钻中心孔，对刀，调用程序 1 钻孔直径为 25mm z-145012.5 2 粗车右内轮廓，留 0.5mm 精车余量 t036001201 3 精车右内轮廓保证其加 工精度及表面粗糙度 t03800800.25 4 切内槽保证其加工精度 及表面粗糙度 t04300305 5 车 m30x1.5 内螺纹保证 其加工精度 t055007500.75 6 粗车右外轮廓，留 0.5mm 精车余量 t015002000.75 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 18 7 精车右外轮廓，保证其 加工精度及表面粗糙度 t017001400.25 续表 3.2： 工序号夹具名称夹具编号使用设备车间 2 三爪卡盘 1 cka6140数控加工车间 工序 号 工序内容 刀具 号 主轴转速 （r/min ） 进给速度 （mm/min） 背吃刀 量 （mm） 备 注 件 2 装夹 1：夹住棒料一头，留出长度大约 70mm，车端面，对刀，调用程序 1 粗车左端外轮廓，留 0.5mm 精车余量 t015002002 2 精车左端外轮廓，保证 其加工精度及表面粗糙 度 t017001400.25 3 切槽（宽 4mm），保证其 加工精度 t02300302.5 4 车 m30x1.5 螺纹保证其 加工精度 t065007500.975 件 2 装夹 2：调头，车端面（保证总长 75mm）对刀，调用程序 1 粗车右外轮廓，留 0.5mm 精车余量 t015002002 2 精车右外轮廓，保证其 加工精度及表面粗糙度 t018001600.25 编制穆苏贺审核日期 2011 年 9 月 20 日 共 页第 页 第三章 典型轴类配合件刀具卡片及工序卡片的制定 19 表 3.3 轴类配合件件 1 左端加工工序卡片 产品名称零件名称材料零件图号 数控加工工艺卡片 典型配合件典型配合件45 钢lywh-1 夹具数控设备车间工艺序号程序编号 三爪自定心卡盘cka6140数控加工车间1o0001 工步号工步作业内容 刀具 号 主轴转速 (r/min) 进给速度 (mm/min) 背吃刀 量(mm) 备 注 1 粗车左端外轮廓，留 0.5mm 精车余量 t015002002 2 精车左端外轮廓，保证 其加工精度及表面粗糙 度 t017001400.25 3 切梯形槽保证其加工精 度及表面粗糙度 t02300306 4 切槽（宽 12mm），保证 其加工精度 t02300306 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 20 编制穆苏贺审核日期 2011 年 9 月 20 日 共 4 页第 1 页 表 3.4 轴类配合件件 1 右端加工工序卡片 产品名称零件名称材料零件图号 数控加工工艺卡片 典型配合件典型配合件45 钢lywh-2 夹具数控设备车间工艺序号程序编号 三爪自定心卡盘cka6140数控加工车间2o0002 工步号工步作业内容 刀具 号 主轴转速 (r/min) 进给速度 (mm/min) 背吃刀 量(mm) 备 注 1钻孔直径为 25mmz-145012.5 2 粗车右内轮廓，留 0.5mm 精车余量 t036001201 3 精车右内轮廓保证其加 工精度及表面粗糙度 t03800800.25 4 切内槽保证其加工精度 及表面粗糙度 t04300305 5 车 m30x1.5 内螺纹保证 其加工精度 t055007500.75 6 粗车右外轮廓，留 0.5mm 精车余量 t015002000.75 第三章 典型轴类配合件刀具卡片及工序卡片的制定 21 7 精车右外轮廓保证其加 工精度及表面粗糙度 t017001400.25 编制穆苏贺审核日期 2011 年 9 月 20 日 共 4 页第 2 页 表 3.5 件 2 左端加工工序卡片 产品名称零件名称材料零件图号 数控加工工艺卡片 典型配合件典型配合件45 钢lywh-3 夹具数控设备车间工艺序号程序编号 三爪自定心卡盘cka6140数控加工车间1o0003 工步号工步作业内容 刀具 号 主轴转速 (r/min) 进给速度 (mm/min) 背吃刀 量(mm) 备 注 1 粗车左外轮廓，留 0.5mm 精车余量 t015002002 2 精车左端外轮廓，保证 其加工精度及表面粗糙 度 t017001400.25 3 切槽（宽 4mm），保证 其加工精度 t02300302.5 4车 m30x1.5 螺纹保证其t065007500.975 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 22 加工精度 编制穆苏贺审核日期 2011 年 9 月 20 日 共 4 页第 3 页 表 3.6 件 2 右端加工工序卡片 产品名称零件名称材料零件图号 数控加工工艺卡片 典型配合件典型配合件45 钢lywh-4 夹具数控设备车间工艺序号程序编号 三爪自定心卡盘cka6140数控加工车间2o0004 工步号工步作业内容 刀具 号 主轴转速 (r/min) 进给速度 (mm/min) 背吃刀 量(mm) 备 注 1 粗车右端外轮廓，留 0.5mm 精车余量 t015002002 2 精车右端外轮廓，保证 其加工精度及表面粗糙 度 t018001600.25 编制穆苏贺审核日期2011 年 9 月共 4 页第 4 页 第三章 典型轴类配合件刀具卡片及工序卡片的制定 23 20 日 第四章第四章 编制数控加工程序编制数控加工程序 4.1 手工手工编编程的步程的步骤骤 1. 分析零件图样和工艺要求确定该零件所采用的机床类型及型号，以及装 夹方式、定位方式、选用的刀具、加工路线，即对刀点、程序起点、走刀路线 、切削深度和宽度、进给速度、主轴转速等切削参数。 确定加工过程中是否需 要提供冷却液、是否需要换刀、何时换刀等。 2. 根据零件图样几何尺寸，计算零件轮廓数据，或根据零件图样和走刀路 线，计算刀具中心（或刀尖）运行轨迹数据。 3. 编写加工程序单 根据已确定的加工方案及数值计算获得的数据，按照 数控系统要求的程序格式和代码格式编写加工程序等。编程者除应了解所用数 控机床及系统的功能、熟悉程序指令外，还应具备与机械加工有关的工艺知识， 才能编制出正确、实用的加工程序。 4. 制作控制介质，输入程序信息 控制介质上的程序信息输入到 cnc 系统 程序存储器中。 5. 程序检验 反复检验程序，直到程序适应生产。 4.2 部分数控加工程序部分数控加工程序 图 4-1 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 24 由图可知零件表面轮廓是以非圆二次曲线椭圆轮廓构成的，所以在编程时 采用特殊的编程功能宏程序。 宏程序的编制可分为三步： 第一步找起点：可将起点定在图 4-1 中的 a 点。 第二步找规律：即椭圆的方程。 第三步找终点：即定在图 4-1 中的 b 点。 零件零件 2 2 右端椭圆右端椭圆 n010 t0101 m03 s500 n020 g00 x55 z5 （快速定位） n030 g73 u13 w0 r8 n040 g73 p50 q110 u0.2 n050 g01 x24 z0 f0.2 n060 #1=32 （定起点） n070 #2=2*20*sqrt1-#1*#1/40*40 （确定规律） n080 g01x#2z#1-32 （椭圆圆心与工件坐标的偏心距） n090 #1=#1-0.05 （每次步距） n100 if#1ge0goto70 （判断终点） n110 g01x48z-43f0.2 （倒斜角） n120 x55 （x 方向退刀） n130 g00z100 （z 方向退刀） n140 m05 （主轴停转） n150 m00 （程序停止） n160 m03s800 （启动主轴） n170 g00x55z5 （快速定位） n180 g70p50q110f0.05 （精加工） n190 x55 （x 方向退刀） n200 g00z100 （z 方向退刀） n210 m05 （主轴停转） n220 m30 （程序结束并返回程序头） 第四章 编制数控加工程序 25 第五章 总结与展望 26 第五章第五章 总结与展望总结与展望 5.1 总结总结 通过这次毕业设计，让我更一步了解了较为复杂的加工工艺过程的分析、 工艺文件的编制，以及各种编程的技巧和操作时的注意事项，学会了的常用操 作和查阅相关手册资料等等。使我对大学所学的知识有了一次全面的综合运用， 也学到了许多上课时没涉及到的知识，尤其在利用手册等方面，对今后的工作 和学习都有很大的帮助。 此次设计既也是对我们的一次锻炼，也是一次挑战。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图纸分析的基本能力，另一方面， 也是对数控加工过程进行的一次综合训练和能力的提高。在设计过程中，我们 学会了使用大多数类设计手册及图表资料，能培养学生调查研究，搜集和整理 资料，熟悉有关技术政策，运用国家标准进行实际计算，数据处理，编写技术 文件的独立工作能力，并能做到正确的熟练运用，从而提高了学生运用所学知 识来解决实际问题的综合能力。不仅使我们增长了见识，也开阔了视野。通过 毕业设计，能熟练地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。通 过毕业设计可以使我学会更多我没遇见的问题，从而提高了学生运用所学知识 来解决实际问题的综合能力。 5.2 展望展望 毕业设计是为了让我们更清楚地理解怎样确定零件的加工方案和加工过程， 为我们即将走上工作岗位的毕业生打基础，同时它也是一次综合性的理论联系 实际的训练过程，是我们从学校走向工作岗位的一个过度环节，使我们的实际 操作能力大大提高了。我希望能够通过这次毕业设计，对将来要从事的工作进 行一次过渡性和适应性训练，希望在设计中能够锻炼自己综合分析图纸和独立 工作加工的能力，培养出正确的科学设计思想，严谨的科学态度和事实求是的 工作作风，为我今后学习和工作打下一个坚实而良好的基础。在此，忠心感谢 老师们对我的帮助和指导。 致 谢 27 致致 谢谢 在论文完成之际，我首先向关心帮助和指导我的邹强老师表示衷心的感谢 并致以崇高的敬意。 在论文工作中，遇到了不能解决的问题，一直得到邹强老师的亲切关怀和 悉心指导，使我在这次毕业设计中学到了很多知识，邹强老师以其渊博的学识、 严谨的治学态度、求实的工作作风和他敏捷的思维给我留下了深刻的印象，我 将终生难忘，再一次向他表示衷心的感谢，感谢他为学生营造的浓郁学术氛围， 以及学习、生活上的无私帮助! 值此论文完成之际，谨向邹强老师致以最崇高 的谢意! 在学校