毕业设计（论文）-四件套轴类零件的加工工艺与编程（全套图纸）.pdf

毕业设计（论文）毕业设计（论文） 论文题目论文题目: 四件套轴类零件的加工工艺与编程四件套轴类零件的加工工艺与编程 学院名称学院名称: 班班 级级: 学学 号号: 学生姓名学生姓名: 指导教师指导教师: 完成时间完成时间: 年年 月月 日日 目目 录录 摘 要 1 abstract 3 前 言 4 第一章 零件的分析 6 1.1 零件的结构工艺性分析 . 6 1.1.1 零件的形状分析 8 1.1.2 零件的技术要求分析 9 1.2 零件的材料分析 . 9 第二章 毛坯的设计 10 2.1 确定零件的生产类型和生产纲领 . 10 2.2 确定零件毛坯的制造形式 . 10 2.2.1 毛坯的种类 11 2.2.2 毛坯种类的选择 11 2.2.3 毛坯的形状和尺寸的选择 11 第三章 零件工艺规程的设计 12 3.1 定位基准的选择 . 12 3.1.1 精基准的选择 12 3.1.2 粗基准的选择 12 3.2 零件表面加工方法的选择 . 13 3.3 加工顺序的安排 . 13 3.3.1 加工阶段的划分 13 3.3.2 工序的合理组合 14 3.3.3 加工顺序的确定 15 3.4 工艺的制定 . 17 3.4.1 工序基准的选择 17 3.4.2 机床的选择 17 3.4.3 工艺装备的选择 18 3.4.4 切削用量的确定 21 第四章 数控加工程序的编制 22 4.1 数控加工的特点 . 22 4.2 数控编程方法及特点 . 22 4.2.1 数控编程的分类 22 4.2.2 编程零点及坐标系的选择 22 4.2.3 对刀点的选择 23 4.3 数控加工程序的内容 . 23 总 结 29 致 谢 34 参考文献 35 1 摘摘 要要 本文主要讲述四件套轴类零件的加工工艺与编程。 轴类零件是机器中经常遇到典 型零件之一，它主要用来支撑传动零件，传递扭矩和承受载荷。轴类零件是旋转体零 件，其长度大于直径，一般由同心轴的外圆柱面、圆锥面、内孔和螺纹及相应的端面 所组成。 本设计针对的是典型的复杂轴类配合零件， 该零件结构形状复杂， 为了保证精度， 必须有严格的尺寸要求，和加工工艺，这对加工难度较大。本文仔细的讲述了该零件 的加工工艺过程、工艺分析、程序编写、切削参数选取等内容。 关键词：关键词：四件套；轴类零件；工艺设计 ；程序编写 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 2 3 abstract this article mainly tells about 4 times of shaft parts processing technology and programming.shaft parts is one of the frequently encountered typical parts in the machine, it is mainly used to support transmission parts, transmission torque and load bearing.shaft parts is of revolving parts, and its length is larger than the diameter, generally by the concentric shaft within the outer cylinder, cone surface and hole and screw thread and the corresponding face. this design is for a typical complex axial parts, the parts of complex structural shapes, in order to guarantee the accuracy, must have a strict size requirement, and processing technology, the processing is difficult.this paper carefully tells the story of the components of the machining process, process analysis, programming and cutting parameters selection, etc. key words: 4 times;axial parts.process design;write a program 4 前前 言言 毕业设计，它是对我的一次锻炼，我认为数控机床集计算机技术、自动控制、传 感测量、机械制造、网络通信技术于一体，是一种典型的机电一体化产品。它的发展 和运用，开创了制造业的新时代，改变了制造业的生产方式、产业结构、管理方式， 使世界制造业的格局发生了巨大变化。 在制造业领域广泛采用数控技术，有利于提高制造能力和水平，提高对动态市场 的适应能力和竞争能力。大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为各发达国 家加速经济发展，提高综合国力的重要途径。数控技术也是关系我国制造业发展和综 合国力提高的关键技术，尽快加速培养掌握数控技术的应用型人才已成为当务之急。 改革开放以来，由于引进了国外的数控系统与伺服系统的制造技术，我国制造业 开始有了飞跃的发展，基本工业体系的建立也得到了保证，同时也为我国制造业的发 展注入了长久活力，与发达家的差距正在逐步缩小。基于现代制造业的发展，大批产 业工人和技能工人也发展起来了，数控专业就是为了适应现代制造业而诞生的新兴专 业，作为一名数控专业的学生要想成为一名合格工人，就必须真正懂得数控与普通加 工的差异，并掌握现代技术。 数控加工与普通机床加工的差异，在于数控加工具有自动化程度高，具有加工复 杂形状的能力，生产准备周期短，加工精度高，质量稳定，生产效率高，易于建立计 算机通信网络的特点。当然，数控加工在某些方面也有不足之处，这就是数控机床价 格昂贵，加工成本高，技术复杂，对工艺编程要求较高，加工中难以调整，维修困难 等。 毕业设计在我大学生活和学习中占有极其重要的位置。它是对我几年学习的一次 综合的全方位的考核，尤其是对专业知识的一次巩固和提高。同时毕业设计区别与课 程设计的是侧重于与实际的相连。在设计的制作过程中需要查阅大量资料，还要把所 学知识与实践紧密地联系起来，它是走入工作岗位前的一次演练，是一次很好的锻炼 机会。因此，要格外重视设计，同时还要注意理论联系实际。通过这次毕业设计我学 到了很多东西，同时培养了解决实际问题的能力，为自己以后在工作中奠定了坚实的 基础。 5 毕业设计所涉及到的方面很多，而且内容也很多。例如:参数输入方法，刀具补偿 的方法，坐标原点的设定方法，加工操作方法等等。这次的毕业设计正是检验我们在 这几年中是否真正学到了知识，是否真正学到了本领，是否真正学到了技能的一次绝 好机会。这不仅是自我检验的机会，更是自我展示的机会，用我们所学过的东西去展 示自我。 这次圆柱销式超越离合器配合组件零件的加工工艺分析和数控编程毕业设计是我 学生时代做的最后一次作业了，我会尽我最大的力把它做好，在此我深深感谢大学里 教我的各位老师。 6 第一章第一章 零件的分析零件的分析 1.1 零件的结构工艺性分析零件的结构工艺性分析 零件 1 7 零件 2 零件 3 零件 4 8 ug 三维装配图 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。它的涉及面广，因 此有必要对零件进行结构工艺性分析，找出技术关键，以便在拟定工艺规程时采用适 当的工作措施加以保证。 1.1.1 零件的形状分析零件的形状分析 此配合件较为复杂，从外形上看： 9 件一结构特点较为不算复杂，但是公差尺寸要求严格，表面粗糙度要求高，零件 的偏心为加工的难点，极大的增加了工艺的难度，工序需安排的合理确当。 件二的外形较为怪异，内孔有 20的锥度，零件的右端有 5mm 深的端面槽，尺 寸要求都较高，工序需安排的合理确当。 件三的端面呈圆弧型，有 m30x2 的内螺纹，工序需安排的合理确当。 件四36 的外圆是偏心的，偏心距为 1mm，20的锥度面上油椭圆，长轴 8mm 短轴 5mm，零件的右端还有怪异的螺纹，此螺纹对于刀具是一种挑战。 1.1.2 零件的技术要求分析零件的技术要求分析 零件图纸上标注的技术要求： 1.零件加工表面上，不应有划痕、擦伤等损伤零件表面的缺陷 2.未注倒角 c1 3.圆弧过渡光滑 4.未注尺寸公差按 gb01804-2000 的要求 5.未注尺寸公差按 it12 级控制 6.锐边倒钝 7.螺纹中径都要求使用螺纹环规或塞规 1.2 零件的材料分析零件的材料分析 零件材料的选用是非常重要的， 选材不当制成的零件不能满足使用要求， 过早损 伤和破坏产生不良影响或经济效益差等。机械零件选材的一般原则是：首先满足使用 性能的要求，同时兼顾工艺性、经济性和环保性。对于轴类零件的选材应具有以下几 点要求： 1.优良的综合力学性能，即要求有高的强度和韧性，以防止由于过载和冲击而引 起的变形和断裂。 2.高的疲劳极限，防止疲劳断裂。 3.良好的耐磨性。 4.在特殊条件工作时，还应有特殊要求。 本零件的材料是 45 号钢， 它属于低淬透性合金调质钢， 其力学性能是： 785 s s = mpa, 685 b s = mpa, 5 9%d = , 45%y = , 47 k a = j。 其化学成分是： 碳含量0.37% 10 0.45%，铬含量 0.8%1.1%，锰含量 0.17%0.37%，硫含量 0.5%0.8% ，其中碳含 量过高、过低均不能满足经调质后获得良好综合力学性能的要求，主加元素为铬，在 配以硫、锰等合金元素，其作用是提高淬透性，强化铁素体和细化晶粒，因此，此钢 的热处理变形小，废品率低，因而降低了工艺成本。其热处理特点是：当原始组织为 珠光体时，预先热处理可采用正火或退火处理;该类钢最终热处理均采用淬火后在 500-650的高温回火工艺，即调质处理工艺，调质处理可使材料具有良好的综合力学 性能。 第二章第二章 毛坯的设计毛坯的设计 2.1 确定零件的生产类型和生产纲领确定零件的生产类型和生产纲领 生产类型是指企业（或车间，工段，班组，工作地）生产专业化程度的分类，一 般分为大量生产，成批生产和单件生产三种类型。它可根据生产纲领和产品及零件的 特征或工作地每月担负的工序数来具体划分。 生产纲领是指在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。计划期常定为一年， 所以生产纲领也称年产量。 零件的生产纲领要计入备品和废品的数量，其计算式为：n=qn(1+)(1+) n零件的年产量(件/年) q产品的年产量(台/年) n每台产品中，该零件的数量(件/台) 备品的百分率 废品的百分率 其中q500 n1 5% 2% 所以n=500(1+5%)(1+2%)=535.5 即536(件/ 年)由上所述，查机械制造工艺学中表1-3知该零件为中批生产。 2.2 确定零件毛坯的制造形式确定零件毛坯的制造形式 毛坯是根据零件所要求的形状,工艺尺寸等方面而制成的供进一步加工使用的生 产对象。毛坯种类的选择不仅影响着毛坯制造的工艺装备及制造费用，对零件的机械 11 加工工艺装备及工具的消耗，工时定额计算有很大影响。 2.2.1 毛坯的种类毛坯的种类 常用的毛坯种类有：铸件、锻件、型材、焊接件、冷压件等。 1.铸件:适用于形状复杂的毛坯。 2.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。 3.型材：热轧型材的尺寸较大、精度低，多用作一般零件的毛坯；冷轧型材尺寸 较小、精度较高，多用于毛坯精度要求较高的中小零件，适用于自动机床加工。 4.焊接件:对于大件来说,焊接件简单方便,特别是单件小批生产可大大缩短生产周 期,但焊接后变形大,需经时效处理。 5.冷压件：适用于形状复杂的板料零件,大多用于中小零件的大批量生产。 2.2.2 毛坯种类的选择毛坯种类的选择 选择毛坯种类需考虑的因素有以下几点： 1.根据图纸规定的材料及机械性能选择毛坯。 2.根据零件的功能选择毛坯。 3.根据生产类型选择毛坯。 4.根据具体生产条件选择毛坯。 本次设计的零件选择 45 钢。 2.2.3 毛坯的形状和尺寸的选择毛坯的形状和尺寸的选择 确定毛坯的形状与尺寸的步骤是：首先选取毛坯加工余量和毛坯公差，其次将毛 坯加工余量叠加在零件的相应加工表面上，从而计算出毛坯尺寸，最后标注毛坯尺寸 与公差。其总的要求是：减少“肥头大耳” ，实现少屑或无屑加工。因此，毛坯形状要 力求接近成品形状，以减少机械加工的劳动量。 本零件的大部分加工表面是回转体表面，根据本零件的生产纲领，年生产数量， 经济价值及复杂程度，另外本零件为轴类零件，考虑其复杂程度，所以本零件毛坯为 棒料。因为棒料的经济性好，加工余量小，而且成本较低。根据本零件的结构特征和 尺寸要求及考虑到经济性。 所以材料长度和直接选择：件一取45*30mm 的棒料，件二取80*45mm 的棒 料， 件三取45*80mm 的棒料， 件四取60*155mm 的棒料， 件五取65*42mm 棒料。 12 第三章第三章 零件工艺规程的设计零件工艺规程的设计 机械加工工艺规程是规定产品或零部件工艺过程和操作方法等的工艺文件,它是 指导生产的主要技术文献，是组织和管理生产的基本依据，是新建和扩建工厂或车间 的基本资料，是进行技术交流的重要手段。 3.1 定位基准的选择定位基准的选择 在制订零件的加工工艺规程时，正确地选择工件的基准有着很重要的意义。基准 选择的好坏不仅影响零件的加工位置精度，而且对零件各表面的加工顺序也有很大的 影响。基准有粗基准与精基准之分。选择定位基准时是从保证工件精度要求出发的， 因而分析定位基准选择的顺序就应从精基准到粗基准。 3.1.1 精基准的选择精基准的选择 1.基准重合原则:就是尽可能选用设计基准作为定位基准，这样可以避免定位基准 与设计基准不重合而引起定位误差。 2.基准统一原则:位置精度要求较高的某些表面加工时尽可能选用同一定位基准， 这样有利于保证各加工表面的位置精度。 3 自为基准原则：当某些表面精加工要求加工余量小而均匀时，选择加工表面本 身作为定位基准，用于提高加工面本身的精度。 4 互为基准原则：为了使加工面间有较高的位置精度，又为了使其加工余量小而 均匀采取此原则。 5.保证工件定位准确、夹紧可靠、操作方便的原则。 3.1.2 粗基准的选择粗基准的选择 粗基准选择的要求应能保证加工面与非加工面之间的位置要求及合理分配加工表 面的余量，同时，要为后续工序提供精基准。 1.为了保证加工面与非加工面之间的位置要求，应选非加工面作为粗基准。 2.合理分配各加工面的加工余量。 3.粗基准应避免重复使用，在同一尺寸方向上，通常只允许使用一次。 4.选作粗基准的表面应平整光洁，要避开锻造飞边和铸造浇冒口，分型面，毛刺 13 等缺陷，以保证定位准确、夹紧可靠。 由以上分析可知件采用两种基准原则，一是基准重合原则，它是以零件的轴心线 为定位基准也是设计基准，对零件的外圆、内孔、槽以及螺纹等表面进行切削加工； 另一种是基准统一原则，它是多个加工表面都以一个基准作基准面加工定位的。 3.2 零件表面加工方法的选择零件表面加工方法的选择 零件表面的加工应根据这些表面的加工要求和零件的结构特点及材料性质等因 素，而选用相应的加工方法。在选择某一表面的加工方法时，一般总是首先选定它的 最终加工方法，然后再逐一选定各有关前道工序的加工方法。加工方法选择的原则如 下： 1.所选加工方法应考虑每种加工方法的经济加工精度范围要与加工表面的精度 要求和表面粗糙度要求相适应。 2.所选加工方法能够确保加工面的几何形状精度,表面相互位置精度的要求。 3.所选加工方法要与零件材料的可加工性相适应。 4.加工方法要与生产类型相适应。 5.所选加工方法要与企业现有设备和工人技术水平相适应。 通过以上原则，零件各主要表面加工方法为： 1.各回转表面，圆弧，槽及倒角：车削加工 2.m30x2 外螺纹、m30x2 内螺纹、异形螺纹：车削加工 3.内孔：钻削加工 4.椭圆：车削加工 3.3 加工顺序的安排加工顺序的安排 3.3.1 加工阶段的划分加工阶段的划分 工件的加工质量要求较高时，应划分阶段。一般分为粗加工、半精加工和精加工 三个阶段。 粗加工阶段是从坯料上切除较多余量， 所能达到的精度和表面质量都比较 低的加工过程。半精加工阶段是在粗加工和精加工之间进行的切削加工过程。精加工 是从工件上切除较少余量，所能达到的精度和表面质量都比较高的加工过程。划分加 工阶段的作用是： 1.避免毛坯内应力重新分布而影响获得的加工精度。 2.避免粗加工时较大的夹紧力和切削力所引起的弹性变形和热变形对精加工的 14 影响。 3.粗精加工阶段分开,可较及时地发现毛坯的缺陷,避免不必要的损失。 4.可以合理使用机床,使精密机床能较长期地保持其精度。 5.适应加工过程中安排热处理的需要。 3.3.2 工序的合理组合工序的合理组合 确定加工方法后，就要按生产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设备等具 体生产条件，确定工艺过程的工序数目。确定工序数目有两种基本原则可供选择： 1.工序集中 所谓工序集中,就是零件的加工集中在少数工序内完成,而每一工序的加工内容却 较多。其特点: 1).采用高效专用设备及工艺装备,生产率高。 2).工件装夹次数减少,易于保证表面间位置精度,还能减少工序间运输量,缩短生产 周期。 3).工序数目少,可减少机床数量,操作工人数和生产面积,还可简化生产计划和生产 组织工作。 4).因采用。结构复杂的专用设备及工艺装备,便投资大,调数和维修复杂,生产准备 工作量大,转换新产品比较费时。 2.工序分散 所谓工序分散就是将工件的加工分散在较多的工序内进行,每道工序的加工内容 很少,最少时即每道工序仅一个简单工步。其特点: 1).设备及工艺装备比较简单,调整和维修方便,工人容易掌握,生产准备工作量少,又 易于平衡工序时间,易适应产品更换。 2).可采用最合理的切削用量,减少基本时间。 3).设备数量多,操作工人多,占用生产面积大。 从生产批量或设备等方面考虑，本零件属于中批生产，虽然工序越集中，加工周 期越短，加工的精度也高，但是，本零件部分加工在普通机床上无法加工，所以粗精 加工必须在数控机床上一起完成，这样虽提高了生产率，但同时也提高了成本，也没 有合理的使用机床，因此，此零件采用工序集中原则。 15 3.3.3 加工顺序的确定加工顺序的确定 1机械加工工序的安排原则 1).对于形状复杂、 尺寸较大的毛坯或尺寸偏差较大的毛坯,应首先安排划线工序, 为精基准加工提供找正基准。 2).按“先基面后其它”的顺序,先加工精基准面。 3).在重要表面加工前,应对精基准进行修正。 4).按 “先主后次， 先粗后精” 的顺序， 对精度要求较高的各主要表面进行粗加工、 半精加工和精加工。 5).对于与主要表面后位置精度要求的次要表面,安排在主要表面加工之后加工。 6).对于易出现废品的工序,精加工和光整加工可适当提前,一般情况主要表面的 精加工和光整加工应放在最后阶段进行。 2.热处理工序安排的原则 调质的目的是为了提高工件的综合力学性能，减少工件的变形或为以后的表面热 处理做好组织准备。因此，一般安排在粗加工后、精加工前进行，可以保证淬透性差 的钢种表面调质层（回火索氏体）的组织不被切削掉。 3.辅助工序安排的原则 1).中间检验一般安排在粗加工全部之后，精加工之前，送往外车间加工的前后， 花费工时较多和重要工序的前后。 2).荧光检验、磁力探伤等特种检验，主要用于表面质量的检验，通常安排在精加 工阶段。荧光检验如用于检验毛坯的裂纹，则安排在加工前。 3).电镀、涂层、发蓝、氧化等表面处理工序，一般安排在工艺过程的最后进行。 从零件上比较精密表面加工， 常常是通过粗加工、 半精加工和精加工逐步达到的。 对这些表面仅仅根据质量要求选择相应的最终加工方法是不够的，还应正确的确定毛 坯到最终成形的加工方案。 件一加工方案： 00.下料 10.夹持零件左端伸出长 22mm 左右，钻孔32mm 20. 粗、精车外圆柱面 30. 粗、精车内孔 16 40.切断，保证总长 50.去毛刺 60.检验 件二加工方案： 00.下料 10.夹持棒料，钻通孔32mm 20.粗车零件左端外圆（作为基准）精车39 0 -0.019mm 内孔 30.掉头夹持上道工序的基准圆柱面，粗精加工 20内孔及其端面槽 40.零件配合起来加工外圆 50.去毛刺 60.检验 件三加工方案： 00.下料 10.夹持棒料伸出长 25mm，钻通孔26mm 20.粗精车外圆 30.粗精车内孔 40.加工内螺纹 50.零件配合起来加工剩余部位 60.去毛刺 70.检验 件四加工方案： 00.下料 10. 夹持棒料，伸出 80mm 长，粗、精零件右端加工台阶外圆柱，至要求尺寸 20.加工28 0 -0.019mm 槽 30.加工异形螺纹 40.掉头夹持46 0 0.019外圆，加工零件的左端 50.去毛刺 60.检验 通过前面对定位基准的选择，零件表面加工方法的选择及加工顺序的安排的分析 说明，再结合本零件的结构特点及制定工艺路线的出发点：保证加工质量、提高生产 17 率、降低成本，从而获得最好的经济性。 3.4 工艺的制定工艺的制定 3.4.1 工序基准的选择工序基准的选择 工序基准是在工艺图上以标定被加工表面位置尺寸和位置精度的基准，所标定的 位置尺寸和位置精度分别称为工序尺寸和工序技术要求。工序尺寸和工序技术要求的 内容，在加工后应进行测量，测量所用的基准称为测量基准，通常工序基准与测量基 准重合。 对于设计基准尚未最后加工完毕的中间工序，应选各工序的定位基准作为工序基 准和测量基准。 在各表面的最后精加工时，当定位基准与设计基准重合时，虽然工序基准和测量 基准就应选用这个重合的基准；当所选定位基准未与设计基准重合时，在这两种基准 都能作为测量基准的情况下，工序基准的选择应注意以下几点： 1.选设计基准作为工序基准时，对工序尺寸的检验就是对设计尺寸的检验，有利 于减少检验工作量。 2.当本工序中位置精度是由夹具保证而不需进行试切调整的情况，应使工序基准 与设计基准重合。 3.对一次安装下的加工出来的各个表面，各加工面之间的工序尺寸应选与设计尺 寸一致。 本零件在加工时，其轴向尺寸是以零件的两端作为工序基准，径向尺寸是以零件 的轴心线作为工序基准。它的工序基准与设计基准重合，为加工和检测提供了方便。 3.4.2 机床的选择机床的选择 零件的加工精度很大程度上取决于所用机床，因此必须合理的选择机床，对于单 件小批量生产一般选择通用机床；对于中批量则广泛采用专用机床、数控机床和组合 机床。 在选择机床时应注意以下几点： 1. 机床的加工尺寸范围与零件外形尺寸相适应。 2. 机床精度与工件精度相适应。 3. 与现有加工条件相适应。 4. 机床的生产率应与工件的生产类型相适应。 18 本零件尺寸小、重量轻、属中批生产，其毛坯是棒料，加工余量较大，为了合理 的利用机床，故此零件在粗加工时选用普通机床，另外工件的某些部分在普通机床上 很难加工出来，又因此次设计着重练习的是对数控机床的熟练程度，故精加工时选择 数控机床,根据现有的生产条件，选择的机床型号是 cak6150 教学型数控车床， xd-40a 数控铣床。 3.4.3 工艺装备的选择工艺装备的选择 工艺装备选择的合理与否，将直接影响工件的加工精度、生产效率和经济性。应 根据生产类型、具体加工条件、工件结构特点和技术要求等选择工艺装备。 1.夹具的选择： 本零件是小批量生产，技术要求不太高，故采用通用夹具即可完成，因专用夹具 的专用性能强、成本高、不易转变，不可长时间地使用，选用夹具时要保证夹具的坐 标系方向相对固定，要协调零件和机床坐标系的尺寸关系：夹具上各零件应不妨碍机 床对零件各表面的加工。 根据已确定的工件加工部位、定位基准和夹紧要求，数控车床多采用三爪自定心 卡盘夹持工件；轴类工件还可采用尾座顶尖支持工件。由于数控车床主轴转速极高， 为便于工件夹紧，多采用液压高速动力卡盘，因它在生产厂已通过了严格的平衡，具 有高转速(极限转速可达 40006000rmin)、高夹紧力(最大推拉力为 20008000n)、 高精度、调爪方便、通孔、使用寿命长等优点。为减少细长轴加工时受力变形，提高 加工精度，以及在加工带孔轴类工件内孔时，可采用液压自动定心中心架，定心精度 可达 0.03mm。 根据以上所述和现有生产条件,本零件车削时均采用三爪卡盘进行装夹，铣削时采 用万能分度头。 2.刀具的选择 在选择刀具方面,通常优先用通用夹具,对于不同材料的零件,一般都有适合将其切 削的刀具。刀具的选择不仅影响机床的加工效率，而且直接影响加工质量，与传统的 加工方法相比，数控加工对刀具的要求更高，不仅要求精度高、刚性好、耐用度高， 而且要求尺寸稳定，安装方便，这就要采用新型优质材料制造数控教工刀具，并优选 刀具参数。在选用刀具时应考虑工序种类，生产率，经济性，工件材料，生产批量， 加工精度及表面粗糙度与所用机床的性能选用了标准刀具。 刀具材料应当选择高硬度、 19 高耐磨性、高耐热性的材料，并有足够的强度和韧性，较好的工艺。 根据以上所述和现场加工条件，本零件选用 yt 类硬质合金刀具进行加工。 数控加工刀具卡片 1 产品名称或代号 四件套 零件名称 组合件 零件图号 零件一 序 号 刀具号 刀具名称规格 数量 加工表面 刀尖半径 /mm 备注 1 t0101 60菱形外圆车 刀 1 车外圆 0.4 2 t0202 32mm 麻花钻 1 钻孔 3 t0303 内孔车刀 1 车内孔34 +0.025 0 4 t0404 切断刀 1 切断保证总长 编制 审核 批准 共 4 页 第 1 页 数控加工刀具卡片 2 产品名称或代号 偏心锥套 零件名称 组合件 零件图号 零件二 序 号 刀具号 刀具名称规格 数量 加工表面 刀尖半径 /mm 备注 1 t0101 30菱形外圆车刀 1 车外圆 0.4 2 t0202 32mm 麻花钻 1 钻通孔 3 t0303 内孔车刀 1 车内孔 0.4 4 t0404 端面槽车刀 1 加工端面槽 0.4 5 t0505 外圆切刀 1 加工外槽 0.4 6 编制 审核 批准 共 4 页 第 2 页 20 数控加工刀具卡片 3 产品名称或代号 偏心锥套 零件名称 组合件 零件图号 零件二 序 号 刀具号 刀具名称规格 数量 加工表面 刀尖半径 /mm 备注 1 t0101 30菱形外圆车刀 1 车外圆 0.4 2 t0202 26mm 麻花钻 1 钻通孔 3 t0303 内孔车刀 1 车内孔 0.4 4 t0404 内螺纹 1 加工内螺纹 0.4 5 t0505 外圆切刀 1 加工外槽 0.4 6 t0606 球头刀 1 加工端面圆 弧 r2 编制 审核 批准 共 4 页 第 3 页 数控加工刀具卡片 4 产品名称或代号 偏心锥套 零件名称 组合件 零件图号 零件二 序 号 刀具号 刀具名称规格 数量 加工表面 刀尖半径 /mm 备注 1 t0101 30菱形外圆车刀 1 车外圆 0.4 2 t0202 3mm 切槽刀 1 车槽 0.4 3 t0303 异形螺纹车刀 1 螺纹 编制 审核 批准 共 4 页 第 4 页 3量具的选择 量具的选择主要是根据生产类型和检测的精度来选择，一般选用通用量具，对于 尺寸精度要求较高，检测不方便的选用专用量具，为了在机械加工过程中保证零件的 加工尺寸精度和提高测量效率的要求，需要恰当合理地选择相应的各种通用及专用量 具。此零件需选用的专用量具有： 21 m30x2螺纹环规、螺纹塞规 其它尺寸选用 0-50mm 外径千分尺、0-50mm 内径千分尺、0-150mm 游标卡尺即可。 3.4.4 切削用量的确定切削用量的确定 切削用量的合理选择,是指在保证加工质量的前提下,充分利用刀具和机床的性能, 获得高生产效率和低加工成本的切削用量三要素的最佳组合。 1.粗加工时切削用量的选择 粗加工时精度与表面粗糙度要求不高，毛坯余量较大，因此选择粗加工用量时， 要尽可能保证较高的单位时间、金属切除量和必要的刀具耐用度，以提高生产率和降 低成本。先考虑选择一个尽可能大的背吃刀量 p a ；其次选择一个较大的进给量 f；最 后确定一个适合的切削速度 v。根据上述原则，选择粗加工切削用量，对于提高生产 率、减少刀具消耗、降低加工成本是比较有利的。 1）切削深度 p a 的选择：应根据零件的加工余量和由夹具、机床、刀具和工件所 组成的工艺系统的刚性来确定。 2）进给量 f 的选择：限制进给量，提高的因素主要是切削力。 3）切削速度 v 的选择：主要受刀具耐用度和机床功率的限制。 2.精加工时切削用量的选择 精加工时的加工精度和表面质量要求较高，加工余量要小且均匀，因此选择精加 工切削用量时，应着重考虑如何保证加工质量，并在此基础上尽量提高生产率。精加 工时应选择较小的背吃刀量 p a和进给量 f，以保证加工精度和表面质量，同时满足生 产率的要求。 1）切削深度 p a的选择：应根据精加工留下的余量来确定。 2）进给量 f 的选择：限制进给量，提高的主要因素是表面粗糙度。 3）切削速度 v 的选择：切削速度提高时，切削变形减小，切削力也有 所减小，也不易产生积屑瘤和毛刺。 22 第四章第四章 数控加工程序的编制数控加工程序的编制 4.1 数控加工的特点数控加工的特点 1.采用数控机床加工零件可以提高加工精度，稳定产品的质量。 2.数控机床可以完成普通机床难以完成， 或根本不能加工的复杂曲面的零件加工。 3.采用数控机床在生产效率上，可以比普通机床提高23倍，尤其对某些复杂零 件的加工，生产效率可提高十倍甚至几十倍。 4.可以实现一机多用。 5.采用数控机床有利于向计算机控制与管理方面发展，为实现生产过程自动化创 造条件。 4.2 数控编程方法及特点数控编程方法及特点 4.2.1 数控编程的分类数控编程的分类 数控编程一般分为两种：一种是手工编程，另一种是自动编程。 手工编程是由分析零件图，确定工艺过程，数值计算，编写零件加工程序单，程 序的输入和检验都是由工人完成的。特点：对于加工形状简单的零件，计算比较简单， 程序不是很多，采用手工编程（仍被广泛应用）较容易完成，而且经济，及时，因此 在点位加工及直线与圆弧组成的轮廓加工中，手工编程仍广泛应用，但对于形状复杂 的零件，特别是具有非圆曲线，列表曲线的零件，用手工编程就有一定的困难，出错 的机率增大，有的无法编程序。 自动编程：用计算机编制数控加工程序的过程。特点：计算机自动识图编程，编 程准确，不易出错，安排走刀路线合理，从而使加工准确。 本组合配套零件的加工采用手动编程来完成，除了件一要加工 r15 偏心曲面用自 动编程外。 4.2.2 编程零点及坐编程零点及坐标系标系的选择的选择 1.所选的编程原点及坐标系应使程序编制简单。 2.编程原点应选在容易找正，并在加工过程中便于检查的位置。 3.引起的加工误差小。 23 一般回转体零件的编程零点选在其加工面的回转轴线与端面交点处。 4.2.3 对刀点的选择对刀点的选择 对刀点是指在数控机床上加工零件时，刀具相对零件运动的起始点。对刀点应选 择在对刀方便、编程简单的地方。对于采用增量编程坐标系统的数控机床，对刀点可 选择在零件孔的中心上， 夹具上的专用对刀孔上或两垂直平面 （定位基面） 的交线 （即 工件零点）上，但所选的对刀点必须与零件定位基面有一定的坐标尺寸关系，这样才 能确定机床坐标系与工件坐标系的关系。对于采用绝对编程坐标系统的数控机床，对 刀点可选在机床坐标系的机床零点上或距机床零点有确定坐标尺寸关系的点上。因为 数控装置可用指令控制自动返回参考点，不需要人工对刀，但在装夹零件时，工件坐 标系与机床坐标系必须要有确定的尺寸关系。 4.3 数控加工程序的数控加工程序的内容内容 下面对件一件二的程序举例说明： 件一加工程序 1: 顺序号 程序内容 程序说明 o0001 程序名 n10 m03s200t0101 主轴启动定义刀号 n20 g0x0z3 快速定位 n30 g01z-25f50 直线插补 n40 g0z100 退刀 n50 m03s1000t0202 换刀 n60 g0x45z1 直线插补 n70 g71u1r1 外圆车削循环 n80 g71p1q2u0.5w0.1f200 外圆车削循环 n90 n1g01x36f180 直线插补 n100 z0 直线插补 n110 x34w-1 倒角 n120 z-20 直线插补 24 n130 n2u-1 直线插补 n140 g0z100 退刀 n150 x100 退刀 n160 m30s800t0303 换刀 n170 g0x40z1 快速定位 n180 g0z-22 快速定位 n190 g01x33f50 直线插补 n200 g0x100 退刀 n210 z100 退刀 n220 m30 程序结束 件二加工程序 1: 顺序 号 程序内容 程序说明 o0004 程序名 n10 m03s250t0101 主轴启动定义刀号 n20 g0x0z5 快速定位 n30 g01z-45f50 直线插补 n40 g0z100 退刀 n50 x100 退刀 n60 m03s1000t0202 换刀 n70 g0x80z1 快速定位 n80 g71u1r1 外圆车削循环 n90 g71p1q2u0.5w0.1f200 外圆车削循环 n100 n1g01x74f180 直线插补 n110 z0 直线插补 n120 x76w-1 倒角 n130 z-7 直线插补 n140 n2x1 直线插补 25 n150 g0x100 退刀 n160 z100 退刀 n170 m03s1000t0303 换刀 n180 g0x32z1 直线插补 n190 g71u1r1 外圆车削循环 n200 g71p3q4u0.5w0.1f200 外圆车削循环 n210 n3g01x46.6 直线插补 n220 z0 直线插补 n100 x36z-30 直线插补 n110 n4w1 直线插补 n120 g0z100 快速定位 n130 x1000 快速定位 n140 m30 程序结束 件二加工程序 2: 顺序 号 程序内容 程序说明 o0010 程序名 n10 m03s1000t0101 主轴启动定义刀号 n20 g0x80z1 快速定位 n30 g71u1r1 外圆车削循环 n40 g71p1q2u0.5w0.1f200 外圆车削循环 n50 n1g01x51 直线插补 n60 z0 直线插补 n70 z-2 倒角 n80 g03x66w-6r6 直线插补 n90 g01z-8 直线插补 n100 x76 精车循环 n110 g02x68z-31.5r45 快速退刀 26 n120 g03x76z-35r5 换刀 n130 n2g01u1 快速定位 n140 g0x100z100 快速定位 n150 m03s800t0303 直线插补 n160 g0x80z1 直线插补 n170 z-8 换刀 n180 g01x54f50 快速定位 n190 g0x100 外圆车削循环 n200 z100 外圆车削循环 n210 m03s1000t0404 直线插补 n220 g0x32z1 直线插补 n230 g71u1r1 倒角 n240 g71p3q4u0.5w0.1f200 直线插补 n250 n3g01x41f180 直线插补 n260 z0 倒角 n270 x39w-1 直线插补 n280 z-10 直线插补 n290 n2x30 精车循环 n300 g0z100 快速退刀 n310 m30 退刀 件三加工程序 1: 顺序 号 程序内容 程序说明 o0004 程序名 n10 m03s200t0202 主轴启动定义刀号 n20 g0x0 快速定位 n30 z1 快速定位 27 n40 g01z-45f50 钻孔 n50 g0z100 退刀 n60 x100 退刀 n70 m03s1200t0101 换刀 n80 g0x80z1 快速定位 n90 g71u1r1p1q2x0.5w0.1f200 精车循环 n100 n1g01x72.7f150 直线插补 n110 z0 直线插补 n120 g03x76z-2.03r2 圆弧插补 n130 g01z-18 直线插补 n140 n2x80 直线插补 n150 g0x100 退刀 n160 z100 退刀 n170 m03s600t0505 换刀 n180 g0x80z-33 快速定位 n190 g01x72f50 直线插补 n200 x77 直线插补 n210 w-4 直线插补 n220 x72 直线插补 n230 g0x100 退刀 n240 z100 退刀 n250 m03s1000t0606 换刀 n260 g0x46.3 快速定位 n270 z0 快速定位 n280 g03x55.4z-1.3r6.5f50 圆弧插补 n290 g02x62.6z-1.3r3 圆弧插补 n300 g02x72.7z0r6.5 圆弧插补 n310 g0z100 退刀 n320 x100 退刀 28 n330 m03s1000t0303 换刀 n340 g0x26z1 快速定位 n350 g71u1r2p3q4f150 外圆车削循环 n360 n3g01x34f120 直线插补 n370 z0 直线插补 n380 x27.8w-2 倒角 n390 z-40 直线插补 n400 n4u-1 直线插补 n410 g0z100 退刀 n420 x100 退刀 n430 m03s800t0404 换刀 n440 g0x25x5 快速定位 n450 g82x28.5z-22f2 螺纹车削循环 n460 x29 螺纹车削循环 n470 x29.5 螺纹车削循环 n480 x29.8 螺纹车削循环 n490 x30 螺纹车削循环 n500 x30 螺纹车削循环 n510 g0z100 退刀 n520 x100 退刀 n530 m30 程序结束 件三加工程序 2: 顺序 号 程序内容 程序说明 o0005 程序名 n10 m03s1000t0101 主轴启动定义刀号 n20 g0x80z1 快速定位 29 n30 g71u1r1p1q2x0.5z0.1f200 外圆车削循环 n40 n1g01x76 直线插补 n50 g03x68.7z-15.8r45 圆弧插补 n60 g02x76z-21.39r4 圆弧插补 n70 n2g01x80 直线插补 n80 g0z100 退刀 n90 x100 退刀 n100 m03s1000t0303 换刀 n110 g0x26z1 快速定位 n120 g71u1r1p3q4x0.5z0.1f200 外圆车削循环 n130 n3g01x63 直线插补 n140 z0 直线插补 n150 x51z-6 直线插补 n160 z-9 直线插补 n170 x36 直线插补 n180 z-18 直线插补 n190 n4u-1 直线插补 n200 g0z100 退刀 n210 x100 退刀 n220 m30 程序结束 件四加工程序 1: 顺序 号 程序内容 程序说明 o0007 程序名 n10 m03s1000t0101 主轴启动定义刀号 n20 g0x60z1 快速定位 n30 g71u1r1p1q2x0.5z0.1f200 外圆车削循环 n40 n1g01x26f150 直线插补 30 n50 z0 直线插补 n60 x28w-1 直线插补 n70 z-10 直线插补 n80 x32 直线插补 n90 x40w-3.5 直线插补 n100 z-50 直线插补 n110 x44 直线插补 n120 x46w-1 直线插补 n130 w-15 直线插补 n140 x54 直线插补 n150 x56w-1 直线插补 n160 z-78 直线插补 n170 n2x60 直线插补 n180 g0x100 快速定位 n190 z100 退刀 n200 m03s800t0202 换刀 n210 g0x50 快速定位 n220 z-50 快速定位 n230 g01x28f50 直线插补 n240 x41 直线插补 n250 z-46 直线插补 n260 x28 直线插补 n270 x41 直线插补 n280 w2 直线插补 n290 x28 直线插补 n300 g0x100 快速退刀 n310 z100 退刀 n320 m04s500t0303 换刀 n330 g0x45 定位 31 n340 z-45 定位 n350 g82x39.5z0f12 螺纹车削循环 n360 x39 螺纹车削循环 n370 x38.5 螺纹车削循环 n380 x38 螺纹车削循环 n390 x37.5 螺纹车削循环 n400 x37 螺纹车削循环 n410 x36.5 螺纹车削循环 n420 x36 螺纹车削循环 n430 g0x100 退刀 n440 z100 退刀 n450 m30 程序结束 件四加工程序 2: 顺序 号 程序内容 程序说明 o0008 程序名 n10 m03s1000t0101 主轴启动定义刀号 n20 g0x60z1 快速定位 n30 g71u1r1p1q2x0.5z0.1f250 外圆车削循环 n40 n1g01x26 直线插补 n50 z0f150 直线插补 n60 x30w-2 直线插补 n70 z-22 直线插补 n80 x39 直线插补 n90 z-18 直线插补 n100 x36 直线插补 n110 x39.6w-10 直线插补 n120 #12=0 椭圆车削 32 n130 while#12ge10.9 椭圆车削 n140 #13=5*cos#12*pi/180*cos10- 8*sin#12*pi/180*sin10 椭圆车削 n150 #14=5*cos#12*pi/180*sin10+ 8* sin#12*pi/180*cos10 椭圆车削 n160 g01 x2*#14-23z#13-57f60 椭圆车削 n170 #12=#12-0.5 椭圆车