轴类零件的数控加工工艺设计设计工艺轴类零.doc

苏州市职业大学毕业设计（论文）任务书毕业设计题目轴类零件的数控 加工工艺 院 机电工程学院 系 机电系 专业班级 09数控2班 姓 名 薛震 学 号 1213020235 指导教师 董老师 摘 要 随着科学技术的发展，机械制造业的发展规模和水平，则是反映国民经济实力和科学技术水平的重要标志之一。而数控技术是现代化加工设备的基础，又是精密、高效、高可靠性、高柔性加工技术的支撑。发展先进制造技术必须以数控技术为基础。数控技术它综合了计算机、自动控制、电机、电气传动、测量、监控、机械制造等学科领域最新成果而形成的一门综合科学技术。对制造业实现自动化、柔性化、集成化、智能化生产起到举足轻重的作用。 按给定零部件图及条件和要求，完成零部件的数控加工工艺规程设计，使学生能融会贯通掌握所学习的专业知识，提高学生的动手能力，达到活学活用，做一个合格的应用型工程师。关键词 工艺分析加工方案进给路线控制尺寸目 录第1章 前 言、设计目的1第2章 工艺方案分析2零件图2一、件1的设计原理及结果2 工艺路线分析、选择毛坯2 划分工序、确定加工顺序2 零件的装夹与夹具的选择3 刀具的选择3 选择切削用量4二、件2的设计原理及结果4 工艺分析4 毛坯选择、划分工序5 确定加工顺序5 零件的装夹与夹具的选择5 刀具的选择5 选择切削用量6第3章：制作加工工艺工序卡7 一、件1 加工工序卡7 数控加工工艺卡8 件1数控加工刀具卡片11 数控加工程序说明卡11二、件2加工工序卡17 件2工艺卡18 件2数控加工刀具卡片19 数控加工程序说明卡20第4章 结束语21第5章 致谢词、参考文献22第1章 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胡老师、三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。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。 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。一、设计目的（1）、培养学生正确的设计思想与方法，严肃认真的科学态度和严谨求实的工作作风，以及勇于探索的创新精神。 （2）、培养学生综合运用所学理论知识和技能，分析和解决实际问题的能力及其基本工程素质。（3）、通过课程设计实践，加强学生对所修课程的理解和掌握，训练并提高学生在理论计算、总体设计、工程绘图、文献资料查阅、运用相关标准与规范和计算机应用等方面的能力。第2章 工艺方案分析零件图： 一、 件1的设计原理及结果：1.工艺路线分析 该零件加工表面由圆柱面、圆锥面、抛物线面、圆弧面、内孔及外螺纹等的精度要求较高；且大部分表面粗糙度要求Ra1.6um。零件材料为45钢，切削加工性能较好，无热处理要求。且批量为500件。2. 选择毛坯件1毛坯选择50x97mm的热轧棒料 ，一共为505根。3.划分工序用两台华中数控CK6140车床（数控系统HNC22T）分别完成件1的左端及右端的粗、精加工需要两道工序。4.确定加工顺序（1） 车削右端使用1号数控车床车削抛物线、螺纹、36外圆及46外圆，加工顺序先粗车后精车，留精车余量为0.25mm;工步顺序为先粗车抛物线、M27外圆、36外圆及46外圆，留精车余量为0.25mm,再进行精车，再切槽，最后车螺纹。1. 粗车外圆，基本采用阶梯切削路线，粗车抛物线、20mm外圆面、M27mm、36mm外圆面及40mm外圆面，留1mm的余量。2. 自右向左粗车抛物线、20mm外圆面、M27mm、36mm外圆面及40mm外圆面。3. 自右向左精车抛物线、20mm外圆面、M27mm、36mm外圆面及40mm外圆面。4. 车槽。5. 车削螺纹。（2）车削左端使用2号数控车床车削圆锥面、圆弧面、内孔的加工。粗车圆锥面及圆弧面后各留精加工余量为0.25mm。再精车出外轮廓，然后钻孔，镗孔到尺寸。1. 粗车外圆锥面，外圆弧面，后留精加工余量0.25mm。2. 精加工外圆锥面，外圆弧面，到尺寸。3. 钻孔16mm，保证深度26mm。4. 粗镗孔留精加工余量为0.25mm。5. 精镗孔到尺寸。5、零件的装夹与夹具的选择车削右端部分时，用三爪自定心卡盘装夹毛坯左端；车削左端时，采用三爪自定心卡盘装夹零件右端36 x20mm。由于华中数控CK6140车床无回转刀架，故在使用钻头16时，须做简易工装。6、刀具的选择（1）粗车选用硬质合金90外圆车刀，副偏角取1015；（2）精车选用硬质合金90外圆车刀，副偏角取1015，取刀尖圆弧半径为=0.2mm；（3）切槽选择刀宽为3mm的硬质合金车刀；（4）螺纹刀选择60硬质合金螺纹车刀，取刀尖角为59.5；取刀尖圆弧半径 =0.150.2mm；（5）钻头选择16mm硬质合金钻头。（6）镗刀选择90硬质合金刀，取副偏角=1020，取刀尖角=0.150.2mm。7、选择切削用量（1）背吃刀量。粗车循环的时候其背吃刀量选择=1.5mm，精车时选择=0.25mm。（2）主轴转速。车直线和圆弧轮廓时的主轴转速可通过查表获得，取粗车的切削速度 =120m/min,精车的切削速度选择 =160m/min。粗镗时选择切削速度=40m/min,精镗时选择=70m/min。根据零件直径（精车时取平均直径）计算（公式），并结合机床说明选取（粗车选取，主轴转速=800r/min,精车时选取主轴转速 =1500r/min；粗镗时=800r/min,精镗时=1200r/min）;切槽时选取主轴转速为 =600r/min;车削螺纹时选择主轴转速 =1000r/min。（2） 进给速度。先选取进给量，然后用公式 计算进给速度。粗车时选择进给量f=0.18 mm/r,精车选取f=0.08mm/r;粗镗时选择进给量f=0.125mm/r,精镗时选择f=0.06mm/r。计算得粗车进给速度=150mm/min,精车时=100mm/min;粗镗时的进给速度=100mm/min，精镗时=80mm/min。切槽时选择f=0.04mm/r,=25mm/min。车削螺纹时f=1.5mm/r,=150mm/min。二、件2的设计原理及结果1、工艺分析该零件加工表面由圆柱面、内锥面、内圆弧面及内螺纹等组成。且大部分的表面粗糙度为=1.6um 。零件材料为45钢，切削加工性能较好，无热处理要求。且批量为500件。2、毛坯选择件2毛坯选择50x900mm的热轧棒料 ，一共为25根。多下一根棒料为50x265mm，以备用。3、划分工序用一台华中数控CK6140车床（数控系统HNC22T）分别完成件2的加工。4.确定加工顺序 使用3号数控车床钻孔、车削外圆面、内锥面及内圆弧面。先粗车留精车余量0.25mm。工步顺序为钻孔（手动，使用尾座）、车外圆、镗内孔。（1） 使用20mm的钻头钻孔到50mm处。（使用尾座钻孔）（2） 使用外圆车刀车平端面。（3） 使用外圆车刀粗车外圆面，留精车余量0.25mm。（4） 使用外圆车刀精车外圆面。（5） 使用镗刀粗镗M27的内表面、内锥面以及内圆弧面，留精加工余量为0.25mm。（6） 使用镗刀精镗M27的内表面、内锥面以及内圆弧面。（7） 使用内螺纹刀车削内螺纹。（8） 切断保证总长46mm。5、零件的装夹与夹具的选择 使用三爪自定心卡盘装夹。6、刀具的选择（1）粗车选用硬质合金90外圆车刀，副偏角取1015；（2）精车选用硬质合金90外圆车刀，副偏角取1015，取刀尖圆弧半径为=0.2mm；（3）切槽选择刀宽为3mm的硬质合金车刀；（4）内螺纹刀选择60硬质合金螺纹车刀，取刀尖角为59.5；取刀尖圆弧半径 =0.150.2mm；（5）钻头选择20mm硬质合金钻头。（6）镗刀选择90硬质合金刀，取副偏角=1020，取刀尖角=0.150.2mm。7、选择切削用量（1）背吃刀量。粗车循环的时候其背吃刀量选择 =1.5mm，精车时选择 =0.25mm。（2）主轴转速。车直线和圆弧轮廓时的主轴转速可通过查表获得，取粗车的切削速度 =120m/min,精车的切削速度选择 =160m/min; 粗镗时选择切削速度=40m/min,精镗时选择=70m/min。根据零件直径（精车时取平均直径）计算（公式），并结合机床说明选取（粗车选取，主轴转速 =800r/min,精车时选取主轴转速 =1500r/min; 粗镗时=800r/min,精镗时=1200r/min）;切槽时选取主轴转速为 =600r/min;车削螺纹时选择主轴转速 =1000r/min。（3）进给速度。先选取进给量，然后用公式 计算进给速度。粗车时选择进给量f=0.18 mm/r,精车选取f=0.08mm/r;粗镗时选择进给量f=0.125mm/r,精镗时选择f=0.06mm/r。计算得粗车进给速度=150mm/min,精车时=100mm/min;粗镗时的进给速度=100mm/min，精镗时=80mm/min。切槽时选择f=0.04mm/r,=25mm/min。车削螺纹时f=1.5mm/r,=150mm/min。第3章：制作加工工艺工序卡：件1 加工工序卡四川航天职业技术学院零件名称零件材料毛坯种类毛坯硬度毛坯重量4550x97棒料工序号工序名称设备名称夹具进给量（mm/r）主轴转速切削速度（m/min）冷却液1下料GB4032卧式带锯2数车CK61401 号三爪卡盘3数车CK61402号三爪卡盘编制代金龙审核会签共 1 页第 1 页数控加工工艺卡四川航天职业技术学院工序卡片产品名称零件名称材料零件图号4517工序号工序名称夹具使用设备车间2，3数车三爪卡盘CK6140 1号CK6140 2号实习厂工步号工步内容刀具量具及检具进给量（mm/min）主轴转速切削速度（m/min）1车平端面T011508002粗车外轮廓T01游标卡尺及外径千分尺1508003精车外轮廓T02游标卡尺及外径千分尺10015004切槽T03游标卡尺及外径千分尺256005车螺纹T04游标卡尺及螺纹环规，螺纹千分尺1.510006掉头装夹车平端面2号设备T01游标卡尺1508007粗车左端外轮廓T01游标卡尺及自制锥套10015008精车右端外轮廓T02游标卡尺及自制锥套编制代金龙审核会签共 2 页第 1 页四川航天职业技术学院工序卡片产品名称零件名称材料零件图号45工序号工序名称夹具使用设备车间2，3数车三爪卡盘CK6140实习厂工步号工步内容刀具量具及检具进给量（mm/r）主轴转速切削速度（m/min）9钻孔T03游标卡尺10镗孔T04游标卡尺及内径千分尺编制代金龙审核会签共 2 页第 2 页数控加工工序卡 件1数控加工刀具卡片四川航天职业技术学院产品名称零件名称零件图号程序编号O0001和O0002工步号刀具号刀具名称刀柄型号刀具补偿值mm备注直径(mm)长度(mm)1、2、6、7T0190外圆粗车刀20x201253、8T0290外圆精车刀20x201250.24T03刀宽3mm的外切槽刀20x201251号设备5T0460外螺纹刀20x201251号设备9T0316的钻头161202号设备10T0490内孔镗刀20x201250.22号设备编制代金龙审核批准共 1 页第 1 页数控加工程序说明卡四川航天职业技术学院产品名称零件名称零件图号程序编号O0001（件1右端程序）程序号程序内容备注说明N10M03S800 开主轴N20T0101换1号刀具N30G0X52Z0定位N40G1X-0.5F150平端面N50G0X51Z2定位循环起点N60G71U1.5R1P70Q290X0.5Z0.1F150粗车循环N70G0X100Z100精加工程序开始N80T0202S1500换刀换转速N90G0G41X52Z2使用半径补偿定位N100X0Z2快速移动N110G1X0Z0F100到车削起点N120#1=0公式中的X坐标N130#2=0N140WHILE#2LE20条件判断N150#2=#1*#1/10公式中的Z坐标N160G01X#1Z#2F100加工抛物线N170#1=#1+0.06X坐标增量0.06mmN180ENDW循环结束N190G1X19.985Z-10F100直线插补N200Z-15加工20外圆N210X23.8定位倒角起点编制代金龙审核批准共 3 页第 1 页数控加工程序说明卡四川航天职业技术学院产品名称零件名称零件图号程序编号O0001（件1右端程序）程序号程序内容备注说明N220X26.8W-1.5倒角N230Z-35加工M27外圆N230X32定位圆弧起点N240G03X36Z-37R2F100加工圆弧N250G1Z-55F100加工36外圆N260X42.985定位倒角起点N270X45.985W-1.5加工倒角N280Z-71加工46外圆N290G0G40X52精加工程序结束N300G0X100Z100到换刀起点N310T0303S600换3号刀换转速N320G0X37Z-35快速定位N330X28快速定位N340G1X21F25加工外槽N350X28加工外槽N360W3.5加工外槽N370X26.8加工外槽N380X23.8W-1.5加工外槽N390X21加工外槽N400G04P2暂停2sW-2加工外槽编制代金龙审核批准共 3 页第 2 页数控加工程序说明卡四川航天职业技术学院产品名称零件名称零件图号程序编号O0001（加工件1右端）程序号程序内容备注说明N410G04P2暂停2sN420X37退刀N430G0X100Z100到换刀起点N440T0404S1000换4号刀换转速N450G0X28Z-9定位循环起点N460G76C2R-1E1A60X26.05Z-31K0.975U0.1V0.1Q0.5F1.5车削螺纹N470G0X100Z100退刀N480M05主轴停N490M30程序返回起始点编制代金龙审核批准共 3 页第 3 页数控加工程序说明卡四川航天职业技术学院产品名称零件名称零件图号程序编号O0002（件1左端程序）程序号程序内容备注说明N10M03S800开主轴N20T0101换1号刀N30G00X52Z0快速定位N40G1X-0.5F100车削端面N50G0X52Z2定位循环起点N60G71U1.5R0.5P70Q150X0.5Z0F100外圆粗车循环N70G0X100Z100精车程序起始点N80T0202S1200换刀换转速N90G0G41X52Z2快速定位加刀补N100G01X28.1F100定位车削起点N110G01X30.480Z-19.8车削锥面N120G02X42.438Z-25.5R6车圆弧面N130G1X45.5定位倒角起点N140G1X46W-0.25加工倒角N150G00G40X52精加工程序结束N160G00X100Z100到换刀起点N170T0303S500M08换刀换转速开冷却液N180G00X0Z5定位起点N190G01Z-26F20钻削内孔N200G00Z100M09退刀关冷却液N210X100到换刀起点N220T0404S800换刀换转速编制代金龙审核批准共 2 页第 1 页数控加工程序说明卡四川航天职业技术学院产品名称零件名称零件图号程序编号O0002（件1左端程序）程序号程序内容备注说明N230G00X19.5Z2定位车削起点N240G01Z-20F120粗加工内孔N250G00Z2退刀N260G00X26.5定位加工起点N270G01X19.5Z-1.5F120粗加工倒角N280G00Z2S1200退刀换转速N290G00X27定位加工起点N300G01X20.0165Z-1.5F80精加工倒角N310G01Z-20F80精加工内孔N320G00X18Z100退刀N330X100N340M05关主轴N350M30返回程序开始点编制代金龙审核批准共 2 页第 2 页件2加工工序卡四川航天职业技术学院零件名称零件材料毛坯种类毛坯硬度毛坯重量4550x97棒料工序号工序名称设备名称夹具进给量（mm/r）主轴转速切削速度（m/min）冷却液1下料GB4032卧式带锯2数车CK61403号编制代金龙审核会签共 1 页第 1 页件2工艺卡四川航天职业技术学院工序卡片产品名称零件名称材料零件图号45#工序号工序名称夹具使用设备车间2数车三爪卡盘CK6140实习厂工步号工步内容刀具量具及检具进给量（mm/min）主轴转速切削速度（m/min）1在数车上手动钻孔50mm20钻头6002车平端面T011508003粗车外圆T01游标卡尺及外径千分尺1508004精车外圆T01游标卡尺及外径千分尺10015005粗镗内孔T02游标卡尺及内径千分尺1008006精镗内孔T02游标卡尺及内径千分尺自制锥柄8012007切断T03游标卡尺256008（掉头装夹，4号设备）镗螺纹内孔T01游标卡尺，内径千分尺8012009（4号设备）车削内螺纹T02游标卡尺螺纹塞规，1.51000编制代金龙审核会签共 1 页第 1 页 件2数控加工刀具卡片四川航天职业技术学院产品名称零件名称零件图号题目17程序编号O0003（件2的加工）工步号刀具号刀具名称刀柄型号刀具补偿值mm备注直径(mm)长度(mm)120钻头20150使用尾座2、3、4T0190外圆车刀20x201250.23号设备5、6T0290内孔镗刀20x201250.23号设备7T03刀宽3mm的外切槽刀20x201253号设备8T0460内螺纹刀20x201603号设备编制代金龙审核批准共 1 页第 1 页数控加工程序说明卡四川航天职业技术学院产品名称零件名称零件图号题目17程序编号O0003（件2）程序号程序内容备注说明N10M03S800开主轴N20T0101换刀N30G0X52Z0快速定位N40G1X21F150车端面N50G0X46.5Z2快速定位N60G1Z-50F150粗车外圆N70G0X48Z1S1500定位换转速N80X41.072定位倒角起点N90G1X46.012Z-0.3F100加工倒角N100Z-50F100精加工外圆N110G0X100Z100到换刀起点N120T0202S800换刀换转速N130G0X18Z2到内圆循环起点N140G7