轴类零件机械加工工艺规程设计机械毕业设计带CAD图
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轴类零件机械加工工艺规程设计
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泰州职业技术学院毕业设计题 目 轴类零件机械加工工艺规程设计 系 别 机电工程系 专 业 纺织机电 班 级 05（2） 姓 名 宋国峰 学 号 0509011153 指导教师 黄顺喜 2008 年 06 月 16 日数控技术应用专业毕业设计任务书学生姓名宋国峰专业班级纺织机电学号0509011153课题名称（车削）轴类零件的机械加工工艺规程设计指导教师及职称黄顺喜一、课题介绍1、目的本课题是以实践为主，理论与实践相结合的，通过对该轴类零件的设计与分析。如材料毛坯、刀具、夹具、量具的选择。可以提高我们对零件图的分析能力，选择经济高效的加工设备，制定符合工艺规程的设计方案。通过本次设计，可以提升自己对数控加工原理及电气控制等理论水平。数控加工与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，是运用数控原理、数控工艺、数控编程、专业软件等专业知识和数控机床实际操作的一次综合练习。通过设计巩固自己对知识的掌握。2、任务（1）、分析零件图，（2）、确定加工工艺和毛坯材料（3）、确定加工设备和工艺设备（4）、确定加工方案及装夹方案（5）、刀具、夹具以及车床的选择（6）、切削用量的选择与计算（7）、数据处理（8）、对刀点和换刀点的确定（9）、加工程序的编辑（10）、加工时的实际操作（11）、加工后的检验工作3、拟重点解决的问题 （1）、如何进行加工工艺分析； （2）、如何进行工件夹具的设计； （3）、如何正确在加工过程中进行准确测量； （4）、如何进行刀具的正确选择； （5）、如何保证加工精度及表面粗糙度；二、主要内容1、主要技术指标零件的表面的粗糙度，尺寸精度，螺纹牙型，锥度，零件的装夹，零件的加工以及工件精度的测量。设计方案一：先用三爪卡盘夹住工件的左边，对工件右边进行粗加工和精加工，加工完成后调头，用三爪卡盘夹住已加工完的工件右边外圆44处，对工件左边进行粗加工和精加工。设计方案二：先用三爪卡盘夹住工件的右边，对工件左边进行粗加工和精加工，加工完成后调头，用三爪卡盘夹住已加工完的工件左边外圆53处，对工件右边进行粗加工和精加工。设计方法：（1）分析表达方案 分析零件图。根据剖视、断面的剖切方法、位置，分析剖视、断面的表达目的和作用。 （2）分析形体、想出零件的结构形状，这一步是看零件图的重要环节。先从主视图出发，联系其他视图、利用投影关系进行分析，弄清零件各部分的结构形状，想象出整个零件的结构形状 （3）分析尺寸 先找出零件长度、外圆直径的尺寸基准，然后从基准出发，搞清楚哪些是主要尺寸。再用形体分析法找出各部分的定形尺寸和定位尺寸。在分析中要注意检查是否有多余的尺寸和遗漏的尺寸，并检查尺寸是否符合设计和工艺要求。 （4）分析技术要求 分析零件的尺寸公差、形位公差、表面粗糙度和其他技术要求，弄清楚零件的哪些尺寸要求高，哪些尺寸要求低，哪些表面要求高，哪些表面要求低，哪些表面不加工，以便进一步考虑相应的加工方法（5）此外，确定加工路线时，还要考虑工件的加工余量和机床、刀具的刚度等情况，确定是一次走刀，还是多次走刀来完成加工零件。2、设计手段左端有一锥形深28的孔，零件右端有长度为22的的螺纹，分析零件图可知该零件为一调头零件，以外圆直径为53的面为分界面，可先将零件的右半部分加工出一个直径为的圆柱面。用顶尖顶住零件的右端，加工出零件的右端。先以零件左半部分为精基准加工零件的右半部分。再用三爪卡盘夹住包有套筒的44的圆柱面上，从而加工出零件的左端。 3、主要工作程序首先要分析零件图，确定生产类型和毛坯，确定加工设备和工艺设备以及确定加工方案以及装夹方案。再选择刀具，选择与计算加工的切削用量，处理数据，确定对刀点和换刀点，然后编辑加工的程序，实际操作加工。最后检验加工后的工件。三、主要仪器设备1、数控车床：华中数控系统（HNC-21），机床型号为华中世纪星21TCK16402、机床夹具：四爪卡盘、顶尖，辅助工具：尾座3、量具：钢尺、内径千分尺、外径千分尺、游标卡尺、螺纹量规4、刀具：主偏角分别为75、30的外圆车刀，宽度为3.5mm的切槽刀，标准的60螺纹车刀。标准直径为24的麻花钻，内圆车刀，中心钻，钻头。5、其它工具：毛刷、刀具紧固扳手、橡胶锤、四、主要资料及参考文献 1、詹华西编数控加工与编程西安电子科技大学出版社2004年2、余英良编数控加工编程与操作高等教育出版社 2005年3、李华编机械制造技术高等教育出版社 2006年4、第一界数控技能大赛组委会编决赛试题解析与点评中国科学出版社2005年5、朱淑萍编机械加工工艺与设备机械出版社出版 2002年6、武汉华中数控股份有限公司编数控车床编程与操作基础7、袁锋编 数控车床培训教程 机械工业出版社 2004年8、李澄等主编 机械制图高等教育出版社 2003年9、薛谚成编 公差配合与技术测量10、数控技师手册 机械工业出版社 2005年11、冯师颜编 误差理论与实践数据处理 1980年12、范德良编 公差技术测量 辽宁技术出版社 1983年第二版 西安电子科技大学出版社出版五、预期设计成果经过一个月的设计，我将交上一份满意的答卷，通过此次设计巩固了我所学的理论与专业知识，使我对操作的掌握程度又提高到一个层次，也使我的加工技术得以提高，能使我对数控车床中的常用指令和整体结构有了更强的认识与了解。掌握设计生产的工艺流程及加工工艺过程，最终完成设计加工出了零件任务下达时间2007 年 12 月 25 日毕业设计开始与完成时间2008年 01 月 14 日2008 年 06 月 14 日预计毕业答辩时间2008 年 06 月16日毕 业 设 计 进 度 安 排周次工作内容检 查 方 式20080115 至 20080125借阅资料、收集资料、编写开题报告20080126 20080215编写说明书20080216 至 20080223加工及检验20080224 至 20080315定稿20080315 至 20080330 教师评阅2007年12月01日至2007年12月03日毕业答辩专业教研室负责人意见签名：年月日系审核意见（系 公 章）年月日任务下达人签字年月日任务接受人签字年月日诚 信 声 明本人郑重声明：本人所呈交的毕业设计轴类零件的加工工艺规程设计是在凌肃明、肖延量、田清等教师的指导下，根据任务书的要求，独立撰写的。本设计中所引用的其他个人或集体已发表的文字和研究成果，或为获得教育机构的学位或证书所使用过的材料，均已明确注明。凡为本文的撰写所提供的各种形式的帮助，本人在致谢中已经明确表达了谢意。本人完全意识到本声明的法律结果。 毕业论文作者签名: 2008年06月16日目 录题目 1摘要 2关键词 2前言 3设计说明书 41.零件图的分析 42.零件的工艺分析 42.1毛坯的尺寸大小、材料的热处理状态42.2加工精度及加工方案分析52.3刀具的选择52.4机床的选用52.5夹具的选择62.6加工工序分析72.6.1第一次装夹72.6.2第二次装夹72.7零件的安装82.8切削用量的分析92.8.1切削用量的选择与计算92.8.2工件右端加工编程程序 10工序卡一122.8.3工件左端加工编程程序 13工序卡二15工艺过程卡153、数控机床加工与自检数据分析 163.1零件自检数据分析 163.1.1 操作中影响加工尺寸的因素163.1.2 对刀数据的处理及加工方法163.1.3 影响表面粗糙度的因素163.2工件刀具的装夹及对到操作 183.3数控车床操作注意事项 18主要参考文献19毕业设计小结20致谢22附录23附件清单25泰州职业技术学院毕业设计题 目 轴类零件机械加工工艺规程设计 系 别 机电工程系 专 业 纺织机电 班 级 05（2） 姓 名 宋国峰 学 号 0509011153 指导教师 黄顺喜 2008 年 06 月 16 日数控技术应用专业毕业设计任务书学生姓名宋国峰专业班级纺织机电学号0509011153课题名称（车削）轴类零件的机械加工工艺规程设计指导教师及职称黄顺喜一、课题介绍1、目的本课题是以实践为主，理论与实践相结合的，通过对该轴类零件的设计与分析。如材料毛坯、刀具、夹具、量具的选择。可以提高我们对零件图的分析能力，选择经济高效的加工设备，制定符合工艺规程的设计方案。通过本次设计，可以提升自己对数控加工原理及电气控制等理论水平。数控加工与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，是运用数控原理、数控工艺、数控编程、专业软件等专业知识和数控机床实际操作的一次综合练习。通过设计巩固自己对知识的掌握。2、任务（1）、分析零件图，（2）、确定加工工艺和毛坯材料（3）、确定加工设备和工艺设备（4）、确定加工方案及装夹方案（5）、刀具、夹具以及车床的选择（6）、切削用量的选择与计算（7）、数据处理（8）、对刀点和换刀点的确定（9）、加工程序的编辑（10）、加工时的实际操作（11）、加工后的检验工作3、拟重点解决的问题 （1）、如何进行加工工艺分析； （2）、如何进行工件夹具的设计； （3）、如何正确在加工过程中进行准确测量； （4）、如何进行刀具的正确选择； （5）、如何保证加工精度及表面粗糙度；二、主要内容1、主要技术指标零件的表面的粗糙度，尺寸精度，螺纹牙型，锥度，零件的装夹，零件的加工以及工件精度的测量。设计方案一：先用三爪卡盘夹住工件的左边，对工件右边进行粗加工和精加工，加工完成后调头，用三爪卡盘夹住已加工完的工件右边外圆44处，对工件左边进行粗加工和精加工。设计方案二：先用三爪卡盘夹住工件的右边，对工件左边进行粗加工和精加工，加工完成后调头，用三爪卡盘夹住已加工完的工件左边外圆53处，对工件右边进行粗加工和精加工。设计方法：（1）分析表达方案 分析零件图。根据剖视、断面的剖切方法、位置，分析剖视、断面的表达目的和作用。 （2）分析形体、想出零件的结构形状，这一步是看零件图的重要环节。先从主视图出发，联系其他视图、利用投影关系进行分析，弄清零件各部分的结构形状，想象出整个零件的结构形状 （3）分析尺寸 先找出零件长度、外圆直径的尺寸基准，然后从基准出发，搞清楚哪些是主要尺寸。再用形体分析法找出各部分的定形尺寸和定位尺寸。在分析中要注意检查是否有多余的尺寸和遗漏的尺寸，并检查尺寸是否符合设计和工艺要求。 （4）分析技术要求 分析零件的尺寸公差、形位公差、表面粗糙度和其他技术要求，弄清楚零件的哪些尺寸要求高，哪些尺寸要求低，哪些表面要求高，哪些表面要求低，哪些表面不加工，以便进一步考虑相应的加工方法（5）此外，确定加工路线时，还要考虑工件的加工余量和机床、刀具的刚度等情况，确定是一次走刀，还是多次走刀来完成加工零件。2、设计手段左端有一锥形深28的孔，零件右端有长度为22的的螺纹，分析零件图可知该零件为一调头零件，以外圆直径为53的面为分界面，可先将零件的右半部分加工出一个直径为的圆柱面。用顶尖顶住零件的右端，加工出零件的右端。先以零件左半部分为精基准加工零件的右半部分。再用三爪卡盘夹住包有套筒的44的圆柱面上，从而加工出零件的左端。 3、主要工作程序首先要分析零件图，确定生产类型和毛坯，确定加工设备和工艺设备以及确定加工方案以及装夹方案。再选择刀具，选择与计算加工的切削用量，处理数据，确定对刀点和换刀点，然后编辑加工的程序，实际操作加工。最后检验加工后的工件。三、主要仪器设备1、数控车床：华中数控系统（HNC-21），机床型号为华中世纪星21TCK16402、机床夹具：四爪卡盘、顶尖，辅助工具：尾座3、量具：钢尺、内径千分尺、外径千分尺、游标卡尺、螺纹量规4、刀具：主偏角分别为75o、30o的外圆车刀，宽度为3.5mm的切槽刀，标准的60o螺纹车刀。标准直径为24的麻花钻，内圆车刀，中心钻，钻头。5、其它工具：毛刷、刀具紧固扳手、橡胶锤、四、主要资料及参考文献 1、詹华西编数控加工与编程西安电子科技大学出版社2004年2、余英良编数控加工编程与操作高等教育出版社 2005年3、李华编机械制造技术高等教育出版社 2006年4、第一界数控技能大赛组委会编决赛试题解析与点评中国科学出版社2005年5、朱淑萍编机械加工工艺与设备机械出版社出版 2002年6、武汉华中数控股份有限公司编数控车床编程与操作基础7、袁锋编 数控车床培训教程 机械工业出版社 2004年8、李澄等主编 机械制图高等教育出版社 2003年9、薛谚成编 公差配合与技术测量10、数控技师手册 机械工业出版社 2005年11、冯师颜编 误差理论与实践数据处理 1980年12、范德良编 公差技术测量 辽宁技术出版社 1983年第二版 西安电子科技大学出版社出版五、预期设计成果经过一个月的设计，我将交上一份满意的答卷，通过此次设计巩固了我所学的理论与专业知识，使我对操作的掌握程度又提高到一个层次，也使我的加工技术得以提高，能使我对数控车床中的常用指令和整体结构有了更强的认识与了解。掌握设计生产的工艺流程及加工工艺过程，最终完成设计加工出了零件任务下达时间2007 年 12 月 25 日毕业设计开始与完成时间2008年 01 月 14 日2008 年 06 月 14 日预计毕业答辩时间2008 年 06 月16日毕 业 设 计 进 度 安 排周次工作内容检 查 方 式20080115 至 20080125借阅资料、收集资料、编写开题报告20080126 20080215编写说明书20080216 至 20080223加工及检验20080224 至 20080315定稿20080315 至 20080330 教师评阅2007年12月01日至2007年12月03日毕业答辩专业教研室负责人意见签名：年月日系审核意见（系 公 章）年月日任务下达人签字年月日任务接受人签字年月日诚 信 声 明本人郑重声明：本人所呈交的毕业设计轴类零件的加工工艺规程设计是在凌肃明、肖延量、田清等教师的指导下，根据任务书的要求，独立撰写的。本设计中所引用的其他个人或集体已发表的文字和研究成果，或为获得教育机构的学位或证书所使用过的材料，均已明确注明。凡为本文的撰写所提供的各种形式的帮助，本人在致谢中已经明确表达了谢意。本人完全意识到本声明的法律结果。 毕业论文作者签名: 2008年06月16日目 录题目 1摘要 2关键词 2前言 3设计说明书 41.零件图的分析 42.零件的工艺分析 42.1毛坯的尺寸大小、材料的热处理状态42.2加工精度及加工方案分析52.3刀具的选择52.4机床的选用52.5夹具的选择62.6加工工序分析72.6.1第一次装夹72.6.2第二次装夹72.7零件的安装82.8切削用量的分析92.8.1切削用量的选择与计算92.8.2工件右端加工编程程序 10工序卡一122.8.3工件左端加工编程程序 13工序卡二15工艺过程卡153、数控机床加工与自检数据分析 163.1零件自检数据分析 163.1.1 操作中影响加工尺寸的因素163.1.2 对刀数据的处理及加工方法163.1.3 影响表面粗糙度的因素163.2工件刀具的装夹及对到操作 183.3数控车床操作注意事项 18主要参考文献19毕业设计小结20致谢22附录23附件清单25轴类零件机械加工工艺规程设计零件图七摘要本设计所选的题目是有关轴类零件的设计与加工，通过设计编程，最终用数控机床加工出零件，数控加工与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，它是运用数控原理，数控工艺，数控编程，制图软件和数控机床实际操作等专业知识对零件进行设计，是对所学专业知识的一次全面训练。熟悉设计的过程有利于对加工与编程的具体掌握，通过设计会使我们学会相关学科的基本理论，基本知识，进行综合的运用，同时还会对本专业有较完善的系统的认识，从而达到巩固，扩大，深化知识的目的。此次设计也是我们走出校园之前学校对我们的最后一次全面的检验以及提高我们的素质和能力。毕业设计和完成毕业论文也是我们获得毕业资格的必要条件。设计是以实践为主，理论与实践相结合的，通过对零件的分析与加工工艺的设计，提高我们对零件图的分析能力和设计能力。达到一个毕业生应有的能力，使我们在学校所学的各项知识得以巩固，以更好的面对今后的各种挑战。此次设计主要是围绕设计零件图七的加工工艺及操作加工零件来展开的，我们在现有的条件下保证质量，加工精度及以及生产的经济成本来完成，对我们来说具有一定的挑战性。其主要内容有：分析零件图，确定生产类型和毛坯，确定加工设备和工艺设备，确定加工方案及装夹方案，刀具选择，切削用量的选择与计算，数据处理，对刀点和换刀点的确定，加工程序的编辑，加工时的实际操作，加工后的检验工作。撰写参考文献，组织附录等等。关键词 加工工艺、工序、工步、切削用量：切削速度（m/min）、 切削深度（mm）、进给量（mm/n、mm/r）。前言本设计书是根据数控加工与编程综合设计的，数控机床已成为国家先进制造技术的基础设备，并关系到国家发展的战略地位，从20世纪中叶数控技术出现以来。数控机床给机械制造带来了革命性的变化，数控加工具有自动化，高效率，适应性强，精度高等特点。现代数控加工正向高速化，高精度化，高柔性化，高一体化和智能化方向发展。本毕业设计内容主要是详叙如何以数控加工相配件。（选题为任务书第七题）大致包含了数控加工过程、工艺分析过程、机床操作与零件自检过程等，另外还分了设计任务书、设计说明书、毕业设计小结、致谢、附录、参考文献等版块。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更深了解了相关学科中的基本理论、基本知识，以及理论实践相结合，同时对本专业有了较完整的、系统的认识，从而达到巩固、扩大、深化所学知识的目的，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。本毕业设计内容主要是如何设计加工轴类零件，包适了工艺分析过程、数控编程、机床操作与零件自检过程等，基本含概了我们所学到的所有专业知识，完成毕业设计对于我们来说是一种挑战。我们以严谨务实的认真态度进行了此次设计的编写，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，诚请位评审老师能给于批评和指正。 设计说明书1.零件图的分析由零件图可知，该零件属于轴类回转体零件，零件表面有圆弧，切槽，倒角，简单螺纹，锥体，锥孔部分，是一个结构复杂的细长轴零件，零件的主体尺寸长度为145mm，最大位置直径为53mm，最右端有一段长22mm公称直径为33mm的普通螺纹，并有245倒角，但零件中没有退刀槽，这就给零件的加工增加了一定的难度，再是一段由直径为35mm和44mm之间连接的半径为R24mm的圆弧，要计算出交点尺寸才可以编程，左端的孔加工也有一定的难度，最小直径部分要计算出尺寸，加工时要保证孔的锥度和表面粗糙度，中间要有大量的计算。给整个设计带来了一定的挑战。2.零件的工艺分析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分析：如零件毛坯的确定，零件的精度分析、选择加工方法、拟定加工方案、选择合适的刀具、确定切削用量。在编程中，对一些工艺问题（如对刀点、加工路线等）也需做一些处理。因此程序编制中的零件的工艺分析是一项十分重要的工作。2.1 毛坯的尺寸大小、材料的热处理状态从零件图分析，并考虑到加工效率和生产用料，在满足零件最大尺寸基础上再留些加工余量，凑整最接近零件尺寸的棒料，根据此原则选择加工零件的毛坯为：60150，在选择毛坯材料上，首先考虑使用范围要广，综合性能较好的45#钢，查阅资料可知，45#钢为中碳钢，经调质过后，其硬度为170240HBS，该硬度适中，是机加工的最佳切削范围，而且，经过调质后的45#钢具有良好的综合机械性能，完全能达到生产要求，故毛坯材料选择45#调质钢。2.2 加工精度及加工方案分析影响该零件装配精度的主要尺寸有53-0.030、44，在调头时，要保证长度方向总尺寸145、在加工中应着重给予考虑。在数控加工中，装夹时一定要考虑到：上道工序的加工不能影响下道工序的定位，在车床上加工则具体体现在：调头加工时要保证已加工端有足够的夹持面（圆柱面），以便于加工和不影响加工精度，数控加工适应于单件和中小批量生产，单个加工是应尽可能采取工序集中原则，即：尽量减少装夹次数，并尽可能用同一把刀加工出所有部位，然后再换其它刀具加工，这样即能提高加工效率和加工精度，同时也避免了重复定位所带来的定位误差，另一方面还可减少辅助时间。2.3刀具的选择刀具的选择是数控加工中重要的工艺内容之一，它不仅影响机床的加工效率，而且直接影响加工质量。编程时，选择刀具通常要考虑机床的加工能力、工序内容、工件材料等因素。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、刚度高、红硬性好、耐用度高，而且要求尺寸稳定、安装调整方便，能适应高速和大切削用量切削。这就要求采用新型优质材料制造数控加工刀具，并优选刀具几何参数。选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸和形状相适应。根据零件的分析所选择的刀具有：主偏角分别为75、30的外圆车刀，宽度为3.5mm的切槽刀，刀片材料为标准的60螺纹车刀。标准直径为24的麻花钻，内圆车刀。刀片材料为YT15或YT30。2.4 机床的选用 根据现有数控机床和零件的加工工艺可选用。华中数控系统（HNC-21），机床型号为华中世纪星21TCK1640数控车床，功率：4KW，可选用的加工的工件毛坯为60150,高速档为：2502500r/min,低速档为：75790r/min。机床精度为0.001,机床辅住夹具有顶尖、尾座。2.5 夹具的选择（1）车削夹具分为：通用夹具、专用夹具和组合夹具。一般的通用夹具有三爪卡盘、四爪卡盘、顶尖、中心架等。通用夹具的适应性强，应用范围广,操作也比较简单，但效率和精度较低，一般用于单件小批量生产。（2）专用夹具是针对某一种工件的某一道工序加工要求而专门设计制造的夹具，设计的要结构紧凑，操作也比较简单，但是夹具无通用性，成本较高，多用于大批量生产和必须采用专用夹具的工件。（3）组合夹具采用预先制造好的标准夹具元件，根据设计好的定位夹紧方案组装而成的专用夹具。此类夹具既有专用夹具的优点，又具有标准化、通用化的优点。适用于新产品的试制和多品种小批量零件的生产。根据夹具选择的原则，因该零件是单件生产，因此应尽量采用组合夹具，可调式夹具及其它通用夹具，对于轴类零件的加工，三爪卡盘即可满足加工的要求。专用夹具成本高，组合夹具需定位组装比较麻烦, 没有三爪卡盘、顶尖方便。顶尖还可保证47与35的同轴度，且三爪卡盘与顶尖是现有夹具。为了保证已加工面的表面质量，掉头加工时还用到铜皮。以保证表面粗糙度。夹具列表：夹具号夹具名称01三爪卡盘02顶尖 三爪卡盘 顶尖2.6 加工工序分析分析零件图知所加工的零件属于细长轴零件，所以加工时容易晃动，工件装夹时可以采用一端用顶尖装夹，加工时先加工零件右表面。2.6.1 零件第一次装夹第一次装夹时，毛坯伸出长度为110120mm。右端用顶尖顶住，以便保证零件的同轴度，首先加工出端面与外圆，接着加工出切槽和螺纹，第一次装夹是加工到外圆直径为53mm轴长为105mm处，并保证加工精度。2.6.2 零件第二次装夹第二次装夹时，卡盘夹于外圆直径为44mm处，为保证零件表面质量装夹是零件表面应用套筒装夹，准确计算出零件各加工点的坐标。 加工时考虑到加工顺序的选择，根据先面后孔，先主后次的原则，应先加工外圆柱面，切槽，螺纹，圆弧等等，再对左端进行钻孔，之后用镗刀进行精镗，对是先加工左端还是右端的问题，若先加工左端，则第二次装夹时不易装夹甚至是无法装夹，而先加工右端再调头的时候可以装夹在44外圆柱面上，因此选择先加工右端再调头加工左边的方法进行加工零件。结合上叙加工顺序拟订如下加工路线： （1）加工零件右端：车2mm的端面用G71循环指令加工各段轴径及圆弧切断刀切槽车M302-6g螺纹。（2） 加工零件左端：车3mm的端面用G71循环指令加工锥面R15的圆弧以及47的外圆钻孔镗孔。2.7 零件的安装定位和夹紧的基本原则 在数控机床上加工零件时，定位和夹紧的基本原则与普通机床相同，也要合理选择定位基准和夹紧方案。为了提高数控机床的加工效率，确定定位基准与夹紧方案时应注意以下三点：（1）力求设计、工艺与编程计算的基准统一；（基准重合原则）（2）减少装夹次数，尽可能在一次定位装夹后，加工出全部待加工的表面（基准统一原则）（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。2.8 切削用量的分析2.8.1 切削用量的选择与计算切削用量包括主轴转速（切削速度）、背吃刀量、进给速度等。对于不同的加工方法，需选择不同的切削用量，并相应编入程序单内。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。切削用量的选择与计算：因选取YT类硬质合金车刀的硬度为125175HBS经查阅数控加工与编程（第二版）表1-2 数控车削用量推荐表其部分如下：工件材料加工方式背吃刀量（mm）切削速度（m/min）进给量(mm/r)碳素钢粗加工5760800.20.4粗加工23801200.20.4精加工0.20.31201500.10.2车螺纹70100导程钻中孔500800r/min钻孔300.10.2根据零件分析与刀具的选择以及查阅资料所计算的切削用量如下：（1）粗车外圆时，选取VC=110m/min ap=3mm f=0.3mm.加工时选取加工直径为：d=60,因： VC=dn/1000 F= fn故主轴转速：n=（1000110）/（3.1460）=584r/min 进给速度：F= fn=0.3584=175 mm/min 考虑到刀具强度、机床刚度等实际情况，选择 n=600r/min F=200 mm/min ap=3mm；（2）精车外圆时，选取VC=130m/min ap=0.2mm f=0.1mm.加工时选取加工直径为:d=44,故主轴转速：n=（1000130）/（3.1444）=941r/min 进给速度：F= fn=0.1941=94mm/min 根据实际情况，选择 n=900r/min F=90 mm/min ap=0.2mm；（3）车槽时，选取VC=100m/min f=0.1mm. 加工直径为:d=36mm故主轴转速：n=（1000100）/（3.1436）=106r/min 进给速度：F= fn=0.1106=10mm/min根据实际情况，选择 n=100r/min F=20 mm/min；（4）车螺纹时，选取VC=80m/min f为导程 加工直径为：d=30mm 故主轴转速：n=（100080）/（3.1430）=849r/min根据实际情况，选择 n=800r/min （5）钻孔时，选取VC=30m/min f=0.1mm 加工直径：d=24mm故主轴转速：n=（100030）/（3.1424）=400r/min 进给速度：F= fn=0.1400=40mm/min根据实际情况，选择 n=400r/min F=40 mm/min；2.8.2 零件右端加工步骤（1）、准备好所须的工具和毛坯材料，打开机床，机床回零点;（2）、装夹刀具，01号刀装在T001号刀位上;（3）、使用手动三爪盘装夹工件毛坯，使工件露出约110mm;（4）、MDI，调整主轴转速为S400，对好刀具;（5）、将中心钻装在尾座上，手动加工工艺孔，加工完后取出钻头;（6）、编辑工序一的程序，进行程序校验;（7）、确定程序无误后既可进行加工;（8）、加工完后,主轴停转琐住机床,卸下工件，零件右端加工完成。第一次装夹零件加工时编程程序零件右端程序 %0001 ；程序名T0101 ；70外圆车刀M03S600 ；主轴正转，转速600r/min M07 ；切削液开 G00X65Z3 ；快速定位到切削起点G01Z-2F200 ；直线插补到切削起点X0 ；切削零件右端面G00X65Z0 ；快速定位到循环起点G71U3R2P1Q2X0.2Z0.2F200 ；G71复合车削循环，循环N1N2段之间，；粗车零件右端外轮廓，精加工余量为； X：0.2 Z：0.2N1G01X26F100 ；精加工程序起始段Z-2S1000 ；精加工转速1000r/minG42G01X30Z-4D01 ；引入刀具右补偿，刀具接近工件Z-29 ；倒角，工艺考虑，螺纹轴少车0.1mmX35 ；加工端面Z-45 ；车35的轴外圆表面G02X44Z-59R24 ；加工端面圆弧G01Z-91；车44的轴外圆表面X53 ；车端面N2Z-105 ；精加工程序结束段G40G00X100Z100 ；取消刀具半径补偿，并快退到换刀点T0202 ；换第2号刀，切槽刀，刀宽3.5 mmS100 ；转速100 r/minG00X48Z-67.5 ；快速定位到切槽起点处G01X36F10 ；车槽进给量10mm/minG04P3 ；暂停3 SG00X48 ；刀具退出槽底 Z-72.5；快速定位到第二个切槽起点处G01X36 ；车槽G04P3 ；暂停3 SG00X48 ；刀具退出槽底Z-77.5 ；快速定位带第三个切槽起点处 G01X36 ；车槽G04P3 ；暂停3 SG00X100Z100 ；快速退刀到换刀点T0303 ；换第3号刀，螺纹车刀G00X33Z1；定位到螺纹起点G82X29.1Z-24F2；车长22，导程为2螺纹第一刀G82X28.5Z-24F2 ；第二刀G82X27.9Z-24F2 ；第三刀G82X27.5Z-24F2 ；第四刀G82X27.4Z-24F2 ；第五刀G82X27.4Z-24F2 ；光整加工M09 ；切削液关G00X100；快速退刀Z100 M05 ；主轴停止M30 ；程序结束，并复位工序卡一工序号程序编号零件图号零件名称使用设备产品名称夹具名称夹具编号材料一00011-1轴类零件CK1640手动四爪卡盘,备用顶尖0145钢加工内容刀具号刀具名称刀具规格/mm切削三要素加工余量/mm备注主轴转速被吃刀量进给速度r/minmmmm/min车端面01主偏角为75的外圆车刀0.1560022000.5续表一加工内容刀具号刀具名称刀具规格/mm切削三要素加工余量/mm备注主轴转速被吃刀量进给速度r/minmmmm/min车外圆01机夹式70菱形外圆车刀0.1560032000.3车槽02刀宽为3.5的切断刀10020加工螺纹03标准60螺纹车刀8000.12.8.3 零件左端加工步骤（1）、准备好所须的工具和毛坯材料，打开机床，机床回零点;（2）、装夹刀具，01号刀装在T001号刀位上;（3）、使用手动三爪盘装夹工件外圆直径为44，并用套筒套住；（4）、MDI，调整主轴转速为S400，对好刀具;（5）、编辑工序二的程序，进行程序校验;（6）、确定程序无误后既可进行加工;（7）、加工完后,主轴停转琐住机床,卸下工件，零件左端加工完成。加工零件左端时,首先用24的标准麻花钻加工深度为(29+3)mm的孔,左端加工左端程序编程如下:%0001 ；程序名T0101 ；70外圆车刀M03S600 ；主轴正转，转速600r/min M07 ；切削液开 G00X65Z3 ；快速定位到切削起点G01Z-3F200 ；直线插补到切削起点X0 ；切削零件右端面G00X65Z0 ；快速定位到循环起点G71U3R2P1Q2X0.2Z0.2F200 ；G71复合车削循环，循环N1N2段之间，；粗车零件右端外轮廓，精加工余量为； X：0.2 Z：0.2N1G01X40F100 ；精加工程序起始段Z-3S1000 ；精加工转速1000r/minG42G01X47Z-43D01 ；引入刀具左补偿，刀具接近工件Z-48 ；倒角，工艺考虑，螺纹轴少车0.1mmX53 ；加工端面G00X69Z-13 ；刀具快速退到圆弧切削起点N2G02X69Z-43R15；加工R15的圆弧G40 ；取消刀补G00X100Z100 ；快退到换刀点T0202 ；换2号刀，镗刀S400 ；镗孔转速400 r/minG00X24Z0 ；快速定位到镗孔起点处G71U2R1P1Q2X-0.2Z0.2F40 ；G71复合车削循环，循环N1N2段之间，；粗车零件右端外轮廓，精加工余量为； X：-0.2 Z：0.2N1G01X30Z-3 ；精加工程序起始段Z-11 ；精加工转速1000r/minX24.3575Z-27 ；镗内孔锥面N2Z-32 ；镗孔G00X69Z-13 ；刀具快速退到圆弧切削起点M09 ；切削液关G00X10 ；快速退刀Z100 M05 ；主轴停止M30 ；程序结束，并复位工序卡二工序号程序编号零件图号零件名称使用设备产品名称夹具名称夹具编号材料二00021-1轴类零件图六CK1640四爪卡盘0145钢加工内容刀具号刀具名称刀具规格/mm切削三要素加工余量/mm备注主轴转速被吃刀量进给速度r/minmmmm/min车端面01主偏角为75的外圆车刀0.1560032000.1车外圆01主偏角为75的外圆车刀0.1550032000.3加工工艺孔05标准24麻花钻 540040 粗车内孔04内孔镗刀0.156001400.2精车内孔04内孔镗刀0.154000.2400.2.工艺过程卡序号工序内容定位基准1粗加工零件右端，打工艺孔零件毛坯外圆柱面2粗、精加工零件右半部分毛坯外圆柱面3粗、精加工零件左半部分零件右端已加工外圆柱面44处4检验3. 数控机床加工与自检数据分析：3.1零件自检数据分析3.1.1 操作中影响加工尺寸的因素在实际操作中影响加工尺寸的因素主要有：是否正确选择刀位点，在进行对刀操作时，必须要选择一对刀点，对刀点可以在工件表面，也可以在工件外面（如：选在夹具或机床上）但必须与零件的定位基准哟明确的尺寸关系，这样才能确定机床坐标系和工件坐标系的位置，但为了提高加工精度和关键点的方便计算，对刀点应尽可能选在工件的设计基准或工艺基准上，如：轴类零件可选在轴线上，加工完后用外径千分尺和内径百分尺检测零件的径向尺寸，零件的总长度尺寸要求1450.08MM，由公差尺寸精度表可知该长度尺寸精度要求不高，在掉头加工时用试切端面的方法保证其精度。3.1.2 对刀数据的处理及加工方法对刀数据的处理及加工方法，数控车床对刀的目的是为了调整每把刀的刀位点，这样在刀架转位后虽然各刀具的刀尖不在同一点上，但通过刀具补偿，将使每把刀的刀位点都重合在某一理想位置上，编程者只按工件的轮廓编制加工程序而不考虑不同刀具长度和刀尖半径的影响，数控车床对刀的方法较多，通常在单件小批量生产中以试切法对刀应用居多，其具体操作方法如下：（1）试切端面后，保证Z轴方向不移动，将刀偏表中对应的刀具号后的“试切长度”栏设置为零。（2）试切直径（外圆，内孔）用游标卡尺或刃径百分表量出试切值。注意：在加工过程中必须浇注切削液，以免因加工时切削热升高造成工件热变形，最终导致测量有误差，并将测量值输入到刀偏表相应的刀具栏中。（3） 刀具补偿，在刀偏表磨损栏中给定休整值，一般情况下外轮廓加工：+0.30.5MM内孔加工：-0.20.4MM。（4） 在粗加工后，再次测量，将实际测量值与图纸上相应的数据值进行比较，将差值填入到磨损值栏中，并注明+、-号。（5）重新休整直到达到图纸尺寸精度的要求。 3.1.3 影响表面粗糙度的因素零件内、外表面粗糙度均要求为R1.6UM。影响其主要因素有：（1）工件材料的影响（2）切削用量选择过小（3）刀具的选择不合理加工完成后检测时可能需要用到的量具表1-1 量具清单序号量具名称规格量备注01杠杆千分尺0.01mm102游标卡尺200mm103外径千分尺0-25mm104外径千分尺25-50mm105外径千分尺50-75mm106外径千分尺75-100mm107外径千分尺100-125mm108深度千分尺0-100mm109螺纹环规M202110块规4-2级111块规6-2级112块规8-2级113块规10-2级114块规12-2级115钢板尺300mm13.2 工件刀具的装夹及对刀操作（1）三爪卡盘加紧工件时，应留有可靠的夹持长度，工件的伸出长度应考虑到零件的加工长度和必要的安全距离等，工件中心尽可能与主轴轴线重合。如装夹外圆时，已经精车的工件，必须在工件外圆上包上一层铜皮，以防损伤外圆表面。（2）刀具的安装应注意以下几项： 车刀不能伸出过长 刀尖应与主轴轴线等高 螺纹车刀安装时，应用螺纹样板进行校正。同时要保证刀尖中心线与主轴线垂直。 安装切槽刀时要装正，以保证两副偏角相等。3.3 数控车床操作注意事项（1）正常开机后，首先应该进行返回参考点操作。因为华中数控系统机床一般都是采用增量型的检测装置，在断电后就失去了对各坐标位置的记忆，所以在接通电源后，必须让各坐标值回零。（2）在选择“回零”方式后手动按下+X、+Z”可以完成各轴回参考点。机床回零完成后，相应“方向键”指示灯亮，表明机床已返回参考点，不得按任何键以免回位不准确。（3）在回参考点过程中，若出现超程，可按住控制面版上的“超程解除”，向相反的方向手动移动该轴使其退出超程状态。 （4）在机床运行过程中，在危险或紧急情况下，按下控制面板上的“急停”按扭，解除“急停”复位后，应重新执行回参考点操作，以确保各轴坐标位置的正确性。（5）关机时，首先要参考点回零，再按下“急停”按扭，以断开伺服电源，减少设备电冲击，然后断开数控机床总电源（机床开关）。主要参考文献：1、詹华西。数控加工与编程M。第二版。西安电子科技大学出版社，2004。2、余英良。数控加工编程与操作M。北京：高等教育出版社，2005。3、李 华。机械制造技术M。第二版。北京：高等教育出版社，2005。4、第一界数控技能大赛组委会。决赛试题解析与点评。中国科学出版社，2005。5、朱淑萍。机械加工工艺与设备。机械出版社出版，2002。6、袁 锋。数控车床培训教程。机械工业出版社，2004。7、李 澄。机械制图。北京：高等教育出版社，2003。8、薛彦成。公差配合与技术测量M。第二版。北京：机械工业出版社，1999。9、数控技师手册M。北京：机械工业出版社，2005。10、冯师颜。误差理论与实践数据处理，1980。11、范德良。公差技术测量M。辽宁技术出版社，1983。毕 业 设 计 小 节 转眼间，历经一个多月的毕业设计就要结束了，这是我们大学之中最后一个也是最重要的一个设计、一个阶段。毕业设计是考验我们大学三年来的所学，它要求我们能将这三年来所学到的知识融会贯通、熟练应用，并要求我们能够理论联系实际，培养我们的综合运用能力以及解决实际问题的能力。作为一名数控技术及应用专业的大学生，在这三年的大学学习生活中，系统并认真的学习了数控以及其相关专业的课程。为了更深入的理解并掌握大学所学到的专业知识，加强专业技能。我选择的毕业设计课题是：轴类零件的机械加工工艺设计。加工前首先我们要对零件的工艺进行分析，如零件图的分析，零件的精度分析以及加工工艺的分析，选择加工方法，拟订加工方案，选择合适的刀具，确定切削用量等。在编程时更要考虑一些工艺问题，如对刀点，加工路线等。我们在对零件的精度进行分析时，首先要看配合尺寸，哪些尺寸比较关键，以及它的公差为多少。加工方法的选择原则是在保证零件表面的加工精度和表面粗糙度的前提下，兼顾生产效率和加工成本。我们选择加工方法时要全面考虑零件的形状，尺寸大小，热处理要求和现有的生产条件。拟订加工方案时，我们要考虑零件的装夹。在加工过程中，如果零件需要掉头，我们必须考虑到掉头以后零件是否有合适的装夹位置。在加工时，我们要结合零件图纸选择合适的刀具进行加工，在选择刀具时，我们要考虑到所选刀具在加工过程中是否会与工件发生干涉。数控机车加工工艺与普通机床加工工艺在原则上基本相同，但数控加工的整个过程是自动的，在加工上有其独特的优点。本着严谨，务实，求真的优良作风，从设计的第一步到最后一步，我都以最饱满的热情投入到设计中去。通过此次的设计，使我对数控的加工与编程有了更深层次的认知，对以后从事的数控这一行业，将产生积极而深远的影响。通过这次设计分析，需要对刀具的切削参数进行计算等方面的问题给予考虑，这些方面的知识都需要我们去复习在大一、大二时所学的机械制图、机械设计、机械制造、 绘图、公差测量与配合等专业课程，在对以前学的知识进行全面系统的回顾后，大脑里已形成一个初步印象。也对各科专业知识之间的联系有了很好的理解。此次设计，带给我的最大体会就是对知识以及手工操作有了更进一步的掌握与理解，设计中，让我对编程的速度更快了一些，除了对编程与操作熟练了一些外，还对在设计之前必须对工件的工艺进行分析，对夹具、刀具以及机床的选择有了初步的了解，我想这在我以后的工作中定会有很大的帮助，平时上课时的练习我们只能学到机床最基本的操作，但是在设计中对机床各部件却能得心应手。因此，可以说：理论是实践的基础，只有不断在实践中总结经验，并对以前学过的理论进行消化和创新，自己的水平就会有很大的提高。本次设计的时间比较短，也很紧迫，在设计的过程中得到了老师与同学的很多指导和帮助，经过和同学们一起努力奋斗的日日夜夜，回顾整个大学生活，此时，自己有一种要认真独立完成一种学问的的冲动，通过设计，从而也真正体会到
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