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偏心轴数控加工毕业设计,偏心,数控,加工,毕业设计
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Xxx大学机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号产品名称偏心轴零件名称偏心轴共页第页材 料 牌 号45#毛 坯 种 类锻造毛坯外形尺寸212x1535每毛坯件数每 台 件 数备 注 工 序 号 工序 名称 工 序 内 容 车间 工段设 备工 艺 装 备 工时/min 准终 单件1锻锻造毛坯212x15352热处理正火处理（释放应力，增加材料延展性和韧性）3铣铣两端面金工X52k硬质合金端铣刀，游标卡尺4车车两端外圆金工C6140硬质合金外圆车刀，游标卡尺5钻钻中心孔和螺纹孔金工Z525麻花钻，扩孔刀，游标卡尺6钻钻另一端轴中心孔金工Z525麻花钻，扩孔刀，游标卡尺7车粗车轴偏心外圆轴金工C6140硬质合金外圆车刀，游标卡尺8车精车轴偏心外圆轴金工C6140硬质合金内孔车刀，游标卡尺9车粗车各处外圆金工C6140硬质合金外圆车刀，游标卡尺10车精车各处外圆金工C6140硬质合金外圆车刀，游标卡尺11磨磨削偏心外圆轴金工M720砂轮，游标卡尺12磨磨削两轴端圆金工M720砂轮，游标卡尺13磨磨削各处外圆金工M720砂轮，游标卡尺14铣铣键槽金工X52k硬质合金端铣刀，游标卡尺15钳倒角, 去毛刺金工16终检入库 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期=信息列表创建者： Administrator日期 ： 2011-3-8 18:08:36当前工作部件 ： X:ugthree38zhou.prt节点名 ： abb34b178c49462=%N0010 G94 G90 G20N0020 G50 X0.0 Z0.0:0030 T00 H00 M06N0040 G97 S0 M03N0050 G94 G00 X4.0617 Z-30.1154N0060 G92 S0N0070 G96 M03N0080 G95 G01 Z-30.0958 F.004N0090 Z29.9213N0100 X4.1732N0110 X4.1871 Z29.9073 F.0394N0120 G94 G00 Z29.9213N0130 X4.0814N0140 G95 G01 X4.0617 F.004N0150 X3.9501N0160 Z-29.9777N0170 Z-29.9973 F.0394N0180 G94 G00 X3.9895N0190 Z-30.1154N0200 X3.8386N0210 G95 G01 Z-30.0958 F.004N0220 Z29.9213N0230 X3.9501N0240 X3.9641 Z29.9073 F.0394N0250 G94 G00 Z29.9213N0260 X3.8583N0270 G95 G01 X3.8386 F.004N0280 X3.727N0290 Z-29.9777N0300 Z-29.9973 F.0394N0310 G94 G00 X3.7664N0320 Z-30.1154N0330 X3.6155N0340 G95 G01 Z-30.0958 F.004N0350 Z29.9213N0360 X3.727N0370 X3.741 Z29.9073 F.0394N0380 G94 G00 Z29.9213N0390 X3.6352N0400 G95 G01 X3.6155 F.004N0410 X3.5039N0420 Z-29.9777N0430 Z-29.9973 F.0394N0440 G94 G00 X3.5433N0450 Z-30.1154N0460 X3.3924N0470 G95 G01 Z-30.0958 F.004N0480 Z29.9213N0490 X3.5039N0500 X3.5179 Z29.9073 F.0394N0510 G94 G00 Z29.9213N0520 X3.4121N0530 G95 G01 X3.3924 F.004N0540 X3.2808N0550 Z-29.9777N0560 Z-29.9973 F.0394N0570 G94 G00 X3.3202N0580 Z-30.1154N0590 X3.1693N0600 G95 G01 Z-30.0958 F.004N0610 Z29.9213N0620 X3.2808N0630 X3.2948 Z29.9073 F.0394N0640 G94 G00 Z29.9213N0650 X3.189N0660 G95 G01 X3.1693 F.004N0670 X3.0577N0680 Z-29.9777N0690 Z-29.9973 F.0394N0700 G94 G00 X3.0971N0710 Z-30.1154N0720 X2.9462N0730 G95 G01 Z-30.0958 F.004N0740 Z29.9213N0750 X3.0577N0760 X3.0717 Z29.9073 F.0394N0770 G94 G00 Z29.9213N0780 X2.9659N0790 G95 G01 X2.9462 F.004N0800 X2.8346N0810 Z-29.9777N0820 Z-29.9973 F.0394N0830 G94 G00 X2.874N0840 Z-30.1154N0850 X2.7231N0860 G95 G01 Z-30.0958 F.004N0870 Z29.9213N0880 X2.8346N0890 X2.8486 Z29.9073 F.0394N0900 G94 G00 Z29.9213N0910 X2.7428N0920 G95 G01 X2.7231 F.004N0930 X2.6115N0940 Z-29.9777N0950 Z-29.9973 F.0394N0960 G94 G00 X2.6509N0970 Z-30.1154N0980 X2.5N0990 G95 G01 Z-30.0958 F.004N1000 Z29.9213N1010 X2.6115N1020 X2.6255 Z29.9073 F.0394N1030 G94 G00 Z-22.3234N1040 X2.5197N1050 G95 G01 X2.5 F.004N1060 X2.3997 Z-24.2369N1070 Z-29.9777N1080 Z-29.9973 F.0394N1090 G94 G00 X2.4391N1100 Z-30.1154N1110 X2.2994N1120 G95 G01 Z-30.0958 F.004N1130 Z-26.1505N1140 X2.3997 Z-24.2369N1150 X2.4136 Z-24.2508 F.0394N1160 G94 G00 Z-26.1505N1170 X2.3191N1180 G95 G01 X2.2994 F.004N1190 X2.1991 Z-28.0641N1200 Z-29.9777N1210 Z-29.9973 F.0394N1220 G94 G00 X2.2385N1230 Z-30.1154N1240 X2.0989N1250 G95 G01 Z-30.0958 F.004N1260 Z-29.9777N1270 X2.1991 Z-28.0641N1280 X2.2131 Z-28.078 F.0394N1290 G94 G00 X2.5394N1300 Z29.9213N1310 X2.5197N1320 G95 G01 X2.5 F.004N1330 X2.3885N1340 Z22.3031N1350 X2.5N1360 X2.5139 Z22.3171 F.0394N1370 G94 G00 Z22.3031N1380 X2.4081N1390 G95 G01 X2.3885 F.004N1400 X2.2769N1410 Z29.9213N1420 X2.3885N1430 X2.4024 Z29.9073 F.0394N1440 G94 G00 Z29.9213N1450 X2.2966N1460 G95 G01 X2.2769 F.004N1470 X2.1654N1480 Z22.3031N1490 X2.2769N1500 X2.2908 Z22.3171 F.0394N1510 G94 G00 Z22.3031N1520 X2.185N1530 G95 G01 X2.1654 F.004N1540 Z25.374N1550 X2.1457N1560 Z29.9213N1570 X2.1654N1580 X2.1457N1590 X2.0522N1600 Z26.6732N1610 X2.0554N1620 X2.1457 Z26.5829N1630 Z25.374N1640 X2.1596 Z25.3879 F.0394N1650 G94 G00 Z26.6732N1660 X2.0719N1670 G95 G01 X2.0522 F.004N1680 X1.9587 Z26.6731N1690 Z29.9213N1700 X2.0522N1710 X2.0661 Z29.9073 F.0394N1720 G94 G00 Z29.9213N1730 X1.9783N1740 G95 G01 X1.9587 F.004N1750 X1.8652N1760 Z26.673N1770 X1.9587 Z26.6731N1780 X1.9726 Z26.687 F.0394N1790 G94 G00 Z26.673N1800 X1.8848N1810 G95 G01 X1.8652 F.004N1820 X1.7717 Z26.6729N1830 Z29.9213N1840 X1.8652N1850 X1.8791 Z29.9073 F.0394N1860 M02%零件编号零件名称材料数控刀具明细表程序编号车间使用设备偏心轴45#数控车间CK6140刀号刀位号刀具名称刀具刀补地址换刀方式加工部位直径/mm长度/mm设定补偿设定直径长度1T01硬质合金端面45度车刀粗车外圆柱面 2T02硬质合外圆车刀精车外圆柱面编制审核批准 年 月 日共 页第 页数控加工工序卡片产品名称或代号零件名称零件图号偏心轴工序号程序编号夹具名称夹具编号使用设备车间三爪卡盘CK6140数控加工车间工步号工步内容加工面刀具号刀具规格主轴转速进给速度切削深度备注1粗车偏心轴外圆轮廓T01硬质合金外圆车刀5000.30.5自动2精车偏心轴外圆轮廓,T02硬质合金外圆车刀8000.10.2自动编制审核批准共 页第 页毕业设计论文Xxx大学毕 业 设 计（论 文）论文题目： 所属系部： 指导老师： 职 称： 学生姓名： 班级、学号: 专 业： 年 月 日 摘 要 偏心轴是车床的主要零件，其结构合理与否、质量的好坏对加工过程、加工精度等有很大的影响，因此，在机床零件设计的过程中为主要考虑对象。偏心轴在偏心轴工件的加工、端面钻孔、铰孔等工序中经常应用，其工作状况好坏对工件加工质量有着较大的影响。偏心轴的主要作用是为偏心轴零件定心，同时具有辅助支撑和夹紧的功能。尾座顶尖的定位精度直接影响机床加工工件的径向尺寸精度，以及圆度、圆柱度、同偏心轴度等形位精度。而是直接用来装夹顶尖的，由此可见，车床的加工质量将直接影响到机床的工作精度和使用寿命。所以，研究车床的成形工艺是非常重要的。此篇论文主要内容是对零件的材料选用以及成形方法的研究及设计。首先，简述了车床的作用与工艺分析，然后对成形工艺作了详细的研究与设计，其中包括如何选材及热处理要求，分析了毛坯的制造方案与选用原则，分析了基准面的选取、定位和夹紧方案对加工精度的影响，叙述了切削用量对加工精度的影响以及如何选用。在此基础上，制定了加工工艺路线与工艺规程设计，进行了各道工序的加工方法，机床、刀具、夹具、辅具、量具的选择，编制了机械加工工艺过程卡片与典型的工序卡片，以及偏心轴成形方法的设计与加工。 关键词： 基准 精度 工艺Abstract Lathe tailstock sleeve is the main component, its structure is reasonable or not, good or bad quality of the machining process, machining accuracy, etc. have great impact, therefore, in the process of designing machine parts for the main object considered. Lathe Tailstock the shaft workpiece, face drilling, reaming and other processes often applied, the working conditions good or bad quality of the workpiece has a greater impact. The main role of the lathe tailstock for the shaft-centering, but also has auxiliary support and clamping functions. Tailstock directly affect the positioning accuracy of the radial size of the workpiece machining accuracy, as well as roundness, cylindrical form, such as coaxial geometrical precision. The sleeve is clamped directly to the top, we can see, lathe processing sleeve will directly affect the quality of the work of precision machine tools and service life. Therefore, the forming process of turning the sleeve is very important. This paper is mainly sleeve forming part of the material selection and methods of research and design. First of all, described the role of a lathe sleeve with process analysis, calculating the basic size of the sleeve, and then forming process in detail on the research and design, including how the materials and heat treatment requirements, the manufacture of the blank programs and selection principles, analysis of the base level of the selection, positioning and clamping the program on the processing accuracy, described the cutting of the machining accuracy and how to choose. On this basis, the development of processing routes and process planning, carried out the working procedure of the processing methods, machines, tools, fixtures, accessories, measuring the choice of the preparation of a mechanical process and the typical process card Lathe Tailstock sleeve shaping and guiding the design and processing methods.Keywords: Sleeve；Benchmark；Location；Technology目 录 摘 要IIAbstractIII目 录IV第一章 加工工艺规程设计11.1偏心轴零件的作用11.2偏心轴顶针的毛坯设计21.21零件的生产类型21.22毛坯的种类和制造方法21.3偏心轴的毛坯设计31.4 工件基准的选择41.5 工艺路线51.6加工余量和工序尺寸的确定61.7切削用量的确定61.8时间定额的确定7第二章 夹具设计92.1夹具设计分析92.2 夹紧机构设计92.3夹具在机床上的安装92.4夹具结构件设计102.5夹具设计的设计与图纸绘制112.6定位误差分析132.7夹具精度分析15第三章 数控加工163.1绪论163.2刀具几何形状的选择。173.3数控车操作过程18数值计算18第四章 总结与展望233.1总结233.2展望23致 谢24参考文献2525XXX大学毕业论文第一章 加工工艺规程设计1.1偏心轴零件的作用偏心轴是车床上常用的部件，在偏心轴工件的加工、端面钻孔、铰孔等工序中经常应用，其工作状况好坏对工件加工质量有着较大的影响。偏心轴的主要作用是为偏心轴零件定心，同时具有辅助支撑和夹紧的功能。尾座顶尖的定位精度直接影响机床加工工件的径向尺寸精度，以及圆度、圆柱度、同偏心轴度等形位精度，而偏心轴直接用来装载顶尖，对顶尖，对加工的零件会产生重要的影响。 偏心轴的具体 技术要求如下： (1)外圆的圆柱度公差为0.005mm。 (2）莫氏4号锥孔偏心轴心线与m外圆偏心轴心线的同偏心轴度公差为0.01mm。 (3）莫氏4号锥孔偏心轴心线对外圆偏心轴心线的径向跳动公差为0.01mm。 (4）键槽对外圆偏心轴心线的平行度公差为0.025mm，对称度公差为0.1mm。 (5）锥孔涂色检查其接触面积应大于75%。 (6）调质处理2832HRC。 (7）局部外圆及锥孔淬火4550HRC1.2偏心轴顶针的毛坯设计1.21零件的生产类型零件的生产纲领为：N=Qn（1+a%）（1+b%）(件/年)其中，产品年产量Q为台/年, 每台产品中该零件的数量为n件/台，零件备品率为a%，零件废品率为b%。从初始资料和计算结果可知，该零件为大批生产。1.22毛坯的种类和制造方法毛坯选择45#，毛坯材料（45#），由资料2机械加工工艺手册表4-71，可得力学性能：表1.1（45#）的性能参数牌号铸件壁厚最小抗拉强度硬度铸件硬度范围金相组织45#2.5-1010-2020-3030-50175145130120H175150-200铁素体+珠光体灰铸体一般的工作条件： 承受中等载荷的零件。 磨檫面间的单位面积压力不大于490KPa。毛坯的热处理（45#）中的碳全部或大部分以片状石墨方式存在铸铁中，由于片状石墨对基体的割裂作用大，引起应力集中也大；因此，使石墨片得到细化，并改善石墨片的分布，可提高铸铁的性能。可采用石墨化退火，来消除铸铁表层和壁厚较薄的部位可能出现的白口组织（有大量的渗碳体出现），以便于切削加工。毛坯的结构工艺要求为锻造件，对毛坯的结构工艺有一定要求： 铸件的壁厚应和合适，均匀，不得有突然变化。 锻造圆角要适当，不得有尖角。 铸件结构要尽量简化，并要有和合理的起模斜度，以减少分型面、芯子、并便于起模。 加强肋的厚度和分布要合理，以免冷却时铸件变形或产生裂纹。 铸件的选材要合理，应有较好的可铸性。毛坯形状、尺寸确定的要求设计毛坯形状、尺寸还应考虑到： 各加工面的几何形状应尽量简单。 工艺基准以设计基准相一致。 便于装夹、加工和检查。 结构要素统一，尽量使用普通设备和标准刀具进行加工。在确定毛坯时，要考虑经济性。虽然毛坯的形状尺寸与零件接近，可以减少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但这样可能导致毛坯制造困难，需要采用昂贵的毛坯制造设备，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的种类形状及尺寸的确定一定要考虑零件成本的问题但要保证零件的使用性能。1.3偏心轴的毛坯设计零件的毛坯制造形式主要有锻造与锻造（压）等方法。本设计中，毛坯制造形式为模锻。下面是两种方案的比较与选用过程：（1）锻造：锻造是指熔炼金属，制造铸型，并将熔融金属浇入铸型，凝固后获得一定形状、尺寸和性能铸件的成形方法。锻造方法常用于制造承受静载荷及压应力的结构件，如箱体、床身、支架等。此外，有一些特殊性能要求的构件，如球磨机的轧辊等也常用锻造方法制造。优点：1）较强的适应性；a、铸件材料不受限制。工业生产中常用的金属材料，如各种合金钢、铸铁、有色金属等，都可用锻造方法成形。b、铸件形状不受限制。锻造可生产出形状复杂的铸件，特别是能够制造具有复杂内腔的铸件。C、铸件的尺寸、质量和生产批量不受限制。2）良好的经济性；3）实现了少切削和无切削；铸件的形状和尺寸与零件非常相近，铸型精密，型腔表面极为光洁，铸件的精度可达CT5CT7级，表面粗糙度可达Ra253.2 um,实现少切削和无切削加工。缺点：铸件力学性能较差：由于锻造生产工艺的特点是液态成形，锻造的工序多，铸件在浇注、凝固和固态冷却过程中，受许多因素影响，故铸件缺陷往往较多，如晶粒粗大、成分偏析、缩孔、气孔、夹渣等，废品率较高，质量不够稳定。所以，铸件的力学性能较差，其应用范围也受到一定限制。（2）锻造：锻造是对坯料施加外力，使其产生塑性变形，改变尺寸、形状及改善性能，用以制造机械零件、工件或毛坯的成形加工方法。大多数金属材料在冷态或热态下都具有一定的塑性，因此他们可以在室温或高温下进行各种锻压加工。常见的锻压方法有自由锻造、模锻、轧制、挤压等。优点：1）锻压加工后，可使金属获得较细密的晶粒；可以压合锻造组织内部的气孔、缩松等缺陷；能使高合金工具钢中的合金碳化物被击碎和均匀分布；并能合理控制金属纤维方向，以使纤维方向与应力方向相适应，提高零件的性能。2）锻压加工后，坯料的形状和尺寸发生改变而其体积基本不变，与切削加工相比可节约金属材料和加工工时。3）除自由锻外，其它锻压方法如模锻、冲压、冷镦等都具有较高的劳动生产率。4）能制造各种形状、不同质量和批量的零件，适用范围广。 一般常用的金属型材、板材、管材和线材等原材料，大都是通过轧制、挤压、拉拔等方法制成的。机器制造工业中常用压力加工的方法来制造毛坯和零件。凡承受重载荷的机器零件，如机器的主偏心轴、重要齿轮、连杆、炮管和枪管等，通常需采用锻件作毛坯，再经切削加工而制成。 锻件在制造方法上又分自由锻和模锻两种。自由锻使用的设备比较简单，但毛坯精度较低、余量较大、生产率低，只是用于单件小批生产。模锻一般在模锻压力机上进行，设备比较昂贵，并需要专用锻模，但毛坯精度高、加工余量小、生产率高。由于本设计是加工偏心轴，是大批量加工，所以选择摸锻。模锻件的公差及机械加工余量按GB/T12362-2003确定.要确定毛坯的尺寸公差首先要确定以下几个因素: （1）锻件公差等级 由该零件的功用和技术要求,确定其锻件公差等级为普通级。 (2) 锻件质量 估计其质量为6 。 (3) 该零件的形状复杂系数为S1级。 (4) 锻件毛坯的直径方向单边余量为5mm，水平方向的单边余量为5mm。 (5) 锻件的模锻斜度为；外圆角半径为2.5mm。1.4 工件基准的选择偏心轴类零件内、外表面偏心轴线的同偏心轴度以及端面与孔偏心轴线的垂直度要求较高，若能在一次装夹中完成内，外表面及端面的加工，则可获得很高的位置精度，但这种方法的工序比较集中，对于尺寸较大的，尤其是长径比大的偏心轴类，不便一次完成。于是，将偏心轴类内、外表面加工分在几次装夹中进行。一般可以先加工孔然后以孔为精基准最后加工外圆。由于这种方法所用夹具（心偏心轴）的结构简单、定心精度高，可获得较高的位置精度，因为此应用甚广，这是采用孔定位的方式。另一种方法是先加工外圆，然后以外圆为精基准最后加工孔。采用这种方法时，工件装夹迅速、可靠，但夹具较上述定位的复杂，加工精度略比上法差。本设计采用先加工孔然后以孔为精基准最后加工外圆的方法定位。 （1）选择外圆表面作为粗基准。以它作粗基准定位加工孔，为后续工序加工出精基准。 这样使外圆加工时的余量均匀，避免后续工序加工精度受到“误差复映”的影响。 （2）选择孔作为精基准。这样还能在一次装夹中把大多数外圆表面加工出来，有利于保证加工面间的相互位置精度。 1.5 工艺路线拟订工艺路线是指拟订零件加工所经过的有关部门和工序的先后顺序。工艺路线的拟订是制订工艺规程的重要内容，其主要任务是选择各个加工表面的加工方法，确定各个表面的加工顺序以及整个工艺过程的工序数目和工序内容。它与零件的加工要求，生产批量及生产条件等多种因素有关。本节主要叙述工艺路线拟订的一些共性问题，具体拟订时，应结合实际情况分析比较，确定较为合理的工艺路线。工艺路线表工序号工序名称工序内容工艺装备1锻锻造毛坯212x15352热处理正火处理（释放应力，增加材料延展性和韧性）3铣铣两端面C61404车车两端外圆CK61405钻钻中心孔和螺纹孔MMW1420B6钻钻另一端轴中心孔7车粗车轴偏心外圆轴8车精车轴偏心外圆轴9车粗车各处外圆10车精车各处外圆11磨磨削偏心外圆轴12磨磨削两轴端圆13磨磨削各处外圆14铣铣键槽15钳倒角, 去毛刺16终检入库1.6加工余量和工序尺寸的确定加工余量是指在加工过程中从被加工表面上切除的金属层厚度。加工余量可分为总加工余量和工序加工余量（工序余量）两种。总加工余量为同一表面上毛坯尺寸与零件图设计尺寸之差（即从加工表面上切除的金属层总厚度）；工序余量是指某一表面相邻两工序尺寸之差（即在一道工序中所切除的金属层厚度）。加工余量又可分为单边余量和双边余量两种。显然某表面总加工余量等于该表面各工序余量之和。 1.7切削用量的确定切削用量包括背吃刀量，进给量和切削速度。正确选择切削用量，对保证加工质量，提高生产率，合理利用设备，降低加工成本和刀具的消耗等都有很大的作用。因此，在选择切削用量时，应根据加工表面的质量、生产率、切削时引起的工艺系统的变形与振动、刀具的耐用度及机床的功率等因素来进行选择。单件小批生产中，为简化工艺文件一般不具体规定切削用量，由操作工人根据具体情况确定。在大量生产中，为充分利用高生产率设备的潜力以及高精度机床的使用，必须科学地、严格地确定切削用量，其选用原则如下： （1）粗加工切削用量的选择原则粗加工毛坯余量大，加工的精度和表面粗糙度要求不高。因此，粗加工切削用量的选择应在保证必要的刀具耐用度的前提下，以尽可能提高生产率和降低成本为目的。通常生产率以单位时间内的金属切除率表示1000 (2-1)式中 单位时间内金属的切除率（/s）。由上式可以看出，提高切削速度、增大进给量和切削深度都能提高切削加工生产率。但在这三因素中对刀具耐用度T的影响以最大，最小，所以在粗加工中选择切削用量时，应首先选用尽可能大的背吃刀量，其次是选用较大的进给量，最后才根据合理的刀具耐用度，用计算法或用查表法确定一个合理的切削速度。 1）背吃刀量的选择 粗加工时的背吃刀量由工件的加工余量和工艺系统的刚度决定。在保留必要的半精加工、精加工余量的前提下，尽可能将粗加工余量一次切除掉，只有在总余量太大，一次切不完时，才考虑分几次走刀。 2）进给量的选择 粗加工时限制进给量提高的主要因素是切削力。在工艺系统的刚性和强度良好的情况下，可用较大的值，反之适当减小值。具体可查表选用。 3）切削速度的选择 切削速度主要受刀具耐用度的限制，在及选定后，可按下式计算求得 (2-2)切削用量、和三者决定了切削功率，故在选用时还必须考虑到机床的许用功率。 （2）精加工切削用量的选择原则在精加工时，加工精度和表面粗糙度的要求都较高，加工余量小而均匀。因此，在选择精加工的切削用量时，着重是考虑保证加工质量，并在此基础上尽量提高生产率。 1）背吃刀量的选择由粗加工后留下的余量决定，一般不能太大，否则会影响加工质量。 2）进给量的选择 限制进给量提高的主要因素是表面粗糙度。在车脆性材料时，理论粗糙度轮廓最大高度（当时）或（当刀尖圆弧半径为零时）。因此，进给量是根据加工表面粗糙度的要求、刀尖圆弧半径、工件材料、主偏角及副偏角等来选取的。具体可查机械加工工艺手册中的有关表格。1.8时间定额的确定 时间定额是在一定生产条件下，规定生产一件产品或完成一道工序所消耗的时间。它是说明生产率的指标。时间定额是安排生产作业计划、成本核算的主要依据。在新建或扩建工厂时，也是计算设备数量、布置车间、计算人员数量的重要资料。因此，时间定额是工艺规程的重要组成部分。 完成一个零件的一道工序的时间定额称为单件时间定额，一般由下列部分组成： （1）基本时间，指直接改变工件尺寸、形状、相互位置和表面质量等所消耗的时间。基本时间在切削用量确定以后，可以计算出来。 （2）辅助时间，是为了完成切削的各种辅助动作的时间。对大批量生产，可将辅助动作分解，然后按各分解的动作分别进行查表确定。 （3）布置工作地时间 （4）休息和生理需要时间 （5）准备结束时间。在本工艺设计中，时间定额的计算主要是根据计算得出，具体的时间定额见附录机械加工工艺过程卡片。第二章 夹具设计2.1夹具设计分析本次毕业设计要设计车床夹具来满足上述车加工工序的加工，出于成本的考虑本次采用设计夹具的办法在满足这道工序，即在这道工序中，夹具的基体是通用部分，只需更换少数零件，就可以完成不同工序的加工要求。2.2 夹紧机构设计1、 夹紧结构的确定 对夹紧装置的基本要求机械加工中，工件的安装包括定位和夹紧两个密切联系的过程。工件在定位元件上定位以后，必须用一定的机构将它压牢，以保证在加工过程中不产生位移和振动。这种将工件压紧夹牢的机构称为夹紧机构。夹紧装置是机床夹具的重要组成部分，它的性能对夹具的使用性能影响很大，为了确保加工质量和提高生产率，对夹紧装置提出如下基本要求： 在夹紧过程中应保证工件的原有良好的定位。 夹紧力要可靠、适当。即要保证在加工过程中工件不移动和抖动；又不因夹紧力过大而使工件表面损伤、变形。 操作应安全、方便、迅速、省力。 结构简单、便于制造。设计和选用夹紧装置的关键问题是正确地施加夹紧力，然后选用和设计合适的夹紧机构来保证实现工件的夹紧。3、其它设计要点在设计夹具时，为降低成本，可选用手动螺钉夹紧，本道工序的车床夹具就是选择了手动螺旋板夹紧机构。由于本工序是粗加工，切削力比较大，为夹紧工件，势必要求工人在夹紧工件时更加吃力，增加了劳动强度，因此应设法使其自动化。2.3夹具在机床上的安装 夹具在机床工作台上的安装对于车床夹具装在工作台上，用两个定位键定位，用若干个螺栓夹紧。定位键的标准结构有A型和B型两种，其上部与夹具底面上的槽相配合，并用螺钉紧固在夹具体上。一般是随夹具一起搬运而不拆下，其下部与机床工作台上的T型槽相配合。由于定位键在键槽中总是有间隙的，因此在安装时，将定位键定位在T型槽一侧上，可提高定位精度。夹具在机床工作台上安装时，也可不用定位键而用找正的方法安装，这时夹具上应有比较精确的找正基面，用此种方法安装精度高，但夹具每次安装时均需要找正，一般用在镗床夹具中。夹具在工作台上的固紧是在夹具体上设计24个开口耳座。 夹具在机床回转主轴上的安装对于车床和内外圆磨床，其夹具一般时安装在主轴上，常见的安装方式有以下几种：夹具以前后顶尖与机床主轴前后顶尖和尾架后顶尖相连接，由拨盘带动。较长的定位心轴常采用这种连接方式。夹具以莫氏锥柄与机床主轴的莫氏锥孔相连接，为保险起见，有时可用拉杆从尾部拉紧，这种方式定位精度较高，定位迅速方便，但刚度低，一般适用于轻切削。夹具与机床主轴端部直接连接，用圆柱定位面定位，螺纹连接，并用两个压块放松保险。这种方式由于圆柱体配合存在间隙定心精度较低。夹具于C620，C630等车床主轴端部的连接就采用这种方式。这种连接方式定位精度高，接触刚度好，但有过定位，由于制造精度高，故可以允许。夹具通过过渡盘与车床主轴端部直接连接，过渡盘与车床主轴端部是用短锥和端面定位，夹具体用止口在过渡盘定位，用螺钉夹紧，这种情况多用于通用夹具，其定位夹紧与主轴端部结构配不上。止口的配合一般用H7/k6。有些不采用过渡盘止口连接方式的夹具，又无法安装定位元件直接找正夹具回转轴线，也需设计找正基面，以找正夹具回转轴线与机床回转轴线同轴。2.4夹具结构件设计夹具体是整个夹具体的基础零件，它的形状和尺寸取决于夹具上个组成元件的分布情况，工件的形状、尺寸及加工要求等。夹具体有铸造、焊接及组装三种类型。铸造结构一般用于精度要求高，结构相对复杂，加工时有较大振动的场合；焊接结构容易制造，生产周期短，但精度不高，容易变形，一般用于新产品的试制或单件小批生产中夹具的夹具体。夹具体设计施应注意的问题：夹具体要有足够的刚度和强度，承受夹紧力和切削力，在刚度不足处应设有加强筋。铸造夹具体壁厚一般为825mm，超过25mm应挖空；焊接夹具体壁厚一般为610mm。夹具体需要进行必要的热处理，以保证尺寸稳定。夹具体应有良好的结构工艺性，以便于制造、装配与使用。其形状应尽量简单，避免过多的凸凹弯扭，各工件表面一般应高出不加工表面415mm，以便于加工装配。夹具上不加工毛面与工件表面之间应有一定的距离，以保证工件和夹具体之间不发生干涉，通常当夹具体和工件都是毛面时，留815mm，夹具体是毛面，工件是光面时，留410mm。夹具体上一般应考虑搬运夹具时的吊装问题，以便于加工安装。对于小型夹具不需考虑吊装，但应考虑便于搬动，一般要求连同工件的总质量的超过1015Kg。图：四缸曲柄夹具体夹具体上应考虑排屑和清扫切屑方便，留有必要的排屑空间或排屑缺口。夹具体的结构尺寸应适当紧凑些，不要过于分散，考虑夹具的稳定性，夹具体底面可以做的稍大些，固定在工作台上的夹具中心应尽可能低一些。对回转类的夹具要注意平衡问题。2.5夹具设计的设计与图纸绘制按照传统，可把整个设计工件分成四个具体步骤。（1）明确设计任务，收集原始资料1)分析产品零件图及装配图，了解零件的作用、形状、结构、特点、材料、技术要求和整个加工工艺流程。2) 分析夹具设计任务书，研究任务书中所提的要求是否合理、可行和经济。以便发现问题，及时与有关人员进行磋商。3) 了解所使用机床的规格、性能、精度和与夹具连接部分结构的相关尺寸。4) 了解所使用的刀具、量具的规格。5）了解夹具制造车间的生产技术条件。6) 收集有关设计资料，其中包括夹具有关技术标准、设计参数和相关设计手册。（2）设计夹具总体方案这一阶段工作的主要任务是，根据工件的加工精度要求和工件的具体结构形状，以及已加工表面的情况，初步确定下列方案：1)确定工件的定位方式，选择合适的定位元件。2) 确定工件的夹紧方案，选择合适的夹紧装置。3) 确定刀具的调整方案，设计出合适的对刀元件或引导元件。4) 确定夹具与机床的连接方式。5) 确定夹具总体布局和夹具体的结构形状，及时根据具体要求考虑夹具的清屑、输送、防护等问题。（3）进行必要的计算，审查方案、改进设计在确定夹具结构方案的过程中，工件定位、夹紧、对刀和夹具在机床上定位等各部分结构以及总体布局会有几种不同的方案可供选择，因而都应画出草图，进行必要的计算。进行定位误差计算以确定定位元件的结构尺寸与精度；进行夹紧力计算以确定夹紧装置的尺寸及结构形式，同时对夹紧机构的薄弱环节进行强度校核以确定加紧元件的结构尺寸。（4）夹具总装配图的绘制总体方案确定后，即可着手绘制夹具装配图。装配图的绘制应注意以下几点：1) 图样绘制应符合国家制图标准。2) 尽量采用1：1的比例绘制，以便具有良好的直观性。3) 尽可能选择面对操作者的方向作为主视图，且主视图位置应符合工作状态。4) 用细双点划线绘制工件的外廓、定位基准面、夹紧表面和加工表面。5) 总图应把夹具的工作原理、各元件的装配关系表达清楚。总图产生的顺序一般是：首先用细双点划线画出工件；然后视工件为透明体依次画出定位元件、夹紧元件、对刀或引导元件，以及其他辅助结构；最后通过夹具体把各元件组成一整体。图形完工后，标注必要的尺寸、技术要求、零件序号，填写标题栏和明细表。（5）夹具零件设计及零件图绘制完成总装图后，由装配图逐个拆绘各个非标零件图，确定零件的结构、尺寸、技术要求，确定零件的材料牌号、热处理和表面处理要求，注意各零件的形状、大小，公差要相互协调。确定夹具总体布局和夹具体的结构形状，及时根据具体要求考虑夹具的清屑、输送、防护等问题。图：四缸曲柄夹具装配图2.6定位误差分析由于定位基准与设计基准重合，故基准不重合误差为零。基准位移误差的分析如图3-4所示：图3-4 基准位移误差分析基准位移误差：y=2*8tana=2*8*0.000625=0.01（mm） （3-3）刀具有关几何参数：由机床夹具设计手册表1-2-9 可得钻削切削力的计算公式：查机床夹具设计手册表得：对于灰铸铁：取 ， 即所以 由金属切削刀具表1-2可得：垂直切削力 ： 背向力：根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值。即：安全系数K可按下式计算：式中：为各种因素的安全系数，见机床夹具设计手册表可得： 所以 单个螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算： 式中参数由机床夹具设计手册可查得：其中：螺旋夹紧力：本设计采用6块压板夹紧，故得：易得：2.7夹具精度分析为确使夹具能满足工序要求，在夹具技术要求指定以后，还必须对夹具进行精度分析。若工序某项精度不能被保证时，还需要夹具的有关技术要求作适当调整。按夹具的误差分析一章中的分析方法，下面对本例中的工序要求逐项分析。1.此项要求由刀具精度保证，与夹具精度无关。2.对此项要求有影响的是对刀块侧面到定位板 间的尺寸90.04mm及塞尺的精度（2h8mm）。上述两项误差之和：D+G+A+J+T=0.0940.4(vmm) （3-6）因此，尺寸110.2mm能保证。B=0.2vmm （3-7）y=(d+D）/2=（0.16+0.025）/2=0.02mm(d为销公差，D为工件公差） （3-8）D=B+y=0.22mm （3-9）另外，塞尺尺寸（2h8mm）及对刀块水平面到定位销的尺寸（130.04mm）也对槽深尺寸有影响，T=0.014+0.08+0.094mm，J、G、A都对槽深无影响，因此，D+G+A+J+T=0.314（mm） （3-10）尺寸8的公差（按IT14级）为0.36mm，故尺寸8mm能保证。（1）定位误差D=y=0.01mm；（2）加工方法误差G=0.012mm；（3）夹具定位心轴17的轴线与夹具底面A的平行度公差0.05mm（见装配图），即A=0.05mm；（4）定位心轴17的轴线对定位侧面B的垂直度公差0.05mm，即A=0.05mm，而J、T都对垂直度无影响。由于这些误差不在同一方向，因此，槽中心平面最大位置误差在YOZ面之上为0.01+0.012+0.05=0.072mm；在YOX平面上为 0.01+0.012+0.03=0.052mm。此两项都小于垂直度公差0.08mm，故该项要求能保证。第三章 数控加工3.1绪论数控加工就是采用数控程序控制机床进行零件加工的一种加工方法，相对于普通机床加工，数控加工具有加工效率高、劳动强度低、加工精度高、柔性好等一系列优点。数控机床加工中，数控程序（数控加工程序）是不可缺少的一部分，数控机床之所以能加工出各种形状、不同尺寸和精度的零件，就是因为编程人员为它编制了不同的加工程序。编写数控加工程序的过程就是将加工零件的工艺过程、工艺参数（进给速度、主偏心轴转速和背吃刀量等）、位移数据及开关命令（换刀、切削液开/关和工件装卸等）等信息用数控系统规定的功能代码和格式按加工顺序编写成加工程序单，并记录在信息载体上，再通过信息载体将数控加工程序输入机床数控装置，从而指挥数控机床按数控程序的内容加工出合格的零件。数控程序编写的如何，直接影响零件加工质量。数控编程分手工编程和自动编程。手工编程是由人工完成刀具轨迹计算及加工程序的编制工作。当零件形状不十分复杂或加工程序不太长时，采用手工编程方便、经济。自动编程是利用计算机通过自动编程软件完成对刀具运动轨迹的计算、加工程序的生成及刀具加工轨迹的动态显示等。对于加工零件形状复杂，特别是涉及三维立体形状或刀具运动轨迹计算繁琐时，常采用自动编程。在数控编程中，工艺分析和工艺设计是至观重要的，无论是手工编程还是自动编程，在加工前都要对所加工零件进行工艺分析，拟定加工方案，选择加工设备、刀具、夹具，确定切削用量，安排加工顺序，制定走刀路线等。在编程过程中，还要对一些工艺问题（如对刀点，换刀点，刀具补偿等）做相应处理。因此程序编制中的工艺分析和工艺设计是一项十分重要的工作。本设计的零件为偏心轴，它是用于减震装置上的一个连接件，从其外形特征来看，它是一个典型的偏心轴类零件。本文根据该零件的图纸及技术要求，对该零件进行了详细的数控加工工艺分析，依据分析的结果，确定了该零件的加工方法、装夹方式、定位基准、使用刀具、加工顺序安排、工步划分，走刀路线和切削用量等，并编制了零件的数控加工工艺卡片、数控加工工序卡片和刀具卡片等，最后，采用手工编程编制了该零件的数控加工程序。3.2刀具几何形状的选择。根据高速车削梯形螺纹的条件，首先计算出螺旋角，以便正确刃磨刀具的几何角度。螺旋角为=P/（d）=arctan5/（3.1425.5）= ，所以选择左侧后角68度，右侧后角是2度是比较合适的；为了便于排屑，刀具不易损坏，前角取68度，使刀具更加锋利和有利于断屑，特别指出的是我采用了粗、精车两把刀，由于粗加工容易使车刀损伤和磨损，故我将粗车刀刀尖角刃磨成圆弧型，这样能够加强刀尖的强度，即便粗加工量偏大时也有一定的保险系数，而精加工则完全按照螺纹形状刃磨。要注意的是粗精车刀Z方向对刀时零点的准确性。粗、精车刀几何形状图如下： 粗车刀几何形状 3.3数控车操作过程数值计算生活中，我们对几何信息的认知有多种方法常用的有，数形结合法（解析法）。但有时面对复杂的图形，解析法会带来繁重的数学计算。AUTO CAD作为一套专业的绘图软件，它强大的信息处理功能为图形中繁杂点的计算带来了可能。我们在操作界面中绘制图形后就可以打开状态栏中的捕捉、对象捕捉按钮，在绘图区捕捉相关的点。同时，在状态栏中就可以看到这些点的坐标。零件装夹与定位基准选择定位基准选择原则（1）基准重合原则（2）基准统一原则（3）便于装夹原则（4）便于对刀原则根据定位基准选择原则，避免不重合误差，便于编程，以工序的设计基准作为定位基准。参见图：该零件左端。加工该零件时，先以右端毛坏外圆柱为定位基准加工出零件的左端的，再以圆柱为定位基准加工零件的右端。采用三爪自动定心卡盘的装夹方式进行零件的装夹定位。零件偏心轴向的定位基准选择在圆柱段的左端面。加工刀具分析与确定在该零件的数控车削加工中采用硬质合金外圆车刀0，断屑性较好。零件中间锥台处使用硬质合金外圆精车车刀，刀尖圆弧半径取为0.2mm。零件中间圆柱槽部分使用宽度为切槽刀。零件内孔部位的内螺纹车刀，刀柄宽度为主切削刃宽度为内切槽车刀，就可以满足加工所需。由零件加工的上述工艺分析，确定加工使用的设备、辅具与材料如下：（一）案例加工选择在FANUCoiT数控系统的车床上进行；（二）配备零件毛坯1件，毛坯材料为45#钢；（三）配备三爪自动定心卡盘等相关装夹工具；（四）刀具配备：外圆车刀1把；切槽车刀1把；外圆精车车刀1把；螺纹车刀1把。数控编程和辅助参数的确定（刀号、刀补、间隙补偿等）（一）刀具刀位号的设置。（二）刀补值未设定（加工中未使用刀具补偿）。（三) 刀偏值未设定（加工中运用程序在起始点换刀）。（四）间隙补偿值设置为使用机床的间隙测量值。（五）快速运行值采用数控系统默认值。数控加工的刀具安装车削外圆、车削台阶圆、车削端面包括车削内孔时各种类型车刀的安装与要求相同。车刀安装得是否正确，将直接影响切削能否顺利进行和工件的加工质量，因此车刀安装后必须做到：（一）刀尖严格对准工件中心，以保证车刀前角和后角不变，否则车削工件端面时，工件中心会留下凸头并损坏刀具。车刀对准工件中心的方法：使用垫片来达到车刀刀尖对准工件中心，垫片一般使用150200mm的钢片。垫片要垫实，垫片的数量应尽量少。正确的垫法是：使垫片在刀头一端与四方刀架垂直于刀杆的边对齐。图1.1.3 车刀刀尖与工件中心未对准（二）车刀刀杆就与进给方向垂直，以保证主偏角与副偏角不变。（三）为避免加工中产生振动，要求车刀刀杆伸出长度应尽量短，一般不超过刀杆厚度的11.5倍；内孔车削加工的刀杆伸出的长度以被加工孔的深度为准，且大于被加工孔的深度。（四）最少要用刀台上的两颗螺钉压紧车刀，并且要求轮流拧紧螺钉。当车刀紧后，试车削端面，观察车刀刀尖是否对准工件中心，否则应从新调整垫片并进行
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