毕业设计（论文）-一套轴类连接零件加工工艺设计与编程.doc

宜宾职业技术学院毕业设计 1 宜宾职业技术学院宜宾职业技术学院 毕业设计毕业设计 一套轴类连接零件加工工艺设计与编程 系系 部部 现代制造工程系 专专 业业 名名 称称 数 控 技 术 班班 级级 数 控 1101 姓姓 名名 学学 号号 201012177 指指 导导 教教 师师 20122012 年年 8 8 月月 2020 日日 宜宾职业技术学院毕业设计 2 宜宾职业技术学院 毕业论文毕业论文( (设计设计) )选题报告选题报告 姓名王时国性别男学号201012177系部制造系班级数控 1101 论文(设计) 题目 一套轴类连接零件加工工艺设计与编程 课题来源社会实践课题类别设计 选做本课题的原因及条件分析： 本课题能培养我们综合运用所学理论知识和专业技能的能力，以及车削连接零件创新设计和 应用开发的能力、提高我们的综合素质及创新意识。 机械加工工艺的设计是产品质量、降低成本，是企业进行生产准备，计划调度、加工操作、 生产安全、技术检测等的重要依据，而数控编程是数控加工准备阶段的主要内容之一，通常包括 分析零件图样，确定加工工艺过程；计算走刀轨迹，得出刀位数据；编写数控加工程序；校对程 序及首件试切等。通过两年多的在校学习，我已经初步具备了零件设计、数控编程、CAD/CAM/UG 应用、工艺设计、数控技术的开发与应用等方面的知识和能力，我相信在学校完善的数控设备及 优秀指导老师的帮助下我能很好的完成此次的课题。 内容和要求 一、内容： 轴类连接零件的加工工艺分析及数控编程。通过查阅文献资料，分析确定工艺设计内 容和编程的基本要求，并完成：轴类连接零件配合的工艺规程设计、工艺路线、工艺卡片 的制作和数控编程、轴类连接零件加工定位基准的选择、装夹方案的选择及设计装配图、 撰写毕业设计说明书等。 二、要求： 1、按时独立完成毕业设计的各项工作； 2、机械制图应遵循最新的国家标准； 3、工艺方案合理、符合数控加工特点； 4、毕业设计做到：设计有创新，分析处理科学；文字通顺，技术用语准确，符号统 一，编号齐全，书写工整规范，图表完备、整洁、正确，字数不少于 5000 字。 指导 教师 意见 （签章） 年 月 日 系部毕业论文（设计）领导小组意见： （签章） 年 月 日 宜宾职业技术学院毕业设计 3 附表 2 宜宾职业技术学院 毕业论文（设计）指导教师成绩评定表毕业论文（设计）指导教师成绩评定表 学生 姓名 王时国 学生 学号 201012177 班级数控 1101 题目一套轴类连接零件加工工艺设计与编程 评价内容具 体 要 求分 值评 分 调查论证 能独立查阅文献和从事其他调研；有收集、加工各种信 息及获取新知识的能力。 10 分析及实践 能力 理论分析与计算正确，有较强的实际动手能力、分析能 力和计算机应用能力。 20 基础理论与 专业知识 能运用所学知识和技能去发现与解决实际问题；能对课 题进行理论分析，得出有价值的结论。 20 论文（设计） 写作质量 立论正确，论述充分，结论严谨合理；分析处理科学； 文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，书写 工整规范，图表完备、整洁、正确；论文有应用价值、 设计结果达到要求。 30 学习态度与 工作质量 按期圆满完成规定的任务，工作量饱满，难度较大；工 作努力，遵守纪律；工作作风严谨务实。 10 创 新 有创新意识；对前人工作有改进或突破，或有独特见解。 10 总分 指导 教师 评语 是否可以提交答辩是否 指导教师签字 年 月 日 宜宾职业技术学院毕业设计 4 附表 3 宜宾职业技术学院 毕业论文（设计）评阅教师成绩评定表毕业论文（设计）评阅教师成绩评定表 学生姓名王时国学生学号 201012177 班级数控 1101 题目一套轴类连接零件加工工艺设计与编程 评价内容具 体 要 求分值评分 文献综述 综述简练完整，有见解；有收集、加工各种信息及获取新 知识的能力。 10 论文（设计） 写作质量 立论正确，论述充分，结论严谨合理；实验正确，分析处 理科学；文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全， 书写工整规范，图表完备、整洁、正确；论文结果有应用 价值、设计结果达到要求。 70 工作量及 难度 工作量饱满，难度较大。 10 创 新有创新意识；对前人工作有改进或突破，或有独特见解。 10 总分 评阅 教师 评语 是否可以提交答辩是否 评阅教师签字 年 月 日 宜宾职业技术学院毕业设计 5 样张 4 宜宾职业技术学院 毕业论文（设计）答辩记录表毕业论文（设计）答辩记录表 学生姓名王时国学生学号 201012177 班级数控 1101 题 目一套轴类连接零件加工工艺设计与编程 答辩小组成员 姓 名职称工作单位备注 答辩中提出的主要问题及学生回答问题的简要情况： 答辩小组代表签字： 年 月 日 宜宾职业技术学院毕业设计 6 附表 5 宜宾职业技术学院 毕业论文（设计）答辩成绩评定表毕业论文（设计）答辩成绩评定表 学生姓名王时国学生学号 201012177 班级数控 1101 题 目一套轴类连接零件加工工艺设计与编程 姓名 答辩小组 成员 职称 评价内容具 体 要 求分值评分 报告内容 思路清晰；语言表达准确，概念清楚，论点正确；实验方法科 学，分析归纳合理；结论严谨；论文（设计）结果有应用价值。 40 答 辩 回答问题有理论根据，基本概念清楚。主要问题回答准确、有 深度。 30 创 新对前人工作有改进或突破，或有独特见解。 10 综合素质 能合理运用挂图、幻灯、投影或计算机多媒体等辅助手段，用 普通话答辩。 10 报告时间报告时间控制在要求的时间范围之内。 10 答辩成绩 答辩小组代表签字： 年 月 日 宜宾职业技术学院毕业设计 7 附表 6 宜宾职业技术学院 毕业论文（设计）综合成绩评定表毕业论文（设计）综合成绩评定表 学生姓名王时国学生学号 201012177 班级数控 1101 题 目一套轴类连接零件加工工艺设计与编程 成绩权重得 分 指导教师评定成绩 30% 评阅教师评定成绩 30% 答辩成绩 40% 毕业论文（设计）综合成绩 （百分制） 毕业论文（设计） 答辩委员会 审定意见 主任签字 年 月 日 学院意见 年 月 日 注：综合成绩=指导教师评定成绩（30%）评阅人评定成绩（30%）答辩成绩40% 宜宾职业技术学院毕业设计 8 摘 要 随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，数控加工技术对国计民生的 一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因 为效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率， 提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。而对于数控加工, 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艺分析， 拟定加工方案，选择合适的刀具，确定切削用量，对一些工艺问题(如对刀点、 加工路线等)也需做一些处理。并在加工过程掌握控制精度的方法,才能加工出 合格的产品。 本文根据数控机床的特点，针对具体的零件，进行了工艺方案的分析，工 装方案的确定，刀具和切削用量的选择，确定加工顺序和加工路线，数控加工 程序编制。通过整个工艺的过程的制定，充分体现了数控设备在保证加工精度， 加工效率，简化工序等方面的优势。 关键词关键词 ： 工艺设计 ；加工方案 ；进给路线 ；控制尺寸 宜宾职业技术学院毕业设计 9 目录目录 第一章第一章 引言引言 1 第二章第二章 零件工艺分析零件工艺分析.2 2.1 零件图的审查.2 2.1.1 零件图的完整性与正确性.2 2.1.2 零件的技术要求分析.3 2.1.3 零件的材料分析.3 2.1.4 合理的标注尺寸.3 2.2 确定加工方法.3 2.3 工艺设备的选择.3 2.3.1 机床的选择.3 2.3.2 量具及辅助用具的选择.3 2.4 零件的安装.3 2.5 选择夹具.3 2.6 刀具的选择.3 2.7 切削用量的选择.4 2.7.1 主轴转速的确定.4 2.7.2 进给速度的确定.5 2.7.3 背吃刀量得确定.5 2.8 对刀点与换刀点的确定.6 2.9 工序与工步的划分.6 2.10 加工路线的确定.6 第三章第三章 加工工序的设计加工工序的设计7 3.1 零件一.7 3.1.2 工件的装夹方式7 3.1.3 加工刀具卡片 3.1.4 切削用量计算7 3.1.5 加工工艺过程卡片8 3.1.6 加工程序8 3.1.7 加工工序卡片.9 3.1.8 加工中的难点与解决方案9 3.2 零件二.10 3.2.1 尺寸链的计算10 3.2.3 工件的装夹方式10 3.2.4 加工刀具卡片10 3.2.5 切削用量计算10 3.2.6 加工工艺过程卡片11 3.2.7 加工程序12 3.2.8 加工工序卡片12 3.2.9 加工中的难点与解决方案13 第四章第四章 注意事项注意事项13 4.1 数控车操作注意事项.13 第五章第五章 成品自检数据成品自检数据13 宜宾职业技术学院毕业设计 10 第第 1 1 章章 引引 言言 本设计说明书是根据宜宾职业技术学院数控技术应用专业毕业设计指导 书要求编写的。 随着我国工业化进程的加速，产业结构的调整和升级，数控技术在现代企 业中得到了广泛的应用，使制造业朝着数字化的方向发展。本设计以熟练掌握 数控车床加工为主要目的，在认真分析零件工艺的基础上，综合运用公差与 配合 、 机械制造基础 、 数控加工与编程 、 数控加工工艺等专业知识， 结合数控加工实际操作，按照机械加工工艺规程的内容，制定出的轴类连接零 件数控加工工艺说明书。 本设计说明书包括零件的工艺设计、零件加工过程、加工注意事项、编程、 加工路线等内容。并详细介绍零件工艺分析的内容，重点阐述了零件的加工过 程，认真分析和解释零件加工的程序的意义。 本设计在编写过程中得到许多老师和同学的支持与帮助，刘永兴老师对本 设计进行认真的审阅，提出了许多宝贵的修改意见，在此并表示衷心的感谢。 由于编者水平有限，设计中难免存在一些错误，恳请老师和同学批评指正。 编 者 2012 年 08 月 20 日 宜宾职业技术学院毕业设计 11 第第 2 2 章章 零件工艺分析零件工艺分析 2.12.1 零件图的审查零件图的审查 零件一零件一 零件二零件二 2.1.12.1.1 零件图的完整性与正确性零件图的完整性与正确性 零件都是属于短轴类，图一零件长度为 71mm,从左到右依次为：有 2mm 的 45倒角；R4 的圆弧；2mm 的 45倒角；直径为 57.98mm 的圆柱面；长 20mm 的 14锥面；长 12.5mm 直径为 36 的圆柱面；公称直径为 30mm 的普通外螺纹； 宜宾职业技术学院毕业设计 12 并在其表面切出长 3.mm 深 1.5mm 的退刀槽。图二零件长度为 35mm 直径为 57 的 圆柱面；长为 13 直径为 36mm 的内孔；公称直径为 30mm 的普通内螺纹；长为 10mm 直径为 45mm 的圆柱面；直径为 20mm 的半圆弧。该零件视图正确，表达直 观、清楚，绘制符合国家标准，尺寸、公差、表面粗糙度以及技术要求的标注 齐全、合理。 2.1.22.1.2 零件的技术要求分析零件的技术要求分析 分析零件图可知:14锥面、58mm 圆柱面、40mm 圆柱面和 57mm 圆柱 面、45 的圆柱面的表面粗糙度 Ra 为 1.6m，其余表面粗糙度 Ra 为 3.2m，普通外螺纹中径、顶径公差代号为 6g，普通内螺纹中径、顶径公差代 号为 6H，螺距为 2；其余尺寸公差等级在 IT7IT10 之间。 2.1.32.1.3 零件的材料分析零件的材料分析 毛坯材料为 45#，强度、硬度、塑性等力学性能好，切削性能、热处理性 能等加工工艺性能好，便于加工，能够满足使用性能。图一毛坯下料为 60mm90mm。图二毛坯下料为 6090mm。 2.1.42.1.4 合理的标注尺寸合理的标注尺寸 零件图上的重要尺寸直接标注，在加工时使工艺基准与设计基准互为基准， 并符合尺寸链最短的原则。零件图上标注的尺寸便于用卡尺或样板测量。 2.22.2 确定加工方法确定加工方法 经过分析零件的尺寸精度、几何形状精度、位置精度和表面粗糙度要求， 确定如下加工方法： （1）外圆表面：粗车半精车精车 （2）外螺纹：在精车的外圆表面分数次进给加工 （3) 内螺纹：钻孔粗镗半精镗精镗在精镗表面分数次进 给加工。 2.32.3 工艺设备的选择工艺设备的选择 2.3.1 机床的选择机床的选择 机床选择的原则：要保证加工零件的技术要求，加工出合格的产品。 有利于提高生产率。 尽可能降低生产成本(加工费用)。 宜宾职业技术学院毕业设计 13 根据毛坯的材料和类型、零件轮廓形状复杂程度、尺寸大小、加工精度、 工件数量、生产条件等要求，选用 CJK6132 数控车床。 2.3.22.3.2 量具及辅助用具的选择量具及辅助用具的选择 加工过程中所需量具有：游标卡尺、千分尺、百分表、表面粗糙度样板。 辅助用具有：铜片、铜锤等。 2.42.4 零件的安装零件的安装 在数控机床上加工零件时，安装零件要合理选择定位基准和夹紧方案，为 提高数控机床效率，确定定位基准与夹紧方案时应注意： （1）力求设计、工艺与编程计算的基准统一（互为基准原则） ； （2）减少装夹的次数，尽可能在两次定位装夹后，加工出全部待加工表面 （互为基准原则） ； （3）避免采用占机人工调整式加工方案，节约时间，以充分发挥数控机床 的效能。 2.52.5 选择夹具选择夹具 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，不需要找正，但夹紧 力小，只适用于截面为圆形、三角形、六边形的轴类和盘类中小型零件。 2.62.6 刀具的选择刀具的选择 数控加工中的刀具选择和切削用量确定是在人机交互状态下完成的要求编 程人员必须掌握刀具选择和切削用量确定的基本原则，在编程时充分考虑数控 加工的特点，能够正确选择刀刃具及切削用量。 数控刀具有以下特点：刚性好（尤其是粗加工刀具） 、精度高、抗振及热 变形小；互换性好，便于快速换刀；寿命高，切削性能稳定、可靠；刀 具的尺寸便于调整，以减少换刀调整时间；刀具应能可靠地断屑或卷屑，以 利于切屑的排除；系列化、标准化，以利于编程和刀具管理。 数控机床上用的刀具应满足安装调整方便、刚性好、精度高、耐用度好等 宜宾职业技术学院毕业设计 14 要求。数控车床兼作粗精车削，粗车时吃刀深、进给快，要求车刀有足够的强 度，能一次进给车去较多的余量；精车时要达到图样要求的尺寸精度和较小的 表面粗糙度，车去的余量较少，要求车刀锋利，切削刃平直光洁，必要时还可 磨出修光刃。为减少换刀时间、方便对刀、提高生产效率，便于实现机械加工 的标准化，在数控车削加工时，应尽量采用机夹刀和机夹片刀，机夹片刀常采 用可转位车刀。 数控车削车刀常用的一般分成型车刀、尖形车刀、圆弧形车刀以及三类。 成型车刀也称样板车刀，其加工零件的轮廓形状完全由车刀刀刃的形伏和尺寸 决定。数控车削加工中，常见的成型车刀有小半径圆弧车刀、非矩形车槽刀和 螺纹刀等。在数控加工中，应尽量少用或不用成型车刀。尖形车刀是以直线形 切削刃为特征的车刀。这类车刀的刀尖由直线形的主副切削刃构成，如 90内 外圆车刀、左右端面车刀、切槽(切断)车刀及刀尖倒棱很小的各种外圆和内孔 车刀。尖形车刀几何参数(主要是几何角度)的选择方法与普通车削时基本相同， 但应结合数控加工的特点(如加工路线、加工干涉等)进行全面的考虑，并应兼 顾刀尖本身的强度。 刀片材质的选择主要依据被加工工件的材料、被加工表面的精度、表面质 量要求、切削载荷的大小以及切削过程有无冲击和振动，故加工此零件选择硬 质合金刀片。 根据零件的外形结构，加工需要如下刀具：硬质合金端面车刀、硬质合金 60外圆车刀、3mm 切槽刀、60 外螺纹刀、内孔镗刀、硬质合金 55外圆尖刀、 5mm 中心钻、28.5mm 标准麻花钻、硬质合金 60内螺纹刀、80内镗刀、 R4 的成型刀、55内镗刀。 表表 2 26 6 数控加工刀具卡片数控加工刀具卡片 序号 刀具号刀具规格名称数量加工表面备注 1T01 60端面车刀 1 平端面手动 2T02 60外圆车刀 1 粗车零件左端外轮廓自动 3T03 55外圆尖刀 1 精车零件左端外轮廓自动 4T04 3mm 外切槽刀 1 切槽 自动 5T05 60外螺纹刀 1 加工外螺纹 自动 6T06 5mm 中心钻 1 钻中心孔 手动 7T07 28.5mm 钻头 1 钻孔深度 22.5mm手动 宜宾职业技术学院毕业设计 15 8T08 60外圆车刀 1 粗车零件右端外轮廓自动 9T09 55外圆尖刀 1 精车零件右端外轮廓自动 10T10 80内镗刀 1 粗镗内孔表面自动 11T11 55内镗刀 1 精镗内孔表面自动 12T12 60内螺纹刀 1 加工内螺纹自动 13T13 3mm 内切槽刀 1 切内槽自动 14T14 R4 成型刀 1 R4 圆弧自动 2.72.7 切削用量的选择切削用量的选择 数控编程时，必须确定每道工序的切削用量，并以指令的形式写入程序中， 切削用量包括主轴转速、进给速度及背吃刀量等。切削用量的选择原则是：保 证零件加工精度和表面粗糙度，充分发挥刀具的切削性能，保证合理的刀具寿 命，充分发挥机床的性能，最大限度的提高生产率，降低成本。 2.7.12.7.1 主轴转速的确定主轴转速的确定 （1）车外圆时主轴转速 主轴转速应根据允许的切削速度和工件（或刀具）直径来选择。其计算公 式为 n=1000v/d 其中 v 切削速度（m/min） ，由刀具寿命决定； n 主轴转速（r/min） ； d 工件直径或刀具直径（mm） 。 （2）车螺纹时主轴的转速 在车削螺纹时，车床的主轴转速将受到螺纹的螺距 P（或导程）大小、驱 动电机的升降频特性，以及螺纹插补运算速度等多种因素影响，故对于不同的 数控系统，推荐不同的主轴转速选择范围。大多数经济型数控车床推荐车螺纹 时的主轴转速 n(r/min)为： n（1200/P）k 式中 P被加工螺纹螺距，； k保险系数，一般取为 80。 主轴转速 n 最后要根据上述计算值、机床说明书而定，选取机床有的或较 接近计算值的转速。 2.7.22.7.2 进给速度的确定进给速度的确定 进给速度是数控机床切削用量中的重要参数，主要根据零件的加工精度和 表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性质选取。最大进给速度受机床刚度和 进给系统的性能限制。 确定进给速度的原则是： （1）当工件的质量要求能得到保证时，为提高生产效率，可选择较高的进 给速度。一般在 100200mm/min 范围内选取。 （2）在切断、加工深孔或用高速钢刀具加工时，宜选择较低的进给速度， 一般在 2050mm/min 范围内选取。 （3）当加工精度、表面粗糙度要求较高时，进给速度应选小一些，一般在 宜宾职业技术学院毕业设计 16 2050mm/min 范围内选取。 （4）当刀具空行程，特别是远距离“回零”时，可以设定该机床数控系统 设定的最高进给速度。 2.7.32.7.3 背吃刀量的确定背吃刀量的确定 背吃刀量根据机床、工件和刀具的刚度来决定，在刚度允许的条件下，应 尽可能使背吃刀量等于工件的加工余量，这样可以减少走刀次数，提高生产效 率。为了保证加工表面质量，可以留少许加工余量，一般为 0.20.5mm。 背吃刀量（切削深度）指：垂直于进给速度方向的切削层最大尺寸。 一般指工件上已加工表面和待加工表面间的垂直距离。 （back engagement）对于圆柱体工件的切削加工，指是的已加工表面和待加工表面 的直径差的 1/2，即单边切削深度。 在进给运动方向测量。把 “每分钟进 给量”换算成“每转进给量”得到的是进刀量。 切削用量的选择是否合理，对于能否充分发挥机床潜力与刀具的切削性能， 实现优质、高产、低成本和安全操作具有很重要的作用。车削用量的具体选择 如下：粗车时，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，最后确定一个合适的切削速度。精车时，加工精度和表面粗糙度要求较高， 加工余量不大且均匀，因此选择较小的背吃刀量和进给量。 如何确定加工时的切削速度，除了可参考机械加工工艺外，主要根据 实践经验进行确定。 表表 273 数控车削用量推荐表数控车削用量推荐表 工件材料工件材料切削深度/mm 切削速度 /（m.min-1） 进给量 /（mm.r-1） 刀具材料 粗加工5760800.20.4 精加工0.20.31201500.10.2 YT 类 钻中心孔 500800 钻孔 300.10.2 W18Cr4V 碳素钢 (b 600Mpa） 切断（宽度5mm）701100.10.2YT 类 粗加工 50700.20.4 精加工 701000.10.2 铸铁 （200HBS 以下） 切断（宽度5mm）50700.10.2 YG 类 此外，在安排粗、精车削用量时，应注意机床说明书给定的允许切削用量 宜宾职业技术学院毕业设计 17 范围，对于主轴采用交流变频调速的数控车床，由于主轴在低转速时扭矩降低， 尤其应注意此时的切削用量选择。 2.82.8 对刀点与换刀点的确定对刀点与换刀点的确定 工件装夹方式确定后，即可通过确定工件原点来确定工件坐标系。如果要 运行这一程序来加工工件，必须确定刀具在工件坐标系开始运动的起点。程序 起始点或起刀点一般通过对刀来确定，所以，该点又称为对刀点。在编制程序 时，要正确选择对刀点的位置。对刀点设置原则是： （1）便于数值处理和简化程序编制； （2）易于找正并在加工过程中便于查找； （3）引起的加工误差小。对刀点可以设置在加工零件上，也可以设置在夹 具或机床上，尽可能设在零件的设计基准或工艺基准上。 换刀点是指加工过程中需要换刀时刀具的相对位置点。换刀点往往设在工 件的外部，以能顺利的换刀、不碰撞工件和其他部件为准。 本零件将对刀点设在装夹后右端面中心，换刀点设在离对刀点 x、z 方向分 别为 100，100 的位置。 2.92.9 工序与工步的划分工序与工步的划分 在数控机床上加工零件，工序可以比较集中，一次装夹应尽可能完成全部 工序。常用工序划分原则有： （1）保证精度原则。数控加工要求工序应尽可能集中，通常粗、精加工在 一次装夹下完成，为减少热变形和切削力变形对工件的形状、位置精度、尺寸 精度和表面粗糙度的影响，应将粗、精加工分开进行。此时可用不同的机床或 不同的刀具进行加工，通常在一次安装中，不允许将零件的某一部分表面加工 完毕后，再加工零件的其他表面。对轴类或盘类零件，将待加工面先粗加工， 留少量余量再精加工，以保证表面质量要求。对轴上有孔、螺纹加工的工件， 应先加工表面而后加工孔、螺纹。 （2）提高生产效率的原则。在数控加工中，为减少换刀次数，节省换刀时 间，应在需用同一把刀加工的加工部位全部完成后，再换另一把刀来加工其他 部位。同时应尽量减少空行程，当用同一把刀加工工件的多个部位时，应以最 短的路线到达各加工部位。 按照上述划分原则，综合零件一的工艺性，装夹一次为一个工序，换一次 刀为一个工步。故加工此零件划分两个工序，加工左端为第一道工序，有 5 个 工步；调头后加工为第二道工序，有 7 个工步。零件二加工右端为第一道工序， 有 6 个工步；调头后加工我为第二道工序，有 5 个工步。 2.102.10 加工路线的确定加工路线的确定 在数控加工中，刀具刀位点相对于工件的运动轨迹和方向称为加工路线。 宜宾职业技术学院毕业设计 18 即刀具从对刀点开始运动起，直至结束，加工程序所经过的路径，包括切削加 工的路径及刀具引入、返回等非切削空行程。 加工路线的确定原则主要有以下几点： （1）应能保证零件的加工精度和表面粗糙度的要求，且效率高。 （2）应尽量缩短加工路线，既可以减少程序段，又可以减少刀具空程移动 时间。 （3）应使数值计算简单，以减少编程工作量。 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，还是多次走刀完成加工。 按照上述原则，确定如下加工路线： 零件一： 工序一： 夹 60mm 毛坯，车左端面； 粗车 58mm 外圆柱面、30mm 圆柱、R4 的圆弧面； 精加工上述轮廓； 切倒角； 工序二： 调头装夹车车右端面； 粗车 14锥面、36mm 的圆柱面、30mm 的圆柱； 精加工上述轮廓； 切倒角； 切退刀槽； 车 M302 外螺纹。 零件二： 工序一： 夹 60mm 毛坯，车右端面； 粗车 57mm 的圆柱、45.02mm 的圆柱、R20 的圆弧面； 精加工上述轮廓； 切倒角； 工序二：钻 5mm 的中心钻； 扩 36.1mm 沉孔； 粗车内孔； 精车内孔； 车 M302 内螺纹。 第第 3 3 章章 加工工序的设计加工工序的设计 经过零件的工艺分析，确定加工零件时采用调头加工，编程时尺寸公差取 宜宾职业技术学院毕业设计 19 中间值。 编程所用尺寸说明：零件一 14锥面小端的直径为 40mm，大段直径为 50.54mm。 3.13.1 零件一零件一 3.1.13.1.1 确定工件坐标系确定工件坐标系 装夹毛坯 60mm 外圆，平端面，对刀，将工件原点设在右端面中心（此端 面为精加工表面，以后不再加工） 。换刀点选在离对刀点 x、z 方向分别为 100，100 的位置。 3.1.23.1.2 工件的装夹方式工件的装夹方式 用三爪自定心卡盘夹毛坯 60mm 外圆，探出 80mm 左右，车零件外圆至 57.98mm 处。 3.1.33.1.3 加工刀具的选择加工刀具的选择 表表 3 31 13 3 加工刀具卡加工刀具卡 产品名称与代号零件名称零件一零件图号 01 序号刀具号刀具规格名称数量加工表面备注 1T01 硬质合金 60端面车 刀 1 平端面 2T02 硬质合金 60外圆车 刀 1 粗车外轮廓 3T03 硬质合金 55外圆尖 刀 1 精车外轮廓 4T04 刀宽 3mm 切槽刀 1 切槽 5T05 60外螺纹车刀 1 车外螺纹 6T06 R4 圆弧车刀 1 车圆弧 3.1.43.1.4 切削用量计算切削用量计算 根据数控车削用量推荐表,选择合适的切削用量。 （1） 车端面时选择主轴转速为 500r/min； （2） 粗车外圆时，选取 Vc=120m/min，f=0.2mm/r，ap=2mm，粗加工时直 径为 60mm。 则：主轴转速：n =1000Vc/d =（1000120）/（3.1460）r/min=636r/min 进给速度：F =fn =（0.2636）mm/min=127mm/min 考虑刀具强度、机床刚度等实际情况，选择 n=600r/min，F=150mm/min，ap=2mm。 （3） 精车外圆时，选取 Vc=150m/min，f=0.1mm/r，ap=0.2mm，精加工时 宜宾职业技术学院毕业设计 20 取直径 40mm。 则：主轴转速：n =1000Vc/d =（1000150）/（3.1440）r/min=1194r/min 进给速度：F =fn=0.11194mm/min=119.4mm/min 考虑刀具强度、机床刚度等实际情况，选取 n=1200r/min，F=100r/min，ap=0.2mm。 （4）车槽时，选择 Vc=70m/min，f=0.1mm/r，车槽时直径为 27mm。 则：主轴转速：n =1000Vc/d =（100070）/（3.1427）r/min=825r/min 进给速度：F =fn=（0.1825）mm/min=82.5mm/min 考虑刀具强度、机床刚度等实际情况，选取 n=800r/min，F=30r/min。 （5） 车螺纹时，主轴转速 n（1200/P）k，k 为安全系数，一般取 80。 则：n（1200/2）-80/r/min=520r/min 考虑刀具强度、机床刚度等实际加工情况，选取 n=400r/min。 3.1.53.1.5 加工工艺过程卡加工工艺过程卡 表表 3 31 15 5 零件一加工工艺过程卡零件一加工工艺过程卡 产品型号（单位） 宜宾职业技术学院 产品名称零件一 材料牌 号 45# 毛坯种类棒料 毛坯外 形尺寸 6090 工序号工序号工序内容车间机床工艺装备 1 下料棒料 6090 下料车 间 锯床 2 数车 夹一端车外圆至 30、倒角 245、 482、R4 的圆弧 数控车 间 CJK6132 三爪卡盘 3 数车 调头装夹、平端面， 保证总长至尺寸，保 证尺寸要求，车各外 圆，端面圆弧、锥度 保证外圆 58 和 36，锥度为 14。 车槽 31.5、车螺纹 M302 数控车 间 CJK6132 三爪卡盘 4 去毛刺去毛刺，清理钳工室 5 检验按图样要求检验检验室 6 入库涂油入库库房 设计校对审核标准化会签 标记处数更改文件号 3.1.63.1.6 加工程序加工程序 宜宾职业技术学院毕业设计 21 %0001 ；程序头 T0202 ；选择 2 号 80菱形外圆车刀，建立工件坐标系 M03S600M07 ；主轴以 600r/min 的速度正转，切削液开 G00X65Z5 ；将刀具定位在工件外表面 G71U2R2P10Q20X0.2Z0.1F150 ；外轮廓粗车循环并指定精车路线 N10N20 G00X100 ；刀具移动到换刀点 Z100 T0303 ；换 3 号 55菱形外圆车刀精车外轮廓 N10G42G00X26 ；定位刀具 S1200 ；精车外轮廓时主轴转速为 1200r/min G01Z0F100 ；精车外轮廓时合成进给速度为 100mm /min X30Z-2 Z-28 X39.2416 X46.985W-22 Z-82 N20X65 G40X100 ；取消刀补，刀具移动到换刀点 Z100 T0404 ；选择 4 号外切槽刀 S400 ；主轴转速为 400r/min G00X55 ；定位刀具 Z-52 M98P0002L3 ；调用切槽的子程序 G00X100 ；刀具移动到换刀点 Z100 T0505 ；选择 5 号 60外螺纹刀 S400 ；主轴转速为 400r/min G00X35Z5 ；定位刀具 G82X29.1Z-23R-3E1F2 ；车第一刀 G82X28.5Z-23R-3E1F2 ；车第二刀 G82X27.9Z-23R-3E1F2 ；车第三刀 G82X27.5Z-23R-3E1F2 ；车第四刀 G82X27.4Z-23R-3E1F2 ；车第五刀 G82X27.4Z-23R-3E1F2 ；光整 GOOX100 ；退刀 Z100 M09 ；切削液关 M05 ；主轴停转 M30 ；主程序结束 %0002 ；切槽子程序程序头 G91G00Z-5.015 ；移动刀具 G90G01X40F30 ；切槽 宜宾职业技术学院毕业设计 22 G04P4 X55 W-0.5 X40 G04P4 X55 M99 ；子程序结束，返回主程序 3.1.73.1.7 加工工序卡片加工工序卡片 表表 3 31 17 7 加工工艺过程卡加工工艺过程卡 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 120001 零件一 数控 车 床 三爪 卡盘 145# 切削三要素 主轴 转 速 被吃 刀 量 进给 速 度 加工 内容 刀具号 刀具 名 称 刀具 规 格/mm r/minmmmm/min 加工 余 量/mm 备注 车端面 T01 45端面 车刀 0.8500 300 手动 粗车外圆 T02 60外圆 车刀 0.860021500.2 自动 精车外圆 T03 55外圆 尖刀 0.812000.21000 自动 粗车外圆 T02 60外圆 车刀 0.860021500.2 自动 精车外圆 T03 55外圆 尖刀 0.812000.21000 自动 切槽 T04 外切槽刀 3400 300 自动 车螺纹 T05 60外螺 纹刀 0.8400 0 自动 3.1.83.1.8 加工中的难点与解决方案加工中的难点与解决方案 （1）螺纹切削说明： 螺纹切削应注意在两端设置足够的升速进刀段和降速退刀段，以剔除两端 因变速而出现的非标准螺距的螺纹段； 在螺纹切削过程中，进给速度修调功能和进给暂停功能无效； 在螺纹加工过程中，不应该使用恒线速控制功能； 从粗加工到精加工，主轴转速必须保持一致，否则螺距将发生变化。 （2）螺纹加工，当牙型较深，螺距较大时，可分数次进给，常用螺纹切削的进给次数 与背吃刀量参考数控加工与编程 。 （3）外圆车刀刀尖为圆弧，可以提高加工表面粗糙度。加工时采用这样的车刀车内、 外圆和端面时，刀尖圆弧不影响加工尺寸和形状，但转角处的刀尖无法车出，并且在切削 锥面或圆弧面时，会造成过切或少切，因此，在加工时要采用刀尖半径补偿来消除误差。 宜宾职业技术学院毕业设计 23 3.23.2 零件二零件二 3.2.13.2.1 尺寸链的计算尺寸链的计算 封闭环的基本尺寸等于所有增环基本尺寸减所有减环的基本尺寸，封闭环 的上偏差等于所有增环的上偏差减所有减环的下偏差，封闭环的下偏差等于所 有增环的下偏差减所有减环的上偏差。 通过尺寸链的计算，算出零件右端长度为 430.12mm。 3.2.23.2.2 确定工件坐标系确定工件坐标系 测量总长，计算端面车削长度，车 57mm 圆柱面，平端面，对刀，设置工 件原点。换刀点选在离对刀点 x、z 方向分别为 100，100 的位置。 3.2.33.2.3 工件的装夹方式工件的装夹方式 用三爪自定心卡盘夹毛坯 60mm 外圆，探出 80mm 左右，车零件外圆至 57.00mm 处 3.2.43.2.4 加工刀具选择加工刀具选择 表表 3 32 24 4 加工刀具卡加工刀具卡 产品名称与代号零件名称零件二零件图号 02 序号刀具号刀具规格名称数量加工表面备注 1T01 硬质合金 60端面车 刀 1 平端面 2T02 硬质合金 60外圆车 刀 1 粗车外轮廓 3T03 硬质合金 55外圆尖 刀 1 精车外轮廓 4T04 5mm 中心钻 1 钻中心孔 5T05 28.5mm 钻头 1 深度为 22.5mm 6T06 80内圆车刀 1 粗车内孔 7T07 55内圆车刀 1 精车内孔 8T08 60内螺纹刀 1 车内螺纹 9T09 3mm 内切槽刀 1 车退刀槽 3.2.53.2.5 切削用量计算切削用量计算 根据数控车削用量推荐表,选择合适的切削用量。 （1） 用端面车刀手动车端面时，主轴转速为 500r/min； （2） 打中心孔时主轴转速选取 400r/min。 （3） 粗、精车外轮廓时，切削用量的选择与车左端时相同：粗车时，主 轴转速为 600r/min，进给速度为 150mm/min，背吃刀量为 2mm；精车时，主轴 转速为 1200r/min，进给速度为 100mm/min,背吃刀量为 0.2mm。 （4） 钻孔时主轴转速选取 400r/min。 宜宾职业技术学院毕业设计 24 （5） 粗镗孔时，选取 Vc =80m/min，f=0.2，ap=1mm，加工时直径为 22mm。 则：主轴转速：n =1000Vc/d=（100080）/（3.1422） r/min=1158r/min 进给速度：F=fn =（0.21158）mm/min=231mm/min。 考 虑刀具强度，机床刚度等实际加工情况，选择 n=600r/min，F=150mm/min, ap=1mm。 （6） 精镗孔时，选取 Vc=120m/min，f=0.1mm/r，ap=0.2mm，精加工时取 直径 27mm。 则：主轴转速：n =1000Vc/d =（1000120）/（3.1427） r/min=1415r/min 进给速度：F =fn =（0.11415）mm/min=141mm/min 考虑 刀具强度，机床刚度等实际情况，选择 n=1000r/min，F=80mm/min，ap=0.2mm。 （7） 车内螺纹时，主轴转速 n（1200/P）k，k 为安全系数，一般取 80。则：n（1200/2）-80/r/min=520r/min 考虑刀具强度，机床刚度等实 际情况，选取 n=400r/min。 3.2.63.2.6 工艺路线工艺路线 表表 3 32 26 6 零件二加工工艺过程卡零件二加工工艺过程卡 产品型号（单位） 宜宾职业技术学院 产品名称零件二 材料牌 号 45# 毛坯种类棒料 毛坯外 形尺寸 6090 工序号工序号工序内容车间机床工艺装备 1 下料棒料 6090下料车间锯床 2 数车 平端面、保证总长至 尺寸、车各外圆、R20 的圆弧、保证外圆 45 和 57、车槽 31.5、车倒角 数控车间 CJK613 2 三爪卡盘 3 数车 打中心孔、钻 28.5mm 深度为 22.5mm 的孔、 数控车间 CJK613 2 三爪卡盘 4 数车 调头装夹、粗精镗内 孔、扩 36.01 沉孔、 精镗 30， 、车退刀槽、 车内螺纹、车倒角 数控车间 CJK613 2 三爪卡盘 5 去毛刺去毛刺，清理钳工室 6 检验按图样要求检验检验室 7