轴的数控工艺及夹具设计[多图][H]【三维PROE】【含CAD图纸全套】
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O0001T0101（外圆粗车刀）M03 S500M08G00 X85 Z2G71 U1 R1 F120G71 P100 Q200 U0.3 W0.3N100 G00 X0 G01 Z0 F80 S800 X47 X50 Z-1.5 Z-48 X58 Z-54 G02 X70 Z-60 R6N200 G03 X80 Z-75 R25G00 X100 Z200T0404（粗镗刀）M03 S450G00 X10 Z2G71 U1 R1 F80G71 P300 Q400 U-0.3 W0.3 F100N300 G00 X41.05 G01 Z0 F60 X38.05 Z-1.5 Z-12.5 X32 Z-50 X26 W-15 X16 W-15 X10N400 Z2G70 P300 Q400G00 X100 Z200T0202（外圆精车刀）M03 S800G00 X85 Z2G70 P100 Q200G00 X100 Z200T0303（外切槽刀）M03 S450G00 X52 Z-25G01 X45 F45X52 F200G00 Z-23G01 X45 F45X52 F200G00 Z-38G01 X45 F45X52 F200G00 Z-36G01 X45 F45X52 F200G00 X100 Z200T0606（内槽刀）M03 S300G00 X30 Z2G00 Z-12.5G01 X44 F30X30G00 Z200X100T0707（内螺纹刀）M03 S450G00 X36 Z2G76 P020060 Q100 R200G76 X39.55 Z-11 P900 Q400 F1.5G00 X100 Z200M30O0002T0101（外圆粗车刀）M03S500M08G00X85Z2G71U1R1F100G71P100Q200U0.3W0.3N100G00X0G01Z0F80X43X46Z-1.5Z-15X52Z-35X60Z-50Z-55N200G03X80Z-75R25G00X100Z200T0404（粗镗刀）M03S450G00X10Z2G71U1R1F80G71P300Q400U-0.3W0.3N300G00X37.2G01Z0F60X32Z-15Z-50X22Z-65.1X16W-20N400X10G00X100Z200T0505（精镗刀）M03S750G00X10Z2G70P300Q400G00X100Z200T0202（外圆精车刀）M03S800G00X85Z2G70P100Q200G00X100Z200T0303（切槽刀）M03S450G00X54Z-15G01X42F45X54G00Z-35G01X47F45X54G00W2.5G01X47F45X54G00Z-29G01X47F45X54G00X100Z200T0606（外螺纹刀）M03S500G00X48Z2G76P020060Q150R0.1G76X44.05Z-13P900Q400F1.5G00X100Z200M30二O一一届毕业设计（论文）任务书专业：数控技术 班级：数控 姓名： 学号：一、设计题目(附图)： 轴 零件机械加工工艺规程制订及第 35 工序工艺装备设计。二、设计条件： l、零件图； 2、生产批量：中批量生产。三、设计内容： 1、零件图分析：l）、零件图工艺性分析（结构工艺性及技术条件分析）；2）、绘制零件图； 2、毛坯选择： 1）、毛坯类型； 2）、余量确定； 3）、毛坯图。 3、机械加工工艺路线确定： 1）、加工方案分析及确定； 2）、基准的选择；3）、绘制加工工艺流程图（确定定位夹紧方案）。 4、工艺尺寸及其公差确定： 1）、基准重合时（工序尺寸关系图绘制）； 2）、利用尺寸关系图计算工序尺寸； 3）、基准不重合时（绘制尺寸链图）并计算工序尺寸。 5、设备及其工艺装备确定：6、切削用量及工时定额确定： 确定每道工序切削用量及工时定额。7、工艺文件制订： 1）、编写工艺设计说明书； 2）、填写工艺规程；（工艺过程卡片和工序卡片）8、指定工序机床夹具设计： 1）、工序图分析； 2）、定位方案确定； 3）、定位误差计算； 4）、夹具总装图绘制。 9、刀具、量具没计。（绘制刀具量具工作图）10、某工序数控编程程序设计。四、上交资料（除资料2使用标准A3手写外，其余电子文稿指导教师审核后，打印上交）1、零件机械加工工艺规程制订设计说明书一份；（按统一格式撰写）2、工艺文件一套（含工艺过程卡片、每一道工序的工序卡片，工序附图）； 3、机床夹具设计说明书一份；（按统一格式撰写） 4、夹具总装图一张（打印图纸）；零件图两张以上（A4图纸）； 5、刀量具设计说明书一份；（按统一格式撰写）6、刀具工作图一张（A4图纸）；量具工作图一张（A4图纸）。7、数控编程程序说明书五、起止日期：2010年 月 日一2010年 月 日(共8周)六、指导教师：七、审核批准： 教研室主任： 系主任：年 月 日八、设计评语：九、设计成绩：年 月 日机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号产品名称零件名称轴零件第1页共1页材 料 牌 号45钢毛 坯 种 类棒料毛坯外形尺寸90160每毛坯件数每 台 件 数1备 注 工 序 号 工 名 序 称 工 序 内 容 车 间 工 段设 备工 艺 装 备 工 时 准终 单件10铸铸造毛坯15热处理正火热处理20车粗车零件右端机加车间普车三爪自定心卡盘25车粗车零件左端普车三爪自定心卡盘30车半精车、精车零件左端数控车卡套35车半精车、精车零件右端数控车卡套40热处理淬火45钳去毛刺50检验 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 期车机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称轴共4页第1页车间工序号工序名称材 料 牌 号工序20粗车右端毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数棒料90160设备名称设备型号设备编号同时加工件数普车夹具编号夹具名称切削液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1粗车端面普车、三爪卡盘3501501.222粗车外圆3501501.22 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）车机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称轴共4页第2页车间工序号工序名称材 料 牌 号工序25粗车右端毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数棒料90160设备名称设备型号设备编号同时加工件数普车夹具编号夹具名称切削液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1粗车端面普车、三爪卡盘3501501.222粗车外圆3501501.22 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）车机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称轴共4页第3页车间工序号工序名称材 料 牌 号工序30粗车右端毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数棒料90160设备名称设备型号设备编号同时加工件数数控车夹具编号夹具名称切削液卡套工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/minmm机动辅助1半精车外轮廓数控车、卡套50012022半精车内轮廓450801.53精车外轮廓800800.34切外槽450455精镗内轮廓750600.36切内槽300307车内螺纹4501.5 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）车机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称轴共4页第4页车间工序号工序名称材 料 牌 号工序35粗车右端毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数棒料90160设备名称设备型号设备编号同时加工件数书车夹具编号夹具名称切削液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/minmm机动辅助1半精车外轮廓数控车、卡套50012022半精镗内轮廓4508023精车外轮廓800800.34切外槽450455车外直螺纹4501.56车外锥螺纹45067精镗内轮廓750600.3 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）毕业设计说明书课题:轴零件的数控加工编程及工装设计专业：班级：姓名：学号：指导老师：摘 要在本设计说明书中,我通过对零件的图形分析,零件的结构工艺性，技术要求进行仔细分析了，所设计的零件结构应便于成型，并且成本低，效率高，它的涉及面广，因此这一环节是技术的关键，以便在拟定工艺规程时采用适当的措施。材料分析,选好了加工毛坯,了解常用的毛坯种类：锻件.型材.焊接件.冷压件等，还有毛坯是根据零件要求的形状，工艺尺寸等方面而制成的进一步加工使用的生产对象。在制订零件的工艺规程时，正确的选择工件的基准有着很重要的意义，应划分阶段一般分粗加工、半精加工和精加工三个阶段。选择的机床型号是广州数控车床，广州数控教学型数控车床。另外还对加工的工序、工艺进行分析,从而手工将加工零件的全部工艺过程、工艺参数、位移数据等以规定的代码、程序格式写出,编制出了适合所选车床的程序。关键词：零件的分析 毛坯 工艺工序 尺寸 加工路线目 录前言6第一章 工艺设计说明书71.零件图工艺性分析71.1零件结构功用性分析81.2零件技术要求分析81.3零件结构工艺性分析82.毛坯选择82.1毛坯类型82.2毛坯余量确定92.3毛坯-零件合图93.机械加工工艺路线确定103.1加工方法的确定103.2加工顺序的安排113.3定位基准的选择113.4加工阶段的划分说明113.5主要机加工工序简图114.工序尺寸及公差确定124.1基准重合时的工序尺寸确定134.2基准不重合时的工序尺寸确定135.设备及其工艺装备确定145.1机床及夹具的选择155.2刀具的选择155.3量具的选择156.切削用量确定156.1主轴转速的确定166.2进给速度的确定176.3背吃刀量的选择17第二章 第35号工序夹具设计说明书191.工序尺寸精度分析192.定位方案确定193.定位元件确定194.定位误差分析195.夹紧方案及元件确定196.夹具总装草图19第三章 第20、25号工序刀具设计说明书211.工序尺寸精度分析212.刀具类型确定213.刀具设计参数确定214.刀具工作草图22第四章 第35号工序量具设计说明书231.工序尺寸精度分析232.量具类型确定233.极限量具尺寸公差确定234.极限量具公差带图235.极限量具结构设计24第五章 第30、35号工序数控编程设计说明书251.工序数控加工工艺分析252.走刀路线确定253.刀具及切削用量的选择253.1刀具的选择253.2切削用量的选择264.编程原点的确定及数值计算275.程序编写及程序说明275.1数控编程的定义275.2数控编程的分类285.3零件的加工程序清单28第六章 毕业设计体会34参考文献35致 谢36轴零件的数控加工编程及工装设计前言随着科学技术飞速发展和经济竞争的日趋激烈，机械产品的更新速度越来越快，数控加工技术作为先进生产力的代表，在机械及相关行业领域发挥着重要的作用，机械制造的竞争，其实质是数控技术的竞争。本次设计就是进行数控加工工艺设计织机导板零件，侧重于设计该零件的数控加工夹具，主要设计内容有：完成该零件的工艺规程（包括工艺过程卡、工序卡和数控刀具卡）和主要工序的工装设计。并绘制零件图、夹具图。用G代码编制该零件的数控加工程序，在则学习计算机辅助工艺设计（CAPP）相关知识，并编制其构架。限于编者的水平有限，对书中的不妥之处，敬请读者批评指正。第一章 工艺设计说明书1.零件图工艺性分析如图1.1所示轴零件图，分析其加工工艺性。图1.1 轴零件图1.1零件结构功用性分析轴类零件是机械加工中常见的加工零件之一，在各类机械中应用很广。图1.1中所示的轴零件主要由内外圆柱面、内锥面、内直螺纹、外锥螺纹等组成，从这些结构中更可以看出，该轴主要起联接的作用。1.2零件技术要求分析零件的技术要求主要包括尺寸精度、形状精度、位置精度、表面粗糙度要求等，这些技术要求应当是能够保证零件使用性能前提下的极限值。进行零件技术要求分析，主要是分析这些技术要求的合理性，以及实现的可能性，重点分析重要表面和部位的加工精度和技术要求，为制定合理的加工方案做好准备。同时通过分析以确定技术要求是否过于严格，因为过高的精度和过小的表面粗糙度要求会使工艺过程变得复杂，加工难度大，增加不必要的成本。该零件尺寸精度等级较高，其中外圆尺寸精度最高为0.016mm，内轮廓尺寸精度最高为0.023mm，长度尺寸精度最高为0.03mm；形状精度有：50的圆柱度为0.008mm及其端面的平面度为0.006mnm，32内孔的圆度为0.008mm；位置精度有：58对基准A的同轴度为0.015mm及其左端面对基准B的垂直度为0.015mm，50对基准A的同轴度为0.015mm及其左端面对基准A的垂直度为0.01mm（等等，其余的请参照零件图纸）；该零件的表面粗糙度要求较高，最高表面达到Ra1.6um，最低为3.2um。1.3零件结构工艺性分析该零件属于轴类零件，其结构主要由内外圆柱面、内圆锥面、外锥螺纹、内直螺纹、外圆弧面、槽等特征组成，这些特征在普通车床上很难完成，需要在数控车床上进行加工，并且是数控车削加工中常见的形状特征。2.毛坯选择2.1毛坯类型毛坯是用来加工各种工件的坯料,毛坯的生产方法主要有:铸造、锻造、焊接、冲压件,以及各种型材也可以用作毛坯。（一）铸件 对形状较复杂的毛坯，一般可用铸造方法制造。目前大多数铸件采用砂型铸造，对尺寸精度要求较高的小型铸件，可采用特种铸造，如永久型铸造、精密铸造、压力铸造、熔模铸造成和离心铸造等。（二）锻件锻件毛坯由于经锻造后可得到连续和均匀的金属纤维组织。因此锻件的力学性能较好，常用于受力复杂的重要钢质零件。其中自由锻件的精度和生产率较低，主要用于小批生产和大型锻件的制造。模型锻造件的尺寸精度和生产率较高，主要用于产量较大的中小型锻件。（三）型材型材主要有板材、棒材、线材等。常用截面形状有圆形、方形、六角形和特殊截面形状。就其制造方法，又可分为热轧和冷拉两大类。热轧型材尺寸较大，精度较低，用于一般的机械零件。冷拉型材尺寸较小，精度较高，主要用于毛坯精度要求较高的中小型零件。（四）焊接件焊接件主要用于单件小批生产和大型零件及样机试制。其优点是制造简单、生产周期短、节省材料、减轻重量。但其抗振性较差，变形大，需经时效处理后才能进行机械加工。（五）其它毛坯其它毛坯包括冲压件，粉末冶金件，冷挤件，塑料压制件等。2.2毛坯余量确定毛坯图的尺寸都是在零件图尺寸的基础上，加减总加工余量得到毛坯尺寸，毛坯各面的设计基准一般同零件图一致。笔者认为这种设计方法并不合理，这是因为从毛坯尺寸的作用来讲并不要求它和零件图一致，对它提出的要求是:(1)保证它在机械加工时有最均匀合理的粗加工余量：(2)保证非加工面与加工面有最准确的位置及尺寸。根据该零件的图纸要求，由于零件并不是很长，因此可以直接采用型材毛坯（棒料），又零件的最大外圆为80mm，长度为150mm，因此可以给毛坯的径向单边留3mm余量，轴向单边各留5mm余量。2.3毛坯-零件合图由毛坯余量的选择，可确定该零件的毛坯尺寸为86160mm。其毛坯-零件合图如图2.1所示。图2.1 毛坯-零件合图3.机械加工工艺路线确定10 下料 制造毛坯15 热处理 正火20 车 粗车右端，去余量25 车 粗车左端，去余量30 车 半精车、精车左端尺寸35 车 半精车、精车右端尺寸40 热处理 淬火45 钳 去毛刺50 检验55 入库3.1加工方法的确定（1）外轮廓 粗车（精度等级IT12，粗糙度Ra12.5um）半精车（精度等级IT89，粗糙度Ra3.2um）精车（精度等级IT67，粗糙度Ra1.6um）。（2） 内轮廓 钻孔（精度等级IT12，粗糙度Ra12.5um）粗镗（精度等级IT910，粗糙度Ra3.2um）精镗（精度等级IT67，粗糙度Ra1.6um）。3.2加工顺序的安排工件的机械加工工艺路线中要经过切削加工、热处理和辅助工序。因此，当拟定工艺路线时要合理、全面安排好切削加工、热处理和辅助工序的顺序。切削加工工序的安排原则1）基准先行 选为精基准的表面，应先进行价格，以便为后续工序提供可靠的精基准。如轴类零件的中心孔、箱体的地面或剖分面、齿轮的内孔和一端面等，都应安排在初始工序加工完成。2）先粗后精 各表面均应按照粗加工半精加工精加工的顺序依次进行，以便逐步提高加工精度和降低表面粗糙度。3）先主后次 先加工主要表面（如定位基面、装配面、工作面），后加工次要表面（如自由表面、键槽、螺纹孔等），次要表面常穿插进行加工，一般安排在主要表面达到一定精度之后、最终精加工之前。该零件的加工顺序应严格按照以上原则进行加工。3.3定位基准的选择（1）粗基准的选择 粗车时以外圆和两端面为粗基准，并加工出精基准（2）精基准的选择 精加工时以粗加工时加工出的端面和外圆为基准。3.4加工阶段的划分说明粗加工阶段：工序20和工序25。半精加工和精加工同时进行，为工序30和工序35。3.5主要机加工工序简图工序内容工序简图工序20 粗车右端，去余量工序25粗车左端，去余量工序30半精车、精车左端尺寸工序35半精车、精车右端尺寸4.工序尺寸及公差确定每道工序完成后应包子的尺寸成为该工序的工序尺寸。工件上的设计尺寸及其公差是经过各加工工序后得到的。每道工序的工序尺寸都不相同，他们组不向设计尺寸接近。为了最终保证工件的设计要求，各中间工序的工序尺寸及其公差需要计算确定。工序余量确定后，就可计算工序尺寸。工序尺寸及其公差的确定要根据工序基准或定位基准与设计基准是否重合，采取不同的计算方法。4.1基准重合时的工序尺寸确定加工表面工序余量（单边）mm工序尺寸及公差mm表面粗糙度Ra/m粗半精精粗半精精粗半精精58132.50.5640.2595812.53.21.650172.50.5560.2515012.53.21.63269.50.512313212.53.21.62666.50.512252612.53.21.6加工表面工序余量（单边）mm工序尺寸及公差mm表面粗糙度Ra/m粗半精精粗半精精粗半精精60122.50.5660.2616012.53.21.652162.50.5580.2535212.53.21.63269.50.512313212.53.21.62264.50.512212212.53.21.64.2基准不重合时的工序尺寸确定尺寸链图尺寸计算L1=48-20-5-5-8=10EI=0.039-0.13-0.018-0.33-0.018=-0.457ES=-0.039-0-(-0.33)-0=0.291因此，L1为10L2=150-50-50-12.5=37.5EI=0.05-0.03-0.03=-0.01ES=-0.05-0-0=-0.05因此，L2为37.5L3=50-15-15.11=19.89EI=0.03-0.33-0.33=-0.63ES=0-0-0=0因此，L3为19.89L4=50-15=35EI=0.03-0=0.03ES=0-0=0因此，L4为355.设备及其工艺装备确定5.1机床及夹具的选择（1）在粗车时主要为了去除加工余量，因此选择在普通车床上进行加工，夹具选用通用夹具三爪卡盘。（2）半精车、精车左端时在数控车床上加工，夹具可选择通用三爪卡盘装夹即可。（3）半精车、精车右端时在数控车床上加工，由于右端的表面与左端的基准A有位置度要求，又该工序是精加工最后一道工序，因此需要设计专用夹具进行装夹，夹具见第二章。5.2刀具的选择从零件图中分析可知，该零件加工的部位有端面、外圆、内轮廓、孔、螺纹等。根据其加工特性，确定该零件的加工刀具如表5.1所示。表5.1 刀具卡片刀具名称刀具材料刀具规格加工部位外圆粗车刀YT1590粗车外圆外圆粗车刀（可转位）YT1590半精车外圆粗镗刀YT1560粗镗内轮廓外圆精车刀YT1535精车外圆精镗刀YT1545精镗内轮廓麻花钻高速钢12mm钻中间内孔外槽刀YT153mm刀宽切外槽内槽刀YT152.5mm刀宽切内槽外螺纹刀YT1560刀尖车外锥螺纹内螺纹刀YT1560刀尖车内直螺纹5.3量具的选择该零件属于批量生产，一般采用通用量具，该零件的外圆尺寸均可以有游标卡尺进行测量，内孔尺寸可以采用内径测量表进行测量，唯一难测量的是锥孔，因此需要设计专用的量具进行测量，具体的请参见量具设计说明书（第四章）。6.切削用量确定车削用量（ 背吃刀量、主轴转速、进给速度）选择是否合理，对于能否充分发挥机床潜力与刀具切削性能，实现优质、高产、低成本和安全操作具有很重要的作用。车削用量的选择原则是粗车时，首先考虑选择尽可能大的背吃刀量，其次选择较大的进给量 ，最后确定一个合适的切削速度 。增大背吃刀量 可使走刀次数减少，增大进给量 有利于断屑。精车时，加工精度和表面粗糙度要求较高，加工余量不大且较均匀，因此选择精车的切削用量时，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。因此，精车时应选用较小（但不能太小）的背吃刀量和进给量 ，并选用性能高的刀具材料和合理的几何参数，以尽可能提高切削速度 。表6.1是推荐的切削用量数据，供参考。表6.1 数控车削用量推荐表刀具材料工件材料粗加工精加工切削速度（m/min）进给量（mm/r）背吃刀量（mm）切削速度（m/min）进给量(mm/r)背吃刀量（mm）硬质合金或涂层硬质合金碳钢2200.232600.10.4低合碳钢1800.232200.10.4铸铁1200.231600.10.4不锈钢800.231200.10.46.1主轴转速的确定主轴转速应根据零件上被加工部位的直径，并按零件和刀具材料以及加工性质等条件所允许的切削速度来确定。切削速度除了计算和查表选取之外，还可以根据经验确定，需要注意的是交流变频调速数控车床低速输出力矩小，因而切削速度不能太低。光车时，主轴的速度应根据允许切削的速度Vc来选取，计算公式如下：n = (6.1)式中：Vc切削速度，单位m/min；D工件切削部分的直径（通常选用最大直径），单位mm；n车床主轴转速，单位r/min；而车螺纹时的主轴转速如下：n-k (6.2)式中：p工件螺纹的螺距或导程，单位mm；k保险系数，一般取80；n车床主轴转速，单位r/min。根据切削原理可知，切削速度的高低取决于被加工零件的精度、材料、刀具的材料、和刀具的耐用度等因素。从理论上讲，Vc的值越大越好，因为不仅可以提高生产效率，而且可以避免积屑瘤的临界速度，获得较低的表面粗糙度。但实际上由于机床、刀具、工件材料等因素的影响和限制，车削切削用量可参考表6.1选取。综合以上原则，在实际加工中考虑到加工内孔时排屑难、冷却难、刀杆刚性差和观察困难的特点，在选择切削用量时，可参照对应外部加工切削用量的30%50%进行选取。具体如下：外部轮廓加工时选取：粗车Vc=150m/min 精车Vc=200m/min内部轮廓加工时选取：粗车Vc=50m/min 精车Vc=70m/min由公式（6.1）、（6.2）、表（6.1），按照毛坯直径为90mm，计算可得：外部轮廓加工时： 粗车n=500r/min； 精车n=800r/min；内部轮廓加工时： 粗车n=450r/min； 精车n=750r/min；6.2进给速度的确定对于不同种类的机床，进给量的单位是不同的。对于普通车床，进给量为工件（主轴）每转过一转，刀具沿进给方向与工件的相对移动量，单位为mm/r；对于数控车床，由于其控制原理与普通车床不同，进给量也可以定义为刀具在单位时间内沿着进给方向上相对于工件的位移量（mm/min）。其他类型的机床则根据其结构不同，进给量的单位分别为刀具或工件每转的位移量（mm/min，车床等大部分机床；或mm/r，使用多齿刀具的机床）或每行程的位移量（mm/一个行程，刨床等机床）。进给速度Vf可以按公式Vf =fn计算，式中f表示每转进给量，在加工本设计中的组合零件时进给速度，依据表6.1进行选取，粗加工时取f =0.2mm/r，精加工时取f =0.1mm/r，则所得加工时的进给速度如下：外部轮廓加工时： 粗车Vf = 120mm/min； 精车Vf = 80mm/min；内部轮廓加工时： 粗车Vf = 80mm/min； 精车Vf = 60mm/min；6.3背吃刀量的选择背吃刀量根据机床、工件和刀具的刚性来决定，在刚度允许的条件下，应尽可能使背吃刀量等于工件加工余量（除去精车量），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，可留少量精加工余量，一般为0.10.8mm，具体背吃刀量参照表6.2进行选择，如下表所列：表6.2 背吃刀量粗精外轮廓加工1.52mm0.10.4内轮廓加工0.81.2mm0.10.3总之切削用量的具体数值应根据机床性能、相关的手册并结合实际经验用类比方法确定。同时，使主轴转速、切削深度及进给速度三者能相互适应，以形成最佳切削用量。第二章 第35号工序夹具设计说明书1.工序尺寸精度分析该工序加工零件右端各尺寸，其右端锥面对左端A基准有较高的位置度要求，设计夹具的目的是为了保证零件两端的位置度要求。2.定位方案确定根据零件的加工要求，该零件需要限制五个自由度，即：X移动、X转动、Y移动、Z移动、Z转动，用卡套内圆柱面限制零件的X轴转动、Y移动、Z移动、Z转动，卡套端面限制X移动。3.定位元件确定由零件图可知，该工序工件的定位面是50外圆和58外圆左端面，所以夹具上相应的定位元件选为卡套。4.定位误差分析基准不重合误差B=0，基准位移误差Y=0.025mm。D=Y=0.025mm。所以，D1/3T，满足要求。5.夹紧方案及元件确定工件在定位时，为了保证定位精度，在工件外圆采用卡套定位并用夹紧螺母夹紧。6.夹具总装草图第三章 第20、25号工序刀具设计说明书1.工序尺寸精度分析该工序的加工要求低，工序尺寸为52、58、66、83、56、64，表面粗糙度为12.5，加工精度为IT12。2.刀具类型确定本工序为粗车，强度大，零件材料为45钢，所以刀具选用焊接式，刀尖角度为90的外圆车刀。3.刀具设计参数确定序号项目数据来源或公式计算采用值1车刀外行表2-6、2-7焊接式900 强力外圆车刀2刀片材料YT5刀杆材料45钢3几何角度表2-8、2-9s=00 o=120 o=60 o=40 r=90 0 r=100 =0.8mm 4断削参数前面型式表2-11、2-12（f=0.33mm/r）带倒棱曲面圆弧卷削槽前面Ln=8.5m,o 1= -200 br1=0.6 qn=9.35过渡刃表2-13（ap=1.3mm）直线过渡刃 Kre=450 b=16刀片型号表2-3A420L=20 ,B=12 ,C=7,R=12.5,r=1 e=0.87车刀外型结构尺寸表2-1、2-2、2-5BxH=20x30 L=150 M=8(900 弯头车刀)8刀槽型式表2-4Sinrj=ln/2qn=8.5/2x9.6=0.443c=o-j=120 -18.30 Hc=H+(12)-cCoso/Cos(o+ c)=30+1-7Cos5/Cos(50 +6.30 )=31-7x1/1=24Bc=B-C*tg(o+c)=12-7tg(60 +5.30 )=10.6Lc=L-CCoso/Cos(o+c)*tgo=20-7.Cos5/Cos(60 +5.30 )*tg5=20-7x0.08=19.4j= 18.30 c= 5.30 Hc=24mmBc=10.6mmLc=19.4mm4.刀具工作草图第四章 第35号工序量具设计说明书1.工序尺寸精度分析本工序测量锥度202，公差等级为IT7。2.量具类型确定对202的锥面尺寸用圆锥塞规来进行检测，量具的材料为T10A，测量面的硬度为HRC58-HRC65。3.极限量具尺寸公差确定（1）确定工作量规制造公差和位置要素值，因锥度102的大口直径的基本尺寸为37.29，上偏差为ES=+0.02mm，下偏差为EI=-0.02mm，查表得知其公差等级为IT4，量规10IT4的公差为T=0.005mm,Z=0.005mm。（2）计算工作量规的极限偏差通规：上偏差=ES-Z+T/2=0.02-0.005+0.005/2=+0.0175mm。 下偏差=ES-Z-T/2=0.02-0.005-0.005/2=+0.0125mm。止规：上偏差=EI+T=-0.02+0.005=-0.015mm。 下偏差=EI=-0.02mm。4.极限量具公差带图5.极限量具结构设计第五章 第30、35号工序数控编程设计说明书1.工序数控加工工艺分析第30号工序为半精车、精车零件左端，加工部位主要有外圆柱面、内圆柱面、外圆弧面、内外槽、内螺纹等，其公差等级为IT8级，表面粗糙度为Ra1.6m。在半精加工时，给精加工留0.3mm余量。由于精度高，因此将半精加工和精加工安排在一道工序内完成。第35号工序为半精车、精车零件右端，加工部位主要有内外圆柱面、外锥螺纹、外槽、内圆锥面等组成，公差等级也为ITT-8级，表面粗糙度为Ra1.6m。同样，在半精加工时，给精加工留0.3mm余量。2.走刀路线确定（1）装夹右端，向外伸出左端，半精车左端外轮廓（2）半精镗左端内轮廓（3）精车左端外轮廓（4）切外槽（5）精镗左端内轮廓（6）切内槽（7）车内螺纹（8）调头装夹，将右端向外伸出。（9）半精车右端外轮廓（10）半精镗右端内轮廓（11）精镗右端内轮廓（12）精镗右端外轮廓（13）切外槽（14）车外螺纹3.刀具及切削用量的选择3.1刀具的选择该零件的数控加工中主要为车外圆、镗内孔、切内外槽、车内外螺纹，由于外圆精度要求较高且又属于中批量生产，因此在刀具的选择时采取半精车、精加工各一把车刀，具体的刀具选择情况表3.1所示。表3.1 数控加工刀具卡片工序号刀具编号刀具名称刀具规格刀片材料加工表面30T0101外圆粗车刀（可转位）90刀尖YT15半精加工外轮廓T0202外圆精车刀（可转位）35刀尖YT15精车外轮廓T0303外槽刀3mm刀宽YT15切外槽T0404粗镗刀60YT15半精镗内轮廓T0505精镗刀45YT15精镗内轮廓T0606内槽刀2.5mm刀宽YT15切内槽T0707内螺纹车刀60YT15车内螺纹35T0101外圆粗车刀（可转位）90刀尖YT15半精加工外轮廓T0202外圆精车刀（可转位）35刀尖YT15精车外轮廓T0303外槽刀3mm刀宽YT15切外槽T0404粗镗刀60YT15半精镗内轮廓T0505精镗刀45YT15精镗内轮廓T0606外螺纹刀60YT15车外锥螺纹3.2切削用量的选择切削用量的合理选择直接影响到零件的表面质量以及加工效率，因此切削用量的选择是数控加工工艺编制过程中不可缺少的一部分，根据经验及查表确定该零件在数控加工过程中的切削用量如表3.2所示。表3.2 数控加工切削用量表加工表面刀具号主轴转速（r/min）背吃刀量（mm）进给速度（mm/min）半精车外圆T01015002120精车外圆T02028000.380半精镗内孔T04044501.580精镗内孔T05057500.360切外槽T030345045切内槽T060630030车内螺纹T0707450程序自动计算1.5车外螺纹T0606500程序自动计算64.编程原点的确定及数值计算该零件属于轴对称零件，因此可选择轴的端面中心为编程原点。编程时的坐标点采用二维图软件进行自动生成，如下所述：图中X值代表着编程坐标Z的值，Y值的2倍代表着编程坐标X的值图4.1 精车左端时的坐标计算图4.2 精车右端时的坐标计算5.程序编写及程序说明5.1数控编程的定义编程是将加工零件的加工顺序、刀具运动轨迹的尺寸数据、工艺参数（主运动和进给运动速度、切削深度）以及辅助操作（换刀、主轴正反转、冷却液开关、刀具夹紧松开等）加工信息，用规定的文字、数字、符号组成的代码，按一定格式编写成加工程序。5.2数控编程的分类数控编程主要分为手工编程与自动编程。（1）手工编程 整个程序的编制过程是由人工完成的。这要求编程人员不仅要熟悉数控代码及编程规则，而且还必须具备有机械加工工艺知识和数值计算能力。对于点位加工或几何形状不太复杂的零件，数控编程计算较简单，程序段不多，手工编程即可实现。（2）自动编程 用计算机把人们输入的零件图纸信息改写成数控机床能执行的数控加工程序，就是说数控编程的大部分工作有计算机来实现。5.3零件的加工程序清单（1）工序30的加工程序清单及解释程序解释说明O0001程序号T0101（外圆粗车刀）换1号刀，并调用1号刀具补偿M03 S500主轴正转，转速为500M08切削液开G00 X85 Z2快速运动至循环起点G71 U1 R1 F120建立外圆车削循环G71 P100 Q200 U0.3 W0.3给定循环起点和终点，给定精加工余量N100 G00 X0循环程序第一段 G01 Z0 F80 S800靠近工件 X47平50外圆左端面 X50 Z-1.5倒角 Z-48车50外圆 X58平58外圆左端面 Z-54车58外圆 G02 X70 Z-60 R6车圆弧R6N200 G03 X80 Z-75 R25车圆弧R25G00 X100 Z100快速运动至换刀点T0404（粗镗刀）换4号刀，并调用4号刀具补偿M03 S450主轴正转，转速为450G00 X10 Z2快速运动至循环起点G71 U1 R1 F80建立复合车削循环G71 P300 Q400 U-0.3 W0.3给点起终点，精加工余量N300 G00 X41.05快速运动至切削起点 G01 Z0 F60 S750靠近工件 X38.05 Z-1.5倒角 Z-12.5镗M40螺纹底孔 X32平端面 Z-50镗32内孔 X26平端面 W-15镗26内孔 X16平端面 W-15镗16内孔N400 X10精车轨迹最后一段G00 X100 Z100快速运动至换刀位置T0202（外圆精车刀）换2号刀，并调用2号刀具补偿M03 S800主轴正转，转速为800G00 X85 Z2快速运动至循环起点G70 P100 Q200精车外圆G00 X100 Z100快速运动至换刀点T0303（外切槽刀）换3号刀，并调用3号刀具补偿M03 S450主轴正转 ，转速为450G00 X52 Z-25快速运动至切削起点G01 X45 F45切槽X52 F200退刀G00 Z-23快速运动至第二个切削点G01 X45 F45切槽X52 F200退刀G00 Z-38快速运动至第二个切槽起点G01 X45 F45切槽X52 F200退刀G00 Z-36快速运动至第二个切削点G01 X45 F45切槽X52 F200退刀G00 X100 Z100快速运动至换刀点T0505（精镗刀）换5号刀，并调用5号刀具补偿M03 S750主轴正转，转速为750G00 X10 Z2快速运动至循环起点G70 P300 Q400精镗内轮廓G00 X100 Z100快速运动至换刀点T0606（内槽刀）换6号刀，并调用6号刀具补偿M03 S300主轴正转，转速为300G00 X30 Z-12.5快速运动至切槽起点G01 X44 F30切槽X30退刀G00 Z100轴向退刀X100径向退刀T0707（内螺纹刀）换7号刀，并调用7号刀具补偿M03 S450主轴正转，转速为450G00 X36 Z2快速运动至循环起点G76 P020060 Q100 R0.1建立复合螺纹切削循环G76 X39.55 Z-11 P900 Q400 F1.5G00 X100 Z100快速运动至换刀点M30程序结束（2）工序35的加工程序清单及解释程序解释说明O0002程序号T0101（外圆粗车刀）换1号刀，并调用1号刀具补偿M03 S500主轴正转，转速为500M08切削液开G00 X85 Z2快速运动至循环起点G71 U1 R1 F100建立复合车削循环G71 P100 Q200 U0.3 W0.3给定起终点，精加工余量N100 G00 X0快速运动至切削起点 G01 Z0 F80靠近工件 X43平端面 X46 Z-1.5倒角 Z-15车46外圆 X52平端面 Z-35车52外圆 X60 Z-50车斜面 Z-55车60外圆N200 G03 X80 Z-75 R25车R25圆弧G00 X100 Z100快速运动至换刀点T0404（粗镗刀）换4号刀，并调用4号刀具补偿M03 S450主轴正转，转速为450G00 X10 Z2快速运动至循环起点G71 U1 R1 F80建立复合车削循环G71 P300 Q400 U-0.3 W0.3给点起终点，精加工余量N300 G00 X37.2快速运动至切削起点 G01 Z0 F60靠近工件 X32 Z-15镗锥面 Z-5
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