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%1234M03T0101S1000G0X60Z1G71U1R1P1Q2X0.5Z0.2F200M05M00M03T0101S1000N1G01X32F180Z0G1X38W-3Z-36X39W-3.83X50.855W-4.97G03X53W-2.3R3G1Z-61X58N2W-5G0X100Z100M03T0202S800G0X40Z-36G01X31F80X39W3X31X39W2X31X38W3X32W-3G0X100Z100M03S600T0303G0X45Z1G82X37.5Z-33F6X37X36.5X36X35.5X35X34.5X34X33.5X33X32.5X32X31.5X31.5G0X100Z400M03T0404S800G0X21Z1G71U1R1P1Q2X-0.5Z0F200M05M00M03T0404S900N1G01X28F200Z0X26W-1Z-20X25X23W-1Z-55.5N2X22G0Z100X100M30%1234M03T0101S1000G0X60Z1G71U1R1P1Q2X0.5Z0F200M05M00M03T0101S1100N1G01X20Z0X58Z-1.84#1=22WHILE#1GE0#2=5*SQRT1-#1*#1/484G1X2*31-#2Z#1-22#1=#1-0.3ENDWN2G1X60G0X100Z400M03T0202S800G0X21Z1G71U1R1P1Q2X-0.5Z0F200M05M00M03T0202S900N1G01X42.02Z0X34.866Z-13.35X28.45Z-33.5N2X20G0Z300M03S500T0303G0X20Z1G1Z-33.5F200X30.4F100X20Z100M03T0404S700G0X25Z1G82X29Z-31F1.5X29.5X29.8X30X30G0Z400X100M30开题报告毕业设计的主要内容毕业设计主要有以下内容：1.绘制零件图，了解零件的结构特点和技术要求。2.根据生产类型和生产条件，对零件进行结构分析和工艺分析。有必要的话，对原结构设计提出修改意见。3.确定毛坯的种类，绘制毛坯图。4.拟定零件机械加工工艺过程，确定加工方案，选择各工序的加工设备和工艺装备（刀具、夹具、量具、加工设备等），确定各工序的加工余量和工序尺寸，计算各工序的切削用量和工时定额，并进行技术经济分析。5.填写机械加工工艺过程卡片，机械加工工序卡片等工艺文件。6.撰写设计说明书。毕业设计指导思想和设计原则1毕业设计指导思想1）毕业设计的目的a.培养学生理论联系实际的设计思想，综合运用所学的理论知识，结合生产实际知识，训练分析和解决一般工程实际问题的能力，巩固、加深和扩展有关数控加工方面的知识；b.通过对零件加工方案分析，合理选择加工机床，正确分析零件尺寸的能力、确定尺寸、选择材料，较全面的考虑加工工艺等要求，学习数控加工的一般方法，通用零件、简单机械设计的设计原理和过程，培养学生设计的能力；c.进一步训练学生计算、绘图、数控编程、数控操作，熟悉和运用设计资料以及使用经验数据、进行经验估算和处理数据的能力。2） 毕业设计的任务毕业设计通常选择一般用途的较简单机械零件为题目，设计的内容包括：零件图样工艺分析、工艺方案的比较与优先、切屑用量、工序加工程序编制、编写设计说明书等。3) 毕业设计的要求在加工时，保证零件加工质量；适合一般现场条件，能显著提高生产效率；降低生产成本，适应强；工艺合理，工艺资料齐全，说服力强。4）毕业设计的效果通过这次毕业设计，使我们综合利用三年来所学知识，解决基本问题，熟悉旧知识，应运新知识，解决实际问题，在原来的基础上，更进一步。为走上工作岗位奠定一定的基础。5）设计的原则 本组同学认为设计的原则是从准备资料到说明书的结束，应在尽量提高生产效率的前提下，降低成本，保证加工质量，稳定可靠，提高经济效益。报告人：日期：2江苏信息职业技术学院毕业设计报告 毕业设计(论文)课题：轴类零件数控加工工艺规程设计系 部 ： 机电工程系 专 业 ： 数控技术 班 级 ： 姓 名 ： 学 号 ： 导 师 ： 陈红英 二O 12 年4 月 目录第一章 绪论41.1国内外数控发展概况41.2数控技术发展趋势41.2.1性能发展方向41.2.2功能发展方向51.2.3体系结构的发展61.3.智能化新一代PCNC数控系统7第二章 零件数控加工工艺规程分析72.1零件分析72.2 零件结构工艺性分析82.2.1重要尺寸精度82.2.2 表面粗糙度要求92.2.3 位置精度的要求92.3材料分析92.4零件的毛坯选择92.5零件的安装10第三章 数控加工工艺方案的制定113.1工艺过程设计113.1.1定位基准的选择113.1.2制定工艺路线113.2加工机床的选择123.3刀具的选择143.4量具的选择15第四章 切削用量的选择与计算154.1轴外圆的切削用量164.1.1确定粗车时的切削用量ap164.1.2确定半精车时的切削用量174.1.3确定精车时的切削余量174.2钻孔（21）的切削用量174.3 镗孔的切削用量184.3.1确定半精镗时的切削用量184.3.2确定精镗时的切削用量184.4 切断及切退刀槽的切削用量194.4.1切断时的切削用量194.4.2切退刀槽时的切削用量194.5 螺纹切削用量194.5.1车梯形螺纹时的切削用量194.5.2车内螺纹时的切削用量19第五章 零件加工及程序的编制205.1加工前的准备205.2对刀215.3零件的加工215.3.1操作步骤215.3.2 工序卡片215.3.3仿真加工图样及详细编程22小 结29参考文献31江苏信息职业技术学院毕业设计报告摘要本文主要讲述轴类零件的工艺过程和设计。 轴类零件是机器中经常遇到典型零件之一，它主要用来支撑传动零件，传递扭矩和承受载荷。轴类零件是旋转体零件，其长度大于直径，一般由同心轴的外圆柱面、圆锥面、内孔和螺纹及相应的端面所组成。本设计针对的是典型的带有椭圆的复杂轴类零件，该零件结构形状复杂，为了保证精度，必须有严格的尺寸要求，和加工工艺，这对加工难度较大。本文讲述了该零件的加工工艺过程、工艺分析、程序编写、切削参数选取等内容。关键词：轴类零件 椭圆 工艺 程序编写1第一章 绪论1.1国内外数控发展概况 随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，各工业发达国家投入巨资，对现代制造技术进行研究开发，提出了全新的制造模式。在现代制造系统中，数控技术是关键技术，它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。目前，数控技术正在发生根本性变革，由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上，数控系统实现了超薄型、超小型化；在智能化基础上，综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术，数控系统实现了高速、高精、高效控制，加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数，实现了在线诊断和智能化故障处理；在网络化基础上，CAD/CAM与数控系统集成为一体，机床联网，实现了中央集中控制的群控加工。 长期以来，我国的数控系统为传统的封闭式体系结构，CNC只能作为非智能的机床运动控制器。加工过程变量根据经验以固定参数形式事先设定，加工程序在实际加工前用手工方式或通过CAD/CAM及自动编程系统进行编制。CAD/CAM和CNC之间没有反馈控制环节，整个制造过程中CNC只是一个封闭式的开环执行机构。在复杂环境以及多变条件下，加工过程中的刀具组合、工件材料、主轴转速、进给速率、刀具轨迹、切削深度、步长、加工余量等加工参数，无法在现场环境下根据外部干扰和随机因素实时动态调整，更无法通过反馈控制环节随机修正CAD/CAM中的设定量，因而影响CNC的工作效率和产品加工质量。由此可见，传统CNC系统的这种固定程序控制模式和封闭式体系结构，限制了CNC向多变量智能化控制发展，已不适应日益复杂的制造过程，因此，对数控技术实行变革势在必行。1.2数控技术发展趋势1.2.1性能发展方向（1）高速高精高效化速度、精度和效率是机械制造技术的关键性能指标。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系统以及带高分辨率绝对式检测元件的交流数字伺服系统，同时采取了改善机床动态、静态特性等有效措施，机床的高速高精高效化已大大提高。（2）柔性化包含两方面：数控系统本身的柔性，数控系统采用模块化设计，功能覆盖面大，可裁剪性强，便于满足不同用户的需求；群控系统的柔性，同一群控系统能依据不同生产流程的要求，使物料流和信息流自动进行动态调整，从而最大限度地发挥群控系统的效能。（3）工艺复合性和多轴化以减少工序、辅助时间为主要目的的复合加工，正朝着多轴、多系列控制功能方向发展。数控机床的工艺复合化是指工件在一台机床上一次装夹后，通过自动换刀、旋转主轴头或转台等各种措施，完成多工序、多表面的复合加工。数控技术轴，西门子880系统控制轴数可达24轴。（4）实时智能化早期的实时系统通常针对相对简单的理想环境，其作用是如何调度任务，以确保任务在规定期限内完成。而人工智能则试图用计算模型实现人类的各种智能行为。科学技术发展到今天，实时系统和人工智能相互结合，人工智能正向着具有实时响应的、更现实的领域发展，而实时系统也朝着具有智能行为的、更加复杂的应用发展，由此产生了实时智能控制这一新的领域。在数控技术领域，实时智能控制的研究和应用正沿着几个主要分支发展：自适应控制、模糊控制、神经网络控制、专家控制、学习控制、前馈控制等。例如在数控系统中配备编程专家系统、故障诊断专家系统、参数自动设定和刀具自动管理及补偿等自适应调节系统，在高速加工时的综合运动控制中引入提前预测和预算功能、动态前馈功能，在压力、温度、位置、速度控制等方面采用模糊控制，使数控系统的控制性能大大提高，从而达到最佳控制的目的。 1.2.2功能发展方向（1）用户界面图形化用户界面是数控系统与使用者之间的对话接口。由于不同用户对界面的要求不同，因而开发用户界面的工作量极大，用户界面成为计算机软件研制中最困难的部分之一。当前INTERNET、虚拟现实、科学计算可视化及多媒体等技术也对用户界面提出了更高要求。图形用户界面极大地方便了非专业用户的使用，人们可以通过窗口和菜单进行操作，便于蓝图编程和快速编程、三维彩色立体动态图形显示、图形模拟、图形动态跟踪和仿真、不同方向的视图和局部显示比例缩放功能的实现。（2）科学计算可视化科学计算可视化可用于高效处理数据和解释数据，使信息交流不再局限于用文字和语言表达，而可以直接使用图形、图像、动画等可视信息。可视化技术与虚拟环境技术相结合，进一步拓宽了应用领域，如无图纸设计、虚拟样机技术等，这对缩短产品设计周期、提高产品质量、降低产品成本具有重要意义。在数控技术领域，可视化技术可用于CAD/CAM，如自动编程设计、参数自动设定、刀具补偿和刀具管理数据的动态处理和显示以及加工过程的可视化仿真演示等。（3）插补和补偿方式多样化多种插补方式如直线插补、圆弧插补、圆柱插补、空间椭圆曲面插补、螺纹插补、极坐标插补、2D+2螺旋插补、NANO插补、NURBS插补（非均匀有理B样条插补）、样条插补（A、B、C样条）、多项式插补等。多种补偿功能如间隙补偿、垂直度补偿、象限误差补偿、螺距和测量系统误差补偿、与速度相关的前馈补偿、温度补偿、带平滑接近和退出以及相反点计算的刀具半径补偿等。（4）内装高性能PLC数控系统内装高性能PLC控制模块，可直接用梯形图或高级语言编程，具有直观的在线调试和在线帮助功能。编程工具中包含用于车床铣床的标准PLC用户程序实例，用户可在标准PLC用户程序基础上进行编辑修改，从而方便地建立自己的应用程序。（5）多媒体技术应用多媒体技术集计算机、声像和通信技术于一体，使计算机具有综合处理声音、文字、图像和视频信息的能力。在数控技术领域，应用多媒体技术可以做到信息处理综合化、智能化，在实时监控系统和生产现场设备的故障诊断、生产过程参数监测等方面有着重大的应用价值。 1.2.3体系结构的发展（1）集成化采用高度集成化CPU、RISC芯片和大规模可编程集成电路FPGA、EPLD、CPLD以及专用集成电路ASIC芯片，可提高数控系统的集成度和软硬件运行速度。应用FPD平板显示技术，可提高显示器性能。平板显示器具有科技含量高、重量轻、体积小、功耗低、便于携带等优点，可实现超大尺寸显示，成为和CRT抗衡的新兴显示技术，是21世纪显示技术的主流。应用先进封装和互连技术，将半导体和表面安装技术融为一体。通过提高集成电路密度、减少互连长度和数量来降低产品价格，改进性能，减小组件尺寸，提高系统的可靠性。（2）模块化硬件模块化易于实现数控系统的集成化和标准化。根据不同的功能需求，将基本模块，如CPU、存储器、位置伺服、PLC、输入输出接口、通讯等模块，作成标准的系列化产品，通过积木方式进行功能裁剪和模块数量的增减，构成不同档次的数控系统。（3）网络化机床联网可进行远程控制和无人化操作。通过机床联网，可在任何一台机床上对其它机床进行编程、设定、操作、运行，不同机床的画面可同时显示在每一台机床的屏幕上。（4）通用型开放式闭环控制模式采用通用计算机组成总线式、模块化、开放式、嵌入式体系结构，便于裁剪、扩展和升级，可组成不同档次、不同类型、不同集成程度的数控系统。闭环控制模式是针对传统的数控系统仅有的专用型单机封闭式开环控制模式提出的。由于制造过程是一个具有多变量控制和加工工艺综合作用的复杂过程，包含诸如加工尺寸、形状、振动、噪声、温度和热变形等各种变化因素，因此，要实现加工过程的多目标优化，必须采用多变量的闭环控制，在实时加工过程中动态调整加工过程变量。加工过程中采用开放式通用型实时动态全闭环控制模式，易于将计算机实时智能技术、网络技术、多媒体技术、CAD/CAM、伺服控制、自适应控制、动态数据管理及动态刀具补偿、动态仿真等高新技术融于一体，构成严密的制造过程闭环控制体系，从而实现集成化、智能化、网络化。1.3.智能化新一代PCNC数控系统当前开发研究适应于复杂制造过程的、具有闭环控制体系结构的、智能化新一代PCNC数控系统已成为可能。智能化新一代PCNC数控系统将计算机智能技术、网络技术、CAD/CAM、伺服控制、自适应控制、动态数据管理及动态刀具补偿、动态仿真等高新技术融于一体，形成严密的制造过程闭环控制体系。第二章 零件数控加工工艺规程分析2.1零件分析 图2-1 CAD零件图 技术要求： （1）锐边倒角C1、其余表面按Ra3.2加工； （2）未标注表面粗糙度为Ra3.2 ； （3）未注公差尺寸按IT14标准执行。 轴类零件是较常见的零件之一。此轴类零件一由圆柱面、锥面、圆弧面、台阶、端面、内孔、椭圆、梯形螺纹、三角螺纹和沟槽构成，材料为45钢。如图1-1所示的带椭圆的轴类零件适合采用数控车床加工。2.2 零件结构工艺性分析零件的结构工艺性是指零件在满足使用性能的前提下，其制造、维修的可行性和经济性。即所设计的零件结构便于成形，并且成本低，效率高。它的涉及面广，因此有必要对零件进行结构工艺性分析。该零件的视图符合国家标准的要求，位置准确，表达清楚；几何元素之间的关系准确；尺寸标注基本完整、清晰。2.2.1重要尺寸精度总长度为880.05mm；39外圆的上偏差为0，下偏差为-0.039，精度等级达IT7；53外圆的上偏差为-0.01，下偏差为-0.04，精度等级达IT8；58外圆表面上偏差为0，下偏差为-0.03，精度等级达IT8；26内孔上偏差为+0.03，下偏差为0，精度等级达IT8.2.2.2 表面粗糙度要求根据零件的表面工作部位的不同，有不同的表面粗糙度要求。该零件表面粗糙度多处的公差为1.6um，其它均为3.2um。2.2.3 位置精度的要求位置精度主要是指装配传动件的配合轴颈相对于装配轴承的支撑轴颈的同轴度，一般精度的轴为0.010.03。根据该零件图分析，虽没有位置精度要求的标注，但在实际加工过程中，应考虑这些问题，保证53 mm外圆，39 mm 外圆的同轴度误差（按一般标准为0.03），内孔与轴的垂直度误差（按一般标准为0.03）2.3材料分析该零件材料为45钢。45表示平均含碳量为0.45%，它是一种优质碳素结构钢。属于中碳钢，强度高，塑性适中，具有综合的机械性能，多用于轴、套、齿轮、连杆等部件。该零件的毛坯材料为45钢，强度、硬度、塑形等力学性能好，切削性能好，工艺性能好，便于加工，能够满足使用性能。2.4零件的毛坯选择该零件的毛坯选择45钢。零件在进行加工时，余量的大小，成本等问题在设计毛坯时就要仔细考虑好。选择毛坯时应考虑以下因素：A、零件材料的工艺特性，以及零件对材料组织和性能的要求。由于该零件的形状带有椭圆且是偏心的较为复杂，毛坯结构形状易获得，且机械性能要求不高，可用45号钢。B、零件的形状尺寸及生产批量、生产成本。由于该配合件是小批量生产，精度要求较高，为便于精确的尺寸获得，需做工装或者夹具。C、毛坯尺寸及加工余量。该零件批量少，精度要求较高，毛坯尺寸较接近零件尺寸，所留加工余量较小。综上所述，该零件毛坯选择为轴毛坯62mm90mm棒料。毛坯如图所示（图1-2）。图2-2 毛2.5零件的安装该零件的加工选择数控车床。数控车的零件安装方法是一样的，要合理的选择定位基准和夹紧方案，注意以下两点：（1）力求设计、工艺与编程计算的基准统一，以便于提高编程时数值计算的简便性和精确性。（2）尽量减少装夹次数，尽可能在一次装夹后，加工出全部待加工面。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定心，夹持范围大，适用于截面为圆形，三角形等轴类和盘类小型零件。第三章 数控加工工艺方案的制定3.1工艺过程设计3.1.1定位基准的选择a、轴的基准选择粗基准的选择：加工时，使工件在机床或夹具中占据正确位置所用的基准称为定位基准。根据相互位置原则、余量最小原则和便于装夹原则，本零件的粗基准为63mm棒料外圆。精基准的选择：根据基准重合原则、基准统一原则、互为基准原则、便于装夹原则，确定该零件的精基准为M30X1.5-H6的内螺纹。3.1.2制定工艺路线制订工艺路线的出发点，应当使零件的几何形状，尺寸精度及位置精度等技术要求能到合理的保证。在生产纲领已确定为小批量生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以通用夹具，并尽量使工序集中来提高生产效率。除此以外，还应考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。方案1：工序10：下料62mm90mm的棒料 （普通机床）工序20：a）钻22mm的通孔工序30：a、车梯形螺纹那端的端面及外轮廓 （数控车床）b、切梯形螺纹退刀槽c、车梯形螺纹d、半精镗精镗23mm和26mm的内孔工序40：a、掉头软爪夹53mm外圆粗车半精车精车外轮廓及椭圆轮廓 b、粗车半精车精车锥度内孔面、内孔及螺纹退刀槽c、车M301.5-H7内螺纹工序50：去毛刺工序60：检验工序70：入库方案2：工序10：下料50mm108mm的棒料。 （普通机床） 工序20：a、钻20mm的通孔。工序30：a、车零件带椭圆端面 （数控机床）b、粗车半精车精车58mm的外圆表面及椭圆c、粗车半精车精车锥度内孔面、内孔及螺纹退刀槽d、车M301.5-H7内螺纹工序:40：a、掉头，上工装b、半精车精车外圆轮廓c、切梯形螺纹退刀槽d、车梯形螺纹工序:50：半精镗精镗23mm和26mm的内孔工序60： 去毛刺工序70：检验工序80：入库比较后的方案1是采取工序集中原则，工序比较集中，装夹次数少。比较后方案1在能保证加工质量的基础上更有生产率和经济性，符合加工的工艺要求。3.2加工机床的选择1、要保证加工零件的技术要求，能加工出合格的产品。2、有利于提高生产率。3、尽可能降低生产成本。选择教学设备华中数控世纪星HNC,具体可参照表3-1机床的型号来选择加工对象、用途a加工2501000(500)以下轴件，500以下盘件；b加工几何形状复杂，尺寸繁多，精度要求高的轴类(或盘类)零件；c加工圆柱面、圆锥面、阶梯面、球面及其它各种回转曲面；d加工各种公、英制内外螺纹；e能车削外圆、切槽及倒角，也可以进行钻、扩、铰、滚压及镗削加工；f适用于中、小批量及单件生产，也可用于复杂零件的大批量生产表3-1机床的型号信息表名 称单位规格床身上最大回转直径mm505床鞍上最大回转直径340最大车削直径轴类直径250盘类直径500最大钻孔直径20最小车削直径20最大车削长度1000；500最大行程X260Z1100；600主轴箱主轴转速范围r/min20-2000主轴定心轴颈锥度mm1415锥孔锥度公制80主轴通孔直径mm65主轴中心至床面高度mm290主轴中心至地面高度mm1000尾架尾架套筒最大行程mm80尾架套简直径mm85尾架套筒锥孔锥度莫氏5#最小设定单位Xmm0.001Z0.001最小移动量X0.0005Z0.001最小检测单位XO.0005Z0.001进给量及螺距范围工进Xmm/min0.0005-500Z0.001-500快进Xmm/min8Z12螺纹导程mm/rO.O01-500刀盘驱动方式电动刀位数6外圆刀方尺寸mm2525最大镗刀杆直径40刀尖最大回转直径400夹具液压动力卡盘250机床外形尺寸(长x宽x高)mm316014801650机床重量净 重Kg30003.3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是充分考虑数控加工的特点，能够正确选择刀具及切削用量。数控车床对刀具提出了更高的要求，不仅要求刀具精度高，刚性好，耐热度高，而且要求安装、调整、刃磨方便，断屑及排屑性好。在全功能数控车床上，可预先安装812把刀具，当被加工工件改变后，一般不需要跟换刀具就能完成工件的全部车削加工。为了满足要求，刀具配备时应注意以下几个问题：1、在可能的范围内，使被加工工件的形状、尺寸标准化，从而刀具的种类，实现不换刀或少换刀，以缩短准备和调整时间。2、使刀具规格化和通用化，以减少刀具的种类，便于刀具管理。3、尽可能用可转位刀片，磨损后只需更换刀片，增加了刀具的互换性。4、在设计或选择刀具时，应尽量采用高效率、断屑及排屑性能好的刀具。综上分析该零件主要以外圆加工为主，数控加工刀具选择硬质合金车刀，需60外圆车刀、切断刀、60内螺纹刀、21mm钻头、镗刀、内切槽刀、梯形螺纹刀。普通加工刀具选择：车刀为2030mm、圆弧半径为0.8mm高速钢；钻头为21100mm、20mm的高速钢。表3-2左端刀具卡片产品名称或代号轴类零件零件名称典型轴零件图号序号刀具号刀具规格名称数量加工表面备注1T0101硬质合金60外圆车刀1粗、精车外轮廓2T0202切槽刀，刀宽4mm1车退刀槽左3T0303硬质合金梯形螺纹刀车刀1车螺纹4T0404硬质合金镗刀1车内孔表3-3右端刀具卡片产品名称或代号轴类零件零件名称典型轴零件图号序号刀具号刀具规格名称数量加工表面备注1T0101硬质合金30外圆车刀1粗、精车外轮廓2T0202硬质合金镗刀1车内孔左3T0303硬质合内槽刀1车退刀槽4T0404硬质合内螺纹刀 1车内螺纹3.4量具的选择数控加工主要用于单件小批量生产，所以一般选用通用量具，如游标卡、百分表、千分尺等。精度必须与加工精度相适应。选择的量具（表3-4）表3-4编号量具测量范围（mm）读数值(mm)测量长度(mm)示值误差(mm)1游标卡尺（GB121485）02000.0202000.022外径千分尺（JB1081-75）18350.0118350.0153内径千分尺（JB1081-75）18350.0118350.0154螺纹环规（JB393483）M30X1.5-H6Tr38X6第四章 切削用量的选择与计算正确的切削用量，对于保证产品质量、提高切削效率和经济效益，具有重要意义。切削用量的选择主要依据工件材料、加工精度和表面粗糙度的要求，还应考虑刀具合理的耐用度、工艺系统刚性及机床效率等条件。由于切削速度Vc对刀具寿命影响最大，其次为进给量f,影响最小的是背吃刀量ap,因此，选择切削用量的步骤是先确定背吃刀量ap,再选择进给量f,最后再确定切削速度Vc,必要时应校验机床功率是否允许。所以，其基本原则是：首先应选择一个尽可能大的背吃刀量ap，其次选择一个较大的进给量f，最后，在刀具耐用度和机床功率允许的情况下选择一个合理的切削速度Vc。4.1轴外圆的切削用量4.1.1确定粗车时的切削用量ap1）背吃刀量的ap的选择：工件下料为45号钢棒料，大小为62mm90mm,粗车至60mm,表面有硬化层、氧化皮或硬杂质等，但在加工余量（指半径方向上）不多并比较均匀，且加工工艺系统刚性足够，应使背吃刀量一次性切除余量A，即：ap=A，查简明机械加工工艺手册表11-1可知A=(50-46)/2=2mm,单边留1mm做半精车、精车余量，取粗车背吃刀量ap=1mm。2）确定进给量f：查查简明机械加工工艺手册表11-1可知，f=0.40.5mm/r,根据机床说明书，初步选定f=0.45mm/r.3)确定切削速度Vc：查查简明机械加工工艺手册表11-5可知，Vc=2.172.667m/s，考虑到进给量较大取Vc=2m/s。4)确定主轴转速n,由公式:n=1000v/d=（10002）/(3.1460)=10.62r/s根据机床说明书，取n=12.5r/s。此时切削速度为：Vc=dn/1000=（3.146012.5）/1000=2.36m/s此速度小于预得切削速度，故可用。5）校验机床效率：查简明机械加工工艺手册表11-611-9可求得切削力的公式及相关数据。主切削力为：Fz=9.8160ZFZCFZaXFZpfYZFuZFZKFZ =9.1860-0.152701 0.450.7512.73-0.150.920.95=2407（N）切削功率：Pm=FZVc10-3=4.7(kw)由机床说明书查得,机床电机功率PE=7.5（kw）,取机床传动效率=0.8时：Pm=1.66m/s时，查得f=0.250.39mm/r,根据机床说明书，取f=0.36mm/r。3）确定切削速度VC与机床主轴转速，查表11-5可知VC=2.172.667m/s,根据机床说明书，取VC=2.2m/s，按公式得主轴转速：n=(1000V)/d=(10002.2)/(3.1448)=14.59r/s根据机床说明书，取n=15r/s，按公式算得实际切削速度为：VC=（dn）/1000=(3.144814.5)/1000=2.18m/s此切削速度小于预估切削速度，故可用。由于半精车切削力较小，故一般不需校验。最后选定半精车切削余量为： ap=0.75mm， f=0.36mm/r， VC=2.18m/s，n=900r/min4.1.3确定精车时的切削余量1）确定背吃刀量ap 取ap=0.25mm。2）确定进给速度f 查简明机械加工工艺手册表11-2，预估计切削速度VC1.66m/s时，查得f=0.250.39mm/r,根据机床说明书，取f=0.30mm/r。3）确定切削速度VC与机床主轴转速，查表11-5可知VC=2.172.667m/s,根据机床说明书，取VC=2.4m/s.按公式得主轴转速：n=(1000V)/d=（10002.4）/(3.1446.5)=16.44r/s。按机床说明书，取n=16.66r/s。按公式算得切削速度为:VC=（dn）/1000=（3.1446.516.4）/1000=2.39m/s。由于精车切削力较小，故一般不需校验，最后选定精车切削用量为：ap=0.25mm，f=0.30mm/r，VC=2.39m/s，n=1000r/min4.2钻孔（21）的切削用量1、确定进给量f 由钻头材料课查简明机械加工工艺手册表11-10可知f=0.390.45mm/r,根据机床说明书，取f=0.3m/s。2、确定切削速度VC 由钻头材料课查简明机械加工工艺手册表11-12可知VC=0.25m/s。3、确定主轴转速n，由公式:n=1000v/d=（10000.25）/（3.1421）=3.79r/s。按机床说明书，取n=4.17r/s。按公式算得切削速度为:VC=（dn）/1000=（3.14204.17）/1000=0.26m/s。4、校验机床效率：查简明机械加工工艺手册表11-14可求得切削力的公式及相关数据。主切削力为：M=CMd0XMfYMKM10-3=333.54201.90.30.8（239/735）0.7510-3=200(Nm)切削功率：Pm=2Mn10-3=5.2 (kw)由机床说明书查得,机床电机功率PE=7.5（kw）,取机床传动效率=0.8时：Pm= Pm=7.50.8=6(kw)。所以，机床功率足够 ，最后选定的钻孔切削用量为：f=0.3mm/r, Vc= 0.26m/s，n= 250r/min4.3 镗孔的切削用量4.3.1确定半精镗时的切削用量1）确定背吃刀量ap 由工艺可知ap=1.5mm 。2）确定进给速度f 查简明机械加工工艺手册表11-3可知f=0.150.3mm/r，根据机床说明书，取f= 0.3m/r。3）确定切削速度Vc 取Vc=0.5m/s。4）确定主轴转速n，由公式：n=1000v/d=（10000.5）/(3.1420)=7.96r/s。根据机床说明书，取n=8.33r/s。因此切削速度为:VC=（dn）/1000=（3.14208.33）/1000=0.52m/s。最后选定半精镗切削用量为：ap=1.5mm，f=0.3mm/r，VC=0.52m/s，n=500r/min4.3.2确定精镗时的切削用量1）确定背吃刀量ap 由工艺可知ap=0.5mm 。2）确定进给速度f 查简明机械加工工艺手册表11-3可知f=0.150.3mm/r，根据机床说明书，取f= 0.2m/r。3）确定切削速度Vc 取Vc =0.30m/s。4）确定主轴转速n 由公式：n=1000v/d=（10000.3）/(3.1423)=4.15r/s。根据机床说明书，取n=4.17r/s。此时切削速度为：VC=（dn）/1000=（3.14234.17）/1000=0.30m/s。最后选定精镗切削用量为：ap=0.5mm，f=0.2mm/r，VC=0.30m/s，n=250r/min4.4 切断及切退刀槽的切削用量4.4.1切断时的切削用量1）确定进给速度f 查简明机械加工工艺手册表11-4可知f=0.190.25mm/r。根据机床说明书，初步f=0.2m/r。2）确定切削速度Vc 取Vc =0.5mm/s。3）确定主轴转速n 由公式：n=1000v/d=（10000.5）/(3.1446)=3.46r/s。根据机床说明书，取n=3.50r/s。此时切削速度为：VC=（dn）/1000=（3.14463.50）/1000=0.51m/s。最后选定切断切削用量为：f=0.2mm/r，VC=0.51m/s，n=210r/min4.4.2切退刀槽时的切削用量1）确定进给速度f 查简明机械加工工艺手册表11-4可知f=0.190.25mm/r。根据机床说明书，初步f=0.1m/r。2）确定切削速度Vc 取Vc =0.3mm/s。3）确定主轴转速n 由公式n=1000v/d=（10000.3）/(3.1426.85)=3.56r/s。根据机床说明书，取n=3.50r/s。此时切削速度为：VC=（dn）/1000=（3.1426.853.50）/1000=0.29m/s。最后选定切退刀槽切削用量为：f=0.2mm/r，VC=0.29m/s，n=210r/min4.5 螺纹切削用量4.5.1车梯形螺纹时的切削用量1）确定背吃刀量ap ap=0.9mm2）确定切削速度VC 查金属机械加工工艺人员手册表10-161可知：VC=3664m/min,初步选定VC=36m/min，即0.6m/s。3）确定主轴转速n 由公式：n=1000v/d=（10000.6）/(3.1438)=5.03r/s。根据机床说明书，取n=7.0r/s。此时切削速度为：VC=（dn）/1000=（3.14387.0）/1000=0.84m/s。最后选定梯形螺纹切削用量为：ap =0.9mm，VC=0.66m/s，n=420r/min4.5.2车内螺纹时的切削用量1）确定背吃刀量ap ap=0.9mm2）确定切削速度VC 查金属机械加工工艺人员手册表10-161可知：VC=2951m/min,初步选定VC=30m/min，即0.5m/s。3）确定主轴转速n 由公式：n=1000v/d=（10000.5）/(3.1430)=6.37r/s。根据机床说明书，取n=6.33r/s。此时切削速度为：VC=（dn）/1000=（3.14306.33）/1000=0.66m/s。最后选定内螺纹切削用量为：ap =0.9mm，VC=0.49m/s，n=380r/min第五章 零件加工及程序的编制零件的实际加工，是检验此次毕业设计是否成功的有力标准，通过零件实际加工，更能理论联系实际，找出毕业设计中的纰漏与不足，从而得以改善，让设计更加完美、准确，另一方面也让我们获得更多的实践经验，提升我们的专业技能。5.1加工前的准备在零件加工前，有必要根据零件图纸进行零件工艺及工艺结构性性分析、工艺方案的制定以及切削用量的确定等理论分析，然后结合实际生产情况进行加工。在加工前，进行如下准备：1、加工设备选择。根据现有生产条件，选择数控教学华中数控世纪星系统CK6150机床。2、毛坯准备。在普车实训中按零件毛坯尺寸下料。3、刀具量具准备。根据方案中的选择，在刀具室领取所需刀具量具。4、程序编写。详见附录三。在零件实际加工中，严格按照学院实训要求，穿戴好实训服，遵守各规章制度，按要求操作设备，注意生产安全。5.2对刀加工中，一般采用试切对刀法。首先对Z轴，当刀走到如下图时，进入“刀具补偿”“刀偏表”“试切长度”，光标移动到刀具所在到位号，输入Z0（或Z+N，需要平端面，保证零件长度尺寸时）按“测量”，此时Z轴就对好了，如图5-1图5-1再对X轴，当刀走到如下图时，主轴停，用卡尺测量d，“刀具补偿”“刀偏表”“试切直径”，光标移动到刀具所在刀位号，输入所测d的值，按“测量”，此时X轴就对好了，如图5-2。图5-2此外，槽刀、螺纹刀、镗刀对刀时，基本按此方法进行。但一般不须重新切削，可用其刀尖对在已切表面，再在相应的刀位号输入X、Z值，操作时要稳重细心。5.3零件的加工首先为了保证程序毫无误差，一般手动编写程序，在数控仿真软件里试运行程序。再输入实际操作机床中，加工前，先空运行程序，检验程序，根据机床实际情况调整数值，即使程序错误也不会浪费毛坯件，也便于及时修改程序。最后，确定所有程序的路线、加工工艺都无误后，便可对零件进行加工。5.3.1操作步骤选择“自动循环”方式点击控制面板上“PROG” 输入程序名“自动”“循环启动”“冷却液”完成一系列操作后，数控机床对零件进行自动加工。5.3.2 工序卡片根据总体数据编制工艺卡如下：表5-3 数控加工工艺卡1单位名称产品名称或代号零件名称零件图号典型轴工序号程序编号夹具名称使用设备车间001O001三爪自定心卡盘CK6150数控车间工步号工步内容刀具号主轴转速r/min进给速度mm/r背吃刀量mm备注1粗、精车外轮廓T0101100020012车退刀槽T02026001003车梯形螺纹T03036004车内孔T040410002001表5-4 数控加工工艺卡4单位名称产品名称或代号零件名称零件图号典型轴工序号程序编号夹具名称使用设备车间002O002三爪自定心卡盘CK6150数控车间工步号工步内容刀具号主轴转速r/min进给速度mm/r背吃刀量mm备注1粗、精车外轮廓T0101100020012车内孔T0202100020013车退刀槽T03036004车内螺纹T04046005.3.3仿真加工图样及详细编程零件第一道工序编程如下在零件的端面设立工件坐标系 零件左端车削轨迹及效果图顺序号程序内容程序说明%1234程序名M03T0101S1000启动主轴主轴正转G0X60Z1快速定位G71U1R1P1Q2X0.5Z0.2F200复合切削循环M05主轴停止测量，以便改刀具补偿M00程序暂停M03T0101S1100启动主轴主轴正转，开始精加工 N1G01X32F180精加工起点X轴坐标Z0精加工起点Z轴坐标G1X38W-3倒角Z-36直线插补X39直线插补W-3.83直线插补X50.855W-4.97车削锥面G03X53W-2.3R3圆弧插补G1Z-61直线插补X58直线插补N2W-5直线插补G0X100Z100快速退刀刀安全距离M03T0202S800启动主轴、换2号刀G0X40Z-36快速定位G01X31F80切槽（刀宽4mm）X39退刀W3直线插补X31切槽（刀宽4mm）X39退刀W2直线插补X31切槽（刀宽4mm）X38退刀W3直线插补X32W-3倒角G0X100快速退刀Z100快速退刀M03S600T0303启动主轴，换3号刀G0X45Z1 快速定位G82X37.5Z-33F6螺纹车削X37螺纹车削X36.5螺纹车削X36螺纹车削X35.5螺纹车削X35螺纹车削X34.5螺纹车削X34螺纹车削X33.5螺纹车削X33螺纹车削X32.5螺纹车削X32螺纹车削X31.5螺纹车削X31.5螺纹车削G0X100Z400快速退刀M03T0404S800启动主轴，换4号刀G0X21Z1快速定位G71U1R1P1Q2X-0.5Z0F200复合车削循环M05主轴停止测量