毕业设计（论文）-曲轴飞轮机构的数控加工.doc

河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 河南工业职业技术学院毕业论文题目：曲轴飞轮机构的数控加工全套图纸加扣 3012250582班 级：姓 名：专 业：数控技术及应用指导教师：答辩日期：II摘 要装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度，数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业（如信息技术及其产业、生物技术及其产业、航空、航天等国防工业产业）的使能技术和最基本的装备。马克思曾经说过“各种经济时代的区别，不在于生产什么，而在于怎样生产，用什么劳动资料生产”。制造技术和装备就是人类生产活动的最基本的生产资料，而数控技术又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。当今世界各国制造业广泛采用数控技术，以提高制造能力和水平，提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。此外世界上各工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资，不仅采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业，而且在“高精尖”数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。数控技术是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和与机械能量流向有关的开关量。数控的产生依赖于数据载体和二进制形式数据运算的出现。数控加工就是利用数字化控制系统在加工机床上完成整个零件的加工。这一类的机床称为数控机床。这是一种现代化的加工手段，同时数控加工技术也成为一个国家制造业发展的标志。利用数控加工技术可以完成很多以前不能完成的曲面零件的加工，而且加工的准确性和精度都可以得到很好的保证。数控加工机床与编程技术两者的发展是紧密相关的。数控加工机床的性能提升推动了编程技术的发展，而编程手段的提高也促进了数控加工机床的发展，二者相互依赖。现代数控技术正在向高精度、高效率、高柔性和智能化方向发展，而编程方式也越来越丰富。本文的目标主要运用数控技术，对该机构各部件进行数控编程及加工，展示一个在实际生产中结合刀具、工件、机床与企业自身的实际情况积累得数控加工实例，不但可以节省大量的人力、物力、财力，而且可以指导加工生产实践，达到提高加工效率，降低生产费用，获得更高的经济效益。 关键词：数控技术 数控机床 数控加工 数控编程 数控加工工艺目 录摘 要I1 绪 论1.1数控技术及编程概述(3)1.2数控机床的概述(5)1.3数控加工(7)2 机构机械加工规程及总体结构2.1 概述(9)2.2 机构各零件的选材与工艺分析(11)2.3数控车铣加工工艺及工装(13)2.4曲轴加工工艺分析(21)2.5飞轮加工工艺分析(26)2.6曲轴后端加工工艺分析(29)2.7小结(32)3 结论与展望3.1 本文总结(33)3.2 将来展望(34)致 谢(35)参考文献(36)毕业设计任务书(38)1 绪 论1.1数控技术及编程概述1.1.1数控技术及数控系统数控技术是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和与机械能量流向有关的开关量。数控的产生依赖于数据载体和二进制形式数据运算的出现。数控加工技术简单的说就是利用数字化控制系统在加工机床上完成整个零件的加工。这一类的机床称为数控机床。这是一种现代化的加工手段。和传统的机械加工手段相比数控加工技术具有以下优点： 1）加工效率高；2）加工精度高；3）劳动强度低；4）适应能力强；5）工作环境好；6）就业容易、待遇高。计算机数控系统（简称CNC系统）是在硬件数控（NC）系统的基础上发展起来的，它用一台计算机完成数控装置的所有功能。CNC系统由硬件和软件组成，其组成框图如图1-1所示。计算机（软件功能） 硬件电路（硬件功能）伺服系统数控机床指令输入图1-1-1 CNC系统的组成框图根据上述组成框图，CNC系统有如下特点：1）灵活性；2）通用性；3）可靠性；4）数控功能多样化；5）使用维护方便。数控系统的硬件由数控装置、输入/输出装置、驱动装置和机床电器逻辑控制装置等组成，这四部分之间通过I/O接口互连。数控装置是数控系统的核心，其软件和硬件来控制各种数控功能的实现。数控装置的硬件结构按CNC装置中的印制电路板的插接方式可以分为大板结构和功能模块（小板）结构；按CNC装置硬件的制造方式，可以分为专用型结构和个人计算机式结构；按CNC装置中微处理器的个数可以分为单微处理器结构和多微处理器结构。1.1.2数控编程 1.程序编制的内容与步骤程序编制是指从零件图纸到编制零件加工程序和制作控制介质的全部过程。它可分为手工编程和自动编程两类。手工编程时，整个程序的编制过程是由人工完成的，其编程内容和步骤如图1-1-2所示。图1-1-22.程序编制的代码标准数控机床的零件加工程序，可通过拨码盘、键盘、穿孔纸带、磁带及磁盘等介质输入到数控装置中。常用的标准穿孔纸带有五单位（五列孔，宽17.5mm）和八单位（八列孔，宽25.4mm）两种。3.NC程序的结构1）程序的组成。一个完整的零件加工程序，由若干程序段组成，每个程序段又由若干个代码字组成，每个代码字则由文字（地址符）和数字（有些数字还带有符号）组成。字母、数字和符号统称为字符。2）程序段格式。程序段格式是指一个程序段中字的排列书写方式和顺序，以及每个字和整个程序段的长度限制和规定。不同的数控系统往往有不同的程序段格式，格式不符规定，数控系统则不能接受。3）常见的程序段格式有两类：a.分隔符固定顺序式。这种格式是用分隔符“HT”（在EIA代码中用“TAB”）代替地址符，而且预先规定了所有可能出现的代码字的固定排列顺序，根据分隔符出现的顺序，就可判定其功能。不需要的字或与上一程序段相同功能的字可以不写，但其分隔符必须保留。b地址符可变程序段格式。这种格式又称字地址程序段格式。程序段中每个字都以地址符开始，其后跟符号和数字，代码字的排列顺序没有严格的要求，不需要的代码字以及与上段相同的续效字可以不写。1.2数控机床概述1.数控设备的产生与发展1）数控设备的产生科学技术和社会生产的不断发展，对加工机械产品的生产设备提出了三高（高性能、高精度和高自动化）的要求。为了解决上述问题，一种新型的数字程序控制机床应运而生，它极其有效地解决了上述一系列矛盾，为单件、小批量生产，特别是复杂型面零件提供了自动化加工手段。2）数控设备的发展在第一台数控机床问世至今的50年中，先后经历了电子管（1952年）、晶体管和印刷电路板（1960年）、小规模集成电路（1965年）、小型计算机（1970年）、微处理器或微型计算机（1974年）和基于PC-NC的智能数控系统（90年代后）等六代数控系统。2.数控设备的工作原理、组成与特点1）数控设备的工作原理工作要求数控程序数控设备工作结果 图1-2-1 数控设备的工作原理2）数控设备的组成与功能数控设备的基本结构框图如图1-2-2所示。主要由输入输出装置、计算机数控装置、伺服系统和受控设备等四部分组成。计算机数控装置伺服系统受控设备输入输出装置图1-2-2 数控设备基本结构框图3）数控设备的特点数控设备是一种高效能自动化加工设备。与普通设备相比，数控设备具有如下特点：a.适应性强；b.精度高，质量稳定；c.生产率高；d.能完成复杂型面的加工；e.减轻劳动强度，改善劳动条件；f.有利于生产管理。3.数控设备的分类数控机床通常从以下不同角度进行分类。1）按工艺用途分类a.金属切削类。它又可分为两类：普通数控机床和数控加工中心。b.金属成形类。指采用挤、压、冲、拉等成形工艺的数控机床，常用的有数控弯管机、数控压力机、数控冲剪机、数控折弯机、数控旋压机等。c.特种加工类。主要有数控电火花线切割机、数控电火花成形机、数控激光与火焰切割机等。d.测量、绘图类。主要有数控绘图机、数控坐标测量机、数控对刀仪等。图1-2-3 数控机床开环控制框图2）按控制运动的方式分类a.点位控制数控机床b.点位直线控制数控机床c.轮廓控制数控机床3）按伺服系统的控制方式分类a.开环数控机床如图1-2-3所示。开环控制的数控机床一般适用于中、小型经济型数控机床。图1-2-4 数控机床半闭环控制框图b.半闭环控制数控机床，如图1-2-4所示。这类控制可以获得比开环系统更高的精度，调试比较方便，因而得到广泛应用。 图1-5 数控机床闭环控制框图c.闭环控制数控机床，其控制框图如图1-5所示。闭环控制数控机床一般适用于精度要求高的数控机床，如数控精密镗铣床。d.按所用数控系统的档次分类按所用数控系统的档次通常把数控机床分为低、中、高档三类。以上中、高档数控机床一般称为全功能数控或标准型数控。1.3数控加工1.数控加工的定义及特点1）数控加工的定义数控加工是指在数控机床上进行自动加工零件的一种工艺方法。一般来说，数控加工主要包括以下方面的内容：a.选择并确定零件的数控加工内容； b.对零件图进行数控加工的工艺分析；c.设计数控加工的工艺；d.编写数控加工程序单（数控编程时，需对零件图形进行数学处理；自动编程时，需进行零件CAD、刀具路径的产生和后置处理）；e.按程序单制作程序介质；f.数控程序的校验与修改；g.首件试加工与现场问题处理；h.数控加工工艺技术文件的定型与归档。2）数控加工的特点数控加工与普通机床加工相比较，数控加工形成了如下特点：a.数控加工的工艺内容十分具体；b.数控加工的工艺工作相当严密；c.数控加工的工序相对集中；d.适宜于多品种小批量或中批量生产；除了上面的特点外，数控加工具有前述数控设备的特点。2 机构机械加工规程及总体结构 图2-1-1 曲轴飞轮机构2.1 概述曲轴飞轮机构（如图2-1-1）主要由曲轴、飞轮、曲轴后端和一些附件组成。 1. 曲轴（如图2-1-2） 图2-1-2 曲轴曲轴是发动机最重要的机件之一。它与连杆配合将作用在活塞上的气体压力变为旋转的动力，传给底盘的传动机构。同时，驱动配气机构和其它辅助装置，如风扇、水泵、发电机等。 工作时，曲轴承受气体压力，惯性力及惯性力矩的作用，受力大而且受力复杂，并且承受交变负荷的冲击作用。同时，曲轴又是高速旋转件，因此，要求曲轴具有足够的刚度和强度，具有良好的承受冲击载荷的能力，耐磨损且润滑良好。曲轴一般用中碳钢或中碳合金钢模锻而成。为提高耐磨性和耐疲劳强度，轴颈表面经高频淬火或氮化处理，并经精磨加工，以达到较高的表面硬度和表面粗糙度的要求。 2. 飞轮（如图2-1-3）图2-1-3 飞轮飞轮的主要功用是用来贮存作功行程的能量，用于克服进气、压缩和排气行程的阻力和其它阻力，使曲轴能均匀地旋转。飞轮外缘压有的齿圈与起动电机的驱动齿轮啮合，供起动发动机用；飞轮是高速旋转件，因此，要进行精确地平衡校准，平衡性能要好，达到静平衡和动平衡。飞轮是一个很重的铸铁圆盘，用螺栓固定在曲轴后端的接盘上，具有很大的转动惯量。飞轮轮缘上镶有齿圈，齿圈与飞轮紧配合，有一定的过盈量。3. 曲轴后端图2-1-4 曲轴后端与曲轴轴径形成过盈配合,用于固定飞轮,起到连接飞轮与曲轴的作用. 要求曲轴具有足够的刚度和强度，具有良好的承受冲击载荷的能力.2.2 机构各零件的选材与工艺分析曲轴飞轮组主要由曲轴、飞轮和一些附件组成。选材1.因曲轴需要具有足够的刚度和强度，具有良好的承受冲击载荷的能力，耐磨损且润滑良好，故选用球墨铸铁QT600-3。在工业上使用的金属材料中，以钢和铸铁使用最多。石墨以球状形态存在的铸铁称为球墨铸铁。由于球状石墨的应力集中影响更小，故球墨铸铁的性能最好。球墨铸铁的综合性能接近于钢，力学性能比灰铸铁高得多，抗拉强度甚至可以和钢媲美，塑性和韧性也大大提高，而流动性不如灰铸铁，所以铸造性能比灰铸铁差。球墨铸铁的组织特征与用途铸铁名称典型牌号石墨形态组织特征用途球墨铸铁QT600-3QT800-2球状F+G球，P+G球F+P+G球轴瓦、传动轴、飞轮曲轴、连杆、球磨机齿轮球墨铸铁的热处理特点 类型种类高温退火低温退火去应力退火正火调质等温淬火表面强化球墨铸铁900950720760900950（840860）但灰铸铁强度和塑性都较低(片状石墨割裂基体,引起应力集中),脆性大,消振性能好。主要用来生产一些强度要求不高,主要承受压应力的各种箱体底座等。而球墨铸铁对基体的割裂作用降到最低,应力集中作用最小,故其强度很高,可以和中碳钢蓖美,可以充分发挥基体的性能,且有一定的塑性和良好的韧性。常用来制作一些强韧性要求高且形状复杂(铸造性能比钢好,但比灰铸铁要差)的工件,比如内燃机曲轴连杆等之类的零件。球墨铸铁一般还可以经过热处理来进行强化,而灰铸铁一般不能经过热处理来提高强度。由于QT600-3满足曲轴的工艺要求，故选用。曲轴后端也选用QT600-3。2.飞轮材料选用灰铸铁HT200灰铸铁是一种断面是灰色，碳主要以片状石墨形式出现，是应最为广泛的一种铸铁。灰铸铁的铸造性能、切削性、耐磨性和吸震性都优于其它各类铸铁，而且生产方便、品率高、成本低。因此，在工农业生产中友铸铁获得广泛应用，在各类铸铁的总产量中点80以上。故选用灰铸铁。 1）灰铸铁的牌号、化学成分反显微组织 灰铸铁牌号和力学性能（摘自 GB/T 94391988）牌号抗拉强度b/MPa抗压强度bc/MPa显微组织基 体石 墨HT100HT150HT200HT250HT300HT350100150200250300350500650750100011001200F+P（少）F+PP细PS或TS或T粗 片较粗片中等片较细片细小片细小片3. 螺钉为标准件可购买2.3 数控车铣加工工艺及工装1.数控车削加工的工艺分析理想的加工程序不仅应保证加工出符合图样的合格工件，同时应能使数控机床的功能得到合理的应用和充分的发挥。除必须熟练掌握其性能、特点和使用操作方法外，还必须在编程之前正确地确定加工工艺。由于生产规模的差异，对于同一零件的车削加工方案是有所不同的，应根据具体条件，选择经济、合理的车削工艺方案。1)加工工序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。与普通机床加工相比，加工工序划分有其自己的特点，常用的工序划分原则有以下两种：(1)保持精度原则；(2)提高生产效率的原则。实际生产中，数控加工工序的划分要根据具体零件的结构特、技术要求等情况综合考虑。2)加工路线的确定。2.数控车削加工及工装1 )夹具的选择数控加工时夹具主要有两大要求：一是夹具应具有足够的精度和刚度；二是夹具应有可靠的定位基准。选用夹具时，通常考虑以下几点：(1)尽量选用可调整夹具，组合夹具及其它适用夹具，避免采用专用夹具，以缩短生产准备时间。 (2)在成批生产时，才考虑采用专用夹具，并力求结构简单。(3)装卸工件要迅速方便，以减少机床的停机时间。(4)夹具在机床上安装要准确可靠，以保证工件在正确的位置上加工。2)夹具的类型数控车床上的夹具主要有两类：一类用于盘类或短轴类零件，工件毛坯装夹在可调卡爪的卡盘（三爪、四爪）中，由卡盘传动旋转；另一类用于轴类零件，毛坯装在主轴顶尖和尾座顶尖间，工件由主轴上的拨动卡盘传动旋转。本机构选用标准三爪卡盘，压板。3 )零件的安装数控车床上零件的安装方法与普通车床一样，要合理选择定位基准和夹紧方案，主要注意以下两点：(1)力求设计、工艺与偏程计算的基准统一，这样有利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。4)切削用量的确定数控编程时，编程人员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、背吃刀量及进给速度等。(1)主轴转速的确定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计算的主轴转速n最后要根据机床说明书选取机床有的或较接近的转速而定。(2)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：a.当工件的质量要求能够得到保证时，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。b.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。c.当加工精度、表面粗糙度要求较高时，进给速度应选小些，一般在2050mm/min范围内选取。d.刀具空行程时，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。(3)背吃刀量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，可留少许精加工余量，一般为0.20.5mm。以上切削用量（ap 、f、v）选择是否合理，对于实现优质、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：a.粗车时，首先考虑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,最后确定一个合适的切削进度v 。增大背吃刀量ap 可使走刀次数减少，增大进给量f有利于断屑，因此根据以上原则选择粗车切削用量对于提高生产效率，减少刀具消耗，降低加工成本是有利的。b.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（但不太小）的背吃刀量ap和进给量f ，并选用切削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v。c.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。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模拟方法确定。同时，使主轴转速、背吃刀量及进给速度三者能相互适应，以形成最佳切削用量。4)刀具的选择及对刀点、换刀点的确定(1)刀具的选择与普通机床加工方法相比，数控加工对刀具提出了更高的要求，不仅需要刚性好，精度高，而且要求尺寸稳定，耐用度高，断屑和排屑性能好；同时要求安装调整方便，以满足数控机床高效率的要求。数控机床上所选用的刀具常采用适应高速切削性能的刀具材料（如高速钢、超细粒度硬质合金）,并使用可转位刀片。a.车削用刀具及其选择。数控车削常用的车刀一般分尖形车刀、圆弧形车刀以及成形车刀三类:尖形车刀、圆弧形车刀、成形车刀。b.标准化刀具。目前，数控机床上大多使用系列化，标准化刀具，对可转位机夹外圆车刀，端面车刀等的刀柄和刀头都有国家标准及系列化型号。本机构加工中选用车刀有外圆90、75、45偏刀。选用的铣刀有2球刀。(2)对刀点、换刀点的确定工件装夹方式在机床确定后，通过确定工件原点来确定工件坐标系，加工程序中的各运动轴代码控制刀具作相对位移。在程序执行的一开始，必须确定刀具在工件坐标系下开始运动的位置，这一位置即为程序执行时刀具相对于工件运动的起点，所以称程序起始点或起刀点。此起始点一般通过对刀来确定，所以该点又称对刀点。在编制程序时，要正确选择对刀点的位置。对刀点设置的原则是：a.便于数值计算和简化程序编制；b.易于找正并在加工过程中便于检查。(3)引起的加工误差小对刀点可以设置在加工零件上，也可以设置在夹具上或机床上。为了提高零件的加工精度，对刀点应尽量设置在零件的设计基准或工艺基准上。例：以外圆或孔定位零件，可以取外圆或孔的中心与端面的交点作为对刀点。加工过程中需要换刀时，应规定换刀点。所谓“换刀点”，是指刀架转动换刀时的位置。换刀点应设在工件或夹具的外部，以换刀时不碰工件及其它部件为准。3.数控铣削的加工工艺与工装1)选择并确定数控铣削的加工部位及内容一般情况下，某个零件并不是所有的表面都需要采用数控加工，应根据零件的加工要求和企业的生产条件进行具体的分析，确定具体的加工部位和内容及要求。具体而言，以下方面适宜采用数控铣削加工：(1)由直线、圆弧、非圆曲线及列表曲线构成的内外轮廓；(2)空间曲线或曲面；(3)形状虽然简单，但尺寸繁多，检测困难的部位；(4)用普通机床加工时难以观察、控制及检测的内腔、箱体内部等；(5)有严格位置尺寸要求的孔或平面；(6)能够在一次装夹中顺带加工出来的简单表面或形状；(7)采用数控铣削加工能有效提高生产率，减轻劳动强度的一般加工内容。2)加工信息的读取及工艺性分析目前数控加工技术在制造业得到日益广泛的应用，CAD/CAM技术也在快速的发展，同时由于数控加工对象的复杂性，特别是空间曲面，加工信息一般采用计算机建立的数学模型来描述和传递，并作为数控加工的唯一依据，而传统的二维工程图则作为加工时的参考。对于简单的平面零件，只要能够完全的表达清楚，仍然可以采用二维工程图作为加工依据。因此，加工信息的读取对象有两类，即二维工程图和数学模型。(1)二维工程图a.首先检查图纸各视图表达的正确性，尺寸、形位公差、表面粗糙度等标注和技术要求及零件材料填写的完整性。按照其他国家标准绘制的二维工程图，在必要时应进行转换，使其符合我国的国家标准。b.对零件进行工艺性分析，有以下方面：根据二维工程图和数学模型分析零件的形状、结构及尺寸的特点，确定零件上是否有妨碍刀具运动的部位，是否有会产生加工干涉或加工不到的区域，零件的最大形状尺寸是否超过机床的最大行程，零件的刚性随着加工的进行是否有太大的变化等。检查零件的加工要求，如尺寸加工精度、形位公差及表面粗糙度在现有的加工条件下是否可以得到保证，是否还有更经济的加工方法或方案。在零件上是否存在对刀具形状及尺寸有限制的部位和尺寸要求，如过渡圆角、倒角、槽宽等，这些尺寸是否过于凌乱，是否可以统一。尽量使用最少的刀具进行加工，减少刀具规格、换刀及对刀次数和时间，以缩短总的加工时间。对于零件加工中使用的工艺基准应当着重考虑，它不仅决定了各个加工工序的前后顺序，还将对各个工序加工后各个加工表面之间的位置精度产生直接的影响。分析零件材料的种类、牌号及热处理要求，了解零件材料的切削加工性能，才能合理选择刀具材料和切削参数。同时要考虑热处理对零件的影响，如热处理变形，并在工艺路线中安排相应的工序消除这种影响，而零件的最终热处理状态也将影响工序的前后顺序。当零件上的一部分内容已经加工完成，这时应充分了解零件的已加工状态，数控铣削加工的内容与已加工内容之间的关系，尤其是位置尺寸关系，这些内容之间在加工时如何协调，采用什么方式或基准保证加工要求，如对其他企业的外协零件的加工。(2)数学模型a.图形标准。在数学模型传递时，尽量使用相同的CAD/CAM软件，以保证数据的正确。b.数学模型的检查、修改及确认。4.毛坯的选择1)确定毛坯形状及尺寸；2)确定毛坯的定位装夹方法。5.加工表面的加工方案6.制订工艺路线1)在中低档数控铣床上加工；2)在高档数控铣床上加工。7.数控铣削工序设计1)数控铣削工序内容在数控铣削加工工艺分析中所确定的加工内容基础上，根据加工部位的性质、刀具使用情况以及现有的加工条件，将这些加工内容安排在一个或几个数控铣削工序中。(1)当加工中使用的刀具较多时，为了减少换刀次数，缩短辅助时间，可以将一把刀具所加工的内容安排在一个工序（或工步）中。(2)按照工件加工表面的性质和要求，将粗加工、精加工分为依次进行的不同工序（或工步）。先进行所有表面的粗加工，然后再进行所有表面的精加工。(3)按照从简单到复杂的原则，先加工平面、沟槽、孔，再加工外形、内腔，最后加工曲面；先加工精度要求低的表面，再加工精度要求高的部位等。2)工序加工顺序（工步）3)工序单（卡片） 数控加工工序单（卡片）是数控加工工艺规程的主要组成部分，其内容主要包括以下三个部分：(1)零件有关信息如零件图号、零件名称、零件材料牌号、装配图号等。(2)工序加工内容及工步顺序(3)加工程序及使用说明8.对刀点和换刀点的选择对刀点和换刀点的选择主要根据加工操作的实际情况，考虑如何在保证加工精度的同时，使操作简便。1)对刀点的选择对刀点可以设置在工件上，也可以设置在夹具上，但都必须在编程坐标系中有确定的位置， 2-3对刀点的选择如图2-3中的X1和Y1。对刀点既可以与编程原点重合，也可以不重合，这主要取决于加工精度和对刀的方便性。当对刀点与编程原点重合时，X1=0，Y1=0。2)换刀点的选择由于数控铣床采用手动换刀，换刀时操作人员的主动性较高，换刀点只要设置在零件外面，不发生换刀阻碍即可。9.数控刀具系统1)刀柄及其标准2)铣刀种类铣刀在加工中的重要性显而易见，数控加工中对刀具的要求远远比普通铣削加工高，不仅要有更高的刚性、更高的耐用度、更好的抗震性、更好的断屑排屑性能、更合理的几何角度参数，还应有更高的制造精度。在数控加工中主要是要解决如何正确选择和使用刀具，包括选择刀具的种类、结构、材料、尺寸、几何角度以及确定合理而高效的切削参数等。3)常用铣刀的刀具运动方式在数控铣削加工中，常用平行铣销和环行铣销两种运动方式。4)切削参数切削参数的选择是工艺设计和程序编制时一个重要的内容，其合理性会直接影响工艺方案的实施和加工效果。数控铣削时切削参数主要根据工件材料、加工要求、刀具材料和刀具尺寸确定，同时还应考虑机床的性能，如机床刚性、主轴功率等。一般按照以下步骤进行：（1）根据工件材料和刀具材料查表确定切削速度，再由刀具直径可得到主轴转速；（2）根据机床功率确定切削深度；（3）根据切削深度查表确定每齿进给量；（4）根据主轴转速及每齿进给量可得切削进给速度。5)刀具管理10.夹具在数控加工中使用的夹具有通用夹具、专用夹具、组合夹具以及较先进的工件统一基准定位装夹系统等，主要根据零件的特点和经济性选择使用。1)通用夹具通用夹具由于具有较大的灵活性和经济性，在数控铣削中应用广泛。2)夹具与程序编制的关系3)工件统一基准定位装夹系统11.回转工作台和数控分度头为了扩大数控铣床的工艺范围，可以为三坐标数控铣床配备回转工作台，增加一个或二个回转运动坐标，实现四、五坐标联动，以加工更复杂的零件。12.量具数控铣削加工零件的检验，一般常规尺寸仍可使用普通的量具进行测量，如游标卡尺、内径百分表等，也可以采用投影仪测量。而高精度尺寸、空间位置尺寸、复杂轮廓和曲面的检验则只有采用三坐标测量机才能完成。2.4曲轴加工工艺分析1.零件图样分析1）曲轴的拐径与轴径偏心距为150.05mm。在加工时应注意回转平衡。2）曲轴拐径26mm的轴心线对AB轴心线的平行度公差为0.015mm。3）轴径20mm与拐径26mm的圆柱度公差为0.015mm。4）两个轴径20mm的同轴度公差为0.02mm。5）轴径与拐径连接各处均为光滑圆角。其目的是减少应力集中。6）加工后应清除油孔中的一切杂物。7）E为包容要求。2. 工艺分析确定加工路线：铸造热处理铣46两侧面钻中心孔粗车左、右两端轴径铣键槽精车拐径粗磨左、右两端轴径磨拐径1）在以毛坯外形找正划线时，要兼顾各部分的加工余量，以减少毛坯件的废品率。2）曲轴在铸造时，左端20mm要在直径方向上留出工艺尺寸量，铸造尺寸为30mm，这样为开拐前加工出工艺键槽准备。该工艺键槽与开拐工装 配合传递扭矩。3）为保证加工精度，对所有加工的部位均采用粗、精加工分开的原则。4）曲轴加工应充分考虑在切削时平衡装置。5）在机器中由回转运动转变为往复运动，往往是由偏心机构或曲轴来完成的；偏心工件和曲轴一般都在车床上加工。 6）偏心工件、曲轴与外圆车削有很多共同点，但是偏心工件和曲轴又有它的特殊点，这就是工件的外圆和外圆之间的轴线平行而不相重合。工件的外圆轴线平行，这一现象即称为“偏心”，这两处轴线之间的距离称为“偏心距”。 7）车偏心和车其它工件一样，加工方法不是一成不变的，而是按照工件的不同数量，形状和精度要求相应地采用不同的方法。 8）首先要考虑零件的形状、尺寸精度和公差要求，选择合适的加工工艺。因此，事前的工艺分析一定要准确，当然可靠的加工方法和步骤也是至关重要的。 a.偏心工件的形状全靠车削加工出来，因此，应慎重考虑，必须选择好加工工艺与加工步骤。 b.偏心工件可采用两顶尖装夹车削的方法。为了保证偏心外圆与轴心线的平行度和其它相关精度要求，车削偏心部分时，车刀必须要有足够的强度。要注意：硬质合金车刀在车削时易被碰坏，车偏心工件时顶尖受力不均匀，前顶尖容易损坏或移位的现象。因此，必须要经常检查。 c.在用两顶尖顶车偏心工件前，首先用三爪自动定心卡盘夹住工件一端外圆，车削工件另一端的平面后钻中心孔，一夹一顶装夹车削外圆至尺寸要求，长度尽可能车得长些。调头再用三爪自动定心卡盘夹住已加工外圆，定好工件的总长，平端面、钻中心孔，工件两端面的表面粗糙度应达到要求。 3.加工难点及解决方法 1)偏心工件中心孔的加工质量对工件的加工精度影响很大，偏心工件两端各对中心孔的位置要求一一对应，如果两端中心孔不在同一直线上，造成轴线歪斜，或中心孔表面加工不圆整、不光滑，都会严重引起曲轴工件加工后的形状误差和位置误差。所以，精度要求较高的偏心工件，中心孔一般都应在精度较高的坐标镗床上加工。 2)在两顶尖上装夹偏心工件，由于工件外圆上的受力点分布不均匀，会使装夹不牢固，开车后或切削加工中将产生较大的离心力和冲击振动，会使工件出现不圆度和工件外圆切削振动等，甚至会发生严重事故。 3)加工较长的曲轴工件时，最突出的矛盾是工件刚性差，回转不平衡，容易变形，加工较困难；曲轴加工后用支撑螺钉支撑的方法可增加工件刚性，减少变形和振动；但一定要注意顶尖和支撑螺钉不能顶得过紧，过紧会使工件弯曲变形；若支撑螺钉顶得太松则起不到支承作用，加工中螺钉容易飞出来发生事故。 4)偏心工件装夹后，原中心线已偏移一定距离，为了防止打坏车刀产生事故，进刀切削时应先从工件最高点开始。 5)检查偏心距e时，工件应在顶在两顶尖间打百分表测量。（百分表上的最大读数-最小读数=2e），如果百分表量程不够，可加块规或在高度游标尺上安装百分表和测量。 6)车削偏心工件，切削速度不宜选得过高，车刀前角与后角不宜磨得过大。 7)车偏心工件时顶尖受力不均匀，前顶尖容易损坏或移位。因此必须经常检查并保证两顶尖处在有摩擦力又有间隙的状况。 8)注意调整车床主轴的间隙，特别是当车床精度较差时，更显得重要。5.检查方法1)采用两顶尖的方法(见图2-5-1)，把百分表安装在刀架上，百分表的触头指在已精车460.1mm的外圆上，将曲轴作上下少量的转动，在最高点处百分表置零，再将百分表触头指在460.1mm的外圆最低处，将曲轴作少量的转动，在最低处读数，最高数-最低数=实际偏心距。用同样方法分别在两处取实际偏心值，两数值的平均值即为工件的偏心距。但这个方法只适应偏心距小于百分表可测范围的情况下，对偏心距较大的应采用下述方法。 图2-4-12)仍采用两顶尖的方法(见图2-4-2)，把百分表安装在高度游标尺上，高度游标尺放在已卸去刀架的小滑板上，百分表的触头指在已精车460.1mm的外圆上，利用高度游标尺作整读数，百分表作微读数，在最高处和最低处的读数相减，求出其偏心距。也可用块规求出偏心距，其余按上述方法即可。 图2-4-23)平行度的测量(如图2-4-3)，把工件两端轴颈妥放在专用检验工具上，再在垂直和水平4个不同位置检查曲轴轴线对两端轴颈轴线的平行度，其平均误差应小于图纸规定的公差0.05mm。 （图2-4-3）车削时，先把工件车到需要的直径和长度，并把两个端面车平。然后在三爪卡盘的一个或两个卡爪上垫上适当形状和厚度的垫片，就可以车削偏心部分了。 垫片的形状和厚度，可以根据偏心距的大小不同来选择。由于垫片的形状不同，所以垫片厚度尺寸的计算方法也有所不同。 1、方形垫片厚度的计算车削偏心距较小（e 56mm）的偏心工件，可以用方形垫片（如图2-4-4）。图2-4-4其垫片厚度可用下面近似公式计算：X = 1.5e(1)式中：X垫片厚度（mm） e偏心工件的偏心距（mm） d偏心工件卡爪夹住部分的直径（mm）。 图中所示偏心工件卡爪夹住部分的直径为60mm，偏心距为4mm，其垫片厚度为： X = 1.54( 1) = 60.9917 = 5.95(mm)4)扇形垫片厚度的计算在车削偏心距较大（e6mm）的工件时，可以应用扇形垫片（如图2-4-5）。 图2-4-5扇形垫片的厚度可用下面的近似的公式计算：X = 1.5e( 1 + )如一偏心工件直径为36mm，偏心距为10mm，其扇形垫片厚度为：X = 1.5 10 (1 + ) = 16.14(mm)5)垫片厚度的修正由于通过计算得出的垫片厚度只是个近似值，而三爪卡盘卡爪精度、垫片材料的硬度和强度等因素也影响着偏心距；而且在实际操作中，使用按计算厚度的垫片加工偏心零件，往往大于所需要的偏心距，这就需要用试验的方法修正垫片厚度。一般是根据计算的垫片厚度先车削一个偏心工件，接着检验这个工件的偏心距，测出偏心误差值并适当修正垫片厚度，直到加工出偏心距合格的零件为止。 2.5飞轮加工工艺分析及程序1.零件图样分析1）70mm外圆与40内孔同轴度公差为0.05mm。2）零件加工后进行静平衡检查。3）铸造后时效处理。4）未注明铸造圆角R5。5）未注倒角245。6）材料HT200。2. 工艺分析确定工艺路线：铸造时效处理车外圆、右端面、内孔车左端面钻孔钳1）飞轮为铸件，在加工时应照顾各部加工余量，避免加工后造成壁厚不均匀，如果铸件毛坯质量较差，应增加划线工序。2）零件静平衡检查，可在40mm孔内装上心轴，在静平衡架上找静平衡，如果零件不平衡，可在左大端面（40mm与70mm之间）上钻孔减轻重量，以最后调到平衡。3.加工程序42%O0000N100G21N102G0G17G40G49G80G90N104T1M6N106G0G90G54X-1.125Y0.A0.S1591M3N108G43H1Z50.N110Z10.N112G1Z-7.F3.N114G2X5.625R3.375F318.2N116X-10.125R7.875N118X9.108Y10.301R12.375N120X13.75Y0.R13.75N122X-13.75R13.75N124X9.108Y10.301R13.75N126G1Z3.F3.N128G0Z50.N130X14.Y0.N132Z10.N134G1Z-7.N136G2X-14.R14.F318.2N138X14.R14.N140G1Z3.F3.N142G0Z50.N144X-20.Y95.N146Z10.N148G1Z-14.N150Y75.F318.2N152G3X0.Y55.R20.N154G2X55.Y0.R55.N156X-55.R55.N158X0.Y55.R55.N160G3X20.Y75.R20.N162G1Y95.N164Z-4.F3.N166G0Z50.N168X-20.Y90.N170Z10.N172G1Z-14.N174Y70.F318.2N176G3X0.Y50.R20.N178G2X50.Y0.R50.N180X-50.R50.N182X0.Y50.R50.N184G3X20.Y70.R20.N186G1Y90.N188Z-4.F3.N190G0Z50.N192X-20.Y85.N194Z10.N196G1Z-14.N198Y65.F318.2N200G3X0.Y45.R20.N202G2X45.Y0.R45.N204X-45.R45.N206X0.Y45.R45.N208G3X20.Y65.R20.N210G1Y85.N212Z-4.F3.N214G0Z50.N216X-20.Y80.N218Z10.N220G1Z-14.N222Y60.F318.2N224G3X0.Y40.R20.N226G2X40.Y0.R40.N228X-40.R40.N230X0.Y40.R40.N232G3X20.Y60.R20.N234G1Y80.N236Z-4.F3.N238G0Z50.N240M5N242G91G28Z0.N244G28X0.Y0.A0.N246M01N248T2M6N250G0G90G54X-16.445Y5.985A0.S600M3N252G43H2Z10.N254G99G81Z-15.R10.F30.N256X-10.607Y10.607N258X10.607N260X16.445Y-5.985N262X10.607Y-10.607N264X-10.607N266X5.985Y16.445N268X-5.985Y-16.445N270G80N272M5N274G91G28Z0.N276G28X0.Y0.A0.N278M30%2.6曲轴后端加工工艺分析1.零件图样分析1）40mm外圆与20mm内孔同轴度公差为0.05mm。2）铸造后时效处理。3）未注明铸造圆角R5。4）未注倒角2*45。5）材料QT600-3。2.工艺分析确定工艺路线：铸造热处理车外圆、右端面、内孔车左端面钻孔保证内孔与曲轴形成过盈配合。3.加工程序%O0000N100G21N102G0G17G40G49G80G90N104T1M6N106G0G90G54X-59.Y-12.A0.S1591M3N108G43H1Z50.N110Z10.N112G1Z-14.F3.N114X-47.F318.2N116G3X-35.Y0.R12.N118G2X35.R35.N120X-35.R35.N122G3X-47.Y12.R12.N124G1X-59.N126Z-4.F3.N128G0Z50.N130X-54.Y-12.N132Z10.N134G1Z-14.N136X-42.F318.2N138G3X-30.Y0.R12.N140G2X30.R30.N142X-30.R30.N144G3X-42.Y12.R12.N146G1X-54.N148Z-4.F3.N150G0Z50.N152X-50.Y-12.N154Z10.N156G1Z-14.N158X-38.F318.2N160G3X-26.Y0.R12.N162G2X26.R26.N164X-26.R26.N166G3X-38.Y12.R12.N168G1X-50.N170Z-4.F3.N172G0Z50.N174Z10.N176G1Z-7.N178X-38.F318.2N180G2X-26.Y0.R12.N182G3X26.R26.N184X-26.R26.N186G2X-38.Y-12.R12.N188G1X-50.N190Z3.F3.N192G0Z50.N194X-45.Y12.N196Z10.N198G1Z-7.N200X-33.F318.2N202G2X-21.Y0.R12.N204G3X21.R21.N206X-21.R21.N208G2X-33.Y-12.R12.N210G1X-45.N212Z3.F3.N214G0Z50.N216X-42.5Y12.N218Z10.N220G1Z-7.N222X-30.5F318.2N224G2X-18.5Y0.R12.N226G3X18.5R18.5N228X-18.5R18.5N230G2X-30.5Y-12.R12.N232G1X-42.5N234Z3.F3.N236G0Z50.N238X-1