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钻套的数控加工工艺及程序编程设计【优秀】【数控编程类】【带ug三维】【1张CAD图纸全套】【SK025】

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关键词：: 钻套数控加工工艺程序编程数控编程

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钻套的数控加工工艺及程序编程设计【优秀】【数控编程类】【带ug三维】【1张CAD图纸全套】【SK025】

【33页@正文11500字】【详情如下】【需要咨询购买全套设计请加QQ1459919609 】

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前言5

第一章零件工艺分析7

1.1零件图的审查7

1.1.1图纸的正确性分析及尺寸标注7

1.1.2技术要求分析7

1.1.3材料分析8

1.1.4结构工艺性分析8

1.2工艺装备的选择8

1.2.1机床的选择8

1.2.2夹具的选择9

1.2.3不同机床上的装夹9

1.3刀具的选择10

1.3.1刀具的材料及性能10

1.3.2刀具的确定11

1.4切削用量的选择15

1.4.1背吃刀量ap（即切削深度）的确定15

1.4.2主轴转速的确定16

1.4.3进给速度的确定17

第二章加工工序的设计18

2.1工序的划分18

2.1.1工序划分的原则18

2.1.2工序的划分方法18

2.1.3划分工序18

2.2工序1的加工过程19

2.2.1确定工件坐标系19

2.2.2工件的装夹19

2.2.3加工刀具的选择19

2.2.4加工路线20

2.2.5加工程序21

2.3工序2的加工过程23

2.3.1确定工件坐标系23

2.3.2工件的装夹23

2.3.3加工刀具的选择24

2.3.4加工路线24

2.3.5加工程序25

第三章零件实体展现及注意事项25

3.1实体展现25

3.2数控车床操作注意事项26

设计总结28

致谢29

参考文献30

附录31

摘要

本文阐述了钻套的加工工艺，分析该零件的图纸内容、技术要求，确定机床的选择、刀具的选择、切削用量的选择、以及加工顺序的选择等等，通过这些分析后，再编制其数控加工程序，最终完成该零件的实体造型，填写数控加工工艺卡片。

此次设计是我对在校三年以及实习中所学知识的一个验证，由于本人技术有限，题中有不足之处还望老师加以指点。

关键词：材料分析毛坯的选择刀具的选择程序设计

前言

钻套即是引导钻孔的轴套，它的主要作用就是防止钻头引偏，造成加工孔的精度不能达到。所以一般在精度要求不高的时候就不用钻套了，对于要求高或批量生产大的，因钻头对中费时较多所以也必须要钻套。如果是专用夹具的话那一定就要用钻套了。如果夹具对钻孔无关，换句话说对孔的要求不高，批量也不大的话可以不用钻套。

根据钻套的结构和使用特点，主要有四种类型。

①固定钻套

固定钻套的分为两种形式（无肩，带肩），该类钻套外圆以H7/n6或H7/r6配合，直接压入钻模板上的钻套底孔内。在使用过程中若不需要更换钻套（据经验统计，钻套一般可使用1000~12000次），则用固定钻套较为经济，钻孔的位置精度也较高。

②可换钻套

当生产批量较大，需要更换磨损的钻套时，则用可换钻套较为方便，如图1-1所示。可换钻套装在衬套中，衬套是以H7/n6或H7/r6的配合直接压入钻模板的底孔内，钻套外圆与衬套内孔之间常采用F7/m6或F7/k6配合。当钻套磨损后，可卸下螺钉，更换新的钻套。螺钉还能防止加工时钻套转动或退刀时钻套随刀具拔出。

图1-1 可换钻套图1-2快换钻套

③快换钻套

当被加工孔需依次进行钻、扩、铰时，由于刀具直径逐渐增大，应使用外径相同而内径不同的钻套来引导刀具，这时使用快换钻套可减少更换钻套的时间，如图1-2所示。快换钻套的有关配合与可换钻套的相同。更换钻套时，将钻套的削边处转至螺钉处，即可取出钻套。钻套的削边方向应考虑刀具的旋向，以免钻套随刀具自行拔出。

以上三类钻套已标准化，其结构参数、材料和热处理方法等，可查阅有关手册。

④特殊钻套

由于工件形状或被加工孔位置的特殊性，有时需要设计特殊结构的钻套，如图1-3所示。

在斜面上钻孔时，应采用图1-3a所示的钻套，钻套应尽量接近加工表面，并使之与加工表面的形状相吻合。如果钻套较长，可将钻套孔上部的直径加大（一般取0.1mm），以减少导向长度。

在凹坑内钻孔时，常用图1-3b所示的加长钻套（H为钻套导向长度）。图1-3c、d为钻两个距离很近的孔时所设计的非标准钻套。

参考文献

1 龚洪浪王贤涛《数控加工工艺学》科学出版社 2005.8

2 舒志兵陈光明曾孟雄《数控加工技术》　电子工业出版社 2007.1

3 董霖《数控技术及加工编程实训教程》西南交通大学出版社 2007.2.1

4 张丽华马立克《数控加工工艺与编程》大连理工大学出版社

5 张思弟贺曙新《数控编程加工技术》化学工业出版社 2005.6.1

6 黄翔李迎光《:数控编程理论.技术与应用》清华大学出版社 2006.1.1

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内容简介：: 摘要本文阐述了钻套的加工工艺，分析该零件的图纸内容、技术要求，确定机床的选择、刀具的选择、切削用量的选择、以及加工顺序的选择等等，通过这些分析后，再编制其数控加工程序，最终完成该零件的实体造型，填写数控加工工艺卡片。此次设计是我对在校三年以及实习中所学知识的一个验证，由于本人技术有限，题中有不足之处还望老师加以指点。关键词：材料分析毛坯的选择刀具的选择程序设计AbstractThis paper describes the process of drilling units, analyze the content of the part drawings, technical requirements, determine the choice of machine, tool selection, cutting parameters selection, and the choice of the order processing and so on, through the analysis, then the preparation of the NCprocessing, and ultimately complete the part of the solid modeling, fill in the CNC machining process card.The design is three years in school and my internship in the knowledge of a verification, because my technology is limited, there are shortcomings in question but also look to be pointing the teacher.Keywords: Material Analysis Selection rough design of the tool selection process第 2 页共 2 页*职业技术学院毕业设计（论文）作者：学号：系部：专业：题目：指导者：评阅者：年月第 2 页共 34 页目录前言5第一章零件工艺分析71.1零件图的审查71.1.1图纸的正确性分析及尺寸标注71.1.2技术要求分析71.1.3材料分析81.1.4结构工艺性分析81.2工艺装备的选择81.2.1机床的选择81.2.2夹具的选择91.2.3不同机床上的装夹91.3刀具的选择101.3.1刀具的材料及性能101.3.2刀具的确定111.4切削用量的选择151.4.1背吃刀量ap（即切削深度）的确定151.4.2主轴转速的确定161.4.3进给速度的确定17第二章加工工序的设计182.1工序的划分182.1.1工序划分的原则182.1.2工序的划分方法182.1.3划分工序182.2工序1的加工过程192.2.1确定工件坐标系192.2.2工件的装夹192.2.3加工刀具的选择192.2.4加工路线202.2.5加工程序212.3工序2的加工过程232.3.1确定工件坐标系232.3.2工件的装夹232.3.3加工刀具的选择242.3.4加工路线242.3.5加工程序25第三章零件实体展现及注意事项253.1实体展现253.2数控车床操作注意事项26设计总结28致谢29参考文献30附录31第 3 页共 34 页摘要本文阐述了钻套的加工工艺，分析该零件的图纸内容、技术要求，确定机床的选择、刀具的选择、切削用量的选择、以及加工顺序的选择等等，通过这些分析后，再编制其数控加工程序，最终完成该零件的实体造型，填写数控加工工艺卡片。此次设计是我对在校三年以及实习中所学知识的一个验证，由于本人技术有限，题中有不足之处还望老师加以指点。关键词：材料分析毛坯的选择刀具的选择程序设计第 34 页共 34 页前言钻套即是引导钻孔的轴套，它的主要作用就是防止钻头引偏，造成加工孔的精度不能达到。所以一般在精度要求不高的时候就不用钻套了，对于要求高或批量生产大的，因钻头对中费时较多所以也必须要钻套。如果是专用夹具的话那一定就要用钻套了。如果夹具对钻孔无关，换句话说对孔的要求不高，批量也不大的话可以不用钻套。根据钻套的结构和使用特点，主要有四种类型。固定钻套固定钻套的分为两种形式（无肩，带肩），该类钻套外圆以H7/n6或H7/r6配合，直接压入钻模板上的钻套底孔内。在使用过程中若不需要更换钻套（据经验统计，钻套一般可使用100012000次），则用固定钻套较为经济，钻孔的位置精度也较高。可换钻套当生产批量较大，需要更换磨损的钻套时，则用可换钻套较为方便，如图1-1所示。可换钻套装在衬套中，衬套是以H7/n6或H7/r6的配合直接压入钻模板的底孔内，钻套外圆与衬套内孔之间常采用F7/m6或F7/k6配合。当钻套磨损后，可卸下螺钉，更换新的钻套。螺钉还能防止加工时钻套转动或退刀时钻套随刀具拔出。图1-1 可换钻套图1-2快换钻套快换钻套当被加工孔需依次进行钻、扩、铰时，由于刀具直径逐渐增大，应使用外径相同而内径不同的钻套来引导刀具，这时使用快换钻套可减少更换钻套的时间，如图1-2所示。快换钻套的有关配合与可换钻套的相同。更换钻套时，将钻套的削边处转至螺钉处，即可取出钻套。钻套的削边方向应考虑刀具的旋向，以免钻套随刀具自行拔出。以上三类钻套已标准化，其结构参数、材料和热处理方法等，可查阅有关手册。特殊钻套由于工件形状或被加工孔位置的特殊性，有时需要设计特殊结构的钻套，如图1-3所示。在斜面上钻孔时，应采用图1-3a所示的钻套，钻套应尽量接近加工表面，并使之与加工表面的形状相吻合。如果钻套较长，可将钻套孔上部的直径加大（一般取0.1mm），以减少导向长度。在凹坑内钻孔时，常用图1-3b所示的加长钻套（H为钻套导向长度）。图1-3c、d为钻两个距离很近的孔时所设计的非标准钻套。图1-3 特殊钻套第一章零件工艺分析1.1零件图的审查图1知识钻套的简图，具体的零件图信息请参照附图CAD图纸。图1 钻套简图从该零件图的结构可以看出，该钻套属于前言中的快换钻套，具体作用请参见前言部分的介绍，下面来对该零件图纸的工艺进行审查。如检查设计图纸的视图、尺寸标注、技术要求是否有错误、遗漏之处。1.1.1图纸的正确性分析及尺寸标注通过对图1以及CAD图的分析，该零件视图符合国家标准，位置准确，表达清楚；几何要素（点、线、面）之间的关系准确，尺寸标注完整、清晰。技术要求合理，无遗漏之处。1.1.2技术要求分析从图中可以看出，该零件的主要加工表面为7F8()、16g6()，其表面粗糙度均达到Ra0.8um，在数控车削时无法达到此要求，需采用磨削加工；其余尺寸精度要求不高，表面粗糙度一般，均为Ra3.2um，在数控车削时可以达到Ra3.2um1.6um，可以满足其要求；零件有热处理要求，即热处理HRC58-62和发蓝处理。发蓝处理：发蓝是将钢在空气中加热或直接浸於浓氧化性溶液中，使其表面产生极薄的氧化物膜的材料保护技术，也称发黑。钢铁零件的发蓝可在亚硝酸钠和硝酸钠的熔融盐中进行，也可在高温热空气及500以上的过热蒸气中进行，更常用的是在加有亚硝酸钠的浓苛性钠中加热。发蓝时的溶液成分、反应温度和时间依钢铁基体的成分而定。发蓝膜的成分为磁性氧化铁，厚度为0.51.5微米，颜色与材料成分和工艺条件有关，有灰黑、深黑、亮蓝等。单独的发蓝膜抗腐蚀性较差，但经涂油涂蜡或涂清漆后，抗蚀性和抗摩擦性都有所改善。发蓝时，工件的尺寸和光洁度对质量影响不大。故常用於精密仪器、光学仪器、工具、硬度块等。1.1.3材料分析该零件的材料为T10A，此钢强度及耐磨性均较T8和T9高，但热硬性低、淬透性不高且淬火变形大。制造切削条件差、耐磨性要求较高，且不受忽然和剧烈振动，需要一定韧性及具有锋利刀口的各种工具，如车刀、刨刀、钻头、切纸机、低精度而外形简单的量具(如卡板等)，可用作不受较大冲击的耐磨，其中碳的含量为0.1%,硬度在淬火后能达到HRC60-62。1.1.4结构工艺性分析从图1和CAD图中的描述可以看出该钻套属于轴类零件中的轴套零件，该零件主要由圆柱阶梯面、圆锥面、圆弧、内孔等特征组成，这些特征是数控加工中常见的特征，加工比较方便。1.2工艺装备的选择1.2.1机床的选择从图中可以看出，该零件的特征主要由圆柱面、圆弧面、槽、平面等组成，其尺寸精度要求较高，在普通车床上加工无法达到精度要求，因此采用数控车床进行加工，而数控车床在加工时表面粗糙度最高只能达到Ra1.6um，对于该零件中Ra0.8um的表面则需要上数控磨床进行磨削加工；而大头上的平面则需要在铣床上加工，考虑到现场设备，选择数控铣床加工。因此该零件的加工需要选择的机床有数控车床、数控磨床、数控铣床。1.2.2夹具的选择（1）数控车床夹具的定义和分类在数控车床上用于装夹工件的装置称为车床夹具。车床夹具可分为通用夹具和专用夹具两大类。通用夹具是指能够装夹两种或两种以上工件的夹具，例如车床上的三爪卡盘、四爪卡盘、弹簧卡套和通用心轴等；专用夹具是专门为加工某一特定工件的某一工序而设计的夹具。（2）夹具作用在数控车削加工过程中，夹具是用来装夹被加工工件的，因此必须保证被加工工件的定位精度，并尽可能做到装卸方便、快捷。选择夹具时应优先考虑通用夹具。使用通用夹具无法装夹、或者不能保证被加工工件与加工工序的定位精度时，才采用专用夹具。专用夹具的定位精度较高，成本也较高。专用夹具的作用为：保证产品质量提高加工效率解决车床加工中的特殊装夹问题扩大机床的使用范围使用专用夹具可以完成非轴套、非轮盘类零件的孔、轴、槽和螺纹等的加工，可扩大机床的使用范围。根据零件特的结构工艺性，该零件数控车削中需要进行二次装夹，在数控铣削中需要一次装夹，在数控磨削中需要一次装夹。1.2.3不同机床上的装夹（1）数控车削的装夹第一次装夹可直接选择三爪自定心卡盘装夹毛坯外圆；为了保护零件以加工面不受到装夹时的损伤，以及零件的同轴度，所以在第二次装夹时应选用软爪进行装夹。1）三爪卡盘三爪卡盘是最常用的车床也是数控车床的通用卡具。三爪卡盘最大的优点是可以自动定心。它的夹持范围大，但定心精度不高，不适合于零件同轴度要求高时的二次装夹。三爪卡盘常见的有机械式和液压式两种。液压卡盘装夹迅速、方便，但夹持范围小，尺寸变化大时需重新调整卡爪位置。数控车床经常采用液压卡盘，液压卡盘特别适用于批量加工。2）软爪由于三爪卡盘定心精度不高，当加工同轴度要求较高的工件、或者进行工件的二次装夹时，常使用软爪。通常三爪卡盘的卡爪要进行热过处理，硬度较高，很难用常用刀具切削。软爪是改变上述不足而设计制造的一种具有切削性能的夹爪。加工软爪时要注意以下几方面的问题：软爪要在与使用时相同的夹紧状态下进行车削，以免在加工过程中松动和由于反向间隙而引起定心误差。车削软爪内定位表而时，要在软爪尾部夹一适当的圆盘，以消除卡盘端面螺纹的间隙。当被加工件以外圆定位时，软爪夹持直径应比工件外圆直径略小。其目的是增加软爪与工件的接触面积。软爪内径大于工件外径时，会造成软爪与工件形成三点接触,此种情况下夹紧牢固度较差，所以应尽量避免。当软爪内径过小时，会形成软爪与工件的六点接触，不仅会在被加工表面留下压痕，而且软爪接触面也会变形。这在实际使用中都应该尽量避免。软爪有机械式和液压式两种。软爪常用于加工同轴度要求较高的工件的二次装夹。（2）数控铣削和磨削的装夹在数控铣削中主要铣削钻套的定位夹紧平面，在此次装夹中也采用软爪进行装夹；磨削时也采用软爪进行装夹。1.3刀具的选择1.3.1刀具的材料及性能刀具材料的发展对切削技术的进步起着决定性的作用。切削中所使用的刀具材料有金刚石、聚晶立方氮化硼、陶瓷、硬质合金、高速钢等。刀具损坏机理是刀具材料合理选用的理论基础，刀具材料与工件材料的性能匹配合理是切削刀具材料选择的关键依据，要根据刀具材料与工件材料的力学、物理和化学性能选择刀具材料，才能获得良好的切削效果。（1）高速钢是一种加入了较多的钨、钼、铬、钒等合金元素的高合金工具钢。高速钢具有较高的强度和韧性，并且具有一定的硬度和耐磨性。适合各类刀具的要求。高速钢刀具制造工艺简单，容易磨成锋利切削刃，因此尽管各种新型刀具材料不断出现，高速钢刀具在金属切削中仍占较大的比例。可以加工有色金属和高温合金。由于高速钢具有以上性能，活塞加工中的铣浇冒口、铣横槽及铣膨胀槽用铣刀、钻油孔用钻头等刀具都为高速钢材料。（2）硬质合金是由难熔金属碳化物(如WC、TiC、TaC、NbC等)和金属粘结剂(如Co、Ni等)粉末经粉末冶金的方法制成。由于硬质合金中都含有大量的金属碳化物，这些碳化物都有熔点高、硬度高、化学稳定好、热稳定性好等特点，因此，硬质合金材料的硬度、耐磨性、耐热性都很高。常用硬质合金的硬度为8993HRA，比高速钢的硬度(8386.6HRA)高，在8001000时尚能进行切削。在540时，硬质合金的硬度为8287HRA，在760时，硬度仍能保持7785HRA。因此，硬质合金的切削性能比高速钢高得多，刀具耐用度可提高几倍到几十倍，在耐用度相同时，切削速度可提高410倍。1.3.2刀具的确定金属切削刀具切削部分的结构要素、几何角度与斧头等刀具有许多共同的特征。如图1，各种多齿刀具或复杂刀具，就其一个刀齿而言，都相当于一把斧头的刀头。现以熟悉的车刀为例说明刀具主要几何角度。图1 刀具的切削部分（1）车刀切削部分的组成车刀切削部分由前刀面、主后刀面、副后刀面、主切削刃、副切削刃和刀尖组成（如图2）。图2 硬质合金外园车刀1) 前刀面刀具上切屑流过的表面。 2) 主后刀面刀具上与工件上的加工表面相对着并且相互作用的表面，称为主后刀面。 3) 副后刀面刀具上与工件上的已加工表面相对着并且相互作用的表面，称为副后刀面。 4) 主切削刃刀具上前刀面与主后刀面的交线称为主切削刃。 5) 副切削刃刀具上前刀面与副后刀面的交线称为副切削刃。 6）刀尖主切削刃与副切削刃的交点称为刀尖。刀尖实际是一小段曲线或直线，称修圆刀尖和倒角刀尖。（2）车刀切削部分的主要角度 1）测量车刀切削角度的辅助平面图3 测量车刀的辅助平面为了确定和测量车刀的几何角度，需要选取三个辅助平面作为基准，这三个辅助平面是切削平面、基面和正交平面，如图3所示。 1）切削平面Ps 切削平面是切于主切削刃某一选定点并垂直于刀杆底平面的平面。 2）基面Pr 基面是过主切削刃某一选定点并平行于刀杆底面的平面。 3）正交平面P0 主剖面是垂直于切削平面又垂直于基面的平面。可见这三个坐标平面相互垂直，构成一个空间直角坐标系。图4 车刀的主要角度 (3) 车刀的主要几何及其选择1）前角前角在正交平面内测量的前刀面与基面间的夹角。前角的正负方向按图示规定表示，即刀具前刀面在基面之下时为正前角，刀具前刀面在基面之上时为负前角。前角一般在-5 25之间选取。前角选择的原则：前角的大小主要解决刀头的坚固性与锋利性的矛盾。因此首先要根据加工材料的硬度来选择前角。加工材料的硬度高，前角取小值，反之取大值。其次要根据加工性质来考虑前角的大小，粗加工时前角要取小值，精加工时前角应取大值。 2）后角在正交平面内测量的主后刀面与切削平面间的夹角。后角不能为零度或负值，一般在612之间选取。后角选择的原则：首先考虑加工性质。精加工时，后角取大值，粗加工时，后角取小值。其次考虑加工材料的硬度，加工材料硬度高，主后角取小值，以增强刀头的坚固性；反之，后角应取小值。3）主偏角在基面内测量的主切削刃在基面上的投影与进给运动方向的夹角。主偏角一般在30 90之间选取。主偏角的选用原则：首先考虑车床、夹具和刀具组成的车工工艺系统的刚性，如车工工艺系统刚性好，主偏角应取小值，这样有利于提高车刀使用寿命和改善散热条件及表面粗造度。其次要考虑加工工件的几何形状，当加工台阶时，主偏角应取90，加工中间切入的工件，主偏角一般取60 。图5 刃倾角的符号 4）副偏角在基面内测量的副切削刃在基面上的投影与进给运动反方向的夹角。副偏角一般为正值。副偏角的选择原则：首先考虑车刀、工件和夹具有足够的刚性，才能减小副偏角；反之，应取大值；其次，考虑加工性质，粗加工时，副偏角可取1015，粗加工时，副偏角可取5左右。5）刃倾角s 在切削平面内测量的主切削刃与基面间的夹角。当主切削刃呈水平时，s =0；刀尖为主切刃上最高点时，s0；刀尖为主切削刃上最低点时，s0（如图5所示）。刃倾角一般在-105之间选取。刃倾角的选择原则：主要看加工性质，粗加工时，工件对车刀冲击大，s 0，精加工时，工件对车刀冲击力小，s 0，一般取s =0。根据刀具材料的性能以及零件的材料及热处理要求，可确定该零件的刀具材料可选择YT15、YW1、YW2。根据现场的刀具情况，决定选择YT15进行车削。具体的刀具请参见表1.1。表1.1 数控加工刀具卡刀具号刀具名称刀具规格刀具材料加工表面T0101外圆粗车刀90YT15外轮廓T0202麻花钻5mmYT15钻孔T0303切槽刀刀宽1.5mmYT15槽T0404镗刀45YT15内孔T0505外圆车刀55YT15槽T0606滚花刀双轮P20滚花T01立铣刀20mmYT15铣平面1.4切削用量的选择数控编程是通过程序来体现编程者的工艺意图的，如何合理地选择车削用量对零件的加工经济性和零件最终精度的形成起到关键的作用。对粗加工，应从零件的加工经济性来选择车削用量；对粗加工，则应根据零件的加工精度，特别是表面粗糙度来选择车削用量。车削加工中的切削用量包括：背吃刀量ap、主轴转速S或切削速度VC（用于恒线速度切削）、进给速度VF或进给量 f。这些参数均应在机床给定的允许范围选取。1.4.1背吃刀量ap（即切削深度）的确定在工艺系统刚度和车床功率允许的情况下，在尺可能选取较大的背吃刀量，以减少进给次数，提高生产效率，同时出能减少机床失动量（主要是丝杠反向间隙）对加工精度的影响。对进给伺服系统采用步进驱动的经济型数控机床必须避免过度的切深引起失步现象。根据该零件的毛坯尺寸，以及零件图的精度要求，选定的吃到量如表1.2所示。表1.2 背吃刀量选取表加工部位粗精外轮廓12mm0.10.4mm内轮廓0.8-1.5mm0.10.3mm1.4.2主轴转速的确定（1）光滑表面车削时的主轴转速主轴转速应根据已经选定的背吃力量、进给量及刀具耐用度来选择切削速度。一般可根据经验公式计算，了可根据生产实践经验在机床说明书允许的切削速度范围内查阅有关切削用量手册选取。需要注意的是交流变频调速数数控机床低速输出力矩小，因而切削速度不能太低。实际编程中，切削速度Vc确定后，可按照公式n=计算出主轴转速n。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1.3选取。表1.3 车削切削用量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800.231200.10.4综上所述，根据该零件技术要求，以及刀具的刚性、零件表面粗糙度要求，选择切削速度为：外轮廓加工时：粗车Vc=80m/min，精车Vc=120m/min。内孔加工时：粗车Vc=50m/min，精车Vc=80m/min。根据以上公式，按照毛坯直径为30mm，计算可得：外轮廓加工时：粗车n=800m/min，精车n=1200m/min。内孔加工时：粗车n=500m/min，精车n=800m/min。1.4.3进给速度的确定进给速度的大小直接影响到表在粗糙值和车削效率，因此应在保证表在质量的前提下，选择较高的进给速度。一般根据零件的表面粗糙度、刀具及工件材料等因素，查阅切削用量手册选取。对转进给和分进给的轩换可通过公式vf=fn来计算，式中f表示每转进给量，n表示主轴转速。本零件的加工根据表5.2中选取，取粗加工时f=0.2mm/r，精加工时f=0.1mm/r。则所计算的进给速度如下：外轮廓加工时：粗车F=160m/min，精车F=120m/min。内孔加工时：粗车F=100m/min，精车F=80m/min。总的来说，切削用量的合理选择直接影响到零件表面质量以及加工生产的效率，也同时影响刀具的使用寿命，因此在选择切削用量时应该结合相关手册以及加工经验进行选取，使三者能够相互适应，达到最佳切削效果。第二章加工工序的设计2.1工序的划分2.1.1工序划分的原则工序的划分可以采用两种不同的原则：工序集中原则和工序分散原则。工序集中的原则就是指每道工序包括可能多的加工内容。将工件的加工集中在少数几道工序内容内完成。工序集中一般使用结构复杂，机械化，自动化程度高的机床。因此工序集中的特点是：1）减少了设备的数量，减少了操作工人和生产面积。2）减少工序数目，减少运输工作量，简化了生产计划工作，缩短了生产周期。3）减少了工件的装夹次数，不仅有利于提高生产率，而且由于一次装夹下加工了许多的表面，也易于保证这些表面的加工精度。4）工序分散原则就是将工件的加工分散在较多的工序内进行。每道工序的加工内容很少，最小时即每道工序仅完成一个简单的工步。其特点是：采用了比较简单的机床和工艺设备。对工人的技术要求低。生产设备工作量小，容易变换产品。设备数量少，工人数量多，生产面积大。2.1.2工序的划分方法（1）按所用的刀具划分。即在一次安装过程中尽可能用一把刀具加工出可能加工的所有部分，然后再换另一把刀加工其他的部位。即以同一把刀具完成的那一部分工艺过程为一道工序。（2）按安装次数划分。即以每一次装夹完成的那一部分工艺过程为一道工序。这种方法适应于加工内容不多的工件。（3）按粗、精加工划分。即以粗加工中完成的那一部分工艺过程为一道工序，精加工中完成的那一部分工艺过程为一道工序。这种方法使用于加工后变形较大，需要粗、精加工分开的零件。（4）按加工部位划分。即以完成相同型面的那一部分工艺过程为一道工序。对于加工表面多而复杂的零件，可以按结构特点分为几个加工部分，每一部分为一道工序。2.1.3划分工序综上所述，确定该零件的数控加工工序如下所述，下述中只降讲诉了该零件的数控车削加工工序，对于铣削及磨削部分不做讲解。工序1 装夹零件毛坯外圆，加工16g6、24外圆及倒角、7F8、8.5、槽。工序2 装夹24外圆表面，加工26外圆、26外圆端面。2.2工序1的加工过程2.2.1确定工件坐标系该零件属于轴类零件，工件坐标系可直接设置在轴端面中心上，如下图所示：2.2.2工件的装夹该工序在数控车床上进行装夹，在装夹时，轴向外伸出45mm，采用三爪自定心卡盘装夹，装夹示意图如下图所示：2.2.3加工刀具的选择该工序主要加工部位有外圆、内孔、槽等，因此需要的刀具有外圆车刀、钻头、内孔镗刀、切槽刀等，具体的参数如下所述：T0101 外圆车刀，刀尖90，刀具材料为YT15,加工轴外圆。T0202 麻花钻，直径5mm，刀具材料YT15，钻底孔。T0303 切槽刀，刀宽1.5mm，刀具材料YT15，切槽。T0404 镗刀，45刀尖，材料为YT15，加工内孔。T0505 外圆车刀，刀尖55，材料YT15，加工端面凹槽。2.2.4加工路线根据以上的分析，确定该零件的加工路线如下所述：（1）装夹毛坯外圆表面，向外伸出45mm，粗车16g6()外圆至16.5mm,长度为33.7mm；24外圆车至24.3mm，长度为4.7mm；26外圆车至16.3mm，长度为2mm并倒角。（2）钻5底孔。（3）粗镗内孔至6.7，长度为30mm，倒圆角。（4）半精镗内孔至6.9，长度为30mm，倒圆角。（5）半精车16g6()外圆至16.1mm，长度为34mm；24外圆车至24mm；26外圆车至26mm，长度为2mm并倒角。（6）切槽，槽宽2mm，深0.5mm。（7）车槽，并车圆角。部分走刀路线图如下所示：图1 外圆粗车走刀路线图图2 外圆精车走刀路线图3 切槽路线图4 镗孔2.2.5加工程序O0001T0101(外圆车刀)M03 S800M08G00 X32 Z2G71 U1 R0.4G71 P100 Q200 U0.3 W0.3 F160N100 G00 X0 G01 Z0 F120 X13.69 X16.1 Z-2 Z-34 X24 W-4.9 X25 X26 W-0.5 W-2 G00 X32N200 Z2G00 X100 Z200T0202（麻花钻）M03 S450G00 X0 Z5G01 Z-50 F50Z5 F200G00 X100 Z200 G00 X3N400 Z2M03 S800 G70 P300 Q400T0101(外圆车刀)M03 S1200G00 X32 Z2G70 P100 Q200G00 X100 Z200T0404(镗刀)M03 S500G00 X3 Z2G71 U0.7 R0.3G71 P300 Q400 U0.3 W0.3 F100N300 G00 X10 G01 Z0 F80 G02 X7 Z-1.5 R1.5 G01 X6.9 Z-30T0303 M03 S400G00 X26 Z-34G01 X15 F40X26G00 X100 Z200T0505(55外圆车刀)M03 S800G00 X18 Z-32G73 U0.5W0.5 R2G73 P500 Q600 U0.1 W0.1 F100N500 G01 X16 F80 X15 W-0.5 W-1.5 G02 X16 W-0.5 R0.5 G01 X19 X20 W0.5 G00 Z-32N600 X18M03 S1200G70 P500 Q600G00 X100 Z100M302.3工序2的加工过程2.3.1确定工件坐标系该工序的工件坐标系如下图所示：2.3.2工件的装夹该工序也是在数控车床上完成，由于装夹的表面已经加工了，所以在装夹时应采用软爪进行装夹，装夹的长度为5mm，装夹示意图如下图所示：2.3.3加工刀具的选择该工序主要加工部位有端面、外圆、倒角、镗孔等，由于该端面比较小，因此可以直接采用外圆车刀进行平端面，所以加工此工序所用的刀具如下所述：T0101 外圆车刀，90刀尖，材料为YT15，加工外圆、端面及倒角。T0202 镗刀，45刀尖，材料为YT15，加工内孔。T0303 滚花刀，双轮，材料P20，加工花纹。2.3.4加工路线根据以上分析，确定该工序的加工路线如下所述：（1）装夹24mm表面，以其左端面为基准定位，平端面，保证总长为460.1mm。（2）粗车26外圆至26.3mm，长度与前边切削位置接平。（3）粗镗内孔至8.3mm，长度为19.9mm，并倒圆角。（4）精镗内孔至8.5mm，长度为200.1mm，并倒圆角。（5）精车外圆至26mm。（6）滚花。2.3.5加工程序O0002T0101(外圆车刀)M03 S800M08G00 X32 Z2G90 X28.5 Z-7 F160X27X26.3G00 X100 Z200T0202（镗刀）M03 S500G00 X3 Z2G90 X5.8 Z-20 F100X6.6X7.2X8X8.5 F80 S800G00 X100 Z200T0101（外圆车刀）M03 S1200G00 X30 Z2G90 X26 Z-7 F120G00 X100 Z200T0303（滚花轮）M03 S500G00 X28 Z2G00 Z-3G01 X25 F30X28G00 X100 Z200M30第三章零件实体展现及注意事项3.1实体展现该零件的实体图如图3.1所示，该实体是由UGNX4.0软件绘制而成。图3.1 零件实体图3.2数控车床操作注意事项（1）安全操作基本注意事项1）工作时请穿好工作服、安全鞋，戴好工作帽及防护镜，注意：不允许戴手套操作机床；2）注意不要移动或损坏安装在机床上的警告标牌；3）注意不要在机床周围放置障碍物，工作空间应足够大；4）某一项工作如需要俩人或多人共同完成时，应注意相互间的协调一致；5）不允许采用压缩空气清洗机床、电气柜及NC单元。（2）工作前的准备工作1）机床开始工作前要有预热，认真检查润滑系统工作是否正常，如机床长时间未开动，可先采用手动方式向各部分供油润滑；2）使用的刀具应与机床允许的规格相符，有严重破损的刀具要及时更换；3）调整刀具所用工具不要遗忘在机床内；4）大尺寸轴类零件的中心孔是否合适，中心孔如太小，工作中易发生危险；5）刀具安装好后应进行一、二次试切削。6）检查卡盘夹紧工作的状态；7）机床开动前，必须关好机床防护门。（3）工作过程中的安全注意事项1）禁止用手接触刀尖和铁屑，铁屑必须用铁钩子或毛刷来清理；2）禁止用手或其他任何方式接触正在旋转的主轴、工件或其它运动部位；3）禁止加工过程中量活、变速，更不能用棉丝擦拭工件、也不能清扫机床；4）车床运转中，操作者不得离开岗位，机床发现异常现象立即停车；5）经常检查轴承温度，过高时应找有关人员进行检查；6）在加工过程中，不允许打开机床防护门；7）严格遵守岗位责任制，机床由专人使用，他人使用须经本人同意；8）工件伸出车床100mm以外时，须在伸出位置设防护物。（4）工作完成后的注意事项1）清除切屑、擦拭机床，使机床与环境保持清洁状态；2）注意检查或更换磨损坏了的机床导轨上的油察板；3）检查润滑油、冷却液的状态，及时添加或更换；4）依次关掉机床操作面板上的电源和总电源。设计总结通过这次毕业设计，使我对数控知识有了更进一步的了解，也使自己在学校期间所学的知识在实践当中得到了运用，在实践中我学到了很多在书本上学不到的知识。我的毕业论文工作始于2010年的5月，时至今日，论文已全部完成。从最初的茫然，到慢慢的进入状态，再到对思路逐渐的清晰，整个写作过程难以用语言来表达。遇到困难，我会觉得无从下手，不知从何写起；当困难解决了，我会觉得豁然开朗，思路打开了；当论文经过一次次的修改，基本成形的时候，我觉得很有成就感。同时，我也在思考，毕业论文的完成预示着什么？预示着我即将毕业，即将走出可爱的校园，步入社会的大讲堂，开始我的又一个新的人生旅程。那么，我应该记下一些东西，对我的毕业论文做一个总结，划上一个完整的句号。致谢本人在毕业课题的设计中，学习了不少的新知识，既体会到了学习的重要性，也体会到了同时了解到了知道的重要性，刚踏入社会的我感谢学校具远瞻的规划与教育，给予我良好的学习环境，让我在学校之时就理论和实践相结合，打下了坚固的理论和实践基础，为我们在进入工作环境创造了良好的基础，并提供给我对学业及个人生涯发展的多元信息，帮助我们茁壮的成长。感谢院系领导对我的关怀和重视，使我学得出色的专业知识，也让我得以发挥自己的特长，感悟到人生的意义，领会到素质拓展的重要性，也让我找到人生的价值。感谢三年来陪伴我们学习与生活的恩师，感谢您们对我精心的教育，感谢您们没使我的学习变成劳作而成为一种快乐；.感谢您们让我明白自身的价值；.感谢您们帮助我发现了自己的专长，而且让我把事情做得更好。感谢您们容忍我的任性与错误，不仅教会了我知识，更教会了我如何做事，如何做人。特别感谢恩师的谆谆教导，他的悉心指导与斧正，对于论文. 架构之启迪，及其内容的细心斟酌与指导，倍极辛劳。参考文献1 龚洪浪王贤涛数控加工工艺学科学出版社 2005.8 2 舒志兵陈光明曾孟雄数控加工技术电子工业出版社 2007.13 董霖数控技术及加工编程实训教程西南交通大学出版社 2007.2.14 张丽华马立克数控加工工艺与编程大连理工大学出版社5 张思弟贺曙新数控编程加工技术化学工业出版社 2005.6.16 黄翔李迎光 :数控编程理论.技术与应用清华大学出版社 2006.1.1附录附表1 机械加工工艺过程卡片机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号2101-031001Z3A-44产品名称钻套零件名称钻套材料牌号T10A毛坯种类棒料毛坯外形尺寸3050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1制作毛坯将30 T10A棒料剪成50mm长机加车间剪料机2车削车左端机加车间数控车3车削车右端机加车间数控车4热处理热处理HRC58-62,发蓝处理热处理车间5铣削铣平面机加车间铣床7磨削磨削表面粗糙度为0.8的表面机加车间磨床编制审核批准共页第页附表2 数控加工工序卡数控加工工序卡片产品型号零件图号2101-031001Z3A-44产品名称钻套零件名称钻套材料牌号T10A毛坯种类棒料毛坯外形尺寸3050备注工序号工序名称设备名称设备型号程序编号夹具代号夹具名称冷却液车间2车削数控车CK6140O0001三爪自定心卡盘乳化液工步号工步内容刀具号刀具量具及检具主轴转速（r/min）切削速度（m/min）进给速度（mm/min）背吃刀量（mm）备注1粗车零件左端外轮廓，留余量0.3mmT0190外圆车刀80010016012钻孔T02麻花钻550020503粗镗孔T04镗刀500501000.84精镗孔T04镗刀800100800.25精车外轮廓T01外圆车刀12001501200.36切槽T031.5mm宽400407车槽T0555外圆车刀 8001000.2编制审核批准共 2 页第 1 页附表2.1 数控加工工序卡数控加工工序卡片产品型号零件图号2101-031001Z3A-44产品名称钻套零件名称钻套材料牌号T10A毛坯种类棒料毛坯外形尺寸3050备注工序号工序名称设备名称设备型号程序编号夹具代号夹具名称冷却液车间3车削数控车CK6140O0002三爪卡盘乳化液工步号工步内容刀具号刀具量具及检具主轴转速（r/min）切削速度（m/min）进给速度（mm/r）背吃刀量（mm）备注1粗车右端外圆T0190外圆精车刀80010016012粗镗孔T04镗刀500501000.83精镗孔T04镗刀800100800.24精车外圆T0190外圆精车刀12001501200.3567891011120.2编制审核批准共 2 页第 1 页附表6 数控加工刀具卡片数控加工刀具卡片产品型号零件图号2101-031001Z3A-44产品名称钻套零件名称钻套材料牌号T10A毛坯种类棒料毛坯外形尺寸3050备注工序号工序名称设备名称设备型号程序编号夹具代号夹具名称冷却液车间工步号刀具号刀具各称刀具型号刀片刀尖半径(mm)刀柄型号刀具补偿量(mm)备注型号牌号直径/mm刀长mm)1T01外圆车刀90YT152T02麻花钻5YT153T03 切槽刀1.5mmYT51050T04镗刀45YT15T05外圆车刀55YT15T06滚花刀双轮P20编制审核批准共 1 页第 1 页*职业技术学院毕业设计（论文）作者：学号：系部：专业：题目：指导者：评阅者：年月摘要本文阐述了钻套的加工工艺，分析该零件的图纸内容、技术要求，确定机床的选择、刀具的选择、切削用量的选择、以及加工顺序的选择等等，通过这些分析后，再编制其数控加工程序，最终完成该零件的实体造型，填写数控加工工艺卡片。此次设计是我对在校三年以及实习中所学知识的一个验证，由于本人技术有限，题中有不足之处还望老师加以指点。关键词：材料分析毛坯的选择刀具的选择程序设计第 27 页共 27 页目录引言41、零件图的分析61.1、图纸的正确性分析及尺寸标注61.2、技术要求分析61.3、材料分析71.4、结构工艺性分析72、毛坯的选择73、装夹方案的选择73.1、机床的选择73.2、夹具的选择83.2.1 数控车削中的装夹84、刀具的选择94.1、刀具的材料及性能94.2、刀具的确定105、切削用量的选择115.1、背吃刀量ap（即切削深度）的确定115.2、主轴转速的确定115.4进给速度的确定126、加工顺序的安排137、数控编程及仿真147.1、数控编程的定义147.2、数控编程的分类147.3、工件坐标系的确定147.4、数值的计算147.5、零件的加工程序清单147.6、3D实体造型18致谢19参考文献20附录21钻套的数控加工工艺及程序设计引言钻套即是引导钻孔的轴套，它的主要作用就是防止钻头引偏，造成加工孔的精度不能达到。所以一般在精度要求不高的时候就不用钻套了，对于要求高或批量生产大的，因钻头对中费时较多所以也必须要钻套。如果是专用夹具的话那一定就要用钻套了。如果夹具对钻孔无关，换句话说对孔的要求不高，批量也不大的话可以不用钻套。根据钻套的结构和使用特点，主要有四种类型。固定钻套固定钻套的分为两种形式（无肩，带肩），该类钻套外圆以H7/n6或H7/r6配合，直接压入钻模板上的钻套底孔内。在使用过程中若不需要更换钻套（据经验统计，钻套一般可使用100012000次），则用固定钻套较为经济，钻孔的位置精度也较高。可换钻套当生产批量较大，需要更换磨损的钻套时，则用可换钻套较为方便，如图1-1所示。可换钻套装在衬套中，衬套是以H7/n6或H7/r6的配合直接压入钻模板的底孔内，钻套外圆与衬套内孔之间常采用F7/m6或F7/k6配合。当钻套磨损后，可卸下螺钉，更换新的钻套。螺钉还能防止加工时钻套转动或退刀时钻套随刀具拔出。图1-1 可换钻套图1-2快换钻套快换钻套当被加工孔需依次进行钻、扩、铰时，由于刀具直径逐渐增大，应使用外径相同而内径不同的钻套来引导刀具，这时使用快换钻套可减少更换钻套的时间，如图1-2所示。快换钻套的有关配合与可换钻套的相同。更换钻套时，将钻套的削边处转至螺钉处，即可取出钻套。钻套的削边方向应考虑刀具的旋向，以免钻套随刀具自行拔出。以上三类钻套已标准化，其结构参数、材料和热处理方法等，可查阅有关手册。特殊钻套由于工件形状或被加工孔位置的特殊性，有时需要设计特殊结构的钻套，如图1-3所示。在斜面上钻孔时，应采用图1-3a所示的钻套，钻套应尽量接近加工表面，并使之与加工表面的形状相吻合。如果钻套较长，可将钻套孔上部的直径加大（一般取0.1mm），以减少导向长度。在凹坑内钻孔时，常用图1-3b所示的加长钻套（H为钻套导向长度）。图1-3c、d为钻两个距离很近的孔时所设计的非标准钻套。图1-3 特殊钻套1、零件图的分析图1知识钻套的简图，具体的零件图信息请参照附图CAD图纸。图1 钻套简图从该零件图的结构可以看出，该钻套属于前言中的快换钻套，具体作用请参见前言部分的介绍，下面来对该零件图纸的工艺进行审查。如检查设计图纸的视图、尺寸标注、技术要求是否有错误、遗漏之处。1.1、图纸的正确性分析及尺寸标注通过对图1以及CAD图的分析，该零件视图符合国家标准，位置准确，表达清楚；几何要素（点、线、面）之间的关系准确，尺寸标注完整、清晰。技术要求合理，无遗漏之处。1.2、技术要求分析从图中可以看出，该零件的主要加工表面为7F8()、16g6()，其表面粗糙度均达到Ra0.8um，在数控车削时无法达到此要求，需采用磨削加工；其余尺寸精度要求不高，表面粗糙度一般，均为Ra3.2um，在数控车削时可以达到Ra3.2um1.6um，可以满足其要求；零件有热处理要求，即热处理HRC58-62和发蓝处理。发蓝处理：发蓝是将钢在空气中加热或直接浸於浓氧化性溶液中，使其表面产生极薄的氧化物膜的材料保护技术，也称发黑。钢铁零件的发蓝可在亚硝酸钠和硝酸钠的熔融盐中进行，也可在高温热空气及500以上的过热蒸气中进行，更常用的是在加有亚硝酸钠的浓苛性钠中加热。发蓝时的溶液成分、反应温度和时间依钢铁基体的成分而定。发蓝膜的成分为磁性氧化铁，厚度为0.51.5微米，颜色与材料成分和工艺条件有关，有灰黑、深黑、亮蓝等。单独的发蓝膜抗腐蚀性较差，但经涂油涂蜡或涂清漆后，抗蚀性和抗摩擦性都有所改善。发蓝时，工件的尺寸和光洁度对质量影响不大。故常用於精密仪器、光学仪器、工具、硬度块等。1.3、材料分析该零件的材料为T10A，此钢强度及耐磨性均较T8和T9高，但热硬性低、淬透性不高且淬火变形大。制造切削条件差、耐磨性要求较高，且不受忽然和剧烈振动，需要一定韧性及具有锋利刀口的各种工具，如车刀、刨刀、钻头、切纸机、低精度而外形简单的量具(如卡板等)，可用作不受较大冲击的耐磨，其中碳的含量为0.1%,硬度在淬火后能达到HRC60-62。1.4、结构工艺性分析从图1和CAD图中的描述可以看出该钻套属于轴类零件中的轴套零件，该零件主要由圆柱阶梯面、圆锥面、圆弧、内孔等特征组成，这些特征是数控加工中常见的特征，加工比较方便。2、毛坯的选择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。根据图中的零件材料要求，选择该零件的毛坯为棒料型材，材料为T10A，根据该零件的尺寸要求确定该毛坯的尺寸为3055mm。3、装夹方案的选择3.1、机床的选择从图中可以看出，该零件的特征主要由圆柱面、圆弧面、槽、平面等组成，其尺寸精度要求较高，在普通车床上加工无法达到精度要求，因此采用数控车床进行加工，而数控车床在加工时表面粗糙度最高只能达到Ra1.6um，对于该零件中Ra0.8um的表面则需要上数控磨床进行磨削加工；而大头上的平面则需要在铣床上加工，考虑到现场设备，选择数控铣床加工。因此该零件的加工需要选择的机床有数控车床、数控磨床、数控铣床。3.2、夹具的选择（1）数控车床夹具的定义和分类在数控车床上用于装夹工件的装置称为车床夹具。车床夹具可分为通用夹具和专用夹具两大类。通用夹具是指能够装夹两种或两种以上工件的夹具，例如车床上的三爪卡盘、四爪卡盘、弹簧卡套和通用心轴等；专用夹具是专门为加工某一特定工件的某一工序而设计的夹具。（2）夹具作用在数控车削加工过程中，夹具是用来装夹被加工工件的，因此必须保证被加工工件的定位精度，并尽可能做到装卸方便、快捷。选择夹具时应优先考虑通用夹具。使用通用夹具无法装夹、或者不能保证被加工工件与加工工序的定位精度时，才采用专用夹具。专用夹具的定位精度较高，成本也较高。专用夹具的作用为：保证产品质量提高加工效率解决车床加工中的特殊装夹问题扩大机床的使用范围使用专用夹具可以完成非轴套、非轮盘类零件的孔、轴、槽和螺纹等的加工，可扩大机床的使用范围。根据零件特的结构工艺性，该零件数控车削中需要进行二次装夹，在数控铣削中需要一次装夹，在数控磨削中需要一次装夹。3.2.1 数控车削中的装夹第一次装夹可直接选择三爪自定心卡盘装夹毛坯外圆；为了保护零件以加工面不受到装夹时的损伤，以及零件的同轴度，所以在第二次装夹时应选用软爪进行装夹。（1）三爪卡盘三爪卡盘是最常用的车床也是数控车床的通用卡具。三爪卡盘最大的优点是可以自动定心。它的夹持范围大，但定心精度不高，不适合于零件同轴度要求高时的二次装夹。三爪卡盘常见的有机械式和液压式两种。液压卡盘装夹迅速、方便，但夹持范围小，尺寸变化大时需重新调整卡爪位置。数控车床经常采用液压卡盘，液压卡盘特别适用于批量加工。（2）软爪由于三爪卡盘定心精度不高，当加工同轴度要求较高的工件、或者进行工件的二次装夹时，常使用软爪。通常三爪卡盘的卡爪要进行热过处理，硬度较高，很难用常用刀具切削。软爪是改变上述不足而设计制造的一种具有切削性能的夹爪。加工软爪时要注意以下几方面的问题：1）软爪要在与使用时相同的夹紧状态下进行车削，以免在加工过程中松动和由于反向间隙而引起定心误差。车削软爪内定位表而时，要在软爪尾部夹一适当的圆盘，以消除卡盘端面螺纹的间隙。2）当被加工件以外圆定位时，软爪夹持直径应比工件外圆直径略小。其目的是增加软爪与工件的接触面积。软爪内径大于工件外径时，会造成软爪与工件形成三点接触,此种情况下夹紧牢固度较差，所以应尽量避免。当软爪内径过小时，会形成软爪与工件的六点接触，不仅会在被加工表面留下压痕，而且软爪接触面也会变形。这在实际使用中都应该尽量避免。软爪有机械式和液压式两种。软爪常用于加工同轴度要求较高的工件的二次装夹。3.2.2、数控铣削与磨削的装夹在数控铣削中主要铣削钻套的定位夹紧平面，在此次装夹中也采用软爪进行装夹；磨削时也采用软爪进行装夹。4、刀具的选择4.1、刀具的材料及性能刀具材料的发展对切削技术的进步起着决定性的作用。切削中所使用的刀具材料有金刚石、聚晶立方氮化硼、陶瓷、硬质合金、高速钢等。刀具损坏机理是刀具材料合理选用的理论基础，刀具材料与工件材料的性能匹配合理是切削刀具材料选择的关键依据，要根据刀具材料与工件材料的力学、物理和化学性能选择刀具材料，才能获得良好的切削效果。（1）高速钢是一种加入了较多的钨、钼、铬、钒等合金元素的高合金工具钢。高速钢具有较高的强度和韧性，并且具有一定的硬度和耐磨性。适合各类刀具的要求。高速钢刀具制造工艺简单，容易磨成锋利切削刃，因此尽管各种新型刀具材料不断出现，高速钢刀具在金属切削中仍占较大的比例。可以加工有色金属和高温合金。由于高速钢具有以上性能，活塞加工中的铣浇冒口、铣横槽及铣膨胀槽用铣刀、钻油孔用钻头等刀具都为高速钢材料。（2）硬质合金是由难熔金属碳化物(如WC、TiC、TaC、NbC等)和金属粘结剂(如Co、Ni等)粉末经粉末冶金的方法制成。由于硬质合金中都含有大量的金属碳化物，这些碳化物都有熔点高、硬度高、化学稳定好、热稳定性好等特点，因此，硬质合金材料的硬度、耐磨性、耐热性都很高。常用硬质合金的硬度为8993HRA，比高速钢的硬度(8386.6HRA)高，在8001000时尚能进行切削。在540时，硬质合金的硬度为8287HRA，在760时，硬度仍能保持7785HRA。因此，硬质合金的切削性能比高速钢高得多，刀具耐用度可提高几倍到几十倍，在耐用度相同时，切削速度可提高410倍。 4.2、刀具的确定根据刀具材料的性能以及零件的材料及热处理要求，可确定该零件的刀具材料可选择YT15、YW1、YW2。根据现场的刀具情况，决定选择YT15进行车削。具体的刀具请参见表4.1。表4.1 数控加工刀具卡刀具号刀具名称刀具规格刀具材料加工表面T0101外圆粗车刀90YT15外轮廓T0202麻花钻5mmYT15钻孔T0303切槽刀刀宽1.5mmYT15槽T0404镗刀45YT15内孔T0505外圆车刀55YT15槽T0606滚花刀双轮P20滚花T01立铣刀20mmYT15铣平面5、切削用量的选择数控编程是通过程序来体现编程者的工艺意图的，如何合理地选择车削用量对零件的加工经济性和零件最终精度的形成起到关键的作用。对粗加工，应从零件的加工经济性来选择车削用量；对粗加工，则应根据零件的加工精度，特别是表面粗糙度来选择车削用量。车削加工中的切削用量包括：背吃刀量ap、主轴转速S或切削速度VC（用于恒线速度切削）、进给速度VF或进给量 f。这些参数均应在机床给定的允许范围选取。5.1、背吃刀量ap（即切削深度）的确定在工艺系统刚度和车床功率允许的情况下，在尺可能选取较大的背吃刀量，以减少进给次数，提高生产效率，同时出能减少机床失动量（主要是丝杠反向间隙）对加工精度的影响。对进给伺服系统采用步进驱动的经济型数控机床必须避免过度的切深引起失步现象。根据该零件的毛坯尺寸，以及零件图的精度要求，选定的吃到量如表5.1所示。表5.1 背吃刀量选取表加工部位粗精外轮廓12mm0.10.4mm内轮廓0.8-1.5mm0.10.3mm5.2、主轴转速的确定（1）光滑表面车削时的主轴转速主轴转速应根据已经选定的背吃力量、进给量及刀具耐用度来选择切削速度。一般可根据经验公式计算，了可根据生产实践经验在机床说明书允许的切削速度范围内查阅有关切削用量手册选取。需要注意的是交流变频调速数数控机床低速输出力矩小，因而切削速度不能太低。实际编程中，切削速度Vc确定后，可按照公式n=计算出主轴转速n。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5.2选取。表5.2 车削切削用量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800.231200.10.4综上所述，根据该零件技术要求，以及刀具的刚性、零件表面粗糙度要求，选择切削速度为：外轮廓加工时：粗车Vc=80m/min，精车Vc=120m/min。内孔加工时：粗车Vc=50m/min，精车Vc=80m/min。根据以上公式，按照毛坯直径为30mm，计算可得：外轮廓加工时：粗车n=800m/min，精车n=1200m/min。内孔加工时：粗车n=500m/min，精车n=800m/min。5.4进给速度的确定进给速度的大小直接影响到表在粗糙值和车削效率，因此应在保证表在质量的前提下，选择较高的进给速度。一般根据零件的表面粗糙度、刀具及工件材料等因素，查阅切削用量手册选取。对转进给和分进给的轩换可通过公式vf=fn来计算，式中f表示每转进给量，n表示主轴转速。本零件的加工根据表5.2中选取，取粗加工时f=0.2mm/r，精加工时f=0.1mm/r。则所计算的进给速度如下：外轮廓加工时：粗车F=160m/min，精车F=120m/min。内孔加工时：粗车F=100m/min，精车F=80m/min。总的来说，切削用量的合理选择直接影响到零件表面质量以及加工生产的效率，也同时影响刀具的使用寿命，因此在选择切削用量时应该结合相关手册以及加工经验进行选取，使三者能够相互适应，达到最佳切削效果。6、加工顺序的安排加工顺序的安排直接影响到零件的生产效率，在加工中应该尽可能的减少不必要的步骤以及走刀路线，在车削加工中应该遵循：由近到远、先粗后精、内外交加等原则。根据以上原则以及该零件工艺特征，现对其加工顺序做如下安排：（1）装夹毛坯外圆表面，向外伸出45mm，粗车16g6()外圆至16.5mm,长度为33.7mm；24外圆车至24.3mm，长度为4.7mm；26外圆车至16.3mm，长度为2mm并倒角。（2）钻5底孔。（3）粗镗内孔至6.7，长度为30mm，倒圆角。（4）半精镗内孔至6.9，长度为30mm，倒圆角。（5）半精车16g6()外圆至16.1mm，长度为34mm；24外圆车至24mm；26外圆车至26mm，长度为2mm并倒角。（6）切槽，槽宽2mm，深0.5mm。（7）车槽，并车圆角。（8）掉头装夹24mm表面，以其左端面为基准定位，平端面，保证总长为460.1mm。（9）粗车26外圆至26.3mm，长度与前边切削位置接平。（10）粗镗内孔至8.3mm，长度为19.9mm，并倒圆角。（11）精镗内孔至8.5mm，长度为200.1mm，并倒圆角。（12）精车外圆至26mm。（13）滚花。（14）铣平面。（15）热处理。（16）磨削16g6()、7F8（）至尺寸要求，表面粗糙度达到要求。7、数控编程7.1、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。7.2、数控编程的分类数控编程又可分为手工编程和自动编程两类。（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。7.3、工件坐标系的确定该零件为回转型零件，编程原点可直接设在零件的端面中心处。7.4、数值的计算该零件的结构比较规则，所有的尺寸均可用口算得知，无需进行复杂的计算，也无需在CAD中进行查找。7.5、零件的加工程序清单（1）第一次装夹程序O0001T0101(外圆车刀)M03 S800M08G00 X32 Z2G71 U1 R0.4G71 P100 Q200 U0.3 W0.3 F160N100 G00 X0 G01 Z0 F120 X13.69 X16.1 Z-2 Z-34 X24 W-4.9 X25 X26 W-0.5 W-2 G00 X32N200 Z2G00 X100 Z200T0202（麻花钻）M03 S450G00 X0 Z5G01 Z-50 F50Z5 F200G00 X100 Z200T0404(镗刀)M03 S500G00 X3 Z2G71 U0.7 R0.3G71 P300 Q400 U0.3 W0.3 F100N300 G00 X10 G01 Z0 F80 G02 X7 Z-1.5 R1.5 G01 X6.9 Z-30 G00 X3N400 Z2M03 S800 G70 P300 Q400T0101(外圆车刀)M03 S1200G00 X32 Z2G70 P100 Q200G

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