轴套数控加工工艺设计与编程.doc

专科学生毕业论文轴/轴套数控加工工艺设计与编程系部名称： 专业班级： 学生姓名： 指导教师： 职 称： 黑 龙 江 工 程 学 院二一一年六月The Graduation Design for Bachelors DegreeCNC Process Design and Programming of Shaft/Shaft SleeveCandidate： Specialty： Class： Supervisor： HarbinT 网络批发商城摘 要本设计的零件为螺纹配合零件，从其外形特征来看，它是一个典型的轴类零件。本文根据该零件的图纸及技术要求，对该零件进行了详细的数控加工工艺分析，该零件是轴类配套零件，零件的材料为45钢。该零件有内螺纹、外螺纹、有圆球和圆弧，是一个典型的配合零件。零件在配合部位表面精度和尺寸精度要求较高，一般的普通数控机床无法达到要求，所以选用数控机床加工，生产纲领是单件。根据以上分析的结果，确定了该零件的加工方法、装夹方式、定位基准、使用刀具、加工顺序安排、工步划分，走刀路线和切削用量等，并编制了零件的数控加工工艺卡片、数控加工工序卡片和刀具卡片，最后，采用手动编程编制该零件的数控加工程序。关键词：数控加工；工艺分析；工艺设计；加工工序ABSTRACT The design of the parts for the thread with the parts, their shape characteristics of view, it is a typical shaft. According to the part drawings and technical requirements, the parts detailed analysis of NC machining process, the part is a shaft supporting parts, parts of the material is 45 steel. The part has internal thread, external thread, a ball and the arc, is a typical mating part. The parts of the surface with the precision and size of high precision, ordinary CNC machine tools can not meet the requirement, so the selection of CNC machining, production program is a single piece. Based on the above analysis of the results to determine the part of the processing methods, clamping methods, location reference, the use of tools, process sequencing, working step by, walking routes and cutting knives, etc., and prepared part of the digital processing technology cards CNC machining processes and tool card, and finally, the use of manually programming the preparation of the part of the NC machining program. Key words: NC processing；Process analysis；Process design； Process planII目 录摘要IABSTRACTII第1章 绪论11.1 数控技术的基本概念11.2 我国数控技术的发展现状21.3 数控技术的发展趋势41.4 选题目的和意义51.5 本文主要研究内容5第2章 零件介绍及工艺设计62.1 零件的介绍62.2 轴的工艺分析72.2.1 零件图分析72.2.2 毛坯的选择72.2.3 装夹方案72.2.4 确定加工顺序及进给路线82.2.5 刀具的选择92.2.6 加工余量的确定92.2.7 确定切削用量92.3 轴套的工艺分析132.3.1 零件图样的分析132.3.2 毛坯的选择142.3.3 确定装夹方案142.3.4 确定加工顺序及走到路线142.3.5 轴套的刀具的选择142.3.6 确定切削用量152.3.7 切削液的选择162.4 本章小节16第3章 编写工艺文件183.1 螺纹轴的工艺文件183.2 轴套的工艺文件213.2.1 轴套1的工艺文件213.2.2 轴套2的工艺文件253.3 本章小结27第4章 程序的编制284.1 轴的加工程序284.2 轴套的加工程序304.3 本章小结34结论35参考文献36致谢37第1章 绪 论1.1 数控技术的基本概念数控技术，简称“数控”。英文：Numerical Control（NC）。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。数控的产生图1.1 数控技术 依赖于数据载体和二进制形式数据运算的出现。1908年，穿孔的金属薄片互换式数据载体问世；19世纪末，以纸为数据载体并具有辅助功能的控制系统被发明；1938年，香农在美国麻省理工学院进行了数据快速运算和传输，奠定了现代计算机，包括计算机数字控制系统的基础。数控技术是与机床控制密切结合发展起来的。1952年，第一台数控机床问世，成为世界机械工业史上一件划时代的事件，推动了自动化的发展。 图1.2 数控机床现在，数控技术也叫计算机数控技术，目前它是采用计算机实现数字程序控制的技术。这种技术用计算机按事先存贮的控制程序来执行对设备的控制功能。由于采用计算机替代原先用硬件逻辑电路组成的数控装置，使输入数据的存贮、处理、运算、逻辑判断等各种控制机能的实现，均可以通过计算机软件来完成。数控技术及计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）技术的迅速发展，使得很传统的机械设计与制造方式发生根本性的变化。在现代CNC机床的普及与应用，计算机自动编程，大幅度的缩短了产品的制造周期，提高了产品的加工质量，加速了产品的更新换代，提高了产品的竞争能力。因而具有显著的经济效益及广阔的发展前景。数控技术已成为衡量一个国家机械制造工业水平的重要标志之一，更体现了一个机械制造企业水平的重要标志。1.2 我国数控技术的发展现状数控技术和数控机床是制造业现代化的基础，是一个国家综合国力的重要体现。我国在从制造大国向制造强国转变的过程中，大力发展数控技术具有重要意义。 我国数控技术的现状表现在以下几个方面：（1）数控系统的硬件技术发展迅速 随着集成电路及计算机技术的迅猛发展，给数控硬件技术的更新换代注入新的活力，现代数控系统普遍采用超大规模集成电路(VLSI)、专用芯片(ASIC)及数字信号处理(DSP)技术。在电气装联上广泛采用表面安装(SMT)、三维高密度(three dimensional high density)技术，极大地提高系统的可靠性。高速高性能存储技术，比如闪烁存储(flash memory)，移动存储(PCMCIA card)等极大地方便用户。薄膜晶体管液晶显示器(TFTLCD)技术使得显示装置趋于平板化，更便于机电一体化安装并改善人机界面。作为数控系统核心的处理器广泛采用“位以上的高速RISC CPU，保证高速、高精度的数控加工。 （2）体系结构向开放式发展 开放式数控的讨论已有好些年了，但是应该看到，对于开放式结构至今没有一致性的定义。某些用户认为开放式表示能够接受当地使用的通信协议;而另一些用户认为开放式意味着所有控制器操作界面完全一致;对机床应用工程师而言，开放式意味着对刀架移动、传感器和逻辑控制有标准的输入/输出接口;对大公司和大学的研究工程师来说，开放式意味着以上这些均来自随即拿来就用的积木块。由于来自最终用户和集成商(机床厂)的压力，开放式结构的开发工作正在向前发展并将持续下去。目前的一个积极成果即是基于PC的CNC，即PC-based。 （3）实时操作系统进入CNC严格意义上说，数控控制软件中包含着实时操作系统的思想，例如任务调度、存储器管理、中断处理等，但这种技术是隐含的，是和数控应用程序比如插补，伺服、译码等混合的。每一个数控系统都是独特的，不透明的。这种情况对于最终用户和系统集成商而言带来诸多不便。在开放式数控呼声日益高涨的今天，研究实时操作系统在CNC软件中的应用是顺理成章的事。特别是最近嵌入式实时操作系统的技术发展迅猛，这对于数控控制软件的开发将产生革命性的影响。选择一个合适的商用嵌入式实时操作系统，将插补、伺服、译码、数据处理等数控应用软件往上“挂”，最终移植到一个硬件环境中去，形成最终使用户满意的数控系统，也就是个性化的CNC系统，这将是开放式数控的主要方向。（4）现场总线技术开始广泛使用 现场总线(field bus)实质上是工控网络中的低档产品。因为底层设备通信有以下特点。 1)通信环境恶劣，可能受到温度、湿度变化、尘埃、电压波动、机械振动和电磁场干扰等因素影响。 2)信息传递主要是设备与设备之间，故对通信可靠性要求高。 3)通信内容和时间一般可以预先设定，随机、自发产生的信息相对较少，这可使通信协议大大简化。 4)由于有较多的监控信息，实时性要求高。 5)要求有一定的故障诊断和容错能力，以防止不必要的系统故障。 6)距离短，频度高。 （5）PLC功能继续增强 可编程控制器(PLC)在数控机床上主要完成MST功能(辅助功能)，即除了主运动以外的辅助功能，但目前PLC在数控机床上的功能正在逐渐扩大，例如：1)可通过报警文本编辑产生个性化的诊断页面。2)PLC直接控制坐标轴。3)在系统配置和初始化时发挥作用，这个作用对西门子系统的PLC最为明显。 （6）CNC的通讯、网络功能不断扩大从早期的DNC，RS232、422和485一直到目前的MAP，EtIlemet等，数控机床的网络通讯功能在不断增强。为解决大容量零件加工程序的传递和存储，一是可采用DNC中的前端机进行分配和传输，即形成DNC主机一前端机.CNC的三层模式。而一台前端机可控制多台CNC。另外一种，对于带PCMC认卡的CNC系统，可利用该存储卡传递加工程序(一张卡为58M)。第二种最简单的方法可利用CNC和后台编辑功能，在切削时同时传递零件加工程序。 （7）数字式交流伺服成为主流 数字式交流伺服系统体积小，性能好，调试方便，克服了过去模拟伺服系统用电位器调节的不便。通过数字设定可优化速度、电流环，可进行转矩限制，进行加减速控制，另外可以和外部计算机通讯，备份伺服参数，并在上位机显示电流、扭矩波形，便于观察。 （8）数控系统开发环境越来越友好 数控系统如何安装在一台机床上，这就是数控系统的开发环境。除了硬件联结之外主要有两个方面的问题，一个是PLC梯形图的编写。另一个是机床参数的确定。前者主要解决辅助功能的匹配，比如机床冷却、润滑、主轴正、反转以及机床操作面板的适配。而后者主要匹配机床的主运动，例如进给速度，加减速，行程限制等。这里主要介绍PLC梯形图的开发问题。早期的数控机床的梯形图是由CNC工程师根据机床的功能编写的。编译完以后再插入到数控软件中去，随着数控技术的普及，原先由数控系统制造商垄断的接口软件开发已转移到机床厂或数控集成商。用户可根据CNC制造商提供的集成方法和文件自行开发，大大促进了数控技术的发展和普及。现在为了减轻机床厂和系统集成商编写梯形图的负担，西门子公司在802D系统中提供了PLC应用程序实例和子程序库说明，最终用户在编写梯形图时，只要利用参数调用就可以完成梯形图的编写，大大方便了用户并节约了时间。1.3 数控技术的发展趋势 数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，他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，因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看，其主要研究热点有以下几个方面。 （1）高速、高精加工技术及装备的新趋势 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。为此日本先端技术研究会将其列为5大现代制造技术之一，国际生产工程学会（CIRP）将其确定为21世纪的中心研究方向之一。（2）5轴联动加工和复合加工机床快速发展 采用5轴联动对三维曲面零件的加工，可用刀具最佳几何形状进行切削，不仅光洁度高，而且效率也大幅度提高。一般认为，1台5轴联动机床的效率可以等于2台3轴联动机床，特别是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢零件时，5轴联动加工可比3轴联动加工发挥更高的效益。但过去因5轴联动数控系统、主机结构复杂等原因，其价格要比3轴联动数控机床高出数倍，加之编程技术难度较大，制约了5轴联动机床的发展。（3）智能化、开放式、网络化 21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统，智能化的内容包括在数控系统中的各个方面：为追求加工效率和加工质量方面的智能化，如加工过程的自适应控制，工艺参数自动生成；为提高驱动性能及使用连接方便的智能化，如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等；简化编程、简化操作方面的智能化，如智能化的自动编程、智能化的人机界面等；还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等。1.4 选题目的和意义这次毕业设计我选的课题是螺纹配合件的数控车削加工。它突出了数控加工的特点及零件加工过程中的工艺性特点。自己利用设备执行零件的实体加工，加工出合格的零件。综合用了三年所学的专业知识：机械制图、AUTO CAD制图、数控编程、数控车削加工技术、机械制造基础、机械设计等，还运用了我们所学的基础知识如：计算机、英语等，而且在社会生活中应用广泛，具有重要意义。这不仅学到了理论知识还将理论运用在了实际加工当中，将理论与实践有机的结合在一起。可以通过此次课题的制作提高我的自主独立性，我们的能力会得到很大的提高。1.5 本文主要研究内容本文主要探讨了数控技术，数控加工的流程及数控编程程序的命令代码等。 第2章 零件介绍及工艺设计本章分两部分，内容分别为零件介绍和工艺的设计。2.1 零件的介绍该零件是轴类配套零件，零件的材料为45钢。该零件有内螺纹、外螺纹、有圆球和圆弧，是一个典型的配合零件。零件在配合部位表面精度和尺寸精度要求较高，一般的普通数控机床无法达到要求，所以选用数控机床加工，生产纲领是单件。图2.1 装配图由于该零件表面形状复杂，普通车床难以加工，所以选择数控车床加工。我院数控车削加工中心现有3台可使用的数控车床，即选择KVC630车床加工。2.2 轴的工艺分析图2.2 轴2.2.1 零件图分析图1-1所示为螺纹轴；尺寸大小为102mm44mm，零件由外圆表面和外螺纹组成，外圆为（101mm44mm），螺纹大径为24mm,螺距为2，g为螺纹轴的基本偏差代号。粗糙度要求最高处为Ra1.6m，其余为Ra3.2m。2.2.2 毛坯的选择轴类零件的材料一般为碳素结构钢和合金结构钢两类，以中碳钢45钢应用最多，该零件材料为45钢，45钢价格便宜，硬度HRC为4050，切削加工性能好，无热处理和硬度要求。轴类零件的常用毛坯是型材圆棒料和锻件，直径相差不大的阶梯轴常采用热轧或冷拉的圆棒料。此零件为阶梯轴，各台阶直径相差不大，因此选择圆棒料。由于毛坯大小主要考虑加工余量、 面及加工情况来选择，所以毛坯大小定为50mm110mm 。2.2.3 装夹方案夹具的选择该零件的加工材料属外圆类，加工时以外圆定位用三爪卡盘夹紧，该卡盘主要用于装夹外圆类零件，无需找正、装夹精度高、自动定心好。定位基准：是工件在定位时所依据的基准。粗加工的选择原则是：（1）对于具有不加工表面的工件，为保证不加工表面之间的相对位置要求，一般选不加工表面为粗基准，即选择不加工表面为粗基准；（2）为保证工件上重要表面的加工余量小而均匀，则应选择该表面为粗基准，即选择重要表面为粗基准；（3）在没有要求保证重要表面加工余量均匀的情况下，如果每个表面都要加工，则应选择其中加工余量小的表面为粗基准，即选择加工余量最小的表面为粗基准；（4）以便工件定位可靠、夹紧方便，即选择较为平整光洁、加工面积较大的表面为粗基准；（5）因为粗基准本身都是未经机械加工的毛坯面，其表面粗糙且精度低，若重复使用将产生较大误差。即粗基准在同一尺寸方向上只能使用一次。综上所述，该零件的粗基准应选择毛坯的右端面。精加工的选择原则：（1）应选择加工表面的设计基准为定位基准,以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差，既为基准重合原则。（2）定位基准的选择应便于工件的安装与加工，夹具设计简单、操作方便，既便于装夹原则。（3）当工件以某一组精基准定位，可以比较方便地加工其他各表面时，应尽可能在多数工序中采用此同一组精基准定位，这是“基准统一”原则。（4）某些要求加工余量小而均匀的精加工工序，可选择加工表面本身作为定位基准，即为自为基准原则。（5）当对工件上两个相互位置精度要求较高的表面进行加工时，需要用两个表面互相作为基准，反复进行加工，以保证位置精度要求，即互为基准的原则。综上所述，该零件的精基准是以已加工圆柱面30mm为精基准，对螺纹进行加工，保证配合件的同轴度。2.2.4 确定加工顺序及进给路线加工工序的安排应根据零件结构和毛坯的结构和毛坯状况，结合定位夹紧的需要一起考虑，重点应保证钢件的刚度不被破坏，尽量避免变形。加工顺序的安排应遵循下列原则：（1）上道工序的加工不能影响下道工序的定位夹紧。（2）以相同安装方式或用同一刀具加工的工序，最好连续进行，以减少重复定位次数和换刀次数。（3）先近后远，减少空行程时间。（4）在同一次安装中进行多道工序，应先安排对工件破坏较小的工序。防止对工件产生大的破坏造成废品。根据该零件的公差等到级（IT7IT8）和表面粗糙度为1.6-3.2，确定外圆柱面加工方法为：粗车半精车精车。首先用中心钻钻定位基准孔，然后车端面，粗车外圆44mm30mm26mm24mm，半精车，精车至尺寸；然后切32的退刀槽，粗、精车螺纹，掉头装夹，车端面，粗车圆弧R16mmR16mm30mm，精至尺寸。 在数控加工中刀具刀位点相对于工件运动的轨迹称为进给路线，进给路线不仅包括了加工内容也反映出加工顺序，是编程依据之一。加工路线的确定应首先保证被加工零件的尺寸精度和表面质量，其次考虑数值计算简单，走刀路线尽量短、效率高等。确定进给路线原则：（1）加工路线应保证被加工工件的精度和表面粗糙度。（2）应使加工路线最短，以减少空行程时间，提高加工效率。（3）在满足工件精度、表面粗糙度、生产效率要求的情况下，尽量简化数学处理是的数值计算工作量，以简化编程工作提高生产效率。（4）但某段进给路线重复使用时，为了简化编程应使用子程序。2.2.5 刀具的选择对刀具的要求：数控车床能兼作粗、精车削。为使粗车能大吃刀、大走刀，要求粗车刀具强度高、耐用度好；精车首先是保证加工精度，所以要求刀具的精度高、耐用度好。（1）粗车及车端面选用90硬质合金右偏刀，为防止副后刀面与工件轮廓超干涉，副偏角不宜太小，选副偏角为35。（2）车螺纹选用硬质合金60外螺纹车刀，刀尖圆弧半径应小于轮廓最小圆角半径，取=0.15-0.2mm。2.2.6 加工余量的确定加工余量是指加工过程中所切去的金属层厚度。加工余量的大小对于工件的加工质量和制造的经济性均有较大的影响。加工余量过大，必然增加机械加工的劳动量、降低生产率；增加原材料、设备、工具及电力等的消耗。若加工余量过小，则既不能消除上工序的各种表面缺陷和误差，又不能补偿本工序加工时工件的装夹误差，造成废品。因此，应当合理地确定加工余量。确定加工余量的基本原则是：在保证加工质量的前提下越小越好。该螺纹轴右端表面的粗糙度值要求均为Ra1.6，粗车后，留余量1mm,半精车，留余量0.5mm，再精车至尺寸。螺纹轴左端表面粗糙度值的要求均为Ra3.2。粗车后，留余量0.5mm，在精车至尺寸。2.2.7 确定切削用量切削用量的大小对切削力、切削功率、刀具磨损、加工质量和加工成本均有显著影响。数控加工中选择切削用量时，就是在保证加工质量和刀具耐用度前提下，充分发挥机床性能和刀具切削性能，使切削效率最高，加工成本最低。要达到高的生产率，应按背吃刀量、进给量、切削速度的顺序来选择切削用量，即应首先考虑尽可能大的背吃刀量，其次选用尽可能大的进给量，最后在保证刀具合理耐用度的条件下，选取尽可能大的切削速度。（1）粗加工时切削用量的选择如下：首先尽可能大的背吃刀量；其次要根据机床动力和刚性的限制条件等，选取尽可能大的进给量；最后根据刀具耐用度确定最佳的切削速度；（2）精加工时切削用量的选择如下：首先根据粗加工后的余量确定背吃刀量；其次根据已加工表面的粗糙度要求，选取较小的进给量，最后在保证刀具耐用度的前提下，尽可能选取较高的切削速度。（1）背吃刀量的确定背吃刀量的选择要根据机床、工件和刀具的刚度来决定，在工艺系统钢度和机床功率允许的情况下，尽可能选取较大的背吃刀量，这样可以减少走刀次数，提高生产效率。当零件精度要求较高时，则应考虑留出精车余量，其所留的精车余量一般比普通车削时所留余量小，一般为0.10.5mm。因此轮廓粗车循环时选背吃刀量为0.2mm, 半精车循环时选背吃刀量为0.15mm，精车循环时选背吃刀量为0.1mm。螺纹粗车循环时选背吃刀量为0.2mm，螺纹精车循环时选背吃刀量为0.1mm。（2）主轴转速的确定1）车外圆时主轴转速车外圆时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及性质等条件所允许的切削速度来确定。切削速度是切削用量中对切削加工影响最大的因素。要综合考虑切削条件和要求，选择适当的切削速度（见表2-1）。表2-1 硬质合金外圆车刀切削速度的参考值工件材料热处理状态ap/mm(0.3,2 （2，6（6，10f/(mm.r-1)(0.08,0.3(0.3,0.6(0.6,1vc/(m.min-1)低碳钢、易切钢热扎1401801001207090中碳钢热扎130160901106080调质10013070905070合金结构钢热扎10013070905070调质8011050704060工具钢退火9012060805070灰铸铁HBS1909012060805070HBS=190-2258011050704060高锰钢1020铜及铜合金20025012018090120铝及铝合金300600200400150200铸铝合金wsi13%1001808015060100当切削速度确定后，用以下公式计算主轴转速： （3-1）车圆弧和直线时，选粗车切削速度=90 m/min，半精车切削速度=100m/min，精车切削速度=110m/min。然后利用公式（4-1）计算主轴转速，（粗车工件直径D=50mm，精车工件直径取平均值）。 =573.25（r/min）600(r/min)(粗车时)=1061.57(r/min) 1000(r/min)（半精车时）=1167.72(r/min) 1200(r/min)（精车时）2）车螺纹时主轴转速在车削螺纹时，车床的主轴转速将受到螺纹的螺距（或导程）大小、驱动电动机的升降特性及螺纹插补运算速度等多种因素影响，大多数普通车床数控系统车螺纹时的主轴转速为：3）进给速度的确定进给速度是指切削单位时间内工件与进给方向相对位移，单位为mm/min。进给速度的大小直接影响表面粗糙度的值和车削效率。主要根据零件的加工精度和表面粗糙度以及刀具、工件的材料性质参考用量手册选取。确定进给速度的原则为：a) 当工件的质量要求能够得到保证时，可选择较高的进给速度。一般在100200mm/min范围内选取。b) 在切断、加工深孔时，宜选较低的进给速度，一般在2050mm/min范围内选取。c) 在加工精度、表面粗糙度要求较高时，进给速度应选小一些，一般在2050mm/min。d) 刀具空行程时，特别是远距离回零时，可以选择机床数控系统给定的最高速度。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。每转进给量，进给速度的计算公式： （3-2）选择粗车、半精车、精车每转进给量分别为0.4mm/r、0.20 mm/r、15mm/r，再根据公式（4-2）=0.4600=240(mm/min)（粗车时）=0.21000=200(mm/min)（粗车时）=0.151200=180(mm/min)（精车时）2.3 轴套的工艺分析2.3.1 零件图样的分析图2.3 轴套1图2.4 轴套2该零件由圆柱面、内螺纹、以及内孔组成。其中多个直径尺寸与轴向尺寸有较高的尺寸精度、表面粗糙和形位公差要求。零件图尺寸标注完整，符合数控加工尺寸标注要求，轮廓描述清楚完整。根据零件图样，改零件的内孔的公差等级为IT7，他的表面粗糙度1.6；零件的外圆的公差等级为（IT7IT8），表面粗糙度为3.2。其余的表面粗糙度为3.2。由于该零件的尺寸公差较小，因此编程时取基本尺寸即可。2.3.2 毛坯的选择套类零件的毛坯选择与零件的材料、结构及尺寸等因素有关。材料为45刚，毛坯大小主要考虑加工余量、夹持长度及加工情况来选择。所以轴套和轴套的毛坯大小分别定为50mm40mm，50mm20mm。2.3.3 确定装夹方案轴套的外圆面有直角阶梯，内孔也有直角阶梯，并且方向相反，所以必须进行两次装夹。轴套有内螺纹。定位基准是工件在定位时所依据的基准。在加工内孔时以外圆定位。用三爪自动定心卡盘夹紧。加工外轮廓时，为保证同轴度要求和便于装夹，以坯件左端面和轴心线为定位基准。轴套用三爪卡盘夹持左端，加工右端，右端加工完后，再以右端以加工面为基准加工左端。轴套用三爪卡盘夹紧工件的右端，一次装夹完成该零件的加工。2.3.4 确定加工顺序及走到路线加工顺序的确定由内到外、由粗到精、由远到近的原则确定。结合零件的结构特征，轴套先可先第一次装夹，粗、精车加工内孔和部分外表面。再掉头装夹，加工内孔和外圆面。轴套一次装夹，从零件的左边往右加工，粗、精车加工内孔和内螺纹根据该零件的内孔的公差等级和表面粗糙度，可以确定加工内孔的方法为：中心钻钻孔扩孔铰孔，粗车内螺纹精车内螺纹，外圆的加工方法为粗车半精车精车。轴套：首先车右端面，钻中心孔；用麻花钻钻孔至20mm， 粗车孔到24.5mm，半精车，精车内孔至尺寸；粗车外圆至44.5mm35.5mm，然后精车外圆37至尺寸，28mm至尺寸。2.3.5 轴套的刀具的选择轴套：（1）中心钻，钻定位孔以利于钻削底孔时刀具找正。T06（2）20mm的高速钢钻头，钻通孔T01（3）内圆车刀（粗车）T02（4）内圆车刀（精车）T03（5）硬质合金90外圆车刀（粗车）T04（6）硬质合金93外圆车刀（精车）T05轴套：（1）中心钻，钻定位孔以利于钻削底孔时刀具找正。T06（2）20mm的高速钢钻头，钻通孔T01（3）内圆车刀T02（4）内螺纹车刀T03（5）硬质合金90外圆车刀（粗车）T04（6）硬质合金93外圆车刀（精车）T05（7）切断刀T072.3.6 确定切削用量根据被加工表面质量要求，刀具材料和工件材料，参考切削用量手册或有关资料选取切削速度与每转进给量。然后根据公式（4-1）和公式（4-2）计算主轴转速和进给速度。（1）背吃刀量的选择粗车外圆表面时选背吃刀量2mm,半精车背吃刀量0.15mm；精车的背吃刀量为0.1mm；粗车内孔时背吃刀量1mm，半精车内孔时为0.5mm，精车内孔时背吃刀量0.1mm。（2）主轴转速的选择粗车外圆时，取切削速度90mm/r；半精车外圆时，取切削速度100mm/r；精车外圆时，切削速度取110mm/r；=573.56（r/min）600（r/min）（粗车时） = =796.18(r/min) 800(r/min)（精车时） = =875.80(r/min) 900(r/min)（精车时）(3)进给速度的确定根据在切断、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。根据公式（4-2）来计算进给速度：粗车时f一般选取为（0.40.8）mm/r,半精车时一般取（0.20.4）mm/r。精车时一般取（0.10.2）mm/r。=0.3600=180(mm/min)（粗车时）=0.2800=160(mm/min)（半精车时）=0.1900=90(mm/min)（精车时）2.3.7 切削液的选择由于在切削加工过程中，被切削层金属的变形、切屑与刀具前面的摩擦和工件与刀具后面的摩擦要产生大量的热切削热。由于热胀冷缩的原理，工件和刀具吸收了一部分的热量，工件和刀具产生变形最终影响加工精度。如果大量的切削热传入刀具，容易使刀具损坏造成“烧刀”的现象。为了提高加工零件的刀具精度和刀具的耐用度及使用寿命，在切削加工过程中必须使用冷却液对工件和刀具进行冷却，以避免造成“烧刀”的现象和零件精度的影响。切削液的作用：有冷却、润滑、清洗和排屑作用。在加工零件时采用合成切削液，这种切削液是以水落石出为主要成分，加入适量的水溶性防锈添加剂制成，俗称水溶液。由于水有良好的流动性，导热率和比热都比没大得多，可以吸收大量的热。表2-2是常用的切削液。表2-2 常用切削液切削液名称主要成份主要作用水溶液水、防锈添加剂冷却乳化液水、油、乳化剂冷却、润滑、清洗切削油矿物油、动植物油、极压添加剂或油性润滑从工件材料考虑，加工钢等塑性材料时，需要用切削液；而加工铸铁等脆性材料时，一般则不用，原因是作用不如钢明显，又易污染机床、工作地；对于高速钢、高温合金等。加工时处于极压润滑摩擦状态，应选用极压切削油或极乳化液；对于铜、铝及合金，为了得到更好的表面质量和精度，可采用10%-20%的乳化液、煤油或煤油与矿物油的混合液；切削铜时不适宜用含硫的切削液，因为柳会腐蚀铜；有的切削液与金属能形成超过金属本身强度的化合物，这将给切削带来相反的效果。本次是使用的45钢，所以在加工零件时采用合成切削液，加入适量的水溶性防锈添加剂制成，俗称水溶液。由于水有良好的流动性，导热率和比热都比没大得多，可以吸收大量的热，但是从刀具的材料的考虑，硬质合金刀具在加工时太多的冷却液会影响刀具的性能，所以主要是润滑。综合以上，采用油作为冷却液效果最好。2.4 本章小节本章主要介绍了零件和零件的工艺，根据零件的工艺选用相应的数据、原料、刀具及切屑液等。第3章 编写工艺文件编写数控加工工艺文件是数控加工工艺设计的内容之一。这些工艺文件既是数控加工和产品验收的依据，也是操作者要遵守和执行的规程，同时还是以后产品零件加工生产在技术上的工艺资料的积累和储备。它是编程员在编制数控加工程序单时做出的相关技术文件。不同的数控机床和加工要求，工艺文件的内容和格式有所不同，因目前尚无统一的国家标准，各企业可根据自身特点制定出相应的工艺文件。下面是本文零件工艺文件的填写。3.1 螺纹轴的工艺文件（1）螺纹轴的工艺过程卡表3-1 螺纹轴的工艺过程卡工序号工序名称工序内容加工设备备注1备料准备45钢棒料检验毛坯是否合格、是否适合本次设计的加工夹持毛坯一端，粗车外圆面及一端端面普通车床车粗糙毛坯外圆至光滑再夹持另一端，车端面普通车床切断，毛坯大小50mm120mm。普通车床2车削车削外圆及端面普通车床3车削车削零件数控车床4精修修理零件、清洗5质量检验用量具测量尺寸测量各个尺寸是否在要求尺寸范围内编制杨浩然审核共一页第一页（2）螺纹轴的数控加工工序卡第一次装夹表3-2 螺纹轴数控加工工序卡黑龙江工程学院工序卡片产品名称或代号零件名称材料程序号轴45O0001工序号工序名称夹具使用设备车间3三爪自定心卡盘数控机床数控车削中心工步号工步内容刀具号进给速度(mm/min)主轴转速(r/min)背吃刀量（mm）1车端面 T0110070012粗车44至43.5T0115070023精车至44T02100 12000.54粗车30至28.5T01150 70025半精车至29.5T02120 10001.56精车至30T02100 12000.56粗车26至24.5T01150 70027半精车至25.5T02120 10001.59精车至26T02100 12000.58粗车24至23.5T01150 70029精车26至24T02100 12000.510切3mm的槽T04503500.511粗车M242外螺纹T03804200.212精车M242外螺纹T03804200.1编制杨浩然审核共1页第1页第二次装夹：表3-3 螺纹轴数控加工工序卡黑龙江工程学院工序卡片产品名称或代号零件名称材料程序号锥形轴套45O0003工序号工序名称夹具使用设备车间3三爪自定心卡盘数控机床数控车削中心工步号工步内容刀具号进给速度(mm/min)主轴转速(r/min)背吃刀量(mm)1车端面T0110070015粗车R16圆球面T0115070016精车R16圆球面T0214010000.55粗车R16圆弧T0115070016精车R16圆弧T0214010000.5粗车30至30.5T01150 7001精车30T02140 10000.5编制杨浩然审核共1页第1页码（3）螺纹轴的刀具卡表3-4 螺纹轴的刀具卡产品名称零件名称螺纹轴与配合件零件图号1.111.12序号刀具号刀具规格名称数量加工表面刀尖半径(mm)备注1T0101硬质合金90外圆车刀1粗车外圆0.22T0202硬质合金93外圆车刀1精车外圆0.23T0303切槽刀1钻定位孔4T0404外螺纹车刀1车外螺纹编制杨浩然审核批准共1页第1页3.2 轴套的工艺文件3.2.1 轴套1的工艺文件（1）轴套1的工艺过程卡片表3-5 轴套1的工艺过程卡片工序号工序名称工序内容加工设备备注1备料准备45钢棒料检验毛坯是否合格、是否适合本次设计的加工夹持毛坯一端，粗车外圆面及一端端面普通车床车粗糙毛坯外圆至光滑再夹持另一端，车端面普通车床切断，