轴类零件数控工艺及编程加工设计说明书.doc

数控车床编程课程设计 机制1001班毕业设计轴类零件数控编程及工艺加工设计 学院名称: 泸州职业技术学院 专 业: 机电设备运行与维护 班 级: 10级机电设备运行与维护一班 学 号: 10040411 学生姓名: 黄朝兵 指导教师: 金万斌 完成时间: 2012 年 11 月 日 目 录一.工艺方案分析21.1 零件图1.2 工艺设计及零件图分析1.2.1 工艺设计1.2.2 零件工艺分析1.3确定加工方法2.4 确定加工方案二 工件的装夹52.1定位基准的选择2.2定位基准选择的原则2.3确定零件的定位基准2.4数控车床装夹方式的选择 三 刀具及切削用量3.1确定加工刀具3.4确定切削用量四 零件的编程与加工74.1 零件加工的工艺分析4.2 确定零件加工的工艺与工序 4.3 程序的编制设计小结12参考文献13一 工艺方案分析 1.1 零件图1.2 工艺设计及零件图分析1.2.1 工艺设计（1）工艺设计 1）对零件进行工艺分析 2）选择毛坯和机床 3）确定加工方案 4）选择刀具并填写工具单 5）确定零件装夹方式 6）确定粗、精车加工切削用量 7）确定工序内容并填写工序卡（2）编写加工程序 1）建立工件坐标系 2）基点尺寸计算与确定 3）位置度尺寸及其精度计算 4）编写加工程序（3）零件加工与精度检测 1）加工程序输入与仿真 2）零件加工 3）零件精度检测，填写零件加工质量检验单1.2.2 零件工艺分析 此零件毛坯为135mmX320mm采用材料为45号钢，要求粗糙等级为3.2和6.3 ，有60、68、85、100、128的外圆，28直孔和锥孔，6个小孔组成。1.3确定加工方法 加工方法的选择原则是保证加工表面的精度和表面粗糙度的要求，由于获得同一级精度及表面粗糙度的加工方法一般有许多，因而在实际选择时，要结合零件的形状、尺寸大小和形位公差等要求全面考虑。 通过以上数据分析，考虑加工的效率和加工的经济性，最理想的加工方式为车削、铣削和钻床，根据加工零件的外形和材料等条件，故加工设备采用数控车床、普通铣床、钻床。2.4 确定加工方案 零件上比较精密表面加工，常常是通过粗加工、半精加工和精加工逐步达到的。对这些表面仅仅根据质量要求选择相应的最终加工方法是不够的，还应正确的确定毛坯到最终成形的加工方案。 此零件精度要求不是很高采用尽可能少的加工方法，可通过三爪直接装夹的加工方法。先加工外轮廓，后加工消气槽及内孔，再掉头进行加工。该典型轴加工顺序为：（1）数控车床：所用工具有外圆粗加工正偏刀（T01）、外圆精加工正偏刀（T02）、刀宽为2mm的切槽刀（T03）、内孔车刀（T04）。加工工艺路线为：钻孔28的通孔粗加工60mm的外圆（留余量：径向0.5mm，轴向0.1mm）粗加工68mm的外圆（留余量：径向0.5mm，轴向0.1mm）粗加工85mm的外圆（留余量：径向0.5mm，轴向0.1mm）粗加工100mm的外圆（留余量：径向0.5mm，轴向0.1mm）精加工60mm的外圆精加工68mm的外圆精加工85mm的外圆精加工100mm的外圆加工消气孔粗加工内孔精加工内孔调头用铜片垫夹60mm外圆，百分表找正后：粗加工128的外圆（留余量：径向0.5mm，轴向0.1mm）精加工128mm的外圆粗加工内孔精加工内孔（3）钻床：钻6个8小孔二 工件的装夹2.1定位基准的选择 在制定零件加工的工艺规程时，正确的选择工件的定位的基准有着十分中的意义。定位基准选择的好坏，不仅影响零件加工的位置精度，而且对零件的各个表面的加工顺序也有很大的影响。合理的选择定位基准是保证零件加工精度的前提，还能简化加工工序，提高加工效率。2.2定位基准选择的原则 1）基准重合原则。为了避免基准不重合误差，方便编程，应选用工序基准作为定位基准，尽量使用工序基准，定位基准、编程原点三者统一。 2）便于装夹的原则。所选的定位基准应能保证定位准确、可靠，定位夹紧简单、易操作，敞开性好，能够加工尽可能多的表面。2.3确定零件的定位基准 留出加工位置后，夹持毛坯加工至100mm的外圆。调头用铜片垫夹60mm外圆，百分表找正后，加工外圆和内孔。所用刀具有外圆车刀（T01）、内孔车刀（T02）。钻6个小孔，也用分度头上三爪夹持60mm外圆和相应的配件进行钻削。2.4数控车床装夹方式的选择 在三爪自定心卡盘上装夹。三爪自定心卡盘的三个爪是同步运动的，能自动定心，一般不需要找正。该卡盘装夹工件方便、省时，但夹紧力小，适用于装夹外形规则的中、小型工件。 三 刀具及切削用量3.2确定加工刀具硬质合金外圆车刀，内孔车刀、8的麻花钻。3.4确定切削用量 (1)主轴转速(n)。硬质合金刀具材料切削钢件时，切削速度v取80220mmin，根据公式n=1000vD及加工经验，并根据实际情况，粗加工主轴转速在4001000rmin的范围内选取，精加工的主轴转速在8002000rmin的范围内选取。(2)进给速度粗加工时，为提高生产效率，在保证工件质量的前提下，可选择较高的进给速度，一般取100200mmmin。当进行切断、车孔加工或采用高速钢刀具进行加工时，应选用较低的进给速度，一般在50100mmmin的范围内选取。精加工的进给速度一般取粗加工进给速度的12。刀具空行程的进给速度一般取G00速度。背吃刀量(aP)背吃刀量根据机床与刀具的刚性及加工精度来确定，粗加工的背吃刀量一般取25mm(直径量)，精加工的背吃刀量等于精加工余量，精加工余量一般取0.20.5mm(直径量)。四 零件的编程与加工4.1 零件加工的工艺分析（1） 毛坯选择 轴类零件除光滑轴和直径相差不大的阶梯轴热轧或冷拉圆棒料外，一般采用锻件；发动机曲轴等一类轴件采用球墨铸铁铸件比较多。如图典型轴类直径相差不大，采用直径为48的棒料，材料为45号钢在锯床上按375长度下料。（2） 定位基准的选择 轴类零件外圆表面、内孔、螺纹等表面的同轴度，以及端面对轴中心线的垂直度是其相互位置精度的主要项目，而这些表面的设计的设计基准一般都是轴中心线。用两中心孔定位符合基准重合原则，并且能够最大限度的在一次装夹中加工出多个外圆表面和端面，因此常用中心孔作为轴加工的定位基准。当不能采用中心孔时或粗加工是为了工作装夹刚性，可采用轴的外圆表面作定位基准，或是以外圆表面和中心孔共同作为定位基准，能承受较大的切削力，但重复定位精度并不太高。数控车削时，为了能用同一程序重复加工和工件调头加工轴向尺寸的精确性，或为了端面余量均匀，工件轴向需要定位。采用中心孔定位时，中心孔尺寸及两端中心孔间的距离要保持一致。以外圆定位时，则应采用三爪自定心卡盘反爪装夹或采用限位支承，以工件端面或台阶面或台阶面儿作为轴向定位基准。4.2 确定零件加工的工艺与工序（1）确定加工顺序及进给路线加工顺序按粗到精、由远到近（由左到右）的原则确定。工件左端加工：即从左到右进行外轮廓粗车（留0.5mm余量精车）,工件右端加工：粗精加工外轮廓，然后内粗精加工内孔。然后工件调头，工件左端加工：粗车外轮廓，精车外轮廓，粗精车内孔，钻孔。加工工序卡1零件图号零件名称轴类零件使用设备名称数控车床使用设备型号CKA6150换刀方式自动换刀程序编号O0001序号工艺内容切屑用量备注/mmf/min1粗车外圆22508002精车外圆0.515012003粗车内孔22508004精车内孔21001000加工工序卡2零件图号零件名称轴类零件使用设备名称数控车床使用设备型号CKA6150换刀方式自动换刀程序编号O0002序号工艺内容切屑用量备注/mmf/min1粗车外圆22508002精车外圆0.515012003粗车内孔22508004精车内孔210010004.3 程序的编制 顺序号程序内容程序说明O0002程序名M03T0101S1000启动主轴2号刀粗车G0X52Z1快速定位靠近工件G71U1R1P1Q2X0.5Z0.1F200循环车削粗加工M05主轴暂停测量M00程序暂停M03T0101S1200主轴正转2号刀精车N1G01X27F150直线插补Z0直线插补X58直线插补X60W-1倒角Z-60直线插补X66直线插补X68W-1倒角Z-90直线插补X83直线插补X85W-1倒角Z-206直线插补X98直线插补X100W-1倒角Z-266F50直线插补X126直线插补X128W-1倒角N2X140直线插补G0X200快速退刀Z100快速退刀M03S600T0202启动主轴，换刀G0X103Z-206快速定位X140直线插补Z-266直线插补X140直线插补G0X200Z250快速退刀M03S800T0303换刀G0X26Z3快速定位G01X27.5F200直线插补Z-176直线插补X27直线插补Z0直线插补X30直线插补X28W-1倒角Z-176直线插补X27直线插补G0Z100快速退刀X100快速退刀M30程序结束，返回起始段 顺序号程序内容程序说明%1234程序名M03T0101S800启动主轴2号刀粗车G0X135Z5快速定位靠近工件G71U2R1P1Q2X0.5Z0F200循环车削粗加工N1G01X24F150直线插补Z0直线插补X126直线插补X128W-1倒角N2Z-50直线插补G0X200Z250快速退刀M03S800T0303换刀G0X26Z5快速定位靠近工件G71U2P1Q2E-0.5Z0.1F200循环车削粗加工N1G01X57F150直线插补Z0直线插补X40Z-103直线插补W-37直线插补N2X24直线插补G0Z100快速退刀X100快速退刀M30程