棒哥设计 目 录 一、零件的加工工艺性分析 1、零件的基本结构分析 2、技术要求的分析 3、毛坯类型及材料的分析 4、零件装夹定位方案的确定 二、数控加工的工艺分析 1、选择加工方法 2、确定加工顺序及走刀路线 3、刀具的选择（刀具明细表与刀具卡片） 4、切削用量的选择 5、拟订数控加工工序卡片 6、机床设备的主要技术参数 三、编程与加工 1、设定毛坯与工件坐标系 2、编程方法的选择及主要格式 3、主要节点的计算 4、程序 5、程序说明书 四、参考资料 前 言 随着数控机床在航空、航天、造船、汽车、模具等机械制造领域的广泛应用。现在机械制造技术发生了大的变化，大力发展，应用数控加工技术已成为全体机械制造企业的重中之重，与此同时，数控加工技术人员的 乏，已成为制造工业快速，高效及可继续发展的瓶颈，快速有效地培养一大批能够熟练掌握现代数控编程与加工技术人才，已成为全社会的共同需求。 数控机床是否能充分发挥其高精度，高要求、高效率的功能，数控编程与加工技能是关键，要编制一个合理的数控加工程序，使数控机床取得最佳的零件加工效果，数控加工技术人员既要掌握好编程指令的功能和编程技巧，又必须具备综合应用数控加工工艺及工艺装备相关知识的能力，做到两者相结合。 本次毕业设计说明书是根据毕业设计任务书的要求所编写的，在本次设计中翻阅了《机械加工工艺手册》等资料，再结合所学的编程。机械制造技术等知识，才得以成功地完成这次毕业设计。 由于编者水平有限，在设计中经验不足，加之资料有限，难免出现错误和不足之处。还请老师批评指正。 YOU**YOU 2006年12月 零件图 （一）零件的加工工艺性分析 1、零件的基本结构分析 由图纸可知零件是由外轮廓、平面、槽以及孔、螺纹孔组成。其中孔￠28H8、扇形曲面、扇形曲面岛屿的各个侧面，还有图纸上标D面和槽壁的粗糙度要求较高为Ra1.6。必须采用：粗→半精→精加工才能满足要求；其余的各个面要求也很高，粗糙度为Ra3.2，公差为±0.1mm，采用：粗→半精加工。图纸上有些尺寸还标明了公差要求，如￠28 ，60 等都是IT8级，2-￠10孔的公差等级更高为IT7。另外零件的外轮廓的前后左右都两两对称，且对称度都为0.03mm。 2、技术要求的分析 图纸上要求零件加工完后要去除毛刺，可用锉刀倒钝，将锐边倒钝至不割手。图纸上还要求曲面扇形误差为±0.05mm，未注公差为±0.1mm以及其余的平面粗糙度要求为Ra3.2。这些要求在机床性能保证下，消除反向间隙是可以达到的。 3、毛坯类型及材料的分析 由图纸可以看得出，该零件的外形比较规则，可确定毛坯为长方体形状，零件材料为硬铝（主要为Al-Cu-Mg合金），没有经淬火+时效处理的硬铝，强度和硬度较低，加工时易出现变形和粘刀等不利于加工。因此，在粗加工前先退火，粗加工后，再进行淬火+时效处理。然后再半精、精加工，这样才能满足零件的加工要求和使用要求，硬铝的耐腐蚀性差，通常会在其表面裹复一层纯铝以提高其耐腐蚀性。 4、零件装夹定位方案的确定 为保证零件各尺寸几各尺寸位置精度，以及提高加工效率，采用一次装夹完成全部外轮廓、平面、槽、孔、曲面的粗加工，粗加工完后对工件进行找正，然后再一次装夹完成全部半精、精加工。各方案确定如下： （1）、定位方案：根据基准重合和基准统一原则，以工件下表面和工件的一侧进行定位。采用合适的垫铁和平口钳固定钳口保证定位。 （2）、装夹方案：该零件毛坯的外形比较规则，因此选择精密平口虎钳进行夹紧。零件装夹定位简图如下： 一、数控加工的工艺分析 6、 机床设备的主要技术参数 机床的选择需要符合以下三点： （1）机床的加工尺寸范围应与加工零件要求的尺寸相适应 （2）机床的工作精度应与工序要求的精度相适应 （3）机床的选择还应与零件的生产类型相适应 根据上述要求，选择型号VMC750E的加工中心机床，其系统为FANUC oi-MB三轴立式加工中心，其参数如下： 工作台台面尺寸为：320X1320mm. 主轴轴线至垂直导轨面距离为：360mm. 主轴转速为：45～4510r/min. 重复定位精度为：0.025mm. 主电动机功率为：5.5KW. 外型尺寸为：2070X2230X2740mm. 1、选择加工方法 （1）上下表面及外轮廓的粗糙度要求为Ra3.2,可选用：粗铣→精铣。 （2）扇形曲面及内槽的加工：扇形曲面到D面槽粗糙度要求为Ra1.6，可选用：粗加工→半精加工→精加工。E面槽的粗糙度要求为Ra3.2，可选用：粗铣→精铣。 （3）孔加工方法的选择：孔加工为了便于钻头引正，先用中心钻加工中心孔，然后再钻孔。内表面的加工方案在很大程度上取决于内孔表面本身的尺寸精度和粗糙度。对于精度较高，粗糙度Ra较小的表面，一般不能一次加工到规定的尺寸，而要划分加工阶段逐步进行。该零件的孔系加工方案选择如下： ①、2-M12螺纹孔：先钻中心孔→钻底孔→攻螺纹 ②、2-￠10H7孔：表面粗糙度无要求，选择：钻→饺 ③、￠28H8孔：表面粗糙度为Ra1.6，选择：钻→粗镗→精镗 2、确定加工顺序及走刀路线 按基面先行、先面后孔、先粗后精的原则确定加工顺序，详见“数控加工工序卡片”。数控机床反向间隙很小，并且具有间隙补偿功能，顺铣可以提高工件表面粗糙度。同时对工件有一向下的作用力，使工件不易松动，同时还可以提高刀具寿命。因此数控机床采用顺铣，并且为保证切入切出处没有接刀痕，最好采用圆弧切入切出，或在工件延长线上切入切出。 （1）粗、精铣上表面：选用￠80的面铣刀，刀具走刀路线如下： （2）粗、精铣外轮廓：使用￠10键槽铣刀，刀具走刀路线如下： （3）粗、精铣内槽：使用￠10键槽铣刀，刀具走刀路线如下： 走完了a图走b图。 a图 b图 (4)粗、精铣扇形曲面的加工：选用￠10的球头铣刀，刀具走刀路线如下： （5）钻中心孔：选用￠3的中心钻，刀具走刀路线如下： （6）钻螺纹底孔：选用￠10.3麻花钻，刀具走刀路线如下： （7）攻螺纹：选用￠12丝锥，刀具走刀路线如下： （8）钻2-￠10H7孔：选用￠9.7的麻花钻，刀具走刀路线如下： （9）铰2-￠10H7孔：选用￠10的铰刀，刀具走刀路线如下： （10）钻￠28孔：选用￠26.6的麻花钻，刀具走刀路线如下： （11）粗镗￠28孔：选用￠27.6的镗刀，刀具走刀路线如下： （12）精镗￠28孔：选用￠28的镗刀，刀具走刀路线如下： 3、刀具的选择 （1）零件上下表面采用面铣刀加工，根据侧吃刀量选择端铣刀直径，使铣刀工作时有合理的切入切出角；且铣刀直径应尽量包容工件加工宽度，以提高加工精度和效率，并减少相邻两次进给之间的接刀痕迹。 （2）槽与轮廓采用键槽铣刀粗加工，立铣刀精加工，铣刀半径R受轮廓最小曲率半径限制，取R=5mm。 （3）孔加工各工步的刀具直径根据加工余量和孔径确定。 （4）曲面加工采用球头刀加工。 刀具明细表： 序号刀具偏号刀具规格名称数量加工表面 1T01￠80高速钢面铣刀1铣削上下表面 2T02￠10键槽铣刀1粗铣槽及轮廓 3T03￠10求头刀1铣削曲面 4T04￠3中心钻1钻中心孔 5T05￠10.3麻花钻1钻2xM12底孔 6T06￠9.7麻花钻1钻2x￠10H7底孔 7T07￠26.6麻花钻1钻￠28底孔 8T08￠10立铣刀1精铣槽及轮廓 9T09￠12机用丝锥1攻2-M12螺纹孔 11T10￠10铰刀1铰2-￠10孔 12T11内孔镗刀1粗、精镗￠28孔 数 控 刀 具 卡 片 零件图号1数控刀具卡片使用设备 刀具名称面铣刀 VMC750E 刀具编号T01换刀方式自动程序编号 刀 具 组 成序号编 号刀具名称规格数量备注 1 TO1 ￠80硬质合金面铣刀 1 备注 编制 数 控 刀 具 卡 片 零件图号2 数控刀具卡片使用设备 刀具名称键槽刀 VMC750E 刀具编号TO2 换刀方式自动 程序编号 刀 具 组 成序号编 号刀具名称规格数量备注 1 T02键槽铣刀 1 备注 编制 数 控 刀 具 卡 片 零件图号3 数控刀具卡片使用设备 刀具名称球头刀 VMC750E 刀具编号T03 换刀方式自动 程序编号 刀 具 组 成序号编 号刀具名称规格数量备注 1 T03 球头刀 1 备注 编制 数 控 刀 具 卡 片 零件图号4 数控刀具卡片使用设备 刀具名称中心钻 VMC750E 刀具编号 T04换刀方式 程序编号 刀 具 组 成序号编 号刀具名称规格数量备注 1T04 中心钻 1 备注 编制 数 控 刀 具 卡 片 零件图号5 数控刀具卡片使用设备 刀具名称麻花钻 VMC750E 刀具编号T05 换刀方式自动 程序编号 刀 具 组 成序号编 号刀具名称规格数量备注 1T05 麻花钻 1 备注 编制 数 控 刀 具 卡 片 零件图号8 数控刀具卡片使用设备 刀具名称立铣刀 VMC750E 刀具编号T08 换刀方式自动 程序编号 刀 具 组 成序号编 号刀具名称规格数量备注 1T08 立铣刀 1 备注 编制 数 控 刀 具 卡 片 零件图号9 数控刀具卡片使用设备 刀具名称丝锥 VMC750E 刀具编号T09 换刀方式自动 程序编号 刀 具 组 成序号编 号刀具名称规格数量备注 1T09 丝锥 1 备注 编制 数 控 刀 具 卡 片 零件图号10 数控刀具卡片使用设备 刀具名称铰刀 VMC750E 刀具编号T10 换刀方式自动 程序编号 刀 具 组 成序号编 号刀具名称规格数量备注 1 T10 铰刀 1 备注 编制 数 控 刀 具 卡 片 零件图号11 数控刀具卡片使用设备 刀具名称镗刀 VMC750E 刀具编号T11 换刀方式自动 程序编号 刀 具 组 成序号编 号刀具名称规格数量备注 1 T11 镗刀 1 备注 编制 4、切削用量的选择 该零件材料切削性能好，铣削平面时，留0.5mm精加工余量，孔加工精镗余量留0.2mm，精铰余量留0.1mm。 （1）T01 ￠80面铣刀 查参考资料《实用机械加工工艺手册》，选用刀具材料为高速钢（下同），因为高速钢韧性好，价格低切适用，而硬质合金较脆。查得 Vc=180～300 m/min fz=0.2～0.3 mm/z 由《数控编程与加工》中式2-2得: n=1000Vc/3.14D=1000x180/3.14x80=716.56 r/min 由《数控编程与加工》中式2-1得: Vf=f*n=fz*Z*n=0.2x4x716.56=573.25 mm/min （2）T02键槽铣刀 查参考资料《机械加工工艺师手册》得： Fz=0.15 Vc=100～135 z=3 依公式的 n=1000Vc/3.14D=1000×100/3.14×10=3184.7 r/min Vf=f*n=fz*n*z=0.15×3×3184.7=1433.12 mm/min （3）T03球头刀￠10 Vc=100～300 m/min f=0.18 n=1000Vc/3.14D=1000×100/3.14×10=3184.7 r/min Vf=f*n=600 mm/min （4）T04 ￠3中心钻 n=1200 r/min （5）T05 ￠10.3麻花钻，查得： Vc=105 m/min f=0.25 n=1000Vc/3.14D=1000×105/3.14×10.3=3246.55 r/min Vf=f*n=0.25×3246.55=811.64 mm/min （6）T06 ￠9.7麻花钻 ，查得： Vc=105 m/min f=0.25 mm/r n=1000Vc/3.14D=1000×105/3.14×9.7=3412.19 r/min Vf=n*f=0.25×3412.19=853.05 mm/min （7）T07 ￠26.6麻花钻，查得： Vc=105 m/min f=0.4 mm/r n=1000Vc/3.14D=1000×105/3.14×26.6=1250 r/min Vf=n*f=0.4×1250=500 mm/min （8）T08 ￠10立铣刀，查得： Vc=120～300 m/min fz=0.03～0.04 mm/z n=1000Vc/3.14D=1000×120/3.14×10=3821.65 r/min Vf=f*n=fz*n*z=0.03×3×3821.65=343.95 mm/min （9）T09 ￠12机用丝锥，查书得： n=100 r/min Vf=200 mm/min （10）T10 ￠10铰刀，查参数资料书《实用机械加工工艺手册》，得： f=0.02 mm/r Vc=43 m/min n=1000Vc/3.14D=1000×43/3.14×10=1369.4 r/min Vf=n*f=0.02×1369.4=27.39 mm/min （11）T11 内孔镗刀 粗镗： Vc=100～150 f=0.4～1.5 n=500 r/min Vf=80 mm/min 精镗： Vc=150～200 m/min f=0.2～0.1 n=800 r/min Vf=60 mm/min 5、拟订数控加工工序卡片 为更好地指导编程和加工操作，把该零件的加工顺序、所用刀具和切削用量等参数编入《数控加工工序卡片》中。 生产企业 产品名称 程序编号 材料牌号LY 工序号 零件名称加工中心典型零件夹具名称平口钳 车间 工序名称 零件图号 JVTC-004设备名称加工中心 数控加工工序卡片 共 页第 页装配图号 设备型号VMC750E 工步号工步内容加工部位刀具名称刀具图号刀具规格主轴转速进给速度切削深度备注 1粗铣上表面 上表面 面铣刀1￠80700500 1.5 2粗铣轮廓与槽 轮廓，槽 键槽刀2￠10300010004 3铣曲面 扇形曲面 球头刀3￠103000600 0.1 4 钻中心孔中心孔 中心钻4￠31200 5钻2-m12底孔 2-m12孔 麻花钻5￠10.33200600 6钻2-￠10底孔 2-￠10孔 麻花钻5￠9.73000800 7钻￠28底孔 ￠28孔 麻花钻5￠26.61250500 8精铣上表面 上表面 面铣刀1￠80700400 0.5 9精铣轮廓与槽 轮廓，槽立铣刀8￠103800343 0.5 10攻2-m12螺纹 2-m12孔丝镗9￠12100200 11铰2-￠10孔 2-￠10孔铰刀 10￠101000300.15 12粗镗￠28孔￠28孔镗刀 11￠27.7500800.55 13粗镗￠28孔￠28孔镗刀11￠28800600.15 14粗铣下表面下表面面铣刀1￠807005004.5 15精铣下表面下表面面铣刀1￠807004000.5 工艺员 审核 批准 时间 修订 二、编程与加工 1、设定毛坯与工件坐标系 考虑到装夹、加工效率以及尺寸精度等问题，设定毛坯为： 164×124×35 mm 在X0Y平面内确定以O点为工件原点，Z方向以离毛坯上表面 -2mm处为工件原点，建立工件坐标系。如图纸所示。 采用手动对刀方法把轮廓作为对刀边。 2、编程方法的选择及主要格式 铣削上下表面采用直线插补指令。铣削轮廓、曲面采用变量编 程。铣削槽采用直线插补指令和圆弧插补指令沿着槽壁铣削，如有残料采用手轮加工。孔以及螺纹采用循环指令加工。 主要指令格式如下： G00 X＿Y＿Z＿ G01 X＿Y＿Z＿F＿ G02 X＿Y＿R＿F＿ G03 X＿Y＿Z＿ G01 G41 X＿Y＿D＿F＿ G01 G42 X＿Y＿D＿F＿ G00 G40 X＿Y＿ G00 G43 Z＿H＿ G81 X＿Y＿Z＿R＿F＿ G73 X＿Y＿Z＿R＿Q＿F＿ G84 X＿Y＿Z＿R＿F＿ G89 X＿Y＿Z＿R＿P＿F＿ G76 X＿Y＿Z＿R＿Q＿F＿ G80 M03 M05 M06 M08 M09 M30 T＿ S＿ 3、主要节点的计算 （1）（-70，0） （2）（-70，-26.2） （3）（-67.66，-31.86） （4）（-51.86，-47.66） （5）（-46.2，-50） （6）（-30，-50） （7）（46.2，-50） （8）（51.86，-47.66） （9）（67.66，-31.86） （10）（70，-26.2） （11）（70，-21。63） （12）（62.90,-15.73） （13）(62.90,15.73) （14）(70,21.63) （15）(70,26.2) （16）(67.66,31.86) （17）(51.86,47.66) （18）(46.2,50) （19）(10,50) （20）(-46.2,47.28) （21）(-51.86,43.61) （22）(-67.66,31.86) （23）(-70,26.2) （24） (-30,-38) （25）(-41.23,-38) （26）(-46.2,-35.66) （27） (-51.86,-26.89) （28）(-58,-21.23) （29）(-58,21.22) （30）(-55.66,26.89) （31）(-46.89,35.66) （32） (-41.23,38) （33）(10,38) 4、程序 O0001； O0002；（粗铣外轮廓） G54 G90 X200 Y200 ； G54 G90 G40 G80 ； M08 ； M08 T02 M06 ； T01 M06 M03 S200 ；（铣上表面） M03 S3000 ； G00 G43 Z200 H01 ； G00 X-90 Y-70 ； G00 X-140 Y-30 ； #1=0 ； Z10 ； N1 #1=#1+10 ； G01 Z0.5 F500 ； G00 Z-#1 ； X140 ； G00 G41 X-80 D02 F1000 ； G00 Y30 ； G01 Y60 ； G01 X-140 ； X80 ； G00 Z200 ； Y-60 ； M05 ； X-90 ； M09 ； G00 G40 Y-70 ； M30 ； IF[#1LT-30]GOTO1 ； （此程序段可用于粗、精铣上表面， G00 Z200 ；（转下一页） 粗加工时要半径补偿；此外，把工 件坐标系建在零件下表面，中心为 原点。且工件加工完后反向装夹， 程序也可用于加工 下表面。） 铣槽 G03 X-51.86 Y43.61 R8 F600； G00 X-40 Y0 ； G01 X-67.66 Y31.86 F800； G00 G43 Z3 H02 ； G03 X-70 Y 26.2 R8 F600； G01 Z-6.5 F800 ； G01 X-70 Y0 F800； G01 G41 X-70 D02 ； G03 X-30 R20 F600； G01 Y-26.2 ； G01 X-30 Y22.5 F800； G03 X-67.66 Y-31.86 R8 F600； X30 ； G01 X-51.86 Y-47.66 F800； Y-22.5 ； G03 X-46.2 Y-50 R8 F600； X-30； G01 X46.2 Y-50 F800； Y0； G03 X51.86 Y-47.66 R8 F600； G02 X-58 R14 F600； G01 X67.66 Y -31.86 F800； G00 Z10； G03 X70 Y28.3 R8 F600； X-70 Y0； G01 X70 Y-21.63 F800； G01 Z-10.5 F800； G03 X62.90 Y-16 R6 F600； Y-62.2； G02 X62.90 Y16 R16 F600； G03 X-67.66 Y-31.86 R8 F600； G03 X70 Y21.63 R6 F600； G01 X-51.86 Y-47.66 F800； G01 X70 Y28.3 F800； G03 X-46.2 Y-50 R8 F600； G03 X67.66 Y31.86 R8 F600； G01 X-30 Y-50 F800； G01 X51.86 Y47.66 F800； G03 X-30 Y-38 R6 F600； G03 X46.2 Y50 R8 F600； G01 X-41.23 Y-38 F800； G01 X-46.2 Y50 F800； G02 X-46.2 Y-35.66 R8 F600； G01 X-51.86 Y-26.89 F800； O0003；（铣曲面） G02 X-58 Y-21.23 R8 F600； G54 G90 G40 G49 G80； G01 X-58 Y21.23 F800； G00 Z50； G02 X-55.66 Y26.89 R8 F600； M06 T03 M03 S3000； G01 X-46.89 Y35.66 F800； M08； G02 X-41.23 Y38 R8 F600； G00 X-31 Y-27.5； G01 X10 Y38 F800； Z5； G03 X10 Y50 R6 F600； #1=-27.5； G01 X-46.2 Y50 F800； #2=-31； G03 X-51.86 Y43.61 R8 F600； N1 #1=#1+0.1； G01 X-67.66 Y31.86 F800； G01 Z[-#2*#2/200+5] F600； G03 X-70 Y 26.2 R8 F600； N2 #2=#2+0.1； G01 X-70 Y0 F800； G01 X[#2] Z[-#2*#2/200+5] F2000； G03 X-58 Y0 R6； IF[#2 LT 31]GOTO2； G00 G40 X-65； #2=-31； G00 G49 Z200 M09； G00 Z5； M05； G00 X-31； M30 IF[#1LT27.5]GOTO1； （铣槽程序段可适用于粗、精铣槽， G00 Z200 M09； 精铣需把T02换成T08，另外在粗 M05；（转下一页） 铣中刀具的半径，长度补偿需根据 精铣余量来该，槽中未铣的残料通过手轮清除。） M06 T04；（钻中心孔） M03 S3000； M03 S1200； M08； G00 G43 Z50 H04； G00 G43 Z50 H06； M08； G73 X-68 Y48 Z-35 R3 Q5 F80； G81 X-68 Y48 Z-5 R3 F40； X68 Y-48； X68； G80； X-68 Y-48； G00 G49 Z200 M09； X68； M05； X60 Y0； M06 T07；（钻￠28的底孔） G80 G49； M03 S1250； G00 Z200 M09； M08； M05； G00 G43 Z50 H07； T05 M06；（钻螺纹底孔） G73 X60 Y0 Z-35 R3 Q5 F50； M03 S3000； G80； M08； G00 G49 Z200 M09； G00 G43 Z50 H05； M05； G73 X-68 Y-48 Z-35 R3 Q5 F80； X68 Y48； G80； G00 G49 Z200 M09； M05； T06 M06；（钻2-￠10H7底孔） 卸下工件，淬火+时效处理后进行精加工。 O0004；（攻2-M12螺纹） M06 T11；（粗、精镗￠28孔） G54 G90 X200 Y200 Z200； M03 S500 M08； M06 T09； G00 G43 Z50 H11； M03 S100； G76 X60 Y0 Z-30 R3 Q0.5 F80； M08； G80； G00 X0 Y0； G00 G49 Z200 M09； G00 G43 Z50 H09； M05； G84 X68 Y-48 Z-30 R3 F200 ； M30； X68 Y48； G80 ； G00 Z200 M09； M06 T10；（铰2-￠10的孔） M03 S1300； M08； G00 G43 Z50 H10； G89 X-68 Y48 Z-30 R3 F30； X68 Y-48； G80； G00 G49 Z200 M09； M05； 5、程序说明书 工序号零件图号JVTC-004程序编号资料编号 共1 页第1 页零件名称加工中心典型零件NC文件名称备注 数 控 加 工 程 序 说 明 书 序号说 明 内 容 1 程序O0001用于上下表面的粗精加工粗铣是通过改变刀具半径补偿，而下表面铣削需重新装夹后把工件坐标系建在下表面原点 2程序O0002用于轮廓和槽的粗精加工，粗铣通过改变刀具半径补偿和长度补偿来达到要求 3程序O0003用于钻中心孔和所有粗加工 4程序O0004用于精加工的程序 工艺员审核批准时间修订 四、参考资料 1、《数控编程与加工》主编：楼章华 杨静云 江西高校出版社。 2、《机械制造技术》主编：李华 机械工业出版社 3、《公差技术与测量》主编：刘越 化学工业出版社 4、《机械制造基础》主编：京玉海 罗丽平 清华大学出版社 5、《金属切削与刀具实用技术》主编：刘杰 国防工业出版社 6、《实用机械加工工艺手册》主编：陈宏均 机械工业出版社 7、《数控编程》全国数控培训网络天津分中心编 机械工业出版社 8、《机械加工工艺师手册》主编：杨叔文 机械工业出版社 零件图 （一）零件加工工艺分析 一、零件的基本结构分析 1：由图（件一）可知，本工序加工的部位较多，精度要求较高 从结构上来看，该零件由内外圆柱面，椭圆柱面，圆弧面，外螺纹等所组成，结构形状复杂，很适合数控车削加工。 此外该零件的外轮廓要素描述，尺寸标注均完整，且尺寸标注有利于定位基准与编程原点的统一，便于编程加工。 2：由图（件二）可知，本工序加工的部位不多，但精度要求较高。 从结构上来看，该零件由外圆柱面，椭圆柱面，内圆锥面，内螺纹等所组成 结构形状复杂，很适合数控车削加工。 此外该零件的外轮廓要素描述，尺寸标注均完整，且尺寸标注有利于定位基准与编程原点的统一，便于编程加工。 二、技术要求的分析 1>尺寸精度 起支承作用的轴颈为了确定轴的位置，通常对其尺寸精度要求较高（IT5～IT7）。装配传动件的轴颈尺寸精度一般要求较低（IT6～IT9）。 2>几何形状精度 轴类零件的几何形状精度主要是指轴颈、外锥面、莫氏锥孔等的圆度、圆柱度等，一般应将其公差限制在尺寸公差范围内。对精度要求较高的内外圆表面，应在图纸上标注其允许偏差。 3>相互位置精度 轴类零件的位置精度要求主要是由轴在机械中的位置和功用决定的。通常应保证装配传动件的轴颈对支承轴颈的同轴度要求，否则会影响传动件（齿轮等）的传动精度，并产生噪声。普通精度的轴，其配合轴段对支承轴颈的径向跳动一般为0.01～0.03mm，高精度轴（如主轴）通常为0.001～0.005mm。 4>表面粗糙度 一般与传动件相配合的轴径表面粗糙度为Ra2.5～0.63μm，与轴承相配合的支承轴径的表面粗糙度为Ra0.63～0.16μm。 三：毛坯及材料的选择 (一)零件的毛坯类型 轴类零件可根据使用要求、生产类型、设备条件及结构，选用棒料、锻件等毛坯形式。对于外圆直径相差不大的轴，一般以棒料为主；而对于外圆直径相差大的阶梯轴或重要的轴，常选用锻件，这样既节约材料又减少机械加工的工作量，还可改善机械性能。 根据生产规模的不同，毛坯的锻造方式有自由锻和模锻两种。中小批生产多采用自由锻，大批大量生产时采用模锻。 (二)零件的材料的分析 轴类零件应根据不同的工作条件和使用要求选用不同的材料并采用不同的热处理规范（如调质、正火、淬火等），以获得一定的强度、韧性和耐磨性。 45钢是轴类零件的常用材料，它价格便宜经过调质（或正火）后，可得到较好的切削性能，而且能获得较高的强度和韧性等综合机械性能，淬火后表面硬度可达45～52HRC。 40Cr等合金结构钢适用于中等精度而转速较高的轴类零件，这类钢经调质和淬火后，具有较好的综合机械性能。 本题采用45钢.下面的计算参数的选择也因此而得。 四：确定装夹方案 为了使工序基准与定位基准重合减少定位误差，并敞开所有加工部位，权衡利弊采用三爪自定心卡盘夹持工件；还可采用尾座顶尖支持工件。 车床夹具图与零件装夹定位简图 二、数控加工的工艺分析 （1）机床设备的选择及其参数 机床的选择需要符合以下三点： 1：机床的加工尺寸范围应与加工零件要求的尺寸相适应 2：机床的工作精度应与工序要求的精度相适应 3：机床的选择还应与零件的生产类型相适应 本题采用CJK-6240型数控车床（FANUC） CJK-6240型数控车床主要技术参数 床身最大回转直径 410mm 最大切削直径 380mm 最大切削长度 850mm 主轴转速范围 12级32-2000r/in 进给速度 x向3-1500mm/min Z向6-3000 mm/min 脉冲当量 x向0.005 z向0.01 刀架有效行程 x:向2300mm z向850mm （2）选择加工方法 1：外型表面粗糙度.为1.6可选用 粗车—精车 2：外螺纹只需用G71粗加工再用G70精加工即可 3：内螺纹需先 钻孔——镗孔 再用G71粗加工后用G70精加工即可 4：圆柱孔和内圆锥孔可选用 钻孔——镗孔 （3）确定加工顺序及走刀路线 一 ：（件一） 车端面 车外圆面 钻孔 镗孔 掉头装夹 车外形 切退刀槽 车螺纹 二：（件二） 车端面 车外圆面 钻孔 镗孔 掉头装夹 车端面 车外圆面 镗孔 车螺纹 （4）刀具的选择 1：零件外圆表面采用外圆粗/精车刀车削 2：键槽采用键槽刀来加工 3：孔用麻花钻钻后再用镗刀镗 4：螺纹用内/外螺纹刀车 刀具名细表 序号刀具偏号刀具规格名称数量加工表面 1T01外圆粗车刀1粗加工外圆柱面 2T02外圆精车刀1粗加工外圆柱面 3T03切槽刀1切槽 4T04麻花钻1钻孔 5T05镗刀1镗孔 6T06外螺纹刀1车外螺纹 7T07内螺纹刀1车内螺纹 数 控 刀 具 卡 片 零件图号1数控刀具卡片使用设备 刀具名称外圆刀 CJK-6240 刀具编号T01换刀方式自动程序编号 刀 具 组 成序号编 号刀具名称规格数量备注 1 TO1 外圆刀 93度外圆刀 1 备注 编制 数 控 刀 具 卡 片 零件图号2数控刀具卡片使用设备 刀具名称外圆精车刀 CJK-6240 刀具编号T02换刀方式自动程序编号 刀 具 组 成序号编 号刀具名称规格数量备注 1 TO2 外圆精车刀 1 备注 编制 数 控 刀 具 卡 片 零件图号3数控刀具卡片使用设备 刀具名称切槽刀 CJK-6240 刀具编号T03换刀方式自动程序编号 刀 具 组 成序号编 号刀具名称规格数量备注 1 TO3切槽刀 刀宽3 1 备注 编制 数 控 刀 具 卡 片 零件图号4数控刀具卡片使用设备 刀具名称麻花钻 CJK-6240 刀具编号T04换刀方式自动程序编号 刀 具 组 成序号编 号刀具名称规格数量备注 1 TO4麻花钻 ￠17 1 备注 编制 数 控 刀 具 卡 片 零件图号5数控刀具卡片使用设备 刀具名称镗刀 CJK-6240 刀具编号T05换刀方式自动程序编号 刀 具 组 成序号编 号刀具名称规格数量备注 1 TO5镗刀 1 备注 编制 数 控 刀 具 卡 片 零件图号6数控刀具卡片使用设备 刀具名称外螺纹刀 CJK-6240 刀具编号T06换刀方式自动程序编号 刀 具 组 成序号编 号刀具名称规格数量备注 1 TO6外螺纹刀 1 备注 编制 数 控 刀 具 卡 片 零件图号7数控刀具卡片使用设备 刀具名称内螺纹刀 CJK-6240 刀具编号T07换刀方式自动程序编号 刀 具 组 成序号编 号刀具名称规格数量备注 1 TO7内螺纹刀 1 备注 编制 （5）切削用量的选择 1：外型粗车切削参数的选择计算 背吃刀量的选择查参考数据《机械加工工艺师手册》得：在粗车循环时,希望提高加工效率,确定其背吃刀量是ap=3mm。 Ap=dw-dm/2-----------式1-0 dw-------待加工表面直径 dm-------已加工表面直径 主轴转速 查参考数据《机械加工工艺师手册》得车直线和圆弧轮廓是的主轴转速, 查表取粗车vc=90m/min。 利用 vc=∏dn/1000-------式1-1 vc------切削速度, n--------工件或刀具的转速,单位为r/min; d------切削刃选定点处对应的工件或刀具的回转直径,单位为mm; 计算,并结合机床说明书取主轴转速为n=500r/min。 进给速度 vf=nf---------式1-2 粗车是选取进给量f=0.4mm/r，得vf=200mm/min。 短距离的空运行的进给速度取vf=300mm/min 2：外型精车切削参数的选择计算 背吃刀量 查参考数据《机械加工工艺师手册》得：背吃刀量在精车循环时， 为保证精度，ap=0.25mm、 主轴转速 查表取精车切削速度vc=120mm/min，根据坯件直径（精车时取平均直径）， 利用式1-1计算并结合机床说明书选取：精车时，主轴转速n=1200r/min 进给速度 查参考数据《机械加工工艺师手册》得:精车时，选取f=0.15mm、 然后用式1-2。计算得：精车进给速度 vf=200mm/min。 3：切退刀槽 切削参数的选择计算主轴转速n=300r/min,进给量f=0.1mm/min, 用式1-2得进给速度 vf=30mm/min。 4：螺纹切削参数的选择计算 查参考数据《机械加工工艺师手册》主轴转速,用下式： n≤1200/p-k p---------工件螺纹的螺距或导程，单位为mm k--------- 保险系数，一般取8mm 取主轴转速n=300r/min、 5：钻孔参数的选择计算 n=500r/min, vf=200mm/min 6：粗镗内孔参数的选择计算 主轴转速为n=500r/min 用式1-2，vf=200mm/min 7：精镗内孔参数的选择计算 主轴转速为n=1200r/min， 用式1-1 vf=300mm/min （6）、拟订数控加工工序卡片 为更好地指导编程和加工操作，把该零件的加工顺序、所用刀具和切削用量等参数编入《数控加工工序卡片》中。 数控加工工序卡片 生产企业 产品名称 件一程序编号 材料牌号45﹟ 工序号 零件名称数控车典型零件夹具名称三爪卡盘 车间 工序名称 零件图号JVTC-SC-004 设备名称数控车床 数控加工工序卡片 共 1页第 1页装配图号 设备型号CJK-6240 工步号工步内容加工部位刀具名称刀具图号刀具规格主轴转速进给速度切削深度备注 1钻孔（左）孔 麻花钻 4￠175003010 2光端面（左） 端面外圆 车刀 193度600802 3粗车外型 表面 外圆 车刀 193度500704 4精车外型（左） 表面 外圆 车刀 260度1000902 4镗孔 孔 镗刀 560度1200901 5掉头外型（右） 表面外圆 车刀 193度500804 6精车外型（右）表面外圆 车刀 260度1000902 7切槽 表面表面 3刀宽3700801.5 9车螺纹表面 螺纹刀6外螺纹刀800802 10 工艺员 审核 批准 时间 修订 生产企业 产品名称 件二程序编号 材料牌号45﹟ 工序号 零件名称数控车典型零件夹具名称三爪卡盘 车间 工序名称 零件图号JVTC-SC-004设备名称数控车床 数控加工工序卡片 共 1页第 1页装配图号 设备型号CJK-6240 工步号工步内容加工部位刀具名称刀具图号刀具规格主轴转速进给速度切削深度备注 1光端面 端面外圆 车刀193度600801.5 2粗车外型（右） 表面外圆 车刀193度500704 3精车外型（右）表面外圆 车刀260度1000902 4钻孔孔麻花钻4￠175003010 5镗孔 孔镗刀560度1200801 6掉头车端面（左）端面外圆 车刀193度600801.5 7车外形孔外圆 车刀260度1000902 8镗孔 孔镗刀560度1200800.5 9车内螺纹孔螺纹刀7内螺纹800802 10 工艺员 审核 批准 时间 修订 三：编程与加工 1：设定毛坯与工件坐标系 面铣刀考虑到装夹、加工效率以及尺寸精度等问题， 设定毛坯为：件一105×55 mm；件二55×55 mm 坐标系原点设在轴线与顶点的交在线 2：编程方法的选择及主要格式 G00 X（U）-Z（W）-； G01 X（U）-Z（W）- F-； G02 X（U）-Z（W）I-K-F-；（R-F-） G03 X（U）-Z（W）I-K-F-；（R-F-） G04 P-； G71 U-R-X-Z-P-Q- ； G92 X（U）-Z（W）-I- F-； 3：主要节点的测量 4、序程 件一左端 O001 G50X0Z50 T0101M03S600（外形） G00X50 Z0 G01X0F100 Z5 G00X48Z5 G01Z50F100 X50 G00Z2 G01X48F100 Z-20 X50 G00Z50 T0202（钻孔） G00X0Z5 G01Z-30F20 G00Z50 T0303（镗孔） G00X28Z5 G01Z0F100 X14.1 G02X20Z-10R25 G01Z22 X18 G00Z50 M30 件一右端 O002 G50X0Z5 T0101M03S200 G00X35 G71U2.0R1.5X1.0Z1.0P-Q- G00X0Y0 G03X19.08Z-5.0R10F50 G01X21 X23Z-6.0 Z-12 X28 X30Z-13 Z-32 G00X40Z50 T0404（切槽）M03S200 G00X35Z-32 G01X26F100 G04P4 G01X32F100 G00Z50 T0505（螺纹）M03S200 G01Z-10F100 X28.6 G92X28.6Z-30F100 X27.6 X27 T0101（椭圆） G00X50Z-32 #101=62° WHILE［#101LE146°］D01 #101=#101+0.5 #102=40*COS［#101］ #103=24*SIN［#101］ #104=#102-44 #105=#103-18 G01X#105Z#104F100 END1 G00X100 Z100 M30 件二右端 O003 G50X50Z50 T0101M03S200 G00Z0 G01X0F100 Z5 G00X46 G01Z0F100 X48 Z-40 G00X100 Z10 T0202（钻孔）M03S100 G01Z-55F100 G00Z50 T0303（镗孔） G00X38Z-2 G01Z0F50 X36Z-1 X35Z-30 X32Z-31 Z-50 G00Z50 M30 件二左端 O004 G50X50Z50 T0101M03S200 G00Z0 G01X0F100 Z5 T0202（螺纹） G00X38.22Z2 G92X33.4Z-22 X34.4 X35 G00Z50 T0101（椭圆） G00X38.22Z2 G01Z0F50 #101=118° WHILE［#101LE146°］D01 #101=#101+0.5 #102=40*COS［#101］ #103=24*SIN［#101］ #104=#102-44 #105=#103-18 G01X#105Z#104F100 END1 G00X100 Z100 M30 5、程序说明书 工序号零件图号JVTC-SC-004程序编号资料编号 共 1页第 1页零件名称数控车典型零件NC文件名称备注 数 控 加 工 程 序 说 明 书 序号说 明 内 容 1 程序O0001用于件一左端外圆柱面，端面。孔的加工 2程序O0002用于件一右端外圆柱面，退刀槽，螺纹的加工 3程序O0003用于件二右端外圆柱面，孔的加工 4程序O0004用于件二右端外圆柱面，内螺纹的加工 工艺员审核批准时间修订 四、参考资料 1、《数控编程与加工》主编：楼章华 杨静云 江西高校出版社。 2、《机械制造技术》主编：李华 机械工业出版社 3、《公差技术与测量》主编：刘越 化学工业出版社 4、《机械制造基础》主编：京玉海 罗丽平 清华大学出版社 5、《金属切削与刀具实用技术》主编：刘杰 国防工业出版社 6、《实用机械加工工艺手册》主编：陈宏均 机械工业出版社 7、《数控编程》全国数控培训网络天津分中心编 机械工业出版社 8、《机械加工工艺师手册》主编：杨叔文 机械工业出版社 QQ 29467473 | 
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