一套轴类连接零件加工工艺设计与编程

1、宜宾职业技术学院宜宾职业技术学院毕业设计毕业设计一套轴类连接零件加工工艺设计与编程系系 部部 现代制造工程系 专专 业业 名名 称称 数 控 技 术 班班 级级 数 控 1101 姓姓 名名 王 时 国 学学 号号 指指 导导 教教 师师 刘永兴讲师 20122012 年年 8 8 月月 2020 日日宜宾职业技术学院毕业论文毕业论文( (设计设计) )选题报告选题报告姓名王时国性别男学号系部制造系班级数控 1101论文(设计)题目一套轴类连接零件加工工艺设计与编程课题来源社会实践课题类别设计选做本课题的原因及条件分析：本课题能培养我们综合运用所学理论知识和专业技能的能力，以及车削连接零件创新

2、设计和应用开发的能力、提高我们的综合素质及创新意识。机械加工工艺的设计是产品质量、降低成本，是企业进行生产准备，计划调度、加工操作、生产安全、技术检测等的重要依据，而数控编程是数控加工准备阶段的主要内容之一，通常包括分析零件图样，确定加工工艺过程；计算走刀轨迹，得出刀位数据；编写数控加工程序；校对程序及首件试切等。通过两年多的在校学习，我已经初步具备了零件设计、数控编程、CAD/CAM/UG应用、工艺设计、数控技术的开发与应用等方面的知识和能力，我相信在学校完善的数控设备及优秀指导老师的帮助下我能很好的完成此次的课题。内容和要求一、内容：轴类连接零件的加工工艺分析及数控编程。通过查阅文献资料，

3、分析确定工艺设计内容和编程的基本要求，并完成：轴类连接零件配合的工艺规程设计、工艺路线、工艺卡片的制作和数控编程、轴类连接零件加工定位基准的选择、装夹方案的选择及设计装配图、撰写毕业设计说明书等。二、要求： 1、按时独立完成毕业设计的各项工作； 2、机械制图应遵循最新的国家标准；3、工艺方案合理、符合数控加工特点；4、毕业设计做到：设计有创新，分析处理科学；文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，书写工整规范，图表完备、整洁、正确，字数不少于 5000 字。指导教师意见（签章） 年 月 日系部毕业论文（设计）领导小组意见：（签章） 年 月 日附表 2宜宾职业技术学院毕业论文（设计）指导教师

4、成绩评定表毕业论文（设计）指导教师成绩评定表学生姓名王时国学生学号班级数控 1101题目一套轴类连接零件加工工艺设计与编程评价内容具 体 要 求分 值评 分调查论证能独立查阅文献和从事其他调研；有收集、加工各种信息及获取新知识的能力。10分析及实践能力理论分析与计算正确，有较强的实际动手能力、分析能力和计算机应用能力。20基础理论与专业知识能运用所学知识和技能去发现与解决实际问题；能对课题进行理论分析，得出有价值的结论。20论文（设计）写作质量立论正确，论述充分，结论严谨合理；分析处理科学；文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，书写工整规范，图表完备、整洁、正确；论文有应用价值、设计结果

5、达到要求。30学习态度与工作质量按期圆满完成规定的任务，工作量饱满，难度较大；工作努力，遵守纪律；工作作风严谨务实。10创 新有创新意识；对前人工作有改进或突破，或有独特见解。10总分指导教师评语是否可以提交答辩是否指导教师签字 年 月 日附表 3宜宾职业技术学院毕业论文（设计）评阅教师成绩评定表毕业论文（设计）评阅教师成绩评定表学生姓名王时国学生学号班级数控 1101题目一套轴类连接零件加工工艺设计与编程评价内容具 体 要 求分值评分文献综述综述简练完整，有见解；有收集、加工各种信息及获取新知识的能力。10论文（设计）写作质量立论正确，论述充分，结论严谨合理；实验正确，分析处理科学；文字通顺

6、，技术用语准确，符号统一，编号齐全，书写工整规范，图表完备、整洁、正确；论文结果有应用价值、设计结果达到要求。70工作量及难度工作量饱满，难度较大。10创 新有创新意识；对前人工作有改进或突破，或有独特见解。10总分评阅教师评语是否可以提交答辩是否评阅教师签字 年 月 日样张 4宜宾职业技术学院毕业论文（设计）答辩记录表毕业论文（设计）答辩记录表学生姓名王时国学生学号班级数控 1101题 目一套轴类连接零件加工工艺设计与编程答辩小组成员姓 名职称工作单位备注答辩中提出的主要问题及学生回答问题的简要情况：答辩小组代表签字： 年 月 日附表 5宜宾职业技术学院毕业论文（设计）答辩成绩评定表毕业论文

7、（设计）答辩成绩评定表学生姓名王时国学生学号班级数控 1101题 目一套轴类连接零件加工工艺设计与编程姓名答辩小组成员职称评价内容具 体 要 求分值评分报告内容思路清晰；语言表达准确，概念清楚，论点正确；实验方法科学，分析归纳合理；结论严谨；论文（设计）结果有应用价值。40答 辩回答问题有理论根据，基本概念清楚。主要问题回答准确、有深度。30创 新对前人工作有改进或突破，或有独特见解。10综合素质能合理运用挂图、幻灯、投影或计算机多媒体等辅助手段，用普通话答辩。10报告时间报告时间控制在要求的时间范围之内。10答辩成绩 答辩小组代表签字： 年 月 日附表 6 宜宾职业技术学院毕业论文（设计）综

8、合成绩评定表毕业论文（设计）综合成绩评定表学生姓名王时国学生学号班级数控 1101题 目一套轴类连接零件加工工艺设计与编程成绩权重得 分指导教师评定成绩30%评阅教师评定成绩30%答辩成绩40%毕业论文（设计）综合成绩（百分制）毕业论文（设计）答辩委员会审定意见主任签字年 月 日学院意见 年 月 日注：综合成绩=指导教师评定成绩（30%）评阅人评定成绩（30%）答辩成绩40%摘 要 随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，数控加工技术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

9、质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。而对于数控加工,无论是手工编程还是自动编程，在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析，拟定加工方案，选择合适的刀具，确定切削用量，对一些工艺问题(如对刀点、加工路线等)也需做一些处理。并在加工过程掌握控制精度的方法,才能加工出合格的产品。本文根据数控机床的特点，针对具体的零件，进行了工艺方案的分析，工装方案的确定，刀具和切削用量的选择，确定加工顺序和加工路线，数控加工程序编制。通过整个工艺的过程的制定，充分体现了数控设备在保证加工精度，加工效率，简化工序等方面的优势。关键词关键词 ： 工艺设计 ；加工方案 ；进给路线 ；控制尺寸目录目录第一章第一章 引

10、言引言 1第二章第二章 零件工艺分析零件工艺分析.2 2.1 零件图的审查.2 2.1.1 零件图的完整性与正确性.2 2.1.2 零件的技术要求分析.3 2.1.3 零件的材料分析.3 2.1.4 合理的标注尺寸.3 2.2 确定加工方法.3 2.3 工艺设备的选择.3 2.3.1 机床的选择.3 2.3.2 量具及辅助用具的选择.3 2.4 零件的安装.3 2.5 选择夹具.3 2.6 刀具的选择.3 2.7 切削用量的选择.4 2.7.1 主轴转速的确定.4 2.7.2 进给速度的确定.5 2.7.3 背吃刀量得确定.5 2.8 对刀点与换刀点的确定.6 2.9 工序与工步的划分.6 2

11、.10 加工路线的确定.6第三章第三章 加工工序的设计加工工序的设计7 3.1 零件一.7 3.1.2 工件的装夹方式7 3.1.3 加工刀具卡片 3.1.4 切削用量计算7 3.1.5 加工工艺过程卡片8 3.1.6 加工程序8 3.1.7 加工工序卡片.9 3.1.8 加工中的难点与解决方案9 3.2 零件二.10 3.2.1 尺寸链的计算10 3.2.3 工件的装夹方式10 3.2.4 加工刀具卡片10 3.2.5 切削用量计算10 3.2.6 加工工艺过程卡片11 3.2.7 加工程序12 3.2.8 加工工序卡片12 3.2.9 加工中的难点与解决方案13 第四章第四章 注意事项注意

12、事项13 4.1 数控车操作注意事项.13第五章第五章 成品自检数据成品自检数据13 第第 1 1 章章 引引 言言 本设计说明书是根据宜宾职业技术学院数控技术应用专业毕业设计指导书要求编写的。随着我国工业化进程的加速，产业结构的调整和升级，数控技术在现代企业中得到了广泛的应用，使制造业朝着数字化的方向发展。本设计以熟练掌握数控车床加工为主要目的，在认真分析零件工艺的基础上，综合运用公差与配合 、 机械制造基础 、 数控加工与编程 、 数控加工工艺等专业知识，结合数控加工实际操作，按照机械加工工艺规程的内容，制定出的轴类连接零件数控加工工艺说明书。本设计说明书包括零件的工艺设计、零件加工过程、

13、加工注意事项、编程、加工路线等内容。并详细介绍零件工艺分析的内容，重点阐述了零件的加工过程，认真分析和解释零件加工的程序的意义。本设计在编写过程中得到许多老师和同学的支持与帮助，刘永兴老师对本设计进行认真的审阅，提出了许多宝贵的修改意见，在此并表示衷心的感谢。由于编者水平有限，设计中难免存在一些错误，恳请老师和同学批评指正。 编 者2012 年 08 月 20 日 第第 2 2 章章 零件工艺分析零件工艺分析2.12.1 零件图的审查零件图的审查零件一零件一零件二零件二2.1.12.1.1 零件图的完整性与正确性零件图的完整性与正确性零件都是属于短轴类，图一零件长度为 71mm,从左到右依次为

14、：有 2mm 的45倒角；R4 的圆弧；2mm 的 45倒角；直径为 57.98mm 的圆柱面；长 20mm的 14锥面；长 12.5mm 直径为 36 的圆柱面；公称直径为 30mm 的普通外螺纹；并在其表面切出长 3.mm 深 1.5mm 的退刀槽。图二零件长度为 35mm 直径为 57 的圆柱面；长为 13 直径为 36mm 的内孔；公称直径为 30mm 的普通内螺纹；长为10mm 直径为 45mm 的圆柱面；直径为 20mm 的半圆弧。该零件视图正确，表达直观、清楚，绘制符合国家标准，尺寸、公差、表面粗糙度以及技术要求的标注齐全、合理。2.1.22.1.2 零件的技术要求分析零件的技术

15、要求分析分析零件图可知:14锥面、58mm 圆柱面、40mm 圆柱面和 57mm 圆柱面、45 的圆柱面的表面粗糙度 Ra 为 1.6m，其余表面粗糙度 Ra 为3.2m，普通外螺纹中径、顶径公差代号为 6g，普通内螺纹中径、顶径公差代号为 6H，螺距为 2；其余尺寸公差等级在 IT7IT10 之间。2.1.32.1.3 零件的材料分析零件的材料分析毛坯材料为 45#，强度、硬度、塑性等力学性能好，切削性能、热处理性能等加工工艺性能好，便于加工，能够满足使用性能。图一毛坯下料为60mm90mm。图二毛坯下料为 6090mm。2.1.42.1.4 合理的标注尺寸合理的标注尺寸零件图上的重要尺寸直

16、接标注，在加工时使工艺基准与设计基准互为基准，并符合尺寸链最短的原则。零件图上标注的尺寸便于用卡尺或样板测量。2.22.2 确定加工方法确定加工方法经过分析零件的尺寸精度、几何形状精度、位置精度和表面粗糙度要求，确定如下加工方法：（1）外圆表面：粗车半精车精车（2）外螺纹：在精车的外圆表面分数次进给加工（3) 内螺纹：钻孔粗镗半精镗精镗在精镗表面分数次进给加工。 2.32.3 工艺设备的选择工艺设备的选择 2.3.1 机床的选择机床的选择机床选择的原则：要保证加工零件的技术要求，加工出合格的产品。有利于提高生产率。尽可能降低生产成本(加工费用)。根据毛坯的材料和类型、零件轮廓形状复杂程度、尺寸

17、大小、加工精度、工件数量、生产条件等要求，选用 CJK6132 数控车床。2.3.22.3.2 量具及辅助用具的选择量具及辅助用具的选择加工过程中所需量具有：游标卡尺、千分尺、百分表、表面粗糙度样板。辅助用具有：铜片、铜锤等。2.42.4 零件的安装零件的安装在数控机床上加工零件时，安装零件要合理选择定位基准和夹紧方案，为提高数控机床效率，确定定位基准与夹紧方案时应注意：（1）力求设计、工艺与编程计算的基准统一（互为基准原则） ；（2）减少装夹的次数，尽可能在两次定位装夹后，加工出全部待加工表面（互为基准原则） ；（3）避免采用占机人工调整式加工方案，节约时间，以充分发挥数控机床的效能。2.5

18、2.5 选择夹具选择夹具夹具用来装夹被加工工件以完成加工过程，同时要保证被加工工件的定位精度，并使装卸尽可能方便、快捷。数控加工的特点对夹具提出了两个基本要求：一是要保证夹具的坐标方向与机床的坐标方向相对固定；二是要协调零件和机床坐标系的尺寸关系。根据零件的尺寸、精度要求和生产条件，选择最常用的车床通用的三爪自定心卡盘。三爪自定心卡盘可以自动定心，夹持范围大，不需要找正，但夹紧力小，只适用于截面为圆形、三角形、六边形的轴类和盘类中小型零件。2.62.6 刀具的选择刀具的选择数控加工中的刀具选择和切削用量确定是在人机交互状态下完成的要求编程人员必须掌握刀具选择和切削用量确定的基本原则，在编程时充

19、分考虑数控加工的特点，能够正确选择刀刃具及切削用量。数控刀具有以下特点：刚性好（尤其是粗加工刀具） 、精度高、抗振及热变形小；互换性好，便于快速换刀；寿命高，切削性能稳定、可靠；刀具的尺寸便于调整，以减少换刀调整时间；刀具应能可靠地断屑或卷屑，以利于切屑的排除；系列化、标准化，以利于编程和刀具管理。 数控机床上用的刀具应满足安装调整方便、刚性好、精度高、耐用度好等要求。数控车床兼作粗精车削，粗车时吃刀深、进给快，要求车刀有足够的强度，能一次进给车去较多的余量；精车时要达到图样要求的尺寸精度和较小的表面粗糙度，车去的余量较少，要求车刀锋利，切削刃平直光洁，必要时还可磨出修光刃。为减少换刀时间、方

20、便对刀、提高生产效率，便于实现机械加工的标准化，在数控车削加工时，应尽量采用机夹刀和机夹片刀，机夹片刀常采用可转位车刀。数控车削车刀常用的一般分成型车刀、尖形车刀、圆弧形车刀以及三类。成型车刀也称样板车刀，其加工零件的轮廓形状完全由车刀刀刃的形伏和尺寸决定。数控车削加工中，常见的成型车刀有小半径圆弧车刀、非矩形车槽刀和螺纹刀等。在数控加工中，应尽量少用或不用成型车刀。尖形车刀是以直线形切削刃为特征的车刀。这类车刀的刀尖由直线形的主副切削刃构成，如 90内外圆车刀、左右端面车刀、切槽(切断)车刀及刀尖倒棱很小的各种外圆和内孔车刀。尖形车刀几何参数(主要是几何角度)的选择方法与普通车削时基本相同，

21、但应结合数控加工的特点(如加工路线、加工干涉等)进行全面的考虑，并应兼顾刀尖本身的强度。刀片材质的选择主要依据被加工工件的材料、被加工表面的精度、表面质量要求、切削载荷的大小以及切削过程有无冲击和振动，故加工此零件选择硬质合金刀片。根据零件的外形结构，加工需要如下刀具：硬质合金端面车刀、硬质合金60外圆车刀、3mm 切槽刀、60 外螺纹刀、内孔镗刀、硬质合金 55外圆尖刀、5mm 中心钻、28.5mm 标准麻花钻、硬质合金 60内螺纹刀、80内镗刀、R4 的成型刀、55内镗刀。表表 2 26 6 数控加工刀具卡片数控加工刀具卡片序号 刀具号刀具规格名称数量加工表面备注1T0160端面车刀1平端

22、面手动 2T0260外圆车刀1粗车零件左端外轮廓自动3T0355外圆尖刀1精车零件左端外轮廓自动4T043mm 外切槽刀1切槽 自动5T0560外螺纹刀1加工外螺纹 自动6T065mm 中心钻1钻中心孔 手动7T0728.5mm 钻头1钻孔深度 22.5mm手动8T0860外圆车刀1粗车零件右端外轮廓自动9T0955外圆尖刀1精车零件右端外轮廓自动10T1080内镗刀1粗镗内孔表面自动11T1155内镗刀1精镗内孔表面自动12T1260内螺纹刀1加工内螺纹自动13T133mm 内切槽刀1切内槽自动14T14R4 成型刀1R4 圆弧自动2.72.7 切削用量的选择切削用量的选择数控编程时，必须确

23、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、进给速度及背吃刀量等。切削用量的选择原则是：保证零件加工精度和表面粗糙度，充分发挥刀具的切削性能，保证合理的刀具寿命，充分发挥机床的性能，最大限度的提高生产率，降低成本。2.7.12.7.1 主轴转速的确定主轴转速的确定（1）车外圆时主轴转速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其中 v 切削速度（m/min） ，由刀具寿命决定； n 主轴转速（r/min） ； d 工件直径或刀具直径（mm） 。（2）车螺纹时主轴的转速在车削螺纹时，车床的主轴转速将受到螺纹的螺距 P（或导程）

24、大小、驱动电机的升降频特性，以及螺纹插补运算速度等多种因素影响，故对于不同的数控系统，推荐不同的主轴转速选择范围。大多数经济型数控车床推荐车螺纹时的主轴转速 n(r/min)为： n（1200/P）k式中 P被加工螺纹螺距，；k保险系数，一般取为 80。主轴转速 n 最后要根据上述计算值、机床说明书而定，选取机床有的或较接近计算值的转速。2.7.22.7.2 进给速度的确定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：（1）当工件的质量要求能得到保证时，

25、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。（2）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。（3）当加工精度、表面粗糙度要求较高时，进给速度应选小一些，一般在2050mm/min 范围内选取。（4）当刀具空行程，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。2.7.32.7.3 背吃刀量的确定背吃刀量的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，可以留少许加工

26、余量，一般为 0.20.5mm。背吃刀量（切削深度）指：垂直于进给速度方向的切削层最大尺寸。 一般指工件上已加工表面和待加工表面间的垂直距离。 （back engagement）对于圆柱体工件的切削加工，指是的已加工表面和待加工表面的直径差的 1/2，即单边切削深度。 在进给运动方向测量。把 “每分钟进给量”换算成“每转进给量”得到的是进刀量。切削用量的选择是否合理，对于能否充分发挥机床潜力与刀具的切削性能，实现优质、高产、低成本和安全操作具有很重要的作用。车削用量的具体选择如下：粗车时，首先选择一个尽可能大的背吃刀量，其次选择一个较大的进给量，最后确定一个合适的切削速度。精车时，加工精度和表

27、面粗糙度要求较高，加工余量不大且均匀，因此选择较小的背吃刀量和进给量。如何确定加工时的切削速度，除了可参考机械加工工艺外，主要根据实践经验进行确定。表表 273 数控车削用量推荐表数控车削用量推荐表工件材料工件材料切削深度/mm切削速度/（m.min-1）进给量/（mm.r-1）刀具材料粗加工5760800.20.4精加工0.20.31201500.10.2YT 类钻中心孔 500800 钻孔 300.10.2W18Cr4V碳素钢 (b 600Mpa）切断（宽度5mm）701100.10.2YT 类粗加工 50700.20.4精加工 701000.10.2铸铁（200HBS 以下）切断（宽度5

28、mm）50700.10.2YG 类此外，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。2.82.8 对刀点与换刀点的确定对刀点与换刀点的确定工件装夹方式确定后，即可通过确定工件原点来确定工件坐标系。如果要运行这一程序来加工工件，必须确定刀具在工件坐标系开始运动的起点。程序起始点或起刀点一般通过对刀来确定，所以，该点又称为对刀点。在编制程序时，要正确选择对刀点的位置。对刀点设置原则是： （1）便于数值处理和简化程序编制； （2）易于找正并在加工过程中便于查找； （3）引起的加工误差小。

29、对刀点可以设置在加工零件上，也可以设置在夹具或机床上，尽可能设在零件的设计基准或工艺基准上。换刀点是指加工过程中需要换刀时刀具的相对位置点。换刀点往往设在工件的外部，以能顺利的换刀、不碰撞工件和其他部件为准。本零件将对刀点设在装夹后右端面中心，换刀点设在离对刀点 x、z 方向分别为 100，100 的位置。2.92.9 工序与工步的划分工序与工步的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。常用工序划分原则有：（1）保证精度原则。数控加工要求工序应尽可能集中，通常粗、精加工在一次装夹下完成，为减少热变形和切削力变形对工件的形状、位置精度、尺寸精度和表面粗糙度的影响

30、，应将粗、精加工分开进行。此时可用不同的机床或不同的刀具进行加工，通常在一次安装中，不允许将零件的某一部分表面加工完毕后，再加工零件的其他表面。对轴类或盘类零件，将待加工面先粗加工，留少量余量再精加工，以保证表面质量要求。对轴上有孔、螺纹加工的工件，应先加工表面而后加工孔、螺纹。（2）提高生产效率的原则。在数控加工中，为减少换刀次数，节省换刀时间，应在需用同一把刀加工的加工部位全部完成后，再换另一把刀来加工其他部位。同时应尽量减少空行程，当用同一把刀加工工件的多个部位时，应以最短的路线到达各加工部位。按照上述划分原则，综合零件一的工艺性，装夹一次为一个工序，换一次刀为一个工步。故加工此零件划分

31、两个工序，加工左端为第一道工序，有 5 个工步；调头后加工为第二道工序，有 7 个工步。零件二加工右端为第一道工序，有 6 个工步；调头后加工我为第二道工序，有 5 个工步。2.102.10 加工路线的确定加工路线的确定在数控加工中，刀具刀位点相对于工件的运动轨迹和方向称为加工路线。即刀具从对刀点开始运动起，直至结束，加工程序所经过的路径，包括切削加工的路径及刀具引入、返回等非切削空行程。加工路线的确定原则主要有以下几点：（1）应能保证零件的加工精度和表面粗糙度的要求，且效率高。（2）应尽量缩短加工路线，既可以减少程序段，又可以减少刀具空程移动时间。（3）应使数值计算简单，以减少编程工作量。此

32、外，确定加工路线时，还要考虑工件的加工余量和机床、刀具的刚度等情况，确定是一次走刀，还是多次走刀完成加工。按照上述原则，确定如下加工路线：零件一：工序一： 夹 60mm 毛坯，车左端面； 粗车 58mm 外圆柱面、30mm 圆柱、R4 的圆弧面； 精加工上述轮廓； 切倒角； 工序二： 调头装夹车车右端面； 粗车 14锥面、36mm 的圆柱面、30mm 的圆柱； 精加工上述轮廓； 切倒角； 切退刀槽； 车 M302 外螺纹。零件二： 工序一： 夹 60mm 毛坯，车右端面； 粗车 57mm 的圆柱、45.02mm 的圆柱、R20 的圆弧面； 精加工上述轮廓； 切倒角；工序二：钻 5mm 的中心钻

33、； 扩 36.1mm 沉孔；粗车内孔；精车内孔； 车 M302 内螺纹。第第 3 3 章章 加工工序的设计加工工序的设计经过零件的工艺分析，确定加工零件时采用调头加工，编程时尺寸公差取中间值。编程所用尺寸说明：零件一 14锥面小端的直径为 40mm，大段直径为50.54mm。 3.13.1 零件一零件一3.1.13.1.1 确定工件坐标系确定工件坐标系装夹毛坯 60mm 外圆，平端面，对刀，将工件原点设在右端面中心（此端面为精加工表面，以后不再加工） 。换刀点选在离对刀点 x、z 方向分别为100，100 的位置。3.1.23.1.2 工件的装夹方式工件的装夹方式用三爪自定心卡盘夹毛坯 60m

34、m 外圆，探出 80mm 左右，车零件外圆至57.98mm 处。3.1.33.1.3 加工刀具的选择加工刀具的选择表表 3 31 13 3 加工刀具卡加工刀具卡产品名称与代号零件名称零件一零件图号01序号刀具号刀具规格名称数量加工表面备注1T01硬质合金 60端面车刀1平端面2T02硬质合金 60外圆车刀1粗车外轮廓3T03硬质合金 55外圆尖刀1精车外轮廓4T04刀宽 3mm 切槽刀1切槽5T0560外螺纹车刀1车外螺纹6T06R4 圆弧车刀1车圆弧3.1.43.1.4 切削用量计算切削用量计算根据数控车削用量推荐表,选择合适的切削用量。（1） 车端面时选择主轴转速为 500r/min；（2

35、） 粗车外圆时，选取 Vc=120m/min，f=0.2mm/r，ap=2mm，粗加工时直径为 60mm。则：主轴转速：n =1000Vc/d =（1000120）/（3.1460）r/min=636r/min 进给速度：F =fn =（0.2636）mm/min=127mm/min考虑刀具强度、机床刚度等实际情况，选择n=600r/min，F=150mm/min，ap=2mm。（3） 精车外圆时，选取 Vc=150m/min，f=0.1mm/r，ap=0.2mm，精加工时取直径 40mm。则：主轴转速：n =1000Vc/d =（1000150）/（3.1440）r/min=1194r/mi

36、n进给速度：F =fn=0.11194mm/min=119.4mm/min考虑刀具强度、机床刚度等实际情况，选取n=1200r/min，F=100r/min，ap=0.2mm。（4）车槽时，选择 Vc=70m/min，f=0.1mm/r，车槽时直径为 27mm。则：主轴转速：n =1000Vc/d =（100070）/（3.1427）r/min=825r/min 进给速度：F =fn=（0.1825）mm/min=82.5mm/min考虑刀具强度、机床刚度等实际情况，选取 n=800r/min，F=30r/min。（5） 车螺纹时，主轴转速 n（1200/P）k，k 为安全系数，一般取80。

37、则：n（1200/2）-80/r/min=520r/min 考虑刀具强度、机床刚度等实际加工情况，选取 n=400r/min。3.1.53.1.5 加工工艺过程卡加工工艺过程卡表表 3 31 15 5 零件一加工工艺过程卡零件一加工工艺过程卡产品型号（单位）宜宾职业技术学院产品名称零件一材料牌号45#毛坯种类棒料毛坯外形尺寸6090工序号工序号工序内容车间机床工艺装备1下料棒料 6090下料车间锯床2数车夹一端车外圆至30、倒角 245、482、R4 的圆弧数控车间CJK6132三爪卡盘3数车调头装夹、平端面，保证总长至尺寸，保证尺寸要求，车各外圆，端面圆弧、锥度保证外圆 58 和36，锥度为

38、 14。车槽 31.5、车螺纹M302数控车间CJK6132三爪卡盘4去毛刺去毛刺，清理钳工室5检验按图样要求检验检验室6入库涂油入库库房设计校对审核标准化会签标记处数更改文件号3.1.63.1.6 加工程序加工程序%0001 ；程序头T0202 ；选择 2 号 80菱形外圆车刀，建立工件坐标系M03S600M07 ；主轴以 600r/min 的速度正转，切削液开G00X65Z5 ；将刀具定位在工件外表面G71U2R2P10Q20X0.2Z0.1F150 ；外轮廓粗车循环并指定精车路线 N10N20G00X100 ；刀具移动到换刀点Z100T0303 ；换 3 号 55菱形外圆车刀精车外轮廓N

39、10G42G00X26 ；定位刀具S1200 ；精车外轮廓时主轴转速为 1200r/min G01Z0F100 ；精车外轮廓时合成进给速度为 100mm /min X30Z-2 Z-28 X39.2416X46.985W-22Z-82N20X65G40X100 ；取消刀补，刀具移动到换刀点Z100T0404 ；选择 4 号外切槽刀S400 ；主轴转速为 400r/minG00X55 ；定位刀具Z-52M98P0002L3 ；调用切槽的子程序G00X100 ；刀具移动到换刀点Z100T0505 ；选择 5 号 60外螺纹刀S400 ；主轴转速为 400r/minG00X35Z5 ；定位刀具G82

40、X29.1Z-23R-3E1F2 ；车第一刀G82X28.5Z-23R-3E1F2 ；车第二刀G82X27.9Z-23R-3E1F2 ；车第三刀G82X27.5Z-23R-3E1F2 ；车第四刀G82X27.4Z-23R-3E1F2 ；车第五刀G82X27.4Z-23R-3E1F2 ；光整GOOX100 ；退刀Z100M09 ；切削液关M05 ；主轴停转M30 ；主程序结束 %0002 ；切槽子程序程序头G91G00Z-5.015 ；移动刀具G90G01X40F30 ；切槽G04P4X55W-0.5X40G04P4X55M99 ；子程序结束，返回主程序 3.1.73.1.7 加工工序卡片加工工

41、序卡片表表 3 31 17 7 加工工艺过程卡加工工艺过程卡工序号程序 编号零件 图号零件 名称使用 设备产品 名称夹具 名称夹具 编号材料120001 零件一数控 车床 三爪 卡盘145#切削三要素主轴 转速被吃 刀量进给 速度加工内容刀具号刀具 名称刀具 规格/mmr/minmmmm/min加工 余量/mm备注车端面T0145端面车刀0.8500 300手动粗车外圆T0260外圆车刀0.860021500.2自动精车外圆T0355外圆尖刀0.812000.21000自动粗车外圆T0260外圆车刀0.860021500.2自动精车外圆T0355外圆尖刀0.812000.21000自动切槽T0

42、4外切槽刀3400 300自动车螺纹T0560外螺纹刀0.8400 0自动3.1.83.1.8 加工中的难点与解决方案加工中的难点与解决方案（1）螺纹切削说明：螺纹切削应注意在两端设置足够的升速进刀段和降速退刀段，以剔除两端因变速而出现的非标准螺距的螺纹段； 在螺纹切削过程中，进给速度修调功能和进给暂停功能无效； 在螺纹加工过程中，不应该使用恒线速控制功能； 从粗加工到精加工，主轴转速必须保持一致，否则螺距将发生变化。（2）螺纹加工，当牙型较深，螺距较大时，可分数次进给，常用螺纹切削的进给次数与背吃刀量参考数控加工与编程 。（3）外圆车刀刀尖为圆弧，可以提高加工表面粗糙度。加工时采用这样的车刀

43、车内、外圆和端面时，刀尖圆弧不影响加工尺寸和形状，但转角处的刀尖无法车出，并且在切削锥面或圆弧面时，会造成过切或少切，因此，在加工时要采用刀尖半径补偿来消除误差。3.23.2 零件二零件二3.2.13.2.1 尺寸链的计算尺寸链的计算 封闭环的基本尺寸等于所有增环基本尺寸减所有减环的基本尺寸，封闭环的上偏差等于所有增环的上偏差减所有减环的下偏差，封闭环的下偏差等于所有增环的下偏差减所有减环的上偏差。通过尺寸链的计算，算出零件右端长度为 430.12mm。 3.2.23.2.2 确定工件坐标系确定工件坐标系测量总长，计算端面车削长度，车 57mm 圆柱面，平端面，对刀，设置工件原点。换刀点选在离

44、对刀点 x、z 方向分别为 100，100 的位置。3.2.33.2.3 工件的装夹方式工件的装夹方式用三爪自定心卡盘夹毛坯 60mm 外圆，探出 80mm 左右，车零件外圆至57.00mm 处3.2.43.2.4 加工刀具选择加工刀具选择表表 3 32 24 4 加工刀具卡加工刀具卡产品名称与代号零件名称零件二零件图号02序号刀具号刀具规格名称数量加工表面备注1T01硬质合金 60端面车刀1平端面2T02硬质合金 60外圆车刀1粗车外轮廓3T03硬质合金 55外圆尖刀1精车外轮廓4T045mm 中心钻1钻中心孔5T0528.5mm 钻头1深度为 22.5mm6T0680内圆车刀1粗车内孔7T

45、0755内圆车刀1精车内孔8T0860内螺纹刀1车内螺纹9T093mm 内切槽刀1车退刀槽3.2.53.2.5 切削用量计算切削用量计算根据数控车削用量推荐表,选择合适的切削用量。 （1） 用端面车刀手动车端面时，主轴转速为 500r/min；（2） 打中心孔时主轴转速选取 400r/min。（3） 粗、精车外轮廓时，切削用量的选择与车左端时相同：粗车时，主轴转速为 600r/min，进给速度为 150mm/min，背吃刀量为 2mm；精车时，主轴转速为 1200r/min，进给速度为 100mm/min,背吃刀量为 0.2mm。（4） 钻孔时主轴转速选取 400r/min。（5） 粗镗孔时，

46、选取 Vc =80m/min，f=0.2，ap=1mm，加工时直径为22mm。则：主轴转速：n =1000Vc/d=（100080）/（3.1422）r/min=1158r/min 进给速度：F=fn =（0.21158）mm/min=231mm/min。 考虑刀具强度，机床刚度等实际加工情况，选择 n=600r/min，F=150mm/min, ap=1mm。（6） 精镗孔时，选取 Vc=120m/min，f=0.1mm/r，ap=0.2mm，精加工时取直径 27mm。则：主轴转速：n =1000Vc/d =（1000120）/（3.1427）r/min=1415r/min 进给速度：F =

47、fn =（0.11415）mm/min=141mm/min 考虑刀具强度，机床刚度等实际情况，选择n=1000r/min，F=80mm/min，ap=0.2mm。（7） 车内螺纹时，主轴转速 n（1200/P）k，k 为安全系数，一般取80。则：n（1200/2）-80/r/min=520r/min 考虑刀具强度，机床刚度等实际情况，选取 n=400r/min。3.2.63.2.6 工艺路线工艺路线表表 3 32 26 6 零件二加工工艺过程卡零件二加工工艺过程卡产品型号（单位）宜宾职业技术学院产品名称零件二材料牌号45#毛坯种类棒料毛坯外形尺寸6090工序号工序号工序内容车间机床工艺装备1下

48、料棒料 6090下料车间锯床2数车平端面、保证总长至尺寸、车各外圆、R20的圆弧、保证外圆45 和 57、车槽31.5、车倒角数控车间CJK6132三爪卡盘3数车打中心孔、钻28.5mm 深度为22.5mm 的孔、数控车间CJK6132三爪卡盘4数车调头装夹、粗精镗内孔、扩 36.01 沉孔、精镗 30， 、车退刀槽、车内螺纹、车倒角数控车间CJK6132三爪卡盘5去毛刺去毛刺，清理钳工室6检验按图样要求检验检验室7入库涂油入库库房设计校对审核标准化会签标记处数更改文件号2.2.72.2.7 加工程序加工程序%0003 ；程序头T0808 ；选择 8 号 45外圆车刀，建立工件坐标系M03S6

49、00M07 ；主轴以 600r/min 的速度正转，切削液开G00X65Z5 ；刀具定位G71U2R2P10Q20E0.2F150 ；外轮廓粗车循环指定精加工路线 N10Q20 G00X100 ；刀具移动到换刀点Z100T0909 ；换 9 号 30外圆尖刀N10G42G00X35.985 ；刀具定位，并加刀补S1200 ；精加工时主轴转速为 1200r/minG01Z-7.3726F100 ；精加工合成进给速度为 100mm /min G02X40.4444Z-13.6580R10G03X35Z-49.2289R26G01Z-63N20X65G40G00X100 ；取消刀补，并退刀Z100M

50、05 ；主轴停转M30 ；程序结束 %0004 ；程序头T1010 ；选择 10 号 80内镗刀M03S600M07 ；粗镗时主轴转速为 600r/minG00X18Z5 ；刀具定位G71U2R2P30Q40X-0.2Z0.1F150 ；内孔粗车循环指定精加工路线 N10N20 G00X100 ；刀具移动到换刀点Z100T1111 ；换 11 号 55内镗刀N30G41G00X31.402 ；刀具定位，加刀补S1000 ；精镗时主轴转速为 1000r/minG01Z0F100 ；精镗时合成进给速度为 100mm/minX27.402Z-2Z-32N40X18G40G00Z100 ；取消刀补并退

51、刀X100T1212 ；选择 12 号 60内螺纹刀S400 ；主轴转速为 400r/minG00X23Z5 ；刀具定位G82X28.302Z-25R-3E-1F2 ；车第一刀G82X28.902Z-25R-3E-1F2 ；车第二刀G82X29.502Z-25R-3E-1F2 ；车第三刀G82X29.902Z-25R-3E-1F2 ；车第四刀G82X30Z-25R-3E-1F2 ；车第五刀G82X30Z-25R-3E-1F2 ；光整G00X100 ；退刀Z100M09 ；切削液关M05 ；主轴停转M30 ；程序结束 3.2.8 加工工序卡片加工工序卡片 3.2.93.2.9 加工中的难点与解决

52、方案加工中的难点与解决方案（1）在左端加工之前，应测量剩余毛坯的长度，保证所需要的尺寸630.12mm。工序号程序 编号零件 图号零件 名称使用 设备产品 名称夹具 名称夹具 编号材料120002 零件二数控 车床 三爪 卡盘245#切削三要素主轴 转速被吃 刀量进给 速度加工 内容刀具号刀具 名称刀具 规格/mmr/minmmmm/min加工 余量/mm备注车端面T0160端面车刀0.8500 300手动粗车 外圆T0360外圆车刀0.860021500.2自动精车 外圆T0455外圆尖刀0.812000.21000自动钻中 心孔T02中心钻5400 手动钻孔T05标准 麻花钻28.5400

53、 0手动粗镗孔T0680内镗刀0.860011500.2自动精镗孔T0755内镗刀0.810000.21000自动槽刀T08切内槽3400300自动车内 螺纹T0960内螺车刀0.8400 0自动（2）用三爪卡盘夹已加工表面 47mm 外圆时，为保护已加工表面精度，应加垫铜片。夹紧后应用百分表测量同轴度，用铜锤轻轻敲打校正。（3）加工圆弧面和圆球面时，为保证尺寸、形状等技术要求，不产生过切或少切现象，在编程时，应考虑刀具半径补偿。（4）钻孔时，尺寸不易保证。在钻孔时，当钻头接触工件时记下刻度值，计算出孔深所需刻度，根据计算值手动进给钻孔。（5）加工螺纹时应分数次进给，参考数控加工与编程表 2-

54、2 选择螺纹切削的进给次数与背吃刀量。 3.3.0.3.0 公差与配合公差与配合 螺纹连接是一种广泛使用的可拆卸的固定连接，具有结构简单、连接可靠、装拆方便等优点 要区分不同的螺纹，就要掌握说明螺纹特点的一些参数。以广泛应用的圆柱普通螺纹为例，螺纹的主要参数如下：(1)大径 d（外径） （D）与外螺纹牙顶相重合的假想圆柱面直径亦称公称直径 ；(2)小径（内径）d1(D1)与外螺纹牙底相重合的假想圆柱面直径，在强度计算中作危险剖面的计算直径 ；(3)中径 d2在轴向剖面内牙厚与牙间宽相等处的假想圆柱面的直径，近似等于螺纹的平均直径 d20.5(d+d1) ；(4)螺距 P相邻两牙在中径圆柱面的母

55、线上对应两点间的轴向距离 ；(5) 导程（S）同一螺旋线上相邻两牙在中径圆柱面的母线上的对应两点间的轴向距离 ；(6) 线数 n螺纹螺旋线数目，一般为便于制造 n4；螺距、导程、线数之间关系：L=nP ；(7) 螺旋升角 在中径圆柱面上螺旋线的切线与垂直于螺旋线轴线的平面的夹角；(8) 牙型角 螺纹轴向平面内螺纹牙型两侧边的夹角；牙型斜角 指螺纹牙型的侧边与螺纹轴线的垂直平面的夹角，对称牙型。 牙型角大，自锁性能好，而且牙根厚、强度高，故多用于联接。常用的有普通螺纹、英制螺纹和圆柱管螺纹。 （1）普通螺纹：国家标准中，把牙型角 = 60的三角形米制螺纹称为普通螺纹，大径 d 为公称直径。同一公

56、称直径可以有多种螺距的螺纹，其中螺距最大的称为粗牙螺纹，其余都称为细牙螺纹，粗牙螺纹应用最广。细牙螺纹的小径大、升角小，因而自锁性能好、强度高，但不耐磨、易滑扣，适用于薄壁零件、受动载荷的联接和微调机构的调整第第 4 章章 注意事项注意事项4.14.1 数控车床操作注意事项数控车床操作注意事项（1）程序输入阶段 程序输入时应正确，避免字母、数字和符号的输入错误。 程序输入应符合系统格式。（2）零件加工阶段 检查数控系统是否已回参考点。 安装车刀，确认车刀安装的刀位和程序中编程所需的刀号一致。 对刀。 车刀对刀完毕后，应确认对刀的正确性，确认精车刀对刀的精确性。 加工前仔细检查和确认是否符合自动

57、加工运行模式。在数控车间操作机床时要注意安全，严格按照数控机床设备安全操作规程要求操作。 第第 5 5 章章 成品自检数据成品自检数据零件的加工质量包括加工精度和表面质量。加工精度是指实际零件的形状、尺寸和理想零件的形状、尺寸相符合的程度。其中加工精度有尺寸精度、形状精度和位置精度，尺寸精度是指实际零件的尺寸和理想零件的尺寸相符合的程度， 常用游标卡尺、百分尺等来检验。零件的形状精度是指同一表面的实际形状与理想形状相符合的程度，形状精度通常用直尺、百分表、轮廓测量仪等来检验。位置精度是指零件点、线、面的实际位置与理想位置相符合的程度，位置精度常用游标卡尺、百分表、直角尺等来检验。表面质量的指标

58、有表面粗糙度、表面加工硬化的程度、残余应力的性质和大小，表面质量的主要指标是表面粗糙度。表面粗糙度用表面粗糙度样板测量。经测量，零件图一总长为 71.01mm，M3026g 所在圆柱面长度为 18mm，实际槽宽为 3mm，57.98mm 圆柱面实际测量为 57.97mm，35.98mm 圆柱面实际测量为 35.98mm，尺寸均在公差允许范围之内，表面粗糙度符合技术要求，故此零件一加工合格。零件图二总长为 70.02mm，57.01mm 圆柱面实际测量为57.00mm，45.mm 圆柱面实际测量为 45.03mm，内螺纹的直径为M3026H 深度为 22.5mm，36.01.mm 的扩孔深度为

59、13mm，R20mm 的圆弧， 尺寸均在公差允许的范围之内，故此零件一加工合格。 致致 谢谢本设计是在刘永兴老师、门延会老师悉心指导和大力支持下完成的。从本课题的选题到设计的全部完成，两位老师多次询问设计进程，并为我指点迷津，开拓设计思路，精心点拨，热忱鼓励。他们以其严谨求实的治学态度、高度的敬业精神、兢兢业业、孜孜以求的工作作风和大胆创新的进取精神对我产生重要影响。他们渊博的知识、开阔的视野和敏锐的思维给了我深深的启迪。同时在此次毕业设计过程中我也进一步的学到了数控加工多方面的知识，实际动手操作技能有了很大的提高。感谢刘老师、门老师！另外，我还要特别感谢袁乙森、金鑫、李国建等同学在设计过程中

60、给予我的帮助与支持，感谢设计小组每位成员对课题的积极讨论，感谢寝室的每一位兄弟为我创造的舒适、温馨的环境，使我得以顺利完成毕业设计。感谢三年来对我教育培养的老师，感谢学院领导、系领导、各位老师，为我提供了良好的设计条件，谨向所有老师表示最诚挚的敬意和谢意。最后，再次对关心、帮助我的老师和同学表示衷心地感谢！ 参参 考考 文文 献献1、詹华西编 数控加工与编程 西安电子科技大学出版社，2004 年2、余英良编 数控加工编程及操作 高等教育出版社，2005 年3、李华编 机械制造技术 高等教育出版社，2006 年4、第一届全国数控技能大赛组委会编 决赛试题解析与点评 中国科技技术出版社，2005