数控机床轴类零件加工工艺分析的毕业设计

第一章设计题目设计意义：本次毕业综合实训实践项目为轴类零件的加工及工艺分析，用所学理论知识和实际操作知识，在工作中分析问题、解决熟悉和运用设计资料（手册、标准、图册和规范等）的能力。加强对在加工机械零件时的零件工艺分析、加工精度、刀具机床的选用、刀编写数控程序、仿真数控机床操作的独立工作能力。设计概述（观点）：数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术,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但发展和应用领域的扩大，对归计民生的一些重要行业(IT、汽车、医疗、轻工等)的发展起着越来越重要的作用,因为这些行业所需要装备的数字化已是现代发展的大趋势.发展我国数控技术及装备是提高我国制造业信息化水平和国际竞争能力的重要性保证.数控加工与编程毕业设计是数控专业教学体系中构成数控加工技术专业知识及专业技能的重要组成部分，通过毕业设计使我们学会了对相关学科中的基本理论基本知识进行综合运用,同时使对本专业有较完整的系统的认从而达到巩固、扩大、深化所学知识的目的,培养和提高了综合分析问题和解决问题的能力以及培养了科学的研究和创新能力。选这个题目的目的是它能体现出对所学知识的掌握程度和

不可少的。车削加工程序的编写、机床的熟练操作。运用数控原理、数控工艺、数控编程、专业软件等专业知识和数控机床实际操作的一次综合练习，进一步认识数控技术，熟练数控机床的操作，掌握数控，开发数控内在潜力。第二章零件图车削加工工艺分析零件材料处理为：4钢，调制处理HRC26～36进行数控车削工艺分析。零件如下图所示：图1.

1.2.3.未注倒角0.5×45°4.未注公差尺寸按GB1804-MA取19mm. B取29 mm. C取17mm. D取21mm. E取23mm. ）1是自动进行加工，因而有如下特点：①数控加工的工序内容比普通机床的加工内容复杂，加工的精度高，加工的表面质量高，加工的内容这是因为数控机床加工存在对刀、换刀以及退刀等特点，这都无一例外的变成程序内容，正是由于这个特点，促使对加工程序正确性和合理性要求极高，不能有丝毫的差错。否则加工不出合格的零件。在编程前一定要对零件进行工艺分析，这是必不可少的一步图1.要对该零件进行精度分析，选择加工方法、拟定加工方案、

槽等表面组成，其中较严格直径尺寸精度要求的如

Φ28±0.02mm,ф mm,轴线长度的精度如5±0.04mm，27.5±0.04mm，粗糙度3.2μｍ，球面Sф mm。可控制球面形状精度30°的锥度等要求。（1）零件上由精度较高的尺寸数据如圆柱ф28±0.02mm、ф

mm，轴向长度5±0.04mm、27.5±0.04mm，球Sф mm，在加工时为了保证其尺寸精度应取其中间值分别取值为ф28mm、ф23.005m长度5mm，27.5mm，球Sф29.015m即可。[述坐标值是以半径值给出的。形式如（X，Z）]（2R5m的圆弧与直线的切点坐标为（2.922，0），与R17m切点坐标为（7.791，-6.136），R1与Sф29 m的切点坐标为（11.210，-20.791），Sф29 m与R5m的切点为（12.271，

-37.739），R5m与ф23 m的切点坐标为（11.5，-40.406[注：上述坐标值是以半径值给出的。形式如（X，Z）。]（3）为便于装夹，为了保证工件的定位准确、稳定，夹紧可靠，支撑面积较大，零件的左端是螺纹，中段最大的直径的圆柱

ф28mm夹，所以应留在最后加工，应先装夹毛坯加工出左端螺纹及圆柱ф28mm。调头装夹ф28m的圆柱加工右端圆弧，毛坯选ф30×120mm。2件上既有切槽尺寸精度又有圆弧数值精度,在普通车床上是难以保证其技术要求。所以要想保证技术要求,只有在数控车床上加工才能保证其加工的尺寸精度和表面质量。选择数控机床HNC-CK614加工该零件。数控机床HNC-CK614实物图见附录一。31（1加工表面作粗基准。（2（3（4）选择粗基准的表面应平整，没有浇口、冒口或飞边等缺陷以便定位可靠。

2（1（2（3（43需用三抓卡盘装夹定位，定位基准应选在零件的轴线上，以毛坯ф35m的棒料的轴线和右端面作为定位基准。4或最多的加工表面。由零件图可分析，应先装夹毛坯ф30m的一端，夹紧其40m的长度加工螺纹。一直加工到零件右端的

ф23 mm，然后将棒料卸下。装夹ф28m

加工要求。装夹图如下：图2.3.1图2.3.2

4加工方法的选择和加工方案的确定1度的前提下，兼顾生产效率和加工成本。在实际选择中，要结合零件形状、尺寸大小、热处理要求和现有生产条件等全面考虑。因为该零尺寸精度比较高。如ф28±0.02mm，ф29 mm，ф23 m等，在普通车床是难以保证其尺寸精度、表面粗糙度，所以应该选择在数控车床上加工。2调头加工。②用三抓卡盘装夹夹紧和自由端活动顶尖，经试验论证第二种方案装夹困难，对刀、退刀及换刀相当困难，所以在这里选择第一种方案加工，能够保证其技术要求。51工序划分有三种方法：①按零件的装夹定位方式划分工序；按粗、精加工划分工序；③按所用的刀具划分工序。

工前后各有一次粗加工和精加工，显得比较繁琐，所以不可取；如果按所用的刀具划分工序，刀具有四把，虽然不多，但是在调头加工前后至少要重复使用三把刀，而同一把刀的两次粗、精加工分别在调头加工前后，加工内容不连续，所以也不合理，不易划分工序；只有按零件的装夹定位方式划分工序比较符合该零件的加工工序，且能保证后加工两道工序即可完成所有的加工表面，且能保证各尺寸精度及表面粗糙度。2工歩①车削螺纹端的工歩为:90°车削1.5×45°的倒角，ф21×25mm─→端面ф28mm─→圆柱ф28mm─→30°的锥台面─→ф23 ×10mm─→切槽刀切槽5×1.5mm─→外螺纹车刀车削MD×1.5mm。②车削圆弧端的工歩为：90°刀圆弧R5mm─→圆弧R17mm─→球ф29 mm─→圆弧R5mm→ф23 ×5mm─→切槽刀切槽5×1.5mm

61（1）基面先行先加工基准面，为后面的加工提供精基准面，所以应先选平右端面作为基准面。（2）先主后次由于所加工的表面均为重要表面，所以应按照顺序从右到左依次加工MD×1.5mm，ф28mm，ф23 m后一次加工R5mm，ф29 mm，ф23 m等。（3）先粗后精先车削去大部分的金属余量，再进行成形切削保证零件的尺寸要求和质量要求。（4）先面后孔由于该零件没有孔，所以在该处不做考虑。2线。编程时，加工路线的确定原则主要有以下几点：（1高；（2（3）应使加工路线最短，这样既可减少程序段，又可减少空程时间。

（4给路线有两步。如下图所示：图2.6.1第一步:车削带有的螺纹的一端，从右到左先粗车外形

ф21mmm、ф28mm、ф23 m到槽5±0.04m的左端面处后，精车外形路线同粗车一样，再换刀切削5×1.5m切削螺纹。如图2.6.螺纹加工路线。图2.6.2

第二步:车削带有圆弧的一端，从右到左先粗车外形R5mm、R17mm、ф29 m到ф23 m后2m一样。最后切削5±0.04m的槽。如图2.6.螺纹加工路线。图2.6.37的加工效率，而且直接影响加工质量。编程时，选刀具通常要考虑机数控加工对刀具的要求更高。不仅要求精度高、刚度高、硬度好、耐用度高，而且要求尺寸稳定、安装调整方便，能适应高速和大切削用量切削。选刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸和形状相适应，结合零件轮廓相对还是较复杂。所以具体选刀如下：1、平端面可选用90°WC-C的硬质合金时在这里选择一把硬质合金右端面外圆车刀，为防止在进行

时刀具的副后刀面与工件轮廓表面发生干涉，副偏角应选择Kr′点的，取Kr′=40°右端面外圆车刀。2、切槽时由于零件中槽宽5±0.04mm，一般都选刀宽4mm,杆25×25mm，材料为高速钢W18CrV4的切断刀，切槽时选用刀宽即可。3、切螺纹时为了保证其螺纹刀的强度这里选用W18CrV4金60°径Rε，Rε=0.15～0.2mm。使用刀具如表7-表2.7.1序号90°数量 加工表面 1 圆车刀平端面、粗车轮廓 2 3 右端面外圆车刀1 精车轮廓 高速钢切槽刀 1 60°4 纹车刀8应编入程序单内。

兼顾切削效率、经济性加工成本。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册，并结合经验而定。1零件轮廓粗车循环时选ap=2mm，精加工时选ap=0.2mm粗车时选ap=0.4mm，逐刀减少粗车次后，精车时选ap=0.1mm2粗车直线和圆弧时n=800r/min，精车时n=1500r/minn=600r/min，切螺纹时n=300r/min，精车时选n=300r/min和精车的主轴转速的选取应具体问题具体分析。3粗车直线、圆弧时选F=150mm/min，精车时选F=50mm/min切槽时选F=8mm/min，粗车螺纹时选F=100mm/min，精车时选F=50mm/min。综上所述，零件的数控车削工艺分析的内容，并将其填入在表8-1所示的数控工艺卡上。工艺卡片上其主要内容有：工步分析、工步内容、各工步所用的主轴转速、刀具及进给速度。

表2.8.1数控车削加工工艺卡片（1工序号 程序编号 夹具名称 使用设备 三抓卡盘 华中数三抓卡盘 华中数控CK6140 GDSKC020114工步号 工步内容 格主轴转速/

（r·min-1进给速度/

（mm·min-1/mm及试切外圆T01 25×25 500 T02 25×25 800 150 T02 25×25 1000 0．2 1.5 min/切槽 T03 25×25 800 r粗车螺纹 T04 25×25 300 自动精车螺纹 T04 25×25 5自动5自动号工步内容 号/mm主轴转速）度/

（min)背吃刀量/mmф30mm外圆毛坯表面 T0125×25 500 手动粗车倒角1.5×45°mm倒角面 25×25 800 150 2 自动粗车фMD×25mm Ф2的圆柱面 T0225×25 800 150 2 粗车ф28m的端面ф2的端面 T0225×25 800 150 2 粗车的圆柱表面ф2的圆柱表面 T0225×25 800 150 2 粗车ф30°的锥面 °3锥面 T0225×25 800 150 2 6 粗车ф23 ×10mmф23 的外圆柱表面 T0225×25 800 150 2精车倒角1.5×45°mm倒角面 T0225×25 100050 0.2 精车фMD×25mm Ф2的圆柱面 T0225×25 100050 0.2 精车ф28m的端面ф2的端面 T0225×25 100050 0.2 精车ф28×13.169mmф2的圆柱表面 T0225×25 100050 0.2

11精车30°的锥面 30°锥面 T0225×25 100050 0.2 自动12 精车ф23 ×10mmф23 的外圆柱表面 T0225×25 100050 0.215平右端面 右端面 T0125×25 800 5011自动15平右端面 右端面 T0125×25 800 50 2 手动切槽5×1.5mm ф1的外圆柱表面 T0325×25 800 8 自动粗车фMD×1.5mm фMD×1.螺纹面 T0425×25 300 50 自动精车фMD×1.5mm фMD×1.螺纹面 T0425×25 300 50 自动002 1粗车R5m的圆弧 R的曲面 T0225×25 800 150 2 粗车R17mm的圆弧R17的曲面 T0225×25 800 150 2 粗车Sф29 m球面车Sф29 T0225×25 800 150 粗车R5m的圆弧 R的曲面 T0225×25 800 150 2 粗车ф23 T0225×25 800 150 精车R5m的圆弧 R的曲面 T0225×25 100050 0.2 精车R17mm的圆弧R17的曲面 T0225×25 100050 0.2 精车Sф29 m球面Sф29 T0225×25 100050 精车R5m的圆弧 R的曲面 T0225×25 100050 0.2 精车ф23ф23 T0225×25 100050 切槽5±0.04mm Ф19.的圆柱表面 T0325×25 800 8 自动表2.8.2 数控车削加工工序卡片（2）91计算误差、插补误差、尺寸圆整误差，直接影响加工尺寸精度，本次因为这是经过笔算的数值，存在着较大的误差。

2为了尽可能的减少笔算误差，采取在AutoCA出零件图，再利用“工具”─→“查询”─→“点坐标”捕捉各圆弧切点坐标，其精度达到0.00级，这样能有效地将误差控制在（0.1～0.2倍的零件公差值内。第三章编程中工艺指令的处理1常用G3.1.1数控车床功能指令（HNC-22T代码 组意义 代码 组 意义 代码 组 快速点定位G28回参考点 G52局部坐标系设定快速点定位G28回参考点 G52局部坐标系设定0000逆圆插补G41 刀径左补偿直线插补G29 参考点返回 G53 顺圆插补刀径补偿取消 *G54～G59 工件坐标系1～螺纹切削G42 刀径右补偿 G92 G04 G07 暂停延时虚轴设定单段允许刀长正补偿 G65 00 单段禁止X面Z面Y面G20 英制单位G68 注：①表内0组为非模态代码；只在本程序内有效。其他模态指令，一次制定后持续有效，直到被其他组其他代码所取代。

②标有*的2常用M表3.1.2常用间组别意义 间组别 意义 间组别★ ★ 停停M06 00M07 自动换刀M19 开切削液M30 ★ 停回束M08 开切削液M60 ★ 件M03 M04 转转★ 关切削液M98 00夹紧 M99 00调用返回转注：①表内0取代。②作用时间为“★”号者,后开始作用；为“#”开始。

第四章程序编制及模拟运行、零件