机械加工工艺分析与图纸分析

目录

目录...............................................1

1第一章绪论......................................2

2第二章图纸分析..................................3

2.1零件特征......................................3

2.2数值计算.......................................3

3第三章加工工艺分

析.............................4

3.1加工精度要

求..................................4

3.2定为基准的选

择.................................4

3.3装夹方

式......................................4

3.4工艺过程制

定..................................5

4第四章刀具的选

择................................5

4.1刀具的选

择....................................5

4.2刀具列

表.....................................・6

5第五章切削参数的确

定.............................8

5.1切削用

量.......................................8

5.2主轴转速的确

定.................................9

6第六章数控车床的对

刀.............................9

6.1刀位

点.........................................9

6.2待加工毛坯的对

刀...............................9

6.3刀偏值的测

定...................................9

7第七章工件加工的数控编

程.........................10

7.3第一道工

序....................................10

7.2第二道工

序....................................11

7.1第三道工

序....................................14

8结

论............................................15

9参考文

献..........................................16

10后

记............................................17

第一章绪论

从1952年美国麻省理工学院研制出第一台试验性数

控机床，到现在已走过了50多年历程，在此期间得到了

较大发展。特别是进入90年代以来，由于计算机技术的

飞速发展，使数控机床进入了更快的发展时代

20世纪80年代以后，数控机床数控系统的性能和品

质得到了极大的提高，数控机床的加工精度由过去的

+0.01mm提高到±0.005mm甚至更高

当前，现代数控加工正在向高速化、高精度化、高

柔韧化、高一体化、网络化和智能化等方向发展，形成

了独具一格的柔性制造系统FMS、计算机集成制造系统

CIMS和未来工厂自动化FA……它们的出现从根本上解放

了生产力，促使生产力飞速向前发展，为人类文明史和

生产史谱写了新的篇章。

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，它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。数控技术又是当今先进制造技术和装备最核

心的技术。当今世界各国制造业广泛采用数控技术，以提

高制造能力和水平，提高对动态多变市场的适应能力和

竞争能力，大力发展以数控技术为核心的先进制造技术

已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和

国家地位的重要途径

为此，搞好数控专业毕业设计为我们从根本上了解

认识数控机床有着重要的意义。特别是毕业设计不但能够

考察我们认识事物的本事，还能够提高我们分析问题、

解决问题的能力。经过对设计中所遇到的难题的思索，加

强自己数控技术的能力。就全社会而言，能够促使数控技

术更进一步发展。因此，我觉得有进行数控专业毕业设计

的必要性。

第二章零件图纸分析

2.1零件的特征

一、零件材料

该回转轴以45#调质处理的毛坯为原材料，毛坯尺寸

①55X150。

二、零件特点

从图纸中我们能够看出该零件轮廓由直线、圆弧、

螺纹共同构成一个复杂成型曲线回转轴。加工部分包括螺

纹，外圆，三个退刀槽，锥面，倒角，圆弧，内孔等

2.2数值计算

生活中，我们对几何信息的认知有多种方法，常见

的有数形结合法（解析法）。但有时面对复杂的图形，解

析法会带来繁重的数学计算。AUTOCAD作为一套专业的

绘图软件，它强大的信息处理功能为图形中繁杂点的计

算带来了可能，我们在操作界面中绘制图形后就能够打开

状态栏中的捕捉、对象捕捉按钮，在绘图区捕捉相关的

点。同时，在状态栏中就能够看到这些点的坐标。

图1.1材料45#调质处理复杂成

型曲线回转轴零件

第3章加工工艺的分析

3.1加工精度要求

加工图纸如上图，零件加工部分包括M30X2-6gX

25螺纹，①30义8外圆，①52X18外圆，三个中39X3

退刀槽，锥面：①35义8内圆，R8、R9、R24圆弧，028

X26孔等。零件的主体尺寸长度为145,最大位置直径为

中52,从零件上①52圆柱与①28孔的同轴度公差为中

0.025,表面粗糙度各为1.6。对图样上带公差的尺寸，因

公差的尺寸较小，故编程地不必取平均取，而取基本尺

寸即可。

3.2定位基准的选择

定位基准选择原则（1）基准重合原则（2）基准统一

原则（3）便于装夹原（4）便于对刀原则

根据定位基准选择原则，避免不重合误差，便于

编程，以工序的设计基准作为定位基准。零件加工时,

先以①52X18外圆的轴线作为轴向定位基准，加工零件

内孔及车削中52X18外圆右端外轮廓；然后以零件轴线

作为轴向定位基准，车削中52X18外圆左端外轮廓，以

轴台的端面的中心作为该轴件剩余工序的轴向定位基准,

而且把编程原点选在设计基准上。

3.3装夹方式

(1)加工零件内孔及车削①52X18外圆右端外轮廓

时，用三爪自动定心卡盘夹紧工件左端

(2)车削①52义削外圆左端外轮廓时,用三爪卡盘

夹持心轴右端：心轴左端留有中心孔并用尾座顶尖以提

高工艺系统的刚性，并减少误差。

工件的找正装夹方式：

为使工件的加工回转轴线与车床的主轴回转中心重

合，用磁力表找正工件

3.4工艺过程制定

由于每个零件结构形状不同，各表面的技术要求也

有所不同，故加工时，其定位方式则各有差异。一般加工

外形时，以内形定位；加工内形时又以外形定位。因而可

根据定位方式的不同来划分工序。

考虑到零件的形状不易装夹，故先加工零件的左边

的部分，然后以左面的零件轴线为定位基准加工右面的

部分。而且考虑到加工原则中的先近后远先粗后精制定加

工工艺如下：

为减少换刀，对刀次数及减少辅助时间，选用30。

外圆车刀车左端面，车左端中30X33外圆。

调头用三爪卡盘固定住左端①30X33外圆。留有5mm

长以防刀具与夹具发生干涉并用活动顶尖顶住工件右端，

保证同轴度和精度并防止工件转动时摇晃不定。用30°

外圆车刀依次膛①28X26孔，车R24逆圆弧，R9顺圆

弧,R8逆圆弧，圆锥面和①52X18外圆；用刀宽为3mm

的切槽刀车三个槽宽分别为3,槽距为4的退刀槽。

调头装夹中52X18外圆面处，为保证外圆不被三爪

自定心卡盘磨损，用铜皮套包住①52X18外圆面。用螺

纹车道粗、精加工M30X2-6gX25螺纹。

第四章刀具的选择

4.1刀具的选择

为适应数控机床加工精度高、加工效率、加工工序

集中及零件装夹次数少的要求，数控刀具具有很高的切

削效率.高精度.高重复定位精度.可靠度和耐用度。选择

刀具一般要考虑（1）被加工工件的材料及性能（2）切削

工艺的类别（3）被加工工件的几何形状，零件精度，加

工余量（4）被吃刀量，进给速度，切削速度考虑到以上

因素故粗车时：要选用强度高，耐用度高的刀具以满足

粗车时大吃刀量，大进给量的要求.精车时要选用精度高,

耐用度好的刀具以保证加工精度的要求.由此可知加工

时T01的刀具为30。菱形可转位刀片右端面外圆车刀，

T02为3nmi切槽刀，T03为键刀，T04为螺纹车刀，T05为

中6钻头。

4.2刀具列表:

使用设备

零件图号图1.1数控加工刀具卡

FANUC0数控车床

刀具编号换到方式自动程序编号00001,00002,90003

序号编号刀具名称规格数量备注

1T010130。菱形外圆车刀1

2T02023mm切槽刀1

3T030375°内孔镇刀1

道具组成

4T0404外径螺纹车刀1

5T0505中6麻花钻头1

6

(1)30°菱形外圆车刀

(2)刀宽3mm,切槽刀

(3)75°内孔镶刀

(4)外径螺纹刀

(5)①6麻花钻头

备注

编制：谷晓庆审核批准共1页第1页

第五章切削参数的确定

5.1切削用量

切削用量包括切削速度,背吃刀量和进给量.对于不

同的加工方法需要选择不同的切削用量。粗加工时一般以

加工效率为主一般选择较大的背吃刀量和进给量,采用较

小的切削速度.精加工时一般选择较小的背吃刀量和进

给量采用较高的切削速度，对于原材料45#,粗加工时

ap取3nlm,Vf取800m/min,f取0.4mm/r;

精加工时ap取0.25mm,Vf取1000m/min,f取0.2

mm/ro

对于牙型较深，螺距较大时，可分数次进给，每次

进给的背吃刀量用螺纹深度减速去精加工背吃刀量所得

之差按递减速：

螺纹牙型深度：t=0.65P=0.65X2=1.3mm

D大二D公称—0.IP=30-0.1X2=

29.8mm

D小二D公称—1.3P—30—1.3X2—

27.4mm

螺纹加工分为6刀，第一刀：①29.0mm;第二刀：

028.3mm;第三刀：①27.9mm;第四刀：027.6mm;第五

刀：（027.45111111；第六刀：①27.4mm

5.2主轴转速的确定

主轴的转速是由切削刃上选定点相对于工件的主运动的

线速度

主运动速度n=1000Vc/nd单位为r/min

第六章数控车床的对刀

6.1刀位点

在进行数控加工的编程时，往往将整个刀具浓缩视

为一个点，那就是刀位点，它是在刀具上用于表现刀具

位置的参照点，对刀操作就是要测定出程序起点处刀具刀

位点相对机床原点以及工件原点的坐标位置。在对刀时，

常见的仪器有：对刀测头、千分表或对刀瞄准仪等C对

刀点能够设置在零件、夹具上或机床上面（尽可能设置

在零件的设计基准或工艺基准上）。

6.2待加工毛坯的对刀

试切端面：将两端面已经加工好的待加工毛坯装

夹到主轴上，在工件的伸出端安装Z轴向设定器。快移刀

具接近到Z轴向设定器，改用增量方式控制刀具工进，

至到指示灯亮时停止动作，保持Z轴向不动，取出轴向

设定器。然后在机床操作面板上调出刀具补偿菜单栏中刀

偏表，在相关的试切长度填空栏中键入有关数值（当前

刀具刀位点相对于程序原点的距离）。

试切外圆：快速将刀具刀位点移动刀毛坯端面角附

近，然后用增量方式调节X、Z轴向进给至刀位点刚好

切到毛坯外表面，再用MDI方式运行进行外圆车削。同时

保持X轴轴向坐标不变，退出刀具。用游标卡尺测量出试

切外圆直径。然后在刀偏表中键入试切直径。

6.3刀偏值的测定

刀偏值就是各刀具相对于基准刀具的几何补偿。用点

动或步进方式操作移动刀具，使基准刀具刀位点对准工

件的基准点，然后进行X轴Z轴坐标清零，退刀。换置刀

具，再用点动或步进方式使该刀具刀位点对准工件上的

同以一基准点：此时屏幕上显示的坐标既是该刀号刀具

的几何偏置AZj.同理，可依次测定出其它刀具

相对于基准刀具的几何偏置。在相应的刀偏表中依次键入

选用刀具刀位点的几何补偿。

第七章工件加工的数控编程

工件加工共需三道工序,

7.1第一道工序:

工序一|程序编号：。0001零件名称：回转轴（左端）

刀具主轴进给切削

工步号工步内容备注

号转速速度深度

1用三抓卡盘夹紧工件

2车如图零件左端面T01018000.43切掉2.5mm

G71粗车循环模式车中30X33外圆，倒

3T01018000.43

角

G70精车循环模式车中30X33外圆，倒

4T010110000.20.25

角

编制谷晓庆审核批准第1页共页

程序为

oOOOl程序

编号

N0010G50X200.0Z100.0M03S800T0101;设定工

件坐标系

N0020GOOX100.0Z10.0;快速点

定位

N0030G71P0040Q0100U0.25W0.25f0.4;粗车循

环

N0040GOOX58.0Z-2.5;快速点

定位

N0050G01X-2.0fO.4;车如图

零件左端面

N0060W3.0;

N0070GOOX30.0Z0.0;

N0080G01Z-35.5f0.4;

N0090X50.0;车①

30X33外圆

N0091X54.0Z-37.5;车倒角

N0100GOOX60.0Z10.0;

N0110G70P0040Q0100fO.2;精车循

环

N0120GOOX200.0Z100.0M05;刀具返

回参

考主

轴停

转

N0130M02;程序

结束

7.2第二道工序:

工序二程序编号：。0002零件名称：回转轴（右端圆孔，外轮廓）

刀具主轴进给切削

工步号工步内容备注

号转速速度深度

留有5nlm长以防

调头用三爪卡盘固定住左端630X33外圆，

1刀具与夹具发

并用活动.页尖顶住工件右端

生干涉

2车如图零件右端面TC1018000.4切掉2.5mm

3用钻头打TC5O58000.4

X方向余量为

4用锋刀粗车中28X26孔TC3038000.43

0.25

5用镣刀精车中28X26孔TC30310002.20.25

用G71粗车循环指令车如图零件为轮廓（R24

x,z方向余量均

6逆圆弧，R9顺圆弧,R8逆圆弧，圆锥面和TC1018000.43

为0.25

①52X18外圆d等）

用G70精车循环指令车如图零件为轮廓（R24

7逆圆弧，R9顺圆弧,R8逆圆弧，圆锥面和TC10110000.20.25

①52X18外圆）

G04指令让刀具

依次加工三个槽宽分别为3,槽距为4的退

8TC2028000.2停顿4S,以使

刀槽

槽底光滑

9

编制谷晓庆审核批准第2页共3页

程序为

o0002

N0010G50X200.0Z1OO.0M03TO1O1S800.0;设定工

件坐标

系，主

轴正转

N0020GOOX60.0Z-2.5;快速点

定位

N0030G01X-1.0fO.4;切零件

右端面

N0040W3.0;

N0050GOOX200.0Z100.0;快速点

定位

N0060T0505;换刀

N0070GOOX0.0Z0.0;

N0080G01W-28.5;打中10

X26孔

N0090W28.5;退刀

N0100G00X200.0Z100.0;

N0110T0303;换刀

NO120G71P0130Q0170U0.25W0.25f0.4;粗车循

环镇①

28X26

孔

NO130GOOX28.02ZO.0;

NO140G01W-28.5;

NO150XO.0;

NO160W2.0;

NO170GOOW28.0;

N0180G70P0130Q0170fO.2;精车循

环镇中

28X26

孔

N0190GOOX200.0Z100.0;

N0200T0101;返回参

考点，换刀

N0210G71P0220Q0320UO.25WO.25fO.4;粗车循

环，车

零件右

端外部

轮廓

N0220GOOX37.47;

N0230Z-2.5;

N0240G03X25.08Z-34.38R24;车R24

逆圆弧

N0250G02X36.46Z-46.83R9;车R9顺圆

弧

N0260G03X35.0Z-59.5R8;车R8逆圆

弧

N0270G01Z-67.5;车①35

X8外圆

N0280X41.82;

N0290X51.98Z-96.5;车圆锥面

N0300Z-116;车①52

X18外圆

N0310GOOX60.0;

N0320Z0.0;

N0330G70P0220Q0320f0.2;精车循环车

工件外轮廓

N0340GOOX200.0Z1OO.0;返回参考点,

主轴停转

N0350T0202;换刀

N0360GOOX52.0Z-91.5;

N0370G01X39.0fO.2;切左起第

一个槽

N0380G04P4;停顿45以

使槽底光滑

N0390G01X52.0fO.2;

N0400W4.0;

N0410X39.0;切左起第

二个槽

N0420G04P4;

N0430G01X52.0fO.2;

N0440W4.0;

N0450X39.0;切左起第

三个槽

N0460G04P4;

N0470G01X52.0;

N0480GOOX200.0;

N0490Z100.0M05;返回参考

点，主轴

停转

N0500M02;程序结束

7.3第三道工序:

工序三程序编号：。0003零件名称：回转轴（左端螺纹）

刀具主轴进给切削

工步号工步内容备注

号转速速度深度

用铜皮套包住

①52X18外圆

面以减小磨损，

1调头用三爪卡盘装夹①52X18外圆面处，且①52X18外

圆面露出三爪

卡盘少许以防

止撞刀

2攻螺纹T04048000.40.8

3攻螺纹TC4048000.40.7

4攻螺纹T04048000.40.4

5攻螺纹TG4048000.40.3

6攻螺纹T04040.40.15

7攻螺纹T04040.40.5

编制谷晓庆审核批准第3页共3页

o0003

N0010G50X200.0Z1OO.0T0404M03S800.0;坐标系设

定主轴正转

N0020GOOX35.0Z10.0;快速点定

位

N0030G92X29.0Z-25.0fO.4;螺纹切削

循环1

N0040X28.3;螺纹切削

循环2

N0050X27.9;螺纹切削

循环3

N0060X27.6;螺纹切削

循环4

N0070X27.45;