连接杆数控加工工艺设计及编程样本

学生毕业论文

题目：连接杆数控加工工艺设计及编程

姓名___________________________

学号____________________________

系（部）机电工程系___________

专业数控技术及应用

指引教师____________________________

开题时间__________

完毕时间__________

毕业设计任务阐明书

设计课题

连接杆数控加工工艺设计及编程

二、设计任务及规定

规定：独立完毕设计中各项内容。

任务：

1、设计阐明书一份

2、设计零件数控加工工艺

3、典型工序工装设计

4、数控加工工序卡片

5、数控加工程序

6、用CAD/CAM软件绘制接合子轴零件图

三、本课题作用及意义

连接杆作用是起连接两个运动单元、传递很大扭距力。在动力旋转带动下获得传动力矩，并

能‘呆证反向传动精度和轴向刚度。由于连接杆精度级别较高，普通为8级，在构造方面含平面、

孔以及对称构造，因而，以连接杆为加工对象，通过度析其加工工艺并编写数控加程序，设计夹

具，可以使设计者全面地理解数控加工工艺设计及编程全过程，提高学生理论知识和实践能力，

为国内数控技术发展和工业中发展培养人。

四、参照资料

1、《数控加工工艺与编程》

2、《机械零件课程设计》

3、CAD/CAM软件书籍

4、《机械零件设计手册》

5、《机械制造工艺学》等

目录

前言

摘要...........................................................9

第1章绪论...................................................10

1、数控加工工作原理........................................10

2、数控编程及其发展........................................11

2.1手工编程............................................11

2.2自动编程............................................11

第2章加工方案拟定.........................................12

1、材料毛坯选取............................................12

1.1毛坯材料选取........................................12

1.2毛坯类型选取........................................12

2、机床选用................................................12

3、装备选取................................................13

3.1夹具选取............................................13

3.2量具选取............................................14

3.3切削液选取..........................................15

3.4定位与夹紧..........................................15

4、切削用量选取............................................16

第3章零件加工..............................................17

1、工艺分析................................................17

3.4零件功用分析.........................................17

3.4零件技术条件分析.....................................17

2、零件机械加工工艺过程卡片................................18

3、零件加工工序卡片........................................23

4、程序编写................................................30

5、较链式钻模夹具图

6、零件图

7、立体图

设计总结......................................................38

参照文献......................................................39

谢辞..........................................................40

连接杆加工工艺设计及编程

摘要：连接杆加工技术演变是一种持续不断过程，成功解决方案取决于对许多要素

细致且广泛分析，例如零件工艺分析、加工工艺过程、设备规定、毛坯选取、精度

规定等等，没有一种单一原则方案可以满足所有应用规定，所有方案都是依照不同

应用领域量身定制。连接杆需要通过几种不同工序才干完毕，锻件毛坯或铸件毛坯

对加工工艺也有不同规定。制造商对工艺满意度取决于她对连接杆单位生产成本、

产量和投资成本评估。

连接杆自身是机床一夹具一零件一刀具所构成工艺系统中最薄弱跖节，零件不

稳定性总是会影响到最小工序时间和加工质量一致性。这对开发和设计刀具、刀片

以及相应应用技术带来了很高规定。它意味着优化切削刃分布以实现切削力平衡、

优化提高针对不同类型表面切削参数，从而使切削平顺而无振动等等。

核心词：零件工艺分析；机加工工艺路线拟定；连接杆加工工艺过程

第1章绪论

数控机床是按照事先编制好是数控程序自动地对工件进行加工高效自动化设

备。数控程序除了能保证加工出符合图样规定合格零件外，还应当充分地发挥、运

用数控机床各种功能，使数控机床能安全、可靠、高效地工作。

1、数控加工工作原理

数控加工就是将加工数据和工艺参数输入到机床，机床控

制系统对输入信息进行运算与控制，并不断地向直接指挥机床运动电动机功能

部件一机床伺服机构发送脉冲信号，伺服机构对脉冲信号进行转换和放大解决，

然后又传动机构驱动数控机床，从而加工零件。因此数控加工核心是加工数据

和工艺参数获取，即数控编程。

2、数控编程及其发展

数控机床和普通机床不同，整个加工过程中不需要人操作，而由程序来进行控

制。在数控机床上加工零件时，一方面要分析零件图样规定、拟定合理加工路线及

工艺参数、计算刀具中心运动轨迹及其位置数据；然后把所有工艺过程以及其她辅

助功能（主轴正转与反转、切削液开与关、变速、换刀等）按运动顺序，用规定指

令代码及程序格式编制成数控加工程序，通过调试后记录在控制介质（或称程序载

体）上；最后输入到数控机床数控装置中，以此控制数控机床完毕工件所有加工过

程。因而，把从分析零件图样开始到获得对的程序载体为止全过程称先零件加工程

序编制。

2.1手工编程

手工编程是指程序编制整个环节几乎所有是由人工来完毕。对于几何形状

不太复杂零件，所需要加工程序不长，计算也比较简朴，出差机会较少，这时

用手工编程既及时又经济，因而手工编程仍被广泛地应用于形状简朴点位加工

及平面轮廓加工中。但是工件轮廓复杂，特别是加工非圆弧曲线、曲面等表面,

或工件加工程序较长时，使用手工编程将十分繁琐、费时，并且容易出错，常

会浮现手工编程工作跟不上数控机床加工状况，影响数控机床开动率6此时必

要用自动编制程序。

2.2自动编程

自动编程有两种：APT软件编程和CAM软件编程。APT软件是运用计算机和

相应解决程序、后置解决程序对零件源程序进行解决，以得到加工程序编程办

法。在详细编程过程中，除拟定工艺方案仍重要依托人工进行外（有些自动编

程系统能自动拟定最佳加工工艺参数），别的工作，涉及数值计算、编写程序单、

制作控制介质、程序检查等各项工作均由计算机自动完毕。编程人员只需要依

照图样规定，使用数控语言编写出零件加工源程序，送入计算机，由计算机自

动地进行数值计算、后置解决，编写出零件加工程序单，并在屏幕模仿显示加

工过程，及时修改，将加工程序直接通过DNC方式送入数控机床，指挥机床工

作。

第2章加工方案拟定

1、毛坯选取

1.1毛坯材料选取

轴类零件毛坯通惯用圆钢和锻件。阶梯轴直径较大时，多采用锻件，以节约材

料，阶梯轴直径较小时，可采用圆钢。当需要毛坯有较高综合机械性能时，应采用

锻件。由于连接杆阶梯轴直径较大，因此使用锻件。连接杆毛坯依照批量大小、尺

寸、构造及材料品种来决定。批量较大小型曲轴，采用模锻；单件小批中大型曲轴,

采用模锻；本课题连接杆采用大批量生产，因此用模锻件。

2、机床选取

由于连接杆是机械加工中一种常用轴类零件，一方面应当选取数控车床加工，

机床型号选定为C6140、CK7150,摇臂钻床、4轴加工中心

CK7150车床高速性能好，工作未稳定可靠，定位精度和重复精度较高，合用于

加工轴类，套类和盘类等精度规定较高零件。

重要参数：车床床身最大回转直径“500mm

滑板上最大回转直径6350mm

最大车削直径-400mm,最大车削长度1000mm

X轴最大行程220mm.Z轴最大行程1030mm

主轴转速范畴40-3300r/min；刀架刀位数8

迅速移动速度：X轴16m/min,Z轴20(40)m/min

主电机功率15KW,定位精度X轴0.008mm,Z轴0.015mm

重复定位精度X轴0.006mm,Z轴0.008mm

配套数控系统为FANUC—OTC

3、装备选取

3.1夹具选取

硬三爪卡盘、软三爪卡盘、短心轴、分度头、可卸式钻模夹具。

3.2刀具选取

刀具选取是数控加工中重要工艺内容之一，它不但影响机床加工效率，并

且直接影响加工质量。编程时，选取刀具普通要考虑机床加工能力、工序内容、

工件材料等因素。

与老式加工办法相比，数控加工对刀具规定更高。不但规定精度高、刚度

高，耐用度高，并且规定尺寸稳定、安装调节以便。这就规定采用新型优质材

料制造数控加工刀具，并优选刀具参数。通过查表本加工刀具如表格所示。

加工刀具表格

序号刀具编号刀具规格名称加工表面

1T0190°外圆车刀粗精车外圆表面和端面

2T02①25m麻花钻钻孔

3T033mm面槽刀加工端面槽中249.5/mm

4T04内孔车刀车孔

5T054mm切槽刀加工中59mm槽

6T06端面车刀加工中182槽

7D07017mm钻头钻定位孔4X017mm

8T08①40nlm端面铳刀加工六面

9T09中心钻钻中心孔

3.2量具选取

依照上连接杆尺寸规格，所需要量具要游标卡尺、游标深度尺、内外径千分尺。

游标卡尺如图所示

游标深度卡尺如下图所示

3.3切削液选取

切削液具备：能及时而迅速减少切削区温度；润滑液能湿润到刀具与工件及切

削之间，减少摩擦和粘结，减少切削阻力；使切屑或磨料粒子被冲洗而离开刀具和

工件加工区，以防它们互相粘结及粘附在工件，刀具和机床上妨碍；也有一定防锈

性能，可某些取代工序间防锈。依照零件技术规定，选取乳化液来作为冷却液。

3.4定位与灾紧

在粗车加工时，都用软三爪卡盘夹紧外圆，在精车时为了提高精度，先是精车

右端端面，由于连接杆精度规定较高是6205:。72mm尺寸精度规定IT8,尚有

①249丁」mm与中205:072mm同轴度，因此在精车右端面后钻中心孔。在精车右端面使

采用一夹一顶办法来保证她们精度，在精车左端时，由于右端外圆表面比较短，不

利于夹紧，因此在精加工左端面时，专心轴和顶尖办法来加工。

4、切削用量选取

切削用量涉及主轴转速（切削速度）、切削深度或宽度、进给速度（进给量）

等。切削用量大小对切削力、切削功率、刀具磨损、加工质量和加工成本均有

明显影响。对于不同加工办法，需选取不同切削用量，并应编入程序单内。

合理选取切削用量原则是：粗加工时，普通以提高生产率为主，但也考虑

经经性和加工成本；半精加工和精加工时，应在保证加工质量前提下.兼顾切

削效率、经济性和加工成本。详细数值应依照机床阐明书、切削用量手册，并

结合经验而定。

拟定主轴转速时，先查切削用量手册，硬质合盒铳刀加工铸铁（190—260HB）时

切削速度为45—90m/min,<Vc=70m/min,然后依照铳刀直径计算主轴转速,

并填入工序卡片中（若机床为有级调速，应选取与计算成果接近转速）。

n=1000Vc/nD

拟定进给速度时，依照铁刀齿数、主轴转速和切削用量手册中给出每齿进

给量，计算进给速度并填入工序卡片中。

vJ=fn=Jf〃zn

背吃刀量选取应依照加工余量拟定。粗加工时，一次进给应尽量切除所有

余量。在中档功率机床上，背吃刀量可选8〜lOinm。半精加工时，背吃刀量取为

05〜2mm。精加工时，背吃刀量取为0.2〜0.4。通过查表本加工切削用量参数

如表格所示。

切削用量参数表格

刀具编进给量背吃刀

加工内容主轴转速

号

f/(mm量

S/(r/min)

/r)册/mm

T01粗精车外圆表面和端80001

面.25

T09钻中心孔800

T03加工端面槽6000.21

①249.5,mm

T08铳六方5001

0.1

T02钻O25mm孑L5000.151

D07钻定位孔4Xd)17mm5000.1

15

T04车中35mm⑦25nlm孔6000.1

15

T06车端面槽5003

0.1

第三章零件加工

1、零件工艺分析

1.1零件功用分析

连接杆作用是起连接两个运动单元、传递很大扭距力。在动力旋转带动下获得

传动力矩，并能保证反向传动精度和轴向刚度。由于连接杆精度级别较高，普通为

8级，在构造方面含平面、孔以及对称构造，因而，以连接杆为加工对象，通过度

析其加工工艺并编写数控加程序。

1.2零件技术条件分析

1）连接杆是为支撑传动零件，传动扭矩，承受载荷，以及保证装在主轴上工件或

刀具具备一定回转精度。同轴外圆①205"8co.072）公差级别1T8,其表面粗糙度Ra3.2

umo

2）台阶孔公差级别达到了IT8o

3）以A为基准①205〃8（3；2）外圆与左端面垂直度规定为0.04mm。

4）以B为基准右端面与左端面平行度规定为0.04mm。

5）以A为基准中205力8巴,。；2）外圆与右端面垂直度规定为0.04mm。

6）以A为基准①205万8co,0；2）外圆与中241幻同轴度为“。・05m

7）以A为基准①205/78（，。”）外圆与4X617位置度为0.3mm。

8）此外此零件有多处倒角和倒圆角，分别位于工件两端以及孔内。

9）5度锥面规定与基准A同轴，同轴度误差不大于0.03mmo

10）锐边到钝，表面镀锌0.008-0.012mm。

零件机械加工工艺过程卡片

产品型号零件图号

工厂名机械加工工艺过程卡片

产品名称零件名称连接杆共5页笫1页

材料牌毛坯外形⑴257mn和每毛坯可制作每台件备

毛坯种类模锻件111

O

尺寸中83mm数数注

X时

工序号工序名称工序内容车间定位夹紧工艺装备

准终单件

1下料模做余量为4mm

2热解决正火

3车车右端面见平外圆三爪卡盘C614010S

4钻孔钻d)25mm孔、倒内角外圆三爪卡盘C61406min

5车车外圆中253：冲.车台阶中205,072mm.外圆三爪卡盘C6140Imin

①241%mm,倒角

6车车端面<1>249.5川mm槽外圆三爪卡盘C614028S

零件机械加工工艺过程卡片

产品型号零件图号

工厂名机械加工工艺过程卡片

产品名称零件名称连接杆共5页第2贝

材料牌毛坯外形257mm和<I)83mm每毛坯可每台件备

毛坯种类模锻件111

O

尺寸制作数数注

车定位工艺装工时

工序号工序名称工序内容夹紧

同备准终单件

5车车右端面定长、车外圆中79.5mm外圆软三爪卡CK71502min

盘

6粗车车635mm内孔尺寸外圆软三爪卡CK7150Imin

盘、

7粗车车外圆中59.5run外圆软三爪卡CK71502min

盘、顶尖

8粗车车端面槽6179mm尺寸外圆软三爪卡CK7150Imin

盘、顶尖

零件机械加工工艺过程卡片

产品型号零件图号

工厂名机械加工工艺过程卡片

产品名称零件名称连接杆共5页第3页

材料牌毛坯外形(D257mm和(I)83mm每毛坯可每台件备

毛坯种类模锻件111

a尺寸制作数数注

定工时

工序号工序名称工序内容车间夹紧工艺装备

位准终单件

9精车车35炉91nm台阶孔并倒角CK715040S

1)车外圆，精车端面到合格尺寸并倒直外软二爪3min

精车角、圆角圆卡盘、顶CK7150

尖

零件机械加工工艺过程卡片

产品型号零件图号

工厂名机械加工工艺过程卡片

产品名称零件名称连接杆共5页第4页

材料牌毛坯外形<t>257mm和①83nlm每毛坯可每台件备

毛坯种类模锻件111

尺寸制作数数注

定工时

工序号工序名称工序内容车间工艺装备

位夹紧准终单件

11心分度头、加工lOmin

铳削钱六方轴顶尖中心

12钻模夹摇臂8min

钻孔钻4X（I）17mm孔

具钻床

零件机械加工工艺过程卡片

产品型号零件图号

工厂名机械加工工艺过程卡片

产品名称零件名称连接杆共5页5页

材料牌毛坯外形中257mm和①83mm每毛坯可每台件备

毛坯种类模锻件111

尺寸制作数数注

定工时

工序号工序名称工序内容车间夹紧工艺装备

位准终单件

13钳去毛刺虎钳铿刀

14检查按图纸规定检查

15镀锌按图只规定镶一层0.008-0.012锌

16入库

产品型号零件图号

机械加TJT-厅在下上♦片

产品名称零件名称连接杆共灾第页

车间工序号工序名称材料牌号

1检杳45号钢

毛坯种类毛坯外形尺寸每毛珏可制件数文献级号

模锻件IINXX-SK5-34

i设备名称设备型号设备编号工序工时（分）

0257083

夹具编号夹具名称切削液

i

主轴转速切削速度进给量被吃刀量工步工时

工步号工步内容工艺装备进给次数

r/minm/minmnVrmm机动辅助

i检查：对毛坯进行综合检查，与否合乎怪纸工艺规定多次

2

3

4

5

设计（日期）校对（日期）审核（日期）原则化（日期）会签（日期）

机械加TT序卡片产品型号零件图号

产品名称零件名称连接杆4页第页

车间工序号工序名称材料牌号

3车45号钢

15125

毛坯种类毛坯外形尺寸每毛斑可制件数文献编号

区

模锻件HNXX-SK5-34

Lg

5

——耳f*k设备名称设备型号设备编号工序工时（分）

设0

—1CK715060

夹具编号央具名祢切削液

T

工艺主轴转速切削速度进给房被吃刀被工步工时

工步号工步内容进给次数

装备r/minm/minmm/rmm机动辅助

1调头、车端面定长600600.22多次

2车中34.5nm内孔600600.22

3乍外网679mm和中59mm尺寸并俐角CK71505(X)600.252

4采用端面车刀车端面宽槽5(X)600.253

5车孔到合格尺寸并倒用、车外圆和端面到合格尺寸并倒角500400.21

设计（日期）校对（日期）审核（日期）原则化（日期）会签（日期）

机械加工丁庠卡片产品型号零件图号

产品名称零件名称连接杆4页第页

车间工序号工序名称材料牌号

A4铳45号钢

L1

*!1毛坯种类毛坯外形尺寸每毛斑可制件数文献编号

\h模锻件HNXX-SK5-34

-r-bi-Ft设备名称设备型号设备编号工序工时（分）

.1L-

「1加工中心40

A夹具编号央具名祢切削液

主轴转速切削速度进给量被吃刀量工步工时

工步号工步内容工艺装备进给次数

r/minm/minmm/rmm机动辅助

1铳六方加工中心600600.252多次

设计（日期）校对（日期）审核（日期）原则化（日期）会签（日期）

产品型号零件图号

机械加工工序卡片

产品名称零件名称连接杆：'、页第页

车间工序号工序名称材料牌号

4钻45号钢

毛坯种类毛坯外形尺寸每毛圮可制件数文献编号

模锻件HNXX-SK5-34

设备名称设备型号设备算号工序工时（分）

描臂钻

夹具编号夹具名祢切削液

主轴转速切削速.度进给垃