畢業(yè)設計弧形軸數控加工工藝設計

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1、航天職業(yè)技術學院畢業(yè)設計論文 弧形軸數控加工工藝設計 摘要 隨著科技的不斷發(fā)展，數控技術在企業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用。本設計通過對數控加工的工藝特點、加工零件工藝性等進行分析，選擇正確的加工方法，設計合理的加工工藝過程，充分發(fā)揮數控加工的優(yōu)質、高效、低成本的特點。設計說明書以數控車床車削軸類零件為例，根據被加工工件的材料、輪廓形狀、加工精度等選用合適的機床，制定加工方案，確定零件的加工順序，各工序所用刀具，夾具和切削用量等，編寫加工零件的程序。按照說明書要求將加工出零件，并對零件自檢數據進行分析，說明在加工過程中應注意的事項。 關鍵詞 零件圖工藝分析、刀具、切削用量、加工程序、

2、加工注意事項 第一章 引 言 隨著我國工業(yè)化進程的加速，產業(yè)結構的調整和升級，數控技術在現代企業(yè)中得到了廣泛的應用，使制造業(yè)朝著數字化的方向發(fā)展。本設計以熟練掌握數控車床加工為主要目的，在認真分析零件工藝的基礎上，綜合運用《公差》、《機械制造技術》、《數控加工與編程》、《數控加工工藝》等專業(yè)知識，結合數控加工實際操作，按照機械加工工藝規(guī)程的內容，制定出的軸類零件數控加工工藝說明書。 本設計說明書包括零件的工藝分析、零件加工過程、加工注意事項等內容。并詳細介紹零件工藝分析的內容，重點闡述了零件的加工過程，認真分析和解釋零件加工的程序的意義。 本設計在編寫過

3、程中得到多位老師和同學的支持與幫助，多位老師對本設計進行認真的審閱，提出了許多寶貴的修改意見，在此一并表示衷心的感謝。 由于編者水平有限，設計中難免存在一些錯誤，懇請老師和同學批評指正。 編 者 年 月 日 第二章 零件工藝分析 2.1 零件圖的審查 2.1.1 零件圖的完整性與正確性 零件屬于短軸類，零件長度為90mm,從左到右依次為：長40mm、公稱直徑為25mm、長5mm直徑為21mm的圓柱面,長5mm直徑為15mm的槽，有M1810mm的45倒角的普通螺紋；長8.77mm的7錐面；有直徑16mm的圓弧面，直徑為15mm的球面。該零件視圖正確，表達

4、直觀、清楚，繪制符合國家標準，尺寸、公差、表面粗糙度以及技術要求的標注齊全、合理，無熱處理和硬度要求。 2.1.2 零件的技術要求分析 分析零件圖可知:15-13的錐面、φ25mm圓柱面、φ21mm圓柱面粗糙度Ra為3.2μm，其余表面粗糙度Ra為6.3μm。外螺紋中徑、頂徑公差代號為6g。其余尺寸公差等級在IT7～IT10之間。 2.1.3 零件的材料分析 毛坯材料為45#，強度、硬度、塑性等力學性能好，切削性能、熱處理性能等加工工藝性能好，便于加工，能夠滿足使用性能。毛坯下料為φ30mm130mm。 毛坯圖為： 2.1.4 合理的標注尺寸 零件圖上的重要尺寸直接標注，在加工時

5、使工藝基準與設計基準重合，并符合尺寸鏈最短的原則。零件圖上標注的尺寸便于用卡尺或樣板測量。 2.2 確定加工方法 經過分析零件的尺寸精度、幾何形狀精度、位置精度和表面粗糙度要求，確定如下加工方法： （1）外圓表面：粗車——精車 （2）外螺紋：在精車的外圓表面分數次進給加工。 2.3 工藝設備的選擇 2.3.1 機床的選擇 機床選擇的原則: ①要保證加工零件的技術要求，加工出合格的產品。 ②有利于提高生產率。 ③盡可能降低生產成本(加工費用)。 根據毛坯的材料和類型、零件輪廓形狀復雜程度、尺寸大小、加工精度、工件數量、生產條件等要求，選用C

6、K6140數控車床。 2.3.2量具及輔助用具的選擇 加工過程中所需量具有：游標卡尺、千分尺、百分表、表面粗糙度樣板。 輔助用具有：銅片、銅錘等。 2.4 零件的安裝 在數控機床上加工零件時，安裝零件要合理選擇定位基準和夾緊方案，為提高數控機床效率，確定定位基準與夾緊方案時應注意： （1）力求設計、工藝與編程計算的基準統(tǒng)一（基準重合原則）； （2）減少裝夾次數，盡可能在一次定位裝夾后，加工出全部待加工表面（基準統(tǒng)一原則）； （3）避免采用占機人工調整式加工方案，以充分發(fā)揮數控機床的效能。 2.5 選擇夾具 夾具用來裝夾被加工工件以完成加工過程，同時要保證被加工工件的定位精度

7、，并使裝卸盡可能方便、快捷。數控加工的特點對夾具提出了兩個基本要求：一是要保證夾具的坐標方向與機床的坐標方向相對固定；二是要協(xié)調零件和機床坐標系的尺寸關系。 根據零件的尺寸、精度要求和生產條件，選擇最常用的車床通用的三爪自定心卡盤。三爪自定心卡盤可以自動定心，夾持范圍大，適用于截面為圓形、三角形、六邊形的軸類和盤類中小型零件。 2.6 刀具的選擇 數控加工中的刀具選擇和切削用量確定是在人機交互狀態(tài)下完成的要求編程人員必須掌握刀具選擇和切削用量確定的基本原則，在編程時充分考慮數控加工的特點，能夠正確選擇刀刃具及切削用量。 數控刀具有以下特點：①剛性好（尤其是粗加工刀具）、精度高、抗振及熱

8、變形??；②互換性好，便于快速換刀；③壽命高，切削性能穩(wěn)定、可靠；④刀具的尺寸便于調整，以減少換刀調整時間；⑤刀具應能可靠地斷屑或卷屑，以利于切屑的排除；⑥系列化、標準化，以利于編程和刀具管理。 數控機床上用的刀具應滿足安裝調整方便、剛性好、精度高、耐用度好等要求。數控車床兼作粗精車削，粗車時吃刀深、進給快，要求車刀有足夠的強度，能一次進給車去較多的余量；精車時要達到圖樣要求的尺寸精度和較小的表面粗糙度，車去的余量較少，要求車刀鋒利，切削刃平直光潔，必要時還可磨出修光刃。為減少換刀時間、方便對刀、提高生產效率，便于實現機械加工的標準化，在數控車削加工時，應盡量采用機夾刀和機夾片刀，機夾片刀常

9、采0.用可轉位車刀。 刀片材質的選擇主要依據被加工工件的材料、被加工表面的精度、表面質量要求、切削載荷的大小以及切削過程有無沖擊和振動，故加工此零件選擇硬質合金刀片，刀具材料為YT類。 根據零件的外形結構，加工需要如下刀具： 90外圓車刀、切槽刀、60外螺紋刀。 數控加工刀具卡片 產品名稱或代號 零件名稱 典型軸 零件圖號 序號 刀具號 刀具規(guī)格名稱 數量 加工表面 備注 1 T01 90外圓車刀 1 粗車外輪廓表面 2020 2 T02 90外圓車刀 1 精車外輪廓表面 2020 3 T03 切槽刀

10、 1 切4mm槽 B=4mm 2020 4 T04 60外螺紋刀 1 粗、精車螺紋 - 2.7 切削用量的選擇 數控編程時，必須確定每道工序的切削用量，并以指令的形式寫入程序中，切削用量包括主軸轉速、進給速度及背吃刀量等。切削用量的選擇原則是：保證零件加工精度和表面粗糙度，充分發(fā)揮刀具的切削性能，保證合理的刀具壽命，充分發(fā)揮機床的性能，最大限度的提高生產率，降低成本。 根據被加工表面質量要求、刀具材料和工件材料，參考切削用量手冊或有關資料選擇切削速度與每轉進給量，然后利用公式Vc=πdn/1000和Vf=nf，計算主軸轉速。

11、 表 切削用量選擇 主軸轉速s/(r/min) 進給量f/(mm/r) 背吃刀量ap/mm 粗車外圓 800 0.2 1.5 精車外圓 1200 0.1 0.2 粗車螺紋 70 1.5 0.4 精車螺紋 70 1.5 0.1 切槽 115 0.1 - 2.7.1主軸轉速的確定 （1）車外圓時主軸轉速 主軸轉速應根據允許的切削速度和工件（或刀具）直徑來選擇。其計算公式為: n=1000v/ 則：n=100060/3.1425=764.3312r/min 由此取n=800r/min 其中 v —切削速度（m/mi

12、n），由刀具壽命決定； n —主軸轉速（r/min）； d —工件直徑或刀具直徑（mm）。 （2）車螺紋時主軸的轉速 在車削螺紋時，車床的主軸轉速將受到螺紋的螺距P（或導程）大小、驅動電機的升降頻特性，以及螺紋插補運算速度等多種因素影響，故對于不同的數控系統(tǒng)，推薦不同的主軸轉速選擇范圍。螺紋加工時將以特定的進給量切削， CNC在螺紋加工模式下控制主軸轉速與螺紋加工進給同步運行。螺紋加工是典型高進給率加工，比如加工導程為3 mm的螺紋，進給量則是3mm／r。 螺紋加工的主軸轉速直接使用恒定轉速（r/min）編程，而絕不是恒線速度。大多數經濟型數控車床推薦車螺紋時的主軸轉速n(r/m

13、in)為： n≤（1200/P）－k 則：n<=(1200/1.5)—80=720r/min 式中P——被加工螺紋螺距，㎜； k——保險系數，一般取為80。 主軸轉速n最后要根據上述計算值、機床說明書而定，選取機床有的或較接近計算值的轉速。 （4）主軸轉速以及進給率 螺紋加工時將以特定的進給量切削，進給量與螺紋導程相同，CNC在螺紋加工模式下控制主軸轉速與螺紋加工進給同步運行。螺紋加工是典型高進給率加工，比如加工導程為3 mm的螺紋，進給量則是3mm／r。 螺紋加工的主軸轉速直接使用恒定轉速（r/min）編程，而絕不是恒線速度(CSS)，這就意味著準備功能G97必須與地址

14、字S一起使用來指定每分鐘旋轉次數，例如“G97 S500 M03”，表示主軸轉速為500r／min。那么如果加工導程為3mm的螺紋，其進給速度計算如下： F＝700r／min3mm／r＝2100mm／min 為保證正確加工螺紋,在螺紋切削過程中，主軸速度倍率功能失效,進給速度倍率無效。 2.7.2進給速度的確定 進給速度是數控機床切削用量中的重要參數，主要根據零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性質選取。最大進給速度受機床剛度和進給系統(tǒng)的性能限制。 確定進給速度的原則是： （1）當工件的質量要求能得到保證時，為提高生產效率，可選擇較高的進給速度。一般在100～20

15、0mm/min范圍內選取。 （2）在切斷、加工深孔或用高速鋼刀具加工時，宜選擇較低的進給速度，一般在20～50mm/min范圍內選取。 （3）當加工精度、表面粗糙度要求較高時，進給速度應選小一些，一般在20～50mm/min范圍內選取。 （4）當刀具空行程，特別是遠距離“回零”時，可以設定該機床數控系統(tǒng)設定的最高進給速度。 2.7.3背吃刀量的確定 背吃刀量根據機床、工件和刀具的剛度來決定，在剛度允許的條件下，應盡可能使背吃刀量等于工件的加工余量，這樣可以減少走刀次數，提高生產效率。為了保證加工表面質量，可以留少許加工余量，一般為0.2～0.5mm。 切削用量的選擇是否合理，對于能

16、否充分發(fā)揮機床潛力與刀具的切削性能，實現優(yōu)質、高產、低成本和安全操作具有很重要的作用。車削用量的具體選擇如下：粗車時，首先選擇一個盡可能大的背吃刀量，其次選擇一個較大的進給量，最后確定一個合適的切削速度。精車時，加工精度和表面粗糙度要求較高，加工余量不大且均勻，因此選擇較小的背吃刀量和進給量。 如何確定加工時的切削速度，除了可參考《數控加工技術》表2-1列出的數值外，主要根據實踐經驗進行確定。 數控車削用量推薦表 工件材料 工件材料 切削深度/mm 切削速度/（m.min-1） 進給量/（mm.r-1） 刀具材料 碳素鋼 (δb >600Mpa） 粗加工 5～7 60～

17、80 0.2～0.4 YT類 粗加工 2～3 80～120 0.2～0.4 精加工 0.2～0.3 120～150 0.1～0.2 鉆中心孔 500～800 W18Cr4V 鉆孔 ～30 0.1～0.2 切斷（寬度＜5mm） 70～110 0.1～0.2 YT類 鑄鐵 （200HBS以下） 粗加工 50～70 0.2～0.4 YG類 精加工 70～100 0.1～0.2 切斷（寬度＜5mm） 50～70 0.1～0.2 數控此外，在安排粗、精車削用量時，應注意機床說明書給定的允許切削用量范圍，對于主軸采用

18、交流變頻調速的數控車床，由于主軸在低轉速時扭矩降低，尤其應注意此時的切削用量選擇。 2.8對刀點與換刀點的確定 工件裝夾方式確定后，即可通過確定工件原點來確定工件坐標系。如果要運行這一程序來加工工件，必須確定刀具在工件坐標系開始運動的起點。程序起始點或起刀點一般通過對刀來確定，所以，該點又稱為對刀點。在編制程序時，要正確選擇對刀點的位置。對刀點設置原則是：（1）便于數值處理和簡化程序編制；（2）易于找正并在加工過程中便于查找；（3）引起的加工誤差小。對刀點可以設置在加工零件上，也可以設置在夾具或機床上，盡可能設在零件的設計基準或工藝基準上。 換刀點是指加工過程中需要換刀時刀具的相對位置點

19、。換刀點往往設在工件的外部，以能順利的換刀、不碰撞工件和其他部件為準。 本零件將對刀點設在裝夾后右端面中心，換刀點設在離對刀點x、z方向分別為100，100的位置。 2.9工序與工步的劃分 在數控機床上加工零件，工序可以比較集中，一次裝夾應盡可能完成全部工序。常用工序劃分原則有： （1）保證精度原則。數控加工要求工序應盡可能集中，通常粗、精加工在一次裝夾下完成，為減少熱變形和切削力變形對工件的形狀、位置精度、尺寸精度和表面粗糙度的影響，應將粗、精加工分開進行。此時可用不同的機床或不同的刀具進行加工，通常在一次安裝中，不允許將零件的某一部分表面加工完畢后，再加工零件的其他表面。對軸類或盤

20、類零件，將待加工面先粗加工，留少量余量再精加工，以保證表面質量要求。對軸上有孔、螺紋加工的工件，應先加工表面而后加工孔、螺紋。 （2）提高生產效率的原則。在數控加工中，為減少換刀次數，節(jié)省換刀時間，應在需用同一把刀加工的加工部位全部完成后，再換另一把刀來加工其他部位。同時應盡量減少空行程，當用同一把刀加工工件的多個部位時，應以最短的路線到達各加工部位。 按照上述劃分原則，綜合本零件的工藝性，裝夾一次為一個工序，換一次刀為一個工步。故加工此零件劃分一個工序，加工右端為一道工序，有4個工步。 2.10 加工路線的確定 在數控加工中，刀具刀位點相對于工件的運動軌跡和方向稱為加工路線。即刀具從

21、對刀點開始運動起，直至結束，加工程序所經過的路徑，包括切削加工的路徑及刀具引入、返回等非切削空行程。 加工路線的確定原則主要有以下幾點： （1）應能保證零件的加工精度和表面粗糙度的要求，且效率高。 （2）應盡量縮短加工路線，既可以減少程序段，又可以減少刀具空程移動時間。 （3）應使數值計算簡單，以減少編程工作量。 此外，確定加工路線時，還要考慮工件的加工余量和機床、刀具的剛度等情況，確定是一次走刀，還是多次走刀完成加工。 按照上述原則，確定如下加工路線： ①夾φ30mm毛坯，平端面； ② 粗車φ25mm外圓柱面、φ21mm圓柱面、φ18mm圓柱面、錐面、R8mm圓弧、φ15mm

22、球面； ③ 精加工上述輪廓； ④ 切槽； ⑤ 車M181.5螺紋。 第三章 加工工序的設計 經過零件的工藝分析，確定加工零件時采用夾持一頭加工，編程時尺寸公差取中間值。 編程所用尺寸說明：Sφ15mm圓球面，Sφ15mm圓球面與R8mm圓弧面相交處，此點距零件右端面距離為11.242mm，R8mm圓弧面，R8mm圓弧面與15-13錐度相交點距右端面距離為19.224mm，7錐面小端的直徑為13mm，φ15mm圓柱面長度為3mm，φ18圓柱面的長度為14mm，φ21mm圓柱面長度為5mm，φ25mm圓柱面長度為40mm， 3.1 工序 3.1.1 確定工件坐標系 裝夾

23、毛坯φ30mm外圓，平端面，對刀，將工件原點設在右端面中心（此端面為精加工表面，以后不再加工）。換刀點選在離對刀點x、z方向分別為100，100的位置。 3.1.2 工件的裝夾方式 用三爪自定心卡盤夾毛坯φ30mm外圓，探出100mm左右，車零件右端至φ25mm與φ300mm處。 3.1.3 加工刀具的選擇 T0101——90外圓車刀，車端面，粗車外圓，刀尖圓弧半徑0.8mm。 T0202——90外圓車刀，精車外圓，刀尖圓弧半徑0.8mm。 T0303——4mm切槽刀，車槽，刀尖圓弧半徑0.8mm。 T0404——4外螺紋刀，車螺紋，刀尖圓弧半徑0.8mm。 3.1.4 切削用

24、量計算 根據《數控車削用量推薦表》,選擇合適的切削用量。 （1） 車端面時選擇主軸轉速為600r/min； （2） 粗車外圓時，選取Vc=60m/min，f=0.2mm/r，ap=2mm，粗加工時直徑為25mm。 則：主軸轉速：n =1000Vc/πd =[（100060）/（3.1425）]r/min=764.3312r/min 進給速度：F =fn =（0.2764.3312）mm/min=152.866mm/min 考慮刀具強度、機床剛度等實際情況，選擇n=800r/min，F=50mm/min，ap=2mm。 （3） 精車外圓時，選取Vc=100m/min，f=0.

25、1mm/r，ap=0.2mm，精加工時取直徑25mm。 則：主軸轉速：n =1000Vc/πd =[（1000100）/（3.1425）]r/min=1273.885r/min 進給速度：F =fn=0.11273.885mm/min=127.38mm/min 考慮刀具強度、機床剛度等實際情況，選取n=1200r/min，F=30r/min，ap=0.2mm。 （4）車槽時，選擇Vc=70m/min，f=0.1mm/r，車槽時直徑為18mm。 則：主軸轉速：n =1000Vc/πd =[（100070）/（3.1418）]r/min=1238.5r/min 進給速度：F

26、=fn=（0.11238.5）mm/min=123.85mm/min 考慮刀具強度、機床剛度等實際情況，選取n=400r/min，F=30r/min。 （5） 車螺紋時，主軸轉速n≤（1200/P）－k，k為安全系數，一般取80。 則：n≤[（1200/1.5）-80]/r/min=720r/min 考慮刀具強度、機床剛度等實際加工情況，選取n=400r/min. 由于螺紋不能一次切削加工出所需深度，所以總深度必須分成一系列可操控的深度，每次的深度取值，不僅要考慮螺紋直徑，還要考慮加工條件：刀具類型、材料以及安裝的總體剛度。 螺紋加工中隨著切削深度的增加，刀片上的切削載荷

27、越來越大。對螺紋、刀具或兩者的損壞可以通過保持刀片上的恒定切削載荷來避免。要保持恒定切削載荷，一種方法是逐漸減少螺紋加工深度。 每次切削深度的計算并不需要復雜的公式,但需要一些常識和經驗。螺紋加工循環(huán)在控制系統(tǒng)中建立了自動計算切削深度的算法，手動計算的邏輯是一樣的。有關螺紋加工的一些數值可由下面列出經驗計算方法得到： 外螺紋小徑=外圓直徑－2牙高； 螺紋牙高=0.61343P≈0.6P 走刀次數=2.8P+4； =0.947/√5=0.4235mm =0.4235/√5=0.1894mm 式中：P為螺紋導程，單線螺紋導程與螺距相同 車三角形外螺紋時，由于受車刀擠壓會使螺紋大

28、徑尺寸脹大，所以車螺紋前大徑一般應車得比基本尺寸小約0.1P。車削三角形內螺紋時，內孔直徑會縮小，所以車削內螺紋前的孔徑要比內螺紋小徑略大些，可采用下列近似公式計算： ①車外螺紋前外圓直徑=公稱直徑D－0.1P； ②車削塑性金屬的內螺紋底孔直徑≈公稱直徑d—P ③車削脆性金屬的內螺紋底孔直徑≈公稱直徑d一1.05P 在此車削外螺紋，則選擇第一種公式計算。切削用量見表。 3.1.5 工藝路線 （1）用1號端面車刀手動平端面； （2）用2號90外圓車刀使用G71外圓粗車復合循環(huán)粗車零件右端外輪廓：φ25mm圓柱面、φ21mm圓柱面7錐面、φ18mm圓柱面、φ15mm球面； （3

29、）用2號90外圓車刀精車上述輪廓； （4）用3號切槽刀車φ18mm圓柱面上的退刀槽； （5）用4號60外螺紋刀車M181.5螺紋； 3.1.6 加工程序 O0001； 程序頭 T0101； 選擇1號90外圓車刀，建立工件坐標系 M03S800M08； 主軸以800r/min的速度正轉，切削液開 G00X100Z100； 將刀具定位在工件以外 X28Z5； G01Z-90F0.2； G00X30Z2； X26； G01Z-90； G00X30Z2； X24； G01Z-50； G00X30Z2； X22； G01Z

30、-45； G00X30Z2； X20； G01Z-45； G00X30Z2； X18； G01Z-31； G00X100Z100； G73U2W2R2； G73P10Q20U0.5W0.1F0.2； 外輪廓粗車循環(huán)并指定精車路線N10～N20 G00X100； 刀具移動到換刀點 Z100； N10G42G00X20； 刀具移動到x20mm處 Z5； 刀具移動到z5mm處 G01Z0； 刀具直線走刀到Z0處，粗車外輪廓 G02X13Z-11.242R7

31、.5； 順時針圓弧插補 G03Z-19.224R8； 逆時針圓弧插補 G01X15Z-28； 直線走刀 Z-31； X16W-1.5； Z-45； X21； Z-50； X25； Z-92； N20X35； 粗車外輪廓結束 G00X100； 刀具快速運動到換刀點 Z100； M05T0100M09； 主軸停轉，換刀，切削液關 T0202M03S1200M08； 換刀，主軸以1200r/min的速度正轉，切削液開 G00X25； Z

32、2； G70P10Q20F0.1； 精車循環(huán) G00X100； Z100G40； 回到換刀點，取消刀補 M05M09T020； T0303M03M08S400； 換刀，主軸以400r/min的速度正轉，切削液開 X24； 刀具移動到X24mm處 Z-45； 刀具移動到Z-45mm處 G01X15F30；

33、 直線走刀到X15mm處，進給速度為30mm/min G04P2000； 槽底暫停2s G01X30； G00X100Z100； 回換刀點 M05M09T0300； G96S70M03 ； 主軸以恒線速70r/min正轉 T0404M08； 換螺紋刀，切削液開 G00X25Z-28； 快速進刀 N50G92X17.85Z-43F1.5； 車

34、螺紋 X17.40； X17.04； X16.74； N60X16.65； G00X100Z100； 車螺紋結束，刀具回到換刀點 M05M09T0400； T03T03M03M08； 換螺紋刀，主軸正傳，切削液開 S400； 主軸轉速為400r/min G00X35Z-94； 刀具快速移動 G01X0F30； 刀具以30mm/r進給到X0處 X35； G

35、00X100Z100； 刀具快速移動到換刀點 T0300M05M09； 主軸停轉，切削液關 M30； 程序停止 3.1.7 加工工序卡片 工序號 程序 編號 零件 圖號 零件 名稱 使用 設備 產品 名稱 夾具 名稱 夾具 編號 材料 1 0001 弧形軸 數控 車床 三爪 卡盤 1 45# 加工 內容 刀具號 刀具 名稱 刀具 規(guī)格/mm 切削三要素 加工 余量/mm 備注 主軸 轉速 被吃 刀量 進給 速度 r/

36、min mm mm/min 車端面 T01 90外圓車刀 0.8 800 0.2 50 0 手動 粗車 外圓 T01 90外圓車刀 0.8 800 0.2 50 0.5 自動 精車 外圓 T02 90外圓車刀 0.8 1200 0.1 30 0 自動 切槽 T03 切槽刀 4 400 0.1 30 0 自動 車螺紋 T04 60外螺紋刀 0.8 70 0.5 30 0 自動 3.1.8 加工中的難點與解決方案 （1）螺紋切削說明： 螺紋切削應注意在兩端設置足夠的升速進刀段和降速退刀段，

37、以剔除兩端因變速而出現的非標準螺距的螺紋段； ① 在螺紋切削過程中，進給速度修調功能和進給暫停功能無效； ② 在螺紋加工過程中，不應該使用恒線速控制功能； ③ 從粗加工到精加工，主軸轉速必須保持一致，否則螺距將發(fā)生變化。 （2）螺紋加工，當牙型較深，螺距較大時，可分數次進給，常用螺紋切削的進給次數與背吃刀量參考《數控加工與編程》表2-2 （3）外圓車刀刀尖為圓弧，可以提高加工表面粗糙度。加工時采用這樣的車刀車內、外圓和端面時，刀尖圓弧不影響加工尺寸和形狀，但轉角處的刀尖無法車出，并且在切削錐面或圓弧面時，會造成過切或少切，因此，在加工時要采用刀尖半徑補償來消除誤差。 第四章 注

38、意事項 4.1 數控車床操作注意事項 （1）程序輸入階段 ① 程序輸入時應正確，避免字母、數字和符號的輸入錯誤。 ② 程序輸入應符合系統(tǒng)格式。 （2）零件加工階段 ① 檢查數控系統(tǒng)是否已回參考點。 ② 安裝車刀，確認車刀安裝的刀位和程序中編程所需的刀號一致。 ③ 對刀。 ④ 車刀對刀完畢后，應確認對刀的正確性，確認精車刀對刀的精確性。 ⑤ 加工前仔細檢查和確認是否符合自動加工運行模式。 在數控車間操作機床時要注意安全，嚴格按照《數控機床設備安全操作規(guī)程》要求操作。 第五章 成品自檢數據 零件的加工質量包括加工精度和表面質量。 加工精度是指實際零件的形狀、尺寸和理

39、想零件的形狀、尺寸相符合的程度。其中加工精度有尺寸精度、形狀精度和位置精度，尺寸精度是指實際零件的尺寸和理想零件的尺寸相符合的程度， 常用游標卡尺、百分尺等來檢驗。零件的形狀精度是指同一表面的實際形狀與理想形狀相符合的程度，形狀精度通常用直尺、百分表、輪廓測量儀等來檢驗。位置精度是指零件點、線、面的實際位置與理想位置相符合的程度，位置精度常用游標卡尺、百分表、直角尺等來檢驗。 表面質量的指標有表面粗糙度、表面加工硬化的程度、殘余應力的性質和大小，表面質量的主要指標是表面粗糙度。表面粗糙度用表面粗糙度樣板測量。 經測量，零件總長為90mm，M181.5所在圓柱面長度為10mm，實際槽寬為4m

40、m，槽深為1.5mm，φ15mm圓柱面實際測量為φ14.995mm，φ 21mm圓柱面實際測量為φ20.99mm球面直徑為15mm，尺寸均在公差允許范圍之內，表面粗糙度符合技術要求，故此零件加工合格。 致 謝 本設計是在方波老師、熊霞麗老師和周成松老師悉心指導和大力支持下完成的。從本課題的選題到設計的全部完成，三位老師多次詢問設計進程，并為我指點迷津，開拓設計思路，精心點撥，熱忱鼓勵。他們以其嚴謹求實的治學態(tài)度、高度的敬業(yè)精神、兢兢業(yè)業(yè)、孜孜以求的工作作風和大膽創(chuàng)新的進取精神對我產生重要影響。他們淵博的知識、開闊的視野和敏銳的思維給了我深深的啟迪。同時在此次畢業(yè)設計過程中我也進一步

41、的學到了數控加工多方面的知識，實際動手操作技能有了很大的提高。感謝方老師、熊老師和周老師！ 另外，我還要特別感謝吳超、饒婷、劉麗平、袁海波、李書林、方飛虎等同學在設計過程中給予我的幫助與支持，感謝設計小組每位成員對課題的積極討論，感謝寢室的每一位姐妹為我創(chuàng)造的舒適、溫馨的環(huán)境，使我得以順利完成畢業(yè)設計。 感謝三年來對我教育培養(yǎng)的老師，感謝學院領導、系領導、各位老師，為我提供了良好的設計條件，謹向所有老師表示最誠摯的敬意和謝意。 最后，再次對關心、幫助我的老師和同學表示衷心地感謝！ 設計小結 時至今日，一個半月的畢業(yè)設計終于畫上了圓滿的句號。畢業(yè)設計的整個過程，有苦也有甜，不過樂趣

42、也盡在其中！ 通過編寫軸類零件數控加工工藝設計說明書，我掌握了編寫零件加工工藝規(guī)程的步驟。從課題分析開始，再進行總體設計、詳細設計,最后到加工出符合技術要求的零件。每一步都讓我將理論學習的知識應用到實踐中去，使我掌握了一整套規(guī)范的設計操作流程。首先從零件工藝分析入手，審查零件圖，明確零件各部分的尺寸和精度要求，根據數控加工工藝性，正確選擇加工方法、加工路線，合理選擇刀具和切削用量，按照加工工藝步驟編寫數控加工程序。 在設計準備階段，我總結學過的專業(yè)知識，到圖書館、上網查找資料，搜集各種能輔助設計的知識。設計過程中，運用綜合知識進行考慮，遇到不懂的問題及時向老師請教，或與同學討論。從開題報告

43、的格式，到加工過程中應正確分析零件的裝夾定位、劃分加工工序，從選擇合理的刀具，到切削用量的確定，從編寫加工程序到數控車床上切削加工，方波老師都細心的講解，設計中遇到的每個細節(jié)問題都和同學認真討論。在方波老師、熊霞麗老師和周成松老師的悉心指導下，我從開題報告做起，進行零件工藝分析、裝夾方案的確定、加工工序劃分、選擇合理的刀具、確定切削用量、擬訂數控加工工序卡片、編寫加工程序、加工零件并自檢、編寫整理設計說明書等過程。通過小組討論、老師指導，我的畢業(yè)設計最終得以順利完成。 在進行畢業(yè)設計的一個月里，我不斷的學習、不斷的積累，專業(yè)技能和綜合技能不斷的提高。尤其是數控車床操作熟練度大大提高，熟練掌握

44、了操作面板各功能鍵的作用、對刀的技巧。在設計過程中我收獲最大的除了鞏固專業(yè)技能外，計算機水平也有大步提升。從Office辦公軟件到AutoCAD、Pro/E繪圖軟件的應用能力，我都有進一步的提高。在設計說明書的整體排版時，嚴格按照設計指導書的要求選擇字體、大小，設置合適的段落、間距等格式，利用AutoCAD繪制零件圖、工序簡圖，利用Pro/E繪制零件立體圖形。遇到不明白的格式設置、尺寸標注等問題，及時查閱相關書籍，請教同學，增強了我的自學能力。通過學習我加深了對計算機應用的了解，還學會了創(chuàng)建各種格式的頁眉、頁腳，插入目錄等重要的實用格式，學會了圖形文件在Word、AutoCAD與Pro/E之間

45、的轉換。 通過這次的畢業(yè)設計我收獲很多：首先，畢業(yè)設計是對我三年來所學專業(yè)知識是否踏實的檢驗，讓我對三年所學知識進行了綜合，也讓我溫習了一些已經快要淡忘的專業(yè)知識；其次,它提高了我們的自學能力，讓我們通過查閱資料,參考別人的優(yōu)秀作品,學到了許多書本上根本就沒有的知識,也進一步提高了我們對機械行業(yè)的了解, 增強了我們對專業(yè)的熱愛，以及對數控機床操作的熟練度,為以后的學習打下堅實的基礎；最重要的是,這次畢業(yè)設計讓我們體會到團隊合作的重要性，眾人劃槳開大船，只有在同學的幫助與支持下才能在這么短的時間內完成畢業(yè)設計。同時我也充分認識到自身的不足：知識面窄，知識的綜合應用能力不熟練。 科技的高速發(fā)展

46、，信息的不斷進步，數控技術在現在工業(yè)發(fā)展中起著越來越重要的作用，我們只有不斷的學習，才能適應科技的發(fā)展，時代的進步，成為既具有堅實的理論基礎，又有過硬的實踐操作能力的復合型技術人才。 參 考 文 獻 1、 詹華西編．《數控加工與編程》．西安電子科技大學出版社，2004年 2、 余英良編．《數控加工編程及操作》．高等教育出版社，2005年 3、 李華編．《機械制造技術》．高等教育出版社，2006年 4、 第一屆全國數控技能大賽組委會編．《決賽試題解析與點評》．中國科技技術出版社，2005年 5、 朱淑萍編．《機械加工工藝及裝備》．機械工業(yè)出版社，2002年 6、 陳子銀，徐

47、鯤鵬編．《數控加工技術》．北京理工大學出版社，2006年 7、 武漢華中數控股份有限公司．《數控車床編程與操作基礎》 8、 薛彥成編．《公差配合與技術測量》．機械工業(yè)出版社．2005年 附 錄 附錄一 常用公制螺紋切削的進給次數與背吃刀量（雙邊） mm 螺距 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 牙深 0.694 0.947 1.299 1.624 1.949 2.273 2.598 背吃刀量和切削次數 1次 0.7 0.8 0.9 1.0 1.2 1.5 1.5 2次 0.4 0.6 0

48、.6 0.7 0.7 0.7 0.8 3次 0.2 0.4 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 4次 0.16 0.4 0.4 0.4 0.6 0.6 5次 0.1 0.4 0.4 0.4 0.4 6次 0.15 0.4 0.4 0.4 7次 0.2 0.2 0.4 8次 0.15 0.3 9次 0.2 附錄二 數控機床設備安全操作規(guī)程 （1）嚴禁穿背心、短褲和拖鞋進入本實訓中心，避免發(fā)生意外，女生戴帽，長發(fā)盤

49、發(fā)扎緊。 （2）本實訓中心的設備、儀器、工具等，應按有關規(guī)定放置，妥善保管。 （3）在實訓前，學生必須熟悉實訓的目的和要求。 （4）在實訓中，未經教師允許不得接通電源。 （5）操作機床，必須穿工作服，嚴禁戴手套操作。 （6）操作時應按程序正確操作，工件夾緊后，必須取下卡盤扳手。 （7）操作過程中，遇到設備報警應及時請教指導老師并按下急停按鈕。 （8）清除切削時要用刷，不能用棉紗或用嘴吹。 （9）嚴禁在實習車間內打鬧，玩耍。 （10）設備操作完畢后，切斷電源，認真做好車間衛(wèi)生、機床保養(yǎng)工作。 附錄三 指令字符 機能 地址 意義 零件程序

50、號 % 程序編號 程序段號 N 程序段編號 準備機能 G 指令動作方式 尺 寸 字 X、Y、Z、A、B、C、 U、V、W 坐標軸的移動命令 R 圓弧半徑 I、J、K 圓心相對起點坐標 進給速度 F 進給速度的指定 主軸機能 S 主軸轉速 刀具機能 T 刀具編號的指定 輔助機能 M 輔助功能 補償號 D 刀具半徑補償號 暫停 P、X 暫停時間指定（秒） 程序段指令 P 子程序號指定 參數 P、Q、R、U、W、 I、K、C、A 車削復合參數 倒角控制 C、R 倒直角、圓角 附錄四 常用G指令

51、代碼 代碼 意義 代碼 意義 G00 快速點定位 G71 車外圓復合循環(huán) G01 直線插補 G72 車端面復合循環(huán) G02 順圓插補 G73 車閉環(huán)復合循環(huán) G03 逆圓插補 G76 車螺紋復合循環(huán) G32 螺紋切削 G80 車外圓固定循環(huán) G04 暫停延時 G81 車端面固定循環(huán) G20 英制單位 G82 車螺紋固定循環(huán) G21 公制單位 G90 絕對坐標編程 G28 回參考點 G91 增量坐標編程 G29 參考點返回 G92 工件坐標系指定 G36/G37 直徑/半徑編程 G94 每分鐘進

52、給方式 G40 刀補取消 G95 每轉進給方式 G41 左刀補 G96 恒線速方式 G42 右刀補 G97 恒轉速方式 附錄五 機械加工工藝過程卡片及工序卡 27 機械加工工藝過程卡片 產品型號 零件圖號 FJLG-41 產品名稱 風能推料裝置 零件名稱 曲軸小端 共 1 頁 第 1頁 材料牌號 LY12 毛坯種類 棒料 毛坯外形尺寸 30130mm 每毛坯可制作數 1 每臺件數 1 備注 件 工序號 工序名稱 工序內容 車間 工段 設備 刀具 量具

53、 工時/min 10 備料 鋸φ30130mm，去毛刺. 備料 鋸料 GW4028/A 卷尺 20 粗車外圓端面 1.三爪卡左端，車平右端面； 機一 CK6140 左偏刀 游標卡尺 2.粗車外圓及各外表面右端至φ2590mm； 左偏刀 游標卡尺 30 精車外圓端面 精車外圓及各外表面右端至φ2590mm； 左偏刀 游標卡尺 40 切槽 切φ154mm的槽 切槽刀 游標卡尺 50 車螺紋 車M1810mm的螺紋 60外螺紋刀

54、 切斷 90mm處切斷 切槽刀 游標卡尺 編制 (日期) 審核 (日期) 標準化 (日期) 會簽 (日期) 更改文件號 標記 處數 簽字 日期 四川航天學院 機械加工工序卡 產品型號 零件圖號 01 產品名稱 弧形軸 零件名稱 曲軸小端 共 6 頁 第 1 頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 金切 10 備料 4

55、0# 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制作數 每臺件數 棒料 φ30130mm 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 CK6140 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 三爪卡盤 工位夾具編號 工位器具名稱 工序工時 準終 單件 工步號 工步名稱 工藝裝備 主軸轉速(r/min) 切削速度(m/min) 進給量(mm/r) 背吃刀量(mm) 進給次數 工時/min 機動 單件 01 鋸φ30130mm . CK6140 800 50 0.2 1.5 1

56、 編制 (日期) 審核 (日期) 標準化 (日期) 會簽 (日期) 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 四川航天學院 機械加工工序卡 產品型號 零件圖號 01 產品名稱 弧形軸 零件名稱 曲軸小端 共 6 頁 第2 頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號

57、 金切 20 粗車 40# 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制作數 每臺件數 棒料 φ30130mm 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 CK6140 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 三爪卡盤 工位夾具編號 工位器具名稱 工序工時 準終 單件 工步號 工步名稱 工藝裝備 主軸轉速(r/min) 切削速度(m/min) 進給量(mm/r) 背吃刀量(mm) 進給次數 工時/min 機動 單件 01 三爪卡盤夾持左端. 0.12 02 車端面，

58、粗車外圓φ2690mm CK6140 800 50 0.2 1.5 0.55 編制 (日期) 審核 (日期) 標準化 (日期) 會簽 (日期) 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 四川航天學院 機械加工工序卡 產品型號 零件圖號 01 產品名稱 弧形軸 零件名稱 曲軸小端 共 6 頁 第3 頁 車間

59、 工序號 工序名稱 材料牌號 金切 30 精車 40# 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制作數 每臺件數 棒料 φ30130mm 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 CK6140 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 三爪卡盤 工位夾具編號 工位器具名稱 工序工時 準終 單件 工步號 工步名稱 工藝裝備 主軸轉速(r/min) 切削速度(m/min) 進給量(mm/r) 背吃刀量(mm) 進給次數 工時/min 機動 單件 01 精車外圓至φ2590mm CK6140

60、 1200 30 0.1 0.2 0.12 編制 (日期) 審核 (日期) 標準化 (日期) 會簽 (日期) 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 四川航天學院 機械加工工序卡 產品型號 零件圖號 01 產品名稱 弧形軸 零件名稱 曲軸小端 共 6 頁 第4 頁 車間

61、 工序號 工序名稱 材料牌號 金切 40 切槽 40# 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制作數 每臺件數 棒料 φ30130mm 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 CK6140 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 三爪卡盤 工位夾具編號 工位器具名稱 工序工時 準終 單件 工步號 工步名稱 工藝裝備 主軸轉速(r/min) 切削速度(m/min) 進給量(mm/r) 背吃刀量(mm) 進給次數 工時/min 機動 單件 01 切槽φ254mm CK6140 115

62、 30 0.1 0.12 編制 (日期) 審核 (日期) 標準化 (日期) 會簽 (日期) 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 四川航天學院 機械加工工序卡 產品型號 零件圖號 01 產品名稱 弧形軸 零件名稱 曲軸小端 共 6 頁 第5頁 車間 工序號

63、工序名稱 材料牌號 金切 50 車螺紋 40# 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制作數 每臺件數 棒料 φ30130mm 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 CK6140 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 三爪卡盤 工位夾具編號 工位器具名稱 工序工時 準終 單件 工步號 工步名稱 工藝裝備 主軸轉速(r/min) 切削速度(m/min) 進給量(mm/r) 背吃刀量(mm) 進給次數 工時/min 機動 單件 01 粗車螺紋φ181.5mm CK6140 70 30 1.5 0.4 0.55 0.2 精車螺紋φ181.5mm CK6140 70 30 1.5 0.1 0.12 編制 (日期) 審核 (日期) 標準化 (日期) 會簽 (日期) 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 四川航天學院 機械加工工序卡 產品型號 零件圖號 01 產品