畢業(yè)設計（論文）高速軸工藝設計與數(shù)控加工

1、 畢業(yè)設計用紙目 錄摘 要第一章 緒論21.1 課題研究的背景與意義21.2數(shù)控加工的發(fā)展與現(xiàn)狀21.3課題研究的內(nèi)容3第二章 機械加工工藝過程分析42.1 零件圖樣分析52.1.1 結(jié)構(gòu)分析52.1.2 精度分析52.1.3 毛坯的選擇52.2 定位基準選擇62.3工藝路線的擬定72.3.1加工方法的確定72.3.2工藝階段的劃分82.3.3工序的劃分82.3.4加工順序的安排92.3.5制定加工工藝10第三章 數(shù)控加工163.1 加工順序（工步順序）163.2工藝裝備的選擇173.2.1機床的選擇173.2.2工件的裝夾183.2.3刀具183.2.4量具193.3確定工序尺寸193.4確

2、定切削用量213.4.1背吃刀量ae的選擇223.4.2進給量f的選擇223.4.3切削速度ve的選擇223.5數(shù)控加工編程23第四章 總 論26參考文獻27致謝28 附錄a刀具卡片 附錄b工藝卡片 附錄c數(shù)控加工工序卡 附錄d零件圖 第一章 緒論1.1 課題研究的背景與意義 隨著科技不斷的發(fā)展和進步，隨著社會也不斷的在進步，制造也再不斷的提高，數(shù)控技術(shù)的引用呈現(xiàn)出突飛猛進的趨勢，特別是在計算機技術(shù)飛速發(fā)展的同時數(shù)控機床也得到了相應的提高。數(shù)控機床是現(xiàn)在高精度自動化設備，綜合應用計算機、自動控制、自動檢測及精密機械等高新技術(shù)的產(chǎn)物，是典型的機電一體化產(chǎn)品。數(shù)控技術(shù)也從另一個方面反映出了我們國家

3、的制造業(yè)，發(fā)展數(shù)控機床是當今我們國家機械制造業(yè)技術(shù)改造的必經(jīng)之路，是未來自動化工廠的基礎。隨著數(shù)控機床的廣泛運用現(xiàn)代企業(yè)對零件的精度也有所提高，對于數(shù)控技術(shù)人才要求也越來越大。作為一名數(shù)控專業(yè)的大學生，在這三年的學習當中學習到了相關(guān)專業(yè)的知識進行檢測，為了提高自身的數(shù)控技術(shù)的本領，鞏固自己所學習的為以后進入社會工作打下結(jié)實的基礎，應此，我們要了解數(shù)控加工的一些背景與意義。1.2數(shù)控加工的發(fā)展與現(xiàn)狀 進入21世紀,我國機床制造業(yè)既面臨著提升機械制造業(yè)水平的需求而引發(fā)的制造裝備發(fā)展的良機,也遭遇到加入wto后激烈的市場競爭的壓力。從技術(shù)層面上來講,加速推進數(shù)控技術(shù)將是解決機床制造業(yè)持續(xù)發(fā)展的一個關(guān)

4、鍵。 數(shù)控機床及由數(shù)控機床組成的制造系統(tǒng)是改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)、構(gòu)建數(shù)字化企業(yè)的重要基礎裝備，它的發(fā)展一直備受人們關(guān)注。數(shù)控機床以其卓越的柔性自動化的性能、優(yōu)異而穩(wěn)定的精度、靈捷而多樣化的功能引起世人矚目，它開創(chuàng)了機械產(chǎn)品向機電一體化發(fā)展的先河，因此數(shù)控技術(shù)成為先進制造技術(shù)中的一項核心技術(shù)。另一方面，通過持續(xù)的研究，信息技術(shù)的深化應用促進了數(shù)控機床的進一步提升。 數(shù)控機床出現(xiàn)至今的50年，隨科技、特別是微電子、計算機技術(shù)的進步而不斷發(fā)展。美、德、日三國是當今世上在數(shù)控機床科研、設計、制造和使用上，技術(shù)最先進、經(jīng)驗最多的國家。因其社會條件不同，各有特點。美國的特點是，政府重視機床工業(yè)，美國國防部等部門不

5、斷提出機床的發(fā)展方向、科研任務和提供充足的經(jīng)費，且網(wǎng)羅世界人才，特別講究“效率”和“創(chuàng)新”，注重基礎科研。 數(shù)控機床具有以下三大突出的特點：利用二進制數(shù)學方式輸入，加工過程可任意編程，主軸及進給速度可按加工工藝需要變化，且能實現(xiàn)多座標聯(lián)動，易加工雜曲面。對於加工對象具有“易變、多變、善變”的特點，換批調(diào)整方便，可實現(xiàn)雜件多品種中小批柔性生產(chǎn)，適應社會對產(chǎn)品多樣化的需求。但價格較昂貴，需要正確分析其使用的經(jīng)濟合理性。 利用硬件和軟件相組合，能實現(xiàn)信息反饋、補償、自動加減速等功能，可進一步提高機床的加工精度、效率、自動化程度；是以電子控制為主的機電一體化機床，充分發(fā)揮了微電子、計算機技術(shù)特有的優(yōu)點

6、，易於實現(xiàn)信息化、智能化、網(wǎng)絡化，可較易地組成各種先進制造系統(tǒng)，如fms、ftl、fa，甚至將來的cims，能最大限度地提高工業(yè)的生產(chǎn)率、勞動生產(chǎn)率。 1.3課題研究的內(nèi)容 減速器在原動機和工作機或執(zhí)行機構(gòu)之間起匹配轉(zhuǎn)速和傳遞轉(zhuǎn)矩的作用，在現(xiàn)代機械中應用極為廣泛。減速器按用途可分為通用減速器和專用減速器兩大類，兩者的設計、制造和使用特點各不相同。20世紀7080年代，世界上減速器技術(shù)有了很大的發(fā)展，且與新技術(shù)革命的發(fā)展緊密結(jié)合。減速器是原動機和工作機之間的獨立的閉式傳動裝置，用來降低轉(zhuǎn)速和增大轉(zhuǎn)矩，以滿足工作需要，在某些場合也用來增速，稱為增速器。選用減速器時應根據(jù)工作機的選用條件，技術(shù)參數(shù)，

7、動力機的性能，經(jīng)濟性等因素，比較不同類型、品種減速器的外廓尺寸，傳動效率，承載能力，質(zhì)量，價格等，選擇最適合的減速器。減速器是一種相對精密的機械，使用它的目的是降低轉(zhuǎn)速，增加轉(zhuǎn)矩。通過研究高速軸的加工，如何從毛坯根據(jù)圖紙要求加工出零件。從毛坯開始，怎樣合理的選擇毛坯材料，認真讀懂零件圖紙，查找相關(guān)資料，綜合分析，確定加工余量，考慮如何裝夾，加工順序的安排，制定零件的加工工藝，選擇加工機床，根據(jù)不同的精度要求制定要求不同的加工工藝路線，要達到圖紙要求的精度，又該經(jīng)過怎么的加工處理等等。 第二章 機械加工工藝過程分析 圖 1.1所示為減速機中的高速軸，此為軸類零件，結(jié)構(gòu)形狀復雜，是適合數(shù)控車削加工

8、的一種典型零件。加工批量為單件加工，下面就該零件的工藝分析過程進行分析。 圖1.1高速軸2.1 零件圖樣分析2.1.1 結(jié)構(gòu)分析 如圖1.1高速軸，此零件由端面、圓柱面、臺階面、順圓弧面、切槽、鍵槽面逆圓弧面及倒角等構(gòu)成。2.1.2 精度分析 如圖1.1高速軸：55-00.019 外圓臺階 精度等級為it6，表面粗糙度0.8m ，55-00.019 軸線與65+0.021 +0.002軸線的圓跳度為0.015550.095外圓臺階 精度等級為it6，表面粗糙度0.8m ，550.095軸線與65+0.021 +0.002軸線的同軸度為0.02565外圓臺階 自由公差，表面粗糙度12.5m 70

9、-0.012 -0.035 外圓 精度等級為it7，表面粗糙度0.8m ，70-0.012 -0.035軸線與55-00.019 軸線和65+0.021 +0.002軸線的圓跳度為0.0152x68.5切槽 自由公差，表面粗糙度12.5m 65+0.021 +0.002外圓臺階 精度等級為it6，表面粗糙度0.8m ，65+0.021 +0.002軸線與550.095軸線的同軸度為0.02562 0 -0.5切槽 精度等級為it9，表面粗糙度12.5m 54外圓臺階 自由公差，表面粗糙度12.5m 42+0.022 +0.005外圓臺階 精度等級為it6，表面粗糙度0.8m，42+0.022

10、+0.005軸線與65+0.021 +0.002軸線與550.095軸線的圓跳度為0.01539.5 0 -0.25 切槽 精度等級為it7，表面粗糙度12.5m 鍵槽寬12mm、18mm、16mm 精度等級為it7，表面粗糙度3.2m 2.1.3 毛坯的選擇 毛坯選擇應考慮的因素有（1）零件材料的工藝性及零件對材料組織和性能的要求。（2）零件的結(jié)構(gòu)形狀與外形尺寸。（3）生產(chǎn)綱領的大小。（4）現(xiàn)有的生產(chǎn)條件。 1、零件的材料 零件的材料是合金調(diào)質(zhì)鋼40cr，通常合金調(diào)制剛中常加入錳、鎳、硼等合金元素，其主要作用是提高鋼的淬透性。加入鎢、鉬、釩、鈦等合金元素，起細化晶粒和提高回火穩(wěn)定性的作用。其

11、中鎢、鉬還有防止高溫回火脆性的作用。 調(diào)質(zhì)鋼主要用于制造受力復雜、要求綜合力學性能良好的零件。如軸、連桿、齒輪、重要螺栓等。調(diào)質(zhì)鋼又分為碳素調(diào)質(zhì)鋼和合金調(diào)質(zhì)鋼，其中高速軸采用的就是40cr合金調(diào)質(zhì)鋼，40cr常用于制造中的截面、承受交變載荷的工作。2、毛坯的成型方法 毛坯的種類有鑄件、鍛件、型材、組合毛坯。 鑄件：形狀復雜的毛坯，宜采用鑄造方法制造。 鍛件：鍛件有自由鍛造鍛件和模鍛件兩種。其中自由鍛造鍛件，是在各種鍛錘壓力機上由手工操作而成形的鍛件。這種鍛件的精度低，加工余量大，生產(chǎn)率不高，且結(jié)構(gòu)要簡單，但鍛造時不需要專用模具，適用于單件和小批生產(chǎn)，以及大型鍛件的生產(chǎn)。模鍛件是用一套專用的鍛模

12、在噸位較大的鍛錘或壓力機上鍛出的鍛件。這種鍛件的精度表面質(zhì)量比自由鍛造好，鍛造的形狀也可復雜一些，加工余量較小。模鍛造的材料纖維組織分布比較有利，因而機械強度較高。模鍛的生產(chǎn)率也高，適用于產(chǎn)量較大的中小型鍛件。模鍛后如再予以精壓，則鍛件的尺寸和形狀可獲得更高的精度。 型材：型材有熱軋和冷拉兩種。其中熱軋性尺寸較大，精度較低，多用于一般零件的毛坯；冷拉型材尺寸較小，精度較高，多用于毛坯精度要求較高的中小型零件，適宜于自動化加工，多用于批量較大的生產(chǎn)。 組合毛坯：將鑄件、鍛件、型材或經(jīng)局部機械加工的半成品組合在一起。3、 毛坯的形狀與尺寸現(xiàn)代機械制造的發(fā)展趨勢之一，是通過毛坯精化使毛坯的形狀和尺寸

13、盡量與零件接近，減少機械加工的勞動量，力求實現(xiàn)少，無切削加工。毛坯尺寸和零件尺寸的差值稱為毛坯加工余量，毛坯尺寸的公差稱為毛坯公差。綜上所述毛坯應選擇73x720的40cr的鍛件2.2 定位基準選擇定位：機械加工時，為使工件的被加工表面獲得規(guī)定的尺寸和位置要求，確定工在機床或夾具中占有正確的位置過程。 基準：用來確定生產(chǎn)對象(工件）上幾何要素間的幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點、線、面。根據(jù)基準的作用不同，可分為兩類：設計基準和工藝基準。在設計圖樣上所采用的基準為設計基準，在工藝過程中所采用的基準，稱為工藝基準。按其用途不同又可分為定位基準、測量基準、裝配基準和工序基準。 定位基準一般是由工藝人員選定的

14、，它對于獲得零件加工后的尺寸和位置精度起著重要作用，它選擇合理與否，不僅影響加工表面的位置精度，而且對于零件各表面的加工順序也有很大的影響。定位基準又分為粗基準和精基準。 粗基準的選擇 在起始工序中，只能選擇未加工的毛坯表面做定位基準，這種基準稱為粗基準。選擇粗基準時，應重點考慮兩個問題：一是保證要加工面有足夠而均勻的余量和各待加表面有足夠的余量。二是保證加工面與不加工面之間的相互位置精度。所以我選擇73外圓為粗基準。精基準的選擇 在最終工序和中間工序，應采用已加工表面定位，這種定位基面稱為精基準。選擇精基準時，重點是考慮如何減小工件的定位誤差、保證工件的加工精度、同時也要考慮裝夾工件的方便、

15、夾具結(jié)構(gòu)簡單。它一般采用的原則1、基準重合原則 2、基準統(tǒng)一原則 3、自為基準原則 4、互為基準原則 所以采用65軸線作為精基準2.3工藝路線的擬定 擬定工藝路線是指擬定零件加工所經(jīng)過的有關(guān)部門和工序的先后順序。工藝路線的擬定是工藝規(guī)程制定過程中的關(guān)鍵階段，是工藝規(guī)程制定的總設計，其主要包括加工方法的確定、加工順序的安排、工序集中與分散等內(nèi)容。2.3.1加工方法的確定 確定加工方法時，一般先根據(jù)表面的加工精度和表面粗糙度要求，選定最終加工方法，然后在確定從毛坯表面到最終成形表面的加工路線，即確定加工方案。由于獲得同一精度和同一粗糙度的方案有好幾種，在具體選擇時，還應考慮工件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸、工

16、件材料的性質(zhì)、生產(chǎn)類型、生產(chǎn)率和經(jīng)濟性、生產(chǎn)條件等。所以根據(jù)表1選擇外圓柱面加工方法 表1序號加工方法加工經(jīng)濟精度 （公差等級表示）經(jīng)濟表面粗糙度值ra/m適用范圍1粗車it11-1312.5-50適用于淬火鋼以外的各種金屬2粗車-半精車it8-103.2-6.33粗車-半精車-精車it7-80.8-1.64粗車-半精車-精車-滾壓it7-80.025-0.25粗車-半精車-磨削it7-80.4-0.8主要用于淬火鋼，也可以用于未淬火鋼但不宜加工非鐵合金6粗車-半精車-粗磨-精磨it6-70.1-0.47粗車-半精車-粗磨-精磨-超精加工it50.012-0.18粗車-半精車-精車-精細車it

17、6-70.025-0.4主要用于要求較高的非鐵合金加工9粗車-半精-粗磨-精磨-超精磨it5以上0.006-0.025極高精度的外圓加工10粗車-半精車-粗磨-精磨-研磨it5以上0.006-0.12.3.2工藝階段的劃分1.加工階段可分為： （1）粗加工階段：主要切除各表面上的大部分加工余量，使毛坯形狀和尺寸接近于成品，為后序加工創(chuàng)造條件 （2）半精加工階段：完成次要表面的加工，并為主要表面的精加工準備 （3）精加工階段：保證主要表面達到圖樣要求。 （4）光整加工階段：對表面粗糙度及加工精度要求高的表面，還需進行光整（達到it6級以上和ra0.32m)，提高表面層的物理力學性能。這個階段一般

18、不能用于提高零件的位置精度。2.劃分加工階段的原因:（1）有利保證加工質(zhì)量（2）便于合理使用設備（3）便于安排熱處理工序（4）便于及時發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷（5）避免損傷已加工表面 注意：劃分加工階段是對整個工藝過程而言的，因而應以工件的主要加工面來分析，不應以個別表面和個別工序來判斷。2.3.3工序的劃分 工序的劃分分為工序集中和工序分散兩種：工序集中是指將工件的加工集中在少數(shù)幾道工序內(nèi)完成每到工序加工內(nèi)容較多，工序集中使工序數(shù)目減少，工件裝夾次數(shù)減少，易于保證表面位置精度，并且利用高效率機床，生產(chǎn)率高。工序分散就是將工件的加工分散在較多的工序內(nèi)進行，每到工序的加工內(nèi)容較少，有些工序只包含一個工步。工

19、序分散使用的機床設備及工藝裝備簡單，對操作工人的技術(shù)水平也要求低些，一般工件加工質(zhì)量要求較高，采用工序分散。 綜上所述：我選擇工序分散。2.3.4加工順序的安排 數(shù)控加工順序通常包括機械加工工序、熱處理工序和輔助工序等，工序安排的科學與否將直接影響到零件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和加工成本。切削加工工序通常按以下原則安排：1.機械加工工序的安排（1）先粗后精 當加工零件精度要求較高時都要經(jīng)過粗加工、半精加工、精加工階段，如果精度要求更高，還包括光整加工等幾個階段。（2）基準面先行原則 用作精基準的表面應先加工。任何零件的加工過程總是先對定位基準進行粗加工和精加工，例如軸類零件總是先加工中心孔，再以中心

20、孔為精基準加工外圓和端面；箱體類零件總是先加工定位用的平面及兩個定位孔，再以平面和定位孔為精基準加工孔系和其他平面。（3）先面后孔對于箱體、支架等零件，平面尺寸輪廓較大，用平面定位比較穩(wěn)定，而且孔的深度尺寸又是以平面為基準的，故應先加工平面，然后加工孔。（4）先主后次即先加工主要表面，然后加工次要表面。（5）就近不就遠2. 熱處理工序的安排 熱處理可以提高材料的力學性能，改善金屬的切削性能以及消除殘余應力。在制訂工藝路線時，應根據(jù)零件的技術(shù)要求和材料的性質(zhì)，合理地安排熱處理工序。(1)退火與正火 退火或正火的目的是為了消除組織的不均勻，細化晶粒，改善金屬的加工性能。對高碳鋼零件用退火降低其硬度

21、，對低碳鋼零件用正火提高其硬度，以獲得適中的較好的可切削性，同時能消除毛坯制造中的應力。退火與正火一般安排在機械加工之前進行。(2)時效處理 以消除內(nèi)應力、減少工件變形為目的。為了消除殘余應力，在工藝過程中需安排時效處理。對于般鑄件，常在粗加工前或粗加工后安排一次時效處理；對于要求較高的零件，在半精加工后尚需再安排一次時效處理；對于一些剛性較差、精度要求特別高的重要零件(如精密絲杠、主軸等)，常常在每個加工階段之間都安排一次時效處理。(3)調(diào)質(zhì) 對零件淬火后再高溫回火，能消除內(nèi)應力、改善加工性能并能獲得較好的綜合力學性能。一般安排在粗加工之后進行。對一些性能要求不高的零件，調(diào)質(zhì)也常作為最終熱處

22、理。(4)淬火、滲碳淬火和滲氮 它們的主要目的是提高零件的硬度和耐磨性，常安排在精加工(磨削)之前進行，其中滲氮由于熱處理溫度較低，零件變形很小，也可以安排在精加工之后。3.輔助工序的安排 檢驗工序是主要的輔助工序，除每道工序由操作者自行檢驗外，在粗加工之后，精加工之前，零件轉(zhuǎn)換車間時，以及重要工序之后和全部加工完畢、進庫之前，一般都要安排檢驗工序。 除檢驗外，其它輔助工序有：表面強化和去毛刺、倒棱、清洗、防銹等。正確地安排輔助工序是十分重要的。如果安排不當或遺漏，將會給后續(xù)工序和裝配帶來困難，甚至影響產(chǎn)品的質(zhì)量，所以必須給予重視。2.3.5制定加工工藝鍛件-正火-車端面，鉆中心孔-粗車各外圓

23、-調(diào)質(zhì)-修研中心孔-半精車各外圓-精車外圓、切槽，圓角、倒角-畫鍵槽加工線-銑鍵槽-修研中心孔-磨削-鉗工-檢查-表面發(fā)藍-涂防銹油包裝10車端面，鉆中心孔15粗車各外圓調(diào)頭粗車各外圓30半精車各外圓30調(diào)頭半精車另一端各外圓35精車外圓、切槽，圓角、倒角35調(diào)頭精車另一端外圓、切槽，圓角、倒角 45銑12鍵槽 45銑18鍵槽 45銑16鍵槽 55磨削 第三章 數(shù)控加工 數(shù)控加工技術(shù)的應用是機械制造業(yè)的一次技術(shù)革命，使機械制造業(yè)的發(fā)展進入了一個新的階段，提高了機械制造業(yè)的制造水平，為社會提供了高質(zhì)量、多品種及高可靠性的機械產(chǎn)品。由于數(shù)控機床綜合應用了電子計算機、自動控制、伺服驅(qū)動、精密檢測與新

24、型機械結(jié)構(gòu)等方面的技術(shù)成果，具有高柔性、高精度與高度自動化的特點，因此，采用數(shù)控加工手段，解決了機械制造中常規(guī)加工技術(shù)難以解決甚至無法解決的單件、小批量、特別是復雜型面零件的加工。目前應用數(shù)控加工技術(shù)的領域已從當初的航空工業(yè)部門逐步擴大到汽車、造船、機床、建筑等民用機械制造業(yè)，并已取得了巨大的經(jīng)濟效益。 數(shù)控加工的特點：（1）加工精度高 （2）加工生產(chǎn)率高 （3）對加工對象的適應性強 （4）減輕勞動強度、改善勞動條件 （5）良好的經(jīng)濟效益 （6）易于建立計算機通信網(wǎng)絡 （7）有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化3.1 加工順序（工步順序） 如圖1.1高速軸：工序1：車高速軸的左端面，鉆中心孔工序2：車高速軸

25、的右端面，鉆中心孔工序3：車削高速軸無臺階端加工內(nèi)容是粗車55-00.019的外圓表面、粗車550.095的外圓表面、粗車65的外圓表面。 半精車 55-00.019550.095、65、65+0.021 +0.002的外圓表面。精車 55-00.019550.095、65、65+0.021 +0.002的外圓表面。車r3和r2的圓角 磨55-00.019550.095到表面粗糙度為0.8m 工序4：車削高速軸臺階端加工內(nèi)容是粗車70-0.012 -0.035的外圓面、車65的臺階面、車54的臺階面、車42+0.022 +0.005的臺階面。半精車70-0.012 -0.035的外圓面、車65

26、+0.021 +0.002的臺階面、車54的臺階面、車42+0.022 +0.005的臺階面、半精車r2、r1的圓角、倒角。 精車70-0.012 -0.035的外圓面、車65的臺階面、車54的臺階面、車42+0.022 +0.005的臺階面。切2x68.5、62 0 -0.5、39.5 0 -0.25的槽磨70-0.012 -0.03565、42+0.022 +0.005到表面粗糙度為0.8m 工序5：銑3個鍵槽表面粗糙度為3.2m 工序6：磨削3.2工藝裝備的選擇3.2.1機床的選擇在工件的加工方法確定以后，加工工件所需的機床就已基本確定，由于同一類型的機床中有多種規(guī)格，其性能也并不完全相

27、同，所以加工范圍和質(zhì)量各不相同，只有合理的選擇機床，才能加工出理想的產(chǎn)品。 根據(jù)圖樣要求，本次加工選擇了fanuc0i系統(tǒng)cka6150/750數(shù)控車床。 日本fanuc公司的數(shù)控系統(tǒng)具有高質(zhì)量、高性能、全功能，適用于各種機床和生產(chǎn)機械的特點，在市場的占有率遠遠超過其他的數(shù)控系統(tǒng)，主要體現(xiàn)在以下幾個方面。 1.系統(tǒng)在設計中大量采用模塊化結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)易于拆裝，各個控制板高度集成，使可靠性有很大提高，而且便于維修、更換。 2.具有很強的抵抗惡劣環(huán)境影響的能力。其工作環(huán)境溫度為045，相對濕度為75。 3.有較完善的保護措施。fanuc對自身的系統(tǒng)采用比較好的保護電路。 4.fanuc系統(tǒng)所配置的

28、系統(tǒng)軟件具有比較齊全的基本功能和選項功能。對于一般的機床來說，基本功能完全能滿足使用要求。 5.提供大量豐富的pmc信號和pmc功能指令。這些豐富的信號和編程指令便于用戶編制機床側(cè)pmc控制程序，而且增加了編程的靈活性。 6.具有很強的dnc功能。系統(tǒng)提供串行rs232c傳輸接口，使通用計算機pc和機床之間的數(shù)據(jù)傳輸能方便、可靠地進行，從而實現(xiàn)高速的dnc操作。 7.提供豐富的維修報警和診斷功能。fanuc維修手冊為用戶提供了大量的報警信息，并且以不同的類別進行分類。 數(shù)控車床是一種功能較全的數(shù)控加工機床。它把切削、鏜削、攻螺紋和切削螺紋等功能集中在一臺設備上，因而具有多種工藝手段。數(shù)控車床設

29、置有刀庫，刀庫中存放著不同數(shù)量的各種刀具，在加工過程中由程序自動選用和更換這些刀具。 由于其加工精度高，質(zhì)量穩(wěn)定等其他特點，故選擇它來加工是最合理的。3.2.2工件的裝夾1.工件的安裝（1）力求符合設計基準、工藝基準、安裝基準和工件坐標系的基準統(tǒng)一原則。 （2）減少裝夾次數(shù)，盡可能做到在一次裝夾后能加工全部待加工表面。（3） 盡可能采用專用夾具，減少占機裝夾與調(diào)整的時間。2.夾具的選擇根據(jù)數(shù)控機床的加工特點，協(xié)調(diào)夾具坐標系、機床坐標系與工件坐標系的三者關(guān)系，此外還要考慮以下幾點：（1）小批量加工零件，盡量采用組合夾具，可調(diào)式夾具以及其它通用夾具。（2）成批生產(chǎn)考慮采用專用夾具，力求裝卸方便。（

30、3）夾具的定位及夾緊機構(gòu)元件不能影響刀具的走刀運動。（4）裝卸零件要方便可靠，成批生產(chǎn)可采用氣動夾具、液壓夾具和多工位夾具。 結(jié)合此次零件的加工要求，采用一夾一頂?shù)姆椒?，因為高速軸比一些其它軸要長這種裝夾方式夾持的剛性好，并且當工件因切削熱而膨脹伸長時，尾頂尖能自動伸縮，可避免熱膨脹引起零件彎曲變形。 夾具是三爪卡盤、頂尖和跟刀架，能方便加工以及最大限度的限制工件的自由度。3.2.3刀具 刀具的選擇應根據(jù)機床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相關(guān)因素正確選用刀具及刀柄。刀具選擇總的原則是：安裝調(diào)整方便，剛性好，耐用度和精度高。在滿足加工要求的前提下，盡量選擇較短的刀柄，以提

31、高刀具加工的剛性。選取刀具時，要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸相適應。粗車時選用粗車刀，粗車刀常用較大的主偏角（75），以增大軸向力而減小徑向力，可以防止工件的彎曲變形和振動。選用較大的前角（15-20）和較小的后角（3），既減小切削力又可加強刃口強度。刀片材料宜采用強度和耐磨性較高的硬質(zhì)合金。精車時常用寬刃高速鋼刀片，選用25的前角和10的后角。這種大前角、無倒棱的寬刀，刀刃易于切入工件，切下很薄的切屑，便于消除粗車時留在工件上的形狀誤差。刃傾角和彈性刀桿使得切入平穩(wěn)并防止振動和啃刀，低速切削時可以避免積屑瘤和振動，寬平刀刃可以修光工件表面，因此可以獲得良好的加工質(zhì)量。3.2.4量具對于

32、尺寸誤差可以選擇游標卡尺、千分尺、r規(guī)和百分表等量具。3.3確定工序尺寸（1）外圓柱面55-00.019工序名稱 工序余量 工序公差 工序尺寸 表面粗糙度磨削 0.4 it6 55-00.019 0.8精車 1.0 it7 55.4+0.18 -0.12 1.6半精車 1.4 it10 56.4+0.12 0 3.2 粗車 15.2 it12 57.8+0.3 0 6.3毛坯 18 73（2）外圓柱面550.095工序名稱 工序余量 工序公差 工序尺寸 表面粗糙度磨削 0.4 it6 550.095 0.8精車 1.0 it7 55.4+0.18 -0.12 1.6半精車 1.4 it10 5

33、6.4+0.12 0 3.2 粗車 15.2 it12 57.8+0.3 0 6.3毛坯 18 73（3）外圓柱面65工序名稱 工序余量 工序公差 工序尺寸 表面粗糙度粗車 8 65 12.5毛坯 73 12.5 (4)外圓柱面70-0.012 -0.035工序名稱 工序余量 工序公差 工序尺寸 表面粗糙度磨削 0.4 it6 70-0.012 -0.035 0.8半精車 1 it10 70.4+0.012 0 3.2 粗車 1.6 it12 71.4+0.3 0 6.3毛坯 3 73（5） 外圓柱面65+0.021 +0.002工序名稱 工序余量 工序公差 工序尺寸 表面粗糙度磨削 0.4

34、it6 65+0.021 +0.002 0.8精車 1.0 it7 65.4+0.012 -0.018 1.6半精車 1.4 it10 66.4+0.12 0 3.2 粗車 5.2 it12 67.8+0.3 0 6.3毛坯 8 73（6）外圓柱面54工序名稱 工序余量 工序公差 工序尺寸 表面粗糙度磨削 0.4 54 0.8粗車 18.6 it12 56.4+0.3 0 6.3毛坯 19 73（7）切槽39.5 0 -0.25工序名稱 工序余量 工序公差 工序尺寸 表面粗糙度半精車 3 it12 39.5 0 -0.25 12.5 粗車 30.5 it12 42.5 0 -0.25 12.5

35、毛坯 33.5 73（8）外圓柱面42+0.022 +0.005工序名稱 工序余量 工序公差 工序尺寸 表面粗糙度磨削 0.4 it6 42+0.022 +0.005 0.8精車 1.0 it7 42.4+0.015 -0.01 1.6半精車 1.6 it10 43.4+0.5 -0.5 3.2 粗車 28 it12 45+0.15 -0.1 6.3毛坯 31 73（9）切槽62 0 -0.5工序名稱 工序余量 工序公差 工序尺寸 表面粗糙度粗車 11 it13 62 0 -0.5 12.5毛坯 73（10）切槽68.5工序名稱 工序余量 工序公差 工序尺寸 表面粗糙度磨削 0.4 68.5

36、0.8粗車 4.1 68.9 12.5毛坯 733.4確定切削用量 車削時采用的切削用量，應在保證工件加工精度和刀具耐用度、不超過數(shù)控機床允許的動力和扭矩前提下，獲得最高的生產(chǎn)率和最低的成本。粗車時，工件的尺寸精度要求不高，工件的表面粗糙度允許較大，所以選擇時著重考慮如何發(fā)揮刀具和機床的能力、減少機動時間，提高生產(chǎn)率，提高刀具耐用度。所以應選擇盡量大的背吃刀量ap，較大的進給量f，合適的切削速度ve 半精車、精車時，在首先保證加工質(zhì)量的前提下考慮經(jīng)濟性，應選擇較小的背吃刀量ap，較小的進給量f，較高的切削速度ve3.4.1背吃刀量ae的選擇 背吃刀量一般指工件上待加工表面和已加工表面間的垂直距

37、離。 車外圓時，計算公式：ap=（dw-dm)/2 dw -工件待加工表面的直徑，mm； dm -工件已加工表面的直徑，mm；3.4.2進給量f的選擇粗車時車削力大，進給量的提高主要受刀具強度、機床、夾具等工藝系統(tǒng)剛性的限制，根據(jù)刀具形狀、材料以及被加工工件材質(zhì)的不同，在強度剛度許可的條件下，進給量應盡量取大；精車時限制進給量的主要因素是加工表面的粗糙度，為了減小工藝系統(tǒng)的彈性變形，減小已加工表面的粗糙度，一般采用較小的進給量。3.4.3切削速度ve的選擇 切削速度是指切削刃上選定點相對于工件在主運動方向上的瞬時速度，其公式： ve=dw n/1000ve -切削速度，m/min;dw -工件

38、待加工表面的直徑，mm；n -車床主軸的轉(zhuǎn)速，v/min。表二 參數(shù)加工步驟刀具與切削參數(shù)加工內(nèi)容刀具規(guī)格主軸轉(zhuǎn)速r/min進給率mm/min刀具補償?shù)短柕毒呙Q材料長度半徑工序1：車端面，鉆中心孔t145外圓車刀硬質(zhì)合金600120工序2：調(diào)頭車另一端面，鉆中心孔工序3：粗車外圓t290外圓車刀硬質(zhì)合金700200工序4.半精車外圓t390外圓車刀高速鋼1000500工序4：精車外圓、倒角、圓角、切槽t390外圓車刀高速鋼1200600t445外圓車刀t5切槽刀t6圓鼻刀工序5：銑鍵槽t716mm、12mm、18mm立銑刀55080工序6：磨削t8砂輪3.5數(shù)控加工編程 數(shù)控編程分為手工編程

39、和自動編程。手工編程是指從零件圖紙分析、工藝處理、數(shù)值計算、編寫程序單、直到程序校核等各步驟的數(shù)控編程工作均由人工完成的全過程。手工編程適合于編寫進行點位加工或幾何形狀不太復雜的零件的加工程序，以及程序坐標計算較為簡單、程序段不多、程序編制易于實現(xiàn)的場合。這種方法比較簡單，容易掌握，適應性較強。 自動編程是指在計算機及相應的軟件系統(tǒng)的支持下，自動生成數(shù)控加工程序的過程。其特點是采用簡單、習慣的語言對加工對象的幾何形狀、加工工藝、切削參數(shù)及輔助信息等內(nèi)容按規(guī)則進行描述，再由計算機自動地進行數(shù)值計算、刀具中心運動軌跡計算、后置處理，產(chǎn)生出零件加工程序單，并且對加工過程進行模擬。對于形狀復雜，具有非

40、圓曲線輪廓、三維曲面等零件編寫加工程序，采用自動編程方法效率高，可靠性好。本課題輸出軸的部分主要加工程序見附錄。程序的編寫 圖1.1高速軸的程序：o1g54g94;m3s600 t0101;g0x100 z0;g1 x-1 f100;g0 x100 z2 m8;g71 u2 r1;g71 p10 q20 u0.5 w0.1 f100;n10 g1 x55.4;z-182;g2 z-185 r3;g1 x65 k1.5;z-493;g2 z-495 r2;n20 x100;g0 x100 z100;m5;m0;m3s600 t0202;g0 x100 z2;g70 p10 q20 f50;g0

41、x100 z100;m5;m30;o2g54g94;m3s600 t0101;g0x100 z0;g1 x-1 f100;g0 x100 z2 m8;g71 u2 r1;g71 p60 q70 u0.5 w0.1 f100;n60 g1 x42.4;z-48;g2 z-49 r1;g1 x54 z-56;g2 z-47 r2;g1 x65.4 z-96;g2 z-97 r1;g1 x70.4 z-219;g70 x80;g0 x100 z100;m5;m0;m3s1200 t0202;g0 x100 z100;g70 p60 q70 f50;g0 x100 z100;m5;m0;m3s1200 t0303;g0 x44 z-8.3;g75 r0.5;g75 x39.5 z-9 p2000 q0 r0 f30;g0 x100 z100;g0 x66 z-62.3;g75 r0.5;g75 x62 z-64 p2000 q1500 r0 f30;g0 x100 z100;m5;m0;m3s1200 t0303;g0 x71 z-159.3;g75 r0.5;g75 x68.5 z-161 p2000 q1500 r0 f30;g0 x100 z100;m5;m0;m3s1200