理學(xué)軸類零件的加工工藝分析與編程設(shè)計(jì)

1、目 錄引言1第一章軸類零件的加工21.1 機(jī)械制造工藝基礎(chǔ)的研究對(duì)象21.2 軸的類型及其功用21.3 軸類零件的技術(shù)要求31.4 軸類零件的材料、毛坯及熱處理41.5 軸類零件的加工工藝過程與工藝分析4第二章零件圖樣及要求72.1 設(shè)計(jì)技術(shù)要求72.2 設(shè)計(jì)具體要求7第三章零件圖工藝分析83.1 零件幾何要素分析83.2 精度分析83.3 加工方案的擬訂83.4 工件的定位及裝夾8第四章編程尺寸的計(jì)算94.1 上下偏差換算成平均尺寸94.2 利用尺寸鏈解出圖中未標(biāo)注的尺寸9第五章加工路線圖105.1 工序一105.2 工序二105.3 工序三115.4 工序四13第六章刀具調(diào)整圖146.1

2、加工左端臺(tái)階面及螺紋146.2 調(diào)頭加工工件右端錐面、曲面，鉆孔并鏜孔14第七章數(shù)控刀具表15第八章數(shù)控加工工序卡168.1 數(shù)控加工工序卡（一）168.2 數(shù)控加工工序卡（二）168.3 數(shù)控加工工序卡（三）178.4 數(shù)控加工工序卡（四）17第九章數(shù)控加工程序的編寫189.1 工序一189.2 工序二程序189.3 工序三程序199.4 工序四程序20第十章仿真驗(yàn)證22總結(jié)24致謝語25參考文獻(xiàn)26附：A3圖紙一張軸類零件的加工工藝分析與編程設(shè)計(jì)摘要 本文主要針對(duì)軸類零件的加工進(jìn)行工藝分析。軸類零件通常由內(nèi)外圓柱面、內(nèi)外圓錐面、端面、臺(tái)階面、螺紋、圓弧等組成，主要用于支撐傳動(dòng)零件，承受載荷

3、，傳遞轉(zhuǎn)矩等，有較高的精度和粗糙度要求。 為保證軸類零件的高精度要求，本設(shè)計(jì)針對(duì)零件進(jìn)行了工藝分析、尺寸計(jì)算、程序編寫以及數(shù)控仿真，制定了正確的工藝方案，包括：裝夾方案和工藝路線，選擇合理的刀具和夾具，并能利用數(shù)控仿真軟件進(jìn)行了驗(yàn)證。實(shí)現(xiàn)了數(shù)控車床的自動(dòng)化，智能化，高精度、快速度，短周期等功能。數(shù)控加工制造技術(shù)正逐漸得到廣泛的應(yīng)用。零件加工之前，進(jìn)行工藝分析、編程設(shè)計(jì)具有非常重要的作用。本文通過對(duì)典型的軸類零件數(shù)控加工工藝的分析，給出了一般零件設(shè)計(jì)加工工藝分析的方法，對(duì)于提高制造質(zhì)量和實(shí)際生產(chǎn)，具有一定的指導(dǎo)意義。關(guān)鍵詞 零件圖紙分析 加工工藝 編程 仿真引言數(shù)字控制機(jī)床(Numerical

4、Control Machine Tools)簡稱數(shù)控機(jī)床，這是一種將數(shù)字計(jì)算技術(shù)應(yīng)用于機(jī)床的控制技術(shù)。它把機(jī)械加工過程中的各種控制信息用代碼化的數(shù)字表示，通過信息載體輸入數(shù)控裝置。經(jīng)運(yùn)算處理由數(shù)控裝置發(fā)出各種控制信號(hào)，控制機(jī)床的動(dòng)作，按圖紙要求的形狀和尺寸，自動(dòng)地將零件加工出來。數(shù)控機(jī)床較好地解決了復(fù)雜、精密、小批量、多品種的零件加工問題，是一種柔性的、高效能的自動(dòng)化機(jī)床，代表了現(xiàn)代機(jī)床控制技術(shù)的發(fā)展方向，是一種典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。 制造自動(dòng)化技術(shù)的廣泛使用，給機(jī)械制造業(yè)生產(chǎn)方式、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、管理方式帶來了深刻變化，它的關(guān)聯(lián)效益和輻射能力更是難以估計(jì)。數(shù)控技術(shù)是制造業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、柔性化、集成化

5、生產(chǎn)的基礎(chǔ)，離開了數(shù)控技術(shù)，先進(jìn)制造技術(shù)就成了無本之木。因此，數(shù)控技術(shù)及數(shù)控裝備是關(guān)系到國家戰(zhàn)略地位和體現(xiàn)國家綜合國力水平的重要基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，其水平高低是衡量一個(gè)國家制造業(yè)現(xiàn)代化程度的核心標(biāo)志，實(shí)現(xiàn)加工機(jī)床及生產(chǎn)過程數(shù)控化，已經(jīng)成為當(dāng)今制造業(yè)的發(fā)展方向。 在機(jī)械制造過程中，工藝技術(shù)水平不僅對(duì)企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量有至關(guān)重要的影響，而且影響著企業(yè)生產(chǎn)的物耗、能耗和效率等方面。也就是說，企業(yè)的工藝技術(shù)水平直接決定著各種投入資源在生產(chǎn)過程中的變換效率，決定著企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的優(yōu)劣。在企業(yè)工藝技術(shù)不變的情況下，盡管可以通過強(qiáng)化管理及其他手段，在一定程度上提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，但這種可能性是有限的。一定的工藝

6、技術(shù)水平?jīng)Q定了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的大致區(qū)間，要持續(xù)不斷地提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，就必須不斷地開展工藝創(chuàng)新。目前，隨著國內(nèi)數(shù)控機(jī)床用量的劇增，急需培養(yǎng)一大批各種層次的數(shù)控人才，特別是應(yīng)用型高級(jí)技術(shù)人才及能熟練操作數(shù)控設(shè)備的技能人才。本課題以數(shù)控零件加工工藝的編制為主要內(nèi)容，重點(diǎn)掌握零件圖的分析以及工藝過程卡的制定和程序的編制。難點(diǎn)是三個(gè)相交圓弧在加工過程中不能與刀具發(fā)生干涉，另外要保證同軸度零件同軸度的要求。從此典型零件中能讓我們對(duì)所學(xué)書本知識(shí)達(dá)到鞏固與加強(qiáng)的目的，對(duì)數(shù)控零件的加工有一個(gè)全新的認(rèn)識(shí)。第一章 軸類零件的加工1.1 機(jī)械制造工藝基礎(chǔ)的研究對(duì)象機(jī)械制造工藝，是指各種機(jī)械的制造方法和過程的總稱。機(jī)

7、械制造工藝涉及的行業(yè)五花八門，產(chǎn)品的種類成千上萬，但機(jī)械制造工藝基礎(chǔ)所研究的問題可歸結(jié)為質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性3大類。1.1.1保證和提高產(chǎn)品的質(zhì)量產(chǎn)品質(zhì)量包括整臺(tái)機(jī)器的裝配精度、使用性能、使用壽命和可靠性以及零件的加工精度和加工表面質(zhì)量。現(xiàn)在，由于航空航天、精密機(jī)械、電子工業(yè)和軍工的需要，對(duì)零件的精度和表面質(zhì)量的要求越來越高，相繼出現(xiàn)了新工藝和新技術(shù)。如精密加工、超精密加工和微細(xì)加工等，加工精度由1級(jí)提高到0.1級(jí)0.01級(jí)，并正向納米（nm）級(jí)（1nm=0.001）精度邁進(jìn)。1.1.2 提高勞動(dòng)生產(chǎn)率提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的方法如下。一是提高切削用量，采用高速切削、高速磨削和重磨削。例如，近年來出現(xiàn)

8、的聚晶金剛石和聚晶立方氮化硼等新型刀具材料，其切削速度可達(dá)1200m/min，高速磨削的磨削速度可達(dá)200m/s。重磨削是高速磨削的發(fā)展方向，包括大進(jìn)給、深切深緩進(jìn)給的強(qiáng)力磨削、荒磨和切斷磨削等。二是改進(jìn)工藝方法、創(chuàng)造新工藝。如利用鍛壓設(shè)備實(shí)現(xiàn)少無切屑加工，對(duì)高強(qiáng)度、高硬度的難切削材料采用特種加工等。三是提高自動(dòng)化程度，實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化。如采用數(shù)控機(jī)床、加工中心、柔性制造單元（FMC）、柔性控制系統(tǒng)（FMS）、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）和無人化車間或工廠等。成組技術(shù)的出現(xiàn)，能解決多品種，尤其是中、小批生產(chǎn)中存在的生產(chǎn)周期長、生產(chǎn)效率低的問題，也是企業(yè)實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化的基礎(chǔ)。1.1.3 降低成本

9、降低成本是要節(jié)省和合理選擇原材料，研究新材料；合理使用和改進(jìn)現(xiàn)有設(shè)備，研制新的高效設(shè)備等。對(duì)上述3類問題，要辯證地、全面地進(jìn)行分析，要在滿足質(zhì)量要求的前提下，不斷提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低成本。能以優(yōu)質(zhì)、高效、低耗的工藝去完成零件的加工和產(chǎn)品的裝配，這樣的工藝才是合理和先進(jìn)的工藝。工藝的發(fā)展不僅要依賴于生產(chǎn)的發(fā)展，還要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，用科學(xué)的方法分析和研究工藝問題，解決工藝問題，提高工藝水平。工藝的發(fā)展也促進(jìn)了設(shè)備和工藝裝備的改進(jìn)和發(fā)展。1.2 軸的類型及其功用軸類零件主要用于支承傳動(dòng)零件（齒輪、帶輪等），承受載荷、傳遞轉(zhuǎn)矩以及保證裝在軸上零件的回轉(zhuǎn)精度。根據(jù)結(jié)構(gòu)形狀，軸的分類如圖所示，根據(jù)軸的長度L

10、與直徑d之比，又可分為剛性軸（L/d12）和撓性軸（L/d>12）2種。圖1-1 軸的種類（a）光軸（b）空心軸（c）半軸（d）階梯軸（e）花鍵軸（f）偏心軸1.3 軸類零件的技術(shù)要求裝軸承的軸頸和裝傳動(dòng)零件的軸頭處表面，一般是軸類零件的重要表面，其尺寸精度、形狀精度（圓度、圓柱度等）、位置精度（同軸度、與端面的重直度等）及表面粗糙度要求均較高，是在制訂軸類零件機(jī)械加工工藝規(guī)程時(shí)，應(yīng)著著重考慮的因素。1.3.1 尺寸精度和幾何形狀精度軸的軸頸是軸類零件的重要表面，它的質(zhì)量好壞直接影響工作時(shí)的回轉(zhuǎn)精度。軸頸的直徑精度是根據(jù)使用要求通常為IT6，有時(shí)可達(dá)到IT5。軸頸的幾何形狀精度（圓度，圓

11、柱度）應(yīng)配制在直徑公差之內(nèi)，精度要求高的軸則應(yīng)在圖上專門標(biāo)注形狀公差。1.3.2 位置精度配合軸頸（裝配傳動(dòng)件的軸頸）相對(duì)支承軸（裝配軸承的軸頸）的同軸度以軸頸與支承端面的垂直度通常要求較高。普通精度軸的配合軸頸相對(duì)支承軸頸的徑向圓跳動(dòng)一般為0.01mm0.03mm，精度高的軸為0.001mm0.005mm，端面圓跳動(dòng)為0.005mm0.01mm。1.3.3 表面粗糙度軸類零件的各加工表面均有表面粗糙度的要求。一般說來，支承軸頸的表面精糙度要求最小，為。配合軸頸的表面精糙度次之，為。1.4 軸類零件的材料、毛坯及熱處理1.4.1 軸類零件的材料軸類零件材料常用45鋼，對(duì)于中等精度而轉(zhuǎn)速較高的軸

12、，可選用40Cr等合金結(jié)構(gòu)鋼；精度較高的軸，可選用軸承鋼GCr15等，也可選用球墨鑄鐵，對(duì)于高轉(zhuǎn)速、重載荷條件下工作的軸，選用20CrMnTi、20Cr等低碳合金鋼或38CrMoAL氮化鋼。低碳鋼經(jīng)滲碳淬火處理后，具有很高的表面硬度、心部強(qiáng)度和耐沖擊韌度，但是熱處理變形較大。而氮化鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)和表面氮化后，有很高的心部強(qiáng)度、優(yōu)良的耐磨性和耐疲勞強(qiáng)度，熱處理變形卻很小。1.4.2 軸類零件的毛坯軸類零件最常用的毛坯是圓棒料和鍛件；有些大型軸或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的軸采用鑄件，毛坯經(jīng)過加熱鍛造后，可使金屬內(nèi)部纖維組織沿表面均勻分布，從而獲得較高的抗拉、抗彎及抗扭強(qiáng)度，故一般比較重要的軸，多采用鍛件。1.4.3 軸

13、類零件的熱處理軸類零件的使用性能除與所選鋼材種類有關(guān)外，還與所采用的熱處理有關(guān)。鍛造毛坯在加工前，均需安排正火或退火處理（含碳量大于=0.7%的碳鋼和合金鋼），以使用材內(nèi)部晶粒細(xì)化，消除鍛造應(yīng)力，降低材料硬度，改善切削加工性能。對(duì)于精度要求較高的軸，在局部淬火和粗磨之后，還需安排低溫時(shí)效處理，以消除淬火及磨削中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力和殘余奧氏體，控制尺寸穩(wěn)定；對(duì)于整體淬火精密主軸，在淬火粗磨后，要經(jīng)過較長時(shí)間的低溫時(shí)效處理；對(duì)于精度更高的主軸，在淬火之后，還要進(jìn)行定性處理，定性處理一般采用冰冷處理方法，以進(jìn)一步消除加應(yīng)力，保持主軸精度。1.5 軸類零件的加工工藝過程與工藝分析軸類零件的加工工藝過程隨結(jié)

14、構(gòu)形狀、技術(shù)要求、材料種類、生產(chǎn)批量等因素有所差異。日常工藝工作中遇到的大量工作是一般軸的工藝編制。1.5.1 零件加工的裝夾方法和夾具選擇數(shù)控車床上零件安裝方法與普通車床一樣，要盡量選用已有的通用夾具裝夾，且應(yīng)注意減少裝夾次數(shù)，盡量做到在一次裝夾中能把零件上要加工表面都加工出來。零件定位基準(zhǔn)應(yīng)盡量與基準(zhǔn)重合，以減少定位誤差對(duì)尺寸精度的影響。數(shù)控車床多采用三爪自動(dòng)定位中心卡盤夾持工件；軸類工件還可采用尾座頂尖支持工件。由于數(shù)控車床主軸轉(zhuǎn)速極高，為便于工件夾緊，多采用液壓高速動(dòng)力卡盤，因?yàn)樗谏a(chǎn)廠已通過了嚴(yán)格平衡，具有高轉(zhuǎn)速（極限轉(zhuǎn)速可達(dá)40006000r/min）、高夾緊力（最大推拉力為20

15、00-8000N）、高精度、調(diào)爪方便、通孔、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。還可使用軟爪夾持工件，軟爪弧面由操作者隨機(jī)配制，可獲得理想的夾持精度。通過調(diào)整缸壓力，可改變卡盤夾緊力，以滿足夾持各種薄壁和易變形工件的特殊需要。為減少細(xì)長軸加工時(shí)受力變形，提高加工精度，以及在加工帶孔軸類工件內(nèi)孔時(shí)，可采用液壓自動(dòng)定位中心架，其定心精度可達(dá)0.03mm。此外，數(shù)控車床加工中還有其它的夾具，它們主要分為兩大類，即用于軸類工件的夾具和用于盤類工件的夾具。用于加工軸類零件的夾具有自動(dòng)夾緊撥動(dòng)卡盤、撥齒頂尖、三爪撥動(dòng)卡盤和快速可調(diào)萬能卡盤等。數(shù)控車床加工軸類零件時(shí)，坯件裝夾在主軸頂尖和尾座頂尖之間，由主軸上的撥盤或撥齒頂尖

16、帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。夾具在粗車時(shí)可以傳遞足夠大的轉(zhuǎn)距，以適應(yīng)于主軸的高速旋轉(zhuǎn)車削。1.5.2 軸的加工工藝過程與工藝分析以車床主軸加工為例1）車床主軸加工工藝過程通過對(duì)主軸的技術(shù)要求和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行深入分析，根據(jù)生產(chǎn)比量、設(shè)備條件、工人技術(shù)水平等因素，就可以擬訂其機(jī)械加工工藝過程。2）車床主軸加工工藝過程分析加工階段的劃分 由于主軸是多階梯帶通孔的零件，切除大量金屬后，會(huì)引起殘余應(yīng)力重新分布而變形，故安排工序時(shí)，一定要粗精分開，先粗后精。粗加工開始前先準(zhǔn)備毛坯并正火；粗加工階段為切端面鉆中心孔、粗車外圓等；半精加工階段是半精車外圓，各輔助表面（鍵槽、花鍵、螺紋等）的加工與表面淬火；精加工階段是主要表面（外

17、圓表面與錐孔）的精加工。定位基準(zhǔn)的選擇 軸類零件的定位基準(zhǔn)，盡量采用兩中心孔。因?yàn)檩S類零件各外圓表面、錐孔、螺紋等表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)都是軸線，采用兩中心也定位，既符合基準(zhǔn)重合原則，又符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。軸類零件的定位基面，最常用的是兩中心孔。因?yàn)檩S類零件各外圓表面、螺紋表面的同軸度及端面對(duì)軸線的垂直度是相互位置精度的主要項(xiàng)目，而這些表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)一般都是軸的中心線，采用兩中心孔定位就能符合基準(zhǔn)重合原則。而且，由于多數(shù)工序都采用中心孔作為定位基面，能最大限度地加工出多個(gè)外圓和端面，這也符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。但下列情況不能用兩中心孔作為定們基面。粗加工外圓時(shí)，為提高工件剛度，則采用軸外圓表面為定位基面，或以

18、外圓和中心孔同作定位基面，即一夾一頂。當(dāng)軸為通孔零件時(shí)，在加工過程中，作為定位基面的中心孔因鉆出通孔而消失。為了在通孔加工后還能用中心孔作為定位基面，工藝上常采用以下3種方法。l 當(dāng)中心通孔直徑較小時(shí)，可直接在孔口倒出寬度不大于2mm的內(nèi)錐面來代替中心孔。l 當(dāng)軸有圓柱孔時(shí)，可采用1：500錐度的錐堵；當(dāng)軸孔錐度較小時(shí)，取錐堵與工作兩端定位孔錐相同。l 當(dāng)軸通孔的錐度較大時(shí)，可采用帶錐堵的心軸，簡稱錐堵心軸。綜上所述，空心主軸零件定位基準(zhǔn)的使用與轉(zhuǎn)換，大致采用這樣的方式：開始時(shí)以外圓作粗基準(zhǔn)銑端面鉆中心孔，為粗車外圓準(zhǔn)備好定位基準(zhǔn)。粗車外圓又為深孔加工準(zhǔn)備好定位基準(zhǔn)，鉆深孔時(shí)采用一夾（夾一頭外

19、圓）一托（托一頭外圓）的裝夾方式，之后即加工好前后錐孔，以便安裝錐堵，為半精加工和精加工外圓準(zhǔn)備好定位基準(zhǔn)。終磨錐孔之前，必須磨好軸頸表面，以便用支承軸頸定位來磨錐孔，從而保證錐孔的精度。工序順序安排 安排主軸加工工序的順序時(shí)應(yīng)注意如下幾點(diǎn)：基準(zhǔn)先行 機(jī)械加工工藝安排時(shí)，總是先加工好定位基準(zhǔn)面，使零件便于定位和夾緊。主軸加工也總是首先安排銑端面鉆中心孔，以便為后續(xù)工序準(zhǔn)備好定位基準(zhǔn)。深孔加工的安排 為了安排中心孔能夠在多道工序中使用，希望深孔加工安排在最后。但深孔加屬粗加工，余量大，發(fā)熱多，變形也大，會(huì)使得加工精度難以保持，故不能放到最后。一般深孔加安排在外圓粗車之后，以便有一個(gè)較為精確的軸頸

20、作定位基準(zhǔn)用來搭中心架，這樣加工出的孔也容易保證主軸均厚均勻。先外后內(nèi)與先大后小 先加工外圓，再以外圓定位加工內(nèi)孔。如上述主軸錐孔安排在軸頸精磨之后再進(jìn)行精磨；加工階梯外圓時(shí)，先加工直徑較大的，后加工直徑較小的，這樣可避免過早地削弱工作的剛度。加工階梯深孔時(shí)，先加工直徑較大的，后加工直徑較小的，這樣可以便于使用剛度較大的孔加工工具。次要表面加工的安排 主軸上的花鍵、鍵槽、螺紋等次要表面加工，通常均安排在外圓精車或粗磨之后、精磨外圓之前進(jìn)行。如果精車前就銑出健槽，精車時(shí)因斷續(xù)切削而易產(chǎn)生振動(dòng)，既影響加工質(zhì)量，又容易損壞刀具，也難控制健槽的深度。這些加工也不能放到主要表面精磨之后，否則會(huì)破壞主要表

21、面已獲得的精度。熱處理工序的安排 軸需進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理時(shí)，應(yīng)放在粗加工后，半精加工前進(jìn)行。如采用鍛件毛坯，必須首先安排退火或正火處理。如軸毛坯為熱軋鋼，可不必進(jìn)行正火處理。主要工序加工方法外圓的加工 外圓車削是粗加工和半精加工外圓表面應(yīng)用最廣泛的加工方法。成批生產(chǎn)時(shí)采用轉(zhuǎn)塔車床、數(shù)控車床；大量生產(chǎn)時(shí)，采用多刀半自動(dòng)車床、液壓仿形半自動(dòng)車床等。磨削是外圓表面主要的精加工方法，適于加工精度高、表面粗糙度值較小的外圓表面，特別適用于加工淬火鋼等高硬度材料。當(dāng)生產(chǎn)批量較大時(shí)，常采用組合磨削、成形砂輪磨削及無心磨削等高效磨削方法。螺紋的加工 為了保證螺紋大徑的精確，在螺紋加工前，在外圓的時(shí)候應(yīng)多削0.10.

22、3mm。在加工螺紋的時(shí)候，主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給都不能太大，背吃刀量也應(yīng)當(dāng)逐漸減小。在螺紋加工的最后一步，應(yīng)重復(fù)多走一次，這樣螺紋加工完后會(huì)更光滑一些。槽的加工 槽在軸類零件經(jīng)常的遇見，槽的加工應(yīng)特別注意轉(zhuǎn)速和進(jìn)給的調(diào)整，實(shí)際的轉(zhuǎn)速和進(jìn)給要根據(jù)零件的材料和刀子的質(zhì)量而定。第二章 零件圖樣及要求2.1 設(shè)計(jì)技術(shù)要求 以下圖軸零件為例圖2-12.1.1 零件圖如圖所示：2.1.2 技術(shù)要求如下：（1）以中批量生產(chǎn)條件編程。（2）不準(zhǔn)用砂布及銼刀修飾表面。（3）未注倒角1X45，銳邊倒鈍0.2X45。（4）未注公差尺寸按GB1804M。（5）端面允許打中心孔。（6）毛坯尺寸：（55X150）。（7）材料：4

23、5#，調(diào)質(zhì)處理HRC2636。2.2 設(shè)計(jì)具體要求1、零件圖工藝分析 2、計(jì)算編程尺寸3、畫出加工路線圖 4、畫出刀具調(diào)整圖5、列出數(shù)控刀具表 6、編制加工工序卡7、編寫數(shù)控加工程序 8、進(jìn)行數(shù)控仿真第三章 零件圖工藝分析3.1 零件幾何要素分析從結(jié)構(gòu)上看該零件主要由圓柱面、圓錐面、圓弧面、內(nèi)孔及螺紋等表面組成,其結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜,很適合數(shù)控車床的車削加工。3.2 精度分析3.2.1 尺寸精度分析該零件件精度要求較高的尺寸有:右端內(nèi)孔直徑28+0.04 0內(nèi)孔深26+ -0.02、球面圓弧S48+ -0.02、凹圓弧R9+ -0.02、凸圓弧左端面直徑35 0 -0.03 、凸圓弧直徑42 0 -

24、0.03、左端大圓外圓柱面直徑52 0 -0.03、槽寬3 0 -0.03、相鄰槽間距4+0.03 0、左端30圓柱面的長度33+ -0.02、零件總長145+ -0.08。需仔細(xì)對(duì)刀和認(rèn)真調(diào)整機(jī)床，并采用合理的加工方案。3.2.2 形位精度分析主要的形位精度有:外圓52軸線對(duì)基準(zhǔn)軸線A的同軸度公差要求。3.2.3 表面粗糙度分析52圓柱面、35圓柱面、20º圓椎面、28內(nèi)孔表面，加工后的表面粗糙度為Ra1.6um，其他表面的粗糙度為Ra3.2 um。要保證零件的加工精度和表面粗糙度,就要通過制定合適的加工工藝,合理選擇工件的裝夾方式,通過選用合適的刀具及幾何參數(shù),正確的粗、精加工路

25、線,合理的切削用量等措施來保證。3.3 加工方案的擬訂由于該零件比較復(fù)雜,加工部位較多,因而采用兩次裝夾后完成粗、精加工的加工方案。 手動(dòng)鉆中心孔后，先加工工件左端外形，完成粗精加工后，掉頭加工工件右端。進(jìn)行數(shù)控加工時(shí)盡可能采用沿軸向切削的方式進(jìn)行加工,以提高加工過程中工件與刀具的剛性.3.4 工件的定位及裝夾為了減小工件加工過程中的定位誤差，工件在CKY400型數(shù)控車床上采用三爪卡盤進(jìn)行定位與裝夾。當(dāng)?shù)纛^加工工件右端時(shí)，采用一夾一頂?shù)难b夾方式。工件裝夾過程中，應(yīng)對(duì)工件進(jìn)行找正，以保證工件軸線與主軸軸線同軸。第四章 編程尺寸的計(jì)算4.1 上下偏差換算成平均尺寸28+0.04 0換算為28.02

26、+ -0.0235 0 -0.03換算為34.985+ -0.01542 0 -0.03換算為41.985+ -0.01552 0 -0.03換算為51.985+ -0.0153 0 -0.03換算為2.985+ -0.0154+0.03 0換算為4.015+ -0.0154.2 利用尺寸鏈解出圖中未標(biāo)注的尺寸圖4-1A0=A1+A2+A3+A4 解得 A3=18ES(A0)= ES(A1)+ ES(A2)+ ES(A3)+ ES(A4) 解得 ES(A2)=0EI(A0)= EI(A1)+ EI(A2)+ EI(A3)+ EI(A4) 圖 4-2解得 EI(A2)=0 A2=18A0=A7-

27、A1-A2-A3-A4-A5-A6 解得A6=7 ES（A0）= ES（A7）- EI（A1）- EI（A2）- EI（A3）- EI（A4）- EI（A5）- EI（A6） 解得EI（A6）=-0.06EI（A0）=EI（A7）- ES（A0）- ES（A1）- ES（A2）- ES（A3）- ES（A4）- ES（A5）- ES（A6） 解得ES（A6）=+0.06 綜上可得A6=7+0.06 -0.06第五章 加工路線圖5.1 工序一 手動(dòng)鉆孔：4mm中心鉆5.2 工序二工步（一）：調(diào)用刀具T02外圓粗車刀，粗車左端面、臺(tái)階面圖 5-1主軸轉(zhuǎn)速600(r/min)、進(jìn)給量0.2(mm/r

28、)、背吃刀量1.5(mm)，留精加工余量X0.2mm、Z0.2mm。工步（二）：調(diào)用刀具T03外圓精車刀，精加工左端面、臺(tái)階面圖 5-2主軸轉(zhuǎn)速1200(r/min)、進(jìn)給量0.1(mm/r)、背吃刀量0.1(mm)，加工到標(biāo)注要求尺寸。工步（三）：調(diào)用T04螺紋刀，車螺紋至要求尺寸圖 5-3主軸轉(zhuǎn)速400(r/min)、進(jìn)給量2.0(mm/r)、背吃刀量0.90.1(mm)。螺紋刀的背吃刀量應(yīng)按照螺紋加工手冊(cè)查表，逐漸減小。螺紋刀在最后一次走刀的時(shí)候，重復(fù)多走一次，確保螺紋的光滑。5.3 工序三工步（一）：工件調(diào)頭裝夾，調(diào)用T05粗車右端外圓錐面、曲面 主軸轉(zhuǎn)速600(r/min)、進(jìn)給量0

29、.17(mm/r)、背吃刀量1.3（mm），圓錐面、曲面各留精加工余量X0.2mm、Z0.2mm。圖5-4工步（二）：調(diào)用T06粗精車右端外圓錐面、曲面至要求尺寸圖 5-5主軸轉(zhuǎn)速1000(r/min)、進(jìn)給量0.07(mm/r)、背吃刀量0.08（mm），加工到標(biāo)注要求尺寸。工步（三）：調(diào)用T07切槽刀，切圓錐面、右端面至要求尺寸圖5-6主軸轉(zhuǎn)速400(r/min)、進(jìn)給量0.1(mm/r)，加工到標(biāo)注要求尺寸。切槽刀在加工到最標(biāo)注尺寸的時(shí)候，應(yīng)在底部停留幾秒，保證槽底光滑。5.4 工序四工步（一）：調(diào)用T08鉆頭，鉆直徑為25的孔圖5-7主軸轉(zhuǎn)速300(r/min)、進(jìn)給量0.1(mm/r

30、)，加工到標(biāo)注要求尺寸。工步（二）：調(diào)用T09內(nèi)孔車刀，鏜內(nèi)孔至要求尺寸。粗車時(shí)主軸轉(zhuǎn)速400(r/min)、進(jìn)給量0.1(mm/r)，進(jìn)給量1.2(mm)精車時(shí)主軸轉(zhuǎn)速800(r/min)、進(jìn)給量0.08(mm/r)，進(jìn)給量0.1(mm),加工到標(biāo)注要求尺寸。圖 5-8第六章 刀具調(diào)整圖6.1 加工左端臺(tái)階面及螺紋圖6-16.2 調(diào)頭加工工件右端錐面、曲面，鉆孔并鏜孔圖 6-2圖 14第七章 數(shù)控刀具表產(chǎn)品名稱及代號(hào)零件名稱零件圖號(hào)程序編號(hào)O0001O0002工步號(hào)刀具名稱刀具型號(hào)刀片刀尖半徑 (mm)備注型號(hào)牌號(hào)1中心鉆A型手動(dòng)鉆中心孔2機(jī)夾可轉(zhuǎn)位車刀PCGCL2525-09QCCMT09

31、7308GC4350.8工序二3機(jī)夾可轉(zhuǎn)位車刀PCGCL2525-08QCCMW080304GC4350.44機(jī)夾可轉(zhuǎn)位螺紋刀SWR2020P16BRT16.012.00GMGC4355機(jī)夾可轉(zhuǎn)位車刀MDPNN2525M11DNMG1104DFGC4350.8工序三6機(jī)夾可轉(zhuǎn)位車刀SWBN2020K11VNMG16040PMGC4350.47機(jī)夾切槽刀QZQ2020R03ZQMX3N111EGC435825鉆頭GC435工序四9機(jī)夾可轉(zhuǎn)位內(nèi)刀車刀S10MSCLCR06CCMT060204HFGC4350.4第八章 數(shù)控加工工序卡8.1 數(shù)控加工工序卡（一）數(shù)控加工工序卡片（一）工廠工序號(hào)程序編

32、號(hào)夾具編號(hào)使用設(shè)備車間一無三爪卡盤普通車床1工步號(hào)工步內(nèi)容加工面刀具號(hào)刀具規(guī)格主軸轉(zhuǎn)速(rmin)進(jìn)給量(mmr)背吃刀量mm1鉆中心孔鉆孔T014mm中心鉆8.2 數(shù)控加工工序卡（二）數(shù)控加工工序卡片（二）工廠工序號(hào)程序編號(hào)夾具編號(hào)使用設(shè)備車間二O0001三爪卡盤塞塊數(shù)控車床2工步號(hào)工步內(nèi)容加工面刀具號(hào)刀具規(guī)格主軸轉(zhuǎn)速(rmin)進(jìn)給量(mmr)背吃刀量mm1粗車30外圓，臺(tái)階端面, 52外圓，留精加工余量 0.2mm30外圓，臺(tái)階端面, 52外圓T0295°左偏刀60002152精車30外圓，臺(tái)階端面, 52外圓至尺寸30外圓，臺(tái)階端面, 52外圓T0395°左偏刀12

33、0001013車螺紋至尺寸螺紋T0460°螺紋刀4002.009、06、06、04、018.3 數(shù)控加工工序卡（三）數(shù)控加工工序卡片(3)工廠工序號(hào)程序編號(hào)夾具編號(hào)使用設(shè)備車間三O0002三爪卡盤(軟爪)數(shù)控車床2工步號(hào)工步內(nèi)容加工面刀具號(hào)刀具規(guī)格主軸轉(zhuǎn)速(rmin)進(jìn)給量(mmr)背吃刀量（mm）1粗車外圓曲面,錐面留精加工余量0.2mm外圓曲面,錐面T05主副偏角62.5º6000.171.32精車外圓曲面,錐面至尺寸外圓曲面,錐面T06主副偏角72.5 º10000.070.083切外圓曲面,錐面端面到尺寸外圓曲面,錐面、右端面T073mm寬切槽刀4000.

34、18.4 數(shù)控加工工序卡（四）數(shù)控加工工序卡片(3)工廠工序號(hào)程序編號(hào)夾具編號(hào)使用設(shè)備車間四O0003三爪卡盤(軟爪)數(shù)控車床2工步號(hào)工步內(nèi)容加工面刀具號(hào)刀具規(guī)格主軸轉(zhuǎn)速(rmin)進(jìn)給量(mmr)背吃刀量（mm）1鉆孔鉆孔T08直25鉆頭3000.12鏜內(nèi)孔至尺寸28內(nèi)孔T09左偏內(nèi)孔鏜刀粗車4000.11.2精車8000.080.1第九章 數(shù)控加工程序的編寫9.1 工序一手動(dòng)鉆中心孔9.2 工序二程序%0002;T0202; （粗車端面，外圓）M03 S600;G00 X58.0Z2.0;G71 U1.5 R1.0 P10 Q20 X0.2 Z0.05 F0.2;N10 G00 X0;G0

35、1 Z0 F0.08;X26.4;X30.4 Z-2.0;Z-32.8;X50.4;X52.4 Z-34.0;N20 G01 Z-52.0;G00 X100;Z150 T0200;T0303; （精車端面、外圓）M03 S1200;G00 X26.0 Z2.0;G01 X26.0 Z0;X30 Z-2.0;Z-33.0;X49.985 Z-33.0;X51.985 Z-34;Z-52.0;G01 X58.0;G00 X100;Z150 T0300;T0404; （車螺紋）M03 S400;G00 X34.0 Z2.0;G82 X29.1 Z-25.0 F2.0;X28.5 Z-25.0;X27

36、.9 Z-25.0;X27.5 Z-25.0;X27.4 Z-25.0;X27.4 Z-25.0;G01 X31.0;G00 X100;Z150 T0400;M05;M309.3 工序三程序%0003;T0505; （粗車曲、錐面）M03 S600;G00 X58.0 Z3;N30G00X37.86Z2;G41;G01X37.86Z0F0.07;G03 X35.465Z-29.27R24;G02 X36.845W-12.95R9;G03 X35.385Z-57R8;G01X37.04Z-61.17;G01X41.13Z-65;N40X53.985 Z-95 G40;G00X100;Z150T0

37、500;T0606; （精車曲、錐面）M03S1000;G00X37.46Z2;G41;G03 ;G02 ;G03 X34.985Z-57R8;G01X40.73Z-65;X53.985 Z-95;G40;G00X100;Z150T0600;T0707; (切槽)M03S400;G00X55;Z-89;G01X39;G04 P4;G01 X55;W7;X39;G04 P4;G01 X55;W7;X39;G04 P4;G01 X55;Z-65;X34.985;W5;X50;Z0;X0;Z3;G00X100;Z150T0700;M05;M30;9.4 工序四程序 先手動(dòng)鉆孔%0004;T0909;

38、 （鏜內(nèi)孔）M03S400;G00X25Z3;G01X26Z0F0.1;Z-26;G01X10;G00Z3;G01X27;Z-26;X10;G00Z3;G01X27.8;Z-26;X10;G00Z3;M03 S800;X30.02;G01X30.02 Z0;X28.02 Z-1;Z-26;X10;G00Z150X100T0900;T0101;M05M30;第十章 仿真驗(yàn)證根據(jù)編寫出來的程序，在宇龍數(shù)控仿真軟件上驗(yàn)證，并通過實(shí)際加工，符合工藝要求，獲得合格工件。毛坯設(shè)置：55X150材 料：45#機(jī)床選擇：華中數(shù)控車床工序二：程序O002仿真圖圖10-1工序三：程序0003仿真圖（一）圖10-2

39、工序三：程序0003仿真圖（二）圖 10-3工序三：程序0003仿真圖（三）圖10-4工序四：程序0004仿真圖圖10-5總結(jié)畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們面臨畢業(yè)時(shí)的一項(xiàng)難關(guān)，同時(shí)也是一次非常難得的理論與實(shí)際相結(jié)合的機(jī)會(huì)。本次課題貫穿本專業(yè)所學(xué)到的理論知識(shí)與實(shí)踐操作技術(shù)，從分析設(shè)計(jì)到計(jì)算、實(shí)際的編程、數(shù)控仿真，同時(shí)本次選題提供了自主學(xué)習(xí)，自主選擇，自主完成的機(jī)會(huì)。畢業(yè)設(shè)計(jì)有實(shí)踐性，綜合性，探索性，應(yīng)用性等特點(diǎn)，本次選題的目的是數(shù)控專業(yè)教學(xué)體系中構(gòu)成數(shù)控技術(shù)專業(yè)知識(shí)及專業(yè)技能的重要組成部分，是運(yùn)用數(shù)控機(jī)床實(shí)際操作的一項(xiàng)重要準(zhǔn)備工作。傳統(tǒng)的回轉(zhuǎn)體工件設(shè)計(jì)是應(yīng)用系統(tǒng)方法分析和研究產(chǎn)品生產(chǎn)的問題和需求?，F(xiàn)代回轉(zhuǎn)體類

40、的數(shù)控加工設(shè)計(jì)理論已經(jīng)不拘泥于系統(tǒng)論的理論基礎(chǔ)，開始強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品尺寸精度，工藝嚴(yán)格性，從而更加有得于學(xué)生裝的數(shù)控編程及操作的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。通過這次對(duì)零件圖的完整工藝分析和編程設(shè)計(jì)，我擺脫了以前單純的理論知識(shí)學(xué)習(xí)狀態(tài)，讓我把所學(xué)與實(shí)際緊密的相結(jié)合起來，鍛煉了我的綜合運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，解決實(shí)際工程問題的能力，同時(shí)也提高我查閱文獻(xiàn)資料、設(shè)計(jì)手冊(cè)、設(shè)計(jì)規(guī)范以及電腦制圖等其他專業(yè)能力水平，而且通過對(duì)整體的掌控，對(duì)局部的取舍，以及對(duì)細(xì)節(jié)的斟酌處理，都使我的各方面能力都得到了鍛煉和提升。這是我們都希望看到的也正是我們進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的所在。雖然在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，我遇到了許多的麻煩，但這讓我認(rèn)識(shí)到了以

41、前課程當(dāng)中的純粹理論知識(shí)與實(shí)際的差異，也讓我知道了如何去面對(duì)和改善理論與實(shí)際的差異。在設(shè)計(jì)過程中，各種設(shè)計(jì)合理的適用條件，各種設(shè)備的選用標(biāo)準(zhǔn)，各種產(chǎn)品的加工方法，我都是隨著設(shè)計(jì)的不斷深入而不斷熟悉并學(xué)會(huì)應(yīng)用的。工夫不負(fù)有心人，此次的設(shè)計(jì)讓我對(duì)零件加工過程中的各工藝分析得到了很大的提高并積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。數(shù)控零件的加工工藝與編程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)、機(jī)械工程及其自動(dòng)化專業(yè)的專業(yè)課程，所以我們只有通過多多的實(shí)踐，才能更牢固的掌握書本上的知識(shí)，通過這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，是我們很好的把過去學(xué)過的知識(shí)能夠很好的串起來，當(dāng)中也發(fā)現(xiàn)了很多的問題，通過與同學(xué)之間的共同討論和老師的指導(dǎo)

42、，解決了很多問題，當(dāng)然還存在很大的不足，希望在今后的學(xué)習(xí)過程當(dāng)中，能夠查漏補(bǔ)缺，再接再厲，把這門課程的知識(shí)學(xué)的更扎實(shí)，為今后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。致謝語畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)結(jié)束了，我的大學(xué)生涯也即將圈上一個(gè)句號(hào)。此刻我的心中卻有些悵然若失，感慨時(shí)間過的之快。做為一名即將畢業(yè)的大學(xué)生,掌握好專業(yè)知識(shí)是我們必須要做到的。但隨著社會(huì)的發(fā)展，我已經(jīng)意識(shí)到了，我還要更進(jìn)一步的去了解關(guān)于數(shù)控的現(xiàn)狀和未來的發(fā)展方向。那樣我才能更好的適應(yīng)社會(huì)，跟上社會(huì)的發(fā)展，將來不會(huì)被時(shí)代、社會(huì)所淘汰。這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我充分的認(rèn)識(shí)到了自己的所學(xué)不足之處，同時(shí)也讓我體會(huì)到了知識(shí)就是力量的真諦。這次畢業(yè)論文能夠最終順利完成，歸功于葛衛(wèi)國

43、老師和各位專業(yè)老師以及林先良等幾位同學(xué)這幾個(gè)月以來的熱心幫助。也正是他們不懈的支持和幫助才使得我的畢業(yè)設(shè)計(jì)最終順利完成。在本次論文設(shè)計(jì)過程中，輔導(dǎo)老師對(duì)該論文從選題，構(gòu)思到最后定稿的各個(gè)環(huán)節(jié)都給予細(xì)心指引與教導(dǎo)，使我得以最終完成畢業(yè)論文設(shè)計(jì)。在學(xué)習(xí)中,老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、豐富淵博的知識(shí)、敏銳的學(xué)術(shù)思維、精益求精的工作態(tài)度以及侮人不倦的師者風(fēng)范是我終生學(xué)習(xí)的楷模，導(dǎo)師們的高深精湛的造詣與嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)精神，將永遠(yuǎn)激勵(lì)著我。這四年中除在學(xué)校向各位老師學(xué)到專業(yè)知識(shí)，還學(xué)到了很多為人處事的方法。在此，謹(jǐn)向老師們致以衷心的感謝和崇高的敬意！最后，我要向百忙之中抽時(shí)間對(duì)本文進(jìn)行審閱，評(píng)議和參與本人論文答辯

44、的各位老師表示感謝。此致敬禮致謝人：謝飛 參考文獻(xiàn)1 李碩，栗新.機(jī)械制造工藝基礎(chǔ).北京：國防工業(yè)出版社，2006.2 余英良.數(shù)控加工編程及操作.北京：高等教育出版社，2005.3 楊建明.數(shù)控加工工藝與編程.北京理工大學(xué)出版社，2006.4 李正峰.數(shù)控加工工藝.上海交通大學(xué)出版社，2004.5 廖建剛，倪祥明.數(shù)控機(jī)床與數(shù)控編程技術(shù).科學(xué)出版社，2005.6 嚴(yán)愛珍.機(jī)床數(shù)控原理與系統(tǒng).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999.7 李長江.數(shù)控車床編程與操作.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.8 李斌，李培根.數(shù)控技術(shù)和裝備發(fā)展趨勢(shì)及對(duì)策.中國制造業(yè)信息化，2002.9 趙長明，劉萬菊.數(shù)控加工工藝

45、及設(shè)備.科學(xué)出版社.2006.10 袁哲俊.金屬切削刀具.上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，1993.11 宋放之，等.數(shù)控工藝培訓(xùn)教程.北京：清華大學(xué)出版社，2003.12 劉雄偉，等.數(shù)控加工理論與編程技術(shù).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.13 周濟(jì)，周艷紅.數(shù)控加工技術(shù).國防工業(yè)出版社，2003.14 宋莉莉.數(shù)控車床車削加工工藝過程分析及編程.河北工業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院學(xué)報(bào), 2006.15 潘培道，徐健.基于數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì).工藝與裝備，2006.16 趙太平.數(shù)控車削編程與加工技術(shù).北京理工大學(xué)出版社，2006.17 胡如祥.數(shù)控加工編程與操作.大連：大連理工大學(xué)出版社，2006.18 楊利群.數(shù)控工藝培訓(xùn)教程.北京：清華大學(xué)出版社，2006.19 于駿一，鄒青.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.20 朱喜林，張代治.機(jī)電一體化設(shè)計(jì)基礎(chǔ).北京：科學(xué)出版社，2003.21 姚福生，等.先進(jìn)制造技術(shù).北京：清華大學(xué)出版社，2002.Processing Process Study And Programming Design Of the Axis Class Components XIE Fei(Grade 2006,Mechanical Design,Man