數(shù)控軸類零件加工畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、題 目：數(shù)控機(jī)床分類及軸類零件加工專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化學(xué) 號(hào)：08930651姓 名：羅 云指導(dǎo)教師：江磊學(xué)習(xí)中心：弘成寧波數(shù)字化學(xué)習(xí)中心 西 南 交 通 大 學(xué) 網(wǎng) 絡(luò) 教 育 學(xué) 院2010年 12月 18日院系 西南交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化年級(jí) 2008-13班 學(xué) 號(hào) 08930651 姓 名 羅云 學(xué)習(xí)中心 弘成寧波數(shù)字化學(xué)習(xí)中心 指導(dǎo)教師 江磊 題目 數(shù)控機(jī)床分類及軸類零件加工 指導(dǎo)教師評(píng) 語 是否同意答辯 過程分(滿分20) 指導(dǎo)教師 (簽章) 評(píng) 閱 人評(píng) 語 評(píng) 閱 人 (簽章)成 績(jī) 答辯組組長(zhǎng) (簽章) 年 月 日 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 任

2、 務(wù) 書班 級(jí) 2008-13班 學(xué)生姓名 羅云 學(xué) 號(hào) 08930651 開題日期：2010 年 9 月 20 日 完成日期： 2010 年 12 月 18 日題 目 數(shù)控機(jī)床分類及軸類零件加工 題目類型：工程設(shè)計(jì) 技術(shù)專題研究 理論研究 軟硬件產(chǎn)品開發(fā)一、 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求1.熟悉軸類零件的工藝。 2.編制工藝過程、加工工序卡。 3.確定數(shù)控機(jī)床的刀具軌跡。 4.編制程序。 5.上機(jī)操作。 二、 應(yīng)完成的硬件或軟件實(shí)驗(yàn) 用數(shù)控車床對(duì)軸類產(chǎn)品進(jìn)行加工切削。 三、 應(yīng)交出的設(shè)計(jì)文件及實(shí)物（包括設(shè)計(jì)論文、程序清單或磁盤、實(shí)驗(yàn)裝置或產(chǎn)品等）畢業(yè)設(shè)計(jì)及論文 四、 指導(dǎo)教師提供的設(shè)計(jì)資料無 五、 要求學(xué)

3、生搜集的技術(shù)資料（指出搜集資料的技術(shù)領(lǐng)域）1.數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用 2.機(jī)械制造應(yīng)用資料 3.數(shù)控車床加工技術(shù)資料 六、 設(shè)計(jì)進(jìn)度安排第一部分 熟悉課題，收集、整理課題相關(guān)資料 （ 1 周）第二部分 數(shù)控車床分析及總體設(shè)計(jì) （ 1 周）第三部分詳細(xì)設(shè)計(jì)及上機(jī)切削加工 （ 1 周）第四部分 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文文檔編寫整理 （ 1周）評(píng)閱或答辯 （ 1 周） 指導(dǎo)教師： 年 月 日學(xué)院審查意見：審 批 人： 年 月 日誠信承諾一、 本設(shè)計(jì)是本人獨(dú)立完成；二、 本設(shè)計(jì)沒有任何抄襲行為；三、若有不實(shí)，一經(jīng)查出，請(qǐng)答辯委員會(huì)取消本人答辯（評(píng)閱）資格。承諾人（鋼筆填寫）：羅云2010年12月18日目 錄第一章 軸類零

4、件加工工藝分析 1.1 典型軸類零件的加工工藝11.2 數(shù)控車床概述31.3 鏜孔工藝41.4 螺紋加工工藝41.5 分析加工對(duì)象51.6 夾具的選擇與類型 6第二章 零件工藝過程卡設(shè)計(jì)2.1 數(shù)控加工工藝內(nèi)容的選擇82.2 工藝過程82.3 加工工序的劃分92.4 編制工藝過程卡102.5 切削用量的確定112.6 編制加工工序卡12第三章 數(shù)控車削編程3.1 刀具加工進(jìn)給路線的確定173.2 繪制刀具加工路線圖183.3 本零件加工所用刀具183.4 編程基礎(chǔ)19附錄一23結(jié)束語27致謝 28參考文獻(xiàn)29摘 要此次論文針對(duì)典型零件的工藝分析與加工及數(shù)控的發(fā)展。數(shù)控技術(shù)及數(shù)控機(jī)床在當(dāng)今機(jī)械制

5、造業(yè)中的重要地位和巨大效益，顯示了其在國家基礎(chǔ)工業(yè)現(xiàn)代化中的戰(zhàn)略性作用，并已成為傳統(tǒng)機(jī)械制造工業(yè)提升改造和實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、柔性化、集成化生產(chǎn)的重要手段和標(biāo)志。數(shù)控技術(shù)及數(shù)控機(jī)床的廣泛應(yīng)用，給機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品種類和檔次以及生產(chǎn)方式帶來了革命性的變化。數(shù)控機(jī)床是現(xiàn)代加工車間最重要的裝備。它的發(fā)展是信息技術(shù)(1T)與制造技術(shù)(MT)結(jié)合發(fā)展的結(jié)果?，F(xiàn)代的CAD/CAM、FMS、CIMS、敏捷制造和智能制造技術(shù)，都是建立在數(shù)控技術(shù)之上的。掌握現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)知識(shí)是現(xiàn)代機(jī)電類專業(yè)學(xué)生必不可少的。在數(shù)控加工中，從零件的設(shè)計(jì)圖紙到零件成品合格交付，不僅要考慮到數(shù)控程序的編制，還要考慮到諸如零件加工工藝路線

6、的安排、加工機(jī)床的選擇、切削刀具的選擇、零件加工中的定位裝夾等一系列因素的影響，在開始編程前，必須要對(duì)零件設(shè)計(jì)圖紙和技術(shù)要求進(jìn)行詳細(xì)的數(shù)控加工工藝分析，以最終確定哪些是零件的技術(shù)關(guān)鍵，哪些是數(shù)控加工的難點(diǎn)，以及數(shù)控程序編制的難易程度。零件的數(shù)控加工工藝分析是編制數(shù)控程序中最重要而又極其復(fù)雜的環(huán)節(jié)，也是數(shù)控加工工藝方案設(shè)計(jì)的核心工作，必須在數(shù)控加工方案制定前完成。一個(gè)合格的編程人員對(duì)數(shù)控機(jī)床及其控制系統(tǒng)的功能及特點(diǎn)，以及影響數(shù)控加工的每個(gè)環(huán)節(jié)都要有一個(gè)清晰、全面的了解，這樣才能避免由于工藝方案考慮不周而可能出現(xiàn)的產(chǎn)品質(zhì)量問題，造成無謂的人力、物力等資源的浪費(fèi)。 全面合理的數(shù)控加工工藝分析是提高數(shù)

7、控編程質(zhì)量的重要保障。 數(shù)控車床是目前使用最廣泛的數(shù)控機(jī)床之一。數(shù)控車床主要用于加工軸類、盤類等回轉(zhuǎn)體零件。通過數(shù)控加工程序的運(yùn)行，可自動(dòng)完成內(nèi)外圓柱面、圓錐面、成形表面、螺紋和端面等工序的切削加工，并能進(jìn)行車槽、鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔等工作。 關(guān)鍵詞：切削機(jī)床 工藝分析 第一章 軸類零件加工工藝分析機(jī)械加工的目的是將毛坯加工成符合產(chǎn)品要求的零件。通常，毛坯需要經(jīng)過若干工序才能轉(zhuǎn)化為符合產(chǎn)品要求的零件。一個(gè)相同結(jié)構(gòu)相同要求的機(jī)器零件，可以采用幾種不同的工藝過程完成，但其中總有一種工藝過程在某一特定條件下是最經(jīng)濟(jì)、最合理的。在現(xiàn)有的生產(chǎn)條件下，如何采用經(jīng)濟(jì)有效的加工方法，合理地安排加工工藝路線以獲得符

8、合產(chǎn)品要求的零件，最重要的就是要編制出零件的工藝規(guī)程。1.1 典型軸類零件的加工工藝： 1.1.1 軸類零件的功用、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)軸類零件是機(jī)器中經(jīng)常遇到的典型零件之一。它在機(jī)械中主要用于支承齒輪、帶輪、凸輪以及連桿等傳動(dòng)件，以傳遞扭矩。按結(jié)構(gòu)形式不同，軸可以分為階梯軸、錐度心軸、光軸、空心軸、曲軸、凸輪軸、偏心軸、各種絲杠等。它主要用來支承傳動(dòng)零部件，傳遞扭矩和承受載荷。軸類零件是旋轉(zhuǎn)體零件，其長(zhǎng)度大于直徑，一般由同心軸的外圓柱面、圓錐面、內(nèi)孔和螺紋及相應(yīng)的端面所組成。根據(jù)結(jié)構(gòu)形狀的不同，軸類零件可分為光軸、階梯軸、空心軸和曲軸等。軸的長(zhǎng)徑比小于5的稱為短軸，大于20的稱為細(xì)長(zhǎng)軸，大多數(shù)軸介于兩者

9、之間。本論文所加工的零件典型軸類零件則屬于階梯軸。? 1.1.2 軸類零件一般加工要求及方法軸類零件加工工藝規(guī)程注意點(diǎn):軸類零件中工藝規(guī)程的制訂，直接關(guān)系到工件質(zhì)量、勞動(dòng)生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效益。一零件可以有幾種不同的加工方法，但只有某一種較合理，在制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程中，須注意以下幾點(diǎn)。1)粗基準(zhǔn)選擇：有非加工表面，應(yīng)選非加工表面作為粗基準(zhǔn)。對(duì)所有表面都需加工的鑄件軸，根據(jù)加工余量最小表面找正。且選擇平整光滑表面，讓開澆口處。選牢固可靠表面為粗基準(zhǔn)，同時(shí)，粗基準(zhǔn)不可重復(fù)使用。2)精基準(zhǔn)選擇：要符合基準(zhǔn)重合原則，盡可能選設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或裝配基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。盡可能在多數(shù)工序中用同一個(gè)定位基

10、準(zhǔn)。盡可能使定位基準(zhǔn)與測(cè)量基準(zhǔn)重合。選擇精度高、安裝穩(wěn)定可靠表面為精基準(zhǔn)。工藝規(guī)程制訂得是否合理，直接影響工件的質(zhì)量、勞動(dòng)生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效益。一個(gè)零件可以用幾種不同的加工方法制造，但在一定的條件下，只有某一種方法是較合理的。軸類零件加工的技術(shù)要求:尺寸精度軸類零件的主要表面常為兩類，一類是與軸承的內(nèi)圈配合的外圓軸頸，即支承軸頸，用于確定軸的位置并支承軸，尺寸精度要求較高，通常為IT5IT7；另一類為與各類傳動(dòng)件配合的軸頸，即配合軸頸，其精度稍低，通常為IT6IT9。幾何形狀精度主要指軸頸表面、外圓錐面、錐孔等重要表面的圓度、圓柱度。其誤差一般應(yīng)限制在尺寸公差范圍內(nèi)，對(duì)于精密軸，需在零件圖上另行規(guī)

11、定其幾何形狀精度。該典型軸類零件長(zhǎng)度為145mm，螺紋大徑為30mm、長(zhǎng)度為25mm，外圓錐面的錐度為20o、長(zhǎng)度為29mm，圓弧總長(zhǎng)為57mm、半徑分別有24mm/9mm/8mm，所鏜的孔直徑為28mm、長(zhǎng)度為26mm。相互位置精度包括內(nèi)、外表面，重要軸面的同軸度、圓的徑向跳動(dòng)、重要端面對(duì)軸心線的垂直度、端面間的平行度等。該典型軸類零件外圓相互位置精度為0.020.04之間，圓的徑向跳動(dòng)為0.02，端面與軸心線保持垂直，兩端端面要保持平行?？椎谋砻媾c外表面也應(yīng)保持平行。表面粗糙度: 軸的加工表面都有粗糙度的要求，一般根據(jù)加工的可能性和經(jīng)濟(jì)性來確定。該典型軸類零件的直徑為52mm的外圓、外圓錐

12、度及孔的內(nèi)表面的粗糙度均為1.6，其它位置的粗糙度為3.2。在加工該軸類零件時(shí)，需采用粗車與精車結(jié)合的方法，在粗加工零件表面輪廓時(shí)，必須保證0.5mm的精加工余量，必要時(shí)需使用刀偏表，對(duì)刀具進(jìn)給時(shí)進(jìn)行誤差的控制，有效地減小誤差，方能確定該零件在加工精度方面的各種要求。1.1.3軸類零件加工的工藝路線外圓加工的方法很多，基本加工路線可歸納為四條。  粗車半精車精車 對(duì)于一般常用材料，這是外圓表面加工采用的最主要的工藝路線。  粗車半精車粗磨精磨 對(duì)于黑色金屬材料，精度要求高和表面粗糙度值要求較小、零件需要淬硬時(shí)，其后續(xù)工序只能用磨削而采用的加工路線。 粗車

13、半精車精車金剛石車  對(duì)于有色金屬，用磨削加工通常不易得到所要求的表面粗糙度，因?yàn)橛猩饘僖话惚容^軟，容易堵塞沙粒間的空隙，因此其最終工序多用精車和金剛石車。  粗車半精粗磨精磨光整加工對(duì)于黑色金屬材料的淬硬零件，精度要求高和表面粗糙度值要求很小，常用此加工路線。對(duì)于本文所加工的典型軸類零件，將采用“粗車精車”的車削方式，即分別對(duì)本零件的兩個(gè)端面、外圓、螺紋、外圓錐度、切槽、圓弧、鏜孔七個(gè)步驟進(jìn)行粗加工和精加工。1.2 數(shù)控車床概述1.2.1數(shù)控車床特點(diǎn)數(shù)控車床與其他類型的車床相比有下列特點(diǎn)：1）通用性強(qiáng)，生產(chǎn)率高，加工精度高且穩(wěn)定，操作者勞動(dòng)強(qiáng)度低。2）適合于復(fù)雜零件的加

14、工。3）換批調(diào)整方便，適合于多種中小批柔性自動(dòng)化生產(chǎn)。4）便于實(shí)現(xiàn)信息流自動(dòng)化，在數(shù)控車床基礎(chǔ)上，可實(shí)現(xiàn)CIMS（計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)）。1.2.2 工作內(nèi)容根據(jù)零件圖要求，工作人員進(jìn)行數(shù)控編程，輸入到數(shù)控車床數(shù)控系統(tǒng)；將零件原料按規(guī)定要求放置在預(yù)定位置上；等數(shù)控車床自動(dòng)生產(chǎn)出產(chǎn)品后，使用測(cè)量檢測(cè)儀器，對(duì)有精度誤差的產(chǎn)品進(jìn)行誤差補(bǔ)償；日常的車床維護(hù)和保養(yǎng)及常用故障排除。1.2.3 本零件的加工所用機(jī)床型號(hào)、特點(diǎn)及數(shù)控系CNC6140D：該車床可以實(shí)現(xiàn)軸類、盤類的內(nèi)外表面，錐面、圓弧、螺紋、鏜孔、鉸孔加工，也可以實(shí)現(xiàn)非圓曲線加工。本零件將采用FANUC系統(tǒng)進(jìn)行加工：主要特點(diǎn)FANUC公司的數(shù)控系統(tǒng)

15、具有高質(zhì)量、高性能、全功能，適用于各種機(jī)床和生產(chǎn)機(jī)械的特點(diǎn)。1.3 鏜孔工藝：根據(jù)工件的加工要求，可選擇三種鏜削方案。 在一根鏜桿上安排粗、精切鏜刀來分擔(dān)余量的切除，鏜孔后再倒角。為了不影響生產(chǎn)節(jié)拍，兩把粗、精切鏜刀需同時(shí)工作。由于是在鏜桿上鉆孔及攻絲，進(jìn)一步削弱了鏜桿的剛性及強(qiáng)度。而鏜削余量的不均勻分布使得切削力很大，兩把鏜刀同時(shí)工作使機(jī)床功率不足，因此不可避免地要引起切削振動(dòng)，無法滿足工件加工精度和表面粗糙度要求。在同一根鏜桿上安排粗、精切鏜刀來分擔(dān)余量的去除：其中任何兩把刀都不得同時(shí)工作。采用該方案雖然可降低切削力，但鏜桿長(zhǎng)度增加了兩倍，造成鏜桿剛性不足；同時(shí)單件加工工時(shí)也增加了一倍，保

16、證不了生產(chǎn)節(jié)拍。 安排兩臺(tái)機(jī)床，即增加一臺(tái)半精鏜床來分擔(dān)余量的精加工。該方案雖可解決問題，但工件加工成本太高。對(duì)于本零件中的孔，將采用鏜刀對(duì)其進(jìn)行加工，并安排粗、精鏜來分擔(dān)余量的切除，鏜孔后再倒角。1.4 螺紋加工工藝1.4.1 普通螺紋的尺寸分析數(shù)控車床對(duì)普通螺紋的加工需要一系列尺寸，普通螺紋加工所需的尺寸計(jì)算分析主要包括以下兩個(gè)方面：螺紋加工前工件直徑考慮螺紋加工牙型的膨脹量，螺紋加工前工件直徑D/d0.1P，即螺紋大徑減0.1螺距，一般根據(jù)材料變形能力小取比螺紋大徑小0.1到0.5。螺紋加工進(jìn)刀量螺紋加進(jìn)刀量可以參考螺紋底徑，即螺紋刀最終進(jìn)刀位置。螺紋小徑為：大徑倍牙高；牙高=0.54P

17、（P為螺距）螺紋加工的進(jìn)刀量應(yīng)不斷減少，具體進(jìn)刀量根據(jù)刀具及工作材料進(jìn)行選擇。1.4.2 普通螺紋的編程加工在目前的數(shù)控車床中，螺紋切削一般有三種加工方法：G32直進(jìn)式切削方法、G76斜進(jìn)式切削方法和G92直進(jìn)式切削方法，由于切削方法的不同，編程方法不同，造成加工誤差也不同。我們?cè)诓僮魇褂蒙弦屑?xì)分析，爭(zhēng)取加工出精度高的零件。G32直進(jìn)式切削方法，由于兩側(cè)刃同時(shí)工作，切削力較大，而且排削困難，因此在切削時(shí)，兩切削刃容易磨損。在切削螺距較大的螺紋時(shí)，由于切削深度較大，刀刃磨損較快，從而造成螺紋中徑產(chǎn)生誤差；但是其加工的牙形精度較高，因此一般多用于小螺距螺紋加工。由于其刀具移動(dòng)切削均靠編程來完成，

18、所以加工程序較長(zhǎng)；由于刀刃容易磨損，因此加工中要做到勤測(cè)量。G76斜進(jìn)式切削方法，由于為單側(cè)刃加工，加工刀刃容易損傷和磨損，使加工的螺紋面不直，刀尖角發(fā)生變化，而造成牙形精度較差。但由于其為單側(cè)刃工作，刀具負(fù)載較小，排屑容易，并且切削深度為遞減式。因此，此加工方法一般適用于大螺距螺紋加工。由于此加工方法排屑容易，刀刃加工工況較好，在螺紋精度要求不高的情況下，此加工方法更為方便。在加工較高精度螺紋時(shí)，可采用兩刀加工完成，既先用G76加工方法進(jìn)行粗車，然后用G32加工方法精車。但要注意刀具起始點(diǎn)要準(zhǔn)確，不然容易亂扣，造成零件報(bào)廢。G92直進(jìn)式切削方法，螺紋切削循環(huán)同G32螺紋切削一樣，在進(jìn)給保持狀

19、態(tài)下，該循環(huán)在完成全部動(dòng)作之后再停止動(dòng)作。螺紋加工完成后可以通過觀察螺紋牙型判斷螺紋質(zhì)量及時(shí)采取措施，當(dāng)螺紋牙頂未尖時(shí)，增加刀的切入量反而會(huì)使螺紋大徑增大，增大量視材料塑性而定，當(dāng)牙頂已被削尖時(shí)增加刀的切入量則大徑成比例減小，根據(jù)這一特點(diǎn)要正確對(duì)待螺紋的切入量，防止報(bào)廢。本零件中螺紋的切削加工就采用G92直螺紋切削循環(huán)加工的方法，并且使用粗車與精車結(jié)合切削方式（精加工余量為0.5mm），須先倒角后車螺紋。1.5 分析加工對(duì)象（零件圖樣）在設(shè)計(jì)零件的加工工藝規(guī)程時(shí)，首先要對(duì)加工對(duì)象進(jìn)行深入分析。對(duì)于數(shù)控車削加工應(yīng)考慮以下幾方面：1.5.1 構(gòu)成零件輪廓的幾何條件在車削加工中手工編程時(shí)，要計(jì)算每個(gè)

20、節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)；在自動(dòng)編程時(shí)，要對(duì)構(gòu)成零件輪廓所有幾何元素進(jìn)行定義。因此在分析零件圖時(shí)應(yīng)注意：零件圖上是否漏掉某尺寸，使其幾何條件不充分，影響到零件輪廓的構(gòu)成； 零件圖上的圖線位置是否模糊或尺寸標(biāo)注不清，使編程無法下手；零件圖上給定的幾何條件是否不合理，造成數(shù)學(xué)處理困難。 零件圖上尺寸標(biāo)注方法應(yīng)適應(yīng)數(shù)控車床加工的特點(diǎn)，應(yīng)以同一基準(zhǔn)標(biāo)注尺寸或直接給出坐標(biāo)尺寸。1.5.2 尺寸精度要求分析零件圖樣尺寸精度的要求，以判斷能否利用車削工藝達(dá)到，并確定控制尺寸精度的工藝方法。在該項(xiàng)分析過程中，還可以同時(shí)進(jìn)行一些尺寸的換算，如增量尺寸與絕對(duì)尺寸及尺寸鏈計(jì)算等。在利用數(shù)控車床車削零件時(shí)，常常對(duì)零件要求的尺寸取最大

21、和最小極限尺寸的平均值作為編程的尺寸依據(jù)。1.5.3 形狀和位置精度的要求零件圖樣上給定的形狀和位置公差是保證零件精度的重要依據(jù)。加工時(shí)，要按照其要求確定零件的定位基準(zhǔn)和測(cè)量基準(zhǔn)，還可以根據(jù)數(shù)控車床的特殊需要進(jìn)行一些技術(shù)性處理，以便有效的控制零件的形狀和位置精度。1.5.4 表面粗糙度要求表面粗糙度是保證零件表面微觀精度的重要要求，也是合理選擇數(shù)控車床、刀具及確定切削用量的依據(jù)。1.5.5 材料與熱處理要求零件圖樣上給定的材料與熱處理要求，是選擇刀具、數(shù)控車床型號(hào)、確定切削用量的依據(jù)。1.6夾具的選擇與類型1.6.1 夾具的選擇數(shù)控加工對(duì)夾具主要有兩大要求：一是夾具應(yīng)具有足夠的精度和剛度；二是

22、夾具應(yīng)有可靠的定位基準(zhǔn)。選用夾具時(shí)，通?？紤]以下幾點(diǎn)：（1）盡量選用可調(diào)整夾具、組合夾具及其它通用夾具，避免采用專用夾具，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間。（2）在成批生產(chǎn)時(shí)才考慮采用專用夾具，并力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。（3）裝卸工件要迅速方便，以減少機(jī)床的停機(jī)時(shí)間。（4）夾具在機(jī)床上安裝要準(zhǔn)確可靠，以保證工件在正確的位置上加工。本次設(shè)計(jì)采用普通的三爪自動(dòng)定心卡盤，其工作效率高，使用方便、準(zhǔn)確度高。由圖1-1所視。1.6.2 夾具的類型數(shù)控車床上的夾具主要有兩類：一類用于盤類或短軸類零件，工件毛坯裝夾在帶可調(diào)卡爪的卡盤（三爪、四爪）中，由卡盤傳動(dòng)旋轉(zhuǎn)；另一類用于軸類零件，毛坯裝在主軸頂尖和尾架頂尖間，工件由主軸上的撥

23、動(dòng)卡盤傳動(dòng)旋轉(zhuǎn)1.6.3 零件的安裝數(shù)控機(jī)床上零件的安裝方法與普通機(jī)床一樣，要合理選擇定位基準(zhǔn)和夾緊方案，注意以下兩點(diǎn)：（1）力求設(shè)計(jì)、工藝與編程計(jì)算的基準(zhǔn)統(tǒng)一，這樣有利于編程時(shí)數(shù)值計(jì)算的簡(jiǎn)便性和精確性。（2）盡量減少裝夾次數(shù)，盡可能在一次定位裝夾后，加工出全部待加工表面。由于本次設(shè)計(jì)的零件屬于短軸類零件，故采用三爪自定心卡盤裝夾。其安裝方便、安裝精度較高，圖1-1所視。圖1-1第二章 零件工藝過程卡設(shè)計(jì)2.1 數(shù)控加工工藝內(nèi)容的選擇在選擇時(shí)，一般可按下列順序考慮：（1）通用機(jī)床無法加工的內(nèi)容應(yīng)作為優(yōu)先選擇的內(nèi)容；（2）通用機(jī)床難加工，質(zhì)量也難保證的內(nèi)容應(yīng)作為重點(diǎn)選擇的內(nèi)容；（3）通用機(jī)床加工

24、效率低、工人手工操作勞動(dòng)強(qiáng)度大的內(nèi)容，可在數(shù)控機(jī)床尚存在富裕加工能力時(shí)選擇。工藝規(guī)程是指導(dǎo)施工的技術(shù)文件。一般包括以下內(nèi)容：零件加工的工藝路線，各工序的具體加工內(nèi)容，切削用量、工時(shí)定額以及所采用的設(shè)備和工藝裝備等。工藝規(guī)程的主要內(nèi)容1)產(chǎn)品特征，質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。2)原材料、輔助原料特征及用于生產(chǎn)應(yīng)符合的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。3)生產(chǎn)工藝流程。4)主要工藝技術(shù)條件、半成品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。5)生產(chǎn)工藝主要工作要點(diǎn)。6)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和成品質(zhì)量指標(biāo)的檢查項(xiàng)目及次數(shù)。7)工藝技術(shù)指標(biāo)的檢查項(xiàng)目及次數(shù)。8)專用器材特征及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。2.2 工藝過程在生產(chǎn)過程中，那些與有原材料轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品直接相關(guān)的過程稱為工藝過程。它包括毛坯制造

25、、零件加工、熱處理、質(zhì)量檢驗(yàn)和機(jī)器裝配等。而為保證工藝過程正常進(jìn)行所需要的刀具、夾具制造，機(jī)床調(diào)整維修等則屬于輔助過程。在工藝過程中，以機(jī)械加工方法按一定順序逐步地改變毛坯形狀、尺寸、相對(duì)位置和性能等，直至成為合格零件的那部分過程稱為機(jī)械加工工藝過程。為了便于工藝規(guī)程的編制、執(zhí)行和生產(chǎn)組織管理，需要把工藝過程劃分為不同層次的單元。它們是工序、安裝、工位、工步和走刀。其中工序是工藝過程中的基本單元。零件的機(jī)械加工工藝過程由若干個(gè)工序組成。在一個(gè)工序中可能包含有一個(gè)或幾個(gè)安裝，每一個(gè)安裝可能包含一個(gè)或幾個(gè)工位，每一個(gè)工位可能包含一個(gè)或幾個(gè)工步，每一個(gè)工步可能包括一個(gè)或幾個(gè)走刀。工序一個(gè)或一組工人，

26、在一個(gè)工作地或一臺(tái)機(jī)床上對(duì)一個(gè)或同時(shí)對(duì)幾個(gè)工件連續(xù)完成的那一部分工藝過程稱為工序。劃分工序的依據(jù)是工作地點(diǎn)是否變化和工作過程是否連續(xù)。例如，在車床上加工一批軸，既可以對(duì)每一根軸連續(xù)地進(jìn)行粗加工和精加工，也可以先對(duì)整批軸進(jìn)行粗加工，然后再依次對(duì)它們進(jìn)行精加工。在第一種情形下，加工只包括一個(gè)工序；而在第二種情形下，由于加工過程的連續(xù)性中斷，雖然加工是在同一臺(tái)機(jī)床上進(jìn)行的，但卻成為兩個(gè)工序。工序是組成工藝過程的基本單元，也是生產(chǎn)計(jì)劃的基本單元。本論文中所加工的典型軸類零件將分五個(gè)工序來完成整個(gè)加工過程。安裝在機(jī)械加工工序中，使工件在機(jī)床上或在夾具中占據(jù)某一正確位置并被夾緊的過程，稱為裝夾。有時(shí)，工件

27、在機(jī)床上需經(jīng)過多次裝夾才能完成一個(gè)工序的工作內(nèi)容。在數(shù)控車床上加工本零件將采用卡盤進(jìn)行裝夾，在加工必要時(shí)將采用鉆頭進(jìn)行輔助加工。工位采用轉(zhuǎn)位（或移位）夾具、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)或在多軸機(jī)床上加工時(shí)，工件在機(jī)床上一次裝夾后，要經(jīng)過若干個(gè)位置依次進(jìn)行加工，工件在機(jī)床上所占據(jù)的每一個(gè)位置上所完成的那一部分工序就稱為工位。簡(jiǎn)單來說，工件相對(duì)于機(jī)床或刀具每占據(jù)一個(gè)加工位置所完成的那部分工序內(nèi)容，稱為工位。為了減少因多次裝夾而帶來的裝夾誤差和時(shí)間損失，常采用各種回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、回轉(zhuǎn)夾具或移動(dòng)夾具，使工件在一次裝夾中，先后處于幾個(gè)不同的位置進(jìn)行加工。工步在加工表面不變，加工工具不變的條件下，所連續(xù)完成的那一部分工序內(nèi)容稱

28、為工步。生產(chǎn)中也常稱為“進(jìn)給”。整個(gè)工藝過程由若干個(gè)工序組成。每一個(gè)工序可包括一個(gè)工步或幾個(gè)工步。每一個(gè)工步通常包括一個(gè)工作行程，也可包括幾個(gè)工作行程。為了提高生產(chǎn)率，用幾把刀具同時(shí)加工幾個(gè)加工表面的工步，稱為復(fù)合工步，也可以看作一個(gè)工步，例如，組合鉆床加工多孔箱體孔。走刀加工刀具在加工表面上加工一次所完成的工步部分稱為走刀。例如軸類零件如果要切去的金屬層很厚，則需分幾次切削，這時(shí)每切削一次就稱為一次走刀。因此在切削速度和進(jìn)給量不變的前提下刀具完成一次進(jìn)給運(yùn)動(dòng)稱為一次走刀。2.3 加工工序的劃分?jǐn)?shù)控加工工序的劃分一般可按下列方法進(jìn)行。（1）刀具集中分序法 就是按所用刀具劃分工序，用同一把刀具加

29、工完零件上所有可以完成的部位。在用第二把刀、第三把完成它們可以完成的其它部位。這樣可減少換刀次數(shù),壓縮空程時(shí)間，減少不必要的定位誤差。（2）以加工部位分序法 對(duì)于加工內(nèi)容很多的零件，可按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)將加工部分分成幾個(gè)部分，如內(nèi)形、外形、曲面或平面等。一般先加工平面、定位面，后加工孔；先加工簡(jiǎn)單的幾何形狀，再加工復(fù)雜的幾何形狀；先加工精度較低的部位，再加工精度要求較高的部位。（3）以粗、精加工分序法 對(duì)于易發(fā)生加工變形的零件，由于粗加工后可能發(fā)生的變形而需要進(jìn)行校形，故一般來說凡要進(jìn)行粗、精加工的都要將工序分開。綜上所述，在劃分工序時(shí)，一定要視零件的結(jié)構(gòu)與工藝性，機(jī)床的功能，零件數(shù)控加工內(nèi)容的多少

30、，安裝次數(shù)及本單位生產(chǎn)組織狀況靈活掌握。另建議采用工序集中的原則還是采用工序分散的原則，要根據(jù)實(shí)際情況來確定，但一定力求合理。而本文中的零件則需采用第二種方法，即“以加工部位分序法”，該零件由螺紋、圓錐、槽、圓弧、鏜孔五部分組成，分別用不同的加工刀具，所以用這種分序法最為合適。運(yùn)用編制加工工藝過程卡與工序卡的方式來敘述本零件的加工，顯得簡(jiǎn)易明了，通俗易懂，是數(shù)控加工本零件的必然要求。2.4 編制工藝過程卡現(xiàn)代制造技術(shù)系機(jī)械加工工藝卡產(chǎn)品名稱圖號(hào)零件名稱典型軸類零件共1頁第1頁毛坯種類圓鋼材料牌號(hào)45號(hào)鋼毛坯尺寸55mm*150mm序號(hào)工種工步工藝內(nèi)容備注工具夾具刀具量具1下料55x150卡盤游

31、標(biāo)卡尺、千分尺2車床車端面、外圓、倒角粗車一端面、外圓、倒角中心鉆卡盤外圓刀3精車一端面、外圓、倒角4車圓錐粗車圓錐外圓車刀5精車圓錐6車螺紋粗車螺紋螺紋刀7精車螺紋8車槽粗車車槽切槽刀9精車車槽10圓弧插補(bǔ)粗車圓弧尖刀11精車圓弧12鏜孔鏜孔（粗車）鏜刀13鏜孔（精車）2.5 切削用量的確定2.5.1背吃刀量ap的確定在工藝系統(tǒng)剛度和機(jī)床功率允許的情況下，盡可能選取較大的背吃刀量，以減少進(jìn)給次數(shù)。當(dāng)零件精度要求較高時(shí)，則應(yīng)考慮留出精車余量，其所留的精車余量一般比普通車削時(shí)所留余量小，常取0.10.5。本零件屬于典型軸類零件，其中包含了螺紋、圓錐、切槽、圓弧、鏜孔等工藝內(nèi)容，其背吃刀量分別為：

32、粗加工表面為1.5、精加工表面為0.1，加工圓錐、切槽及圓弧的背吃刀量與加工表面時(shí)一樣，粗鏜孔為1.25、精鏜孔為0.25,螺紋則為：粗車1.25、精車0.1。2.5.2 進(jìn)給量f（有些數(shù)控機(jī)床用進(jìn)給速度Vf）進(jìn)給量f的選取應(yīng)該與背吃刀量和主軸轉(zhuǎn)速相適應(yīng)。在保證工件加工質(zhì)量的前提下，可以選擇較高的進(jìn)給速度（2000/min以下）。在切斷、車削深孔或精車時(shí)，應(yīng)選擇較低的進(jìn)給速度。當(dāng)?shù)毒呖招谐烫貏e是遠(yuǎn)距離“回零”時(shí)，可以設(shè)定盡量高的進(jìn)給速度。粗車時(shí)，一般取f=0.30.8/r，精車時(shí)常取f=0.10.3/r，切斷時(shí)f=0.050.2/r。本論文中加工該典型軸類零件采用的進(jìn)給量為：粗加工表面（圓錐、

33、圓弧、切槽等）為0.14、精加工表面為0.04，粗鏜孔為0.09、精鏜孔為0.04，螺紋粗車為0.08、螺紋精車為0.03。2.5.3 主軸轉(zhuǎn)速的確定（1）光車外圓時(shí)主軸轉(zhuǎn)速光車外圓時(shí)主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)零件上被加工部位的直徑，并按零件和刀具材料以及加工性質(zhì)等條件所允許的切削速度來確定。加工本零件時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速為：粗加工時(shí)500、精加工時(shí)800。（2）車螺紋時(shí)主軸的轉(zhuǎn)速在車削螺紋時(shí)，車床的主軸轉(zhuǎn)速將受到螺紋的螺距P（或?qū)С蹋┐笮?、?qū)動(dòng)電機(jī)的升降頻特性，以及螺紋插補(bǔ)運(yùn)算速度等多種因素影響，故對(duì)于不同的數(shù)控系統(tǒng)，推薦不同的主軸轉(zhuǎn)速選擇范圍。大多數(shù)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床推薦車螺紋時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速n(r/min)為：&#

34、160;              n （1200/P）k                          (5-1)      式中  P被加工螺紋螺距，； 

35、;        k保險(xiǎn)系數(shù)，一般取為80。加工該典型軸類零件時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速為：粗車時(shí)500、精車時(shí)800。2.6 編制加工工序卡數(shù)控加工工序卡1零件名稱典型軸類零件圖號(hào)圖1夾具名稱卡盤設(shè)備名稱及型號(hào)數(shù)控車床CNC6140D材料名稱及牌號(hào)45號(hào)鋼硬度HRC68工序名稱加工螺紋工序號(hào)1 工步號(hào)工步內(nèi)容切削用量刀具量具nfap編號(hào)名稱名稱1粗車端面500014151T0101游標(biāo)卡尺2精車端面800004011T0101千分尺3粗車外圓500014151T0101游標(biāo)卡尺4精車外圓800004011T0101千分尺5倒角50001

36、4151T01016粗車螺紋5000081252T0202游標(biāo)卡尺7精車螺紋800003012T0202千分尺數(shù)控加工工序卡2零件名稱典型軸類零件圖號(hào)圖2夾具名稱卡盤設(shè)備名稱及型號(hào)數(shù)控車床CNC6140D材料名稱及牌號(hào)45號(hào)鋼硬度HRC68工序名稱加工圓錐工序號(hào)2?工步號(hào)工步內(nèi)容切削用量刀具量具nfap編號(hào)名稱名稱1粗車外圓50001415T0101外圓車刀游標(biāo)卡尺2精車外圓80000401T0101外圓車刀千分尺3倒角50001415T0101外圓車刀4粗車圓錐50001415T0101外圓車刀游標(biāo)卡尺5精車圓錐80000401T0101外圓車刀千分尺數(shù)控加工工序卡3零件名稱典型軸類零件圖號(hào)

37、圖3夾具名稱卡盤設(shè)備名稱及型號(hào)數(shù)控車床CNC6140D材料名稱及牌號(hào)45號(hào)鋼硬度HRC68工序名稱切槽工序號(hào)3?工步號(hào)工步內(nèi)容切削用量刀具量具nfap編號(hào)名稱名稱1車槽（粗車）50001415T0303切槽刀游標(biāo)卡尺2車槽（精車）800004001T0303切槽刀千分尺 數(shù)控加工工序卡4零件名稱典型軸類零件圖號(hào)圖4夾具名稱卡盤設(shè)備名稱及型號(hào)數(shù)控車床CNC6140D材料名稱及牌號(hào)45號(hào)鋼硬度HRC68工序名稱車圓弧工序號(hào)4?工步號(hào)工步內(nèi)容切削用量刀具量具nfap編號(hào)名稱名稱1粗車端面50001415T0101外圓車刀游標(biāo)卡尺2精車端面800004001T0101外圓車刀千分尺3粗車外圓50001

38、415T0101外圓車刀游標(biāo)卡尺4精車外圓800004001T0101外圓車刀千分尺5粗車圓弧50001415T0404尖刀游標(biāo)卡尺6精車圓弧800004001T0404尖刀千分尺數(shù)控加工工序卡5零件名稱典型軸類零件圖號(hào)圖5夾具名稱卡盤設(shè)備名稱及型號(hào)數(shù)控車床CNC6140D材料名稱及牌號(hào)45號(hào)鋼硬度HRC68工序名稱鏜孔工序號(hào)5?工步號(hào)工步內(nèi)容切削用量刀具量具nfap編號(hào)名稱名稱1鏜孔（粗車）500009125T0105鏜刀游標(biāo)卡尺2鏜孔（精車）800004025T0105鏜刀千分尺第三章 數(shù)控車削編程3.1 刀具加工進(jìn)給路線的確定：(1)合理安排“回零”路線 在手工編制較復(fù)雜輪廓的加工程序時(shí)

39、，為使其計(jì)算過程盡量簡(jiǎn)化，既不易出錯(cuò)，又便于校核，編程者有時(shí)將每一刀加工完后的刀具終點(diǎn)通過執(zhí)行“回零”（即返回對(duì)刀點(diǎn)）指令，使其全都返回到對(duì)刀點(diǎn)位置，然后再進(jìn)行后續(xù)程序。這樣會(huì)增加走刀路線的距離，從而大大降低生產(chǎn)效率。因此，在合理安排“回零”路線時(shí)，應(yīng)使其前一刀終點(diǎn)與后一刀起點(diǎn)間的距離盡量減短，或者為零，即可滿足走刀路線為最短的要求。(2)切削進(jìn)給路線短，可有效地提高生產(chǎn)效率，降低刀具損耗等。在安排粗加工或半精加工的切削進(jìn)給路線時(shí)，應(yīng)同時(shí)兼顧到被加工零件的剛性及加工的工藝性等要求，不要顧此失彼(3)圖3-1為粗車工件時(shí)幾種不同切削進(jìn)給路線的安排示例。其中，圖3-1 (a)表示利用數(shù)控系統(tǒng)具有的

40、封閉式復(fù)合循環(huán)功能而控制車刀“沿著工件輪廓”進(jìn)行走刀的路線；圖3-1(b)為利用其程序循環(huán)功能安排的“三角形”走刀路線；圖3-1 (c)為利用其矩形循環(huán)功能而安排的“矩形”走刀路線。(a)沿工件輪廓走刀  (b)“三角形”走刀 (c)“矩形”走刀 圖3-1  走刀路線示例本文零件的加工刀具進(jìn)給路線為“沿工件輪廓走刀”，因?yàn)楸玖慵儆诘湫洼S類零件，結(jié)合了螺紋、圓錐、槽、圓弧和孔五個(gè)工藝，如果采用“矩形”走刀或“三角形”走刀，不論是走刀路線或是工藝編程將會(huì)非常麻煩，而采用“沿工件輪廓走刀”就會(huì)避免這樣的問題，使整個(gè)加工過程變得簡(jiǎn)單易操作。3.2 繪制刀具加工

41、路線圖：刀具加工路線圖3.3 本零件加工所用刀具：外圓車刀（T0101）、切槽刀（T0202）、尖刀（T0303）、螺紋刀（T0404）、鏜刀（T0105）車刀按用途分為外圓車刀、端面車刀、內(nèi)孔車刀、切斷刀、切槽刀等多種形式。外圓車刀用于加工外圓柱面和外圓錐面，它分為直頭和彎頭兩種。彎頭車刀通用性較好，可以車削外圓、端面和倒棱。外圓車刀又可分為粗車刀、精車刀和寬刃光刀，精車刀刀尖圓弧半徑較大，可獲得較小的殘留面積，以減小表面粗糙度；寬刃光刀用于低速精車；當(dāng)外圓車刀的主偏角為90度時(shí)，可用于車削階梯軸、凸肩。端面及剛度較低的細(xì)長(zhǎng)軸。外圓車刀按進(jìn)給方向又分為左偏刀和右偏刀。車刀在結(jié)構(gòu)上可分為整體車

42、刀、焊接車刀和機(jī)械夾固式車刀。整體車刀主要是整體高速鋼車刀，截面為正方形或矩形，使用時(shí)可根據(jù)不同用途進(jìn)行刃磨；整體車刀耗用刀具材料較多，一般只用作切槽。切斷刀使用。焊接車刀是將硬質(zhì)合金刀片用焊接的方法固定在普通碳鋼刀體上。它的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、剛性好、使用靈活、制造方便，缺點(diǎn)是由于焊接產(chǎn)生的應(yīng)力會(huì)降低硬質(zhì)合金刀片的使用性能，有的甚至?xí)a(chǎn)生裂紋。機(jī)械夾固車刀簡(jiǎn)稱機(jī)夾車刀，根據(jù)使用情況不同又分為機(jī)夾重磨車刀和機(jī)夾可轉(zhuǎn)位車刀。序號(hào)名稱刀具號(hào)1外圓車刀T01012螺紋刀T02023切槽刀T03034尖刀T04045鏜刀T01053.4 編程基礎(chǔ)3.4.1 直徑編程和半徑編程數(shù)控車床加：工的是回轉(zhuǎn)體類零件，其橫截面為圓形，所以尺寸有直徑指定和半徑指定兩種方法。當(dāng)用直徑值編程時(shí)，稱為直徑編程法：用半徑值編