毕业设计论文轴类零件数控加工工艺设计

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1、摘 要随着科技的不断发展，数控技术在企业中发挥越来越重要的作用。数控机床是一种高效的自动化加工设备，它严格按照加工程序，自动的对被加工工件进行加工。本设计通过对数控加工的工艺特点、加工零件工艺性等进行分析，选择正确的加工方法，设计合理的加工工艺过程，充分发挥数控加工的优质、高效、低成本的特点。设计说明书以数控车床车削轴类零件为例，根据被加工工件的材料、轮廓形状、加工精度等选用合适的机床，制定加工方案，确定零件的加工顺序，各工序所用刀具，夹具和切削用量等，编写加工零件的程序。按照说明书要求将加工出零件，并对零件自检数据进行分析，说明在加工过程中应注意的事项。关键字：工艺路线、刀具、切削用量、加工

2、程序、零件自检数据。前 言本设计说明书是根据职业技术学院数控技术应用专业毕业设计指导书要求编写的。数控加工作为一种高效率高精度的生产方式，尤其是形状复杂精度要求很高的模具制造行业，以及成批大量生产的零件。因此数控加工在航空业、电子行业还有其他各行业都广泛应用。然而在数控加工从零件图纸到做出合格的零件需要有一个比较严谨的工艺过程，必须合理安排加工工艺才能快速准确的加工出合格的零件来，否则不但浪费大量的时间，而且还增加劳动者的劳动强度，甚至还会加工出废品来。由于数控加工整个加工过程都是自动完成的，因此要求我们在加工零件之前就必须把整个加工过程有一个比较合理的安排，其中不能出任何的差错，否则就会产生

3、严重的后果。本设计结合生产实例对数控加工的工艺进行分析研究，并编制出加工程序，并且已通过实际操作加工出了合格的零件。本设计在编写过程中得到许多老师和同学的支持与帮助，夏老师和朱老师对本设计进行认真的审阅，提出了许多宝贵的修改意见，在此一并表示衷心的感谢由于编者水平有限，设计中难免存在一些错误，恳请老师和同学批评指正。33目录摘要 1前言 1第一章 零件工艺分析 11.1 零件图的审查11.2 确定加工方法21.3 工艺设备的选择21.4 零件的安装31.5 选择夹具31.6 刀具的选择 31.7 切削用量的选择41.8对刀点与换刀点的确定 91.9 工序与工步的划分 91.10 加工路线的确定

4、101.11 工序卡片 11第二章 加工工序的设计122.1 工序一 122.1.1 确定工件坐标系122.1.2 工件的装夹方式122.1.3 加工刀具的选择122.1.4 切削用量计算122.1.5 工艺路线132.1.6 FANUC数控系统的准备功能一览表 162.1.7 FANUC数控系统的M代码及其功能 172.1.8 加工程序 172.1.9 加工工序卡片192.2.0 加工中的难点与解决方案 192.2 工序二 192.2.1 尺寸链的计算 192.2.2 确定工件坐标系 202.2.3 工件的装夹方式 202.2.4 加工刀具的选择 202.2.5 切削用量计算 202.2.6

5、 工艺路线 212.2.7 加工程序 242.2.8 加工工序卡片 262.2.9 加工中的难点与解决方案 27第三章 注意事项 283.1 数控车床操作注意事项 28第四章 成品自检数据 29参 考 文 献 30附 录 30附录一 常用公制螺纹切削的进给次数与背吃刀量（双边）31附录二 数控机床设备安全操作规程 31设计小结 33 第一章 零件工艺分析1.1 零件图的审查（1）零件图的完整性与正确性零件属于短轴类，另件长度为198mm,从右到左依次为：长30mm、公称直径为24mm、有2mm的45倒角的普通螺纹；长8mm的18圆柱面，长为7mm的30圆柱面；长32半径为60mm的球面；长15

6、mm的32mm圆柱面；长20的 度锥面；55的圆柱面。该零件视图正确，表达直观、清楚，绘制符合国家标准，尺寸、公差、表面粗糙度以及技术要求的标注齐全、合理。（2）零件的技术要求分析分析零件图可知:长22的锥面、55mm圆柱面、32mm圆柱面和30mm圆柱面表面粗糙度Ra为1.6m，其余表面粗糙度Ra为3.2m。大端为55mm锥面的轴线对基准A（轴线）的同轴度公差为0.025mm，其余尺寸公差等级在IT7IT10之间。（3）零件的材料分析毛坯材料为45#，强度、硬度、塑性等力学性能好，切削性能、热处理性能等加工工艺性能好，便于加工，能够满足使用性能。毛坯下料为60mm200mm。（4）合理的标注

7、尺寸零件图上的重要尺寸直接标注，在加工时使工艺基准与设计基准重合，并符合尺寸链最短的原则。零件图上标注的尺寸便于用卡尺或样板测量。1.2 确定加工方法经过分析零件的尺寸精度、几何形状精度、位置精度和表面粗糙度要求，确定如下加工方法：（1）外圆表面：粗车半精车精车（2）外螺纹：在精车的外圆表面分数次进给加工1.3 工艺设备的选择（1）机床的选择机床选择的原则：要保证加工零件的技术要求，加工出合格的产品。 有利于提高生产率。 尽可能降低生产成本(加工费用)。根据毛坯的材料和类型、零件轮廓形状复杂程度、尺寸大小、加工精度、工件数量、生产条件等要求，选用CK6140数控车床。（2）量具及辅助用具的选择

8、加工过程中所需量具有：游标卡尺、千分尺、百分表、表面粗糙度样板、螺纹样板、R规、环规。辅助用具有：铜片、铜锤等。1.4 零件的安装在数控机床上加工零件时，安装零件要合理选择定位基准和夹紧方案，为提高数控机床效率，确定定位基准与夹紧方案时应注意：（1）力求设计、工艺与编程计算的基准统一（基准重合原则）；（2）减少装夹次数，尽可能在一次定位装夹后，加工出全部待加工表面（基准统一原则）；（3）避免采用占机人工调整式加工方案，以充分发挥数控机床的效能。1.5 选择夹具夹具用来装夹被加工工件以完成加工过程，同时要保证被加工工件的定位精度，并使装卸尽可能方便、快捷。数控加工的特点对夹具提出了两个基本要求：

9、一是要保证夹具的坐标方向与机床的坐标方向相对固定；二是要协调零件和机床坐标系的尺寸关系。根据零件的尺寸、精度要求和生产条件，选择最常用的车床通用的三爪自定心卡盘。三爪自定心卡盘可以自动定心，夹持范围大，适用于截面为圆形、三角形、六边形的轴类和盘类中小型零件。1.6 刀具的选择数控加工中的刀具选择和切削用量确定是在人机交互状态下完成的要求编程人员必须掌握刀具选择和切削用量确定的基本原则，在编程时充分考虑数控加工的特点，能够正确选择刀刃具及切削用量。数控刀具有以下特点：刚性好（尤其是粗加工刀具）、精度高、抗振及热变形小；互换性好，便于快速换刀；寿命高，切削性能稳定、可靠；刀具的尺寸便于调整，以减少

10、换刀调整时间；刀具应能可靠地断屑或卷屑，以利于切屑的排除；系列化、标准化，以利于编程和刀具管理。 数控机床上用的刀具应满足安装调整方便、刚性好、精度高、耐用度好等要求。数控车床兼作粗精车削，粗车时吃刀深、进给快，要求车刀有足够的强度，能一次进给车去较多的余量；精车时要达到图样要求的尺寸精度和较小的表面粗糙度，车去的余量较少，要求车刀锋利，切削刃平直光洁，必要时还可磨出修光刃。为减少换刀时间、方便对刀、提高生产效率，便于实现机械加工的标准化，在数控车削加工时，应尽量采用机夹刀和机夹片刀，机夹片刀常采用可转位车刀。刀片材质的选择主要依据被加工工件的材料、被加工表面的精度、表面质量要求、切削载荷的大

11、小以及切削过程有无冲击和振动，故加工此零件选择硬质合金刀片。根据零件的外形结构，加工需要如下刀具：硬质合金端面车刀、菱形外圆车刀、外切槽刀、外螺纹刀、30外圆尖刀。数控加工刀具卡片序号刀具号刀具规格名称数量加工表面备注1T0145硬质合金端面车刀1平端面手动2T0245外圆车刀1粗车零件左端外轮廓自动3T0330外圆尖刀1精车零件左端外轮廓自动4T0490菱形外圆车刀1粗车零件右端外轮廓自动5T0580菱形外圆车刀1精车零件右端外轮廓自动6T065mm外切槽刀1切外槽自动7T0760外螺纹刀1加工外螺纹自动1.7 切削用量的选择切削用量是表示主运动及进给运动大小的参数，是背吃刀量、进给量和切削

12、速度三者的总称，故有把这三者称为切削用量三要素。1）背吃刀量的确定工件上已加工表面和待加工表面间的垂直距离称为背吃刀量，车外圆时，背吃刀量可用下式计算：ap=(dw- dm)/2ap- 背吃刀量（mm）； dw-工件待加工表面直径（mm）； dm -工件已加工表面直径（mm）。背吃刀量根据机床、工件和刀具的刚度来决定，在刚度允许的条件下，应尽可能使背吃刀量等于工件的加工余量，这样可以减少走刀次数，提高生产效率。为了保证加工表面质量，可以留少许加工余量，一般为0.20.5mm。2）进给量工件每转一周，车刀沿进给方向移动的距离称为进给量。3）切削速度车削时，刀具切削刃上某选定点相对于待加工表面在主

13、运动方向上的瞬时速度，称为切削速度，单位为m/min.切削速度可用下式计算：vc=3.14dn/1000 =dn/318式中 vc切削速度（m/min）; d 工件（或刀具）的直径（mm）, 一般取最大直径； n-车床主轴转速（r/min）.数控编程时，必须确定每道工序的切削用量，并以指令的形式写入程序中，切削用量包括主轴转速、进给速度及背吃刀量等。切削用量的选择原则是：保证零件加工精度和表面粗糙度，充分发挥刀具的切削性能，保证合理的刀具寿命，充分发挥机床的性能，最大限度的提高生产率，降低成本。1）主轴转速的确定（1）车外圆时主轴转速主轴转速应根据允许的切削速度和工件（或刀具）直径来选择。其计

14、算公式为n=1000v/d其中 v 切削速度（m/min），由刀具寿命决定； n 主轴转速（r/min）； d 工件直径或刀具直径（mm）。（2）车螺纹时主轴的转速在车削螺纹时，车床的主轴转速将受到螺纹的螺距P（或导程）大小、驱动电机的升降频特性，以及螺纹插补运算速度等多种因素影响，故对于不同的数控系统，推荐不同的主轴转速选择范围。大多数经济型数控车床推荐车螺纹时的主轴转速n(r/min)为：n（1200/P）k式中P被加工螺纹螺距，；k保险系数，一般取为80。主轴转速n最后要根据上述计算值、机床说明书而定，选取机床有的或较接近计算值的转速。2）进给速度的确定进给速度是数控机床切削用量中的重要

15、参数，主要根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性质选取。最大进给速度受机床刚度和进给系统的性能限制。确定进给速度的原则是：（1）当工件的质量要求能得到保证时，为提高生产效率，可选择较高的进给速度。一般在100200mm/min范围内选取。（2）在切断、加工深孔或用高速钢刀具加工时，宜选择较低的进给速度，一般在2050mm/min范围内选取。（3）当加工精度、表面粗糙度要求较高时，进给速度应选小一些，一般在2050mm/min范围内选取。（4）当刀具空行程，特别是远距离“回零”时，可以设定该机床数控系统设定的最高进给速度。1. 粗车时切削用量的选择粗车时选择切削用量主要是考虑提

16、高生产率，同时兼顾刀具寿命。加大背吃刀量、进给量和提高切削速度都能提高生产率。但是它们都对刀具寿命产生不利影响，其中影响最小的是背吃刀量，其次是进给量，最大的是切削速度。因此，粗车时选择切削用量，首先应选择一个尽可能大的背吃刀量，其次选择一个较大的进给量，最后根据已选定的背吃刀量和进给量，在工艺系统刚度、刀具寿命和机床功率许可的条件下选择一个合理的切削速度。2. 半精车、精车时切削用量的选择半精车、精车时选择切削用量应首先考虑保证加工质量，并注意兼顾刀具寿命。背吃刀量 半精车、精车时的背吃刀量是根据加工精度和表面粗糙度要求，由粗车后留下的余量确定的。在数控车床上进行精车时，选取ap=0.10.

17、5mm.进给量 半精车、精车的吃刀量较小，产生的切削力不大，所以加大进给量对工艺系统的强度和刚度的影响较小。半精车、精车时，进给量的选择主要受表面粗糙度的限制。表面粗糙度越小，进给量可选择小些。切削速度 为了提高工件的表面质量，用硬质合金车刀精车时，一般采用较高的切削速度（vc80m/min）;用高速钢车刀精车时，一般选用较低的切削速度（vc600Mpa）粗加工5760800.20.4YT类粗加工23801200.20.4精加工0.20.31201500.10.2钻中心孔500800W18Cr4V钻孔300.10.2切断（宽度5mm）701100.10.2YT类铸铁（200HBS以下）粗加工5

18、0700.20.4YG类精加工701000.10.2切断（宽度5mm）50700.10.2此外，在安排粗、精车削用量时，应注意机床说明书给定的允许切削用量范围，对于主轴采用交流变频调速的数控车床，由于主轴在低转速时扭矩降低，尤其应注意此时的切削用量选择。1.8 对刀点与换刀点的确定工件装夹方式确定后，即可通过确定工件原点来确定工件坐标系。如果要运行这一程序来加工工件，必须确定刀具在工件坐标系开始运动的起点。程序起始点或起刀点一般通过对刀来确定，所以，该点又称为对刀点。在编制程序时，要正确选择对刀点的位置。对刀点设置原则是：（1）便于数值处理和简化程序编制；（2）易于找正并在加工过程中便于查找；

19、（3）引起的加工误差小。对刀点可以设置在加工零件上，也可以设置在夹具或机床上，尽可能设在零件的设计基准或工艺基准上。换刀点是指加工过程中需要换刀时刀具的相对位置点。换刀点往往设在工件的外部，以能顺利的换刀、不碰撞工件和其他部件为准。本零件将对刀点设在装夹后右端面中心，换刀点设在离对刀点x、z方向分别为100，100的位置。1.9 工序与工步的划分在数控机床上加工零件，工序可以比较集中，一次装夹应尽可能完成全部工序。常用工序划分原则有：（1）保证精度原则。数控加工要求工序应尽可能集中，通常粗、精加工在一次装夹下完成，为减少热变形和切削力变形对工件的形状、位置精度、尺寸精度和表面粗糙度的影响，应将

20、粗、精加工分开进行。此时可用不同的机床或不同的刀具进行加工，通常在一次安装中，不允许将零件的某一部分表面加工完毕后，再加工零件的其他表面。对轴类或盘类零件，将待加工面先粗加工，留少量余量再精加工，以保证表面质量要求。对轴上有孔、螺纹加工的工件，应先加工表面而后加工孔、螺纹。（2）提高生产效率的原则。在数控加工中，为减少换刀次数，节省换刀时间，应在需用同一把刀加工的加工部位全部完成后，再换另一把刀来加工其他部位。同时应尽量减少空行程，当用同一把刀加工工件的多个部位时，应以最短的路线到达各加工部位。按照上述划分原则，综合本零件的工艺性，装夹一次为一个工序，换一次刀为一个工步。故加工此零件划分两个工

21、序，加工左端为第一道工序，有3个工步；调头后加工为第二道工序，有5个工步。1.10 加工路线的确定在数控加工中，刀具刀位点相对于工件的运动轨迹和方向称为加工路线。即刀具从对刀点开始运动起，直至结束，加工程序所经过的路径，包括切削加工的路径及刀具引入、返回等非切削空行程。加工路线的确定原则主要有以下几点：（1）应能保证零件的加工精度和表面粗糙度的要求，且效率高。（2）应尽量缩短加工路线，既可以减少程序段，又可以减少刀具空程移动时间。（3）应使数值计算简单，以减少编程工作量。此外，确定加工路线时，还要考虑工件的加工余量和机床、刀具的刚度等情况，确定是一次走刀，还是多次走刀完成加工。按照上述原则，确

22、定如下加工路线：工序一： 夹60mm毛坯，平端面； 粗车55mm外圆柱面、长20mm的锥面、32mm圆柱面、左边R60圆弧面； 精加工上述轮廓；工序二： 调头夹55mm圆柱面； 粗车24mm、30mm圆柱面、R60mm圆弧面、长10mm55mm圆柱面； 精车上述轮廓。 切槽； 车M242螺纹。1.11 工序卡片 1. 下料：60X200mm2. 量具：千分尺25一 50、50一 75，游标卡尺2503刀具：45端面车刀、90外圆车刀、80外圆车刀、35外圆车刀、30外圆车刀、 宽5mm的外槽刀、60外螺纹车刀4. 车： 用1号45端面车刀手动车端面；用2号35外圆尖刀使用G73外圆粗车，复合循

23、环粗车零件左端外轮廓；粗车55mm外圆柱面、长20mm的锥面、32mm圆柱面、左边R60圆弧面； 用3号30外圆车刀精车上述轮廓；5. 掉头装夹： 调头夹55mm圆柱面；6. 车：用1号45端面车刀手动车端面；用2号60外圆车刀使用G71外圆粗车复合循环指令粗车外轮廓：24mm圆柱面、30mm圆柱面、R60mm圆弧面和55mm的圆柱面。用3号55外圆车刀精车上述轮廓；用4号宽5mm的外切槽刀车24mm圆柱面上宽8mm深3mm的外槽； 用5号60外螺纹车刀车M24X2的外螺纹；第二章 加工工序的设计2.1 工序一2.1.1 确定工件坐标系装夹毛坯60mm外圆，平端面，对刀，将工件原点设在右端面中

24、心（此端面为精加工表面，以后不再加工）。换刀点选在离对刀点x、z方向分别为100，100的位置。2.1.2 工件的装夹方式用三爪自定心卡盘夹毛坯60mm外圆，探出120mm左右，车零件左端至长10mm的55mm（不加工55mm）2.1.3 加工刀具的选择T010145端面车刀，平端面，刀尖圆弧半径0.8mm。T020235外圆尖刀，粗车外轮廓，刀尖圆弧半径0.8mm。T030330外圆尖刀精车外轮廓，刀尖圆弧半径0.8mm。2.1.4 切削用量计算根据数控车削用量推荐表,选择合适的切削用量。（1） 车端面时选择主轴转速为500r/min；（2） 粗车外圆时，选取Vc=120m/min，f=0.

25、2mm/r，ap=2mm，粗加工时直径为60mm。则：主轴转速：n =1000Vc/d =（1000120）/（3.1460）r/min=636r/min 进给速度：F =fn =（0.2636）mm/min=127mm/min考虑刀具强度、机床刚度等实际情况，选择n=600r/min，F=150mm/min，ap=2mm。（3） 精车外圆时，选取Vc=150m/min，f=0.1mm/r，ap=0.2mm，精加工时取直径55mm。则：主轴转速：n =1000Vc/d =（1000150）/（3.1455）r/min=868.6r/min进给速度：F =fn=0.11194mm/min=86.

26、86mm/min考虑刀具强度、机床刚度等实际情况，选取n=1200r/min，F=100r/min，ap=0.2mm。2.1.5 工艺路线1.首先确定刀具的装夹位置与起始位置，也即换刀处，以保证换刀不会碰到待加工的毛坯，如图2.刀具快速移动到右端面附近，进行切削端面（用1号45端面车刀手动车端面）； 如图3.切削端面后，回到右端面附近，准备进行直线插补。4. 车削55外圆，如图(C)所示，按图示进给路线轴向进给，按轴线退刀路线退刀，为下一步加工做准备。5. 用2号35外圆尖刀使用G73外圆粗车，复合循环粗车零件左端外轮廓；粗车55外圆柱面、长20mm的锥面、32mm圆柱面、左边R60圆弧面；如

27、下图所示6. 用3号30外圆车刀精车上述轮廓。 2.1.6 FANUC数控系统的准备功能一览表G代码 用于数控车床的功能G00 快速定位G01 直线插补G02 顺时针圆弧插补G03 逆时针圆弧插补G40 刀尖半径补偿取消G41 刀尖半径左补偿G42 刀尖半径右补偿G71 内外圆粗切复合循环G73 仿形切削复合循环G75 径向切槽复合循环G92 单次螺纹车削循环G97 恒表面速度设置取消G98 每分钟进给G99 每转进给 2.1.7 FANUC数控系统的M代码及其功能M代码 用于数控车床的功能M00 程序停止M03 主轴顺时针旋转M05 主轴停止M08 切削液打开M09 切削液关闭M30 程序结

28、束并返回2.1.8 加工程序O0001 ；程序头G97G99M03S600M08 ；主轴以600r/min的速度正转，切削液开T0202 ；选择2号35菱形外圆车刀，建立工件坐标系G00X65Z2 ；刀具快速移动到X65Z2位置，准备开始车削G73U14W0R14 ；外圆粗车循环，刀具切削量G73P10Q20U1.W0.F0.2 ；外轮廓粗车循环并指定精车路线N10N20N10G00X51Z0 ；快速移动到X51Z0G01X55 Z-2 ；直线插补到X55Z-2 Z-46 ；直线插补到Z-46 X32.Z-66. ；直线插补到X32Z-66Z-81. ； 直线插补到Z-81G03X55.Z-1

29、11.R60. ；逆时针车削X55Z-111半径为R60的圆弧N20G01Z-121. ；直线插补到Z-121G00X100 ；快速移动到X100Z100 ；快速移动到X100Z100M00 ；程序停止T0303M03S1200 ；换3号30菱形外圆车刀精车外轮廓G70P10Q20 ；精车路段G00X100 ；快速移动到X100Z100 ；快速移动到X100Z100M09 ；切削液关M05 ；主轴停转M30 ；主程序结束2.1.9 加工工序卡片 工序号程序 编号零件 图号零件 名称使用 设备产品 名称夹具 名称夹具 编号材料20003数控 车床三爪 卡盘145#加工 内容刀具号刀具 名称刀具

30、规格/mm切削三要素加工 余量/mm备注主轴 转速被吃 刀量进给 速度r/minmmmm/min车端面T0145端面车刀0.8500300手动粗车 外圆T0235外圆车刀0.860021500.2自动精车 外圆T0330外圆尖刀0.812000.21000自动2.2.0 加工中的难点与解决方案（1）在左端加工之前，应测量剩余毛坯的长度，保证所需要的尺寸630.12mm。（2）用三爪卡盘夹已加工表面55mm外圆时，为保护已加工表面精度，应加垫铜片。夹紧后应用百分表测量同轴度，用铜锤轻轻敲打校正。（3）加工圆弧面和圆球面时，为保证尺寸、形状等技术要求，不产生过切或少切现象，在编程时，应考虑刀具半径

31、补偿。 （5）由于车削内外圆锥面对操作者技能要求较高，在生产实践中，往往会因种种原因而很多缺陷，因此，车圆锥表面时，一定要使车刀刀尖严格对准工件轴线。当车刀中途刃磨后再装刀时，必须重新调整垫片的厚度，使车刀刀尖严格对准工件轴线。（4）加工螺纹时应分数次进给，参考数控加工与编程表2-2选择螺纹切削的进给次数与背吃刀量。2.2 工序二2.2.1 尺寸链的计算 封闭环的基本尺寸等于所有增环基本尺寸减所有减环的基本尺寸，封闭环的上偏差等于所有增环的上偏差减所有减环的下偏差，封闭环的下偏差等于所有增环的下偏差减所有减环的上偏差。通过尺寸链的计算，算出零件右端长度为46mm。 2.2.2 确定工件坐标系测

32、量总长，计算端面车削长度，调头夹55mm圆柱面，平端面，对刀，设置工件原点。换刀点选在离对刀点x、z方向分别为100，100的位置。2.2.3 工件的装夹方式夹55mm圆柱面，加垫铜片，保护已加工表面，探出120mm左右，用百分表测量同轴度，并校正。2.2. 4 加工刀具的选择T010145端面车刀，车端面，刀尖圆弧半径0.8mm。T020290菱形外圆右偏刀，粗车外圆，刀尖圆弧半径0.8mm。T030380菱形外圆右偏刀，精车外圆，刀尖圆弧半径0.8mm。T04045mm外切槽刀，车槽，刀尖圆弧半径0.8mm。T050560外螺纹刀，车螺纹，刀尖圆弧半径0.82.2.5 切削用量计算根据数控

33、车削用量推荐表,选择合适的切削用量。（1） 用端面车刀手动车端面时，主轴转速为500r/min；（2） 粗、精车外轮廓时，切削用量的选择与车左端时相同：粗车时，主轴转速为600r/min，进给速度为150mm/min，背吃刀量为2mm；精车时，主轴转速为1200r/min，进给速度为100mm/min,背吃刀量为0.2mm。（4） 车槽时，选择Vc=70m/min，f=0.1mm/r，车槽时直径为24mm。则：主轴转速：n =1000Vc/d =（100070）/（3.1424）r/min=928.874r/min 进给速度：F =fn=（0.1474）mm/min=92.8874mm/min

34、考虑刀具强度、机床刚度等实际情况，选取n=400r/min，F=30r/min。（5） 车螺纹时，主轴转速n（1200/P）k，k为安全系数，一般取80。 则：n（1200/2）-80/r/min=520r/min 考虑刀具强度、机床刚度等实际加工情况，选取n=400r/min.2.2.6 工艺路线（1）用1号45端面车刀手动车端面；（2）用2号60外圆车刀使用G71外圆粗车复合循环指令粗车外轮廓：24mm圆柱面、30mm圆柱面、R60mm圆弧面和55mm的圆柱面；如下图。（3）用3号55外圆车刀精车上述轮廓；（4）用4号宽5mm的外切槽刀车24mm圆柱面上宽8mm深3mm的外槽，如下图；（5

35、）用5号60外螺纹车刀车M24X2的外螺纹，如下图。6.02.2.7 加工程序O0003 ；程序头G97G99M03S600M08 ；主轴以600r/min的速度正转，切削液开T0202 ；选择2号80外圆车刀，建立工件坐标系G00X65Z5 ；快速移动到X65Z5G71U2R2 ；X、Y轴的进给量都为2G71P30Q40U1W0F0.2 ；外轮廓粗车循环指定精加工路线N10Q20 N30G00X20Z-2 ；刀具快速移动到X20Z-2位置，准备开始车削Z-38 ；直线插补到Z-38G01X30 ；直线插补到X30Z-45 ；直线插补到Z-45G03X55Z-77R60 ；逆时针车削X55Z-

36、77半径为R60的圆弧N40G01Z-87 ；直线插补到X55Z-87G00X100 ；快速移动到X100Z100 ；快速移动到X100Z100 M00 ；程序暂停M3S1200T0303 ；主轴以1200r/min的速度正转，选择2号刀G70P30Q40 ；精车路段G00X100 ；快速移动到X100Z100 ；快速移动到X100Z100M00 ；程序暂停M03S600T0404 ；主轴以600r/min的速度正转，选择4号车刀G00X25Z-38 ；快速移动到X25Z-38G75R0.5 ；切槽循环，退刀量为0.5G75X18Z-35P1000Q2000F0.1G00X100 ；快速移动到

37、X100 Z100 ；快速移动到X100Z100M00 ；程序暂停 M03S600T0505 ；主轴以600r/min的速度正转，选择5号车刀G00X24Z2 ；快速移动到X24Z2车削螺纹的起始位置 G92Z23.2Z-32F2 ；车削螺纹，如图5所示X22.6 ；直螺纹循环1X22.2 ；直螺纹循环2X21.8 ；直螺纹循环3X21.6 ； 直螺纹循环4X21.4 ； 直螺纹循环5G40G00X100 ；取消刀补，快速移动到X100Z100 ；快速移动到X100Z100M05 ；主轴停转M30 ；程序结束2.2.8 加工工序卡片工序号程序 编号零件 图号零件 名称使用 设备产品 名称夹具

38、名称夹具 编号材料10001数控 车床三爪 卡盘145#加工内容刀具号刀具 名称刀具 规格/mm切削三要素加工 余量/mm备注主轴 转速被吃 刀量进给 速度r/minmmmm/min车端面T0145端面车刀0.8500300手动粗车 外圆T0280菱形外圆车刀0.860021500.2自动精车 外圆T0355菱形外圆车刀0.812000.21000自动切槽T04外切 槽刀3400300自动车螺纹T0560外螺纹刀0.84000自动2.2.9 加工中的难点与解决方案（1）螺纹切削说明：螺纹切削应注意在两端设置足够的升速进刀段和降速退刀段，以剔除两端因变速而出现的非标准螺距的螺纹段； 在螺纹切削过

39、程中，进给速度修调功能和进给暂停功能无效； 在螺纹加工过程中，不应该使用恒线速控制功能； 从粗加工到精加工，主轴转速必须保持一致，否则螺距将发生变化。（2）螺纹加工，当牙型较深，螺距较大时，可分数次进给，常用螺纹切削的进给次数与背吃刀量参考数控加工与编程表2-2（3）外圆车刀刀尖为圆弧，可以提高加工表面粗糙度。加工时采用这样的车刀车内、外圆和端面时，刀尖圆弧不影响加工尺寸和形状，但转角处的刀尖无法车出，并且在切削锥面或圆弧面时，会造成过切或少切，因此，在加工时要采用刀尖半径补偿来消除误差。第三章 注意事项3.1 数控车床操作注意事项（1）程序输入阶段 程序输入时应正确，避免字母、数字和符号的输

40、入错误。 程序输入应符合系统格式。（2）零件加工阶段 检查数控系统是否已回参考点。 安装车刀，确认车刀安装的刀位和程序中编程所需的刀号一致。 对刀。 车刀对刀完毕后，应确认对刀的正确性，确认精车刀对刀的精确性。 加工前仔细检查和确认是否符合自动加工运行模式。在数控车间操作机床时要注意安全，严格按照数控机床设备安全操作规程要求操作。第四章 成品自检数据零件的加工质量包括加工精度和表面质量。加工精度是指实际零件的形状、尺寸和理想零件的形状、尺寸相符合的程度。其中加工精度有尺寸精度、形状精度和位置精度，尺寸精度是指实际零件的尺寸和理想零件的尺寸相符合的程度， 常用游标卡尺、百分尺等来检验。零件的形状

41、精度是指同一表面的实际形状与理想形状相符合的程度，形状精度通常用直尺、百分表、轮廓测量仪等来检验。位置精度是指零件点、线、面的实际位置与理想位置相符合的程度，位置精度常用游标卡尺、百分表、直角尺等来检验。表面质量的指标有表面粗糙度、表面加工硬化的程度、残余应力的性质和大小，表面质量的主要指标是表面粗糙度。表面粗糙度用表面粗糙度样板测量。经测量，零件总长为198mm，M242所在圆柱面长度为30mm，实际槽宽为8mm，槽所在圆柱面为18mm，30圆柱面长为7mm，圆柱面实际测量为30mm ；长32的球面直径为60mm，球面实际测量直径为60mm；32mm圆柱面长15mm，圆柱面实际测量为32mm

42、，同轴度误差为0.02mm，尺寸均在公差允许范围之内，表面粗糙度符合技术要求，故此零件加工合格。参 考 文 献刀具材料参考金属材料与热处理一书刀具的角度参考刀具一书工件材料的强度、韧性、抗拉强度、塑性、耐磨性等参考金属材料与热处理加工过程中用到的量具：游标卡尺、百分表、千分尺、深度千分尺、环规、R规、螺纹样板。附 录实体图参考如下： 附录一 常用公制螺纹切削的进给次数与背吃刀量（双边） mm 螺距1.01.52.02.53.03.54.0牙深0.6940.9471.2991.6241.9492.2732.598背吃刀量和切削次数1次0.70.80.91.01.21.51.52次0.40.60.

43、60.70.70.70.83次0.20.40.60.60.60.60.64次0.160.40.40.40.60.65次0.10.40.40.40.46次0.150.40.40.47次0.20.20.48次0.150.39次0.2附录二 数控机床设备安全操作规程（1）严禁穿背心、短裤和拖鞋进入本实训中心，避免发生意外，女生戴帽，长发盘发扎紧。（2）本实训中心的设备、仪器、工具等，应按有关规定放置，妥善保管。（3）在实训前，学生必须熟悉实训的目的和要求。（4）在实训中，未经教师允许不得接通电源。（5）操作机床，必须穿工作服，严禁戴手套操作。（6）操作时应按程序正确操作，工件夹紧后，必须取下卡盘扳手

44、。（7）操作过程中，遇到设备报警应及时请教指导老师并按下急停按钮。（8）清除切削时要用刷，不能用棉纱或用嘴吹。（9）严禁在实习车间内打闹，玩耍。（10）设备操作完毕后，切断电源，认真做好车间卫生、机床保养工作。设计小结时至今日，一个半月的毕业设计终于画上了圆满的句号。毕业设计的整个过程，有苦也有甜，不过乐趣也尽在其中！通过编写轴类零件数控加工工艺设计说明书，我掌握了编写零件加工工艺规程的步骤。从课题分析开始，再进行总体设计、详细设计,最后到加工出符合技术要求的零件。每一步都让我将理论学习的知识应用到实践中去，使我掌握了一整套规范的设计操作流程。首先从零件工艺分析入手，审查零件图，明确零件各部分

45、的尺寸和精度要求，根据数控加工工艺性，正确选择加工方法、加工路线，合理选择刀具和切削用量，按照加工工艺步骤编写数控加工程序。通过这次的毕业设计我收获很多：首先，毕业设计是对我三年来所学专业知识是否踏实的检验，让我对三年所学知识进行了综合，也让我温习了一些已经快要淡忘的专业知识；其次,它提高了我们的自学能力，让我们通过查阅资料,参考别人的优秀作品,学到了许多书本上根本就没有的知识,也进一步提高了我们对机械行业的了解, 增强了我们对专业的热爱，以及对数控机床操作的熟练度,为以后的学习打下坚实的基础；最重要的是,这次毕业设计让我们体会到团队合作的重要性，众人划桨开大船，只有在同学的帮助与支持下才能在这么短的时间内完成毕业设计。同时我也充分认识到自身的不足：知识面窄，知识的综合应用能力不熟练。科技的高速发展，信息的不断进步，数控技术在现在工业发展中起着越来越重要的作用，我们只有不断的学习，才能适应科技的发展，时代的进步，成为既具有坚实的理论基础，又有过硬的实践操作能力的复合型技术人才。2010年10月10 数控技师