旋转椭圆的加工工艺设计及数控编程

旋转椭圆的加工工艺设计及数控编程,旋转椭圆的加工工艺设计及数控编程,旋转,椭圆,加工,工艺,设计,数控,编程 件二 外圆柱圆弧和斜椭圆加工程序:顺序号程序内容程序说明O0055程序名N10G98G21G97机床参数设置N20T0101刀具选择N30M03S800F130机床启动转速设置N40G00X62Z5刀具定位N50G73U10R5循环粗车N60G73P70Q170U1W0.1循环粗车N70G1X43.553直线插补N80Z0直线插补N90#1=12.38052旋转前Z方向起点与椭圆中心之间的距离N100N2#2=12.5*SQRT25*25-#1*#1/25旋转前X随Z的变化而变化N110#3=#1*COS15-#2*SIN15将旋转前的Z点坐标进行旋转得到旋转后Z点坐标N120#4=#1*SIN15+#2*COS15将旋转前的X点坐标进行旋转得到旋转后X点坐标N130G01X70.94-2*#4Z#3-9.148对旋转后的椭圆进行直线拟合N140#1=#1-0.5设置循环条件N150IF#1GE-11.63159GOTO2旋转前z方向终点与椭圆中心之间的距离N160G01X55.5857Z-23.247直线插补N170G02X58Z-47.623R22.5圆弧加工N180G70P70Q170F0.1S1000循环精加工N190G1X58直线插补N200Z-53直线插补N210G00X100快速移动N220Z100快速移动N230M05主程序结束N231M30全部结束件二 内孔加工程序: 顺序号程序内容程序说明O0056程序名N10G99G97G21机床参数设置N20M03S800T0202F0.3机床启动转速设置刀具选择N30G0X30Z5刀具定位N40G71U1R0.5循环粗车N50G71P60Q120U-0.3W0F0.3S600T0202循环粗车N60G01X31直线插补N70Z0直线插补N80X38直线插补N90Z-25直线插补N100X36直线插补N110Z-52直线插补N120X30直线插补N130G70P60Q120F0.1S1000循环精车N140G0X100Z50快退N150M05主程序结束N160M30全部结束件三 外圆柱加工程序:顺序号程序内容程序说明O0041程序名N10G99G97G21机床参数设置N20M03S600T0101机床启动转速设置刀具选择N30G00X62Z5刀具定位N40G71U1R0.5循环粗车N50G71P60Q130U0.3W0F0.1S1000循环粗车N60G01X61直线插补N70Z0直线插补N80X0直线插补N90X48直线插补N100Z-9直线插补N110G02X58Z-14R5圆弧插补N120G01Z-34直线插补N130X62直线插补N140G70P010Q090循环精车N150G00X100Z50快退N160M05主程序结束N170M30全部结束件三 镗内孔加工程序: 顺序号程序内容程序说明O0040程序名N10G99G97G21机床参数设置N20M03S800T0202F0.3机床启动转速设置刀具选择N30G0X24Z5刀具定位N40G71U1R0.5循环粗车N50G71P60Q130U-0.3W0F0.3S600T0202循环粗车N60G01X25直线插补N70Z0直线插补N80X42直线插补N90Z-5直线插补N100X35直线插补N110Z-11直线插补N120X28.45直线插补N130Z-35直线插补N140G70P010Q090F0.1S1000循环精车N150G0X100Z50快退N160M05主程序结束N170M30全部结束件三 螺纹加工程序:顺序号程序内容程序说明O0042程序名N10G99G97G21机床参数设置N20M03S600T0303机床启动转速设置刀具选择N30G00X25Z-7刀具定位N40G92X29Z-37循环螺纹加工N50X29.5循环螺纹加工N60X29.8循环螺纹加工N70X30循环螺纹加工N80G00X25Z100快退N90M05主程序结束N100M30全部结束机械加工工序卡片，机械加工过程卡片，数控加工走刀路线，仿真加工，每个工序的切削用量计算，fancu编程等等数控加工刀具卡片1产品名称或代号件1零件名称 零件图号1序号刀具号刀具名称规格数量加工表面刀尖半径/mm备注1T010145度外圆车刀1车外圆0.32T0202切槽车刀1切槽0.23T030360螺纹刀1车螺纹0.2 编制 审核批准共3页第1页数控加工刀具卡片2产品名称或代号件2零件名称 零件图号2序号刀具号刀具名称规格数量加工表面刀尖半径/mm备注1T0101镗刀1镗内孔0.32T020245外圆车刀1车外圆0.3编制 审核批准共3页第2页数控加工刀具卡片3产品名称或代号件3零件名称 零件图号3序号刀具号刀具名称规格数量加工表面刀尖半径/mm备注1T010145外圆车刀1车外圆0.32T0202镗刀1镗内孔0.3 3T030360内螺纹刀1车螺纹0.2编制 审核批准共3页第3页件一 数控加工工艺卡片单位名称 产品名称或代号零件图号 使用设备车间件一1 工序号程序编号夹具名称 三爪卡盘工步号 工 步 作 业 内 容 刀具号 刀具规格 主轴转速 进给速度 背吃刀量 备注 1 粗车右端外圆柱面留余量0.5mmT0101 45外圆车刀600 0.31 2 精车右端外圆柱面至尺寸T010145外圆车刀1000 0.1 0.53粗车左端外圆柱面留余量0.5mmT010145外圆车刀600 0.31 4精车左端外圆柱面至尺寸T010145外圆车刀1000 0.1 0.55切槽宽9mm、8mmT0202切槽刀宽3mm6000.22、3.56粗车斜椭圆T0101 45外圆车刀600 0.31 7精车斜椭圆T0101 45外圆车刀1000 0.1 0.58车螺纹T030360螺纹刀4009去毛刺10检验编制 审核 批准 共4 页 第 1 页 件二 数控加工工艺卡片单位名称 产品名称或代号零件图号 使用设备车间件二2 工序号程序编号夹具名称 三爪卡盘工步号 工 步 作 业 内 容 刀具号 刀具规格 主轴转速 进给速度 背吃刀量 备注 1 锻造毛坯下料60X60mm2 粗镗内孔单边留0.5mm余量T0101 内孔镗刀 800 0.3 1 3精镗内孔到尺寸T0101 内孔镗刀 1200 0.1 0.3 4粗车外圆柱圆弧和斜椭圆T020245度外圆车刀800 0.3 1 5精车外圆柱圆弧和斜椭圆T020245外圆车刀1000 0.10.36去毛刺7检验编制 审核 批准 共4 页 第 2 页 件三 数控加工工艺卡片单位名称产品名称或代号零件图号使用设备车间件三3工序号程序编号夹具名称三爪卡盘工步号 工 步 作 业 内 容 刀具号 刀具规格 主轴转速 进给速度 背吃刀量 备注 1下料模锻管60X40内孔252粗车外端面留余量0.5mmT010145外圆车刀6000.313精车外端面至尺寸T010145外圆车刀10000.10.34粗镗孔留0.5mm余量T0202镗刀6000.30.65精镗孔至尺寸T0202镗刀10000.10.26车螺纹T030360内螺纹刀4007去毛刺8检验编制 审核 批准 共4 页 第 3 页 毕业设计（论文）论文题目: 旋转椭圆的加工工艺设计及数控编程学院名称: 班 级: 学 号: 学生姓名: 指导教师: 完成时间: 年 月 日 目 录摘 要IAbstractII前 言1第一章零件的分析21.1 零件的结构工艺性分析21.1.1 零件的形状分析51.1.2 零件的技术要求分析51.2 零件的材料分析5第二章 毛坯的设计72.1 确定零件的生产类型和生产纲领72.2 确定零件毛坯的制造形式72.2.1 毛坯的种类72.2.2 毛坯种类的选择82.2.3 毛坯的形状和尺寸的选择8第三章 零件工艺规程的设计93.1 定位基准的选择93.1.1 精基准的选择93.1.2 粗基准的选择93.2 零件表面加工方法的选择103.3 加工顺序的安排103.3.1 加工阶段的划分103.3.2 工序的合理组合113.3.3 加工顺序的确定123.4 工艺的制定143.4.1 工序基准的选择143.4.2 机床的选择143.4.3 工艺装备的选择153.4.4 切削用量的确定173.4.5数控加工工艺卡片19第四章 数控加工程序的编制224.1 数控加工的特点224.2 数控编程方法及特点224.2.1 数控编程的分类224.2.2 编程零点及坐标系的选择224.2.3 对刀点的选择234.3 数控加工程序的内容234.4 数控加工刀具轨迹30总 结33致 谢34参考文献35摘 要世界制造业转移，中国正逐步成为世界加工厂。美国、德国、韩国等国家已经进入发展的高技术密集时代与微电子时代，钢铁、机械、化工等重化工业发展中期。由于数控机床综合应用了电子计算机、自动控制、伺服系统、精密检测与新型机械结构等方面的技术成果，具有高的高柔性、高精度与高度自动化的特点，因此，采用数控加工手段，解决了机械制造中常规加工技术难以解决甚至无法解决的单件、小批量，特别是复杂型面零件的加工，应用数控加工技术是机械制造业的一次技术革命，使机械制造的发展进入了一个新的阶段，提高了机械制造业的制造水平，为社会提供高质量，多品种及高可靠性的机械产品。本次设计主要是对数控加工工艺进行分析与具体零件图的加工，首先对数控加工技术进行了简单的介绍，然后根据零件图进行数控加工分析。第一，根据本零件材料的加工工序、切削用量以及其他相关因素选用刀具及刀柄和零件的轮廓特点确定需要刀具。第二，针对零件图图形进行编制程序，此零件为轴类零件，外轮廓由直线、圆弧和螺纹组成，零件的里面要镗出一个锥孔，在加工过程中，工件需要钻孔再镗孔，第三，钻孔对刀时要先回参考点，要以孔中心作为对刀点，刀具的位置要以此来找正，使刀位点与换刀点重合确定编程坐标系及编程原点，进行数控加工程序编制，最后用编程模拟软件对轴类零件进行仿真加工及校验。关键词：轴套；轴类零件；工艺设计；数控机床；数控编程AbstractThe transfer of world manufacturing, China is gradually becoming the world factory. High technology intensive era America, Germany, South Korea and other countries have already entered the development and microelectronics era, medium-term steel, machinery, heavy chemical industry development.Because the technology of CNC machine tool of comprehensive application of computer, automatic control, servo system, precision detection and a novel mechanical structure and so on, has high flexibility, high precision and high degree of automation features, therefore, the CNC machining method, solves the machinery manufacturing processing technology cant solve even cant solve the single, small batch, in particular the processing of complex shape parts, a technological revolution is the application of NC machining technology of mechanical manufacturing industry, the development of machinery manufacturing has entered a new stage, to improve the manufacturing level of mechanical manufacturing industry, provides the high quality for the society, multi variety and high reliability of mechanical products.This design is mainly for processing analysis and specific parts of NC machining technology, the NC machining technology is briefly introduced, then according to the analysis of NC machining parts diagram. First, according to the characteristics of machining process, the material of cutting and other relevant factors selection of tool and toolholder and components identified the need for tools. Second, for the part drawing graphics programming, this part for the shaft parts, the outline of the straight line, arc and screw threads, should be boring a tapered parts of which, in the process, the workpiece need another boring drilling, drilling third, the knife back when the first reference point, to the center of the hole as the knife point, the location of the cutting tool to find it, the cutter location coincides with the tool change point identification of programming coordinate system and program origin, for NC programming, the programming simulation software simulation processing and check the shaft parts.Key words: Bushings; Shaft; Process design; NC machine tool; NC programmingIII前 言数控编程设计是在完成了机械制造基础、数控加工工艺、数控编程等课程的学习并进行实习后，进行的一个重要教学环节。 通过设计，一方面能获得综合运用过去所学的知识进行工艺分析的基本能力，另一方面，也是对数控加工过程进行的一次综合训练。通过此次设计，学生可以在以下各方面得到锻炼： 1、能熟练地运用已学过的基本理论知识，以及在生产实习中学到相应的实践知识，掌握从零件图开始到正确地编制加工程序的整个步骤、方法。 2、提高编程能力。根据被加工零件的技术要求，选择合理的工艺，编制出既经济又合理，又能保证加工质量的数控程序。 3、学会使用各类设计手册及图表资料。本次设计主要是通过对零件图工艺特点，工艺安排，机械加工工艺过程几个方面对零件加工工艺进行分析，然后对零件的程序进行编制，最后用仿真加工以达到完成对零件的加工程序进行检验。数控加工技术对我国经济建设的发展具有重要的意义。当前我国企业的生产正逐步从原来的粗放型转向内涵型，产品生产也从原来的“粗制”转变为“精制”。为了保证产品质量，降低成本，提高生产效率，企业在未来的生产中自动化程度将大大的提高，一线的生产将向机电一体化，程控化，数字化方向发展，形成迫使我们在机械加工方面不仅要会操作普通机床而且要会操作数控机床，此外，还要求我们具有分析、判断、处理生产过程中的突发事件的能力；具有开拓创新能力，团队协作能力和交际能力。通过本课题的完成，我们能够加强自己对数控知识的掌握。第一章 零件的分析1.1 零件的结构工艺性分析二维零件图和三维零件图结构分析零件1零件2零件3装配图零件的结构工艺性是指所设计的零件在能满足使用要求的前提下制造的可行性和经济性，即所设计的零件结构应便于成形，并且成本低，效率高。它的涉及面广，因此有必要对零件进行结构工艺性分析，找出技术关键，以便在拟定工艺规程时采用适当的工作措施加以保证。1.1.1 零件的形状分析该装配零件较为复杂，从外形上看：零件一外圆柱面上有一段斜椭圆弧的一部分，内孔表面粗糙度要求较高需要精镗孔，其它尺寸精度，表面质量要求相对一般，整体来说该零件有一定的加工难度主要是解决斜椭圆弧那一部分加工程序的编制，需要采用宏程序编程加工。零件二常见的轴类零件加工，主要有外圆柱面加工，锥面加工，螺纹加工，切槽，斜椭圆弧面加工。基本的轴类零件加工特征都包括，其中最为困难的是斜椭圆弧面加工，该处需要使用宏程序编程加工，对编程人员提出了较高的要求。多处外圆表面粗糙度要求较高Ra1.6需要精加工才能达到表面质量要求。零件三是典型的套类零件加工外圆柱表面粗糙度要求较高，尺寸精度要求也较高，内孔表面粗糙度精度较高，需要进行精加工。但是该零件相对结构简单，容易编程实现加工。工艺编制相对简单，粗加工，半精加工，精加工就可以达到零件要求。1.1.2 零件的技术要求分析零件图纸上标注的技术要求：1.零件加工表面上，不应有划痕、擦伤等损伤零件表面的缺陷2.未注倒角C13圆弧过渡光滑4.未注尺寸公差按GB01804-2000的要求5.未注尺寸公差按IT12级控制6.锐边倒钝7.螺纹中径都要求使用三针测量8.锥度配合面积大于75%9.圆弧加工时，不准使用成型刀1.2 零件的材料分析 零件材料的选用是非常重要的，选材不当制成的零件不能满足使用要求，过早损伤和破坏产生不良影响或经济效益差等。机械零件选材的一般原则是：首先满足使用性能的要求，同时兼顾工艺性、经济性和环保性。对于轴类零件的选材应具有以下几点要求：1.优良的综合力学性能，即要求有高的强度和韧性，以防止由于过载和冲击而引起的变形和断裂。2.高的疲劳极限，防止疲劳断裂。3.良好的耐磨性。4.在特殊条件工作时，还应有特殊要求。本零件的材料是45号钢，它属于低淬透性合金调质钢，其力学性能是： MPa, MPa, , , J。其化学成分是：碳含量0.37%0.45%，铬含量0.8%1.1%，锰含量0.17%0.37%，硫含量0.5%0.8% ，其中碳含量过高、过低均不能满足经调质后获得良好综合力学性能的要求，主加元素为铬，在配以硫、锰等合金元素，其作用是提高淬透性，强化铁素体和细化晶粒，因此，此钢的热处理变形小，废品率低，因而降低了工艺成本。其热处理特点是：当原始组织为珠光体时，预先热处理可采用正火或退火处理;该类钢最终热处理均采用淬火后在500-650的高温回火工艺，即调质处理工艺，调质处理可使材料具有良好的综合力学性能。第二章 毛坯的设计2.1 确定零件的生产类型和生产纲领生产类型是指企业（或车间，工段，班组，工作地）生产专业化程度的分类，一般分为大量生产，成批生产和单件生产三种类型。它可根据生产纲领和产品及零件的特征或工作地每月担负的工序数来具体划分。生产纲领是指在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。计划期常定为一年，所以生产纲领也称年产量。零件的生产纲领要计入备品和废品的数量，其计算式为：N=Qn(1+)(1+) N零件的年产量(件/年) Q产品的年产量(台/年) n每台产品中，该零件的数量(件/台) 备品的百分率 废品的百分率其中Q500 n1 5% 2% 所以N=500(1+5%)(1+2%)=535.5 即536(件/年)由上所述，查机械制造工艺学中表1-3知该零件为中批生产。2.2 确定零件毛坯的制造形式 毛坯是根据零件所要求的形状,工艺尺寸等方面而制成的供进一步加工使用的生产对象。毛坯种类的选择不仅影响着毛坯制造的工艺装备及制造费用，对零件的机械加工工艺装备及工具的消耗，工时定额计算有很大影响。2.2.1 毛坯的种类常用的毛坯种类有：铸件、锻件、型材、焊接件、冷压件等。1.铸件:适用于形状复杂的毛坯。2.锻件:适用与零件强度较高,形状较简单的零件。尺寸大的零件因受设备限制，故一般用自由锻；中、小型零件可选模锻；形状复杂的刚质零件不宜用自由锻。3.型材：热轧型材的尺寸较大、精度低，多用作一般零件的毛坯；冷轧型材尺寸较小、精度较高，多用于毛坯精度要求较高的中小零件，适用于自动机床加工。4.焊接件:对于大件来说,焊接件简单方便,特别是单件小批生产可大大缩短生产周期,但焊接后变形大,需经时效处理。5.冷压件：适用于形状复杂的板料零件,大多用于中小零件的大批量生产。2.2.2 毛坯种类的选择选择毛坯种类需考虑的因素有以下几点：1.根据图纸规定的材料及机械性能选择毛坯。2.根据零件的功能选择毛坯。3.根据生产类型选择毛坯。4.根据具体生产条件选择毛坯。2.2.3 毛坯的形状和尺寸的选择确定毛坯的形状与尺寸的步骤是：首先选取毛坯加工余量和毛坯公差，其次将毛坯加工余量叠加在零件的相应加工表面上，从而计算出毛坯尺寸，最后标注毛坯尺寸与公差。其总的要求是：减少“肥头大耳”，实现少屑或无屑加工。因此，毛坯形状要力求接近成品形状，以减少机械加工的劳动量。本零件的大部分加工表面是回转体表面，根据本零件的生产纲领，年生产数量，经济价值及复杂程度，另外本零件为轴类零件，考虑其复杂程度，所以本零件毛坯为棒料。因为棒料的经济性好，加工余量小，而且成本较低。根据本零件的结构特征和尺寸要求及考虑到经济性。所以材料长度和直径选择：件一取60X150mm的棒料，件二取60X55mm的棒料，件三取60X50mm的棒料。第三章 零件工艺规程的设计机械加工工艺规程是规定产品或零部件工艺过程和操作方法等的工艺文件,它是指导生产的主要技术文献，是组织和管理生产的基本依据，是新建和扩建工厂或车间的基本资料，是进行技术交流的重要手段。3.1 定位基准的选择在制订零件的加工工艺规程时，正确地选择工件的基准有着很重要的意义。基准选择的好坏不仅影响零件的加工位置精度，而且对零件各表面的加工顺序也有很大的影响。基准有粗基准与精基准之分。选择定位基准时是从保证工件精度要求出发的，因而分析定位基准选择的顺序就应从精基准到粗基准。3.1.1 精基准的选择1.基准重合原则:就是尽可能选用设计基准作为定位基准，这样可以避免定位基准与设计基准不重合而引起定位误差。2.基准统一原则:位置精度要求较高的某些表面加工时尽可能选用同一定位基准，这样有利于保证各加工表面的位置精度。3 自为基准原则：当某些表面精加工要求加工余量小而均匀时，选择加工表面本身作为定位基准，用于提高加工面本身的精度。4 互为基准原则：为了使加工面间有较高的位置精度，又为了使其加工余量小而均匀采取此原则。5.保证工件定位准确、夹紧可靠、操作方便的原则。3.1.2 粗基准的选择粗基准选择的要求应能保证加工面与非加工面之间的位置要求及合理分配加工表面的余量，同时，要为后续工序提供精基准。1.为了保证加工面与非加工面之间的位置要求，应选非加工面作为粗基准。2.合理分配各加工面的加工余量。3.粗基准应避免重复使用，在同一尺寸方向上，通常只允许使用一次。4.选作粗基准的表面应平整光洁，要避开锻造飞边和铸造浇冒口，分型面，毛刺等缺陷，以保证定位准确、夹紧可靠。由以上分析可知件采用两种基准原则，一是基准重合原则，它是以零件的轴心线为定位基准也是设计基准，对零件的外圆、内孔、槽以及螺纹等表面进行切削加工；另一种是基准统一原则，它是多个加工表面都以一个基准作基准面加工定位的。3.2 零件表面加工方法的选择零件表面的加工应根据这些表面的加工要求和零件的结构特点及材料性质等因素，而选用相应的加工方法。在选择某一表面的加工方法时，一般总是首先选定它的最终加工方法，然后再逐一选定各有关前道工序的加工方法。加工方法选择的原则如下： 1.所选加工方法应考虑每种加工方法的经济加工精度范围要与加工表面的精度要求和表面粗糙度要求相适应。 2.所选加工方法能够确保加工面的几何形状精度,表面相互位置精度的要求。 3.所选加工方法要与零件材料的可加工性相适应。 4.加工方法要与生产类型相适应。 5.所选加工方法要与企业现有设备和工人技术水平相适应。通过以上原则，零件各主要表面加工方法为：1.各回转表面，圆弧，槽及倒角：车削加工2.螺纹：车削加工3.内孔：钻削加工，镗削加工4.斜椭圆弧面：车削加工3.3 加工顺序的安排3.3.1 加工阶段的划分 工件的加工质量要求较高时，应划分阶段。一般分为粗加工、半精加工和精加工三个阶段。 粗加工阶段是从坯料上切除较多余量，所能达到的精度和表面质量都比较低的加工过程。半精加工阶段是在粗加工和精加工之间进行的切削加工过程。精加工是从工件上切除较少余量，所能达到的精度和表面质量都比较高的加工过程。划分加工阶段的作用是： 1.避免毛坯内应力重新分布而影响获得的加工精度。 2.避免粗加工时较大的夹紧力和切削力所引起的弹性变形和热变形对精加工的影响。 3.粗精加工阶段分开,可较及时地发现毛坯的缺陷,避免不必要的损失。 4.可以合理使用机床,使精密机床能较长期地保持其精度。 5.适应加工过程中安排热处理的需要。3.3.2 工序的合理组合 确定加工方法后，就要按生产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设备等具体生产条件，确定工艺过程的工序数目。确定工序数目有两种基本原则可供选择： 1.工序集中所谓工序集中,就是零件的加工集中在少数工序内完成,而每一工序的加工内容却较多。其特点:1).采用高效专用设备及工艺装备,生产率高。2).工件装夹次数减少,易于保证表面间位置精度,还能减少工序间运输量,缩短生产周期。3).工序数目少,可减少机床数量,操作工人数和生产面积,还可简化生产计划和生产组织工作。4).因采用。结构复杂的专用设备及工艺装备,便投资大,调数和维修复杂,生产准备工作量大,转换新产品比较费时。2.工序分散所谓工序分散就是将工件的加工分散在较多的工序内进行,每道工序的加工内容很少,最少时即每道工序仅一个简单工步。其特点:1).设备及工艺装备比较简单,调整和维修方便,工人容易掌握,生产准备工作量少,又易于平衡工序时间,易适应产品更换。2).可采用最合理的切削用量,减少基本时间。3).设备数量多,操作工人多,占用生产面积大。从生产批量或设备等方面考虑，本零件属于中批生产，虽然工序越集中，加工周期越短，加工的精度也高，但是，本零件部分加工在普通机床上无法加工，所以粗精加工必须在数控机床上一起完成，这样虽提高了生产率，但同时也提高了成本，也没有合理的使用机床，因此，此零件采用工序集中原则。 3.3.3 加工顺序的确定1机械加工工序的安排原则1).对于形状复杂、尺寸较大的毛坯或尺寸偏差较大的毛坯,应首先安排划线工序,为精基准加工提供找正基准。2).按“先基面后其它”的顺序,先加工精基准面。3).在重要表面加工前,应对精基准进行修正。4).按“先主后次，先粗后精”的顺序，对精度要求较高的各主要表面进行粗加工、半精加工和精加工。5).对于与主要表面后位置精度要求的次要表面,安排在主要表面加工之后加工。6).对于易出现废品的工序,精加工和光整加工可适当提前,一般情况主要表面的精加工和光整加工应放在最后阶段进行。2.热处理工序安排的原则调质的目的是为了提高工件的综合力学性能，减少工件的变形或为以后的表面热处理做好组织准备。因此，一般安排在粗加工后、精加工前进行，可以保证淬透性差的钢种表面调质层（回火索氏体）的组织不被切削掉。3.辅助工序安排的原则1).中间检验一般安排在粗加工全部之后，精加工之前，送往外车间加工的前后，花费工时较多和重要工序的前后。2).荧光检验、磁力探伤等特种检验，主要用于表面质量的检验，通常安排在精加工阶段。荧光检验如用于检验毛坯的裂纹，则安排在加工前。 3).电镀、涂层、发蓝、氧化等表面处理工序，一般安排在工艺过程的最后进行。从零件上比较精密表面加工，常常是通过粗加工、半精加工和精加工逐步达到的。对这些表面仅仅根据质量要求选择相应的最终加工方法是不够的，还应正确的确定毛坯到最终成形的加工方案。零件一加工方案：00.下料 10.粗车右端外圆柱、锥面留0.5mm余量 20.精车右端外圆柱、锥面至尺寸30.掉头装夹粗车外圆柱面留0,5mm余量40. 掉头装夹精车外圆柱面至尺寸 50.切槽、倒角60. 车螺纹70.粗车斜椭圆弧面留0.5mm余量80.精车斜椭圆弧面至尺寸90. 去毛刺100. 检验零件二加工方案：00.下料10.钻底孔32mm20.粗镗底孔留0.3mm余量30.精镗底孔至尺寸40.粗车外圆圆弧面、斜椭圆弧面留0.5mm余量50.精车外圆圆弧面、斜椭圆弧面至尺寸60.切断70.去毛刺、检验零件三加工方案：00.下料10.钻底通孔26mm20. 粗镗底孔留0.3mm余量30. 精镗底孔至尺寸40. 内螺纹车刀加工内螺纹50. 粗加工外圆柱表面留0.5mm余量60. 精加工外圆柱表面至尺寸70. 去毛刺、检验通过前面对定位基准的选择，零件表面加工方法的选择及加工顺序的安排的分析说明，再结合本零件的结构特点及制定工艺路线的出发点：保证加工质量、提高生产率、降低成本，从而获得最好的经济性。3.4 工艺的制定3.4.1 工序基准的选择工序基准是在工艺图上以标定被加工表面位置尺寸和位置精度的基准，所标定的位置尺寸和位置精度分别称为工序尺寸和工序技术要求。工序尺寸和工序技术要求的内容，在加工后应进行测量，测量所用的基准称为测量基准，通常工序基准与测量基准重合。对于设计基准尚未最后加工完毕的中间工序，应选各工序的定位基准作为工序基准和测量基准。在各表面的最后精加工时，当定位基准与设计基准重合时，虽然工序基准和测量基准就应选用这个重合的基准；当所选定位基准未与设计基准重合时，在这两种基准都能作为测量基准的情况下，工序基准的选择应注意以下几点：1.选设计基准作为工序基准时，对工序尺寸的检验就是对设计尺寸的检验，有利于减少检验工作量。2.当本工序中位置精度是由夹具保证而不需进行试切调整的情况，应使工序基准与设计基准重合。3.对一次安装下的加工出来的各个表面，各加工面之间的工序尺寸应选与设计尺寸一致。本零件在加工时，其轴向尺寸是以零件的两端作为工序基准，径向尺寸是以零件的轴心线作为工序基准。它的工序基准与设计基准重合，为加工和检测提供了方便。3.4.2 机床的选择零件的加工精度很大程度上取决于所用机床，因此必须合理的选择机床，对于单件小批量生产一般选择通用机床；对于中批量则广泛采用专用机床、数控机床和组合机床。在选择机床时应注意以下几点：1. 机床的加工尺寸范围与零件外形尺寸相适应。2. 机床精度与工件精度相适应。3. 与现有加工条件相适应。4. 机床的生产率应与工件的生产类型相适应。本零件尺寸小、重量轻、属中批生产，其毛坯是棒料，加工余量较大，为了合理的利用机床，故此零件在粗加工时选用普通机床，另外工件的某些部分在普通机床上很难加工出来，又因此次设计着重练习的是对数控机床的熟练程度，故精加工时选择数控机床,根据现有的生产条件，选择的机床型号是CAK6150教学型数控车床。3.4.3 工艺装备的选择工艺装备选择的合理与否，将直接影响工件的加工精度、生产效率和经济性。应根据生产类型、具体加工条件、工件结构特点和技术要求等选择工艺装备。1.夹具的选择： 本零件是小批量生产，技术要求不太高，故采用通用夹具即可完成，因专用夹具的专用性能强、成本高、不易转变，不可长时间地使用，选用夹具时要保证夹具的坐标系方向相对固定，要协调零件和机床坐标系的尺寸关系：夹具上各零件应不妨碍机床对零件各表面的加工。根据已确定的工件加工部位、定位基准和夹紧要求，数控车床多采用三爪自定心卡盘夹持工件；轴类工件还可采用尾座顶尖支持工件。由于数控车床主轴转速极高，为便于工件夹紧，多采用液压高速动力卡盘，因它在生产厂已通过了严格的平衡，具有高转速(极限转速可达40006000rmin)、高夹紧力(最大推拉力为20008000N)、高精度、调爪方便、通孔、使用寿命长等优点。为减少细长轴加工时受力变形，提高加工精度，以及在加工带孔轴类工件内孔时，可采用液压自动定心中心架，定心精度可达0.03mm。 根据以上所述和现有生产条件,本零件车削时均采用三爪卡盘进行装夹。2.刀具的选择在选择刀具方面,通常优先用通用夹具,对于不同材料的零件,一般都有适合将其切削的刀具。刀具的选择不仅影响机床的加工效率，而且直接影响加工质量，与传统的加工方法相比，数控加工对刀具的要求更高，不仅要求精度高、刚性好、耐用度高，而且要求尺寸稳定，安装方便，这就要采用新型优质材料制造数控教工刀具，并优选刀具参数。在选用刀具时应考虑工序种类，生产率，经济性，工件材料，生产批量，加工精度及表面粗糙度与所用机床的性能选用了标准刀具。刀具材料应当选择高硬度、高耐磨性、高耐热性的材料，并有足够的强度和韧性，较好的工艺。根据以上所述和现场加工条件，本零件选用YT类硬质合金刀具进行加工.数控加工刀具卡片1产品名称或代号件1零件名称 零件图号1序号刀具号刀具名称规格数量加工表面刀尖半径/mm备注1T010145度外圆车刀1车外圆0.32T0202切槽车刀1切槽0.23T030360螺纹刀1车螺纹0.2 编制 审核批准共3页第1页数控加工刀具卡片2产品名称或代号件2零件名称 零件图号2序号刀具号刀具名称规格数量加工表面刀尖半径/mm备注1T0101镗刀1镗内孔0.32T020245外圆车刀1车外圆0.3编制 审核批准共3页第2页数控加工刀具卡片3产品名称或代号件3零件名称 零件图号3序号刀具号刀具名称规格数量加工表面刀尖半径/mm备注1T010145外圆车刀1车外圆0.32T0202镗刀1镗内孔0.3 3T030360内螺纹刀1车螺纹0.2编制 审核批准共3页第3页3量具的选择量具的选择主要是根据生产类型和检测的精度来选择，一般选用通用量具，对于尺寸精度要求较高，检测不方便的选用专用量具，为了在机械加工过程中保证零件的加工尺寸精度和提高测量效率的要求，需要恰当合理地选择相应的各种通用及专用量具。此零件需选用的专用量具有：M36x6-7eM36x6-7e螺纹环规M30M30螺纹环规、螺纹塞规圆弧专用样板斜椭圆专用样板其它尺寸选用0-50mm外径千分尺、0-50mm内径千分尺、0-150mm游标卡尺即可。3.4.4 切削用量的确定切削用量的合理选择,是指在保证加工质量的前提下,充分利用刀具和机床的性能,获得高生产效率和低加工成本的切削用量三要素的最佳组合。1.粗加工时切削用量的选择粗加工时精度与表面粗糙度要求不高，毛坯余量较大，因此选择粗加工用量时，要尽可能保证较高的单位时间、金属切除量和必要的刀具耐用度，以提高生产率和降低成本。先考虑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f；最后确定一个适合的切削速度v。根据上述原则，选择粗加工切削用量，对于提高生产率、减少刀具消耗、降低加工成本是比较有利的。1）切削深度的选择：应根据零件的加工余量和由夹具、机床、刀具和工件所组成的工艺系统的刚性来确定。 2）进给量f的选择：限制进给量，提高的因素主要是切削力。3）切削速度v的选择：主要受刀具耐用度和机床功率的限制。2.精加工时切削用量的选择精加工时的加工精度和表面质量要求较高，加工余量要小且均匀，因此选择精加工切削用量时，应着重考虑如何保证加工质量，并在此基础上尽量提高生产率。精加工时应选择较小的背吃刀量和进给量f，以保证加工精度和表面质量，同时满足生产率的要求。 1）切削深度的选择：应根据精加工留下的余量来确定。2）进给量f的选择：限制进给量，提高的主要因素是表面粗糙度。3）切削速度v的选择：切削速度提高时，切削变形减小，切削力也有所减小，也不易产生积屑瘤和毛刺。3.4.5数控加工工艺卡片零件一 数控加工工艺卡片单位名称 产品名称或代号零件图号 使用设备车间件一1 工序号程序编号夹具名称 三爪卡盘工步号 工 步 作 业 内 容 刀具号 刀具规格 主轴转速 进给速度 背吃刀量 备注 1 粗车右端外圆柱面留余量0.5mmT0101 45外圆车刀600 0.31 2 精车右端外圆柱面至尺寸T010145外圆车刀1000 0.1 0.53粗车左端外圆柱面留余量0.5mmT010145外圆车刀600 0.31 4精车左端外圆柱面至尺寸T010145外圆车刀1000 0.1 0.55切槽宽9mm、8mmT0202切槽刀宽3mm6000.22、3.56粗车斜椭圆T0101 45外圆车刀600 0.31 7精车斜椭圆T0101 45外圆车刀1000 0.1 0.58车螺纹T030360螺纹刀4009去毛刺10检验编制 审核 批准 共4 页 第 1 页 零件二 数控加工工艺卡片单位名称 产品名称或代号零件图号 使用设备车间件二2 工序号程序编号夹具名称 三爪卡盘工步号 工 步 作 业 内 容 刀具号 刀具规格 主轴转速 进给速度 背吃刀量 备注 1 锻造毛坯下料60X60mm2 粗镗内孔单边留0.5mm余量T0101 内孔镗刀 800 0.3 1 3精镗内孔到尺寸T0101 内孔镗刀 1200 0.1 0.3 4粗车外圆柱圆弧和斜椭圆T020245度外圆车刀800 0.3 1 5精车外圆柱圆弧和斜椭圆T020245外圆车刀1000 0.10.36去毛刺7检验编制 审核 批准 共4 页 第 2 页 零件三 数控加工工艺卡片单位名称产品名称或代号零件图号使用设备车间件三3工序号程序编号夹具名称三爪卡盘工步号 工 步 作 业 内 容 刀具号 刀具规格 主轴转速 进给速度 背吃刀量 备注 1下料模锻管60X40内孔252粗车外端面留余量0.5mmT010145外圆车刀6000.313精车外端面至尺寸T010145外圆车刀10000.10.34粗镗孔留0.5mm余量T0202镗刀6000.30.65精镗孔至尺寸T0202镗刀10000.10.26车螺纹T030360内螺纹刀4007去毛刺8检验编制 审核 批准 共4 页 第 3 页 第四章 数控加工程序的编制4.1 数控加工的特点1.采用数控机床加工零件可以提高加工精度，稳定产品的质量。2.数控机床可以完成普通机床难以完成，或根本不能加工的复杂曲面的零件加工。3.采用数控机床在生产效率上，可以比普通机床提高23倍，尤其对某些复杂零件的加工，生产效率可提高十倍甚至几十倍。4.可以实现一机多用。5.采用数控机床有利于向计算机控制与管理方面发展，为实现生产过程自动化创造条件。4.2 数控编程方法及特点4.2.1 数控编程的分类数控编程一般分为两种：一种是手工编程，另一种是自动编程。手工编程是由分析零件图，确定工艺过程，数值计算，编写零件加工程序单，程序的输入和检验都是由工人完成的。特点：对于加工形状简单的零件，计算比较简单，程序不是很多，采用手工编程（仍被广泛应用）较容易完成，而且经济，及时，因此在点位加工及直线与圆弧组成的轮廓加工中，手工编程仍广泛应用，但对于形状复杂的零件，特别是具有非圆曲线，列表曲线的零件，用手工编程就有一定的困难，出错的机率增大，有的无法编程序。自动编程：用计算机编制数控加工程序的过程。特点：计算机自动识图编程，编程准确，不易出错，安排走刀路线合理，从而使加工准确。本零件的加工就采用手动编程来完成的。4.2.2 编程零点及坐标系的选择1.所选的编程原点及坐标系应使程序编制简单。2.编程原点应选在容易找正，并在加工过程中便于检查的位置。3.引起的加工误差小。一般回转体零件的编程零点选在其加工面的回转轴线与端面交点处。4.2.3 对刀点的选择对刀点是指在数控机床上加工零件时，刀具相对零件运动的起始点。对刀点应选择在对刀方便、编程简单的地方。对于采用增量编程坐标系统的数控机床，对刀点可选择在零件孔的中心上，夹具上的专用对刀孔上或两垂直平面（定位基面）的交线（即工件零点）上，但所选的对刀点必须与零件定位基面有一定的坐标尺寸关系，这样才能确定机床坐标系与工件坐标系的关系。对于采用绝对编程坐标系统的数控机床，对刀点可选在机床坐标系的机床零点上或距机床零点有确定坐标尺寸关系的点上。因为数控装置可用指令控制自动返回参考点，不需要人工对刀，但在装夹零件时，工件坐标系与机床坐标系必须要有确定的尺寸关系。4.3 数控加工程序的内容零件一 右端面加工程序:顺序号程序内容程序说明O0015程序名N10G99G97G21机床参数设置N20M03S600T0104机床启动转速刀具选择N30G0X62Z5刀具定位N40G71U1R0.5循环粗车N50G71P60Q190U0.5W0F0.1S1000循环粗车N60G1X62S800直线插补N70G1Z0直线插补N80G1X-1倒斜角N90X21直线插补N100X25Z-2直线插补N110Z-15直线插补N120X32直线插补N130X42Z-35直线插补N140X46直线插补N150X48Z-36直线插补N160Z-43直线插补N170X56直线插补N180X58Z-44直线插补N190Z-60直线插补N200G70P60Q190F0.1S1000T0101循环精车N210G00X100Z50快速移动N220M30机床停止程序结束N230%结束符号零件一 左端面加工程序:顺序号程序内容程序说明O0016程序名N10G99G97G21机床参数设置N20M03S800T0101机床启动转速刀具选择N30G0X65Z5刀具定位N40G71U0.5R0.5循环粗车N50G71P010Q090U0.5W0F0.1S1000循环粗车N60G0X61直线插补N70Z0直线插补N80G1X0直线插补N90X27直线插补N100X30Z-1.5直线插补N110Z-31直线插补N120X36Z-33直线插补N130Z-66直线插补N140X38Z-67直线插补N150Z-83直线插补N160X62直线插补N170G70P60Q160循环精车N180G0X100Z50快速退回N190T0202换刀N200M03S600F0.08机床启动转速刀具选择N210G00X32Z-25刀具定位N220G75R0.5循环切槽N230G75X26Z-31.0P2000Q2000循环切槽N240G01X38直线插补N250G1Z-61直线插补N260G75R0.5循环切槽N270G75X29Z-66P1750Q2000循环切槽N280G01X45直线插补N290M03S400机床启动转速N300T0303刀具选择N310G0X35Z6刀具定位N320G76P10060Q500R300循环车削螺纹N330G76X28.052Z-25R0P947Q800F1.5循环车削螺纹N340G0X38Z-25定位N350G76P10060Q500R500循环车削螺纹N360G76X32.102Z-60R0P1949Q1200F3循环车削螺纹N370G0X100Z50快退N380G98机床参数设置N390T0101刀具选择N400M03S800F130机床启动转速设置N410G0X44Z-75定位N420G73U6R3循环仿形粗加工N430G73P1Q3U1W0.1循环仿形粗加工N440N1#1=12.38031旋转前Z方向起点与椭圆中心之间的距离N450N2#2=12.5*SQRT25*25-#1*#1/25旋转前X随Z的变化而变化N460#3=#1*COS15-#2*SIN15将旋转前的Z点坐标进行旋转得到旋转后Z点坐标N470#4=#1*SIN15+#2*COS15将旋转前的x点坐标进行旋转得到旋转后X点坐标N480G01X70.94-2*#4Z#3-82.352对旋转后的椭圆进行直线拟合N490#1=#1-0.5设置循环条件N500IF#1GE-25GOTO2旋转前z方向终点与椭圆中心之间的距离N510G01X58Z-107直线插补N520W-8直线插补N530G0X100快退N540N3Z-75快退N550G70P1Q3F0.1S1000循环精加工N560G00X100快退N570Z100快退N580M05主程序结束N590M30全部结束零件二 外圆柱圆弧和斜椭圆加工程序:顺序号程序内容程序说明O0055程序名N10G98G21G97机床参数设置N20T0101刀具选择N30M03S800F130机床启动转速设置N40G00X62Z5刀具定位N50G73U10R5循环粗车N60G73P70Q170U1W0.1循环粗车N70G1X43.553直线插补N80Z0直线插补N90#1=12.38052旋转前Z方向起点与椭圆中心之间的距离N100N2#2=12.5*SQRT25*25-#1*#1/25旋转前X随Z的变化而变化N110#3=#1*COS15-#2*SIN15将旋转前的Z点坐标进行旋转得到旋转后Z点坐标N120#4=#1*SIN15+#2*COS15将旋转前的X点坐标进行旋转得到旋转后X点坐标N130G01X70.94-2*#4Z#3-9.148对旋转后的椭圆进行直线拟合N140#1=#1-0.5设置循环条件N150IF#1GE-11.63159GOTO2旋转前z方向终点与椭圆中心之间的距离N160G01X55.5857Z-23.247直线插补N170G02X58Z-47.623R22.5圆弧加工N180G70P70Q170F0.1S1000循环精加工N190G1X58直线插补N200Z-53直线插补N210G00X100快速移动N220Z100快速移动N230M05主程序结束N231M30全部结束零件二 内孔加工程序: 顺序号程序内容程序说明O0056程序名N10G99G97G21机床参数设置N20M03S800T0202F0.3机床启动转速设置刀具选择N30G0X30Z5刀具定位N40G71U1R0.5循环粗车N50G71P60Q120U-0.3W0F0.3S600T0202循环粗车N60G01X31直线插补N70Z0直线插补N80X38直线插补N90Z-25直线插补N100X36直线插补N110Z-52直线插补N120X30直线插补N130G70P60Q120F0.1S1000循环精车N140G0X100Z50快退N150M05主程序结束N160M30全部结束零件三 外圆柱加工程序:顺序号程序内容程序说明O0041程序名N10G99G97G21机床参数设置N20M03S600T0101机床启动转速设置刀具选择N30G00X62Z5刀具定位N40G71U1R0.5循环粗车N50G71P60Q130U0.3W0F0.1S1000循环粗车N60G01X61直线插补N70Z0直线插补N80X0直线插补N90X48直线插补N100Z-9直线插补N110G02X58Z-14R5圆弧插补N120G01Z-34直线插补N130X62直线插补N140G70P010Q090循环精车N150G00X100Z50快退N160M05主程序结束N170M30全部结束零件三 镗内孔加工程序: 顺序号程序内容程序说明O0040程序名N10G99G97G21机床参数设置N20M03S800T0202F0.3机床启动转速设置刀具选择N30G0X24Z5刀具定位N40G71U1R0.5循环粗车N50G71P60Q130U-0.3W0F0.3S600T0202循环粗车N60G01X25直线插补N70Z0直线插补N80X42直线插补N90Z-5直线插补N100X35直线插补N110Z-11