典型轴类零件的加工工艺论文

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1、 .南昌航空大学毕业设计(论文)专业名称 数控技术应用 班 级 08级数控本科班 学生姓名 辜世奇 指导教师 周 贤 系 主 任 龚令根 日 期 2011 年 10 月 1 日 至 2012 年 4 月 16 日 二一二年四月十六日 南昌航空大学南昌航空大学毕业论文（设计）诚 信 声 明本人在此郑重声明：本人所呈交的大专毕业论文(设计)，是在指导老师的指导下，独立进行毕业论文（设计）研究工作所取得的成果，成果各个环节均不存在知识产权争议，毕业论文（设计）不含任何其他个人或集体已经发表过的作品成果，由此而引发的法律后果完全由本人承担。 毕业论文（设计）作者签名：辜世奇 2012 年 4 月 16

2、日毕业设计（论文）任务书专业名称 数控技术应用 班 级 08级数控本科班 学生姓名 辜世奇 指导教师 周贤 系 主 任 龚令根 I、毕业设计(论文)题目：典型轴类零件的加工II、毕业设计（论文）摘要（300字以内） 本文主要介绍的是在机床、汽车、拖拉机等制造工业中，轴类零件是另一类用量很大，且占有相当重要地位的结构件。 轴类零件的主要作用是支承传动零件并传递动和动力，它们在工作时受多种应力的作用，因此从选材角度看，材料应有较高的综合机械性能.局部承受摩擦的部位如车床主轴的花键、曲轴轴颈等处，要求有一定的硬度，以提高其抗磨损能力。要求以综合机械性能为主的一类结构零件的选材，还需根据其应力状态和负

3、荷种类考虑材料的淬透性和抗疲劳性能。实践证明，受交变应力的轴类零件、连杆螺栓等结构件，其损环形式不少是由于疲劳裂纹引起的。通过磨具主轴加工工艺的分析、阐述了在学校机械加工实习课中如何对典型轴类零件进行工艺分析，从而提高工件质量、劳动生产率。 、主 要参考资料：1庞浩. 金属工艺学. 浙江: 浙江大学出版社，2009.92艾兴.肖诗纲主编.切削用量手册. 北京：机械工业出版社,2010.43夏凤芳. 数控机床加工工艺. 江西：高等教育出版社，2008.74成大先. 机械设计基础. 北京：机械工业出版社,2005.65余英良. 数控加工编程与操作.江西: 高等教育出版社，2010.86杜庚星，主编

4、，车工技能训练M中国劳动社会保障出版社，20057姚云英. 公差配合与测量技术. 北京: 机械工业出版社 2010.6南昌航空大学毕业设计（论文）开 题 报 告题 目： 典型轴类零件的加工 系 （部）： 机械工程系 专业名称： 数控技术应用 班 级： 08级数控本科班 学生姓名： 辜世奇 学 号： 01082829 指导教师： 周贤 日 期： 2012年4月16日 南昌航空大学自学考试毕业设计(论文)题 目： 典型轴类零件的加工 系 (部)： 机械工程系 专业名称： 数控技术及应用 姓 名： 辜世奇 准考证号： 057009400069 班级名称： 08数控自考本科班 提交时间： 年 月 日

5、摘 要本文主要介绍的是在机床、汽车、拖拉机等制造工业中，轴类零件是另一类用量很大，且占有相当重要地位的结构件。 轴类零件的主要作用是支承传动零件并传递动和动力，它们在工作时受多种应力的作用，因此从选材角度看，材料应有较高的综合机械性能.局部承受摩擦的部位如车床主轴的花键、曲轴轴颈等处，要求有一定的硬度，以提高其抗磨损能力。要求以综合机械性能为主的一类结构零件的选材，还需根据其应力状态和负荷种类考虑材料的淬透性和抗疲劳性能。实践证明，受交变应力的轴类零件、连杆螺栓等结构件，其损环形式不少是由于疲劳裂纹引起的。通过磨具主轴加工工艺的分析、阐述了在学校机械加工实习课中如何对典型轴类零件进行工艺分析，

6、从而提高工件质量、劳动生产率。关键词：零件图的工艺分析；典型轴类零件；零件加工 Abstract This paper mainly introduces the is in machine tools, automobile, tractor and other manufacturing industries, shaft parts is another great amount, and occupies an important position in the structure. Shaft parts of the main role is to support the tran

7、smission parts and to transfer movement and power, they work by a variety of stresses, so from the perspective of material selection, should have higher comprehensive mechanical performance. Partial under friction parts such as the spindle of a lathe,spline crankshaft etc., requires a certain degree

8、 of hardness, in order to improve the wear resistance of. Requirements to the comprehensive mechanical properties of a class consisting mainly of structural components of the material selection, also need to according to the state of stress and load types considering material hardenability and anti

9、fatigue performance. Practice has proved, under alternating stress of shaft parts, the connecting rod bolt and other pieces of the structure, the damage form many is due to fatigue crack causes. Through the grinding spindle machining process analysis, elaborated in the school of mechanical processin

10、g practice lesson in how to typical shaft parts process analysis, so as to improve the quality of the workpiece, labor productivity。Key words : Parts of the process analysis Typical shaft parts Parts processing目 录绪论1一、轴类零件的功用、结构特点11.1轴类零件的毛坯和材料1二、轴类零件一般加工要求及方法22.1 轴类零件加工工艺规程注意点22.2 轴类零件加工的技术要求22.3 轴

11、类零件的热处理32.4 典型轴类零件加工工艺改进的方法3三、轴类零件加工的工艺分析4 3.1轴类零件加工的工艺路线分析 43.2轴类零件实例加工的工艺分析53.3数控加工程序的编制14结束语21致谢22参考文献23.DOC资料. 绪论主要研究轴类零件加工过程，加工工艺注意点及改进的方法，通过总结非标件的加工以及典型半成品轴类零件的加工实例来加以说明。现在许多制造最终成品的工厂为了提高机器的某些性能或者降低成本，需要找机械加工厂定做的，常常会因为设备、技术或者工艺规程制定的不是很好，加工出来的部件无法满足使用要求，所以需要一次次的总结，改进加工工艺，从而完善产品。经过总结了生产上出现的问题，写下

12、了这篇论文。轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一。它在机械中主要用于支承齿轮、带轮、凸轮以及连杆等传动件，以传递扭矩。按结构形式不同，轴可以分为阶梯轴、锥度心轴、光轴、空心轴、曲轴、凸轮轴、偏心轴、各种丝杠等。一、轴类零件的功用、结构特点轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一。它在机械中主要用于支承齿轮、带轮、凸轮以及连杆等传动件，以传递扭矩。按结构形式不同，轴可以分为阶梯轴、锥度心轴、光轴、空心轴、曲轴、凸轮轴、偏心轴、各种丝杠等。它主要用来支承传动零部件，传递扭矩和承受载荷。轴类零件是旋转体零件，其长度大于直径，一般由同心轴的外圆柱面、圆锥面、内孔和螺纹及相应的端面所组成。根据结构形状的

13、不同，轴类零件可分为光轴、阶梯轴、空心轴和曲轴等。轴的长径比小于5的称为短轴，大于20的称为细长轴，大多数轴介于两者之间。1.1轴类零件的毛坯和材料1.1.1轴类零件的毛坯轴类毛坯 常用圆棒料和锻件；大型轴或结构复杂的轴采用铸件。毛坯经过加热锻造后，可使金属内部纤维组织沿表面均匀分布，获得较高的抗拉、抗弯及抗扭强度。根据生产规模的不同，毛坯的锻造方式有自由锻和模锻两种。中小批生产多采用自由锻，大批大量生产时采用模锻。1.1.2轴类零件的材料轴类零件材料 常用45钢，精度较高的轴可选用40Cr、轴承钢GCr15、弹簧钢65Mn，也可选用球墨铸铁；对高速、重载的轴，选用20Mn2B、20Cr等低碳

14、合金钢或38CrMoAl氮化钢。45钢是轴类零件的常用材料，它价格便宜经过调质（或正火）后，可得到较好的切削性能，而且能获得较高的强度和韧性等综合机械性能，淬火后表面硬度可达4552HRC。40Cr等合金结构钢适用于中等精度而转速较高的轴类零件，这类钢经调质和淬火后，具有较好的综合机械性能。轴承钢GCr15和弹簧钢65Mn，经调质和表面高频淬火后，表面硬度可达5058HRC，并具有较高的耐疲劳性能和较好的耐磨性能，可制造较高精度的轴。精密机床的主轴（例如磨床砂轮轴、坐标镗床主轴）可选用38CrMoAIA氮化钢。这种钢经调质和表面氮化后，不仅能获得很高的表面硬度，而且能保持较软的芯部，因此耐冲击

15、韧性好。与渗碳淬火钢比较，它有热处理变形很小，硬度更高的特性。二、轴类零件一般加工要求及方法2.1 轴类零件加工工艺规程注意点在学校机械加工实习课中，轴类零件的加工是学生练习车削技能的最基本也最重要的项目，但学生最后完工工件的质量总是很不理想，经过分析主要是学生对轴类零件的工艺分析工艺规程制订不够合理。轴类零件中工艺规程的制订，直接关系到工件质量、劳动生产率和经济效益。一零件可以有几种不同的加工方法，但只有某一种较合理，在制订机械加工工艺规程中，须注意以下几点。1.零件图工艺分析中，需理解零件结构特点、精度、材质、热处理等技术要求，且要研究产品装配图，部件装配图及验收标准。2.渗碳件加工工艺路

16、线一般为：下料锻造正火粗加工半精加工渗碳去碳加工（对不需提高硬度部分）淬火车螺纹、钻孔或铣槽粗磨低温时效半精磨低温时效精磨。3.粗基准选择：有非加工表面，应选非加工表面作为粗基准。对所有表面都需加工的铸件轴，根据加工余量最小表面找正。且选择平整光滑表面，让开浇口处。选牢固可靠表面为粗基准，同时，粗基准不可重复使用。4.精基准选择：要符合基准重合原则，尽可能选设计基准或装配基准作为定位基准。符合基准统一原则。尽可能在多数工序中用同一个定位基准。尽可能使定位基准与测量基准重合。选择精度高、安装稳定可靠表面为精基准。工艺规程制订得是否合理，直接影响工件的质量、劳动生产率和经济效益。一个零件可以用几种

17、不同的加工方法制造，但在一定的条件下，只有某一种方法是较合理的。因此，在制订工艺规程时，必须从实际出发，根据设备条件、生产类型等具体情况，尽量采用先进加工方法，制订出合理的工艺规程。2.2 轴类零件加工的技术要求1 尺寸精度轴类零件的主要表面常为两类，一类是与轴承的内圈配合的外圆轴颈，即支承轴颈，用于确定轴的位置并支承轴，尺寸精度要求较高，通常为IT5IT7；另一类为与各类传动件配合的轴颈，即配合轴颈，其精度稍低，通常为IT6IT9。2 几何形状精度主要指轴颈表面、外圆锥面、锥孔等重要表面的圆度、圆柱度。其误差一般应限制在尺寸公差范围内，对于精密轴，需在零件图上另行规定其几何形状精度。3 相互

18、位置精度包括内、外表面，重要轴面的同轴度、圆的径向跳动、重要端面对轴心线的垂直度、端面间的平行度等。4 表面粗糙度轴的加工表面都有粗糙度的要求，一般根据加工的可能性和经济性来确定。2.3 轴类零件的热处理1锻造毛坯在加工前，均需安排正火或退火处理，使钢材内部晶粒细化，消除锻造应力，降低材料硬度，改善切削加工性能。2调质一般安排在粗车之后、半精车之前，以获得良好的物理力学性能。3表面淬火一般安排在精加工之前，这样可以纠正因淬火引起的局部变形。4精度要求高的轴，在局部淬火或粗磨之后，还需进行低温时效处理。2.4 典型轴类零件加工工艺改进的方法对于7级精度、表面粗糙度Ra0.80.4m的一般传动轴，

19、其工艺路线是：正火车端面钻中心孔粗车各表面精车各表面铣花键、键槽热处理修研中心孔粗磨外圆精磨外圆检验。由于细长轴刚性很差，在加工中极易变形，对加工精度和加工质量影响很大。为此，生产中常采用下列措施予以解决。2.4.1 改进工件的装夹方法粗加工时，由于切削余量大，工件受的切削力也大，一般采用卡顶法，尾座顶尖采用弹性顶尖，可以使工件在轴向自由伸长。但是，由于顶尖弹性的限制，轴向伸长量也受到限制，因而顶紧力不是很大。在高速、大用量切削时，有使工件脱离顶尖的危险。采用卡拉法可避免这种现象的产生。精车时，采用双顶尖法（此时尾座应采用弹性顶尖）有利于提高精度，其关键是提高中心孔精度。2.4.2采用跟刀架跟

20、刀架是车削细长轴极其重要的附件。采用跟刀架能抵消加工时径向切削分力的影响，从而减少切削振动和工件变形，但必须注意仔细调整，使跟刀架的中心与机床顶尖中心保持一致。2.4.3采用反向进给车削细长轴时，常使车刀向尾座方向作进给运动（此时应安装卡拉工具），这样刀具施加于工件上的进给力方向朝向尾座，因而有使工件产生轴向伸长的趋势，而卡拉工具大大减少了由于工件伸长造成的弯曲变形。2.4.4采用车削细长轴的车刀车削细长轴的车刀一般前角和主偏角较大，以使切削轻快，减小径向振动和弯曲变形。粗加工用车刀在前刀面上开有断屑槽，使断屑容易。精车用刀常有一定的负刃倾角，使切屑流向待加工面。三、轴类零件加工的工艺分析 3

21、.1轴类零件加工的工艺路线 (1)基本加工路线 外圆加工的方法很多，基本加工路线可归纳为四条。 粗车半精车精车 对于一般常用材料，这是外圆表面加工采用的最主要的工艺路线。 粗车半精车粗磨精磨 对于黑色金属材料，精度要求高和表面粗糙度值要求较小、零件需要淬硬时，其后续工序只能用磨削而采用的加工路线。 粗车半精车精车金刚石车 对于有色金属，用磨削加工通常不易得到所要求的表面粗糙度，因为有色金属一般比较软，容易堵塞沙粒间的空隙，因此其最终工序多用精车和金刚石车。 粗车半精粗磨精磨光整加工 对于黑色金属材料的淬硬零件，精度要求高和表面粗糙度值要求很小，常用此加工路线。 (2)典型加工工艺路线 轴类零件

22、的主要加工表面是外圆表面，也还有常见的特特形表面，因此针对各种精度等级和表面粗糙度要求，按经济精度选择加工方法。 对普通精度的轴类零件加工，其典型的工艺路线如下： 毛坯及其热处理预加工车削外圆铣键槽（花键槽、沟槽）热处理磨削终检。 (3)轴类零件的预加工 轴类零件的预加工是指加工的准备工序，即车削外圆之前的工艺。 校直 毛坯在制造、运输和保管过程中，常会发生弯曲变形，为保证加工余量的均匀及装夹可靠，一般冷态下在各种压力机或校值机上进行校值， (4) 轴类零件加工的定位基准和装夹 以工件的中心孔定位 在轴的加工中，零件各外圆表面，锥孔、螺纹表面的同轴度，端面对旋转轴线的垂直度是其相互位置精度的主

23、要项目，这些表面的设计基准一般都是轴的中心线，若用两中心孔定位，符合基准重合的原则。中心孔不仅是车削时的定为基准，也是其它加工工序的定位基准和检验基准，又符合基准统一原则。当采用两中心孔定位时，还能够最大限度地在一次装夹中加工出多个外圆和端面。 以外圆和中心孔作为定位基准（一夹一顶） 用两中心孔定位虽然定心精度高，但刚性差，尤其是加工较重的工件时不够稳固，切削用量也不能太大。粗加工时，为了提高零件的刚度，可采用轴的外圆表面和一中心孔作为定位基准来加工。这种定位方法能承受较大的切削力矩，是轴类零件最常见的一种定位方法。 以两外圆表面作为定位基准 在加工空心轴的内孔时，（例如：机床上莫氏锥度的内孔

24、加工），不能采用中心孔作为定位基准，可用轴的两外圆表面作为定位基准。当工件是机床主轴时，常以两支撑轴颈（装配基准）为定位基准，可保证锥孔相对支撑轴颈的同轴度要求，消除基准不重合而引起的误差。 以带有中心孔的锥堵作为定位基准 在加工空心轴的外圆表面时，往往还采用代中心孔的锥堵或锥套心轴作为定位基准，见图3.1所示。 锥堵或锥套心轴应具有较高的精度，锥堵和锥套心轴上的中心孔即是其本身制造的定位基准，又是空心轴外圆精加工的基准。因此必须保证锥堵或锥套心轴上锥面与中心孔有较高的同轴度。在装夹中应尽量减少锥堵的安装次数，减少重复安装误差。实际生产中，锥堵安装后，中途加工一般不得拆下和更换，直至加工完毕。

25、 图 3.1 锥堵和锥套心轴a)锥堵 b）锥套心轴 3.2轴类零件实例加工的工艺分析a.零件的结构工艺性分析如图所示：3.2图3.2 由图我们可知，本零件上由圆柱面、内孔、内圆锥面、圆弧面、沟槽、和螺纹等部分组成。零件车削加工成形轮廓的结构形状较复杂、需两头加工，零件的加工精度和表面质量要求都很高该零件重要的径向加工部位有mm圆柱段（表面粗糙度R=1.6m）、圆柱段（表面粗糙度R=1.6m）、R6mm圆弧与R20mm圆弧相切过渡区、的内孔（表面粗糙度R=1.6m）、长径比为1：2的内锥（小端直径为、M20x2-6g三角形外螺纹，其余表面粗糙度均为R=3.2m）。零件符合数控加工尺寸标注要求，轮

26、廓描述清楚完整，零件材料为45钢，毛胚为50mm*130mmb.零件技术要求分析小批量生产条件编程，不准用砂布和锉刀修饰平面，这是对平面高精度的要求，未注公差尺寸按GB1804-M，热处理，调质处理，HRC25-35，未注粗糙度部分光洁度按Ra6.3，毛胚尺寸50mmx130mm。 加工难点及处理方案：分析图纸可知，此零件对平面度的要求高，左端更有内轮廓加工，为提高零件质量，采用以下加工方案：a.对图样上给定的几个精度要求较高的尺寸，编程时采用中间值。b.在轮廓曲线上，有一处既过象限又改变进给方向的轮廓曲线，因此在加工时应进行机械间隙补偿，以保证轮廓曲线的准确性。c.零图纸中含有圆柱度，为保证

27、其形位公差，应尽量一次装夹完成左端面的加工以保证其数值。d.本设计图纸中的各平面和外轮廓表面的粗糙度要求可采用粗加工-精加工加工方案，并且在精加工的时候将进给量调小些，主轴转速提高。e.螺纹加工时，为保证其精度，在精车时选择改程序的方法，将螺纹的大径值减小0.18-0.2mm，加工螺纹时利用螺纹千分尺或螺纹环规保证精度要求。选择以上措施可保证尺寸、形状、精度和表面粗糙度c.零件毛坯、材料的分析.材料的分析该轴零件加工中，刀具与工件之间的切削力较大。工件材料的可切削性能。强度、硬度、塑性、提供冷切削加工、机械性能都跟工件的材料有关。所以选择45钢为该轴类零件的材料。45钢的化学成分中含C0.42

28、%0.50%，Si0.17%0.37%，Mn0.500.80%，P 0.035%，S0.035%，Cr0.25%，N0.25%,Cu0.25%.45钢在进行冷加工时硬度要求，热轧钢，压痕直径不小于3.9，布氏硬度不小于241HB，退火钢压痕直径不小于4.4，布氏硬度不小于187HB，45钢的机械性能：s335Mpa，b600Mpa，40，Ak47J。45钢相对切削性硬质合金刀具1.0，高速钢刀具1.0，45钢经济合理对加工刀具的要求也合理，45钢用途广泛，主要是用来制造汽轮机、压缩机，泵的运动零件制造齿轮、轴活塞销等零件。根据以上数据适合该轴的加工。.毛坯的分析轴类零件的毛坯有棒料、锻件和铸件

29、三种。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。铸件：适用于形状复杂的毛坯。钢质零件的锻造毛坯，其力学性能高于钢质棒料和铸钢件。根据该轴零件的结构形状和外轮廓尺寸，所以采用锻件。本零件的毛坯宜采用锻件，由棒料锯割，模锻毛坯至40X425mm,使钢材经过锻压，获得均匀的纤维组织，提高其力学性能，同时也提高零件与毛坯的比重，减少材料消耗d.零件设备的选择数控车床能对轴类或盘类等回转体零件自动地完成内外圆柱面、圆锥表面、圆弧面等工序的切削加工，并能进行切槽、钻、扩等的工作。根据零件的工艺要求，可以选择经

30、济型数控车床，一般采用步进电动机形式半闭环伺服系统。此类车床机构简单，价格相对较低，这类车床设置三爪自定心卡盘、普通尾座或数控液压尾座，适合车削较长的轴类零件。根据主轴的配置的要求选择卧式数控车床。数控车床具有加工精度高，能做直线和圆弧插补，数控车床刚性良好，制造和对刀精度高，能方便和精确地进行人工补偿和自动补偿，能够加工尺寸精度要求较高的零件。能加工轮廓形状特别复杂的表面和尺寸难于控制的回转体，而且能比较方便的车削锥面和内外圆柱面螺纹，能够保持加工精度，提高生产效率。所以对加工时非常有利的。e.确定工件的定位与夹具方案确定装夹方案在数控车床上工件定位安装的基本原则与普通机床相同。工件的装夹方

31、法影响工件的加工精度和效率，为了充分发挥数控机床的工作特点，在装夹工件时，应考虑以下几种因素： a.尽可能采用通用夹具，必须时才设计制造专用夹具； b.结构设计要满足精度要求； c.易于定位和装夹； d.易于切削的清理； e.抵抗切削力由足够的刚度； 使用三爪自定心卡盘夹持零件的毛坯外圆，确定零件伸出合适的长度（应将机床的限位距离考虑进去）。零件需要加工两端，因此需要考虑两次装夹的位置，考虑到左端的38mmx35mm的台阶可以用来装夹，因此先加工左端，然后调头夹住38mmx35mm的台阶加工右端。 .定位基准工件的定位与基准应与设计基准保持一致，应防止过定位，对与箱体工件最好选择“一面两销”作

32、为定位基准，定位基准在数控机床上要仔细找正。 由于这个工件是个实心轴，末端要镗一个30的锥孔，因轴的长度不是很长，所以采用工件的右端面和48的外圆作定位基准，使用普通三爪卡盘夹紧工件，取工件的右端面中心为工件坐标的原点，对刀点在（100.100）处。由于此零件全部表面都需加工，应选用外圆及一端面为粗基准，然后通过“互为基准的原则”进行加工。遵循“基准重合”的原则。加工左端时选择在毛坯外圆柱段的右端外圆表面，加工右端时选择在38 mm外圆柱段的表面，以体现定位基准是轴的中心线。f.确定走刀顺序和路线先粗后精 先安排粗加工，中间安排半精加工，最后安排精加工和光整加工。先主后次 先安排零件的装配基面

33、和工作表面等主要表面的加工，后安排如键槽、紧 固用的光孔和螺纹孔等次要表面的加工。由于次要表面加工工作量小，又常与主要表面有位 置精度要求，所以一般放在主要表面的半精加工之后，精加工之前进行。先面后孔 对于箱体、支架、连杆、底座等零件，先加工用作定位的平面和孔的端面，然后再加工孔。这样可使工件定位夹紧稳定可靠，利于保证孔与平面的位置精度，减小刀具的磨损，同时也给孔加工带来方便。基面先行 用作精基准的表面，要首先加工出来。所以，第一道工序一般是进行定位面的粗加工和半精加工(有时包括精加工)，然后再以精基面定位加工其它表面。例如，轴类零件顶尖孔的加工综上所诉 此零件的的加工顺序如下：工序 车左端面

34、，将毛坯车为127mm的棒料工序 左端面打中心孔 选用5mm的中心钻（手动钻孔）工序 左端钻孔（钻20mm深-32mm的孔）手动钻孔加工孔20mm，刀具选用硬质合金钻头，直径为20mm，使用切削液位乳化液。机械加工工艺手册1)确定进给量f，由于孔径较大，故采用数控车床CK6132A, 查得f=0.260.40mm/r，选择f=0.35mm/r。2）钻头磨钝标准及刀具寿命，根据表查得钻头的磨钝标准为0.81.2mm，寿命为T=75min。3）钻孔速度v， =14，zv=0.25，xv=0，yu=0.4，m=0.125钻孔速度的修正系数， =0.88 =0.75Z535型钻床取n=195r/min

35、，实际切削速为v=16r/min。(1)钻头走刀路线如下图：工序 粗、精车左端内孔至要求尺寸工序 粗、精车零件左端面各部、倒角工序 调头车右端面将零件车至要求尺寸进给路线 工序 调头粗、精车右端面各部倒角、切外螺纹退刀槽、三角形螺纹g.刀具与切削用量的选择1.刀具的选择数控刀具的选择和切削用量的确定是数控加工工艺中的重要内容，它不仅影响数控机床的加工效率，而且直接影响加工质量。刀具的选择是在数控编程的人机交互状态下进行的。应根据机床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相关因素正确选用刀具及刀柄。刀具选择总的原则是：安装调整方便、刚性好、耐用度和精度高。在满足加工要求的前提下，

36、尽量选择较短的刀柄，以提高刀具加工的刚性。 在经济型数控机床的加工过程中，由于刀具的刃磨、测量和更换多为人工手动进行，占用辅助时间较长，因此，必须合理安排刀具的排列顺序。一般应遵循以下原则：尽量减少刀具数量；一把刀具装夹后，应完成其所能进行的所有加工步骤；粗精加工的刀具应分开使用，即使是相同尺寸规格的刀具；先铣后钻 ；先进行曲面精加工，后进行二维轮廓精加工；在可能的情况下，应尽可能利用数控机床的自动换刀功能，以提高生产效率等。综上所述：本零件的加工，(1) 选用5mm中心钻钻削中心孔。用20mm的钻头加工左端的孔，(2) 粗车及平端面选用35硬质合金左偏刀，为防止副后刀面与工件轮廓干涉，副偏角

37、不宜太小，选Kr=35。为减少刀具数量和换刀次数，精车和车螺纹选用硬质合金60外螺纹车刀，刀尖圆弧半径应小于轮廓最小圆角半径，取re=0.150.2mm 。 刀具的选择是数控加工工艺设计中的重要内容之一。刀具选择合理与否不仅影响机床的加工效率、而且还影响加工质量。选择刀具通常考虑机床的加工能力、工序内容、工件材料等。与传统的车削方法相比，数控车削对刀具的要求较高。不仅要求精度高、钢度好、耐用度高、而且要求尺寸稳定、安装调整方便。这就要求采用新型优质材料制造数控加工刀具，并优选刀具参数。2.切削用量的选择数控编程时，编程人员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

38、速、背吃刀量及进给速度等。对于不同的加工方法，需要选用不同的切削用量。切削用量的选择原则是：保证零件加工精度和表面粗糙度，充分发挥刀具切削性能，保证合理的刀具耐用度；并充分发挥机床的性能，最大限度提高生产率，降低成本。1）、主轴转速的确定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。根据本例中零件的加工要求，考虑工件材料为45钢，刀具材料为硬质合金钢，粗加工选择转速500r/min,精加工选择1000r/min车削外圆，考虑细牙螺纹切削力不大，采用400r/min来车螺纹，而内孔由于刚性较差，采用粗车600 r/min，比较容易达到加工要求，切槽的切削刀较大，采用350 r/min更

39、稳妥。2）、进给速度（进给量）F(mm/r，mm/min)的选择 进给速度是数控机床切削用量中的重要参数，主要根据零件的加工进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。一般粗车选用较高的进给速度，以便较快去除毛坯余量，精车以考虑表面粗糙和零件精度为原则，粗加工时，由于对工件的表面质量没有太高的要求，这时主要根据机床进给机构的强度和刚性、刀杆的强度和刚性、刀具材料、刀杆和工件尺寸以及已选定的背吃刀量等因素来选取进给速度。精加工时，则按表面粗糙度要求、刀具及工件材料等因素来选取进给速度。进给速度Vf可以按公式Vf =fn计算，式中f表示每转进给量，

40、粗车时一般取0.30.8mm/r；精车时常取0.10.3mm/r；切断时常取0.050.2mm/r。应选择较低的进给速度，得出下表粗精外圆0.2min/r0.1min/r内孔0.2min/r0.1min/r槽0.05 min/r3）、背吃刀量确定背吃刀量根据机床、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(除去精车量)，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，可留少量精加工余量。本例中，背吃刀量的选择大致为粗精外圆1.5-2(mm)0.2-0.5(mm)内孔1-1.5(mm)0.1-0.5(mm)螺纹随进刀次数依次减少槽根据刀宽，分两次进

41、行总之，切削用量的具体数值应根据机床性能、相关的手册并结合实际经验用类比方法确定。同时，使主轴转速、切削深度及进给速度三者能相互适应，以形成最佳切削用量。切削用量对于不同的加工方法，需选用不同的切削用量。合理的选择切削用量，对零件的表面质量、精度、加工效率影响很大。切削用量的选择方法：粗车时，应尽量保证较高的金属切除率和必要的刀具耐用度。精车时，对加工精度和表面粗糙度要求较高，加工余量不大且较均匀，应着重考虑如何保证加工精度，且在此基础上如何提高加工效率。因此，要求精车时应选用较小（但不能太小）的背吃刀量和进给量，并选用性能高的刀具材料和合理的几何参数，以尽可能提高切削速度。h.数控加工工序卡

42、片数控加工工序卡片材料45钢零件图号夹具名称三爪自定心卡盘工步号工步内容G功能T刀具主轴转速S/（r/min）进给量f/（mm/r）背吃刀量ap/mm备注1中心钻120032钻孔500303粗车零件左端内轮廓G71T01016000.214精车零件左端内轮廓G70T010110000.10.55粗车零件左端外轮廓G71T02025000.226精车零件左端外轮廓G70T020210000.10.57粗车零件右端外轮廓G73T02025000.228精车零件右端外轮廓G70T020210000.10.59切4mm2mm退刀槽G01T03033500.05210车削M20mm2mm外螺纹G92T0

43、40440011车削端面G01T05056000.1512检测、校核i.数控加工刀具卡片数控加工刀具卡片序号刀具号刀具名称及规格刀尖半径R刀尖位置T数量加工表面备注1中心钻1左端面手动220mm钻头1钻孔手动3T0101镗孔刀0.1mm3mm1镗孔4T020235右偏外圆车刀0.2mm2mm1粗精车外轮廓5T0303切槽车刀B=4mm1切槽左刀尖6T040460外螺纹车刀0.2mm01三角形螺纹7T050545端面车刀1端面j.保证加工精度的方法为了保证和提高加工精度，必须根据生产加工误差的主要原因，采取相应的误差预防或误差补偿等有效的工艺途径措施来直接控制原始误差或控制原始误差对零件加工精度

44、的影响。(1)刀具半径的选定 1.刀具的半径R比工件转角处半径大时不能加工。 2.刀具较小时不能用较大的切削量加工（刀具刚性差）。(2)采用合适的切削液1.切削液主要用来减少切削过程中的摩擦和降低切削温度。合理使用切削液，对提高刀具耐用度和加工表面质量、加工精度起重要的作用。2.非水溶性切削液：切削油、固体润滑剂，非溶性切削液主要起润滑作用。3.水溶性切削液：水溶液、乳化液，水溶性切削液有良好的冷却作用和清洗作用。故本设计加工时采用水溶液进行冷却。3.3数控加工程序的编制a. 确定编程坐标系及编程原点数控机床采用右手笛卡儿直角坐标系，其基本坐标轴为X、T、Z直角坐标系，相对于每个坐标轴的旋转运

45、动坐标为A、B、C。编程原点也称工件原点，一般用G92或G54-G59（对于数控镗铣床）和G50（对于数控车床）设置。根据以上可以知道，编程坐标系及编程原点的选择要满足以下几个方面的要求：1.所选的编程原点及坐标系要使程序编制简单。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。4.一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。b. 数值的计算R6mm、R20mm两圆弧切点坐标计算：作辅助线如下图所示，两三角形为相似三角形，运用相似三角形对应边成比例求未知边。将=26mm、=6.923mm代入=-在开方，得出=25.601mm。因相似三角形对应边成

46、比例，故=，将=6mm、=26mm、=25.601mm代入，得两段圆弧且点的坐标为（X29.44,Z-25.6）。圆锥大端直径计算：由公式C=D-d L得12=D-2510，即内圆锥的大端直径为D=30mm。螺纹尺寸计算：螺纹大径：d=D19.85mm；螺纹小径：d1=D1=d-1.0825p=（20-1.0825*2）mm=17.835mm；螺纹中径：d2=D2=d-0.6495p=（20-0.6495*2）mm=18.701mm。c.加工程序左端O0903程序名T0505换五号端面车刀M03S600主轴正转，主轴转速600mm/rG00X100Z100快速定位至换刀点X52Z3快速移动至循

47、环点Z-1G01X0F50车1mm的端面Z3X52F100Z-2X0F50Z2Z52F100Z-3X0F50Z3G00X100Z100退回换刀点M05主轴停止T0101换一号刀M03S600主轴正转、转速600r/minG00X100Z100换刀点G00X28Z2快速移至循环起点G71U1R0.5F100定义G71粗车内径循环，每刀切深为1mm，退刀量1mmG71P10Q20U-0.5W0F0.2粗车路线N10至N20 ，X轴留精车余量0.5mm,Z轴精车余量为0，粗车进给为0.2mm/rN10G00X32车削加工轮廓起始行，到倒角延长线G01Z0X30Z-1车削C1倒角X25Z-11车削25

48、mm内锥X23车削23mm的内圆柱Z-26X20N20Z21G00X100Z100快速返回换刀点T0101精车M03S800主轴正转，精车转速为1000r/minG00X20Z2快速定位至安全起点G70P10Q20F0.1精车全部加工面G00X100Z100退刀至换刀点M05主轴停止M00程序暂停T0202换2号刀M03S500主轴正转，主轴转速500r/minG00X51Z2快速移至循环起点G71U1R1每刀切深为1mm，退刀量1mmG71P10Q20U0.5W0F0.2粗车路线N10至N20 ，X轴留精车余量0.5mm,Z轴精车余量为0，粗车进给为0.2mm/rN10G00X36运行X轴至

49、倒角起点处G01Z0 X38Z-1倒角1x45Z-35车38mm的外圆柱面X48车48mm的外圆柱面Z-46N20X50G00X100Z100快速退回换刀点M05主轴停止M00程序暂停M03S1000精车主轴正转，主轴转速1000r/minG00X51Z2快速移至循环起点G70P30Q40F0.1精车全部加工面G00X100Z100快速退回换刀点M05主轴停止M30程序结束，并返回程序开头右端O9032程序名T0505换五号端面车刀M03S600主轴正转，主轴转速600mm/rG00X100Z100快速定位至换刀点X52Z3快速移动至循环点Z-1G01X0F50车1mm的端面Z3X52F100

50、Z-2X0F50Z2Z52F100Z-3X0F50Z3G00X100Z100M05M30T020235右偏外圆粗车刀M03S600主轴正转，主轴转速600r/minG00X100Z100快速退回换刀点G00X51Z2快速移动至循环起点G71U1R1每刀切深为1mm，退刀量1mmG71P10Q20U0.5W0F0.2粗车路线N10至N20 ，X轴留精车余量0.5mm,Z轴精车余量为0，粗车进给为0.2mm/rN10G00X15.8运行X轴至倒角起点处G01Z0X19.8Z-2倒角Z-18车螺纹外表面19.8mmG03X29.44Z-25.6R6车R6mm圆弧G02X38Z-44R20车R20mm

51、圆弧G01Z-52直线插补38mm的外圆柱面G03X38Z-72R12.5车R12.5mm圆弧G01X38Z-72G01X48Z-80车48mm的外圆柱面N20X50G00X100Z100快速退回换刀点T0202精车M03S1000主轴正转，主轴转速1000r/minG00X51Z2快速移动至循环起点G70P10Q20F0.1精车外圆柱各部分G00X100Z100快速退回换刀点M05主轴停止M00程序暂停T0303换三号切槽刀M03S350主轴正转，主轴转速350r/mmG00Z-18车16mm槽X22G01X16F10G00X100F100快速退回X100mmZ100Z100mmM05主轴停

52、止M00程序暂停T0404换四号螺纹刀M03S400主轴正转，主轴转速400r/mmG00X21Z2快速移动至螺纹加工起点G92X19.5Z-16F2.0加工螺距为2mm的螺纹X19快速进刀X18.5X18X17.835X17.835螺纹槽底光刀G00X100Z100快速退回换刀点M05主轴停止M30程序结束，并返回程序开头结束语随着中国数控业的飞速发展，相应的新工艺、新装备、新材料也不断地涌现，市场竞争也越来越激烈。数控机床的发展日新月异，高速化、高精度化、复合化、智能化、开放化、并联驱动化、网络化、极端化、绿色化已成为数控机床发展的趋势和方向。 中国作为一个制造大国，主要还是依靠劳动力、价

53、格、资源等方面的比较优势，而在产品的技术创新与自主开发方面与国外同行的差距还很大。中国的数控产业不能安于现状，应该抓住机会不断发展，努力发展自己的先进技术，加大技术创新与人才培训力度，提高企业综合服务能力，努力缩短与发达国家之间的差距。力争早日实现数控机床产品从低端到高端、从初级产品加工到高精尖产品制造的转变，实现从中国制造到中国创造、从制造大国到制造强国的转变。致 谢短暂的四年大学生活很快就要结束了，我曾多么憧憬美好的学生时代，如今当自己临近毕业时，我又留恋已经流逝的四年学生生涯。本文是在指导老师悉心指导和亲切关怀下，并且在实习期间得到数控中心有关领导的帮助，经过不断的学习和修改完成的。 老

54、师严谨的学风，渊博的学识，谦逊的为人，丰富的实践经验，高瞻远瞩、敏锐的科学眼光，将是我永远学习的楷模；老师乐观、正直、朴实的生活态度，令我深深敬佩。老师的谆谆教诲，将使我终生受益。在此，谨致以衷心的感谢和崇高的敬意。 参考文献1庞浩. 金属工艺学. 浙江: 浙江大学出版社，2009.92艾兴.肖诗纲主编.切削用量手册. 北京：机械工业出版社,2010.43夏凤芳. 数控机床加工工艺. 江西：高等教育出版社，2008.74成大先. 机械设计基础. 北京：机械工业出版社,2005.65余英良. 数控加工编程与操作.江西: 高等教育出版社，2010.86姚云英. 公差配合与测量技术. 北京: 机械工业出版社 2010.6