1、畢 業 設 計（論文）軸類零件的加工及工藝分析姓 名：班 級： 08數控技師2班學 號：衡陽技師學院2011年 10月 10 日 前言數控加工是機械制造中的先進的加工技術是一種高效率，高精度與高柔性特點的自動加工方法，數控加工技術可有效解決復雜、精密、小批多變零件的加工問題，充分適應了現代化生產的需要，制造自動化是先進制造技術的重要組成部分，其核心技術是數控技術，數控技術是綜合計算機、自動技術、自動檢測及精密機械等高新技術的產物，它的出現及所帶來的巨大利益，已引起了世界各國技術與工業界的普遍重視，目前，國內數控機床使用越來越普及，如何提高數控加工技術水平已成為當務之急，隨著數控加工的日益普及，

2、越來越多的數控機床用戶感到，數控加工工藝掌握的水平是制約手工編程與cad/cam集成化自動編程質量的關鍵因素。數控加工工藝是數控編程與操作的基礎，合理的工藝是保證數控加工質量發揮數控機床的前提條件，從數控加工的實用角度出發，以數控加工的實際生產為基礎，以掌握數控加工工藝為目標，在介紹數控加工切削基礎，數控機床刀具的選用，數控加工的定位與裝夾以及數控加工工藝基礎等基本知識的基礎上，分析了數控車削的加工工藝。 目錄前言摘要 第一章 設計概要 1 第二章 實體設計.1第一節 零件圖1第二節 零件實體的構造.2第三章 工藝分析.2第一節 零件工藝分析. 3第二節 刀具的選擇 4第三節 確立工件的定位與

3、夾具方案. 5第四節 確定走刀順序和路線. 6第五節 切削用量的選擇. 7第六節 數控加工工藝文件的填寫. 7第七節 保證加工精度的方法 9第四章 數控加工程序 10結論 22致謝 23參考文獻.24 摘要：本次設計主要是對數控加工工藝進行分析與具體零件圖的加工，首先對數控加工技術進行了簡單的介紹，然后根據零件圖進行數控加工分析。第一，根據本零件材料的加工工序、切削用量以及其他相關因素選用刀具及刀柄和零件的輪廓特點確定需要把刀具分別分為外圓粗車刀、外圓精車刀、外切槽刀、外螺紋刀、內鏜孔刀、內切槽刀和內螺紋刀。第二，針對零件圖圖形進行編制程序，此零件為軸類零件，外輪廓由直線、圓弧和螺紋組成，零件

4、的里面要鏜出一個錐孔，在加工過程中，工件需要調頭鉆孔再鏜孔，第三，早鉆孔對刀時要先回參考點，要以孔中心作為對刀點，刀具的位置要以此來找正，使刀位點與換刀點重合。關鍵字：刀具的確定、走刀路線的選擇、刀具的對刀點、工件的定位。 第一章 設計概要設計題目：軸類零件的加工及工藝分析設計目的：本次畢業綜合實訓實踐項目為軸類零件的加工及工藝 分析，用所學理論知識和實際操作知識，在工作中分析問題、解決實際問題的能力同時達到對我們基本技能的訓練，例如：計算、繪圖、熟悉和運用設計資料（手冊、標準、圖冊和規范等）的能力。加強對在加工機械零件時的零件工藝分析、及其加工精度、刀具機床的選用、刀具補償，工件的定位與裝夾

5、的分析等。同時提高我們編寫技術文件、編寫數控程序、仿真數控機床操作的獨立工作能力。第二章 實體設計 第一節 零件圖 第二節 零件實體 第三章 工藝分析1 、零件尺寸的正確標注：由于加工程序是以準確的坐標點來編制的，因此，各圖形幾何元素間的相互關系一定要明確；各種幾何元素的條件要充分，應無引起沖突的多余尺寸或影響工序安排的封閉尺寸等；構成零件輪廓的幾何尺寸的條件應充分。2 、識讀零件：零件圖紙直接反映零件的結構，而零件的結構決定工藝分析的合理性，所以我們要保證良好的零件結構。3 、工藝步驟：制定數控加工程序、劃分工步、工序，確定對刀點、換刀點，刀具補償，選擇切削刀具、冷卻液，編制工藝文件等。4

6、、 編制加工程序：將工藝分析融入加工程序，并對其程序進行校驗和優化。 第一節 零件工藝分析零件結構分析1.如圖所示零件便面由柱面，圓錐面，順圓弧，逆圓弧及外螺紋構成，外螺紋絞復雜其中多個直徑尺寸由較高的精度，表面粗糙，零件圖尺寸編注完整，符合數控加工尺寸標注要求，輪廓描述清楚完整，零件材料為45鋼，毛胚為60mm*122mm零件技術要求分析小批量生產條件編程，不準用砂布和銼刀修飾平面，這是對平面高精度的要求，未注公差尺寸按gb1804-m，熱處理，調質處理，hrc25-35，未注粗糙度部分光潔度按ra6.3，毛胚尺寸60mm*122mm。加工難點及處理方案分析圖紙可知，此零件對平面度的要求高，

7、左端更有內輪廓加工，為提高零件質量，采用以下加工方案：1. 對圖樣上給定的幾個精度要求較高的尺寸，編程時采用中間值。2. 在輪廓曲線上，有圓弧，因此在加工時應進行刀具半徑補償，以保證輪廓曲線的準確性。本設計圖紙中的各平面和外輪廓表面的粗糙度要求可采用粗加工-精加工-超精加工方案。選擇以上措施可保證尺寸、形狀、精度和表面粗糙度第二節 刀具選擇數控刀具的選擇和切削用量的確定是數控加工工藝中的重要內容，它不僅影響數控機床的加工效率，而且直接影響加工質量。刀具的選擇是在數控編程的人機交互狀態下進行的。應根據機床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相關因素正確選用刀具及刀柄。刀具選擇總

8、的原則是：安裝調整方便、剛性好、耐用度和精度高。在滿足加工要求的前提下，盡量選擇較短的刀柄，以提高刀具加工的剛性。 在經濟型數控機床的加工過程中，由于刀具的刃磨、測量和更換多為人工手動進行，占用輔助時間較長，因此，必須合理安排刀具的排列順序。一般應遵循以下原則：盡量減少刀具數量；一把刀具裝夾后，應完成其所能進行的所有加工步驟；粗精加工的刀具應分開使用，即使是相同尺寸規格的刀具；先銑后鉆 ；先進行曲面精加工，后進行二維輪廓精加工；在可能的情況下，應盡可能利用數控機床的自動換刀功能，以提高生產效率等。綜上所訴：本零件的加工(1) 選用2.5mm中心鉆鉆削中心孔。用20的鉆頭加工左端的孔(2) 粗車

9、及平端面選用90硬質合金左偏刀，為防止副后刀面與工件輪廓干涉，副偏角不宜太小，選kr=35。(3) 為減少刀具數量和換刀次數，精車和車螺紋選用硬質合金60外螺紋車刀，刀尖圓弧半徑應小于輪廓最小圓角半徑，取re=0.150.2mm 。(4)序號刀具號刀具名稱數量加工表面刀尖半徑1d190度外圓車刀240、48、24、28、左右端面0.22d260度外圓車刀225、30、r5、r100.23d32.5的中心鉆120的孔0.34d416的麻花鉆120的孔0.35d518的鉸刀120的孔0.26d620的鉸刀120的孔0.27d7寬為3的槽刀1切55的槽0.18d860度的螺紋刀1車螺紋0.1第三節

10、確定工件的定位與裝夾方案 在數控車床上工件定位安裝的基本原則與普通機床相同。工件的裝夾方法影響工件的加工精度和效率，為了充分發揮數控機床的工作特點，在裝夾工件時，應考慮以下幾種因素： 1.盡可能采用通用夾具，必須時才設計制造專用夾具； 2.結構設計要滿足精度要求； 3.易于定位和裝夾； 4.易于切削的清理； 5.抵抗切削力由足夠的剛度；工件的定位與基準應與設計基準保持一致，應防止過定位，對與箱體工件最好選擇“一面兩銷”作為定位基準，定位基準在數控機床上要仔細找正。 由于這個工件是個實心軸，末端要鏜一個30的錐孔，因軸的長度不是很長，所以采用工件的右端面和48的外圓作定位基準，使用普通三爪卡盤夾

11、緊工件，取工件的右端面中心為工件坐標的原點，對刀點在（100.1000）處。第四節 切削加工順序的安排：先粗后精 先安排粗加工，中間安排半精加工，最后安排精加工和光整加工。先主后次 先安排零件的裝配基面和工作表面等主要表面的加工，后安排如鍵槽、緊 固用的光孔和螺紋孔等次要表面的加工。由于次要表面加工工作量小，又常與主要表面有位 置精度要求，所以一般放在主要表面的半精加工之后，精加工之前進行。先面后孔 對于箱體、支架、連桿、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。這樣可使工件定位夾緊穩定可靠，利于保證孔與平面的位置精度，減小刀具的磨損，同時也給孔加工帶來方便。基面先行 用作精基

12、準的表面，要首先加工出來。所以，第一道工序一般是進行定位面的粗加工和半精加工(有時包括精加工)，然后再以精基面定位加工其它表面。例如，軸類零件頂尖孔的加工綜上所訴：此零件的的加工順序如下：1.先進行右端部分的加工，右端部分首先加工主輪廓圓弧段加工切槽螺紋加工2.調頭加工，調頭之后的加工在分成3部首先加工外輪廓鉆孔：鉆一個20深度為29的孔加工左端部分的內輪廓第五節 切削用量的選擇切削速度、進給量和切削深度三者稱為切削用量。它們是影響工件加工質量和生產效率的重要因素。 車削時，工件加工表面最大直徑處的線速度稱為切削速度，以v(m/min)表示。其計算公式： v=dn/1000(m/min) 式中

13、：d工件待加工表面的直徑（mm） n車床主軸每分鐘的轉速（r/min） 根據零件的結構特點，外輪廓用采用90度外圓車刀，輪廓粗加工時留1mm的精車余量，粗加工時選主軸轉速為s=800r/min，精加工選擇1000 r/min，由公式計算得：切削速度v粗加工：v=150(m/min) 精加工：v=188(m/min)第六節 數控加工工藝文件的填寫1.工藝過程卡片現代制造技術系機械加工工藝卡產品名稱圖號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45號鋼毛坯尺寸60122序號工種工步工藝內容備注工具夾具刀具量具1下料60122卡盤游標卡尺、千分尺內徑千分尺、24的通規和止規2車床車端面、外

14、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車圓弧粗車圓弧外圓車刀5精車圓弧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.機械加工工序卡片工步號工步內容工藝設備主軸轉速rmin切削速度mmin進給量mmr切削深度mm1粗車左端面和40、48的外圓留0.3mm的余量三爪卡盤、90度外圓車刀、游標卡尺8000.80.20.22半精車48的外圓，留0.02mm的余量三爪卡盤、90度外圓車刀、游標卡尺、千分尺12000.80.20.23精車48的外圓，留0.01的余量三爪卡盤、9

15、0度外圓車刀、游標卡尺、千分尺20000.80.20.24超精車左端面和40、48的外圓至尺寸三爪卡盤、90度外圓車刀、游標卡尺、千分尺25000.80.20.25用2.5的中心鉆鉆中心孔三爪卡盤、2.5的中心鉆8000.80.20.26用16的麻花鉆鉆20的孔三爪卡盤、16的麻花鉆8000.80.20.27用18的鉸刀鉸20的孔三爪卡盤、18的鉸刀8000.80.20.28用20的擴孔鉸刀擴20的孔至尺寸三爪卡盤、20的擴孔鉸刀8000.80.20.29粗車25、30的內孔，留0.3mmde 余量三爪卡盤、60度外圓車刀、游標卡尺、內徑千分尺8000.80.20.210半精車30的內孔，留0

16、.02mm的余量三爪卡盤、60度外圓車刀、游標卡尺、內徑千分尺12000.80.20.211精車30的內孔，留0.01mm的余量三爪卡盤、60度外圓車刀、游標卡尺、內徑千分尺20000.80.20.212超精車左端面和25、30的內孔至尺寸三爪卡盤、60度外圓車刀、游標卡尺、內徑千分尺25000.80.20.213調頭14粗車右端面和24、28的外圓留0.3mm的余量三爪卡盤、90度外圓車刀、游標卡尺、千分尺8000.80.20.215半精車40的外圓，留0.02mm的余量三爪卡盤、90度外圓車刀、游標卡尺、千分尺12000.80.20.216精車40的外圓，留0.01mm的余量三爪卡盤、90

17、度外圓車刀、游標卡尺、千分尺20000.80.20.217超精車右端面和24、28的外圓至尺寸三爪卡盤、90度外圓車刀、游標卡尺、千分尺25000.80.20.218倒r5、r10的圓弧至尺寸要求三爪卡盤、60度外圓車刀、游標卡尺、8000.80.20.219切寬為5深為5的退刀槽三爪卡盤、游標卡尺、寬為3的槽刀8000.80.20.220粗車m121.5的螺紋三爪卡盤、游標卡尺、60度螺紋刀、24的通規和止規8000.80.20.221精車m121.5的螺紋三爪卡盤、游標卡尺、60度螺紋刀、24的通規和止規20000.80.20.2第七節 保證加工精度的方法為了保證和提高加工精度，必須根據生

18、產加工誤差的主要原因，采取相應的誤差預防或誤差補償等有效的工藝途徑措施來直接控制原始誤差或控制原始誤差對零件加工精度的影響。一、刀具半徑的選定 1.刀具的半徑r比工件轉角處半徑大時不能加工。 2.刀具較小時不能用較大的切削量加工（刀具剛性差）。二、采用合適的切削液1.切削液主要用來減少切削過程中的摩擦和降低切削溫度。合理使用切削液，對提高刀具耐用度和加工表面質量、加工精度起重要的作用。2.非水溶性切削液：切削油、固體潤滑劑，非溶性切削液主要起潤滑作用。3.水溶性切削液：水溶液、乳化液，水溶性切削液有良好的冷卻作用和清洗作用。故本設計加工時采用水溶液進行冷卻。 第4章 數控加工程序o1000g9

19、7g99t0404s500f150m03 s1200m08 f1500g00 x77.917 z13.100 g00 z6.549 g00 x71.414 g01 x61.014 f5.000 g01 x59.600 z5.841 g01 z-14.200 f10.000 x60.000 g01 x61.414 z-13.493 f20.000 g01 x71.414 g00 z6.549 g01 x60.014 f5.000 g01 x58.600 z5.841 g01 z-14.700 f10.000 g01 x60.000 g01 x61.414 z-13.993 f20.000 g01

20、 x71.414 g00 z6.549 g01 x59.014 f5.000 g01 x57.600 z5.841 g01 z-15.200 f10.000 g01 x60.000 g01 x61.414 z-14.493 f20.000 g01 x71.414 g00 z6.549 g01 x58.014 f5.000 g01 x56.600 z5.841 g01 z-15.700 f10.000 g01 x60.000 g01 x61.414 z-14.993 f20.000 g01 x71.414 g00 z6.549 g01 x57.014 f5.000 g01 x55.600 z5.

21、841 g01 z-16.200 f10.000 g01 x60.000 g01 x61.414 z-15.493 f20.000 g01 x71.414 g00 z6.549 g01 x56.014 f5.000 g01 x54.600 z5.841 g01 z-16.700 f10.000 g01 x60.000 g01 x61.414 z-15.993 f20.000 g01 x71.414 g00 z6.549 g01 x55.014 f5.000 g01 x53.600 z5.841 g01 z-17.200 f10.000 g01 x60.000 g01 x61.414 z-16.

22、493 f20.000 g01 x71.414 g00 z6.549 g01 x54.014 f5.000 g01 x52.600 z5.841 g01 z-17.700 f10.000 g01 x60.000 g01 x61.414 z-16.993 f20.000 g01 x71.414 g00 z6.507 g01 x1.414 f5.000 g01 x0.000 z5.800 g01 x51.600 f10.000 g01 z-18.200 g01 x59.600 g01 z-36.000 g01 x61.014 z-35.293 f20.000 g01 x71.014 g00 z6.

23、007 g01 x1.414 f5.000 g01 x0.000 z5.300 g01 x50.600 f10.000 g01 z-18.700 g01 x58.600 g01 z-36.000 g01 x60.014 z-35.293 f20.000 g01 x70.014 g00 z5.507 g01 x1.414 f5.000 g01 x0.000 z4.800 g01 x49.600 f10.000 g01 z-19.200 g01 x57.600 g01 z-36.000 g01 x59.014 z-35.293 f20.000 g01 x69.014 g00 z5.007 g01

24、x1.414 f5.000 g01 x0.000 z4.300 g01 x48.600 f10.000 g01 z-19.700 g01 x56.600 g01 z-36.000 g01 x58.014 z-35.293 f20.000 g01 x68.014 g00 z4.507 g01 x1.414 f5.000 g01 x0.000 z3.800 g01 x47.600 f10.000 g01 z-20.200 g01 x55.600 g01 z-36.000 g01 x57.014 z-35.293 f20.000 g01 x67.014 g00 z4.007 g01 x1.414 f

25、5.000 g01 x0.000 z3.300 g01 x46.600 f10.000 g01 z-20.700 g01 x54.600 g01 z-36.000 g01 x56.014 z-35.293 f20.000 g01 x66.014 g00 z3.507 g01 x1.414 f5.000 g01 x0.000 z2.800 g01 x45.600 f10.000 g01 z-21.200 g01 x53.600 g01 z-36.000 g01 x55.014 z-35.293 f20.000 g01 x65.014 g00 z3.007 g01 x1.414 f5.000 g0

26、1 x0.000 z2.300 g01 x44.600 f10.000 g01 z-21.700 g01 x52.600 g01 z-36.000 g01 x54.014 z-35.293 f20.000 g01 x64.014 g00 z2.507 g01 x1.414 f5.000 g01 x0.000 z1.800 g01 x43.600 f10.000 g01 z-22.200 g01 x51.600 g01 z-36.000 g01 x53.014 z-35.293 f20.000 g01 x63.014 g00 z2.007 g01 x1.414 f5.000 g01 x0.000

27、 z1.300 g01 x42.600 f10.000 g01 z-22.700 g01 x50.600 g01 z-36.000 g01 x52.014 z-35.293 f20.000 g01 x62.014 g00 z1.507 g01 x1.414 f5.000 g01 x0.000 z0.800 g01 x41.600 f10.000 g01 z-23.200 g01 x49.600 g01 z-36.000 g01 x51.014 z-35.293 f20.000 g01 x61.014 g00 z1.007 g01 x1.414 f5.000 g01 x0.000 z0.300

28、g01 x40.600 f10.000 g01 z-23.700 g01 x48.600 g01 z-36.000 g01 x50.014 z-35.293 f20.000 g01 x71.414 g00 x77.917 g00 z13.100 g00 x100 z100t0404m03 s1200g00 x70.318 z11.144 g00 z0.707 g00 x59.414 g01 x-1.414 f5.000 g01 x0.000 z0.000 g01 x40.000 f10.000 g01 z-24.000 g01 x48.000 g01 z-36.000 g01 x49.414

29、z-35.293 f20.000 g01 x59.414 g00 x70.318 g00 z11.144 g00 x100 z100t0505m3s500g0x20.z20g0x0.z5.g99g1z-32.f0.1g0z5.x100.z100.g0 t0606g97 s3600 m03g0 x21.92 z2.5 m8g50 s3600g96 s330g99 g1 z-23.8 f.2x20.x17.172 z-22.386g0 z2.5x23.84g1 z-23.8x21.52x18.692 z-22.386g0 z2.5x25.76g1 z-14.341x24.6 z-15.965z-23.8x23.44x20