1、 XXXXXX學院 設計題目： 復雜軸類零件的加工 系 別： 創意設計系 專業年級： 10級機電一體化 學 號： O3 學生姓名： 陳xx 指導教師： 黃 xx 目錄第一章前言-1 第二章工藝方案分析-2 （一）零件圖-2 （二）零件圖分析-2 (三)確定加工方法-2 （四）確定加工方案-3 第三章工件的裝夾-4 （一）定位基準的選擇-4 （二）定位基準選擇的原則-5 （三）確定零件的定位基準-4 （四）確定裝夾方案-4 第四章復雜軸類零件的加工-4 （一）復雜軸類零件的加工工藝-4 （二）選擇刀具-5 (三)選擇切削用量-5 (四）加工坐標系設置-6 （五）手工編程-8第五章結束語-10第六

2、章致謝詞-10 參考文獻-11 復雜軸類零件的加工 摘要:數控系統與被控制的機床本體結合被稱為數控機床，像數控車床，數控銑床等。數控系統由輸入/輸出裝置，數控裝置，伺服驅動裝置和輔助電器控制裝置四部分組成。 數控系統按運動軌跡分類可分為；點位控制系統，直線數控系統，輪廓數控系統。按伺服系統分類可分為；開環數控系統，半閉環數控系統，閉環數控系統。按功能水平分類可分為；經濟型，普及型和高級型3中。分類的參考指標主要包括：CPU性能，分辨率，進給速度，伺服性能和聯動軸數等。它的系統功能有；控制功能，G功能，插補功能，主軸功能，M功能，刀具功能，補償功能，顯示功能。 關鍵詞 軸類零件 加工方案 工藝分

3、析 數控編程 第一章 前 言 數控專業培養與我國社會主義現代化建設要求相適應，德、智、體、美、勞等全面發展，具有綜合職業能力，面向企事業單位，從事數控設備及自動生產線的操作、調試、維護、和保養工作，也可從事生產現場工藝實施、數控軟件使用、數控編程、數控改造、設備管理、質量檢測和產品銷售的工作人員。本專業畢業生知識結構、能力結構：掌握數控設備工作原理和結構的基本知識，具備數控設備的中級操作技能，具備調試、維護、保養數控設備和對設備實施數控改造的初步能力；掌握現代制造技術的基本知識，具備使用CAD/CAM/CAPP等軟件、實施工藝、數控編程、設備管理、質量檢測和產品銷售的基本能力；具備閱讀本專業英

4、文資料的初步能力；具有繼續學習和適應職業變化的能力。 數控專業畢業生的職業能力具有很強的針對性，所培養的中等數控人才主要面向實際生產。數控專業教育妥善把握人才培養的規格和方向，專業的適應面寬窄適宜，從數控操作規范的要求出發，面向某一行業企業單位的數控操作的具體崗位，培養數控理論和操作都精通的一體化人才。在專業設置上，把重點放在把握數控專業的專門化方向方面；在課程設計上，不過于強調知識體系的完整性，而且加強了知識和技能的針對性和有效性；在實踐教學中，大膽融入行業生產工藝與管理內容，走生產實現自動化的道路。 本文以與切削用量的選擇，工件的定位裝夾，加工順序和典型零件為例，結合數控加工的特點，分別進

5、行工藝方案分析，機床的選擇，刀具的選擇的確定，數控程序的編制，最終形成可以指導生產的工藝文件。在整個工藝過程的設計過程中，要通過分析，確定最佳的工藝方案，使得零件的加工成本最低，合理的選用定位夾緊方式，使得零件加工方便、定位精準、剛性好，合理選用刀具和切削量，使得零件的加工在保證零件精度。最終形成的工藝文件要完整，并能指導實際生產。第 2 頁 第二章 工藝方案分析 （一） 零件圖 （二）零件圖分析 該零件表面由圓柱、順圓弧、逆圓弧、圓錐、槽、螺紋等表面組成。其中對個直徑有較嚴格的尺寸精度和表面粗糙度的要求，球面S48的尺寸公差還兼有控制該球面形狀誤差的作用。尺寸標注完整，選用毛坯為45#鋼，5

6、5mm×170mm，無熱處理和硬度要求。（三） 確定加工方法 對圖樣上給定的幾個精度（IT7-IT8）要求較高的尺寸。由于獲得同一級精度及表面粗糙度的加工方法一般有許多，因而在實際選擇時，要結合零件的形狀、尺寸大小和形位公差要求等全面考慮。因其公差值較小，所以編程時沒有取平均值，全部取基本尺寸即可。 1 數值計算 為方便編程，可利用CAD2008中文版畫出零件圖形，然后取出必要的基點坐標值；利用公式對螺紋大徑，小徑進行計算。 2基點計算：上圖以工件原點為坐標，則A點坐標為X=43(直徑量），Z=-54.4。 3螺紋大徑，小徑計算； d1=d-0.2165p=30-0.2165*2=2

7、9.567 d2=d1-1.299p=29.567-1.299*2=26.969 通過以上數據分析，考慮加工的效率和加工的經濟性，最理想的加工方式 為車削，考慮該零件為大批量加工，故加工設備采用數控車床。 根據加工零件的外形和材料等條件，選用CA6140數控機床 （四）確定加工方案 零件上比較精密表面的加工，常常是通過粗加工、精加工逐步達到的。對這些表面僅僅根據質量要求選擇相應的最終加工方法是不夠的，還應正確地確定從毛坯到最終成形的加工方案。 毛坯先夾持左端，車右端輪廓115mm處，右端加工37mm、S48mm、 R18mm、35mm、錐度為51度的外圓，52mm.調頭裝夾已加工52mm外圓，

8、左端加工30mm×35mm、切退刀槽、加工螺紋M30mm*2mm. 該典型軸加工順序為： 預備加工車端面粗車右端輪廓精車右端輪廓切槽工件調頭 車端面粗車左端輪廓精車左端輪廓切退刀槽粗車螺紋 第三章 工件的裝夾 （一）定位基準的選擇 在各加工工序中，被加工表面位置精度的保證方法是制定工藝過程的重要任務，而定位基準的作用主要是保證工件之間的相互位置精度。因此在研究和選擇各類工藝基準時，首先應選擇定位基準。 (二) 定位基準選擇的原則 1應保證定位基準的穩定行和可靠性，以確保工件表面之間相互位置的精度。 2力求與設計基準重合，也就是盡可能地從相互間有直接位置精度要求的表面中選擇定位基準，以

9、避免因基準不重合而引起的誤差。 3選擇的定位基準，因使設計的夾具結構簡單，工件裝卸和夾緊方便。 （三）確定零件的定位基準以左右端大端面為定位基準。 （四）確定裝夾方案 裝夾方法：先用三爪自定心卡盤毛坯左端，加工右端達到工件精度要求；工件再調頭，用三爪自定心卡盤毛坯右端52，再加工左端達到工件精度要求。 第四章 復雜軸類零件的加工 (一)復雜軸類零件加工工藝 （1）確定加工順序及進給路線加工順序按粗到精、由近到遠（由右到左）的原則確定。工件右端加工：既先從右到左進行外輪廓粗車（留0.5mm余量精車），然后從右到左進行外輪廓精車，最后切槽；工件調頭，工件左端加工：粗加工外輪廓、精加工外輪廓，切退刀

10、槽，最后螺紋粗加工、螺紋精加工。 （二）選擇刀具 1車端面：選用硬質合金45度車刀，粗、精車用一把刀完成。 2 粗、精車外圓：（因為程序選用 G71循環所以粗、精車選用同一把刀）硬質合金90度放型車刀，Kr=90度,Kr=60度;E=30度,（因為有圓弧輪廓）以防與工件輪廓發生干涉,如果有必要就用圖形來檢驗. 3車槽: 選用硬質合金車槽刀（刀長12mm，刀寬3mm） 4車螺紋:選用60度硬質合金外螺紋車刀. （三）選擇切削用量 1背吃刀量;粗車循環時，確定其背吃刀量a=2mm;精車時，其背吃刀量a=0.2mm。車螺紋時a=0.4mm 2進給量；粗車時f=0.1mm/r，精車是f=0.05mm/

11、r，螺紋；f=2mm/r，切槽；f=0.04mm/r 3主軸轉速；精粗加工轉速n=800r/min；螺紋轉速n=80r/min；切槽轉速n=120r/min。 表1 刀具卡片產品名稱或代號零件名稱典型軸零件圖號序號 刀具號刀具規格名稱數量加工表面備注1T01硬質合金端面45度車刀1粗、精車端面2T02硬質合金90度放型車刀1粗、精車外輪廓左偏刀3T03硬質合金車槽刀1切槽4T0460度硬質合金外螺紋車刀1粗車螺紋表2 數控加工工藝卡 單位名稱產品名稱或代號零件名稱零件圖號復雜軸工序號程序編號夾具名稱使用設備車間0010001 三爪自定心卡盤CA6140工步號工步內容刀具號刀具規格主軸轉速r/m

12、in進給速度mm/r背吃刀量mm備注1車端面T0145度刀5000.1手動2粗車外輪廓T0290度防型刀8000.12自動3精車外圓輪廓T0290度防型刀8000.050.2自動4切槽T03切槽刀1150.04自動工序號程序編號 夾具名稱使用設備車間0020002 三爪自定心卡盤CA61405粗車螺紋T0460度外螺紋刀8020.4自動編制審核批準年 月 日共 頁 第頁（四）加工坐標系設置 1建立工件坐標系 圖1-3坐標系設定2試切法對刀在數控加工中，工件坐標系確定后，還要確定刀尖點在工件坐標系中的位置，即通常所說的對刀問題。在數控車床上，目前常用的對刀方法為試切對刀法。將工件安裝好之后，先用

13、MDI方式操作機床，用已選好的刀具將工件端面車一刀，然后保持刀具在縱向（Z）尺寸不變，沿橫向（x）退刀。當取工件右端面O為工件原點時，對刀輸入為Z0，如圖3-4（a）用同樣的方法，再將工件的表面車一刀，然后保持刀具在橫向上的尺寸不變，從縱向退刀，停止主軸轉動，再量出工件車削后的直徑如圖3-4（b）根據長度和直徑，既可確定刀具在工件坐標系中的位置。其他各刀都需要進行以上操作，從而確定每把刀具在工件坐標系中的位置。 圖3-4（a） Z軸方向對刀圖3-4（b） X軸方向對刀 3選擇切削用量 表3切削用量選擇主軸轉速s/(r/min)進給量f/(mm/r)背吃刀量ap/mm粗車外圓 8000.12精車

14、外圓 8000.050.2粗車螺紋 8020.4切槽刀 1200.04（五）手工編程工件右端加工0001； M06 X200 Z100； 建立工件坐標系T0202； 啟動主軸，換2號刀M03 S800； 主軸以800r/min正轉G00 X60 Z5； 到循環加工起點 G71 U1.5 R1 P01 Q02 X0.2 Z0.08 F80； 粗加工循環N01 G00 X37 Z2； 到精加工起點G01 X37 Z0 F40； 精加工輪廓開始G01 X37 Z0 C2； 倒角C2Z-26； 加工39G03 X43 Z-54.4 R24； 加工S48圓弧G02 X35 Z-70 R18； 加工R18

15、圓弧G01 Z-75； 加工35GO1 U17 W-18； 加工52圓錐面 Z-22 C2； 加工圓柱部分NO2 U70 P01 Q02； 精加工復合循環 G00 X55 Z100 M09； 回換刀點,關閉切削液M05； 主軸停止 M30； 程序結束調頭裝夾工件左端加工，O002T0202 M03 S800； 換2號外圓刀 主軸G00 X55 Z2； 刀具起切的安全點G71 U1.5 R1 P03 Q04 X0.2 Z0.08 F80； 外徑粗精車循環N03 G00 X52 Z2； 精車循環開始G01 X0 Z0 F40； 開始加工G01 X30 Z0 C2； 倒角G01 Z-35； 車35N

16、04 U70 P01 QO2； 精車循環結束G00 X100 Z100； 換刀點M05； 主軸停止M30； 程序結束T0303 M03 S120 ； 換3號切槽刀G00 X30 Z2； 刀具起切的安全點G00 Z-28； 切槽切入點G01 X26 F5 ； 切槽G01 X30 F20； 退刀GOO X55 Z-135 切槽切入點GO1 X33 F5； 切槽GO1 X55 F20； 退刀G00 X50 Z100； 回換刀點M05； 主軸停止M30 ； 程序結束T0404 M03 S80； 換4號螺紋刀 G00 X30 Z2 ； 刀具起始安全點 G92 X28.667 Z-28 F2 螺紋第1刀

17、X28.067 螺紋第2刀 X27.467 螺紋第3刀 X27.067 螺紋第4刀 X26.969 螺紋第5刀 G01 X40； 退刀G00 X100 Z100； 回換刀點 M05； 主軸停止 M30； 程序結束 第五章 結束語 在數控車削加工中經常遇到一些復雜的軸類零件,本設計涉及到含螺紋零件進行編程設計,在螺紋車削編程中沒有涉及到精加工的要求,數控車床主軸上必須安裝有脈沖編碼器測定主軸實際轉速,從而實現主軸轉一轉刀具進給一個螺紋導程的同步運動,從螺紋粗車,主軸的轉速必須保持不變. 該特殊軸零件結構，有螺紋、倒角、圓弧、槽等。該編程螺紋車削采用螺紋加工循環指令G76,用該指令編程可以不用寫那

18、么多步程序，省去了很多編程時間。在粗加工時采用G71粗加工循環指令和精加工G70精加工循環指令。 數控加工的基本編程方法是用點定位指令編寫接近或離開工件等空行程軌跡，要用插補指令編寫工件輪廓的切削進給軌跡。一個月以來，從開始到畢業設計完成，每一步對我們來說都是新的嘗試和挑戰，在做這次畢業設計過程中我查了很多相關的書籍，同時學到很多，我感到無論做什么事情都要用心去做，才會使自己更充足，體驗不同的感覺。我相信，通過這次的實踐，我對數控的加工能進一步了解，并能使我在以后從事這行業的加工過程中打下了基礎，有能力加工出更復雜的零件，精度更高的產品。 第六章 致謝詞本論文在黃老師們的細心指導和嚴格要求下已完成。在學習和生活期間，也始終感受著老師的精心指導和無私的關懷，我受益匪淺。在此向老師表示深深的感謝和崇高的敬意。不積跬步何以至千里，本設計能夠順利的完成，也歸功于老師的認真負責，使我能夠很好的掌握和運用專業知識，并在設計中得以體現。同時我在網上也搜集了不少相關資料，才使我的畢業論文