数控加工工艺课程设计.docx
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数控加工工艺课程设计
六安职业技术学院
数控加工工艺与装备课程设计
设计说明书
题目
轴类零件加工
班级
姓名
组别
学号
成绩
指导老师
2021年6月2日
第一章任务书……………………………………………3
第二章设计内容…………………………………………4
一、零件图分析……………………………………4
二、工艺措施的拟定………………………………8
三、加工路线及进给路线…………………………10
四、刀具选择………………………………………13
五、数控加工刀具卡………………………………14
六、切削用量的选择………………………………15
第三章数控工艺卡片……………………………………17
一、数控加工工序卡………………………………17
二、数字处理………………………………………18
三、数控加工程序单………………………………20
第四章小组总结…………………………………………22
第五章参考文献…………………………………………26
第六章设计个人总结……………………………………27
第一章任务书
设计题目：
轴类零件加工
设计零件图：
材料为45钢，热轧，无热处理及硬度要求及外表质量要求。
第二章设计内容
一、零件图工艺分析：
1、零件成型组成外表：
零件有圆柱、逆圆弧、圆锥面和螺纹等几局部组成，系数控加工可选的内容。
〔首先，数控车床效率高于普通车床，数控做出来的螺纹精度高；普车要做螺纹精度就很难保证。
普通车床一来设备投入较少，二来对刀具的要求相对没那么高。
数控车床的刀具要求较高〔经常换刀的不但影响效率，且每次对刀都可能造成报废〕，对编程及对刀的技术要求较高，但量产假设配以适宜的夹具效率可以是普车三倍以上。
综合考虑，还是选择数控加工为宜。
〕
2、通过对零件尺寸的圆锥面与圆弧面数字处理，该零件轮廓表达清晰、零件结构合理。
最终计算结果如本设计书19页（附图1）所示。
3、尺寸精度保证:
图形上尺寸均为IT8级，CAK型数控车床自身精度均可保证，编程时尺寸取根本尺寸即可。
4、材料的选取:
选用45热轧钢，无热处理及硬度要求。
材料切削加工工艺性良好。
5、各成型外表连接复杂程度中等，加工连续时间不长，不须用可转位刀片，用一般硬质合金焊接刀具即可。
由零件图分析，加工此零件拟定加工方案。
加工方案一：
加工方案：
1、在普床上完成整外圆平端面：
左端16，切槽164（夹持端槽），右端。
2、加工中，从右往左，右端设置中心孔。
3、车R15圆弧。
4、车28.494—24的圆锥面。
5、车22段的164槽。
6、车M201.5螺纹。
7、去夹持端。
8、将对中点用油砂纸抹平。
加工方案二：
加工方案：
1、在普通机床上整外圆平端面，完成轴段38×100。
2、加工中，从右向左。
3、先车22×30轴段。
4、车24—28.494的圆锥面。
5、车R15圆弧。
6、车16×4槽。
7、车削M20螺纹。
8、去夹持端。
加工时选择方案二
二、工艺措施的拟定：
1、具体加工筹划
〔1〕图样上没有特别的精度要求，一般取外表精度为八级精度，使用中等精度数控CAK620即可，保证零件的要求，编程时不用平均值编程，直接用根本尺寸代入。
〔2〕选取毛坯，为符合加工要求，取Ø40×100的45热轧钢。
〔3〕数控加工前先在普车上完成外圆的准备加工，先使之获得Ø38的外圆，从而获得工件的回转轴线；然后再平端面，获得工件的长度基准。
〔4〕装夹方法：
用三爪自定心卡盘夹持零件左端，并留有足够的夹持长度及切割长度〔12mm〕，右端用顶尖固定。
如以下图所示：
〔装夹示意图〕
〔5〕定位基准：
端面基准设为左端面，回转基准设为轴线；设计基准、定位基准与工艺基准三者要重和，以防止基准不要重合，影响加工精度;在相应加工之前基准端面要先行加工。
综上所述，在普车上先平端面，加工外圆去除外表的余量到达要求，完成坯料;然后把工件在数控车床上用三爪自定心卡盘夹持左端，并留有足够的夹持长度〔12mm的夹持端〕，右端用顶尖固定在由工艺设计内容依次加工圆柱、圆锥、圆弧、退刀槽及螺纹，最后用割断刀割断即可完成。
2、选择设备
数控机床主要规格的尺寸应与工件的轮廓尺寸相适应。
即小的工件应中选择小规格的机床加工，而大的工件那么选择大规格的机床加工，做到设备的合理使用。
根据被加工零件的外形和材料等条件，选用CAK620数控车床。
三、加工路线及进给路线：
1.零件的加工顺序：
先车平面，然后遵守由粗到精，从左到右〔先近后远的加工原那么〕加工时从左到右粗车各面，粗车时留粗车加工余量0.25mm，由于螺纹系易损面，应后加工，最后用割断刀切断。
2.进给路线：
〔1〕CAK620车床具有粗车循环及螺纹的自动加工功能，加工时依据程序去自动完成。
循环加工时，依零件外轮廓引入段及延伸尺寸要足够。
〔2〕对精加工，依零件外轮廓走刀一次完成精余量切除。
〔3〕螺纹走刀次数确实定：
分五次走刀，切削深度依次为：
〔最后重复一次去光刀铁屑〕。
3.走刀路线图：
〔1〕图a为粗车外轮廓走刀路线图。
〔2〕图b为精车外轮廓走刀路线图。
〔3〕图c为切槽走刀路线图。
〔4〕图d为螺纹切削走刀路线图。
〔图a〕粗车外轮廓走刀路线图
〔图b〕精车外轮廓走刀路线图
〔图c〕切槽走刀路线图
〔图d〕螺纹切削走刀路线图
四、刀具选择：
1.粗车时循环车削轮廓——粗车及平端面，选用91°硬质合金右偏刀，为防止副后刀面与工件轮廓干预，副偏角K´r不宜太小，选k´r=35°，取刀杆直径D=20×20mm。
硬质合金焊接刀具。
2.精车轮廓时——取硬质合金91°右偏角，取k´r=35°，取刀杆直径D=20×20mm，为保证刀尖圆角半径小于结构上最小圆弧半径，取=0.15—0.2。
硬质合金焊接刀具。
3.切槽刀——切削刃宽为4mm，取刀柄D=20×20mm。
4.螺纹刀——使用60°外螺纹硬质合金刀，取刀柄D=20×20mm。
5.切割刀——切削刃宽为4mm，取刀柄D=25×25mm；
6.将所选定的刀具参数填入数控加工刀具卡片〔如下表所示〕以便编程和操作管理。
五、数控加工刀具卡：
数控加工刀具卡
产品名称或代号
启动轴
零件名称
启动轴
零件图号
A4
序号
刀具号
刀具规格名称
数量
加工外表
备注
1
T0101
91°硬质合金右偏刀
1
粗车外轮廓外表
20×20
2
T0202
切割刀
1
割断
25×25
3
T0303
60°外螺纹车刀
1
车螺纹
20×20
4
T0404
切槽刀
1
切4mm槽
B=4mm
20×20
编制
审核
批准
共页
第页
六、切削用量的选择：
的选择：
①轮廓粗车循环时选=3mm，精车余量：
=0.25mm。
②螺纹粗车时选=0.4mm，逐刀减小，粗车=0.16mm。
2.主轴转速的选择：
该零件的加工外表由圆柱、圆弧、圆锥、螺纹等外表组成，因为工件材料为45热轧钢，尺寸较小。
为保证外表精度的要求选取切削范围为：
Vc=90～120m/min。
①外轮廓加工：
粗加工：
取90m/min
n720r/min，取n800r/min
精加工：
取120m/min
n955r/min，取n1000r/min
②螺纹加工：
n=1200/p-k（参照?
数控加工工艺与装备?
式〔5-1〕）
n=720r/min，取n800r/min
③端面，切槽：
切割加工：
n=500r/min
3.进给速度的计算——
①×800=320mm/min
×1000=150mm/min
②螺纹加工：
=800×=1200mm/min
③端面，切槽：
n=500mm/min
切端面时可适当加大，f取0.5mm/r，那么端面=250mm/min
根据上面的计算可得结果，如下表所示：
〔mm〕
n
〔r/min〕
〔m/min〕
f
〔mm/r〕
〔mm/min〕
车削
粗车
3
800
90
320
精车
1000
120
150
螺纹
粗螺纹
800
1200
精螺纹
800
1200
切割
500
300
切槽
500
300
切端面
800
300
4．综合前面分析的各项内容，并将其填入如下所示的数控加工工序卡。
第三章数控工艺卡片
一、数控加工工序卡
数控加工工序卡
单位名称
XXX
产品名称或代号
零件名称
零件图号
XXX
启动轴
XXX
工序号
程序编号
夹具名称
使用设备
车间
001
XXX
三爪自定心卡盘
CAK620数控车床
数控中心
工步号
工步内容
（尺寸单位：
mm）
刀具号
刀具、刀柄规格/mm
主轴转速
/r
进给速度
背吃刀量/mm
备注
1
平端面
T0101
2020
800
300
手动
2
从右到左粗车各面
T0101
2020
800
300
3
自动
3
从右到左精车各面
T0101
2020
1000
150
自动
4
切槽
T0202
2020
500
300
自动
5
粗车螺纹
T0303
2020
800
1200
自动
6
精车螺纹
T0303
2020
800
1200
自动
7
切割
T0404
2525
500
300
手动
二、数字处理：
1、将编程原点选在图形的最右端A处，防止基准不重合时带来的误差，而且毋须进行尺寸链换算。
2.由于精度要求不高，编程时直接用根本尺寸处理。
3.确定M20螺纹牙底直径及牙深。
〔1〕计算螺纹牙底直径及牙深的计算：
牙深
螺纹牙底直径大径2牙深202
〔2〕螺纹加工预留直径Ømm
〔3〕螺纹走刀次数确实定：
分五次走刀，切削深度依次为，，，5〔最后重复一次去光刀去铁屑〕
〔4〕螺纹切削次数参考表〔附表1〕
4.关于圆锥面与圆弧面的过渡。
如（附图1）所示，根据数据求得e段的长度为4.954，a段的长度为10.247，然后利用勾股定理得出b段的长度为10.954，最后完成圆锥面与圆弧面过渡的最终数字处理。
附图1
附表1：
普通螺纹切削深度及走刀次数参考表
普通螺纹牙深0.6495P：
螺距
螺距
牙深
切削
深度
及
走刀
次数
1次
2次
3次
4次
5次
6次
7次
8次
9次
三、数控加工程序单：
数控加工程序单
零件号
零件名称
启动轴
编制
程序号
O0530
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