轴类零件数控工艺和编程加工设计说明书40222.docx
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轴类零件数控工艺和编程加工设计说明书40222
毕业设计
轴类零件数控编程及工艺加工设计
学院名称:
泸州职业技术学院
专业:
机电设备运行和维护
班级:
10级机电设备运行和维护一班
学号:
10040411
学生姓名:
黄朝兵
指导教师:
金万斌
完成时间:
2012年11月日
一.工艺方案分析2
1.1零件图
1.2工艺设计及零件图分析
1.2.1工艺设计
1.2.2零件工艺分析
1.3确定加工方法
2.4确定加工方案
二工件的装夹5
2.1定位基准的选择
2.2定位基准选择的原则
2.3确定零件的定位基准
2.4数控车床装夹方式的选择
三刀具及切削用量
3.1确定加工刀具
3.4确定切削用量
四零件的编程和加工7
4.1零件加工的工艺分析
4.2确定零件加工的工艺和工序
4.3程序的编制
设计小结12
参考文献13
一工艺方案分析
1.1零件图
1.2工艺设计及零件图分析
1.2.1工艺设计
（1）工艺设计
1）对零件进行工艺分析
2）选择毛坯和机床
3）确定加工方案
4）选择刀具并填写工具单
5）确定零件装夹方式
6）确定粗、精车加工切削用量
7）确定工序内容并填写工序卡
（2）编写加工程序
1）建立工件坐标系
2）基点尺寸计算和确定
3）位置度尺寸及其精度计算
4）编写加工程序
（3）零件加工和精度检测
1）加工程序输入和仿真
2）零件加工
3）零件精度检测，填写零件加工质量检验单
1.2.2零件工艺分析
此零件毛坯为135mmX320mm采用材料为45号钢，要求粗糙等级为3.2和6.3，有Φ60、Φ68、Φ85、Φ100、Φ128的外圆，Φ28直孔和锥孔，6个小孔组成。
1.3确定加工方法
加工方法的选择原则是保证加工表面的精度和表面粗糙度的要求，由于获得同一级精度及表面粗糙度的加工方法一般有许多，因而在实际选择时，要结合零件的形状、尺寸大小和形位公差等要求全面考虑。
通过以上数据分析，考虑加工的效率和加工的经济性，最理想的加工方式为车削、铣削和钻床，根据加工零件的外形和材料等条件，故加工设备采用数控车床、普通铣床、钻床。
2.4确定加工方案
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。
此零件精度要求不是很高采用尽可能少的加工方法，可通过三爪直接装夹的加工方法。
先加工外轮廓，后加工消气槽及内孔，再掉头进行加工。
该典型轴加工顺序为：
（1）数控车床：
所用工具有外圆粗加工正偏刀（T01）、外圆精加工正偏刀（T02）、刀宽为2mm的切槽刀（T03）、内孔车刀（T04）。
加工工艺路线为：
钻孔φ28的通孔→粗加工φ60mm的外圆（留余量：
径向0.5mm，轴向0.1mm）→粗加工φ68mm的外圆（留余量：
径向0.5mm，轴向0.1mm）→粗加工φ85mm的外圆（留余量：
径向0.5mm，轴向0.1mm）→粗加工φ100mm的外圆（留余量：
径向0.5mm，轴向0.1mm）→精加工φ60mm的外圆→精加工φ68mm的外圆→精加工φ85mm的外圆→精加工φ100mm的外圆→加工消气孔→粗加工内孔→精加工内孔
调头用铜片垫夹φ60mm外圆，百分表找正后：
粗加工φ128的外圆（留余量：
径向0.5mm，轴向0.1mm）→精加工φ128mm的外圆→粗加工内孔→精加工内孔
（3）钻床：
钻6个φ8小孔
二工件的装夹
2.1定位基准的选择
在制定零件加工的工艺规程时，正确的选择工件的定位的基准有着十分中的意义。
定位基准选择的好坏，不仅影响零件加工的位置精度，而且对零件的各个表面的加工顺序也有很大的影响。
合理的选择定位基准是保证零件加工精度的前提，还能简化加工工序，提高加工效率。
2.2定位基准选择的原则
1）基准重合原则。
为了避免基准不重合误差，方便编程，应选用工序基准作为定位基准，尽量使用工序基准，定位基准、编程原点三者统一。
2）便于装夹的原则。
所选的定位基准应能保证定位准确、可靠，定位夹紧简单、易操作，敞开性好，能够加工尽可能多的表面。
2.3确定零件的定位基准
留出加工位置后，夹持毛坯加工至φ100mm的外圆。
调头用铜片垫夹φ60mm外圆，百分表找正后，加工外圆和内孔。
所用刀具有外圆车刀（T01）、内孔车刀（T02）。
钻6个小孔，也用分度头上三爪夹持φ60mm外圆和相应的配件进行钻削。
2.4数控车床装夹方式的选择
在三爪自定心卡盘上装夹。
三爪自定心卡盘的三个爪是同步运动的，能自动定心，一般不需要找正。
该卡盘装夹工件方便、省时，但夹紧力小，适用于装夹外形规则的中、小型工件。
三刀具及切削用量
3.2确定加工刀具
硬质合金外圆车刀，内孔车刀、φ8的麻花钻。
3.4确定切削用量
（1）主轴转速（n）。
硬质合金刀具材料切削钢件时，切削速度v取80～220m／min，根据公式n=1000v／πD及加工经验，并根据实际情况，粗加工主轴转速在400～1000r／min的范围内选取，精加工的主轴转速在800～2000r／min的范围内选取。
（2）进给速度粗加工时，为提高生产效率，在保证工件质量的前提下，可选择较高的进给速度，一般取100～200mm／min。
当进行切断、车孔加工或采用高速钢刀具进行加工时，应选用较低的进给速度，一般在50～100mm／min的范围内选取。
精加工的进给速度一般取粗加工进给速度的1／2。
刀具空行程的进给速度一般取G00速度。
背吃刀量（aP）背吃刀量根据机床和刀具的刚性及加工精度来确定，粗加工的背吃刀量一般取2～5mm（直径量），精加工的背吃刀量等于精加工余量，精加工余量一般取0.2～0.5mm（直径量）。
四零件的编程和加工
4.1零件加工的工艺分析
（1）毛坯选择
轴类零件除光滑轴和直径相差不大的阶梯轴热轧或冷拉圆棒料外，一般采用锻件；发动机曲轴等一类轴件采用球墨铸铁铸件比较多。
如图典型轴类直径相差不大，采用直径为48的棒料，材料为45号钢在锯床上按375长度下料。
（2）定位基准的选择
轴类零件外圆表面、内孔、螺纹等表面的同轴度，以及端面对轴中心线的垂直度是其相互位置精度的主要项目，而这些表面的设计的设计基准一般都是轴中心线。
用两中心孔定位符合基准重合原则，并且能够最大限度的在一次装夹中加工出多个外圆表面和端面，因此常用中心孔作为轴加工的定位基准。
当不能采用中心孔时或粗加工是为了工作装夹刚性，可采用轴的外圆表面作定位基准，或是以外圆表面和中心孔共同作为定位基准，能承受较大的切削力，但重复定位精度并不太高。
数控车削时，为了能用同一程序重复加工和工件调头加工轴向尺寸的精确性，或为了端面余量均匀，工件轴向需要定位。
采用中心孔定位时，中心孔尺寸及两端中心孔间的距离要保持一致。
以外圆定位时，则应采用三爪自定心卡盘反爪装夹或采用限位支承，以工件端面或台阶面或台阶面儿作为轴向定位基准。
4.2确定零件加工的工艺和工序
（1）确定加工顺序及进给路线
加工顺序按粗到精、由远到近（由左到右）的原则确定。
工件左端加工：
即从左到右进行外轮廓粗车（留0.5mm余量精车）,工件右端加工：
粗精加工外轮廓，然后内粗精加工内孔。
然后工件调头，工件左端加工：
粗车外轮廓，精车外轮廓，粗精车内孔，钻孔。
加工工序卡1
零件图号
零件名称
轴类零件
使用设备名称
数控车床
使用设备型号
CKA6150
换刀方式
自动换刀
程序编号
O0001
序号
工艺内容
切屑用量
备注
/mm
f/min
1
粗车外圆
2
250
800
2
精车外圆
0.5
150
1200
3
粗车内孔
2
250
800
4
精车内孔
2
100
1000
加工工序卡2
零件图号
零件名称
轴类零件
使用设备名称
数控车床
使用设备型号
CKA6150
换刀方式
自动换刀
程序编号
O0002
序号
工艺内容
切屑用量
备注
/mm
f/min
1
粗车外圆
2
250
800
2
精车外圆
0.5
150
1200
3
粗车内孔
2
250
800
4
精车内孔
2
100
1000
4.3程序的编制
顺序号
程序内容
程序说明
O0002
程序名
M03T0101S1000
启动主轴2号刀粗车
G0X52Z1
快速定位靠近工件
G71U1R1P1Q2X0.5Z0.1F200
循环车削粗加工
M05
主轴暂停测量
M00
程序暂停
M03T0101S1200
主轴正转2号刀精车
N1G01X27F150
直线插补
Z0
直线插补
X58
直线插补
X60W-1
倒角
Z-60
直线插补
X66
直线插补
X68W-1
倒角
Z-90
直线插补
X83
直线插补
X85W-1
倒角
Z-206
直线插补
X98
直线插补
X100W-1
倒角
Z-266F50
直线插补
X126
直线插补
X128W-1
倒角
N2X140
直线插补
G0X200
快速退刀
Z100
快速退刀
M03S600T0202
启动主轴，换刀
G0X103Z-206
快速定位
X140
直线插补
Z-266
直线插补
X140
直线插补
G0X200Z250
快速退刀
M03S800T0303
换刀
G0X26Z3
快速定位
G01X27.5F200
直线插补
Z-176
直线插补
X27
直线插补
Z0
直线插补
X30
直线插补
X28W-1
倒角
Z-176
直线插补
X27
直线插补
G0Z100
快速退刀
X100
快速退刀
M30
程序结束，返回起始段
顺序号
程序内容
程序说明
%1234
程序名
M03T0101S800
启动主轴2号刀粗车
G0X135Z5
快速定位靠近工件
G71U2R1P1Q2X0.5Z0F200
循环车削粗加工
N1G01X24F150
直线插补
Z0
直线插补
X126
直线插补
X128W-1
倒角
N2Z-50
直线插补
G0X200Z250
快速退刀
M03S800T0303
换刀
G0X26Z5
快速定位靠近工件
G71U2P1Q2E-0.5Z0.1F200
循环车削粗加工
N1G01X57F150
直线插补
Z0
直线插补
X40Z-103
直线插补
W-37
直线插补
N2X24
直线插补
G0Z100
快速退刀
X100
快速退刀
M30
程序结束，返回起始段
设计小结
通过这次的毕业设计，让我从中学到了很多东西。
对于数控加工技术的运用有了更加深刻认识和了解，对于典型零件的加工也有更加深刻的印象。
设计过程中使我对以前所学的知识讲行了更进一步的巩固，学到了一些设计思路，同时零件的加工使我对数控编程和加工操作都更加的熟练。
参考文献
[1]周文玉.数控加工编程及操作教程.中国轻工业出版社,2008
[2]顾京.数控机床加工程序编制.机械工业出版社，2006
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