傳動軸零件的數(shù)控車削加工工藝設計與手動編程含Creo三維及CAD圖

傳動軸零件的數(shù)控車削加工工藝設計與手動編程含Creo三維及CAD圖,傳動軸,零件,數(shù)控,車削,加工,工藝,設計,手動,編程,creo,三維,cad 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 軸 零件名稱 共 頁 第 頁 工序號 1 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 圓鋼 Φ32*640 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 三爪卡盤 皂化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 背吃刀量 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 圓鋼下料 鋸床 2序 調(diào)質處理 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 軸 零件名稱 共 頁 第 頁 工序號 3 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 圓鋼 Φ32*640 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 數(shù)車 數(shù)車 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 三爪卡盤 皂化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 背吃刀量 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 平端面見光 端面車刀 1270 100 0.1 1 2 2 粗車各臺階外圓 外圓車刀 1270 100 0.1 1 2 3 精車各臺階外圓 1905 150 0.05 0.3 2 4 切4-φ26mm槽 979 80 0.05 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 軸 零件名稱 共 頁 第 頁 工序號 4 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 圓鋼 Φ32*640 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 數(shù)車 數(shù)車 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 三爪卡盤 皂化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 背吃刀量 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 平端面控制總長 端面車刀 1270 100 0.1 1 2 2 粗車各臺階外圓 外圓車刀 1270 100 0.1 1 2 3 精車各臺階外圓 1905 150 0.05 0.3 2 4 切4-φ14mm槽及4-φ26mm槽 979 80 0.05 5 車M16螺紋 300 0.6遞減 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 軸 零件名稱 共 頁 第 頁 工序號 5 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 圓鋼 Φ32*640 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 數(shù)車 數(shù)車 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 三爪卡盤 皂化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 背吃刀量 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 兩頂尖裝夾工件 白鋼玉砂輪 2270 250 0.02 0.5 2 外圓磨床，磨各外圓 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 軸 零件名稱 共 頁 第 頁 工序號 6 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 圓鋼 Φ32*640 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 數(shù)車 數(shù)車 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 三爪卡盤 皂化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 背吃刀量 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 V形鐵裝夾工件，壓緊零件。 白鋼玉砂輪 3980 100 0.1 0.5 2 銑削三處鍵槽 7序 去除毛刺 8序 終檢:全檢全部尺寸 9序 清洗 10序 入庫 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 傳動軸零件的車削加工工藝設計與編程 摘 要 1952年，第一臺數(shù)控機床問世， 隨著制造業(yè)發(fā)展的需要，數(shù)控技術已經(jīng)涉及制造業(yè)的領域不斷擴大。數(shù)控技術的應用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術的不斷發(fā)展和應用領域的擴大，對國際民生的一些重要行業(yè)國防、汽車等的發(fā)展起著越來越重要的作用。數(shù)控機床利用其出眾的效率和精良的品質，在世界制造業(yè)起到了舉足輕重的作用。數(shù)控機床它是采用計算機實現(xiàn)數(shù)字程序控制的技術，要想機床能夠正常的運行，精準的加工出合格的產(chǎn)品，操作者必須會使用計算機的設定和編程。相對于傳統(tǒng)普通機床來說高水平數(shù)控機床的出現(xiàn)也是對操作者的一種挑戰(zhàn)。 在金屬加工機床中，數(shù)控車床的應用是相當廣泛。目前市場上的數(shù)控車床能滿足車削、鉆孔、攻絲、鉸孔的需要，大大提高了生產(chǎn)效率，減小了很多產(chǎn)品加工難度。本文中以一軸零件加工為例，從機床的選用、編程、車削參數(shù)及加工工藝路線等方面全方位的體現(xiàn)出軸零件加工的全過程。 關鍵詞 工藝分析　加工方案　車削參數(shù)　工藝路線 前 言 機械制造業(yè)是是非常重要的產(chǎn)業(yè)鏈，在每個行業(yè)都是不可缺少的組成部分。通過機械制造的產(chǎn)品可以直接給當代人使用，例如食品行業(yè)。當然也可以為其它行業(yè)的提供生產(chǎn)需求，因此制造業(yè)必不可少。 本次設計包含了兩年來所學到知識的總結與概括，主要包括CAD制圖，機械設計與制造基礎，夾具設計等課程的重新學習和總結，這也是一次有意義的設計。也許在本次設計，也許因為我們只有理論的知識，有些地方卻沒有親身去實踐過，知識和技巧難免有些不足，但是通過了這次畢業(yè)設計也讓我學到了很多以前沒有學到的知識以及讓我知道了在遇到困難的時候如何去應對，如何去解決的。本次設計讓我知道自己的不足之處，但正因為這樣才讓我學到課本外的知識，讓我知道遇到困難如何應對如何克服。 本次設計水平有限，其中難免有缺點錯誤，懇老師們批評指正。 31 目 錄 摘 要 1 前 言 2 第一章 數(shù)控技術簡介 4 1. 1數(shù)控技術簡介 4 1.2、數(shù)控加工工藝簡介 6 1.3、CAD/CAM技術簡介 6 第二章 零件加工工藝分析 8 2.1零件圖分析 8 2.2 零件毛坯的選擇 9 2.3確定加工方案的原則 10 2.4加工方案的確定 11 2.5數(shù)控機床的選擇 11 2.6夾具選擇 12 2.7工具、量具的選擇 14 第三章 刀具及切削用量的選擇 15 3.1刀具的選擇和使用 15 3.2 切削用量的選擇 16 3.3軸各工序切削參數(shù)的確定 19 第四章 工藝方案的確定和程序編制 22 4.1切削加工工序的安排原則 22 4.2 定位基準的選擇 22 4.3 工藝過程卡片 23 第五章 零件數(shù)控加工程序的編制 24 5.1工序3 24 5.2工序4 25 5.3工序6 26 第六章 結束語 28 第七章 致謝詞 29 參考文獻 30 第一章 數(shù)控技術簡介 1. 1數(shù)控技術簡介 1.11數(shù)控技術發(fā)展歷史 1948年，美國帕森斯公司接受美國空軍委托，研制直升飛機螺旋槳葉片輪廓檢驗用樣板的加工設備。由于樣板形狀復雜多樣，精度要求高，一般加工設備難以適應，于是提出采用數(shù)字脈沖控制機床的設想。 1949年，該公司與美國麻省理工學院(MIT)開始共同研究，并于1952年試制成功第一臺三坐標數(shù)控車床，當時的數(shù)控裝置采用電子管元件。 1959年，數(shù)控裝置采用了晶體管元件和印刷電路板，出現(xiàn)帶自動換刀裝置的數(shù)控機床，稱為數(shù)控車( MC Machining Center)，使數(shù)控裝置進入了第二代。 1965年，出現(xiàn)了第三代的集成電路數(shù)控裝置，不僅體積小，功率消耗少，且可靠性提高，價格進一步下降，促進了數(shù)控機床品種和產(chǎn)量的發(fā)展。 60年代末，先后出現(xiàn)了由一臺計算機直接控制多臺機床的直接數(shù)控系統(tǒng)(簡稱?DNC)，又稱群控系統(tǒng)；采用小型計算機控制的計算機數(shù)控系統(tǒng)(簡稱 CNC)，使數(shù)控裝置進入了以小型計算機化為特征的第四代。 1974年，研制成功使用微處理器和半導體存貯器的微型計算機數(shù)控裝置(簡稱MNC)，這是第五代數(shù)控系統(tǒng)。 20世紀80年代初，隨著計算機軟、硬件技術的發(fā)展，出現(xiàn)了能進行人機對話式自動編制程序的數(shù)控裝置；數(shù)控裝置愈趨小型化，可以直接安裝在機床上；數(shù)控機床的自動化程度進一步提高，具有自動監(jiān)控刀具破損和自動檢測工件等功能。 20世紀90年代后期，出現(xiàn)了PC+CNC智能數(shù)控系統(tǒng)，即以PC機為控制系統(tǒng)的硬件部分，在PC機上安裝NC軟件系統(tǒng)，此種方式系統(tǒng)維護方便，易于實現(xiàn)網(wǎng)絡化制造。 1.12數(shù)控技術的發(fā)展趨勢 數(shù)控技術的應用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術的不斷發(fā)展和應用領域的擴大，他對國計民生的一些重要行業(yè)（IT、汽車、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來越重要的作用，因為這些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢。從世界上數(shù)控技術及其裝備發(fā)展的趨勢來看，其主要研究熱點有以下幾個方面： 1.高速、高精加工技術及裝備的新趨勢 2.五軸聯(lián)動加工和復合加工機床快速發(fā)展 3.智能化、開放式、網(wǎng)絡化成為當代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢 1.13數(shù)控機床的特點及工作原理 數(shù)控機床的操作和監(jiān)控全部在這個數(shù)控單元中完成，它是數(shù)控機床的大腦。與普通機床相比，數(shù)控機床有如下特點：? 1、加工精度高，具有穩(wěn)定的加工質量；? 2、可進行多坐標的聯(lián)動，能加工形狀復雜的零件；? 3、加工零件改變時，一般只需要更改數(shù)控程序，可節(jié)省生產(chǎn)準備時間 4、機床本身的精度高、剛性大,可選擇有利的加工用量，生產(chǎn)率高（一般為普通機床的3~5倍）；? 5、機床自動化程度高，可以減輕勞動強度；? 6、對操作人員的素質要求較高，對維修人員的技術要求更高. 按照零件加工的技術要求和工藝要求，編寫零件的加工程序，然后將加工程序輸入到數(shù)控裝置，通過數(shù)控裝置控制機床的主軸運動、進給運動、更換刀具，以及工件的夾緊與松開，冷卻、潤滑泵的開與關，使刀具、工件和其它輔助裝置嚴格按照加工程序規(guī)定的順序、軌跡和參數(shù)進行工作，從而加工出符合圖紙要求的零件。數(shù)控機床一般由輸入輸出設備、CNC裝置（或稱CNC單元）、伺服單元、驅動裝置（或稱執(zhí)行機構）、可編程控制器PLC及電氣控制裝置、輔助裝置、機床本體及測量反饋裝置組成。如下圖是數(shù)控機床的組成框圖。 1.2、數(shù)控加工工藝簡介 數(shù)控加工工藝是采用數(shù)控機床加工零件時所運用各種方法和技術手段的總和，它包含了確定數(shù)控加工內(nèi)容；進行工藝分析和零件圖形的數(shù)學處理；制定工藝方案；選擇數(shù)控機床的類型；確定工步和進給路線；選擇或設計刀具、夾具和量具；確定切削參數(shù)；編寫、校驗和修改加工程序；編寫加工工藝技術文件等方面內(nèi)容。??工藝設計的好壞直接影響了數(shù)控加工的尺寸精度和表面精度、加工時間的長短、材料和人工的耗費，甚至直接影響了加工的安全性。所以要切實掌握好數(shù)控加工工藝的內(nèi)容和制定數(shù)控加工工藝的方法。 1、 選擇適合在數(shù)控機床上加工的零件，確定工序內(nèi)容。 2、分析被加工零件圖樣，明確加工內(nèi)容及技術要求，在此基礎上確定零件的加工方案，制定數(shù)控加工工藝路線，如工序的劃分、加工順序的安排、與傳統(tǒng)加工工序的銜接等。 3、設計數(shù)控加工工序。如工步的劃分、零件的定位與夾具、刀具的選擇、切削用量的確定等。 4、調(diào)整數(shù)控加工工序的程序。如對刀點、換刀點的選擇、加工路線的確定、刀具的補償。 5、分配數(shù)控加工中的容差。 6、處理數(shù)控機床上部分工藝指令。 1.3、CAD/CAM技術簡介 目前市場上?CAD/CAM軟件有很多種?,其中CAD、Solidworks、UG、Pro/E、CATIA和Inventor的應用較為廣泛。但是在國內(nèi)外的應用有著很大的差別,下面將分別介紹CAD/CAM在國內(nèi)外的使用狀況。? CAD/CAM在國外的應用較早,主要用于產(chǎn)品的設計開發(fā)和工程的設計。在美國從事CAD/CAM系統(tǒng)開發(fā)和銷售的公司有幾千家,銷售量也在以每年20%～30%的速度增長。20世紀50年底第一臺數(shù)控車床的應用標志著CAD技術應用的開始;20世紀60年代,自動編程語言APT的誕生使得CAD和CAM產(chǎn)生了最初的集成,MIT人機對話圖形通信系統(tǒng)論文的宣讀,標志著交互式CAD的開端;20世紀70年代,進入CAD/CAM的早期實用階段,主要用于機械、?建筑以及船舶和電子等大中型企業(yè)中,比較著名的系統(tǒng)有英國的Romuous系統(tǒng);80年代起計算機技術有了大幅度的提高,?CAD/CAM技術向著實體造型和特征建模方向發(fā)展,隨著工程數(shù)據(jù)庫的發(fā)展,商品化的軟件也在這時相運而生;到90年代,該技術已經(jīng)向著更加智能化、?標準化和集成化的方向發(fā)展,并且在各個相關行業(yè)中得到了廣泛的應用。20世紀60年代我國才開始從國外引進該技術,直到70年代才開始應用,但是由于計算機水平水平的限制,該技術僅僅被用來做產(chǎn)品設計時的分析計算。90年代我國開始自主開發(fā)CAD/CAM軟件,并且得到了快速的發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計1992年申報參加CAD軟件測評的企業(yè)超過350家,經(jīng)過不斷的發(fā)展和市場競爭,CAD軟件的功能日臻完善。但是到99年申報測評的CAD軟件已經(jīng)不多于5家企業(yè),這時國內(nèi)軟件與國外軟件共同分割市場;進入21世紀,國家政策的改變,使得我國制造業(yè)開始具備在現(xiàn)有軟件的基礎上根據(jù)自身企業(yè)的特點,開發(fā)適合自身使用的計算機輔助設計/制造/管理系統(tǒng),從而國內(nèi)CAD產(chǎn)品也向著產(chǎn)業(yè)化、系統(tǒng)化和集成化的方向發(fā)展。 第二章 零件加工工藝分析 2.1零件圖分析 零件二維圖 零件主體為回轉體零件，回轉體的加工內(nèi)容主要包括端面，外圓及鍵槽的加工，零件尺寸精度較高，在加工時務必設法保證尺寸公差及形位公差，零件由兩處放大圖，詳細表達了零件的鍵槽具體情況，此處加工時需要選用帶有相對應銑槽刀具，零件的基本尺寸公差在7級以上，精車即可達到要求，有兩處要求尺寸為Ra0.8，表面粗糙度要求較高，在精車時留0.3mm加工余量在后序中使用磨削或得最終的加工表面。 2.2 零件毛坯的選擇 2.21零件材料分析 零件要求材料為40Cr，40Cr是我國GB的標準鋼號，40Cr鋼是機械制造業(yè)使用最廣泛的鋼之一。調(diào)質處理后具有良好的綜合力學性能，良好的低溫沖擊韌性和低的缺口敏感性。鋼的淬透性良好，該鋼價格適中，加工容易，經(jīng)適當?shù)臒崽幚硪院罂色@得一定的韌性、塑性和耐磨性這種鋼經(jīng)調(diào)質后用于制造承受中等負荷及中等速度工作的機械零件，該零件經(jīng)過粗車之后進行調(diào)質處理，也是加工中獲得了較好的切削性能。 對這種鋼進行調(diào)質處理后，可以用于制造承受中等負荷或者是中等速度工作的機械零件，如汽車的轉向節(jié)、后半軸以及機床上的齒輪、軸、蝸桿、花鍵套、頂尖套等；經(jīng)過淬火處理以及中溫回火處理后的零件，可以用于制造承受高負荷、沖擊及中等速度工作的零件，如齒輪、主軸、油泵轉子、滑塊、套環(huán)等；經(jīng)淬火處理以及低溫回火處理后，一般用于制造承受重負荷、低沖擊及具有耐磨性、截面上實體厚度在以下的零件，如蝸桿、主軸、軸、套環(huán)等；經(jīng)過調(diào)質處理，并高頻表面淬火處理后，可以用于制造具有高的表面硬度及耐磨性而無很大沖擊的零件，如齒輪、套筒、軸、主軸、曲軸、心軸、銷子、連桿、 螺釘、螺帽、進氣閥等。 2.22毛坯的常見類型 （一）鑄件?? ??對形狀較復雜的毛坯，一般可用鑄造方法制造。目前大多數(shù)鑄件采用砂型鑄造，對尺寸精度要求較高的小型鑄件，可采用特種鑄造，如永久型鑄造、精密鑄造、壓力鑄造、熔模鑄造成和離心鑄造等?。? ??（二）鍛件? ??鍛件毛坯由于經(jīng)鍛造后可得到連續(xù)和均勻的金屬纖維組織。因此鍛件的力學性能較好，常用于受力復雜的重要鋼質零件。其中自由鍛件的精度和生產(chǎn)率較低，主要用于小批生產(chǎn)和大型鍛件的制造。模型鍛造件的尺寸精度和生產(chǎn)率較高，主要用于產(chǎn)量較大的中小型鍛件。其鍛造方法及工藝特點見表?3-9?。? ??（三）型材? ??型材主要有板材、棒材、線材等。常用截面形狀有圓形、方形、六角形和特殊截面形狀。就其制造方法，又可分為熱軋和冷拉兩大類。熱軋型材尺寸較大，精度較低，用于一般的機械零件。冷拉型材尺寸較小，精度較高，主要用于毛坯精度要求較高的中小型零件。??? （四）焊接件? ??焊接件主要用于單件小批生產(chǎn)和大型零件及樣機試制。其優(yōu)點是制造簡單、生產(chǎn)周期短、節(jié)省材料、減輕重量。但其抗振性較差，變形大，需經(jīng)時效處理后才能進行機械加工。??? （五）其它毛坯? ??其它毛坯包括沖壓件，粉末冶金件，冷擠件，塑料壓制件等。 2.23毛坯的選擇 軸零件結構較為簡單，在力學性能要求不高的情況下可以直接使用熱軋圓鋼作為毛坯，此零件可以使用φ30×640mm的熱軋圓鋼作為毛坯。 2.3確定加工方案的原則 加工方案又稱工藝方案，數(shù)控機床的加工方案包括制定工序、工步及走刀路線等內(nèi)容。???在數(shù)控機床加工過程中，由于加工對象復雜多樣，特別是輪廓曲線的形狀及位置千變?nèi)f化，加上材料不同、批量不同等多方面因素的影響，在對具體零件制定加工方案時，應該進行具體分析和區(qū)別對待，靈活處理。只有這樣，才能使所制定的加工方案合理，從而達到質量優(yōu)、效率高和成本低的目的。? ?制定加工方案的一般原則為：先粗后精，先近后遠，先內(nèi)后外，程序段最少，走刀路線最短以及特殊情況特殊處理。 2.4加工方案的確定 加工方案又稱工藝方案，而對具體零件制定加工方案時，應該進行具體分析和區(qū)別對待，靈活處理。這樣，才能使所制定加工方案合理，達到質量優(yōu)、效率高和成本低目。 方案一：備料→調(diào)質處理→粗車零件左端→精車零件左端φ28處留余量→切外槽→掉頭裝夾工件→粗車零件右端→精車零件右端φ28處留余量→切外槽→磨φ28處外圓→去毛刺→清洗→終檢→入庫。 2.5數(shù)控機床的選擇 2.51機床選擇的注意事項 通過以上對零件的工藝分析，可知加工此零件需要的設備主要為車床，對于設備的型號的選擇主要考慮一下幾個方面： 1) 機床的加工范圍：例如機床的回轉直徑或者加工行程是否能夠滿足零件的機構需求。 2) 機床的加工精度：所選擇的機床的加工精度必須大于零件的加工精度，這樣才能夠保證零件加工的可靠性 3) 機床的切削速度范圍：主要體現(xiàn)在機床的主軸轉速，一般來說較大的回轉直徑的設備，轉速都比較低，而較小的回轉直徑的設備轉速較高，從切削速度的角度來看，較大的設備是不適合加工較小尺寸的零件。 4) 機床的切削功率：機床所提供的切削力必須保證零件的順利加工，也就是說機床提供的切削力必須大于零件的切削抗力。 5) 機床的剛性 6) 機床的經(jīng)濟性:在滿足上述條件的情況下，竟可能選擇成本較低的設備，這樣可以大大降低生產(chǎn)成本。 2.52機床的具體型號確定 選擇機床為CK-6132A普通型數(shù)控機床，數(shù)控系統(tǒng)是FANUC 0i。其該數(shù)控機床CK-6132A的主要參數(shù)見表2-1 [5]： 表2-1 機床主要參數(shù) 項 　目 技術參數(shù) 床身上最大件回轉直徑 Φ320 mm 拖板上最大件直徑 Φ160 mm 最大工件長度 100 / 3000 mm 主軸轉速范圍 70-2000 rpm 主軸通孔直徑 Φ38 mm 主軸內(nèi)孔錐度 MT5 主軸外端錐體錐度 D4 刀架刀位數(shù) 4 車刀刀桿最大尺寸 18x18 尾座套筒內(nèi)孔錐度 MT3 尾座套筒最大移動距離 100mm 主電機功率 2.2kw 車床外形尺寸（長×寬×高） 1800/2050×950×1680mm 車床毛重 840kg/1000kg 電機最小設定單位 步進/伺服 縱向（Z） 橫向（X） 0.01/0.001 mm 0.005/0.001 mm 刀桿快移速度 縱向（Z） 橫向（X） 3m / 7.6m / min. 2m / 7.6min. 2.6夾具選擇 2.61夾具的種類 機床夾具是機床上用以裝夾工件（和引導刀具）的一種裝置。其作用是將工件定位，以使工件獲得相對于機床和刀具的正確位置，并把工件可靠地夾緊。夾具按照用途可分為以下幾類： 1）通用夾具 通用夾具是指已經(jīng)標準化的，在一定范圍內(nèi)可用于加工不同工件的夾具。例如，車床上三爪卡盤和四爪單動卡盤，車床上的平口鉗、分度頭和回轉工作臺等。這類夾具一般由專業(yè)工廠生產(chǎn)，常作為機床附件提供給用戶。其特點是適應性廣，生產(chǎn)效率低，主要適用于單件、小批量的生產(chǎn)中。 2）專用夾具 專用夾具是指專為某一工件的某道工序而專門設計的夾具。其特點是結構緊湊，操作迅速、方便、省力，可以保證較高的加工精度和生產(chǎn)效率，但設計制造周期較長、制造費用也較高。當產(chǎn)品變更時，夾具將由于無法再使用而報廢。只適用于產(chǎn)品固定且批量較大的生產(chǎn)中。 3）通用可調(diào)夾具和成組夾具 其特點是夾具的部分元件可以更換，部分裝置可以調(diào)整，以適應不同零件的加工。用于相似零件的成組加工所用的夾具，稱為成組夾具。通用可調(diào)夾具與成組夾具相比，加工對象不很明確，適用范圍更廣一些。 4）組合夾具 組合夾具是指按零件的加工要求，由一套事先制造好的標準元件和部件組裝而成的夾具。由專業(yè)廠家制造，其特點是靈活多變，萬能性強，制造周期短、元件能反復使用，特別適用于新產(chǎn)品的試制和單件小批生產(chǎn)。 5）隨行夾具 隨行夾具是一種在自動線上使用的夾具。該夾具既要起到裝夾工件的作用，又要與工件成為一體沿著自動線從一個工位移到下一個工位，進行不同工序的加工。 2.62常見的裝夾方式 1) 四爪單動卡盤裝夾。這種卡盤夾緊力大，但找正比較費時，使用裝夾大型或形狀不規(guī)則的工件。 2) 三爪定心卡盤裝夾。這種卡盤能自動定心，不需要花費過多時間找正，裝夾效率比四爪單動卡盤高，但夾緊力沒有四爪單動卡盤大，適用于裝夾中小型規(guī)則工件。 3) 兩頂尖裝夾。裝夾方法比較方便，不需找正，裝夾精度高。適用于裝夾精度要求較高（如同軸度要求）、必須經(jīng)多次裝夾才能加工好的較長的工件，或工序較多的工件。 4) 一夾一頂裝夾。這種方法裝夾工件比較安全，能承受較大的切削力，適用于裝夾較重、較長的工件。 5) 芯軸裝夾，此此種裝夾主要針對薄壁套類零件。 2.63 夾具的確定 依據(jù)零件毛料的狀態(tài)和數(shù)控機床的安裝要求，應選取能保證加工質量、滿足加工需要的夾具。軸屬于軸類零件，該零件為單件下批量生產(chǎn)應選用通用夾具，夾緊棒料，有利于零件的加工，該零件屬于棒料類零件，形狀較簡單、尺寸較小、所以只需選擇三爪自定心卡盤即可，在磨床磨削外圓時，可以選用兩頂尖裝夾。 2.7工具、量具的選擇 加工零件圖所選用加工工具、量具見表 序號 名稱 規(guī)格 精度/mm 數(shù)量 1 游標卡尺 0~800mm 0.02 1 2 外徑千分尺 25~50mm 0.01 1 3 計算器 科學計算器 1 4 其他輔助工具 銅皮若干、油石等 第三章 刀具及切削用量的選擇 3.1刀具的選擇和使用 3.11刀具的選擇原則 刀具的選擇是數(shù)控加工工藝中的重要內(nèi)容之一，不僅影響機床的加工效率，而且直接影響零件的加工質量，應考慮以下方面： 1、根據(jù)零件材料的切削性能選擇刀具。如車或銑高強度鋼、鈦合金、不銹鋼零件，建議選擇耐磨性較好的可轉位硬質合金刀具。 2、根據(jù)零件的加工階段選擇刀具。即粗加工階段以去除余量為主，應選擇剛性較好、精度較低的刀具，半精加工、精加工階段以保證零件的加工精度和產(chǎn)品質量為主，應選擇耐用度高、精度較高的刀具，粗加工階段所用刀具的精度最低、而精加工階段所用刀具的精度最高。 如果粗、精加工選擇相同的刀具，建議粗加工時選用精加工淘汰下來的刀具，因為精加工淘汰的刀具磨損情況大多為刃部輕微磨損，涂層磨損修光，繼續(xù)使用會影響精加工的加工質量，但對粗加工的影響較小。 3、 根據(jù)加工區(qū)域的特點選擇刀具和幾何參數(shù)。在零件結構允許的情況下應選用大直徑、長徑比值小的刀具；切削薄壁、超薄壁零件的過中心銑刀端刃應有足夠的向心角，以減少刀具和切削部位的切削力。 3.12選用刀具的確定 此零件加工使用的刀具匯總如下： 序號 刀具號 刀具名稱 規(guī)格 加工面 備注 1 T01 外圓車刀 粗車刀 端面、外圓 2 T02 外圓車刀 精車刀 外圓 3 T03 切槽刀 3mm 外槽 4 T04 螺紋刀 60度 螺紋 5 T01 6mm立銑刀 合金銑刀 銑鍵槽 3.2 切削用量的選擇 3.21切削用量的選用原則 切削用量是切削時各運動參數(shù)的總稱，包括切削速度、進給量和背吃刀量（切削深度）。與某一工序的切削用量有密切關系的刀具壽命（見金屬切削原理），一般分為該工序單件成本最低的經(jīng)濟壽命和最大生產(chǎn)率壽命兩類。按前者選擇的切削用量稱為最低成本切削用量，這是通常使用的；按后者選擇的切削用量稱為最大生產(chǎn)率切削用量，一般在生產(chǎn)任務緊迫時使用。 數(shù)控車削加工中的切削用量包括背吃刀量ap、主軸轉速n或切削速度vc（用于恒線速度切削）、進給速度vf或進給量f。這些參數(shù)均應在機床給定的允許范圍內(nèi)選取。 粗車時，應盡量保證較高的金屬切除率和必要的刀具耐用度。 選擇切削用量時應首先選取盡可能大的背吃刀量ap，其次根據(jù)機床動力和剛性的限制條件，選取盡可能大的進給量f，最后根據(jù)刀具耐用度要求，確定合適的切削速度vc。增大背吃刀量ap可使走刀次數(shù)減少，增大進給量f有利于斷屑。 (2) 精車時，對加工精度和表面粗糙度要求較高，加工余量不大且較均勻。選擇精車的切削用量時，應著重考慮如何保證加工質量，并在此基礎土盡量提高生產(chǎn)率。因此，精車時應選用較小（但不能太?。┑谋吵缘读亢瓦M給量，并選用性能高的刀具材料和合理的幾何參數(shù)，以盡可能提高切削速度 3.22確定背吃刀量 粗加工時，除留下精加工余量外，一次走刀盡可能切除全部余量。也可分多次走刀。精加工的加工余量一般較小，可一次切除。在中等功率機床上，粗加工的背吃刀量可達8～10mm；半精加工的背吃刀量取0.5～5mm；精加工的背吃刀量取0.2～1.5mm。 3.23 確定主軸轉速 切削速度vc可根據(jù)己經(jīng)選定的背吃刀量、進給量及刀具耐用度進行選取。實際加工過程中，也可根據(jù)生產(chǎn)實踐經(jīng)驗和查表的方法來選取。 粗加工或工件材料的加工性能較差時，宜選用較低的切削速度。精加工或刀具材料、工件材料的切削性能較好時，宜選用較高的切削速度。 切削速度vc確定后，可根據(jù)刀具或工件直徑（D）按公式 ： n=l000vc/πD 來確定主軸轉速n（r/min）。 硬質合金刀具切削用量推薦表 刀具材料 工件材料 粗加工 精加工 切削速度mm/min 進給量 （mm/r） 被吃刀量mm 切削速度 mm/min） 進給量 （mm/r） 被吃刀量mm 硬質 合金 或涂 層硬 質合 金 碳鋼 220 0.2 3 260 0.1 0.4 低合金鋼 180 0.2 0.2 3 3 220 220 0.1 0.1 0.4 高合金鋼 120 0.2 3 160 0.1 0.4 鑄鐵 80 0.2 0.2 3 3 140 140 0.1 0.1 0.4 不銹鋼 80 0.2 2 120 0.1 0.2 鈦合金 40 0.3 0.2 1.5 1.5 60 60 0.1 0.1 0.4 灰鑄鐵 120 0.3 0.3 2 2 150 150 0.15 0.15 0.5 球墨鑄鐵 100 0.2 0.3 2 120 120 0.15 0.15 0.5 鋁合金 1600 0.2 1.5 1600 0.1 0.5 常用切削用量推薦表 工件材料 加工內(nèi)容 背吃刀量 ap／mm 切削速度 vc／m·min-1 進給量f/mm·r-l 刀具材料 碳素鋼 σb>600MPa 粗加工 5-7 60～80 0.2～0.4 YT類 粗加工 2-3 80～120 0.2～0.4 精加工 2-6 120～150 0.1～0.2 碳素鋼 σb>600MPa 鉆中心孔 500～800r·min-1 W18Cr4V 鉆孔 25～30 0.1～0.2 切斷（寬度<5mm） 70～110 0.1～0.2 YT類 鑄鐵HBS<200 粗加工 50～70 0.2～0.4 YG類 精加工 70～100 0.1～0.2 切斷（寬度<5mm） 50～70 0.1～0.2 3.24確定進給速度 給速度的確定進給速度是數(shù)控機床切削用量中的重要參數(shù)，主要根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性質選取。最大進給速度受機床剛度和進給系統(tǒng)的性能限制，確定進給速度的原則： 1) 當工件的質量要求能夠得到保證時，為提高生產(chǎn)效率，可選擇較高的進給速度。一般在100～200mm/min范圍內(nèi)選取。 2) 在切斷、加工深孔或用高速鋼刀具加工時，宜選擇較低的進給速度，一般在20～50mm/min，范圍內(nèi)選取。 3) 當加工精度，表面粗糙度要求高時，進給速度應選小些，一般在20～50mm/min范圍內(nèi)選取。? 4) 刀具空行程時，特別是遠距離“回零”時，可以設定該機床數(shù)控系統(tǒng)設定的最高進給速度。 切削速度的高低主要取決于被加工零件的精度，材料，刀具的材料和刀具的耐用度等因素： 式中: —切削速度，單位為mm/min； —刀具的直徑或工件的直徑，單位為mm。 參數(shù)、π、、都由實驗確定，也可參考有關切削用量手冊選用。 車直線和圓弧輪廓時。切削進給速度也可由機床操作者根據(jù)被加工工件表面的具體情況進行手動調(diào)整，以獲得最佳切削狀態(tài)。 3.3軸各工序切削參數(shù)的確定 3.31工序3：粗車左端外圓 已知毛坯被加工長度為345mm，最大加工余量為Zmax=5mm,可一次切削，切削深度ap=2mm確定進給量f：根據(jù)《工藝手冊》），確定粗車fz=0.1mm/r切削速度： 參考有關手冊，確定V=100m/min 當nw=1270r/min,工作臺的每分鐘進給量應為： fm=fznz=0.1×1270=127(mm/min) 3.32工序3：精車左端外圓 已知毛坯被加工長度為345mm，最大加工余量為Zmax=0.3mm,可一次切削，切削深度ap=2mm確定進給量f：根據(jù)《工藝手冊》），確定粗車fz=0.05mm/r切削速度： 參考有關手冊，確定V=100m/min 當nw=1905r/min,工作臺的每分鐘進給量應為： fm=fznz=0.05×1905=95(mm/min) 3.33工序3：切槽 選用3mm外圓切槽刀，確定進給量f：根據(jù)《工藝手冊》），確定粗車fz=0.05mm/r切削速度：參考有關手冊，確定V=80m/min 當nw=979r/min,工作臺的每分鐘進給量應為： fm=fznz=0.05×979=49(mm/min) 3.34工序4：粗車右端外圓 已知毛坯被加工長度為290mm，最大加工余量為Zmax=7mm,可一次切削，切削深度ap=2mm確定進給量f：根據(jù)《工藝手冊》），確定粗車fz=0.1mm/r切削速度： 參考有關手冊，確定V=100m/min 當nw=1270r/min,工作臺的每分鐘進給量應為： fm=fznz=0.1×1270=127(mm/min) 3.35工序4：精車右端外圓 已知毛坯被加工長度為345mm，最大加工余量為Zmax=0.3mm,可一次切削，切削深度ap=2mm確定進給量f：根據(jù)《工藝手冊》），確定粗車fz=0.05mm/r切削速度： 參考有關手冊，確定V=100m/min 當nw=1905r/min,工作臺的每分鐘進給量應為： fm=fznz=0.05×1905=95(mm/min) 3.36工序4：切槽 選用3mm外圓切槽刀，確定進給量f：根據(jù)《工藝手冊》），確定粗車fz=0.05mm/r切削速度：參考有關手冊，確定V=80m/min 當nw=979r/min,工作臺的每分鐘進給量應為： fm=fznz=0.05×979=49(mm/min) 3.37工序5：磨外圓 已知毛坯被加工長度為87 mm，確定進給量f：根據(jù)《工藝手冊》），確定fz=0.02mm/r切削速度：參考有關手冊，確定V=250m/min，砂輪直徑350 當nw=2270r/min,工作臺的每分鐘進給量應為： fm=fznz=0.02×270=45.5(mm/min) 3.38工序6：銑鍵槽 已知毛坯被加工長度為30mm，最大加工余量為Zmax=4mm,可一次切削，切削深度ap=1mm確定進給量f：根據(jù)《工藝手冊》），確定fz=0.1mm/r切削速度： 參考有關手冊，確定V=100m/min 當nw=3980r/min,工作臺的每分鐘進給量應為： fm=fznz=0.1×3980=398(mm/min) 第四章 工藝方案的確定和程序編制 4.1切削加工工序的安排原則 1．基面先行原則?? ? 在設計加工時，應優(yōu)先考慮加工用作精基準的表面，這是由裝夾誤差來決定的。因為定位基準的表面越精確，裝夾誤差就會越小，所以對于零件的加工，總是先對定位基準面進行粗加工和半精加工，如果有需要，還要對其進行精加工。????? 2．先粗后精原則??? 對于加工順序，一般是按照這個順序進行，粗加工——半精加工——精加工——光整加工，這樣做的目的是為了逐步提高加工表面的精度，并且可以減少表面粗糙度。 3．先主后次原則 主要表面指的是待加工零件上的工作面及對裝配精度要求較高的表面，應當優(yōu)先考慮加工。而次要表面指的是自由表面、鍵槽、緊固用的螺孔和光孔等表面，其精度要求不高，可以在工件加工過程中穿插著進行，實際操作中可以安排在主要表面達到一定精度后，最終精加工之前加工。 4．先面后孔原則???? 對于箱體類、支架類、機體類的零件，一般先面后孔的加工原則。這樣安排加工順序，不僅可以用加工過的平面定位，增加穩(wěn)定性和可靠性；同時也可以很輕松的在加工過的平面上加工孔，并能提高孔的加工精度。 4.2 定位基準的選擇 4.21粗基準的選擇 定位基準是工件在定位時所依據(jù)的基準。它的選擇原則是：盡量選擇在零件上的設計基準作為定位基準；一次裝夾就能夠完成全部關鍵精度部位的加工。 定位基準，是在加工中確定工件位置所用的基準。它分為粗基準和精基準。選擇粗基準應掌握以下五個基本原則[4]： （1）保證工件加工表面與不加工表面的相互位置精度，選擇不加工表面作為粗基準； （2）保證重要表面的余量均勻； （3）選擇余量最小的表面未粗基準； （4）選擇平整光潔的表面作為粗基準； （5）不重復使用粗基準。 4.22精基準的選擇 對于數(shù)控加工中精基準的選擇對于工件加工所得的精度及加工質量也尤為重要。選擇精基準也應掌握以下五個基本原則： （1）基準重合原則； （2）基準統(tǒng)一原則； （3）自為基準原則； （4）互為基準原則； （5）保證工件定位準確、加緊可靠、操作方便的原則。 根據(jù)粗、精基準的選擇原則，對于車銷件，來先以毛坯表面作為粗基準，再以精加工后的外圓作為基準。 4.3 工藝過程卡片 見零件工藝過程卡片 4.4工序卡片 見零件加工工序卡片 第5章 零件數(shù)控加工程序的編制 5.1工序3 T0101 車外圓 S1270M03 主軸正轉 M8 冷卻液開 G99 每轉進給方式 G00X32Z2 快速定位 G71U1R1 G71粗車循環(huán) G71P1Q2U0.3W0.2F0.1 N1 G42 G01 X16 Z0 F0.08 循環(huán)起點 G01 X94W-19R19 走輪廓 G01 Z-17 G01 W-133 G01 X30 W-200 N2 X32 G70P1Q2 G70精車循環(huán) G0X200Z300 快速退回 M5 主軸停轉 M9 冷卻液停止 M1 選擇性停止 T0202 切外槽3MM S300M03 主軸正轉 M8 冷卻液開 G99 每轉進給方式 G00X30Z2 快速定位 Z-125 定位到切槽起點 G1X26F0.05 切槽 G0X30 退刀 W1.8 G1X26F0.05 切槽 G0X30 退刀 G0Z300 退回安全平面 M5 主軸停轉 M9 冷卻液停止 M30 程序結束 5.2工序4 T0101 車外圓 S1270M03 主軸正轉 M8 冷卻液開 G99 每轉進給方式 G00X32Z2 快速定位 G71U1R1 G71粗車循環(huán) G71P1Q2U0.3W0.2F0.1 N1 G42 G01 X25 Z0 F0.08 循環(huán)起點 G01 Z-17 切削輪廓 G01 X25 G01 W-166.7 X28 N2 W-92.7 G70P1Q2 G70精車循環(huán) G0X200Z300 快速退回 M5 主軸停轉 M9 冷卻液停止 M1 選擇性停止 T0202 切外槽3MM S300M03 主軸正轉 M8 冷卻液開 G99 每轉進給方式 G00X30Z2 快速定位 Z-16 定位到切槽起點 G1X14F0.05 切槽 G0X30 退刀 W1 G1X14F0.05 切槽 G0X30 退刀 W-55 定位到切槽起點 G1X26F0.05 切槽 G0X30 退刀 W1.8 G1X26F0.05 切槽 G0X30 退刀 W-78.5 定位到切槽起點 G1X26F0.05 切槽 G0X30 退刀 W1.8 G1X26F0.05 切槽 G0X30 退刀 G0Z300 退回安全平面 M5 主軸停轉 M9 冷卻液停止 M1 選擇性停止 T0303 車螺紋 S300M03 主軸正轉 M8 冷卻液開 G99 每轉進給方式 G00X17Z2 快速定位 G92X15.5Z-25F2 X15 X14.8 X14.6 X14.4 X14.2 X14 X14 X14 G0Z300 退回安全平面 M5 主軸停轉 M9 冷卻液停止 M30 程序結束 5.3工序6 O0001 銑鍵槽 T1M6 換1號刀 G90G54G40G00X10Y0 程序頭，定位(G54) M3S3980 主軸正轉 G43Z50H1 加入長度補償 M8 切削液開 Z5 定位至安全平面 G1Z-2F254 下刀 G41Y4D01 切削 X-41 G3Y-4R4 X0 G40Y0 G1Z-2F254 G41Y4D01 X-41 G3Y-4R4 X0 G40Y0 G91G28Z0 Z軸返回參考點 G91G28Y0 Y軸返回參考點 M5 主軸停止 M9 冷卻液停止 M1 程序選擇停止 G90G55G40G00X0Y0 程序頭，定位(G55) M3S3980 主軸正轉 G43Z50H1 加入長度補償 M8 切削液開 Z5 定位至安全平面 G1Z-2F254 下刀 G41Y4D01 切削 X-17 G3Y-4R4 X0 G3Y4R4 G40Y0 G1Z-2F254 下刀 G41Y4D01 切削 X-17 G3Y-4R4 X0 G3Y4R4 G40Y0 G91G28Z0 Z軸返回參考點 G91G28Y0 Y軸返回參考點 M5 主軸停止 M9 冷卻液停止 M1 程序選擇停止 G90G56G40G00X0Y0 程序頭，定位(G56) M3S3980 主軸正轉 G43Z50H1 加入長度補償 M8 切削液開 Z5 定位至安全平面 G1Z-2F254 下刀 G41Y4D01 切削 X-41 G3Y-4R4 X0 G3Y4R4 G40Y0 G1Z-2F254 下刀 G41Y4D01 切削 X-41 G3Y-4R4 X0 G3Y4R4 G40Y0 G91G28Z0 Z軸返回參考點 G91G28Y0 Y軸返回參考點 M5 主軸停止 M9 冷卻液停止 M30 程序結束 第六章 結束語 這次的設計是我們離開學校前對所學的內(nèi)容進行的總結，同時讓我們對零件的數(shù)控加工有了一個更完整的了解。在編寫論文時，查閱了大量的相關資料使自己的知識面變廣。同時因為遇到的問題比較多，雖然有時候很頭痛，但也提高了自己對于分析解決問題的能力。 幾個星期以來，從開始到畢業(yè)設計完成。過程中，體驗到了將自己的實驗設計轉化成實踐的樂趣，雖然經(jīng)常會有意想不到的問題出現(xiàn)，弄的我很頭疼，但通過自己的努力解決問題后的喜悅及成就感真的很棒，增強了我獨自工作的自信心，相信對以后的學習、工作、生活都將有著很深的影響，鍛煉了邏輯思維能力，實驗操作能力，發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。 每一步對我們來說都是新的嘗試和挑戰(zhàn)，在做這次畢業(yè)設計過程中使我學到很多，為我以后走向社會，走向我的工作崗位奠定了很好的基礎。以后的工作中，我會用我這次做畢業(yè)設計的方法和思路來完成每一項工作。 第七章 致謝詞 做畢業(yè)設計的這幾個星期，的確真的很辛苦，遇到了很多的困難?？嘀凶鳂罚龅絾栴}時請教老師和同學以及網(wǎng)上查閱資料，最終上交了一份我自認為比較完美的答卷。對于我來說這是一個收獲的季節(jié)，即將走向社會對于剛畢業(yè)的學生來說，需要面對和學習的東西還很多。 這次的畢業(yè)設計要感謝大學三年來所有的老師，為我們打下機械專業(yè)知識的基礎；同時還要感謝所有的同學們，正是因為有你們的支持和鼓勵。此次畢業(yè)設計才會順利完成。最后還要感謝學院三年來對我的大力栽培。 參考文獻 [1]鄒新宇。數(shù)控編程[M].清華大學出版社,2006年 [2]陳子銀、徐鯤鵬.數(shù)控加工技術[M].北京理工大學出版社,2006年[4]? 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