數(shù)控零件加工工藝分析

畢畢 業(yè)業(yè) 論論 文（設(shè)文（設(shè) 計(jì)）計(jì)） 評(píng)定成績(jī)：評(píng)定成績(jī)： 題題 目目 數(shù)控零件加工數(shù)控零件加工 副標(biāo)題副標(biāo)題 軸套配合件的加工工藝分析 性性 質(zhì)：質(zhì)： 畢業(yè)論文畢業(yè)論文 畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名學(xué)生姓名 黃大偉黃大偉 年年 級(jí)級(jí) 數(shù)控?cái)?shù)控 08-108-1 系系 別別 機(jī)電工程系機(jī)電工程系 專專 業(yè)業(yè) 數(shù)控技術(shù)數(shù)控技術(shù) 指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師 王鴻波王鴻波 黑龍江林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院黑龍江林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 題目名稱 軸套配合件的加工工藝分析 學(xué)生姓名黃大偉所學(xué)專業(yè)機(jī)電工程班級(jí)數(shù)控 08-1 指導(dǎo)教師姓名王鴻波所學(xué)專業(yè)數(shù)控技術(shù) 一、設(shè)計(jì)（論文）主要內(nèi)容 本設(shè)計(jì)以 CAK6150 數(shù)控車床為核心，采用數(shù)控編程加工軸套類零件及軸套類零件的工藝性分 析。主要內(nèi)容是對(duì)工藝的分析以及刀具的選擇。如：零件圖的分析、毛坯的選擇零件、自檢數(shù)據(jù) 進(jìn)行分析等。 二、主要技術(shù)指標(biāo)(或研究目標(biāo)) 設(shè)計(jì)兼做實(shí)物實(shí)做類： 設(shè)計(jì)說(shuō)明書：字?jǐn)?shù)在 8000 以上； 文獻(xiàn)查閱：6 篇以上。 實(shí)物：能綜合反映其專業(yè)水平，具有一定復(fù)雜程度的實(shí)物制品。 三、進(jìn)度計(jì)劃 1.2010 年 10 月 1 日，開(kāi)始選題 2.2010 年 10 月 4 日，確認(rèn)目的，開(kāi)始準(zhǔn)備材料 3.2011 年 3 月 12 日，完成論文初稿。 4.2011 年 3 月 20 日，上交論文定稿。 四、重要參考文獻(xiàn) 1袁鋒數(shù)控車床培訓(xùn)教程.M-北京：機(jī)械工業(yè)出版社2008 2陳洪濤.數(shù)控加工工藝與編程.M-北京：高等教育出版社。2003.9 3王定勇.數(shù)控車削編程與加工.M-北京：國(guó)防教育出版社。2008.2 4薛彥成.公差配合與技術(shù)測(cè)量.M- 機(jī)械工業(yè)出版社。2005. 5羅學(xué)科.數(shù)控機(jī)床編程與操作實(shí)例.M-北京：化學(xué)工業(yè)出版社。2001 6焦小明.機(jī)械加工技術(shù).M北京：機(jī)械工業(yè)出版社。2005.7 7玄炳唐、宋業(yè)鈞.數(shù)控設(shè)備選用指導(dǎo)手冊(cè).機(jī)械工業(yè)出版社.2002 教研室主任簽字： 年 月 日 目 錄 摘 要5 前 言6 1 零件的加工工藝分析7 1.1 零件圖的工藝分析7 1.2 分析零件圖紙中的尺寸8 1.3 零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析8 1.4 零件毛坯的選擇9 1.5 零件的安裝9 2 數(shù)控加工工藝方案的制定.10 2.1 工序與工步的劃分10 2.2 加工機(jī)床的選擇11 2.3 刀具的選擇11 2.4 量具的選擇13 2.5 夾具的選擇13 2.6 冷卻液的選擇14 3 切削用量的選擇15 3.1 切削用量的選擇原則15 3.2 背吃刀量的選擇15 3.3 確定主軸轉(zhuǎn)速16 3.4 進(jìn)給量或進(jìn)給速度的選擇17 4 數(shù)控加工工藝過(guò)程卡片.18 4.1 確定加工路線18 4.2 數(shù)控加工工藝過(guò)程卡片19 4.3 刀具卡20 4.4 編寫程序數(shù)控加工程序20 5 零件的加工及結(jié)果分析 235.5 解決方法.24 5.1 對(duì)刀24 5.2 加工零件25 5.3 零件加工結(jié)果25 5.4 原因分析25 5.5 解決方法26 總結(jié)26 致謝27 參考文獻(xiàn)：28 摘 要： 此次設(shè)計(jì)是對(duì)典型軸套類零件加工技術(shù)的應(yīng)用及數(shù)控加工的工藝性分析，主要是對(duì)零件圖的分 析、毛坯的選擇、零件的裝夾、工藝路線的制訂、刀具的選擇、切削用量的確定、數(shù)控加工工藝文 件的填寫、數(shù)控加工程序的編寫。選擇正確的加工方法，設(shè)計(jì)合理的加工工藝過(guò)程，充分發(fā)揮數(shù)控 加工的優(yōu)質(zhì)、高效、低成本的特點(diǎn)。還重點(diǎn)對(duì)軸套零件的加工藝進(jìn)行了分析，最后對(duì)零件自檢數(shù)據(jù) 進(jìn)行分析，和加工的結(jié)果分析。 關(guān)鍵字： 工藝分析，加工程序，切削用量，公差 前言 畢業(yè)設(shè)計(jì)是專業(yè)教學(xué)工作的重要組成部分和教學(xué)過(guò)程中的重要實(shí)際性環(huán)節(jié)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的是通過(guò)設(shè)計(jì)、培養(yǎng)我們綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論知識(shí)，專業(yè)理論知識(shí)和一些相 關(guān)軟件的學(xué)習(xí)，去分析和解決本專業(yè)范圍內(nèi)的一般工程技術(shù)問(wèn)題的能力，培養(yǎng)我們建立正確的工藝 設(shè)計(jì)思維，學(xué)會(huì)查找工具書，掌握數(shù)控工藝設(shè)計(jì)的一般程序，規(guī)范和方法。 本次設(shè)計(jì)選擇的課題為軸套類零件的車削加工工藝設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)及其數(shù)控加工程序編制。 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我們對(duì)數(shù)控加工的各種基礎(chǔ)知識(shí)有了進(jìn)一步的了解，同時(shí)也為我們以后的工作 奠定了一個(gè)良好的基礎(chǔ)。并鍛煉了自己的動(dòng)手能力，達(dá)到了學(xué)以致用的目的。它是一次專業(yè)技能的 重要訓(xùn)練和知識(shí)水平的一次全面體檢，使學(xué)生畢業(yè)資格認(rèn)定的重要依據(jù)，同時(shí)也為我們將來(lái)走向工 作崗位奠定了必要的理論基礎(chǔ)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。 1 零件的加工工藝分析 1.1 零件圖的工藝分析 圖 1-1 圖 1-1 技術(shù)要求： (1)不允許使用紗布和銼刀修飾表面 (2)未注明倒角145 (3)涂色檢查互配部分接觸面積不得小于60% 圖 1-2 技術(shù)要求： (1)不允許使用紗布和銼刀修飾表面 (2)未注明倒角145 (3)涂色檢查互配部分接觸面積不得小于60% 軸套是各種機(jī)器中最常見(jiàn)的零件之一。數(shù)控車床加工的軸類零件一般由圓柱面、圓錐面、圓弧 面、臺(tái)階、端面、內(nèi)孔、螺紋和溝槽構(gòu)成，材料為 45#。如圖 1-1、1-2 所示的軸套配合件適合采 用數(shù)控車床加工。通常軸類零件上的圓柱面用于支撐傳動(dòng)零件（如帶輪、齒輪等）和傳遞扭矩，圓 錐面有傳遞扭矩、高精度定心和裝卸方面等特點(diǎn)，端面和臺(tái)階用來(lái)確定裝在軸上的零件的軸向位置， 螺紋常用于軸或軸上零件的鎖緊，溝槽的作用是使磨削外圓或車螺紋時(shí)退刀方便，還可以對(duì)軸上的 傳動(dòng)零件進(jìn)行軸向定位。加工如圖 1-1、1-2 所示軸套配合件為該零件未進(jìn)行熱處理前的零件工序 圖。 該零件屬于軸套配合件。其主要技術(shù)要求為：不許用紗布銼刀修整表面。左端 30 的外圓對(duì) 20 的槽的同軸度公差為 0.01mm，軸套內(nèi)徑與外徑的同軸度為 0.05mm，30 的外徑與 48 外徑 的垂直度為 0.02mm. 1.2 分析零件圖紙中的尺寸標(biāo)注 對(duì)數(shù)控加工來(lái)說(shuō)，最傾向與以同一基準(zhǔn)引注尺寸或直接給坐標(biāo)尺寸，這就是坐標(biāo)標(biāo)注法。這 種標(biāo)注法，即便于編程，也便于尺寸之間的相互協(xié)調(diào)，保證設(shè)計(jì)、定位、檢測(cè)基準(zhǔn)與編程原點(diǎn)設(shè)置 的一致性方面帶來(lái)很大方便。由于零件設(shè)計(jì)人員往往在尺寸標(biāo)注中較多的考慮裝配等使用特性要求。 而不得不采取局部分散的標(biāo)注方法，這樣會(huì)給工序安排與數(shù)控加工帶來(lái)很多不便，事實(shí)上，由于數(shù) 控加工精度及重復(fù)定位精度都很高，不會(huì)因產(chǎn)生較大的累計(jì)誤差而破壞使用特性，因而改變局部的 分散標(biāo)注法為集中引注或坐標(biāo)式尺寸、標(biāo)注是完全可行的。圖 1-1、1-2 所示即為尺寸標(biāo)注法,這是 基本采用數(shù)控設(shè)備制造并充分考慮數(shù)控加工特點(diǎn)所采取的一種設(shè)計(jì)原則。 1.3 零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 零件的結(jié)構(gòu)工藝性是指在滿足使用要求的前提下制造、維修的可行性和經(jīng)濟(jì)性。即所設(shè)計(jì)的零 件結(jié)構(gòu)應(yīng)便于成形，并且成本低，效率高。它的涉及面廣，因此有必要對(duì)零件進(jìn)行結(jié)構(gòu)工藝性分析， 找出技術(shù)關(guān)鍵，以便在擬定工藝規(guī)程時(shí)采用適當(dāng)?shù)募庸ご胧┘右员ＷC 該零件的視圖符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求，位置準(zhǔn)確，表達(dá)清楚；幾何元素之間的關(guān)系準(zhǔn)確；尺寸標(biāo) 注完整、清晰。 1、尺寸精度 軸是軸類零件的主要表面，它影響軸的回轉(zhuǎn)精度及工作狀態(tài)。軸頸的直徑精度根據(jù)其使用要求 通常為 IT6IT9，精密軸頸可達(dá) IT5。套的外徑精度相對(duì)于內(nèi)徑精度來(lái)說(shuō)邀相對(duì)高一些。 該零件總長(zhǎng)度為 125mm，20 的槽上偏差為 0，下偏差為 0.08 精度要求非常高。30 外圓的 上偏差為 0,下偏差為-0.02。最左端外圓直徑為 30。上偏差為-0.07，下偏差為-0.02。套的總長(zhǎng)度 為 40mm。套的小徑為 30，上偏差為 0.09 下偏差為 0。套與軸的配合處的公差為正負(fù) 0.06。 2、表面粗糙度的要求 根據(jù)零件的表面工作部位的不同，可有不同的表面粗糙度。例如，普通機(jī)床主軸支承軸頸的表 面粗糙度為 Ra1.66.3m。隨著機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)速度的增大和精密度 的提高，軸類零件表面粗糙度值 要求也將越來(lái)越小。 該零件表面粗糙度除了配合處的公差為 1.6m，另外均為 3.2m。 3、位置精度的要求 位置精度主要是指裝配傳動(dòng)件的配合軸頸相對(duì)于裝配軸承的支承軸頸的同軸度，通常是用配合 軸頸對(duì)支承軸頸的徑向同軸度來(lái)表示。根據(jù)使用要求，規(guī)定高精度為 0.0010.005mm，而一般精 度的軸為 0.010.03mm。 如圖 1-1、1-2 所示，30mm 的同軸度公差為 0.05mm，30mm 的內(nèi)徑與套的斷面的垂直度為 0.02mm。 1.4 零件毛坯的選擇 毛坯材料為 45#，強(qiáng)度、硬度、塑性等力學(xué)性能好，切學(xué)性能、沒(méi)有經(jīng)過(guò)熱處理、等加工工藝 性能好，便于加工，能夠滿足使用性能。軸毛坯下料長(zhǎng)為 50mm128mm。套毛坯下料長(zhǎng)為 50mm44mm。 合理的標(biāo)注尺寸 零件圖上的重要尺寸直接標(biāo)注，在加工時(shí)使用工藝基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，并符合尺寸鏈最短的 原則。 1.5 零件的安裝 數(shù)控車床上零件的安裝方法與普通車床一樣，要合理選擇定位基準(zhǔn)和夾緊方案，主要注意以下 兩點(diǎn)： （1）力求設(shè)計(jì)、工藝與偏程計(jì)算的基準(zhǔn)統(tǒng)一，這樣有利于提高編程時(shí)數(shù)值計(jì)算的簡(jiǎn)便性和精 確性。 （2）盡量減少裝夾次數(shù)，盡可能在一次裝夾后，加工出全部待加工面。 根據(jù)零件的尺寸、精度要求和生產(chǎn)條件選擇最常用的車床通用的三爪自定心卡盤。三爪自定心 卡盤可以自定心，夾持范圍大，適用于截面為圓形、三角形、六邊形的軸類和盤類上小型零件。 圖 1-3 2 數(shù)控加工工藝方案的制定 2.1 工序與工步的劃分 確定加工方案 經(jīng)過(guò)分析零件的尺寸精度、幾何形狀精度、位置精度和表面粗糙度要求，作出以下加工方案。 1.先加工軸，然后對(duì)套進(jìn)行加工。 2.加工套的外圓，然后加工內(nèi)孔。 3.先加工軸的右端， （如圖 2-1） 圖 2-1 4.然后加工軸的左端,其走刀路線（如圖 2-2） 圖 2-2 5.然后再加工軸套（如圖 2-3） 圖 2-3 2.2 加工機(jī)床的選擇 要保證加工零件的技術(shù)要求，能加工出合格的產(chǎn)品。 1 有利于提高生產(chǎn)率。 2 盡可能降低生產(chǎn)成本即生產(chǎn)費(fèi)用。 3 根據(jù)毛坯的材料和類型、零件輪廓形狀復(fù)雜程度、尺寸大小、加工精度、工件數(shù)量、現(xiàn)有的生 產(chǎn)條件要求。選用 CAK6150 數(shù)控車床（如圖 2-4） 。 圖 2-4 2.3 刀具的選擇 數(shù)控加工中的刀具選擇和切削用量確定是在人機(jī)交互狀態(tài)下完成的要求編程人員必須掌握刀具 選擇和切削用量確定的基本原則在編程時(shí)充分考慮數(shù)控加工的特點(diǎn)，能夠正確選擇刀具及切削用量。 數(shù)控車床對(duì)刀具提出了更高的要求,不僅要求刀具精度高,剛性好,耐用度高,而且要求安裝、調(diào)整、 刃磨方便,斷屑及排屑性能好。 在全功能數(shù)控車床上,可預(yù)先安裝 812 把刀具,當(dāng)被加工工件改變后,一般不需要更換刀具就 能完成工件的全部車削加工.為了滿足要求,刀具配備時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題. 在可能的范圍內(nèi),使被加工工件的形狀、尺寸標(biāo)準(zhǔn)化,從而刀具的種類,實(shí)現(xiàn)不換刀或少換刀, 以縮短準(zhǔn)備和調(diào)整時(shí)間. 使刀具規(guī)格化和通用化,以減少刀具的種類,便于刀具管理. 盡可能草用可轉(zhuǎn)位刀片,磨損后只需更換刀片,增加了刀具的互換性. 在設(shè)計(jì)或選擇刀具時(shí),應(yīng)盡量采用高效率、斷屑及排屑性能好的刀具. 車床主要用于回轉(zhuǎn)表面的加工,如內(nèi)/外圓柱面、圓錐面、圓弧面、螺紋、內(nèi)孔加工等的切削加 工。 數(shù)控車削常用的車刀一般分為三類,即尖形車刀、圓弧車刀和成形車刀。如下圖（2-5）所示為 常用車刀的種類、形狀和用途. 圖 2-5 綜上分析該零件主要以外圓加工為主。選擇硬質(zhì)合金車刀，需要 45車刀、80外圓刀、切 斷刀、螺紋刀、鉆頭、內(nèi)孔車刀。 加工零件為配合件，需要加工內(nèi)孔，利用如圖（2-6）的鉆頭加工。 鉆頭直徑 20。 圖 2-6 2.4 量具的選擇 外圓柱和長(zhǎng)度用規(guī)格為 0150mm 游標(biāo)卡尺進(jìn)行測(cè)量外圓面、端面的圓跳動(dòng)用百分表測(cè)量，其 中圓弧用 R 規(guī)測(cè)量。如圖（2-7） 游標(biāo)卡尺：測(cè)量范圍：0-150mm：分度值：0.02mm 圖 2-7 2.5 夾具的選擇 夾具用來(lái)裝夾被加工工件以完成加工過(guò)程，同時(shí)要保證被加工工件的定位精度，并使裝卸盡可 能方便、快捷。數(shù)控加工時(shí)夾具主要有兩大要求：一是夾具應(yīng)具有足夠的精度和剛度；二是夾具應(yīng) 有可靠的定位基準(zhǔn)。選用夾具時(shí)，通?？紤]以下幾點(diǎn)： （1）盡量選用可調(diào)整夾具，組合夾具及其它適用夾具，避免采用專用夾具，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備 時(shí)間。 （2）在成批生產(chǎn)時(shí)，才考慮采用專用夾具，并力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 （3）裝卸工件要迅速方便，以減少機(jī)床的停機(jī)時(shí)間。 （4）夾具在機(jī)床上安裝要準(zhǔn)確可靠，以保證工件在正確的位置上加工。 （5）夾具是否使用方便、安全。 夾具的類型 數(shù)控車床上的夾具主要有兩類：一類用于盤類或短軸類零件，工件毛坯裝夾在可調(diào)卡爪的卡盤 （三爪、四爪）中，由卡盤傳動(dòng)旋轉(zhuǎn)；另一類用于軸類零件，毛坯裝在主軸頂尖和尾座頂尖間，工 件由主軸上的撥動(dòng)卡盤傳動(dòng)旋轉(zhuǎn)。 綜上所述，三爪卡盤具有自動(dòng)定心的特點(diǎn)，加工該零件選用三爪卡盤加工。 2.6 冷卻液的選擇 金屬切削過(guò)程中，合理選擇切削液，可改善工件與刀具之間的摩擦狀況，降低切削力和切削溫 度，減小刀具磨損和工件的熱變形，從而可以提高刀具的耐用度、加工效率和加工質(zhì)量。 切削液的選擇應(yīng)考慮下列幾點(diǎn)因素： 1.潤(rùn)滑 具有良好潤(rùn)滑能力的切屑液可減少刀具與工件或切屑間的直接接觸，減輕摩擦和粘結(jié)， 因此，可減少刀具磨損，提高工件表面質(zhì)量。 2.冷卻 具有良好冷卻作用的切屑液能從切削區(qū)域帶走大量切削熱，使切削溫度降低。 3.清洗 具有良好清洗能力的切屑液可以沖走切削區(qū)域與機(jī)床上的細(xì)碎切屑和脫落的磨粒，防 止劃傷已加工表面和導(dǎo)軌。 4.防銹 切削液中加入防銹劑，如亞硝酸鈉、磷酸三鈉和石油磺酸鋇等，可在金屬表面形成一 層保護(hù)膜，起防銹作用。 常用切削液的種類如表所示 常用冷卻液 冷卻液名稱主要成份主要作用 水溶液水，防銹劑冷卻 乳化液水、乳化油、乳化劑冷卻、潤(rùn)滑、清洗 切削油 礦物油、動(dòng)植物油、 復(fù)合油 潤(rùn)滑 在加工此軸類零件時(shí)根據(jù)該工件材料、刀具材料、加工方法、加工要求及冷卻液的作用和價(jià)格來(lái)考 慮，加工時(shí)選擇乳化液比較合理。冷卻液作用：冷卻、潤(rùn)滑、清洗而且還有一定的防銹作用。 3 切削用量的選擇 3.1 切削用量的選擇原則 數(shù)控編程時(shí)，編程人員必須確定每道工序的切削用量，包括主軸轉(zhuǎn)速、背吃刀量、進(jìn)給速度等， 并以數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定的格式輸入到程序中。切削用量對(duì)于不同的加工方法，需選用不同的切削用量。 合理的選擇切削用量，對(duì)零件的表面質(zhì)量、精度、加工效率影響很大。這在實(shí)際中也很難把握，要 有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)才能夠確定合適的切削用量。在數(shù)控編程時(shí)只能憑借編程者的經(jīng)驗(yàn)和刀具的切削 用量推薦值初步確定，而最終的切削用量將根據(jù)零件數(shù)控程序的調(diào)試結(jié)果和實(shí)際加工情況來(lái)確定。 切削用量的選擇原則是：粗加工時(shí)以提高生產(chǎn)率為主，同時(shí)兼顧經(jīng)濟(jì)性和加工成本的考慮； 半精加工和精加工時(shí)，應(yīng)同時(shí)兼顧切削效率和加工成本的前提下，保證零件的加工質(zhì)量。值得注重 的是，切削用量（主軸轉(zhuǎn)速、切削深度及進(jìn)給量）是一個(gè)有機(jī)的整體，只有三者相互適應(yīng)，達(dá)到最 合理的匹配值，才能獲得最佳的切削用量。 確定切削用量時(shí)應(yīng)根據(jù)加工性質(zhì)、加工要求，工件材料及刀具的尺寸和材料性能等方面的具 體要求，通過(guò)查閱切削手冊(cè)并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)加以確定，確定切削用量時(shí)除了遵循一般的原則和方法外， 還應(yīng)考慮以下因素的影響： （1）刀具差異的影響不同的刀具廠家生產(chǎn)的刀具質(zhì)量差異很大，所以切削用量需根據(jù)實(shí) 際用刀具和現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)加以修正。 （2）機(jī)床特性的影響切削性能受數(shù)控機(jī)床的功率和機(jī)床的剛性限制，必須在機(jī)床說(shuō)明書 規(guī)定的范圍內(nèi)選擇。避免因機(jī)床功率不夠發(fā)生悶車現(xiàn)象，或剛性不足產(chǎn)生大的機(jī)床振動(dòng)現(xiàn)象，影響 零件的加工質(zhì)量、精度和表面粗糙度。 （3）數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)率的影響數(shù)控機(jī)床的工時(shí)費(fèi)用較高，相對(duì)而言，刀具的損耗成本所占 的比重較低，應(yīng)盡量采用高的切削用量，通過(guò)適當(dāng)降低刀具壽命來(lái)提高數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)率。 3.2 背吃刀量的選擇 1）確定背吃刀量 ap（mm） 背吃刀量的大小主要依據(jù)機(jī)床、夾具、刀具和工件組成的工藝系統(tǒng)的剛度來(lái)決定，在系統(tǒng)剛 度答應(yīng)的情況下，為保證以最少的進(jìn)給次數(shù)去除毛坯的加工余量，根據(jù)被加工零件的余量確定分層 切削深度，選擇較大的背吃刀量，以提高生產(chǎn)效率。在數(shù)控加工中，為保證零件必要的加工精度和 表面粗糙度，一般留少量的余量（0.20.5mm） ，在最后的精加工中沿輪廓走一刀。粗加工時(shí)，除 了留有必要的半精加工和精加工余量外，在工藝系統(tǒng)剛性答應(yīng)的條件下，應(yīng)以最少的次數(shù)完成粗加 工。留給精加工的余量應(yīng)大于零件的變形量和確保零件表面完整性。 綜合考慮得到：粗加工時(shí)選取 2.0mm 的背吃刀量。 精加工余量取 0.10.2mm 3.3 確定主軸轉(zhuǎn)速 主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)允許的切削速度和工件（或刀具）直徑來(lái)選擇。外圓車削及其計(jì)算公式為： n=1000v/D 式中 v-切削速度，單位為 m/min，由刀具的耐用度決定； n-主軸轉(zhuǎn)速，單位為 r/min； D-工件直徑或刀具直徑，單位為 mm。 而車螺紋時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速如下： n p 1200 -k 式中：P工件螺紋的螺距或?qū)С蹋╩m） ； k保險(xiǎn)系數(shù)，一般取 75-85 之間的值。 計(jì)算的主軸轉(zhuǎn)速 n 最后要根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書選取機(jī)床有的或較接近的轉(zhuǎn)速。 切削速度 VC 與刀具耐用度關(guān)系比較密切，隨著 VC 的加大，刀具耐用度將急劇下降，故 VC 的 選擇主要取決于刀具耐用度。 主軸轉(zhuǎn)速 n 確定后，必須按照數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)所規(guī)定的格式寫入數(shù)控程序中。在實(shí)際操作 中，操作者可以根據(jù)實(shí)際加工情況，通過(guò)適當(dāng)調(diào)整數(shù)控機(jī)床控制面板上的主軸轉(zhuǎn)速倍率開(kāi)關(guān)，來(lái)控 制主軸轉(zhuǎn)速的大小，以確定最佳的主軸轉(zhuǎn)速。 綜上所述：切削零件外圓時(shí)主軸轉(zhuǎn)速粗加工轉(zhuǎn)速為 500 mm/r，精加工轉(zhuǎn)速為 1200 mm/r。螺紋 轉(zhuǎn)速為 700 mm/r。 3.4 進(jìn)給量或進(jìn)給速度的選擇 進(jìn)給速度 F 是切削時(shí)單位時(shí)間內(nèi)零件與銑刀沿進(jìn)給方向的相對(duì)位移量，單位為 mm/r 或 mm/min。 進(jìn)給量或進(jìn)給速度在數(shù)控機(jī)床上使用進(jìn)給功能字 F 表示的，F(xiàn) 是數(shù)控機(jī)床切削用量中的一個(gè)重 要參數(shù)，主要依據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度要求，以及所使用的刀具和工件材料來(lái)確定。零件 的加工精度要求越高，表面粗糙度要求越低時(shí)，選擇的進(jìn)給量數(shù)值就越小。實(shí)際中，應(yīng)綜合考慮機(jī) 床、刀具、夾具和被加工零件精度、材料的機(jī)械性能、曲率變化、結(jié)構(gòu)剛性、工藝系統(tǒng)的剛性及斷 屑情況，選擇合適的進(jìn)給速度。 進(jìn)給率數(shù)是一個(gè)非凡的進(jìn)給量表示方法，即進(jìn)給率的時(shí)間倒數(shù)FRN（Feed Rate Number 的 縮寫） ，對(duì)于直線插補(bǔ)的進(jìn)給率數(shù)為： 式中 F進(jìn)給量（m/min） 。 L程序段的加工長(zhǎng)度，是刀具沿工件所走的有效距離（mm） 。 程序段中編入了進(jìn)給率數(shù) FRN，實(shí)際上就規(guī)定了執(zhí)行該程序段的時(shí)間 T，它們之間的關(guān)系是： 程序編制時(shí)選定進(jìn)給量 F 后，刀具中心的運(yùn)動(dòng)速度就一定了。在直線切削時(shí)，切削點(diǎn)（刀具與 加工表面的切點(diǎn)）的運(yùn)動(dòng)速度就是程序編制時(shí)給定的進(jìn)給量。但是在做圓弧切削時(shí)，切削點(diǎn)實(shí)際進(jìn) 給量并不等于程序編制時(shí)選定的刀具中心的進(jìn)給量。 在輪廓加工中選擇進(jìn)給量 F 時(shí)，應(yīng)注重在輪廓拐角處的“超程”問(wèn)題，非凡是在拐角較大而且 進(jìn)給量也較大時(shí)，應(yīng)用在接近拐角處適當(dāng)降低速度，而在拐角過(guò)后再逐漸提速的方法來(lái)保證加工精 度。 數(shù)控編程時(shí)，編程人員必須確定每道工序的切削用量，并以指令的形式寫入程序中。切削用量 包括主軸轉(zhuǎn)速、背吃刀量及進(jìn)給速度等。對(duì)于不同的加工方法，需要選用不同的切削用量。為了獲 得最高的生產(chǎn)率和單位時(shí)間的最高切除率，在保證零件加工質(zhì)量和刀具耐用度前提下，應(yīng)合理地確 定切削參數(shù)。 所以，此處我們應(yīng)當(dāng)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和粗精加工而定,粗加工選取 F2.0 左右。精加工時(shí)選取較少的加 工余量 F0.2F0.3。 4 數(shù)控加工工藝過(guò)程卡片 4.1 確定加工路線 加工路線是指數(shù)控機(jī)床加工過(guò)程中，刀具相對(duì)零件的運(yùn)動(dòng)軌跡和方向。 1) 應(yīng)能保證加工精度和表面粗糙要求； 2) 應(yīng)盡量縮短加工路線，減少刀具空行程時(shí)間。 3）選擇切入切出方向，盡量減少在輪廓加工切削過(guò)程中的暫停（切削力突然變化造成彈性變 形） ，以免留下刀痕。 4）應(yīng)盡量簡(jiǎn)化數(shù)學(xué)處理時(shí)的 數(shù)值計(jì)算工作量，以減少編程工作量。 加工路線如下： 1、平右端面； 2、用 G71 循環(huán)粗加工指令加工右輪廓到 88； 3、用 G70 精加工指令進(jìn)行精加工； 4、然后用 G75 指令切 20 的槽； 5、用 G92 指令加工 M20 的螺紋； 6、調(diào)頭加工左端軸、并且保證長(zhǎng)度； 7、用 G71 循環(huán)粗加工指令加工右輪廓到 46； 8、用 G70 精加工指令進(jìn)行精加工左端外輪廓； 9、用 G75 切槽； 10、取下軸、對(duì)套筒進(jìn)行加工； 11、夾住毛坯右端，手動(dòng)車削端面，程序加工外圓； 12、調(diào)頭加工毛坯左端，并在保證長(zhǎng)度的情況下車削端面； 13、手動(dòng)鉆 24 的內(nèi)孔； 14、編程自動(dòng)鏜內(nèi)孔到 Z-42； 15、對(duì)工件進(jìn)行測(cè)量，取下工件，收拾工具，進(jìn)行總結(jié)； 4.2 數(shù)控加工工藝過(guò)程卡片 數(shù)控加工工藝卡 產(chǎn)品名 稱 零件名 稱 零件圖號(hào) A4 姓名黃大偉軸套配合件的數(shù) 控加工工藝分析程序號(hào) O0001 O0002 O0003 工序號(hào)程序編號(hào)夾具名稱 使用設(shè)備車間 01 O0001 O0002 O0003 三爪卡盤臥式數(shù)控車 床 工廠廠房 工步 號(hào) 工步內(nèi)容刀具號(hào)刀具規(guī) 格 主軸轉(zhuǎn)速 （r/min） 進(jìn)給速度 (mm/r) 背吃刀 量 備注 1 車右端面 T0190500 手動(dòng) 2 粗車軸右端外輪廓 T01905000.252.0 自動(dòng) 3 精車軸右端外輪廓 T019012000.150.3 自動(dòng) 4 切槽 T024500.21.0 自動(dòng) 5 車螺紋 T03700 自動(dòng) 6 調(diào)頭保證長(zhǎng)度 T01904500.32.0 手動(dòng) 7 粗車車左端輪廓 T01905000.22.0 自動(dòng) 8 精車左端輪廓 T019012000.22.0 自動(dòng) 9 切槽 T024501.0 自動(dòng) 10 粗車套外圓 T01 905000.22.0 自動(dòng) 11 精車套外圓 T019012000.20.3 自動(dòng) 12 鉆孔 350 手動(dòng) 13 車削內(nèi)孔 T045000.2 自動(dòng) 編制審核 羅昊批準(zhǔn)2010 年 12 月 6 日 共 1 頁(yè)第 1 頁(yè) 4.3 刀具卡 數(shù)控加工刀具卡 產(chǎn)品名 稱 軸套配合 件 零件名稱軸類零件 零件圖 號(hào) A4 姓名易雄偉 工部號(hào)刀具號(hào)刀具名稱規(guī)格加工表面 刀具半徑 補(bǔ)償量 備注 01T01 90度外圓刀 2020 車外輪廓 0.2 自動(dòng) 02T02 4mm 切槽刀 2020 切 4mm 寬槽 0 自動(dòng) 03T03 60螺紋車刀 2020 車削螺紋 0 自動(dòng) 04T04 鏜孔刀 2020 內(nèi)孔鏜削 0 自動(dòng) 05T05 鉆頭 20 鉆孔 0 手動(dòng) 06T06 45 端面車刀 2020 平端面 0 手動(dòng) 編制審核批準(zhǔn) 2010 年 12 月 6 日 共 1 頁(yè)第 1 頁(yè) 4.4 編寫程序數(shù)控加工程序 車削軸右端 O0001 N10 M03 S500 T0101; N15 G00 X52 Z2; N16 M08; N20 G71 U2.0 R1.5; N25 G71 P30 Q70 U0.3 W0.1 F0.25; 循環(huán)粗車右端外圓 N30 G00 X14; N35 G01 Z0 F0.3; N40 X20 Z-3; N45 Z-23.92; N50 X29.99; N55 Z-61; N60 G02 X48 Z-70 R9; N65 G01 X48 Z-88; N70 G01 X50; N75 G00 X80; N80 Z100; N85 M03 S1200 T0101; N90 G00 X52 Z2; N95 G70 P30 Q70 F0.15; 精車右端外圓 N100 G00 X80; N105 Z100; N110 M05 M00; N115 M03 S450 T0202; N120 G00 X34 Z-39.96; N125 G75 R0.1; N130 G75 X19.96 Z-48 P500 Q3500 F0.2; 切槽 N135 G00 X100; N140 Z100; N145 M03 S650 T0303; N150 G00 X22 Z-2; N155 G92 X19.4 Z-16 F2.0; 車螺紋 N160 X18.8; N165 X18.3; N170 X17.8; N175 X17.5; N180 X17.4; N185 G00 X100; N190 Z100; N191 M09; N195 M05; N200 M30; % 車削軸左端 O0002 N05 M03 S450 T0101; N06 M08; N10 G00 X52 Z2; N15 G71 U2.0 R1.5; N20 G71 P25 Q61 U0.4 W0.1 F0.3; 粗車左端外圓 N25 G00 X27.05; N30 G01 Z0 F0.3; N35 X29.05 Z-1; N40 Z-15; N45 X35 Z-40; N50 Z-45; N55 X46; N60 X48 Z-46; N61 X52 N65 G00 X80; N70 Z100; N75 M05; N80 M00; N85 M03 S1200 T0101; N90 G00 X50 Z2; N95 G70 P25 Q61 F0.2; 精車左端外圓 N100 G00 X80; N105 Z100; N110 S450 T0202; N115 G00 X33 Z-15; N120 G75 R0.1; N125 G75 X27.05 Z-15 P500 Q1000 R0 F0.2; 切槽 N130 G00 X100; N135 Z100; N136 M09; N140 M05; N145 M30; % 編寫內(nèi)孔程序 O0003 N05 M03 S500 T0404; N06 M08; N10 NG00 X22 Z2; N15 G71 U2.0 R1.5; N20 G71 P25 Q40 U-0.2 W0.1 F0.2; 粗鏜內(nèi)孔 N25 G00 X24; N30 G01 Z0 F0.2; N35 X30.04 Z-25; N40 Z-42; N45 G00 Z100; N50 X100; N55 M05; N60 M00; N65 M03 S1100; N70 G00 X22 Z2; N75 G70 P25 Q40 F0.1; 精鏜內(nèi)孔 N76 M09; N80 G00 Z100; N85 X100; N90 M05; N95 M30; % 5 零件的加工及結(jié)果分析 5.1 對(duì)刀 加工中,一般我們都采用試切法對(duì)刀。 首先對(duì) Z 軸，當(dāng)?shù)蹲叩饺缦聢D時(shí)，進(jìn)入“offset setting” 坐標(biāo)系，輸入 Z0. 按測(cè)量，Z 軸就對(duì)好了（如圖 5-1） 。 圖 5-1 再對(duì) X 軸，當(dāng)?shù)蹲叩饺缦聢D時(shí)，主軸停，用卡尺測(cè) 量 d, 進(jìn)入“offset setting” 坐標(biāo)系,輸入側(cè)得的值，X 軸也就對(duì)好了（如圖 5-2） 。 圖 5-2 5.2 加工零件 首先為了保證程序毫無(wú)差錯(cuò)，一般都先用已經(jīng)輸入的程序，試運(yùn)行，即使程序有 錯(cuò)也不會(huì)浪費(fèi)毛坯件，也便于及時(shí)修改程序。這樣確定所有程序的路線、加工工藝都 正確無(wú)誤后，便可對(duì)零件進(jìn)行機(jī)械加工。點(diǎn)擊控制面板上的“PROG” 輸入要加工的 程序名稱 “自動(dòng)”“循環(huán)啟動(dòng)”“開(kāi)冷卻液”完成一系列的操作后，數(shù)控機(jī)床 對(duì)工件進(jìn)行自動(dòng)加工了（仿真如圖 5-3） 。 圖 5-3 5.3 零件加工結(jié)果 零件在加工好后，使用游標(biāo)卡尺和 R 規(guī)進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量的結(jié)果顯示各項(xiàng)尺寸都在 公差范圍之內(nèi)，均合格，但是個(gè)別尺寸在公差中偏高或偏低，表面質(zhì)量也不是非常好。 5.4 原因分析 零件的輪廓粗糙度明顯達(dá)不到要求，其原因主要有：刀具的選擇、切削用量的確 定、下刀點(diǎn)的選擇等。刀具的選擇，主要體現(xiàn)在加工零件時(shí)選用的刀具比較小，使零 件的粗糙度沒(méi)有達(dá)到要求。切削用量，主要體現(xiàn)在加工圓弧時(shí)，有過(guò)切和超程現(xiàn)象。 下刀點(diǎn)，主要體現(xiàn)在加工槽時(shí)，下刀點(diǎn)選擇沒(méi)有考慮到零件的實(shí)際輪廓。 另外，在加工時(shí)要求機(jī)床主軸具有一定的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)精度。即加工過(guò)程中主軸回轉(zhuǎn) 中心相對(duì)刀具或者工件的精度，當(dāng)主軸回轉(zhuǎn)時(shí)，實(shí)際回轉(zhuǎn)軸線其位置總是在變動(dòng)的， 也就是說(shuō)，存在著回轉(zhuǎn)誤差主軸的回轉(zhuǎn)誤差可分為三種形式：軸向竄動(dòng)、徑向圓跳動(dòng) 角度擺角、主軸回轉(zhuǎn)誤差對(duì)加工精度的影響，切削加工過(guò)程中的機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)誤差使 得刀具和工件間的相對(duì)位置不斷改變，影響著成形運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性，在工件上引起加工 誤差。 5.5 解決方法 根據(jù)零件加工的質(zhì)量結(jié)果和原因分析，提出解決方法。一是刀具的選用，應(yīng)盡可 能選較大的刀具，以提高輪廓粗糙度。二是進(jìn)給量的確定，應(yīng)在圓弧和拐角處降低進(jìn) 給量，以免造成過(guò)切和超程。三是下刀點(diǎn)的選擇，應(yīng)盡量避免與以加工表面形成干涉。 四是加工余量的確定，X、Z 軸的加工余量應(yīng)該合理。 總結(jié)：本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，是理論與實(shí)踐結(jié)合的一次應(yīng)用。通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我鞏固了大學(xué) 三年的學(xué)習(xí)課程，機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制圖、數(shù)控編程、等課程。還更加深入學(xué)習(xí)編程技巧，操作機(jī)床 的實(shí)踐能力，并為今后工作打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。本設(shè)計(jì)根據(jù)我院實(shí)際情況設(shè)計(jì)而定。因?qū)W生水平有限， 加之時(shí)間倉(cāng)促，設(shè)計(jì)中不足之處和錯(cuò)誤，懇請(qǐng)老師和專家批評(píng)指正。 值此論文完成之際，向我的指導(dǎo)老師致以深深的敬意和謝意。同時(shí)我還要感謝王老師對(duì)我悉心 指導(dǎo)和多次給予的方向性的建議，并感謝同學(xué)給予了我支持和鼓勵(lì)。 致謝致謝 在本次論文設(shè)計(jì)過(guò)程中，王鴻波老師對(duì)該論文從選題，構(gòu)思到最后定稿的各個(gè)環(huán)節(jié)給予細(xì)心指 引與教導(dǎo),使我得以最終完成畢業(yè)論文設(shè)計(jì)。在此感謝老師在我學(xué)習(xí)中的指導(dǎo)與督促，同時(shí)感謝她 的諒解與包容。在學(xué)習(xí)中,老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、豐富淵博的知識(shí)、敏銳的學(xué)術(shù)思維、精益求精的 工作態(tài)度以及侮人不倦的師者風(fēng)范是我終生學(xué)習(xí)的楷模，導(dǎo)師們的高深精湛的造詣與嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治 學(xué)精神，將永遠(yuǎn)激勵(lì)著我。這三年中還得到眾多老師的關(guān)心支持和幫助。在此，謹(jǐn)向老師們致以衷 心的感謝和崇高的敬意！ 謝謝我的父母，沒(méi)有他們辛勤的付出也就沒(méi)有我的今天，在這一刻，將最崇高的敬意獻(xiàn)給你們！ 本文參考了大量的文獻(xiàn)資料，在此，向各學(xué)術(shù)界的前輩們致敬。 最后，我要向百忙之中抽時(shí)間對(duì)本文進(jìn)行審閱，評(píng)議和參與本人論文答辯的各位老師表示感 謝。 參考文獻(xiàn)： 1袁鋒數(shù)控車床培訓(xùn)教程.M-北京：機(jī)械工業(yè)出版社2008 2陳洪濤.數(shù)控加工工藝與編程.M-北京：高等教育出版社。2003.9 3王定勇.數(shù)控車削編程與加工.M-北京：國(guó)防教育出版社。2008.2 4薛彥成.公差配合與技術(shù)測(cè)量.M- 機(jī)械工業(yè)出版社。2005. 5羅學(xué)科.數(shù)控機(jī)床編程與操作實(shí)例.M-北京：化學(xué)工業(yè)出版社。2001 6焦小明.機(jī)械加工技術(shù).M北京：機(jī)械工業(yè)出版社。2005.7 7玄炳唐、宋業(yè)鈞.數(shù)控設(shè)備選用指導(dǎo)手冊(cè).機(jī)械工業(yè)出版社.2002