短軸-臺階軸零件的數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)及手動編程含三維及CAD圖

短軸-臺階軸零件的數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)及手動編程含三維及CAD圖,臺階,零件,數(shù)控,加工,工藝,設(shè)計(jì),手動,編程,三維,cad 臺階軸零件的數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì) 摘要 數(shù)控技術(shù)和裝備發(fā)展趨勢及對策裝備工業(yè)的技術(shù)水平和現(xiàn)代化程度決定著整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)的水平和現(xiàn)代化程度，數(shù)控技術(shù)及裝備是發(fā)展新興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和尖端工業(yè)（如信息技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)、生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)、航空、航天等國防工業(yè)產(chǎn)業(yè)）的使能技術(shù)和最基本的裝備。馬克思曾經(jīng)說過“各種經(jīng)濟(jì)時(shí)代的區(qū)別，不在于生產(chǎn)什么，而在于怎樣生產(chǎn)，用什么勞動資料生產(chǎn)”。制造技術(shù)和裝備就是人類生產(chǎn)活動的最基本的生產(chǎn)資料，而數(shù)控技術(shù)又是當(dāng)今先進(jìn)制造技術(shù)和裝備最為核心的技術(shù)。當(dāng)今世界各國制造業(yè)廣泛采用數(shù)控技術(shù)，以提高制造能力和水平，提高對動態(tài)多變市場的適應(yīng)能力和競爭能力。 關(guān)鍵詞：數(shù)控技術(shù)、制造技術(shù) I 目錄 摘要 I 第1章 零件分析 1 1.1 零件圖 1 1.2 零件工藝分析 1 1.3工件坐標(biāo)系及機(jī)床選擇 1 1.4 確定加工方法 2 1.5 確定加工方案 2 1.6零件的工藝性 2 1.7 尺寸標(biāo)注方法分析 2 1.8 精度及技術(shù)要求分析 3 1.9 輪廓幾何要素要求 3 第2章 工藝處理 4 2.1 裝夾定位方式 4 2.2 加工工步 4 第3章 工件的裝夾 4 3.1 定位基準(zhǔn)的選擇 5 3.2定位基準(zhǔn)選擇的原則 5 3.3確定零件的定位基準(zhǔn) 6 3.4裝夾方式的選擇 6 3.5數(shù)控車床常用的裝夾方式 7 3.6確定合理的裝夾方式 7 第4章 刀具及切削用量 7 4.1選擇數(shù)控刀具的原則 8 4.2選擇數(shù)控車削用刀具 8 4.3 設(shè)置刀點(diǎn)和對刀點(diǎn) 9 第5章 典型軸類零件的加工 10 5.1 軸類零件加工工藝分析 10 5.2 切削條件的三要素 11 5.21 確定背吃刀量 12 5.22 確定主軸轉(zhuǎn)速 12 5.23確定進(jìn)給速度 14 5.3典型軸類零件加工工藝 15 5.4確定切削用量 15 5.5 加工程序與路徑 17 第6章 結(jié)束語 19 致 謝 20 參考文獻(xiàn) 21 1 第1章 零件分析 1.1 零件圖 1.2 零件工藝分析 該零件的視圖符合國家標(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。 零件的加工內(nèi)容主要包括:端面車削，外圓車削，其中外圓車削精度要求較高，φ40臺階兩軸肩有平行度要求，在加工過程中應(yīng)主要保證行為公差要求及尺寸公差要求，零件粗糙度要求也較高，盡可能使用較高的切削速度，從而達(dá)到較高的表面粗糙度。 1.3工件坐標(biāo)系及機(jī)床選擇 零件的加工需要進(jìn)行兩次裝夾，兩次裝夾所用的坐標(biāo)系原點(diǎn)都在端面中心。在設(shè)定原點(diǎn)時(shí)應(yīng)該注意端面留有一定余量，這樣下一個(gè)零件裝夾時(shí)，在運(yùn)行程序后保證端面能夠被切平。 1.4 確定加工方法 從零件圖紙分析可得，零件在的主要特征屬于回轉(zhuǎn)體零件，十分適合車床加工。零件的加工精度較高，使用高精度的數(shù)控車床加工較為合適。 1.5 確定加工方案 數(shù)控車床加工的加工方案遵守其基準(zhǔn)原則制定加工方案。以下是制定的是該零件的車削件的兩種加工方案。 方案一：下料→粗車左端面→精車左端→粗車左端外圓→精車左端外圓→掉頭裝夾→粗車右端面→精車右端面→粗車右端外圓→精車右端外圓。 方案二：下料→粗車右端面→精車右端→粗車右端外圓→精車右端外圓→掉頭裝夾→粗車左端面→精車左端面→粗車左端外圓→精車左端外圓。 為了便于加工，并使該車削件所達(dá)到的精度要求更為準(zhǔn)確，其加工的表面質(zhì)量更為高，方案二在掉頭裝夾后夾持剛性太差，因此原則方案一。 1.6零件的工藝性 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，它涉及面廣，采此有必要對零件進(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。為了多快好省地把所設(shè)計(jì)的零件加工出來，就必須對零件的結(jié)構(gòu)工藝性進(jìn)行詳細(xì)的分析。 1.7 尺寸標(biāo)注方法分析 該零件的視圖符合國家標(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 螺紋軸是軸類零件的主要表面，他影響軸的回轉(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IT6-IT9,精密軸頸可達(dá)IT5 （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。一般情況來說相同要求的軸孔配合時(shí)，軸的表面粗糙度要比孔高一級，這主要是由于加工時(shí)孔的難度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于軸，設(shè)計(jì)人人員一般會提高孔的要求降低軸的要求從而方便加工。 1.8 精度及技術(shù)要求分析 對被加工零件的精度及技術(shù)要求進(jìn)行分析，是零件工藝分析的重要內(nèi)容，只有在分析零件尺寸精度和表面粗糙度的基礎(chǔ)上，才能正確合理地選擇加工方法、裝夾方式、刀具及切削用量等。精度及技術(shù)要求分析的主要內(nèi)容如下： （1）分析精度及各項(xiàng)技術(shù)要求是否齊全、是否合理。 （2）分析本工序的數(shù)控車削加工精度能否達(dá)到圖樣要求，若達(dá)不到，需要采取其他措施彌補(bǔ)時(shí)，則應(yīng)給后續(xù)工序留有余量。 （3）找出圖樣上有位置精度要求的表面，這些表面應(yīng)在一次安裝下完成。 （4）對表面粗糙度要求較高的表面，應(yīng)確定用恒線速度切削。 1.9 輪廓幾何要素要求 在分析零件圖時(shí)，要分析幾何要素的給定條件是否充分。本零件圖幾何要素充分，總長度等于各段長度，符合輪廓幾何要素要。 第2章 工藝處理 2.1 裝夾定位方式 機(jī)床夾具的種類很多，由于各類機(jī)床自身工作特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)形式各不相同，對所用夾具的結(jié)構(gòu)也相應(yīng)地提出了不同的要求。按所使用的機(jī)床不同，夾具又可分為：車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、磨床夾具、齒輪機(jī)床夾具和其他機(jī)床夾具等。根據(jù)夾具所采用的夾緊動力源不同，可分為：手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、氣液夾具、電動夾具、磁力夾具、真空夾具等。該零件在加工該零件時(shí)需要兩頭裝夾，加工的工步也比較簡單，因此為了便于在加工時(shí)對該零件進(jìn)行兩次裝夾，所以該零件車削件加工時(shí)所用夾具為三爪卡盤。 2.2 加工工步 零件的主要外形為回轉(zhuǎn)體零件，主要的加工內(nèi)容有軸的端面車削，外圓車削，螺紋車削，外槽車削，內(nèi)槽車削，內(nèi)孔車削等，零件需要采用二次裝夾才能完成零件的加工，在二次裝夾時(shí)我們主要考慮的是二次裝夾的定位準(zhǔn)確問題，以及對前一工序的加工面的保護(hù)是必不可少的。 遵從數(shù)控加工內(nèi)容的要求，下面是該零件的銑削件的螺紋軸的數(shù)控加工內(nèi)容要求： （1）平端面見光； （2）粗車左端端面； （3）精車左端端面； （4）粗車零件左端外圓； （5）精車零件左端外圓； （6）粗車右端端面； （7）精車右端端面； （8）粗車零件右端外圓； （9）精車零件右端外圓； 第3章 工件的裝夾 3.1 定位基準(zhǔn)的選擇 在制定零件加工的工藝規(guī)程時(shí)，正確地選擇工件的定位基準(zhǔn)有著十分重要的意義。定位基準(zhǔn)的選擇分為： 粗基準(zhǔn)選擇原則（選擇重要表面作為粗基準(zhǔn)；選擇不加工表面作為粗基準(zhǔn)；選擇加工余量最小的表面為粗基準(zhǔn)；選擇定位可靠、裝夾方便、面積較大的表面為粗基準(zhǔn)；粗基準(zhǔn)在同一自由度方向上只能使用一次） 精基準(zhǔn)選擇原則（基準(zhǔn)重合原則；基準(zhǔn)統(tǒng)一原則；互為基準(zhǔn)原則；自為基準(zhǔn)原則；工件裝夾方便、重復(fù)定位精度高） 3.2定位基準(zhǔn)選擇的原則 1. ?粗基準(zhǔn)的選擇原則 選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，主要要求保證各加工面有足夠的余量，使加工面與不加工面間的位置符合圖樣要求，并特別注意要盡快獲得精基面。具體選擇時(shí)應(yīng)考慮下列原則： (1) ?選擇重要表面為粗基準(zhǔn)???? 為保證工件上重要表面的加工余量小而均勻，則應(yīng)選擇該表面為粗基準(zhǔn)。所謂重要表面一般是工件上加工精度以及表面質(zhì)量要求較高的表面，如床身的導(dǎo)軌面，車床主軸箱的主軸孔，都是各自的重要表面。因此，加工床身和主軸箱時(shí)，應(yīng)以導(dǎo)軌面或主軸孔為粗基準(zhǔn)。?? (2) ?選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)?? 為了保證加工面與不加工面間的位置要求，一般應(yīng)選擇不加工面為粗基準(zhǔn)。如果工件上有多個(gè)不加工面，則應(yīng)選其中與加工面位置要求較高的不加工面為粗基準(zhǔn)，以便保證要求，使外形對稱等。如圖2所示的工件，毛坯孔與外圓之間偏心較大，應(yīng)當(dāng)選擇不加工的外圓為粗基準(zhǔn)，將工件裝夾在三爪自定心卡盤中，把毛坯的同軸度誤差在鏜孔時(shí)切除，從而保證其壁厚均勻。? (3) ?選擇加工余量最小的表面為粗基準(zhǔn)? ? 在沒有要求保證重要表面加工余量均勻的情況下，如果零件上每個(gè)表面都要加工，則應(yīng)選擇其中加工余量最小的表面為粗基準(zhǔn)，以避免該表面在加工時(shí)因余量不足而留下部分毛坯面，造成工件廢品。 (4)?選擇較為平整光潔、加工面積較大的表面為粗基準(zhǔn)，以便工件定位可靠、夾緊方便。 (5)?粗基準(zhǔn)在同一尺寸方向上只能使用一次?? 因?yàn)榇只鶞?zhǔn)本身都是未經(jīng)機(jī)械加工的毛坯面，其表面粗糙且精度低，若重復(fù)使用將產(chǎn)生較大的誤差。 2、精基準(zhǔn)的選擇原則 (1)?基準(zhǔn)重合原則 ?? 即選用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，以避免定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而引起的基準(zhǔn)不重合誤差。 (2) ?基準(zhǔn)統(tǒng)一原則????? 應(yīng)采用同一組基準(zhǔn)定位加工零件上盡可能多的表面，這就是基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。這樣做可以簡化工藝規(guī)程的制訂工作，減少夾具設(shè)計(jì)、制造工作量和成本，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期；由于減少了基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換，便于保證各加工表面的相互位置精度。例如加工軸類零件時(shí)，采用兩中心孔定位加工各外圓表面，就符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。箱體零件采用一面兩孔定位，齒輪的齒坯和齒形加工多采用齒輪的內(nèi)孔及一端面為定位基準(zhǔn)，均屬于基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。 3.3確定零件的定位基準(zhǔn) 先以毛坯的一個(gè)端面為基準(zhǔn)，車削零件左端，車削至φ48，在二次裝夾后選用此軸肩作為零件的精基準(zhǔn)加工零件右端。 3.4裝夾方式的選擇 數(shù)控加工的特點(diǎn)對夾具裝夾提出了兩個(gè)基本要求，一是要保證夾具的坐標(biāo)方向與機(jī)床的坐標(biāo)方向相對固定；二是要能保證零件與機(jī)床坐標(biāo)系之間的正確尺寸關(guān)系。依據(jù)零件毛料的狀態(tài)和數(shù)控機(jī)床的安裝要求，應(yīng)選取能保證加工質(zhì)量、滿足加工需要的夾具。螺紋軸屬于軸類零件，該零件為單件下批量生產(chǎn)應(yīng)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。 3.5數(shù)控車床常用的裝夾方式 數(shù)控車床的常見的裝進(jìn)愛方式主要包括以下幾種： 1) 四爪單動卡盤裝夾。這種卡盤夾緊力大，但找正比較費(fèi)時(shí)，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(fèi)過多時(shí)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。 3.6確定合理的裝夾方式 三爪卡盤夾持毛坯一端，車削零件左端，車削至φ48，在二次裝夾后選用此軸肩作為零件的精基準(zhǔn)夾持零件φ40mm外圓加工零件右端。 第4章 刀具及切削用量 4.1選擇數(shù)控刀具的原則 在選擇刀具的類型和規(guī)格時(shí)，主要考慮以下因素的影響： （1）生產(chǎn)性質(zhì) 在這里生產(chǎn)性質(zhì)指的是零件的批量大小，主要從加工成本上考慮對刀具選擇的影響。例如在大量生產(chǎn)時(shí)采用特殊刀具，可能是合算的，而在單件或小批量生產(chǎn)時(shí)，選擇標(biāo)準(zhǔn)刀具更適合一些。 （2）機(jī)床類型 完成該工序所用的數(shù)控機(jī)床對選擇的刀具類型（鉆、車刀或銑刀）的影響。在能夠保證工件系統(tǒng)和刀具系統(tǒng)剛性好的條件下，允許采用高生產(chǎn)率的刀具，例如高速切削車刀和大進(jìn)給量車刀。 （3）數(shù)控加工方案 不同的數(shù)控加工方案可以采用不同類型的刀具。例如孔的加工可以用鉆及擴(kuò)孔鉆，也可用鉆和鏜刀來進(jìn)行加工。 （4）工件的尺寸及外形 工件的尺寸及外形也影響刀具類型和規(guī)格的選擇，例如特型表面要采用特殊的刀具來加工。 （5）加工表面粗糙度 加工表面粗糙度影響刀具的結(jié)構(gòu)形狀和切削用量，例如毛坯粗銑加工時(shí)，可采用粗齒銑刀，精銑時(shí)最好用細(xì)齒銑刀。 （6）加工精度 加工精度影響精加工刀具的類型和結(jié)構(gòu)形狀，例如孔的最后加工依據(jù)孔的精度可用鉆、擴(kuò)孔鉆、鉸刀或鏜刀來加工。 （7）工件材料 工件材料將決定刀具材料和切削部分幾何參數(shù)的選擇，刀具材料與工件的加工精度、材料硬度等有關(guān)。 4.2選擇數(shù)控車削用刀具 （1）數(shù)控車具的類型、規(guī)格和精度等級應(yīng)能夠滿足加工要求，車刀材料應(yīng)與工件材料相適應(yīng)。 （2）切削性能好。為適應(yīng)車刀在粗加工或?qū)﹄y加工材料的工件加工時(shí)能采用大的背吃刀量和高進(jìn)給量，車刀應(yīng)具有能夠承受高速切削和強(qiáng)力切削的性能。同時(shí)，同一批車刀在切削性能和車刀壽命方面一定要穩(wěn)定，以便實(shí)現(xiàn)按車刀使用壽命換刀或由數(shù)控系統(tǒng)對車刀壽命進(jìn)行管理。 （3）精度高。為適應(yīng)數(shù)控加工的高精度和自動換刀等要求。 （4）可靠性高。要保證數(shù)控加工中不會發(fā)生車刀意外損傷及潛在缺陷而影響到加工的順利進(jìn)行，要求車刀及與之組合的附件必須具有很好的可靠性及較強(qiáng)的適應(yīng)性。 （5）耐用度，及車刀的使用壽命 4.3 設(shè)置刀點(diǎn)和對刀點(diǎn) 在進(jìn)行數(shù)控加工的編程時(shí)，往往將整個(gè)刀具濃縮視為一個(gè)點(diǎn)，那就是刀位點(diǎn)，它是在刀具上用于表現(xiàn)刀具位置的參照點(diǎn)。對刀操作就是要測定出程序起點(diǎn)處刀具刀位點(diǎn)相對機(jī)床原點(diǎn)以及工件原點(diǎn)的坐標(biāo)位置。在對刀時(shí)，常用的儀器有：對刀測頭、千分表或?qū)Φ睹闇?zhǔn)儀等。對刀點(diǎn)可以設(shè)置在零件、夾具上或機(jī)床上面（盡可能設(shè)置在零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上）。 試切端面 ： 將兩端面已經(jīng)加工好的待加工毛坯裝夾到主軸上，在工件的伸出端安裝Z 軸向設(shè)定器?？煲频毒呓咏絑 軸向設(shè)定器，改用增量方式控制刀具工進(jìn)，至到指示燈亮?xí)r停止動作，保持 Z軸 向不動，取出軸向設(shè)定器。然后在機(jī)床操作面板上調(diào)出刀具補(bǔ)償菜單欄中刀偏表，在相關(guān)的試切長度填空欄中鍵入有關(guān)數(shù)值（當(dāng)前刀具刀位點(diǎn)相對于程序原點(diǎn)的距離）。 試切外圓：快速將刀具刀位點(diǎn)移動刀毛坯端面角附近，然后用增量方式調(diào)節(jié) X 、Z 軸向進(jìn)給至刀位點(diǎn)剛好切到毛坯外表面，再用MDI方式運(yùn)行進(jìn)行外圓車削。同時(shí)保持X軸軸向坐標(biāo)不變，退出刀具。用游標(biāo)卡尺測量出試切外圓直徑。然后在刀偏表中鍵入試切直徑。 第5章 典型軸類零件的加工 5.1 軸類零件加工工藝分析 1）軸類零件加工的工藝路線分析 外圓加工的方法很多，基本加工路線可歸納為四條。 ① 粗車—半精車—精車 對于一般常用材料，這是外圓表面加工采用的最主要的工藝路線。 ② 粗車—半精車—粗磨—精磨 對于黑色金屬材料，精度要求高和表面粗糙度值要求較小、零件需要淬硬時(shí)，其后續(xù)工序只能用磨削而采用的加工路線。 ③ 粗車—半精車—精車—金剛石車 對于有色金屬，用磨削加工通常不易得到所要求的表面粗糙度，因?yàn)橛猩饘僖话惚容^軟，容易堵塞沙粒間的空隙，因此其最終工序多用精車和金剛石車。 ④ 粗車—半精—粗磨—精磨—光整加工 對于黑色金屬材料的淬硬零件，精度要求高和表面粗糙度值要求很小，常用此加工路線。? 2)典型加工工藝路線 ??? 軸類零件的主要加工表面是外圓表面，也還有常見的特特形表面，因此針對各種精度等級和表面粗糙度要求，按經(jīng)濟(jì)精度選擇加工方法： ??? (1)軸類零件的預(yù)加工 ??? 軸類零件的預(yù)加工是指加工的準(zhǔn)備工序，即車削外圓之前的工藝。 ??? 校直 毛坯在制造、運(yùn)輸和保管過程中，常會發(fā)生彎曲變形，為保證加工余量的均勻及裝夾可靠，一般冷態(tài)下在各種壓力機(jī)或校值機(jī)上進(jìn)行校值， ??? (2) 軸類零件加工的定位基準(zhǔn)和裝夾 ??? 1） 以工件的中心孔定位 在軸的加工中，零件各外圓表面，錐孔、螺紋表面的同軸度，端面對旋轉(zhuǎn)軸線的垂直度是其相互位置精度的主要項(xiàng)目，這些表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)一般都是軸的中心線，若 用兩中心孔定位，符合基準(zhǔn)重合的原則。中心孔不僅是車削時(shí)的定為基準(zhǔn)，也是其它加工工序的定位基準(zhǔn)和檢驗(yàn)基準(zhǔn)，又符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。當(dāng)采用兩中心孔定位 時(shí)，還能夠最大限度地在一次裝夾中加工出多個(gè)外圓和端面。 ??? 2） 以外圓和中心孔作為定位基準(zhǔn)（一夾一頂） 用兩中心孔定位雖然定心精度高，但剛性差，尤其是加工較重的工件時(shí)不夠穩(wěn)固，切削用量也不能太大。粗加工時(shí)，為了提高零件的剛度，可采用軸的外圓表面和一 中心孔作為定位基準(zhǔn)來加工。這種定位方法能承受較大的切削力矩，是軸類零件最常見的一種定位方法。 ??? 3） 以兩外圓表面作為定位基準(zhǔn) 在加工空心軸的內(nèi)孔時(shí)，（例如：機(jī)床上莫氏錐度的內(nèi)孔加工），不能采用中心孔作為定位基準(zhǔn)，可用軸的兩外圓表面作為定位基準(zhǔn)。當(dāng)工件是機(jī)床主軸時(shí)，常以兩 支撐軸頸（裝配基準(zhǔn)）為定位基準(zhǔn)，可保證錐孔相對支撐軸頸的同軸度要求，消除基準(zhǔn)不重合而引起的誤差。 ??? 4）以帶有中心孔的錐堵作為定位基準(zhǔn) 在加工空心軸的外圓表面時(shí)，往往還采用代中心孔的錐堵或錐套心軸作為定位基準(zhǔn)。 5.2 切削條件的三要素 數(shù)控車削加工中的切削用量包括背吃刀量ap、主軸轉(zhuǎn)速n或切削速度vc（用于恒線速度切削）、進(jìn)給速度vf或進(jìn)給量f。這些參數(shù)均應(yīng)在機(jī)床給定的允許范圍內(nèi)選取。 (1)切削用量的選擇原則 粗車時(shí)，應(yīng)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(shí)應(yīng)首先選取盡可能大的背吃刀量ap，其次根據(jù)機(jī)床動力和剛性的限制條件，選取盡可能大的進(jìn)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(jìn)給量f有利于斷屑。 (2)精車時(shí)，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(shí)，應(yīng)著重考慮如何保證加工質(zhì)量，并在此基礎(chǔ)土盡量提高生產(chǎn)率。因此，精車時(shí)應(yīng)選用較?。ǖ荒芴。┑谋吵缘读亢瓦M(jìn)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。 5.21 確定背吃刀量 粗加工時(shí)，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(jī)床上，粗加工的背吃刀量可達(dá)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。 5.22 確定主軸轉(zhuǎn)速 切削速度vc可根據(jù)己經(jīng)選定的背吃刀量、進(jìn)給量及刀具耐用度進(jìn)行選取。實(shí)際加工過程中，也可根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)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(shí)，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(shí)，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(zhuǎn)速n（r/min）。 表2-2 硬質(zhì)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(jìn)給量 （mm/r） 被吃刀量mm 切削速度 mm/min） 進(jìn)給量 （mm/r） 被吃刀量mm 硬質(zhì) 合金 或涂 層硬 質(zhì)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 表2-3 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(jìn)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 通過圖與表的結(jié)合我們最終確定： 車削端面： 背吃刀量ap：粗加工為5mm,精加工為0.2mm 進(jìn)給量f：粗加工為0.3mm／r；精車0.1mm／r 主軸轉(zhuǎn)速n=500r/min 車削外圓： 背吃刀量ap：粗加工為5mm,精加工為0.2mm 進(jìn)給量f：粗加工為0.3mm／r；精車0.1mm／r 主軸轉(zhuǎn)速n=1400r/min 5.23確定進(jìn)給速度 給速度的確定進(jìn)給速度是數(shù)控機(jī)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(zhì)選取。最大進(jìn)給速度受機(jī)床剛度和進(jìn)給系統(tǒng)的性能限制，確定進(jìn)給速度的原則： a. 當(dāng)工件的質(zhì)量要求能夠得到保證時(shí)，為提高生產(chǎn)效率，可選擇較高的進(jìn)給速度。一般在100～200mm/min范圍內(nèi)選取。 b. 在切斷、加工深孔或用高速鋼刀具加工時(shí)，宜選擇較低的進(jìn)給速度，一般在20～50mm/min，范圍內(nèi)選取。 c. 當(dāng)加工精度，表面粗糙度要求高時(shí)，進(jìn)給速度應(yīng)選小些，一般在20～50mm/min范圍內(nèi)選取。? d. 刀具空行程時(shí)，特別是遠(yuǎn)距離“回零”時(shí)，可以設(shè)定該機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)設(shè)定的最高進(jìn)給速度。 軸： 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(shí)驗(yàn)確定，也可參考有關(guān)切削用量手冊選用。 車直線和圓弧輪廓時(shí)。通過查表和計(jì)算以及零件分析確定其粗車切削速度 =100mm/min，精車的切削速度=123mm/min。 綜上可以得出（機(jī)床有的或較接近的轉(zhuǎn)速取百位近似值）詳見表5-3。 表5-3 切削參數(shù)表 刀具格式 車削 背吃刀量mm 進(jìn)給速度mm/min 主軸轉(zhuǎn)速r/min 外圓車刀 粗車 1.5 100 800 精車 0.5 120 1300 切削進(jìn)給速度也可由機(jī)床操作者根據(jù)被加工工件表面的具體情況進(jìn)行手動調(diào)整，以獲得最佳切削狀態(tài)。 5.3典型軸類零件加工工藝 （1） 確定加工順序及進(jìn)給路線 下料→粗車左端面→精車左端→粗車左端外圓→精車左端外圓→掉頭裝夾→粗車右端面→精車右端面→粗車右端外圓→精車右端外圓。 （2）選擇刀具 1）車端面：選用硬質(zhì)合金90度外圓車刀，粗、精車用一把刀完成。 2）粗、精車外圓：（因?yàn)槌绦蜻x用G71粗車循環(huán)所以粗、精車選用同一把刀）硬質(zhì)合金90度放型車刀，Kr=90 度，Kr′=60度；E=30度；（應(yīng)為有圓弧輪廓）以防與工件輪廓發(fā)生干涉，如果有必要就用圖形來檢驗(yàn)。 （3）刀具的選擇 將所選定的刀具參數(shù)填入數(shù)控加工刀具卡片中（見表2） 產(chǎn)品名稱或代號 XXX 零件名稱 典型軸 零件件圖號 XX 序號 刀具號 刀具規(guī)格名稱 數(shù)量 加工表面 刀尖半徑 備注 1 T01 90°硬質(zhì)合金偏刀 1 工件外輪廓粗車 0.5 20×20 編制 審核 批準(zhǔn) 年 月 日 共頁 第 頁 臺階軸零件數(shù)控加工刀具卡 5.4確定切削用量 根據(jù)被加工表面質(zhì)量要求、刀具材料和工件材料，參考切削用量手冊或有關(guān)資料選取切削速度與每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，然后用V c =πd n/1000和V f =n f，計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速與進(jìn)給速度，最后根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行修正，計(jì)算結(jié)果填入表3工序卡中。 單位名稱 XXX 產(chǎn)品名稱或代號 零件名稱 零件圖號 XXX XXX XX 工序號 程序編號 夾具名稱 使用設(shè)備 車間 001 XXX 三爪卡盤 CK6140數(shù)控車床 數(shù)控中心 工步號 工步內(nèi)容（尺寸單位mm） 刀具號 刀具規(guī)格 /mm 主軸轉(zhuǎn)速 /r.min 進(jìn)給速度 /mm.min 背吃刀量 /mm 備注 1 車左端面 T01 20×20 600 100 1 自動 2 粗車左外輪廓 T01 20×20 800 150 1.5 自動 3 精車左外輪廓 T02 20×20 1200 100 0.5 自動 4 車右端面 T01 20×20 600 100 1 自動 5 粗車右外輪廓 T01 20×20 800 150 1.5 自動 6 精車右外輪廓 T02 20×20 1200 100 0.5 自動 編制 審核 批準(zhǔn) 年 月 日 共頁 第 頁 表 3 軸的數(shù)控加工工藝卡片 5.5 加工程序與路徑 左端輪廓加工程序圖 參考程序 注釋 O1111； 程序名 N1 G40 G98 G21； 程序初始化 N2 T0101 M03 S600； 調(diào)01號刀具執(zhí)行01號刀補(bǔ)、設(shè)置主軸轉(zhuǎn)速 N3 G00 X52.0 Z0.0； 快速靠近工件 N4 G01 X-2 F100； 車端面 N5 G00 X52.0 Z2.0； 快速到達(dá)循環(huán)起點(diǎn) N6 G71 U1.5 R0.5； N7 G71 P8 Q15 U0.3W0 F150； 調(diào)用毛坯外圓循環(huán)，設(shè)置加工參數(shù) N8 G00 X36.974 X向進(jìn)刀 N9 G01 Z0； Z向進(jìn)刀 N10 X39.974 Z-1.5； 倒角C1.0 N11 Z-35.0 精加工Φ40mm外圓 N12 X44.979； 加工端面 N13 X47.979 Z-36.5； 倒角C1.5 N14 Z-52.0； 加工Φ48mm外圓 N15 X51.0； X向退刀 N16 G00 X100.0 Z50.0； 刀具快速退至換刀點(diǎn) N17 M05； 主軸停 N18 M00； 程序暫停 N19 T0202 S900 M03 ； 調(diào)用精車刀 N20 G00 X52.0 Z2.0 刀具快速靠近工件 N21 G70 P8 Q15 F100； 采用G70精車循環(huán)進(jìn)行精車 N22 G00 X100.0 Z50.0； 快速退至換刀點(diǎn) N23 M05； 主軸停 N24 M30； 程序結(jié)束 左端輪廓加工程序圖 右端輪廓加工程序圖 參考程序 注釋 03011； 程序名 N1 G40 ； 程序初始化 N2 T0101 S600 M03； 設(shè)置刀具、主軸轉(zhuǎn)速 N3 G00 X51.0 Z0.0； 快速靠近工件 N4 G01 X0 F100； 車端面 N5 G00 X52.0 Z2.0； 快速到達(dá)循環(huán)起點(diǎn) N6 G71 U1.5 R0.5 ； N7 G71 P8 Q17 U0.5 W0 F150； 調(diào)用毛坯外圓循環(huán)，設(shè)置加工參數(shù) N8 G00 X26 .99； X向進(jìn)刀 N9 G01 Z0； Z向進(jìn)刀 N10 X29.99 Z-1.5； 倒角C1.5 N11 Z-39.975； 加工Φ30mm外圓 N12 X31.983； 加工端面 N13 X34.983 Z-41.475； 倒角C1.5 N14 Z-50.0； 加工Φ35mm外圓 N15X44.979； 加工端面 N16 X47.979 Z-51.5； 倒角C1.5 N17 X51.0； X向進(jìn)刀 N18 M05； 主軸停 N19 M00； 程序暫停 N20 T0202 S900 M03； 換精車刀 N21 G00 X32.0 Z2.0； 快速靠近工件 N22 G70 P8 Q17 F100； 采用G70進(jìn)行精加工 N23 G00 X100.0 Z50.0； 快速退至換刀點(diǎn) N24 M05； 主軸停 N25 M30； 程序結(jié)束 第6章 結(jié)束語 2014年6月，我開始了我的畢業(yè)設(shè)計(jì)，經(jīng)過長時(shí)間的整理和修改到現(xiàn)在畢業(yè)設(shè)計(jì)基本完成。畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成是一個(gè)長期的過程，需要不斷的進(jìn)行精心設(shè)計(jì)零件，精心修改，不斷地去研究各方面的文獻(xiàn)，并且利用自己所學(xué)的知識，認(rèn)真總結(jié)完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。歷經(jīng)了這么久的努力，終于完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。通過這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我擁有了無數(shù)難忘的感動和收獲，讓我系統(tǒng)地鞏固了大學(xué)三年所學(xué)習(xí)的課程，對自己也是一次很好的測驗(yàn)。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)的制作也讓我更加了解了我院的FANUC 0i系統(tǒng)，銑削、加工中心和車床等數(shù)控機(jī)床。 開始設(shè)計(jì)零件，分析零件的加工工藝，選擇機(jī)床，選擇刀具，選擇毛坯，最終到編制出程序。在這個(gè)過程中我都學(xué)會了很多的知識。這次從零件的設(shè)計(jì)完成結(jié)果來看，雖然還是存在著一些問題，但是自己的很多方面還是得到了提高。 在設(shè)計(jì)過程中也遇到了不少的困難，有些問題是以前從來沒有接觸過的，解決問題需要花大量的時(shí)間去查找各種資料，讓我明白學(xué)習(xí)過程是漫長的，要多花時(shí)間多動手，并且將理論知識運(yùn)用到實(shí)際的操作當(dāng)中去。于是我一遍又一遍的對畢業(yè)設(shè)計(jì)修改讓我都對自己越來越有信心，一次又一次的改正自己的錯(cuò)誤，其實(shí)很多錯(cuò)誤都是出現(xiàn)在細(xì)節(jié)上，正所謂細(xì)節(jié)決定成敗。 通過這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我對以前的所學(xué)知識進(jìn)行了一次比較全面的復(fù)習(xí)，從中學(xué)到了不少課本以外的知識，也積累了一些加工的經(jīng)驗(yàn)和技巧。但在整個(gè)零件的加工和畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成都還存在著一定的不足，還懇請老師批評和指正。 總之用一句話來形容就是：即起到了溫習(xí)舊知識的作用，又起到了開拓新思維的作用。這為自己以后走向社會、走向工作崗位奠定了一定基礎(chǔ)。 致 謝 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書及其零件工藝分析的完成，獲得了很多人的幫助。首先要感謝我的指導(dǎo)老師伍倪燕老師，在畢業(yè)設(shè)計(jì)書編制及零件工藝分析過程中，給予了我精心的指導(dǎo)，并講解了各項(xiàng)專業(yè)要領(lǐng)，提出了寶貴的專業(yè)意見。也要感謝曾經(jīng)的科任老師張德紅、廖璘志、代艷霞、王渝平、曾鵬、曾晗、白紹斌、郭超等老師，是他們教給了我畢業(yè)設(shè)計(jì)這個(gè)大題中許多有用的知識，感謝學(xué)院實(shí)驗(yàn)室和圖書室提供的設(shè)備條件和實(shí)驗(yàn)場所，并且給予我們這么好的機(jī)會和大力支持。同時(shí)也感謝同學(xué)們的無私幫助。最后，當(dāng)然也要感謝百忙之中抽空參加畢業(yè)答辯的評審老師們。 參考文獻(xiàn) [1]錢可強(qiáng).機(jī)械制圖.北京：高等教育出版社，2011.5 [2] 艾興，肖詩綱.切削用量簡明手冊.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.8 [3] 顧京.數(shù)控加工編程與操作.北京：高等教育出版社，2008.6 [4] 趙宏立.機(jī)械加工工藝與裝備.北京：人民郵電出版社，2009.2 [5] 徐茂功.公差配合與技術(shù)測量.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012.12 [6] 王甫茂，李正峰.機(jī)械制造基礎(chǔ).北京：科學(xué)出版社，2011 [7]教務(wù)處.畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）指導(dǎo)手冊.[M].宜賓:宜賓職業(yè)技術(shù)學(xué)院印刷廠，2010.4 [8]陳立德.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì).北京：高等教育出版社，2012.12 致謝詞 本論文在陳老師的的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下已完成。在學(xué)習(xí)和生活期間，也始終感受著老師的精心指導(dǎo)和無私的關(guān)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(shè)計(jì)能夠順利地完成，也歸功于老師的認(rèn)真負(fù)責(zé)，使我能夠很好的掌握和運(yùn)用知識，并在設(shè)計(jì)中得以體現(xiàn)。同時(shí)我在網(wǎng)上也搜集了不少相關(guān)資料，才使我的畢業(yè)論文工作順利完成。在此我要向全園的老師表示由衷地謝意。 23