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畢業(yè)論文（設計） 大肚螺紋軸零件的數(shù)控車削加工工藝及編程 學 院 專 業(yè) 年 級 學生姓名 學 號 20** 年 **月 **日 第 0 頁 共 20 頁 目錄 中文摘要及關(guān)鍵詞 .....................................................2 1機床的選用及簡介 ....................................................3 1.1 機床的選擇 ........................................................3 1.2 機床的組成 ........................................................4 1.2.1 數(shù)控機床的組成 .................................................4 1.2.2 數(shù)控系統(tǒng)與數(shù)控機床的組成 .......................................4 1.3 機床的工作原理 ....................................................4 1.3.1 數(shù)控機床的工作原理與工作方式 ...................................4 1.4 數(shù)控機床的工作特點 ................................................4 2 零件的工藝分析 .....................................................6 2.1零件圖樣分析 ......................................................6 2.2確定加工方案 ......................................................6 2.3 加工路線和加工順序的確定 ..........................................7 2.4 切削用量的選擇 ....................................................8 2.5 刀具的選擇 .......................................................10 3加工工序的編排 .....................................................11 3.1 工序與工步的劃分 .................................................11 3.2 加工工序卡片 .....................................................12 3.3 加工工序的編排 ...................................................12 3.4 加工程序清單 .....................................................13 3.5 零件加工中的難點與解決方案 .......................................16 4 數(shù)控車床操作注意事項 ..............................................17 總 結(jié) ...............................................................18 參考文獻 ............................................................19 致 謝 ...............................................................20 第 1 頁 共 20 頁 [摘要]：隨著科技的不斷發(fā)展，數(shù)控技術(shù)在企業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用。數(shù)控 加工制造技術(shù)正逐漸得到廣泛的應用，對零件進行編程加工之前，工藝分析具有 非常重要的作用。本設計通過對典型的數(shù)控車床軸類零件工藝特點、數(shù)控加工工 藝的分析，給出了對于一般零件數(shù)控加工工藝分析的方法，設計合理的加工工藝 過程，充分發(fā)揮數(shù)控加工的優(yōu)質(zhì)、高效、低成本的特點。設計說明書以大肚螺紋 軸零件為例，根據(jù)被加工工件的材料、輪廓形狀、加工精度等選用合適的機床， 制定加工方案，確定零件的加工順序，各工序所用刀具，夾具和切削用量等，編 寫加工零件的程序。按照說明書要求將加工出零件，并對零件自檢數(shù)據(jù)進行分析， 說明在加工過程中應注意的事項。對于提高制造質(zhì)量、實際生產(chǎn)具有一定的指導 意義。 [關(guān)鍵詞]：大肚螺紋軸零件；工藝設計；工藝分析；刀具；切削用量；加工程序 第 2 頁 共 20 頁 大肚螺紋軸零件的數(shù)控車削加工工藝及編程 1機床的選用及簡介 1.1 機床的選擇 在選擇機床時，即要考慮其生產(chǎn)的經(jīng)濟性，又要考慮其適用性和合理性。 其選擇的原則是： ①機床的工作區(qū)域尺寸必須與所加工零件的外形輪廓尺寸相適應。如直徑不 大的導柱、導套等可選在臥式車床上加工，而外徑較大長度較短的軸類零件，則 應選擇在立式車床上加工；小的零件的孔可用立式普通鉆床加工；而大工件上的 孔宜在 搖臂鉆床上加工；對于孔徑和孔距要求比較高的孔，可選擇在坐標 鏜床或立式鏜床上加工，以做到合理使用設備。 ②機床的功率和加工量應與零件工序的加工要求相適應。如粗加工工序應選 擇功率較大的機床加工；在利用刀具做精細切削時，應選擇轉(zhuǎn)速較高的機床。 ③選用的機床精度應與工序要求的加工精度相適應。 ④選用機床應與現(xiàn)有設備條件相適應。即要充分利用現(xiàn)有的設備，又要充分 考慮生產(chǎn)的發(fā)展方向規(guī)模，以及添置新設備的可能性。 根據(jù)毛坯的材料和類型、零件輪廓形狀復雜程度、尺寸大小、加工精度、工 件數(shù)量、生產(chǎn)條件等要求，選用經(jīng)濟型數(shù)控車床可達到要求。 圖 1.1 數(shù)控車床 第 3 頁 共 20 頁 1.2 機床的組成 1.2.1 數(shù)控機床的組成 數(shù)控機床一般由控制介質(zhì)、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)和機床本體組成。圖 1.1的 實線所示為開環(huán)控制的數(shù)控機床框圖。 圖 1.1 數(shù)控機床的組成 1.2.2 數(shù)控系統(tǒng)與數(shù)控機床的組成 圖 1.2 數(shù)控系統(tǒng)與數(shù)控機床的組成 1.3 機床的工作原理 1.3.1 數(shù)控機床的工作原理與工作方式 圖 1.3 數(shù)控機床的工作原理 1.4 數(shù)控機床的工作特點 與普通機床相比，數(shù)控機床具有以下特點。 第 4 頁 共 20 頁 ①適應性強：由于數(shù)控機床能實現(xiàn)多個坐標的聯(lián)動，所以數(shù)控機床能完成復 雜型面的加工，特別是對于可用數(shù)學方程式和坐標點表示的形狀復雜的零件，加 工非常方便。當改變加工零件時，數(shù)控機床只需更換零件加工的 NC程序，不必 用凸輪、靠模、樣板或其它模具等專用工藝裝備，且可采用成組技術(shù)的成套夾具。 因此，生產(chǎn)準備周期短，有利于機械產(chǎn)品的迅速更新?lián)Q代。所以，數(shù)控機床的適 應性非常強。 ②加工質(zhì)量穩(wěn)定：對于同一批零件，由于使用同一機床和刀具及同一加工程 序，刀具的運動軌跡完全相同， 且數(shù)控機床是根據(jù)數(shù)控程序自動進行加工，可 以避免人為的誤差，這就保證了零件加工的一致性好且質(zhì)量穩(wěn)定。 ③生產(chǎn)效率高：數(shù)控機床上可以采用較大的切削用量，有效地節(jié)省了機動工 時。還有自動換速、自動換刀和其他輔助操作自動化等功能，使輔助時間大為縮 短，而且無需工序間的檢驗與測量，所以，比普通機床的生產(chǎn)率高 3～4 倍甚至 更高。數(shù)控機床的主軸轉(zhuǎn)速及進給范圍都比普通機床大。目前數(shù)控機床的最高進 給速度可達到 100m/min以上，最小分辨率達 0.01μm。 一般來說，數(shù)控機床的 生產(chǎn)能力約為普通機床的三倍，甚至更高。數(shù)控機床的時間利用率高達 90%，而 普通機床僅為 30%～50%。 ④加工精度高：數(shù)控機床有較高的加工精度，一般在 0.005～0.1mm 之間。 數(shù)控機床的加工精度不受零件復雜程度的影響，機床傳動鏈的反向齒輪間隙和絲 杠的螺距誤差等都可以通過數(shù)控裝置自動進行補償，其定位精度比較高，同時還 可以利用數(shù)控軟件進行精度校正和補償。 ⑤工序集中，一機多用：數(shù)控機床特別是帶自動換刀的數(shù)控加工中心，在一 次裝夾的情況下，幾乎可以完成零件的全部加工工序，一臺數(shù)控機床可以代替數(shù) 臺普通機床。這樣可以減少裝夾誤差，節(jié)約工序之間的運輸、測量和裝夾等輔助 時間，還可以節(jié)省車間的占地面積，帶來較高的經(jīng)濟效益。加工中心的工藝方案 更與普通機床的常規(guī)工藝方案不同，常規(guī)工藝以“工序分散”為特點，而加工中 心則以工序集中為原則，著眼于減少工件的裝夾次數(shù)，提高重復定位精度。 ⑥減輕勞動強度：在輸入程序并啟動后，數(shù)控機床就自動地連續(xù)加工，直至 零件加工完畢。這樣就簡化了工人的操作，使勞動強度大大降低。數(shù)控機床是一 種高技術(shù)的設備，盡管機床價格較高，而且要求具有較高技術(shù)水平的人員來操作 和維修，但是數(shù)控機床的優(yōu)點很多，它有利于自動化生產(chǎn)和生產(chǎn)管理，使用數(shù)控 機床的經(jīng)濟效益還是很高的。 第 5 頁 共 20 頁 2 零件的工藝分析 2.1零件圖樣分析 圖 2.1 零件圖紙 ①零件長度為 138mm，從右到左依次為：長 20mm、公稱直徑為 30mm、有 2mm 的 45°倒角的雙頭螺紋；長 5mm、公稱直徑為 26mm的退刀槽；長 10mm的 53°錐 面；長 10mm直徑為 36mm的圓柱面；依次相連半徑為 15mm的逆弧面、半徑為 25mm的順弧面、直徑為 50mm的球面和半徑為 15mm的順弧面；長 5mm、公稱直徑 為 34mm的槽；長 15mm的 30°錐面；長 10mm、公稱直徑為 56mm的圓柱面。該零 件表面由圓柱、圓錐、順圓弧 、逆圓弧及螺紋等表面組成。其中多個直徑尺寸 有較嚴的尺寸精度和表面粗糙度等要求；球面 SΦ50mm 的尺寸公差還兼有控制該 球面形狀（線輪廓）誤差的作用。視圖正確，表達直觀、清楚，繪制符合國家標 準，尺寸、公差、表面粗糙度以及技術(shù)要求的標注齊全、合理。 ②分析零件圖可知：Φ26-Φ36 錐面、Φ30 圓柱端面和 Φ26 圓柱端面表面 粗糙度 Ra為 3.2μm，其余表面粗糙度 Ra為 6.3μm。 ③零毛坯材料為 45#，強度、硬度、塑性等力學性能好，切削性能、熱處理 性能等加工工藝性能好，便于加工，能夠滿足使用性能。毛坯下料為 Φ60mm×145mm。 2.2確定加工方案 經(jīng)過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，確 定如下加工方法： 第 6 頁 共 20 頁 ①對圖樣上給定的幾個精度要求較高的尺寸，因其公差值較小，故編程時不 不必取平均值，而全部取其基本尺寸即可。 ②在輪廓曲線上，有三處為圓弧，其中兩處為既過象限又改變進給方向的輪 廓曲線，因此在加工時應該進行機械間隙補償，以保證輪廓曲線的準確性。 ③為便于裝夾，胚件需在左端左端，右端面也應先粗車出并鉆好中心孔。采 用一夾一頂?shù)姆绞?，毛胚選 φ60mm 棒料。 ④用手動中心鉆鉆孔，再用 Φ18 的麻花鉆，再用鏜刀粗精加工 ⑤外圓表面：粗車——精車 ⑥外螺紋：在精車的外圓表面分數(shù)次進給加工 2.3 加工路線和加工順序的確定 在數(shù)控加工中，刀具刀位點相對于工件的運動軌跡和方向稱為加工路線。即 刀具從對刀點開始運動起，直至結(jié)束，加工程序所經(jīng)過的路徑，包括切削加工的 路徑及刀具引入、返回等非切削空行程。 加工路線的確定原則主要有以下幾點： ①應能保證零件的加工精度和表面粗糙度的要求，且效率高。 ②應盡量縮短加工路線，既可以減少程序段，又可以減少刀具空程移動時間。 ③應使數(shù)值計算簡單，以減少編程工作量。 此外，確定加工路線時，還要考慮工件的加工余量和機床、刀具的剛度等情 況，確定是一次走刀，還是多次走刀完成加工。 按照上述原則，確定如下加工路線： 加工順序按由粗到精、由近到遠（由右到左）的原則確定。即先從右到左進 行粗車（留 0.5mm精車余量） ，然后從右到左進行精車，最后車削螺紋。 CK6140數(shù)控臥式車床具有粗車循環(huán)和車螺紋循環(huán)功能，只要正確使用編程指 令，機床數(shù)控系統(tǒng)就會自動確定其進給路線，因此，該零件的粗車循環(huán)和車螺紋 循環(huán)不需要人為確定其進給路線（但精車的進給路線需要人為確定） 。該零件從 右到左沿零件表面輪廓精車進給，如圖 2.2所示。 圖 2.2 精車輪廓進給路線 工藝路線如下： 第 7 頁 共 20 頁 ①工序一加工工藝： a.工件伸出三爪自定心卡盤外 145mm，找正后夾緊。 b.手動車工件右端面。 c.打中心孔。 d.用活頂尖頂住中心孔，完成一夾一頂裝夾方式。 e.用 φ18mm 的麻花鉆，再用內(nèi)鏜刀粗精加工。 ②工序二加工工藝： a.調(diào)頭裝夾，用 93°外圓刀車粗車 φ56×142，外徑留 0.5mm 精車余量（以 下各粗車直徑處均留 0.5mm 精車余量） 。 b.粗車 φ30×45 外圓。 c.粗車 φ36×25 外圓。 d.用切槽刀車 26×5退刀槽，再用切槽刀倒左、右兩端 C2角。 e.用 90°外圓刀車右端圓錐。 f.用硬質(zhì)合金尖刀循環(huán)車削右端圓弧輪廓。 g.用硬質(zhì)合金尖刀精刀精車工件所有輪廓。 h.用螺紋車刀車 M30×2雙頭螺紋。 2.4 切削用量的選擇 數(shù)控編程時，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、進給速度及背吃刀量等。切削用量的選擇原則是：保證 零件加工精度和表面粗糙度，充分發(fā)揮刀具的切削性能，保證合理的刀具壽命， 充分發(fā)揮機床的性能，最大限度的提高生產(chǎn)率，降低成本。 ①主軸轉(zhuǎn)速的確定 a.車外圓時主軸轉(zhuǎn)速 主軸轉(zhuǎn)速應根據(jù)允許的切削速度和工件（或刀具）直徑來選擇。其計算公式 為 n=1000v/πd 其中 v —切削速度（m/min） ，由刀具壽命決定； n —主軸轉(zhuǎn)速（r/min） ； d —工件直徑或刀具直徑（mm） 。 b.車螺紋時主軸的轉(zhuǎn)速 在車削螺紋時，車床的主軸轉(zhuǎn)速將受到螺紋的螺距 P（或?qū)С蹋┐笮?、?qū)動 電機的升降頻特性，以及螺紋插補運算速度等多種因素影響，故對于不同的數(shù)控 系統(tǒng)，推薦不同的主軸轉(zhuǎn)速選擇范圍。大多數(shù)經(jīng)濟型數(shù)控車床推薦車螺紋時的主 軸轉(zhuǎn)速 n(r/min)為：n≤（1200/P）－k 式中 P——被加工螺紋螺距，mm； k——保險系數(shù)，一般取為 80。 第 8 頁 共 20 頁 主軸轉(zhuǎn)速 n最后要根據(jù)上述計算值、機床說明書而定，選取機床有的或較接 近計算值的轉(zhuǎn)速。 ②進給速度的確定 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(zhì)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是： a.當工件的質(zhì)量要求能得到保證時，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。 b.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。 c.當加工精度、表面粗糙度要求較高時，進給速度應選小一些，一般在 20～50mm/min 范圍內(nèi)選取。 d.當?shù)毒呖招谐蹋貏e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。 ③背吃刀量的確定 背吃刀量根據(jù)機床、工件和刀具的剛度來決定，在剛度允許的條件下，應盡 可能使背吃刀量等于工件的加工余量，這樣可以減少走刀次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。 為了保證加工表面質(zhì)量，可以留少許加工余量，一般為 0.2～0.5mm。 切削用量的選擇是否合理，對于能否充分發(fā)揮機床潛力與刀具的切削性能， 實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低成本和安全操作具有很重要的作用。車削用量的具體選擇如 下：粗車時，首先選擇一個盡可能大的背吃刀量，其次選擇一個較大的進給量， 最后確定一個合適的切削速度。精車時，加工精度和表面粗糙度要求較高，加工 余量不大且均勻，因此選擇較小的背吃刀量和進給量。 如何確定加工時的切削速度，除了可參考《數(shù)控加工技術(shù)》表 2-1列出的數(shù) 值外，主要根據(jù)實踐經(jīng)驗進行確定。 根據(jù)《數(shù)控車削用量推薦表》,選擇合適的切削用量。 a.用端面車刀手動車端面時，主軸轉(zhuǎn)速為 500r/min； b.打中心孔時主軸轉(zhuǎn)速選取 400r/min。 c.粗、精車外輪廓時，切削用量的選擇與車左端時相同：粗車時，主軸轉(zhuǎn)速 為 600r/min，進給速度為 150mm/min，背吃刀量為 2mm；精車時，主軸轉(zhuǎn)速為 1200r/min，進給速度為 100mm/min,背吃刀量為 0.2mm。 d.鉆孔時主軸轉(zhuǎn)速選取 400r/min。 e.粗鏜孔時，選取 Vc =80m/min，f=0.2，ap=1mm，加工時直徑為 22mm。 則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/πd=[（1000×80）/（3.14×22）] r/min=1158r/min 進給速度：F=f×n =（0.2×1158）mm/min=231mm/min。 第 9 頁 共 20 頁 考慮刀具強度，機床剛度等實際加工情況，選擇 n=600r/min，F(xiàn)=150mm/min, ap=1mm。 f.精鏜孔時，選取 Vc=120m/min，f=0.1mm/r，ap=0.2mm，精加工時取直徑 27mm。 則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/πd=[（1000×120）/（3.14×27）] r/min=1415r/min 進給速度：F =f×n =（0.1×1415）mm/min=141mm/min 考慮刀具強度，機床剛度等實際情況，選擇 n=1000r/min，F(xiàn)=80mm/min，ap=0.2mm，n=400r/min。 表 2.1 數(shù)控車削用量推薦表 工件材料 工件材料 切削深度/mm 切削速度/（m.min-1） 進給量 /（mm.r- 1） 刀具材料 粗加工 5～7 60～80 0.2～0.4 粗加工 2～3 80～120 0.2～0.4 精加工 0.2～0.3 120～150 0.1～0.2 YT類 鉆中心孔 500～800 鉆孔 0～30 0.1～0.2 W18Cr4V 碳素鋼(δb >600Mpa） 切斷（寬度＜5mm） 70～110 0.1～0.2 YT類 粗加工 50～70 0.2～0.4 精加工 70～100 0.1～0.2 鑄鐵 （200HBS 以 下） 切斷（寬度＜5mm） 50～70 0.1～0.2 YG類 此外，在安排粗、精車削用量時，應注意機床說明書給定的允許切削用量范 圍，對于主軸采用交流變頻調(diào)速的數(shù)控車床，由于主軸在低轉(zhuǎn)速時扭矩降低，尤 其應注意此時的切削用量選擇。 2.5 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，在編程時充分考慮數(shù)控加工 的特點，能夠正確選擇刀刃具及切削用量。 數(shù)控刀具有以下特點：剛性好（尤其是粗加工刀具） 、精度高、抗振及熱變 形小；互換性好，便于快速換刀；壽命高，切削性能穩(wěn)定、可靠；刀具的尺寸便 于調(diào)整，以減少換刀調(diào)整時間；刀具應能可靠地斷屑或卷屑，以利于切屑的排除； 系列化、標準化，以利于編程和刀具管理。 數(shù)控機床上用的刀具應滿足安裝調(diào)整方便、剛性好、精度高、耐用度好等要 第 10 頁 共 20 頁 求。數(shù)控車床兼作粗精車削，粗車時吃刀深、進給快，要求車刀有足夠的強度， 能一次進給車去較多的余量；精車時要達到圖樣要求的尺寸精度和較小的表面粗 糙度，車去的余量較少，要求車刀鋒利，切削刃平直光潔，必要時還可磨出修光 刃。為減少換刀時間、方便對刀、提高生產(chǎn)效率，便于實現(xiàn)機械加工的標準化， 在數(shù)控車削加工時，應盡量采用機夾刀和機夾片刀，機夾片刀常采用可轉(zhuǎn)位車刀。 刀片材質(zhì)的選擇主要依據(jù)被加工工件的材料、被加工表面的精度、表面質(zhì)量 要求、切削載荷的大小以及切削過程有無沖擊和振動，故加工此零件選擇硬質(zhì)合 金刀片。 根據(jù)零件的外形結(jié)構(gòu)，加工需要如下刀具： ①粗車及端面選用 93°硬質(zhì)合金外圓正偏刀，為防止副后刀面與工件輪廓干 涉（可用作圖法檢驗） ，副偏角不宜太小，選 Kr’=35° ②5mm 切槽刀。 ③60°硬質(zhì)合金三角形外螺紋刀。 ④選用 Φ5mm 中心鉆鉆削中心孔。 ⑤Φ18mm 麻花鉆。 ⑥65°內(nèi)孔鏜刀。 將所選定的刀具參數(shù)填入數(shù)控加工刀具卡片中（見表 2-2） ，以便編程和操作 管理。 表 2.2數(shù)控加工刀具卡片 產(chǎn)品名稱或代碼 零件名稱：圓弧軸 零件圖號 序號 刀具號 刀具規(guī)格名稱 數(shù)量 加工表面 備注 1 T01 硬質(zhì)合金 90°外圓車刀 1 車端面及外輪廓 正偏刀 2 T02 5mm外切槽刀 1 切槽 右偏刀 3 T03 60°硬質(zhì)合金外螺紋刀 1 加工外螺紋 自動 4 T04 Φ5mm 中心鉆 1 鉆 Φ5mm 中心孔 手動 5 T05 Φ18mm 麻花鉆 1 鉆 Φ20mm 孔 手動 6 T06 65°內(nèi)孔鏜刀 1 鏜孔 自動 3加工工序的編排 3.1 工序與工步的劃分 在數(shù)控機床上加工零件，工序可以比較集中，一次裝夾應盡可能完成全部工 序。常用工序劃分原則有： ①保證精度原則。數(shù)控加工要求工序應盡可能集中，通常粗、精加工在一次 第 11 頁 共 20 頁 裝夾下完成，為減少熱變形和切削力變形對工件的形狀、位置精度、尺寸精度和 表面粗糙度的影響，應將粗、精加工分開進行。此時可用不同的機床或不同的刀 具進行加工，通常在一次安裝中，不允許將零件的某一部分表面加工完畢后，再 加工零件的其他表面。對軸類或盤類零件，將待加工面先粗加工，留少量余量再 精加工，以保證表面質(zhì)量要求。對軸上有孔、螺紋加工的工件，應先加工表面而 后加工孔、螺紋。 ②提高生產(chǎn)效率的原則。在數(shù)控加工中，為減少換刀次數(shù)，節(jié)省換刀時間， 應在需用同一把刀加工的加工部位全部完成后，再換另一把刀來加工其他部位。 同時應盡量減少空行程，當用同一把刀加工工件的多個部位時，應以最短的路線 到達各加工部位。 按照上述劃分原則，綜合本零件的工藝性，裝夾一次為一個工序，換一次刀 為一個工步。故加工此零件劃分兩個工序，加工右端為第一道工序，有 5個工步； 調(diào)頭后加工為第二道工序，有 8個工步。 3.2 加工工序卡片 3.3 加工工序的編排 經(jīng)過零件的工藝分析，確定加工零件時采用調(diào)頭加工，編程時尺寸公差取中 間值。編程所用尺寸說明： 工序號 程序編號 零件圖號 零件名稱 使用設備 產(chǎn)品名稱 夾具名稱 夾具編號 材料 1，2 圓弧軸 數(shù)控車床 三爪卡盤 1 45# 切削三要素 加工內(nèi)容 刀具號 刀具名稱 刀具規(guī)格/mm 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 背吃刀量 mm 進給進度 mm/min 加工余量 /mm 備注 鉆中心孔 T04 中心鉆 800 手動 鉆孔 T05 Φ18mm 麻花鉆 18 400 手動 粗精鏜孔 T06 65°內(nèi)鏜刀 0.8 600 1 150 0.2 自動 粗精車外 圓 T01 93°外圓 車刀 0.85 600/1200 2 150/100 自動 切槽 T02 5mm切槽刀 5 400 80 0 自動 車削螺紋 T03 60°螺紋刀 60° 450 自動 第 12 頁 共 20 頁 圖 3.1 零件加工需用到的坐標 （1）求右端 R25與 Sφ50 處切點 A的坐標。 Tana= =OF E304 a=53.13° ∴AC= =OAsina=25sin53.13°=20 x1 OC= =OAcosa=25cos53.13°=15Z A坐標（X40，Z-69） （2）求左端 R15與 S50切點 B的坐標。 Tana= =OH G432 a=53.13° ∴BD= =OBsina=25sin53.13°=20X2 OC= =OBcosa=25cos53.13°=15Z B坐標（X40，Z-99） (3)求 M30×2普通螺紋的直徑 D=d-2×0.649P=30-2×0.62×2=27.404mm (4)確定進刀量分布：1mm、0.5mm、0.3mm、0.06mm。 3.4 加工程序清單 左端鉆孔程序： O0001； T0606； ；用鏜孔刀 第 13 頁 共 20 頁 G99；選用每轉(zhuǎn)進給， ；單位 mm/r G50S2000 ；最高轉(zhuǎn)速限制為 2000r/min M03S600； ；主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速 600r/min G0X18Z3； ；快速進刀 G71U0.5R0.3； G71P10Q20U-0.5W0.2F0.2； N10GOX24； G01Z0F0.1； X20Z-2； Z-20； X18； N20Z3； G00X100Z100； ；退回起刀點 M05； ；主軸停轉(zhuǎn) M00； ；暫停 T0606； ；用鏜孔刀 M03S1200； ；主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速 1200r/min G00X18Z3； G70P10Q20； ；精加工內(nèi)孔 G00X100Z100； ；退回起刀點 M05； ；主軸停轉(zhuǎn) M30； ；程序結(jié)束 右端面車削外圓： O0002； T0101; ；選用 93°正偏刀 G99; ；選用每轉(zhuǎn)進給，單位 mm/r G50S2000 ；最高轉(zhuǎn)速限制是 2000r/min M03S600; ；主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速 600r/min GOOX60Z3; ；快速進刀 G73U19R19; ；粗加工 G73P10Q20U0.5W0.02F0.2; N10G00X26； G01Z0F0.1； X29.8Z-2; Z-25; X36W-20; 第 14 頁 共 20 頁 G02X40Z-69R25; G03X40Z-99R50; G02X34Z-108R15; G01W-5; X56W-15; Z-138; N20X65; G00X100Z100; ；退回起刀點 M05; ；主軸停轉(zhuǎn) M00; ；暫停 T0101;、 M03S1200; G00X60Z3; ；快速進刀 G70P10Q20; ；精加工 G00X100Z100; ；退回起刀點 M05; ；主軸停轉(zhuǎn) M30; ；程序結(jié)束 T0202; ；切槽刀（切寬 5mm） G99; ；選用每轉(zhuǎn)進給，單位 mm/r M03S400; ；主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速 400r/min G00X40Z3; Z-25; G01X26F0.05; G04X5; ；刀具在原地暫停 5秒 G01X36W-10; W10; X26; X29.8W2; X40; G00X100Z100; ；退回起刀點 M05; ；主軸停轉(zhuǎn) M30; ；程序結(jié)束 T0303; ；60°硬質(zhì)合金三角形外螺紋車刀 M03S450; G0X35Z3; G92X30Z-22F2.0; 第 15 頁 共 20 頁 X29.1; ；第一條螺紋切削循環(huán) 1，背吃刀量 0.9mm X28.5; ；第二條螺紋切削循環(huán) 2，背吃刀量 0.6mm X27.9; ；第三條螺紋切削循環(huán) 3，背吃刀量 0.6mm X27.5; ；第四條螺紋切削循環(huán) 3，背吃刀量 0.4mm X27.4; ；第五條螺紋切削循環(huán) 3，背吃刀量 0.1mm X27 .4; ；原刀走一次，目的是為了去毛剌 G00X100Z100; ；退回起刀點 M05； ；主軸停轉(zhuǎn) M30； ；程序結(jié)束 T0202; ；切槽刀（切寬 5mm）； M03S400; ；主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速 400r/min G00X65Z-143; ；快速進刀 G01X0F0.05; ；切斷 G00X100; ；退回起刀點 Z100; M05; ；主軸停轉(zhuǎn) M30; ；程序結(jié)束 3.5 零件加工中的難點與解決方案 ①在左端加工之前，應測量剩余毛坯的長度，保證所需要的尺寸 60±0.12mm。 ②鉆孔時，尺寸不易保證。在鉆孔時，當鉆頭接觸工件時記下刻度值，計算 出孔深所需刻度，根據(jù)計算值手動進給鉆孔。 ③用三爪卡盤夾毛胚，夾緊后應用百分表測量同軸度，用銅錘輕輕敲打校正。 ④加工圓弧面和圓球面時，為保證尺寸、形狀等技術(shù)要求，不產(chǎn)生過切或少 切現(xiàn)象，在編程時，應考慮刀具半徑補償。 ⑤加工螺紋時應分數(shù)次進給，參考《數(shù)控加工與編程》表 2-2選擇螺紋切削 的進給次數(shù)與背吃刀量。 ⑥螺紋切削說明： 螺紋切削應注意在兩端設置足夠的升速進刀段和降速退刀段，以剔除兩端因 變速而出現(xiàn)的非標準螺距的螺紋段； a.在螺紋切削過程中，進給速度修調(diào)功能和進給暫停功能無效； b.在螺紋加工過程中，不應該使用恒線速控制功能； c.從粗加工到精加工，主軸轉(zhuǎn)速必須保持一致，否則螺距將發(fā)生變化。 ⑦螺紋加工，當牙型較深，螺距較大時，可分數(shù)次進給，常用螺紋切削的進 第 16 頁 共 20 頁 給次數(shù)與背吃刀量參考《數(shù)控加工與編程》。 ⑧外圓車刀刀尖為圓弧，可以提高加工表面粗糙度。加工時采用這樣的車刀 車內(nèi)、外圓和端面時，刀尖圓弧不影響加工尺寸和形狀，但轉(zhuǎn)角處的刀尖無法車 出，并且在切削錐面或圓弧面時，會造成過切或少切，因此，在加工時要采用刀 尖半徑補償來消除誤差。 4 數(shù)控車床操作注意事項 ①程序輸入階段 a.程序輸入時應正確，避免字母、數(shù)字和符號的輸入錯誤。 b.程序輸入應符合系統(tǒng)格式。 ②零件加工階段 a.檢查數(shù)控系統(tǒng)是否已回參考點。 b.安裝車刀，確認車刀安裝的刀位和程序中編程所需的刀號一致。 c.對刀。 d.車刀對刀完畢后，應確認對刀的正確性，確認精車刀對刀的精確性。 e.加工前仔細檢查和確認是否符合自動加工運行模式。 在數(shù)控車間操作機床時要注意安全，嚴格按照《數(shù)控機床設備安全操作規(guī)程》 要求操作。 第 17 頁 共 20 頁 總 結(jié) 通過編寫數(shù)控車削加工工藝設計說明書，我掌握了編寫零件加工工藝規(guī)程的 步驟。首先從零件工藝分析入手，審查零件圖，明確零件各部分的尺寸和精度要 求，根據(jù)數(shù)控加工工藝性，正確選擇加工方法、加工路線，合理選擇刀具和切削 用量，按照加工工藝步驟編寫數(shù)控加工程序。 在設計準備階段，我總結(jié)學過的專業(yè)知識，到圖書館、上網(wǎng)查找資料，搜集 各種能輔助設計的知識。設計過程中，運用綜合知識進行考慮，遇到不懂的問題 及時向老師請教，或與同學討論。從開題報告的格式，到加工過程中應正確分析 零件的裝夾定位、劃分加工工序，從選擇合理的刀具，到切削用量的確定到編寫 加工程序，黃慶華老師都細心的講解，設計中遇到的每個細節(jié)問題都和同學認真 討論。在黃慶華老師的悉心指導下，我從開題報告做起，進行零件工藝分析、裝 夾方案的確定、加工工序劃分、選擇合理的刀具、確定切削用量、擬訂數(shù)控加工 工序卡片、編寫加工程序、編寫整理設計說明書等過程。通過小組討論、老師指 導，我的畢業(yè)設計最終得以順利完成。 在進行畢業(yè)設計的三個月里，我不斷的學習、不斷的積累，專業(yè)技能和綜合 技能不斷的提高。在設計過程中我收獲最大的除了鞏固專業(yè)技能外，計算機水平 也有大步提升。從 Office辦公軟件到 AutoCAD繪圖軟件的應用能力，我都有進 一步的提高。在設計說明書的整體排版時，嚴格按照設計指導書的要求選擇字體、 大小，設置合適的段落、間距等格式，利用 AutoCAD繪制零件圖、工序簡圖。遇 到不明白的格式設置、尺寸標注等問題，及時查閱相關(guān)書籍，請教同學，增強了 我的自學能力。通過學習我加深了對計算機應用的了解，還學會了創(chuàng)建各種格式 的頁眉、頁腳，插入目錄等重要的實用格式，學會了圖形文件在 Word與 AutoCAD 之間的轉(zhuǎn)換。 通過這次的畢業(yè)設計我收獲很多：首先，畢業(yè)設計是對我兩年來所學專業(yè)知 識是否踏實的檢驗，讓我對兩年所學知識進行了綜合，也讓我溫習了一些已經(jīng)快 要淡忘的專業(yè)知識；其次,它提高了我們的自學能力，讓我們通過查閱資料,參考 別人的優(yōu)秀作品,學到了許多書本上根本就沒有的知識,也進一步提高了我們對機 械行業(yè)的了解, 增強了我們對專業(yè)的熱愛，為以后的學習打下堅實的基礎；最重 要的是,這次畢業(yè)設計讓我們體會到團隊合作的重要性，眾人劃槳開大船，只有 在同學的幫助與支持下才能在這么短的時間內(nèi)完成畢業(yè)設計。同時我也充分認識 到自身的不足：知識面窄，知識的綜合應用能力不熟練。 第 18 頁 共 20 頁 參考文獻 [1]詹華西編．數(shù)控加工與編程．西安：西安電子科技大學出版社．2004 年 [2]余英良編．數(shù)控加工編程及操作．北京：高等教育出版社．2005 年 [3]李華編．機械制造技術(shù)．北京：高等教育出版社． 2006 年 [4]第一屆全國數(shù)控技能大賽組委會編．決賽試題解析與點評．北京：中國科技技術(shù)出版 社．2005 年 [5]朱淑萍編．機械加工工藝及裝備．北京：機械工業(yè)出版社．2002 年 [6]陳子銀，徐鯤鵬編．數(shù)控加工技術(shù)．北京：北京理工大學出版社．2006 年 [7]數(shù)控車床編程與操作基礎．武漢：武漢華中數(shù)控股份有限公司.2005 年 第 19 頁 共 20 頁 致 謝 經(jīng)過半年的努力，畢業(yè)設計終于完成。經(jīng)過一次又一次的修改、添加，老師 給我們講解，給我們找一些相關(guān)的資料，終于把論文按要求的完成。非常感謝我 的指導老師，由于在外面實習，和老師聯(lián)系不方便，但老師還是一直沒有忽略我 們，一直在想辦法幫助我們，在我們遇到困難時，老師總是耐心講解并不斷的鼓 勵我，給我克服困難和完成設計的信心。在此，我表示由衷的感謝。 其次還有和我們一組的組員們，總能在我需要的時候給我相關(guān)的資料，有不 會的我們會在一起討論，經(jīng)過我們共同的努力，終于完成課題。 最后我對所有幫助過我的老師和同學們表示深深的感謝！