毕业设计（论文）-正切曲线轴零件的数控车削加工工艺及编程.docx

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1、机械技术学院毕业设计论文正切曲线轴零件的数控车削加工工艺及编程学生姓名：姓名指导教师姓名：姓名职称姓名职称所在班级论文提交日期20年月日答辩委员会主任所在专业论文答辩日期20年月曰主答辩人XX技术系20年月日摘要本文主要讲述正切曲线轴零件的数控车削加工工艺及编程，文中所述图形为一复杂轴零件，其结构包括圆弧面、圆柱面、圆锥面、内外螺纹以及正切曲面，所涉及的数控车削知识较广。本人首先运用AUTOCAD绘制其零件二维图以及运用PROE绘制零件的三维图形，在绘制出图形后对零件进行工艺分析，确定零件毛坯尺寸，并制定出合理的加工方案，填写工艺文件，再编写出零件的数控加工程序，最后对全文进行总结。关键词：工

2、艺分析加工方案数控编程目录摘要I1 .绪论12 .零件图的分析32.1 零件的技术要求分析42.2 零件的结构工艺性分析53 .毛坯的选择53.1 毛坯类型的确定53.2 毛坯余量的确定54 .定位基准及装夹方式的确定54.1 定位基准的确定54.2 装夹方式的选择65 .工艺路线的确定65.1 主要加工表面加工方法的选择65.2 加工顺序的安排75.3 工序与工步的划分76 .设备及其工艺装备的选择96.1 机床的选择96.2 刀具的选择97 .切削用量的选择107.1 背吃刀量的确定107.2 2切削速度及主轴转速的确定117.3 进给速度F的确定138 .工艺卡片的填写138.1 机械加

3、工工艺过程卡138.2 数控加工工序卡149 .数控编程159.1 编程方法的选择159.2 加工程序清单1610 .编程知识1910.1 机床坐标系和运动方向的确定2010.2 程序格式2010.3 数控系统中的基本功能代码2110.4 宏程序编程知识2511 2912 3013 文献311 .绪论随着科学技术的高速发展，制造业发生了根本性的变化。由于数控技术的广泛应用，普通机械逐渐被高效率、高精度的数控机械所代替，形成了巨大的生产力。专家们预言：二十一世纪机械制造业的竞争，其实是数控技术的竞争。数控技术是制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础，现代的CAM/CAD,FMS和CIMS、敏

4、捷制造和智能制造等，都是建立在数控技术之上；数控技术是提高产品质量、提高劳动生产率、提高企业的市场适应能力和竞争能力必不可少的物质手段;数控技术是国防现代化的重要战略物质，是国际技术和商业贸易的重要构成。因而可以毫不夸张地说：数控技术是关系到国家战略地位和体现国家综合国力水平的重要基础性产业，其水平高低和拥有量是衡量一个国家工业现代化的重要标志。数控技术的广泛应用，给机械制造业生产方式、产品结构、产业结构带来深刻的变化。随着我国工业现代化进程逐步加快，数控技术在制造业中越来越多地得到应用。目前，我国制造工业中，从事数控机床制造和生产的科技人员以及数控机床的操作员、程序员和维修人员都非常缺乏。特

5、别是在我国的经济特区，数控人才非常抢手。因此。数控人才的缺乏是制约我国数控技术推广应用的极其重要的因素。数控加工技术对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。而对于数控加工,无论是手工编程还是自动编程，在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析，拟定加工方案，选择合适的刀具，确定切削用量，对一些工艺问题（如对刀点、加工路线等）也需做一些处理。并在加工过程掌握控制精度的方法,才能加工出合格的产品。2 .零件图的分析如图2.1所示零件二维图

6、（图中若有不清晰之处请参见附图），图2.2所示为该零件的PROE三维图，试制定合理的加工方案，填写工艺文件，并编写数控加工程序。5糕图2.1零件二维图图2.2零件PROE三维图2.1 零件的技术要求分析零件的技术要求主要包括尺寸精度、形状精度、位置精度、表面粗糙度要求等，这些技术要求应当是能够保证零件使用性能前提下的极限值。进行零件技术要求分析，主要是分析这些技术要求的合理性，以及实现的可能性，重点分析重要表面和部位的加工精度和技术要求，为制定合理的加工方案做好准备。同时通过分析以确定技术要求是否过于严格，因为过高的精度和过小的表面粗糙度要求会使工艺过程变得复杂，加工难度大，增加不必要的成本。

7、通过对零件图纸的分析得知，该零件的主要技术要求如下：（1）尺寸精度等级分析尺寸中48o2的精度等级为IT7级、尺寸242的精度等级为IT7级、尺寸中4O。2的精度等级为IT7级、总长尺寸1200.02的精度等级为IT8级，其余未注尺寸公差按GB1804-M加工。（2）位置精度分析从左到右的尺寸：20o.02的尺寸精度等级为【T9级、350.02的尺寸精度等级为IT8级、22俨27的尺寸精度等级为IT8级、38b035的尺寸精度等级为级、58035的尺寸精度等级为IT8级、24127的尺寸精度等级为IT8级，此外do，。?圆弧面以及正切曲面与基准A和B的圆跳动为0.02mm,其余未注尺寸公差按G

8、B1804-M进行控制。（3）表面粗糙度分析两处中48，。2外圆表面与圆锥面的表面粗糙度为40.8利，表面粗糙度要求较高，需要进行磨削加工；圆弧面与两处正切曲面的的表面粗糙度为（1表面粗糙度要求较高，在加工时粗、精加工刀具需要分开；其余表面粗糙度为（3.2，表面粗糙度要求一般，容易保证。综上所述，该零件的总体加工难度较大，在制定加工方案时需要重点保证圆弧面及正切曲面与外圆间的圆跳动。2 .2零件的结构工艺性分析该零件结构形状复杂，属于难加工零件，特别是圆弧而及正切曲面的加工，在加工时应合理的确定加工余量，选择精度较高的加工设备，制定合理的加工方案，选择合理的切削参数，在保证零件的精度要求下，尽

9、可能的提高加工效率。设计合理的加工工艺规程，较经济、高效、合格的加工出该零件。3 .毛坯的选择3.1 毛坯类型的确定毛坯是用来加工各种工件的坯料,毛坯的生产方法主要有:铸造、锻造、焊接、冲压件，以及各种型材也可以用作毛坯。该零件的毛坯类型可确定为锻造成型，为圆柱棒料，材料45钢。3 .2毛坯余量的确定根据其加工精度，确定该零件毛坯的径向余量为单边3.5mm,长度余量为单边5mm。故毛坯为中55X13Omm棒料，材料45钢。4 .定位基准及装夹方式的确定4.1 定位基准的确定定位基准有粗基准和精基准两种，用未加工过的毛坯表面作为定位基准称为粗基准，用己加工过的表面作为定位基准称为精加工。除第一道

10、工序用粗基准外，其余工序都应使用精基准。选择定位基准要遵循基准重合原则，即力求没计基准、工艺基准和编程基准统一,这样做可以减少基准不重合产生的误差和数控编程中的计算量，并且能有效地减少装夹次数。通过对零件图的分析，确定该零件的粗基准为毛坯外圆及两端面；加工48外圆、圆弧面及正切曲面时的精基准为轴中心线，加工内外螺纹孔时的精基准为中48外圆。4 .2装夹方式的选择在粗加工时，可直接采用卡盘装夹；车左端圆弧面、圆锥面、右端正切曲面以及内螺纹孔时可在一次装夹中完成，装夹时可选用软爪进行装夹；车右端螺纹及左端正切曲面可在一次装夹中完成，由于向外仰出长度较长，故需要采用卡顶法装夹，即：用软爪撑左端中24

11、内孔表面，顶尖顶右端面中心。5 .工艺路线的确定5.1 主要加工表面加工方法的选择（1）48,oo2外圆：其尺寸精度等级为IT7级，表面粗糙度为R,0.8W7。加工要求较高，需要进行粗、精、磨削加工。（2） 40:o2圆弧面：其尺寸精度等级为IT7级，表面粗糙度为&1.6，与A、B面的圆跳动公差为0.02mm。需要控制其表面粗糙度和圆跳动要求，加工要求较高，需要进行粗、精加工。（3）圆锥面：其尺寸精度为80。）,表面粗糙度为（0.8/仙。表面粗糙度要求较高，需要进行粗、精、磨削加工。（4）正切曲面：其尺寸精度等级为自由公差，表面粗糙度为凡1.6帆，与A、B面的跳动公差为0.02mmo需要控制其

12、表面粗糙度和圆跳动，加工要求较高，需要进行粗、精加工。（5）2402内孔：其尺寸精度等级为IT7级，表面粗糙度为凡加工要求较高，其加工方法为钻一粗链一精链。5.2加工顺序的安排工件的机械加工工艺路线中要经过切削加工、热处理和辅助工序。因此，当拟定工艺路线时要合理、全面安排好切削加工、热处理和辅助工序的顺序。切削加工工序的安排原则1）基准先行选为精基准的表面，应先进行价格，以便为后续工序提供可靠的精基准。如轴类零件的中心孔、箱体的地面或剖分面、齿轮的内孔和一端面等，都应安排在初始工序加工完成。2）先粗后精各表面均应按照粗加工一半精加工一精加工的顺序依次进行，以便逐步提高加工精度和降低表面粗糙度。

13、3）先主后次先加工主要表面（如定位基面、装配面、工作面），后加工次要表面（如自由表面、键槽、螺纹孔等），次要表面常穿插进行加工，一般安排在主要表面达到一定精度之后、最终精加工之前。该零件的加工顺序应严格按照以上原则进行加工。5.3工序与工步的划分根据其表面加工方法以及加工顺序的安排原则，确定该零件的工序与工步如下：工序1制造毛坯655X13Omm棒料。工序2粗车外圆和端面。工步1夹毛坯外圆，向外伸出80mm,粗车一端毛坯外圆至G50mm,长70mm,平端面，控制表面粗糙度（3.2/仙，打中心孔。工步2夹50外圆并找正，粗车另一断外圆至50mm,与上一步接平，平端面，控制总长1200.02Inn

14、I,保证左端面表面粗糙度R,3.2心。工序3车左端外圆、圆弧面、圆锥面、右端正切曲面，内螺纹孔。工步1夹50外圆，找正外圆无中心孔一端向外伸出90mm,车外圆至中48. 3mm,磨量0.3mm。工步2切槽中28X4；正切曲面处切槽中39X23mm,槽中心线与28X4槽中心线重合；切槽中32X15,槽中心线与28X4中心线重合。工步3粗车圆弧面、圆锥面、右端正切曲面。工步4手动钻底孔20mm,深35.5mm。工步5粗锋内轮廓，留精车余量0.3mm。工步6精镇内孔24rS至图样要求，深35O.O2mm;车内螺纹底孔至中49. 4mm,深200.02mmo工步7精车圆弧面、圆锥面、右端正切曲面。工步

15、8车内螺纹。工序4撑内孔中24表面，找正48.3外圆，顶右端面中心孔，车右端螺纹、左端正切曲面。工步1粗车外圆，外螺纹大径。工步2粗车正切曲面。工步3精车外圆，外螺纹大径。工步4精车正切曲面。工步5车螺纹。工序5磨外圆至48o2,控制表面粗糙度60.8帆；磨锥面小口直径至中44,表面粗糙度（0.8/仙。工序6去毛刺。工序7检验图上各尺寸。工序8入库。6 .设备及其工艺装备的选择6 .1机床的选择工序2为粗车内容，可在普通车床上加工，故选择在CA6140普通车床上加工。工序3和工序4为精车，加工结构复杂，在普通车床上难以完成，需要在数控车床上加工，故选择在数控车床上加工（六刀位）。工序5为磨削加工，可选择在卧室外圆磨削机床上加工，机床型号M1432A。7 .2刀具的选择根据该零件的加工特性，确定其所需刀具如表6.1所示。表6.1数控加工刀具卡片工序号刀具名称刀具号刀具规格加工表面2外圆车刀刀架90粗车刀