轴套类数控车削加工工艺及编程设计说明书

目录1. 设计题目及零件图11.1数控车零件设计题目及零件图 11.2数控铣零件设计题目及零件图 12. 工艺设计22.1数控车零件工艺设计2222.2数控铣零件工艺设计3333. 零件工艺规程 44. 程序设计44.1数控车零件程序设计444554.2数控铣零件程序设计666675. 数控加工程序清单75.1数控车零件程序清单75.2数控铣零件程序清单176. 数控车、铣床程序仿真结果 166.1数控车床程序仿真结果 166.2数控铣床程序仿真结果 177. 设计总结18参考书及资料目录文献 191. 零件的分析如图1.1所示为轴套零件三维模型图，图1.2所示为轴套二维零件图（图中有不清晰之处请参加CAD图），试制定出该零件的加工工艺方案，编制其数控加工程序，并对程序进行仿真加工。图1.2零件三维图Mtl.HUHtnoji* 0ft甘工Eft*ft # it11也MI# 1 %For personal use only in study and research; not for commercial use图1.1零件二维图1.1零件的尺寸标注分析零件图上的尺寸是制造、检验零件的重要依据，生产中要求零件图中的尺寸不允许有任何差错。在零件图上标注尺寸，除要求正确、完整和清晰外，还应考虑合理性，既要满足设计要求，又要便于加工、测量。For pers onal use only in study and research; not for commercial use关于尺寸标注主要包括功能尺寸、非功能尺寸、公称尺寸、基本尺寸、参考尺寸、重复尺寸等等。该零件图说标注的尺寸均完整，符合国家要求，位置准确，表达清楚。1.2零件的几何要素分析For pers onal use only in study and research; not for commercial use从图1.1分析得知，该零件的结构主要由圆柱面、圆弧面、圆锥面、螺纹头、螺纹孔、槽等特征组成，这些特征在普通车床上难以完成，需要在数控车上加工。1.3零件的技术要求分析该零件的尺寸精度要求有：尺寸52 00.03的尺寸精度等级为IT7级、尺寸35025的尺寸精度等级为IT7级、尺寸36；的尺寸精度等级为IT10级、尺寸20.21的尺寸精度等级为IT7级、 尺寸S50 0.02的尺寸精度等级为IT8-9级、尺寸3-4 ；.03的尺寸精度等级为IT9级、尺寸3-3乙.03 的尺寸精度等级为IT9级，其余未注尺寸精度公差按IT12进行控制。For pers onal use only in study and research; not for commercial use各轴段的位置精度有：145_0.08的精度为IT10级、73_0.04的精度等级为IT9-10级、30_0.02 的精度等级为IT8-9级、26_0.03的精度等级为IT9-10级、20 _ 0.03的精度等级为IT9-10级、 19_0.04的精度等级为IT9-10级。表面粗糙度要求有：35；.025外圆、S500.02圆弧面、20与45圆锥面、20：021内孔的表面粗糙度为Ra1.6u m,其余未注表面粗糙度为Ra3.2um。综上所述，该零件的加工精度较高，应设计比较合理的加工方案，选择合适的刀具，合适的切削参数等等。2. 毛坯及夹具的确定2.1毛坯的确定铸件铸件适用于形状较复杂的零件毛坯。其铸造方法有砂型铸造、精密铸造、金属型铸造、压力铸 造等。锻件锻件适用于强度要求高、形状比较简单的零件毛坯。其锻造方法有自由锻和模锻两种。(3) 型材型材有热轧和冷拉两种。热轧适用于尺寸较大、精度较低的毛坯；冷拉适用于尺寸较小、精度 较高的毛坯。(4) 焊接件焊接件是根据需要将型材或钢板等焊接而成的毛坯件。(5) 冷冲压件冷冲压件毛坯可以非常接近成品要求，在小型机械、仪表、轻工电子产品方面应用广泛。(1) 零件的材料及机械性能要求零件材料的工艺特性和力学性能大致决定了毛坯的种类。(2) 零件的结构形状与外形尺寸(3) 生产纲领的大小(4) 现有生产条件(5) 充分利用新工艺、新材料为节约材料和能源，提高机械加工生产率，应充分考虑精密铸造、精锻、冷轧、冷挤压、粉末 冶金、异型钢材及工程塑料等在机械中的应用。综合考虑，根据以上因素及零件的技术要求，确定该零件的毛坯为棒料，其尺寸为55X 155mm材料为45钢。2.2夹具的选择(1) 数控车床夹具的定义和分类在数控车床上用于装夹工件的装置称为车床夹具。车床夹具可分为通用夹具和专用夹具两大类。通用夹具是指能够装夹两种或两种以上工件的夹 具，例如车床上的三爪卡盘、四爪卡盘、弹簧卡套和通用心轴等；专用夹具是专门为加工某一特定 工件的某一工序而设计的夹具。(2 )夹具作用在数控车削加工过程中，夹具是用来装夹被加工工件的，因此必须保证被加工工件的定位精度，并尽可能做到装卸方便、快捷。选择夹具时应优先考虑通用夹具。使用通用夹具无法装夹、或者不能保证被加工工件与加工工序的定位精度时，才采用专用夹具。专用夹具的定位精度较高，成本也较高。专用夹具的作用为：1）保证产品质量2）提高加工效率3）解决车床加工中的特殊装夹问题4）扩大机床的使用范围使用专用夹具可以完成非轴套、非轮盘类零件的孔、轴、槽和螺纹等的加工，可扩大机床的使 用范围。（1）基准1 ）设计基准设计基准是设计工件时采用的基准。例如轴套类和轮盘类零件的中心线。轴套类和轮盘类零件 都是属于回转体类，通常将径向设计基准设置在回转体轴线上，将轴向设计基准设置在工件的某一 端面或几何中心处。2）加工定位基准加工定位基准即在加工中工件装夹定位时的基准。数控车床加工轴套类及轮类零件的加工定位 基准只能是被加工件的外圆表面、内圆表面或零件端面中心孔。3）测量基准被加工工件各项精度测量和检测时的基准。机械加工工件的精度要求包括尺寸精度、形状精度 和位置精度。尺寸误差可使长度测量量具检测；形状误差和位置误差要借助测量夹具和量具来完成。在数控车削加工中尽量使得工件的定位基准与设计基准重合。尽量使工件的加工基准和工件的 定位基准与工件的设计基准重合，是保证工件加工精度的重要前提条件。（2）数控车床定位基准的选择定位基准的选择包括定位方式的选择和被加工件定位面的选择。在数控车削加工中，较短轴类零件的定位方式通常采用一端外圆固定，即用三爪卡盘、四爪卡 盘或弹簧套固定工件的外圆表面，此定位方式对工件的悬伸长度有一定限制，工件悬伸过长会在切 削过程中产生变形，工件悬伸过长还会增大加工误差甚至掉活。对于切削长度较长的轴类零件可以采用一夹一顶，或采用两顶尖定位。在装夹方式允许的条件 下，零件的轴向定位面尽量选择几何精度较高的表面。（1）圆周定位夹具在数控车削加工中，粗加工、半精加工的精度要求不高时，可利用工件或毛坯的外圆表面定位。1 ）三爪卡盘三爪卡盘是最常用的车床也是数控车床的通用卡具。三爪卡盘最大的优点是可以自动定心。它 的夹持范围大，但定心精度不高，不适合于零件同轴度要求高时的二次装夹。三爪卡盘常见的有机械式和液压式两种。液压卡盘装夹迅速、方便，但夹持范围小，尺寸变化 大时需重新调整卡爪位置。数控车床经常采用液压卡盘，液压卡盘特别适用于批量加工。2）软爪由于三爪卡盘定心精度不高，当加工同轴度要求较高的工件、或者进行工件的二次装夹时，常 使用软爪。通常三爪卡盘的卡爪要进行热过处理，硬度较高，很难用常用刀具切削。软爪是改变上 述不足而设计制造的一种具有切削性能的夹爪。加工软爪时要注意以下几方面的问题： 软爪要在与使用时相同的夹紧状态下进行车削，以免在加工过程中松动和由于反向间隙而引起定心误差。车削软爪内定位表而时，要在软爪尾部夹一适当的圆盘，以消除卡盘端面螺纹的间隙。 .当被加工件以外圆定位时，软爪夹持直径应比工件外圆直径略小。其目的是增加软爪与工件的接触面积。软爪内径大于工件外径时，会造成软爪与工件形成三点接触，此种情况下夹紧牢固度较 差，所以应尽量避免。当软爪内径过小时，会形成软爪与工件的六点接触，不仅会在被加工表面留 下压痕，而且软爪接触面也会变形。这在实际使用中都应该尽量避免。软爪有机械式和液压式两种。软爪常用于加工同轴度要求较高的工件的二次装夹。3）卡盘加顶尖在车削质量较大的工件时，一般工件的一端用卡盘夹持，另一端用后顶尖支撑。为了防止工件由于切削力的作用而产生的轴向位移，必须在卡盘内装一限位支撑，或者利用工件的台阶面进行限 位。此种装夹方法比较安全可靠，能够承受较大的轴向切削力，安装刚性好，轴向定位准确，所以 在数控车削加工中应用较多。4）芯轴和弹簧芯轴当工件用已加工过的孔作为定位基准时，可采用芯轴装夹。这种装夹方法可以保证工件内外表 面的同轴度，适用于批量生产。芯轴的种类很多。常见的芯轴有圆柱芯轴、小锥度芯轴，这类芯轴 的定心精度不高。弹簧芯轴（又称涨心芯轴） ，既能定心，又能夹紧，是一种定心夹紧装置。5）弹簧夹套弹簧夹套定心精度高，装夹工件快捷方便，常用于精加工的外圆表面定位。它特别适用于尺寸精度较高、表面质量较好的冷拔圆棒料的夹持。它夹持工件的内孔是规定的标准系列，并非任意直 径的工件都可以进行夹持。6）四爪卡盘加工精度要求不高、偏心距较小、零件长度较短的工件时，可以采用四爪卡盘进行装夹，如图3-12所示。四爪卡盘的四个卡爪是各自独立移动的，通过调整工件夹持部位在车床主轴上的位置， 使工件加工表面的回转中心与车床主轴的回转中心重合。但是，四爪卡盘的找正烦琐费时，一般用 于单件小批生产。四爪卡盘的卡爪有正爪和反爪两种形式。（2 ）中心孔定位夹具1）两顶尖拨盘两顶尖定位的优点是定心正确可靠，安装方便。主要用于精度要求较高的零件加工。顶尖作用 是进行工件的定心，并承受工件的重量和切削力。顶尖分前顶尖和后顶尖。两顶尖装夹工件时的安装为：先使用对分夹头或鸡心夹头夹紧工件一端的圆周，再将拨杆旋入 三爪卡盘，并使拨杆伸向对分夹头或鸡心夹头的端面。车床主轴转动时，带动三爪卡盘转动，随之 带动拨杆同时转动，由拨杆拨动对分夹头或鸡心夹头，拨动工件随三爪卡盘的转动而转动。两顶尖 只对工件有定心和支撑作用，必须通过对分夹头或鸡心夹头的拨杆带动工件旋转。使用两顶尖装夹工件时的注意事项： 前后顶尖的连线应该与车床主轴中心线同轴，否则会产生不应有的锥度误差。 .尾座套筒在不与车刀干涉的前提下，应尽量伸出短些，以增加刚性和减小振动。 .中心孔的形状应正确，表面粗糙度应较好。 .两顶尖中心孔的配合应该松紧适当。2 ）拨动顶尖车削加工中常用的拨动顶尖有内、外拨动顶尖和端面拨动顶尖两种。 .内、外拨动顶尖这种顶尖的锥面带齿，能嵌入工件，拨动件旋转。 .端面拨动顶尖这种顶尖种用端面拨爪带动工件旋转，适合装夹工件的直径在 50mnv 150mm之间。（3）其他车削工装夹具数控车削加工中有时会遇到一些形状复杂和不规则的零件，不能用三爪或四爪卡盘装夹，需要 借助其他工装夹具，如花盘、角铁等夹具。1）花盘被加工零件回转表面的轴线与基准面相垂直，且表面外形复杂的零件可以装夹在花盘上加工。2）角铁被加工零件回转表面的轴线与基准面相平行、且表面外形复杂的零件可以装夹在角铁上加工。（1 ）定位基准的选择粗基准的选择：选择零件的毛坯外圆为粗基准。精基准的选择：以两端面中心孔为精基准。（2 ）装夹方式的选择通过对该零件的分析，确定该零件的装夹在粗车以及车左头时可直接用三爪卡盘装夹；车右端及中间部位时，由于工件伸出卡盘外的长度较长，故需要选用卡盘加顶尖的方式装夹。3. 刀具的选择数控车床一般采用机夹可转位刀具，所用的刀具，要求有可靠的断屑性能，足够的耐用，刀片转位后有精确的重复定位精度，刀片要有足够的夹紧可靠性，此外，由于数控车床功率比较大，刚 性强，要求刀具寿命较长，质量相对稳定，因此，对刀片材料的要求高，以保证刀具寿命，一般情 况下大多使用涂层刀片。3.1刀具材料的选择刀片材料要根据零件材料及热处理后的材料性能合理选用。对与一般低碳钢，低碳低合金钢的加工刀片材料可以选择普通硬质合金或超微粒子硬质合金材料，在国际标准中（ISO），硬质合金通常分为三大类，即 K、P、M分别相当与我国国标中的YG YT YW类。通常情况下又分别在 K、P、M三种代号后附加上 01、05、20、40、50等数字进行更进一步细分。一般来讲数字越小者硬度更高， 但韧性降低，数字越大韧性高但硬度降低。一般情况下K类主要用于加工铸铁、有色金属及非金属材料；P类主要用于加工普通钢；M类主要用于加工难加工钢，铸铁及有色金属。超微粒子硬质合金适合加工不锈钢、高锰高及耐热钢，选用时可结合具体加工工艺参数合理选择。在数控车削中，为 提高刀具寿命，实际应用中大多使用涂层刀具材料。涂层刀具是在韧性较好的工具表面涂上一层耐 磨损，耐溶着、耐反应的物质，使刀具在切削中同时具有硬而不易破损的性能。涂层的方法分为两大类，一为物质涂层 PVD另为化学涂层 CVD 一般来说，物理涂层是在 550C以下将金属和气体离 子化后喷涂在工具表面； 而化学涂层则是将各种化合物通过化学反应来沉积在工具上形成表面皮膜， 一般普遍采用中温涂层，温度控制在800C左右。用于涂层常见的材料有Tic、TiN、TiCN、AI2O3等陶瓷材料，涂层厚度为 5?15um由于这些陶瓷材料都具有耐磨损（硬度高），耐化学反应等性能。所以涂层刀具是数控机床最为广泛使用的刀具类型，从非金属、铝合金、到铸铁钢以及高强度钢、 高硬度钢和耐热合金、钛合金等难加工材料的切削中均可使用，比普通较硬质合金的性能要好，性 能价格比较高，是数控机床用刀具材料的首选。对于普通钢材，优先选择涂层刀片，高速连续切削 选用涂层厚度为5 15um多为CVD法制造刀片。冲击较强的断续切削时，要求涂膜的附着强度以及 涂层对工具的韧性不会产生太大的影响，所以选择涂层厚度为2?3um左右采用PVD涂层的刀片。对于普通灰铸铁加工来讲，线速度小于300m/min以下宜采用涂层硬质合金，线速度 300?500m/min以内可采用陶瓷刀具。3.2常用的车刀选用加工外圆及台阶是刀片的形状有刀尖角为80菱形刀片，55菱形刀片，圆形刀片，方形刀片，等边三角形刀片和 35菱形刀片，其标准后角通常有0、7、11 、25、30等几种规格。主偏角主要有45、50、60、75、85、90、93、95等形式。一般情况下加工台阶轴类 零件宜采用装有80菱形刀片的95车刀，这种车刀的特点是前角和副偏角较大，摩擦小，消振散 热性好，不易拉毛零件表面，加工外圆或端面都很好用。粗加工外圆或端面则可采用装80菱形刀片的车刀，这时不用80刀尖而是用100刀尖的菱形刀片，这样不但进一步提高刀尖的强度，而且还提高了刀片的利用率有效提高粗加工时的加工效率。重切削时应考虑选择圆形刀片，以满足切 削要求，提高加工效率。断屑槽形式选用应结合粗、精加工，切削用量，切削连续性等方面合性选 用。标准刀杆截面通常为矩形、正方形和圆性三种，从成本和使用方便性上考虑，应优先采用正方 形截面刀杆，刀杆的标准长度32?500mm 一般情况下，为提高切削过程的刀具刚度，在能够满足加工需要，又不会与零件其他部位产生干涉的情况下，刀杆长度不宜过长。刀杆结构还要根据零件加 工时的走刀方向，选择左手刀或右手刀。选择刀片角度和刀杆结构和连接形式时，要充分考虑零件 的结构特点，以避免零件加工时刀具与零件其他部位产生干涉。刀片主要装夹形式同前所述，采用 正方形刀片的刀具具有结构简单，制造工艺好等优点。80- 84角菱形刀片，刀尖和刀边抗破损的能力最强。加工内孔时，最常采用装有80菱形刀片的95车刀或采用装有 60三角形刀片的91车刀。 若加工内孔径比外空径大的台阶孔时宜采用装有55菱形刀片的110车刀，这样在加工大内径台阶孔时，可避免与零件直径小的内孔发生干涉（图3.1 ）。为了防止切削拉毛零件加工表面，刀片断屑槽的选择一定要合理，要求选用槽性较窄有多级断屑槽或点式断屑槽等断屑性能好的刀片。选择 刀片角度和刀杆结构和连接形式时，要充分考虑零件内孔的结构特点，避免零件加工时刀具与零件 发生干涉。一般情况下，只要不影响排屑，应尽量选择刚性较好的车刀，由于圆形刀杆比方形刀杆 截面积大些，刀具刚性好，并且刀尖还能与刀杆轴线在同一平面内，所以应优先选择圆形刀杆加工 内孔。对于一些精度要求高，变形要求小的零件加工，应考虑选用带冷却孔的刀杆，以降低加工过 程中的切削热，减少零件变形。图3.1标准切槽刀一般分为双刃单面结构、按工艺方法不同主要分为径向、轴向、切断三种类型。通 常情况下，切槽刀大多为成形刀，刀头形状根据零件上槽的形状可分为直切槽刀和圆弧切槽刀也可 根据零件需要定做特殊槽型和复合刀具。在使用切槽刀车削内槽时，为使排屑方便，防止切屑拉毛 零件，应充分考虑断屑槽的形状。切槽刀的刀杆结构形式较多，刀片夹紧形式主要有两种，即自夹 式夹紧和螺钉上压式压紧结构。采用螺钉上压式方式用与大直径零件的切断。刀片深槽，采用螺钉 上压式用于小直径零件的切断。刀片主要形式有单头刀片和双头可转位刀片，刀杆形式要避免与零 件发生干涉，降低振动的前提下，要满足加工质量，确保刚性，降低车削振动、经济实惠。的原则 合理选用。车螺纹刀片按切削形式可以分为切顶槽型螺纹刀片和非切顶槽螺纹刀片；按螺纹标准分为米制 和英制两种形式，按加工特点可分为内、外螺纹刀片、按螺纹线方向分为正、反螺纹。刀片结构主要分为两刃单面和三刃单面两种形式。通常情况下应尽量选用可重磨底面带有120V形定位面的切顶型升刃单面式刀片，为减少切削刀和振动力，刀片应选择正面前角结构，刀片的其他角度要结合上 述不同情况区别选用。螺纹刀杆分方形和圆形截面两种类型，前者价格较低，后者刚性和加工精度 较好，刀片与刀杆连接时需要增加力垫，刀杆按照螺纹旋线方向为标准型反向型，一定要根据零件 螺纹旋线方向合理选用。除以上刀具外，在一些特殊的形状车削时，还引用到成型车刀。3.3该零件加工所用的刀具根据其结构特性以及刀具的类型，确定该零件所需的刀具如表3-1所示。表3-1数控车削加工刀具卡待加工表面刀具名称刀具规格刀具材料端面端面车刀95车刀硬质合金粗车外圆外圆车刀90硬质合金精车外圆外圆车刀84硬质合金车圆弧面外圆车刀75硬质合金切外槽外槽刀刀宽2.5mm硬质合金钻底孔麻花钻 18mm高速钢车内孔车镗刀60硬质合金切内槽内槽刀刀宽4mm硬质合金车内螺纹内螺纹车刀60硬质合金4. 工艺路线及其工艺卡片4.1工艺路线的确定选择表面加工方法时，一般先根据表面的加工精度和表面粗糙度要求，选定最终加工方法，然 后再确定精加工前的准备工序的加工方法，即确定加工方案。由于获得同一精度和同一粗糙度的方 案有好几种，选择时还要考虑生产率和经济性，考虑零件的结构形状、尺寸大小、材料和热处理要 求及工厂的生产条件等。该零件的表面加工方法如下：(1 )外圆的加工方法 粗车t精车。(2) 内孔轮廓的加工方法 钻t粗镗t精镗。(3) 槽的加工方法粗切t精切。数控车削加工顺序应按照一下原则进行。(1) 基面先行原则 用作基准的表面应优先加工出来，因为定位基准的表面越精确，装夹误差就越小。故第一道工序一般是进行定位面的粗加工和半精加工(有时包括精加工)，然后再以精基准加工其他表面。加工顺序安排遵循的原则是上道工序的加工能为后面的工序提供精基准和合适的夹 紧表面。(2 )先粗后精 切削加工时，应先安排粗加工工序，在较短的时间内，将精加工前大量的加工 余量去掉，同时尽量满足精加工的余量均匀性要求。当粗加工后所留余量的均匀性满足不了精加工要求时，则可安排半精加工作为过渡性工序，以 便使精加工余量小而均匀。在安排可以一刀或多刀进行的精加工工序时，其零件的最终轮廓应由最后一刀连续加工而成。为充分释放粗切加工时残存在工件内的应力，在粗、精加工工序之间可适当安排一些精度要求不高部位的加工。如切槽、倒角、钻孔等(3 )先近后远 尽可能采用最少的装夹次数和最少的刀具数量，以减少重新定位或换刀所引起的误差。一次装夹的加工顺序安排是先近后远，特别是在粗加工时，通常安排离起刀点近的部位先 加工，离起刀点远的部位后加工，以便缩短刀具移动距离，减少空行程时间。对于车削加工，先近 后远有利于保持毛坯件或半成品件的刚性，改善其切削条件。(4) 先内后外，内外交叉 对既有内表面(内腔)，又有外表面需加工的零件，安排加工顺序时，应先进行内、外表面的粗加工，后进行内、外表面的精加工。切不可将零件上一部分表面(外表面或内表面)加工完毕后，再加工其它表面 (内表面或外表面)。根据其表面加工方法及加工顺序的原则，确定该零件的工艺路线如下：工序I:粗车端面、外圆、打中心孔。工步1夹毛坯外圆粗车一头端面及外圆，打中心孔。工步2夹上步粗车后的外圆，粗车另一头端面及外圆，打中心孔。工序n：卡盘加顶尖装夹，车左端大外圆、中间圆弧段。工步1 粗车外圆。工步2精车外圆。工步3 切槽。工步4粗车中间圆弧段。工步5精车中间圆弧段。工序川：夹左端外圆，顶右端中心孔，车左端锥面、螺纹头、中间锥面及其槽。工步1粗车右端外圆、锥面、螺纹大径、中间锥面。工步2精车右端外圆、锥面、螺纹大径、中间锥面。工步3切中间锥面上3-3 ；03槽、切螺纹退刀槽。工步4车外螺纹。工序W:夹右端 52 00.03外圆，将右端向外伸出 25mm车右端35 00.025外圆、钻、镗内孔、车 内螺纹。工步1 粗车外圆。工步2 钻底孔。工步3粗镗内孔。工步4精镗内孔。工步5切内螺纹退刀槽。工步6车内螺纹。工步7 精车外圆。4.2工艺卡片的制定数控加工工艺文件一般包括机械加工工艺过程卡片和数控加工工序卡片，它们指引者加工操作人员进行加工，是机械加工工艺规程设计中必不可少的部分，其填写过程包括以下几个方面。(1) 工艺文件的校核；(2) 工艺文件的会签；(3) 工艺文件的批准；(4) 工艺文件的更改。该零件的工艺卡片如下列表所示。表4-1机械加工工艺过程卡机械加工工艺过程卡零件名称轴套材料45钢毛坯尺寸 55 x 150mm序号工序名称工序内容车间设备工装下料裁剪毛坯I普车粗车端面、外圆、打中心孔。金工CA6140普车三爪自定心卡盘n数车车左端大外圆、中间圆弧段。金工GS980TD二爪卡盘、尾座顶尖出数车车左端锥面、螺纹头、中间锥面 及其槽。金工GS980TD三爪卡盘、尾座顶尖IV数车车右端35纭.025外圆、钻、镗内孔、车内螺纹。金工GS980TD软爪终检检验各尺寸是否合格检验室表4-2工序U的数控加工工序卡数控加工工序卡零件名称夹具名称使用设备工序号n程序编号ooooi轴套三爪定心卡盘广州数控车床-T 心口、 工步号工序内容刀具号刀具名称背吃刀量mm主轴转速r/mm进给速度 mm/r备注1粗车外圆T0190外圆车刀1500120自动2精车外圆T0284外圆车刀0.280080自动3切槽T035mm外槽刀35030自动4粗车中间圆弧段T0475。外圆车刀500100自动5精车中间圆弧段T0475。外圆车刀0.280080自动6检验表4-3工序山的数控加工工序卡数控加工工序卡零件名称夹具名称使用设备工序号川程序编号O0002轴套三爪定心卡盘广州数控车床-T 心口、 工步号工序内容刀具号刀具名称背吃刀量mm主轴转速r/mm进给速度 mm/r备注1粗车右端外圆、锥面、螺纹大径、中间锥面T0190外圆车刀1500120自动2精车右端外圆、锥面、螺纹大径、中间锥面T0284外圆车刀0.280080自动3切中间锥面上3-3 00 03槽、切螺纹退刀槽T032.5mm槽刀40030自动4车M27螺纹T0460螺纹车刀4002自动5检验表4-4工序W的数控加工工序卡数控加工工序卡零件名称夹具名称使用设备工序号IV程序编号00003轴套三爪定心卡盘广州数控车床-T 心口、 工步号工序内容刀具号刀具名称背吃刀量mm主轴转速r/mm进给速度 mm/r备注1粗车外圆T0190外圆车刀1500120自动2手动钻底孔18麻花钻300手动3粗镗内孔T0260镗刀0.8400100自动4精镗内孔T0260镗刀0.175070自动5切内螺纹退刀槽T034mm内槽刀30050自动6车内螺纹T0460内螺纹车刀4002自动7精车外圆T0584外圆车刀80080自动5. 数控编程5.1数控编程的定义及分类编程是将加工零件的加工顺序、刀具运动轨迹的尺寸数据、工艺参数（主运动和进给运动速度、 切削深度）以及辅助操作（换刀、主轴正反转、冷却液开关、刀具夹紧松开等）加工信息，用规定 的文字、数字、符号组成的代码，按一定格式编写成加工程序。数控编程又可分为手工编程和自动编程两类。手工编程时，整个程序的编制过程是由人工完成的。这要求编程人员不仅要熟悉数控代码及编 程规则，而且还必须具备有机械加工工艺知识和数值计算能力。对于点位加工或几何形状不太复杂 的零件，数控编程计算较简单，程序段不多，手工编程即可实现。自动编程是用计算机把人们输入的零件图纸信息改写成数控机床能执行的数控加工程序，就是 说数控编程的大部分工作有计算机来实现。该零件的刀具轨迹路径主要由直线、圆弧组成，坐标点尺寸计算方便，故采用手工编程的方式 编制其加工程序。5.2编程原点的确定该零件为规则的回转型零件，其坐标原点可设在轴的两端面中心上，这样方便编程坐标的计算。其坐标原点如图5.1所示。5.3加工程序清单程序解释说明00001程序号T0101（ 90外圆车刀）换1号刀M03 S500主轴正转，转速 500M08切削液开G00 X55 Z2快速运动至切削起点G90 X53 Z-112 F120粗车外圆至53mmX52.2 Z-112粗车外圆至52.2mmG00 X100 Z100快速运动至换刀位置T0202（ 84外圆车刀）换2号刀M03 S800主轴正转，转速 800G00 X51.99 Z2快速运动至切削起点G01 Z-112 F80精车外圆至51.99mmX53退刀G00 X100 Z100快速运动至换刀位置T0303（ 5mm曹刀）换3号槽刀M03 S350主轴正转，转速 35OGOO X54 Z-72快速运动至切削位置G01 X34.7 F30切槽GOO X100径向退刀Z100轴向退刀T0404 （ 70外圆车刀）换4号刀M03 S500主轴正转，转速 5OOGOO X54 Z-71快速运动至循环起点G73 U8.5 WO.5 R7建立G73外圆车削循环G73 P1OO Q2OO UO.2 WO.2 F1OO设定起终程序段、精加工余量N1OO GO1 X34.7 F12O径向进刀Z-72轴向进刀GO3 X44.592 Z-1O1.31 R25车圆弧R25GO2 X52 Z-111 R7车圆弧R7N2OO GO1 X53退刀MO3 S75O主轴正转，转速 75OG7O P1OO Q2OO精车圆弧面GOO X1OO Z1OO快速运动至换刀位置MO5主轴停止MO9切削液关M3O程序结束程序解释说明OOOO2程序号TO1O1（ 9O外圆车刀）换1号刀MO3 S5OO主轴正转，转速 5OOMO8切削液开GOO X54 Z2快速运动至循环起点G71 U2 R2建立G71车削循环G71 P1OO Q2OO UO.2 WO.2 F12O设定起终程序段，精车余量N1OO GOO X22.4径向进刀GO1 ZO F1OO靠近工件X26.4 Z-2 F8O倒角Z-19车螺纹大径X33.4平端面X4O W-8车锥面X51.99平端面N2OO W-7车外圆GOO Z-75快速运动至下一切削点G71 U2 R2建立G71车削循环G71 P3OO Q4OO UO.2 WO.2 F12O设定起终程序段，精车余量N3OO GOO X42.5快速进刀G01 Z-78 F100切削进刀X51.99 Z-105车锥面N400 Z-106退刀GOO X100径向退刀Z100轴向退刀T0202 （ 84外圆车刀）换2号刀M03 S800主轴正转，转速 8OOGOO X54 Z2快速运动至循环起点G70 P100 Q200精车N1OO至N2OO之间的程序段GOO X51.99 Z-75快速运动至下一个循环起点G70 P3OO Q4OO精车N3OO至N4OO之间的程序段GOO X1OO Z1OO快速运动至换刀位置TO3O3 （2.5mm槽刀）换3号刀MO3 S4OO主轴正转，转速 4OOGOO X54 Z-99快速运动至第一个切槽点GO1 X36 F3O切第一个槽第一刀X54 F1OO退刀WO.49运动至第二刀起刀点X36 F3O切第一个槽第二刀X54 F1OO退刀GOO X52 Z-92快速运动至第二个切槽点GO1 X36 F3O切第二个槽第一刀X52 F1OO退刀WO.49运动至第二刀起刀点X36 F3O切第二个槽第二刀X52 F1OO退刀GOO X5O Z-85快速运动至第三个切槽点GO1 X36 F3O切第三个槽第一刀X5O F1OO退刀WO.49运动至第二刀起刀点X36 F3O切第三个槽第二刀X54 F1OO退刀GOO Z-19快速运动至螺纹退刀槽切削起点GO1 X23 F3O切第一刀X5O F1OO退刀Z-17.5运动至第二刀起点X23 F3O切第二刀X5O F1OO退刀GOO X1OO Z1OO快速运动至换刀点TO4O4 （6O螺纹车刀）换4号刀MO3 S4OO主轴正转，转速 4OOGOO X29 Z2快速运动至循环起点G76 PO1OO6O Q1OO R1OO建立G76螺纹车削循环G76 X24.4 Z-17 P1200 Q500 F2设定参数GOO X100 Z100快速运动至换刀点M05主轴停止M09切削液关M30程序结束程序解释说明00003程序号T0101（ 90外圆车刀）换1号刀M03 S500主轴正转，转速 500M08切削液开G00 X54 Z2快速运动至循环起点G71 U1 R1建立G71车削循环G71 P100 Q200 U0.5 W0.5 F120设定起终程序段，精加工余量N100 G00 X0快速进刀G01 Z0 F80靠近工件X33平端面X35 Z-1倒角Z-15车外圆G02 X45 Z-20 R5倒圆角G01 X47.99平端面X51.99 W-2倒角N200 X54退刀G00 X100 Z100快速运动至换刀点M00程序暂停，用尾座钻头钻孔T0202（ 60 镗刀）换2号刀M03 S400主轴正转，转速 400M08切削液开G00 X19.8 Z2快速运动切削起点G01 Z-30.5 F100粗镗内孔G00 X16退刀Z2退刀X20.01进刀至精镗位置M03 S750主轴正转，转速 750G01 Z-30.5 F50精镗内孔G00 X16退刀Z2X21.4快速进刀至螺纹小径位置G01 Z-20 F100镗螺纹孔底径G00 X16退刀Z100X100快速运动至换刀位置T0303（ 4mn内槽刀）换3号刀M03 S300主轴正转，转速 3OOGOO X0Z-20快速运动至下刀点G01 X24 F30切内槽X0退刀GOO Z100X100快速运动至换刀点T0404（ 60内螺纹车刀）换4号刀M03 S400主轴正转，转速 4OOGOO X19 Z2快速运动至循环起点十G76 PO1OO6O Q1OO R1OO建立G76螺纹车削循环G76 X23.4 Z-18 P12OO Q5OO F2设定参数GOO X1OO Z1OO快速运动至换刀位置TO5O5（ 84外圆车刀）换5号刀MO3 S8OO主轴正转，转速 8OOGOO X54 Z2快速运动至循环起点G7O P1OO Q2OO精车外轮廓GOO X1OO Z1OO快速运动至换刀位置MO5主轴停止MO9切削液关M3O程序结束6. 仿真加工仿真加工的目的是为了校验所编制的程序是否有误。下面运用斯沃数控仿真软件V6.20版对程序进行仿真加工。其操作界面（FANUC OiT如图6.1所示。3* a?矍专（K丈朋NHt工怦伍工件Btt更勺谥宝暑旧 WftqfjP EIFAMPC 01 1nIBS丁一 FG, 7；8t6f6jr3iirdft AH4IJHH!jwuiFdrc ch:寸 凳 IDC OU4Z HJli右 I -n se：-. 1-103 R7FAMXnr-TGFjSJ?科世总立 h ifli .i/www iWir应:;.iRSo.ft壬/鬲1套圈養叵區2 5 下 Q 口曲世廉必二 1图6.1 FANUC OiT操作面板J 4T ST 6；首先新建一个文本文档，将上一章中的程序清单复制并粘贴至文本文档内，然后保存成扩展名 为.CNC（或NQ文件。然后打开仿真软件，对机床进行回零，然后按下编辑按钮，再单击程序，在 操作面板中输入 07788，按下“插入”键，然后在菜单栏中单击“文件”下的“打开”，选择刚刚保存好的文件00001确定后将看到面板上出现所编制的程序。（1 ）设置刀具根据该工序所需的刀具，在仿真机床中设置好刀具。（2 ）设置毛坯单击菜单栏中“工件操作”下的“设置毛坯”，在界面中设置为棒料，工件长度为150,直径为55,材料选择40碳素结构钢。（3）对刀 首先在刀具管理中，将 1号刀（外圆粗车刀）转到加工位置（一般机床默认1号刀在加工位），然后单击菜单栏中“工件操作”下的“快速定位”，在对话框中选择轴中心。将刀具移到轴中心后，然后在操作面板中单击“刀补”按钮，选择MDI （录入）方式，根据现在位置（相对位置）下的坐标值，将其输入至1号刀补中，如：先按下 U-260，再按“输入“键。这样第 1把刀的刀补就设置好了。（4 ）仿真加工 在设置好刀具补偿后，可以开始仿真加工了，首先关闭机床窗门，然后将功能 键中的“循环启动”打开，再按下“循环启动”按钮，开始切削，其各工序程序的仿真效果图如下 图所示。图6.2工序H的仿真效果图7. 可能出现废品的原因分析7.1废品的定义废品主要是指出现粗糙度未达到要求、工件夹伤或者夹紧变形、形位公差超差、尺寸精度超差等情况，都可视为废品。造成表面粗糙度偏大的原因可能有：刀具刀尖磨损、背吃刀量过大、进给速度过快等等。 出现此等废品的原因可能有：在装夹时用力过大、工件夹歪、零件表面与卡盘表面不干净等等。 行为公差超差的原因可能有：在第二次装夹时未校平、机床精度影响等等。出现此等废品的原因可能有：机床精度影响、卡盘定心精度、刀具磨损、切削参数设定不合理7.2质量超差的解决方法超差部位造成的超差原因解决方法表面粗糙度偏大刀具刀尖磨损更换新刀具或者硬度更咼的刀具/、背吃刀量过大减少背吃刀量进给速度过快降低进给速度工件夹伤及变形装夹力度过大减少装夹力度夹歪装夹时多加注意形位公差超差机床精度更换机床装夹方式不合理更换夹具尺寸精度超差主轴旋转中心与工作台面不平行调整和修刮工作台导轨符合要求，使此项精度保证为(300 :0.02 ) mm工作台面不平，局部导轨磨损修理工作台面和导轨，要求台面中凹在全长上不超过0.02mm装夹方法不合理、引起工件变形装夹工件时，注意支承点的位 置，保持接合面的清洁导轨间隙过大，工作台润滑不 良调整导轨间隙，注意导轨润滑，保证0.03mm的塞尺不得塞刀具背吃刀量过大，导致刀具让刀采取高转速高进给，少切削用量的方式切削结束语毕业设计是对我们毕业在大学期间所学知识的一个考验，检查我们几年大学生活的所得和其他 各个方面的综合能力。它重在让我们运用所学知识去发现、提出问题，并通过查找资料、分析、询 问他人解决问题。经过一个月的努力，我的设计已完成，通过此次设计，我对轴套零件的数控加工 工艺有了更深刻的理解，这对我以后的工作有极大的帮助。此外，这次毕业设计还培养了我独立工 作及与别人团结合作的能力，各方面的综合能力也有所提高，使我明白做任何事都必须有严谨认真 的态度，须知“差之毫厘，谬以千里”。在以后的日子里，我会不断提高自身的素质，使自己更适应社会的需求。致谢本课题在选题及研究过程中得到指导老师的悉心指导。老师多次询问研究进程，并为我指点迷 津，帮助我开拓研究思路，精心点拨、热忱鼓励。老师一丝不苟的作风，严谨求实的态度，踏踏实 实的精神，不仅授我以文，而且教我做人，虽历时三载，却给以终生受益无穷之道。我对老师的感 激之情是无法用言语表达的。我还感谢所有帮过我和教过我的老师。他们细心指导我的学习和做人，在此，我要向诸位老师 深深地鞠上一躬。在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有可敬的师长、 朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意！最后我还要感谢培养我长大含辛茹苦的父母,谢谢你们！参考文献1. 张超英，数控机床加工工艺、编程及操作实训，高等教育出版社，2003.92. 倪森寿，机械制造基础，高等教育出版社，2005.13. 陈立德，机械设计基础，高等华教育出版社，2004.74. 李一民，数控机床，东南大学出版社,2005.75. 隋秀凛，现代制造技术，高等教育出版社，2002.116. 于荣贤等，机械制图与计算机绘图，机械工业出版社，2004.37. 顾京，数控加工编程及操作，顾京主编，高等教育出版社，2003 .7&赵长明 刘万菊，数控加工工艺及设备，高等教育出版社2005.99陈洪涛，数控加工工艺及编程，高等教育出版社，2006.10仅供个人用于学习、研究；不得用于商业用途For personal use only in study and research; not for commercial use.Nur f u r den pers?nlichen f u r Studien, Forschung, zu kommerziellen Zwecken verwendet werden.Pour l e tude et la recherche uniquementa des fins personnelles; pasa des fins commerciales.to员bko gA.nrogeHKO TOpMenob3ymoiflCH6yHeHuac egoB u HHuefigoHMucno 员 B30BaTbCEb KOMMepqeckuxqe 员 ex.以下无正文