毕业设计（论文）轴类零件数控加工工艺设计与编程

轴类零件数控加工工艺设计与编程摘 要随着科技的不断发展，数控技术在企业中发挥越来越重要的作用。本设计通过对数控加工的工艺特点、加工零件工艺性等进行分析，选择正确的加工方法，设计合理的加工工艺过程，充分发挥数控加工的优质、高效、低成本的特点。设计以数控车床车削轴类零件为例，根据被加工工件的材料、轮廓形状、加工精度等选用合适的机床，制定加工方案，确定零件的加工顺序，各工序所用刀具，夹具和切削用量等，编写加工零件的程序。按照说明书要求将加工出零件，并对零件自检数据进行分析，说明在加工过程中应注意的事项。关键词 工艺分析 刀具 切削用量 加工程序 零件自检数据 加工注意事项目 录第一章 引 言1第二章 零件工艺分析22.1 零件图的审查22.1.1零件图的完整性与正确性22.1.2零件的技术要求分析22.1.3零件的材料分析22.1.4合理的标注尺寸32.2 确定加工方法32.3 工艺设备的选择32.3.1机床的选择32.3.2量具及辅助用具的选择32.4 零件的安装42.5 选择夹具42.6 刀具的选择42.7 切削用量的选择62.7.1主轴转速的确定62.7.2进给速度的确定62.7.3背吃刀量的确定72.8 对刀点与换刀点的确定82.9 工序与工步的划分82.10加工路线的确定9第三章 加工工序的设计113.1 工序一113.1.2 工件的装夹方式113.1.4 切削用量计算113.1.5 工艺路线123.1.6 加工程序133.1.7 加工工序卡片143.1.8 加工中的难点与解决方案153.2 工序二163.2.1 尺寸链的计算163.2.3 工件的装夹方式163.2.4 刀具选择163.2.5 切削用量计算173.2.6 工艺路线183.2.7 加工程序183.2.8 加工工序卡片203.2.9 加工中的难点与解决方案20第四章 注意事项224.1 数控车床操作注意事项22第五章 成品自检数据2329轴类零件数控加工工艺设计与编程第一章 引 言本设计论文是根据职业技术学院毕业设计(论文)规范要求编写的。随着我国工业化进程的加速，产业结构的调整和升级，数控技术在现代企业中得到了广泛的应用，使制造业朝着数字化的方向发展。本设计以熟练掌握数控车床加工为主要目的，在认真分析零件工艺的基础上，综合运用公差、机械制造技术、数控加工与编程、数控加工工艺等专业知识，结合数控加工实际操作，按照机械加工工艺规程的内容，制定出的轴类零件数控加工工艺说明书。本设计包括零件的工艺分析、零件加工过程、加工注意事项、成品自检数据等内容。并详细介绍零件工艺分析的内容，重点阐述了零件的加工过程，认真分析和解释零件加工的程序的意义。本设计在编写过程中得到许多老师和同学的支持与帮助，xx和xx老师对本设计进行认真的审阅，提出了许多宝贵的修改意见，在此一并表示衷心的感谢。由于编者水平有限，设计中难免存在一些错误，恳请老师和同学批评指正。 编 者 xxx2007年11月25日第二章 零件工艺分析2.1 零件图的审查2.1.1零件图的完整性与正确性零件属于短轴类，零件长度为145mm,从左到右依次为：长23mm、公称直径为30mm、有2mm的45倒角的普通螺纹；长22mm的20锥面；长32mm直径为47的圆柱面，并在其表面切出3个间隔5mm的3.5mm深3.5mm的槽；长为13.77mm直径为35的圆柱面；直径为52mm的球面；直径为36mm的圆柱面。该零件视图正确，表达直观、清楚，绘制符合国家标准，尺寸、公差、表面粗糙度以及技术要求的标注齐全、合理。2.1.2零件的技术要求分析分析零件图可知:20锥面、47mm圆柱面、35mm圆柱面和36mm圆柱面表面粗糙度Ra为1.6m，其余表面粗糙度Ra为3.2m。大端为47mm锥面的轴线对基准A（轴线）的同轴度公差为0.025mm，外螺纹中径、顶径公差代号为6g，内螺纹中径、顶径公差代号为6G。其余尺寸公差等级在IT7IT10之间。2.1.3零件的材料分析毛坯材料为45#，强度、硬度、塑性等力学性能好，切削性能、热处理性能等加工工艺性能好，便于加工，能够满足使用性能。毛坯下料为60mm150mm。2.1.4合理的标注尺寸零件图上的重要尺寸直接标注，在加工时使工艺基准与设计基准重合，并符合尺寸链最短的原则。零件图上标注的尺寸便于用卡尺或样板测量。2.2 确定加工方法经过分析零件的尺寸精度、几何形状精度、位置精度和表面粗糙度要求，确定如下加工方法：（1）外圆表面：粗车半精车精车（2）外螺纹：在精车的外圆表面分数次进给加工（3）内螺纹：钻孔粗镗半精镗精镗在精镗表面分数次进给加工。2.3 工艺设备的选择2.3.1机床的选择机床选择的原则： 要保证加工零件的技术要求，加工出合格的产品。有利于提高生产率。尽可能降低生产成本(加工费用)。根据毛坯的材料和类型、零件轮廓形状复杂程度、尺寸大小、加工精度、工件数量、生产条件等要求，选用CJK6132数控车床。2.3.2量具及辅助用具的选择加工过程中所需量具有：游标卡尺、千分尺、百分表、表面粗糙度样板。辅助用具有：铜片、铜锤等。2.4 零件的安装在数控机床上加工零件时，安装零件要合理选择定位基准和夹紧方案，为提高数控机床效率，确定定位基准与夹紧方案时应注意：（1）力求设计、工艺与编程计算的基准统一（基准重合原则）；（2）减少装夹次数，尽可能在一次定位装夹后，加工出全部待加工表面（基准统一原则）；（3）避免采用占机人工调整式加工方案，以充分发挥数控机床的效能。2.5 选择夹具夹具用来装夹被加工工件以完成加工过程，同时要保证被加工工件的定位精度，并使装卸尽可能方便、快捷。数控加工的特点对夹具提出了两个基本要求：一是要保证夹具的坐标方向与机床的坐标方向相对固定；二是要协调零件和机床坐标系的尺寸关系。根据零件的尺寸、精度要求和生产条件，选择最常用的车床通用的三爪自定心卡盘。三爪自定心卡盘可以自动定心，夹持范围大，适用于截面为圆形、三角形、六边形的轴类和盘类中小型零件。2.6 刀具的选择数控加工中的刀具选择和切削用量确定是在人机交互状态下完成的要求编程人员必须掌握刀具选择和切削用量确定的基本原则，在编程时充分考虑数控加工的特点，能够正确选择刀刃具及切削用量。数控刀具有以下特点：刚性好（尤其是粗加工刀具）、精度高、抗振及热变形小；互换性好，便于快速换刀；寿命高，切削性能稳定、可靠；刀具的尺寸便于调整，以减少换刀调整时间；刀具应能可靠地断屑或卷屑，以利于切屑的排除；系列化、标准化，以利于编程和刀具管理。 数控机床上用的刀具应满足安装调整方便、刚性好、精度高、耐用度好等要求。数控车床兼作粗精车削，粗车时吃刀深、进给快，要求车刀有足够的强度，能一次进给车去较多的余量；精车时要达到图样要求的尺寸精度和较小的表面粗糙度，车去的余量较少，要求车刀锋利，切削刃平直光洁，必要时还可磨出修光刃。为减少换刀时间、方便对刀、提高生产效率，便于实现机械加工的标准化，在数控车削加工时，应尽量采用机夹刀和机夹片刀，机夹片刀常采用可转位车刀。刀片材质的选择主要依据被加工工件的材料、被加工表面的精度、表面质量要求、切削载荷的大小以及切削过程有无冲击和振动，故加工此零件选择硬质合金刀片。根据零件的外形结构，加工需要如下刀具：硬质合金端面车刀、菱形外圆车刀、外切槽刀、外螺纹刀、内孔镗刀、30外圆尖刀、5mm中心钻、22mm标准麻花钻。表21数控加工刀具卡片序号刀具号刀具规格名称数量加工表面备注1T0145硬质合金端面车刀1平端面手动2T0280菱形外圆车刀1粗车零件左端外轮廓自动3T0355菱形外圆车刀1精车零件左端外轮廓自动4T043mm外切槽刀1切槽自动5T0560外螺纹刀1加工外螺纹自动6T065mm中心钻1钻mm中心孔手动7T0722mm钻头1钻底孔手动8T0845外圆车刀1粗车零件右端外轮廓自动9T0930外圆尖刀1精车零件右端外轮廓自动数控加工刀具卡片续表一10T1080内镗刀1粗镗内孔表面自动11T1155内镗刀1精镗内孔表面自动12T1260内螺纹刀1加工内螺纹自动2.7 切削用量的选择数控编程时，必须确定每道工序的切削用量，并以指令的形式写入程序中，切削用量包括主轴转速、进给速度及背吃刀量等。切削用量的选择原则是：保证零件加工精度和表面粗糙度，充分发挥刀具的切削性能，保证合理的刀具寿命，充分发挥机床的性能，最大限度的提高生产率，降低成本。2.7.1主轴转速的确定（1）车外圆时主轴转速主轴转速应根据允许的切削速度和工件（或刀具）直径来选择。其计算公式为n=1000v/d其中v 切削速度（m/min），由刀具寿命决定； n 主轴转速（r/min）； d 工件直径或刀具直径（mm）。（2）车螺纹时主轴的转速在车削螺纹时，车床的主轴转速将受到螺纹的螺距P（或导程）大小、驱动电机的升降频特性，以及螺纹插补运算速度等多种因素影响，故对于不同的数控系统，推荐不同的主轴转速选择范围。大多数经济型数控车床推荐车螺纹时的主轴转速n(r/min)为：n（1200/P）k式中P被加工螺纹螺距，；k保险系数，一般取为80。主轴转速n最后要根据上述计算值、机床说明书而定，选取机床有的或较接近计算值的转速。2.7.2进给速度的确定进给速度是数控机床切削用量中的重要参数，主要根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性质选取。最大进给速度受机床刚度和进给系统的性能限制。确定进给速度的原则是：（1）当工件的质量要求能得到保证时，为提高生产效率，可选择较高的进给速度。一般在100200mm/min范围内选取。（2）在切断、加工深孔或用高速钢刀具加工时，宜选择较低的进给速度，一般在2050mm/min范围内选取。（3）当加工精度、表面粗糙度要求较高时，进给速度应选小一些，一般在2050mm/min范围内选取。（4）当刀具空行程，特别是远距离“回零”时，可以设定该机床数控系统设定的最高进给速度。2.7.3背吃刀量的确定背吃刀量根据机床、工件和刀具的刚度来决定，在刚度允许的条件下，应尽可能使背吃刀量等于工件的加工余量，这样可以减少走刀次数，提高生产效率。为了保证加工表面质量，可以留少许加工余量，一般为0.20.5mm。切削用量的选择是否合理，对于能否充分发挥机床潜力与刀具的切削性能，实现优质、高产、低成本和安全操作具有很重要的作用。车削用量的具体选择如下：粗车时，首先选择一个尽可能大的背吃刀量，其次选择一个较大的进给量，最后确定一个合适的切削速度。精车时，加工精度和表面粗糙度要求较高，加工余量不大且均匀，因此选择较小的背吃刀量和进给量。如何确定加工时的切削速度，除了可参考数控加工技术表2-1列出的数值外，主要根据实践经验进行确定。表2-2 数控车削用量推荐表 工件材料工件材料切削深度/mm切削速度/（m.min-1）进给量/（mm.r-1）刀具材料碳素 (b 600Mpa）粗加工5760800.20.4YT类粗加工23801200.20.4精加工0.20.31201500.10.2钻中心孔500800W18Cr4V钻孔300.10.2切断（宽度5mm）701100.10.2YT类铸铁（200HBS以下）粗加工50700.20.4YG类精加工701000.10.2切断（宽度5mm）50700.10.2此外，在安排粗、精车削用量时，应注意机床说明书给定的允许切削用量范围，对于主轴采用交流变频调速的数控车床，由于主轴在低转速时扭矩降低，尤其应注意此时的切削用量选择。2.8 对刀点与换刀点的确定工件装夹方式确定后，即可通过确定工件原点来确定工件坐标系。如果要运行这一程序来加工工件，必须确定刀具在工件坐标系开始运动的起点。程序起始点或起刀点一般通过对刀来确定，所以，该点又称为对刀点。在编制程序时，要正确选择对刀点的位置。对刀点设置原则是：（1）便于数值处理和简化程序编制；（2）易于找正并在加工过程中便于查找；（3）引起的加工误差小。对刀点可以设置在加工零件上，也可以设置在夹具或机床上，尽可能设在零件的设计基准或工艺基准上。换刀点是指加工过程中需要换刀时刀具的相对位置点。换刀点往往设在工件的外部，以能顺利的换刀、不碰撞工件和其他部件为准。本零件将对刀点设在装夹后右端面中心，换刀点设在离对刀点x、z方向分别为100，100的位置。2.9 工序与工步的划分在数控机床上加工零件，工序可以比较集中，一次装夹应尽可能完成全部工序。常用工序划分原则有：（1）保证精度原则。数控加工要求工序应尽可能集中，通常粗、精加工在一次装夹下完成，为减少热变形和切削力变形对工件的形状、位置精度、尺寸精度和表面粗糙度的影响，应将粗、精加工分开进行。此时可用不同的机床或不同的刀具进行加工，通常在一次安装中，不允许将零件的某一部分表面加工完毕后，再加工零件的其他表面。对轴类或盘类零件，将待加工面先粗加工，留少量余量再精加工，以保证表面质量要求。对轴上有孔、螺纹加工的工件，应先加工表面而后加工孔、螺纹。（2）提高生产效率的原则。在数控加工中，为减少换刀次数，节省换刀时间，应在需用同一把刀加工的加工部位全部完成后，再换另一把刀来加工其他部位。同时应尽量减少空行程，当用同一把刀加工工件的多个部位时，应以最短的路线到达各加工部位。按照上述划分原则，综合本零件的工艺性，装夹一次为一个工序，换一次刀为一个工步。故加工此零件划分两个工序，加工左端为第一道工序，有5个工步；调头后加工为第二道工序，有7个工步。2.10加工路线的确定在数控加工中，刀具刀位点相对于工件的运动轨迹和方向称为加工路线。即刀具从对刀点开始运动起，直至结束，加工程序所经过的路径，包括切削加工的路径及刀具引入、返回等非切削空行程。加工路线的确定原则主要有以下几点：（1）应能保证零件的加工精度和表面粗糙度的要求，且效率高。（2）应尽量缩短加工路线，既可以减少程序段，又可以减少刀具空程移动时间。（3）应使数值计算简单，以减少编程工作量。此外，确定加工路线时，还要考虑工件的加工余量和机床、刀具的刚度等情况，确定是一次走刀，还是多次走刀完成加工。按照上述原则，确定如下加工路线：工序一： 夹60mm毛坯，平端面； 粗车30mm外圆柱面、20锥面、47mm圆柱面； 精加工上述轮廓； 切槽； 车M302螺纹。工序二： 调头夹47mm圆柱面，打5mm中心孔； 粗车36mm圆柱面、R10mm圆弧面、52mm圆球面和35mm圆柱面； 精车上述轮廓； 钻22mm孔； 粗镗孔； 精镗孔； 车M302内螺纹。第三章 加工工序的设计经过零件的工艺分析，确定加工零件时采用调头加工，编程时尺寸公差取中间值。编程所用尺寸说明：20锥面小端的直径为39.2416mm，36圆柱面长度为7.3726mm，R10圆弧面与S52圆球面相交处直径为40.4444mm，此点距零件右端面距离为13.6580mm，S52圆球面与35圆柱面相交处距右端面距离为49.2289mm。3.1 工序一3.1.1 确定工件坐标系装夹毛坯60mm外圆，平端面，对刀，将工件原点设在右端面中心（此端面为精加工表面，以后不再加工）。换刀点选在离对刀点x、z方向分别为100，100的位置。3.1.2 工件的装夹方式用三爪自定心卡盘夹毛坯60mm外圆，探出100mm左右，车零件左端至47mm与35mm外圆相交处。3.1.3 加工刀具的选择T010145端面车刀，车端面，刀尖圆弧半径0.8mm。T020290菱形外圆右偏刀，粗车外圆，刀尖圆弧半径0.8mm。T030380菱形外圆右偏刀，精车外圆，刀尖圆弧半径0.8mm。T04043mm外切槽刀，车槽，刀尖圆弧半径0.8mm。T050560外螺纹刀，车螺纹，刀尖圆弧半径0.8mm。3.1.4 切削用量计算根据数控车削用量推荐表,选择合适的切削用量。（1）车端面时选择主轴转速为500r/min；（2）粗车外圆时，选取Vc=120m/min，f=0.2mm/r，ap=2mm，粗加工时直径为60mm。则：主轴转速：n =1000Vc/d =（1000120）/（3.1460）r/min=636r/min 进给速度：F =fn =（0.2636）mm/min=127mm/min考虑刀具强度、机床刚度等实际情况，选择n=600r/min，F=150mm/min，ap=2mm。（3） 精车外圆时，选取Vc=150m/min，f=0.1mm/r，ap=0.2mm，精加工时取直径40mm。则：主轴转速：n =1000Vc/d =（1000150）/（3.1440）r/min=1194r/min进给速度：F =fn=0.11194mm/min=119.4mm/min考虑刀具强度、机床刚度等实际情况，选取n=1200r/min，F=100r/min，ap=0.2mm。（4）车槽时，选择Vc=70m/min，f=0.1mm/r，车槽时直径为47mm。则：主轴转速：n =1000Vc/d =（100070）/（3.1447）r/min=474r/min 进给速度：F =fn=（0.1474）mm/min=47.4mm/min考虑刀具强度、机床刚度等实际情况，选取n=400r/min，F=30r/min。（5）车螺纹时，主轴转速n（1200/P）k，k为安全系数，一般取80。 则：n（1200/2）-80/r/min=520r/min 考虑刀具强度、机床刚度等实际加工情况，选取n=400r/min.3.1.5 工艺路线（1）用1号端面车刀手动平端面；（2）用2号80菱形外圆车刀使用G71外圆粗车复合循环粗车零件左端外轮廓：30mm圆柱面、20锥面、47mm圆柱面；（3）用3号55菱形外圆车刀精车上述轮廓；（4）用4号外切槽刀车47mm圆柱面上的三个槽；（5）用5号60外螺纹刀车M302螺纹；3.1.6 加工程序%0001 ；程序头T0202 ；选择2号80菱形外圆车刀，建立工件坐标系M03S600M0；主轴以600r/min的速度正转，切削液开G00X65Z5 ；将刀具定位在工件外表面G71U2R2P10Q20X0.2Z0.1F150；外轮廓粗车循环并指定精车路线N10N20G00X100 ；刀具移动到换刀点Z100T0303 ；换3号55菱形外圆车刀精车外轮廓N10G42G00 ；定位刀具S1200 ；精车外轮廓时主轴转速为1200r/min G01Z0F100 ；精车外轮廓时合成进给速度为100mm /minX30Z-2 Z-28 X39.2416X46.985W-22Z-82N20X65G40X100 ；取消刀补，刀具移动到换刀点Z100T0404 ；选择4号外切槽刀S400 ；主轴转速为400r/minG00X55 ；定位刀具Z-52M98P0002L3 ；调用切槽的子程序G00X100 ；刀具移动到换刀点Z100T0505 ；选择5号60外螺纹刀S400 ；主轴转速为400r/minG00X35Z5 ；定位刀具G82X29.1Z-23R-3E1F2 ；车第一刀G82X28.5Z-23R-3E1F2 ；车第二刀G82X27.9Z-23R-3E1F2 ；车第三刀G82X27.5Z-23R-3E1F2 ；车第四刀G82X27.4Z-23R-3E1F2 ；车第五刀G82X27.4Z-23R-3E1F2 ；光整GOOX100 ；退刀Z100M09 ；切削液关M05 ；主轴停转M30 ；主程序结束%0002 ；切槽子程序程序头G91G00Z-5.015 ；移动刀具G90G01X40F30 ；切槽G04P4X55W-0.5X40G04P4X55M99 ；子程序结束，返回主程序3.1.7 加工工序卡片工序号程序编号零件图号零件名称使用设备产品名称夹具名称夹具编号材料10001数控车床三爪卡盘145#加工内容刀具号刀具名称刀具规格/mm切削三要素加工余量/mm备注主轴转速被吃刀量进给 速度r/minmmmm/min车端面T0145端面车刀0.8500300手动粗车外圆T0280菱形外圆车刀0.860021500.2自动精车外圆T0355菱形外圆车刀0.812000.21000自动切槽T04外切槽刀3400300自动车螺纹T0560外螺纹刀0.84000自动3.1.8 加工中的难点与解决方案（1）螺纹切削说明：螺纹切削应注意在两端设置足够的升速进刀段和降速退刀段，以剔除两端因变速而出现的非标准螺距的螺纹段； 在螺纹切削过程中，进给速度修调功能和进给暂停功能无效； 在螺纹加工过程中，不应该使用恒线速控制功能； 从粗加工到精加工，主轴转速必须保持一致，否则螺距将发生变化。（2）螺纹加工，当牙型较深，螺距较大时，可分数次进给，常用螺纹切削的进给次数与背吃刀量参考数控加工与编程表2-2（3）外圆车刀刀尖为圆弧，可以提高加工表面粗糙度。加工时采用这样的车刀车内、外圆和端面时，刀尖圆弧不影响加工尺寸和形状，但转角处的刀尖无法车出，并且在切削锥面或圆弧面时，会造成过切或少切，因此，在加工时要采用刀尖半径补偿来消除误差。3.2 工序二3.2.1 尺寸链的计算 封闭环的基本尺寸等于所有增环基本尺寸减所有减环的基本尺寸，封闭环的上偏差等于所有增环的上偏差减所有减环的下偏差，封闭环的下偏差等于所有增环的下偏差减所有减环的上偏差。通过尺寸链的计算，算出零件右端长度为630.12mm。 3.2.2 确定工件坐标系测量总长，计算端面车削长度，调头夹47mm圆柱面，平端面，对刀，设置工件原点。换刀点选在离对刀点x、z方向分别为100，100的位置。3.2.3 工件的装夹方式夹47mm圆柱面，加垫铜片，保护已加工表面，探出80mm左右，用百分表测量同轴度，并校正。3.2.4 刀具选择T010145端面车刀，平端面，刀尖圆弧半径0.8mm。T065mm中心钻。T0722mm标准麻花钻。T080845外圆车刀，粗精车外轮廓，刀尖圆弧半径0.8mm。T090930外圆尖刀，精车外轮廓，刀尖圆弧半径0.8mm。T101080内镗刀，粗镗内轮廓，刀尖圆弧半径0.8mm。T111155内镗刀，精车内孔，刀尖圆弧半径0.8mm。T121260内螺纹刀，加工内螺纹，刀尖圆弧半径0.8mm。3.2.5 切削用量计算根据数控车削用量推荐表,选择合适的切削用量。（1） 用端面车刀手动车端面时，主轴转速为500r/min；（2） 打中心孔时主轴转速选取400r/min。（3） 粗、精车外轮廓时，切削用量的选择与车左端时相同：粗车时，主轴转速为600r/min，进给速度为150mm/min，背吃刀量为2mm；精车时，主轴转速为1200r/min，进给速度为100mm/min,背吃刀量为0.2mm。（4） 钻孔时主轴转速选取400r/min。（5） 粗镗孔时，选取Vc =80m/min，f=0.2，ap=1mm，加工时直径为22mm。则：主轴转速：n =1000Vc/d =（100080）/（3.1422）r/min=1158r/min 进给速度：F=fn =（0.21158）mm/min=231mm/min。考虑刀具强度，机床刚度等实际加工情况，选择n=600r/min，F=150mm/min, ap=1mm。（6） 精镗孔时，选取Vc=120m/min，f=0.1mm/r，ap=0.2mm，精加工时取直径27mm。则：主轴转速：n =1000Vc/d =（1000120）/（3.1427）r/min=1415r/min 进给速度：F =fn =（0.11415）mm/min=141mm/min考虑刀具强度，机床刚度等实际情况，选择n=1000r/min，F=80mm/min，ap=0.2mm。（7） 车内螺纹时，主轴转速n（1200/P）k，k为安全系数，一般取80。 则：n（1200/2）-80/r/min=520r/min 考虑刀具强度，机床刚度等实际情况，选取n=400r/min。3.2.6 工艺路线（1）用1号45端面车刀手动车端面；（2）用6号5mm中心钻打中心孔；（3）用8号45外圆车刀使用G71外圆粗车复合循环指令粗车外轮廓：36mm圆柱面、R10mm圆弧面、52mm圆球面和35mm圆柱面；（4）用9号30外圆尖刀精车上述轮廓；（5）用7号刀22mm标准麻花钻手动钻孔，孔深32mm；（6）用10号80内镗刀粗镗孔；（7）用11号55内镗刀精镗孔；（8）用12号60内螺纹刀车M302内螺纹；3.2.7 加工程序%0003 ；程序头T0808 ；选择8号45外圆车刀，建立工件坐标系M03S600M07 ；主轴以600r/min的速度正转，切削液开G00X65Z5 ；刀具定位G71U2R2P10Q20E0.2F150 ；外轮廓粗车循环指定精加工路线N10Q20 G00X100 ；刀具移动到换刀点Z100T0909 ；换9号30外圆尖刀N10G42G00X35.985 ；刀具定位，并加刀补S1200 ；精加工时主轴转速为1200r/minG01Z-7.3726F100 ；精加工合成进给速度为100mm /min G02X40.4444Z-13.6580R10G03X35Z-49.2289R26G01Z-63N20X65G40G00X100 ；取消刀补，并退刀Z100M05 ；主轴停转M30 ；程序结束%0004 ；程序头T1010 ；选择10号80内镗刀M03S600M07 ；粗镗时主轴转速为600r/minG00X18Z5 ；刀具定位G71U2R2P30Q40X-0.2Z0.1F150 ；内孔粗车循环指定精加工路线N10N20 G00X100 ；刀具移动到换刀点Z100T1111 ；换11号55内镗刀N30G41G00X31.402 ；刀具定位，加刀补S1000 ；精镗时主轴转速为1000r/minG01Z0F100 ；精镗时合成进给速度为100mm/minX27.402Z-2Z-32N40X18G40G00Z100 ；取消刀补并退刀X100T1212 ；选择12号60内螺纹刀S400 ；主轴转速为400r/minG00X23Z5 ；刀具定位G82X28.302Z-25R-3E-1F2 ；车第一刀G82X28.902Z-25R-3E-1F2 ；车第二刀G82X29.502Z-25R-3E-1F2 ；车第三刀G82X29.902Z-25R-3E-1F2 ；车第四刀G82X30Z-25R-3E-1F2 ；车第五刀G82X30Z-25R-3E-1F2 ；光整G00X100 ；退刀Z100M09 ；切削液关M05 ；主轴停转M30 ；程序结束3.2.8 加工工序卡片 工序号程序编号零件图号零件名称使用设备产品名称夹具名称夹具编号材料20003数控车床三爪卡盘145#加工内容刀具号刀具名称刀具规格/mm切削三要素加工余量/mm备注主轴转速被吃刀量进给速度r/minmmmm/min车端面T0145端面车刀0.8500300手动钻中心孔T06中心钻5400手动粗车外圆T0845外圆车刀0.860021500.2自动精车外圆T0930外圆尖刀0.812000.21000自动钻孔T07标准 麻花钻224000手动粗镗孔T1080内镗刀0.860011500.2自动精镗孔T1155内镗刀0.810000.21000自动车内螺纹T1260内螺纹刀0.84000自动3.2.9 加工中的难点与解决方案（1）在左端加工之前，应测量剩余毛坯的长度，保证所需要的尺寸630.12mm。（2）用三爪卡盘夹已加工表面47mm外圆时，为保护已加工表面精度，应加垫铜片。夹紧后应用百分表测量同轴度，用铜锤轻轻敲打校正。（3）加工圆弧面和圆球面时，为保证尺寸、形状等技术要求，不产生过切或少切现象，在编程时，应考虑刀具半径补偿。（4）钻孔时，尺寸不易保证。在钻孔时，当钻头接触工件时记下刻度值，计算出孔深所需刻度，根据计算值手动进给钻孔。（5）加工螺纹时应分数次进给，参考数控加工与编程表2-2选择螺纹切削的进给次数与背吃刀量。第四章 注意事项4.1 数控车床操作注意事项（1）程序输入阶段 程序输入时应正确，避免字母、数字和符号的输入错误。 程序输入应符合系统格式。（2）零件加工阶段 检查数控系统是否已回参考点。 安装车刀，确认车刀安装的刀位和程序中编程所需的刀号一致。 对刀。 车刀对刀完毕后，应确认对刀的正确性，确认精车刀对刀的精确性。 加工前仔细检查和确认是否符合自动加工运行模式。在数控车间操作机床时要注意安全，严格按照数控机床设备安全操作规程要求操作。第五章 成品自检数据零件的加工质量包括加工精度和表面质量。加工精度是指实际零件的形状、尺寸和理想零件的形状、尺寸相符合的程度。其中加工精度有尺寸精度、形状精度和位置精度，尺寸精度是指实际零件的尺寸和理想零件的尺寸相符合的程度， 常用游标卡尺、百分尺等来检验。零件的形状精度是指同一表面的实际形状与理想形状相符合的程度，形状精度通常用直尺、百分表、轮廓测量仪等来检验。位置精度是指零件点、线、面的实际位置与理想位置相符合的程度，位置精度常用游标卡尺、百分表、直角尺等来检验。表面质量的指标有表面粗糙度、表面加工硬化的程度、残余应力的性质和大小，表面质量的主要指标是表面粗糙度。表面粗糙度用表面粗糙度样板测量。经测量，零件总长为145.06mm，M302所在圆柱面长度为28mm，实际槽宽为3.5mm，槽间距为5mm，35mm圆柱面实际测量为34.98mm，球面直径为52mm，36mm圆柱面实际测量为36mm，同轴度误差为0.02mm，尺寸均在公差允许范围之内，表面粗糙度符合技术要求，故此零件加工合格。致 谢本设计是在xxx和xxx老师悉心指导和大力支持下完成的。从本课题的选题到设计的全部完成，两位老师多次询问设计进程，并为我指点迷津，开拓设计思路，精心点拨，热忱鼓励。他们以其严谨求实的治学态度、高度的敬业精神、兢兢业业、孜孜以求的工作作风和大胆创新的进取精神对我产生重要影响。他们渊博的知识、开阔的视野和敏锐的思维给了我深深的启迪。同时在此次毕业设计过程中我也进一步的学到了数控加工多方面的知识，实际动手操作技能有了很大的提高。感谢三年来对我教育培养的老师，感谢学院领导、系领导、各位老师，为我提供了良好的设计条件，谨向所有老师表示最诚挚的敬意和谢意。最后，再次对关心、帮助我的老师和同学表示衷心地感谢！2010年5月6日参考文献1詹华西编数控加工与编程西安电子科技大学出版社，2004年2余英良编数控加工编程及操作高等教育出版社，2005年3李华编机械制造技术高等教育出版社，2006年4第一届全国数控技能大赛组委会编决赛试题解析与点评中国科技技术出版社，2005年5朱淑萍编机械加工工艺及装备机械工业出版社，2002年6陈子银，徐鲲鹏编数控加工技术北京理工大学出版社，2006年7武汉华中数控股份有限公司数控车床编程与操作基础8薛彦成编公差配合与技术测量机械工业出版社2005年附 录附录一 常用公制螺纹切削的进给次数与背吃刀量（双边） mm螺距1.01.52.02.53.03.54.0牙深0.6940.9471.2991.6241.9492.2732.598背吃刀量和切削次数1次0.70.80.91.01.21.51.52次0.40.60.60.70.70.70.83次0.20.40.60.60.60.60.64次0.160.40.40.40.60.65次0.10.40.40.40.46次0.150.40.40.47次0.20.20.48次0.150.39次0.2附录二 数控机床设备安全操作规程（1）严禁穿背心、短裤和拖鞋进入本实训中心，避免发生意外，女生戴帽，长发盘发扎紧。（2）本实训中心的设备、仪器、工具等，应按有关规定放置，妥善保管。（3）在实训前，学生必须熟悉实训的目的和要求。（4）在实训中，未经教师允许不得接通电源。（5）操作机床，必须穿工作服，严禁戴手套操作。（6）操作时应按程序正确操作，工件夹紧后，必须取下卡盘扳手。（7）操作过程中，遇到设备报警应及时请教指导老师并按下急停按钮。（8）清除切削时要用刷，不能用棉纱或用嘴吹。（9）严禁在实习车间内打闹，玩耍。（10）设备操作完毕后，切断电源，认真做好车间卫生、机床保养工作。附录三 指令字符 机能地址意义零件程序号%程序编号程序段号N程序段编号准备机能G指令动作方式尺寸字X、Y、Z、A、B、C、U、V、W坐标轴的移动命令R圆弧半径I、J、K圆心相对起点坐标进给速度F进给速度的指定主轴机能S主轴转速刀具机能T刀具编号的指定辅助机能M辅助功能补偿号D刀具半径补偿号暂停P、X暂停时间指定（秒）程序段指令P子程序号指定参数P、Q、R、U、W、I、K、C、A车削复合参数倒角控制C、R倒直角、圆角附录四 常用G指令代码 代码意义代码意义G00快速点定位G71车外圆复合循环G01直线插补G72车端面复合循环G02顺圆插补G73车闭环复合循环G03逆圆插补G76车螺纹复合循环G32螺纹切削G80车外圆固定循环G04暂停延时G81车端面固定循环G20英制单位G82车螺纹固定循环G21公制单位G90绝对坐标编程G28回参考点G91增量坐标编程G29参考点返回G92工件坐标系指定G36/G37直径/半径编程G94每分钟进给方式G40刀补取消G95每转进给方式G41左刀补G96恒线速方式G42右刀补G97恒转速方式设计小结时至今日，一个半月的毕业设计终于画上了圆满的句号。毕业设计的整个过程，有苦也有甜，不过乐趣也尽在其中！通过编写轴类零件数控加工工艺设计，我掌握了编写零件加工工艺规程的步骤。从课题分析开始，再进行总体设计、详细设计,最后到加工出符合技术要求的零件。每一步都让我将理论学习的知识应用到实践中去，使我掌握了一整套规范的设计操作流程。首先从零件工艺分析入手，审查零件图，明确零件各部分的尺寸和精度要求，根据数控加工工艺性，正确选择加工方法、加工路线，合理选择刀具和切削用量，按照加工工艺步骤编写数控加工程序。在设计准备阶段，我总结学过的专业知识，到图书馆、上网查找资料，搜集各种能辅助设计的知识。设计过程中，运用综合知识进行考虑，遇到不懂的问题及时向老师请教，或与同学讨论。从开题报告的格式，到加工过程中应正确分析零件的装夹定位、划分加工工序，从选择合理的刀具，到切削用量的确定，从编写加工程序到数控车床上切削加工，xx老师都细心的讲解，设计中遇到的每个细节问题都和同学认真讨论。在张进老师和xxx老师的悉心指导下，我从开题报告做起，进行零件工艺分析、装夹方案的确定、加工工序划分、选择合理的刀具、确定切削用量、拟订数控加工工序卡片、编写加工程序、加工零件并自检、编写整理设计说明书等过程。通过小组讨论、老师指导，我的毕业设计最终得以顺利完成。在进行毕业设计的一个月里，我不断的学习、不断的积累，专业技能和综合技能不断的提高。尤其是数控车床操作熟练度大大提高，熟练掌握了操作面板各功能键的作用、对刀的技巧。在设计过程中我收获最大的除了巩固专业技能外，计算机水平也有大步提升。从Office办公软件到AutoCAD、Pro/E绘图软件的应用能力，我都有进一步的提高。在论文的整体排版时，严格按照设计指导书的要求选择字体、大小，设置合适的段落、间距等格式，利用AutoCAD绘制零件图、工序简图，利用Pro/E绘制零件立体图形。遇到不明白的格式设置、尺寸标注等问题，及时查阅相关书籍，请教同学，增强了我的自学能力。通过学习我加深了对计算机应用的了解，还学会了创建各种格式的页眉、页脚，插入目录等重要的实用格式，学会了图形文件在Word、AutoCAD与Pro/E之间的转换。通过这次的毕业设计我收获很多：首先，毕业设计是对我三年来所学专业知识是否踏实的检验，让我对三年所学知识进行了综合，也让我温习了一些已经快要淡忘的专业知识；其次,它提高了我们的自学能力，让我们通过查阅资料,参考别人的优秀作品,学到了许多书本上根本就没有的知识,也进一步提高了我们对机械行业的了解, 增强了我们对专业的热爱，以及对数控机床操作的熟练度,为以后的学习打下坚实的基础；最重要的是,这次毕业设计让我们体会到团队合作的重要性，众人划桨开大船，只有在同学的帮助与支持下才能在这么短的时间内完成毕业设计。同时我也充分认识到自身的不足：知识面窄，知识的综合应用能力不熟练。科技的高速发展，信息的不断进步，数控技术在现在工业发展中起着越来越重要的作用，我们只有不断的学习，才能适应科技的发展，时代的进步，成为既具有坚实的理论基础，又有过硬的实践操作能力的复合型技术人才。2010年5月6日