〔大学论文〕数控加工轴毕业设计（含word文档） .pdf

毕业设计用纸 摘要 本文数控加工工艺的分析及工艺路线的设计和程序的编制是以数控车床为平台， 根据加 工工艺的具体分析和整体思路并且完成工装的制定， 无论是手工编程还是计算机辅助自动编 程，在编程前都要对所加工的零件进行加工工艺性分析，制订加工工艺方案，选择相应的数 控机床及合适的刀具，确定切削用量。在编程中，对一些工艺问题 （如工件的装夹、对刀 点、程序原点、加工路径等）也需要做一些处理。因此，数控编程的工艺处理是一项十分重 要而繁琐的工作， 设计此课题项目， 以考查学生对于所学过的相关知识掌握和独立设计能力。 本文内容包括以下三个部分：加工工艺的设计、二维及三维图形的绘制、程序的编制。 关键词：关键词：工艺设计，手工编程，数控加工，数控车床， abstractabstractabstractabstract this article is in the flexible coupling locates the set on the numerical control vehicles craft design and the numerical control programming. the numerical control processing crafts analysis and the craft routes design and the procedure establishment is take the numerical control lathe as a platform, according to processing craft concrete study and overall mentality, and completes work clothes formulation, regardless of being the manual programming or the computer auxiliary automatic programming, must to the components which processes carry on the processing technology capability analysis before the programming, the making processing craft plan, chooses the corresponding numerically-controlled machine tool and the appropriate cutting tool, the determination cutting specifications. in the programming, (for example work piece attire clamps to some craft question, to knife spot, program origin, processing way and so on) also needs to make some processing. therefore, numerical control programmings craft processing is one item very important and the tedious work. designs this topic project, examines the student regarding has studied the related knowledge to grasp with the independent design creation ability. this article content including following three parts: processing craft design, two-dimensional and three dimensional graph plan, procedure establishment keykeykeykey wordswordswordswords:process design, positioning nc programming, cnc lathe, cnc machinin 毕业设计用纸 目录 第一章前言.3 1.1 零件的功用与特点3 1.2 本课题设计应达到的技术性能及要求.3 第二章零件加工工艺分析.5 2.1 零件的图样分析.7 2.2 定位基准选择.7 2.3 加工设备的选择.7 第三章数控加工工序的分析.7 3.1 加工顺序8 3.2 装夹方案和夹具的选择8 3.3 零件的数控走刀路线确定9 3.4 零件刀具的选择10 3.5 工序尺寸的确定10 3.6 切削用量的确定11 第四章数控加工程序的编制.11 4.1 数控加工程序11 结论.16 参考文献.17 致谢.18 附表 a 机械加工工艺过程卡片.19 附表 b1 数控加工工艺卡.20 附表 b2 控加工工艺卡.21 附表 c 数控加工刀具卡片22 毕业设计用纸 共 23 页第 3 页 第一章第一章第一章第一章前言前言前言前言 本次毕业设计是对机械制造基础 、 机械制造工艺与夹具 、 数控加工工艺、 数控编程与操作等课程进行深入理解的教学环节，是学习深化与升华的重要过程， 是对综合素质与实际动手能力的着重培养。 通过该课程的设计，使我们可以达到以下目的：能合理的编写机械加工工艺卡片、 数控加工工序卡片等工艺文件，能够针对具体的零件确定合理的加工方案等。我们还应 该在指导教师的指导下独立的完成一项给定的设计任务，编写符合要求的设计说明书， 并能正确绘制有关图表。 结合毕业实习我们应学会依据技术课题任务，进行资料的调研、收集与整理和培养 正确使用工具书查阅技术语言文献、资料、手册，进行工程设计计算、图纸绘制、编写 技术文件的能力，还可锻炼我们独立思考和解决实际问题的能力。 通过本次课题的完成，我们应熟悉实际生产中工程图的全貌和具体要求，其次熟悉 实际生产中工艺设计的方法。 对系统的操作面板也有了一定的了解。 在整个设计过程中， 我们首先感觉到：树立正确的设计思想和和严肃认真的工作作风是顺利完成毕业设计的 前提。其次是理论联系实践的重要性，锻炼独立思考和解决实际问题的能力。最后还要 熟悉实际生产中程序的编制过程及方法。 通过本次毕业设计，我们应能树立正确的设计思想；培养严肃认真的科学态度和严 谨务实的工作作风；在工作中，应能树立正确的生产观、经济观与全局观，为企业创造 更高的经济效益！ 1.1 零件的功用与特点 轴类零件是机械加工中经常遇到的典型两件之一。从工艺角度分析，轴类是旋转 体零件，起长度大于直径，加工表面常有内外圆柱面、圆锥面、端面以及螺纹、键槽、 横向孔、沟槽等。轴类零件在机器中，主要用来支承传动零件和传递转矩。 1.2 本课题设计应达到的技术性能及要求 （1） 主要任务 在指导教师指导下独立完成零件加工的设计,编写符合要求的设计说明书，并正确 绘制有关图表，最后在设计说明书的指导下完成零件加工。 （2） 知识要求 在设计工作中，应综合运用多学科的理论、知识与技能，分析与解决工程问题。 （3） 能力要求 学会依据技术课题任务，进行资料的调研、收集、加工与整理和正确使用工具书； 培养掌握有关工程设计的程序、方法与技术规范，提高工程设计计算、图纸绘制、编写 技术文件的能力；培养掌握实验、测试等科学研究的基本方法；锻炼分析与解决工程实 毕业设计用纸 共 23 页第 4 页 际问题的能力。 （4） 综合素质要求 通过创新设计，树立正确的创新思维和设计思想；培养严肃认真的科学态度和严谨 求实的工作作风；在工作设计中，应能树立正确的工程意识与经济意识，树立正确的生 产观点、经济观点与全局观点。 毕业设计用纸 共 23 页第 5 页 第二章第二章第二章第二章零件加工工艺的分析零件加工工艺的分析零件加工工艺的分析零件加工工艺的分析 如图1-1所示零件为轴类零件，结构形状复杂，是适合数控车削加工的一种典型零 件。 图1-1 2.12.12.12.1零件的图样分析零件的图样分析零件的图样分析零件的图样分析 2.1.1 结构分析 如附图1所示零件由孔、内螺纹、内圆面、内锥面、内割槽、外圆弧、外割槽等构 成。 2.1.2 精度分析 例出加工要求较高面的尺寸、形状、位置等要求 58：表面粗糙度为1.6m;公差范围（0-0.021） ，精度等级为h8 24：表面粗糙度为1.6m;公差范围（+0.039-0） ，精度等级为g8 2.1.3 加工难点： 各圆弧过度光滑；不允许出现接刀痕。因过度不光滑容易产生应力集中，会影向零 件的使用性能。其次零件也不美观。 毕业设计用纸 共 23 页第 6 页 图2.1 图2.2 在零件中还有高等复杂曲线的加工，而切轮廓度要求特别高，可用椭圆摇码来检测 的，故普通车床因不能达到要求。在数孔程序中采用宏程序编程。 2.1.4 毛坯、余量分析 所选毛坯为60150mm 45钢棒料，毛坯余量为2mm，留半精加工余量0.40.5mm 此处 r8 的 180 度圆弧 不 允 许 出 现 接 刀 痕 迹，以免此处产生应 力集中 此处两槽的尺寸和表面 要求 ra1.6 此面要求 20 度斜率， 表 面 ra1.6 此 处 为 椭 与其结合的面涂 毕业设计用纸 共 23 页第 7 页 精加工余量为0.2 mm 2.1.5 结构工艺性分析 夹左端钻20的孔。车r8、r9、r23圆弧及45和 58外圆，割槽。镗24的孔，割 内槽车m30的螺纹。调头夹58处车右端各圆弧，镗内孔车内螺纹。 2.22.22.22.2定位基准选择定位基准选择定位基准选择定位基准选择 （1）粗基准的选择 粗基准的选择主要影响不加工表面与加工表面之间的相互位置精度以及加工表面 的余量分配。 应该注意的是为了尽可能的减少误差，和减少工作周期，应尽可能在一次装夹中 完成所有能加工表面的加工，为此要选择便于各个表面都能加工的定位方式。如果用一 次装夹工件就能完成工件上各个表面加工，也可直接选用毛面作定位基准，只是这时毛 坯的制造精度要求更高一些。所加工的零件是轴,轴类零件自身结构特征和主轴上各主 要表面的尺寸要求都决了以轴线为定位基准. （2）精基准的选择 精基准的选择应从保证零件的加工精度，特别是加工表面的相互位置精度来考虑， 同时也必须尽量使装夹方便，夹具结构简单可靠。当粗加工完成后，按划线找正，粗车 点法调整并复核加工余量。 精基准的选择应遵循“基准统一”原则 即在加工工件的多个表面时，尽可能使用 同一组定位基准作为精基准，这样便于保证各加工表面的相互位置精度。根据粗基准选 择原则选择外圆为粗基准,再根据基准统一原则选择主轴中心线为精基准。 2.2.2.2.3 3 3 3加工设备的选择加工设备的选择加工设备的选择加工设备的选择 根据我公司数控机床切削性能，选择华中21世纪星卧式6130数控车床。 数控加工工序一共三道，分别是： 一、 定总长，钻孔。 二、 左端各外圆弧及内孔的加工。 三、 右端各外圆弧及内孔的加工。 第三章第三章第三章第三章数控加工工序的分析加工工序的分析加工工序的分析加工工序的分析 3.13.13.13.1加工顺序（工步顺序）加工顺序（工步顺序）加工顺序（工步顺序）加工顺序（工步顺序） 工序1：车端面打孔，调头车端面打孔。 工序2：镗螺纹孔、24内孔、车螺纹，车外面各圆弧及各档外圆，割槽。 工序3：镗内孔割内槽车内螺纹，车外面各圆弧。 毕业设计用纸 共 23 页第 8 页 3.23.23.23.2装夹方案和夹具的选择装夹方案和夹具的选择装夹方案和夹具的选择装夹方案和夹具的选择 采用基准重合原则选用设计基准为定位基准，以避免定位基准与设计基准不重合 而引起的基准不重合误差 在车床加工中，使用毛坯的外圆定位。因此选择三爪卡盘作为夹具，找正容易，能 方便加工以及最大限度的限制工件的自由度。 3.33.33.33.3零件的数控走刀路线确定零件的数控走刀路线确定零件的数控走刀路线确定零件的数控走刀路线确定 通过查阅实用机械加工工艺手册,得出各表面的加工方案如下： 24内孔钻-粗车-半精车-精车 m30螺纹钻-粗车-精车-螺纹车削 r8、r9、r23粗车-半精车-精车 45粗车-半精车-精车 58粗车-半精车-精车 割槽割槽 部分工步加工轨迹： 内孔粗加工：留余量0.30.5mm。 毕业设计用纸 共 23 页第 9 页 内孔精加工：至图纸尺寸。 割52螺纹退刀槽：内割槽刀。 3.43.43.43.4零件刀具的选择零件刀具的选择零件刀具的选择零件刀具的选择 零件所要加工的表面一共有6种：外圆面、内圆面、内螺纹、倒角、圆角、切槽。 左端外圆面、外圆弧有制作刀具1来完成（刀具图见附图） 。 外割槽由割槽到来完成。 内螺纹由内螺纹刀完成。 内锥面、内圆面由镗刀完成。 内割槽由内割槽刀来完成。 毕业设计用纸 共 23 页第 10 页 3.53.53.53.5工序尺寸的确定工序尺寸的确定工序尺寸的确定工序尺寸的确定 根据技术要求，确定加工路线： 由图查阅机械加工工艺手册 ，其工艺路线为：粗车-半精车-精车 查表确定各工序加工余量及各工序公差： 查阅机械加工工艺手册 ，毛坯余量及各工序加工余量为：毛坯8mm, 精车0.3mm，半 精车1.4mm 由余量公式可知：粗车余量为4.mm 确定工序基本尺寸： 精车：24 半精车：24.3 粗车：25.6 确定工序尺寸 精车：24h8 半精车：24.8h10 粗车：25.6 3.63.63.63.6切削用量的确定切削用量的确定切削用量的确定切削用量的确定 精车外轮廓 所用刀具为t1，外圆车刀，刀尖半径0.4mm，型号是dnmn 150608-r4，加工余量双 边为0.3mm。 因为加工量不大，所以一次走刀切除全部余量，背吃刀量为0.3，因为精加工车刀， 刀尖半径为0.4mm。 根据上述分析，填写数控加工工序卡片、数控加工刀具卡片、数控加工进给路线图 根据数控加工工序卡和进给路线，编写数控加工程序，所选机床系统为华中-21世纪星 卧式数控车床。 毕业设计用纸 共 23 页第 11 页 第四章第四章第四章第四章数控加工程序的编制数控加工程序的编制数控加工程序的编制数控加工程序的编制 4.14.14.14.1 数控加工程序数控加工程序数控加工程序数控加工程序 根据数控加工工序卡和进给路线，编写数控加工程序如下： 左端内孔加工： o0001 %001 n10g90g94 n20m3s800 n30t0303 n40g0x20z5 n50g71u1.5r1p120x-0.5 z0.05f150 n60gox20z100 n70m5 n80m0 n90m3s2000f150 n100t0303 n110g00g41x28.34z100 n120g01x28.34z-2.708 n130g01x28.34z-25 n140g01x24z-25c0.5 n150g01x24z-50 n160g01x20 n170g00x20z200 n180g00x100 n190m5 n200m0 n210m3s1000 n220t0404 n230g00x28.14z-2.708 n240g76c2 r0.5e-0.5a60x30z-20i0 毕业设计用纸 共 23 页第 12 页 k0.93u-0.05v0.08q0.4p0 f1.5 n250g00x27100 n260g00x200 n270m5 n280m30 左端外圆加工： o0002 %0002 n10g90g94 n20m3s800 n30t0101 n40g0x60z5 n50g71u1.5r1p120 q190x0.5z0.05f150 n60gox100z100 n70m5 n80m0 n90m3s2000f150 n100t0101 n110g42g00x28z20 n120g1x56z2.708 n130g03x56z-8r8 n140g02x53.172z-13.187r9 n150g02x45.134z-25.832r23 n160g01x45.134z-39.063r5 n170g1x58z-41.405 n180g01x58z-80 n190g1x60 n200g0x100z100 n210m5 n220m0 n230m3s800f25 n240t0202 n250g0x60z-51.317 n260g01x42.1z-51.317 n270go1x60 n280g01x58z-48.405 毕业设计用纸 共 23 页第 13 页 n290g01x42.1z-51.317 n300g01x60 n310g01x60z-53 n320g01x42.1 n330g01x60 n340g01x60z-55 n350g01x42.1 n360g01x60 n370g01x60z-56.589 n380g01x42.1 n390g01x60 n400g01x58z-59.501 n410g01x42.1z-56.589 n420g01x60 n430g01x58z-48.405 n440g01x42z-51.317 n450g01x42z-56.589 n460g01x58z-59.501 n470g01x60 n480g00z-69.413 n490g01x42.1z-69.413 n500go1x60 n510g01x58z-66.501 n520g01x42.1z-69.413 n530g01x60 n540g01x60z-71 n550g01x42.1 n560g01x60 n570g01x60z-73 n580g01x42.1 n590g01x60 n600g01x60z-74.685 n610g01x42.1 n620g01x60 n630g01x58z-77.597 n640g01x42.1z-74.685 n650g01x60 n660g01x58z-66.501 n670g01x42z-69.413 n680g01x42z-74.685 n690g01x58z-77.597 毕业设计用纸 共 23 页第 14 页 n700g01x60 n710g00x100z100 n720m5 n730m30 右端内孔加工: o0004 %0004 n10g90g94 n20m3s800 n30t0303 n40g0x20z5 n50g71u1.5r1p120 q160x-0.5z0.05f150 n60gox20z100 n70m5 n80m0 n90m3s1500f120 n100t0303 n110g00g41x40z5 n120g01x40z0 n130g01x30z-8 n140g01x28.34z-8c1 n150g01x28.34z-33 n160g01x24 n170g01x24z-53 n180g01x20 n190g00g40z200 n200g00x100 n210m5 n220m0 n230m3s1000 n240t0404 n250g00x28.14z-2.708 n260g71c2r0.5e-0.5a60x30 毕业设计用纸 共 23 页第 15 页 z-20i0k0.93u-0.05 v0.08q0.4p0f1.5 n270g00x27100 n280g00x200 n290m5 n300m30 毕业设计用纸 共 23 页第 16 页 结论结论 此次设计轴类零件的加工，轴类零件加工较简单，但也要求我们做好充分的准备， 利用好一切有利的条件。首先要设置好机床的参数，拟订好加工工艺，编好加工程序， 最后等待就绪，就可以加工轴类零件了。 在这次的设计过程中，我需要不断的学习，使懂得了“学无止境” 、 “学海无涯。 ” 而且不管学什么都要感兴趣，都要有不怕苦不怕累的精神，认真的学才能学到精华，正 所谓“熟能生巧”。每一样东西都有它们不同之处，通过这次毕业设计我明白：做任何事 都要有恒心， 而且要做得认真、 细心那样才是学好知识技能的前提。 归根到底一句话 “活 到老，学到老” 。同时在此次设计中，我深刻地认识到理论与实践相结合的重要性。从 耐用、省时、省力等经济条件出发，结合自身所学知识，勇于创新。同时也培养了我们 的团队协作精神与独立思考的能力，为我们今后走上工作岗位打下了坚实的基础。 数控技术是我国制造业技术领域中的领先者，它实现了产品和过程的知识工程的结 合，显著地改进了生产率。数控技术还是各种规模的企业递交可测量的价值参考依据。 它可以更快地将产品投放到市场，使加工复杂的产品简单化，减少产品成本和增加企业 的竞争力，真正的让我们体会到它的价值所在。 刚接触论文课题时，我对自己能否完成它曾表示怀疑，也为自己长期存在的惧怕动 手的心理所左右。可是，在老师们的悉心指导和同学们的帮助下，我不但对设计课题有 了一定的理解，也从实际生产中吸取了宝贵的经验，现实的脚步声就是那么地清晰、有 力。一次次理论与实践相结合的过程中，使我不断的总结经验教训，意志也得到了磨练， 恐惧心理也逐渐地消失了。我时刻提醒自己，唯有不断努力，才能与时俱进。总之，这 次毕业设计对于我来说意义非同寻常，排除了我完成答辩任务，取得学分的心理障碍， 使我向成功迈出了第一步。 毕业设计用纸 共 23 页第 17 页 参考文献参考文献参考文献参考文献 1王先逵 机械加工工艺手册北京：机械工业出版社2008 年 6 月 2浦林祥 金属切削机床夹具设计手册 北京：机械工业出版社 1995 年 12 月 3 机械设计手册编委会 机械设计手册 北京：机械工业出版社 2005 年 9 月 4 黄华 数控车削编程与加工技术 北京：机械工业出版社，2008 年 7 月 5张伟 许冉 数控车床实训教程 北京：国防工业出版社，2007 年 7 月 6韩鸿鸾 李建刚 数控铣床和加工中心编程与操作实例 北京： 中国电力出版社 2006 年 8 月 7美国可切削性数据中心机械加工切削数据手册机械工业出版社，1989 8机械加工实用手册编写组机械加工实用手册机械工业出版社，1997 毕业设计用纸 共 23 页第 18 页 致谢致谢 本次设计是对我掌握专业知识的一次综合的应用，在设计过程中充分掌握 cad/cam 及数控技术的全面应用，为走上工作岗位而打下坚实的基础。在此，首先感谢学院为我 们精心安排的课程及为我们提供良好的学习环境；其次感谢我的指导老师，每当在设计 过程中遇到不懂的问题时，都能及时地排忧解难，顺利地完成了毕业设计；最后还要感 谢同事们对我的热心指导和帮助，他们的建议使我在设计过程中少走了很多弯路，节省 了宝贵的时间资源，同时还要感谢本文所有参考文献的作者、由于我才疏学浅，本论文 如果有不恰当、不合理的地方，请予以批评、指正。谢谢！ 毕业设计用纸 共 23 页第 19 页 附表附表a a a a机械加工工艺过程卡片机械加工工艺过程卡片 常州轻工职业技术学院常州轻工职业技术学院机械加工工艺过程卡片机械加工工艺过程卡片 产品型号wszh001零件图号65a105y 产品名称零件名称短空心轴 材料牌号45毛坯种类棒料 毛坯外形 尺寸 备注 工序 号 工序名称工序内容车间工段设备工艺装备工时 5 车两端面打 内孔 车端面内打孔，调头车另一端面定 总长打内空 加工中心数控技术卧式数控车床 10 左端内孔加 工 镗m301.5的螺纹孔及24的内 孔，车m30内罗纹 加工中心数控技术卧式数控车床 15 左端外圆加 工 车r8、r9、r23等圆弧及各外圆， 割两外槽。 加工中心数控技术卧式数控车床 20 右端内孔加 工 镗m301.5的螺纹孔及24的内孔 和锥