轴类零件的数控加工工艺研发设计

1、苏州市职业大学毕业设计（论文）任务书毕业设计题目轴类零件的数控加工工艺院机电工程学院系机电系专业班级09数控2班姓 名薛震学 号1213020235 指导教师董老师随着科学技术的发展，机械制造业的发展规模和水平，则是反映国民经济实 力和科学技术水平的重要标志之一。而数控技术是现代化加工设备的基础，又是 精密、高效、高可靠性、高柔性加工技术的支撑。发展先进制造技术必须以数控 技术为基础。数控技术它综合了计算机、自动控制、电机、电气传动、测量、监 控、机械制造等学科领域最新成果而形成的一门综合科学技术。对制造业实现自动化、柔性化、集成化、智能化生产起到举足轻重的作用。矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。按给定零

2、部件图及条件和要求，完成零部件的数控加工工艺规程设计， 使学 生能融会贯通掌握所学习的专业知识， 提高学生的动手能力，达到活学活用，做 一个合格的应用型工程师。 聞創沟燴鐺險爱氇谴净。关键词 工艺分析 加工方案 进给路线 控制尺寸残骛楼静错瀨濟淑塹籟。目录第1章前言、设计目的 1第2章工艺方案分析2零件图2、件1的设计原理及结果2工艺路线分析、选择毛坯 错误！未定义书签。划分工序、确定加工顺序 .错误！未定义书签。零件的装夹与夹具的选择 刀具的选择选择切削用量错误！未定义书签。二、件2的设计原理及结果 错误！未定义书签。工艺分析 错误！未定义书签。毛坏选择、划分工序 确定加工顺序 错误！未定义

3、书签。零件的装夹与夹具的选择 .错误！未定义书签。刀具的选择错误！未定义书签。选择切削用量错误！未定义书签。第3章制作加工工艺工序卡一、件1加工工序卡错误！未定义书签。数控加工工艺卡 件1数控加工刀具卡片 数控加工程序说明卡 错误！未定义书签。、件2加工工序卡 错误！未定义书签。件2工艺卡件2数控加工刀具卡片 22数控加工程序说明卡 第4章结束语第5章 致谢词、参考文献 22酽锕极額閉镇桧猪訣锥。 彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。 謀养抟箧飆鐸怼类蒋薔。厦礴恳蹒骈時盡继價骚。 茕桢广鳓鯡选块网羈泪。鹅娅尽損鹤惨歷茏鴛賴。33籟丛妈羥为贍债蛏练淨。 預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。5铙誅卧泻噦

4、圣骋贶頂廡。 擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。 坛搏乡囂忏蒌鍥铃氈淚。7蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。811買鯛鴯譖昙膚遙闫撷凄。 綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。18驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦。2021猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。第1章前言本次毕业设计是学院为了提高学生的数控技术及相关技能等综合运用能力， 通过毕业设计和完成毕业论文也是学院对毕业生生毕业资格的审核条件，同时也为我们以后的工作打下理论基础，本次设计是由指导老师胡老师、三位同学的共 同协作下完成的。锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔。数控技术是数字程序控制数控机械实现自动工作的技术。它广泛用于机械制 造和自动化领域，较好地解决多品种、小批量和复杂零件加工以及生

5、产过程自动 化问题。随着科技的迅猛发展，自动控制技术已广泛地应用于数控机床、 机器人 以及各类机电一体化设备上。同时，社会经济的飞速发展，对数控装置和数控机 械要求在理论和应用方面有迅速的发展和提高。数控加工和编程毕业设计是数控 专业教学体系中构成数控加工技术专业知识及专业技能的重要组成部分，通过毕业设计使我们学会了对相关学科中的基本理论、基本知识进行综合运用。培养和提高了综合分析问题和解决问题的能力，以及培养了科学的研究和创造能力。 数控技术不断的发展，数控技术很快会普极中国工业基地，成为工业发展的标志， 数控技术的成熟也是当代科技发展的标志，所以数控技术也是国家经济的体现。 構氽頑黉碩饨荠

6、龈话骛。本毕业设计内容主要是详细叙述利用数控车床来加工零件。大致包含了数控 技术特点的阐述、零件的工艺的分析过程、加工中一些问题的解决方法、 数控加 工过程、数控编程机床操作与零件自检过程等，另外还有设计说明书、参考文献、 毕业设计小结、致谢、附录等部分。设计者以严谨务实的认真态度进行了此次设 计，但由于知识水平与实际经验有限， 时间又较为紧迫。在设计中难免会出现一 些错误、缺点和疏漏，诚请各位评审老师给于批评和指正。輒峄陽檉簖疖網儂號泶。一、设计目的（1）、培养学生正确的设计思想与方法，严肃认真的科学态度和严谨求实的工作作风，以及勇于探索的创新精神。尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅。（2）、培养学生综合

7、运用所学理论知识和技能，分析和解决实际问题的能 力及其基本工程素质。（3）、通过课程设计实践，加强学生对所修课程的理解和掌握，训练并提 高学生在理论计算、总体设计、工程绘图、文献资料查阅、运用相关标准与规范 和计算机应用等方面的能力。识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒。第2章工艺方案分析零件图:3.2 r其余一件2件技术要求1全部倒角1.52涂色锥面接触面不小于3.圆锥与圆弧过渡光滑。一、件1的设计原理及结果：1. 工艺路线分析该零件加工表面由圆柱面、圆锥面、抛物线面、圆弧面、内孔及外螺纹 等的精度要求较高；且大部分表面粗糙度要求Ra1.6um零件材料为45钢，切削加工性能较好，无热处理要求。且批量为500

8、件。凍鈹鋨劳臘错痫婦胫籴。2. 选择毛坯件1毛坯选择50x97mm勺热轧棒料，一共为505根。3. 划分工序用两台华中数控CK6140车床(数控系统HN22T)分别完成件1的左端 及右端的粗、精加工需要两道工序。恥諤銪灭萦欢煬鞏鹜錦。4. 确定加工顺序(1) 车削右端使用1号数控车床车削抛物线、螺纹、36外圆及46外圆，加工顺序先 粗车后精车，留精车余量为0.25mm工步顺序为先粗车抛物线、M27外圆、36 外圆及46外圆，留精车余量为0.25mm再进行精车，再切槽，最后车螺纹。鯊 腎鑰诎褳鉀沩懼統庫。1. 粗车外圆，基本采用阶梯切削路线，粗车抛物线、20mn外圆面、M27m、36mn外卜圆面

9、及40mn外卜圆面，留1mm的余量。硕癘鄴颃诌攆檸攜驤蔹。2. 自右向左粗车抛物线、 20mm外卜圆面、M27m、36mn外卜圆面及40mm外圆面。3. 自右向左精车抛物线、 20mn外卜圆面、M27mm36mm外卜圆面及40mn外卜圆 面。4. 车槽。5. 车削螺纹。(2) 车削左端使用2号数控车床车削圆锥面、圆弧面、内孔的加工。粗车圆锥面及圆弧面 后各留精加工余量为0.25mm再精车出外轮廓，然后钻孔，镗孔到尺寸。 阌擻輳嬪 諫迁择植秘騖。1. 粗车外圆锥面，外圆弧面，后留精加工余量 0.25mm2. 精加工外圆锥面，外圆弧面，到尺寸。3. 钻孔16mm保证深度26mm4. 粗镗孔留精加工

10、余量为0.25mm5. 精镗孔到尺寸。5、零件的装夹与夹具的 选择车削右端部分时，用三爪自定心卡盘装夹毛坯左端；车削左端时，采用三 爪自定心卡盘装夹零件右端 36 x20mm氬嚕躑竄贸恳彈濾颔澩。由于华中数控CK6140车床无回转刀架，故在使用钻头 16时，须做简易 工装。6、刀具的选择(1) 粗车选用硬质合金90o外圆车刀，畐U偏角取10o 15o；(2) 精车选用硬质合金90o外圆车刀，畐U偏角取10o 15o ，取刀尖圆弧半径 为rs=0.2mm釷鹆資贏車贖孙滅獅赘。(3) 切槽选择刀宽为3mm勺硬质合金车刀；(4) 螺纹刀选择60o硬质合金螺纹车刀，取刀尖角为 59.5 o；取刀尖圆弧

11、半径=0.15 0.2mm 怂阐譜鯪迳導嘯畫長凉（5）钻头选择16mn硬质合金钻头。I（6） 镗刀选择90o硬质合金刀，取副偏角=10o 20o,取刀尖角_=0.15 0.2mm 谚辞調担鈧谄动禪泻類。7、选择切削用量（1）背吃刀量。粗车循环的时候其背吃刀量选择=1.5mm精车时选择Q打=0.25mm 嘰觐詿缧铴嗫偽純铪锩。r（2）主轴转速。车直线和圆弧轮廓时的主轴转速可通过查表获得，取粗车的切削速度.=120m/min,精车的切削速度选择一 =160m/min。粗镗时选择切削速度=40m/min,精镗时选择址;=70m/min。根据零件直径（精车时取平均直径）计算（公式=idJn二）熒绐譏钲

12、鏌觶鷹緇機库。，并结合机床说明选取（粗车选取，主轴转速.=800r/min,精车时选取主轴转速=1500r/min ;粗镗时=800r/min,精镗时!L：=1200r/min）;切槽时选取主轴转 速为:=600r/min;车削螺纹时选择主轴转速 弘=1000r/min。鶼渍螻偉阅劍鲰腎邏蘞。（2）进给速度。先选取进给量，然后用公式 二计算进给速度。粗车时选择进给量f=0.18 mm/r,精车选取f=0.08mm/r;粗镗时选择进给量 f=0.125mm/r,精镗时选择f=0.06mm/r。计算得粗车进给速度.=150mm/min, 精车时=100mm/min粗镗时的进给速度c=100mm/m

13、in精镗时 «=80mm/min 切槽时选择 f=0.04mm/r, %=25mm/min 车削螺纹时 f=1.5mm/r, 先=150mm/min纣忧蔣氳頑莶驅藥悯骛。二、件2的设计原理及结果1、工艺分析该零件加工表面由圆柱面、内锥面、内圆弧面及内螺纹等组成。且大部分的表面粗糙度为=1.6um。零件材料为45钢，切削加工性能较好，无热处理要求。且批量为 500件。颖刍莖峽饽亿顿裊赔泷。2、毛坯选择件2毛坯选择50x900mm勺热轧棒料，一共为25根。多下一根棒料为 50x265mm以备用。3、划分工序用一台华中数控CK6140车床(数控系统HN22T)分别完成件2的加工。4、确定加

14、工顺序使用3号数控车床钻孔、车削外圆面、内锥面及内圆弧面。先粗车留精车余 量0.25mm工步顺序为钻孔(手动，使用尾座)、车外圆、镗内孔。濫驂膽閉驟羥闈 詔寢賻。(1) 使用20mm的钻头钻孔到50mn处。(使用尾座钻孔)(2) 使用外圆车刀车平端面。(3) 使用外圆车刀粗车外圆面，留精车余量 0.25mm(4) 使用外圆车刀精车外圆面。(5) 使用镗刀粗镗M27的内表面、内锥面以及内圆弧面，留精加工余量为0.25mm(6) 使用镗刀精镗M27的内表面、内锥面以及内圆弧面。(7) 使用内螺纹刀车削内螺纹。(8) 切断保证总长46mm5、零件的装夹与夹具的选择使用三爪自定心卡盘装夹。6、刀具的选

15、择(1) 粗车选用硬质合金90o外圆车刀，畐U偏角取10o- 15o；(2) 精车选用硬质合金90o外圆车刀，畐U偏角取10o- 15o ，取刀尖圆弧半径 为£=0.2mm 銚銻縵哜鳗鸿锓謎諏涼。(3) 切槽选择刀宽为3mm勺硬质合金车刀；(4) 内螺纹刀选择60o硬质合金螺纹车刀，取刀尖角为59.5 0；取刀尖圆弧半径 L=0.15 0.2mm 挤貼綬电麥结鈺贖哓类。(5) 钻头选择20mn硬质合金钻头。(6) 镗刀选择90o硬质合金刀，取副偏角=10o 20o,取刀尖角_=0.15 0.2mm 赔荊紳谘侖驟辽輩袜錈。7、选择切削用量(1) 背吃刀量。粗车循环的时候其背吃刀量选择：

16、=1.5mm,精车时选择I1=0.25mm 塤礙籟馐决穩賽釙冊庫。(2) 主轴转速。车直线和圆弧轮廓时的主轴转速可通过查表获得，取粗车的切 削速度.=120m/min,精车的切削速度选择一 =160m/min;粗镗时选择切削速度 «=40m/min,精镗时选择Vj=70m/min。根据零件直径(精车时取平均直径)计算itDn(公式二)裊樣祕廬廂颤谚鍘芈蔺。c 1000，并结合机床说明选取(粗车选取，主轴转速 .=800r/min,精车时选取主轴转 速-* =1500r/min; 粗镗时从p=800r/min,精镗时从p=1200r/min );切槽时选取主轴 转速为=600r/min

17、;车削螺纹时选择主轴转速璋=1000r/min。仓嫗盤紲嘱珑詁鍬齊驚。(3) 进给速度。先选取进给量，然后用公式 玲-济 计算进给速度。粗车时选择进给量f=0.18 mm/r,精车选取f=0.08mm/r;粗镗时选择进给量f=0.125mm/r,精 镗时选择f=0.06mm/r。计算得粗车进给速度 述=150mm/min精车时：=100mm/min; 粗镗时的进给速度Vc=100mm/min精镗时=80mm/min切槽时选择f=0.04mm/r, =25mm/min 车削螺纹时 f=1.5mm/r,_=150mm/min 绽萬璉轆娛閬蛏鬮 绾瀧。第3章：制作加工工艺工序卡：件 1加工工序卡四川

18、航天职零件名称零件材料毛坯种类毛坯硬度毛坏重量业技术学院4550x97棒料工 序 号工序名称设备名称夹具进给量(mm/r)主轴转 速切削速度(m/min)冷却液1下料GB4032 卧式带锯2数车CK61401号三爪卡盘3数车CK61402号三爪卡盘编制代金龙审核会签共1页第1页数控加工工艺卡四川航天职工序卡片产品名称零件名称材料零件图号业技术学院4517工序号工序名称夹具使用设备车间2, 3数车三爪卡盘CK6140 1 号CK6140 2 号实习厂工步 号工步内容刀具量具及检具/、进给量（mm/min）主轴转速切削速度（m/min）1车平端面T011508002粗车外轮廓T01游标卡尺 及外径

19、千 分尺1508003精车外轮廓T02游标卡尺 及外径千 分尺10015004切槽T03游标卡尺 及外径千 分尺256005车螺纹T04游标卡尺 及螺纹环 规，螺纹千 分尺1.510006掉头装夹 车平端面2号设备T01游标卡尺1508007粗车左端外轮廓T01游标卡尺 及自制锥 套10015008精车右端外轮廓T02游标卡尺 及自制锥 套编制代金龙审核会签共2页第1页四丿 业技"航天职工序卡片产品名称零件名称材料零件图号支术学院45工序号工序名称夹具使用设备车间2, 3数车三爪卡盘CK6140实习厂工步 号工步内容刀具量具及检具/、进给量（mm/r）主轴转速切削速度（m/min）9

20、钻孔T03游标卡尺10镗孔T04游标卡尺 及内径千 分尺编制代金龙审核会签共2页第2页数控加工工序卡件1数控加工刀具卡片四川航天职产品名称零件名称业技术学院零件图号程序编号O0001 和 00002工步号刀具 号刀具名称刀柄型号刀具补偿值mm备注直径(mm)长度(mm)1、2、6、7T0190o外圆粗车刀20x201253、8T0290o外圆精车刀20x201250.24T03刀宽3mm的外 切槽刀20x201251号设备5T0460o外螺纹刀20x201251号设备9T0316的钻头161202号设备10T0490o内孔镗刀20x201250.22号设备编制代金龙审核批准共1页第1页四川航天

21、职4产品名称零件名称业技术学院零件图号程序编号O0001 （件1右端程序）程序号程序内容备注说明N10M03S800开主轴N20T0101换1号刀具N30G0X52Z0定位N40G1X-0.5F150平端面N50G0X51Z2定位循环起点N60粗车循环N70G0X100Z100精加工程序开始N80T0202S1500换刀换转速N90G0G41X52Z2使用半径补偿定位N100X0Z2快速移动N110G1X0Z0F100到车削起点N120#1=0公式中的X坐标N130#2=0N140WHILE#2LE20条件判断N150#2=#1*#1/10公式中的Z坐标N160G01X#1Z#2F100加工抛

22、物线N170#1=#1+0.06X坐标增量0.06mmN180ENDW循环结束N190G1X19.985Z-10F100直线插补N200Z-15加工20外圆N210X23.8定位倒角起点编制代金龙审核批准共3页第1页四川航天职4产品名称零件名称业技术学院零件图号程序编号00001 （件1右端程序）程序号程序内容备注说明N220倒角N230Z-35加工M27外圆N230X32定位圆弧起点N240G03X36Z-37R2F100加工圆弧N250G1Z-55F100加工36外圆N260X42.985定位倒角起点N270加工倒角N280Z-71加工46外圆N290G0G40X52精加工程序结束N300

23、G0X100Z100到换刀起点N310T0303S600换3号刀换转速N320G0X37Z-35快速定位N330X28快速定位N340G1X21F25加工外槽N350X28加工外槽N360W3.5加工外槽N370X26.8加工外槽N380加工外槽N390X21加工外槽N400G04P2暂停2sW-2加工外槽编制代金龙审核批准共3页第2页四川航天职4产品名称零件名称业技术学院零件图号程序编号00001 （加工件1右端）程序号程序内容备注说明N410G04P2暂停2sN420X37退刀N430G0X100Z100到换刀起点N440T0404S1000换4号刀换转速N450G0X28Z-9定位循环起

24、点N460车削螺纹N470G0X100Z100退刀N480M05主轴停N490M30程序返回起始点编制代金龙审核批准共3页第3页四川航天职4产品名称零件名称业技术学院零件图号程序编号00002 （件1左端程序）程序号程序内容备注说明N10M03S800开主轴N20T0101换1号刀N30G00X52Z0快速定位N40G1X-0.5F100车削端面N50G0X52Z2定位循环起点N60外圆粗车循环N70G0X100Z100精车程序起始点N80T0202S1200换刀换转速N90G0G41X52Z2快速定位加刀补N100G01X28.1F100定位车削起点N110车削锥面N120车圆弧面N130G

25、1X45.5定位倒角起点N140G1X46W-0.25加工倒角N150G00G40X52精加工程序结束N160G00X100Z100到换刀起点N170T0303S500M08换刀换转速开冷 却液N180G00X0Z5定位起点N190G01Z-26F20钻削内孔N200G00Z100M09退刀关冷却液N210X100到换刀起点N220T0404S800换刀换转速编制代金龙审核批准共2页第1页四川航天职4产品名称零件名称业技术学院零件图号程序编号00002 （件1左端程序）程序号程序内容备注说明N230G00X19.5Z2定位车削起点N240G01Z-20F120粗加工内孔N250G00Z2退刀N

26、260G00X26.5定位加工起点N270粗加工倒角N280G00Z2S1200退刀换转速N290G00X27定位加工起点N300精加工倒角N310G01Z-20F80精加工内孔N320G00X18Z100退刀N330X100N340M05关主轴N350M30返回程序开始点编制代金龙审核批准共2页第2页件2加工工序卡四川航天职零件名称零件材料毛坯种类毛坯硬度毛坏重量业技术学院4550x97棒料工 序 号工序名称设备名称夹具进给量(mm/r)主轴转 速切削速度(m/min)冷却液1下料GB4032 卧式带锯2数车CK61403号编制代金龙审核会签共1页第1页件2工艺卡四川航天职工序卡片产品名称零

27、件名称材料零件图号业技术学院45#工序号工序名称夹具使用设备车间2数车三爪卡盘CK6140实习厂工 步 号工步内容刀具量具及检具进给量(mm/min)主轴转速切削速度（m/min）1在数车上手动钻孔 50mm20钻头6002车平端面T011508003粗车外圆T01游标卡尺及 外径千分尺1508004精车外圆T01游标卡尺及 外径千分尺10015005粗镗内孔T02游标卡尺及 内径千分尺1008006精镗内孔T02游标卡尺及 内径千分尺 自制锥柄8012007切断T03游标卡尺256008（掉头装夹，4号设备） 镗螺纹内孔T01游标卡尺， 内径千分尺8012009（4号设备） 车削内螺纹T02

28、游标卡尺 螺纹塞规，1.51000编制代金龙审核会签共1页第1页件2数控加工刀具卡片四川航天职产品名称零件名称业技术学院零件图号题目17程序编号00003 （件2的加工）工 步 号刀具 号刀具名称刀柄型号刀具补偿值mm备注直径（mm）长度（mm）120钻头20150使用 尾座2、3、4T0190o外圆车刀20x201250.23号设备5、6T0290o内孔镗刀20x201250.23号设备7T03刀宽3mm的外 切槽刀20x201253号设备8T0460o内螺纹刀20x201603号设备编制代金龙审核批准共1页第1页数控加工程序说明卡四川航天职4产品名称零件名称业技术学院零件图号题目17程序编号00003 （件 2）程序号程序内容备注说明N10M03S800开主轴N20T0101换刀N30G0X52Z0快速定位N40G1X21F150车端面N50G0X46.5Z2快速定位N60G1Z-50F150粗车外圆N70G0X48Z1S1500定位换转速N80X41.072定位倒角起点N90加工