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1、苏州市职业大学毕业设计说明书毕业设计题目：衔接型轴套零件的数控加工与工艺系机电工程系专业班级09数控3班姓名张学友学号095305343指导教师刘德华摘要：为了在数控机床上加工出合格的零件，首先需根据零件图纸的精度和计算要求等，分析确定零件的工艺过程、工艺参数等内容，用规定的数控编程代码和格式编制出适宜的数控加工程序。编程必须注意具体的数控系统或机床，应该严格按机床编程手册中的规定进行程序编制。但从数控加工内容的本质上讲，各数控系统的各项指令都是应实际加工工艺要求而设定的。还有，最后加工后的质检工作，保证每一个成品都是合格的，来到达所需要的加工精度。关键词：车削加工刀具零件的工艺过程工艺参数程
2、序编制目录一引言4L1.数控机床简介51. 2.数控车床平安操作标准5二衔接型联轴器的加工2. 1.零件分析72.1.1零件图的分析72.1.2工艺分析82.2定位基准的选择和夹具确实立82.2.1毛坯确实定2.2.2夹具的选择2.2.3.零件基准与加工定位基准82.2.4加工所选的数控车床62.3确定加工工艺路线92.4刀具的选择102.4.1,刀具的选用122.4.2刀具工具卡的制作132.5切削用量的选择132.5.1主轴转速确实立2.5.2进给速度确实立2.5.3切削用量的选择2.5工艺卡片的制定152.7零件的加工21四：结束语25五：致谢26六：参考文献27附录30程序的编制-引言
3、1.1 数控机床简介在车床上，利用工件的旋转运动和刀具的直线运动或曲线运动来改变毛坯的形状和尺寸，把它加工成符合图纸的要求。车削加工是在车床上利用工件相对于刀具旋转对工件进行切削加工的方法。车削加工的切削能主要由工件而不是刀具提供。车削是最根本、最常见的切削加工方法，在生产中占有十分重要的地位。车削适于加工回转外表，大局部具有回转外表的工件都可以用车削方法加工，如内外圆柱面、内外圆锥面、端面、沟槽、螺纹和回转成形面等，所用刀具主要是车刀。在各类金属切削机床中，车床是应用最广泛的一类，约占机床总数的50%。车床既可用车刀对工件进行车削加工，又可用钻头、较刀、丝锥和滚花刀进行钻孔、较孔、攻螺纹和滚
4、花等操作。按工艺特点、布局形式和结构特性等的不同，车床可以分为卧式车床、落地车床、立式车床、转塔车床以及仿形车床等，其中大局部为卧式车床。数控车削加工是现代制造技术的典型代表，在制造业的各个领域如航天、汽车、模具、精密机械、家用电器等各个行业有着日益广泛的应用，已成为这些行业不可或缺的加工手段。为了子数控机床上加工出合格的零件，首先需根据零件图纸的精度和计算要求等，分析确定零件的工艺过程、工艺参数等内容，用规定的数控编程代码和格式编制出适宜的数控加工程序。编程必须注意具体的数控系统或机床，应该严格按机床编程手册中的规定进行程序编制。但从数控加工内容的本质上讲，各数控系统的各项指令都是应实际加工
5、工艺要求而设定的。1. 2.数控车床平安操作规程1 .开机前应对数控机床进行全面细致的检查，内容包括操作面板、导轨面、卡爪、尾座、刀架、刀具等，认无误前方可操作。2 .数控机床通电后，检查各开关、按钮和按键是否正常、灵活、机床有无异常现象。3 .程序输入后，应仔细核对代码、地址、数值、正负号、小数点进行认真的核对。4 .正确测量和计算工件坐标系。并对所得结果进行检查5 .输入工件坐标系，并对坐标。坐标值、正负号、小数点进行认真的核对。6 .未装工件前，空运行一次程序，看程序能否顺利进行，刀具和夹具安装是否合理，有无“超7 .试切削时快速倍率开关必须打到最低挡位。8 .试切削进刀时，在刀具运行至
6、工件3050mm处，必须在进给保持下，验证Z轴和X轴坐标剩余值与加工程序是否一致。9 .试切削和加工中，刃磨刀具和更换刀具后，要重新测量刀具位置并修改刀补值和刀补号。10 .程序修改后，要对修改局部仔细核对。11 .必须在确认工件夹紧后才能启动机床，严禁工件转动时测量、触摸工件。12 .操作中出现工件跳动、打抖、异常声音、夹具松动等异常情况时必须停车处理。13 .紧急停车后，应重新进行机床“回零操作，才能再次运行程。二衔接型联轴器的加工14 1零件的分析图为零件二维图2. 1.1零件图的分析该零件外表由圆柱、顺圆弧、逆圆弧及双线螺纹等外表组成。其中多个直径尺寸有较严格的尺寸精度何外表粗糙度等要
7、求；尺寸标注完整，轮廓描述清楚。零件材料为45钢，无热处理和硬度要求。通过上述分析，可采用以下几点工艺措施。对图样上给定的几个精度要求较高的尺寸，因其公差数值较小。故编程时不必取平均值，而全部取其根本尺寸。在轮廓曲线上，有三处为过象限圆弧，其中两处为既过象限又改变进给方向的轮廓曲线，因此在加工时应进行机械间隙补偿，以保证轮廓曲线的准确性。为便于装夹，坯件左端应预先车出夹持局部双点画线局部），右端面也应先粗车出并钻好中心孔。毛坯选655mm棒料。2. 1.2工艺分析：本零件需要加工的有孔，内螺纹，外螺纹，内槽，外圆，外槽台阶和圆弧，结构形状复杂，尺寸精度一般，加工时应注意刀具的选用。2.2定位基
8、准的选择与确立2.2.1毛坯确实定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，其尺寸为中55X155mm,材料为45钢。2.2.2夹具的选择确定坯件轴线和左端大端面（设计基准）为定位基准。左端采用三爪自定心卡盘定心夹紧，由于伸出局部不长，右端不采用活动顶尖支承的装夹方式。2.2.3.零件基准与加工定位基准(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.)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
9、面中心孔为精基准。2.2.4加工所选的数控车床因为加工的零件是轴套类零件，我所选用的加工设备是广州数控6136HoCK6136H数控车床主要技术参数序工程名称单位参数1床身最大回转直径mm3602最大加工长度mm6503滑板上最大回转直径mm2105主轴端部型号A2-66主轴通孔直径mm587主轴锥孔形式莫氏6#8主轴转速150-24009主电机功率KW5.510尾架套筒直径mm8011尾座套筒行程mm80/10012尾座套筒锥孔莫氏莫氏4#13X釉最大行程mm21014Z轴最大行程mm75016快移速度(X/Z轴)M/min6/817刀架刀位数工位418刀具安装尺寸mm202019刀架重复定
10、位精度mm0.00520X轴/Z轴重复定位精度mm0.005/0.00721圆度mm0.00522机床净重Kg150023机床外形尺寸长X宽高mm2055147016102. 3.确立加工工艺路线由于该零件形状复杂，必须使用多把军刀才能完成车削加工。根据零件的具体要求和车削加工进给路线确实定原那么，具体加工顺序和进给路线确定如下：1 .粗车外圆：将外圆面的台阶，圆弧，车出一个型，留有50丝的余量，来精加工。2 .切外圆槽：用外圆槽刀切槽，因为精度要求不高，所以一次将槽切好，利于外螺纹的加工和外圆面的精加工。3 .精车外圆：因为保证外表粗糙度和精度，外圆面留有50丝的加工余量，来精加工。4 .车
11、外螺纹M36*l.5：根据外螺纹的螺距车外螺纹端面车小上10丝，便于螺纹车削。5 .用中心钻点孔，找正中心，便于打孔。6 .用直径为15的钻头打孔，便于镇孔。7 .粗车内孔，留有40丝余量。8 .用内槽刀切直径28*4的槽。9 .精车内孔，内孔深度车刀R6,距离端面45mm处，便于接内孔。10 .车内螺纹M24*L511 .有平面磨床磨出所需的键槽。12 .用平面磨床截断，长度切80.5mm留有50丝余量来平端面。13 .反面装夹：夹住直径为48的外圆，平端面。14 .粗镖内孔：粗馍深度为据端面35mm处，来连接R6的圆弧。15 .精链内孔。16 4刀具的选择2.4.1刀具的选用粗车及平端面选
12、用90硬质合金机夹刀，为防止副后刀面与工件轮廓干预（可用作图法检验），副偏角不宜太小，选kJ=35用来切外圆槽，刀尖宽3mm,材质为硬质合金刀L精车外圆的选用三角刀片机夹刀，刀尖圆弧半径为0.2mm,便于精加工，已到达精度要求和外表粗糙度要求，刀尖圆弧半径应小于轮廓最小圆角半径，取r=0.150.2加。如图2-3所示图2-3精车外圆刀2 .车螺纹选用硬质合金60外螺纹车刀如图2-4所示图2-4外螺纹刀3 .直径为12mm的白钢中心钻。如图2-5所示图2-5中心站4 .直径为15mm的钻头，来打孔。5 .用手磨内孔槽刀车内槽，如图2-7所示图2-7内孔槽刀6 .用直径为8mm的镶刀刀尖圆弧半径为
13、0.4mm的来精镇内孔。如图2-8所示图2-8镇刀7 .用硬质合金焊接内螺纹车刀车内螺纹。如图2-9所示图2-9内螺纹刀2.4.2刀具工具卡的制作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3-2所示。表3-2数控车削加工刀具卡待加工外表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硬质合金车外螺纹外螺纹刀60硬质合金切外槽外槽刀刀宽3mm硬质合金钻底孔麻花钻14mm高速钢车内孔车锤刀60o硬质合金切内槽内槽刀刀宽3mm硬质合金车内螺纹内螺纹车刀60硬质合金2.5.切削用量的选择背吃刀量的选择：轮廓粗车循环时选ap=2mm,精车a
14、p=0.4mm；螺纹粗车循环时选ap=0.4mm,精车ap=0.1mm。主轴转速的选择：车直径和圆弧时，查表选粗车切削速度vc=90mmin精车切削速度vc=120mmin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=1000v3.14D式中:V一一切削速度，单位为mmin,由刀具的耐用度决定；n主轴转速，单位为r/min；D工件直径或刀具直径，单位为mm。计算的主轴转速n,最后要选取机床有的或较接近的转速。后利用公式X=ndnIoOo技术主轴转速n(粗车直径I50mm,精车工件直径取平均值)；粗车500rmin精车1200rmin,车螺纹时，参照式计算主轴转速n=
15、500rmin进给速度的选择查表选择粗车、精车每转进给量，再根据加工的实际情况确定粗车每转进给量为0.4mm/r,精车每转进给量为0.15mmr,最后根据公式V1=nf计算粗车、进给速度分别为200mmin和180mmin1,、(4.)车直径为36mm的外圆槽，选用硬质合金焊接切断车刀：切削用量：主轴转速n=500rmin,j进给量f=0.lmr(5.)车内槽，选用硬质合金焊接切断车刀，主轴转速n-400rmin,进给量f=0.08mmr具体切削三要素如下表。2. 6.工艺卡片的制定表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55150mm序号工序名称工序内容车间
16、设备工装下料裁剪毛坯1普车粗车端面、外圆、打中心孔。金工CA6140普车三爪自定心卡盘2数车车外圆轮廓切外圆槽车外螺纹金工GS980TD三爪卡盘3数车钻孔，粗车内孔金工GS980TD三爪卡盘4数车车内槽内螺纹精车内孔金工GS980TD三抓卡盘5平面磨磨外圆键槽切断金工6数控车反面加工平端面镇内孔金工GS980TD三抓卡盘7.检验检验各尺寸是否正确表4-2工序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程序编号OOOOl轴套三爪定心k盘广州数控车床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进给量mm/r备注1粗车外圆TOl90外圆车刀16000.15自动2精车外圆T0
17、284外圆车刀0.212000.1自动3切外圆槽T033mm夕卜槽刀5000.03自动4车外螺纹T0460外螺纹刀5000.15自动5粗车内孔T0575内圆车刀0.28000.12自动6车内槽T063mm内槽刀4000.047.车内螺纹T0760内螺纹刀5000.158精车内孔T0575内圆车刀12000.12.7零件的加工1 .装夹棒料：用三抓卡盘夹紧，保证棒料伸出的长度大于加工时的总长，但也不能伸出太长，容易震刀，那样就保证不了加工精度和外表粗糙度。如图2T0所示。图2-10装夹棒料2 .程序的在编制程序过程中，广州数控默认系统状态是G98恒线速控制，而我的编制程序是用G99,恒转速控制，
18、所以编制前，先输入G99指令，编制程序主切削指令G71,G70,有粗车，精车，留有50丝余量，在精车编制中，要提高主轴转速，减少背吃刀量，降低进给速度，来提高加工精度和外表粗糙度。如图2-11所示图211程序的编制1 .进行个刀具的对刀（采用试切学法）对刀的对刀点都是刀尖，这点切记。数控机床对刀方法车床分有对刀器和没有对刀器,但是对刀原理都一样,先说没有对刀器的吧.车床本身有个机械原点,你对刀时一般要试切的啊,比方车外径一刀后Z向退出,测量车件的外径是多少,然后在G画面里找到你所用刀号把光标移到X输入X.按测量机床就知道这个刀位上的刀尖位置了,内径一样Z向就简单了,把每把刀都在Z向碰一个地方然
19、后测量ZO就可以了.如图12.13所示图2-12对刀图2-13输入所测量2 .粗车外圆面，用1号刀粗车外圆，刀尖圆弧为0.8,适应于粗车外缘轮廓，车第一刀，吃刀量尽量少一点，因为毛坯外表有一层黑皮，材质有点硬，粗车后留有一定的余量，给予精车。如图14所示图2-14粗车外圆面3 .切外槽，用硬质合金外圆槽到切退刀槽，要求切削宽度为4mm,刀尖宽为3mm,所以分两刀切削，切削过程中，要合理控制好切削的三要素，主轴转速慢点，进给量慢一点，防止崩刀。如图2-15所示图2-15切外槽4 .车外螺纹，选用外螺纹机夹刀，对刀时，要用螺纹刀的刀尖，认清是标准牙还是细牙,来确定螺距，切削时，进刀量要随着切削的深
20、着层递减，来保证切削质量。如下图图2-16车外螺纹6 .用中心钻点孔，找正中心，便于打孔。因为中心钻，材质采用HSSEX,硬度高，强度大，容易找正中心，如图2-17所示图2-17用中心钻点孔7 .用钻头打孔，先用钻头打孔，刚打的时候速度放慢点，等头部进入时，适当放快速度,打孔的同时，工件与钻头之间摩擦，产生很高的容量，如果速度过大，就会烧掉钻头，所以加工的同时需要加切削液，便于散热。如图2-18所示图2-18用钻头打孔8 .粗车内孔，用手磨内孔镶刀，粗车内孔，留有40丝的余量，给予精加工，对刀时，要考虑刀杆伸出的长度够不够切削深度，防止撞刀。如图2-19所是你图2-19粗车内孔9 .切内槽，用
21、内孔槽刀，刀宽为3mm的，来切内槽，要求切4mm,用作退刀槽，所以要分两刀切削，刀杆伸出的长度，要尽量大于车车削局部一点，但不要太长，防止震刀。如图2-20所示图2-20切内槽10.车内螺纹，选用外螺纹机夹刀，对刀时，要用螺纹刀的刀尖，认清是标准牙还是细牙,来确定螺距，切削时，进刀量要随着切削的深度，着层递减，来保证切削质量.如图2-21所示图2-21车内螺纹11.,精车内孔,，还是选用手磨内孔镶刀，但是这次，切削参数有所不同，为了到达，切削精度和外表粗糙度，我们把主轴转速加大，切削速度减小，吃刀量为精车的留有余量40丝。如图2-22所示图2-22精车内孔12 .用平面磨磨出所需键槽截断先用金
22、刚石圆刃，修下砂轮，让砂轮磨削面水平，在磨削过程中，要控制好磨削速度，还有在选择夹具时，要保证零件的外表粗糙度。如图2-23所示图2-23平面磨13 .反面平端面镶内孔，这一步过程如上所示。如图2-24所示图2-24反面平端面14 .成品的检测尺寸的检测，外表粗糙度的检测螺纹的检测。如图2-25所示图2-25成品的检测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。经过三个月的努力，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
23、，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。老师屡次询问研究进程，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。我对老师的感谢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
24、，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 3456张超英, 倪森寿, 陈立德, 李一民, 隋秀凛,数控机床加工工艺、编程及操作实训，高等教育出版社，2003. 9机械制造根底，高等教育出版社，2005. 1机械设计根底，高等华教育出版社，2004.7数控机床，东南大学出版社,2005. 7现代制造技术，高等教育出版社，2002. 11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
25、程及操作，顾京主编，高等教育出版社，2003.78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附录程序的编制TOlOi;G99;G97S5OOMO3;G04X1.;GOOX56.Z1.;GOlZ0F0.01;X0.5;GOOX56.Z1.;G71U1.5R1.;G71PlOQ20U0.4W0.03F0.15;NlOGOOX32.;G42GOlZ0.F0.06;GOlX36.Z-2.F0.1;Z-30.;G02X47.416Z-52.5R60;G03X48.Z-54.R4.;X52,;Z-80.;N20G40F0.1X5
26、6.F0.2;G00X100.Z100.TO3O3;G97S500M03;GOOX56.Z1.;Z-30.;GOlX32.F0.03;X37.G00X56.;X100.Z100,;T0202;G97S1200MO3;GOOX56.Z1.;G70P10Q20;G00X100.Z100.;T0404;G97S500M03;GOOX56.Z1.G92X35.5Z-26.F1.5;X35.1;X34.9;X34.7;X34.5;X34.3;X34.1;X34.0;G00X100.Z1.;MOO;G00Z100.;T0505;G97S800M03;GO4X1.;G00X27.Zl.;G71UO.5R1.
27、;G71P30Q40U0.5W0.03FO.12;N30G41GOlX29.F0.1;ZO.F0.06;X28.Z-0.5FO.1;Z-8,;X21.5;X23.5Z-9,;Z-22.X22.X20.Z-23.;Z-40.575;G03X16.Z-45.R6.;N40G40GOlX15.F0.12;GOOXlOO.ZlOO.;T0606;G97S500M13;GOOX23.Z1.;Z-22.GOlX32.F0.03;X23.F0.2;GOOX23.Z1.;GOOXlOO.ZlOO.;T0505;G97S1200M03;GOOX27.Z1.;G70P30Q40;GOOXlOO.ZlOO.;T07
28、07;G97S500M03;GOOX24.Z1.Z-8.;X24.2;X24.4;X24.6;X24.8;X24.9;X25.0X25.0;GOOX24.Zl.XlOO.ZlOO.M30;有平面磨截取）（反面装夹反面截面留有30丝余量）TOlOl;G97S60003;GOOX53.Z1.;Z-1.5;GOlX50.Z0.FO.12;XO.GOOXlOO.ZlOO.;T0505;G97S800M03;G04XL;G00X13.Z1.;G71U0.5RL;G71P50Q60U0.5W0.03FO.1;N50GOlX18.F0.1;Z0.0F0.06;X16.Z-1.F0.1;Z-25.;N60GOlX15.F0.1;GOOXlOO.ZlOO.;T0505;G97S1200MO3;G00X13.Z1.;G70P5OQ60;GOOXlOO.ZlOO.;M30;
