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1、湖南铁路科技职业技术学院毕业论文（设计）说明书1摘 要数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术，数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造的渗透形成的机电一体化产品，即所谓的数字化装备。本次设计就是进行数控加工工艺设计典型轴类零件，主要侧重于该零件的数控加工工艺和编程，包括完成该零件的工艺规程，主要工序工装设计，并绘制零件图、夹具图等。通过本次毕业设计，对典型轴类零件的设计又有了深的认识。从而达到了巩固、扩大、深化所学知识的目的，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新能力。关键词：数控技术 典型轴类零件 加工工艺 毕业设计 湖南铁路科技
2、职业技术学院毕业论文（设计）说明书2目 录摘 要 .1目 录 .21.引言 .31.引言 .32.零件分析 .42.1 毛坯的选择 .42.2 机床的选择 .43.零件图加工艺分析 .73.1 零件的工艺分析 .73.2 零件的加工工艺设计 .114.零件图加工程序编写 .214.1 零件左端加工程序编写 .214.2 零件右端加工程序编写 .225. 程序调试 .25致 谢 .26参 考 文 献 .27湖南铁路科技职业技术学院毕业论文（设计）说明书31.引言数控技术集传统的机械制造技术、计算机技术、成组技术与现代控制技术、传感检测技术、信息处理技术、网络通讯技术、液压气动技术、光机电技术于一
3、体，是现代先进制造技术的基础和核心。数控车床己经成为现代企业的必需品。随着数控技术的不断成熟和发展及市场日益繁荣，其竞争也越来越激烈，人们对数控车床选择也有了更加广阔的范围，对数控机床技术的掌握也越来越高。随着社会经济的快速发展，人们对生活用品的要求也越来越高，企业对生产效率也有相应的提高。数控机床的出现实现了广大人们的这一愿望。数控车削加工工艺是实现产品设计、保证产品的质量、保证零件的精度，节约能源、降低消耗的重要手段。是企业进行生产准备、计划调度、加工操作、安全生产、技术检测和健全劳动组织的重要依据。也是企业对高品质、高品种、高水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。这不但满足了广大消
4、费者的目的，即实现了产品多样化、产品高质量、更新速度快的要求，同时推动了企业的快速发展，提高了企业的生产效率。数控工艺规程的编制是直接指导产品或零件制造工艺过程和操作方法的工艺文件，它将直接影响企业产品质量、效益、竞争能力。本文通过对典型轴类零件数控加工工艺的分析，对零件进行编程加工，给出了对于典型零件数控加工工艺分析的方法，对于提高制造质量、实际生产具有一定的意义。根据数控机床的特点，针对具体的零件，进行了工艺方案的分析，工装方案的确定，刀具和切削用量的选择，确定加工顺序和加工路线，数控加工程序编制。通过整个工艺的过程的制定，充分体现了数控设备在保证加工精度，加工效率，简化工序等方面的优势。
5、本人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。在设计中会出现一些错误、缺点和疏漏，诚请各位评审老师提出批评和指正。湖南铁路科技职业技术学院毕业论文（设计）说明书42.零件分析2.1 毛坯的选择本节主要对零件毛坯生产类型和如何选择毛坯的种类，跟零件图的尺寸确定毛坯尺寸。在制订机械加工工艺规程时，正确选择合适的毛坯，对零件的加工质量、材料消耗和加工工时都有很大的影响。显然毛坯的尺寸和形状越接近成品零件，机械加工的劳动量就越少，但是毛坯的制造成本就越高，所以应根据生产纲领，综合考虑毛坯制造和机械加工的费用来确定毛坯，以求得最好的经济效益。同时在选择时也应考虑一些因素：(1)零
6、件的材料及机械性能要求(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、新材料正确选择毛坯制造的方式，可以使整个工艺过程更加经济合理，故应慎重对待。在通常情况下，主要应以生产类型来确定。例如，毛坯种类有：70mm*132mm、65mm*220mm 的 45 钢等。2.2 机床的选择根据本次设计零件尺寸的大小，精度要求和学校提供的机床等一系列条件，我选择华中世纪星 HNC21T 系统数控车床。数控车床又称数字控制机床，简称 NC。数控机床主要由输入输出装置、计算机数控装置（简称 CNC 单元）、伺服系统、可编程序控制器（PLC）、位置反馈系统和机床
7、本体等组成。它可以按事先编制的加工程序对工件进行加工。数控机床集精密机械、电子技术、信息技术（包括传感检测）、计算机及软件技术和自动控制等技术于一体，具有高效率、高精度、高自动化、和高柔性的特点，是当代制造业的主流装备。对一个制造企业来说，提高生产能力往往从生产管理、制造工艺、生产湖南铁路科技职业技术学院毕业论文（设计）说明书5设备等方面入手进行技术改造，而这几部分内容又是互为影响和制约的。在技术改造中对生产设备、数控机床的更新、维修、采购等的选择上必须考虑到要在什么样环境下使用、如何管理、怎样能达到最好的经济效果等问题。选择制造设备是要为制造某一些产品服务的，选择的设备可能用于产品零件的一部
8、分工序加工、也可能用于全部工序加工。制造水平的高低首先取决于工艺过程的设计，它将决定用什么方法和手段来加工，从而也决定了对使用设备的基本要求，这也是对生产进行技术组织和管理的依据。设备选择的基本要求确定后还要根据市场上能提供什么样技术水平的装备来选择，针对大部分中小批量生产的制造企业，选择数控机床来替代旧机床或增强生产能力已是发展趋势。在选择加工机床的同时，首先要保证加工零件的技术要求，能够加工出合格的零件。其次是要有利于提高生产效率，降低生产成本。选择加工机床一般要考虑到机床的结构、载重、功率、行程、和精度。还应依据加工零件的材料状态、技术状态要求和工艺复杂程度而定。选用适宜、经济的数控机床
9、，还要综合考虑以下应素的影响。（1）机床的类别、规格、性能。（2）数控机床的主轴功率、扭矩、转速范围，刀具的配置情况。（3）数控机床的定位精度和重复定位精度。（4）零件的定位基准和装夹方式。（5）机床坐标系和坐标轴的联动情况。（6）控制系统的刀具参数设置，包括机床的对刀、刀具补偿等相关的功能。数控机床的优点（1）对零件的适应性强，可加工复杂的零件表面；（2）加工精度高，加工质量稳定；（3）生产效率高；（4）良好的经济效益；（5）自动化程度高。数控机床的缺点湖南铁路科技职业技术学院毕业论文（设计）说明书6（1）价格较高，设备首次投资大；（2）对操作、维修人员的技术要求较高；（3）加工复杂形状的零
10、件时，手工编程的工作量大。数控机床的应用范围（1）多品种小批量零件；（2）形状结构复杂的零件；（3）需要频繁改型的零件；（4）价格昂贵、不允许报废的零件；（5）批量较大精度要求高的零件。湖南铁路科技职业技术学院毕业论文（设计）说明书73.零件图加工艺分析3.1 零件的工艺分析3.1.1 毛坯设计选材的一般原则首先是在满足使用性能的前提下，再考虑工艺性能和经济性。使用性能原则是指所选的材料制成零件后在正常情况下所应具备的性能要求，它是能保证零件的设计能实现，安全耐用的必要条件，是选材的最主要的原则。使用性能是指材料在使用条件下所变现出来的性能，它包括物理性能（如密度、磁性、导电性等）、化学性能（
11、如耐腐蚀性、热稳定性等）、力学性能(如强度、塑性、韧性等)；工艺性能是指材料在制造工艺过程中适应加工的性能，随制造工艺不同可分为铸造性、可锻性、焊接性及切削加工性等。它直接影响零件加工后的工件质量，是选材和制定零件加工工艺路线时必须考虑的因素之一。根据零件图规定的材料及机械性能选择毛坯，我选择的材料为 45 钢，45 钢为最常用中碳调制钢，综合力学性能良好且价格低廉，淬透低，水淬时易生裂纹。小型件宜采用调制处理，大型件宜采用正火处理，根据其力学性能要求较低选圆柱型材料，根据零件的工作条件、材料、结构特点三者综合考虑，对毛坯应增加一些热处理提高强度和硬度。通过零件图可知加工的零件为轴类零件。通过
12、所学知识可知轴类零件的材料一般选择碳素钢、合金钢或铸铁。根据零件的分析选择 45 钢。毛坯尺寸和形状的选择要从机械加工和毛坯制造两方面考虑，毛坯的尺寸越接近成品零件，材料消耗就越少，机械加工的劳动量也就越少，因此会提高机械加工效率，降低成本，但要充分考虑毛坯的制造费用。该零件毛坯是 45钢对其尺寸要求是 65*220mm。3.1.2 零件的热处理技术零件的材料是机械加工行业的重要物质基础，总舵的材料之所以获得广泛应用，是应为它们具备许多优秀性能。通过适当的热处理，可以充分发挥钢材的潜力，显著提高钢的力学性能，延长零件的使用寿命；还可以消湖南铁路科技职业技术学院毕业论文（设计）说明书8除铸、锻、
13、焊等热加工工艺造成的各种缺陷，为后续工序做好准备。45 钢为最常用的中碳调质钢，综合性能良好，淬透性的，水淬时易生裂纹。小件宜采用调质处理，大件宜采用正火处理。零件的加工都是按一定的工艺路线进行的。在生产过程中，由于零件选用的毛坯和工艺过程不同，热处理工序会有所增减。因此，工序位置的安排必须根据具体情况灵活运用。根据热处理的目的和工序位置不同，可将其分为预先热处理和最终热处理两大类。预先热处理包括退火、正火等。其工序位置一般安排在毛坯生产之后，切削加工之前；或粗加工之后，精加工之前。正火和退火的作用是消除热加工毛坯的内应力、细化晶粒、调整组织、改善切削加工性，为后面的热处理工序做好组织准备。最
14、终热处理包括各种淬火+回火、表面热处理及化学热处理。零件经这类热处理后硬度较高，除可以磨削加工外，一般不适宜其他切削加工，故其工序位置一般安排在半精加工之后，精加工之前。目的是为了获得良好的综合力学性能，为以后的表面淬火异变形的精密零件的整体淬火做好准备。3.1.3 定位基准的选择原则工件在夹具中的定位基准选择上遵循基准统一原则，是同一工件进行不同内容的多道工序中，前后工序尽可能采用同一定位基准系统，即各个加工工序间的定位基准尽量统一。前后工序尽可能采用同一基准可以减少不同定位基准表面较高精度加工的制造工作量。从保证工件的加工精度的角度而言，不同工序采用统一的定位基准可以避免产生基准转换误差。加工时是工件的定位基准与本工序的工艺基准尽量重合。若不能保证定位基准与工序基准重合，会把二者之间的尺寸误差及相应的行位误差带到本工序的定位
