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1、 湖湖南南软软件件职职业业学学院院 毕业毕业( (论文论文) )设计设计 题题 目目： 数控机床的加工与操作方法 年级专业年级专业： 建筑工程系数控专业 08 级 数控技术 082 班 学生姓名学生姓名： 廖 磊 指导教师指导教师： 胡文伦 2010 年 12 月 26 日 目目 录录 摘摘 要要 1 1 前前 言言 2 2 第第 1 1 章章 零件的分析与材料的选择零件的分析与材料的选择 3 3 1.11.1 零件的分析零件的分析3 3 1.1.1 零件图 3 1.1.2 零件的技术要求分析 3 1.1.3 零件的工艺分析 3 1.21.2 毛坯的选择毛坯的选择5 5 1.2.1 确定毛坯的
2、制造形式 5 1.2.2 基准的选择 5 第第 2 2 章章 零件加工工艺设计零件加工工艺设计 6 6 2.12.1 工艺规程设计工艺规程设计6 6 2.1.1 连接轴加工的工艺路线 6 2.1.2 机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定 6 2.22.2 车削用量的选择车削用量的选择7 7 2.2.1 加工条件 7 2.2.2 计算切削用量 7 2.2.3 精车加工 8 2.2.4 车螺纹 8 第第 3 3 章章 零件的加工零件的加工 9 9 3.13.1 加工步骤加工步骤 9 9 3.23.2 编辑程序编辑程序 1010 3.33.3 加工零件加工零件 1212 总总 结结 1515 参考
3、文献参考文献 1616 致致 谢谢 1717 摘摘 要要 随着科学技术飞速发展和经济竞争的日趋激烈，机械产品的更新速度越来越快， 数控加工技术作为先进生产力的代表，在机械及相关行业领域发挥着重要的作用， 机械制造的竞争，其实质是数控技术的竞争。本次设计就是进行典型轴类零件的数 控加工方法与编程，侧重于该零件的加工与操作的确定及加工程序的编制。并绘制 零件图、数控仿真操作图。用 G 代码编制该零件的数控加工程序，并附以编程、数 控仿真操作等。 通过对课题的任务分析，先把零件图画出来，对零件图进行分析，确定零件的 加工工艺。根据画出的零件图编写程序，对程序进行检验核对，对确定准确好的程 序进行加工
4、。 关键词关键词：数控加工；加工工序；操作方法 前前 言言 本毕业设计为数控机床的加工与操作方法，是根据规定的设计过程、相关工艺 及所学课程而编写的。本设计书的内容包括：目录、毕业设计指导书、毕业设计说 明书、参考文献等。 此毕业设计力求符合设计标准，满足设计要求。详细说明了连接轴的加工方法， 以及数控机床的具体操作方法，零件典型部位的加工等。 在编写此设计书的过程中，得到了胡文伦老师和相关同学的大力支持和热情帮 助，在此谨以致意。 就我个人而言，我希望能通过这次毕业设计对自己未来将从事的工作进行一次 适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加本专业的工作 打下一个良好的基础
5、。 第第 1 1 章章 零件的分析与材料的选择零件的分析与材料的选择 1.11.1 零件的分析零件的分析 1.1.11.1.1 零件图零件图 图 1-1 连接轴 1.1.21.1.2 零件的技术要求分析零件的技术要求分析 （1）零件的技术要求主要有：加工表面的形状精度（包括形状尺寸精度和形状 公差） ；主要加工表面之间的相互位置精度（包括距离尺寸精度和位置公差） ；加工 表面的粗糙度及其它方面的表面质量要求； （2） 热处理及其它要求 通过对零件技术要求的分析，就可以区分主要表面和次要表面。上述四个方面均精度要求 较高的表面，即为主要表面，要采用各种工艺措施予以重点保证。在对零件的结构工艺性和
6、技术 要求分析后，对零件的加工工艺路线及加工方法就形成一个初步的轮廓，从而为下一步制订工艺 规程作好准备。 1.1.31.1.3 零件的工艺分析零件的工艺分析 （1）连接轴共有 3 组加工表面，它们之间有一定的位置要求，具体分述如下： 1） 以 45 为中心的加工表面。这一组加工表面包括：外圆及倒角、端面。如 下图所示： 图 1-2 2） 以 40 和 M302 为中心的加工表面。这一组加工表面包括： 外圆及倒角、退刀槽、端面、螺纹。如下图所示： 图 1-3 3）以 35 为中心的加工表面。这一组加工表面包括：内圆及倒角、端面。如下 图所示： 图 1-4 由以上分析可知，对于这 3 组加工表面
7、而言，可以先加工其中一组表面，然后 再加工其他两组表面，并保证它们之间的位置精度要求。 1.21.2毛坯的选择毛坯的选择 1.2.11.2.1 确定毛坯的制造形式确定毛坯的制造形式 图 1-5 毛坯 根据零件的工作情况，零件的材料为 50Cr， 要承受较大的循环载荷、冲击载荷 等，所以毛坯形式采用锻件，其晶粒细小，较均匀、致密，可以保证零件工作时的 可靠性，由于该零件为中批生产，所以为了提高生产率，保证加工质量，故采用模 锻成型。 1.2.21.2.2 基准的选择基准的选择 （1）粗基准的选择 由于该零件为普通的轴类零件，故选外圆为粗基准。 （2）精基准的选择 选轴前端的圆锥孔和后端孔倒角作为
8、精基准。 第第 2 2 章章 零件加工工艺设计零件加工工艺设计 2.12.1 工艺规程设计工艺规程设计 2.1.12.1.1 连接轴加工的工艺路线连接轴加工的工艺路线 外圆加工的方法很多，基本加工路线可归纳为四条。 粗车半精车精车 对于一般常用材料，这是外圆表面加工采用的最主要的工艺路线。 粗车半精车粗磨精磨 对于黑色金属材料，精度要求高和表面粗糙度值要求较小、零件需要淬硬时，其 后续工序只能用磨削而采用的加工路线。 粗车半精车精车金刚石车 对于有色金属，用磨削加工通常不易得到所要求的表面粗糙度，因为有色金属一 般比较软，容易堵塞沙粒间的空隙，因此其最终工序多用精车和金刚石车。 粗车半精粗磨精
9、磨光整加工 对于黑色金属材料的淬硬零件，精度要求高和表面粗糙度值要求很小，常用此加 工路线。 经分析比较，对于本文所加工的典型轴类零件，将采用“粗车精车”的车削 方式，即分别对本零件的两个端面、外圆、镗孔、圆弧、切槽、螺纹七个步骤进行 粗加工和精加工。 2.1.22.1.2 机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定 该零件的材料为 50Cr，硬度为 HBS220-250， 生产类型为中批生产，应采用在 锻锤上合模模锻生成毛坯。根据上述原始资料及加工工艺，用查表法分别确定各加 工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。为简化模锻毛坯的外形，取直径为 40 的各
10、段的毛坯尺寸与 45 相同。 毛坯直径的确定： 工件最大直径 45，公差 0.013，机械加工总余量： 2(2.2+0.45+0.3+0.1+0.06) 23.11 毛坯尺寸为 50.22mm 取毛坯直径为 50.22mm。 （1）毛坯长度 L 的确定： 查工艺手册表 1-52 可知； 1)50 的长度方向的加工余量为 2.0mm L1=77mm 2)45 及以后的外圆长度方向的加工余量为 3.25mm L227.25 总长 L77+27.25=77.05mm，根据工艺需要，因此毛坯总长度为 77.05mm。查（工艺手册表 1-51） （2）毛坯过渡倒角的确定：查表 1-52 取 L1段过渡到
11、 L2段的毛坯倒角 C2mm。 毛坯的倒角尺寸取 C2mm，外倒角尺寸取 C2mm。 2.22.2 车削用量的选择车削用量的选择 2.2.12.2.1 加工条件加工条件 工作材料：50Cr 钢正火，b0.735GPa，模锻。 加工要求：车两端面，打中心孔，粗车各外圆表面 机床：CK6163 卧式车床（FANUC 0I） 刀具如下表所示： 序号式样类型材料 1 （T01）90外圆车刀硬质合金 2 （T02）107镗刀硬质合金 3 （T03）4mm 宽切刀硬质合金 4 （T04）60螺纹刀硬质合金 表 2-1 刀具 2.2.22.2.2 计算切削用量计算切削用量 1） 粗车加工 粗车加工总余量0.
12、2mm 2）进给量：根据刀具的参数选 f0.6-0.9mm/r，按 CK6163 机床说明书选 f=0.52mm/r 表 26 综上，确定进给量为 F=0.5 3）转速：机床主轴转速：ns1000v/dw 10001.623/(3.1445) 5.38r/s（323r/min） 按 CK6163 机床说明书，与 323r/min 相近的机床转速为 305r/min 及 370r/min， 现选 370r/min，所以确定转速 S=400 2.2.32.2.3 精车加工精车加工 1）进给量：根据刀具的参数选 f0.1-0.4mm/r，按 CK6163 机床说明书选 f=0.22mm/r 表 26
13、 综上，确定进给量为 F=0.2 2）转速：机床主轴转速：ns1000v/dw 10001.623/(3.1445) 6.38r/s 按 CK6163 机床说明书，与 6.38r/s 相近的机床转速为 6.23r/s 及 6.83r/s，现 选 6.83r/s，所以确定转速 S=700 2.2.42.2.4 车螺纹车螺纹 1.表 2-2 常用螺纹切削的进给次数与背吃刀量 米 制 螺 纹 公称直径 6101620243036 螺距 1.01.52.02.53.03.54.0 牙深（半径量） 0.6490.9741.2991.6241.9492.2732.598 1 次 0.70.80.91.01
14、.21.51.5 2 次 0.40.60.60.70.70.70.8 3 次 0.20.40.60.60.60.60.6 4 次 0.160.40.40.40.60.6 5 次 0.10.40.40.40.4 6 次 0.150.40.40.4 7 次 0.20.20.4 8 次 0.150.3 切削次 数及背 吃刀量 （直径 量） 9 次 0.2 2.车螺纹程序采用：螺纹切削单一固定循环（G92） 圆柱螺纹指令格式为：G92 X(U) Z(W) F ; 车本零件螺纹程序具体如下： M03 S300 T0404 G00 X35 Z2 G92 X29.1 Z-23 F2.0 G92 X28.5
15、Z-23 F2.0 G92 X27.9 Z-23 F2.0 G92 X27.5 Z-23 F2.0 G92 X27.4 Z-23 F2.0 第第 3 3 章章 零件的加工零件的加工 3.13.1 加工步骤加工步骤 （1）加工无螺纹部分外圆与内孔，如下图： 图图 3-13-1 （2）加工有螺纹部分外圆、退刀槽等，如下图： 图图 3-23-2 （3 3）具体步骤：）具体步骤： 3.23.2 编辑程序编辑程序 O0001 N10 T0101 N20 G99 M03 S400 N30 G00 X52 Z2 N40 G71 U1 R0.5 (粗车外圆) 粗车无螺纹部分外圆 精车无螺纹部分外圆 粗镗无螺纹部分内孔 精镗无螺纹部分内孔 零件调头装夹 粗车有螺纹部分外轮廓 精车有螺纹部分外轮廓 切槽 G92 车螺纹 N50 G71 P60 Q90 U0.2 W0 F0.5 N60 G01 X43 F0.5 N70 Z0 N80 X45 Z-2 N90 Z-27 N100 M03 S700 （精车外圆） N110 G70 P60 Q90 N120 G01 X100 N130 Z100 N140 T0202 （粗镗内孔） N150 M03 S400 N160 G00 X10 Z2 N170 G71 U1 R0.5 N180 G71 P1
