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1、前 言毕业设计是本专业教学工作的重要组成部分和教学过程中的重要的实践性环节。毕业设计的目的是：通过设计，培养我们综合运用所学的基础理论知识，专业理论知识和专业课的知识与技能，去分析和解决本专业范围内的一般工程技术问题的能力，培养我们建立正确的工艺设计思维，学会查找工具书，掌握数控工艺设计的一般程序、规范和方法。本次毕业设计选择的课题为轴类零件数控车削和板块类零件的数控铣削加工工艺设计及其数控加工程序编制。毕业设计的主要内容包括： 零件图的工艺分析：包括尺寸标注，精度，形位公差，技术要求等分析。 加工难点分析：对机床精度要求较高的表面进行分析，确定加工方法。 确定加工方法：根据确定加工顺序的原则
2、来确定。 选择定位基准，确定装夹方案：包括夹具、粗精基准的选择，装夹方法。 数控加工工艺路线设计：包括工序、工步的划分，走刀路线等。 选择合适的数控刀具和适当的切削用量 数控加工工艺文件编制：包括刀具卡片，工序卡片，加工程序卡片的编制。这次毕业设计让我们对机械制图的基本知识有了进一步的了解，同时也为我们从事绘图工作奠定了一个良好的基础。并锻炼了自己的动手能力，达到了学以致用的目的。他是一次专业技能的重要训练和知识水平的一次全面体验，是学生毕业资格认定的重要依据，同时也为我们将来走向工作岗位奠定了必要的理论基础和实践经验。 轴类零件机械加工工艺规程设计第一节 零件图工艺分析 工艺分析是数控车削加
3、工地前期工艺准备工作。工艺制定得合理与否，对程序编制、机床的加工效率和零件的加工精度都有重要影响。因此应遵循一般得工艺原则并结合数控车床得特点，认真而详细地制定好零件得数控车削加工工艺。 其主要内容有：分析零件图、确定工件在车床上的装夹方式、各表面的加工顺序和刀具的进给路线以及刀具、夹具和切削用量的选择等。 工件材料选45钢，经查表在空气中冷却的6为657706Mpa；毛坯选择为50mm160mm棒料。 零件图分析是制定数控车削工艺的首要工作主要包括以下内容： 一、尺寸标注方法分析。尺寸标注方法分析应适应数控车床加工的特点，如设计图（车床）所示，以同一基准（工件1左面、退刀槽左端面、工件2右端
4、面为基准）标注尺寸和直接给处坐标尺寸。这种标注方法即便编程，又有利于设计基准、工艺基准、测量基准和编程原点的统一。二、轮廓几何要素分析。在手工变成时，要计算每个节点坐标；在自动编程时，要对构成零件轮廓的所有几何要素进行定义。因此在分析零件图时，要分析几何要素饿给定条件是否充分。1、基点的计算 如下图所示，该工件1球面右端点为工件原点。圆的分析方程为：X2+Z2=R2 从图形知道：R=10mm Z=5mm X =R2-Z2=102-52 = 8.66 A点坐标：(17.32,-5)2、工件内孔圆弧终点计算以左端面中心为工作原点 AD2=AC2+CD2CD=AD2- AC2=252- 102 22
5、.912BC=BD-DC =2.188所以A点坐标为（28.376，0）3、椭圆节点计算椭圆方程：Z2/a2+X2/b2=1（其中a=40、b=24）由图知：X=18，所以Z =1- X2/b2 =26.4575以右端点为圆心时A点坐标（48，-70.4575）B点坐标（48，-17.5425）三、精度及技术要求分析 对被加工零件的精度及技术要求进行分析，是零件工艺性分析的重要内容。只有在分析零件尺寸精度和表面粗糙度的基础上，才能真确合理的选择加工方法、装夹方式、刀具及切削用量等。精度及技术要求分析的主要内容如下：1、分析精度及各项技术要求是否齐全合理设计题图的技术要求为锐边倒角C0.3，未注
6、倒角C1；圆弧过渡光滑；未注公差尺寸按IT12加工和检验。其中较为困难的是圆弧过渡光滑，椭圆面可通过两件组合一起加工来保证。内孔R25的倒圆与球面SR10和直线的过渡可通过复合循环来保证。技术要求中其余各项都容易保证。所以其要求是合理的。2、分析工序的数控车削加工精度能否、达到图样要求。若能达不到需采取其他措施（如磨削）弥补时则应给后续留有余置。图样上表面粗糙度要求较高的为Ra1.6um在数控车床上通过精加工能保证。3、找出图样上有位置精度要求的表面，这些表面应在一次安装下完成。面轮廓度2处：被测椭圆面必须位于包络一系列直径为公差值0.04的球的两包络面之间的区域。垂直度3处：工件1左端面必须
7、位于距离为公差值0.030且垂直于基准轴线的两平行面之间的区域。工件1退刀槽左端面必须位于距离为公差值0.05且垂直于基准轴线的两平行面之间的区域。工件2左端面必须位于距离为公差值0.025且垂直于基准轴线的两平行面之间的区域。同轴度1处： 48mm的圆柱面的轴线必须位于直径为公差值0.02且于24的内孔轴线同轴的圆柱面内。4、对表面粗糙度要求高的表面，应确定用恒减速切削。四、结构工艺分析零件的结构工艺性时指零件对加工方法的适应性，即所设计的零件结构应便于加工成型。在数控车床上加工零件时，应根据数控车削的特点认真审视零件的合理性。车床CA6140及主要技术参数：最大工件直径最大工件长度：400
8、750；最大加工直径床身长：400mm；刀架上：210mm，棒料50mm；最大加工长度：650mm；主轴转速：101400r/min；级数：24；精度：表面粗糙度Ra1.6um;刀架行程：小刀架纵向140mm、横向320mm。（表11车工操作技术手册） 第二节 确定装夹方案一、在数控车床上零件的安装方式与普通车床一样，要合理选择定位基准和夹紧方案，主要注意以下两点：1、力求设计、工艺与编程计算的基准统一，这样有利于提高编程时数值计算的简便性和精确性。 2、尽量或少装夹次数，尽可能在一次装夹后，加工处全部待加工面。由于本次设计零件的毛坯为棒料，所以采用三爪自定心卡盘夹紧定位。为了加工路线清晰，加
9、工起点和换刀点可以设计在同一点，放在Z向距工件前端100mm，X向距轴心线100mm的位置。二、选择定位基准：1、 精基准的选择应从零件的精度，特别是加工表面的相互位置精度来考虑。同时也必须尽量是装夹方便，夹具结构可靠。精基准的选择原则如下：基准重合，基准统一， 互为基准，自为基准等。2、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。 第三节 确定加工顺序（零件数控加工工艺路线的拟定） 加工顺序安排的合理与否，将直接影响到零件的加工质量、生产率和加工成本。在数控车床加工工程中，由于加工对象复杂多样，特别时轮廓曲线的形状及位置千变万化，加工材料批量不同等多方
10、面因素的影响，具体在确定加工方案时可按先粗后精、先近后远、刀具集中、程序段最少、走刀路线最短等原则综合考虑。由于生产规模的差异，对于同一零件的车削工艺方案是有所不同的，应根据具体条件选择经济合理的车削工艺方案。一、加工方法的选择 在数控车床上，能够完成内外回转体表面的车削、钻孔、铰孔、镗孔和攻螺纹等加工操作，具体选择时应根据零件的加工精度、表面粗糙度、材料结构形状、尺寸及生产类型等因素，选用相应的加工方法和加工方案。二、加工工序划分 在数控机床上加工零件，工序可以比较集中，一次装夹应尽可能完成全部工序。常用的工序划分原则有以下两种：a、保持精度原则：通常粗、精加工在一次装夹下完成，为了减少热变
11、形和切削力变形对工件的形状、位置精度、尺寸精度、和表面粗糙度的影响，应将粗、精加工分开进行。对轴线类零件，将待加工面先粗加工，留少量余量精加工，来保证先加工表面后加工孔、螺纹。b、提高生产效率的原则：数控加工中，为减少换刀次数、节省换刀时间。应将需用同一把刀来加工部位全部完成后，在换另一把刀来加工其他部位。同时应尽量减少行程。用同一把刀加工的多个部位时，应以最短路线到达各加工部位。实际生产中，数控加工工序的划分根据具体零件的结构特点、技术要求等情况综合考虑。三、加工路线的确定 在数控加工中，刀具相对以工件的运动轨迹和方向称为工件路线，既刀具从对刀点开始运动起至加工结束所经过的路径。包括切削加工
12、的路径及刀具引入、返回等非切削加工路线的确定首先必须保持被加工零件的尺寸精度和表面质量，其次考虑数值计算简单，走刀路线尽量短、效率较高等。 因精加工的进给路线基本上都是沿其零件轮廓顺序进行的，因此确定进给路线的工作重点是确定粗加工及空行程的进给路线。 1、车内锥孔的加工路线分析 根据图样上内锥孔表面粗糙的要求为Ra1.6mm，所以需先用钻头钻孔，再通过钻孔来达到要求。圆锥的基本参数有： 最大圆锥直径D，最大圆锥直径d，圆锥长度：L，锥度：C 公式：C=D-d/L （41车工工艺） 已知D=36mm，L=30mm，C=1/10 求得d=33mm2、轮廓粗车加工路线分析切削进给路线最短，可有效提高
13、生产效率，降低刀具损耗。安排最短切削进给路线时，应同时兼顾工件的刚性和加工工艺性等要求。经过分析，矩形循环进给路线总长最短，在同等条件下的切削时间最短，刀具损耗最少。所以设计图样中各表面的粗车采用G71轴向粗车复合循环，其走刀路线就是矩形循环进给路线。3、车螺纹时的轴向进给路线分析由于伺服电动机由静止到匀速运动有一个加速过程，反之，则为降速过程。为了防止加工螺纹螺距不均匀。车削螺纹之前，必须有适当的进刀段1和退刀段2。通常1、2按下面公式计算：1=nP/400；2=nP/1800；其中：n为主轴转速r.min-1;P为螺纹导程mm。四、车削加工顺序的安排 制定零件车削加工顺序一般遵循以下原则：
14、 1）、先粗后精 2）、先近后远 3）、先面后孔 4）、先基准后其它综上加工路线如下：1、先加工工件2 步骤：夹持工件伸出90mm 车右端面 车外圆48 mm55mm手动打中心孔 手动钻孔28mm50mm 粗、精镗内孔至图样要求 切断长度留余量 调头车左端面保证长度550.05 倒角 车内螺纹M30mm1.5mm 去毛刺 检验2、再加工工件1 步骤：夹持工件伸出一定量 车左端面 粗、精车44mm、48mm的外圆至图样要求 手动打中心孔 手动钻20mm30mm的孔 粗、精镗 24mm22mm至图样要求 检验 调头夹44mm20.5mm的外圆 车右端面保证长度97mm 粗、精车5R10球面，23mm 30mm的圆至图样要求 切退刀槽5mm26mm 车外螺纹M30mm1.5mm至图样要求 检验 将工件2伸入工件1，以工件1右端面为编程零点组合 去毛刺 检验 第四节 刀具的选择刀具的合理选择和使用，对于提高数控加工效率降低生产成本、缩短交货期及加快新产品开发等方
