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1、山东凯文职业技术学院毕业论文山东凯文职业技术学院毕业设计题 目 数控典型零件加工 专 业 数控技术 年 级 数控2005 学生姓名 指导教师 2008年6月3 日摘要 数控加工是一种综合了机械制图、制造、设计、公差与配合、数控加工编程及操作、数控加工工艺、数控机床日常维护与故障维修以及CAD/CAM等各种学科的一门综合应用。三年的学习我了解关于数控加工的整个工作过程,包括加工前的准备工作,像毛坯的选择、加工方式、设备的选择、装夹定位的确定、刀具数量和几何参数的确定、工序安排、切削参数的确定、起刀点、换刀点确定、尺寸及公差要求、编程等知识要点。 通过图纸可以看出此零件上标注着尺寸公差且公差大多在
2、0.050.2之间，公差代表加工难度。此外零件上还标有形状公差（平面度、圆柱度）、位置公差（定向的垂直度、定位的同轴度以及全跳动和面轮廓度）。通过零件外关可以看出此零件属于数控车削中典型的轴类零件，此零件包含了轴类零件的大部分特征，除了圆柱外形、阶梯轴、外形槽外还包括内孔、内螺纹的加工。数控车床对一些轴类零件的编程与加工课题是针对用人单位实际工作中所用到的零件加工面开发，本次毕业设计也是理论与实际相结合，使我们具备对数控加工零件的加工工艺调整和整个加工全过程的能力。对我们来说是一次课题也是一次挑战。关键词: 外槽，内孔，内外螺纹目录第一章 零件图的绘制1 1.1绘图11.1.1：手工绘图11.
3、1.2：计算机绘图（AUTOCAD、CAXA电子图板1第二章 零件的工艺分析22.1：零件图的工艺分析22.2：毛坯材料确定22.3：确定装夹方案并设计夹具32.4：确定其加工顺序及进给路线42.5：选择刀具52.6：确定切削用量112.7：结合零件分析122.8：制定工艺卡片13第三章 零件的程序编制141.1：程序编制141.2：程序仿真16第四章 程序的检验19参考文献19致谢19第一章 零件图的绘制1.1绘图1.1.1手工绘图1.1.2计算机绘图第二章 零件的工艺分析2.1零件图的工艺分析图1-2数控加工流程图2.1.1图纸分析1构成零件轮廓的几何条件由图1-1分析得出尺寸尺寸标注完整
4、、合理。零件图上尺寸标注适应数控车床加工的特点，右端以A为基准标注尺寸其余直接给出坐标尺寸。此图属于轴类零件, 普通数控车即可。同时最大直径为60mm长120mm，并且须两头加工。2尺寸精度要求 由图1-1分析得出图中要求的尺寸取最大和最小极限尺寸的平均值作为编程的尺寸依据。 如左端面外圆350+0.03取35.0153形状和位置精度的要求由图1-1分析得出形状公差（平面度、圆柱度）位置公差（定向的垂直度、定位的同轴度以及全跳动和面轮廓度）。加工时，要按照其要求确定零件的定位基准和测量基准。4表面粗糙度要求表面粗糙度是保证零件表面微观精度的重要要求，也是合理选择数控车床、刀具及确定切削用量的依
5、据。由图1-1看出锥面要求的粗糙度较高，加工时适当提高主轴转速、减小吃刀量、进给量。5材料与热处理要求零件图样上给定的材料与热处理要求，是选择刀具、数控车床型号、确定切削用量的依据由图1-1看出零件图上没给出材料，须选择。无热处理要求，刀具可选择抗冲击性能强、耐用度高断屑和排屑性能好、切削速度中速的刀具。综上分析: 此图属于轴类零件,普通数控车即可。我选择广数980TD数控车。 毛坯尺寸定为70125圆钢。加工后不需要任何热处理。2.2：毛坯材料确定2.2.1常见的金属材料有：(1)黑色金属：a) 铸铁（含碳质量分数（WG）大于2.06%的铁碳合金）铸铁具有良好的铸造性、抗震性、切削加工性及一
6、定的力学性能，并且价格低廉、生产设备简单，所以在机器零件材料中占有很大的比重，广泛地用于制造各种机架、底座、箱体、缸套等形状复杂的零件。属于脆性材料。b) 碳素钢（含碳质量分数在2.06%以下的铁碳合金） 按含碳质量分为：低碳钢Wc0.25%中碳钢0.25% Wc0.25% 高碳钢Wc0.6%按用途分：碳素结构钢主要用于制造各种工程构件（桥梁、船舶、建筑）和机器零件（如齿轮、轴、连杆、螺栓、锣钉等）。这类钢一般属于低中碳钢。碳素工具钢主要用于制造刃具、量具、模具。这类钢属于高碳钢。c) 合金钢（2）有色金属1a) 铜与铜合金b) 铝与铝合金c) 轴承合金其中碳素结构钢中45#中碳钢应用最广泛，
7、具有较高的强韧性且制造容易、价格低廉。常用于制造承受较大交变载荷与冲击载荷的机器零件，如齿轮、连杆、丝杠、主轴等。此图属轴类零件,一般轴类零件须承受较大载荷。综合分析，我选择45#钢。2.3 确定装夹方案2.3.1夹具的选择原则 1.由于夹具确定了零件在机床坐标系中的位置 ,因而首先要求夹具能保证零件在机床坐标系中的正确方向,同时协调零件与机床坐标系的尺寸。当零件加工批量小时,尽量采用通用夹具。当小批量或成批生产时才考虑专用夹具，减少占机装夹与调整的时间。力求设计、工艺与编程计算的基准统一，这样有利于编程时数值计算的简便和精确性。减少装夹次数，尽可能做到在一次装夹后能加工全部待加工表面。2.
8、空间内任何工件都具有6个自由度。当工件的6个自由度全被限制称为完全定位，机床加工零件一般最大限制工件的自由度，保证加工精度。2.3.2数控车床常用夹具 三爪自定心卡盘：自动找正能限制六个自由度、适用于截面为圆形、三角形、六方形的轴类零件和中小型盘类零件。 四爪单动卡盘：不能自动找正，须用百分表配合找正，适用于方形、长方形、椭圆形及各种不规则形状零件的装夹。 两顶尖装夹：一般适于长轴、长丝杠等工件。 一夹一顶装夹：用于较重较长的轴体零件。: 在本课题中，加工内孔时，以外圆定位，用三爪自定心卡盘夹紧安装工件，加工外轮廓时为保证同轴度要求和便于装夹，以工件左端面和轴线为定位基准，为此需要设一心轴装置
9、（图2.双点画线部分）用三爪卡盘夹持心轴左端，心轴右端留有中心孔并用尾座顶尖顶紧，以提高工艺系统的刚性。 综上分析，我选择通用夹具三爪自定心卡盘，装夹时以毛坯表面为定位基准面且注意跳动不能太大。并配有铜片，避免在掉头加工时夹伤已加工表面。2.4确定加工顺序及进给路线加工路线的确定首先必须保证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。因此确定合理的加工顺序和进给路线不仅能减少空行程的路线，缩短工作时间，还能保证工件尺寸精度从而做出合格的产品。2.41加工顺序的确定加工顺序的安排应根据工件的结构和毛坯状况，选择工件定位和安装方式，重点保证工件的刚度不被破坏，
10、尽量减少变形。加工顺序的安排应遵循原则：上道工序的加工不能影响下道工序的定位与夹紧；先加工工件的内腔后加工工件的外轮廓；尽量减少重复定位与换刀次数；在一次安装加工多道工序中，先安排对工件刚性破坏较小的工序。总概括为：先粗后精先近后远内外交叉进给路线最短242进给路线的确定 综上分析：根据图1-1拟定工艺路线如下：用三爪自定心卡盘装夹工件一端，伸长53mm。粗精车端面，粗精车外圆至尺寸61mm。调头，粗精车端面并保证总长120mm，用4的中心钻钻中心孔，用15的高速钻头钻通孔。粗精车左端外圆35、38、45至尺寸，粗镗内孔30、18，留0.3mm的精车余量，孔口倒角。 精镗内孔、内螺纹至尺寸，保
11、证内孔的公差要求。调头，以45外圆精基准定位，粗镗内孔18、20与粗镗锥面25，留0.6mm的精加工余量，精镗各内孔至尺寸。粗精加工外圆到Z35处、精加工螺纹至尺寸。调头，用三爪卡盘、心轴、顶针装夹定位。一次加工出外圆至尺寸。2.5选择刀具25、1刀具的选择刀具的选择是保证加工质量提高加工效率的重要环节。一、常用数控刀具的选择方法及刀具的几何形状 1外圆车刀 2端面车刀 3切槽车刀4螺纹车刀 5内孔车刀 6内槽车常见可转位车刀刀片常用车刀的种类、形状和用途1切断刀；290左偏刀；390右偏刀；4弯头车刀；5直头车刀；6成型车刀；7宽刃精车刀；8外螺纹车刀；9端面车刀；10内螺纹车刀；11内槽车
12、刀；12通孔车刀；13盲孔 十种刀具材料的性能和应用范围刀具材料优点缺点典型应用工具钢工艺性好感切削速度手工刀具高速钢抗冲击能力强，通用性好切削速度很低，耐磨性差低速、小功率和断续切削，形状复杂的刀具硬质合金通用性最好，抗冲击能力强切削速度有限大多数材料粗精加工包括钢、铸铁、特殊材料和铸铁涂层硬质合金通用性很好，抗冲击能力强，中速切削性好切削速度限制在中速范围之内除速度比硬质合金高外，其他与硬质合金一样金属陶瓷通用性很好，中速切削性能好抗冲击能力差，切削速度限制在中速范围钢、铸铁、不锈钢和铝合金等陶瓷热/冷压成形耐磨性好，可高速切削，通用性好抗冲击能力差，抗热冲击性能也差钢和铸铁的精加工，钢的滚压加工氮化硼抗冲击性好，耐磨性好非常有限的应用铸铁的粗精加工晶须强化抗冲击性好度，高抗热冲击能力有限的通用性可高速粗精加工硬钢、淬火铸铁和高镍合金立方氮化硼（CBN)高热硬性，高强度，高抗热冲击能力不能切削硬度低于45HRCR材料，成本高切削硬度在4570HRC间的材料聚晶金刚石高耐磨性，高速性能好（最硬）抗冲击能力差，切削铁质金属化学稳定性差高速钢精切有色金属和非金属材料表21常用车刀材料车刀材料型号性能用途高速钢W18Cr4V有较好的综合性能和可磨削性能制造各种复杂的刀具各精加工刀具、应用方泛W6Mo
