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1、 编号 淮安信息职业技术学院毕业论文题 目典型轴类配合件数控车削工艺设计学生姓名学 号系 部机电工程系专 业数控技术班 级指导教师顾问教师二零一一年十月摘 要本课题主要针对轴类配合件进行数控加工工艺设计及程序编制。从零件图入手，分析技术要求，其次进行数控设备的选择、零件定位基准及装夹方式的确定、数控加工工序的确定、工步顺序的确定、刀具及刀具对刀点和换刀点的确定、加工余量的确定；接着是切削用量的确定，包括背吃刀量的确定、进给量的确定、切削速度的确定，得出完整的刀具卡片和工艺卡片，最后结合工艺卡片编制加工程序。本课题工艺设计合理有序，工艺卡片完整详细，论文严谨规范。关键词：数控加工工艺 工序卡片
2、程序编制目 录摘 要I第一章 绪论11.1本课题选题背景11.2本课题设计内容2第二章 典型轴类配合件数控车削工艺分析32.1配合件零件图及装配图32.2零件图及工艺性分析42.3毛坯的选择52.4数控设备的选择52.5零件定位基准及装夹方式的确定62.5.1零件定位基准的确定62.5.2装夹方式的确定72.6数控加工工序的确定72.7工步顺序的确定82.8刀具及对刀点和换刀点的确定82.9加工余量的确定92.10切削用量的确定102.10.1背吃刀量的确定102.10.2进给量的确定102.10.3切削速度的确定112.10.4零件切削用量的具体选择11第三章 典型轴类配合件刀具卡片及工序卡
3、片的制定15第四章 数控加工程序的编制224.1手工编程的步骤224.2部分数控加工程序22第五章 总结与展望245.1总结245.2展望24致 谢25参考文献26附录1 程序27第一章 绪论1.1本课题选题背景数控技术是近代发展起来的一种自动控制技术，是机械加工现代化的重要基础与关键技术。应用数控加工可大大提高生产率、稳定加工质量、缩短加工周期、增加生产柔性、实现对各种复杂精密零件的自动化加工，易与在工厂或车间实行计算机管理，节省人力，改善劳动条件，有利于加快产品的开发和更新换代，提高企业对市场的适应能力和综合经济效益。数控加工技术的应用，使机械加工的大量前期准备工作与机械加工过程联为一体，
4、使零件的计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助工艺规划（CAPP）和计算机辅助制造（CAM）的一体化成为现实，使机械加工的柔性自动化水平不断提高。数控技术也叫计算机数控技术（CNC，Computerized Numerical Control），目前它是采用计算机实现数字程序控制的技术。这种技术用计算机按事先存储的控制程序来执行对设备的运动轨迹和外设的操作时序逻辑控制功能。由于采用计算机替代原先用硬件逻辑电路组成的数控装置，使输入操作指令的存储、处理、运算、逻辑判断等各种控制机能的实现，均可通过计算机软件来完成，处理生成的微观指令传送给伺服驱动装置驱动电机或液压执行元件带动设备运行。数控技术是用
5、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业的渗透形成的机电一体化产品，即所谓的数字化装备，如数控机床等。其技术涉及多个领域：(1)机械制造技术；(2)信息处理、加工、传输技术；(3)自动控制技术；(4)伺服驱动技术；(5)传感器技术；(6)软件技术等。数控机床是按照事先编制好的加工程序，自动地对被加工零件进行加工。我们把零件的加工工艺路线、工艺参数、刀具的运动轨迹、位移量、切削参数(主轴转数、进给量、背吃刀量等)以及辅助功能(换刀、主轴正转、反转、切削液开、关等)，按照数控机床规定的指令代码及程序格式编写成加工程序单，再把这程序单中
6、的内容记录在控制介质上(如穿孔纸带、磁带、磁盘、磁泡存储器)，然后输入到数控机床的数控装置中，从而指挥机床加工零件。世界各工业发达国家通过发展数控技术、建立数控机床产业，促使制造业跨入一个新的发展阶段，给国民经济的结构带来了巨大的变化。数控机床是世界第三次产业革命的重要内容，它不但是机电工业的重要基础装备，还是汽车、石化、电子和现代医疗装备等产业现代化的主要手段。虽然数控机床产业本身的产值远不如汽车、化工等产业，但高效的数控机床给制造业带来了现代化的生产方式以及高倍率的效益增长，这是促进国民经济发展的巨大源动力。特别是数控技术在制造业的扩展与延伸所产生的辐射作用和波及效果，足以给机械制造业的产
7、业结构、产品结构、制造方式及管理模式等带来深刻的变化。1.2本课题设计内容本次毕业设计主要针对轴类配合件数控车削工艺进行设计，其中包括对零件的工艺性进行分析、数控设备的选择、零件定位基准及装夹方式的确定、数控加工工序的确定、工步顺序的确定、刀具及刀具对刀点和换刀点的确定、加工余量的确定、切削用量的确定，包括背吃刀量的确定、进给量的确定、切削速度的确定以及本课题中具体零件的切削用量的选择等内容；最后根据以上内容得出数控加工工序卡，编制出加工程序。第二章 典型轴类配合件数控车削工艺分析2.1配合件零件图及装配图（1）零件图图2-1件一图2-2件二（2）装配图图2-3配合图2.2零件图及工艺性分析（
8、1）零件图的正确性及完整性分析零件图的正确性及完整性分析是指在制订零件的机械加工工艺规程之前，对零件进行工艺性分析，以及对产品零件图提出修改意见，是制订工艺规程的一项重要工作。此次设计的是一个轴类组合零件,此件几何要素间的相互关系明确，条件充分；采用主视图和剖视图完整的表达零件，尺寸表达完整，符合国家制图标准。有利于编制程序时的数据分析和计算；表面粗糙度的标注明确了各加工面的加工精度要求。检查零件图的完整性和正确性，在了解零件形状和结构之后，应检查零件视图是否正确和完整，是否能足够表达的直观、清楚，绘制是否符合国家标准，尺寸、公差以及技术要求的标注是否齐全、合理等。（2）零件精度及技术要求分析
9、零件精度及技术要求分析主要包括：零件的技术分析和零件的结构工艺性分析。零件的技术分析包括零件加工表面的尺寸精度、形状精度、位置精度、表面粗糙度、表面微观质量以及热处理等要求。零件的结构工艺性分析是指所设计的零件在不同类型的具体生产条件下，零件毛坯的制造、零件的加工和产品的装配所具备的可行性和经济性。该配合轴零件件一的尺寸精度主要有：37、48，长度尺寸100，位置精度以37的中心为基准；件二的尺寸精度主要有：37、48，长度尺寸75位置精度以37的中心为基准；表面粗糙度为Ra3.2。2.3毛坯的选择毛坯选择时应考虑以下几点因素：（1）零件的材料及力学性能要求。当零件的材料选定后，毛坯的类型就大
10、体确定了。对于重要的零件，力学性能要求高的，可选锻造毛坯。（2）零件的结构形状与外形尺寸。大型且结构较简单的零件毛坯多用砂型铸造或自由锻；结构复杂的毛坯多用铸造；小型零件可用模锻件或压力铸造毛坯；板状钢质零件多用锻件毛坯；轴类零件的毛坯，若台阶直径相差不大，可用棒料；若台阶尺寸相差较大，则宜选择锻件。（3）生产类型。大批大量生产中，应采用精度和生产率都较高的毛坯制造方法。铸件采用金属模机器造型和精密铸造，锻件用模锻或精密锻造。在单件小批量生产中用木模手工造型或自由锻来制造毛坯。（4）现有生产条件。选择毛坯类型时，要结合企业的具体生产条件。（5）充分利用新技术、新工艺和新材料。为了节约材料和能源
11、，减少机械加工余量，提高经济效益，只要有可能，就必须尽量采用精密铸造、精密锻造、冷挤压、粉末冶金和工程塑料等新工艺、新技术和新材料。根据以上分析及其技术要求确定该零件材料为45钢，毛坯选择为50mm105mm和50mm80mm的圆柱件。2.4数控设备的选择选择数控机床时，一般应考虑以下几个方面的问题：（1）数控机床主要规格的尺寸应与工件的轮廓尺寸相适应。即小的工件应当选择小规格的机床加工，而大的工件则选择大规格的机床加工，做到设备的合理使用。（2）机床的工作精度与工序要求的加工精度相适应。根据零件的加工精度要求选择机床，如精度要求低的粗加工工序，应选择精度低的机床，精度要求高的精加工工序，应选
12、用精度高的机床。（3）装夹方便、夹具结构简单也是选择数控设备是需要考虑的一个因素。选择采用卧式数控机床，还是选择立式数控机床，将直接影响所选择的夹具的结构和加工坐标系，直接关系到数控编程的难易程度和数控加工的可靠性。 应当注意的是，在选择数控机床时应充分利用数控设备的功能，根据需要进行合理的开发，以扩大数控机床的功能，满足产品的需要。然后，根据所选择的数控机床，进一步优化数控加工方案和工艺路线，根据需要适当调整工序的内容。选择加工机床，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
13、据加工零件的材料状态、技术状态要求和工艺复杂程度，选用适宜、经济的数控机床，综合考虑以下因素的影响：机床的类别（车、铣、加工中心等）、规格（行程范围）、性能（加工材料）。数控机床的主轴功率、扭矩、转速范围，刀具以及刀具系统的配置情况。数控机床的定位精度和重复定位精度。零件的定位基准和装夹方式。机床坐标系和坐标轴的联动情况。控制系统的刀具参数设置，包括机床的对刀、刀具补偿以及ATC等相关的功能。综合以上资料选用CKA6140数控机床，即可满足对工件加工精度的要求，另外再配备一些专用量具以提高工件的加工质量。2.5零件定位基准及装夹方式的确定2.5.1零件定位基准的确定定位基准可分为粗基准和精基准
14、。若选择未经加工的表面作为定位基准，这种基准被称为粗基准。若选择已加工的表面作为定位基准，则这种定位基准称为精基准。粗基准考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余量，而精基准考虑的重点是如何减少误差。在选择定位基准时，通常是从保证加工精度要求出发的，因而分析定位基准选择的顺序应从精基准到粗基准。（1）精基准的选择选择精基准时，主要应考虑保证加工精度和工件安装方便可靠。其选择原则如下：基准重合原则基准统一原则自为基准原则互为基准原则便于基准原则结合现有设备、零件的加工要求及毛坯的质量，应以设计基准作为定位基准，这样设计基准与定位基准重合满足基准重合原则；选择以48mm基准满足基准统一原则。对工件
15、的轮廓及整体形状精度的保证非常有利。（2）粗基准的选择选择粗基准时，主要考虑两个问题：一是保证加工面与不加面之间的相互位置精度要求；二是合理分配各加工面的加工余量。具体选择时参考下列原则：选择不加工表面粗基准选择重要表面为粗基准选择加工余量最小的表面为粗基准粗基准应避免重复使用选择较为平整光洁、加工面积较大的表面为粗基准该组合零件以毛坯的外圆为粗基准。2.5.2装夹方式的确定夹具用来装夹被加工工件以完成加工过程，同时要保证被加工工件的定位精度，并使装卸尽可能方便、快捷。数控加工的特点对夹具提出了两个基本要求：一是要保证夹具的坐标方向与机床的坐标方向相对固定；二是要协调零件和机床坐标系的尺寸关系。根据零件的尺寸、精度要求和生产条件，选择最常用的车床通用的三爪自定心卡盘。三爪自定心卡盘可以自动定心，夹持范
