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1、 毕业设计用纸摘 要 随着计算机技术的迅速发展，制造业技术经过不断地研究，形成了一个全新的制造体系，数控技术也发展到了一个新的高度，从传统的封闭式模式转换成现代开放型模式。近些年来，数控技术在不同领域得到了广泛的应用，成为我国制造业中一项最具潜力的高新技术，它主要应用于加工高速度、高精度的复杂零件，实现了我国制造业的智能化、自动化和集成化。在现代生活中，轴类零件有着不容忽视的重要地位，了解了轴类零件的加工工艺及数控加工可以使我们对数控编程运用更为熟练，因此，我结合所学知识和实习工作中经验对轴类零件的加工工艺和数控加工做出了详细的阐述。我希望通过本次毕业设计使我对典型零件加工方面获得更多的了解，
2、也希望能为在岗人员带来一定参考价值。关键词：轴类零件、加工工艺、数控编程目录摘 要1第一章 前 言3第二章 零件图的分析6第三章 设备的选定7第四章 零件加工工艺分析94.1确定零件的定位基准和装夹方式94.2确定加工顺序及进给路线104.3刀具选择134.3.1数控刀具的选择步骤134.4切削用量选择16第五章 零件加工程序的编写185.1 数控编程的内容与方法185.2 装刀与对刀235.3程序校对与首件试切第六章 结 论25致 谢26参考文献27第一章 前 言数控车床是目前国内数量最多，应用最广数控机床，由于采用了数控系统作为控制核心，利用伺服电机通过滚珠丝杆驱动溜板和刀架实现进给运动，
3、其运动链与普通车床相比也更短，总体结构刚性好，抗振性好。与普通车削相比，数控车削具有以下特点：（1）可以加工具有复杂型面的工件在数控车床上零件，零件的形状主要取决于加工程序，因此只要能编写程序，无论工件多么复杂都能加工。（2） 加工精度高，质量稳定因为数控车床本身的精度比普通车床高，一般数控车床的定位精度为0.01mm，重复定位精度为0.005mm，在加工过程中操作人员不参与，所以消除了操作者的人为误差，工件的加工精度全部由数控机床保证；又因为数控车削加工采用工序集中，减少了工件多次装夹对加工精度的影响，所以工件的精度高，尺寸一致性好，质量稳定。（3） 生产效率高数控车削加工可有效地减少零件的
4、加工时间和辅助时间。由于数控车床的主轴转速、进给速度、快速定位速度高，通过合理选择切削用量，充分发挥刀具的切削性能，可以减少零件的加工时间。此外，数控车削加工一般采用通用或组合夹具，加工过程中能进行自动换刀，减少了辅助时间。综合上述几方面，数控车削加工的生产效率高。（4）改善劳动条件在数控车床上从事加工的操作者，其主要任务是编辑程序、输入程序、装卸零件、准备刀具、观测加工状态、检验零件等，劳动强度极大降低。此外，数控车床一般是封闭式加工，既清洁，又安全，劳动条件得到了改善。（5）有利于生产管理现代化数控车削加工可预先估算加工工件所需的时间，相同工件所用时间基本一致，因此，工时和工时费用可以精确
5、估计。这有利于编制生产进度表，有利于均衡生产和取得更高的预计产量；此外，数控车削加工所使用的刀具、夹具可进行规范化管理。这些均有利于生产管理现代化。基于上述原因，认真研究和改进数控车削加工工艺过程及编程分析，对提高生产效率，提升员工素质，增加企业竞争力有着十分重要的意义。毕业设计的任务和要求本次毕业设计的主要任务是完成零件的数控加工工艺，并让学生去了解在加工的过程中一些切削参数的选择，加工路线的拟定，工艺设计及存在的问题和如何去解决这些问题等。毕业设计包括：零件图的分析、零件的加工工艺包括工艺路线的拟定，加工顺序的安排，加工设备的选用，加工余量的计算，切削参数的设定等、数控程序的编制，最终完成
6、机械加工工艺过程卡片，数控加工工序卡片等。1 毕业设计用纸 零件图15 毕业设计用纸第二章 零件图的分析由图1可知，该零件材料为45钢，无热处理和硬度要求。该零件由圆柱、圆锥、圆弧、内螺纹、外螺纹、内孔等组成，其中外径尺寸及内孔尺寸有较高的尺寸要求和表面粗糙度要求。内外螺纹均为细牙螺纹，有较高的公差等级要求。尺寸标注完整，轮廓描述清楚。零件材料为45钢，无热处理和硬度要求。通过分析，可采用以下几点工艺措施：（1）对图样上给定的几个精度要求较高的尺寸，因其公差数值较小，故编程时不必取平均值，而全部取基本尺寸即可。（2）在轮廓曲线上，有一处椭圆圆弧，加工中需改变进给方向的轮廓曲线。因此，在加工时应
7、给机械间隙补偿以保证轮廓曲线的准确性。（3）由图纸分析，此零件需换向加工（四次装夹），因此需分设坐标系。为保证其表面无夹伤痕迹，便于加工，加工前应作专用夹具如图2所示：图2 夹具第三章 设备的选定选取普利森集团出品的CKD6126B型数控机床作为加工设备，此机床是普利森集团于2005年开发的数控车床，其外形图如图3所示： 图3 CKD6126B数控车床外形图 图4 KND100T外形图CKD6126B型数控车床通过数控系统自动控制，可对加工范围内的各种内孔、外圆、圆锥面、圆弧面及螺纹进行加工。机床床身采用树脂砂造型，导轨经过超音频淬火和精密磨削。主运动通过松下变频器及变频电机实现无级变速。数控
8、系统选用KND100T系统，其外形图如图4所示：进给采用交流伺服驱动。机床配备有手摇脉冲发生器。机床防护采用全封闭防护。机床润滑采用间歇式自动润滑。机床配备冷却系统合照明系统。机床配备尾座。其主要技术参数如表1所示：表1 CKD6126主要技术参数一般规格床身上最大工件回转直径300mm滑板上最大工件回转直径120mm最大工件长度350mm床头箱主轴通孔直径 50mm主轴前端锥孔锥度莫氏锥度6号主轴转速范围300-4000r/min走刀系统纵向最小移动距离0.001mm横向最小移动距离0.001mm纵向最大移动速度6m/min横向最大移动速度4m/min刀架系统刀具的截面尺寸1616mm下滑板
9、的最大横向行程240mm下滑板的最大纵向行程270mm刀具形式排刀架(双燕尾)或电动刀架刀夹数量6床尾床尾主轴直径 40mm床尾主轴孔锥度莫氏锥度3号床尾主轴最大行程60mm其它主电机功率3.0kW机床重量1500kg外形尺寸(长宽高)1638 10781650mm该零件加工所需机床调整单如表2所示： 表2 数控机床调整单零件号XXX零件名称轴工序号NO.1制表张武彬F-位码调整旋钮F10.05F20.15F30.4F4-F5-F6-F7-F8-F9-F10-刀具补偿拨盘1-6-2-7-3-8-4-9-5-10-对称切削开关位置X-Y-Z-B-垂直校验开关位置断工件冷却油冷第四章 零件加工工艺
10、分析4.1确定零件的定位基准和装夹方式（1）先采用未加工零件的表面作为粗基准。加工好零件左端的M22螺纹端面和36外圆作为定位基准。（2）装夹方式：右端采用三爪自定心卡盘定心夹紧，装夹长度不得大于38mm。左端加工后装入专用夹具（零件左端端面紧贴夹具内孔底平面，36外圆装入夹具内孔），用三爪自定心卡盘定心夹紧。编制工件安装及零点设定卡片如表3所示：表3 工件安装和零点设定卡片零件图号数控加工工件安装和零点设定卡片工序号NO.1零件名称轴装夹次数4 O1000-01三爪卡盘O1000-02专用夹具编制审核批准第 1 页序号夹具名称夹具图号共 1 页4.2确定加工顺序及进给路线加工顺序的安排:（1
11、）加工零件的左端：加工时应按由粗到精、由近到远（由右到左）的原则确定，即先从右到左进行粗车（留1mm精车），然后从右到左进行精车，最后车削螺纹。其轨迹图如附图5a、5b、5c、5d所示：图5a:程序1刀具轨迹图图5b:程序2刀具轨迹图图5c:程序3刀具轨迹图图5d:程序4刀具轨迹图CKD6126B数控车床具有粗车循环和车螺纹循环功能，只要正确使用编程指令，机床数控系统就会自动确定其进给路线，因此，该零件的粗车循环和车螺纹循环不需要人为确定其进给路线（但精车的进给路线需要人为确定，零件从右到左沿零件的表面轮廓精车进给）。4.3刀具选择4.3.1数控刀具的选择步骤数控车床刀具的选刀过程，从对被加工
12、零件图样的分析开始，到选定刀具，共需经过几个基本步骤。选刀工作过程从分析零件图样开始，通过两条不同路径，共同到达选定刀具的目标，以完成选刀工作。其中，第一条路线为：零件图样、机床影响因素、选择刀杆、刀片夹紧系统、选择刀片形状，主要考虑机床和刀具的情况；第二条路线为：工件影响因素、选择工件材料代码、确定刀片的断屑槽型、选择加工条件脸谱，这条路线主要考虑工件的情况。综合这两条路线的结果，才能确定所选用的刀具。（1）机床影响因素为保证加工方案的可行性、经济性，获得最佳加工方案，在刀具选择前必须确定与机床有关的如下因素：机床类型：数控车床、车削中心；刀具附件：刀柄的形状和直径，左切和右切刀柄；主轴功率；工件夹持方式。 （2）选择刀杆选用刀杆时，首先应选用尺寸尽可能大的刀杆，同时要考虑以下几个因素：夹持方式；切削层截面形状，即背吃刀量和进给量；刀柄的悬伸。（3）刀片夹紧系统杠杆式夹紧系统杠杆式夹紧系统是最常用的刀片夹紧方式。其特点为：定位精度高,切屑流畅,操作简便, 可与其它系列刀具产品通用。螺钉夹紧系统特点：适用于小孔径内孔以及长悬伸加工。(4) 选择刀片形状。主要参数选择方法如下：刀尖角刀尖角的大小决定了刀片的强度。在工件结构形状和系统刚性允许的前提下，应选择尽可能大的刀尖角。通常这个角度在35度到90度之间。R型圆刀片，在重切削时具有较好的稳定性，但易产生较大的径
