毕业设计-08

车削轴类零件的数控加工编制及设计（C6）摘要一、选题的目的：综合数控加工与编程毕业设计是数控专业教学体系中构成数控加工技术专业知识及专业技能的重要组成部分，是运用数控原理、数控工艺、数控编程、专业软件等专业知识和数控机床实际操作的一次合练习。

二、研究内容：本设计的主要内容有设计加工工艺规程，并对零件加工进行编程，最后加工出符合图纸要求的零件，主要依据《机械制造技术》的第4、6章---车削加工、钻削加工、镗削加工，第11章—机械制造工艺规程，《数控加工与编程》的第一章----数控加工实用基础，第二章----数控车床的操作与编程，《数控加工工艺与编程》的第五章----零件的加工工艺。

三、应解决的问题：工件的定位、切削三要素、夹具的选择、粗、精加工基准的选择、尺寸链的分析及计算、对刀点和换刀点是否合理、工件表面质量的保证以及数控加工工艺路线的合理拟定，加工工序卡片的填写。

通过这次设计，巩固了我的专业知识，能更好的运用各种工具资料，熟练了CAD制图软件，Word软件的操作，并锻炼了我的团体协作能力。

总的来说，我在这次设计中受益匪浅。

关键字：数控加工工序卡，切削三要素，对刀点与换刀前言随着数控技术的快速发展以及数控系统的升华换代，以及对所学知识的运用。

该练习是为了贯彻落实教育部门培养人才综合素质为基础的能力教育模式而精心设计安排的。

此次练习的策划结合了教学过程中出现的新要求新情况以及我们平时存在的问题作出了针对性，实践性的训练目的就是为了引导学生学会运用所学的理论知识进行创造性思考，学会把知识有效的转化为素质和能力存储起来。

强化实验性教学，提高学生动手和实践能力，培养学生团结合作相互学习相互交流勇于探讨的学习气氛。

本次设计内容丰富；新颖，而且在组织安排上注意逻辑性系统性，层次分明。

突出实践性和实用性注意理论与实践相结合，在层次和内容上满足设计任务要求。

本次毕业设计目的：1．提高我们的综合绘图能力；2．提高我们的实际动手能力；3．培养我们的团队协作能力；4．提高我们对图纸的分析能力；为此学院下达了这次毕业设计任务，我们这个小组分到的题目是轴类零件的加工设计方案（图6）。

主要研究的也是轴类零件的编程与加工。

作为当代大学生，我们应该努力学好数控专业知识，积极吸收、消化国际先进技术，进行技术完善。

并自主创新。

这次毕业设计给我上了生动的一课，为了做好本次毕业设计，我查阅了多种资料，得到了指导老师的悉心教导，和在组员的团结协作下，完成这次毕业设计。

但由于水平有限、能力有限，因此这次毕业设计还存在一些不恰当的地方，希望老师阅读之后能给出宝贵的意见！1.零件图纸的分析图1.1 加工的零件图1.1技术要求：1、不准用纱布及锉刀等修饰表面。

2、未注倒角2×45度，锐角倒钝0.2×45度。

3、未注公差尺寸按GB1804-M。

4、端面允许打中心孔。

5、以小批量生产条件编程。

1.2加工图纸的要求分析：1.2.1从零件的形状，尺寸进行分析（1）零件图的完整性与正确性：在来了解零件形状与各表面构成特征后，应检查零件视图是否足够，尺寸、公差、表面粗糙度和技术要求的标注是否齐全、合理，重点要掌握主要表面的技术要求，因主要表面的加工确定了零件工艺过程的大致轮廓。

该零件的尺寸分两个基准标出的，经过图中尺寸能够将零件的尺寸确定下来。

（2）零件技术要求的合理性：零件技术要求主要指精度（尺寸精度、形状精度、位置精度）、热处理的标注等。

要注意分析这些，在现有的生产条件下能否实现等。

（3）零件的选材是否合理：零件的选材要立足国内，在能满足使用的条件下尽量选用我国资源丰富的材料。

查《工程材料与材料成形技术》知碳素结构钢是建筑及工程用非合金结构刚，价格低廉，工艺性能（焊接性、冷变形成型性）优良，用于制造一般工程结构及普通机械零件。

而45钢是碳素钢中比较常见的一种，其价格和性能较合适，故此次材料选45钢合理。

1.2.2从零件的形位精度和表面粗糙度进行分析本题主要的形位精度有：外圆Φ25的轴线与Φ48的轴线有同轴度要求。

解决的方法主要是制定合理的加工工艺及工件的正确装夹定位等方法保证。

零件表面的粗糙度均为 1.6um，表面质量要求不高应合理选择切削用量、切削速度及冷却液。

1.2.3尺寸精度的分析要求较高的尺寸精度有：（1）外圆Φ25的上偏差为0，下偏差为-0.03mm；（2）外圆的长度37的上偏差为+0.02mm，下偏差为-0.02mm（3）外圆的长度6的上偏差为+0.03mm，下偏差为0mm；（4）外圆Φ52的上偏差为0，下偏差为-0.03mm；（5）槽宽为4的上偏差为0mm，下偏差为-0.03mm；（6）零件总长45的上偏差为+0.08mm，下偏差为-0.08mm；（7）螺纹M30×1.5的上偏差为-0.0032mm，下偏差为-0.268mm；（8）圆弧R22的上偏差为+0.02mm，下偏差为-0.02mm；（9）圆弧R5的上偏差为+0.02mm，下偏差为-0.02mm。

（10）孔Φ30的上偏差为+0.04，下偏差为0mm；（11）斜面夹角为20度的上偏差为0，下偏差为-0.03mm；2.零件的分析2.1零件结构的分析：该零件属于回转类零件，主要的加工部分有圆柱面，弧形面，单头螺纹，中心孔,镗孔及挖槽组成.外圆的表面粗糙度均为Ra 1.6um，且有一端需保证两外圆面所在轴的同轴度为Φ0.025mm,螺纹的精度等级为IT6级。

其它尺寸部分有加工表面精度要求公差为0.04mm，零件总长约145mm，圆外径为52mm,切槽宽为4mm，孔的尺寸为Φ30mm ×25mm.初步确定用数控车床加工该零件，而且加工时需外圆车刀，切槽刀，螺纹刀，钻刀，镗刀等一些工具。

数控车床与普通车床相比具有以下特点：（1）适应性强，适于多品种，小批量零件的加工；（2）加工精度高，加工质量稳定；（3）可减轻人工劳动强度；（4）具有较高的生产率和较低的加工成本。

数控车床加工的主要内容：（1）精度要求较高的回转体零件；（2）表面粗糙度要求较高的回转体零件；（3）表面形状复杂的回转体零件；（4）带特殊螺纹的回转体零件。

根据对数控车床的加工特点和对零件图纸的分析，选用数控车床加工此次设计的零件。

2.2零件材料和热处理：已知加工该零件所用的毛坯材料为45钢，平均含碳量为0.45%硫磷的质量分数较小或等于0.035%，加工前将零件进行经正火处理，可使毛坯的综合力学性能和切削性能均较好，因此在加工前，首先进行正火处理，可提高零件的加工精度和使用寿命。

3.夹具及加工基准的选择3.1 定位基准的选择：1.粗基准：粗基准选择的要求应能保证加工面与非加工面之间的位置几合理分配各加工面的余量，同时要为后续工序提供精基准。

此次以零件的左端面为粗基准，右端以一顶尖，先加工左端外轮廓46mm处止。

2.精基准：精基准选择时应从整个工艺过程来考虑如何保证工件的尺寸精度和位置精度，并使装夹可靠。

由于加工零件对其表面有同轴度要求，必须遵守“基准统一”和“基准重合”原则。

所以加工各表面是均以轴心线为基准，以右端中心线为精基准加工左端，后以左端中心线为基准加工右端外圆。

3.辅助基准：因此次零件加工长度较长，而且零件的加工精度也要求较高，为了保证零件的同轴度的加工精度要求，在加工时加一个辅助基准，即在零件右端面钻一个顶尖中心孔。

3.2夹具的选择：三爪卡盘是数控机床的附件之一，是通用夹具，它的应用极广，可达到自动定心兼夹紧的目的，且夹紧力大，使用操作方便简单，所以选择的夹具为三角卡盘，为了保证加工工件的定位精度和表面加工质量，在夹紧时右端面加一顶尖，防止零件加工时因轴向加工尺寸过大而使零件发生蹿动。

4.选择工艺设备4.1中心孔的选择：中心孔的加工方法。

要求中心孔同三爪自定心夹具同心，中心孔圆整，对要求较高的中心孔要进行精车修整和研磨，中心孔折断原因及预防。

中心钻与工件回转中心不一致，使中心钻受一个附加力的影响而弯曲折断，在中心处留有残头，使中心钻不能很好定心而折断件端面没有车平，切削用量选择不当。

图4.1 中心孔4.2 麻花钻的选择：麻花钻用于钻孔，工作部分包括切削部分和导向部分，切削部分担负主要的切削工作；导向部分的作用是当切削部分切入工件孔后起导向作用，也是切削部分的备磨部分；颈部位于柄部与工作部分之间，是制造钻头和砂轮的退刀槽，也是打记号的地方。

此次设计要求选择Φ25的麻花钻。

图4.2 麻花钻4.3 顶尖的选择：顶针用于定中心；担负工件重量；承受切削力。

顶针分前顶针和后顶针。

头部都做成60°锥度。

此次设计先用固定式：与工件有相对旋转运动，要求耐磨，一般以高碳钢、合金钢或镶YG8硬质合金制成。

使用时准稳定。

但工件和顶针摩擦过热时使工件伸长，发生弯曲，有时甚至烧坏中心孔。

5.加工路线的拟定5.1加工方法的选择在数控车床上能完成内外圆回转体表面的车削、钻孔、镗孔、切螺纹等操作，具体选择时综合考虑零件的材料的性质为45钢、加工精度IT6-IT7级、表面粗糙度Ra1.6um、材料结构形状、生产类型为小型等因素，查《机械制造技术》表11.4常用加工方法的经济加工精度和表面粗糙度知外圆和内孔的加工方案。

外圆：粗车----半精车----精车内孔：粗镗----半精镗----精镗5.2加工工序的划分：在数控机床上加工零件，工序比较集中，一次装夹尽可能完成全部工序。

通常粗、精加工在一次装夹中完成。

对轴类零件，将待加工面先粗加工，留少量余量精加工，来保证加工表面的要求。

对轴上有孔和螺纹加工的工件，应先加工表面后加工孔，螺纹。

此次零件工序划分以一个完整的数控程序能够连续进行的内容为一道工序。

它的划分特点是，在编制时，可以以某一部分的加工内容为单位。

防止其因编写程序太长而受到某些限制、减少加工时出错的机率、防止给程序检索和查错带来的困难。

此次的零件加工分三个加工工序，分别是零件图左边的外轮廓加工，零件的右端加工和零件的左端内孔的加工。

5.3加工工序的安排：加工工序的安排，综合考虑加工工序安排四原则：1.基面先行；2.先主后次；3.先粗后精；4.先面后孔，初步拟定工艺方案如下：工序一：夹住毛坯右端面长约90mm处，用先粗车零件的左端外轮廓加工长46mm 处止，后用Φ25的钻头钻深度为25的孔，再沿其轮廓进行精加工。

装夹如下图（一）所示：图（一）工序二：换头，接着夹在零件的左端面40mm处，对其进行粗、精车至达到要求后，最后加工外螺纹。

装夹如下图（三）所示图（三）5.4进给路线的确定：粗加工和空运行的进给路线主要看编程中的设置，精加工进给路线基本上是沿其轮廓顺序进行。

5.5确定刀位点和换刀点：在进行数控加工编程时，往往是将整个刀具浓缩为一个点，那就是“刀位点”。