XX学院
毕业设计
题目典型轴类零件的加工与编程系别
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指导教师
日期
设计任务书
设计题目：
典型轴类零件的加工与编程
设计要求：
数控加工编程是一项综合性很强的过程。在加工的过程中，要考虑每一个细节，不可有任何的大意。在加工编程前，要选择好零件毛坯材料。其次要分析好零件图，进行工艺分析，包括刀具选择、切削用量选择以及确定坐标系和加工路线等工艺。最后，编程是不可忽视的。一定要在加工零件之前，通过仿真，检查程序的正确性，否则，如果有出现编程错误的程序段，将出现一些加工故障，一定要验证程序的正确性。设计进度要求：
第一周：收集并查阅资料，确定设计题目。
第二周：写任务书并列出大纲。
第三周：对所列大纲进行材料的整理。
第四周：轴的数控编程与加工。
第五周：做电子稿并进行论文排版、编辑。
第六周：让老师查阅电子稿并做修改。
第七周: 打印论文。
第八周: 毕业答辩。
指导教师（签名）：
摘要
本次设计是进行一个直径是80MM长120MM的圆柱台阶轴的加工，这个轴上有圆弧、工艺退刀槽、螺纹退刀槽、螺纹及球面构成，材料为45号钢。首先，利用AutoCAD 画出零件图。其次设计编制轴类零件的数控加工工艺规程，并编制相应的数控加工程序；对此轴的加工采用数控车床CK6140进行加工：先用车床进行粗加工，把轴的端面车好，留下一定的余量，采用数控加工的方式加工螺纹，圆弧及工艺槽，然后切断工件。用CK6140数控车床进行精加工保证端面的平行度偏差不超0.1，让各部位尺寸都达到标准。最后，利用三维绘图软件SolidWorks通过旋转凸台、旋转切除生成轴的三维模型。
关键词：轴的加工，AutoCAD，加工工艺规程，数控加工，SolidWorks
目录
设计任务书 .................................................................. I 摘要 ................................................................... I I 目录 .................................................................. I II 1前言.. (1)
2 数控机床 (2)
2.1数控机床的产生与发展 (2)
2.2数控机床的特点 (3)
2.3机床坐标轴 (4)
3 数控加工工艺 (7)
3.1数控加工工艺的主要内容 (7)
3.2数控加工工艺的特点 (7)
3.4数控加工工艺设计 (9)
4 轴的加工工艺与编程 (12)
4.1刀具的选择 (12)
4.2切削用量的选择 (13)
4.3轴类零件加工的定位基准 (15)
4.4夹具的选择 (15)
4.5零件的安装 (15)
5 零件图及图样分析 (17)
6 零件加工工艺设计 (18)
6.1工艺分析 (18)
6.2基准选择 (18)
7 零件的加工工序及编程 (19)
7.1数控加工工序 (19)
7.2数控加工程序及备注 (19)
8轴的三维造型 (23)
致谢 (24)
参考文献 (25)
1前言
轴，支承转动零件并与之一起回转以传递运动的机械零件。一般为金属圆杆状，各段可以有不同的直径。机器中作回转运动的零件就装在轴上。根据轴线形状的不同，轴可以分为曲轴和直轴两类。根据轴的承载情况，又可分为：转轴、心轴和传动轴。转轴，工作时既承受弯矩又承受扭矩，是机械中最常见的轴，如各种减速器中的轴等。心轴，用来支承转动零件只承受弯矩而不传递扭矩，有些心轴转动，如铁路车辆的轴等，有些心轴则不转动，如支承滑轮的轴等。传动轴，主要用来传递扭矩而不承受弯矩。轴的工作能力一般取决于强度和刚度，转速高时还取决于振动稳定性。
轴的设计是确定轴的合理外形和全部结构尺寸，为轴设计的重要步骤。它由轴上安装零件类型、尺寸及其位置、零件的固定方式，载荷的性质、方向、大小及分布情况决定的。设计者可根据轴的具体要求进行设计，必要时可做几个方案进行比较，以便选出最佳设计方案，以下是一般轴结构设计原则： 1、节约材料，减轻重量，尽量采用等强度外形尺寸或大的截面系数的截面形状； 2、易于轴上零件精确定位、稳固、装配、拆卸和调整； 3、采用各种减少应力集中和提高强度的结构措施； 4、便于加工制造和保证精度。
本毕业设计课题为轴的数控加工，借助AutoCAD软件，先绘制图形，然后编制制造工艺，通过车床进行加工，从而实现零件的图纸制造，具有相当大的实用价值和发展空间。
AutoCAD是由美国Autodesk公司于二十世纪八十年代初为计算机应用CAD技术而开发的绘图程序软件包，它易于使用、适应性强，并且同传统的手工绘图相比，用AutoCAD绘图速度更快、精度更高、而且便于个性，它已经在航空航天、造船、建筑、机械、电子、化工、美工、轻纺等很多领域得到了广泛应用。而AutoCAD2004版本以它能在windows平台下更方便的更快捷的进行绘图和设计工作。
2 数控机床
2.1 数控机床的产生与发展
随着科学技术的发展，数控车床产品日趋复杂化和精密化。更新换代也越来越频繁。个性化的需求使得生产类型由大批、大量向多品种、小批里生产转换，这样相应地对数控车床产品加工的精度、效率、柔性及自动化等提出了越来越高的要求。
但是，在产品加工中，大批量生产的零件并不多，据统计，单件与小批量生产的零件约占机械加工总量的百分之八十以上。对这些多品种且加工批量小、零件形状复杂、精度要求高的零件加工，采用专业程度很高的自动机床和自动生产线就显得很不适合。在市场经济的大潮中，产品的竞争日趋激烈，为在竞争中求得生存与发展，各企业纷纷在提高产品技术档次、增加产品种类、缩短试制与生产周期和提高产品质量上下功夫，即使是批量较大的产品，也不大可能是多年一成不变，必须经常开发新产品，频繁地更新换代。传统的自动化生产线难以适应小批量、多品种生产要求。
为了解决上述问题，满足多品种、小批量、复杂、高精度零件的自动化生产要求，迫切需要一种通用、灵活、能够适应产品频繁变化的柔性自动化机床。以计算机技术为依托，1952 年美国帕森斯（Parsons）公司和麻省理工学院（MIT ）合作，研制成功了世界上第一台以数字计算机为基础的数字控制三坐标直线插补铣床，从而使得机械制造业进人了一个崭新时代。第一台数控机床问世以来，随着微电子技术、白动控制技术和精密测量技术的发展，数控技术也得到了迅速发展．先后经历了电子份（1952 年）、晶体管（1959年）、小规模集成电路( 1965 年）、大规模集成电路及小型计算机（1970 年）和微处理机[或微型计算机（l974 年）等五代数控系统。自第一台数控机床的诞生的半个多世纪以来，伴随着数控元器件的发展和计算机技术的不断进步，数控机床总共经历了六代的发展。
1952年，美国麻省理工学院研制出的三坐标联动、利用脉冲乘法器原理的试验性数字控制系统是数控机床最早的一代产品。
1959年，电子行业研制出晶体管元器件，因而数控系统中广泛采用晶体管和印制电路板技术，成为晶体管数控机床，跨入了数控机床的第二代。
1960年，小规模集成电路出现，由于其体积小、功耗低，使数控系统的可靠性进一步增强，所以被广泛的应用到数控机床上，这一代的数控机床被称为集成电路数控机床。
在以上三代数控机床时期，早期计算机的运算速度比较低，这对当时的科学计算和数据处理影响还不大，但不能适应机床实时控制的要求，所以人们采用数字逻辑电路制成一台机床专用计算机作为数控系统，这被称为硬件连接数控（Numerical Control, NC）。
随着计算机技术的发展，小型计算机开始取代专用控制的硬件逻辑数控系统，数控的许多功能靠软件程序实现。1970年，通用小型机算计业已出现并成批生产，其运算速度有了大幅度的提高，这比逻辑电路专用计算机成本低、可靠性高。于是它被移植过来作为数控系统的核心部件，数控机床从此进入了第四代——小型计算机数控（Computer Numerical Control, CNC）阶段。
1971年，美国英特尔公司开发和使用了微处理器，又称中央处理单元。1974年，美国、日本等国家研制出以微处理器为数控系统核心的数控机床。因为微处理器是通用计算机的核心部件，故仍称为计算机数控。20多年来，微处理器数控系统的数控机床得到了飞速发展和广泛应用，这就是第五代数字控制系统。
到了1990年，个人计算机（PC机）的性能已经发展到较成熟的阶段，可满足作为数控系统核心部件的要求，而且PC机生产批量很大，价格便宜，可靠性高，数控系统从此进入了基于PC的阶段，这也是第六代数控系统。
随着对机械产品性能要求日益提高和适用范围的扩大以及新材料和新工艺的出现，对数控机床也提出了更高的要求。现代数控机床将综合应用信息技术、人工智能、控制理论等领域的最新技术成就，新一代数控系统技术水平会大大提高，数控机床的发展也将日新月异。
2.2 数控机床的特点
数控机床是由普通机床发展演变而来的，与普通机床相比，数控机床具有以下特点。
1 适应性强
适应性数控机床对生产对象变化的适应能力。由于市场对产品的需求逐渐于多样
化，实现单件、小批量产品的生产自动化成为制造业的当务之急。当产品改变时，对数控机床来说，仅仅需要改变数控机床的输入程序就能适应新产品的生产需要，，而不需要改变机械部分和控制部分的硬件，而且生产过程是自动完成的。因此用数控机床生产准备期短、灵活性强，为多品种小批量生产和新产品的研制提高了方便条件。
2 精度高
数控机床是按照预定程序自动工作的，工作过程中一般不需要人工干预，这就消除了操作者人为因素产生的误差。在设计制造设备时，通常采用许多措施，使数控机床达到较高的精度。数控装置的脉冲当量目前可达0.01—0.0001mm，同时还可以通过实时监测误差修正或补偿来获得更高的精度。
3 效率高
由于数控机床可采用较大的切削量，有效地减少了加工中的切削工时；数控机床还具有自动换速、自动换刀和其他辅助此操作自动化等功能，并且无需工序间的检测与测量，使辅助时间大为缩短对于多功能的加工中心，在一次装夹后几乎可以完成零件的全部加工，这样不仅可减少装夹误差，还可减少半成品的周转时间。因此，与普通机床相比，数控机床生产效率要高出许多倍。对于复杂型面的加工，生产效率可提高几倍，甚至几十倍。
4 减轻劳动强度、改善劳动条件
利用数控机床进行加工，只要按图纸要求编制零件的加工程序单，然后输入并调试程序，安装配件进行加工，监督加工过程并装卸零件。
5 有利于生产管理的现代化
用数控机床加工零件，能准确地计算产品生产的工时，并有效地简化检验、夹具和半成品的管理工作；采用数控信息的标准代码输入，这样便于与计算机连接，构成计算机控制和管理的生产系统，实现制造和生产管理的现代化。
2.3机床坐标轴
为简化编程和保证程序的通用性，对数控机床的坐标轴和方向命名制订了统一的标准，规定直线进给坐标轴用X,Y,Z表示，常称基本坐标轴。X,Y,Z坐标轴的相互关系用右手定则决定，如图2.1所示，图中大拇指的指向为X轴的正方向，食指指向为Y轴的正方向，中指指向为Z轴的正方向。
图2.3 机床坐标轴
围绕X，Y，Z轴旋转的圆周进给坐标轴分别用A，B，C表示，根据右手螺旋定则，如图所示，以大拇指指向+X，+Y，+Z方向，则食指、中指等的指向是圆周进给运动的+A，+B，+C方向。
数控机床的进给运动，有的由主轴带动刀具运动来实现，有的由工作台带着工件运动来实现。上述坐标轴正方向，是假定工件不动，刀具相对于工件做进给运动的关系，工件运动的正方向恰好与刀具运动的正方向相反，即有：
+X=﹣X＇，+Y=﹣Y＇， +Z=﹣Z＇，
+A=﹣A＇，+B=﹣B＇， +C=﹣C＇
同样两者运动的负方向也彼此相反。
机床坐标轴的方向取决于机床的类型和各组成部分的布局，对车床而言：——Z轴与主轴轴线重合，沿着Z轴正方向移动将增大零件和刀具间的距离；
——X轴垂直于Z轴，平行于横向拖板的方向，以轴心线为界，刀架沿着X轴正方向移动将增大零件和刀具间的距离；
——Y轴与X轴和Z轴一起构成循环右手定则的坐标系统。
图2.3 车床坐标轴及其方向
注意：上述针对数控车床进行说明，其为X、Z两轴联动。
3 数控加工工艺
数控加工工艺，就是使用数控机床加工零件的一种工艺方法。
数控机床加工中，不论是手工编程还是自动编程，在编程前都要对加工零件进行工艺分析，并把加工零件的全部工艺过程、工艺参数、刀具参数和切削用量及位移参数等编制成程序，以数字信息的形式存储在数控系统的存储器内，以此来控制数控机床进行加工。所以数控加工工艺分析是一项十分重要的工作。
3.1 数控加工工艺的主要内容
数控机床加工与普通机床加工在方法和内容上有相似之处，也有许多不同。其主要区别在于控制方式上。以切削加工为例，用普通机床加工零件时，其工步的安排、机床运动的先后次序、位移量、走刀路线和切削参数的选择等，由操作者手工操作进行控制。用数控机床加工，情况就完全不同了。在用数控加工零件之前，首先要把工序划分的顺序、走刀路线、位移量和切削参数等，用一定的编程语言编制成数控加工程序，然后将程序输入数控系统，控制伺服机构驱动机床运动，加工出要求的零件。
一般数控加工工艺主要包括以下几方面的内容：
1．分析零件图样，选择并确定数控加工内容。
2．结合零件加工表面的特点和数控设备的功能，对零件进行工艺分析。
3.刀具、夹具的选择和调整。
4.确定零件的加工方案，制定数控加工工艺路线。
5.根据编程的需要，对零件图形进行数学处理。
6.编写和调整数控加工程序。
7.首件试加工并修改数控机床上的部分工艺指令
3.2 数控加工工艺的特点
数控加工与传统加工在许多方面遵循的原则基本上是一致的。但数控加工自动化程度高、控制功能强、设备费用高，因此也就相应形成了数控加工工艺的自身特点。
3.2.1 数控加工的工艺内容十分具体
在传统通用机床上进行单件小批加工时，一些具体的工艺问题，如工序中各工步
的划分安排，刀具的形状、材料、走刀路线，切削用量等很大程度上都是由操作工人根据自己的经验习惯自行考虑确定的，一般无需工艺人员在设计工艺规程时进行过多的规定。而在数控加工时，上述这些具体的工艺问题，不仅成为数控工艺设计时必须考虑的内容，而且还必须作出正确的选择并编入加工程序中。也就是说，在传统加工中由操作工人在加工中灵活掌握，并可适时地调整许多具体工艺问题和细节，在数控加工时就转变成编程人员必须事先设计和安排的内容。
3.2.2 数控加工的工艺工作十分严密
在传统通用机床加工时，操作者可根据加工中出现的问题，适时灵活地进行人为调整，以适应实际加工情况。数控加工是按事先编制好的程序自动进行的，在不具备完善的诊断与自适应功能等的情况下，一旦出现故障或事故将可能导致其进一步扩大化。因此，自动化加工必须周密考虑每个细微环节，避免故障或事故的产生。例如钻小孔或小孔攻丝等容易出现断钻或断丝锥情况，工艺上应采取严密周到的措施，尽可能避免出现差错。又如零件图形数学处理的结果将用于编程，其正确性将直接影响最终的加工结果。工序相对集中数控机床通常载有刀库（加工中心）或动力刀架（车削中心）等，并具有立卧主轴或主轴能实现立卧转换，可以完成自动换刀从而实现工序复合，即在一台机床上可完成不同加工面的铣、扩、铰、镗、攻丝等，实现工序的高度集中。数控加工工艺性分析设计面很广，在此仅从数控加工的可能性和方便性两方面进行考虑。
3.3.1 零件尺寸标注是否合编程方便原则
（1）零件图尺寸标注应适应数控加工的特点
在数控加工的零件图上，最好以同一基准引注尺寸或直接给出坐标尺寸。这种方法既便于编程，也便于尺寸间的相互协调，在保持设计基准，工艺基准，测量基准与编程原点设置一致性方面带来很大的方便。由于零件设计人员在标注尺寸时，一般较多从零件的功能作用及装配关系方面考虑，实际图纸上往往会出现局部分散的尺寸标注形式，这就会给数控编程加工带来许多不便。通常将局部分散的标注尺寸换算成同一基准集中引注尺寸或直接给出坐标尺寸的标注方法。
（2）构成轮廓的几何元素的条件应充分而不矛盾
在手工编程中，要计算每个节点的坐标；在自动编程中，要对构成零件轮廓的所
有几何元素进行定义。因此，在编程时必须充分掌握零件轮廓的几何要素间的相互关系，分析所给条件是否充分。如圆弧与直线、圆弧与圆弧间的连接是否相切必须明确而不能含糊或自相矛盾等。由于设计人员在设计过程中考虑不周等原因，难免会出现参数不全或不明及自相矛盾的情况。此时应与设计人员沟通协商解决。
3.3.2 零件各加工部位的结构工艺性是否符合数控加工的特点
（1）零件的内腔与外形在满足使用要求的前提下，最好采用统一的几何类型和尺寸，从而可以减少刀具规格和换刀次数、简化编程、提高加工效率。
（2）内槽圆角的大小决定了加工刀具的最大直径，因而内槽圆角半径不能过小。
（3）零件底平面铣削时，槽底圆角半径不应过大。因为槽底圆角半径不应过大，将致使铣刀圆角过大，而铣刀端刃铣削平面的宽度就越小，加工表面的能力就越差，工艺性越差。
（4）采用统一的基准定位。在加工中，若没有统一的定位基准，无法保证加工后各表面相对位置的准确性。工件重新安装时，会因基准不重合而导致加工后不同表面上轮廓位置及尺寸的不协调。通常要求零件上最好有合适的孔作为定位基准。若没有设置工艺孔。如选择零件上的某次要孔作为工艺孔，将其加工精度提高后作为定位孔。必要时，可在零件上增加工艺凸耳，并在其上作出工艺孔作为后续加工的定位基准，加工完成后视实际情况考虑是否将其切除。
此外，通常还要分析零件所要求的加工精度，包括尺寸公差、形位公差、表面粗糙度等是否合适并能否得到保证，有无引起矛盾的多余尺寸或影响工序安排的封闭尺寸等。
3.4 数控加工工艺设计
3.4.1 工序的划分
数控机床加工零件，工序一般相对比较集中，在一次装夹中尽可能完成大部分或全部工序。首先应根据零件图样，考虑被加工零件是否可以在一台数控机床上完成整个零件的加工工作，若不能则应决定其中哪一部分在数控机床上加工，哪一部分在其他机床上加工，即对零件的加工工序进行划分。一般工序划分有以下几种方式。
（1）按零件装夹定位方式划分工序。由于每个零件结构形状不同，各表面的技
术要求也有所不同，故加工时其定位方式则各有差异。一般加工外形时，以内形定位，加工内形时又以外形定位，因而可根据定位方式的不同来划分工序。
（2）按粗、精加工划分工序。根据零件的加工精度、刚度和变形等因素来划分工序时，可按粗、精加工分开的原则来划分工序，即先粗后精。此时，可用不同车床或不同的刀具进行加工。对于刚性差的工件，便于穿插时效、校正工序或调整加紧力。通常在一次装夹中，不允许将零件某一部分表面加工完毕后再加工零件的其他表面，而是应先切除整个零件各加工面的大部分余量。再将其表面精加工一遍，以保证加工精度和表面粗糙度要求。
（3）按所用刀具划分工序。为了减少换刀次数、压缩空程时间、减少不必要的定位误差，可按刀具集中工序的方法加工零件，即在一次装夹中，尽可能用同一把刀具加工出可能加工的所有部位，然后再换另一把刀加工其他部位。在专用数控机床和加工中心中常采用这种方法。
3.4.2 工步的划分
工步的划分主要从加工精度和效率两方面考虑。在一个工序内往往需要采用不同的刀具和切削用量，对不同的表面进行加工。为了便于分析和描述较复杂的工序，在工序内又细分为工步。下面以加工中心为例来说明工步划分的原则。
（1）同一表面按粗加工、半精加工、精加工依次完成，或全部加工表面按先粗后精加工分开进行。
（2）对于既有铣面又有镗孔的零件可先铣面后镗孔。按此方法划分工步，可以提高孔的加工精度。因为铣削时切削力较大，工件易发生变形。先铣面后镗孔，使其有一段时间恢复，可减少有变形引起的对孔的精度的影响，并避免孔口产生毛刺。
（3）按刀具划分工步。某些机床工作台回转时间比换刀时间短，可采用按刀具划分工步，以减少换刀次数，提高加工效率。
总之，工序与工步的划分要根据具体零件的结构特点、技术要求等情况综合考虑。
3.4.3 加工顺序的安排
加工顺序的安排应根据零件的结构和毛坯状况，以及定位安装与夹紧的需要来考虑，重点是保证定位夹紧时工件的刚性和有利于保证加工精度。加工顺序安排一般应按以下原则进行。
（1）上道工序的加工不能影响下道工序的定位与夹紧。
（2）先进行外型加工工序，后进行内型加工工序。
（3）以相同定位、夹紧方式或同一把刀具加工的工序，最好连续进行，以减少重复定位次数（有色金属零件尤其重要），换刀次数与挪动压紧元件次数。
（4）在同一次安装中进行的多道工序，应先安排对工件刚性破坏较小的工序。
3.4.4 数控加工工序与普通工序的衔接
数控加工的工艺路线设计常常仅是几道数控加工工艺过程，而不是反映毛坯到成品的整个工艺过程。由于数控加工工序常常穿插于零件加工的整个工艺过程中间，在工艺路线设计中应使之与整个工艺过程协调，因此必须建立相互状态要求，如留多少加工余量、定位面与定位孔的精度要求及形位公差、对校形工序的技术要求、对毛坯的热处理状态要求等。目的是达到相互能满足加工需要，且质量目标及技术要求明确，交接验收有依据。
数控加工工艺路线设计是下一步工序设计的基础，其设计的质量会直接影响零件的加工质量与生产效率。设计工艺路线时应对零件图、毛坯图认真消化，结合数控加工的特点灵活运用普通加工工艺的一般原则，尽量把数控加工工艺路线设计行更合理一些。
4 轴的加工工艺与编程
4.1 刀具的选择
（1）据刀具复杂程度，制造和磨刀成本来选择
复杂和精度高的刀具寿命应选得比单刃刀具高些．对于机夹可转位刀具，由于换刀时间短，为了充分发挥其切削性能，提高生产效率，刀具寿命可选得低些，一般取15～30分钟；对于装刀，换刀和调刀比较复杂的多元机床，组合机床与自动化加工刀具，刀具寿命应选得高些，尤应保证刀具可靠性；车间内某一工序的生产率限制了整个车间车间的生产率的提高时，该工序的刀具寿命要选得低些；当某工序单位时间内所分担到的全厂开支较大时，刀具寿命也应选得低些；大件精加工时，为保证至少完成一次走刀，避免切削时中途换刀，刀具寿命应按零件精度和表面粗糙度来确定；与普通机床加工方法相比，数控加工对刀具提出了更高的要求，不仅需要刚性好，精度高，而且要求尺寸稳定，耐用度高，段屑和排屑性能好，同时要求安装调整方便，这样来满足数空机床高效率的要求。数控机床上所选用的刀具常采用适应高速切削的刀具材料，并使用可转位刀片。
（2）根据数控车削车刀的不同类型来选择
数控车削车刀常用的一般分为成型车刀，尖型车刀，圆弧形车刀三类．成型车刀也称样板车刀，其加工零件的轮廓形状完全由车刀刀刃的形状和尺寸决定．数控车削加工中，常见的成型车刀有小半径圆弧车刀，非矩形车槽刀和螺纹刀等．在数控加工中，应尽量少用或不用成型车刀；尖形车刀是以直线形切削刃为特征的车刀．这类车刀的刀尖由直线形的主副切削刃构成，如90°内外圆车刀，左右端面车刀，切槽（切断）车刀及刀尖倒棱很小的各种外圆和内孔车刀．尖形车刀几何参数（主要是几何角度）的选择方法与普通车削时基本相同，但应结合数控加工的特点（如加工路线，加工干涉等）进行全面考虑，并应兼顾刀尖本身的强度。
（3）根据粗精车选择车刀
粗车时，首先考虑选择一个尽可能大的背吃刀量a
，其次选择一个较大的进给量
p
可使走刀次数减少，增大进给f，最后确定一个合适的切削进度v 。增大背吃刀量a
p
量f有利于断屑，因此根据以上原则选择粗车切削用量对于提高生产效率，减少刀具
消耗，降低加工成本是有利的；精车时，加工精度和表面粗糙度要求较高，加工余量不大且均匀，因此选择较小（但不太小）的背吃刀量a p 和进给量f ，并选用切削性
能高的刀具材料和合理的几何参数，以尽可能提高切削速度v.
刀具选择的结果如下：
表4.1刀具的切削参数
4.2切削用量的选择
切削用量的大小对切削力、切削功率、刀具磨损、加工质量和加工成本等均有显著影响。选择切削用量时，应在保证加工质量和刀具寿命的前提下，充分发挥机床潜力和刀具切削性能，使切削效率最高，加工成本最低。
在数控程序编制过程中，要在人机交互状态下确定切削用量。因此，编程人员必须熟悉切削用量的确定原则，从而保证零件的加工质量和加工效率，充分发挥数控机床的优点，提高企业的经济效益和生产水平。
选择切削用量，可以有效的提高加工的效率和精度。影响切削条件的因素有：机床、工具、刀具以及工件的刚性；切削速度、切削深度、切削进给率；工件精度和表面粗糙度；切削液的种类、冷却方式；工件材料的硬度及热处理状况；工件数量等。
合理选择切削用量的原则是：粗加工时，一般以提高生产率为主，但也应考虑经加工步骤 刀具切削参数主轴转速
序号 加工内容 刀具规格 n/r.min
1 进给速度
v f /mm.min
类型 材料 1
粗精加工外轮廓 （T01）93°外圆右偏刀 硬质合金 700 200 2 精加工外轮廓
（T02）93°外圆左偏刀 630 160 3 切螺纹退刀槽及工艺槽 （T03）切槽刀
(T05) 工艺槽
500 80 4 车M24螺纹 （T04）60°普通螺纹车 500 800
济性和加工成本；半精加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册，并结合经验而定。
切削用量是指切削速度、切削宽度、主轴转速、进给速度和背吃刀量。切削用量的各参数在编程时都要编入加工程序中，或者在加工前预先调好机床的转速。
（1）切削速度v 增大v是提高生产率的一个重要措施，但v与刀具耐用度的关系比较密切。随着v的增大，刀具耐用度急剧下降，故v的选择主要取决于刀具强度。
（2）切削宽度L 一般与刀具直径d成正比，与切削深度成反比。经济型数控加工中，一般L的取值范围：（0.6～0.9）d。
（3）主轴转速n(r/min) 主轴转速一般根据切削速度来选定，切削速度的快慢直接影响到切削效率。若切削速度过小，则切削时间会加长，降低加工效率；若切削速度太快，虽然可以缩短切削时间，但刀具容易产生高热，影响刀具的寿命和加工质量。轴转速进行倍数调整。
（4）进给量 f 根据工件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和工件的材料进行选择，最大进给量受到机床刚度和进给性能的制约，不同的机床系统，其最大进给量也不同。当加工精度和表面粗糙度质量要求高时，能够控制数控机床的实际进给速度，因此，在数控编程时，可以给定一个比较大的进给速度，而实际加工时由倍率进给确定实际的进给速度。
（5）背吃刀量背吃刀量由机床、夹具、刀具、工件组成的工艺系统的刚度确定。在机床刚度允许的情况下，切削深度应尽可能大，如果不受加工精度的限制，可以使切削深度等于零件的加工余量，这样可以减少走刀次数，提高加工效率。为了保证零件的加工精度和表面粗糙度，一般应留一定的余量进行精加工。数控机床的精加工余量可略小于普通机床。
此外，在安排粗、精车的切削用量时，应注意机床说明书给定的切削用量范围，对于主轴采用交流变频调素的数控车床，由于主轴在低速时输出扭矩降低，应尤其注意此时切削用量的选择。推荐的切削用量数据见表。
表4.2 数控车削用量推荐表
工件材料加工内容背吃刀量切削速度进给量刀具材料碳素钢（小于粗加工5-7 60-80 0.2-0.4
600MPa）粗加工2-3 80-120 0.2-0.4 YT类精加工0.2-0.6 120-150 0.1-02
钻中心孔500-800r/mm
W18CrV 钻孔300 0.1-02
切断（宽度〈5mm）70-110 0.1-02 YT类
铸铁（硬度在200HBS以下）粗加工50-70 0.1-02
YG类精加工70-100 0.1-02
切削（宽度5mm）50-70 0.1-02
4.3 轴类零件加工的定位基准
以工件的中心线定位在轴的加工中，零件各外圆表面的精度，端面对旋转轴线的垂直度，是其相互位置精度的主要项目，这些表面的设计基准一般都是轴的中心线，若用两中心线定位，符合基准重合的原则。中心线不仅是车削时的定位基准，也是其它加工工序的定位基准和检验基准，又符合基准统一原则当采用两中心线定位时，还能够最大限度地在一次装夹中加工出多个外圆和端面。
4.4 夹具的选择
数控加工对夹具主要有两大要求：一是夹具应具有足够的精度和刚度；二是夹具应有可靠的定位基准。选用夹具时，通常考虑以下几点：
（1）尽量选用可调整夹具、组合夹具及其它通用夹具，避免采用专用夹具，以缩短生产准备时间。
（2）在成批生产时才考虑采用专用夹具，并力求结构简单。
（3）装卸工件要迅速方便，以减少机床的停机时间。
（4）夹具在机床上安装要准确可靠，以保证工件在正确的位置上加工。
本次设计采用普通的三爪自动定心卡盘，其工作效率高，使用方便、准确度高。由图4.4所视。
4.5 零件的安装
数控机床上零件的安装方法与普通机床一样，要合理选择定位基准和夹紧方案，
注意以下两点：
（1）力求设计、工艺与编程计算的基准统一，这样有利于编程时数值计算的简便性和精确性。
（2）尽量减少装夹次数，尽可能在一次定位装夹后，加工出全部待加工表面。由于本次设计的零件属于短轴类零件，故采用三爪自定心卡盘装夹。其安装方便、安装精度较高，图4.4所视。
图4.4
典型轴类零件的数控加工工艺设计(doc 29页)
摘要 数控技术是用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的渗透形成的机电一体化产品，即所谓的数字化装备。 本次设计就是进行数控加工工艺设计典型轴类零件，主要侧重于该零件的数控加工工艺和编程，包括完成该零件的工艺规程，主要工序工装设计，并绘制零件图、夹具图等。 通过本次毕业设计，对典型轴类零件的设计又有了深的认识。从而达到了巩固、扩大、深化所学知识的目的，培养和提高了综合分析问题和解决问题的能力以及培养了科学的研究和创新能力。 关键词：数控技术典型轴类零件加工工艺毕业设计
1.引言 数控技术集传统的机械制造技术、计算机技术、成组技术与现代控制技术、传感检测技术、信息处理技术、网络通讯技术、液压气动技术、光机电技术于一体，是现代先进制造技术的基础和核心。数控车床己经成为现代企业的必需品。随着数控技术的不断成熟和发展及市场日益繁荣，其竞争也越来越激烈，人们对数控车床选择也有了更加广阔的范围，对数控机床技术的掌握也越来越高。随着社会经济的快速发展，人们对生活用品的要求也越来越高，企业对生产效率也有相应的提高。数控机床的出现实现了广大人们的这一愿望。数控车削加工工艺是实现产品设计、保证产品的质量、保证零件的精度，节约能源、降低消耗的重要手段。是企业进行生产准备、计划调度、加工操作、安全生产、技术检测和健全劳动组织的重要依据。也是企业对高品质、高品种、高水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。这不但满足了广大消费者的目的，即实现了产品多样化、产品高质量、更新速度快的要求，同时推动了企业的快速发展，提高了企业的生产效率。 数控工艺规程的编制是直接指导产品或零件制造工艺过程和操作方 法的工艺文件，它将直接影响企业产品质量、效益、竞争能力。本文通过对典型轴类零件数控加工工艺的分析，对零件进行编程加工，给出了对于典型零件数控加工工艺分析的方法，对于提高制造质量、实际生产具有一定的意义。根据数控机床的特点，针对具体的零件，进行了工艺方案的分析，工装方案的确定，刀具和切削用量的选择，确定加工顺序和加工路线，数控加工程序编制。通过整个工艺的过程的制定，充分体现了数控设备在保证加工精度，加工效率，简化工序等方面的优势。 本人以严谨务实的认真态度进行了此次设计，但由于知识水平与实际经验有限。在设计中会出现一些错误、缺点和疏漏，诚请各位评审老师提出批评和指正。
目录 摘要 (3) 绪论 (5) 一、选择本课题的目的及意义 (5) 二、数控机床及数控技术的应用与发展 (5) （一）数控机床的应用与发展 (5) （二）数控技术的应用与发展 (6) 三、对课题任务的阐述 (6) 第二章工艺方案分析 (7) 2.2零件图分析及毛坯的选择 (7) 2.3设备的选择 (8) 2.5确定加工方法 (10) 2.6确定加工方案 (10) 第三章确定零件的定位基准和装夹方式 (12) 1．粗基准选择原则 (12) 2．精基准选择原则 (12) 3．定位基准 (12) 4.装夹方式 (12) 第四章工艺过程 (13) 1．工序与工步的划分 (13) 2．工步的划分 (13) 第五章确定加工顺序及进给路线 (14) 1．零件加工必须遵守的安排原则 (14) 2．进给路线 (14) 第六章刀具及切削用量的选择 (14) 6.1选择数控刀具的原则 (14) 6.2选择数控车削用刀具 (15) 6.3设置刀点和换刀点 (16) 6.4切削用量的选择 (16) 1．背吃刀量的选择 (16) 选择背吃刀量： (16) 2．主轴转速的选择 (17) 3．进给量的选取 (17) 4．进给速度的选取 (17) 7.1轴类零件加工工艺分析 (18) 7.2典型轴类零件加工工艺 (20) 7.3加工坐标系设置 (21) 7.4手工编程 (22) 第八章结束语 (25)
第九章致谢词 (26) 参考文献 (27)
摘要 数控技术是用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的渗透形成的机电一体化产品，即所谓的数字化装备，数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，对国计民生的一些重要行业(IT、汽车、医疗、轻工等)的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需要装备的数字化已是现代发展的大趋势。而数控加工技术是随着数控机床的产生、发展而逐步完善起来的一种应用技术，是机械制造业人员长期从事数控加工时间的经验总结。数控加工技术就是用数控机床加工零件的方法。在数控加工中，利用工件的旋转运动和刀具的直线运动或者曲线运动来改变毛坯的尺寸和形状，把毛坯加工成符合精度要求的零件。数控车削加工是利用工件相对于刀具的旋转运动对工件进行切削加工的方法。车削适合加工回转类零件、内外圆锥面、端面、圆弧面、沟槽、螺纹和回转成形面等，所用的刀具主要是车刀。数控车削加工是现代制造技术的典型代表，在制造业的各个领域得到广泛的应用如航天、汽车、精密机械等。总之,它是从零件图纸到获得数控加工程序的全过程。已经成为这些行业不可或缺的加工手段。 关键词：数控技术；车削加工；数控加工工艺；数控编程
轴类零件的加工工艺 绪论 本课题主要研究轴类零件加工过程，加工工艺注意点及改进的方法，通过总结非标件的加工以及典型半成品轴类零件的加工实例来加以说明。现在许多制造最终成品的工厂为了提高机器的某些性能或者降低成本，需要找机械加工厂定做的，常常会因为设备、技术或者工艺规程制定的不是很好，加工出来的部件无法满足使用要求，所以需要一次次的总结，改进加工工艺，从而完善产品。经过总结了生产上出现的问题，写下了这篇论文。 轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一。它在机械中主要用于支承齿轮、带轮、凸轮以及连杆等传动件，以传递扭矩。按结构形式不同，轴可以分为阶梯轴、锥度心轴、光轴、空心轴、曲轴、凸轮轴、偏心轴、各种丝杠等。 图轴的种类 a)光轴 b)空心轴 c)半轴 d)阶梯轴 e)花键轴 f)十字轴 g）偏心轴 h)曲轴 i) 凸轮轴 1 轴类零件的功用、结构特点 轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一。它在机械中主要用于支承齿轮、带轮、凸轮以及连杆等传动件，以传递扭矩。按结构形式不同，轴可以分为阶梯轴、锥度心轴、光轴、空心轴、曲轴、凸轮轴、偏心轴、各种丝杠等。它主要用来支承传动零部件，传递扭矩
和承受载荷。轴类零件是旋转体零件，其长度大于直径，一般由同心轴的外圆柱面、圆锥面、内孔和螺纹及相应的端面所组成。根据结构形状的不同，轴类零件可分为光轴、阶梯轴、空心轴和曲轴等。 轴的长径比小于5的称为短轴，大于20的称为细长轴，大多数轴介于两者之间。 1.1轴类零件的毛坯和材料 1.1.1轴类零件的毛坯 轴类毛坯常用圆棒料和锻件；大型轴或结构复杂的轴采用铸件。毛坯经过加热锻造后，可使金属内部纤维组织沿表面均匀分布，获得较高的抗拉、抗弯及抗扭强度。 根据生产规模的不同，毛坯的锻造方式有自由锻和模锻两种。中小批生产多采用自由锻，大批大量生产时采用模锻。 1.1.2轴类零件的材料 轴类零件材料常用45钢，精度较高的轴可选用40Cr、轴承钢GCr15、弹簧钢65Mn，也可选用球墨铸铁；对高速、重载的轴，选用20Mn2B、20Cr等低碳合金钢或38CrMoAl氮化钢。 45钢是轴类零件的常用材料，它价格便宜经过调质（或正火）后，可得到较好的切削性能，而且能获得较高的强度和韧性等综合机械性能，淬火后表面硬度可达45～52HRC。 40Cr等合金结构钢适用于中等精度而转速较高的轴类零件，这类钢经调质和淬火后，具有较好的综合机械性能。 轴承钢GCr15和弹簧钢65Mn，经调质和表面高频淬火后，表面硬度可达50～58HRC，并具有较高的耐疲劳性能和较好的耐磨性能，可制造较高精度的轴。 精密机床的主轴（例如磨床砂轮轴、坐标镗床主轴）可选用38CrMoAIA氮化钢。这种钢经调质和表面氮化后，不仅能获得很高的表面硬度，而且能保持较软的芯部，因此耐冲击韧性好。与渗碳淬火钢比较，它有热处理变形很小，硬度更高的特性。 2 轴类零件一般加工要求及方法 2.1 轴类零件加工工艺规程注意点
优秀论文审核通过 未经允许切勿外传 毕业论文(设计)任务书 题目：曲轴的数控工艺分析与设计 成绩__________ 姓名陆国豪 班级10261 学号
设计日期：2012年5月 毕业论文(设计)任务书 题目：曲轴的数控工艺分析与设计 成绩__________ 姓名王磊 班级10261 学号
设计日期：2012年5月 摘要 曲轴是汽车发动机的关键零件之一,其性能好坏直接影响到汽 车发 动机的质量和寿命.曲轴在发动机中承担最大负荷和全部功率, 承受 着强大的方向不断变化的弯矩及扭矩，同时经受着长时间高速 运转 的磨损，因此要求曲轴材质具有较高的刚性、疲劳强度和良好 的耐 磨性能。发动机曲轴的作用是将活塞的往复直线运动通过连杆 转化 为旋转运动，从而实现发动机由化学能转变为机械能的输出。 abstract
The crankshaft is one of the key parts of the car engine, the performance of a direct influence on the automobile engine quality and life. The crankshaft engine for maximum load and all of the power, under the direction of the powerful changing bending moment and torque, and suffering from long time reciprocating linear motion through the connecting rod into the rotary motion, thus realize engine by chemical energy into mechanical energy output. 绪论 对轴类零件及夹具结构设前言计，不仅在加深我们对课程基本理论的理而且在加强对解决加工实际问题能力的方面有着很好的促进作用。可以让我们可以够将在湖北职业技术学院机电工程系两年所学知识融会贯通，也使我们在设计过程中不断学习一些新知识。通过毕业设计这个意义重大的课程，可以培养我们广泛查找资料、分析解决问题的能力，使我们养成严
山东华宇职业技术学 院 毕业论文 题目：数控轴类零件加工工艺设计 姓名：高攀 所在学院：山东华宇职业技术学院 专业班级：机械制造及自动化 学号： 20082410127 指导教师：马合 日期：2010.10.25
摘要 随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，数控加工技术对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。而对于数控加工,无论是手工编程还是自动编程，在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析，拟定加工方案，选择合适的刀具，确定切削用量，对一些工艺问题(如对刀点、加工路线等)也需做一些处理。并在加工过程掌握控制精度的方法,才能加工出合格的产品。 本文根据数控机床的特点，针对具体的零件，进行了工艺方案的分析，工装方案的确定，刀具和切削用量的选择，确定加工顺序和加工路线，数控加工程序编制。通过整个工艺的过程的制定，充分体现了数控设备在保证加工精度，加工效率，简化工序等方面的优势。 关键词工艺分析加工方案进给路线控制尺寸
目录 第1章前言 (4) 第2章工艺方案分析 (5) 2.1 零件图 (5) 2.2 零件图分析 (5) 2.3 确定加工方法 (5) 2.4 确定加工方案 (6) 第3章工件的装夹 (7) 3.1 定位基准的选择 (7) 3.2 定位基准选择的原则 (7) 3.3 确定零件的定位基准 (7) 3.4 装夹方式的选择 (7) 3.5 数控车床常用的装夹方式 (7) 3.6 确定合理的装夹方式 (7) 第4章刀具及切削用量 (8) 4.1 选择数控刀具的原则 (8) 4.2 选择数控车削用刀具 (8) 4.3 设置刀点和换刀点 (8) 4.4 确定切削用量 (9) 第5章典型轴类零件的加工 (10) 5.1 轴类零件加工工艺分析 (10) 5.2 典型轴类零件加工工艺 (12) 5.3 加工坐标系设置 (15) 5.4 手工编程 (16)
6.4典型轴类零件加工工艺分析 6.4.1 轴类零件加工的工艺分析 (1)轴类零件加工的工艺路线 1)基本加工路线 外圆加工的方法很多，基本加工路线可归纳为四条。 ① 粗车—半精车—精车 对于一般常用材料，这是外圆表面加工采用的最主要的工艺路线。 ② 粗车—半精车—粗磨—精磨 对于黑色金属材料，精度要求高和表面粗糙度值要求较小、零件需要淬硬时，其后续工序只能用磨削而采用的加工路线。 ③ 粗车—半精车—精车—金刚石车 对于有色金属，用磨削加工通常不易得到所要求的表面粗糙度，因为有色金属一般比较软，容易堵塞沙粒间的空隙，因此其最终工序多用精车和金刚石车。 ④ 粗车—半精—粗磨—精磨—光整加工 对于黑色金属材料的淬硬零件，精度要求高和表面粗糙度值要求很小，常用此加工路线。 2)典型加工工艺路线 轴类零件的主要加工表面是外圆表面，也还有常见的特特形表面，因此针对各种精度等级和表面粗糙度要求，按经济精度选择加工方法。 对普通精度的轴类零件加工，其典型的工艺路线如下： 毛坯及其热处理—预加工—车削外圆—铣键槽—（花键槽、沟槽）—热处理—磨削—终检。 (1)轴类零件的预加工 轴类零件的预加工是指加工的准备工序，即车削外圆之前的工艺。 校直毛坯在制造、运输和保管过程中，常会发生弯曲变形，为保证加工余量的均匀及装夹可靠，一般冷态下在各种压力机或校值机上进行校值， (2) 轴类零件加工的定位基准和装夹
1）以工件的中心孔定位在轴的加工中，零件各外圆表面，锥孔、螺纹表面的同轴度，端面对旋转轴线的垂直度是其相互位置精度的主要项目，这些表面的设计基准一般都是轴的中心线，若用两中心孔定位，符合基准重合的原则。中心孔不仅是车削时的定为基准，也是其它加工工序的定位基准和检验基准，又符合基准统一原则。当采用两中心孔定位时，还能够最大限度地在一次装夹中加工出多个外圆和端面。 2）以外圆和中心孔作为定位基准（一夹一顶）用两中心孔定位虽然定心精度高，但刚性差，尤其是加工较重的工件时不够稳固，切削用量也不能太大。粗加工时，为了提高零件的刚度，可采用轴的外圆表面和一中心孔作为定位基准来加工。这种定位方法能承受较大的切削力矩，是轴类零件最常见的一种定位方法。 3）以两外圆表面作为定位基准在加工空心轴的内孔时，（例如：机床上莫氏锥度的内孔加工），不能采用中心孔作为定位基准，可用轴的两外圆表面作为定位基准。当工件是机床主轴时，常以两支撑轴颈（装配基准）为定位基准，可保证锥孔相对支撑轴颈的同轴度要求，消除基准不重合而引起的误差。 4）以带有中心孔的锥堵作为定位基准在加工空心轴的外圆表面时，往往还采用代中心孔的锥堵或锥套心轴作为定位基准，见图6.9所示。 锥堵或锥套心轴应具有较高的精度，锥堵和锥套心轴上的中心孔即是其本身制造的定位基准，又是空心轴外圆精加工的基准。因此必须保证锥堵或锥套心轴上锥面与中心孔有较高的同轴度。在装夹中应尽量减少锥堵的安装此书，减少重复安装误差。实际生产中，锥堵安装后，中途加工一般不得拆下和更换，直至加工完毕。 图 6.9 锥堵和锥套心轴 a)锥堵 b）锥套心轴
阶梯轴加工工艺过程分析 图6—34为减速箱传动轴工作图样。表6—13为该轴加工工艺过程。生产批量为小批生产。材料为45热轧圆钢。零件需调质。
（一）结构及技术条件分析 该轴为没有中心通孔的多阶梯轴。根据该零件工作图，其轴颈M、N，外圆P,Q及轴肩G、H、I有较高的尺寸精度和形状位置精度，并有较小的表面粗糙度值，该轴有调质热处理要求。 （二）加工工艺过程分析 1．确定主要表面加工方法和加工方案。
传动轴大多是回转表面，主要是采用车削和外圆磨削。由于该轴主要表面M,N,P,Q的公差等级较高（IT6），表面粗糙度值较小（Ra0.8μm），最终加工应采用磨削。其加工方案可参考表3-14。 2．划分加工阶段 该轴加工划分为三个加工阶段，即粗车（粗车外圆、钻中心孔），半精车（半精车各处外圆、台肩和修研中心孔等），粗精磨各处外圆。各加工阶段大致以热处理为界。 3．选择定位基准 轴类零件的定位基面，最常用的是两中心孔。因为轴类零件各外圆表面、螺纹表面的同轴度及端面对轴线的垂直度是相互位置精度的主要项目，而这些表面的设计基准一般都是轴的中心线，采用两中心孔定位就能符合基准重合原则。而且由于多数工序都采用中心孔作为定位基面，能最大限度地加工出多个外圆和端面，这也符合基准统一原则。 但下列情况不能用两中心孔作为定位基面： （1）粗加工外圆时，为提高工件刚度，则采用轴外圆表面为定位基面，或以外圆和中心孔同作定位基面，即一夹一顶。 （2）当轴为通孔零件时，在加工过程中，作为定位基面的中心孔因钻出通孔而消失。为了在通孔加工后还能用中心孔作为定位基面，工艺上常采用三种方法。 ①当中心通孔直径较小时，可直接在孔口倒出宽度不大于2mm的60o内锥面来代替中心孔；
单位代码 学号 分类号 密级 毕业论文 轴类零件的数控加工工艺及编程 院（系）名称工学院机械系 专业名称数控技术 学生姓名 指导教师 2011 年4月17日
黄河科技学院毕业论文开题报告表 课题来源：（1）教师拟订；（2）学生建议；（3）企业和社会征集；（4）科研单位提供 课题类型：（1）A—工程设计（艺术设计）；B—技术开发；C—软件工程；D—理论研究；E—调研报告（2）X—真实课题；Y—模拟课题；Z—虚拟课题 要求（1）、（2）均要填，如AY、BX等。
轴类零件的数控加工工艺及编程 摘要 轴类零件在整个制造工业中发挥着重要作用。在汽车领域起着连接动力装置和运动装置的部位，在重型机械领域，起着传动动力，吊卸重物的重要组成部分等。阶梯轴作为轴类零件的一种，在整个轴类零件中也扮演着重要角色。现根据其零件特性，对其加工过程作详细分析，具体过程将在正文中得以说明，确定了加工过程中所选刀具的种类、型号及其注意事项，并总结出该轴类零件的加工过程。 关键词：数控车床加工加工刀具加工工艺数控编程
CNC lathe failure analysis and maintenance of Maintenance Technology Author XXX Tutor :XX Abstract Abstract: a high precision CNC machine tools Zuowei automation equipment, its ability to secure reliable operation, the machine depends largely on the proper use and daily maintenance, machine tool Zhang Qi Weiliaobaozheng safe and stable operation, maintenance Fei Yong Jiang Di, discover and eliminate risks, thereby enhancing the economic efficiency of enterprises. Maintenance of CNC machine tools through a typical daily work highlighted several practical fault diagnosis, repair and maintenance method for your reference. Keywords:CNC machine tools, automation, diagnostics, maintenance, service
阶梯轴加工工艺过程分析? 图6—3４为减速箱传动轴工作图样。表6—1３为该轴加工工艺过程。生产批量为小批生产。材料为４5热轧圆钢。零件需调质。
（一)结构及技术条件分析??该轴为没有中心通孔的多阶梯轴。根据该零件工作图，其轴颈M、N，外圆P，Q及轴肩Ｇ、Ｈ、I有较高的尺寸精度和形状位置精度，并有较小的表面粗糙度值，该轴有调质热处理要求。?
(二)加工工艺过程分析? １．确定主要表面加工方法和加工方案。 传动轴大多是回转表面,主要是采用车削和外圆磨削。由于该轴主要表面Ｍ，N,Ｐ，Ｑ的公差等级较高（IＴ6），表面粗糙度值较小(Ra0.8μm)，最终加工应采用磨削。其加工方案可参考表３-1４。 ２．划分加工阶段 该轴加工划分为三个加工阶段，即粗车（粗车外圆、钻中心孔），半精车（半精车各处外圆、台肩和修研中心孔等)，粗精磨各处外圆。各加工阶段大致以热处理为界。 3.选择定位基准 轴类零件的定位基面,最常用的是两中心孔。因为轴类零件各外圆表面、螺纹表面的同轴度及端面对轴线的垂直度是相互位置精度的主要项目，而这些表面的设计基准一般都是轴的中心线,采用两中心孔定位就能符合基准重合原则。而且由于多数工序都采用中心孔作为定位基面，能最大限度地加工出多个外圆和端面,这也符合基准统一原则。 但下列情况不能用两中心孔作为定位基面: ?(１)粗加工外圆时,为提高工件刚度，则采用轴外圆表面为定位基面，或以外圆和中心孔同作定位基面，即一夹一顶。? (２)当轴为通孔零件时,在加工过程中,作为定位基面的中心孔因钻出通孔而消失。为了在通孔加工后还能用中心孔作为定位基面,工艺上常采用三种方法。 ①当中心通孔直径较小时，可直接在孔口倒出宽度不大于２ｍm的60o内锥面来代替中心孔;
数控机床轴类零件加工工 艺分析 Prepared on 22 November 2020
X X X学院 毕业 设计 任务书 论文 机械工程系数控技术专业 XX 班 毕业设计 题目 数控机床轴类零件加工工艺分析论文 专题题目 数控机床轴类零件加工工艺分析 发题日期：2010年11月15日设计、论文自2010年11月20日完成期限：至2010年月日答辩日期：2010年月日 学生姓名： 指导教师： 系主任：
毕业设计版权使用授权书 本人完全了解云南机电职业技术学院关于收集、保存、使用毕业设计的规定，同意如下各项内容：按照学校要求提交毕业设计的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存毕业设计；学校有权提供目录检索以及提供本
毕业设计全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交毕业设计的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制毕业设计的部分或全部内容用于学术活动。 作者签名： 年月日 作者签名： 年月日 摘要 世界制造业转移，中国正逐步成为世界加工厂。美国、德国、韩国等国家已经进入发展的高技术密集时代与微电子时代，钢铁、机械、化工等重化工业发展中期。 由于数控机床综合应用了电子计算机、自动控制、伺服系统、精密检测与新型机械结构等方面的技术成果，具有高的高柔性、高精度与高度自动化的特点，因此，采用数控加工手段，解决了机械制造中常规加工技术难以解决甚至无法解决的单件、小批量，特别是复杂型面零件的加工，应用数控加工技术是机械制造业的一次技术革命，使机械制造的发展进入了一个新的阶段，提高了机械制造业的制造水平，为社会提供高质量，多品种及高可靠性的机械产品。 本次设计主要是对数控加工工艺进行分析与具体零件图的加工，首先对数控加工技术进行了简单的介绍，然后根据零件图进行数控加工分析。第一，根据本零件材料的加工工序、切削用量以及其他相关因素选用刀具及
上海震旦职业学院 题目：数控轴类复合零件加工及工艺设计 系别：机械电子工程系 专业：数控技术专业 班级： 学生姓名： 学号： 指导教师：程晓 日期：
目录 一、数控的概况 (1) （一）国内外数控系统发展概况 (1) （二）性能发展方向 (1) （三）功能发展方向 (2) （四）体系结构的发展 (2) 二、零件图及工艺分析 (3) （一）零件图 (3) （二）工艺分析 (3) 1.机床的选择及介绍 (4) 2.刀具的选择和切削参数 (4) 3.夹具的选择 (5) 4.夹具的类型 (6) 5.零件的安装 (6) 三、零件的加工工艺规程 (7) （一）数控加工工序 (7) （二）零件工艺单 (7) 四、加工程序及其备注 (8) 五、结论 (15) 参考文献 (16) 致谢 (16) 诚信说明 (16)
数控车床零件加工及工艺设计 一、数控的概况 （一）国内外数控系统发展概况 随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，各工业发达国家投入巨资，对现代制造技术进行研究开发，提出了全新的制造模式。在现代制造系统中，数控技术是关键技术，它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。目前，数控技术正在发生根本性变革，由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上，数控系统实现了超薄型、超小型化；在智能化基础上，综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术，数控系统实现了高速、高精、高效控制，加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数，实现了在线诊断和智能化故障处理；在网络化基础上，CAD/CAM与数控系统集成为一体，机床联网，实现了中央集中控制的群控加工。 （二）性能发展方向 1.高速高精高效化 速度、精度和效率是机械制造技术的关键性能指标。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系统以及带高分辨率绝对式检测元件的交流数字伺服系统，同时采取了改善机床动态、静态特性等有效措施，机床的高速高精高效化已大大提高。 2.柔性化 包含两方面：数控系统本身的柔性，数控系统采用模块化设计，功能覆盖面大，可裁剪性强，便于满足不同用户的需求；群控系统的柔性，同一群控系统能依据不同生产流程的要求，使物料流和信息流自动进行动态调整，从而最大限度地发挥群控系统的效能。 3.工艺复合性和多轴化 以减少工序、辅助时间为主要目的的复合加工，正朝着多轴、多系列控制功能方向发展。数控机床的工艺复合化是指工件在一台机床上一次装夹后，通过自动换刀、
轴类零件机械加工工艺规程设计 零件图七
摘要 本设计所选的题目是有关轴类零件的设计与加工，通过设计编程，最终用数控机床加工出零件，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，它是运用数控原理，数控工艺，数控编程，制图软件和数控机床实际操作等专业知识对零件进行设计，是对所学专业知识的一次全面训练。熟悉设计的过程有利于对加工与编程的具体掌握，通过设计会使我们学会相关学科的基本理论，基本知识，进行综合的运用，同时还会对本专业有较完善的系统的认识，从而达到巩固，扩大，深化知识的目的。 此次设计也是我们走出校园之前学校对我们的最后一次全面的检验以及提高我们的素质和能力。毕业设计和完成毕业论文也是我们获得毕业资格的必要条件。 设计是以实践为主，理论与实践相结合的，通过对零件的分析与加工工艺的设计，提高我们对零件图的分析能力和设计能力。达到一个毕业生应有的能力，使我们在学校所学的各项知识得以巩固，以更好的面对今后的各种挑战。 此次设计主要是围绕设计零件图七的加工工艺及操作加工零件来展开的，我们在现有的条件下保证质量，加工精度及以及生产的经济成本来完成，对我们来说具有一定的挑战性。其主要内容有：分析零件图，确定生产类型和毛坯，确定加工设备和工艺设备，确定加工方案及装夹方案，刀具选择，切削用量的选择与计算，数据处理，对刀点和换刀点的确定，加工程序的编辑，加工时的实际操作，加工后的检验工作。撰写参考文献，组织附录等等。 关键词 加工工艺、工序、工步、切削用量：切削速度（m/min）、切削深度（mm）、进给量（mm/n、mm/r）。
典型轴类零件的数控加工工艺编制数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行操纵的技术，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的渗透形成的机电一体化产品，即所谓的数字化装备。 本次设计确实是进行数控加工工艺设计典型轴类零件，要紧侧重于该零件的数控加工工艺和编程，包括完成该零件的工艺规程，要紧工序工装设计，并绘制零件图、夹具图等。 通过本次毕业设计，对典型轴类零件的设计又有了深的认识。从而达到了巩固、扩大、深化所学知识的目的，培养和提高了综合分析咨询题和解决咨询题的能力以及培养了科学的研究和创新能力。 关键词：数控技术典型轴类零件加工工艺毕业设计
摘要 (1) 目录 (2) 1.引言 (3) 1.引言 (3) 2.零件分析 (4) 2.1毛坯的选择 (4) 2.2 机床的选择 (4) 3.零件图加工艺分析 (7) 3.1零件的工艺分析 (7) 3.2 零件的加工工艺设计 (11) 4.零件图加工程序编写 (21) 4.1零件左端加工程序编写 (21) 4.2零件右端加工程序编写 (22) 5. 程序调试 (25) 致谢 (26) 参考文献 (27)
数控技术集传统的机械制造技术、运算机技术、成组技术与现代操纵技术、传感检测技术、信息处理技术、网络通讯技术、液压气动技术、光机电技术于一体，是现代先进制造技术的基础和核心。数控车床己经成为现代企业的必需品。随着数控技术的不断成熟和进展及市场日益繁荣，其竞争也越来越猛烈，人们对数控车床选择也有了更加宽敞的范畴，对数控机床技术的把握也越来越高。随着社会经济的快速进展，人们对生活用品的要求也越来越高，企业对生产效率也有相应的提高。数控机床的显现实现了宽敞人们的这一愿望。数控车削加工工艺是实现产品设计、保证产品的质量、保证零件的精度，节约能源、降低消耗的重要手段。是企业进行生产预备、打算调度、加工操作、安全生产、技术检测和健全劳动组织的重要依据。也是企业对高品质、高品种、高水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。这不但满足了宽敞消费者的目的，即实现了产品多样化、产品高质量、更新速度快的要求，同时推动了企业的快速进展，提高了企业的生产效率。 数控工艺规程的编制是直截了当指导产品或零件制造工艺过程和操作方法的工艺文件，它将直截了当阻碍企业产品质量、效益、竞争能力。本文通过对典型轴类零件数控加工工艺的分析，对零件进行编程加工，给出了关于典型零件数控加工工艺分析的方法，关于提高制造质量、实际生产具有一定的意义。依照数控机床的特点，针对具体的零件，进行了工艺方案的分析，工装方案的确定，刀具和切削用量的选择，确定加工顺序和加工路线，数控加工程序编制。通过整个工艺的过程的制定，充分表达了数控设备在保证加工精度，加工效率，简化工序等方面的优势。 本人以严谨务实的认真态度进行了此次设计，但由于知识水平与实际体会有限。在设计中会显现一些错误、缺点和疏漏，诚请各位评审老师提出批判和指正。
一、轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一。它主要用来支承传动零部件，传递扭矩 和承受载荷。轴类零件是旋转体零件，其长度大于直径，一般由同心轴的外圆柱面、圆锥面、内孔和螺纹及相应的端面所组成。根据结构形状的不同，轴类零件可分为光轴、阶梯轴、空心轴和曲轴等。 轴的长径比小于5的称为短轴，大于20的称为细长轴，大多数轴介于两者之间。 轴用轴承支承，与轴承配合的轴段称为轴颈。轴颈是轴的装配基准，它们的精度和表面质量一般要求较高，其技术要求一般根据轴的主要功用和工作条件制定，通常有以下几项： (一)尺寸精度起支承作用的轴颈为了确定轴的位置，通常对其尺寸精度要求较高 （IT5～IT7）。装配传动件的轴颈尺寸精度一般要求较低（IT6～IT9）。 (二)几何形状精度轴类零件的几何形状精度主要是指轴颈、外锥面、莫氏锥孔等的 圆度、圆柱度等，一般应将其公差限制在尺寸公差范围内。对精度要求较高的内外圆表面，应在图纸上标注其允许偏差。 (三)相互位置精度轴类零件的位置精度要求主要是由轴在机械中的位置和功用决定 的。通常应保证装配传动件的轴颈对支承轴颈的同轴度要求，否则会影响传动件（齿轮等）的传动精度，并产生噪声。普通精度的轴，其配合轴段对支承轴颈的径向跳动一般为0.01～0.03mm，高精度轴（如主轴）通常为0.001～0.005mm。 (四)表面粗糙度一般与传动件相配合的轴径表面粗糙度为Ra2.5～0.63μm，与轴承相 配合的支承轴径的表面粗糙度为Ra0.63～0.16μm。 一、概述 (一)、轴类零件的功用与结构特点 1、功用：为支承传动零件（齿轮、皮带轮等）、传动扭矩、承受载荷，以及保证装在主轴上的工件或刀具具有一定的回转精度。 2、2、分类：轴类零件按其结构形状的特点，可分为光轴、阶梯轴、空心 轴和异形轴（包括曲轴、凸轮轴和偏心轴等）四类。
典型轴类零件数控加工工艺设计 姓名：邢荣腾 职业：数控车工 身份证号：3723717 鉴定等级：技师 单位：济南铁路高级技工学校 二〇一一年十二月
在机械制造工业中并不是所有的产品零件都具有很大的批量，单件与小批量生产的零件（批量在10～100件）约占机械加工总量的80%以上。尤其是在造船、航天、航空、机床、重型机械以及国防工业更是如此。 为了满足多品种，小批量的自动化生产，迫切需要一种灵活的，通用的，能够适用产品频繁变化的柔性自动化机床。数控机床就是在这样的背景下诞生与发展起来的。它为单件、小批量生产的精密复杂零件提供了自动化的加工手段。 根据国家标准ＧＢ／Ｔ８１２９－１９９７，对机床数字控制的定义：用数字控制的装置（简称数控装置），在运行过程中，不断地引入数字数据，从而对某一生产过程实现自动控制，叫数字控制，简称数控。用计算机控制加工功能，称计算机数控（computerized numerical ，缩写ＣＮＣ）。 数控机床即使采用了数控技术的机床，或者说装备了数控系统的机床。从应用来说，数控机床就是将加工过程所需的各种操作（如主轴变速、松加工件、进刀与退刀、开车与停车、选择刀具、供给切削液等）和步骤，以及刀具与工件之间的相对位移量都用数字化的代码来表示，通过控制介质将数字信息送入专用的或通用的计算机，计算机对输入的信息进行处理与运算，发出各种指令来控制机床的伺服系统或其他执行元件，是机床自动加工出所需要的零件。
一．前言 (2) 二．摘要 (4) 三．零件图工艺分析 (4) 四．数控加工工艺基本特点 (6) 五．设备选择 (6) 六．确定零件的定位基准和装夹方式 (7) 七．加工方法的选择和加工方案的确定 (9) 八．确定加工顺序及进给路线 (10) 九．刀具的选择 (10) 十．切削用量的选择 (11) 十一. 编程误差及其控制 (15) 十二．程序编制及模拟运行、零件加工、精度自检 (15) 结束语 (19)
以下文档格式全部为word格式，下载后您可以任意修改编辑。 毕业论文(设计)任务书 题目：曲轴的数控工艺分析与设成绩__________ 姓名陆国豪 班级10261 学号 指导老师谢超明 设计日期：2012年5月
毕业论文(设计)任务书 题目：曲轴的数控工艺分析与设成绩__________ 姓名王磊 班级10261 学号 指导老师谢超明 设计日期：2012年5月摘要曲轴是汽车发动机的关键零件之一,其性能好坏直接影响到汽 车发 动机的质量和寿命.曲轴在发动机中承担最大负荷和全部功率, 承受 着强大的方向不断变化的弯矩及扭矩，同时经受着长时间高速
运转 的磨损，因此要求曲轴材质具有较高的刚性、疲劳强度和良好 的耐 磨性能。发动机曲轴的作用是将活塞的往复直线运动通过连杆 转化 为旋转运动，从而实现发动机由化学能转变为机械能的输出。 abstract The crankshaft is one of the key parts of the car engine, the performance of a direct influence on the automobile engine quality and life. The crankshaft engine for maximum load and all of the power, under the direction of the powerful changing bending moment and torque, and suffering from long time reciprocating linear motion through the connecting rod into the rotary motion, thus realize engine by chemical energy into mechanical energy output.绪论对轴类零件及夹具结构设前言计，不仅在加深我们对课程基本理论的理而且在加强对解决加工实际问题能力的方面有着很好的促进作用。可以让我们可以够将在湖北职业技术学院
数控轴类零件加工工艺设计毕业论文 目录 第1章前言 (1) 第2章工艺方案分析 (2) 2.1 零件图 (2) 2.2 零件图分析 (2) 2.3 确定加工方法 (2) 2.4 确定加工方案 (2) 第3章 (4) 3.1 定位基准的选择 (4) 3.2 定位基准选择的原则 (4) 3.3 确定零件的定位基准 (4) 3.4 装夹方式的选择 (4) 3.5 数控车床常用的装夹方式 (4) 3.6 确定合理的装夹方式 (4) 第4章刀具及切削用量 (5) 4.1 选择数控刀具的原则 (5) 4.2 选择数控车削用刀具 (5) 4.3 设置刀点和换刀点 (6) 4.4 确定切削用量 (6) 第5章典型轴类零件的加工 (7) 5.1 轴类零件加工工艺分析 (7) 5.2 典型轴类零件加工工艺 (9) 5.3 加工坐标系设置 (11) 5.4 手工编程 (12) 第6章结束语 (15) 第7章致谢词 (16) 参考文献 (17)
第一章前言 在机械加工工艺教学中，机械制造专业学生及数控技术专业学生都要学习数控车床操作技术。让学生了解相关工种的先进技术，同时培养工作岗位的前瞻性。数控车工基础工艺理论及技能有机融合，包括夹具的使用、量具的识读和使用、刃具的刃磨及使用、基准定位等，分类叙述了车床操作、数控车床自动编程仿真操作、数控车床编程与操作的初、中级容。以机械加工中车工工艺学与数控车床技能训练密切结合为主线，常用量具识读及工件测量、刀具及安装、工件定位与安装、金属切削过程及精加工，较清晰地展示了数控车工必须掌握的知识和技能的训练途径。对涉及与数控专业相关的基础知识、专业计算，都进行了有针对性的论述，目的在于塑造理论充实、技能扎实的专业技能型人才。 本文以与切削用量的选择，工件的定位装夹，加工顺序和典型零件为例，结合数控加工的特点，分别进行工艺方案分析，机床的选择，刀具加工路线的确定，数控程序的编制，最终形成可以指导生产的工
典型轴类零件加工工艺分 析 Revised final draft November 26, 2020
阶梯轴加工工艺过程分析 图6—34为减速箱传动轴工作图样。表6—13为该轴加工工艺过程。生产批量为小批生产。材料为45热轧圆钢。零件需调质。 （一）结构及技术条件分析该轴为没有中心通孔的多阶梯轴。根据该零件工作图，其轴颈M、N，外圆P,Q及轴肩G、H、I有较高的尺寸精度和形状位置精度，并有较小的表面粗糙度值，该轴有调质热处理要求。（二）加工工艺过程分析1．确定主要表面加工方法和加工方案。 传动轴大多是回转表面，主要是采用车削和外圆磨削。由于该轴主要表面M,N,P,Q的公差等级较高（IT6），表面粗糙度值较小（μm），最终加工应采用磨削。其加工方案可参考表3-14。 2．划分加工阶段 该轴加工划分为三个加工阶段，即粗车（粗车外圆、钻中心孔），半精车（半精车各处外圆、台肩和修研中心孔等），粗精磨各处外圆。各加工阶段大致以热处理为界。 3．选择定位基准 轴类零件的定位基面，最常用的是两中心孔。因为轴类零件各外圆表面、螺纹表面的同轴度及端面对轴线的垂直度是相互位置精度的主要项目，而这些表面的设计基准一般都是轴的中心线，采用两中心孔定位就能符合基准重合原则。而且由于多数工序都采用中心孔作为定位基面，能最大限度地加工出多个外圆和端面，这也符合基准统一原则。但下列情况不能用两中心孔作为定位基面：（1）粗加工外圆时，为提高工件刚度，则采用轴外圆表面为定位基面，或以外圆和中心孔同作定位基面，即一夹一顶。（2）当轴为通孔零件时，在加工过程中，作为定位基面的中心孔因钻出通孔而消失。为了在通孔加工后还能用中心孔作为定位基面，工艺上常采用三种方法。 ①当中心通孔直径较小时，可直接在孔口倒出宽度不大于2mm的60o内锥面来代替中心孔； ②当轴有圆柱孔时，可采用图6—35a所示的锥堵，取1∶500锥度；当轴孔锥度较小时，取锥堵锥度与工件两端定位孔锥度相同；
毕业设计说明书 （格式） 课题名称 系别 专业 班级 姓名 学号 指导教师
随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，数控加工技术对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为效率和质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。而对于数控加工，无论是手工编程还是自动编程，在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析，拟定加工方案，选择合适的刀具，确定切屑用量，对一些工艺问题（如对刀点、加工路线等）也需要做一些处理，并在加工过程掌握控制精度的方法，才能加工出合格的产品。 本文根据数控机床的特点。针对具体的零件，进行了工艺方案的分析，工装方案的确定，刀具和切屑用量的选择，确定加工顺序和加工路线，数控加工程序编制。通过整个工艺的过程的制定，充分体现了数控设备在保证加工精度、加工效率、简化工序等方面的优势。 关键词工艺分析加工方案进给路线控制尺寸
第1章前言 第2章工艺方案的分析 2.1 零件图 2.2 零件图分析 2.3 零件技术要求分析 2.4 确定加工方法 2.5 确定加工方案 第3章工件的装夹 3.1 定位基准的选择 3.2 定位基准选择的原则 3.3 确定零件的定位基准 3.4 装夹方式的选择 3.5 数控车床常用的装夹方式 3.6 确定合理装夹方式 第4章刀具及切削用量 4.1 选择数控刀具的原则 4.2 选择数控车削刀具 4.3 设置刀点和换刀点 4.4 确定切削用量 第5章轴类零件的加工
5.1 轴类零件加工工艺分析 5.2 轴类零件加工工艺 5.3 加工坐标系设置 5.4 保证加工精度方法 第6章数控加工程序 第6章结束语 第7章致谢词 参考文献