轴套类零件数控编程工艺设计及分析.docx

毕业设计摘要本文主要讲述轴套零件的数控车削加工工艺和其数控编程，首先说明了数控技术的目前的地位和前景，简单的介绍什么是数控技术，接下来进行了本次设计的轴套零件图的工艺分析，紧接着是选择确定本次零件的加工工序要用到哪些车削刀具完成了这些必要的前期工作后，按照要求制定了出加工零件合理的工艺路线，并拟定了了零件的切削参数；然后编写出零件的数控加工程序，最后是我对完成这次毕业设计的感想和收获并进行致谢关键词:数控加工；零件分析；宏程序；数控编程 目录前言 3第1章 零件图纸分析 41.1零件图 41.2 零件图分析 41.3确定加工方法 5第2章 工艺规程设计 62.1毛坯的选择 62.2定位基准的选择 62.3选择装夹方式 72.4 工、量具的选择 72.5加工顺序的原则 82.6加工顺序的确定 8第3章 制作工艺卡片 93.1合理选择刀具 93.2计算切削用量 93.3工艺过程卡片 11第4章 宏程序的编写 134.1宏程序简介 134.2编写宏程序 13第5章 数控仿真 155.1数控仿真加工前的准备 155.2仿真加工 16结束语 19参考文献 20致谢 21附录 22前言数控技术是利用计算机控制各个机械运动部件，利用各种刀具对毛坯料进行加工的技术，它能够大大减少人们的单位劳动时间，提高社会生产效率。

使得成品的制作和改良周期缩短，推动社会的进步数控技术能够大量减少企业的生产成本，如果要改变产品的的形状和尺寸，只需要修改零件的数控程序，方便了新产品的快速研制和改型数控加工的成品质量稳定，具有相当高的加工精度，产品的重复精度也高，符合现代高精度零件的生产加工要求随着数控技术的不断研发更新和应用面的快速增长，对各个国家的一些重要行业，比如国防、交通等的行业发展起着加速推动科技升级的重要作用，这些行业装备先进的数控机床已是现代发展的必然要求本次设计的拥有较高精密度轴套零件的加工涉及到数控知识的很多方面能够做到掌握分析零件的能力；能够合理选用毛坯和刀具；掌握数控车床常见指令的综合使用能力；能够综合运用知识以对轴类零件的加工工艺进行分析；能使用常见的夹具和数控车床；能熟练掌握操作机床和编写程序的能力轴套类零件加工方案的技能主要在于外圆，带圆弧、深孔、内螺纹的零件编程加工，能够熟练进行较高精度的车削这些全是学习和操作数控机床必须掌握的基础知识和技能，比较全面地检验是否能够解决实际操作时的各种困难2第1章 零件图纸分析1.1零件图图1-1 轴套零件 技术要求：（1）锐角倒钝、去除毛刺飞边；（2）未注倒角为1×45°；（3）未注形状公差应符合GB1184-80的要求；（4）零件加工完成后不能有划痕、毛刺等表面缺陷。

1.2 零件图分析 在生产零件之前，操作人员需要认真的观察辨识零件图的各个细节和要求，确定它的形状、尺寸和技术要求因此，从以下五个角度开始分析1）零件的构成分析该零件外表面从左到右分别由圆柱面、圆锥面、逆圆弧面、顺圆弧面、椭圆等几何要素构成从剖面可观察到有孔、螺纹、沟槽等组成2）尺寸精度此零件主要加工IT7级以下的精度，而IT7具有比较高的精度要求，如零件图上Φ50及Φ40.3精度要求较高，需要通过粗精加工结合的方式获得符合要求的加工面零件加工的难点是椭圆的加工和符合要求的螺纹加工进行非圆曲线加工时，需要利用宏程序编程3）形位公差形状和位置公差简称形位公差机械加工后零件的实际要素相对于理想要素总有误差，因此通过形位公差来约束零件的成品质量4）表面粗糙度表面粗糙度引起的磨耗对零件的使用寿命具有很大影响表面粗糙度越小零件接触面积就越大，压强越小就有越少的磨损，零件使用寿命会延长，但加工费增加，因此表面粗糙度应该正确地选用图中两处粗糙度需要Ra1.6，其余按照Ra3.2处理，Ra1.6要求较高，在加工中安排精车外圆，从而满足零件对粗糙度的要求（5）其他技术要求零件图纸中经常会出现一些其他技术的要求，例如材料热处理、未注的倒角及圆角、公差按照GB/T1804-m执行，加工工艺的制定中需要符合这些技术要求。

1.3确定加工方法好的加工方法能够保证零件符合要求的加工精度，选择尽量减少刀具空行路程和尽可能少的装夹次数，提高工作效率数控机床加工过程中切削刃与零件的相对运动轨迹形成加工路线 对于表面加工方法的正确选择，通常先根据零件图纸的表面的加工精度和表面粗糙度要求，制定加工方法 零件加工前，先车毛坯外圆使得棒料具有较高的同轴度，这时再进行端面的精车，保证零件的长度符合要求由于左端便于装夹，应该先进行左端的加工在交换装夹方向后相交的面，需要在加工时进行机械间隙补偿，以保证相交的轮廓的正确性加工时，用三爪自定心卡盘定心夹紧已经车好外圆的毛坯调头后需要重新确定工件原点，使得程序中编程原点要与工件原点相对应第2章 工艺规程设计2.1毛坯的选择毛坯是依照零件的形状和技术要求（工艺性、机械性能等）选取的材料，正确地选择毛坯能使生产加工更有效率45#钢因为具备良好的综合机械性能，被广泛使用在各种结构零件，比如在不断变化负荷下工作的连杆、齿轮、轴等所以本次的零件使用45#钢作为毛坯通过零件图纸分析，设置零件毛坯（单位mm），如图2-1所示图2-1 零件毛坯简图2.2定位基准的选择定位基准是零件在定位时所依据的，在加工中确定工件位置所采用的基准。

它分为粗基准和精基准零件上的设计基准一般作为定位基准在一次装夹中关键精度位置应该能够尽可能多的被加工完成，这样能减少各个加工位置的相对误差定位基准分为粗基准和精基准选择粗基准应掌握以下五个基本原则：（1）保证工件加工表面与不加工表面的精度，选择不加工表面作为粗基准；（2）保证重要表面的余量均匀；（3）选择余量最小的表面未粗基准；（4）选择平整光洁的表面作为粗基准；（5）不重复使用粗基准对于数控加工中精基准的选择对于工件加工所得的精度及加工质量也尤为重要选择精基准也应掌握基本原则轴套零件首次加工使用毛坯外圆作为加工基准，加工出Φ36外圆台阶后掉头装夹，以直径Φ36外圆为精基准加工出另一Φ50端面，符合基准选择原则，有利与保证加工精度，减少产品报废率在拟定零件加工的工艺规程时，工件定位基准的准确选择是重要的一环为了能够不影响零件加工的位置精度，并且能够方便制定零件各加工表面的最优加工顺序，应该合理地选择定位基准合理选择定位基准能够保证零件加工的精度的要求，以能够简化零件加工的工序，显著提高作业效率效率越高收益越大，不但能降低企业的生产成本，由于对原料和能源的利用效率提高，更是对环境保护起着推动作用本次设计的零件为规则的回转型零件，其坐标原点可设在轴的两端面中心上，这样方便编程坐标的计算。

这样的零件很适合在数控车床上加工2.3选择装夹方式合理地选择夹具应该尽可能用通用的夹具这样装夹工件能减少操作的步骤并降低成本，为了减少定位的误差应尽量使得零件的定位基能够重叠在一起由于零件没有较高的同轴度要求,，因此采用三爪自定心卡盘装卡,如图2-2所示图2-2 夹具由于主轴带动工件高速地旋转，进行车削时工件会受到很大的切削力为了确保工件不被很大切削力作用而产生位移，需将工件夹紧夹牢，使其在加工过程始终保持正确的位置合理的选择工件装夹方式能够使零件加工质量得到提高，而且对生产效率、操作安全都有直接且积极的影响此零件右端为连续圆弧面而且有比较容易损坏的外螺纹，三爪卡盘不能够牢固地装夹，所以应该先加工左端而左端加工好后的36mm外圆表面具有很大地有效长度可以作为装夹表面加工好左端后再掉头加工比较短的外螺纹和连续圆弧面，这样能够减少加工误差和加工工序 2.4 工、量具的选择加工零件时，需要用到很多辅助工具，比如夹紧卡盘的套筒，测量长度的游标卡尺、测量内孔直径的内径千分尺等等，加工零件所需选用的加工工具、量具见下表2-3表2-3 工具、量具表序号名称规格精度/mm数量1游标卡尺0~150mm0.0212内径千分尺0~150mm0.0113外径千分尺25~50mm0.0114计算器个0.0115通规止规套0.0516其他辅助工具刀具垫片、套筒、抹布等2.5加工顺序的原则加工顺序的安排应该按毛坯的形状和零件的结构决定。

数控车削加工顺序应按照加工原则确定，以下是确定加工顺序的五个原则 （1）基面先行原则 想要装夹误差达到尽可能的小，则需要越精确的定位基准装夹面所以先进行手动车Φ55毛坯外圆，进行半精加工，保证零件的同轴度，加工好后精车端面保证140mm的总长，这样的工序提供了一定精度的基准和牢固且适当的的夹紧表面 （2）先粗后精 加工零件时应该先进行粗加工，进行精加工前可以安排半精加工穿插在其中，比如粗加工后可以进行切槽、倒角、钻孔等加工步骤，这样能充分消除粗加工时产生的工件内应力3）先近后远 先近后远的加工顺序能够减少走刀的路程、换刀的次数，装夹的次数，以减少车床震动、换刀和重新定位所引起的误差所以从Z=0开始向负方向加工，这样有利于保持毛坯件的刚性4）先内后外，内外交叉 加工工件左端有着内孔和外轮廓的部分要使其具有正确的加工顺序，应先进行内、外表面的粗加工，然后进行它们的精加工不能够全部完成内部再去加工外部，这会影响工件的精度2.6加工顺序的确定根据以上数控车削加工的原则，为了达到零件图所规定的要求，制订了如下的加工顺序1）工序I在正式开始数控加工前，应该先进行一些必要的处理以符合图纸要求装夹毛坯一端，粗车毛坯外圆，精车端面。

进行调转装夹，再次进行粗车保证同轴度，精车端面，保证总长打定位孔，用钻头钻Φ20孔，加工零件左端①外轮廓（外圆、椭圆面）的加工：粗车→精车； ②内孔轮廓的加工：粗镗→精镗→切内槽→车内螺纹2）工序II加工好零件的左端后，对零件进行测量，检查是否达到要求如果检验合格，则调转装夹零件，更换所需刀具，开始加工加工零件右端①外轮廓（外圆、连续曲面）的加工：粗车→精车；②切槽→车外螺纹第3章 制作工艺卡片3.1合理选择刀具为了能够满足粗车时大背吃刀量、大进给量的要求，在刀具的选择上应该首选高强度、高耐用度的刀具而在精车的时候，为了保证加工精度的要求则需要选选精度高、耐用度好的刀具数控车床上一般用可转动的刀架，把一次需要的刀具在加工前装好，所以应该先确定使用哪些刀具多个工序的加工有可能使得刀架容不下整个过程所用的刀具，应该按照拆装次数最少的方式决定刀具的配置根据之前确定的工艺路线，制定了如下的刀具表表3-1 工序I刀具表刀具号刀具名称规格加工表面刀具材质T01外圆车刀45°端面、外圆、其他轮廓硬质合金T02镗刀90°内孔硬质合金T03内槽刀90°内槽硬质合金T04内螺纹刀60°内螺纹硬质合金无钻头Φ20钻孔高速钢表3-2 工序II刀具表刀具号刀具名称规格加工表面刀具材质T01外圆车刀45°端面、外圆、其他轮廓硬质合金T02外螺纹刀30°外螺纹硬质合金T05外槽刀90°外槽硬质合金3.2计算切削用量为了能够具有高。