典型轴类零件数控加工工艺设计.doc

典型轴类零件数控加工工艺设计目录摘 要 31. 前言 42．工艺方案分析 42.1 零件图 42.2 零件图分析 42.3 确定加工方法 42.4 确定加工方案 43. 工件的装夹 63.1 定位基准的选择 63.2　定位基准选择的原则 63.3　确定零件的定位基准 63.4　装夹方式的选择 63.5　数控车床常用的装夹方式 63.6 确定合理的装夹方式 64．切削用量 64.1确定切削用量 65．加工工艺 75.1 典型轴类零件加工工艺 75.2 加工坐标系设置 85.3 手工编程 96． 致谢词 117. 参考文献 11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1. 前言 本文以切削用量的选择，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艺文件在整个工艺过程的设计过程中，要通过分析，确定最佳的工艺方案，使得零件的加工成本最低，合理的选用定位夹紧方式，使得零件加工方便、定位精准、刚性好，合理选用刀具和切削参数，使得零件的加工在保证零件精度的情况下，加工效率最高、刀具消耗最低2．工艺方案分析 2.1 零件图 图1-2 典型轴类零件图2.2 零件图分析 该零件表面由圆柱、圆弧、圆锥、槽、螺纹等表面组成选用毛坯为45#钢，Φ55×150mm，无热处理和硬度要求 2.3 确定加工方法加工方法的选择原则是保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求由于获得同一级精度及表面粗糙度的加工方法一般有许多，因而在实际选择时，要结合零件的形状、尺寸大小和形位公差要求等全面考虑。

图上几个精度要求较高的尺寸，因其公差值较小，所以编程时没有取平均值，而取其基本尺寸 在轮廓线上，有个锥度10度坐标P1、 和一处圆弧切点P2，在编程时要求出其坐标，P1（45.29 ，75） P2（35，56.46） 通过以上数据分析，考虑加工的效率和加工的经济性，最理想的加工方式为车削，采用数控车床根据加工零件的外形和材料等条件，选用CAK5085di数控机床2.4 确定加工方案 零件上比较精密表面的加工，常常是通过粗加工、半精加工和精加工逐步达到的对这些表面仅仅根据质量要求选择相应的最终加工方法是不够的，还应正确地确定从毛坯到最终成形的加工方案 毛坯先夹持左端，车右端轮廓113mm处，右端加工Φ39mm、SΦ42mm、 R9mm、Φ35mm、锥度为10度的外圆，Φ52mm.调头装夹已加工Φ52mm外圆，左端加工Φ25mm×33mm、切退刀槽、加工螺纹M25mm×1.5mm. 该典型轴加工顺序为： 预备加工---车端面---粗车右端轮廓---精车右端轮廓---切槽---工件调头 ---车端面---粗车左端轮廓---精车左端轮廓---切退刀槽---粗车螺纹---精车螺纹3. 工件的装夹3.1 定位基准的选择在制定零件加工的工艺规程时，正确地选择工件的定位基准有着十分重要的意义。

定位基准选择的好坏，不仅影响零件加工的位置精度，而且对零件各表面的加工顺序也有很大的影响合理选择定位基准是保证零件加工精度的前提，还能简化加工工序，提高加工效率3.2　定位基准选择的原则 1）基准重合原则为了避免基准不重合误差，方便编程，应选用工序基准作为定位基准，尽量使工序基准、定位基准、编程原点三者统一2）便于装夹的原则所选择的定位基准应能保证定位准确、可靠，定位、夹紧机构简单、易操作，敞开性好，能够加工尽可能多的表面3）便于对刀的原则批量加工时在工件坐标系已经确定的情况下，保证对刀的可能性和方便性3.3　确定零件的定位基准以左右端大端面为定位基准3.4　装夹方式的选择为了工件不致于在切削力的作用下发生位移，使其在加工过程始终保持正确的位置，需将工件压紧夹牢合理的选择夹紧方式十分重要，工件的装夹不仅影响加工质量，而且对生产率，加工成本及操作安全都有直接影响3.5　数控车床常用的装夹方式1）在三爪自定心卡盘上装夹三爪自定心卡盘的三个卡爪是同步运动的，能自动定心，一般不需要找正该卡盘装夹工件方便、省时，但夹紧力小，适用于装夹外形规则的中、小型工件2）在两顶尖之间装夹对于尺寸较大或加工工序较多的轴类工件，为了保证每次装夹时的装夹精度，可用两顶尖装夹。

该装夹方式适用于多序加工或精加工3）用卡盘和顶尖装夹当车削质量较大的工件时要一段用卡盘夹住，另一段用后顶尖支撑这种方式比较安全，能承受较大的切削力，安装刚性好，轴向定位准确，应用较广泛4）用心轴装夹当装夹面为螺纹时再做个与之配合的螺纹进行装夹，叫心轴装夹这种方式比较安全，能承受较大的切削力，安装刚性好，轴向定位准确3.6 确定合理的装夹方式装夹方法：先用三爪自定心卡盘毛坯左端，加工右端达到工件精度要求；再工件调头，用三爪自定心卡盘夹持右端Φ52，再加工左端达到工件精度要求4．切削用量4.1确定切削用量 数控编程时，编程人员必须确定每道工序的切削用量，并以指令的形式写人程序中对于不同的加工方法，需要选用不同的切削用量切削用量的选择原则是:保证零件加工精度和表面粗糙度，充分发挥刀具切削性能，保证合理的刀具耐用度，并充分发挥机床的性能，最大限度提高生产率，降低成本5．加工工艺5.1 典型轴类零件加工工艺（1）确定加工顺序及进给路线加工顺序按粗到精、由近到远（由右到左）的原则确定2）选择刀具1）车端面： 45度车刀2) 粗、精车外圆： 90度外圆车刀3)车槽: 切槽刀4)车螺纹: 60度外螺纹车刀。

3）选择切削用量切削用量选择主轴转速s/(r/min)进给量f/(mm/r)背吃刀量ap/mm粗车外圆 8000.31.5精车外圆10000.050.2粗车螺纹4501.50.4切槽4500.05数控加工刀具卡片 刀具卡片产品名称或代号零件名称典型轴零件图号序号 刀具号刀具规格名称数量加工表面备注1T0145度车刀1粗、精车端面2T0290度外圆车刀1粗、精车外轮廓右偏刀3T03车槽刀1切槽4T0460度外螺纹车刀1加工螺纹 数控加工工艺卡 单位名称产品名称或代号零件名称零件图号典型轴工序号程序编号夹具名称使用设备车间001 O1111三爪自定心卡盘CAK5085di数控车间工步号工步内容刀具号刀具规格主轴转速r/min进给速度mm/r背吃刀量mm备注1车端面T0145度刀5000.1手动2粗车外轮廓T0290度防型刀8000.31.5自动3精车外圆轮廓T0290度防型刀10000.050.2自动4切槽T03切槽刀4500.05自动工序号程序编号夹具名称使用设备车间00202222三爪自定心卡盘CAK5085di数控车间工步号工步内容刀具号刀具规格主轴转速r/min进给速度mm/r背吃刀量mm备注1车端面T0145度刀5000.1手动2粗车外轮廓T0290度外圆刀8000.11.5自动3精车外圆轮廓T0290度外圆刀10000.050.2自动4切退刀槽T03切槽刀1150.05自动5粗车螺纹T0460度外螺纹刀701.50.4自动6精车螺纹T0460度外螺纹刀701.50.1自动5.2 加工坐标系设置 （1）建立工件坐标系 图1-3坐标系设定（2）试切法对刀在数控加工中，工件坐标系确定后，还要确定刀尖点在工件坐标系中的位置，即通常所说的对刀问题。

在数控车床上，目前常用的对刀方法为试切对刀法将工件安装好之后，先用MDI方式操作机床，用已选好的刀具将工件端面车一刀，然后保持刀具在纵向（Z）尺寸不变，沿横向（x）退刀当取工件右端面O为工件原点时，对刀输入为Z0，如图3-4（a）用同样的方法，再将工件的表面车一刀，然后保持刀具在横向上的尺寸不变，从纵向退刀，停止主轴转动，再量出工件车削后的直径如图3-4（b）根据长度和直径，既可确定刀具在工件坐标系中的位置其他各刀都需要进行以上操作，从而确定每把刀具在工件坐标系中的位置 图3-4（a） Z轴方向对刀5.3 手工编程工件右端加工O1111； M06 X200 Z100； 建立工件坐标系T0202; 调用2号刀M03 S800; 主轴以800r/min正转G00 X60 Z5; 到循环加工起点 G71 U.1.5 R1 P01 Q02 X0.2 Z0.08 F80; 粗加工循环N01 G00 X39 Z2； 到精加工起点G01 X39 Z0 F40; 精加工轮廓开始G01 X39 Z0 C2 倒角C2Z-26; 。