机械加工工艺与装备
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加工顺序的确定按由内到外、由粗到精、先近 后远的原则确定，在一次装夹中尽可能加工出较 多的工件表面。结合本零件的结构特征，可先粗、 精加工内孔各表面，然后粗、精加工外轮廓表面。 由于该零件为单件小批量生产，走刀路线设计不 必考虑最短进给路线或最短空行程路线，外轮廓 表面车削走刀路线可沿零件轮廓顺序进行。
进给速 度 ／ (mm· -1) r
来自百度文库
备 注
1 2 3
编制
从右至左车各面 切3mm×Φ 45mm的槽 车M48×1.5螺纹
×× ×
审核
T01 T02 T03
批准
20×20 20×20 20×20
×××
630 315 200
年 月
0.15 0.16 1.5
日 共 页
×× ×
第 页
轴套类零件数控车削加工工艺
2、确定装夹方案
内孔加工时以外圆定位，用三爪自动定心卡盘 夹紧。加工外轮廓时，为保证同轴度要求和便于装 夹，以坯件左端面和轴心线为定位基准，为此需要 设计一心轴装置，用三爪卡盘夹持心轴左端，心轴 右端留有中心孔并用尾座顶尖顶紧以提高工艺系统 的刚性。
外轮廓车削心轴定位装夹方案
3、确定加工顺序及走刀路线
毛坯尺寸为φ66mm×100 mm。
经过分析可制定加工方案如下： 1：用三爪卡盘夹紧工件一端，加 工φ64×38柱面 2：用三爪卡盘夹紧工件φ64 一端，车端面、打中心孔。 用 顶 尖 顶 住 。 加 工 φ24×62 柱面，如图所示。 3：①钻螺纹底孔；②精车 φ20 表 面 ， 加 工 14°锥面； ③攻螺纹，如图所示。
粗车外圆至尺寸φ71mm光轴
掉头车另一端面，保证长度尺寸76mm
粗镗螺纹底孔至尺寸φ34mm
精镗螺纹底孔至尺寸φ34.2mm
切5mm内孔退刀槽
φ34.2mm孔边倒角2×45°
粗车内孔螺纹
精车内孔螺纹至M36×2－7H （装心轴）自右至左车外表面 （装心轴）自左至右车外表面
审核
习题14（P185）如图是模具芯轴的零件简图。
外轮廓车削走刀路线
4、刀具选择
①车削端面选用45°硬质合金端面车刀； ②φ4中心钻，钻中心孔以利于钻削底孔时刀具找正； ③φ31.5高速钢钻头，钻内孔底孔； ④粗镗内孔选用内孔镗刀； ⑤内孔精加工选用φ32铰刀； ⑥螺纹退刀槽加工选用5mm内槽车刀； ⑦内螺纹切削选用60°内螺纹车刀； ⑧选用93°硬质合金右偏刀，副偏角选35°，自右到 左车削外圆表面； ⑨选用93°硬质合金左偏刀，副偏角选35°，自左到 右车削外圆表面； 将所选定的刀具参数填入数控加工刀具卡片中，以便 于编程和操作管理。
（2）选择设备
根据被加工零件的外形和材
料等条件，选定CK7815型 数控车床。
（3）确定零件的定位基准和装夹方式
以Φ85mm外圆 及右中心孔为工艺基准。 2）装夹方法 采用三爪自定心 卡盘自定心夹紧。
1）定位基准
（4）制定加工方案
首先根据图纸要求按先主后次的加工原则，确定工 艺路线 1）以Φ85mm外圆及右中心孔为工艺基准，用三爪 自定心卡盘夹持Φ85mm外圆，用机床尾座顶尖顶 住右中心孔。 2）工步顺序： ①自右向左进行外轮廓面加工：倒角—切削螺纹外 圆—切削锥面—车Φ62mm外圆—倒角—车Φ80mm 外圆—车R70mm圆弧—车Φ80mm外圆； ②切3mm×Φ45mm的槽； ③车M48×1.5螺纹。
数 控 车 削 的 工 艺 分 析
单位名称 工序号 工 安 步 装 号 1 2 1 1 2 3 4 5 6 3 1
××× 程序编号
产品名称或代号
零件名称 使用设备
加工中心
零件图号
×××
夹具名称 工步内容
车间
备 注
用三爪卡盘夹紧工件一端，加工右端至φ 64×38柱面。 用三爪卡盘夹紧工件φ 64一端，车端面、打中心孔。 用三爪卡盘夹紧工件φ 64一端，另一端用顶尖顶住。加工φ 64×62.02柱面 钻螺纹底孔 精车φ 20表面 加工14°锥面 攻螺纹 加工SR19.4圆弧面、φ 26圆柱面、角15°锥面和角15°倒锥面，装夹方式如图 所示。加工过程如下： l）先用复合循环若干次一层层加工，逐渐靠近由E—F—C—H—I等基点组成的 回转面。后两次循环的走刀路线都与B—C一D—E—F—C—H—I—B相似。完成 粗加工后，精加工的走刀路线是B—C—D—E—F—G—H—I一B，如图所示。 2）再加工出最后一个15°的倒锥面。
硬质合金螺纹车刀 1 审核
××× 批准
（6）轴的数控加工工序卡片
单位名称 工序号 ××× 程序编号
产品名称或代号
××× 夹具名称
零件名称
轴2 使用设备
零件图号
××× 车间
001
×××
三爪卡盘
刀具 规格 / mm
CK0630
主轴 转速 ／ r.min1
数控中心
背吃刀 量 / mm
工步号
工步内容
刀具号
6、填写工艺文件
（1）按加工顺序将各工步的加工内容、所 用刀具及切削用量等填入数控加工工序卡 片中。
（2）将选定的各工步所用刀具的刀具型号、 刀片型号、刀片牌号及刀尖圆弧半径等填 人数控加工刀具卡片中。 （3）将各工步的进给路线绘成文件形式的 进给路线图。
数控加工刀具卡片
产品名称 或代号 工步 号
习题12：如图所示为锥孔螺母套零件，零件材料为45 钢，介绍数控车削加工工艺。小批量生产，编制零件 数控车削加工工艺。
螺母套零件图
1、零件工艺分析
该零件表面由内外圆柱面、圆锥面、顺圆弧、逆 圆弧及内螺纹等表面组成，其中多个直径尺寸与 轴向尺寸有较高的尺寸精度、表面粗糙度和形位 公差要求。零件图尺寸标注完整，符合数控加工 尺寸标注要求；轮廓描述清楚完整；零件材料为 45钢，切削加工性能较好，无热处理和硬度要求。 通过上述分析，采取以下几点工艺措施。 ① 左右端面均为多个尺寸的设计基准，相应工序 加工前，应该先将左右端面车出来。 ② 内孔圆锥面加工完后，需掉头再加工内螺纹。
工步 号 1 2 3 4
工步内容
刀具号 T01 T02 T03 T04
主轴 转速 /(r/min) 320 950 200 320 32 320 320 320 320 320 320 320 320 320 320 320 320
5
6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 编制
零件的径向尺寸公差为±0.01mm，角度公差 为±0.1°，材料为45钢。小批量生产。试分 析其数控加工工艺。
典型数控车削零件的工艺分析
一、轴类零件的数控车削工艺
数 控 车 削 的 工 艺 分 析
图示是模具芯轴的零件简图。零件的径向尺寸 公差为±0.01mm，角度公差为±0.1°，材料为45 钢。
1 2 3 数控车 工艺分 析实例
零件 名称
锥孔螺 母套 数 量
1 1 1
零件 图号
加工表面 车端面 钻φ4mm中心孔 钻孔
程序编号
刀尖 半径 /mm 0.5 备注
刀具 号
T01 T02 T03
刀具规格名称 45°硬质合金端面车刀 φ4中心钻 φ31.5mm的钻头 镗刀 φ32mm的镗刀 内槽车刀 内螺纹车刀 93°右手偏刀
（5）选择刀具
产品名称或代 ××× 号
序号 刀具号 刀具规格名称
零件名称 典型轴
数 量 加工表面
零件图 ×× 号 ×
备注 刀尖 半径/mm
1 2 3 编制
T01 T02 T03
硬质合金外圆车刀 1 硬质合金切槽刀 1
外轮廓面加工
（作图法确定刀具的副偏 角）
切3mm×Φ 45mm的槽 车M48×1.5螺纹 ××× 共 页 第页
习题6
11、加工轴类零件，毛坯为Φ85×340棒材，零 件材料为45钢，无热处理和硬度要求，图中 Φ85mm外圆不加工。对该零件进行精加工。根 据图纸要求和毛坯情况，分析该零件数控车削工 艺。（小批量生产）
（1）分析零件图样
对图所示的零件进行精加工，图中
Φ85mm外圆不加工。该零件包括 圆柱、圆锥、凹圆弧及螺纹表面。 零件材料为45钢，毛坯为 Φ85mm×340mm棒材。
平端面 钻中心孔 钻孔 镗通孔至尺寸φ31.9mm 镗孔至尺寸φ32 粗镗内孔斜面
精镗内孔斜面保证（1：5）±6′
φ32.5
20×20
T05
T04 T04 T08 T01 T04 T04 T06 T07 T07 T07 T08 T09 批 准
φ32
20×20 20×20 25×25 25×25 20×20 20×20 16×16 16×16 16×16 16×16 25×25 25×25
4
5 6 7 8
T04
T05 T06 T07 T08
1
1 1 1 1
镗孔及镗内孔锥面
镗孔 切 5mm 宽 螺 纹 退 刀槽 车内螺纹及螺纹孔 倒角 自右至左车外表面
0.4
0.4 0.3 0.2
9
编制
T09
93°左手偏刀
审核
1
自左至右车外表面
批准
0.2
共1页 第1页
数控加工工序卡片
（单位名称） 工序号 数控加工工序卡片 程序编号 产品名称或代号 数控车工艺分析实例 夹具编号 刀具 规格 / mm 25×25 φ4 零件名称 锥孔螺母套 使用设备 CJK6240 进给速度 /(mm· -1) min 背吃 刀量 /mm 1 2 15.75 40 0.2 0.1 40 40 0.8 0.2 1 材料 45钢 零件图号 车间 数控中心 备注 手动 手动 手动 自动 手动 自动 自动 手动 自动 40 25 0.5 0.1 自动 自动 手动 手动 0.4 0.1 30 30 0.2 0.2 共1页 自动 自动 自动 自动 第1页
5．确定切削用量
根据被加工表面质量要求、刀具材料和工 件材料，参考切削用量手册或有关资料选取切 削速度与每转进给量，然后根据公式计算主轴 转速与进给速度（计算过程略），计算结果填 入工序卡中。 背吃刀量的选择因粗、精加工而有所不同。 粗加工时，在工艺系统刚性和机床功率允许的 情况下，尽可能取较大的背吃刀量，以减少进 给次数；精加工时，为保证零件表面粗糙度要 求，背吃刀量一般取0.1～0.4mm较为合适。
数 控 车 削 的 工 艺 分 析
4 ： 加 工 SR19.4 圆 弧 面 、 φ26 圆柱面、角15°锥面和角15° 倒锥面，装夹方式如图所示。 工序4的加工过程如下： l）先用复合循环若干次一层 层 加 工 ， 逐 渐 靠 近 由 E—F— C—H—I等基点组成的回转面。 后两次循环的走刀路线都与 B—C 一 D—E—F—C—H—I—B 相似。完成粗加工后，精加工 的 走 刀 路 线 是 B—C—D—E— F—G—H—I一B，如图所示。 2）再加工出最后一个15°的 倒锥面，如图所示。
进给速 度 ／ (mm· -1) r
来自百度文库
备 注
1 2 3
编制
从右至左车各面 切3mm×Φ 45mm的槽 车M48×1.5螺纹
×× ×
审核
T01 T02 T03
批准
20×20 20×20 20×20
×××
630 315 200
年 月
0.15 0.16 1.5
日 共 页
×× ×
第 页
轴套类零件数控车削加工工艺
2、确定装夹方案
内孔加工时以外圆定位，用三爪自动定心卡盘 夹紧。加工外轮廓时，为保证同轴度要求和便于装 夹，以坯件左端面和轴心线为定位基准，为此需要 设计一心轴装置，用三爪卡盘夹持心轴左端，心轴 右端留有中心孔并用尾座顶尖顶紧以提高工艺系统 的刚性。
外轮廓车削心轴定位装夹方案
3、确定加工顺序及走刀路线
毛坯尺寸为φ66mm×100 mm。
经过分析可制定加工方案如下： 1：用三爪卡盘夹紧工件一端，加 工φ64×38柱面 2：用三爪卡盘夹紧工件φ64 一端，车端面、打中心孔。 用 顶 尖 顶 住 。 加 工 φ24×62 柱面，如图所示。 3：①钻螺纹底孔；②精车 φ20 表 面 ， 加 工 14°锥面； ③攻螺纹，如图所示。
粗车外圆至尺寸φ71mm光轴
掉头车另一端面，保证长度尺寸76mm
粗镗螺纹底孔至尺寸φ34mm
精镗螺纹底孔至尺寸φ34.2mm
切5mm内孔退刀槽
φ34.2mm孔边倒角2×45°
粗车内孔螺纹
精车内孔螺纹至M36×2－7H （装心轴）自右至左车外表面 （装心轴）自左至右车外表面
审核
习题14（P185）如图是模具芯轴的零件简图。
外轮廓车削走刀路线
4、刀具选择
①车削端面选用45°硬质合金端面车刀； ②φ4中心钻，钻中心孔以利于钻削底孔时刀具找正； ③φ31.5高速钢钻头，钻内孔底孔； ④粗镗内孔选用内孔镗刀； ⑤内孔精加工选用φ32铰刀； ⑥螺纹退刀槽加工选用5mm内槽车刀； ⑦内螺纹切削选用60°内螺纹车刀； ⑧选用93°硬质合金右偏刀，副偏角选35°，自右到 左车削外圆表面； ⑨选用93°硬质合金左偏刀，副偏角选35°，自左到 右车削外圆表面； 将所选定的刀具参数填入数控加工刀具卡片中，以便 于编程和操作管理。
（2）选择设备
根据被加工零件的外形和材
料等条件，选定CK7815型 数控车床。
（3）确定零件的定位基准和装夹方式
以Φ85mm外圆 及右中心孔为工艺基准。 2）装夹方法 采用三爪自定心 卡盘自定心夹紧。
1）定位基准
（4）制定加工方案
首先根据图纸要求按先主后次的加工原则，确定工 艺路线 1）以Φ85mm外圆及右中心孔为工艺基准，用三爪 自定心卡盘夹持Φ85mm外圆，用机床尾座顶尖顶 住右中心孔。 2）工步顺序： ①自右向左进行外轮廓面加工：倒角—切削螺纹外 圆—切削锥面—车Φ62mm外圆—倒角—车Φ80mm 外圆—车R70mm圆弧—车Φ80mm外圆； ②切3mm×Φ45mm的槽； ③车M48×1.5螺纹。
数 控 车 削 的 工 艺 分 析
单位名称 工序号 工 安 步 装 号 1 2 1 1 2 3 4 5 6 3 1
××× 程序编号
产品名称或代号
零件名称 使用设备
加工中心
零件图号
×××
夹具名称 工步内容
车间
备 注
用三爪卡盘夹紧工件一端，加工右端至φ 64×38柱面。 用三爪卡盘夹紧工件φ 64一端，车端面、打中心孔。 用三爪卡盘夹紧工件φ 64一端，另一端用顶尖顶住。加工φ 64×62.02柱面 钻螺纹底孔 精车φ 20表面 加工14°锥面 攻螺纹 加工SR19.4圆弧面、φ 26圆柱面、角15°锥面和角15°倒锥面，装夹方式如图 所示。加工过程如下： l）先用复合循环若干次一层层加工，逐渐靠近由E—F—C—H—I等基点组成的 回转面。后两次循环的走刀路线都与B—C一D—E—F—C—H—I—B相似。完成 粗加工后，精加工的走刀路线是B—C—D—E—F—G—H—I一B，如图所示。 2）再加工出最后一个15°的倒锥面。
硬质合金螺纹车刀 1 审核
××× 批准
（6）轴的数控加工工序卡片
单位名称 工序号 ××× 程序编号
产品名称或代号
××× 夹具名称
零件名称
轴2 使用设备
零件图号
××× 车间
001
×××
三爪卡盘
刀具 规格 / mm
CK0630
主轴 转速 ／ r.min1
数控中心
背吃刀 量 / mm
工步号
工步内容
刀具号
6、填写工艺文件
（1）按加工顺序将各工步的加工内容、所 用刀具及切削用量等填入数控加工工序卡 片中。
（2）将选定的各工步所用刀具的刀具型号、 刀片型号、刀片牌号及刀尖圆弧半径等填 人数控加工刀具卡片中。 （3）将各工步的进给路线绘成文件形式的 进给路线图。
数控加工刀具卡片
产品名称 或代号 工步 号
习题12：如图所示为锥孔螺母套零件，零件材料为45 钢，介绍数控车削加工工艺。小批量生产，编制零件 数控车削加工工艺。
螺母套零件图
1、零件工艺分析
该零件表面由内外圆柱面、圆锥面、顺圆弧、逆 圆弧及内螺纹等表面组成，其中多个直径尺寸与 轴向尺寸有较高的尺寸精度、表面粗糙度和形位 公差要求。零件图尺寸标注完整，符合数控加工 尺寸标注要求；轮廓描述清楚完整；零件材料为 45钢，切削加工性能较好，无热处理和硬度要求。 通过上述分析，采取以下几点工艺措施。 ① 左右端面均为多个尺寸的设计基准，相应工序 加工前，应该先将左右端面车出来。 ② 内孔圆锥面加工完后，需掉头再加工内螺纹。
工步 号 1 2 3 4
工步内容
刀具号 T01 T02 T03 T04
主轴 转速 /(r/min) 320 950 200 320 32 320 320 320 320 320 320 320 320 320 320 320 320
5
6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 编制
零件的径向尺寸公差为±0.01mm，角度公差 为±0.1°，材料为45钢。小批量生产。试分 析其数控加工工艺。
典型数控车削零件的工艺分析
一、轴类零件的数控车削工艺
数 控 车 削 的 工 艺 分 析
图示是模具芯轴的零件简图。零件的径向尺寸 公差为±0.01mm，角度公差为±0.1°，材料为45 钢。
1 2 3 数控车 工艺分 析实例
零件 名称
锥孔螺 母套 数 量
1 1 1
零件 图号
加工表面 车端面 钻φ4mm中心孔 钻孔
程序编号
刀尖 半径 /mm 0.5 备注
刀具 号
T01 T02 T03
刀具规格名称 45°硬质合金端面车刀 φ4中心钻 φ31.5mm的钻头 镗刀 φ32mm的镗刀 内槽车刀 内螺纹车刀 93°右手偏刀
（5）选择刀具
产品名称或代 ××× 号
序号 刀具号 刀具规格名称
零件名称 典型轴
数 量 加工表面
零件图 ×× 号 ×
备注 刀尖 半径/mm
1 2 3 编制
T01 T02 T03
硬质合金外圆车刀 1 硬质合金切槽刀 1
外轮廓面加工
（作图法确定刀具的副偏 角）
切3mm×Φ 45mm的槽 车M48×1.5螺纹 ××× 共 页 第页
习题6
11、加工轴类零件，毛坯为Φ85×340棒材，零 件材料为45钢，无热处理和硬度要求，图中 Φ85mm外圆不加工。对该零件进行精加工。根 据图纸要求和毛坯情况，分析该零件数控车削工 艺。（小批量生产）
（1）分析零件图样
对图所示的零件进行精加工，图中
Φ85mm外圆不加工。该零件包括 圆柱、圆锥、凹圆弧及螺纹表面。 零件材料为45钢，毛坯为 Φ85mm×340mm棒材。
平端面 钻中心孔 钻孔 镗通孔至尺寸φ31.9mm 镗孔至尺寸φ32 粗镗内孔斜面
精镗内孔斜面保证（1：5）±6′
φ32.5
20×20
T05
T04 T04 T08 T01 T04 T04 T06 T07 T07 T07 T08 T09 批 准
φ32
20×20 20×20 25×25 25×25 20×20 20×20 16×16 16×16 16×16 16×16 25×25 25×25
4
5 6 7 8
T04
T05 T06 T07 T08
1
1 1 1 1
镗孔及镗内孔锥面
镗孔 切 5mm 宽 螺 纹 退 刀槽 车内螺纹及螺纹孔 倒角 自右至左车外表面
0.4
0.4 0.3 0.2
9
编制
T09
93°左手偏刀
审核
1
自左至右车外表面
批准
0.2
共1页 第1页
数控加工工序卡片
（单位名称） 工序号 数控加工工序卡片 程序编号 产品名称或代号 数控车工艺分析实例 夹具编号 刀具 规格 / mm 25×25 φ4 零件名称 锥孔螺母套 使用设备 CJK6240 进给速度 /(mm· -1) min 背吃 刀量 /mm 1 2 15.75 40 0.2 0.1 40 40 0.8 0.2 1 材料 45钢 零件图号 车间 数控中心 备注 手动 手动 手动 自动 手动 自动 自动 手动 自动 40 25 0.5 0.1 自动 自动 手动 手动 0.4 0.1 30 30 0.2 0.2 共1页 自动 自动 自动 自动 第1页
5．确定切削用量
根据被加工表面质量要求、刀具材料和工 件材料，参考切削用量手册或有关资料选取切 削速度与每转进给量，然后根据公式计算主轴 转速与进给速度（计算过程略），计算结果填 入工序卡中。 背吃刀量的选择因粗、精加工而有所不同。 粗加工时，在工艺系统刚性和机床功率允许的 情况下，尽可能取较大的背吃刀量，以减少进 给次数；精加工时，为保证零件表面粗糙度要 求，背吃刀量一般取0.1～0.4mm较为合适。
数 控 车 削 的 工 艺 分 析
4 ： 加 工 SR19.4 圆 弧 面 、 φ26 圆柱面、角15°锥面和角15° 倒锥面，装夹方式如图所示。 工序4的加工过程如下： l）先用复合循环若干次一层 层 加 工 ， 逐 渐 靠 近 由 E—F— C—H—I等基点组成的回转面。 后两次循环的走刀路线都与 B—C 一 D—E—F—C—H—I—B 相似。完成粗加工后，精加工 的 走 刀 路 线 是 B—C—D—E— F—G—H—I一B，如图所示。 2）再加工出最后一个15°的 倒锥面，如图所示。