典型轴类零件的数控加工工艺设计

目录摘要 (2)绪论 (3)一、选择本课题的目的及意义 (3)二、数控机床及数控技术的应用与发展 (3)（一）数控机床的应用与发展 (3)（二）数控技术的应用与发展 (4)三、对课题任务的阐述 (4)正文 (5)一、零件图的加工工艺性分析 (5)（一）对零件的分析及毛坯的选择 (5)（二）设备的选择 (5)（三）确定零件的定位基准和装夹方式 (6)1．粗基准选择原则 (6)2．精基准选择原则 (6)3．定位基准 (6)（四）装夹方式 (7)（五）工艺过程 (7)1．工序与工步的划分 (7)2．工步的划分 (8)（六）确定加工顺序及进给路线 (8)1．零件加工必须遵守的安排原则 (8)2．进给路线 (9)（七）选择刀具 (9)（八）切削用量的选择 (10)1．背吃刀量的选择 (10)2．主轴转速的选择 (11)3．进给量的选取 (11)4．进给速度的选取 (11)（九）编制工艺卡 (12)编写程序 (13)结论 (20)参考文献 (21)谢辞 (22)附录 (23)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；数控编程一、选择本课题的目的及意义目的：通过这次设计可以使我们学会对相关学科中的基本理论、基本知识进行综合运用，同时使对本专业有较完整的、系统的认识，从而达到巩固、扩大、深化所学知识的目的，培养和提高综合分析问题和解决问题的能力，以及培养科学的研究和创造能力。

意义：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。

机械工业是国民经济各部门的装备军，而数控加工在机械行业占有领头羊的地位，因此国民经济各部门的生产技术水平和所取得的经济效益，在很大程度上取决于机械行业和数控行业中所能提供的机械装备的技术性能、指令和可靠性。

因此数控加工技术水平和生产规模是衡量一个国家科技水平和经济实力的重要标志。

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。

二、数控机床及数控技术的应用与发展（一）数控机床的应用与发展随着电子信息技术的发展世界机床已经进入了以数字化制造技术为核心的机电一体化时代，其中数控机床就是其代表机床之一。

数控机床是制造业的加工母机和国民经济的重要基础。

随着科学技术不断发展，数控机床的发展也越来越快，数控机床也正朝着高性能、高精度、高速度、高柔性化和模块化方向发展。

我国近几年数控机床虽然发展较快，但与国际先进水平还存在一定的差距，主要表现在：可靠性差，外观质量差，产品开发周期长，应变能力差。

为了缩小与世界先进水平的差距，有关专家建议机床企业应在以下6个方面着力研究：1）加大力度实施质量工程，提高数控机床的无故障率；2）跟踪国际水平，使数控机床向高效高精方面发展；3）加大成套设计开发能力上求突破；4）发挥服务优势，扩大市场占有率；5）多品种制造，满足不同层次的用户的需求；6）模块化设计，缩短开发周期，快速响应市场。

数控机床使用范围越来越大，国内国际市场容量也越来越大，但竞争也会加剧，我们只有紧跟先进技术进步的大方向，并不断创新，才能赶超世界先进水平。

（二）数控技术的应用与发展数控技术是数字程序控制数控机械实现自动工作的技术。

它广泛用于机械制造和自动化领域，较好地解决多品种、小批量和复杂零件加工以及生产过程自动化问题。

随着计算机、自动控制技术的飞速发展，数控技术已广泛地应用于数控机床、机器人以及各类机电一体化设备上。

同时，社会经济的飞速发展，对数控装置和数控机械要求在理论和应用方面有迅速的发展和提高。

三、对课题任务的阐述（一）零件图的加工工艺性分析；（二）确定装夹方案；（三）确定加工顺序及进给路线；（四）选择刀具；（五）切削用量的选择；（六）编制数控加工工艺卡；（七）编写数控加工程序。

正文一、零件图的加工工艺性分析（一）对零件的分析及毛坯的选择该零件表面由圆柱面、圆锥面、圆弧面、螺纹面、沟槽及内孔等表面组成。

该零件的几何元素之间的关系表达的很清楚完整，其中多个直径和内孔的尺寸精度有较严格的要求，零件的表面部分表面粗糙度要求也较高。

例如：φ5502.0- 、φ002.051-、φ35002.0-的外圆面及φ30025.00+、φ20025.00+的内孔面、30±0.02、29±0.015的外圆面、圆弧面R1502.0-的精度，及它们的表面粗糙度也较高是um R a 6.1，φ55002.0-、φ002.051-、φ30025.00+、φ35002.0-的同轴度公差要求是φ0.02，零件的材料为45钢，调制处理26—36HRC ，材料的加工性能好。

根据上述零件几何机构的分析及其技术分析，该零件应该选择的毛坯为φ58mm ×123mm ，在数控车床上按照粗加工阶段、半精加工阶段、精加工阶段进行加工，粗加工时为保证精加工的表面粗糙度及加工精度，给精加工留余量0.25mm进行加工，根据基准统一及基准重合原则，在精加工的时候，以φ3002.00+的内孔面为基准，加工出零件的外部轮廓，按照“基准先行”的原则，则要先加工出φ30025.00+的端面。

因为工件有一定的硬度要求，在进行粗加工之前，要将工件进行调制处理，使工件的硬度得到保证，以便加工出符合要求的零件。

在加工过程中，为保证φ55002.0-、φ002.051-、φ30025.00+、φ35002.0-的同轴度为φ0.02，应该尽量减少零件的装夹次数，为保证加工过程中能够及时的发现加工中的错误，应该在加工过程中插装安排检测等辅助工具，保证零件加工过程中及时的发现错误，减少误操作时间，提高零件的加工效率。

为了加工出合格的产品，就必须得认真的选择切削用量：切削速度Vc 、背吃刀量p a 、主轴转速n 。

（二）设备的选择据该零件的外形是轴类零件，比较适合在车床上加工，由于零件上既有切槽尺寸精度又有圆弧数值精度,在普通车床上是难以保证其技术要求。

所以要想保证技术要求,只有在数控车床上加工才能保证其加工的尺寸精度和表面质量。

机床我们选用CK6142车床,HNC 数控系统。

其参数如下表:表1 CK6142车床的主要技术参数参数型号CK6142（三）确定零件的定位基准和装夹方式1．粗基准选择原则（1）为了保证不加工表面与加工表面之间的位置要求，应选不加工表面作粗基准。

（2）合理分配各加工表面的余量，应选择毛坯外圆作粗基准。

（3）粗基准应避免重复使用。

（4）选择粗基准的表面应平整，没有浇口、冒口或飞边等缺陷。

以便定位可靠。

2．精基准选择原则（1）基准重合原则：选择加工表面的设计基准为定位基准；（2）基准统一原则：自为基准原则，互为基准原则。

3．定位基准综合上述，粗、精基准选择原则，由于是轴类零件，在车床上用三爪卡盘装夹定位，定位基准应选在零件的轴线上，以毛坯ф58mm的棒料的轴线和左端面作为定位基准。

（四）装夹方式数控机床与普通机床一样也要全里选择定位基准和夹紧应力求设计、工艺与编程计算的基准统一，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，避免采用占机人工调整式加工方案，以充分发挥数控机床的效能。

装夹应尽可能一次装夹加工出全部或最多的加工表面。

由零件图可分析，应先装夹毛坯ф35mm的棒料的一端，夹紧其78mm的长度加工内孔。

然后将棒料卸下，装夹ф55mm的圆柱表面，加工另一端的沟槽及圆弧。

这样两次装夹即可完成零件的所有加工表面，且能保证其加工精度要求。

（五）工艺过程1．工序与工步的划分工序划分有三种方法：()1按零件的装夹定位方式划分；()2按粗、精加工划分工序；()3按所用的刀具划分工序。

由于零件需要调头加工，如果按粗、精加工划分工序。

在调头加工前后各有一次粗加工和精加工，显得比较繁琐，所以不可取；如果按所用的刀具划分工序，刀具有五把，虽然不多，但是在调头加工前后至少要重复使用三把刀，而同一把刀的两次粗、精加工分别在调头加工前后，加工内容不连续，所以也不合理，不易划分工序；只有按零件的装夹定位方式划分工序比较符合该零件的加工工序，且能保证两次装夹的位置精度，每一次装夹为一道工序。

表2加工工序：工序号工序内容设备1 车左端面；打中心孔；钻底孔；精车内孔车床2 车右端面；车外圆；切槽；车圆弧；切槽车床2．工步的划分因为每一把刀在粗加工的背吃刀量一致，在精加工中背吃刀量相同，不易划分工歩；这里选用加工不同的表面来划分工序就比较容易：()1车内孔的工步为：:90°外圆车刀平左端面−→−mm 4φ中心钻打中心孔−→−90°外圆车刀车外圆002.055-φ−→−002.051-φ−→−mm 18φ麻花钻钻18φ内孔−→−90°硬质合金内孔车刀车025.0020+φ内孔−→−025.0030φ内孔−→−93°外圆端面机夹刀精车轮廓。