分度盘数控加工工艺及编程设计

摘要
本篇毕业设计主要有数控机床和编程的介绍，对分度盘零件的工艺性分析工艺参数的选择刀具的选择，零件的程序的手工编制，程序的仿真。

文章的主要内容为零件的工艺分析，工艺路线的制定，各工序的切削力及切削工时的计算以及零件的手工程序的编制和各主要工序的程序清单。

在零件的手工编程中用到了G02/G03圆弧插补指令；G81钻孔；M98调用子程序指令。

关键词：分度盘，手工编程，圆弧插补指令，钻孔，子程序
目录
1绪论 (5)
1.1 数控机床的组成 (6)
2数控加工工艺设计 (7)
2.1 分度盘零件的工艺分析 (8)
2.2 刀具、量具的选择 (9)
2.3确定毛坯的制作形式 (10)
2.4 编制加工工艺 (10)
2.5工艺规程的设计 (11)
2.6确定切削用量及基本工时 (11)
2.6.1夹左端，粗车外圆φ80、φ77.4及端面 (11)
2.6.2调头装夹，粗车外圆φ35.5，φ85，30度倒角端面 (12)
2.6.3精车外圆φ35.5，φ85 (12)
2.6.4调头装夹，精车外圆φ80、φ77.4及端面 (12)
2.6.5钻内孔φ16 (12)
2.6.6粗镗、精镗内孔φ20 (12)
2.6.7粗镗、精镗内孔φ75 (12)
2.6.8粗铣、精铣分度盘上12等分槽 (12)
2.6.9钻φ6.8底孔，攻M8螺纹孔 (12)
2.6.10钻φ6.5孔 (12)
3工件的手动编程 (12)
3.1 数控编程的定义及分类 (14)
3.1.1数控编程的定义................................... 错误！未定义书签。

3.1.2数控编程的分类................................... 错误！未定义书签。

3.1.3编程方法的选择................................... 错误！未定义书签。

3.2 编程原点的确定 (21)
3.3 零件造型及加工 (23)
3.4 主要加工工序程序清单 (24)
4镗孔夹具的设计 (24)
4.1定位基准的选择 (25)
4.2定位元件的设计 (26)
4.3切削力及夹紧力的计算 (27)
4.4定位误差分析 (28)
4.5对刀块的设计......................................... 错误！未定义书签。

4.6夹紧装置的设计 (30)
4.7夹具设计及操作的简要说明 (30)
总结 (32)
参考文献....................................... 错误！未定义书签。

致谢. (34)
1绪论
1.1数控机床的组成
毕业设计是我们在大学期间所学的专业知识，数控机床的基本组成部分包括加工程序、数控装置、伺服驱动装置、机床主轴和其他辅助的装置。

下面分别对各组成部分的基本工作过程进行简要的说明。

1）采用具有高硬度的、高抗震性及较小热变形的机床新结构。

通常用提高结构系统的静刚度、增加阻尼、调整结构件质量和固有频率等方法来提高机床主机的刚度和抗震性，使机床主体能适应数控机床连续自动地进行切削加工的需要。

采取改善机床结构布局、减少发热、控制温升及采用热位移补偿等措施，可减少热变形对机床主机的影响。

2）广泛采用高性能的主轴伺服驱动和进给伺服驱动装置，使数控机床的传动链缩短，简化了机床机械传动系统的结构。

3）采用高传动效率、高精度、无间隙的传动装置和运动部件，如滚珠丝杠螺母副、塑料滑动导轨、直线滚动导轨、静压导轨等。

数控机床辅助装置辅助装置是保证充分发挥数控机床功能所必需的配套装置，常用的辅助装置包括：气动、液压装置，排屑装置，冷却、润滑装置，回转工作台和数控分度头，防护，照明等各种辅助装置。

数控机床一般由控制系统、数控装置系统、数控伺服系统、测量反馈装置和机床主机组成，如图1-2：
1．控制介质
控制介质是存贮数控加工所需要的全部动作和刀具相对于工作位置信息的媒介物，它记载着加工零件的加工程序。

常用的有穿孔带、穿孔卡片、磁带和磁盘等。

数控装置的基本组成框图如图1-3：
图1-3数控装置的基本组成
程序编制的一般步骤：图1-4表示的零件图到成品的全过程，虚线框图中即为程序编制的内容及步骤。

图1-4零件图到成品的全过程
用于对坐标轴（或工作台）实际位置的测量，7位坐标轴或执行机构的测量装置并反反馈到控制系统或伺服系统，形成全封闭控制。

后者用以对驱动电机轴位置检测并反馈到数控系统或伺服系统形成半闭环控制若不需要检测装置到形成开环控制。

开环系统简单，易于控制，但精度差，低速不平稳，变速扭矩小，一半用于倾覆在变化不太大或经济型数控机床上。

全闭环系统适用于具有传动部件精度高，性能稳定，使用过程温度差变化不大的高精度数控机床。

2数控加工工艺设计
2.1分度盘零件的工艺分析
由零件图可知，该零件为圆棒类零件，材料为45#钢。

分盘的所有加工工序里，需要车削的部分占据了绝大部分，在数控车床上面加
工，使工件更能够达到需要的精度，满足工艺的需要。

分度盘零件在机械设备中，有着很重要的地位，需要它的材料的力学性能达到要求，增加它的耐磨行和抗击打能力，综合考虑，我们任务选择45#钢是比较合适的。

45#高是中碳钢，有着很好的综合力学性能，通过热处理，可以达到使用效果，所以在这里，我们选择45#钢作为分度盘零件的材料。

2.2刀具、量具的选择
由图样分析，该图样需要先用锯床下料，粗车两端面及外圆，精车各外圆，钻中心孔，粗镗、半精镗、精镗各内孔，最后就是钻孔，攻牙。

量具可选用0-150mm为75-100mm的测量游标卡尺，外径千分尺，游标深度卡尺等。

2.3确定毛坯的制作形式
毛坯选择应考虑的因素：
（1）零件的力学性能相同的材料采用不同的毛坯制造形式，其力学性能有所不同。

铸件的强度。

压力浇注和压力浇注的铸件，金属型浇注的铸件，砂型浇注的铸件依次递减；钢质零件的铸造毛坯，其力学性能高于钢质棒料和铸钢件。

( 2) 零件的结构形状和外形轮廓形状复杂、力学性能要求不高可采用锻钢件。

形状复杂和壁薄的毛坯不宜采用金属型锻造。

尺寸较大的毛坯，不宜采用模锻、压铸和精铸，多采用砂型铸造和自由锻造。

外形复杂较小的零件宜采用精密的锻造方式，以免机械加工。

其直径相差不大的阶梯轴宜采用棒料，相差较大时宜采用锻件。

（3）生产纲领和生产批量生产纲领大时宜采用高精度与高生产率的毛坯制造方式，生产纲领小时，宜采用设备投资小的毛坯制造方法。

（4）现场生产条件和发展应经过技术经济分析和论证。

该零件的材料为45#钢，考虑到零件的形式及结构较为简单，所受的冲击力不大，且是大批生产，根据《机械制造工艺设计简明手册》表1.3—1，选择调质钢。

其强度 =145MPa，硬度为160—180HBS。

b
2.4编制加工工艺
2.4.1 夹左端，粗车外圆φ80、φ77.4及端面
安装外圆车刀，设置刀具参数，粗车外圆φ80、φ77.4及端面。

2.4.2 调头装夹，粗车外圆φ35.5，φ85，30度倒角端面
安装外圆车刀，设置刀具参数，粗车外圆。

2.4.3精车外圆3500
3.0
Φ+-
Φ-，8502.002.0
安装外圆车刀，设置刀具参数，精车各外圆至尺寸。

2.4.4调头装夹，精车外圆80001.0
Φ+及端面
Φ-、741.00
安装外圆车刀，设置刀具参数，精车各外圆至尺寸。

2.4.5钻内孔φ16
安装中心孔钻头∮16，钻中心孔∮16。

2.4.6粗镗、精镗内孔200
3.001.0
Φ++
通过卧式镗床，安装镗刀，粗镗、半精镗2003.001.0
Φ++内孔。

2.4.7粗镗、精镗内孔7501.0
Φ-
通过卧式镗床，安装镗刀，粗镗、半精镗7501.0
Φ-内孔。

2.4.8粗铣、精铣分度盘上12等分槽
安装立式铣刀，粗铣，精铣12等分槽。

2.4.9钻φ6.8底孔，攻M8螺纹孔
安装φ6.8钻头，钻底孔，攻M8螺牙。

2.4.10钻φ6.5孔.
在摇臂钻床上用φ6.5麻花钻头钻孔。

2.4.11去除毛刺、飞边
2.4.12表面镀锌
2.4.13验收、入库
2.4.14背吃刀量
零件的背吃刀量的因素是多方面的，例如工件和刀具的原始不同轴。

在允许的条件下，最好一次性切除余量，以提高加工效率，这里选择一次切除余量（即4.0mm ）
2.4.15主轴转速n
根据允许的切削速度v 选取转速
D /1000πv n =
试验结果，得出刀具寿命T （min ）的经验公式如下在获得刀具寿命经验公式。

Φ90mm 刀具切削速度v 往往选择为10-25m/分钟.在这里主轴转速取min /20m v =，则主轴转速1n
min /9.636min /1014.3201000/100011r r D v n =⨯⨯==π Φ28钻头速度v 常选为min /15m v =则主轴转速2n
m i n /8.502m i n /5.914.3151000/100052r r D v n =⨯⨯==π
M10丝攻速度v 常选为min /12~8m v =则主轴转速3n
m i n /2.382min /1014.3121000/100043r r D v n =⨯⨯==π 这里选取
min,
/4003min,/5202min,/7001r n r n r n ===
2.4.16进给量
选择根据零件的加工工艺要求，进行工序的划分，不同的加工工序，其加工余量。

当加工精度要求较高时，进给量应选择小一些，查表选取每齿进给0.05mm ，确定进给速度
进给速度f v 是根据每齿进给齿数的计算，与已知的速度的计算：
n z f Z f v =
2
,12,2,103311====Z mm d Z mm d min /100min
/52021.0min
/70min
/700205.03311mm v r mm v mm v r mm v f f f f =⨯⨯==⨯⨯=
其余刀具进给速度可查表计算
这里选取m in /701mm v f =，在实际使用中我们可以根据自身操作机床对计算的值适当的作些调整。

2.5 工艺规程的设计
机械加工工艺规程是指在一定的加工条件下，确定一种较为合理的加工工艺，并将它以表格形式的技术文件呈现来指导生产的一类文件，同时也是规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。

机械加工工艺过程的基本单元是工序。

工序是由安装、工位、工步及走刀组成。

生产过程就是指将原材料转变为成品的全过程。

包括原材料的运输、保管和准备、产品技术、生产准备、毛坯制造、零件的机械加工和材料热处理，部件和产品的装配、检验与调试、油漆包装、以及产品的销售和售后服务等等。

2.6确定切削用量及基本工时
2.6.1粗车外圆φ80、φ77.4及端面
1)本工序为粗车外圆φ80、φ77.4及端面的工序，根据工况，我们选择CK6141 型数控车床。

刀具：硬质合金刀 量具：游标卡尺
（1）mm a p 5.1=，走刀次数2=m 。

（2）进给量r mm f /4.0=。

（3）车刀后刀面最大磨损限度取为mm 4.1，硬质合金车刀寿命min 60=T 。

（4）确定切削速度
min)/(m f a T k C V v v y x p m v v C =
根据表1.27，其中修正系数18.1=v k ，242=v C ，15.0=v x ，35.0=v y ， 2.0=m ，
所以：
min)/(19.163889
.156.285726.0063.1268.256.2854.05.16018.124235.015.02.0m V C ==⨯⨯=⨯⨯⨯=； 确定主轴转速：mm d 70=
m in /6888.219151170)7014.3(17.151********r d v n ==⨯⨯==π
按照CK6141数控车床的转速，选择 min /710r n =
则实际切削速度 m in /1101000m d n V ==π
2）基本时间的确定
根据《切削用量简明手册》可知，有一下公式：
f
m v L t = 公式中l l L ∆+=，l=48mm ，根据《切削用量简明手册》表3.26，铣刀入切量及超切量mm y 12=∆+，则L=60mm 。

min 25.0235
167==m t 2.6.2调头装夹，粗车外圆φ35.5，φ85，30度倒角端面
1)本工序为粗车外圆φ35.5、φ85及30度端面的工序，根据工况，我们选择CK6141 型数控车床。

刀具：硬质合金刀 量具：游标卡尺
（1）mm a p 5.1=，走刀次数2=m 。

（2）进给量r mm f /4.0=。

（3）车刀后刀面最大磨损限度取为mm 4.1，硬质合金车刀寿命min 60=T 。

（4）确定切削速度
min)/(m f a T k C V v v y x p m v v C =
根据表1.27，其中修正系数18.1=v k ，100=v C ，
15.0=v x ，35.0=v y ， 2.0=m ，所以：
min)/(6.73889
.156.285726.0063.1268.256.28535.04.015.05.12.06018.1100m C V ==⨯⨯=⨯⨯⨯=； 确定主轴转速：mm d 90=
min /5008.219151170)7014.3(6.7310001000r d v n ==⨯⨯==π
按照CK6141数控车床的转速，选择 min /500r n =
则实际切削速度 m in /1101000m d n V ==π
2）基本时间的确定
根据《切削用量简明手册》可知，有一下公式：
f
m v L t =
公式中l l L ∆+=，l=13mm ，根据《切削用量简明手册》表3.26，铣刀入切量及超切量mm y 12=∆+，则L=25mm 。

min 1.0235
167==m t
2.6.3精车外圆φ35.5，φ85
车床：选用CA6140型卧式车床。

刀具：硬质合车刀 量具：游标卡尺
（1）mm a p 1=，走刀次数3=m 。

（2）进给量r mm f /3.0=。

（3）车刀后刀面最大磨损限度取为mm 0.1，硬质合金端车刀寿命
min 60=T 。

（4）确定切削速度
min)/(m f
a T k C V y x p m C ν
ν
νν=
根据表1.27，其中18.1=v k ，242=v C ，15.0=v x ，35.0=v y ，2.0=m ，所以：
min)/(67.149375.156
.285726.01268.256.2854
.016018.124235
.015.02.0m V C ==⨯⨯=⨯⨯⨯=
确定主轴转速：mm d 70=
m in /6818.219149670)7014.3(67.14910001000r d v n ==⨯⨯==π
取标准转速 min /900r n =
则实际切削速度m in /1561000m d n V ==π 2.6.4调头装夹，精车外圆φ80、φ77.4及端面
车床：选用CA6140型卧式车床。

刀具：硬质合车刀 量具：游标卡尺
（1）mm a p 1=，走刀次数4=m 。

（2）进给量r mm f /3.0=。

（3）车刀后刀面最大磨损限度取为mm 5.1，硬质合金端车刀寿命
min 50=T 。

（4）确定切削速度
min)/(m f
a T k C V y x p m C ν
ν
νν=
根据表1.27，其中18.1=v k ，242=v C ，15.0=v x ，35.0=v y ，3.0=m ，所以：
min)/(67.149375
.156.285726.01268.256.28535.04.015.012.06018.122m C V ==⨯⨯=⨯⨯⨯= 确定主轴转速：mm d 80=
m in /6818.219149670)7014.3(67.14910001000r d v n ==⨯⨯==π
取标准转速 min /800r n =
则实际切削速度min /1231000m d n V ==π 2.6.5钻内孔φ16
由于工件的材料位45#钢我们选择机床: 选用摇臂钻床Z35 P=1.5kw
钻头的选择: 选用∅16中心孔用麻花钻 材料为高速钢 10α= 30β=
1）钻削进给量的选择
查《机械制造工艺设计手册》表3—42有
0.9/f mm r = 2）钻削速度的选择
查《机械制造工艺设计手册》表3—42有 0.35/21/min v m s m ==
所以 1000100021
304/min 3.1422
v n r d π⨯=
==⨯ 3）、计算切削深度p a 221122
p d a mm =
== 4）、钻削扭矩的计算
查《机械制造工艺设计手册》表3—36有
0M Cmd xmfym = 310m m
y x m m M C d f
k -=⨯
式中： 225.63
1.9
0.8
m m m C X y ===
所以， 103m m
y x m m M C d f k =⨯-
1.90.83225.63220.351034.59.N m
-=⨯⨯⨯=
5）计算轴向力
查《机械制造工艺设计手册》表3—36有 轴向力 ...f F X Y F F F C d F K =
式中 588.6
1
0.8
F F F C X Y ===
所以 0.8588.6220.355591F N =⨯⨯=
因零件材料为HB=150，查《机械制造工艺设计手册》表3—36有
0.6
0.6
1500.94190190m F HB K K ⎛⎫
⎛⎫==== ⎪
⎪⎝⎭
⎝⎭
所以，实际的切削扭矩和轴向力分别为：
34.590.9432.52.55910.945255.5M N m
F N
=⨯==⨯=
6）计算切削功率
因为304/min 5.1/n r r s ==
查《机械制造工艺设计手册》表3—36有
3 5.132102 3.1435.6510n m P M π--=⨯=⨯⨯⨯
1.12 1.5kw kw =≤ 所以，机床功率足够
2.6.6粗镗、精镗内孔φ20
1）本工序为粗镗、精镗内孔φ20工序，根据实际工况，我们选择卧式镗床，刀具：硬质合金钢刀具YG15.
根据《切削用量简明手册》查表可得：切削深度p a ：mm p a 3=
进给量f ：根据《实用机械工艺简明手册中》表2.4-66，刀杆伸出长度取200mm ，切削深度为mm 3。

因此确定进给量r mm f /8.0=;
切削速度V ：参照《实用机械工艺简明手册中》表2.4-66，取m i n /18/3.0m s m V == 机床主轴转速n ：min /2.48119
14.318
100010000r d V n ≈⨯⨯==
π，取min /40r n = 实际切削速度V '：s m n
d V /25.060
100040
11914.31000
0≈⨯⨯⨯=
=
'π
工作台每分钟进给量m f ：min /32408.0mm fn m f =⨯== 被切削层长度l ：mm l 19= 刀具切入长度1l ：mm tg r
tgk p
a l 4.63302)3~2(1
≈+︒=+=
刀具切出长度2l ：mm l 5~32= 取mm l 32= 行程次数i ：1=i 基本工时计算
根据《切削用量简明手册》可知，有一下公式：
机动时间1
j t ：
min
73.01363
4.518211≈⨯++=++=
m f l l l j t ；
2.6.7粗镗、精镗内孔φ75
1）本工序为粗镗、精镗内孔φ75工序，根据实际工况，我们选择卧式镗床，刀具：硬质合金钢刀具YG15.
根据《切削用量简明手册》查表可得：切削深度p a ：mm p a 5=
进给量f ：根据《实用机械工艺简明手册中》表2.4-66，刀杆伸出长度取130mm ，
切削深度为mm 3。

因此确定进给量r mm f /8.0=;
切削速度V ：参照《实用机械工艺简明手册中》表2.4-66，取m i n /22/3.0m s m V == 机床主轴转速n ：min /2.48119
14.318
100010000r d V n ≈⨯⨯==
π，取min /60r n = 实际切削速度V '：s m n
d V /25.060
100040
11914.31000
0≈⨯⨯⨯=
=
'π
工作台每分钟进给量m f ：min /32408.0mm fn m f =⨯== 被切削层长度l ：mm l 40= 刀具切入长度1l ：mm tg r
tgk p
a l 4.63302)3~2(1
≈+︒=+=
刀具切出长度2l ：mm l 5~32= 取mm l 32= 行程次数i ：3=i 基本工时计算
根据《切削用量简明手册》可知，有一下公式：
机动时间1
j t ：
min
58.013634.518211≈⨯++=++=
m f l l l j t ；
2.6.8粗铣、精铣分度盘上12等分槽
机床的选择：数控铣床 XK7132 P=13kw
刀具：选用高速钢圆镶齿三面刃铣刀 查 《机械制造工艺设计简明手册》3.1—39，
刀具数据如下：d=16 20z = 225w d = 1)铣削进宽度的选择
查《机械制造工艺设计简明手册》表3.1—27可知
e a =1—2 这里取1.5
2)铣削每齿进给量的选择
查《机械制造工艺设计手册》表3—28 3—29可知
f a =0.25 0.5p a =
3)铣削速度的选择
查《机械制造工艺设计手册》表3—30可知
0.6/36/min v m s m ==
所以：1000100036
190/min 3.1460v n r d π⨯===⨯
4)计算切削时间
查《机械制造工艺、金属切削机床设计指导》表1.4—15 可知：
()()1212..0.2520192960
1590
137251580
z
z m m f p p L
T f f a z n L l l l l a D a l L =
==⨯⨯==++==-+--==--=
所以，1590 1.65min 960
z m L T f === 5)计算铣削力
查《机械制造工艺设计手册》表3—25有 ：
0.830.650.8309.81z z e f p F CF a a d a z -= 式中：
0301.50.2560
z e f CF a a d ====
200.5
p z a ==
所以，0.830.650.8309.81z z e f p F CF a a d a z -=
0.830.650.839.8130 1.50.25600.52093.9N
-=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=
6)校核机床功率
查《切削用量简明手册》表3.28有
.93.936
3.381310001000
F v P kw kw ⨯=
==≤ 所以，机床的功率足够
2.6.9钻φ6.8底孔，攻M8螺纹孔
由于工件的材料位45#钢我们选择机床: 选用摇臂钻床Z35 P=1.5kw
钻头的选择: 选用∅6.8麻花钻、M8丝攻材料为高速钢 10α= 30β
=
1）钻削进给量的选择
查《机械制造工艺设计手册》表3—42有
0.9/f mm r = 2）钻削速度的选择
查《机械制造工艺设计手册》表3—42有 0.35/21/min v m s m ==
所以 1000100021
304/min 3.1422
v n r d π⨯=
==⨯ 3）、计算切削深度p a 221122
p d a mm =
== 4）、钻削扭矩的计算
查《机械制造工艺设计手册》表3—36有 0M Cmd xmfym = 310m m
y x m m M C d f
k -=⨯
式中： 225.63
1.9
0.8
m m m C X y ===
所以， 103m m
y x m m M C d f
k =⨯-
1.90.83225.63220.351034.59.N m
-=⨯⨯⨯=
5）计算轴向力
查《机械制造工艺设计手册》表3—36有 轴向力 ...f F X Y F F F C d F K =
式中 588.6
1
0.8
F F F C X Y ===
所以 0.8588.6220.355591F N =⨯⨯=
因零件材料为HB=150，查《机械制造工艺设计手册》表3—36有
0.6
0.6
1500.94190190m F HB K K ⎛⎫
⎛⎫==== ⎪
⎪⎝⎭
⎝⎭
所以，实际的切削扭矩和轴向力分别为：
34.590.9432.52.55910.945255.5M N m
F N
=⨯==⨯=
6）计算切削功率
因为304/min 5.1/n r r s ==
查《机械制造工艺设计手册》表3—36有
3 5.132102 3.1435.6510n m P M π--=⨯=⨯⨯⨯
1.12 1.5kw kw =≤ 所以，机床功率足够
2.6.10钻φ6.5孔
由于工件的材料位45#钢我们选择机床: 选用摇臂钻床Z35 P=1.5kw;
钻头的选择: 选用∅6.5麻花钻，材料为高速钢 10α= 30β
=
1）钻削进给量的选择
查《机械制造工艺设计手册》表3—42有
f =0.8 2）钻削速度的选择
查《机械制造工艺设计手册》表3—42有 0.35/21/min v m s m ==
所以 1000100021
304/min 3.1422
v n r d π⨯=
==⨯ 3）、计算切削深度p a 221122
p d a mm =
== 4）、钻削扭矩的计算
查《机械制造工艺设计手册》表3—36有 0M Cmd xmfym = 310m m
y x m m M C d f
k -=⨯
式中： 225.63
1.9
0.8
m m m C X y ===
所以， 103m m
y x m m M C d f k =⨯-
1.90.83225.63220.351034.59.N m
-=⨯⨯⨯=
5）计算轴向力
查《机械制造工艺设计手册》表3—36有 轴向力 ...f F X Y F F F C d F K =
式中 588.6
1
0.8
F F F C X Y ===
所以 0.8588.6220.355591F N =⨯⨯=
因零件材料为HB=150，查《机械制造工艺设计手册》表3—36有
0.6
0.6
1500.94190190m F HB K K ⎛⎫
⎛⎫==== ⎪
⎪⎝⎭
⎝⎭
所以，实际的切削扭矩和轴向力分别为：
34.590.9432.52.55910.945255.5M N m
F N
=⨯==⨯=
6）计算切削功率
因为304/min 5.1/n r r s ==
查《机械制造工艺设计手册》表3—36有
3 5.132102 3.1435.6510n m P M π--=⨯=⨯⨯⨯
1.12 1.5kw kw =≤ 所以，机床功率足够；
3分度盘的编程技术的发展自动编程与手工
3.1数控编程的定义及分类
3.1.1数控编程的定义
数控编程就是通过将图纸上面的信息利用程序的形式输入到数控机床加工系统里面，然后通过机床自身配带的系统来执行操作者输入的指令，来按照预先编织的程序加工零件。

3.1.2数控编程的分类
手工编程时，操作者将图纸上面的信息利用程序的形式输入到数控机床加工系统里面，然后通过机床自身配带的系统来执行操作者输入的指令，来按照预先编织的程序加工零件。

自动编程的原理是计算自动将图纸里面的信息数据自动改变成程序，然后按照程序里的步骤一步步地执行的过程。

3.1.3编程方法的选择
该零件的刀具轨迹路径主要由直线、圆弧组成，坐标点尺寸计算方便，故采用手工编程的方式编制其加工程序。

3.2编程原点的确定
的确定该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。

其坐标原点如图3.1所示。

图3.1 坐标原点
3.3 零件造型及加工
如下图所示，分度盘的建模如下：
其中，分度盘的毛坯图,夹具体以及铣面夹具装配图如下图所示：
3.4 主要加工工序程序清单
3.4.1 粗车外圆φ80、φ77.4及端面
O0100
程序解释说明O0001 程序号
T0101（90°外圆车刀）换1号刀
M03 S500 主轴正转，转速500
M08 切削液开
G00 X55 Z2 快速运动至切削起点
G90 X53 Z-112 F120 粗车外圆至Ф80mm
X52.2 Z-112 粗车外圆至Ф77.4mm
G00 X100 Z100 快速运动至换刀位置
T0202（84°外圆车刀）换2号刀
M03 S800 主轴正转，转速800
G00 X51.99 Z2 快速运动至切削起点
G01 Z-112 F80 半精车外圆至80mm
X53 退刀
G00 X100 Z100 快速运动至换刀位置
T0303（5mm槽刀）换3号槽刀
M03 S350 主轴正转，转速350
G00 X54 Z-72 快速运动至切削位置
G01 X34.7 F30 切槽
G00 X100 径向退刀
Z100 轴向退刀
T0404（70°外圆车刀）换4号刀
M03 S500 主轴正转，转速500
G00 X54 Z-71 快速运动至循环起点
G73 U8.5 W0.5 R7 建立G73外圆车削循环
G73 P100 Q200 U0.2 W0.2 F100 设定起终程序段、精加工余量N100 G01 X34.7 F120 径向进刀
Z-72 轴向进刀
G03 X44.592 Z-101.31 R25 车圆弧R11
G02 X52 Z-111 R7 车圆弧R11
N200 G01 X53 退刀
M03 S750 主轴正转，转速750
G70 P100 Q200 精车圆弧面
G00 X100 Z100 快速运动至换刀位置
M05 主轴停止
M09 切削液关
M30 程序结束
3.4.2粗车外圆φ35.5，φ85，30度倒角端面。

程序解释说明O0001 程序号
T0101（90°外圆车刀）换1号刀
M03 S500 主轴正转，转速500
M08 切削液开
G00 X90 Z2 快速运动至切削起点
G90 X85 Z-78 F120 粗车外圆至Ф35.5mm
X83 Z0 粗车外圆至Ф85mm
G00 X100 Z100 快速运动至换刀位置
T0202（84°外圆车刀）换2号刀
M03 S800 主轴正转，转速800
G00 X83 Z2 快速运动至切削起点
X56 退刀
G00 X100 Z100 快速运动至换刀位置
T0303（4mm槽刀）换3号槽刀
M03 S350 主轴正转，转速350
G00 X46 Z44 快速运动至切削位置
G01 X40 F30 切槽
G00 X100 径向退刀
Z100 轴向退刀
T0404（70°外圆车刀）换4号刀
M03 S800 主轴正转，转速800
G00 X58 Z2 快速运动至切削起点
G01 Z-3 F80 半精车外圆至Ф35.5mm
X56 退刀
G00 X100 Z100 快速运动至换刀位置
M03 S800 主轴正转，转速800
G00 X45 Z2 快速运动至切削起点
N200 G01 X46 退刀
G00 X100 Z100 快速运动至换刀位置
M05 主轴停止
M09 切削液关
M30 程序结束
3.4.3 钻孔φ6.5孔
φmm钻头
N10 T0202 换5.6
N20 G54 G90 G00 X0 Y0 Z100
N25 M03 S600
N30 Z20 M08
φ孔的第一个孔
N40 G98 G81 X55 Y40 Z-13 R10 F60 钻5.6
N60 G00 Z100 M09
N100 M03 S60
N110 Z20 M08
N160 G00 Z100 M09
N170 M05
N180 M30
4镗孔夹具的设计
在给定的零件中，对本步加工的定位需要基准孔和平面保证垂直度，定位要求比较高。

因此，本步的重点应在保证垂直度上。

还应考虑如何提高生产率。

从对工件的结构形状分析，若工件以底面放置在镗模底板上，定位夹紧都比较可靠，也容易实现，待夹紧后就能满足加工要求。

在卧式镗床上镗铣两侧平面和φ38孔、φ42孔，考虑用定位夹具固定。

4.1定位基准的选择
由零件图可知，工艺孔位于零件中心偏左，其有尺寸精度要求和表面粗糙度要求并应与顶面垂直。

为了保证所钻、铰的孔与顶面垂直并保证工艺孔能在后续的孔系加工工序中使各重要支承孔的加工余量均匀。

根据基准重合、基准统一原则。

在选择工艺孔的加工定位基准时，应尽量选择上一道工序即粗、精铣两侧表面工序的定位基准，以及设计基准作为其定位基准。

因此加工工艺孔的定位基准应选择选用侧平面为定位基准，用三个压板和夹具下底面的固定支撑限制3个自由度。

再以侧表面的两个定位销定位作为主要定位基面以限制工件的三个自由度。

为了提高加工效率，根据工序要求先采用标准高速钢麻花钻刀具对工艺孔Φ13进行钻削加工；然后采用标准高速钢扩孔钻对其进行扩孔加工；最后采用标准高速铰刀对工艺孔Φ13进行铰孔加工。

准备采用手动夹紧方式夹紧。

4.2切削力的计算与夹紧力分析
由于本道工序主要完成工艺孔的钻、扩、铰加工，而钻削力远远大于扩和铰的切削力。

因此切削力应以钻削力为准。

由参考文献[9]得：
钻削力 6.08
.026HB Df
F =
钻削力矩 6.08.09.110HB f D T =
式中：25D mm = ()()2321872553
1
25531m i n
m a x m a x =--=--=HB HB HB HB 115.0-⋅=r mm f
∴ 0.8
0.6
2625
0.15
232
3755.2F N =⨯⨯⨯= 1.90.8
0.6
10250.1523226174T N m m
=⨯⨯⨯=
⋅ 本道工序加工工艺孔时，工件的底面与夹具底板连接靠紧。

采用带光面压块的压紧螺钉夹紧机构夹紧，该机构主要靠压紧螺钉夹紧，属于单个普通螺旋夹紧。

根据参考文献[11]可查得夹紧力计算公式：
0''
12()
Z QL
W r tg r tg ϕαϕ=
++ 式（3.1） 式中： 0W —单个螺旋夹紧产生的夹紧力（N ）； Q —原始作用力（N ）； L —作用力臂（mm ）；
'r —螺杆端部与工件间的当量摩擦半径（mm ）； 1ϕ—螺杆端部与工件间的摩擦角（°）； Z r —螺纹中径之半（mm ）；
α—螺纹升角（°）；
'
2ϕ—螺旋副的当量摩擦角（°）。

由式（3.1）根据参考文献[11]表1-2-23可查得点接触的单个普通螺旋夹紧力：
0''3550
18954(310950)
W N ⨯=
=⨯+
4.3夹紧元件及动力装置确定
由于蜗轮箱的生产量一般，采用手动夹紧的夹具结构简单，在生产中的应用也比较广泛。

因此本道工序夹具的夹紧动力装置采用手动夹紧。

采用手动夹紧，夹紧可靠，机构可以不必自锁。

本道工序夹具的夹紧元件选用移动压板A 型。

移动A 型压板A12X80，夹紧元件装置图
4.4定位销及夹具体设计
,镗孔夹具侧面两个Φ13孔，用对角定位销与工件定位，另外对角处采用M12螺孔固定夹具板固定。

镗孔夹具上的定位销采用阶梯式定位销。

镗孔夹具的底板对角处采用M12内六角圆柱头螺钉固定。

4.5夹具精度分析
利用夹具在机床上加工时，机床、夹具、工件、刀具等形成一个封闭的加工系统。

它们之间相互联系，最后形成工件和刀具之间的正确位置关系。

因此在夹具设计中，当结构方案确定后，应对所设计的夹具进行精度分析和误差计算。

铣侧平面，它们的精度由定位夹具的底板的定位精度保证。

因为
222222
1234
5220.0390.0780.1
w d m m m m ∆+∆+∆+∆+∆+∆=⨯= 所以能满足加工要求。

夹具图如下：
总结
在最近的一段时间的毕业设计，使我们充分把握的设计方法和步骤，不仅复习所学的知识，而且还获得新的经验与启示，在各种软件的使用找到的资料或图纸设计，会遇到不清楚的作业，老师和学生都能给予及时的指导，确保设计进度本文所设计的是轴承盖数控加工工艺及编程，通过初期的定稿，查资料和开始正式做毕设，让我系统地了解到了所学知识的重要性，从而让我更加深刻地体会到做一门学问不易，需要不断钻研，不断进取才可要做的好，总之，本设计完成了老师和同学的帮助下，在大学研究的最后，感谢帮助过我的老师和同学，是大家的帮助才使我的论文得以通过。

致谢
至此在论文完成之际，向我的导师表示由衷的感谢！真心的感谢我的导师这两年来对我的谆谆教导，感谢蔡宏健老师，您不仅在学习学业上给我以精心的指导，同时还在思想给我以无微不至的关怀支持和理解，给予我人生的启迪，使我在顺利地完成专科阶段的学业同时，也学到了很多有用的做人的道理，明确了人生目标。

知道自己想要什么了，不再是从前那个爱贪玩的我了。

导师严谨求实的治学态度，锐意创新的学术作风，认真加负责，公而忘私的敬业精神，豁达开朗的宽广胸怀，平易近人。

经过近半年努力的设计与计算，查找了各类的夹具，编程手册论文终于可以完成了，我的心里无比的激动和开心。

虽然它不是最完美的，也不是最好的，但是在我心里，它是我最珍惜的，因为我自己已经尽力的做了，它是我用心、用汗水成就的，也是我在大学四年来对所学知识的应用和体现。

三年的学习和生活，不仅丰富了我的知识，而且锻炼了我的个人能力，更重要的是从周围的老师和同学们身上潜移默化的学到了许多有用的知识，在此对所有关心我帮助我的表达我由衷敬意，谢谢各位同学
老师。