包膠棍傳動(dòng)軸加工工藝設(shè)計(jì)與程序編制

目錄

摘要..........................................................................................1

ABSTRACT.......................................................................................................................................................................2

第1章緒論....................................................................................3

1.1本課題研究的背景......................................................................3

1.2數(shù)控設(shè)備的簡介........................................................................4

1.3本論文研究的目的與意義................................................................4

1.4數(shù)控加工工藝與普通加工工藝的區(qū)別及特點(diǎn)...............................................4

第二章零件的工藝分析.........................................................................5

2.1零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析....................................................................5

2.2零件的技術(shù)要求分析....................................................................5

2.3零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析..................................................................6

2.4確定毛坯...............................................................................6

2.4.1毛坯類型.........................................................................6

2.4.2毛坯余量確定.....................................................................6

第三章零件的工藝規(guī)程設(shè)計(jì).....................................................................8

3.1加工順序的安排.........................................................................8

3.2定位基準(zhǔn)及裝夾方式的選擇..............................................................8

3.3制訂工藝路線...........................................................................8

3.4選擇加工設(shè)備機(jī)床......................................................................9

3.5選擇刀具..............................................................................10

3.6確定切削用量..........................................................................11

3.6.1背吃刀量的確定..................................................................11

3.6.2切削用量的具體選擇.............................................................12

3.7數(shù)控加工工藝卡片擬訂.................................................................14

第四章零件的程序編制........................................................................24

4.1數(shù)控編程的定義及分類.................................................................24

4.1.1數(shù)控編程的定義..................................................................24

4.1.2數(shù)控編程的分類.................................................................24

4.1.3編程方法的選擇.................................................................25

4.2編程原點(diǎn)的確定.......................................................................25

4.3數(shù)控車加工程序編寫...................................................................25

4.3.1常用的G代碼格式說明................................................................26

4.3.2工件車端面程序編寫.................................................................27

433工件車左端外輪廓程序編寫...........................................................27

4.3.4工件左端內(nèi)孔加工程序編寫...........................................................28

4.3.5_L件右端力口工程序編寫...............................................................29

436工件銃槽程序編寫....................................................................30

4.3.7工件鉆孔攻牙程序編寫...............................................................31

4.4程序的仿真加工.......................................................................32

4.4.1程序的導(dǎo)入......................................................................32

4.4.2設(shè)置工件........................................................................32

4.4.3設(shè)置刀具........................................................................33

4.4.4對(duì)刀和輸入刀補(bǔ).................................................................33

4.4.5仿真加工........................................................................34

4.5注意事項(xiàng)..............................................................................37

設(shè)計(jì)小結(jié)......................................................................................38

參考文獻(xiàn)......................................................................................39

致謝........................................................................................40

摘要

近幾年來隨著國家對(duì)數(shù)控技術(shù)的重視，數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展，因高效率、高精度、高質(zhì)

量從而使得數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛。

本次設(shè)計(jì)任務(wù)是包膠棍傳動(dòng)軸加工工藝設(shè)計(jì)與程序編制程序編制，使用CAD制圖軟件將

零件的二維圖形畫出來。接著對(duì)零件結(jié)構(gòu)、精度、技術(shù)要求進(jìn)行分析。設(shè)計(jì)加工零件的數(shù)控

工藝方案，選擇毛坯、刀具、機(jī)床，以及合理的切削參數(shù)等。選擇出最佳的加工工藝方案，

然后對(duì)零件的數(shù)控加工程序進(jìn)行編制，完成本次設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞:傳動(dòng)軸；數(shù)控技術(shù)；加工工藝；程序編制；

第1章緒論

世界制造業(yè)轉(zhuǎn)移，中國E逐步成為世界加工廠。美國、德國、韓國等國家己經(jīng)進(jìn)入發(fā)展

的高技術(shù)密集時(shí)代與微電子時(shí)代，鋼鐵、機(jī)械、化工等重化工業(yè)發(fā)展中期。由于數(shù)控機(jī)床綜

合應(yīng)用了電子計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、伺服系統(tǒng)、精密檢測與新型機(jī)械結(jié)構(gòu)等方面的技術(shù)成果，

具有高的高柔性、高精度與高度自動(dòng)化的特點(diǎn)，因此，采用數(shù)控加工手段，解決了機(jī)械制造

中常規(guī)加工技術(shù)難以解決甚至無法解決的單件、小批量，特別是復(fù)雜型面冬件的加工，應(yīng)用

數(shù)控加工技術(shù)是機(jī)械制造業(yè)的一次技術(shù)革命，使機(jī)械制造的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)新的階段，提高

了機(jī)械制造業(yè)的制造水平，為社會(huì)提供高質(zhì)量，多品種及高可靠性的機(jī)械產(chǎn)品。

數(shù)控技術(shù)是數(shù)字程序控制數(shù)控機(jī)械實(shí)現(xiàn)自動(dòng)工作的技術(shù)。它廣泛用于機(jī)械制造和自動(dòng)化

領(lǐng)域，較好地解決多品種、小批量和復(fù)雜零件加工以及生產(chǎn)過程自動(dòng)化問題。隨著科技的迅

猛發(fā)展，自動(dòng)控制技術(shù)已廣泛地應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人以及各類機(jī)電一體化設(shè)備上。同時(shí),

社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，對(duì)數(shù)控裝置和數(shù)控機(jī)械要求在理論和應(yīng)用方面有迅速的發(fā)展和提高。

數(shù)控加工和編程畢業(yè)設(shè)計(jì)是數(shù)控專業(yè)教學(xué)體系中構(gòu)成數(shù)控加工技術(shù)專業(yè)知識(shí)及專業(yè)技能的重

要組成部分，通過畢業(yè)設(shè)計(jì)使我們學(xué)會(huì)了對(duì)相關(guān)學(xué)科中的基本理論、基本知識(shí)進(jìn)行綜合運(yùn)用,

同時(shí)使對(duì)本專業(yè)有較完整的、系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，從而達(dá)到鞏固、擴(kuò)大、深化所學(xué)知識(shí)的目的，培

養(yǎng)和提高了綜合分析問題和解決問題的能力，以及培養(yǎng)了科學(xué)的研究和創(chuàng)造能力。

數(shù)控加工是機(jī)械制造中的先進(jìn)的加工技術(shù)是一種高效率，高精度與剛?cè)嵝蕴攸c(diǎn)的自動(dòng)加

工方法，數(shù)控加工技術(shù)可有效解決復(fù)雜、精密、小批多變零件的加工問題，充分適應(yīng)了現(xiàn)代

化生產(chǎn)的需要，制造自動(dòng)化是先進(jìn)制造技術(shù)的重要組成部分，其核心技術(shù)是數(shù)控技術(shù)，數(shù)控

技術(shù)是綜合計(jì)算機(jī)、自動(dòng)技術(shù)、自動(dòng)檢測及精密機(jī)械等高新技術(shù)的產(chǎn)物，它的出現(xiàn)及所帶來

的巨大利益.，已引起了世界各國技術(shù)與工'業(yè)界的普遍重視，目前，國內(nèi)數(shù)控機(jī)床使用越來越

普及，如何提高數(shù)控加工技術(shù)水平已成為當(dāng)務(wù)之急，隨著數(shù)控加工的日益普及，越來越多的

數(shù)控機(jī)床用戶感到，數(shù)控加工工藝掌握的水平是制約手工編程與CAD/CAM集成化H動(dòng)編程質(zhì)

量的關(guān)鍵因素。數(shù)控技術(shù)不斷的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)很快會(huì)普極中國工業(yè)基地，成為工業(yè)發(fā)展的

標(biāo)志，數(shù)控技術(shù)的成熟也是當(dāng)代科技發(fā)展的標(biāo)志，所以數(shù)控技術(shù)也是國家經(jīng)濟(jì)的體現(xiàn)

數(shù)控加工工藝是數(shù)控編程與操作的基礎(chǔ)，合理的工藝是保證數(shù)控加工質(zhì)量發(fā)揮數(shù)控機(jī)床

的前提條件，從數(shù)控加工的實(shí)用角度出發(fā)，以數(shù)控加工的實(shí)際生產(chǎn)為基礎(chǔ)，以掌握數(shù)控加工

工藝為目標(biāo)，在介紹數(shù)控加工切削基礎(chǔ)，數(shù)控機(jī)床刀具的選用，數(shù)控加工的定位與裝夾以及

數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)等基本知識(shí)的基礎(chǔ)上，分析了數(shù)控車削的加工工藝。

1.1本課題研究的背景

科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展與進(jìn)步，數(shù)控技術(shù)的用途早已普及全世界，現(xiàn)在數(shù)控技術(shù)發(fā)展的越

來越快了。數(shù)控技術(shù)現(xiàn)在我們國家被越來越重視。在網(wǎng)絡(luò)發(fā)展，我國的數(shù)控技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到

世界前列了。我國的數(shù)控技犬在軍事化，商業(yè)化等等起了重要的角色，數(shù)控越來越在我們生

活中引起重要的作用?，F(xiàn)在我國數(shù)控技術(shù)發(fā)展到我國各個(gè)方面，慢慢的深入我們的口常生活。

數(shù)控技術(shù)發(fā)展的總體方向是功能復(fù)合，網(wǎng)絡(luò)化，數(shù)字化，更開放的軟硬件體系結(jié)構(gòu)，更

3

方面，人性化的人機(jī)交互作月，更加高效智能的控制算法，以滿足高速高精度，完整性加工

的需求。近來數(shù)控技術(shù)的重要進(jìn)展主要體現(xiàn)在以下方面。

1.2數(shù)控設(shè)備的簡介

多年來，隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)很多新的技術(shù)。許多技術(shù)的出現(xiàn)推動(dòng)著數(shù)控設(shè)備的

發(fā)展。數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生，不僅僅使得各種復(fù)雜零件的加工很假方便，而且它的加工精度很高,

效率好。使得工人的工作強(qiáng)度大大降低。

操作時(shí)序邏輯控制功能的計(jì)算機(jī)控制程序，用于執(zhí)行第一存儲(chǔ)設(shè)備和外設(shè)的技術(shù)動(dòng)作。

微指令發(fā)送產(chǎn)生的伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)或液壓致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)設(shè)備運(yùn)行，數(shù)控設(shè)備是指設(shè)備。

1.3本論文研究的目的與意義

數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)和工作過程進(jìn)行控制的技術(shù)，數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給

傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征,而且隨著數(shù)控技術(shù)的不但發(fā)展

和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，對(duì)歸計(jì)民生的一些重要行業(yè)（TT、汽車、醫(yī)療、輕工等）的發(fā)展起著越來

越重要的作用，因?yàn)檫@些行業(yè)所需要裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢(shì).發(fā)展我國數(shù)控技術(shù)

及裝備是提高我國制造業(yè)信息化水平和國際競爭能力的重要性保證.數(shù)控加工與編程畢業(yè)設(shè)

計(jì)是數(shù)控專業(yè)教學(xué)體系中構(gòu)成數(shù)控加工技術(shù)專業(yè)知識(shí)及專業(yè)技能的重要組成部分，通過畢業(yè)

設(shè)計(jì)使我們學(xué)會(huì)了對(duì)相關(guān)學(xué)科中的基本理論基本知識(shí)進(jìn)行綜合運(yùn)用，同時(shí)使對(duì)本專業(yè)有較完

整的系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，從而達(dá)到鞏固、擴(kuò)大、深化所學(xué)知識(shí)的目的，培養(yǎng)和提高了綜合分析問題和

解決問題的能力以及培養(yǎng)了科學(xué)的研究和創(chuàng)新能力。

選這個(gè)題目的目的是它能體現(xiàn)出對(duì)所學(xué)知識(shí)的掌握程度和靈活規(guī)范的運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，用

所學(xué)的知識(shí)來完成一份成功的畢業(yè)設(shè)計(jì)是必不可少的。

經(jīng)過這次設(shè)計(jì)，我初步具有了解數(shù)控編程以及加工知識(shí)，我們可以理解和處理的編程已

經(jīng)成為數(shù)控技術(shù)在現(xiàn)代制造系統(tǒng)中不可缺少的基本技術(shù)，應(yīng)用程序編程和數(shù)控加工技術(shù)是制

造業(yè)中越來越受歡迎的，并已成為現(xiàn)今制造技術(shù)的基礎(chǔ)和重要組成部分。通過這樣的設(shè)計(jì)可

以使我們知道數(shù)控工藝編程更深入，目前發(fā)展中存在的問題和需要解決的問題。

1.4數(shù)控加工工藝與普通加工工藝的區(qū)別及特點(diǎn)

數(shù)控加工工藝與傳統(tǒng)加二工藝的設(shè)計(jì)過程和設(shè)計(jì)原理是相似的，但也有數(shù)控技術(shù)的特點(diǎn)

是不同于傳統(tǒng)的加工技術(shù)。曰于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床和數(shù)控加工，使得數(shù)控加工具備

自動(dòng)化水平高、精度高、質(zhì)地穩(wěn)定、生成率高、周期短、裝備使用費(fèi)用高等特點(diǎn)。

數(shù)控機(jī)床加工工藝與普通機(jī)床加工原則上基本相同，但數(shù)控機(jī)床是自動(dòng)進(jìn)行加工，因而

有如下特點(diǎn)：①數(shù)控加工的二序內(nèi)容比普通機(jī)床的加工內(nèi)容復(fù)雜，加工的精度高，加工的表

面質(zhì)量高，加工的內(nèi)容較豐屬。②數(shù)控機(jī)床加工程序的編制比普通機(jī)床工藝編制要復(fù)雜些。

這是因?yàn)閿?shù)控機(jī)床加工存在對(duì)刀、換刀以及退刀等特點(diǎn)，這都無一例外的變成程序內(nèi)容，正

是由于這個(gè)特點(diǎn)，促使對(duì)加二程序正確性和合理性要求極高，不能有絲亳的差錯(cuò)。否則加工

不出合格的零件。

4

第二章零件的工藝分析

2.1零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析

如圖2.1所示軸零件圖（若插圖不清晰，詳見附件CAD零件圖），分析其加工工藝性。

D-D

林琳

1、沫蛛松1艇小嫻*

2、料4般爾J

3＞做極.

圖1.1零件的二維平面圖

圖1.2零件的三維圖

軸類零件是機(jī)械加工中常見的加工零件之一，在各類機(jī)械中應(yīng)用很廣。圖L1中所示的

軸零件主要由內(nèi)外圓柱面、外錐面、內(nèi)孔等組成，從這些結(jié)構(gòu)中更可以看出，該軸主要起聯(lián)

接的作用。

2.2零件的技術(shù)要求分析

零件的技術(shù)要求主要包括尺寸精度、形狀精度、位置精度、表面粗糙度要求等，這些技

術(shù)要求應(yīng)當(dāng)是能夠保證零件使用性能前提下的極限值。進(jìn)行零件技術(shù)要求分析，土要是分析

5

這些技術(shù)要求的合理性，以及實(shí)現(xiàn)的可能性，重點(diǎn)分析重要表面和部位的加工精度和技術(shù)要

求，為制定合理的加工方案做好準(zhǔn)備。同時(shí)通過分析以確定技術(shù)要求是否過于嚴(yán)格，因?yàn)檫^

高的精度和過小的表面粗糙度要求會(huì)使工藝過程變得復(fù)雜，加工難度大，增加不必要的成本。

（1）該零件由多個(gè)外圓尺寸組成，有兩端670mm、兩端680mm、兩端。85k7、6

rjri40.011

60_o.oo8mm°

（2）零件內(nèi)孔尺寸有432-39nmi。3-M5均布螺紋孔。

（3）鍵槽尺寸為68X18,0043m

（4）表面粗糙度最高為Ra0.8um,最低要求為Ra6.3um。

2.3零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析

該零件屬于軸類零件，其結(jié)構(gòu)主要由內(nèi)外圓柱面、倒角、內(nèi)孔等特征組成，精度要求較

高在普通車床上很難完成，需要在數(shù)控車床上進(jìn)行加工，并且是數(shù)控車削加工中常見的形狀

特征。

2.4確定毛坯

2.4.1毛坯類型

毛坯是用來加工各種工件的坯料，毛坯的生產(chǎn)方法主要有:鑄造、鍛造、焊接、沖壓件,

以及各種型材也可以用作毛坯。

（一）鑄件

對(duì)形狀較復(fù)雜的毛坯，一般可用鑄造方法制造。目前大多數(shù)鑄件采用砂型鑄造，對(duì)尺寸

精度要求較高的小型鑄件，可采用特種鑄造，如永久型鑄造、精密鑄造、壓力鑄造、熔模鑄

造成和離心儲(chǔ)造等。

（二）鍛件

鍛件毛坯由于經(jīng)鍛造后可得到連續(xù)和均勻的金屬纖維組織。因此鍛件的力學(xué)性能較好，

常用于受力復(fù)雜的重要鋼質(zhì)零件。其中自由鍛件的精度和生產(chǎn)率較低，主要用于小批生產(chǎn)和

大型鍛件的制造。模型鍛造件的尺寸精度和生產(chǎn)率較高，主要用于產(chǎn)量較大的中小型鍛件。

（三）型材

型材主要有板材、棒材、線材等。常用截面形狀有圓形、方形、六角形和特殊截面形狀。

就其制造方法，又可分為熱軋和冷拉兩大類。熱機(jī)型材尺寸較大，精度較低，用于一般的機(jī)

械零件。冷拉型材尺寸較小，精度較高，主要用于毛坯精度要求較高的中小型零件。

（四）焊接件

焊接件主要用于單件小批生產(chǎn)和大型零件及樣機(jī)試制。其優(yōu)點(diǎn)是制造簡單、生產(chǎn)周期短、

節(jié)省材料?、減輕重量。但其抗振性較差，變形大，需經(jīng)時(shí)效處理后才能進(jìn)行機(jī)械加工。

（五）其它毛坯

其它毛坯包括沖壓件、粉末冶金件，冷擠件，塑料壓制件等。

2.4.2毛坯余量確定

6

毛坯圖的尺寸都是在零件圖尺寸的基礎(chǔ)上，加減總加工余量得到毛坯尺寸，毛坯各面的

設(shè)計(jì)基準(zhǔn)一般同零件圖一致。筆者認(rèn)為這種設(shè)計(jì)方法并不合理，這是因?yàn)閺拿鞒叽绲淖饔?/p>

來講并不要求它和零件圖一致，對(duì)它提出的要求是：（1）保證它在機(jī)械加工時(shí)有最均勻合理的

粗加工余量：（2）保證非加工面與加工面有最準(zhǔn)確的位置及尺寸。

根據(jù)該零件的圖紙要求，由于零件并不是很大，因此可以直接采用型材毛坯（棒料），又

零件的最大外圓為85nm】，長度為482mm,因此可以給毛坯的外圓單邊留2.5mm余量，長度留

18mm余量。

由毛坯余量的選擇，可確定該冬件的毛坯尺寸為中90X500mni。

7

第三章零件的工藝規(guī)程設(shè)計(jì)

3.1加工順序的安排

工件的機(jī)械加工工藝路線中要經(jīng)過切削加工、熱處理和輔助工序。因此，當(dāng)擬定工藝路

線時(shí)要合理、全面安排好切削加工、熱處理和輔助工序的順序。

切削加工工序的安排原則

1）基準(zhǔn)先行選為精基準(zhǔn)的表面，應(yīng)先進(jìn)行價(jià)格，以便為后續(xù)工序提供可靠的精基準(zhǔn)。

如軸類專件的中心孔、箱體的地面或剖分面、內(nèi)輪的內(nèi)孔和一端面等，都應(yīng)安排在初始工序

加工完成。

2）先粗后精各表面均應(yīng)按照粗加工一半精加工一精加工的順序依次進(jìn)行，以便逐步提

高加工精度和降低表面粗糙度。

3）先主后次先加工主要表面（如定位基面、裝配面、工作面），后加工次要表面（如

自由表面、鍵槽、螺紋孔等），次要表面常穿插進(jìn)行加工，一般安排在主要表面達(dá)到一定精度

之后、最終精加工之前。

該零件的加工順序應(yīng)嚴(yán)格按照以上原則進(jìn)行加工。

3.2定位基準(zhǔn)及裝夾方式的選擇

（1）定位基準(zhǔn)的選擇

1）粗基準(zhǔn)的選擇：粗車時(shí)以外圓和兩端面為粗基準(zhǔn)，并加工出精基準(zhǔn)

2）精基準(zhǔn)的選擇：精加工時(shí)以粗加工時(shí)加工出的端面和外圓為基準(zhǔn)。

（2）裝夾方式的選擇

該零件為回轉(zhuǎn)型零件，其裝夾方式可直接采用三爪卡盤（如圖3.1）講行裝夾，由于零

件至少需要進(jìn)行兩次裝夾方能完成，在第二次裝夾時(shí)為保證加工面不被夾傷，需要墊上銅皮

或者采用軟爪進(jìn)行裝夾，由于零件長度過長，容易產(chǎn)生晃動(dòng)，需要使用頂尖頂住。。

圖3.1三爪卡盤以頂尖

3.3制訂工藝路線

制訂工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能

得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)（生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小對(duì)生產(chǎn)組織和零件加工工藝過程起著重要的

8

作用，它決定了各工序所需專業(yè)化和自動(dòng)化的程度，決定了所應(yīng)選用的工藝方法和工藝裝備。）

已確定為大批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性的機(jī)床配以專用夾具，并盡量使工序集中

來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。

工

序工序

工序內(nèi)容車間

號(hào)名稱

1下料下料①90X490金工

2車夾持毛坯圖外圓，車右邊660端面，砧中心孔金工

調(diào)頭夾持毛坯圖外圓，粗精車左邊670端面及670、e80外圓及

3車金工

倒角

4車左邊端面鉆小26孔，粗精鎮(zhèn)力32孔金工

調(diào)頭夾持小70外圓，臺(tái)階抵卡爪，頂尖支撐右端中心孔。粗精車

5車金工

削660、670、e80、685外圓面及倒角。

6磨磨削兩個(gè)。70外圓，至圖紙精度要求金工

7磨磨削632孔，至圖紙精度要求金工

8銃粗精銃削68X18鍵槽，至圖紙精度要求金工

9銃鉆孔3-M5底孔、攻牙3-M5孔金工

10清洗清洗、去毛刺

11檢驗(yàn)檢驗(yàn)

12入庫入庫

3.4選擇加工設(shè)備機(jī)床

當(dāng)工件表面的加工方法確定之后，機(jī)床的種類也就基本上確定了。但是，每一類機(jī)床都

有不同的形式，其工藝范圍、技術(shù)規(guī)格、加工精度、生產(chǎn)率及自動(dòng)化程度都各不相同。為了

正確地為每一道工序選擇機(jī)慶，除了充分了解機(jī)床的性能外，尚需考慮以下三點(diǎn)。

1）機(jī)床的類型應(yīng)與工序劃分的原則相適應(yīng)。數(shù)控機(jī)床或通用機(jī)床適用于工序集中的單件

小批生產(chǎn)；對(duì)大批量生產(chǎn)，則應(yīng)選擇高效自動(dòng)化機(jī)床利多刀、多軸機(jī)床。若工序按分散原則

劃分，則應(yīng)選擇結(jié)構(gòu)簡單的專用機(jī)床。

2）機(jī)床的主要規(guī)格尺寸應(yīng)與工件的外形尺寸和加工表面的有關(guān)尺寸相適應(yīng)，即小工件用

小規(guī)格的機(jī)床加工，大工件用大規(guī)格的機(jī)床加工。

3）機(jī)床的精度應(yīng)與工序要求的加工精度相適應(yīng)。粗加工工序，應(yīng)選用精度低的機(jī)床；精

度要求高的精加工工序，應(yīng)選用精度高的機(jī)床。機(jī)床精度不能過低，也不能過高，機(jī)床精度

9

過低，不能保證加工精度；機(jī)床精度過高，會(huì)增加零件的制造成本。應(yīng)根據(jù)零件的加工精度

的要求合理選擇機(jī)床。

從加工工藝的角度分析，選用的數(shù)控機(jī)床功能還必須適應(yīng)被加工零件的形狀、尺寸精度

和生產(chǎn)節(jié)拍等要求。

依據(jù)上述各選擇原則，我們選用的Ck6140型數(shù)控車床，系統(tǒng)為FANUCoi,配置前置式刀

架。

本文零件的加工采用了數(shù)控車床，以下為數(shù)控車床的主要參數(shù)

表3.1數(shù)控機(jī)床參數(shù)

主要參數(shù)Ck6140

中心高(mm)205

最大回轉(zhuǎn)直徑(mm)400

刀架最大回轉(zhuǎn)直徑210

刀架最大回轉(zhuǎn)行程280

轉(zhuǎn)速50HZ25-1600轉(zhuǎn)/分12級(jí)

刀桿截面尺寸(mm)20x20

縱向進(jìn)給量mm0.04-2.16mm

頂尖套內(nèi)孔錐度Mt4

頂尖套最大移動(dòng)量130mm

橫向最大移動(dòng)量mm±lOmni

電機(jī)kw4.5

中心距nun750

主機(jī)外形mm2200x900x120

重量kg1600

3.5選擇刀具

與普通機(jī)床加工方法相比，數(shù)控加工對(duì)刀具提出了更高的要求，不僅需要?jiǎng)傂院?、精?/p>

高，而且要求尺寸穩(wěn)定，耐用度高，斷屑和排屑性能好；同時(shí)要求安裝調(diào)整方便，這樣來滿

足數(shù)控機(jī)床高效率的要求。數(shù)控機(jī)床上所選用的刀具常采用適應(yīng)高速切削的刀具材料(如高

速鋼、超細(xì)粒度硬質(zhì)合金)并使用可轉(zhuǎn)位刀片。

車削用刀具及其選擇數(shù)控車削常用的車刀一般分尖形車刀、圓弧形車刀以及成型車刀

三類。

1)尖形車刀尖形車刀是以直線形切削刃為特征的車刀。這類車刀的刀尖由直線形的主

副切削刃構(gòu)成，如90°內(nèi)外圓車刀、左右端面車刀、切槽(切斷)車刀及刀尖倒棱很小的各

種外圓和內(nèi)孔車刀。

10

尖形車刀幾何參數(shù)（主要是幾何角度）的選擇方法與普通車削時(shí)基本相同，但應(yīng)結(jié)合數(shù)

控加工的特點(diǎn)（如加工路線、加工干涉等）進(jìn)行全面的考慮，并應(yīng)兼顧刀尖本身的強(qiáng)度。

2）圓弧形車刀圓弧形車刀是以一圓度或線輪廓度誤差很小的圓弧形切削刃為特征的車刀。

該車刀圓弧刃每一點(diǎn)都是圓弧形車刀的刀尖，應(yīng)此，刀位點(diǎn)不在圓弧上，而在該圓弧的圓心

上。

圓弧形車刀可以用于車削內(nèi)外表面\特別適合于車削各種光滑連接（凹形）的成型面。

選擇車刀圓弧半徑時(shí)應(yīng)考慮兩點(diǎn)：一是車刀切削刃的圓弧半徑應(yīng)小于或等于零件凹形輪廓上

的最小曲率半徑，以免發(fā)生加工干涉；二是該半徑不宜選擇太小，否則不但制造困難，還會(huì)

因刀尖強(qiáng)度太弱或刀體散熱能力差而導(dǎo)致車刀損壞。

3）成型車刀成型車刀也稱樣板車刀，其加工零件的輪廓形狀完全由車刀刀刃的形狀和尺寸

決定。

數(shù)控車削加工中，常見的成型車刀有小半徑圓弧車刀、非矩形車槽刀和螺紋刀等。在數(shù)

控加工中，應(yīng)盡量少用或不用成型車刀。

通過以上分析，加工本零件選擇標(biāo)準(zhǔn)刀具，以減少加工成品和提高加工效率。刀具的選

擇也是數(shù)控加工中重要內(nèi)容之一，它不僅影響機(jī)床的加工效率，而且直接影響加工質(zhì)量。編

程時(shí)，選擇刀具通常要考慮機(jī)床的加工能力、工序內(nèi)容、工件材料等因素。如下是對(duì)該零件

工步順序、刀具的選擇。

該冬件的數(shù)控加工中主要為車外圓、鏈內(nèi)孔，具體的刀具選擇情況表3.2所示。

表3.2數(shù)控加工刀具卡片

序號(hào)刀具名稱刀具規(guī)格刀片材料加工表面

1端面車刀90°刀尖硬質(zhì)合金鋼車端面

2外圓車刀55°刀尖硬質(zhì)合金鋼車外輪廓

3麻花鉆①26高速鋼內(nèi)孔

4內(nèi)孔鎮(zhèn)刀60°硬質(zhì)合金鋼饃內(nèi)輪廓

5立銃刀012硬質(zhì)合金鋼鍵槽

6麻花鉆04.2高速鋼3-M5底孔

7絲錐M5高速鋼3-M5

3.6確定切削用量

3.6.1背吃刀量的確定

在機(jī)床功率容許的情況下，應(yīng)盡量采選較大的背吃刀量，進(jìn)給次數(shù)才會(huì)有所減少。當(dāng)精

度要求較高的零件時(shí)，半精銃或精銃的余量需要被留出，正常半精銃的余量是0.5mm左右，

精銃余量在半精銃之后，通常少于普通銃削的余量，一般選取0.1?0.3mni。由于該零件精度

要求相對(duì)要高，固必須至少有粗加工及精加工兩種。通過表3.2來采選背吃刀量。

表3.3數(shù)控切削用量推薦表

11

背吃刀量切削速度進(jìn)給量

加工內(nèi)容

Ap/(mm)vc(m?min'')f/(mm?r_,)

粗加工2?380?1200.2?0.5

精加工0.1-0.5120-1500.1-0.2

綜合考慮粗車時(shí)背吃刀量選取1mm,留出精車余量為0.5mm,精車時(shí)背吃刀量為0.5mm。

3.6.2切削用量的具體選擇

主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)零件上加工部位的直徑，并按零件和刀具材料以及加工性質(zhì)等條件所允

許的切削速度來確定。

切削學(xué)速度除了計(jì)算和查表選取外，還可以根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)確定。

主要根據(jù)允許的切削速度Vc(m/min)選取由公式產(chǎn)也見來進(jìn)行計(jì)算。

兀D

式中Vc為切削速度；

D為工件或刀具的直徑(mm)

(1)端面車刀

粗車端面時(shí)，選取Vc=90m/min,f=0.2mm/r,ap=lmm,粗加工時(shí)直徑取值60mm。

則：主軸轉(zhuǎn)速：n=1000Vc/7td

=[(l(X)0x90)/(3.14x60)]r/min=477.7r/min?5(X)r/min

進(jìn)給速度：F=fxn=(0.2x500)mm/min=1OOmm/min

精車端面時(shí),選取Vc=100m/min,f=0.1mm/r,叩=0.5mm,精加工時(shí)直徑取值60mm。

則:主軸轉(zhuǎn)速:n=1000Vc/7td

=[(1000x100)/(3.14x60)]r/min=530.78r/min550r/min

進(jìn)給速度：F=fxn=(0.1x550)mm/min=55mm/min

(2)外圓車刀

粗車外圓孔時(shí)，選取Vc=90m/min,f=0.2mm/r,叩二1mm,粗加工時(shí)直徑取值70mm。

則：主軸轉(zhuǎn)速:n=1000Vc/7rd

=[(1000x90)/(3.14x70)]r/min=409.7r/min?400r/min

進(jìn)給速度：F=fxn=(0.2x400)mm/min=80mm/min

12

精車外圓時(shí),選取Vc=100m/min,f=O.lmm/r,ap=O.5mm,精加工時(shí)直徑取值70mm。

則：主軸轉(zhuǎn)速:n=1000Vc/nd

=[(1OOOx100)/(3.14x70)Jr/min=454.9r/min5(450r/min

進(jìn)給速度：F=fxn=(0.1x450)mm/min=45mrn/min

(3)626麻花鉆

加工時(shí)根據(jù)查表及經(jīng)驗(yàn)，選取Vc=30m/min。

則：主軸轉(zhuǎn)速：n=1000Vc/7rd

=[(1000x30)/(3.14x26)]r/min=367r/min400r/min

進(jìn)給速度：F二手動(dòng)進(jìn)給

(4)內(nèi)孔鑲刀

粗鎮(zhèn)內(nèi)孔時(shí)，選取Vc=60m/min,f=().2mm/r,叩=lmm,粗加工時(shí)直徑取值32mm。

則：主軸轉(zhuǎn)速:n=1000Vc/7id

=[(1000x60)/(3.14x32)]r/min=579r/min?600r/min

進(jìn)給速度：F=fxn=(0.2x600)mm/min=120mm/min

精鎮(zhèn)內(nèi)孔時(shí)，選取Vc=70m/min,f=0.1mm/r,ap=0.5mm,精加工時(shí)直徑取值32mm0

則：主軸轉(zhuǎn)速:n=1000Vc/nd

=[(1000x70)/(3.14x32)]r/min=675r/min?700r/min

進(jìn)給速度：F=fxn=(0.1x700)mm/min=70mm/min

(5)612立銃刀

粗加工時(shí)根據(jù)查表及經(jīng)驗(yàn)，選取Vc=7()m/min,f=0.3mm/r,ap=lmm。

則：主軸轉(zhuǎn)速：n=1000Vc/;rd

=[(100()x70)/(3.14x12)]r/min=1857.7r/min1800r/min

進(jìn)給速度:F=fxn=(0.3x1800)mm/min=540mm/min

精加工U'J根據(jù)查表及經(jīng)驗(yàn)，選取Vc=90m/min,f=0.2mm/r,ap=0.5mm。

13

則：主軸轉(zhuǎn)速：n=1000Vc/7rd

=[(1000x90)/(3.14x12)]r/min=2388.5r/min2400r/min

進(jìn)給速度：F=fxn=(0.2x2400)mm/min=480mm/min

(6)(H.2麻花鉆

加工時(shí)根據(jù)查表及經(jīng)驗(yàn)，選取Vc=20m/min,f=0.04mm/r。

則：主軸轉(zhuǎn)速:n=1000Vc/7cd

=[(1000x20)/(3.14x4.2)]r/min=1516r/minSRl500r/min

進(jìn)給速度：F=fxn=(0.04x1500)mm/min=60mm/min

(7)M5絲錐(先鉆d>4.2麻花鉆)

根據(jù)實(shí)際加工經(jīng)驗(yàn)，主軸轉(zhuǎn)速取選取400r/min,進(jìn)給速度取320mm/min。

3.7數(shù)控加工工藝卡片擬訂

14

產(chǎn)品里號(hào)零件圖號(hào)01

XX學(xué)校機(jī)械加工工藝過程卡片

產(chǎn)處名稱零件名稱傳動(dòng)軸共1頁第1頁

4,90X500矗篇

材料牌號(hào)45毛坯種類52M毛坯外彩片41處白件女1缶在

工

工序工時(shí)

工序內(nèi)容車向工段設(shè)%工藝裝符

ir名移

號(hào)準(zhǔn)終單件

1下料下料90X490金工鋸床

數(shù)控車三爪卡盤、外圓車刀、中心鉆、游標(biāo)卡

2車夾持毛坯圖外畫，乍右邊&60端面，鉆中心孔金工

尺

數(shù)控車三爪卡盤、外囪車刀、游標(biāo)尺

3車調(diào)頭夾持毛坯圖外網(wǎng)，粗精車左邊力70端面及中70、480外網(wǎng)及倒角金工1X

數(shù)控車三爪卡盤、內(nèi)孔鎮(zhèn)刀、游標(biāo)卡尺

4車左邊端面鉆小26孔，粗精鐐中32孔金工

調(diào)頭夾持小70外圓，臺(tái)階抵卡爪，頂尖支撐右端中心孔。粗精車削力60、數(shù)控車三爪卡盤、頂尖、外圓車JJ、游標(biāo)卡尺、

5車金工

670、4>80、小85外圓面及倒角.千分尺

6磨酹削兩個(gè)小70外圓，至圖紙精度要求金工外圓【算床專用來具、砂輪、十分尺

7磨磨削巾32孔,至圖紙精度要求金工內(nèi)孔磨床專用夾具、砂輪、內(nèi)徑千分尺

數(shù)控銃床專用夾具、立銃刀、游標(biāo)卡尺

8洗粗精銃削68X18鍵槽,至圖紙精度要求金工

數(shù)控銃床專用夾具、立跣刀、麻花鉆、絲錐、游

詵鉆孔底孔、攻牙孔金工

93-M53-M5標(biāo)卡尺

10清洗清洗、去毛刺

II檢驗(yàn)檢驗(yàn)

12入庫入麻

明）中核（H期）杯準(zhǔn)化（已期）侖爸（已期）

標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽字日期標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簸字日期

15

產(chǎn)從型號(hào)零件圖號(hào)01

XX學(xué)校數(shù)控加工工序卡片8頁|第1頁

產(chǎn)品名將零件名稱傳動(dòng)軸共

車間工序號(hào)工序名稱材料牌號(hào)

致投2車45

*___________毛_坯__種_類__壬坯外形尺寸傳毛坯可制件數(shù)每臺(tái)件數(shù)

型材<t>90X500mm11

諛備名稱設(shè)備型號(hào)設(shè)備蜻號(hào)同時(shí)加工件數(shù)

數(shù)控車CK6I4011

夾具編號(hào)夾具名稱切削液

1三爪K盤乳化液

工序工時(shí)（分）

工位器具編號(hào)工位器具名稱

準(zhǔn)終單件

工上步工時(shí)

進(jìn)給

步主軸轉(zhuǎn)速切削速度進(jìn)給盤背吃刀

工步內(nèi)容工藝裝備at

r/minmm/minmm/rmm次數(shù)機(jī)動(dòng)沛助

號(hào)

I

車右邊4>60端面端面軍刀5001000.211

2

鉆中心孔諭而車刀550550.10.51

設(shè)計(jì)（日期）審核（日期）標(biāo)準(zhǔn)化（日期）會(huì)簽（日期）

林

處數(shù)更改文件號(hào)簽字日期標(biāo)記更改文件號(hào)簽字日期

記

16

產(chǎn)品型號(hào)零件圖號(hào)01

XX學(xué)校數(shù)控加工工序卡片

零件名稱傳動(dòng)軸共8頁第2頁

車間工序號(hào)工序名稱材料牌號(hào)

數(shù)控3車45