1、 苏 州 市 职 业 大 学毕业设计（论文）任务书毕业设计题目轴类零件的数控 加工工艺 院 机电工程学院 系 机电系 专业班级 09 数控 2 班 姓 名 薛震 学 号 指导教师 董老师 2摘 要随着科学技术的发展，机械制造业的发展规模和水平，则是反映国民经济实力和科学技术水平的重要标志之一。而数控技术是现代化加工设备的基础，又是精密、高效、高可靠性、高柔性加工技术的支撑。发展先进制造技术必须以数控技术为基础。数控技术它综 合了计算机、自 动控制、 电机、电气传动、测量、监控、机械制造等学科领域最新成果而形成的一门综合科学技术。对制造业实现自动化、柔性化、集成化、智能化生产起到举足轻重的作用。
2、按给定零部件图及条件和要求，完成零部件的数控加工工艺规程设计，使学生能融会贯通掌握所学习的专业知识，提高学生的动手能力，达到活学活用，做一个合格的应用型工程师。关键词 工艺分析 加工方案 进给路线 控制尺寸目 录第 1 章 前 言、设计目的 1第 2 章 工艺方案分析 .2零件图 2一、 件 1 的设计原理及结果 2工艺路线分析、选择毛坯 2划分工序、确定加工顺序 2零件的装夹与夹具的选择 3刀具的选择 3选择切削用量 4二、件 2 的设计原理及结果 4工艺分析 4毛坯选择、划分工序 5确定加工顺序 5零件的装夹与夹具的选择 5刀具的选择 5选择切削用量 6第 3 章：制作加工工艺工序卡 7一
3、、 件 1 加工工序卡 .7数控加工工艺卡 8件 1 数控加工刀具卡片 .11数控加工程序说明卡 .11二、件 2 加工工序卡 .17件 2 工艺卡 .18件 2 数控加工刀具卡片 .19数控加工程序说明卡 .20第 4 章 结束语 21第 5 章 致谢词、参考文献 22第 1 章 前 言本次毕业设计是学院为了提高学生的数控技术及相关技能等综合运用能力，通过毕业设计和完成毕业论文也是学院对毕业生生毕业资格的审核条件，同时也为我们以后的工作打下理论基础，本次设计是由指导老师胡老师、三位同学的共同协作下完成的。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
4、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。随着科技的迅猛发展，自动控制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。数控加工和编程毕业设计是数控专业教学体系中构成数控加工技术专业知识及专业技能的重要组成部分，通过毕业设计使我们学会了对相关学科中的基本理论、基本知识进行综合运 用。培养和提高了综合分析问题和解决问题的能力，以及培养了科学的研究和创造能力。数控技术不断的发展，数控技术很快会普极中国工业基地，成为工业发展的标志，数控技术的成熟也是当代科技发展的标志，所以数控技术也是国家经
5、济的体现。本毕业设计内容主要是详细叙述利用数控车床来加工零件。大致包含了数控技术特点的阐述、零件的工艺的分析过程、加工中一些问题的解决方法、数控加工过程、数控编程机床操作与零件自检过程等，另外还有设计说明书、参考文献、毕业设计小结、致谢、附录等部分。设计者以严谨务实的认真态度进行了此次设计，但由于知识水平与实际经验有限，时间又较为紧迫。在设计中难免会出现一些错误、缺点和疏漏，诚请各位评审老师给于批评和指正。一、设计目的（1）、培养学生正确的设计思想与方法，严肃认真的科学态度和严谨求实的工作作风，以及勇于探索的创新精神。 （2）、培养学生综合运用所学理论知识和技能，分析和解决实际问题的能力及其基
6、本工程素质。（3）、通过课程设计实践，加强学生对所修课程的理解和掌握，训练并提高学生在理论计算、总体设计、工程绘图、文献资料查阅、运用相关标准与规范和计算机应用等方面的能力。2第 2 章 工艺方案分析零件图：一、 件 1 的设计原理及结果：1.工艺路线分析该零件加工表面由圆柱面、圆锥面、抛物线面、圆弧面、内孔及外螺纹等的精度要求较高；且大部分表面粗糙度要求 Ra1.6um。零件材料为 45 钢，切削加工性能较好，无热处理要求。且批量为 500 件。2. 选择毛坯件 1 毛坯选择 50x97mm 的热轧棒料 ，一共为 505 根。3.划分工序用两台华中数控 CK6140 车床（数控系统 HNC2
7、2T）分别完成件 1 的左端及右端的粗、精加工需要两道工序。4.确定加工顺序（1） 车削右端使用 1 号数控车床车削抛物线、螺纹、36 外圆及 46 外圆，加工顺序先粗车后精车，留精车余量为 0.25mm;工步顺序为先粗车抛物线、M27 外圆、36 外圆及 46 外圆，留精车余量为 0.25mm,再进行精车，再切槽，最后车螺纹。1. 粗车外圆，基本采用阶梯切削路线，粗车抛物线、20mm 外圆面、M27mm、36mm 外圆面及 40mm 外圆面，留 1mm 的余量。2. 自右向左粗车抛物线、20mm 外圆面、M27mm、36mm 外圆面及 40mm 外360.12 155 510M27x1.5-
8、6gR21.61.6 1.6 其 余 3.2M27x1.5-7H1.646+0.25 1.620-.031.620+.03 20.031 210.1460-.3285 2025.2694.50.1抛 物 线 ： Z=-X2/1020460.11.6R6件 1 件 21.全 部 倒 角 C1.5；2涂 色 锥 面 接 触 面 不 小 于 60%；3.圆 锥 与 圆 弧 过 渡 光 滑 。技 术 要 求圆面。3. 自右向左精车抛物线、20mm 外圆面、M27mm、36mm 外圆面及 40mm 外圆面。4. 车槽。5. 车削螺纹。（2）车削左端使用 2 号数控车床车削圆锥面、圆弧面、内孔的加工。粗车
9、圆锥面及圆弧面后各留精加工余量为 0.25mm。再精车出外轮廓，然后钻孔，镗孔到尺寸。1. 粗车外圆锥面，外圆弧面，后留精加工余量 0.25mm。2. 精加工外圆锥面，外圆弧面，到尺寸。3. 钻孔 16mm，保证深度 26mm。4. 粗镗孔留精加工余量为 0.25mm。5. 精镗孔到尺寸。5、零件的装夹与夹具的选择车削右端部分时，用三爪自定心卡盘装夹毛坯左端；车削左端时，采用三爪自定心卡盘装夹零件右端 36 x20mm。由于华中数控 CK6140 车床无回转刀架，故在使用钻头 16 时，须做简易工装。6、刀具的选择（1）粗车选用硬质合金 90 外圆车刀，副偏角取 1015；（2）精车选用硬质合
10、金 90 外圆车刀，副偏角取 1015 ，取刀尖圆弧半径为 =0.2mm；（3）切槽选择刀宽为 3mm 的硬质合金车刀；（4）螺纹刀选择 60 硬质合金螺纹车刀，取刀尖角为 59.5；取刀尖圆弧半径 =0.150.2mm；4（5）钻头选择 16mm 硬质合金钻头。（6）镗刀选择 90 硬质合金刀，取副偏角 =1020，取刀尖角 =0.150.2mm。7、选择切削用量（1）背吃刀量。粗车循环的时候其背吃刀量选择 =1.5mm，精车时选择=0.25mm。（2）主轴转速。车直线和圆弧轮廓时的主轴转速可通过查表获得，取粗车的切削速度 =120m/min,精车的切削速度选择 =160m/min。粗镗时选
11、择切削速度=40m/min,精镗时选择 =70m/min。根据零件直径（精车时取平均直径）计算（公式 ），并结合机床说明选取（粗车选取，主轴转速 =800r/min,精车时选取主轴转速 =1500r/min；粗镗时 =800r/min,精镗时 =1200r/min）;切槽时选取主轴转速为 =600r/min;车削螺纹时选择主轴转速 =1000r/min。（2） 进给速度。先选取进给量，然后用公式 计算进给速度。粗车时选择进给量 f=0.18 mm/r,精车选取 f=0.08mm/r;粗镗时选择进给量f=0.125mm/r,精镗时选择 f=0.06mm/r。计算得粗车进给速度=150mm/min
12、,精车时 =100mm/min;粗镗时的进给速度 =100mm/min，精镗时 =80mm/min。切槽时选择 f=0.04mm/r, =25mm/min。车削螺纹时 f=1.5mm/r, =150mm/min。二、件 2 的设计原理及结果1、工艺分析该零件加工表面由圆柱面、内锥面、内圆弧面及内螺纹等组成。且大部分的表面粗糙度为 =1.6um 。零件材料为 45 钢，切削加工性能较好，无热处理要求。且批量为 500 件。2、毛坯选择件 2 毛坯选择 50x900mm 的热轧棒料 ，一共为 25 根。多下一根棒料为50x265mm，以备用。3、划分工序用一台华中数控 CK6140 车床（数控系统
13、 HNC22T）分别完成件 2 的加工。4.确定加工顺序使用 3 号数控车床钻孔、车削外圆面、内锥面及内圆弧面。先粗车留精车余量 0.25mm。工步顺序为钻孔（手动，使用尾座） 、车外圆、镗内孔。（1） 使用 20mm 的钻头钻孔到 50mm 处。 （使用尾座钻孔）（2） 使用外圆车刀车平端面。（3） 使用外圆车刀粗车外圆面，留精车余量 0.25mm。（4） 使用外圆车刀精车外圆面。（5） 使用镗刀粗镗 M27 的内表面、内锥面以及内圆弧面，留精加工余量为0.25mm。（6） 使用镗刀精镗 M27 的内表面、内锥面以及内圆弧面。（7） 使用内螺纹刀车削内螺纹。（8） 切断保证总长 46mm。5
14、、零件的装夹与夹具的选择使用三爪自定心卡盘装夹。6、刀具的选择（1）粗车选用硬质合金 90 外圆车刀，副偏角取 1015；（2）精车选用硬质合金 90 外圆车刀，副偏角取 1015 ，取刀尖圆弧半径为 =0.2mm；（3）切槽选择刀宽为 3mm 的硬质合金车刀；6（4）内螺纹刀选择 60 硬质合金螺纹车刀，取刀尖角为 59.5；取刀尖圆弧半径 =0.150.2mm；（5）钻头选择 20mm 硬质合金钻头。（6）镗刀选择 90 硬质合金刀，取副偏角 =1020，取刀尖角 =0.150.2mm。7、选择切削用量（1）背吃刀量。粗车循环的时候其背吃刀量选择 =1.5mm，精车时选择 =0.25mm。
15、（2）主轴转速。车直线和圆弧轮廓时的主轴转速可通过查表获得，取粗车的切削速度 =120m/min,精车的切削速度选择 =160m/min; 粗镗时选择切削速度=40m/min,精镗时选择 =70m/min。 。根据零件直径（精车时取平均直径）计算（公式 ），并结合机床说明选取（粗车选取，主轴转速 =800r/min,精车时选取主轴转速 =1500r/min; 粗镗时 =800r/min,精镗时 =1200r/min）;切槽时选取主轴转速为 =600r/min;车削螺纹时选择主轴转速 =1000r/min。（3）进给速度。先选取进给量，然后用公式 计算进给速度。粗车时选择进给量 f=0.18 m
16、m/r,精车选取 f=0.08mm/r;粗镗时选择进给量 f=0.125mm/r,精镗时选择 f=0.06mm/r。计算得粗车进给速度 =150mm/min,精车时=100mm/min;粗镗时的进给速度 =100mm/min，精镗时 =80mm/min。切槽时选择 f=0.04mm/r, =25mm/min。车削螺纹时 f=1.5mm/r, =150mm/min。第 3 章：制作加工工艺工序卡：件 1 加工工序卡零件名称 零件材料 毛坯种类 毛坯硬度 毛坯重量四川航天职业技术学院 4550x97 棒料工序号工序名称 设备名称 夹具 进给量（mm/r） 主轴转 速 切削速度（m/min） 冷却液
17、1 下料 GB4032 卧式带锯2 数车 CK61401 号三爪卡盘3 数车 CK61402 号三爪卡盘编制 代金龙 审核 会签 共 1 页 第 1 页8数控加工工艺卡产品名称 零件名称 材料 零件图号四川航天职业技术学院 工序卡片 45 17工序号 工序名称 夹具 使用设备 车间2，3 数车 三爪卡盘 CK6140 1 号 CK6140 2 号 实习厂工步号工步内容 刀具 量具及检 具 进给量（mm/min） 主轴转速 切削速度（m/min）1 车平端面 T01 150 8002 粗车外轮廓 T01游标卡尺及外径千分尺150 8003 精车外轮廓 T02游标卡尺及外径千分尺100 15004
18、 切槽 T03游标卡尺及外径千分尺25 6005 车螺纹 T04游标卡尺及螺纹环规，螺纹千分尺1.5 10006掉头装夹车平端面2 号设备T01游标卡尺 150 8007 粗车左端外轮廓 T01游标卡尺及自制锥套100 15008 精车右端外轮廓 T02 游标卡尺及自制锥套编制 代金龙 审核 会签 共 2 页 第 1 页产品名称 零件名称 材料 零件图号四川航天职业技术学院 工序卡片 45工序号 工序名称 夹具 使用设备 车间2，3 数车 三爪卡盘 CK6140 实习厂工步号工步内容 刀具 量具及检 具 进给量（mm/r） 主轴转速 切削速度（m/min）9 钻孔 T03 游标卡尺10 镗孔
19、T04游标卡尺及内径千分尺编制 代金龙 审核 会签 共 2 页 第 2 页10数控加工工序卡件 1 数控加工刀具卡片数控加工程序说明卡产品名称 零件名称四川航天职业技术学院 零件图号 程序编号 O0001 和 O0002刀具工步号刀具号 刀具名称 刀柄型号 直径(mm) 长度(mm)补偿值mm 备注1、2、6、7T01 90 外圆粗车刀 20x20 1253、8 T02 90 外圆精车刀 20x20 125 0.24 T03 刀宽 3mm 的外切槽刀20x20 1251 号设备5 T04 60 外螺纹刀 20x20 1251 号设备9 T03 16 的钻头 16 1202 号设备10 T04
20、90 内孔镗刀 20x20 125 0.22 号设备编制 代金龙 审核 批准 共 1 页 第 1 页12产品名称 零件名称四川航天职业技术学院 零件图号 程序编号 O0001（件 1 右端程序）程序号 程序内容 备注说明N10 M03S800 开主轴N20 T0101 换 1 号刀具N30 G0X52Z0 定位N40 G1X-0.5F150 平端面N50 G0X51Z2 定位循环起点N60 G71U1.5R1P70Q290X0.5Z0.1F150 粗车循环N70 G0X100Z100 精加工程序开始N80 T0202S1500 换刀换转速N90 G0G41X52Z2 使用半径补偿定位N100
21、X0Z2 快速移动N110 G1X0Z0F100 到车削起点N120 #1=0 公式中的 X 坐标N130 #2=0N140 WHILE#2LE20 条件判断N150 #2=#1*#1/10 公式中的 Z 坐标N160 G01X#1Z#2F100 加工抛物线N170 #1=#1+0.06 X 坐标增量 0.06mmN180 ENDW 循环结束N190 G1X19.985Z-10F100 直线插补N200 Z-15 加工 20 外圆N210 X23.8 定位倒角起点编制 代金龙 审核 批准 共 3 页 第 1 页数控加工程序说明卡产品名称 零件名称四川航天职业技术学院 零件图号 程序编号 O00
22、01（件 1 右端程序）程序号 程序内容 备注说明N220 X26.8W-1.5 倒角N230 Z-35 加工 M27 外圆N230 X32 定位圆弧起点N240 G03X36Z-37R2F100 加工圆弧N250 G1Z-55F100 加工 36 外圆N260 X42.985 定位倒角起点N270 X45.985W-1.5 加工倒角N280 Z-71 加工 46 外圆N290 G0G40X52 精加工程序结束N300 G0X100Z100 到换刀起点N310 T0303S600 换 3 号刀换转速N320 G0X37Z-35 快速定位N330 X28 快速定位N340 G1X21F25 加工
23、外槽N350 X28 加工外槽N360 W3.5 加工外槽N370 X26.8 加工外槽N380 X23.8W-1.5 加工外槽N390 X21 加工外槽N400 G04P2 暂停 2sW-2 加工外槽编制 代金龙 审核 批准 共 3 页 第 2 页14数控加工程序说明卡产品名称 零件名称四川航天职业技术学院 零件图号 程序编号 O0001（加工件 1 右端）程序号 程序内容 备注说明N410 G04P2 暂停 2sN420 X37 退刀N430 G0X100Z100 到换刀起点N440 T0404S1000 换 4 号刀换转速N450 G0X28Z-9 定位循环起点N460 G76C2R-1
24、E1A60X26.05Z-31K0.975U0.1V0.1Q0.5F1.5 车削螺纹N470 G0X100Z100 退刀N480 M05 主轴停N490 M30 程序返回起始点编制 代金龙 审核 批准 共 3 页 第 3 页数控加工程序说明卡产品名称 零件名称四川航天职业技术学院 零件图号 程序编号 O0002（件 1 左端程序）程序号 程序内容 备注说明N10 M03S800 开主轴N20 T0101 换 1 号刀N30 G00X52Z0 快速定位N40 G1X-0.5F100 车削端面N50 G0X52Z2 定位循环起点N60 G71U1.5R0.5P70Q150X0.5Z0F100 外圆
25、粗车循环N70 G0X100Z100 精车程序起始点N80 T0202S1200 换刀换转速N90 G0G41X52Z2 快速定位加刀补N100 G01X28.1F100 定位车削起点N110 G01X30.480Z-19.8 车削锥面N120 G02X42.438Z-25.5R6 车圆弧面N130 G1X45.5 定位倒角起点N140 G1X46W-0.25 加工倒角N150 G00G40X52 精加工程序结束N160 G00X100Z100 到换刀起点N170 T0303S500M08 换刀换转速开冷 却液N180 G00X0Z5 定位起点N190 G01Z-26F20 钻削内孔N200
26、G00Z100M09 退刀关冷却液N210 X100 到换刀起点N220 T0404S800 换刀换转速编制 代金龙 审核 批准 共 2 页 第 1 页16数控加工程序说明卡产品名称 零件名称四川航天职业技术学院 零件图号 程序编号 O0002（件 1 左端程序）程序号 程序内容 备注说明N230 G00X19.5Z2 定位车削起点N240 G01Z-20F120 粗加工内孔N250 G00Z2 退刀N260 G00X26.5 定位加工起点N270 G01X19.5Z-1.5F120 粗加工倒角N280 G00Z2S1200 退刀换转速N290 G00X27 定位加工起点N300 G01X20
27、.0165Z-1.5F80 精加工倒角N310 G01Z-20F80 精加工内孔N320 G00X18Z100 退刀N330 X100N340 M05 关主轴N350 M30 返回程序开始点编制 代金龙 审核 批准 共 2 页 第 2 页件 2 加工工序卡零件名称 零件材料 毛坯种类 毛坯硬度 毛坯重量四川航天职业技术学院 4550x97 棒料工序号工序名称 设备名称 夹具 进给量（mm/r） 主轴转 速 切削速度（m/min） 冷却液1 下料 GB4032 卧式带锯2 数车 CK61403 号编制 代金龙 审核 会签 共 1 页 第 1 页18件 2 工艺卡产品名称 零件名称 材料 零件图号
28、四川航天职业技术学院 工序卡片 45#工序号 工序名称 夹具 使用设备 车间2 数车 三爪卡盘 CK6140 实习厂工步号工步内容 刀具 量具及检具进给量（mm/min）主轴转速 切削速度（m/min）1 在数车上手动钻孔 50mm 20 钻头 6002 车平端面 T01 150 8003 粗车外圆 T01游标卡尺及外径千分尺 150 8004 精车外圆 T01游标卡尺及外径千分尺 100 15005 粗镗内孔 T02游标卡尺及内径千分尺 100 8006 精镗内孔 T02游标卡尺及内径千分尺自制锥柄80 12007 切断 T03 游标卡尺 25 6008（掉头装夹，4 号设备）镗螺纹内孔 T
29、01游标卡尺，内径千分尺 80 12009（ 4 号设备）车削内螺纹 T02游标卡尺螺纹塞规， 1.5 1000编制 代金龙 审核 会签 共 1 页 第 1 页件 2 数控加工刀具卡片产品名称 零件名称四川航天职业技术学院 零件图号 题目 17 程序编号 O0003（件 2 的加工）刀具工步号刀具号 刀具名称 刀柄型号 直径(mm) 长度(mm)补偿值mm 备注1 20 钻头 20 150 使用尾座2、3、4T01 90 外圆车刀 20x20 125 0.23 号设备5、6 T02 90 内孔镗刀 20x20 125 0.23 号设备7 T03 刀宽 3mm 的外切槽刀20x20 1253 号
30、设备8 T04 60 内螺纹刀 20x20 1603 号设备编制 代金龙 审核 批准 共 1 页 第 1 页20数控加工程序说明卡产品名称 零件名称四川航天职业技术学院 零件图号 题目 17 程序编号 O0003（件 2）程序号 程序内容 备注说明N10 M03S800 开主轴N20 T0101 换刀N30 G0X52Z0 快速定位N40 G1X21F150 车端面N50 G0X46.5Z2 快速定位N60 G1Z-50F150 粗车外圆N70 G0X48Z1S1500 定位换转速N80 X41.072 定位倒角起点N90 G1X46.012Z-0.3F100 加工倒角N100 Z-50F10
31、0 精加工外圆N110 G0X100Z100 到换刀起点N120 T0202S800 换刀换转速N130 G0X18Z2 到内圆循环起点N140 G71U1.5R1P150QX-0.5Z0.05F100 内圆粗车循环N150 G01G42XZ0S1200F80 精加工程序开始N160 G01X44.560Z0 定位N170 G02X32.620Z-5.403R6F80 加工内圆弧N180 G1X28.5Z-26 加工内锥面N190 X28.05N200 X25.05W-1.5 加工倒角N210 Z-47 加工内螺纹孔编制 代金龙 审核 批准 共 2 页 第 1 页第 4 章 结束语在数控车削加
32、工中经常遇到的轴类零件,本设计论文中采用含螺纹零件进行编程设计,在螺纹车削编程中要注意,数控车床主轴上必须安装有脉冲编码器测定主轴实际转速,从而实现主轴转一转刀具进给一个螺纹导程的同步运动,从螺纹粗车到精车,主轴的转速必须保持不变. 该特殊轴零件结构，有螺纹、倒角、圆弧、槽等。该编程螺纹车削采用螺纹加工循环指令 G76,用该指令编程可以不用写那么多步程序，省去了很多编程时间。数控加工的基本编程方法是用点定位指令编写接近或离开工件等空行程轨迹，要用插补指令编写工件轮廓的切削进给轨迹。几个星期以来，从开始到毕业设计完成，每一步对我们来说都是新的尝试和挑战，在做这次毕业设计过程中使我学到很多，我感到
33、无论做什么事情都要真真正正用心去做，才会使自己更快的成长。我相信，通过这次的实践，我对数控的加工能进一步了解，并能使我在以后的加工过程中避免很多不必要的错误，有能力加工出更复杂的零件，精度更高的产品。22第 5 章 致谢词本论文在胡老师的悉心指导和严格要求下已完成。在学习和生活期间，也始终感受着老师的精心指导和无私的关怀，我受益匪浅。在此向老师表示深深的感谢和崇高的敬意。不积跬步何以至千里，本设计能够顺利的完成，也归功于老师的认真负责，使我能够很好的掌握和运用专业知识，并在设计中得以体现。同时我在网上也搜集了不少相关资料，才使我的毕业论文工作顺利完成.在此我要向学院的全体老师表示由衷的谢意。参考文献1董玉红 数控技术 高等教育出版社 2任同 数控加工技术学 西安电子科技大学出版社 3全国数控培训网络中心天津分中心 数控编程 机械工业船板社
