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1、 .题目：数控轴套类零件加工工艺摘要随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，数控加工技术对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。而对于数控加工,无论是手工编程还是自动编程，在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析，拟定加工方案，选择合适的刀具，确定切削用量，对一些工艺问题(如对刀点、加工路线等)也需做一些处理。并在加工过程掌握控制精度的方法,才能加工出合格的产品。本文根据数控机床的特点，针对具体的零件，进行了工艺方案的分析，工装方案的确
2、定，刀具和切削用量的选择，确定加工顺序和加工路线，数控加工程序编制。通过整个工艺的过程的制定，充分体现了数控设备在保证加工精度，加工效率，简化工序等方面的优势。关键词工艺分析加工方案进给路线控制尺寸目录第1章 数控1.1数控的历史和发展.1.2数控车床特点第2章工艺方案分析2.1零件图2.2零件图分析2.3确定加工方法2.4确定加工方案第3章工件的装夹3.1 定位基准的选择3.2 定位基准选择的原则3.3 确定零件的定位基准3.4 装夹方式的选择3.5 数控车床常用的装夹方式3.6 确定合理的装夹方式第4章刀具与切削用量4.1选择数控刀具的原则4.2选择数控车削用刀具4.3设置刀点和换刀点4.
3、4确定切削用量第5章典型轴类零件的加工5.1轴类零件加工工艺分析5.2典型轴类零件加工工艺5.3加工坐标系设置5.4直径编程和半径编程5.5数控机床常用编程指令（功能字）附录一零件加工程序第6章结束语第7章致词前言机械加工的目的是将毛坯加工成符合产品要求的零件。通常，毛坯需要经过若干工序才能转化为符合产品要求的零件。一个一样结构一样要求的机器零件，可以采用几种不同的工艺过程完成，但其中总有一种工艺过程在某一特定条件下是最经济、最合理的。在现有的生产条件下，如何采用经济有效的加工方法，合理地安排加工工艺路线以获得符合产品要求的零件，最重要的就是要编制出零件的工艺规程。本文以与切削用量的选择，工件
4、的定位装夹，加工顺序和典型零件为例，结合数控加工的特点，分别进行工艺方案分析，机床的选择，刀具加工路线的确定，数控程序的编制，最终形成可以指导生产的工艺文件。在整个工艺过程的设计过程中，要通过分析，确定最佳的工艺方案，使得零件的加工成本最低，合理的选用定位夹紧方式，使得零件加工方便、定位精准、刚性好，合理选用刀具和切削参数，使得零件的加工在保证零件精度的情况下，加工效率最高、刀具消耗最低。最终形成的工艺文件要完整，并能指导实际生产。第1章 数控1.1数控的历史和发展:数控的产生依赖于数据载体和二进制形式数据运算的出现。1908年，穿孔金属薄片互换式数据载体问世；19世纪末，以纸为数据载体并具有
5、辅助功能的控制系统被发明；1938年，美国麻省理工学院进行了数据快速运算和传输，奠定了现代计算机，包括计算机数字控制系统的基础。数控技术是与机床控制密切结合发展起来的。1952年，第一台数控机床问世，成为世界机械工业史上一件划时代的事件，推动了自动化的发展。现在数控技术也叫计算机数控技术(ComputerNumericalControl)，目前它是采用计算机实现数字程序控制的技术。这种技术用计算机按事先存贮的控制程序来执行对设备的控制功能。由于采用计算机替代原先用硬件逻辑电路组成的数控装置，使输入数据的存贮、处理、运算、逻辑判断等各种控制机能的实现，均可通过计算机软件来完成。1.2数控车床特点
6、数控车床与其他类型的车床相比有下列特点：1）通用性强，生产率高，加工精度高且稳定，操作者劳动强度低。2）适合于复杂零件的加工。3）换批调整方便，适合于多种中小批柔性自动化生产。4）便于实现信息流自动化，在数控车床基础上，可实现CIMS（计算机集成制造系统）。(2)适合于复杂零件.(3)换批调整方便，适合于多种中小批柔性自动化生产。(4)便于实现信息流自动化，在数控车床基础上，可实现CIMS（计算机集成制造系统）第二章 工艺方案分析2.1 零件图技术要求1、 去除毛刺 尖叫倒钝2、 未注倒角均为453、 无热处理和硬度要求 2.2 零件图分析该零件为三件套，零件表面由外圆柱、外锥度、槽、外螺纹、
7、顺圆弧和逆圆弧等表面组成。选用材料为45号钢，40125，无热处理和硬度要求。4.4 确定加工方法加工方法的选择原则是保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。由于获得同一级精度与表面粗糙度的加工方法一般有许多，因而在实际选择时，要结合零件的形状、尺寸大小和形位公差要求等全面考虑。图上几个精度要求较高的尺寸，因其公差值较小，所以编程时没有取平均值，而取其基本尺寸。通过以上数据分析，考虑加工的效率和加工的经济性，最理想的加工方式为车削，考虑该零件为大批量加工，故加工设备采用数控车床。根据加工零件的外形和材料等条件，选用SK40P数控机床。 加工路线应保证被加工工件的精度和表面粗糙度。 设计加工路
8、线要减少空行程时间，提高加工效率。 简化数值计算和减少程序段，降低编程工作量。据工件的外形、刚度、加工余量、机床系统的刚度等情况，确定循环加工次数。 合理设计刀具的切入与切出的方向。采用单向趋近定位方法，避免传动系统反向间隙而产生的定位误差。工件的精度和表面粗糙度。2.4确定加工方案零件上比较精密表面的加工，常常是通过粗加工、半精加工和精加工逐步达到的。对这些表面仅仅根据质量要求选择相应的最终加工方法是不够的，还应正确地确定从毛坯到最终成形的加工方案。加工顺序的安排应根据工件的结构和毛坯状况，选择工件定位和安装方式，重点保证工件的刚度不被破坏，尽量减少变形，因此加工顺序的安排应遵循以下原则：上
9、道工序的加工不能影响下道工序的定位与夹紧（2）先加工工件的腔后加工工件的外轮廓（3）尽量减少重复定位与换刀次数（4）在一次安装加工多道工序中，先安排对工件刚性破坏较小的工序。由于此零件为3件套，在加工工艺上与其他零件不同，由图（1）可以看出此零件必须在配合下完成。图（2）图（1）夹毛坯伸出长度为60mm，车端面，打孔，用20的麻花钻钻长49的孔，车R8的半个顺圆弧以与38外圆，长度车刀Z-50，并留精车余量，割断，车图（2）车端面，左端面25mm、R3、38mm,调头夹25已加工表面，车端面控制件一总长，加工右端面1:5锥度、28外圆、退刀槽和M24外螺纹。车刚割断的孔，夹非圆弧的38外圆，车
10、孔至22.3521，车M2419螺纹，割断，被割断后长度为19，继续车卡盘上的零件，车端面，调头车端面控制件二总长，车28孔和1:5锥，最后3件配合，夹25外圆，车端面，控制件三总长，车R8逆圆弧，38外圆和R8顺圆弧。第三章 工件的装夹3.1定位基准的选择在制定零件加工的工艺规程时，正确地选择工件的定位基准有着十分重要的意义。定位基准选择的好坏，不仅影响零件加工的位置精度，而且对零件各表面的加工顺序也有很大的影响。合理选择定位基准是保证零件加工精度的前提，还能简化加工工序，提高加工效率。3.2定位基准选择的原则1）基准重合原则。为了避免基准不重合误差，方便编程，应选用工序基准作为定位基准，尽
11、量使工序基准、定位基准、编程原点三者统一。2）便于装夹的原则。所选择的定位基准应能保证定位准确、可靠，定位、夹紧机构简单、易操作，敞开性好，能够加工尽可能多的表面。3）便于对刀的原则。批量加工时在工件坐标系已经确定的情况下，保证对刀的可能性和方便性。3.3确定零件的定位基准以左右端大端面为定位基准，不过在做配合加工时，以件三的右端面为定位基准。3.4装夹方式的选择为了工件不致于在切削力的作用下发生位移，使其在加工过程始终保持正确的位置，需将工件压紧夹牢。合理的选择夹紧方式十分重要，工件的装夹不仅影响加工质量，而且对生产率，加工成本与操作安全都有直接影响。3.5数控车床常用的装夹方式1）在三爪自
12、定心卡盘上装夹。三爪自定心卡盘的三个卡爪是同步运动的，能自动定心，一般不需要找正。该卡盘装夹工件方便、省时，但夹紧力小，适用于装夹外形规则的中、小型工件。2）在两顶尖之间装夹。对于尺寸较大或加工工序较多的轴类工件，为了保证每次装夹时的装夹精度，可用两顶尖装夹。该装夹方式适用于多序加工或精加工。3）用卡盘和顶尖装夹。当车削质量较大的工件时要一段用卡盘夹住，另一段用后顶尖支撑。这种方式比较安全，能承受较大的切削力，安装刚性好，轴向定位准确，应用较广泛。4）用心轴装夹。当装夹面为螺纹时再做个与之配合的螺纹进行装夹，叫心轴装夹。这种方式比较安全，能承受较大的切削力，安装刚性好，轴向定位准确。3.6确定
13、合理的装夹方式装夹方法：先用三爪自定心卡盘毛坯任意一端，加工件二和件三的组合体，如图所示，留有精车余量；夹毛坯，加工件一左端25、35，加工至工件精度要求；调头夹25外圆，加工件一右端端达到工件精度要求；夹38外圆，加工件三螺纹，切断；夹38外圆，加工件二孔与锥，加工至工件尺寸要求；夹件一25外圆配做整体右端外形，到零件加工要求。第4章刀具与切削用量4.1选择数控刀具的原则刀具寿命与切削用量有密切关系。在制定切削用量时，应首先选择合理的刀具寿命，而合理的刀具寿命则应根据优化的目标而定。一般分最高生产率刀具寿命和最低成本刀具寿命两种，前者根据单件工时最少的目标确定，后者根据工序成本最低的目标确定
14、。选择刀具寿命时可考虑如下几点根据刀具复杂程度、制造和磨刀成本来选择。复杂和精度高的刀具寿命应选得比单刃刀具高些。对于机夹可转位刀具，由于换刀时间短，为了充分发挥其切削性能，提高生产效率，刀具寿命可选得低些，一般取15-30min。对于装刀、换刀和调刀比较复杂的多刀机床、组合机床与自动化加工刀具，刀具寿命应选得高些，尤应保证刀具可靠性。车间某一工序的生产率限制了整个车间的生产率的提高时，该工序的刀具寿命要选得低些当某工序单位时间所分担到的全厂开支较大时，刀具寿命也应选得低些。大件精加工时，为保证至少完成一次走刀，避免切削时中途换刀，刀具寿命应按零件精度和表面粗糙度来确定。与普通机床加工方法相比，数控加工对刀具提出了更高的要求，不仅需要刚牲好、精度高，而且要求尺寸稳定，耐用度高，断和排性能坛同时要求安装调整方便，这样来满足数控机床高效率的要求。数控机床上所选用的刀具常采用适应高速切削的刀具材料(如高速钢、超细粒度硬质合金)并使用可转位刀片。4.2选择数控车削用刀具数控车削
