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机械制造与自动化毕业设计说明书毕业设计题目：轴类零件的编程加工姓名：专业：机械制造与自动化班级：机械自动化（1)班指导老师：任务书颁发时间：年月日设计任务书2设计题目：轴类零件的编程加工设计要求：1、了解数控的构成与使用规程。2、绘制零件的CAD图。下图所示：3、一定要保证零件的车削精度，不能出现零件有损坏的情况。4、选择合适的刀具。5、选择合适的夹具。6、编写零件的数控程序，并检查执行程序。设计进度要求：第一阶段(5.7～5.9)：确定毕业设计题目。第二阶段(5.10～5.16)：查阅文献，收集资料。第三阶段(5.17～5.21)：拟定总体方案设计。第四阶段(5.22～5.25)：完成零件图绘制及其他设计任务。第五阶段(5.26～5.29)：对设计进行完善、修改,完成和上交毕业设计。第六阶段(5.30)：毕业设计（论文）答辩。指导教师（签名）：前言3毕业设计是教学计划的重要组成部分；是进行设计科学教育，强化工程意识，提高工程实践能力的重要培养阶段。培养学生综合运用多学科的理论知识与技能，解决具有一定复杂程度的工程实际问题的能力；培养学生勇于实践、勇于探索和开拓创新的精神，有利于学生综合素质的提高。随着科学技术和工业生产的飞速发展，国民经济各个部门迫切需要各种各样质量优、性能好、效率高、能耗低、价格低的机械产品。其中产品设计是决定产品性能、质量水平、市场竞争力和经济效益的重要环节。因此，采用数控加工就成了更好的选择，它工作效率高、质量好、加工精度高。数控技术是与机床的自动控制密切结合而发展起来的，如今数控技术已广泛应用于化工生产、造纸、钢铁生产等工艺流程控制及其他各个方面。近代大工业生产中机械加工工艺过程的自动化是提高产品质量和生产率的重要措施。数控机床的诞生，较好的解决了精密复杂多品种单件或小批量机械零件加工自动化的问题。本设计主要介绍数控加工技术概述。数控加工的切削基础、数控加工工艺设计及数控加工的工具系统、数控加工夹具、复杂形状的数控加工工艺。4目录设计任务书2前言31数控技术概述51.1数控加工简介51.2数控加工工艺特点与内容51.3数控加工的步骤62刀具和切削用量的选择62.1数控机床对刀具的要求62.2数控加工刀具材料的选择73夹具的选择73.1夹具的基本概念73.2夹具的选择73.3夹具的类型73.4夹具的作用83.5零件的安装84数控车削工艺84.1数控加工工艺内容的选择84.2数控加工零件的工艺分析94.3工艺分析及处理94.4螺纹加工的尺寸计算124.5编写程序12结论16致谢51数控技术概述数控机床是一种高效的自动化加工设备，他严格按照加工程序，自动对工件进行加工，从数控系统外部输入的直接用于加工的程序，简称数控程序。1.1数控加工简介一.高速加工技术发展迅速在高档数控机床中得到广泛应用。二.精密加工技术有所突破。三.技术集成和技术复合趋势明显。四.数字化控制技术进入了智能化的新阶段。极端制造扩张新的技术领域。1.2数控加工工艺特点与内容1.2.1基本特点在普通机床上加工零件时，使用工艺规程或工艺卡片来规定每道工序的操作程序，操作者按工艺卡上规定的程序加工零件。数控机床加工工艺与普通机床加工工艺在原则上基本相同，但数控加工的整个过程是自动进行的。1）数控加工的工序内容比普通机床的工序加工内容复杂。2)数控机床加工程序的编制比普通机床工艺规程的编制复杂。1.2.2基本内容数控加工工艺主要包括以下几个方面：1）选择适合在数控机床上加工的零件，确定工序内容。2）分析被加工的图样，明确加工内容及技术要求，在此基础上确定零件的加工方案，制定数控加工工艺路线。3）设计数控加工工序。4)调整数控加工工序的程序。5分配数控加工的容差。6)处理数控机床上部分工艺指令。1.3数控加工的步骤6（1）分析零件图样。根据任务书，画出零件图，并对工件的形状、尺寸、精度等级、表面粗糙度、刀具等技术进行分析。(2)确定加工工艺方案。根据上述分析，选择加工方案，确定加工顺序，加工路线，装夹方式，切削用量材料等，要求有详细的设计过程和合理的参数。（3）数值计算根据零件图的尺寸，确定工艺路线及设计的坐标系，计算运动轨迹，得到刀位数据。（4）编写零件加工程序根据数控系统的功能指令及程序格式，逐步编写加工程序单。（5）程序校验程序编完后，对程序进行校验，一般采用机床空运转方式，来检查机床的动作和运行轨迹的正确性。2刀具和切削用量的选择2.1数控机床对刀具的要求为了保证数控机床的加工精度，提高生产率及降低刀具的消耗，在选用刀具时对刀具提出了很高的要求，如需有高的耐用度，可快速调整和更换等。因此数控机床对刀具的选择应满足以下要求：1适应高速切削要求，具有良好的切削性能为提高生产率和加工高硬度材料的要求，数控机床向着高速度。大进给、高刚性和大功率发展。工作进给由0m/min—5m/min提高到0m/min—15m/min。等规格的数控车床，其主轴最高转速一般为3000r/min—5000r/min。2高的可靠性数控机床加工的基本前提之一是刀具的可靠性。3较高的刀具耐用度4高精度5可靠的断屑及排屑措施6精确迅速的调整7自动快速的换刀8刀具标准化、模块化、通用化及复合化。2.2数控加工刀具材料的选择7机械加工中常用的刀具材料主要有高速钢、硬质合金等。根据加工要求选用四把刀具，T01为粗加工车刀，故选用90°硬质合金机夹偏刀；T02为硬质合金机夹偏刀，其副偏角应较大，用于加工圆弧和精加工；T03为硬质合金机夹切断刀，其刀片宽度为3mm，用于切槽、切断等车削加工；T04为60°硬质合金机夹螺纹刀，用于螺纹车削加工。同时把四把刀放在自动换刀刀架上安装好，且都对好刀，把他们的刀偏值输入相应的刀具参数中。本设计中加工的工件材料为45号钢，因此选择的刀具材料为YT类硬质合金。3.夹具的选择3.1夹具的基本概念1）什么是夹具：在车床上广泛使用的三爪卡盘，顶尖和铣床上用的平口虎钳等都属于夹具。3.2夹具的选择：数控加工对夹具主要有两大要求：一是夹具应具有足够的精度和刚度；二是夹具应有可靠的定位基准。选用夹具时，通常考虑以下几点：1）尽量选用可调整夹具、组合夹具及其它通用夹具，避免采用专用夹具，以缩短生产准备时间。2）在成批生产时才考虑采用专用夹具，并力求结构简单。3）装卸工件要迅速方便，以减少机床的停机时间。4）夹具在机床上安装要准确可靠，以保证工件在正确的位置上加工3.3夹具的类型:数控车床上的夹具主要有两类：一类用于盘类或短轴类零件；另一类用于轴类零件。本设计加工的是小型零件，因此采用三爪卡盘。3.4夹具的作用:1)保证工件加工精度，稳定产品质量。2)扩大机床使用范围，充分发挥机床潜力。83.5零件的安装:数控机床上零件的安装方法与普通机床一样，要合理选择定位基准和夹紧方案，注意以下两点：1）力求设计、工艺与编程计算的基准统一，这样有利于编程时数值计算的简便性和精确性。2）尽量减少装夹次数，尽可能在一次定位装夹后，加工出全部待加工表面。4数控车削工艺在进行数控加工工艺设计时，一般应进行以下几方面的工作。4.1数控加工工艺内容的选择一、适于数控加工的内容在选择时，一般可按下列顺序考虑：（1）通用机床无法加工的内容应做为优先选择内容；（2）通用机床难加工，质量也难以保证的内容应作为重点选择内容；（3）通用机床加工效率低、工人手工操作劳动强度大的内容，可在数控机床尚存在富余加工能力时选择。二、不适于数控加工的内容（1）占机调整时间长（2）加工部位分散，需要多次安装、设置原点。（3）按某些特定的制造依据（如样板等）加工的型面轮廓。4.2数控加工零件的工艺性分析一、加工工序划分9在数控机床上加工零件，工序可以比较集中,一次装夹应尽可能完成全部工序。1．保证精度的原则数控加工要求工序尽可能集中，常常粗、精加工在一次装夹下完成，为减少热变形和切削力变形对工件的形状、位置精度、尺寸精度和表面粗糙度的影响，应将粗、精加工分开进行2．提高生产效率的原则数控加工中，为减少换刀次数，节省换刀时间，应将需用同一把刀加工的加工部位全部完成后，再换另一把刀来加工其它部位。同时应尽量减少空行程，用同一把刀加工工件的多个部位时，应以最短的路线到达各加工部位。二、加工路线的确定在数控加工中，刀具相对于工件的运动轨迹和方向称为加工路线。加工路线的确定首先必须保证被加工零件的尺寸精度和表面质量，其次考虑数值计算简单，走刀路线尽量短，效率较高等。4.3工艺分析及处理（1）零件图工艺分析。零件是一个由圆弧面、外圆锥面、外圆柱面、螺纹构成的外形较复杂的轴类。10Φ85mm外圆柱面直径处不加工，其它各处加工精度要求一样，材料为45钢，选择毛坯为Φ85mm×260mm。（2）加工方案及加工路线的确定。以零件右端面中心作为坐标原点建立工件坐标系。根据零件尺寸精度及技术要求，应将粗、精加工分开来考虑，确定的加工工艺路线为：车削右端面→粗车Φ80.5mm、Φ62.5、外圆锥面、Φ48.5mm→粗车圆弧面→精车倒角、螺纹实际外圆Φ47.85mm、外圆锥面、Φ62mm外圆柱面、Φ80mm外圆柱面、圆弧面→切槽3×Φ45mm→车削M48mm×1.5mm的螺纹。（3）零件的装夹及夹具的选择。采用该机床本身的标准卡盘，零件伸出三爪卡盘235mm左右，找正并用顶尖配合夹紧工作。（4）刀具选择。刀具材料为W18Cr4V。将所选定的刀具参数填入数控加工刀具卡片中11数控加工刀具卡片产品名称或代号零件名称轴1零件图号序号刀具号刀具规格名称数量加工表面备注1T0190°硬质合金外圆车刀1粗车外轮廓表面20×202T02副偏角较大的硬质合金车刀1精车轮廓及圆弧20×203T03切槽刀1切3mm槽B=3mm20×204T0460°外螺纹车刀1螺纹车削20×20编制审核批准共1页第1页（5）确定切削用量。根据被加工表面质量要求、刀具材料和工件材料，参考机床说明书、削用量手册或有关资料选取切削速度与每转进给量，最后根据实践经验进行修正，计算结果填入下表中。综合前面分析的各项内容，并将其填入下表所示的数控加工工艺卡片。轴的数控加工工艺卡单位名称济源职业技术学院产品名称或代号零件名称零件图号XXX轴1XXX工序号程序编号夹具名称使用设备车间001SKC01.MPF三爪卡盘数控车床数控中心工步号工步内容（mm）刀具号刀具规格（mm）主轴转速（r/min）进给速度(mm/min)备注1从左至右粗车各面T0120×205000.32从左至右精车各面T0120×208000.13切槽T0320×203504车M48×1.5螺纹T0420×20800编制审核批准年月日共1页第1页124.4螺纹加工的尺寸计算螺纹牙型深度：t=0.65P=0.65×1.5mm=0.975mmD大=D公称-0.1P=48mm-0.1×1.5mm=47.85mmD小=D公称-1.3P=48mm-1.3×1.5mm=46.05mm螺纹加工分为4刀，第1刀：Φ=47mm;第2刀；Φ=46.40mm第3刀：Φ=46.10mm；第4刀：Φ=46.05mm。4.5编写程序SKC01.MPFN1OG90G95G00X80Z100；刀架回换刀点N20T01M03S500；调用1号粗车刀，主轴正转n=500r/minN30G00X88Z0N40G01X-0.5F0.3；车削右端面N50Z2N60G00X80.5N70G01Z-220；粗车外圆柱面Φ80.5mmN80X86N90G00Z2N100X75.5N110G01Z-130；粗车外圆柱面Φ75.5mmN120X77N130G00Z2N140X70.5N150G01Z-130；粗车外圆柱面Φ70.5N160X72N170G00Z2N180X65.513N190G01Z-130；粗车外圆柱面Φ65.5mmN200X67N210G00Z2N220X62.5N230G01Z-130；粗车外圆柱面Φ62.5mmN240X64N250G00Z2N260X57.5N270G01Z-60N280X62.5Z-120；粗车外圆锥面N290G00Z