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1、1 心軸配合件的加工工藝設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師：王信 2011 級(jí)數(shù)控技術(shù)專業(yè) 學(xué)號(hào) 201111180 姓名 肖敏 摘 要 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的發(fā)展也越來越快，數(shù)控機(jī)床也正朝著高性 能、高精度、高速度、高柔性化和模塊化發(fā)展。數(shù)控加工的應(yīng)用成突飛猛進(jìn)之勢(shì)，社 會(huì)上對(duì)數(shù)控加工技術(shù)的要求業(yè)更高。本設(shè)計(jì)從圖樣設(shè)計(jì)開始到零件加工結(jié)束說明了零 件工藝設(shè)計(jì)。體現(xiàn)了數(shù)控加工的高精度、高效率、高柔性等特點(diǎn)，提高了勞動(dòng)效率和 加工精度，減小了勞動(dòng)強(qiáng)度。本設(shè)計(jì)從數(shù)控加工的工藝分析、程序的編制，簡單論述 了型腔零件與軸類零件配合的基本加工工藝，以及在加工中應(yīng)該注意的工藝問題。 關(guān)鍵詞：工藝分析；工藝設(shè)計(jì)；程序

2、編制 2 目 錄 1 緒 論 .4 2 機(jī)床的選擇 .5 3 零件的加工工藝設(shè)計(jì) .6 3.1 零件圖的分析 .6 3.2 零件加工工藝性分析 .7 3.2.1 零件圖尺寸的標(biāo)注 .7 3.2.2 零件的結(jié)構(gòu)分析 .7 3.2.3 表面質(zhì)量與精度的分析 .7 3.3 毛坯選擇 .8 3.4 定位基準(zhǔn)的選擇 .9 3.4.1 選擇定位基準(zhǔn)的原則 .9 3.4.2 定位基準(zhǔn)的選擇 .9 3.5 加工工藝路線設(shè)計(jì) .9 3.5.1 心軸的加工方案 .9 3.5.2 圓錐軸套加工方案 .10 3.5.3 圓弧軸套加工方案 .10 3.6 夾具的確定 .10 3.7 刀具的選擇 .11 3.8 切削用量

3、的選擇 .12 3.8.1 圓弧軸套切削用量的確定 .12 3.8.2 心軸切削用量的確定 .17 3.8.3 圓弧軸套加工方案 .17 3.9 加工路線的選擇 .18 3.9.1 心軸加工路線圖 .19 3.9.2 圓弧軸套加工路線圖 .20 3.9.3 圓錐軸套加工路線圖 .21 4 冷卻液的選擇 .22 5 加工工藝文件制定 .23 3 5.1 工藝過程卡片 .23 5.2 工序卡 .26 5.3 刀具卡 .34 6 程序的編制 .37 6.1 數(shù)控編程的內(nèi)容與步驟 .37 6.2 數(shù)控編程的分類 .37 6.3 零件程序的編寫 .37 7 仿 真 .37 結(jié) 論 .49 致 謝 .50

4、 參考文獻(xiàn) .51 附 錄 .52 4 1 緒 論 數(shù)控技術(shù)和數(shù)控裝備是制造工業(yè)現(xiàn)代化的重要基礎(chǔ)。這個(gè)基礎(chǔ)是否牢固直接影響 到一個(gè)國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和綜合國力，關(guān)系到一個(gè)國家的戰(zhàn)略地位。因此，世界上各工 業(yè)發(fā)達(dá)國家均采取重大措施來發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)。在我國，數(shù)控技術(shù)與裝 備的發(fā)展亦得到了高度重視，近年來取得了相當(dāng)大的進(jìn)步，特別是在通用微機(jī)數(shù)控領(lǐng) 域，以 PC 平臺(tái)為基礎(chǔ)的國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)，已經(jīng)走在了世界前列。但是，我國在數(shù)控技術(shù) 研究和產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面亦存在不少問題，特別是在技術(shù)創(chuàng)新能力、商品化進(jìn)程、市場(chǎng)占 有率等方面情況尤為突出。在新世紀(jì)到來時(shí)，如何有效解決這些問題，使我國數(shù)控領(lǐng) 域沿著可持續(xù)發(fā)

5、展的道路，從整體上全面邁入世界先進(jìn)行列，使我們?cè)趪H競爭中有 舉足輕重的地位，將是數(shù)控研究開發(fā)部門和生產(chǎn)廠家所面臨的問題。 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)制造業(yè)的要求不斷提高，以及科學(xué)技術(shù)特別足計(jì)算機(jī)技術(shù)的 高速發(fā)展，傳統(tǒng)的制造業(yè)已發(fā)生了根本性的變革。以數(shù)控技術(shù)為主的現(xiàn)代制造技術(shù)占 據(jù)了重要地位，數(shù)控技術(shù)集微電子、計(jì)算機(jī)、信息處理、自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)控制等高新 技術(shù)于一體，是制造業(yè)實(shí)現(xiàn)柔性化、自動(dòng)化、集成化、智能化的重要基礎(chǔ)。這個(gè)基礎(chǔ) 是否牢固直接影響到一個(gè)國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和綜合國力，關(guān)系到一個(gè)國家的戰(zhàn)略地位。 因此，世界上各工業(yè)發(fā)達(dá)國家均采取重大措施來發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)。在我 國，數(shù)控技術(shù)與裝備的發(fā)展

6、亦得到了高度重視，近年來取得了相當(dāng)大的進(jìn)步，特別是 在通用微機(jī)數(shù)控領(lǐng)域，基于 Pc 平臺(tái)的國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)，已經(jīng)走在了世界前列。 為充分體現(xiàn)自己三年來在學(xué)校的知識(shí)，我按照我院數(shù)控專業(yè)學(xué)生所需掌握的要求， 所以設(shè)計(jì)了這個(gè)心軸配合零件。此零件為典型車削零件，它突出了數(shù)控加工的特點(diǎn)和 零件加工的工藝性特點(diǎn)，能培養(yǎng)我全面的數(shù)控加工能力，現(xiàn)在我能根據(jù)零件圖制定出 合理的數(shù)控加工工藝規(guī)程，能夠制定加工工藝，編制程序進(jìn)行數(shù)學(xué)處理；能夠自己利 用設(shè)備，執(zhí)行加工工藝的過程，加工出合格的零件。并掌握加工中夾具的合理選用， 了解刀具的材料、特點(diǎn)、以及如何選用刀具等一系列問題，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)有利于培養(yǎng) 我們各個(gè)方面的能力。

7、 5 2 機(jī)床的選擇 根據(jù)心軸、左配合件、右配合件的直徑尺寸、加工精度要求及生產(chǎn)類型不同，應(yīng) 采用不同的機(jī)床進(jìn)行加工，此配合零件形狀較復(fù)雜，又是軸套類零件，根據(jù)學(xué)校的實(shí) 際情況考慮，我們學(xué)院數(shù)控基地有數(shù)控加工中心、數(shù)控銑床、數(shù)控車床、電火花切割。 根據(jù)加工的需要因此都選擇用數(shù)控車床加工。如圖 6-1 所示。 圖 2-1 C26136HK 車床 6 3 零件的加工工藝設(shè)計(jì) 3.1 零件圖的分析 心軸配合件有三部分組成。其中心軸如圖 3-1 所示，心軸部分由圓錐面、圓弧面、 階梯軸、螺紋組成。圓錐軸套如圖 3-2 所示由內(nèi)圓弧、內(nèi)圓錐面組成。圓弧軸套如圖 3-3 由通孔、外圓弧、內(nèi)圓弧面、內(nèi)螺紋、

8、倒角組成。三部分在數(shù)車加工中有一定的代 表性。綜合考察了我運(yùn)用大學(xué)所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。 圖 3-1 心軸 圖 3-2 圓錐軸套 7 圖 3-3 圓弧軸套 3.2 零件加工工藝性分析 3.2.1 零件圖尺寸的標(biāo)注 為使零件圖樣符合數(shù)控加工的要求，圖樣的尺寸標(biāo)注應(yīng)符合數(shù)控加工的特點(diǎn)。對(duì) 數(shù)控加工來說，零件圖上應(yīng)以同一基準(zhǔn)引注尺寸或直接給出坐標(biāo)尺寸。保持設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、 工藝基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)與編程原點(diǎn)設(shè)置一致。對(duì)于該配合件，所有標(biāo)注如圖 3-1、3- 2、3-3 所示，尺寸完整，便于加工。 3.2.2 零件的結(jié)構(gòu)分析 制定工藝規(guī)程時(shí)，首先應(yīng)分析零件圖及該零件所在部件的裝配圖。通過分析零件 圖樣和部件

9、的裝配圖，明確被加工零件在產(chǎn)品中的位置與作用；找出該零件上有多少 加工表面；找出該零件主要的技術(shù)要求和加工中的關(guān)鍵要求，了解各項(xiàng)公差與技術(shù)要 求指定的依據(jù)，在編制工藝過程中，有針對(duì)性的解決這些問題。 在圓弧的加工中除了一處用了半徑為 3mm 的圓弧，其他的地方圓弧尺寸都是統(tǒng)一 的，減少換刀次數(shù)。便于數(shù)控編程，避免頻繁換刀而增加的零件加工面上的接刀痕跡， 降低表面質(zhì)量。由于兩配合件都是通孔，為了減少加工時(shí)間，需要在車削加工以前進(jìn) 行鉆孔、鏜孔加工。 3.2.3 表面質(zhì)量與精度的分析 該配合件三部分的加工精度等級(jí)都為 IT14 級(jí)，外輪廓四周、內(nèi)孔及螺紋要求表面 粗糙度為 Ra1.6 ,只有心軸的

10、鍵槽處為 Ra3.2 ,要求都很高，粗糙度不容易保證，mm 而且公差要求較高，加工精度和表面質(zhì)量要求較高，這就是加工該零件的難度。精度 8 要求是機(jī)械加工中考驗(yàn)操作者技術(shù)水平的重要指標(biāo)。 3.3 毛坯選擇 毛坯的選擇主要是確定毛坯的種類、制造方法和制造精度等級(jí)。毛坯的形狀、尺 寸越接近成品，切削余量就越小，但從加工成本考慮，切削余量越小，制造毛坯和余 量加工的成本就越高。在選擇毛坯時(shí)應(yīng)從制造毛坯和余量機(jī)械加工兩方面來考慮。該 配合件由三部分組成。三部分所需材料都一樣。要考慮毛坯的種類、形狀與尺寸、現(xiàn) 有的生產(chǎn)條件。毛坯的種類有鑄件、鍛件、壓制件、沖壓件、焊接件、型材和板材等。 選擇原則有: （

11、1）根據(jù)圖紙規(guī)定的材料及機(jī)械性能選擇毛坯； (2)根據(jù)零件的功能選擇毛坯； (3)根據(jù)生產(chǎn)類型選擇毛坯； (4)根據(jù)具體生產(chǎn)條件選擇毛坯。 軸類零件的材料一般為碳素結(jié)構(gòu)鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼兩類，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)毛坯選擇根 據(jù)以上四條原則本次選擇碳素結(jié)構(gòu)鋼類，其中 以中碳鋼 45 鋼應(yīng)用最多，該零件材料 為 45 鋼，軸類零件的常用毛坯是型材圓棒料和鍛件，直徑相差不大的階臺(tái)軸常采用熱 軋或冷拉的圓棒料。從經(jīng)濟(jì)考慮，45 鋼的取材容易，價(jià)格適中，對(duì)于學(xué)生是比較理想 的加工原材料。平時(shí)上實(shí)訓(xùn)課時(shí)經(jīng)常接觸，對(duì)于 45 鋼的性能比較了解。操作起來容易 掌控。根據(jù)零件圖可知此階梯軸零件各臺(tái)階直徑相差不大，因此選擇圓

12、棒料。由于毛 坯大小主要考慮加工余量、加工裝夾方面情況來選擇,加工余量根據(jù)機(jī)械加工手冊(cè)計(jì)算 機(jī)械加工余量，按零件圖輪廓尺寸計(jì)算，心軸零件圖最大尺寸直徑 58mm，長度為 120mm,圓錐軸套零件圖最大尺寸直徑 58mm，長度 45mm，圓弧軸套零件圖最大尺寸直 徑 58mm，長度 35mm?？紤]到粗加工和精加工的切削量。粗加工時(shí)切削量較大，而且 零件的加工精度要求較高，因此粗加工需要循環(huán)加工兩次，每次粗加工時(shí)背吃刀量選 擇 2mm，精加工時(shí)背吃刀量為 0.5mm。所以心軸毛坯大小定為直徑 65mm,長度為 150mm 的棒料。圓錐軸套件毛坯大小定為直徑 65mm，長度 80mm 的棒料。圓弧軸

13、套件 毛坯大小定為直徑 65mm，長度 65mm 的棒料。本次設(shè)計(jì)心軸配合件分為三部分，毛坯 選擇時(shí)考慮到配合度，因此毛坯直徑都是一樣大。 9 3.4 定位基準(zhǔn)的選擇 3.4.1 選擇定位基準(zhǔn)的原則 選擇定位基準(zhǔn)主要應(yīng)從保證工件的位置精度和裝夾方便這兩方面來考慮。因此基 準(zhǔn)的選擇應(yīng)從精基準(zhǔn)到粗基準(zhǔn)。精基準(zhǔn)的選擇原則有基準(zhǔn)重合、基準(zhǔn)統(tǒng)一、自為基準(zhǔn)、 互為基準(zhǔn)、精準(zhǔn)可靠，便于裝夾。粗基準(zhǔn)的選擇原則有非加工表面原則、加工余量最 小原則、重要表面原則、不重復(fù)使用原則、便于工件裝夾原則。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)所做的心軸配合件的三部分基準(zhǔn)選擇時(shí)，精基準(zhǔn)的選擇原則是基準(zhǔn) 重合、自為基準(zhǔn)。粗基準(zhǔn)的選擇原則是加工余量最

14、小原則、便于工件裝夾原則。所選 原則都是從零件加工的實(shí)際需要出發(fā)作出的選擇。 3.4.2 定位基準(zhǔn)的選擇 選擇定位基準(zhǔn)時(shí)，保證工件精度要求，分析定位基準(zhǔn)選擇的順序應(yīng)從精基準(zhǔn)到粗基準(zhǔn)。 參照以上原則，經(jīng)綜合分析：加工心軸配合件的三部分時(shí)粗基準(zhǔn)以左端面為準(zhǔn)，加工 外圓柱面及外圓錐面時(shí)，以左端面及軸心線作為精基準(zhǔn)，在加工內(nèi)螺紋及內(nèi)鏜孔加工 時(shí)，以外圓作為精基準(zhǔn)。心軸配合件的三部分加工時(shí)選擇定位基準(zhǔn)的原則都一樣因此 在裝夾毛坯時(shí)都是以三爪自定心卡盤為定位基準(zhǔn)。心軸配合件三部分定位基準(zhǔn)簡圖如 圖 3-4 所示。 圖 3-4 心軸配合件定位基準(zhǔn)的選擇 3.5 加工工藝路線設(shè)計(jì) 擬定加工工藝路線是制定加工工

15、藝過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。 3.5.1 心軸的加工方案 根據(jù)零件圖綜合分析，采用先粗后精，程序段最少，走到路線最短的加工要求， 10 制定以下加工方案。 先加工心軸左端再加工右端 心軸左端：車端面倒角 C1粗車 24粗車 38粗車圓錐面 40粗車 52倒角 C1粗車 54精車 24精車 38精車圓錐面 40精車 54切 槽 2X2mm切槽 5X7mm 心軸右端：車端面倒角 C1粗車 30粗車 34粗車 R3粗車 40粗車 54粗車 R26精車 30精車 34精車 R3精車 40精車 54精車 R26 切槽 8X2mm粗車螺紋 M30精車螺紋 M30 3.5.2 圓錐軸套加工方案 根據(jù)零件圖綜合分析，

16、采用先粗后精，程序段最少，走到路線最短的加工要求， 制定以下加工方案。 裝夾左端外圓車端面3 中心鉆打中心孔20 麻花鉆鉆孔20 鏜刀粗鏜 內(nèi)圓錐面 40粗鏜內(nèi)孔 24精鏜內(nèi)圓錐面 40精鏜內(nèi)孔 24粗車 58粗 車 R2粗車 46粗車 54粗車 R2粗車 58精車 58精車 R2精車 46精車 54精車 R2精車 58切斷裝夾銅皮包裹的已加工面車左端面 倒角 C1粗鏜內(nèi)孔 36精鏜內(nèi)孔 36 3.5.3 圓弧軸套加工方案 根據(jù)零件圖綜合分析，采用先粗后精，程序段最少，走到路線最短的加工要求， 制定以下加工方案。 裝夾左端外圓車端面3 中心鉆打中心孔25 麻花鉆鉆孔20 鏜刀粗鏜 內(nèi)孔 27精

17、鏜內(nèi)孔 27倒角 C2粗車內(nèi)螺紋 M30精車內(nèi)螺紋 M30粗車 46 粗車 R3粗車 58精車 46精車 R3精車 58切斷夾持右端外圓車左端 面粗車 R2粗車 R3粗車 30倒角 C1.5精車 R2精車 R3精車 30 3.6 夾具的確定 三部分零件圖尺寸要求所需的精度適中，普通夾具可以滿足需要。所加工的零件為 軸套類零件，所選擇的材料為棒料。因此在加工此零件時(shí)，以三爪自定心卡盤和尾座 頂尖這兩種車床中最常用的夾具來裝夾毛坯，同時(shí)完成粗精加工。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)所選夾具簡圖如圖 3-4，尾座如圖 3-5 所示。 11 圖 3-5 三爪卡盤簡圖 3.7 刀具的選擇 刀具材料可以決定一個(gè)零件加工的質(zhì)

18、量、精度和加工效率。常用的刀具材料如下： 表 3-1 刀具材料的特征和用途 材 料 主要特征 用 途 優(yōu) 點(diǎn) 高速鋼 比工具鋼硬 低速或不連續(xù)切削 刀具壽命較長，加工的表面較平滑 高性 9 能高速 鋼 強(qiáng)韌、抗邊緣磨損 性強(qiáng) 可粗切或精切幾乎任何材料， 包括鐵、鋼、不銹鋼、高溫合 金和非金屬材料 切削速度比高速鋼高， 強(qiáng)度和韌性較粉末冶金 高速鋼高 粉末冶金高速 鋼 良好的抗熱性和抗 碎片磨損 切削鋼、高溫合金、不銹鋼、 鋁、碳鋼及其他不易加工的材 料 切削速度可比高性能高 速鋼高 15% 硬質(zhì)合金 耐磨損、耐熱 可鍛鑄鐵、碳鋼、合金鋼、不銹鋼的精加工 壽命比一般工具鋼高1020 倍 陶 瓷

19、高硬度、耐熱、沖擊性好 高速粗加工，鑄鐵和鋼的精加工 可用于高速加工 心軸配合件運(yùn)用于汽車的裝配中，材料為 45 鋼，根據(jù)表 6-1，我選取硬質(zhì)合金作 為刀具材料。 （1）圓弧軸套的刀具選擇： 粗車外圓面時(shí)，選用 90 外圓車刀，粗車時(shí)副偏角可選稍微大些，但又不能與 工件輪廓超干涉，因此選擇 35 ； 精車外圓面時(shí)，選用 93 外圓車刀，精車時(shí)副偏角可選稍微小些，因此選擇 30 ； 3mm 的中心鉆； 12 鉆通孔，用 20 的鉆頭； 粗精鏜內(nèi)圓柱面是用 20 鏜刀； 60 的螺紋車刀； 9 內(nèi)圓車刀； 3mm 的切斷刀。 （2）心軸部分的刀具選擇： 粗車外圓面時(shí)，選用 90 外圓車刀，粗車時(shí)

20、副偏角可選稍微大些，但又不能與 工件輪廓超干涉，因此選擇 35 ； 精車外圓面時(shí)，選用 93 外圓車刀，精車時(shí)副偏角可選稍微小些，因此選擇 30 ； 5mm 寬的切槽刀； 60 的螺紋車刀。 （3）圓錐軸套的刀具選擇： 粗車外圓面時(shí)，選用 90 外圓車刀，粗車時(shí)副偏角可選稍微大些，但又不能與 工件輪廓超干涉，因此選擇 35 ； 精車外圓面時(shí)，選用 93 外圓車刀，精車時(shí)副偏角可選稍微小些，因此選擇 30 ； 選擇 3mm 中心鉆，鉆中心孔以利于鉆削底孔時(shí)刀具找正； 20mm 的標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆頭，鉆內(nèi)孔底孔； 粗、精鏜內(nèi)孔選用 20mm 內(nèi)孔鏜刀； 5mm 寬的切斷刀。 3.8 切削用量的選擇 正確

21、的選擇切削用量，對(duì)保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高效率，降低加工成本具有重要作用。 切削用量的選擇主要是根據(jù)工件材料、加工精度和表面粗糙度的要求進(jìn)行，同時(shí)還要 兼顧刀具的耐用度、工藝系統(tǒng)的剛度和機(jī)床功率等條件。 切削用量是表示機(jī)床主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)大小的重要參數(shù)，包括切削速度、進(jìn)給量 和背吃刀量。 3.8.1 圓弧軸套切削用量的確定 本次加工心軸配合件中的三部分要分別計(jì)算，根據(jù)三原則合理選擇切削用量 13 （1）背吃刀量的確定： 背吃刀量 ：又稱切削深度，一般指工件已加工表面和待加工表面間的垂直距離，pa 單位為 mm，主要根據(jù)加工余量和工藝系統(tǒng)的剛度確定。 粗加工時(shí)，在留下精加工、半精加工的余量后，盡可能一

22、次走刀將剩下的余量 切除；若余量過大不能以此切除，也應(yīng)該先多后少的不等余量法加工；當(dāng)沖擊 載荷或工藝系統(tǒng)剛度較差，可適當(dāng)降低 ，使切削力減小。pa 精加工時(shí)，背吃刀量應(yīng)根據(jù)粗加工留下的余量確定，采用逐漸降低 的方法，pa 逐步提高加工精度和表面質(zhì)量。一般精加工時(shí)，取 =0.050.8mm；半精加工時(shí)，取p =1.03.0mm。pa 根據(jù)以上內(nèi)容分析得，在車外輪廓時(shí)，粗加工時(shí)背吃刀量選擇 2mm，半精加工時(shí)背 吃刀量選擇 1mm，精加工時(shí)背吃刀量選擇 0.5mm；在加工內(nèi)輪廓時(shí)，粗加工時(shí)背吃 刀量選擇 0.8mm，半精加工時(shí)背吃刀量選擇 0.5mm，精加工時(shí)背吃刀量選擇 0.25mm；在 加工內(nèi)

23、螺紋時(shí)，背吃刀量選擇按表 3-2 進(jìn)行選擇。 表 3-2 常用螺紋切削的進(jìn)給次數(shù)與背吃刀量 公制螺紋 螺距 1.0 1.5 2.0 2.5 牙深 0.649 0.947 1.299 1.624 1 次 0.7 0.8 0.9 1.0 2 次 0.4 0.6 0.6 0.7 3 次 0.2 0.4 0.6 0.6 4 次 0.16 0.4 0.4 5 次 0.1 0.4 背吃刀量及進(jìn)給次數(shù) 6 次 0.15 （2）計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速 車外圓時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速 主軸轉(zhuǎn)速是指每分鐘主軸轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)數(shù)，車外圓時(shí)主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)零件上被加工部位 的直徑，并按零件和刀具材料及性質(zhì)等條件所允許的切削速度來確定。主軸轉(zhuǎn)速的計(jì) 算

24、公式是： （式 3-1）dVnc10 式中： 為切削速度（m/min） ；cV 14 d 為工件待加工表面或刀具的最大直徑（mm） 。 切削速度 ：在進(jìn)行切削加工時(shí)，刀具切削刃的某一點(diǎn)相對(duì)于待加工面在主運(yùn)動(dòng)cV 方向上的瞬時(shí)速度，也可以理解為是主運(yùn)動(dòng)的線速度，單位為 m/min。切削速度是切削 用量中對(duì)切削加工影響最大的因素。切削速度的確定直接影響工件表面質(zhì)量的好壞， 要加工出符合要求的零件，在選擇切削速度上就要考慮多方面的因素。在大學(xué)的學(xué)習(xí) 課程中對(duì)于機(jī)械加工工藝的重視程度非常高，而其中的切削三要素又是重中之重。在 考量切削速度上，我翻閱了切削用量簡明手冊(cè)，歸納總結(jié)平時(shí)在實(shí)訓(xùn)課上所學(xué)到的知

25、識(shí)和一些經(jīng)歷，根據(jù)零件圖的技術(shù)要求要綜合考慮切削條件和要求，選擇適當(dāng)?shù)那邢?速度。以順利完成這次零件加工的心軸配合件。 這次零件加工為了讓每一步的加工都有數(shù)據(jù)支持，我特意從切削用量簡明手冊(cè)中 摘錄了一些有用的切削數(shù)據(jù)繪制成表格以便于自己使用。下面的表格就是常見的切削 速度列表如下，見表 3-3 所示。 表 3-3 常用切削速度 單位：m/min 材料 鑄鐵 鋼及其合金 鋁及其合金 銅及其合金 高速鋼 硬質(zhì)合金 高速鋼 硬質(zhì)合金 高速鋼 硬質(zhì)合金 高速鋼 硬質(zhì)合金 車削 60100 1525 60110 15200 300450 6010 150200 通 孔 1015 3040 1020 35

26、60 3040 3040 擴(kuò) 沉 孔 812 2530 811 3050 2030 2030 粗 鏜 2025 3550 1530 5070 80150 100200 80150 100200 鏜 精 鏜 3040 6080 4050 90120 15300 200400 150200 200300 粗 銑 1020 4060 1525 5080 15200 350500 100150 300400 銑 精 銑 2030 60120 2040 80150 20300 500800 150200 400500 15 鉸孔 610 3050 620 2050 5075 200250 2050 60

27、100 螺紋 2.55 1.55 515 515 鉆孔 1525 1020 5070 2050 車外輪廓及內(nèi)圓面的主軸轉(zhuǎn)速： 根據(jù)表 3-3 得，車外輪廓時(shí)，選粗車切削速度 =90 m/min，精車切削速度cV =100m/min。cV 利用公式（3-1）計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速（粗車工件直徑 D=50mm，精車工件直徑取平均值） 。 粗車： = =373.248（r/min）400(r/min)dVnc10504.39 精車： = =606.157(r/min)600(r/min)c.1 由于車內(nèi)孔比車外圓困難，內(nèi)孔車刀刀桿細(xì)而長，剛性差，車削時(shí)彈性變形大， 而且排削困難、又不便觀察，因此主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)比車

28、外圓時(shí)稍慢，粗車內(nèi)孔時(shí)的主軸轉(zhuǎn) 速定為 400r/min，精車內(nèi)孔時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速定為 600r/min。 車螺紋時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速： 在車削螺紋時(shí)，車床的主軸轉(zhuǎn)速將受到螺紋的螺距（或?qū)С蹋┐笮?、?qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī) 的升降頻特性及螺紋插補(bǔ)運(yùn)算速度等多種因素影響，大多數(shù)普通車床數(shù)控系統(tǒng)車螺紋 時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速為： （式 3-kpn10 2） 式中： 為工件螺紋的螺距或?qū)С?；p k 為保險(xiǎn)系數(shù)，一般取 80。 零件圖中螺紋導(dǎo)程 =1.5mm，由公式（3-2）得：p 16 min/036.2851 0rkpn 因此，車削內(nèi)螺紋時(shí)取主軸轉(zhuǎn)速 =300r/min。n （3）計(jì)算進(jìn)給速度 進(jìn)給速度是指切削單位時(shí)間內(nèi)工件與進(jìn)給方

29、向相對(duì)位移，單位為 mm/min。進(jìn)給速 度的大小直接影響表面粗糙度的值和車削效率。主要根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙 度以及刀具、工件的材料性質(zhì)參考用量手冊(cè)選取。 每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，進(jìn)給速度的計(jì)算公式： （式 3-fnV 3） 式中： 為進(jìn)給量（mm/r 或 mm/行程） ；f 為主運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速 r/min。n 進(jìn)給量 ：刀具在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上相對(duì)于工件的位移量，可用刀具或工件每轉(zhuǎn)或f 每行程的位移量來描述和度量，單位為 mm/r 或 mm/行程。進(jìn)給量的選擇可根據(jù)以下方 法： 粗加工時(shí)， 主要受刀桿、刀片、機(jī)床、工件等的強(qiáng)度和剛度所承受的切削力f 限制，一般根據(jù)剛度來選擇。工藝系統(tǒng)剛度好時(shí)，可用大些的

30、 ；反之，適當(dāng)f 降低 ，粗車時(shí)一般選取為（0.30.8）mm/r。f 半精加工、精加工時(shí)， 根據(jù)工件的 要求選擇。 要求小的，取較小的 ，faRa f 因此，在精車、半精車時(shí)一般選取（0.10.3）mm/r。 根據(jù)以上原則，選擇粗車外圓時(shí)每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為 0.5mm/r，精車時(shí)每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 0.2mm/r，粗車內(nèi)圓時(shí)每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為 0.3mm/r，精車時(shí)每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為 0.15mm/r，根據(jù)公 式（3-3）得： 加工外圓時(shí)： 17 粗車： =0.5600=300(mm/min)fnv 精車： =0.21000=200(mm/min)f 加工內(nèi)圓時(shí)： 粗車： =0.3400=120(mm/min)fnv

31、 精車： =0.15600=90(mm/min)f 3.8.2 心軸切削用量的確定 （1）背吃刀量的確定 背吃刀量的選擇要根據(jù)機(jī)床、工件和刀具的剛度來決定，在剛度允許的情況下， 就盡可能使背吃刀量等于工件的加工余量。這樣可以減少走刀次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。 因此輪廓粗車循環(huán)時(shí)選背吃刀量為 2mm,精車循環(huán)時(shí)選背吃刀量為 0.5mm。 （2）主軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算 車直線、圓弧及螺紋時(shí)的切削速度可通過查表 3-3 獲得，粗車時(shí)的切削速度 =90m/min，精車的切削速度 =100m/min，根據(jù)公式（3-1）得：cvcv 粗車： = =573.248（r/min）600(r/min)dVnc10504.39

32、 精車： = =806.157(r/min)800(r/min)c.8 車螺紋時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速，根據(jù)公式（3-2）得： kpn10 min/506.2 8r 因?yàn)槭擒囅魍饴菁y， 轉(zhuǎn)速可稍微高一些，選擇車螺紋時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速為 =400r/min。n （3）進(jìn)給速度的計(jì)算 先取進(jìn)給量，然后用公式（3-3）計(jì)算進(jìn)給速度。粗車時(shí)，選取進(jìn)給量 =0.4mm/r， ；精車時(shí)，選取進(jìn)給量 =0.15mm/r。f f 粗車： =0.4600=24(mm/min)fnV 18 精車： =0.15800=120(mm/min)fnV 3.8.3 圓弧軸套加工方案 （1）背吃刀量的選擇： 粗車外輪廓時(shí) 2mm，精車外輪廓

33、時(shí) 0.5mm；粗車內(nèi)孔時(shí)的 0.8mm，精車papapa 內(nèi)孔時(shí) 0.25。p （2）主軸轉(zhuǎn)速的確定： 粗車外輪廓時(shí)，切削速度取 90mm/r； 精車外輪廓時(shí)，切削速度為 100mm/r； 再根據(jù)公式（7-1） ，計(jì)算得： 粗車： = =573.248（r/min）600(r/min)dVnc10304.1 精車： = =806.157(r/min)800(r/min)c.8 由于車內(nèi)孔比車外圓困難，內(nèi)孔車刀刀桿細(xì)而長，而且排削困難、又不便觀察， 因此主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)比車外圓時(shí)稍慢，粗車內(nèi)孔時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速定為 400r/min，精車內(nèi)孔時(shí) 的主軸轉(zhuǎn)速定為 600r/min。 （3）進(jìn)給速度的確定：

34、進(jìn)給速度的確定根據(jù)公式（7-3）來計(jì)算，首先確定每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，粗車時(shí)一般選取 為（0.30.8）mm/r，精車時(shí)一般取（0.10.3）mm/r，精車時(shí)每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 0.2mm/r， 粗車內(nèi)圓時(shí)每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為 0.3mm/r，精車時(shí)每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為 0.15mm/r，根據(jù)公式（7-3） 加工外圓時(shí)： 粗車： =0.5600=300(mm/min)fnV 精車： =0.21000 =200(mm/min)f 加工內(nèi)圓時(shí)： 粗車： =0.3400=120(mm/min)fnV 精車： =0.15600 =90(mm/min)f 以上就是心軸配合件的切削用量的選擇，通過查表和計(jì)算，得出了以上所有與加 工有關(guān)的數(shù)

35、據(jù)。當(dāng)進(jìn)行數(shù)控編程時(shí)編程人員必須確定每道工序的切削用量并以指令的 19 形式輸入程序中。切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速背吃刀量及進(jìn)給速度等。對(duì)于不同的加工方 法需要選用不同的切削用量。切削用量的選擇原則是：保證零件加工質(zhì)量和表面粗糙 度充分發(fā)揮具切削性能保證合理的刀具切削性能和耐用度，并充分發(fā)揮機(jī)床的性能最 大限度地提高生產(chǎn)率減低成本。綜合考慮各方面的因素，考慮到學(xué)校實(shí)訓(xùn)基地的實(shí)際 情況，機(jī)床的承受范圍，在選擇切削用量上都選擇的比較小。 3.9 加工路線的選擇 根據(jù)上述的加工方案、工藝文件等作出數(shù)控加工走刀路線如圖 3-9-1、3-9-2、3- 9-3、3-9-4、3-9-5、3-9-6 所示： 3.9

36、.1 心軸加工路線圖 圖 3-9-1 心軸左端走刀路線 20 圖 3-9-2 心軸右端走刀路線圖 3.9.2 圓弧軸套加工路線圖 圖 3-9-3 圓弧軸套右端走刀路線圖 21 圖 3-9-4 圓弧軸套左端走刀路線圖 3.9.3 圓錐軸套加工路線圖 圖 3-9-5 圓錐軸套右端走刀路線圖 22 圖 3-9-6 圓錐軸套左端走刀路線圖 4 冷卻液的選擇 由于在切削加工過程中，被切削層金屬的變形、切屑與刀具前面的摩擦和工件與 刀具后面的摩擦要產(chǎn)生大量的熱切削熱。大量的切削熱被工件吸收 9%30%、切屑 吸收 50%80%、刀具吸收 4%10%，其余由周圍介質(zhì)傳出，而在鉆削時(shí)切削熱有 52%傳 入麻花

37、鉆。 冷卻液是為了提高切削加工效率而使用的液體。為了刀具和工件的溫度，不僅要 減少切削熱的產(chǎn)生，而且要改善散熱條件，使用切削液可以有效的降低溫度還可以防 止切削層金屬的變形。 它可有效的減小摩擦，改善散熱條件，從而降低切削力、切削溫度和減少刀具摩 擦，提高生產(chǎn)率和表面加工質(zhì)量。切削液具有冷卻、潤滑、清洗和防銹作用。 由于熱脹冷縮的原理，工件和刀具吸收了一部分的熱量，工件和刀具產(chǎn)生變形最 終影響加工精度。如果大量的切削熱傳入刀具，容易使刀具損壞造成“燒刀”的 現(xiàn)象。為了提高加工零件的精度和刀具的耐用度及使用壽命，在切削加工過程中必須 使用冷卻液對(duì)工件和刀具進(jìn)行冷卻，以避免造成“燒刀”的現(xiàn)象和零件

38、精度的影響。 常用的冷卻液如表 4-1 所示。 23 表 4-1 常用冷卻液 冷卻液名稱 主要成份 主要作用 水溶液 水、防銹添加劑 冷卻 乳化液 水、油、乳化劑 冷卻、潤滑、清洗 切削油 礦物油、動(dòng)植物油、極壓 添加劑或油性 潤滑 以上三個(gè)零件材料均為 45 鋼，刀具大部分使用的是硬質(zhì)合金，但為了在加工時(shí)有 良好的散熱性，減少刀具磨損，增加加工的表面質(zhì)量，選擇低濃度的乳化液作為此次 加工的切削液，在加工過程中，連續(xù)不斷的加工，避免硬質(zhì)合金刀具冷熱不均而產(chǎn)生 裂痕。保證加工質(zhì)量。 5 加工工藝文件制定 零件圖、數(shù)控加工刀具卡、數(shù)控加工工藝過程卡和數(shù)控加工工序卡是編制數(shù)控加 工程序的主要依據(jù)。可

39、根據(jù)前面的分析按要求擬定填入。 5.1 工藝過程卡片 根據(jù)前面的工藝方案制定心軸、圓弧軸套、圓錐軸套主要工藝過程如表 5-1、表 5- 2 和表 5-3 所示 表 5-1 心軸加工工藝過程卡 序號(hào) 工序名稱 工序內(nèi)容 設(shè)備及工裝 1 下料 45：65mm150mm 鋸床 2 熱處理 正火 3 車削 粗精車左端面粗車的外圓面 24mm、28mm、40mm 54mm，留余量 0.5mm，精車至尺寸， 切 2mm2mm,5mm7mm 的槽； 掉頭裝夾，車右端面，保證總長為 120mm， 粗車外圓柱面，留余量 0.5mm，精車外圓柱 面至尺寸，切槽 8mm2mm，車螺紋 M30mm 數(shù)控車床 （C 2

40、6136HK ） 4 調(diào)質(zhì) 24 5 檢驗(yàn) 編制 肖敏 審核 批準(zhǔn) 共 1 頁 第 1 頁 表 5-2 圓錐軸套加工工藝過程卡 序號(hào) 工序名稱 工序內(nèi)容 設(shè)備及工裝 1 下料 45：60mm80mm 鋸床 2 熱處理 正火 3 鉆孔加工 鉆 3mm 中心孔，鉆 20mm 的通孔，深度 50mm 3 車削 粗精車右端面，粗鏜內(nèi)圓錐面、內(nèi)孔，再精 鏜內(nèi)圓錐面、內(nèi)孔至尺寸； 粗車外輪廓，再精車留余量 0.5mm 精車外 輪廓至尺寸； 切斷，保證工件長 45mm； 車左端面，粗精鏜內(nèi)孔 36mm。 數(shù)控車床 （C 26136HK ） 4 調(diào)質(zhì) 5 檢驗(yàn) 25 編制 肖敏 審核 批準(zhǔn) 共 1 頁 第 1

41、 頁 表 5-3 圓弧軸套加工工藝過程卡片 序號(hào) 工序名稱 工序內(nèi)容 設(shè)備及工裝 1 下料 45：60mm65mm 鋸床 2 熱處理 正火 3 鉆孔 3mm 中心鉆定位，20mm 麻花鉆鉆孔 40mm； 4 車削 車右端面，粗精鏜內(nèi)孔，粗車 M30mm 內(nèi)螺紋， 精車內(nèi)螺紋； 粗車外圓柱面、倒角、圓弧面，留余量 0.5mm，精車外圓柱面、倒角、圓弧面至尺 寸； 切斷，保證工件長 35mm。 車左端面粗車 R2mm、R3mm、30mm，留余 量 0.5mm，精車至尺寸。 數(shù)控車床 （C 26136HK ） 5 調(diào)質(zhì) 6 檢驗(yàn) 26 編制 肖敏 審核 批準(zhǔn) 共 1 頁 第 1 頁 5.2 工序卡

42、查表確定切削速度和進(jìn)給量然后計(jì)算出機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速和機(jī)床進(jìn)給速度。根據(jù)工劃分的 原則。本次設(shè)計(jì)以加工部位劃分工序。具體的內(nèi)容如下。 （1）心軸左端部分 表 5-4 心軸左端加工工序卡 產(chǎn)品名稱代號(hào) 零件名稱 圖樣代號(hào) 單位 實(shí)訓(xùn)中心 01 心軸 使用設(shè)備 C26136HK 材料 45 工序內(nèi)容 車心軸左端 程序編號(hào) 0001 夾具名稱 三爪卡盤 27 夾具編號(hào) 0001 工步號(hào) 工步內(nèi)容 量具及檢具 主軸轉(zhuǎn)速（r/min） 背吃刀量 （mm） 進(jìn)給量（mm/r ） 1 備料( 65x150mm) 直尺 2 粗車外輪廓 游標(biāo)卡尺 600 3 0.1 3 精車外輪廓 游標(biāo)卡尺 800 0.5 0.2

43、4 編 制 肖敏 審 核 共 1 頁 第 1 頁 28 （2）心軸右端部分 表 5-5 心軸右端工序卡 產(chǎn)品名稱代號(hào) 零件名稱 圖樣代號(hào) 單位 實(shí)訓(xùn)中心 01 心軸 使用設(shè)備 C26136HK 材料 45 工序內(nèi)容 車心軸右端 程序編號(hào) 0002 夾具名稱 三爪自定心卡盤 夾具編號(hào) 0001 工步號(hào) 工步內(nèi)容 量具及檢具 主軸轉(zhuǎn)速（r/min） 背吃刀量 （mm） 進(jìn)給量（mm/r ） 1 粗車外輪廓 游標(biāo)卡尺 600 3 0.1 2 精車外輪廓 千分尺 800 0.5 0.2 3 切槽 游標(biāo)卡尺 300 3 0.1 4 粗車螺紋 游標(biāo)卡尺 400 0.8 0.1 5 精車螺紋 游標(biāo)卡尺 40

44、0 0.5 0.1 6 切斷 游標(biāo)卡尺 300 3 0.1 編 制 肖敏 審 核 共 1 頁 第 1 頁 29 （3）圓錐軸套右端外圓部分 表 5-6 圓錐軸套右端外圓工序卡 產(chǎn)品名稱代號(hào) 零件名稱 圖樣代號(hào) 單位 實(shí)訓(xùn)中心 02 圓錐軸套 使用設(shè)備 C26136HK 材料 45 工序內(nèi)容 車圓錐軸套右端 程序編號(hào) 0003 夾具名稱 三爪自定心卡盤 夾具編號(hào) 0001 工步號(hào) 工步內(nèi)容 量具及檢具 主軸轉(zhuǎn)速（r/min） 背吃刀量 （mm） 進(jìn)給量（mm/r ） 1 粗車外輪廓 游標(biāo)卡尺 600 3 0.1 2 精車外輪廓 千分尺 800 0.5 0.1 編 制 肖敏 審 核 共 1 頁 第

45、 1 頁 30 （4）圓錐軸套右端內(nèi)孔部分 表 5-7 圓錐軸套右端內(nèi)孔加工工序卡 產(chǎn)品名稱代號(hào) 零件名稱 圖樣代號(hào) 單位 實(shí)訓(xùn)中心 02 圓錐軸套 使用設(shè)備 C26136HK 材料 45 工序內(nèi)容 車圓錐軸套右端 程序編號(hào) 0003 夾具名稱 三爪自定心卡盤 夾具編號(hào) 0001 工步號(hào) 工步內(nèi)容 量具及檢具 主軸轉(zhuǎn)速（r/min） 背吃刀量 （mm） 進(jìn)給量（mm/r ） 1 3 中心鉆打孔 800 2 2 20 麻花鉆鉆孔 游標(biāo)卡尺 1200 3 3 粗鏜內(nèi)孔 游標(biāo)卡尺 600 2 0.1 4 精鏜內(nèi)孔 游標(biāo)卡尺 800 0.5 0.2 5 切斷 游標(biāo)卡尺 400 3 0.1 編 制 肖敏

46、 審 核 共 1 頁 第 1 頁 31 （5）圓錐軸套左端部分 表 5-8 圓錐軸套左端加工工序卡 產(chǎn)品名稱代號(hào) 零件名稱 圖樣代號(hào) 單位 實(shí)訓(xùn)中心 02 圓錐軸套 使用設(shè)備 C26136HK 材料 45 工序內(nèi)容 車圓錐軸套右端 程序編號(hào) 0004 夾具名稱 三爪自定心卡盤 夾具編號(hào) 0001 工步號(hào) 工步內(nèi)容 量具及檢具 主軸轉(zhuǎn)速（r/min） 背吃刀量 （mm） 進(jìn)給量（mm/r ） 1 車端面 游標(biāo)卡尺 600 3 0.1 2 粗鏜內(nèi)孔 游標(biāo)卡尺 600 2 0.2 3 精鏜內(nèi)孔 游標(biāo)卡尺 800 0.5 0.1 編 制 肖敏 審 核 共 1 頁 第 1 頁 32 （6）圓弧軸套左端外

47、圓部分 表 5-9 圓弧軸套左端外圓加工工序卡 產(chǎn)品名稱代號(hào) 零件名稱 圖樣代號(hào) 單位 實(shí)訓(xùn)中心 03 圓弧軸套 使用設(shè)備 C26136HK 材料 45 工序內(nèi)容 車圓錐軸套右端 程序編號(hào) 0005 夾具名稱 三爪自定心卡盤 夾具編號(hào) 0001 工步號(hào) 工步內(nèi)容 量具及檢具 主軸轉(zhuǎn)速（r/min） 背吃刀量 （mm） 進(jìn)給量（mm/r ） 1 粗車外輪廓 游標(biāo)卡尺 600 3 0.1 2 精車外輪廓 游標(biāo)卡尺 800 0.5 0.1 3 切斷 游標(biāo)卡尺 400 3 0.1 4 5 6 5 6 7 編 制 肖敏 審 核 共 1 頁 第 1 頁 33 （7）圓弧軸套左端外圓部分 表 5-10 圓弧

48、軸套左端外圓加工工序卡 產(chǎn)品名稱代號(hào) 零件名稱 圖樣代號(hào) 單位 實(shí)訓(xùn)中心 03 圓弧軸套 使用設(shè)備 C26136HK 材料 45 工序內(nèi)容 車圓錐軸套右端 程序編號(hào) 0005 夾具名稱 三爪自定心卡盤 夾具編號(hào) 0001 工步號(hào) 工步內(nèi)容 量具及檢具 主軸轉(zhuǎn)速（r/min） 背吃刀量 （mm） 進(jìn)給量（mm/r ） 1 10 中心鉆打孔定位 游標(biāo)卡尺 800 2 20 麻花鉆鉆孔 游標(biāo)卡尺 1200 3 粗鏜內(nèi)孔 游標(biāo)卡尺 600 2 0.1 4 精鏜內(nèi)孔 游標(biāo)卡尺 800 0.5 0.2 5 粗車螺紋 游標(biāo)卡尺 400 0.8 0.1 6 精車螺紋 游標(biāo)卡尺 400 0.5 0.1 5 粗車

49、外輪廓 游標(biāo)卡尺 600 3 0.1 6 精車外輪廓 游標(biāo)卡尺 800 0.5 0.1 7 切斷 游標(biāo)卡尺 400 3 0.1 編 制 肖敏 審 核 共 1 頁 第 1 頁 34 （8）圓弧軸套右端 表 5-11 圓弧軸套右端加工工序卡 產(chǎn)品名稱代號(hào) 零件名稱 圖樣代號(hào) 單位 實(shí)訓(xùn)中心 03 圓弧軸套 使用設(shè)備 C26136HK 材料 45 工序內(nèi)容 車圓錐軸套右端 程序編號(hào) 0005 夾具名稱 三爪自定心卡盤 夾具編號(hào) 0001 工步號(hào) 工步內(nèi)容 量具及檢具 主軸轉(zhuǎn)速（r/min） 背吃刀量 （mm） 進(jìn)給量（mm/r ） 1 車端面 直尺 600 0.5 0.1 2 粗車內(nèi)孔 游標(biāo)卡尺 6

50、00 2 0.1 3 精車內(nèi)孔 游標(biāo)卡尺 800 0.5 0.2 編 制 肖敏 審 核 共 1 頁 第 1 頁 35 5.3 刀具卡 根據(jù)上述材料中刀具材料及零件工藝的分析具體刀具選擇如表 5-12、5-13、5-14 所示 表 5-12 心軸加工刀具卡片 產(chǎn)品代號(hào) 數(shù)控車工工藝分析 零件名稱 心軸 零件圖號(hào) 02 序 號(hào) 刀具 號(hào) 刀具規(guī)格名稱 數(shù)量 加工面 刀尖圓弧半徑 備注 1 T01 硬質(zhì)合金 90外圓車刀 11 粗車端面及粗車輪廓 2 T02 硬質(zhì)合金 93外圓車刀 1 精車端面及外輪廓 3 T03 硬質(zhì)合金 60外螺紋車刀 1 粗精車螺紋 0.15 4 T04 刃寬為 3mm 切槽

51、刀 1 切槽及切斷 編 制 肖敏 審核 批準(zhǔn) 共 1 頁 第 1 頁 36 表 5-13 圓錐軸套加工刀具卡片 產(chǎn)品代號(hào) 數(shù)控車工工藝分析 零件 名稱 圓錐軸套 零件圖號(hào) 01 序 號(hào) 刀具號(hào) 刀具規(guī)格名稱 數(shù)量 加工面 刀尖圓弧半徑 備注 1 T01 硬質(zhì)合金 90外圓車刀 1 車端及粗車輪廓 2 T02 硬質(zhì)合金 93外圓車刀 1 精車外輪廓 0.15 3 T03 3mm 的中心鉆 1 鉆中心孔 4 4 T04 20 的標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆 1 鉆底孔 9 5 T05 20 內(nèi)鏜孔刀 1 粗精鏜內(nèi)孔 0.15 6 T06 3mm 寬的切槽刀 1 切槽及切斷 編 制 肖敏 審核 批準(zhǔn) 共 1 頁 第

52、1 頁 37 表 5-14 圓弧軸套加工刀具卡片 產(chǎn)品代號(hào) 數(shù)控車工工藝分析 零件 名稱 圓弧軸套 零件圖號(hào) 03 序 號(hào) 刀具號(hào) 刀具規(guī)格名稱 數(shù)量 加工面 刀尖圓弧半徑 備注 1 T01 硬質(zhì)合金 90外圓車刀 1 車端及粗車輪廓 2 T02 硬質(zhì)合金 93外圓車刀 1 精車外輪廓 0.2 3 T03 8mm 的中心鉆 1 鉆中心孔 4 4 T04 18 的標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆 1 鉆底孔 9 5 T05 硬質(zhì)合金 93內(nèi)圓車刀 1 粗精車內(nèi)孔 6 T06 20 內(nèi)鏜孔刀 1 粗精鏜內(nèi)孔 7 T07 60內(nèi)螺紋車刀 1 粗精車內(nèi)螺紋 0.15 8 T08 3mm 寬的切槽刀 1 切槽及切斷 編 制

53、肖敏 審核 批準(zhǔn) 共 1 頁 第 1 頁 38 6 程序的編制 6.1 數(shù)控編程的內(nèi)容與步驟 (1)分析圖樣：包括零件輪廓分析，零件尺寸精度、形位精度、表面粗糙度、技術(shù) 要求的分析，零件材料、熱處理等要求的分析； (2)確定加工工藝：包括選擇加工方案，確定加工路線，選擇定位與夾緊方式，選 擇刀具，選擇各項(xiàng)切削參數(shù)，選擇對(duì)刀點(diǎn)、換刀點(diǎn)； (3)數(shù)值計(jì)算：選擇編程原點(diǎn)，對(duì)零件圖形各基點(diǎn)進(jìn)行正確的數(shù)學(xué)計(jì)算，為編寫程 序單做好準(zhǔn)備； (4)編寫程序單：根據(jù)數(shù)控機(jī)床規(guī)定的指令代碼及程序格式編寫加工程序單； (5)制作控制介質(zhì)：簡單的數(shù)控程序直接采用手工輸入機(jī)床，當(dāng)程序自動(dòng)輸入機(jī)床 時(shí)，必須制作控制介質(zhì)。

54、現(xiàn)在大多數(shù)程序采用軟盤、移動(dòng)存儲(chǔ)器、硬盤作為存儲(chǔ)介質(zhì)， 采用計(jì)算機(jī)傳輸來輸入機(jī)床。目前，除了少數(shù)老式的數(shù)控機(jī)床仍在采用穿孔紙帶外， 現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床均不再采用此種控制介質(zhì)了； (6)程序校驗(yàn)：程序必須經(jīng)過校驗(yàn)正確后才能使用。一般采用機(jī)床空運(yùn)行的方式進(jìn) 行校驗(yàn)，有圖形顯示卡的機(jī)床可直接在 CRT 顯示屏上進(jìn)行校驗(yàn)，現(xiàn)在有很多學(xué)校還采 用計(jì)算機(jī)數(shù)控模擬進(jìn)行校驗(yàn)。以上方式只能進(jìn)行數(shù)控程序、機(jī)床動(dòng)作的校驗(yàn)，如果要 校驗(yàn)加工精度，則要進(jìn)行首件試切校驗(yàn)。 6.2 數(shù)控編程的分類 數(shù)控編程可分為手工編程和自動(dòng)編程兩種。 手工編程：手工編程是指所有編制加工程序的全過程，即圖樣分析、工藝處理、 數(shù)值計(jì)算、編寫程序單

55、、制作控制介質(zhì)、程序校驗(yàn)都是由手工來完成。 自動(dòng)編程：自動(dòng)編程是指用計(jì)算機(jī)編制數(shù)控加工程序的過程。自動(dòng)編程的優(yōu)點(diǎn)是 效率高，正確性好。可以解決許多手工編制無法完成的復(fù)雜零件編程難題，但其缺點(diǎn) 是必須具備自動(dòng)編程系統(tǒng)或自動(dòng)編程軟件。自動(dòng)編程較適合形狀復(fù)雜零件的加工程序 編制。 6.3 零件程序的編寫 本次的設(shè)計(jì)因?yàn)榱慵螤詈唵?，便于手工編程，所以該配合件設(shè)計(jì)采用手工編程。 以下是手工編程的全部內(nèi)容，包括心軸、錐形軸套、圓弧軸套三部分的加工程序。 （1） 心軸加工程序 39 表 6-1 心軸左端加工程序 程序名：O0001 程序段號(hào) 程序內(nèi)容 程序解釋 N10 G54 G21 G98； 建立工件坐

56、標(biāo)系，進(jìn)給單位 mm/min N20 G00 X100 Z100； 快速定位，換刀點(diǎn) N30 M03 S800 T0101； 主軸旋轉(zhuǎn) N40 G00 X24 Z2； 起刀點(diǎn) N50 G71 U2 R1； N60 G71 P70 Q170 U-0.5 F100； N70 G01 X0 F80； N80 Z0； 粗車循環(huán) N90 X11； N100 X12 Z-1； N110 Z-15； N120 X18； N130 X20 Z-35； N140 Z-40； N150 X26； N160 X27 Z-41； N170 Z-57； 粗車循環(huán) N190 G00 X100； N200 Z100； 換刀

57、點(diǎn) N210 T0202 S1200； N220 GOO X24 Z2； N230 G70 P70 Q170； 精車循環(huán) N240 G00 X100； N250 Z100； 40 N260 T0303 S600； 換切槽刀 N270 G00 X70； N280 Z-15； N290 G01 X10 F40； 切槽 N300 G00 X100； N310 Z100； N320 M05； 主軸停轉(zhuǎn) N330 M30； 程序結(jié)束并回到開始 調(diào)頭裝夾 表 6-2 心軸右端加工程序 程序名：O0002 程序段號(hào) 程序內(nèi)容 程序解釋 N10 G54 G21 G98； 建立工件坐標(biāo)系，進(jìn)給單位 mm/min

58、 N20 G00 X100 Z100； 快速定位，換刀點(diǎn) N30 M03 S800 T0101； 主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速 800r/min N40 G00 X0 Z10； N50 G71 U2 R1； 粗車循環(huán) N60 G71 P70 Q170 U0.5 F100； N70 G01 X0 F80； N80 Z0； N90 X14； N100 X15 Z-1； N110 Z-27； N120 X17； N130 G03 X20 Z-30 R3； N140 G01 Z-37； N150 X27； N160 Z-43； 粗車循環(huán) 41 N170 G03 Z-63； N180 G00 X70 Z100； N1

59、90 T0202 S1200； 換精車刀 N200 G00 X0 Z10； N210 G70 P70 Q170； 精車循環(huán) N220 G00 X100； N230 Z100； N240 T0303 S600； N250 G00 X40 Z-27； 切槽 N260 G01 X13 F50； 切槽 N270 G00 X30； N280 W-1； N290 G01 X13 F50； N300 G00 X30； N310 W-1； N320 G01 X13 F50； N330 G00 X30； N340 W-1； N350 G01 X13 F50； N360 G00 X30； N370 W-1； N3

60、80 G01 X13 F50； N390 G00 X30； N400 W-1； N410 G01 X13 F50； N420 G00 X100； N430 Z100； 車螺紋 N440 T0404 S600； 車螺紋 42 N450 G00 X30 Z2； N460 G92 X29.2 Z-19 F1.5； 車螺紋 N470 X28.6； N480 X28.2； N490 X28.04； N500 G00 X100； 回到起刀點(diǎn) N510 Z100； N520 M05； N530 M30； （2）圓弧軸套加工程序 表 6-3 圓弧軸套加工程序 程序名：O0003 程序段號(hào) 程序內(nèi)容 程序解釋

61、N10 G54 G21 G98； 建立工件坐標(biāo)系，進(jìn)給單位 mm/min N20 G00 X100 Z100； 快速定位，換刀點(diǎn) N30 M03 S800 T0101； 主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速 800r/min N40 G00 X40 Z4； N50 G71 U2 R1； 粗車循環(huán) N60 G71 P70 Q140 U0.5 F120； N70 G01 X0 F100； N80 Z0； N90 X23； N100 Z-5； N110 X25 Z-5； N120 G02 Z-30 R26； N130 G01 X29； N140 W-5； N150 G00 X50； 43 N160 Z100； N170

62、T0202 S1200； N180 G00 X40 Z4； N190 G70 P70 Q140； 精車循環(huán) N200 G00 X100； N210 Z100； 回?fù)Q刀點(diǎn) N220 T0303 S800； 換內(nèi)鏜孔刀 N230 G00 X30 Z4； N240 G71 U2 R0.5； G71 鏜內(nèi)孔循環(huán) N250 G71 P260 Q330 U-0.5 F0.2； N260 G01 X29 Z0 F0.1； 精加工開始段 N270 X22； N280 G02 X20 Z-2 R2； 車順時(shí)針圓弧 N290 G03 X17 Z-5 R3； 車逆時(shí)針圓弧 N300 G01 X30； N310 X1

63、4 Z-6； N320 Z-34； N330 X30 W-1； 精加工結(jié)束段 N340 G70 P260 Q330； 精鏜內(nèi)孔循環(huán) N350 G00 X100； 回?fù)Q刀點(diǎn) N360 Z100； N370 T0404 S600； N380 G00 X14 Z4； N390 G92 X29.2 Z-19 F1.5； 車螺紋 N400 X28.6； N410 X28.2； N420 X28.04； N430 G00 X0； 44 N440 Z100； N450 M05 M30； 程序結(jié)束并回到開始 （3）圓錐軸套加工程序 表 6-4 圓錐軸套右端加工程序 程序名：O0004 程序段號(hào) 程序內(nèi)容 程序

64、解釋 N10 G54 G21 G98； 建立工件坐標(biāo)系，進(jìn)給單位 mm/min N20 G00 X100 Z100； 快速定位，換刀點(diǎn) N30 M03 S800 T0101； 主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速 800r/min N40 G00 X70 Z4 N50 G71 U2 R1； 粗車循環(huán) N60 G71 P70 Q170 U0.5 F120； N70 G01 X0 F100； N80 ZO； N90 X58； N100 Z-8； N110 G03 X54 Z-10 R2； N120 G01 X46； N130 Z-32； N140 X54； N150 G03 X58 Z-34 R2； N160 G01

65、Z-44； N170 X56 Z-45； N180 G00 X100 Z100； N190 T0202 S12000； N200 G00 X70 Z4； N210 G70 P70 Q170； 精車循環(huán) N220 G00 X100 Z100； 45 N230 T0303 S800； N240 G00 X40 Z4； N250 G71 U2 R0.5； 內(nèi)鏜孔循環(huán) N260 G71 P270 Q320 U-0.5 F0.2 內(nèi)鏜孔循環(huán) N270 G01 X0 F0.1 N280 Z0； N290 X40； N300 X35.4 Z-21； N310 X24； N320 Z-45； N321 G70

66、 P270 Q320； 精鏜內(nèi)孔循環(huán) N330 G00 X0； N340 Z100； N350 X100； N360 M05； N370 M30； 表 6-5 圓錐軸套左端加工程序 程序名：O0005 程序段號(hào) 程序內(nèi)容 程序解釋 N10 G54 G21 G98； 建立工件坐標(biāo)系，進(jìn)給單位 mm/min N20 G00 X100 Z100； 快速定位，換刀點(diǎn) N30 M03 S800 T0101； 主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速 800r/min N40 G00 X60 Z4 下刀點(diǎn) N50 G71 U2 R0.5 粗鏜內(nèi)孔循環(huán) 46 N60 G71 P70 Q120 U-0.5 F0.2 N70 G01 X0 F0.1； N80 Z0； N90 X38； N100 X36 Z-1； N120 Z-10； N130 G70 P70 Q130; 精鏜內(nèi)孔循環(huán) N140 G00 X100 Z100 S400； N150 T0202； 換切斷刀 N160 G00 X60 Z-45； N170 G01 X0 F0.05； 切斷工件 N180 G00 X100； N190 Z100； N200 M05； N21