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1、重慶理工大學畢業(yè)論文 編號 畢業(yè)設計（論文） 題目 數(shù)控車削加工工藝分析與編程設計 二級學院 重慶汽車學院 專 業(yè) 汽車制造 班 級 2010級 學生姓名 學號

2、 指導教師 評閱教師 時 間 2011-4-26 目 錄 摘 要 ………………………………………………………………………………3 Abstract……………………………………………………………………………3 1引言…………………………………………………………………………………4 2零件的加工工藝設計……………………………………………………………………… 5 2．1零件的結(jié)

3、構(gòu)工藝性分析……………………………………………………………… 5 2.2毛坯的確定……………………………………………………………………………… 6 2.3主要加工表面方法的確定……………………………………………………………… 6 2.4定位基準和夾緊方案的確定………………………………………………………… 7 2.5工藝路線的擬定………………………………………………………………………… 8 3零件的數(shù)控加工工序設計………………………………………………………………… 9 3.1加工余量的確定………………………………………………………………………… 9 3

4、.2不銹鋼的切削特點……………………………………………………………………… 9 3.3刀具材料的選擇…………………………………………………………………………10 3.4刀具幾何參數(shù)的確定……………………………………………………………………12 3.5切削用量的選擇…………………………………………………………………………13 3.6切削液的選擇……………………………………………………………………………13 3.71Cr18Ni9Ti不銹鋼的常用加工工藝……………………………………………… 14 3.8加工刀具的確定……………………………………………………………

5、……………16 3.9夾具的選擇………………………………………………………………………………17 3.10加工設備的選用………………………………………………………………………17 3.11工序與工步的劃分……………………………………………………………………17 4零件的數(shù)控加工程序………………………………………………………………………20 5結(jié)論………………………………………………………………………………………… 26 6致謝………………………………………………………………………………………… 26 7參考文獻………………………………………………………

6、……………………………27 摘 要 在數(shù)控編程中，工藝分析和工藝設計是至關重要的，無論是手工編程還是自動編程，在加工前都要對所加工零件進行工藝分析，擬定加工方案，選擇加工設備、刀具、夾具，確定切削用量，安排加工順序，制定走刀路線等。在編程過程中，還要對一些工藝問題（如對刀點，換刀點，刀具補償?shù)龋┳鱿鄳幚怼Ｒ虼顺绦蚓幹浦械墓に嚪治龊凸に囋O計是一項十分重要的工作。 本設計的零件為軸，從其外形特征來看，它是一個典型的軸類零件。本文根據(jù)該零件的圖紙及技術(shù)要求，對該零件進行了詳細的數(shù)控加工工藝分析，依據(jù)分析的結(jié)果，確定了該零件的加工方法、裝夾方式、定位基準、使用刀具、加工順序安排、工步劃分

7、，走刀路線和切削用量等，并編制了零件的數(shù)控加工工藝卡片、數(shù)控加工工序卡片和刀具卡片等，最后，采用手工編程編制了該零件的數(shù)控加工程序。 【關鍵詞】：數(shù)控加工 工藝分析 工藝設計 Abstract In CNC programming, process analysis and process design is crucial, whether it is manual or automatic programming programming, both in the pre-processing parts of the processing technology o

8、f analysis, the development of processing programs, select the processing equipment, cutting tools , fixtures, cutting the amount determined to arrange the processing order, the development of walking routes, such as a knife. In the programming process, but also a number of technology issues (such a

9、s on a knife point, ATC, the cutter compensation, etc.) and do the deal. Therefore the programming process analysis and process design is a very important work. Parts of the design for the cup axis, it is the shock absorber device for a connector, the characteristics of its appearance, it is a typi

10、cal shaft parts. In this paper, according to the parts of the drawings and technical requirements in detail the parts of the CNC machining process analysis, based on the results of the analysis to identify the parts of the processing methods, clamping means, positioning the base, the use of tools, p

11、rocessing the order of arrangement, step into and take the knife and cutting routes, and the preparation of the parts of the CNC card processing, CNC machining processes and tool card and other cards, finally, the use of the preparation of the manual programming of CNC parts processing And the use

12、of digital simulation software for process simulation. Keywords: NC machining process simulation analysis of process design 1 引言 數(shù)控加工就是采用數(shù)控程序控制機床進行零件加工的一種加工方法，相對于普通機床加工，數(shù)控加工具有加工效率高、勞動強度低、加工精度高、柔性好等一系列優(yōu)點。數(shù)控機床加工中，數(shù)控程序（數(shù)控加工程序）是不可缺少的一部分，數(shù)控機床之所以能加工出各種形狀、不同尺寸和精度的零件，就是因為編程人員為它編制了不同的加工程序。編寫數(shù)控加工程序的過程就

13、是將加工零件的工藝過程、工藝參數(shù)（進給速度、主軸轉(zhuǎn)速和背吃刀量等）、位移數(shù)據(jù)及開關命令（換刀、切削液開/關和工件裝卸等）等信息用數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定的功能代碼和格式按加工順序編寫成加工程序單，并記錄在信息載體上，再通過信息載體將數(shù)控加工程序輸入機床數(shù)控裝置，從而指揮數(shù)控機床按數(shù)控程序的內(nèi)容加工出合格的零件。數(shù)控程序編寫的如何，直接影響零件加工質(zhì)量。 數(shù)控編程分手工編程和自動編程。手工編程是由人工完成刀具軌跡計算及加工程序的編制工作。當零件形狀不十分復雜或加工程序不太長時，采用手工編程方便、經(jīng)濟。自動編程是利用計算機通過自動編程軟件完成對刀具運動軌跡的計算、加工程序的生成及刀具加工軌跡的動態(tài)顯示等。對

14、于加工零件形狀復雜，特別是涉及三維立體形狀或刀具運動軌跡計算繁瑣時，常采用自動編程。 在數(shù)控編程中，工藝分析和工藝設計是至觀重要的，無論是手工編程還是自動編程，在加工前都要對所加工零件進行工藝分析，擬定加工方案，選擇加工設備、刀具、夾具，確定切削用量，安排加工順序，制定走刀路線等。在編程過程中，還要對一些工藝問題（如對刀點，換刀點，刀具補償?shù)龋┳鱿鄳幚怼Ｒ虼顺绦蚓幹浦械墓に嚪治龊凸に囋O計是一項十分重要的工作。 本設計的零件為軸，從其外形特征來看，它是一個典型的軸類零件。本文根據(jù)該零件的圖紙及技術(shù)要求，對該零件進行了詳細的數(shù)控加工工藝分析，依據(jù)分析的結(jié)果，確定了該零件的加工方法、裝夾方式、

15、定位基準、使用刀具、加工順序安排、工步劃分，走刀路線和切削用量等，并編制了零件的數(shù)控加工工藝卡片、數(shù)控加工工序卡片和刀具卡片等，最后，采用手工編程編制了該零件的數(shù)控加工程序。 2零件的加工工藝設計 圖2.1零件圖 圖2.1所示為軸零件的零件圖，其材料為不銹鋼，毛坯尺寸為φ100mmX160mm（直徑*長），批量生產(chǎn) 2.1零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 圖2.1所示零件，它屬于階梯軸類零件，由圓柱面、圓弧面、孔、圓錐、倒角等組成。 根據(jù)工作性能與條件，該圖樣(圖2.1)規(guī)定了軸上內(nèi)、外圓表面的尺寸、位置精度和表面粗糙度值。這些技術(shù)要求必須在加工中給予保證。該杯軸的關鍵工序是φ92mm

16、外圓柱面、φ75.43mm和φ66.69mm內(nèi)圓柱面的加工，同時內(nèi)孔深度尺寸92mm保證也是加工過程中的重點。該零件的整個加工過程包括車端面、鉆孔、鏜孔、倒角、外圓、圓弧與直線過渡、切斷。 2.2毛坯的確定 在制定工藝規(guī)程時，正確地選擇毛坯有著重大的技術(shù)意義。毛坯種類的選擇，不僅影響著毛坯制造的工藝、而且對零件的機械加工工藝、設備和工具的消耗以及工時定額也都有很大的影響。因此，正確選擇毛坯，需要毛坯制造及機械加工零件方面的工藝人員緊密配合，以兼顧冷、熱加工兩方面的要求。 機械加工中常見的毛坯 （1）鑄件：形狀復雜的毛坯，宜采用鑄造方法制造。 （2）鍛件：鍛件有自由鍛造鍛件

17、和模鍛件兩種 （3）型材：機械制造中的型材按截面形可分為圓鋼、方鋼、六角鋼、 扁鋼、角鋼、槽鋼和其他特殊截面形狀的型材。 （4）組合毛坯：將鑄件、鍛件、型材或經(jīng)局部機械加工的半成品組合在一起，也可作為機械加工的毛坯，組合的方法一般是焊接。 毛坯選擇的的兩種不同 一種是毛坯的形狀和尺寸盡量與零件接近，零件制造的大部分勞動量用于毛坯，機械加工多為精加工，勞動量和費用都比較少；另一種是毛坯的形狀及尺寸與零件相差較大，機械加工切除較多材料，其勞動量及費用也較大。 毛坯選擇應考慮的因素 1． 零件材料的工藝特性及零件材料組織和性能的要求 2． 零件的結(jié)構(gòu)形狀與外形尺 3． 生產(chǎn)綱領的大小

18、 4． 現(xiàn)有生產(chǎn)條件 該軸材料為不銹鋼，因其屬于中、小軸，并且各外圓直徑尺寸相差不大，故選擇￠100的熱軋不銹鋼作毛坯。 2.3主要加工表面方法的確定 該軸大都是回轉(zhuǎn)表面，并且精度要求不高，主要采用車削成形。外圓表面的加工方案可為：粗車→半精車→精車 內(nèi)圓表面的加工方案可為：鉆孔→粗鏜→精樘 2.4定位基準和夾緊方案的確定 根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)形狀和加工精度的要求，正確選擇零件加工時的定位基準是制訂加工工藝規(guī)程時應先考慮的主要問題之一。 零件加工的第一道工序只能用毛坯的表面來定位，這種定位基準成為粗基準。在以后的工序中用已加工表面來定位，稱精基準。 基準按功用不同分為設計基準和工藝

19、基準 1. 設計基準 在零件圖上用來確定其他點、線、面位置的基準。 2．工藝基準 在加工和裝配過程中使用的基準。按作用不同又分為： (1) 定位基準。在加工中使用工件在機床或夾具上占有正確的位置所采用的基準。 （2）測量基準。零件檢驗時，用以測量已加工表面尺寸和位置所用的基準 （3）裝配基準。在裝配時用以確定零件或部件在機械產(chǎn)品中位置的基準 粗基準的選擇原則 (1) 保你證加工表面與不加工表面之間的相互位置尺寸要求，應選用不加工作為粗基準。 （2）多加工表面或不加工表面與加工表面之間相互之間位置要求不嚴格的零件，粗基準的選擇應能保證合理地分配各加工表面的余量。

20、 如圖2.1所示的軸零件圖，應采用熱軋不銹鋼的毛坯φ100mm的外圓作為粗基準 （3）作為粗基準的毛坯表面應盡量光滑平整，以便零件夾緊可靠。 （4）粗基準一般不能重復使用。 精基準的選擇原則 選擇精基準時。主要考慮保證零件加工精度，同時考慮裝夾準確、可靠和方便，而且夾具簡單。在選擇精基準時應遵循以下原則： （1） 基準重合原則 （2） 基準統(tǒng)一原則 （3） 便于裝夾原則 在確定夾緊方案時應注意下列三點： 1．盡可能作到設計、工藝與編程計算的基準統(tǒng)一； 2．盡量將工序集中，減少裝夾次數(shù)，盡量可能做到在一次裝夾后就能加工出全部待加工表面； 3．避免采用占機人工調(diào)整裝夾方案。

21、 2.5工藝路線的擬定 綜合數(shù)控加工工藝路線設計與通用機床加工工藝路線設計的主要區(qū)別，在于它往往不是指從毛坯到成品的整個工藝過程，而僅是幾道數(shù)控加工工序工藝過程的具體描述。因此在工藝路線設計中一定要注意到，由于數(shù)控加工工序一般都穿插于零件加工的整個工藝過程中，因而要與其他加工工藝銜接好。數(shù)控加工工藝路線設計中應特別注意以下幾個問題： 1．工序的劃分 根據(jù)數(shù)控加工的特點，數(shù)控工序的劃分一般可按下列方法進行： （1）以一次安裝、加工作為一道工序。這種方法適合于加工內(nèi)容較少的零件，加工完后就能達到待檢狀態(tài)。 （2）以同一把刀具加工的內(nèi)容劃分工序。有些零件雖然能在一次安裝中加工出很多待加工表

22、面，但考慮到程序太長，會受到某些限制，如控制系統(tǒng)的限制，機床連續(xù)工作時間的限制，各機床負荷率平衡等。此外，程序太長會增加出錯與檢索的困難，因此程序不能太長，一道工序的內(nèi)容不能太多。 （3）以加工部位劃分工序。對于加工內(nèi)容很多的工件，可按其結(jié)構(gòu)特點將加工部位分成幾個部分，如內(nèi)腔、外形、曲面或平面，并將每一部分的加工作為一道工序。 （4）以粗、精加工劃分工序。對于經(jīng)加工后易發(fā)生變形的工件，由于對粗加工后可能發(fā)生的變形需要進行校形，故一般來說，凡要進行粗精加工的過程，都要將工序分開。 2．順序的安排 順序的安排應根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)和毛坯狀況，以及定位、安裝與夾緊的需要來考慮。順序安排一般應按以下

23、原則進行： （1）上道工序的加工不能影響下道工序的定位與夾緊，中間穿插有通用機床加工工序的也應綜合考慮； （2）先進行內(nèi)腔加工，后進行外形加工； （3）以相同定位、夾緊方式加工或用同一把刀具加工的工序，最好連續(xù)加工，以減少重復定位次數(shù)、換刀次數(shù)與挪動壓板次數(shù)； （4）在同一次安裝中進行的多道工序，應先安排對工件剛性破壞較小的工序。 3．數(shù)控加工工序與普通工序的銜接 數(shù)控加工工序前后一般都穿插有其他普通加工工序，如銜接得不好就容易產(chǎn)生矛盾。因此在熟悉整個加工工藝內(nèi)容的同時，要清楚數(shù)控加工工序與普通加工工序各自的技術(shù)要求、加工目的、加工特點，如：要不要留加工余量，留多少；定位面與孔的精

24、度要求及形位公差；對校形工序的技術(shù)要求；對毛坯的熱處理狀態(tài)等，這樣一來才能使各工序達到相互滿足加工需要，且質(zhì)量目標及技術(shù)要求明確，交接驗收有依據(jù)。 綜合上述分析，按照由基面先行、先粗后精、先主后次、先面后孔、就近不就遠的原則確定該軸的工藝路線如下： 下料→車左端面→鉆孔→粗鏜孔→精鏜孔→不掉頭裝夾→車右端面→粗車外圓→精車外圓→切斷→檢驗→入庫。 3零件的數(shù)控加工工序設計 3.1加工余量的確定 為了保證加各加工方面都有足夠的加工余量，應選擇工件余量最小的面為粗基準，故選用100mm的外圓表面作為基準，分粗、半精、精加工得到，粗加工時為保證半精加工的精度及表面粗造度，留0.5mm

25、的精加工余量?？紤]到精加工，根據(jù)零件的材料和刀具的剛性留0.3mm的精加工余量，為保證零件的精度和粗糙度，提高主軸轉(zhuǎn)速和切削速度。 通常含鉻量大于12％或含Ni 量大于8％的合金鋼。由于不銹鋼中加入了較多的Cr和Ni，改變了合金的物理和化學性質(zhì)，大大增強了抗腐蝕能力，并在較高溫度（＞450℃）下仍具有較高強度。1Cr18Ni9Ti屬于奧氏體不銹鋼，該鋼種具有優(yōu)良的力學性能，在大氣或腐蝕性介質(zhì)中具有良好的耐腐蝕能力，并具有較突出的冷變形能力和無磁性等特性。一般來說，不銹鋼被認為是切削加工性能較差的金屬材料，1Cr18Ni9Ti不銹鋼尤為突出，與45鋼相比，其相對可切削性僅為0.3-0.5，

26、屬典型的難加工材料。 3.2不銹鋼的切削特點 （1） 切削力大 奧氏體不銹鋼表現(xiàn)尤為突出，這種材料雖然硬度不高（例如，1Cr18Ni9Ti的 硬度HB≤187），但塑性很好（斷后伸長率=40％，斷面收縮率=60％），因此在切削過程中塑性變形大，使切削力增加。在相同條件下，1Cr18Ni9Ti的單位切削力比45鋼大25％以上。 （2）加工硬化嚴重 在各種不銹鋼中，以奧氏體不銹鋼和奧氏體-鐵素體不銹鋼的 加工硬化現(xiàn)象最為嚴重。他們塑性很大，在塑性變形時金格會產(chǎn)生強烈扭曲，同時，奧氏體穩(wěn)定性差，在切削力作用下，部分奧氏體會變成馬氏體，再加上化合物雜質(zhì)在切削熱的作用下易于分解，呈彌散性分布，

27、使切削加工時產(chǎn)生硬化層，也加劇了加工硬化現(xiàn)象。 （3）刀具易產(chǎn)生粘附磨損 在 切削過程中，不銹鋼在高溫條件易與刀具材料產(chǎn)生親和作用，使刀具和切削之間產(chǎn)生粘結(jié)和擴散，形成積屑瘤，從而造成刀具的粘附磨損，降低刀具使用壽命。 （4）切削區(qū)局部溫度高 加工不銹鋼材料所需切削力大，分離切削的功率也大，產(chǎn)生的切削熱多，加上不銹鋼的 導熱性差（1Cr18Ni9Ti不銹鋼的 導熱系數(shù)僅為45鋼的1／3），從而使切削區(qū)局部溫度很高（大量切削熱集中于切削區(qū)和刀-屑界面上），在相同加工條件下，1Cr18Ni9Ti的切削溫度比45鋼高出200℃-300℃左右。 合理選擇切削加工工藝 由于1Cr18Ni9T

28、i不銹鋼切削加工性差，因此必須合理選擇切削加工工藝，以獲得良好的加工效果。 3.3刀具材料的選擇 刀具的選擇是數(shù)控加工工序設計的主要內(nèi)容之一，它不但影響機床的加工效率，而且直接影響加工質(zhì)量。另外，數(shù)控機床主軸轉(zhuǎn)速比普通機床高1-2倍，且主軸輸出功率大，因此與傳統(tǒng)加工方法相比，數(shù)控加工對刀具的要求更高，不僅要求精度高、強度大、剛度好、耐用度高，而且要求尺寸穩(wěn)定、安裝調(diào)整方便。隨著刀具材料性能的提高與結(jié)構(gòu)特性的改善，數(shù)控加工用的刀具在耐用度、剛度、抗脆性、斷屑和調(diào)整更換等方面的性能已有很大的改善。例如，目前涂層刀具，立方氮化硼刀具以至陶瓷刀具與金剛石刀具等可使刀具的切削速度大幅度提高。然而，從

29、如何加工的角度看，加工刀具類型與工藝方案的合理選擇則極為重要。 數(shù)控機床對所使用的刀具有許多性能上的要求，只有達到這些要求才能使數(shù)控機床真正發(fā)揮效率。在選擇數(shù)控機床所用刀具時應注意以下幾個方面： 1．良好的切削性能?，F(xiàn)代數(shù)控機床正向著高速、高剛性和大功率方向發(fā)展，因而所使用刀具必須具有能夠承受高速切削和強力切削的性能。同時，同一批刀具在切削性能和刀具壽命方面一定要穩(wěn)定，這是由于在數(shù)控機床上為了保證加工質(zhì)量，往往實行按刀具使用壽命換刀或由數(shù)控系統(tǒng)對刀具壽命進行管理。 2．較高的精度。隨著數(shù)控機床、柔性制造系統(tǒng)的發(fā)展，要求刀具能實現(xiàn)快速和自動換刀；又由于加工的零件日益復雜和精密，這就要求刀具

30、必須具備較高的形 狀精度。對數(shù)控機床上所用的整體式刀具也提出了較高的精度要求，有些立銑刀的徑向尺寸精度高達5μm以滿足精密零件的加工需要。 3．先進的刀具材料。刀具材料是影響刀具性能的重要環(huán)節(jié)。除了不斷發(fā)展常用的高速鋼和硬質(zhì)合金鋼材料外，涂層硬質(zhì)合金刀具已在國外普遍使用。硬質(zhì)合金刀片的涂層工藝是在韌性較大的硬質(zhì)合金基體表面沉積一薄層（一般5～7μm）高硬度的耐磨材料，把硬度和韌性高度地結(jié)合在一起，從而改善硬質(zhì)合金刀片的切削性能。 合理選擇刀具材料是保證高效切削加工不銹鋼的 重要條件。根據(jù)不銹鋼的切削特點，要求刀具材料應具有耐熱性好、耐磨性高、與不銹鋼的親和作用小等特點。目前常用的刀具材料包

31、括硬質(zhì)合金和高速鋼兩大類。 （1） 硬質(zhì)合金 和大多數(shù)難加工材料一樣，加工1Cr18Ni9Ti不銹鋼時切削力較大，切削與前刀面接觸時間短，切削力集中在切削刃附近，容易產(chǎn)生崩刃現(xiàn)象，因此宜選用YG類硬質(zhì)合金加工。YG類硬質(zhì)合金韌性較好，有較高的耐磨性和紅硬性，導熱性也好，比較適合加工不銹鋼材料。通常推薦使用YG3X、YG8、YW1、YW2A、YW3等牌號。這些材料具有較高的硬度（74-82HRC）、耐磨性和耐熱性（約850℃-1000℃），以及較高的強度、韌性和導熱系數(shù)。若采用新牌號硬質(zhì)合金（如813、758、712、798、YM051、YM052等）切削不銹鋼，可獲得更好的效果。例如，81

32、3硬質(zhì)合金刀具具有較高的硬度（≥91HRA）和強度（1570MPa）,又具有良好 的高溫韌性、抗氧化性和抗粘結(jié)性，其組織致密，耐磨性好，用于車削1Cr18Ni9Ti奧氏體不銹鋼效果極佳。 （2） 高速鋼 當工件的形狀、尺寸和結(jié)構(gòu)不便使用硬質(zhì)合金刀具加工，或硬質(zhì)合金刀具易于損壞時，就需要選用高速鋼刀具。普通高速鋼（W18Cr4V）刀具耐用度低，已不符合加工要求?？梢圆捎眯滦透咚黉摰毒?，如含鈷高速鋼（如W2Mo9CR4vCo8）、含鋁高速鋼（如W6Mo5Cr4V2Al）、含氮高速鋼（W12MO3Cr4V3N）等刀具。 3.4刀具幾何參數(shù)的確定 合理選擇刀具幾何參數(shù)，對于提高刀具耐用度和工件

33、加工質(zhì)量非常重要。 （1） 前角 在保證刀具具有足夠強度的前提下，應選用較大的前角，因為大前角不僅能夠降低切削力和切削溫度，而且可以減小硬化層深度。高速鋼刀可選取 =10 -20，硬質(zhì)合金刀可選取 =5 -10 （2） 后角 增大后角能減小后刀面與加工表面摩擦，但會降低切削刃的強度和散熱能力。合理的后角取值取決于切削厚度，切削厚度較小時，宜選用較大的后角；粗加工時，一般選用后角 =6-10；精加工時，一般選用后角 =10-20，還可以采用在切削刃上負倒棱等措施來強化切削刃，以提高刀具的耐磨能力。 （3） 主偏角Kr 、副偏角Kr ′、和刀尖圓弧半徑rc 一般選取主偏角Kr=45-7

34、5，副偏角Kr ′=8-15。為了增大刀尖強度，一般應刃磨出刀尖圓弧半徑，刀尖圓弧半徑rc=0.2-0.8mm. (4)刃傾角 刃傾角主要影響刀尖強度和切屑流動方向。為了增大強度，刃傾角 應選負值。 （4） 刀具表面粗糙度 加工不銹鋼時，切屑對刀具的粘附性強，容易產(chǎn)生積屑瘤，因此要求刀具的前、后刀面及刃口的表面粗糙度值較?。≧a0.4以下），以降低切削阻力，減小切削粘附，提高刀具耐用度。 3.5切削用量的選擇 合理選擇切削用量，是改進切削效果的重要途徑。切削用量對加工不銹鋼時的加工硬化、切削力、切削熱等有很大的影響，尤其對刀具的耐用度影響較大。根據(jù)切削原理，對切削溫度和刀具耐用度影

35、響最大的切削參數(shù)是切削速度Vc,進給量f次之，背吃刀量ap. (1) 切削速度Vc 為了保證合理的刀具耐用度，可適當降低切削速度。切削不銹鋼時，切削速度通常可按切削普通碳鋼的40％-60％來選取。 (2)背吃刀量ap 粗加工時余量較大，應選用較大的背吃刀量，以減少走刀次數(shù)，同時可避免刀尖與工件毛坯表皮接觸，以減輕刀具磨損。但背吃刀量也不宜過大，否則會引起振動。粗加工時，可選取ap=2-5mm。精加工時，可選取較小的背吃刀量，同時還要避開硬化層，一般可選取ap=0.2-0.5mm. (3) 進給量f 增大進給量會使切削殘留高度和積屑瘤高度加大，通常選用f=0.1-0.8mm。為了提高

36、加工表面質(zhì)量，精加工時應采用較小的進給量，但不得小于0.1mm，以免在加工硬化區(qū)進行切削。還應注意，進給量f與背吃刀量ap成反比。 3.6切削液的選擇 由于不銹鋼的切削加工性較差，因此，與切削普通碳素鋼相比，切削不銹鋼時選用的切削液應具有更好的冷卻性能、潤滑性能和抗粘結(jié)性能（滲透性） 常用的切削液包括： （1）乳化液：具有良好的冷卻性能，重要用于不銹鋼的粗車、磨削與鉆孔，濃度較大的 乳化液或含硫、氯等極壓劑的乳化液（如硫化乳化液）亦可用于鉸孔。 （2）硫化油：具有一定的冷卻性能和潤滑性能，且來源豐富、成本較低 。 （3）加入極壓或油性添加劑的冷卻液：具有良好的潤滑性能，主要用于不銹

37、鋼的精加工。 （4）四氯化碳+礦物油或其他油類：礦物油或其他油類添加四氯化碳后，可大大提高其滲透性，特別適合1Cr18Ni9Ti等奧氏體不銹鋼的精加工。 （5）液體二硫化鉬：可作為不銹鋼鉸孔、攻螺紋等加工的 切削液。 需要特別強調(diào)，由于切削不銹鋼時發(fā)熱量大，因此應盡可能采用噴霧冷卻、高壓冷卻等高效冷卻方法。 3.71Cr18Ni9Ti不銹鋼的常用加工工藝 不銹鋼的鉆削加工 為了提高鉆頭的剛度和強度，保證排屑順暢，防止已加工表面拉傷及鉆頭折斷，確保鉆頭的使用壽命，加工不銹鋼的鉆頭應具有較大的倒錐度和螺旋角，并采取開分屑槽、磨低和磨短橫刃（或磨成雙重頂角）等修磨措施。這樣，因鉆頭外刃分

38、屑槽深度較小，各段切削刃的排屑方向不同，可使切屑互相撕裂，形成螺旋狀并自然折斷，從而可取得良好的斷屑、排屑效果。 此外，必須正確刃磨鉆頭幾何形狀，兩切削刃應保持對稱。如鉆頭后角過大，會產(chǎn)生“扎刀”現(xiàn)象，引起顫振，使鉆出的孔呈多角形。為了減小鉆孔軸向力，應對橫刃進行修磨。加工時，鉆頭必須裝正，保持鉆頭切屑刃鋒利，用鈍后應及時修磨。應合理選擇鉆頭幾何參數(shù)和鉆削用量。根據(jù)鉆孔深度要求，應盡量縮短鉆頭長度、加大鉆芯厚度，以增大刀具剛性。用高速鋼鉆頭鉆孔時，切削速度不宜過高，以免燒傷切屑刃。進給量不宜過大，以防鉆頭磨損加劇或使孔鉆偏。在切入和切出時應適當調(diào)小進給量。冷卻潤滑應充分，切削液一般選用硫化油

39、為宜，流量應不小于5-8L/min,不可中途停止冷卻。1Cr18Ni9Ti奧氏體不銹鋼的常用鉆削用量見下表1 表1.1Cr18Ni9Ti奧氏體不銹鋼的鉆削用量 鉆頭直徑d(mm) 主軸轉(zhuǎn)速n(m/min) 進給量f(mm/r) ≤5 700-1000 0.08-0.15 ＞5-10 500-750 ＞10-15 400-600 0.12-0.25 ＞15-20 200-450 0.15-0.35 ＞20-30 150-400 ＞30-40 100-250 0.20-0.40 不銹鋼的車（鏜）削加工 車（鏜）削不銹鋼時，切削不易卷曲和折斷，因此，刀具斷

40、屑槽參數(shù)的選擇顯得尤為重要。常用的斷屑槽為全圓弧型，宜選用較大的前角：粗加工時選取10-15；半精加工時選取15-20；精加工時選取20-30。同時采用較小的負倒棱或過渡刃。此外，進給量的選取不宜過小：車（鏜）削馬氏體不銹鋼或鐵素體不銹鋼時可選0.07-0.18 mm/r。 圖1為一種適合加工直徑50mm以下1Cr18Ni9Ti等奧氏體不銹鋼的切斷刀，刀片材料選用YW1、YW2、YG8N。該刀具的主要特點：①采用較大的前角，以減小切削變形和摩擦；② 采用過渡刃，以增大刀尖強度；③最重要的一點是必須采用 0刃傾角（如有條件可在工具磨床上磨出），因為對不銹鋼進行切斷加工時，切削與槽壁摩擦嚴重，如

41、切屑不能垂直卷出，就會產(chǎn)生擠屑現(xiàn)象，嚴重時會發(fā)生打刀。切削刃磨出0.2mm左右的負倒棱，可減少磨削時的崩刃現(xiàn)象，可獲得較好的刃口質(zhì)量。刀體下部采用魚肚形，以增加刀具剛性。刀具的副后角用砂輪外圓磨出，剛性較好，實際后角約為2-3。推薦切削用量為：切削速度Vc=（60-80）m/min, 進給量f=(0.12-0.15)mm/r,同時應使用切削液充分冷卻潤滑。不銹鋼的常用切削用量見表2 3.8加工刀具的確定 在如何使用數(shù)控機床刀具方面，也應掌握一條原則：尊重科學，按切削規(guī)律辦事。對于不同的零件材質(zhì)，在客觀規(guī)律上就有一個切削速度（v）、背吃刀量（aP）、進給量（f）三者互相適應的最佳切削

42、參數(shù)。這對大零件、稀有金屬零件、貴重零件更為重要，應在實踐中不斷摸索這個最佳切削參數(shù)。 根據(jù)加工要求需選擇刀具如下: 1號刀：機夾車刀(硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀片，副偏角Kr大于50度)； 2號刀：寬4mm的硬質(zhì)合金焊接切槽刀； 3號刀: 12機夾鏜刀(硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀片，主偏角Kr大于90度、刀桿直徑為12)； 4號刀： 20機夾鏜刀 (硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀片，主偏角Kr大于90度、刀桿直徑為20)； 鉆孔刀：￠40錐柄麻花鉆。 3.9夾具的選擇 由于夾具確定了零件在機床坐標系中的位置，即加工原點的位置，因而首先要求夾具能保證零件在機床坐標系中的正確坐標方向，同時協(xié)調(diào)零件與機床坐標系的

43、尺寸。除此之外，主要考慮下列幾點： 1．當零件加工批量小時，盡量采用組合夾具，可調(diào)式夾具及其它通用夾具； 2．當小批量或成批生產(chǎn)時才考慮采用專用夾具，但應力求結(jié)構(gòu)簡單； 3．夾具要開敞，其定位、夾緊機構(gòu)元件不能影響加工中的走刀（如產(chǎn)生碰撞等）； 4．裝卸零件要方便可靠，以縮短準備時間，有條件時，批量較大的零件應采用氣動或液壓夾具、多工位夾具。 該零件為典型的軸類零件,形狀很規(guī)則，在外型上沒有什么特殊要求，故夾具選用三爪自定心卡盤即可。三爪卡盤裝夾工件時可自動定心，不需找正。但需要注意的是，用三爪卡盤夾緊工件時，為保證足夠的夾緊力，一般要留有20mm以上的夾持長度。 3.10加工設備

44、的選用 根據(jù)被加工零件的外形、材料與加工精度等條件,選用云南機床有限公司生產(chǎn)的，配備廣州數(shù)控系統(tǒng)的GSK980TDA數(shù)控車床。 3.11工序與工步的劃分 該零件加工的加工工序依據(jù)裝夾次數(shù)劃分，可劃分兩道工序，即工序1為裝夾零件左端加工零件右端內(nèi)型面和工序2不掉頭裝夾零件左端加工零件外型面 具體工序、工步劃分如下： 工序1：為裝夾零件左端加工零件右端內(nèi)外型面 1.下料,用線割機切￠100的不銹圓鋼，長度為160mm。 2.裝夾毛坯左端，加工右端,棒料伸出卡盤外約128mm找正后夾緊。 3.用1號刀車平端面。（主軸轉(zhuǎn)速為800r/min) 4.把￠40mm錐柄麻花

45、鉆裝入尾座,移動尾架接近端面后鎖緊,主軸以600r/min，轉(zhuǎn)動尾座手輪鉆￠40的孔,使孔深大于89mm小于92mm。然后通過車端面來控制孔深92mm。（鉆孔時需開切削液） 5. 用4號刀采用G71進行零件內(nèi)孔的粗鏜循環(huán)加工，X軸的精加工余量應為負值。（主軸轉(zhuǎn)速為400r/min,采用G99每轉(zhuǎn)進給F=0.3 mm/r) 6.用3號刀進行零件內(nèi)孔的精鏜循環(huán)加工。（主軸轉(zhuǎn)速為400r/min,采用G99每轉(zhuǎn)進給F=0.2mm/r) 工 廠 數(shù)控加工 工序卡 產(chǎn)品名稱或代號 零件名稱 材 料 零件圖號 SK0001 不銹鋼 SNT-JZQ-00054 工序

46、號 程序編號 夾具名稱 設備名稱 車 間 1 O0001 三爪自定 心卡盤 GSK980TDA數(shù)控車床 機加工車間 工步號 工步內(nèi)容 刀具號 主軸轉(zhuǎn)速(r.min-1) 進給速度（mm.r-1） 背吃刀量/mm 備注 1 車平左端面 T01 400 0.1 0.5 2 鉆￠40的孔 300 0.1 0.5 3 左端外輪廓 粗車加工 T01 600 0.15 1 4 零件內(nèi)孔的 粗鏜加工 T04 400 0.3 0.5 X軸的精加工余量應為負值 5 零件內(nèi)孔的 精鏜加工 T03

47、 400 0.2 0.2 6 左端輪廓精加工 T1 1200 0.08 編制 審核 批準 工序2：不掉頭裝夾零件左端加工零件右端外型面 7.用1號刀車車端面并控制總長在1220.5mm內(nèi)。（主軸轉(zhuǎn)速為800r/min,采用G99每轉(zhuǎn)進給F=0.1mm/r) 8.用1號刀采用子程序進行零件右端面的輪廓循環(huán)粗加工。（主軸轉(zhuǎn)速為600r/min,采用G99每轉(zhuǎn)進給F=0.3mm/r) 9.用1號刀采用調(diào)用子程序進行零件右端面的輪廓循環(huán)精加工。（主軸轉(zhuǎn)速為1200r/min,采用G99每轉(zhuǎn)進給F=0.2mm/r) 1

48、0.用2號刀進行切斷加工。（主軸轉(zhuǎn)速為400r/min, F=0.05mm/r) 工 廠 數(shù)控加工 工序卡 產(chǎn)品名稱或代號 零件名稱 材 料 零件圖號 GSK-0001 不銹鋼 SK-JD-001 工序號 程序編號 夾具名稱 設備名稱 車 間 2 O0002 三爪自定 心卡盤 GSK980TDA型數(shù)控車床 機加工車間 工步號 工步內(nèi)容 刀具號 主軸轉(zhuǎn)速(r.min-1) 進給速度*（mm.r-1） 背吃刀量/mm 備注 1 車端面并控制總長在1220.5mm內(nèi) T1 700 0.1 2 零件右端外輪

49、廓 粗加工 T1 600 0.15 1 3 零件右端外輪廓 精加工 T1 1200 0.1 0.2 4 切斷加工 T2 400 0.05 2 編制 審核 批準 4．零件加工程序 由于該零件輪廓主要由直線和圓弧構(gòu)成，不需要復雜計算，因此采用手工編程，右端加工程序，所選機床系統(tǒng)為GSK980TDA數(shù)控系統(tǒng)。 具體程序如下： 參考程序：(采用GSK980TDA廣州數(shù)控系統(tǒng)編程,刀架后置) 程序一O0001(大孔鏜車刀車削內(nèi)孔） N0010 T0404 M03 S400 (主軸正轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)速為400轉(zhuǎn)每分

50、鐘 ) N0020 G0 X19 Z5 M08 （換T04并建立刀補,開冷卻液 ) N0030 G71U0.5 R0.5 G99 F0.3 （采用G71循環(huán),進刀量為0.5mm,退刀量為0.5mm采用轉(zhuǎn)進給,進給速度為每轉(zhuǎn)0.3mm ) N0040 G71 P50 Q90 U-0.2(快速接近工件端面的徑外圓 進刀量為0.2 mm) N0050 G01 X75.42 ( 快速移動至循環(huán)起點 ) N0060 Z3（快速退刀至循環(huán)起點） N0070 G01 W-35.3（內(nèi)孔直線車削） N0080 G03 X67.54 W-33 R140 （車削內(nèi)孔圓弧R140） N009

51、0 G03 X19.94 W-18.7 R24.48（車削內(nèi)孔圓弧R24.48） N0100 G0 Z100（快速Z向退刀） N0110 M30（主軸停止） O0003（小孔鏜刀精車削內(nèi)孔） N0010 T0303 M03 S400(主軸正轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)速為400轉(zhuǎn)每分鐘 ) N0020 G0 X81 Z5 （換T03并建立刀補,開冷卻液 ) N0030 G1 Z0 G99 F0.2(接近工件端面采用轉(zhuǎn)進給,進給速度為每轉(zhuǎn)0.2mm) N0040 G1 X81.22（X向引刀） N0050 G2 X75.42 W-2.9 R2.9 （精車削倒角圓弧R2.9） N0060 G1

52、W-32.4（內(nèi)孔直線車削） N0070 G3 X67.54 W-33 R140 （精車削內(nèi)孔圓弧R140） N0080 G3 X19.94 W-18.7 R24.48（精車削內(nèi)孔圓弧R24.48） N0090 G1 X6（快速X向退刀） N0100 G0 Z100 （快速Z向退刀） N0110 M30 （主軸停止） O0002(外圓車刀車削外圓形狀） N0010 T0101 M03 S700(換T01主軸正轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)速為700轉(zhuǎn)每分鐘 ) N0020 G00 X138 Z0 （快速移動至外端面） N0030 G99 F0.3 M08（采用轉(zhuǎn)進給,進給速度為每轉(zhuǎn)0.3m

53、m，冷卻液開） N0040 M98 P242002（外圓加工循環(huán)開始，循環(huán)次數(shù)24） N0050 G01 U-0.3 F0.1（采用轉(zhuǎn)進給,進給速度為每轉(zhuǎn)0.1mm，進刀量為0.3mm） N0060 M98 P12002（精加工循環(huán)次數(shù)1） N0070 G00 X140 Z20(快速退刀) N0080 M30（主軸停止） O2002(子程序）（調(diào)用子程序） N0010 G0 U-20 （快速定位） N0020 G3 U5.7 W-2.38 R2.89（車削圓弧R2.89） N0030 G3 U-27.72 W-99 R160 （車削圓弧R160） N0040 G02 U

54、1.8 W-6.63 R6（車削圓弧R6） N0050 G1 W-5（直線車削） N0060 U5（退刀） N0070 W-4（直線車削） N0080 U5（退刀） N0090 W-10（直線車削） N0100 G0 U28.72 （快速X向退刀） N0110 Z3（快速Z退刀） N0120 M99（子程序結(jié)束） 附表1 機械加工工藝過程卡片 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 SK10554 零件圖號 SK-JD-001 產(chǎn)品名稱 10數(shù)控554 零件名稱 G

55、SK-0001 材料牌號 不銹鋼 毛坯種類 熱軋圓鋼 毛坯外形尺寸 100X160 備注 工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 車間 工段 設備 工藝裝備 工時 1 備料 2 下料 車端面、鉆孔、鏜孔、車外圓、 數(shù)控車床 3 切斷 普通車床 4 檢查尺寸 測量工件的尺寸 游標卡尺 入庫 編制 審核 批準 共 １ 頁 第 １ 頁 附表2 數(shù)控加工工序卡片 數(shù)控加

56、工工序卡片 產(chǎn)品型號 SK10554 產(chǎn)品名稱 10數(shù)控554 零件名稱 材料牌號 毛坯種類 毛坯外形尺寸 備注 工序號 工序名稱 設備名稱 設備型號 程序編號 夾具代號 夾具名稱 冷卻液 車間 1 粗車、精車 數(shù)控車床 GSK980TDA O0001 1 三爪自定心卡盤 工 步 號 工步內(nèi)容 刀具號 刀具 量具及檢具 主軸轉(zhuǎn)速 （r/min） 切削速度 （m/min） 進給速度 （mm/r） 背吃刀量 （mm） 備注 １ 車右端面 Ｔ０１ 機夾車刀 游標卡尺 80

57、0 80 100 ２ 鉆￠40的孔 ￠40錐柄麻花鉆 游標卡尺 600 100 150 ３ 左端外輪廓粗加工 Ｔ０１ 機夾車刀 游標卡尺 600 120 150 ４ 內(nèi)孔粗鏜孔 Ｔ０4 20機夾鏜刀 游標卡尺 600 80 120 ５ 內(nèi)孔精鏜孔 Ｔ０3 12機夾鏜刀 游標卡尺 900 80 80 ６ 端外輪廓精加工 Ｔ０1 機夾車刀 游標卡尺 1200 100 80 7 右端外輪廓粗加工 Ｔ０1 機夾車刀 游標卡尺 600 120 150

58、 8 右端外輪廓精加工 Ｔ０1 機夾車刀 游標卡尺 1200 80 100 9 切斷加工 Ｔ０2 硬質(zhì)合金焊接切槽刀 游標卡尺 400 50 50 附表3 數(shù)控加工工序卡片  數(shù)控加工工序卡片 產(chǎn)品型號 SK10554 零件圖號 SK-JD-001 產(chǎn)品名稱 10數(shù)控554 零件名稱 GSK-0001 材料牌號 1Cr18Ni9Ti 毛坯種類 熱軋圓鋼 毛坯外形尺寸 100160 備注 工序號 工序名稱 設備名稱 設備型號 程序編號 夾具代號

59、 夾具名稱 冷卻液 車間 車外圓 數(shù)控車床 GSK980TDA 三爪卡盤 工序簡圖： 附表4 數(shù)控加工工序卡片  數(shù)控加工工序卡片 產(chǎn)品型號 S10554 零件圖號 產(chǎn)品名稱 10SK554 零件名稱 材料牌號 1Cr18Ni9Ti 毛坯種類 熱軋圓鋼 毛坯外形尺寸 100160 備注 工序號 工序名稱 設備名稱 設備型號 程序編號 夾具代號 夾具名稱 冷卻液 車間 鏜孔 數(shù)控車床 GSK980TDA 三爪卡盤 工序簡圖： 附產(chǎn)品圖

60、 結(jié)論 加工實踐證明，切削加工不銹鋼材料的基本原則是：選用韌性好、強度高的刀具材料，合理設計刀具幾何參數(shù)并提高切削刃的鋒利度，以便于切削的卷曲和折斷，同時還應選取適當?shù)那邢饔昧?，并充分供應冷卻液。通過綜合考慮各切削參數(shù)的相互聯(lián)系、相互影響和相互制約關系，選擇最佳的切削參數(shù)組合，不僅能獲得滿意的產(chǎn)品質(zhì)量，還能降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率。 致謝 經(jīng)過這次的畢業(yè)設計，讓我深刻的體會到什么叫做作真正的學以致用，這正是我們做學問真正的目的，也正是大多數(shù)學者難以做到的一點。 在課堂上學到的都是以理論為主，實踐為輔，而現(xiàn)實生活中不論是做什么事情都是以理論為辦事依據(jù)，實際行動為主

61、。比如：我們的畢業(yè)設計就是要以理論知識為原則來設計自已的數(shù)控車削加工過程，然后再根據(jù)你的設計步驟來進行實踐驗正，看實踐操作是否滿足工藝過程和技術(shù)要求，若不行則要進行多次修改直到合格為止。在這里我學到了做任何事情要細心、認真、有耐心，考慮每一個細節(jié)問題要全面周到。 在設計期間，遇到問題，找出關鍵地方，使我們能在較短的時間內(nèi)找到解決方案，讓我們在零件的加工實踐操作中和工藝方面的分析得到進一步的認識，也看到了互相學習鉆研和拼搏的精神，我們是經(jīng)過一次又一次的修改和反復的驗正，最后在老師的批準下，畢業(yè)設計終于合格了。我的畢業(yè)設計之所以能圓滿的完成是在得到指導老師富麗娟老師精心指導下，同學的互相幫助下完

62、成的，在這里我要忠心的感謝他們，我還要真誠的祝福老師在以后的歲月里身體健康、步步高升；祝福同學們在今后的人生道路上工作順利、事業(yè)有成。 參考文獻 ［1］蘇朱勇，數(shù)控機床操作與編程.華中師范大學出版社， 2007。 ［2］陳志雄，數(shù)控編程，湖北科學技術(shù)出版社，2008。 ［3］高虹靜，機械制造基礎，華中師范大學出版社， 2007。 ［4］劉守勇，機械制造工藝與機床夾具，機械工業(yè)出版社，2007。 ［5］王庭俊，不銹鋼的車削加工【J】.煤礦機械，2008 ［6］任建清，1Cr18Ni9Ti不銹鋼零件數(shù)控車削【J】.機械制造與自動化，2007 ［7］董必輝，不銹鋼加工用刀具切削參數(shù)選擇分析【J】 機械制造與自動化， ［8］孫東升，不銹鋼材料的車削加工【J】，機械工業(yè)出版社 28