帶輪軸工藝設(shè)計(jì)與編程
帶輪軸工藝設(shè)計(jì)與編程,輪軸,工藝,設(shè)計(jì),編程
江蘇工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 帶輪軸的加工工藝設(shè)計(jì)及數(shù)控編程
江蘇工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)
帶輪軸的加工工藝設(shè)計(jì)及數(shù)控編程
班 級(jí)：
專 業(yè)： 數(shù)控技術(shù)
教學(xué)學(xué)院： 機(jī)電工程學(xué)院
指導(dǎo)老師：
完成時(shí)間2014年10月7日至2015年5月23日
前 言
隨著科技的進(jìn)步，機(jī)械制造業(yè)也正日新月異地變化著，對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的要求也日趨嚴(yán)格，特別是在加工精度方面。為了保證產(chǎn)品的精度要求，必須協(xié)調(diào)產(chǎn)品加工中的每一個(gè)方面，因?yàn)槿我环矫娴恼`差累積起來(lái)，將對(duì)產(chǎn)品的精度產(chǎn)生間接的影響。制造業(yè)中尤其是機(jī)械制造業(yè)，在產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中按照特定工藝，不論其生產(chǎn)規(guī)模如何，都需要種類繁多的工藝裝備，而制造業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)率、成本無(wú)不與工藝裝備有關(guān)。隨著不規(guī)則形狀零件在現(xiàn)代制造業(yè)中的廣泛應(yīng)用，如何保證這類零件的加工精度就顯得尤為重要。
高效率、高精度加工是數(shù)控機(jī)床加工最主要特點(diǎn)之一。數(shù)控加工取代傳統(tǒng)加工占據(jù)生產(chǎn)制造的主導(dǎo)地位已成為一種趨勢(shì)，但由于歷史的原因，傳統(tǒng)的加工設(shè)備與先進(jìn)的數(shù)控機(jī)床并存，是目前乃至今后很長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)大多數(shù)制造企業(yè)的設(shè)備現(xiàn)狀。如何從工藝的角度根據(jù)各企業(yè)的設(shè)備現(xiàn)狀、產(chǎn)品生產(chǎn)規(guī)模、零件結(jié)構(gòu)形式與加工精度要求等方面來(lái)合理地進(jìn)行產(chǎn)品工藝方案設(shè)計(jì)，充分發(fā)揮企業(yè)現(xiàn)有數(shù)控設(shè)備與傳統(tǒng)設(shè)備的加工效率，使企業(yè)設(shè)備資源與人力資源得到充分利用，需要從多個(gè)方面來(lái)探討。其中數(shù)控編程系統(tǒng)正向集成化，網(wǎng)絡(luò)化和智能化方向發(fā)展。
畢業(yè)設(shè)計(jì)作為我們?cè)诖髮W(xué)校園里的最后一堂課、最后一項(xiàng)測(cè)試，它既是一次鍛煉，也是一次檢驗(yàn)。在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，我受益匪淺。
由于畢業(yè)設(shè)計(jì)是一次綜合性設(shè)計(jì)，無(wú)論是設(shè)計(jì)本人的紕漏還是經(jīng)驗(yàn)上的缺乏都難免導(dǎo)致設(shè)計(jì)的一些失誤和不足，在此，請(qǐng)老師和同學(xué)們給以指正。
摘要
此設(shè)計(jì)主要講述了帶輪軸零件的加工工藝過(guò)程的設(shè)計(jì)及數(shù)控程序的編寫(xiě)。首先對(duì)零件圖紙進(jìn)行分析，根據(jù)零件圖在對(duì)其材料、精度、形狀等進(jìn)行詳細(xì)陳述；再確定加工工藝路線；根據(jù)其要求與加工工藝方案選擇適合的加工設(shè)備、刀具、熱處理方法及、切削用量等；最后完成加工工藝過(guò)程卡和加工工序卡的填寫(xiě)，并編寫(xiě)數(shù)控加工程序。
關(guān)鍵詞：帶輪軸 工藝分析 工藝方案 工藝路線 數(shù)控編程
37
目錄
1、零件分析 1
1.1 零件作用 1
1.2 零件的工藝分析 1
2、工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3
2.1毛坯的選擇 3
2.2基準(zhǔn)的選擇 3
2.3刀具的選擇 3
2.4機(jī)床的選用 4
2.5工藝路線的制定 4
2.6 確定機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差 5
3、確定切削用量 7
4、基本工時(shí) 22
5、編程 26
結(jié)束語(yǔ) 35
致 謝 36
參考文獻(xiàn) 37
1、零件分析
如圖1所示帶輪軸零件圖，此零件主要由軸、環(huán)槽、內(nèi)孔以及螺紋孔組成，螺紋孔主要起定位作用，其中內(nèi)孔需要與其它軸類零件配合，所以要求加工精度較高，加工路線應(yīng)為粗鏜—精鏜，外圓表面需與其它套類零件相配合，所以要求的加工精度較高，加工路線應(yīng)為粗車—半精車—精車。此外的內(nèi)孔與外圓、外圓表面有同軸度要求，所以加工內(nèi)孔時(shí)，應(yīng)以外圓或者外圓表面為精基準(zhǔn)。
圖1 帶輪軸零件示意圖
1.1 零件作用
本零件是典型的軸類零件，主要起支撐傳動(dòng)零部件，內(nèi)孔與外圓、外圓表面有同軸度要求
1.2 零件的工藝分析
其中左端面、右端面精度要求均為IT10，精度要求較低，所以只需粗車—半精車即可達(dá)到其加工要求。的外圓外圓表面精度要求為IT6，精度要求較高，所以需要粗車—半精車—精車方可達(dá)到其加工要求，且的外圓表面需要作為精基準(zhǔn)，為了保證其位置精度，所以應(yīng)粗精加工分開(kāi)。的內(nèi)孔精度要求為IT7，精度要求較高，所以需要粗鏜—半精鏜—精鏜，在做鏜工序之前應(yīng)先用鉆頭鉆孔。為滿足零件設(shè)計(jì)要求，設(shè)定各面尺寸、加工精度以及表面粗糙度如表1
表1 各表面各面尺寸、加工精度以及表面粗糙度
表面
尺寸
精度
表面粗糙度
右端面
IT10
Ra6.3μm
左端面
IT10
Ra6.3μm
外圓表面
IT6
Ra1.6μm
外圓表面
IT6
Ra1.6μm
內(nèi)孔
IT10
Ra6.3μm
內(nèi)孔
IT10
Ra6.3μm
內(nèi)孔
IT7
Ra1.6μm
螺紋
4-M8
IT10
Ra6.3μm
2、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2.1毛坯的選擇
45#是普通低碳鋼，強(qiáng)度低，韌性與塑性好，切削加工性與焊接工藝性能較好，價(jià)格便宜。常在正火之后采用冷擠壓成形方法制造塑料模具，再經(jīng)滲碳或碳氮共滲+淬火、低溫回火處理，使磨具表面呈現(xiàn)很高的硬度與耐磨性，同時(shí)心部保持良好的強(qiáng)韌性。由于鋼不含合金原素，所以淬透性低，不適宜制造尺寸較大的塑料磨具。
2.2基準(zhǔn)的選擇
在軸類零件加工中，為保證各主要表面的相互位置精度，所以在選擇定位基準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)該盡可能的使用其與裝配基準(zhǔn)重合并使各工序的基準(zhǔn)統(tǒng)一，而且還要考慮在一次安裝中盡可能加工出較多的面。
粗基準(zhǔn)的選擇原則： 準(zhǔn)選擇：以外圓￠42表面作為粗基準(zhǔn)，澆口、冒口及其他缺陷，
（4）自為基準(zhǔn)原則。所以此次加工精基準(zhǔn)的選擇以已加工的外圓表面為精基準(zhǔn)。
2.3刀具的選擇
刀具的選擇是數(shù)控加工中重要的工藝內(nèi)容之一，它不僅影響機(jī)床的加工效率，而且還會(huì)直接的影響加工質(zhì)量。所以在編程時(shí)，選擇刀具通常要考慮機(jī)床的加工能力、工序內(nèi)容、工件材料等眾多因素。?
與傳統(tǒng)的加工相比，數(shù)控加工對(duì)刀具的要求更高。不僅要求精度高、高剛度、硬性好、耐用度高，而且要求尺寸應(yīng)當(dāng)穩(wěn)定、安裝方便，便于調(diào)整，能適應(yīng)高的切削速度和大的切削用量。這就要求采用新型優(yōu)質(zhì)材料制造的數(shù)控加工刀具，并優(yōu)選刀具的幾何參數(shù)。?
選取刀具時(shí)，要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸和形狀相適應(yīng)。根據(jù)零件的分析所選擇的刀具有：主偏角分別為45o的外圓車刀，主偏角為45o的硬質(zhì)合金鏜刀。
2.4機(jī)床的選用
為了體現(xiàn)出了數(shù)控車床的高效自動(dòng)化，全面智能化，高精度，快速度，短周期等功能。更好的適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的潮流，所以應(yīng)該選擇數(shù)控機(jī)床，選擇專用機(jī)床有利于保證加工精度，方便裝夾，所以在數(shù)控車床上主要加工工序20、工序30、工序40、工序50、工序60、工序70、工序110。在數(shù)控鉆床上加工工序90、工序100。在數(shù)控銑床上加工工序120。
表2 根據(jù)現(xiàn)有數(shù)控機(jī)床和加工工藝選擇機(jī)床
加工表面
機(jī)床名稱
機(jī)床型號(hào)
最大功率（kW）
允許最大抗力（N）
端面、外圓表面、、內(nèi)孔
數(shù)控車床
CJK6140
7.8
5100
4—M8
數(shù)控鉆床
ZK546
2.8
8830
數(shù)控磨床
M1420-520
1.7
2.5工藝路線的制定
主軸加工工藝過(guò)程可劃分為三個(gè)加工階段，即粗加工階段（粗車端面、粗車外圓、粗鏜內(nèi)孔、粗銑鍵槽等）；半精加工階段（半精車外圓、半精車端面、鉆通孔、半精鏜內(nèi)孔等）；精加工階段（精車外圓、精銑鍵槽、精鏜內(nèi)孔、拉鍵槽、攻螺紋等）
（1）零件表面加工方法的選擇
端面的加工方法有粗車、粗車—半精車、粗車—半精車—精車
外圓表面的加工方法有粗車、粗車—半精車、粗車—半精車—精車、粗車—半精車—磨削、粗車—半精車—粗磨—精磨、粗車—半精車—粗磨—精磨—超精加工
孔的加工方法有鉆、鉆—鉸、鉆—鉸—精絞、粗鏜、粗鏜—半精鏜、粗鏜—半精鏜—精鏜、鉆—粗絞—精絞—珩磨
平面的加工方法有粗車—半精車、粗車—半精車—磨削、粗銑—精銑、粗銑—精銑—刮研
根據(jù)加工表面的不同可選各加工表面的加工路線：
右端面 粗車—半精車
左端面 粗車—半精車
、外圓表面 粗車—半精車—精車
內(nèi)孔表面 粗車—半精車
內(nèi)孔 鉆—粗鏜—精鏜
4-M8螺紋 鉆—攻螺紋
（2）機(jī)械加工工藝路線的擬定
軸類零件的各主要表面總是循著以下順序進(jìn)行，即時(shí)效—粗車—半精車—精車—淬火—回火（最終熱處理）—粗磨—精磨
10
下料
Φ85mm x 80mm
20
車
夾持左端，粗車右端面保證尺寸25、粗車Φ70外圓至Φ72，留粗加工余量
30
車
掉頭裝夾，粗車左端面、外圓面Φ80，留粗加工余量
40
熱
調(diào)質(zhì)處理
50
車
半精車右端臺(tái)階面、半精車Φ70g6的外圓到尺寸、車倒角,半精車右側(cè)兩R0.5的圓面
60
車
鉆Φ24底孔、半精車至尺寸、車倒角
70
車
車Φ67X的環(huán)形槽
80
車
掉頭裝夾，半精車、精車Φ80外圓面至Φ81,留磨削余量，車端面取長(zhǎng)60.5，半精車左側(cè)20°倒角，車左側(cè)圓角R1
90
車
鉆Φ24的底孔
100
車
粗車Φ24、Φ59、Φ65(Φ24留精加工余量)
110
車
半精車到規(guī)定尺寸
120
車
Φ24、Φ59、Φ65內(nèi)孔倒角
130
鉆孔攻絲
鉆左端4×M8的螺紋底孔4×Φ6.8，攻螺紋4×M8
140
鉆孔攻絲
鉆右端4×M8的螺紋底孔4×Φ6.8，攻螺紋4×M8
150
磨
磨外圓面到尺寸
160
鉗
去除尖角毛刺
170
熱
磷化，高溫上油
180
檢
檢驗(yàn)入庫(kù)
2.6 確定機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差
確定加工余量是為適應(yīng)機(jī)床的性能、刀具的切削刃所能承受的切削力，有利于保證設(shè)備的最大利用化，同時(shí)還能保證加工精度，在粗加工階段加工余量較大，所達(dá)到的加工精度較低，精加工階段加工余量較小，所達(dá)到的加工精度較高，能到達(dá)到所要求的精度。
表3 粗車—半精車 左端面
工序名稱
工序加工余量
工序加工精度等級(jí)
工序尺寸
半精車
1.5
0.033（IT8）
94
粗車
2.5
0.13（IT11）
95.5
毛坯
4
——
98
表4 粗車—半精車 右端面
工序名稱
工序加工余量
工序加工精度等級(jí)
工序尺寸
半精車
1.5
0.039（IT8）
90
粗車
2.5
0.16（IT11）
91.5
毛坯
4
——
94
表5 粗車—半精車—精車
工序名稱
工序加工余量
工序加工精度等級(jí)
工序尺寸
精車
0.2
0.021（IT7）
半精車
0.9
0.033（IT8）
粗車
2.9
0.13（IT11）
毛坯
4
——
表6 粗車—半精車
工序名稱
工序加工余量
工序加工精度等級(jí)
工序尺寸
半精車
1.5
0.039（IT8）
粗車
2.5
0.16（IT11）
毛坯
4
——
表7 鉆—粗鏜—精鏜
工序名稱
工序加工余量
工序加工精度等級(jí)
工序尺寸
精鏜
0.2
0.021（IT7）
粗鏜
1.8
0.13（IT11）
鉆
22
0.21（IT12）
毛坯
22
——
表8 粗銑—精銑
工序名稱
工序加工余量
工序加工精度等級(jí)
工序尺寸
精銑
0.6
0.033（IT8）
39.5
粗銑
3.4
0.13（IT11）
40.1
毛坯
4
——
43.5
表9 鉆—攻 2-M8
工序名稱
工序加工余量
工序加工精度等級(jí)
工序尺寸
攻螺紋
1
0.005（IT5）
鉆
5
0.075（IT11）
毛坯
6.
——
3、確定切削用量
3.2工序20 夾持左端，粗車右端面保證尺寸25、粗車Φ70外圓至Φ72，留粗加工余量
1、加工條件
（1）選擇刀具
1） 選擇直頭焊接式外圓車刀
2）依據(jù)，根據(jù)表1.1，車床CJK6140的中心高度，所以選擇的刀桿尺寸BxH=16mmX25mm，刀片的厚度為4.5mm。
3）依據(jù)，根據(jù)表1.2，粗車毛坯為45鋼，可以選擇YT15硬質(zhì)合金刀具。
4）依據(jù)，根據(jù)表1.3，車刀幾何形狀如表12
表12 車刀幾何形狀角度
刀角名稱
符號(hào)
范圍
取值
主偏角
kr
30～45
45
副偏角
10～15
15
前角
5～10
10
后角
5～8
5
刃傾角
0
0
倒棱前角
-10～ -15
-10
續(xù)表12 車刀幾何形狀角度
倒棱寬度
0.4［（0.3~0.8）f］
1
0.4~0.8
0.5
（2）選擇切削用量
1）、確定切削深度ap 由于粗加工余量?jī)H為2.9mm，可在一次走刀內(nèi)切完，故
ap=2.9mm
2）、進(jìn)給量
依據(jù)，根據(jù)表1.4，在粗車鋼料，刀桿的尺寸為16mmX25mm，ap=2.9mm，以及工件直徑小于40mm時(shí)，
依據(jù)，根據(jù)CJK6140車床的使用說(shuō)明書(shū)選擇
確定的進(jìn)給量尚需滿足車床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗(yàn)
依據(jù)，根據(jù)CJK6140車床的使用說(shuō)明書(shū)得其進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力為。
依據(jù)，根據(jù)表1.21，當(dāng)鋼的強(qiáng)度=570~670MPa，，，， (預(yù)計(jì))時(shí)，進(jìn)給力為N。
依據(jù)，根據(jù)表1.29-2，切削時(shí)的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=1.0，故實(shí)際進(jìn)給力為
N
由于切削時(shí)的進(jìn)給力小于車床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選的進(jìn)給量可用
3）、車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度T
依據(jù)，根據(jù)表1.9，車刀的后刀面最大磨損量取為1.0mm（1.0~1.4），車刀的壽命T=60min。
4）、確定切削速度
依據(jù)，根據(jù)表1.28，切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=0.8，=1.0，=1.0，故
=0.94
依據(jù)，根據(jù)表1.27，切削速度的計(jì)算
故 =110m/min
r/min
依據(jù)，根據(jù)CJK6140車床的使用說(shuō)明書(shū)，選擇
這時(shí)實(shí)際切削速度為
=120m/min
最后決定的車削用量為
。
3.2工序30 掉頭裝夾，粗車左端面、外圓面Φ80，留粗加工余量
1、加工條件
（1）選擇刀具
1） 選擇直頭焊接式外圓車刀
2）依據(jù)，根據(jù)表1.1，車床CJK6140的中心高度，所以選擇的刀桿尺寸BxH=16mmX25mm，刀片的厚度為4.5mm。
3）依據(jù)，根據(jù)表1.2，粗車毛坯為45鋼，可以選擇YT15硬質(zhì)合金刀具。
4）依據(jù)，根據(jù)表1.3，車刀幾何形狀如表12
表12 車刀幾何形狀角度
刀角名稱
符號(hào)
范圍
取值
主偏角
kr
30～45
45
副偏角
10～15
15
前角
5～10
10
后角
5～8
5
刃傾角
0
0
倒棱前角
-10～ -15
-10
續(xù)表12 車刀幾何形狀角度
倒棱寬度
0.4［（0.3~0.8）f］
1
0.4~0.8
0.5
（2）選擇切削用量
1）、確定切削深度ap 由于粗加工余量?jī)H為2.9mm，可在一次走刀內(nèi)切完，故
ap=2.9mm
2）、進(jìn)給量
依據(jù)，根據(jù)表1.4，在粗車鋼料，刀桿的尺寸為16mmX25mm，ap=2.9mm，以及工件直徑小于40mm時(shí)，
依據(jù)，根據(jù)CJK6140車床的使用說(shuō)明書(shū)選擇
確定的進(jìn)給量尚需滿足車床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗(yàn)
依據(jù)，根據(jù)CJK6140車床的使用說(shuō)明書(shū)得其進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力為。
依據(jù)，根據(jù)表1.21，當(dāng)鋼的強(qiáng)度=570~670MPa，，，， (預(yù)計(jì))時(shí)，進(jìn)給力為N。
依據(jù)，根據(jù)表1.29-2，切削時(shí)的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=1.0，故實(shí)際進(jìn)給力為
N
由于切削時(shí)的進(jìn)給力小于車床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選的進(jìn)給量可用
3）、車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度T
依據(jù)，根據(jù)表1.9，車刀的后刀面最大磨損量取為1.0mm（1.0~1.4），車刀的壽命T=60min。
4）、確定切削速度
依據(jù)，根據(jù)表1.28，切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=0.8，=1.0，=1.0，故
=0.94
依據(jù)，根據(jù)表1.27，切削速度的計(jì)算
故 =110m/min
r/min
依據(jù)，根據(jù)CJK6140車床的使用說(shuō)明書(shū)，選擇
這時(shí)實(shí)際切削速度為
=120m/min
最后決定的車削用量為
。
3.2工序50 半精車右端臺(tái)階面、半精車Φ70g6的外圓到尺寸、車倒角,半精車右側(cè)兩R0.5的圓面
1、加工條件
(1)、選擇刀具
車刀形狀、刀桿尺寸及刀片厚度均與粗車相同。
（2）、背吃刀量ap
查，得半精車余量ap=0.9mm
1）、進(jìn)給量
依據(jù)，根據(jù)表1.6，材料為碳鋼，當(dāng)表面粗糙度為，（預(yù)計(jì)）時(shí)，。
依據(jù)，根據(jù)CJK6140車床的使用說(shuō)明書(shū)選擇
2）、車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度T
依據(jù)，根據(jù)表1.9，選擇車刀的后刀面的最大磨損量為0.5mm,刀具的壽命T=60min。
3）、切削速度
依據(jù)，根據(jù)表1.28，可查得切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=0.8，=1.0，=1.0，故
=0.94
依據(jù)，根據(jù)表1.27，切削速度的計(jì)算
故 =158m/min
r/min
依據(jù)，根據(jù)CJK6140車床的使用說(shuō)明書(shū)，選擇
這時(shí)實(shí)際切削速度為
=97m/min
最后決定切削用量
3.3工序70：半精車到規(guī)定尺寸
（1）選擇機(jī)床：
由于加工的零件的外廓尺寸不是很大，又屬于回轉(zhuǎn)體，故可以在車床上鏜孔。又因?yàn)榻?jīng)濟(jì)精度的要求不是很高，故可以選擇CJK6140型臥式車床。
（2）選擇刀具
依據(jù)，根據(jù)表1.2，可以選擇YG6型硬質(zhì)合金鏜刀。
依據(jù)，根據(jù)表1.30，由于C620-1機(jī)床的中心高度，所以可以選擇刀桿的尺寸為BXH=16mmX25mm,刀片的厚度為4.5mm。
依據(jù)，根據(jù)表1.3，選擇車刀的幾何形狀為平面帶倒棱形前刀面，如表13
表13 車刀幾何形狀角度
刀角名稱
符號(hào)
范圍
取值
主偏角
kr
60～75
60
副偏角
15～20
20
前角
10～15
10
后角
6～8
8
刃傾角
0
0
0.4~0.8
0.5
（3)切削用量的計(jì)算
1）決定切削速度
由于加工余量為0.9，故可在一次走刀內(nèi)切完，則
mm
2）決定進(jìn)給量f
依據(jù)，根據(jù)表1.5，當(dāng)粗鏜45鋼，鏜刀的直徑為20mm，，鏜刀伸出的長(zhǎng)度為125mm時(shí)，
依據(jù)，根據(jù)表4.2-9，查得CJK6140型機(jī)床的進(jìn)給量選
3）依據(jù)，根據(jù)表1.9，所選擇的鏜刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命T=60min。
4）決定切削速度
依據(jù)，根據(jù)表1.28，可查得切削速度的修正系數(shù)為，，，，，故
=0.65x0.92x0.8x1.24x1.18=0.7
依據(jù)，根據(jù)表1.27，切削速度的計(jì)算為
=116m/min
r/min
依據(jù)，根據(jù)CJK6140車床的使用說(shuō)明書(shū)，選擇
這時(shí)實(shí)際切削速度為
=82m/min
5)校驗(yàn)機(jī)床功率
依據(jù)，根據(jù)表1.24，當(dāng)，，，時(shí)，。
依據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》，根據(jù)表1.29-2，可查得切削功率的修正系數(shù)0.94，1.0。故實(shí)際切削時(shí)的功率為。
依據(jù)，根據(jù)CJK6140車床的使用說(shuō)明書(shū)，當(dāng)，車床主軸所允許的功率,因?yàn)?故所選擇之切削用量可以在C620-1車床上進(jìn)行。
最后決定的車削用量為
。
3.3.1精鏜
1、加工條件
(1)、選擇刀具：車刀形狀、刀桿尺寸及刀片厚度均與粗車相同。
（2）、背吃刀量ap
mm
1）、進(jìn)給量
依據(jù)，根據(jù)表1.6，加工材料為45鋼，當(dāng)表面粗糙度為，（預(yù)計(jì)）時(shí)，。
依據(jù)，根據(jù)CJK6140車床的使用說(shuō)明書(shū)可選擇
2）、車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度T
依據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》，根據(jù)表1.9，所選擇車刀的后刀面最大磨損量為0.5mm,刀具的壽命T=60min
3）、切削速度
依據(jù)，根據(jù)表1.28，可查得切削速度的修正系數(shù)為=0.65，=0.92，=0.8，=1.0，=1.24，故
=0.65x0.92x0.8x1.24x1.18=0.7
依據(jù)，根據(jù)表1.27，切削速度的計(jì)算
故 =185m/min
r/min
依據(jù)，根據(jù)CJK6140車床的使用說(shuō)明書(shū)，選擇
這時(shí)實(shí)際切削速度為
=83m/min
最后決定切削用量
3.2.2工序110 精車Φ24、Φ59、Φ65內(nèi)孔并倒角
1、加工條件：工件材料為45鋼，。
(1)、選擇刀具
車刀形狀、刀桿尺寸及刀片厚度均與粗車相同。
（2）選擇切削用量
1）、確定切削深度 由于精加工余量?jī)H為0.2mm，可在一次走刀內(nèi)切完，故
依據(jù)，得精車余量ap=0.2mm
2）、進(jìn)給量
依據(jù)，根據(jù)表1.6，加工材料為碳鋼，當(dāng)表面粗糙度為，（預(yù)計(jì)）時(shí)，。
依據(jù)，根據(jù)CJK6140車床的使用說(shuō)明書(shū)選擇
確定的進(jìn)給量尚需滿足車床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗(yàn)
依據(jù)，根據(jù)CJK6140車床的使用說(shuō)明書(shū)，其進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力為=3530N。
查，根據(jù)表1.21，當(dāng)鋼的強(qiáng)度，，，，=100m/min(預(yù)計(jì))時(shí)，進(jìn)給力為=375N。
依據(jù)，根據(jù)表1.29-2，切削時(shí)的修正系數(shù)為，，，故實(shí)際進(jìn)給力為
由于切削時(shí)的進(jìn)給力小于車床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選的進(jìn)給量可用
3）、車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度T
依據(jù)，根據(jù)表1.9，車刀的后刀面最大磨損量取為0.5mm（0.4~0.6），車刀的壽命T=60min。
4）、確定切削速度
依據(jù)，根據(jù)表1.28，可查得切削速度的修正系數(shù)為，，，，，故
=0.94
依據(jù)，根據(jù)表1.27，切削速度的計(jì)算為
故 =224m/min
r/min
依據(jù)，根據(jù)CJK6140車床的使用說(shuō)明書(shū)，選擇
這時(shí)實(shí)際切削速度為
=120m/min
最后決定的車削用量為
。
3.5工序130、140：鉆左端右端4×M8的螺紋底孔4×Φ6.8，攻螺紋4×M8
選擇鉆床：ZK546鉆床
1、刀具的選擇：選擇高速鋼麻花鉆，其直徑。
依據(jù)，根據(jù)表2.1及表2.2，可選擇鉆頭的幾何形狀為：標(biāo)準(zhǔn)，，，，，。
2、選擇切削用量
1）依據(jù)，根據(jù)表2.7，可得鋼的強(qiáng)度，鉆頭的直徑時(shí)，。
因?yàn)?，所以不需要乘孔深修正系?shù)。
2）依據(jù)，根據(jù)表2.8，根據(jù)鉆頭強(qiáng)度決定進(jìn)給量：當(dāng)，，鉆頭強(qiáng)度允許的進(jìn)給力。
3）依據(jù)，根據(jù)表2.9，按機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度決定進(jìn)給量：當(dāng)，，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力為8330N(查，表2.35)時(shí)，進(jìn)給量為。
從以上三個(gè)進(jìn)給量比較可以看出，受限制的進(jìn)給量是工藝要求，其值為。根據(jù)Z525鉆床說(shuō)明書(shū)，選擇。
查，根據(jù)表2.19，當(dāng)，時(shí)，查得軸向力。
軸向力的修正系數(shù)為：
故。
查ZK546鉆床的使用說(shuō)明書(shū)，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)所允許的最大軸向力為，由于，所以可用。
（2）決定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命
查，根據(jù)表2.12，當(dāng)時(shí)，可取得鉆頭的后刀面最大磨損量取為0.4mm（0.4~0.6），刀具的壽命T=15min。
（3）決定切削速度
查，根據(jù)表2.30，可查得，，，，，。則。
=
查，根據(jù)表2.31，可查得，，，，故：
r/min
查，根據(jù)ZK546鉆頭的使用說(shuō)明書(shū)，可以考慮選擇，但因?yàn)樗x轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)算轉(zhuǎn)數(shù)較高，會(huì)使刀具壽命下降，所以可將進(jìn)給量降一級(jí)，即取，也可以選擇較低一級(jí)的轉(zhuǎn)數(shù) ，仍用，比較這兩種選擇方案：
1）第一方案 ,
2）第二方案 ,
因?yàn)榈谝环桨傅某朔e較大，基本工時(shí)較少，故第一方案好。這時(shí), 。
（4）檢驗(yàn)機(jī)床扭矩及功率
查，根據(jù)表2.20，當(dāng)，時(shí)，。扭矩的修正系數(shù)為可查得，所以。根據(jù)Z525鉆床的使用說(shuō)明書(shū)，當(dāng)時(shí)，。
由于，故選擇之切削用量可用，即
f=0.17mm/r, , 。
3.6工序120 磨外圓面到尺寸
機(jī)床的選擇：萬(wàn)能磨床
（1）選擇刀具：查，根據(jù)表2.1-72，因?yàn)殂娤鲗挾?，可查得立銑?
2）查，根據(jù)表2.1-20，選擇7:24錐柄立銑刀，標(biāo)準(zhǔn)系列L=198mm，標(biāo)準(zhǔn)系列l(wèi)=63mm，粗齒數(shù)為4。
（2）選擇切削用量
1）決定銑削深度
銑削深度由工序決定，因?yàn)槊看蔚你娤魃疃炔淮?，故均可以一次性走完，則粗銑削時(shí)為3.4mm。
2）決定每齒進(jìn)給量
查，根據(jù)表2.1-72，當(dāng)銑削寬度=12mm時(shí)，銑刀的每齒進(jìn)給量，取，所以。
3）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命
查，根據(jù)表2.1-75，可選擇高速鋼立銑刀，，粗銑，后刀面的最大磨損限度為0.3～0.5mm，查，根據(jù)表2.1-76，可選用的高速鋼立銑刀，其耐用度T=90min。
4）決定切削速度
查，根據(jù)表2.1-77可查得：=1.18，=1.0，=0.9，=1.2，=1.0，=1.25（銑削余量較小時(shí)，）
銑削速度計(jì)算公式：
查，根據(jù)表2.1-77可查得：
所以 m/min
r/min
查，根據(jù)表3.30，XA6132型萬(wàn)能銑床的使用說(shuō)明書(shū)，選擇：
這時(shí)實(shí)際切削速度為
m/min
3.6.1精銑
（1）選擇的機(jī)床、刀具的型號(hào)、尺寸均和粗銑相同
（2）選擇切削用量
1）決定銑削深度
根據(jù)，可查得精銑=0.6mm。
2）決定每齒進(jìn)給量
查，根據(jù)表2.1-72，當(dāng)銑削寬度時(shí)，銑刀每齒進(jìn)給量，取，所以 mm/r
3）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命
查，根據(jù)表2.1-75，可選擇高速鋼銑刀，立銑刀，，精銑，后刀面的最大磨損限度為0.2~0.25mm，查，根據(jù)表2.1-76，可查得選用的高速鋼立銑刀，其耐用度T=90min。
4）決定切削速度
查，根據(jù)表2.1-77可查得：，，，，，（銑削余量較小時(shí)，）
銑削速度計(jì)算公式：
查，根據(jù)表2.1-77，可查得：
所以 m/min
r/min
查，根據(jù)表3.30， XA6132型萬(wàn)能銑床的使用說(shuō)明書(shū)，選擇：
這時(shí)實(shí)際切削速度為
m/min
4、基本工時(shí)
4.1工序20 夾持左端，粗車右端面保證尺寸25、粗車Φ70外圓至Φ72，留粗加工余量
式中，l=32mm, 根據(jù)，根據(jù)表1.26，車削時(shí)的入切量以及超切量,則L=37mm,故
min
4.1工序20 掉頭裝夾，粗車左端面、外圓面Φ80，留粗加工余量
式中，l=32mm, 根據(jù)，根據(jù)表1.26，車削時(shí)的入切量及超切量為,則L=35.5mm,故
min
4.1工序20 半精車右端臺(tái)階面、半精車Φ70g6的外圓到尺寸、車倒角,半精車右側(cè)兩R0.5的圓面
式中，l=32mm, 根據(jù)，根據(jù)表1.26，車削時(shí)的入切量及超切量為,則L=35.5mm,故
min
4.2工序30 粗車Φ24、Φ59、Φ65(Φ24留精加工余量)
式中，l=45mm, 根據(jù)，根據(jù)表1.26，車削時(shí)的入切量以及超切量為,則L=50mm,故
min
4.2.2工序110 半精車到規(guī)定尺寸
式中，l=45mm, 根據(jù)，根據(jù)表1.26，車削時(shí)的入切量以及超切量為,則L=47mm,故
min
4.2.1精車Φ24、Φ59、Φ65內(nèi)孔并倒角
式中，l=45mm, 根據(jù)，根據(jù)表1.26，車削時(shí)的入切量以及超切量為,則L=47mm,故
min
4.4工序90：鉆右端4×M8的螺紋底孔4×Φ6.8，攻螺紋4×M8
式中，l=10mm, 根據(jù)，根據(jù)表2.29，車削時(shí)的入切量以及超切量為,則L=12mm,故
min
4.4工序90： 磨外圓面到尺寸
1）確定磨削深度=0.4mm
2）確定進(jìn)給量,取f= 0.05mm/r
3）根據(jù)機(jī)床選n=2667r/min，計(jì)算出= =2093.6m/min
4）基本時(shí)間=，故 ==0.47min
5) 計(jì)算,查表得輔助時(shí)間=0.2min,布置工作地時(shí)間=0.3min, 休息與生理需要時(shí)間=0.1min,
則=0.47+0.2+0.3+0.1=1.07min
6）小結(jié)
綜上所述，機(jī)床為仿形M114W，主軸轉(zhuǎn)速為2667r/min，切削速度2093.6m/min，進(jìn)給量f=0.05mm/r，切削深度0.4mm，機(jī)動(dòng)時(shí)間0.47min,輔助時(shí)間0.2min。
5、編程
確定加工工藝過(guò)程；校對(duì)程序及首件試切?？傊?，
利用一般的計(jì)算工具，通過(guò)各種數(shù)學(xué)方法，
優(yōu)點(diǎn)：（如平面、方形槽）零件的加工，計(jì)算量比較小，程序段數(shù)有限，編程直觀易于實(shí)現(xiàn)的情況等。
缺點(diǎn)：對(duì)于具有空間自由曲面、復(fù)雜型腔的零件，刀具軌跡數(shù)據(jù)計(jì)算相當(dāng)繁瑣不變，工作量極大，極易出錯(cuò)，而且很難校對(duì)，有些甚至根本無(wú)法完成。
此次所選用的機(jī)床系統(tǒng)均為FANUC系統(tǒng)
因?yàn)閳D1所示的零件幾何形狀比較簡(jiǎn)單，沒(méi)有復(fù)雜的型腔形狀，所以選擇手動(dòng)編程。
表16 刀具材料及編號(hào)
序號(hào)
名稱
材料
刀具號(hào)
1
外圓車刀
硬質(zhì)合金
T0101
2
鏜刀
硬質(zhì)合金
T0202
3
麻花鉆
高速鋼
T0303
4
立銑刀
高速鋼
T0404
5
切槽刀（2.7MM）
高速鋼
T0505
表17 編程程序號(hào)及所加工工序
程序號(hào)
加工工序
O0001
工序20、工序30
O0002
工序40、工序40
O0003
工序70
O0004
工序90
O0005
工序110
O0006
工序120
(1)用G71循環(huán)粗車—半精車右端面、至，加工原點(diǎn)如圖2
圖2 O0001加工原點(diǎn)
O0001
N0001 //序列號(hào)
N10 M43 //啟動(dòng)
N20 M03 S800 //主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速800r/min
N30 T0101 //調(diào)用1號(hào)刀
N40 G0 X85 Z5 //快速定位至，距端面5mm處
N50 G71 U1 R0.5
N60 G71 P70 Q110 U0.9 F0.48 //采用復(fù)合循環(huán)指令粗加工端面、外圓表面
N70 G01 X0 Z0 S1200 F0.28
N80 G01 X70
N90 G01 X72 Z-1
N100 G01 Z-25
N110 X90
N120 P70 Q110 //半精加工端面、外圓表面
N130 G0 X110 Z200 //返回?fù)Q刀點(diǎn)
N140 M05 //停主軸
M150 M30 // 程序結(jié)束
（2）工件調(diào)頭裝夾，用G71循環(huán)車削端面、外圓表面，加工原點(diǎn)如圖3所示
圖3 O0002加工原點(diǎn)
O0002
N10 M43 //啟動(dòng)
N20 M3 S800 //主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速800r/min
N30 T0101 //調(diào)用1號(hào)刀
N40 G0 X90 Z6 //快速定位至，距端面6mm處
N50 G71 U1 R0.5
N60 G71 P70 Q110 U1.5 F0.48 //采用復(fù)合循環(huán)指令粗加工端面、外圓表面
N70 G01 X0 Z0 S1200 F0.28
N80 G01 X82 Z0
N90 Z-35
N100 G0 X110 Z200 //返回?fù)Q刀點(diǎn)
N110 M05 //停主軸
N120 P70 Q110
N130 M40 M30 //程序結(jié)束
（3）用G71循環(huán)半精車右端臺(tái)階面、半精車Φ70g6的外圓到尺寸、車倒角,
半精車右側(cè)兩R0.5的圓面，加工原點(diǎn)如圖4所示
圖4 O0003加工原點(diǎn)
O0003
N10 M43 //啟動(dòng)
N20 M3 S800 //主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速800r/min
N30 T0101 //調(diào)用1號(hào)刀
N40 G00 G43 X70 Z0; 半精車外圓
N50 G71 U1.5 R0.5;
N60 G71 P70 Q110 U4 W1 F10;
N70 G00 X110 Z200
N80 M05;
N90 M40 M30 //程序結(jié)束
O0003
鉆Φ24底孔、半精車至尺寸、車倒角
O0003
N10 M43 //啟動(dòng)
N20 M3 S1200 //主軸轉(zhuǎn)速1200r/mm
N30 T0202 //調(diào)用2號(hào)刀
N40 G0 X0 Z2
N50 G71 U1.0 R0.5 //采用復(fù)合循環(huán)粗加工內(nèi)表面，X正方向留精加工余量0.2mm
N60 G71 P70 Q120 U-0.2 W0 F0.3
N70 G0 X26 Z1 F0.15
N80 G1 X22 Z-1
N90 Z-4
N100 X20
N110 G70 P70 Q120 //精鏜循環(huán)指令
N120 G0 X110 Z200 //返回程序起點(diǎn)
N130 M05 //停主軸
N140 M30 //程序結(jié)束
工序70 車Φ67X的環(huán)形槽
N10 M43 //啟動(dòng)
N20 M3 S1200 //主軸轉(zhuǎn)速1200r/mm
N30 T0505 //調(diào)用5號(hào)刀
N40 M03 S200; 切槽（2.7mm）
N50 G00 G43 X75 Z-9.2 F10;
N60 G01 X67;
N70 G01 X75;
N80 G00 G40 X110 Z200;
N90 M05;
N100 M30 //程序結(jié)束
（5）掉頭裝夾，半精車、精車Φ80外圓面至Φ81,留磨削余量，車端面取長(zhǎng)60.5，
半精車左側(cè)20°倒角，車左側(cè)圓角R1，加工原點(diǎn)如圖6
圖6 O0005加工原點(diǎn)
O0005
N10 M43 //啟動(dòng)
N20 M3 S1200 //主軸轉(zhuǎn)速1200r/mm
N30 T0101 M03 S300; 精車外圓
N40 G00 G43 X90 Z0；
N50 G70 P70 Q110 ;
N60 G01 G40 X110 Z200;
N70 M05;
N80 M30 //程序結(jié)束
粗車Φ24、Φ59、Φ65(Φ24留精加工余量)
N10 M43 //啟動(dòng)
N20 M3 S1200 //主軸轉(zhuǎn)速1200r/mm
N30 T0202 //調(diào)用2號(hào)刀
N40 G0 X0 Z2
N50 G71 U1.0 R0.5 //采用復(fù)合循環(huán)粗加工內(nèi)表面，X正方向留精加工余量0.2mm
N60 G71 P70 Q120 U-0.2 W0 F0.3
N70 G1 X69 Z1 F0.15
N80 G1 X65 Z-1
N90 Z-10.5
N100 X61
N110 Z-11.5
N120 X59
N130 G70 P70 Q120 //精鏜循環(huán)指令
N140 G0 X110 Z200 //返回程序起點(diǎn)
N150 M05 //停主軸
N160 M30 //程序結(jié)束
半精車到規(guī)定尺寸
N10 M43 //啟動(dòng)
N20 M3 S1200 //主軸轉(zhuǎn)速1200r/mm
N30 T0202 //調(diào)用2號(hào)刀
N40 G0 X0 Z2
N50 G71 U1.0 R0.5 //采用復(fù)合循環(huán)粗加工內(nèi)表面，X正方向留精加工余量0.2mm
N60 G71 P70 Q120 U-0.2 W0 F0.3
N70 G0 X26 Z1 F0.15
N80 G01 X22 Z-1
N90 Z-45
N100 X24
N110 G70 P70 Q100 //精鏜循環(huán)指令
N120 G0 X110 Z200 //返回程序起點(diǎn)
N130 M05 //停主軸
N140 M30 //程序結(jié)束
（6）Φ24、Φ59、Φ65內(nèi)孔并倒角
O0003
N10 M43 //啟動(dòng)
N20 M3 S1200 //主軸轉(zhuǎn)速1200r/mm
N30 T0202 //調(diào)用2號(hào)刀
N40 G0 X0 Z2
N50 G71 U1.0 R0.5 //采用復(fù)合循環(huán)粗加工內(nèi)表面，X正方向留精加工余量0.2mm
N60 G71 P70 Q120 U-0.2 W0 F0.3
N70 G1 X69 Z1 F0.15
N80 G1 X65 Z-1
N90 Z-10.5
N100 X61
N110 Z-11.5
N120 X59
N130 G70 P70 Q120 //精鏜循環(huán)指令
N140 G0 X110 Z200 //返回程序起點(diǎn)
N150 M05 //停主軸
N160 M30 //程序結(jié)束
結(jié)束語(yǔ)
畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我們畢業(yè)在大學(xué)期間所學(xué)知識(shí)的一個(gè)考驗(yàn)，檢查我們幾年大學(xué)生活的所得和其他各個(gè)方面的綜合能力。它重在讓我們運(yùn)用所學(xué)知識(shí)去發(fā)現(xiàn)、提出問(wèn)題，并通過(guò)查找資料、分析、詢問(wèn)他人解決問(wèn)題。經(jīng)過(guò)一個(gè)月的努力，我的設(shè)計(jì)已完成，通過(guò)此次設(shè)計(jì)，我對(duì)軸套零件的數(shù)控加工工藝有了更深刻的理解，這對(duì)我以后的工作有極大的幫助。此外，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)還培養(yǎng)了我獨(dú)立工作及與別人團(tuán)結(jié)合作的能力，各方面的綜合能力也有所提高，使我明白做任何事都必須有嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的態(tài)度，須知“差之毫厘，謬以千里”。在以后的日子里，我會(huì)不斷提高自身的素質(zhì)，使自己更適應(yīng)社會(huì)的需求。
致 謝
本課題在選題及研究過(guò)程中得到指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)。老師多次詢問(wèn)研究進(jìn)程，并為我指點(diǎn)迷津，幫助我開(kāi)拓研究思路，精心點(diǎn)撥、熱忱鼓勵(lì)。老師一絲不茍的作風(fēng)，嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的態(tài)度，踏踏實(shí)實(shí)的精神，不僅授我以文，而且教我做人，雖歷時(shí)三載，卻給以終生受益無(wú)窮之道。我對(duì)老師的感激之情是無(wú)法用言語(yǔ)表達(dá)的。
我還感謝所有幫過(guò)我和教過(guò)我的老師。他們細(xì)心指導(dǎo)我的學(xué)習(xí)和做人，在此，我要向諸位老師深深地鞠上一躬。
在論文即將完成之際，我的心情無(wú)法平靜，從開(kāi)始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有可敬的師長(zhǎng)、朋友給了我無(wú)言的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的謝意!最后我還要感謝培養(yǎng)我長(zhǎng)大含辛茹苦的父母，謝謝你們!
參考文獻(xiàn)
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7．顧京，《數(shù)控加工編程及操作》，顧京主編，高等教育出版社，2003 .7
8．趙長(zhǎng)明 劉萬(wàn)菊 ，《數(shù)控加工工藝及設(shè)備》，高等教育出版社 2005.9
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