曲軸的數(shù)控工藝分析與設計畢業(yè)設計

1、<p>　　畢業(yè)論文(設計)任務書</p><p>　　題目：曲軸的數(shù)控工藝分析與設計</p><p>　　成 績 __________</p><p>　　姓 名 </p><p>　　班 級 </p><p>　　學 號 </p&g

2、t;<p>　　指導老師 </p><p>　　設計日期：2012年5月</p><p>　　畢業(yè)論文(設計)任務書</p><p>　　題目：曲軸的數(shù)控工藝分析與設計</p><p>　　成 績 __________</p><p>　　姓 名 </p&g

3、t;<p>　　班 級 10261 </p><p>　　學 號 </p><p>　　指導老師 </p><p>　　設計日期：2012年5月</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　曲軸是汽車發(fā)

4、動機的關鍵零件之一,其性能好壞直接影響到汽車發(fā) </p><p>　　動機的質(zhì)量和壽命.曲軸在發(fā)動機中承擔最大負荷和全部功率,承受</p><p>　　著強大的方向不斷變化的彎矩及扭矩，同時經(jīng)受著長時間高速運轉(zhuǎn)</p><p>　　的磨損，因此要求曲軸材質(zhì)具有較高的剛性、疲勞強度和良好的耐</p><p>　

5、　磨性能。發(fā)動機曲軸的作用是將活塞的往復直線運動通過連桿轉(zhuǎn)化</p><p>　　為旋轉(zhuǎn)運動，從而實現(xiàn)發(fā)動機由化學能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的輸出。</p><p><b>　　abstract</b></p><p>　　The crankshaft is one of the key parts of the car engine, the perfo

6、rmance of a direct influence on the automobile engine quality and life. The crankshaft engine for maximum load and all of the power, under the direction of the powerful changing bending moment and torque, and suffering f

7、rom long time high speed running wear, therefore, ask the crankshaft material has the high rigidity, fatigue strength and good wear resistance. Engine crankshaft is the role of the piston reciprocating linear moti</p&

8、gt;<p><b>　　緒 論</b></p><p>　　對軸類零件及夾具結(jié)構(gòu)設前 言計，不僅在加深我們對課程基本理論的理而且在加強對解決加工實際問題能力的方面有著很好的促進作用。可以讓我們可以夠?qū)⒃诤甭殬I(yè)技術學院機電工程系兩年所學知識融會貫通，也使我們在設計過程中不斷學習一些新知識。通過畢業(yè)設計這個意義重大的課程，可以培養(yǎng)我們廣泛查找資料、分析解決問題的能力，使我們養(yǎng)

9、成嚴謹刻苦，精益求精的科學工作習慣。</p><p>　　本次所選設計內(nèi)容主要包括：工藝路線的確定，夾具方案的優(yōu)選，零件圖紙的繪制（包含cad、ug圖紙）編寫等。數(shù)控加工工藝規(guī)程是規(guī)定產(chǎn)品或零件的機械加工工藝過程、操作方法及指導生產(chǎn)的重要的指導性文件。它直接關系到產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)率及其加工產(chǎn)品的經(jīng)濟效益。生產(chǎn)規(guī)模的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問題的方法和手段都要通過機械加工工藝來體現(xiàn)，因此工藝規(guī)程編制的好

10、壞將直接影響到該產(chǎn)品的質(zhì)量。</p><p>　　利用合理、方便的夾具可以保證加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)率。機床夾具的首要任務是保證加工精度，特別是保證被加工工件的加工面與定位面以及加工表面相互之間的位置精度。提高生產(chǎn)率，降低成本，使用專用夾具后可以減少劃線、找正等輔助時間，且易于實現(xiàn)多工位加工，擴大機床工藝范圍。在機床上使用專用夾具后可使加工變得方便，并可擴大機床工藝范圍，減輕工人勞動強度，保證生產(chǎn)安全。</p&

11、gt;<p>　　此次畢業(yè)設計有著其特殊的重要性，這是對自己大學四年來學習的一次綜合檢驗，是一次大型的將自己所學與現(xiàn)實應用的一次結(jié)合，對以后的工作學習都有重要的指導意義。同學們也認真對待，積極查閱有關資料，作好每周必須完成的任務。在老師和學生的共同努力下，將學院布置的畢業(yè)設計圓滿完成。    </p><p>　　在設計的過程中得到田老師的大力幫助和輔導，在此表示深深

12、的敬意和衷心感謝，另外對關心幫助我們設計的同學表示感謝。由于本人的設計水平有限，錯誤在所難免，敬請各位同學老師批評指正。</p><p><b>　　編者：王磊</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　曲軸是汽車發(fā)動機的關鍵零件之一,其性能好壞直接影響到汽車發(fā)

13、 </p><p>　　動機的質(zhì)量和壽命.曲軸在發(fā)動機中承擔最大負荷和全部功率,承受</p><p>　　著強大的方向不斷變化的彎矩及扭矩，同時經(jīng)受著長時間高速運轉(zhuǎn)</p><p>　　的磨損，因此要求曲軸材質(zhì)具有較高的剛性、疲勞強度和良好的耐</p><p>　　磨性能。發(fā)動機曲軸的作用是將活塞的往復直線運動通過連桿轉(zhuǎn)化</p>

14、;<p>　　為旋轉(zhuǎn)運動，從而實現(xiàn)發(fā)動機由化學能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的輸出。</p><p><b>　　abstract</b></p><p>　　The crankshaft is one of the key parts of the car engine, </p><p>　　the performance of a dire

15、ct influence on the automobile engine quality and life. The crankshaft engine for maximum load and all of the power, under the direction of the powerful changing bending moment and torque, and suffering from long time hi

16、gh speed running wear, therefore, ask the crankshaft material has the high rigidity, fatigue strength and good wear resistance. Engine crankshaft is the role of the piston reciprocating linear motion through the connecti

17、ng rod into the rotary motion, thus</p><p><b>　　output.</b></p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第1章 前 言1</b></p><p>　　第2章 零件總體分析2</

18、p><p><b>　　2.1 零件圖3</b></p><p>　　2.2 零件圖樣分析4</p><p>　　2.3 確定加工方法5</p><p>　　2.4 加工方案的分析6</p><p>　　第3章 工件的裝夾7</p><p>　　3.1 定位基準的選

19、擇8</p><p>　　3.2　定位基準選擇的原則9</p><p>　　3.3　確定零件的定位基準10</p><p>　　3.4　裝夾方式的選擇11</p><p>　　3.5　數(shù)控車床常用的裝夾方式12</p><p>　　3.6 零件工藝性分析13</p><p>　　第4

20、章 刀具及切削用量14</p><p>　　4.1 選擇數(shù)控刀具的原則15</p><p>　　4.2 選擇數(shù)控車削用刀具16</p><p>　　4.3 設置刀點和換刀點17</p><p>　　4.4 確定切削用量18</p><p>　　第5章 典型軸類零件的加工19</p><p

21、>　　5.1 軸類零件加工工藝分析20</p><p>　　5.2 典型軸類零件加工工藝21</p><p>　　5.3 加工坐標系設置22</p><p>　　5.4 手工編程23</p><p>　　第6章 結(jié)束語24</p><p>　　第7章 畢業(yè)總結(jié)25</p><p&g

22、t;<b>　　參考文獻26</b></p><p><b>　　第1章 前 言</b></p><p>　　在機械加工工藝教學中，機械制造專業(yè)學生及數(shù)控技術專業(yè)學生都要學習數(shù)控車床操作技術。讓學生了解相關工種的先進技術，同時培養(yǎng)工作崗位的前瞻性；在講授數(shù)控知識的同時，必須要求學生掌握基本的機械加工工藝，增強系統(tǒng)意識，理解手動操作與自動操作之間

23、的聯(lián)系，真正把學生培養(yǎng)成為適應各種工作環(huán)境和崗位的多面手。數(shù)控車工基礎工藝理論及技能有機融合，包括夾具的使用、量具的識讀和使用、刃具的刃磨及使用、基準定位等，分類敘述了車床操作、數(shù)控車床自動編程仿真操作、數(shù)控車床編程與操作的初、中級內(nèi)容。以機械加工中車工工藝學與數(shù)控車床技能訓練密切結(jié)合為主線，常用量具識讀及工件測量、刀具及安裝、工件定位與安裝、金屬切削過程及精加工，較清晰地展示了數(shù)控車工必須掌握的知識和技能的訓練途徑。對涉及與數(shù)控專業(yè)相

24、關的基礎知識、專業(yè)計算，都進行了有針對性的論述，目的在于塑造理論充實、技能扎實的專業(yè)技能型人才。</p><p>　　本文以與切削用量的選擇，工件的定位裝夾，加工順序和典型零件為例，結(jié)合數(shù)控加工的特點，分別進行工藝方案分析，機床的選擇，刀具加工路線的確定，數(shù)控程序的編制，最終形成可以指導生產(chǎn)的工藝文件。在整個工藝過程的設計過程中，要通過分析，確定最佳的工藝方案，使得零件的加工成本最低，合理的選用定位夾緊方式，使得

25、零件加工方便、定位精準、剛性好，合理選用刀具和切削參數(shù)，使得零件的加工在保證零件精度的情況下，加工效率最高、刀具消耗最低。最終形成的工藝文件要完整，并能指導實際生產(chǎn)。</p><p>　　第2章 工藝方案分析</p><p><b>　　2.1 零件圖</b></p><p>　　圖1-1 軸類平面圖</p><p>　

26、　圖1-2 軸類立體圖</p><p>　　2.2 零件圖樣分析</p><p>　　先以Φ30中心線為基準，后以Φ20的中心線為基準軸進行裝夾.考慮到有螺紋加工，以圓柱的兩端面分別為基準面進行兩次裝夾，工件為45鋼。毛坯為棒料Φ55*155mm，機械加工前先進行調(diào)質(zhì)處理，可以將原調(diào)質(zhì)前后的粗精加工內(nèi)容再一次裝夾匯總?cè)考庸ね瓿?以體現(xiàn)數(shù)控加工的工序集中的特點.零件加工時，由于精度不是很高

27、.著重把握螺紋加工.車槽. Φ48圓柱.Φ32的圓柱和圓弧過程中不要發(fā)生干涉.圓柱和圓弧連接處不要發(fā)生干涉。</p><p>　　2.3 確定加工方法</p><p>　　加工方法的選擇原則是保證加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。由于獲得同一級精度及表面粗糙度的加工方法一般有許多，因而在實際選擇時，要結(jié)合零件的形狀、尺寸大小和形位公差要求等全面考慮。</p><p&

28、gt;　　圖上幾個精度要求較高的尺寸，因其公差值較小，所以編程時沒有取平均值，而取其基本尺寸。</p><p>　　通過以上數(shù)據(jù)分析，考慮加工的效率和加工的經(jīng)濟性，最理想的加工方式為車削，考慮該零件為大批量加工，故加工設備采用數(shù)控車床。</p><p>　　2.4加工方案的分析</p><p>　　零件上比較精密表面的加工，常常是通過粗加工、半精加工和精加工逐步達到

29、的。對這些表面僅僅根據(jù)質(zhì)量要求選擇相應的最終加工方法是不夠的，還應正確地確定從毛坯到最終成形的加工方案。</p><p><b>　　第3章 工件的裝夾</b></p><p>　　3.1 定位基準的選擇</p><p>　　在制定零件加工的工藝規(guī)程時，正確地選擇工件的定位基準有著十分重要的意義。定位基準選擇的好壞，不僅影響零件加工的位置精度

30、，而且對零件各表面的加工順序也有很大的影響。合理選擇定位基準是保證零件加工精度的前提，還能簡化加工工序，提高加工效率。</p><p>　　3.2　定位基準選擇的原則</p><p>　　1）基準重合原則。為了避免基準不重合誤差，方便編程，應選用工序基準作為定位基準，盡量使工序基準、定位基準、編程原點三者統(tǒng)一。</p><p>　　2）便于裝夾的原則。所選擇的定位

31、基準應能保證定位準確、可靠，定位、夾緊機構(gòu)簡單、易操作，敞開性好，能夠加工盡可能多的表面。</p><p>　　3）便于對刀的原則。批量加工時在工件坐標系已經(jīng)確定的情況下，保證對刀的可能性和方便性。</p><p>　　3.3　確定零件的定位基準</p><p>　　以左右端大端面為定位基準。</p><p>　　3.4　裝夾方式的選擇<

32、;/p><p>　　為了工件不致于在切削力的作用下發(fā)生位移，使其在加工過程始終保持正確的位置，需將工件壓緊夾牢。合理的選擇夾緊方式十分重要，工件的裝夾不僅影響加工質(zhì)量，而且對生產(chǎn)率，加工成本及操作安全都有直接影響。</p><p>　　3.5　數(shù)控車床常用的裝夾方式</p><p>　　1）在三爪自定心卡盤上裝夾。三爪自定心卡盤的三個卡爪是同步運動的，能自動定心，一般不

33、需要找正。該卡盤裝夾工件方便、省時，但夾緊力小，適用于裝夾外形規(guī)則的中、小型工件。</p><p>　　2）在兩頂尖之間裝夾。對于尺寸較大或加工工序較多的軸類工件，為了保證每次裝夾時的裝夾精度，可用兩頂尖裝夾。該裝夾方式適用于多序加工或精加工。</p><p>　　3）用卡盤和頂尖裝夾。當車削質(zhì)量較大的工件時要一段用卡盤夾住，另一段用后頂尖支撐。這種方式比較安全，能承受較大的切削力，安裝剛

34、性好，軸向定位準確，應用較廣泛。</p><p><b>　　第3章 工件的裝夾</b></p><p>　　3.1 定位基準的選擇</p><p>　　在制定零件加工的工藝規(guī)程時，正確地選擇工件的定位基準有著十分重要的意義。定位基準選擇的好壞，不僅影響零件加工的位置精度，而且對零件各表面的加工順序也有很大的影響。合理選擇定位基準是保證零件加

35、工精度的前提，還能簡化加工工序，提高加工效率。</p><p>　　3.2　定位基準選擇的原則</p><p>　　1）基準重合原則。為了避免基準不重合誤差，方便編程，應選用工序基準作為定位基準，盡量使工序基準、定位基準、編程原點三者統(tǒng)一。</p><p>　　2）便于裝夾的原則。所選擇的定位基準應能保證定位準確、可靠，定位、夾緊機構(gòu)簡單、易操作，敞開性好，能夠加

36、工盡可能多的表面。</p><p>　　3）便于對刀的原則。批量加工時在工件坐標系已經(jīng)確定的情況下，保證對刀的可能性和方便性。</p><p>　　3.3　確定零件的定位基準</p><p>　　以左右端大端面為定位基準。</p><p>　　3.4　裝夾方式的選擇</p><p>　　為了工件不致于在切削力的作用下發(fā)

37、生位移，使其在加工過程始終保持正確的位置，需將工件壓緊夾牢。合理的選擇夾緊方式十分重要，工件的裝夾不僅影響加工質(zhì)量，而且對生產(chǎn)率，加工成本及操作安全都有直接影響。</p><p>　　3.5　數(shù)控車床常用的裝夾方式</p><p>　　1）在三爪自定心卡盤上裝夾。三爪自定心卡盤的三個卡爪是同步運動的，能自動定心，一般不需要找正。該卡盤裝夾工件方便、省時，但夾緊力小，適用于裝夾外形規(guī)則的中、

38、小型工件。</p><p>　　2）在兩頂尖之間裝夾。對于尺寸較大或加工工序較多的軸類工件，為了保證每次裝夾時的裝夾精度，可用兩頂尖裝夾。該裝夾方式適用于多序加工或精加工。</p><p>　　3）用卡盤和頂尖裝夾。當車削質(zhì)量較大的工件時要一段用卡盤夾住，另一段用后頂尖支撐。這種方式比較安全，能承受較大的切削力，安裝剛性好，軸向定位準確，應用較廣泛。</p><p>

39、;<b>　　第3章 工件的裝夾</b></p><p>　　3.1 定位基準的選擇</p><p>　　在制定零件加工的工藝規(guī)程時，正確地選擇工件的定位基準有著十分重要的意義。定位基準選擇的好壞，不僅影響零件加工的位置精度，而且對零件各表面的加工順序也有很大的影響。合理選擇定位基準是保證零件加工精度的前提，還能簡化加工工序，提高加工效率。</p>&l

40、t;p>　　3.2　定位基準選擇的原則</p><p>　　1）基準重合原則。為了避免基準不重合誤差，方便編程，應選用工序基準作為定位基準，盡量使工序基準、定位基準、編程原點三者統(tǒng)一。</p><p>　　2）便于裝夾的原則。所選擇的定位基準應能保證定位準確、可靠，定位、夾緊機構(gòu)簡單、易操作，敞開性好，能夠加工盡可能多的表面。</p><p>　　3）便于對

41、刀的原則。批量加工時在工件坐標系已經(jīng)確定的情況下，保證對刀的可能性和方便性。</p><p>　　3.3　確定零件的定位基準</p><p>　　以左右端大端面為定位基準。</p><p>　　3.4　裝夾方式的選擇</p><p>　　為了工件不致于在切削力的作用下發(fā)生位移，使其在加工過程始終保持正確的位置，需將工件壓緊夾牢。合理的選擇夾緊

42、方式十分重要，工件的裝夾不僅影響加工質(zhì)量，而且對生產(chǎn)率，加工成本及操作安全都有直接影響。</p><p>　　3.5　數(shù)控車床常用的裝夾方式</p><p>　　1）在三爪自定心卡盤上裝夾。三爪自定心卡盤的三個卡爪是同步運動的，能自動定心，一般不需要找正。該卡盤裝夾工件方便、省時，但夾緊力小，適用于裝夾外形規(guī)則的中、小型工件。</p><p>　　2）在兩頂尖之間裝

43、夾。對于尺寸較大或加工工序較多的軸類工件，為了保證每次裝夾時的裝夾精度，可用兩頂尖裝夾。該裝夾方式適用于多序加工或精加工。</p><p>　　3）用卡盤和頂尖裝夾。當車削質(zhì)量較大的工件時要一段用卡盤夾住，另一段用后頂尖支撐。這種方式比較安全，能承受較大的切削力，安裝剛性好，軸向定位準確，應用較廣泛。</p><p>　　4）用心軸裝夾。當裝夾面為螺紋時再做個與之配合的螺紋進行裝夾，叫心軸

44、裝夾。這種方式比較安全，能承受較大的切削力，安裝剛性好，軸向定位準確。</p><p>　　3.6 零件工藝分析</p><p>　　一. 工藝性分析裝夾方案的確定</p><p>　　1.1零件的結(jié)構(gòu)工藝性時指所設計在能滿足使用要求的前提下制造的可行性和經(jīng)濟性。它包括零件整個工藝過程的工藝性，如鑄造.鍛造.沖壓.焊接.熱處理.切削加工等的工藝性。其涉及面很廣.具有

45、綜合性。</p><p>　　在不同的生產(chǎn)類型和生產(chǎn)條件下.同一種零件制造的可行性和經(jīng)濟性可能不同.所以，在對零件進行工藝性分析時.必須根據(jù)具體生產(chǎn)類型和生產(chǎn)條件全面具體綜合地分析。</p><p>　　在制訂機械加工工藝過程時，主要進行零件的切削加工工藝分析，它主要涉及如1：</p><p>　　工件應便于在機床或夾具上裝夾.并盡量減少裝夾次數(shù)。</p>

46、;<p>　　刀具易于接近加工部位，便于進刀.退刀.越程和測量。</p><p><b>　　便于觀察切削情況。</b></p><p>　　盡量減少刀具調(diào)整和走刀次數(shù)。</p><p>　　盡量減少工件條件和刀具的受力變形。</p><p>　　便于采用標準刀具.盡可能的減少刀具的種類。</p>

47、;<p>　　盡量減少工件條件和刀具的受力變形。</p><p>　　改善加工條件.便于加工.必要時應便于采用多刀.多件加工。</p><p>　　適宜的定位基準.且定位基準至加工面的標準尺寸應便于測量。</p><p>　　綜上所述.根據(jù)加工工藝分析.從圖樣要求看出.該零件加工內(nèi)容為圓錐面.圓柱面.凹半圓弧.凸半圓弧.螺紋.槽.分布在工件的內(nèi)外表面.

48、尺寸的精度.表面粗糙度要求不算高.但是在能達到加工要求且不浪費材料 和加工的情況下盡量做好每一步。</p><p>　　二.零件裝夾方案的確定</p><p>　　從零件圖樣可以看出該零件加工要分別以Φ20中心軸Φ48的軸線為基準.又要考慮到螺紋加工和兩個油孔的加工，所以總共需要在數(shù)控車銑床裝夾5次。</p><p><b>　　車床：</b>

49、</p><p>　　棒料裝夾，用三爪自定心卡盤進行裝夾夾持棒料一端留出100mm的圓柱，一次完成螺紋.外圓等的粗車.半精車.精車加工。（如圖3-1）</p><p>　　裝夾用四爪卡盤夾住Φ48的外圓以Φ20軸為中心基準.加工出Φ20的曲軸的粗車.半精車和精車加工。（如圖3-2）</p><p>　　裝夾用軟爪.夾住Φ30的圓柱部位.然后一次完成螺紋.槽.錐面的粗

50、車和精車加工。（如圖3-3）</p><p><b>　　銑床：</b></p><p>　　用虎鉗平行夾住Φ48圓柱面加工出垂直錐面的油孔。（如圖3-4）</p><p>　　用V形塊加工傾斜于曲軸上的油孔。（圖上）</p><p><b>　　圖 3-1</b></p><p

51、><b>　　圖3-2</b></p><p><b>　　圖3-3</b></p><p><b>　　圖3-4</b></p><p><b>　　二.工藝性分析</b></p><p>　　零件的結(jié)構(gòu)工藝性時指所設計在能滿足使用要求的前提下制造

52、的可行性和經(jīng)濟性。它包括零件整個工藝過程的工藝性，如鑄造.鍛造.沖壓.焊接.熱處理.切削加工等的工藝性。其涉及面很廣.具有綜合性。</p><p>　　在不同的生產(chǎn)類型和生產(chǎn)條件下.同一種零件制造的可行性和經(jīng)濟性可能不同.所以，在對零件進行工藝性分析時.必須根據(jù)具體生產(chǎn)類型和生產(chǎn)條件全面具體綜合地分析。</p><p>　　在制訂機械加工工藝過程時，主要進行零件的切削加工工藝分析，它主要涉

53、及如1：</p><p>　　工件應便于在機床或夾具上裝夾.并盡量減少裝夾次數(shù)。</p><p>　　刀具易于接近加工部位，便于進刀.退刀.越程和測量。</p><p><b>　　便于觀察切削情況。</b></p><p>　　盡量減少刀具調(diào)整和走刀次數(shù)。</p><p>　　盡量減少工件條件和

54、刀具的受力變形。</p><p>　　便于采用標準刀具.盡可能的減少刀具的種類。</p><p>　　盡量減少工件條件和刀具的受力變形。</p><p>　　改善加工條件.便于加工.必要時應便于采用多刀.多件加工。</p><p>　　適宜的定位基準.且定位基準至加工面的標準尺寸應便于測量。</p><p>　　綜上所

55、述.根據(jù)加工工藝分析.從圖樣要求看出.該零件加工內(nèi)容為圓錐面.圓柱面.凹半圓弧.凸半圓弧.螺紋.槽.分布在工件的內(nèi)外表面.尺寸的精度.表面粗糙度要求不算高.但是在能達到加工要求且不浪費材料 和加工的情況下盡量做好每一步。</p><p>　　第4章 刀具及切削用量</p><p>　　4.1 選擇數(shù)控刀具的原則</p><p>　　刀具壽命與切削用量有密切關系。在制

56、定切削用量時，應首先選擇合理的刀具壽命，而合理的刀具壽命則應根據(jù)優(yōu)化的目標而定。一般分最高生產(chǎn)率刀具壽命和最低成本刀具壽命兩種，前者根據(jù)單件工時最少的目標確定，后者根據(jù)工序成本最低的目標確定。 </p><p>　　選擇刀具壽命時可考慮如下幾點根據(jù)刀具復雜程度、制造和磨刀成本來選擇。復雜和精度高的刀具壽命應選得比單刃刀具高些。對于機夾可轉(zhuǎn)位刀具，由于換刀時間短，為了充分發(fā)揮其切削性能，提高生產(chǎn)效率，刀具壽命可選得

57、低些，一般取15-30min。對于裝刀、換刀和調(diào)刀比較復雜的多刀機床、組合機床與自動化加工刀具，刀具壽命應選得高些，尤應保證刀具可靠性。車間內(nèi)某一工序的生產(chǎn)率限制了整個車間的生產(chǎn)率的提高時，該工序的刀具壽命要選得低些當某工序單位時間內(nèi)所分擔到的全廠開支M較大時，刀具壽命也應選得低些。大件精加工時，為保證至少完成一次走刀，避免切削時中途換刀，刀具壽命應按零件精度和表面粗糙度來確定。與普通機床加工方法相比，數(shù)控加工對刀具提出了更高的要求，不

58、僅需要岡牲好、精度高，而且要求尺寸穩(wěn)定，耐用度高，斷和排性能壇同時要求安裝調(diào)整方便，這樣來滿足數(shù)控機床高效率的要求。數(shù)控機床上所選用的刀具常采用適應高速切削的刀具材料(如高速鋼、超細粒度硬質(zhì)合金)并使用可轉(zhuǎn)位刀片。</p><p>　　4.2 選擇數(shù)控車削用刀具</p><p>　　數(shù)控車削車刀常用的一般分成型車刀、尖形車刀、圓弧形車刀以及三類。成型車刀也稱樣板車刀，其加工零件的輪廓形狀完

59、全由車刀刀刃的形伏和尺寸決定。數(shù)控車削加工中，常見的成型車刀有小半徑圓弧車刀、非矩形車槽刀和螺紋刀等。在數(shù)控加工中，應盡量少用或不用成型車刀。尖形車刀是以直線形切削刃為特征的車刀。這類車刀的刀尖由直線形的主副切削刃構(gòu)成，如90°內(nèi)外圓車刀、左右端面車刀、切槽(切斷)車刀及刀尖倒棱很小的各種外圓和內(nèi)孔車刀。尖形車刀幾何參數(shù)(主要是幾何角度)的選擇方法與普通車削時基本相同，但應結(jié)合數(shù)控加工的特點(如加工路線、加工干涉等)進行全面的

60、考慮，并應兼顧刀尖本身的強度。</p><p>　　二是圓弧形車刀。圓弧形車刀是以一圓度或線輪廓度誤差很小的圓弧形切削刃為特征的車刀。該車刀圓弧刃每一點都是圓弧形車刀的刀尖，應此，刀位點不在圓弧上，而在該圓弧的圓心上。圓弧形車刀可以用于車削內(nèi)外表面，特別適合于車削各種光滑連接(凹形)的成型面。選擇車刀圓弧半徑時應考慮兩點車刀切削刃的圓弧半徑應小于或等于零件凹形輪廓上的最小曲率半徑，以免發(fā)生加工干淺該半徑不宜選擇太

61、小，否則不但制造困難，還會因刀尖強度太弱或刀體散熱能力差而導致車刀損壞。</p><p>　　4.3 設置刀點和換刀點</p><p>　　刀具究竟從什么位置開始移動到指定的位置呢?所以在程序執(zhí)行的一開始，必須確定刀具在工件坐標系下開始運動的位置，這一位置即為程序執(zhí)行時刀具相對于工件運動的起點，所以稱程序起始點或起刀點。此起始點一般通過對刀來確定，所以，該點又稱對刀點。在編制程序時，要正確

62、選擇對刀點的位置。對刀點設置原則是:便于數(shù)值處理和簡化程序編制。易于找正并在加工過程中便于檢查，引起的加工誤差小。對刀點可以設置在加工零件上，也可以設置在夾具上或機床上，為了提高零件的加工精度，對刀點應盡量設置在零件的設計基準或工藝基誰上。實際操作機床時，可通過手工對刀操作把刀具的刀位點放到對刀點上，即“刀位點”與“對刀點”的重合。所謂“刀位點”是指刀具的定位基準點，車刀的刀位點為刀尖或刀尖圓弧中心。平底立銑刀是刀具軸線與刀具底面的交點

63、。球頭銑刀是球頭的球心，鉆頭是鉆尖等。用手動對刀操作，對刀精度較低，且效率低。而有些工廠采用光學對刀鏡、對刀儀、自動對刀裝置等，以減少對刀時間，提高對刀精度。加工過程中需要換刀時，應規(guī)定換刀點。所謂“換刀點”是指刀架轉(zhuǎn)動換刀時的位置，換刀點應設在工件或夾具的外部，以換刀時不碰工件及其它部件為準。 </p><p>　　4.4 確定切削用量 </p><p>　　數(shù)控編程時，編程人員必須確定

64、每道工序的切削用量，并以指令的形式寫人程序中。切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速、背吃刀量及進給速度等。對于不同的加工方法，需要選用不同的切削用量。切削用量的選擇原則是:保證零件加工精度和表面粗糙度，充分發(fā)揮刀具切削性能，保證合理的刀具耐用度，并充分發(fā)揮機床的性能，最大限度提高生產(chǎn)率，降低成本。</p><p>　　第5章 典型軸類零件的加工</p><p>　　5.1 軸類零件加工工藝分析</p

65、><p>　　（1） 技術要求 軸類零件的技術要求主要是支承軸頸和配合軸頸的徑向尺寸精度和形位精度，軸向一般要求不高。軸頸的直徑公差等級通常為IT6-IT8，幾何形狀精度主要是圓度和圓柱度，一般要求限制在直徑公差范圍之內(nèi)。相互位置精度主要是同軸度和圓跳動；保證配合軸頸對于支承軸頸的同軸度，是軸類零件位置精度的普遍要求之一。圖為特殊零件，徑向和軸向公差和表面精度要求較高。</p><p>　　

66、（2）毛坯選擇 軸類零件除光滑軸和直徑相差不大的階梯軸采用熱軋或冷拉圓棒料外，一般采用鍛件；發(fā)動機曲軸等一類軸件采用球墨鑄鐵鑄件比較多。如圖典型軸類直徑相差不大，采用直徑為55mm，材料45#鋼，在鋸床上按155mm長度下料。</p><p>　　（3）定位基準選擇 軸類零件外圓表面、內(nèi)孔、螺紋等表面的同軸度，以及端面對軸中心線的垂直度是其相互位置精度的主要項目，而這些表面的設計基準一般都是軸中心線。用兩中心

67、孔定位符合基準重合原則，并且能夠最大限度地在一次裝夾中加工出多格外圓表面和端面，因此常用中心孔作為軸加工的定位基準。</p><p>　　當不能采用中心孔時或粗加工是為了提高工作裝夾剛性，可采用軸的外圓表面作定位基準，或是以外圓表面和中心孔共同作為定位基準，能承受較大的切削力，但重復定位精度并不太高。</p><p>　　數(shù)控車削時，為了能用同一程序重復加工和工件調(diào)頭加工軸向尺寸的準確性，

68、或為了端面余量均勻，工件軸向需要定位。采用中心孔定位時，中心孔尺寸及兩端中心孔間的距離要保持一致。以外圓定位時，則應采用三爪自定心卡盤反爪裝夾或采用限未支承，以工件端面或臺階兒面作為軸向定位基準。</p><p>　?。?）軸類零件的預備加工 車削之前常需要根據(jù)情況安排預備加工，內(nèi)容通常有:直--毛坯出廠時或在運輸、保管過程中，或熱處理時常會發(fā)生彎曲變形。過量彎曲變形會造成加工余量不足及裝夾不可靠。因此在車削

69、前需增加校直工序。</p><p>　　切斷---用棒料切得所需長度的坯料。切斷可在弓形鋸床、圓盤鋸床和帶鋸上進行，也可以在普通車床切斷或在沖床上用沖模沖切。</p><p>　　車端面和鉆中心孔—對數(shù)控車削而言，通常將他們作為預備加工工序安排。</p><p>　?。?） 熱處理工序 鑄、鍛件毛坯在粗車前應根據(jù)材質(zhì)和技術要求安排正火火退火處理，以消除應力，改善組

70、織和切削性能。性能要求較高的毛坯在粗加工后、精加工前應安排調(diào)質(zhì)處理，以提高零件的綜合機械性能；對于硬度和耐磨性要求不高的零件，調(diào)質(zhì)也常作為最終熱處理。相對運動的表面需在精加工前或后進行表面淬火處理或進行化學熱處理，以提高其耐磨性。</p><p>　?。?） 加工工序的劃分一般可按下列方法進行：</p><p>　　①刀具集中分序法 就是按所用刀具劃分工序，用同一把刀具加工完零件上所有

71、可以完成的部位。再用第二把刀、第三把完成它們可以完成的其它部位。這樣可減少換刀次數(shù),壓縮空程時間，減少不必要的定位誤差。</p><p>　?、谝约庸げ课环中蚍?對于加工內(nèi)容很多的零件，可按其結(jié)構(gòu)特點將加工部分分成幾個部分，如內(nèi)形、外形、曲面或平面等。一般先加工平面、定位面，后加工孔；先加工簡單的幾何形狀，再加工復雜的幾何形狀；先加工精度較低的部位，再加工精度要求較高的部位。</p><p

72、>　　③以粗、精加工分序法 對于易發(fā)生加工變形的零件，由于粗加工后可能發(fā)生的變形而需要進行校形，故一般來說凡要進行粗、精加工的都要將工序分開。</p><p>　　綜上所述，在劃分工序時，一定要視零件的結(jié)構(gòu)與工藝性，機床的功能，零件數(shù)控加工內(nèi)容的多少，安裝次數(shù)及本單位生產(chǎn)組織狀況靈活掌握。另建議采用工序集中的原則還是采用工序分散的原則，要根據(jù)實際情況來確定，但一定力求合理。</p><

73、;p>　?。?）在加工時,加工順序的安排應根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)和毛坯狀況，以及定位夾緊的需要來考慮，重點是工件的剛性不被破壞。順序一般應按下列原則進行：</p><p>　?、偕系拦ば虻募庸げ荒苡绊懴碌拦ば虻亩ㄎ慌c夾緊，中間穿插有通用機床加工工序的也要綜合考慮。</p><p>　?、谙冗M行內(nèi)形內(nèi)腔加工序，后進行外形加工工序。</p><p>　?、垡韵嗤ㄎ?、夾緊

74、方式或同一把刀加工的工序最好連接進行，以減少重復定位次數(shù)，換刀次數(shù)與挪動壓板次數(shù)。</p><p>　?、茉谕淮伟惭b中進行的多道工序，應先安排對工件剛性破壞小的工序。</p><p>　　在數(shù)控車床上粗車、半精車分別用一個加工程序控制。工件調(diào)頭裝夾由程序中的M00或M01指令控制程序暫停，裝夾后按“循環(huán)啟動”繼續(xù)加工。</p><p>　?。?）走刀路線和對刀點選

75、擇 走刀路線包括切削加工軌跡，刀具運動到切削起始點、刀具切入、切出并返回切削起始點或?qū)Φ饵c等非切削空行程軌跡。由于半精加工和精加工的走刀路線是沿其零件輪廓順序進行的，所以確定走刀路線主要在于規(guī)劃好粗加工及空行程的走刀路線。合理確定對刀點,對刀點可以設在被加工零件上，但注意對刀點必須是基準位或已精加工過的部位，有時在第一道工序后對刀點被加工毀壞，會導致第二道工序和之后的對刀點無從查找，因此在第一道工序?qū)Φ稌r注意要在與定位基準有相對固定尺

76、寸關系的地方設立一個相對對刀位置，這樣可以根據(jù)它們之間的相對位置關系找回原對刀點。這個相對對對刀位置通常設在機床工作臺或夾具上。</p><p>　　5.2 典型軸類零件加工工藝</p><p>　　（1）確定加工順序及進給路線</p><p>　　加工順序按粗到精、由近到遠（由右到左）的原則確定。工件右端加工：既先從右到左進行外輪廓粗車（留0.5mm余量精車），然

77、后從右到左進行外輪廓精車，最后切槽；工件調(diào)頭，工件左端加工：粗加工外輪廓、精加工外輪廓，切退刀槽，最后螺紋粗加工、螺紋精加工。</p><p><b>　?。?）選擇刀具</b></p><p>　　1）車端面：選用硬質(zhì)合金45度車刀，粗、精車用一把刀完成。</p><p>　　2) 粗、精車外圓：（因為程序選用 G71循環(huán)所以粗、精車選用同一

78、把刀）硬質(zhì)合金90度放型車刀，Kr=90度,Kr＇=60度;E=30度,（因為有圓弧輪廓）以防與工件輪廓發(fā)生干涉,如果有必要就用圖形來檢驗.</p><p>　　3)車槽: 選用硬質(zhì)合金車槽刀（刀長12mm，刀寬3mm）</p><p>　　4)車螺紋:選用60度硬質(zhì)合金外螺紋車刀.</p><p><b>　?。?）選擇切削用量</b><

79、;/p><p>　　表3-5切削用量選擇</p><p><b>　　數(shù)控加工刀具卡片</b></p><p><b>　　表3-1 刀具卡片</b></p><p>　　用以上數(shù)據(jù)編制工藝卡如下：</p><p>　　表3-2 數(shù)控加工工藝卡 </p><

80、p>　　5.3 加工坐標系設置</p><p>　?。?）建立工件坐標系</p><p><b>　　圖1-3坐標系設定</b></p><p><b>　　（2）試切法對刀</b></p><p>　　在數(shù)控加工中，工件坐標系確定后，還要確定刀尖點在工件坐標系中的位置，即通常所說的對刀問題。

81、在數(shù)控車床上，目前常用的對刀方法為試切對刀法。</p><p>　　將工件安裝好之后，先用MDI方式操作機床，用已選好的刀具將工件端面車一刀，然后保持刀具在縱向（Z）尺寸不變，沿橫向（x）退刀。當取工件右端面O為工件原點時，對刀輸入為Z0，如圖3-4（a）用同樣的方法，再將工件的表面車一刀，然后保持刀具在橫向上的尺寸不變，從縱向退刀，停止主軸轉(zhuǎn)動，再量出工件車削后的直徑如圖3-4（b）根據(jù)長度和直徑，既可確定刀具

82、在工件坐標系中的位置。其他各刀都需要進行以上操作，從而確定每把刀具在工件坐標系中的位置。</p><p>　　圖3-4（a） Z軸方向?qū)Φ?lt;/p><p>　　圖3-4（b） X軸方向?qū)Φ?lt;/p><p>　　（3）選擇切削用量 </p><p>　　表3-5切削用量選擇</p><p>　　為了螺紋容易配合，螺紋M2

83、5×1.5在車削大徑時，加工到直徑Φ24.7mm，總背吃刀量去0.65P=（0.65×1.5）mm=0.975mm. </p><p><b>　　5.4 手工編程</b></p><p>　　表1.14粗車圓柱數(shù)控程序單</p><p>　　表1.15右端數(shù)控加工工序%0104 </p><p>　

84、　表1.16曲軸數(shù)控加工程序單</p><p>　　表1.17左端數(shù)控加工工序%0104</p><p><b>　　畢業(yè)總結(jié)</b></p><p>　　在數(shù)控車削加工中經(jīng)常遇到的軸類零件,本設計論文中采用含螺紋零件進行編程設計,在螺紋車削編程中要注意,數(shù)控車床主軸上必須安裝有脈沖編碼器測定主軸實際轉(zhuǎn)速,從而實現(xiàn)主軸轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)刀具進給一個螺紋導程

85、的同步運動,從螺紋粗車到精車,主軸的轉(zhuǎn)速必須保持不變. 該特殊軸零件結(jié)構(gòu)，有螺紋、倒角、圓弧、槽等。該編程螺紋車削采用螺紋加工循環(huán)指令G76,用該指令編程可以不用寫那么多步程序，省去了很多編程時間。數(shù)控加工的基本編程方法是用點定位指令編寫接近或離開工件等空行程軌跡，要用插補指令編寫工件輪廓的切削進給軌跡。</p><p>　　幾個星期以來，從開始到畢業(yè)設計完成，每一步對我們來說都是新的嘗試和挑戰(zhàn)，在做這次畢業(yè)設計

86、過程中使我學到很多，我感到無論做什么事情都要真真正正用心去做，才會使自己更快的成長。我相信，通過這次的實踐，我對數(shù)控的加工能進一步了解，并能使我在以后的加工過程中避免很多不必要的錯誤，有能力加工出更復雜的零件，精度更高的產(chǎn)品。 </p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]鄒新宇。數(shù)控編程[M].清華大學出版社,2006年</p>

87、;<p>　　[2]陳子銀、徐鯤鵬.數(shù)控加工技術[M].北京理工大學出版社,2006年</p><p>　　[6]余英良.數(shù)控加工編程及操作[M].北京:高等教育出版社,2004年第一版</p><p>　　[7]黃衛(wèi).數(shù)控技術與數(shù)控編程[M].北京:機械工業(yè)出版社,2004年</p><p>　　[3]眭潤舟.數(shù)控編程與加工技術[M].北京:機械工業(yè)

88、出版社,2006年第一版</p><p>　　[4]詹華西.數(shù)控加工技術實訓教程[M].西安:電子科技大學出版社,2006年</p><p>　　[5]陳富安.數(shù)控機床原理與編程[M].西安:西安電子科技大學出版社,2004年第一版</p><p>　　[8]李家杰.數(shù)控機床編程操作與操作實用教程[M].南京:東南大學出版社，2005年</p><

89、;p>　　[9]華茂發(fā).數(shù)控機床加工工藝[M].北京:機械工業(yè)出版社，2000年</p><p>　　[10]黃康美.數(shù)控加工實訓教程[M].北京:電子工業(yè)出版社，2004年</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]鄒新宇。數(shù)控編程[M].清華大學出版社,2006年</p><p>

90、　　[2]陳子銀、徐鯤鵬.數(shù)控加工技術[M].北京理工大學出版社,2006年</p><p>　　[6]余英良.數(shù)控加工編程及操作[M].北京:高等教育出版社,2004年第一版</p><p>　　[7]黃衛(wèi).數(shù)控技術與數(shù)控編程[M].北京:機械工業(yè)出版社,2004年</p><p>　　[3]眭潤舟.數(shù)控編程與加工技術[M].北京:機械工業(yè)出版社,2006年第一版

91、</p><p>　　[4]詹華西.數(shù)控加工技術實訓教程[M].西安:電子科技大學出版社,2006年</p><p>　　[5]陳富安.數(shù)控機床原理與編程[M].西安:西安電子科技大學出版社,2004年第一版</p><p>　　[8]李家杰.數(shù)控機床編程操作與操作實用教程[M].南京:東南大學出版社，2005年</p><p>　　[9]華