水泵軸的加工工藝與編程設(shè)計[帶螺紋]【畢業(yè)論文答辯資料】

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　數(shù)控是先進制造技術(shù)的基礎(chǔ)技術(shù)。數(shù)控加工在現(xiàn)代化生產(chǎn)中顯示出很大的優(yōu)越性。 零件加工面臨的一個主要問題是產(chǎn)品的高精度、多樣性和批量小的矛盾。這就要求數(shù)控車床的生產(chǎn)具有高效率，靈活性。CNC數(shù)控系統(tǒng)由于采用軟件控制，具有了很大的柔性。在這里本論文包括了水泵軸的設(shè)計，及選擇水泵軸的毛坯，進而，一步一步的進行數(shù)控加工，在設(shè)計

2、工藝的時候，加入了加工工藝工序卡，并配有AutoCAD軟件畫的圖。而且手工編寫了詳細的數(shù)控車床與銑床編程。</p><p>　　關(guān)鍵詞：軸類零件，支承板，硬質(zhì)合金，手工編程</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　Numerical control is the basic of the advanced ma

3、nufacture. Numerical control machining makes a great advantage in producing of modernization.</p><p>　　Parts machining faces a major problem that the contravention among high precision, variety and small bat

4、ch, which requires the numerical control lathe with high efficiency and brainwave. As CNC numerical control system is control led by software, it is very flexible.</p><p>　　Here the thesis is made up with th

5、e design of water pump shaft and the choice of water pump roughcast, and it includes the machining process too. When designing the craftwork working procedure cards insert the thesis. And the picture is pictured by the s

6、oftware of AutoCAD. What’s more, the detailed numerical control lathe and milling machine program is compiled.</p><p>　　Keywords： shaft part，bearing board，horniness metal，handcraft program</p><p&g

7、t;<b>　　目 錄</b></p><p>　　第一章 引言…………………………………………………………………………4第二章 水泵軸的設(shè)計 ……………………………………………………………5</p><p>　　2.1 水泵軸的材料選取 ………………………………………………………5</p><p>　　2.2 水泵軸的結(jié)構(gòu)

8、設(shè)計…………………………………………………………6</p><p>　　2.2.1 水泵軸的毛坯……………………………………………………6</p><p>　　2.2.2 水泵軸的組成……………………………………………………6</p><p>　　2.2.3 水泵軸的結(jié)構(gòu)和形狀取決于……………………………………6</p><p>　　2

9、.2.4 水泵軸的設(shè)計要求………………………………………………6</p><p>　　2.2.5 零件在軸上的固定………………………………………………7</p><p>　　2.2.6 水泵軸的設(shè)計原理說明…………………………………………7</p><p>　　第三章 水泵軸軸加工工藝分析及確定……………………………………9</p><p

10、>　　3.1 零件的選材…………………………………………………………………9</p><p>　　3.1.1 滿足零件的性能要求……………………………………………9</p><p>　　3.1.2 滿足材料的工藝性能需求………………………………………9</p><p>　　3.1.3 考慮材料的經(jīng)濟性…………………………………………………10</

11、p><p>　　3.2 毛坯的確定………………………………………………………………10</p><p>　　3.3 定位基準的選擇…………………………………………………………10</p><p>　　3.3.1 粗基準的選擇…………………………………………………10</p><p>　　3.3.2 精基準的選擇………………………………

12、…………………11</p><p>　　3.4 加工順序的安排…………………………………………………………11</p><p>　　3.4.1 加工順序的確定…………………………………………………11</p><p>　　3.4.2 零件圖樣分析……………………………………………………11</p><p>　　3.4.3 零件加工工序

13、分析………………………………………………12</p><p>　　3.4.4 工藝方案擬定……………………………………………………12</p><p>　　3.4.5 水泵軸的加工工序………………………………………………12</p><p>　　3.5 加工設(shè)備選擇……………………………………………………………15</p><p>

14、　　3.6 裝夾方案…………………………………………………………………15</p><p>　　3.7 刀具的選取………………………………………………………………15</p><p>　　3.8 確定工序尺寸……………………………………………………………16</p><p>　　3.9 確定切削用量…………………………………………………………

15、…16</p><p>　　3.9.1 設(shè)置刀點和換刀點…………………………………………………17</p><p>　　3.9.2 主軸轉(zhuǎn)速的確定……………………………………………………17</p><p>　　3.9.3 進給速度的確定……………………………………………………17</p><p>　　3.9.4 確定背吃刀量

16、………………………………………………………18第四章 數(shù)控加工程序的編寫…………………………………………………19</p><p>　　4.1 數(shù)控編程步驟……………………………………………………………19</p><p>　　4.2 數(shù)控編程說明……………………………………………………………20</p><p>　　4.3 水泵軸的數(shù)控編程……

17、…………………………………………………20第五章 小 結(jié)………………………………………………………………………21致 謝……………………………………………………………………………………22參考文獻………………………………………………………………………………23附錄A……………………………………………………………………………………24</p><p><b>　　第一章 引言</b>&l

18、t;/p><p>　　目前，世界先進制造技術(shù)不斷興起，超高速切削、超精密加工等技術(shù)的應(yīng)用，柔性制造系統(tǒng)的迅速發(fā)展和計算機集成系統(tǒng)的不斷成熟，對數(shù)控加工技術(shù)提出了更高的要求。當今數(shù)控機床正在朝著以下幾個方向發(fā)展。 </p><p>　　1.高速度、高精度化速度和精度是數(shù)控機床的兩個重要指標，它直接關(guān)系到加工效率和產(chǎn)品質(zhì)量。為適應(yīng)超高速加工的要求，數(shù)控機床采用主軸電動機與機床主軸合二為一的結(jié)構(gòu)形式

19、，實現(xiàn)了變頻電動機與機床主軸一體化，主軸電機的軸承采用磁浮軸承、液體動靜壓軸承或陶瓷滾動軸承等形式。</p><p>　　2.多功能化配有自動換刀機構(gòu)(刀庫容量可達100把以上)的各類加工中心，能在同一臺機床上同時實現(xiàn)銑削、鏜削、鉆削、車削、鉸孔、擴孔、攻螺紋等多種工序加工，現(xiàn)代數(shù)控機床還采用了多主軸、多面體切削，即同時對一個零件的不同部位進行不同方式的切削加工。</p><p>　　3.

20、智能化現(xiàn)代數(shù)控機床將引進自適應(yīng)控制技術(shù)，根據(jù)切削條件的變化，自動調(diào)節(jié)工作參數(shù)，使加工過程中能保持最佳工作狀態(tài)，從而得到較高的加工精度和較小的表面粗糙度，同時也能提高刀具的使用壽命和設(shè)備的生產(chǎn)效率。</p><p>　　4.控制系統(tǒng)小型化數(shù)控系統(tǒng)小型化便于將機、電裝置結(jié)合為一體。目前主要采用超大規(guī)模集成元件、多層印刷電路板，采用三維安裝方法，使電子元器件得以高密度安裝，較大規(guī)模縮小系統(tǒng)的占有空間。而利用新型的彩色液

21、晶薄型顯示器替代傳統(tǒng)的陰極射線管，將使數(shù)控操作系統(tǒng)進一步小型化。這樣可以方便地將它安裝在機床設(shè)備上，更便于對數(shù)控機床的操作使用。</p><p>　　水泵軸其設(shè)計要求比較高，而在以前由于技術(shù)不發(fā)達，只是由普通車床加工而成，且水泵軸又是成批生產(chǎn)，所以生產(chǎn)率低，而且精度低。隨著社會的發(fā)展，技術(shù)的進步，數(shù)控機床已經(jīng)逐步取代了普通車床加工。本課題即是采用數(shù)控機床對水泵軸進行加工，對水泵軸進行數(shù)控編程及加工。實踐證明，采用

22、數(shù)控機床加工水泵軸不僅提高了產(chǎn)品生產(chǎn)率，而且使得產(chǎn)品的精度達到了使用要求。</p><p>　　第二章 水泵軸的設(shè)計</p><p>　　水泵軸設(shè)計的主要問題</p><p><b>　　1.材料</b></p><p>　　2.結(jié)構(gòu)：軸向、周向定位；工藝要求；安裝和維修</p><p>　　

23、3.工作能力：強度、剛度、耐磨性和振動的穩(wěn)定性等；</p><p>　　重型軸還要考慮毛坯制造、探傷、起重。</p><p>　　2.1水泵軸的材料選取</p><p>　　軸的材料主要是碳鋼和合金鋼。如表1所示</p><p>　　碳素鋼：對應(yīng)力集中敏感性低，價格低，應(yīng)用廣泛</p><p>　　合金鋼：綜合機械性能

24、及熱處理性能高成本低，對應(yīng)力集中敏感性高</p><p>　　球墨鑄鐵或合金鑄鐵：吸振性高，易于制造各種復(fù)雜形狀。耐磨性高，對應(yīng)力集中敏感性低</p><p>　　表1 軸的常用材料及其部分機械性能</p><p>　　2.2水泵軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　2.2.1水泵軸的毛坯</p><p>　　尺寸較小的軸

25、可以用圓鋼車制，尺寸較大的軸則應(yīng)用鍛造毛坯。鑄造毛坯應(yīng)用較少。</p><p>　　2.2.2水泵軸的組成</p><p>　　軸主要由軸頭、軸身、軸頸三部分組成。</p><p>　　2.2.3水泵軸的結(jié)構(gòu)和形狀取決于</p><p><b>　　軸的毛坯種類</b></p><p>　　軸上作

26、用力的大小及分布情況</p><p>　　軸上零件的位置、配合性質(zhì)以及聯(lián)結(jié)固定的方法</p><p>　　軸承的類型、尺寸和位置</p><p>　　軸的加工方法、裝配方法以及其他特殊要求</p><p>　　2.2.4水泵軸的設(shè)計要求</p><p><b>　　1．受載合理</b></p

27、><p>　　(1)減小軸上扭矩。</p><p>　　改變軸上零件的布置，有時可以減小軸上的載荷。如圖1所示 </p><p><b>　　圖1 扭矩圖</b></p><p>　　(2)減小軸上彎矩。</p><p>　　改進軸上零件的結(jié)構(gòu)也可以減小軸上的最大載荷。 </p><

28、;p>　　(3)改變零件的結(jié)構(gòu)可以改變軸的類型</p><p>　　a)T由卷筒傳遞，軸僅受M(心軸)</p><p>　　b)T由軸傳遞，軸受M、T(轉(zhuǎn)軸)</p><p>　　2．軸在軸上零件定位、固定可靠、裝拆方便</p><p><b>　　3．良好的工藝性</b></p><p>

29、　　(1)退刀槽：需磨削處、需車螺紋處</p><p><b>　　(2倒角</b></p><p>　　易對中安裝（緊配合處），安全</p><p><b>　　倒角、圓角一致。</b></p><p>　　(3)鍵槽：在同一母線上</p><p>　　(4)非定位軸肩的設(shè)

30、置：便于緊配合處的安裝</p><p>　　4.盡量避免應(yīng)力集中</p><p>　　(1)減小不必要的尺寸變化和減小尺寸變化的幅度；</p><p>　　(2)采用大過渡圓角；</p><p>　　(3)緊配合處采用卸載槽；</p><p>　　(4)減少表面粗糙度；</p><p>　　(5

31、)采用輾壓、噴丸工藝。</p><p>　　2.2.5零件在軸上的固定</p><p>　　軸上零件常以其轂和軸聯(lián)接在一起。軸和轂的固定可分為軸向固定和周向固定兩類。</p><p>　　1.軸上零件的軸向固定</p><p>　　軸上零件軸向固定的方法有：軸肩（或擋環(huán)）、彈性擋圈、套筒、鎖緊擋圈（加緊定螺釘）、錐形軸頭、緊定螺釘、圓螺母、緊

32、配合、軸端擋圈等結(jié)構(gòu)。</p><p><b>　　軸肩處 r<C或R</b></p><p>　　定位軸肩h≥3～5mm,但＞或=R</p><p>　　采用套筒、軸端擋圈、圓螺母處：l軸＜b輪</p><p>　　軸肩由定位面和內(nèi)圓角組成</p><p>　　2.軸上零件的周向固定<

33、;/p><p>　　常用的周向固定方法有鍵、花鍵、成形、彈性環(huán)、銷和過盈配合等聯(lián)接。 </p><p>　　2.2.6水泵軸的設(shè)計原理說明</p><p>　　水泵軸上有兩平面的一頭與柴油機的曲軸連接；另一頭裝有葉輪，并用鍵連接在一起。用套筒4、墊圈5和螺母11來固定滾動軸承的軸向位置，防松片6則用來防止螺母的松動。</p><p>　　為防止泵

34、體內(nèi)的水滲入軸承，采用了兩道密封，第一道用防水圈8，第二道用密封墊。防止水圈裝在防水圈座9內(nèi)，防水圈座緊靠于擋圈，而擋圈10則直接裝在泵體上，彈簧一端壓在墊圈上，另一端則頂在夾子1和壓板2上。如圖2</p><p><b>　　圖2 原理圖</b></p><p>　　水泵軸加工工藝分析及確定</p><p><b>　　圖3 零件圖

35、</b></p><p><b>　　3.1零件的選材</b></p><p>　　選材合理性的標志，應(yīng)是在滿足零件的性能要求的條件下最大限度的發(fā)揮材料潛力，做到既要考慮提高材料強度的使用水平，同時也要減少材料的削耗和降低加工成本.因此要做到合理選材。</p><p>　　3.1.1滿足零件的性能要求</p><

36、p>　　水泵軸是水泵的重要組成部分。我選擇的材料是2Cr13鋼。</p><p>　　2Cr13鋼是一種典型的合金結(jié)構(gòu)鋼，通過調(diào)質(zhì)處理可得到強度與韌性配合比較好的綜合力學(xué)性能，因此廣泛應(yīng)用于中小型機器零部件的制造。而另一方面，2Cr13鋼用于大中型零件的制造時，由于受到淬透性的影響，通常性能要求不高。</p><p>　　3.1.2滿足材料的工藝性能需求</p><

37、;p>　　材料的工藝性能是指材料適應(yīng)某種加工的能力。材料的工藝性包括材料的鑄造性能，鍛造性能，焊接性能，切削加工性能，熱處理工藝性能?！?lt;/p><p>　　切削加工性：在接受切削加工的能力它一般用切削抗力比較小，加工零件表面粗比較光滑。</p><p>　　熱處理工藝性能包括淬透性，變形與開裂傾向，過熱敏感性，回火脆性，氧化脫碳傾向。不同材料的熱處理性能是不同的。</p>

38、;<p>　　水泵軸所使用的2Cr13鋼，由于水泵軸要求具備一定的剛性，韌性，必須經(jīng)過切削加工，然后再進行熱處理。鋼鐵材料，一般認為硬度在160~230HBS范圍內(nèi)切削加工性能較好.過高的硬度不但難以加工而且刀具很快磨損。</p><p>　　3.1.3考慮材料的經(jīng)濟性</p><p>　　在選擇材料時，即要考慮材料本身的相對價格，也要該材料制成的零件在使用過程中的經(jīng)濟效益問

39、題，如制造成本，零件使用壽命等，來綜合考慮，從而達到合理選材的目的.由于水泵軸是成批生產(chǎn)，選用2Cr13號鋼既能滿足產(chǎn)品的性能，切削加工性好，對保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高勞動生產(chǎn)率，降低成本有極大的經(jīng)濟意義.</p><p><b>　　3.2毛坯的確定</b></p><p><b>　　圖4 毛坯圖</b></p><p>　

40、　在加工水泵軸之前，首先要選擇毛坯，圖4為一根比水泵軸實際尺寸稍大的棒料，它的長為165mm，直徑為25mm。</p><p>　　3.3定位基準的選擇</p><p>　　3.3.1粗基準的選擇</p><p>　　1）粗基準是加工的第一道工序基準，它只能選擇末加工的毛坯表面，粗基準選擇的好壞，對以后加工表面余量及加工表面與非加工表面的相互位置有很大的影響。<

41、;/p><p>　　2）粗基準的表面選擇毛坯表面。平磨過后基準面平整，沒有澆冒口，飛邊的等缺陷，以便在加工時定位可靠，夾緊方便。</p><p><b>　　圖5定位基準</b></p><p>　　水泵軸是軸類零件，在車床加工時以中心線為基準的，由圖5所示，該毛坯的粗基準為A。</p><p>　　3.3.2 精基準的選

42、擇</p><p>　　水泵軸套是屬于軸類零件，所以精基準的基面的選擇與粗基準面是同一基準。 </p><p>　　3.4 加工順序的安排</p><p><b>　　加工階段的劃分</b></p><p>　?、俅旨庸?主要切除各表面上大部分的余量，使毛坯形狀和尺寸接近于成品，為后序加工創(chuàng)造條件。</p>

43、<p>　?、诰庸ぃ罕ＷC主要表面達到圖樣要求。</p><p>　　3.4.1 加工順序的確定</p><p>　　1）機械加工工序的安排</p><p>　　① 根據(jù)基面先行的原則</p><p>　　② 根據(jù)先粗后精的原則</p><p>　?、?根據(jù)先主后次的原則</p><p&

44、gt;<b>　　2）輔助工序的安排</b></p><p>　　輔助工序一般包括去毛刺、倒棱、清冼、防銹、去磁、檢驗等。檢驗工序是主要的輔助工序，是合格證產(chǎn)品質(zhì)量的重要措施.零件的每道工序加工完成之后，和零件全部加工完成之后都要進行檢驗工序。</p><p>　　3.4.2零件圖樣分析</p><p>　?。?）圖形結(jié)構(gòu)分析：</p&g

45、t;<p>　　如圖所示工件是一個軸類零件,以中心線為定位基準,粗糙度要求一般,有車端面,螺紋,鍵槽,有切槽等一些基本操作.</p><p><b>　　（２）精度分析：</b></p><p>　　基準為中心線,軸直徑為φ20mmh7,從左往右第二段,第五段粗糙度為3.2,其余為25</p><p>　?。?）毛坯余量分析：&l

46、t;/p><p>　　毛坯選A3材料,尺寸為159mmX25mm,粗加工余量為0.5mm</p><p>　?。?）結(jié)構(gòu)工藝性分析：</p><p>　　數(shù)學(xué)模型無曲面重疊現(xiàn)象，曲面參數(shù)分布合理、均勻，曲面沒有異常的凸起和凹坑。</p><p>　　3.4.3零件加工工序分析</p><p>　　數(shù)控加工工序分三道：<

47、;/p><p>　　第一道工序：先車右端，粗車,基本成型，精車，去毛刺</p><p>　　第二道工序：再車左端，粗車，基本成型，精車,確保精度，去毛刺</p><p>　　第三道工序：銑鍵槽，平面</p><p>　　3.4.4工藝方案擬定</p><p>　　通過查閱數(shù)控加工工藝教科書，得出各表面的加工方案如下：<

48、;/p><p>　　粗車臺階---精車臺階---切槽---車螺紋---切槽---銑鍵槽---銑平面</p><p>　　3.4.5水泵軸的加工工序</p><p><b>　　圖6</b></p><p>　　由圖6所示，由圖4的毛坯（直徑為25mm 長為165mm），切除右半端大部分的余量，所得棒料長為162mm，右半端

49、直徑為17mm。</p><p><b>　　圖7</b></p><p>　　由圖7所示，在圖6的零件的基礎(chǔ)上,再分別車φ16和φ14的臺階，并分別進行倒角。</p><p><b>　　圖8</b></p><p>　　由圖8所示，在圖7的基礎(chǔ)上，對右半端進行切槽，分別為直徑為15 寬為3、直徑

50、為15 寬為25、直徑為13 寬為3 的槽。</p><p><b>　　圖9</b></p><p>　　由圖9所示，在圖8的基礎(chǔ)上，對φ16的外圓進行車螺紋，為M16X1.5。</p><p><b>　　圖10</b></p><p>　　由圖10所示，把工件倒置，對右端車φ20h7的外圓，并

51、進行倒角1X45度。</p><p><b>　　圖11</b></p><p>　　由圖11所示，對右端分別切槽，分別為直徑為18.5 寬為3、直徑為17 寬為3的槽。</p><p><b>　　圖12</b></p><p>　　由圖12所示，最后用銑床加工出兩個鍵槽，一個為長為14 寬為6，

52、另一個為半鍵槽長為7 寬為6，最后加工右端兩平面。</p><p><b>　　3.5加工設(shè)備選擇</b></p><p>　　工件為軸類零件外輪廓的加工， 所以要選擇數(shù)控車床加工。</p><p>　　在此我用華中世紀星HNC-21T系統(tǒng)的數(shù)控車床。該系統(tǒng)穩(wěn)定性好，耐用度高，加工精度高。華中世紀星HNC-21數(shù)控系統(tǒng)。這是一種具有全功能的數(shù)控

53、系統(tǒng)。華中世紀星HNC-21T數(shù)控系統(tǒng)采用先進的開放式體系結(jié)構(gòu)，內(nèi)置嵌入式工業(yè)PC，配置7.7//或10.4//彩色液品顯示屏和通用工程面板，集成進給軸接口、主軸接口、手持單元接口、內(nèi)嵌式PLC接口于一體，支持硬盤、電子盤等程序儲方式以及軟驅(qū)、DNC、以太網(wǎng)等程序交換功能、具有低價格、高性能、配置靈活、結(jié)構(gòu)緊湊、易于使用、可靠性高的特點。 可選配各種類型的脈沖式（HSV-16系列全數(shù)字交流伺服驅(qū)動單元），模擬式交流伺服驅(qū)動單元

54、或步進電機驅(qū)動單元以及HSV-11系列串行接口伺服驅(qū)動單元。 除標準機床控制面板外，配置40路開關(guān)量輸入和32路開關(guān)量輸出接口、手持單元接口、主軸控制與編碼器接口。還可擴展遠程128路輸入/128路輸出端子板。 采用7.7//(HNC-22T為10.4//)彩色液晶顯示器（分辨率為640×480），全漢字操作界面、障診斷與報警、加工軌跡圖形顯示和仿真，操作簡便，易于掌握和使用。 采用國際標準G代碼編程&

55、lt;/p><p>　　（1）直線插補、圓弧插補、螺紋切削、刀具補償、宏程序、恒線速切削等功能。</p><p>　?。?）反向間隙和單、雙向螺距誤差補償功能。</p><p>　　（3）內(nèi)置RS232通訊接口，輕松實現(xiàn)機床數(shù)據(jù)通訊。</p><p>　?。?）MB  Flash  RAM(可擴充至16MB

56、)程序斷電存儲， 16MB RAM（可擴充至此32MB）加工內(nèi)存緩沖區(qū)</p><p><b>　　3.6裝夾方案</b></p><p>　　根據(jù)工件的加工要求，采用三爪卡盤安裝工件，比較合理。三爪卡盤能自動定心，一般不需要校正。應(yīng)用三爪卡盤裝夾精加工過的工件表面時，被夾住的工件表面應(yīng)包一層銅皮或用軟三爪裝夾，以免夾傷工件表面。</p>

57、;<p><b>　　3.7刀具的選取</b></p><p><b>　　常用的切削刀具有：</b></p><p><b>　?。?）加工刀具</b></p><p>　　加工刀具有中高速鋼鋼刀,90度合金鋼刀等。</p><p><b>　?。?）

58、銑削刀具</b></p><p>　　銑刀是刀齒分布在旋轉(zhuǎn)表面后端面上的多刃刀具，其幾何形狀較復(fù)雜，種類較多。按銑刀的材料分為高速鋼銑刀、硬質(zhì)合金銑刀等；按銑刀結(jié)構(gòu)形式分為整體式銑刀、鑲齒式銑刀、可轉(zhuǎn)位式銑刀；按銑刀的安裝方法分為帶孔銑刀、帶柄銑刀；按銑刀的形狀和用途分為圓柱銑刀、端銑刀、立銑刀、鍵槽銑刀、球頭銑刀等。</p><p>　　根據(jù)分析的基礎(chǔ)上編寫相應(yīng)的機械加工工藝

59、過程卡片。</p><p>　　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，不僅需要剛性好，精度高，而且要求尺寸穩(wěn)定，耐用度高，斷屑和排屑性能好；同時要求安裝調(diào)整方便，以滿足數(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(yīng)高速切削性能的刀具材料（如高速鋼、超細粒度硬質(zhì)合金）,并使用可轉(zhuǎn)位刀片綜合上述兩種選刀方法，再所加工的產(chǎn)品特點，加工水泵軸選擇90度的外圓車刀，切槽刀等等所用刀片的材料為硬質(zhì)合

60、金，如表2所示</p><p><b>　　表2 刀具表</b></p><p>　　3.8 確定工序尺寸</p><p>　　工件毛坯為長159mm,工件直徑為20mm,基準面加工余量各為2.5mm. 根據(jù)《機械加工切削數(shù)據(jù)手冊》查得,粗加工下刀深度為2 mm,精加工余量為0.5mm.</p><p><b>

61、;　　3.9確定切削用量</b></p><p>　?、俟ぜ牧锨邢骷庸ば?。工件材料在切削加工時的難易程度，稱為切削加工性。切削加工易的材料，切削加工性就好，允許的切削用量就高；反之，則低。要確定材料的加工性，首先看材料的化學(xué)成分及配比，它是影響材料力學(xué)、物理和熱處理性能、材料金相組織和材料切削加工性的根本因素。材料的化學(xué)成分和配比多少不同，它的硬度、強度、韌性、塑性、導(dǎo)熱性、加工過程中的冷硬情況也就

62、不同，這些將直接影響到切削用量的高低。</p><p>　?、诘毒卟牧系男阅?。刀具材料的性能包括：硬度、耐磨性、耐熱性、抗彎強度和抗粘結(jié)性等。不同的刀具材料，其硬度、耐熱性、抗彎強度也不同，所允許的切削速度也不同。</p><p>　?、鄣毒邘缀螀?shù)、刀具耐用度。刀具幾何參數(shù)合理，就可以減小切削變形和摩擦，降低切削力和切削熱，可以提高切削用量。切削速度和刀具耐用度是成反比的關(guān)系。</

63、p><p>　　④切削條件剛性。機床、夾具、刀具和工件等切削條件剛性好，切削用量可以大一些。反之，切削條件剛性差，就會引起切削過程振動，從而限制了切削用量的提高。</p><p>　?、萸邢饕?。采用冷卻潤滑液，可以減小外摩擦和帶走一部分切削熱。而降低切削力和切削溫度，就可以將切削速度提高30～50％。</p><p>　　3.9.1設(shè)置刀點和換刀點</p>

64、<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。對刀點可以設(shè)置在加工零件上，也可以設(shè)置在夾具上或機床上，為了提高零件的加工精度，對刀點應(yīng)盡量設(shè)置在零件的設(shè)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

65、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，用手動對刀操作，對刀精度較低，且效率低。加工過程中需要換刀時，應(yīng)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(yīng)設(shè)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>　　下面是我所生產(chǎn)的水泵軸工件坐標系建立的過程。X軸坐標的確定：對刀時選擇工件的右端面為對刀點，當?shù)镀龅焦ぜr其他軸不動將Z軸上移動直至移

66、動時碰不到工件時為止。然后將X軸向負方向移動一個刀具半徑。此時的X坐標值為工件坐標值。Z軸坐標的確定：選取工件Z軸方向的中心為工件坐標系中Z方向的的坐標值。　　數(shù)控編程時，編程人員必須確定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

67、，最大限度提高生產(chǎn)率，降低成本。</p><p>　　3.9.2主軸轉(zhuǎn)速的確定</p><p>　　由于水泵軸的光潔度要求很高。所以根據(jù)主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)允許的切削速度和工件(或刀具)直徑來選擇。</p><p>　　其計算公式為：n= 1 0 00 v/πD</p><p>　　式 中： v— 切削速度，單位為m/min，由刀具的耐用度決定;

68、</p><p>　　n一一主軸轉(zhuǎn)速，單位為r/min， </p><p>　　D— 工件直徑或刀具直徑，單位為mm。</p><p>　　計算的主軸轉(zhuǎn)速n最后要根據(jù)機床說明書選取機床有的或較接近的轉(zhuǎn)速而定。計算的主軸轉(zhuǎn)速n，經(jīng)計算主軸轉(zhuǎn)速約為1274r/min.</p><p>　　3.9.3進給速度的確定</p><p

69、>　　進給速度是數(shù)控機床切削用量中的重要參數(shù)，主要根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性質(zhì)選取。最大進給速度受機床剛度和進給系統(tǒng)的性能限制。 </p><p>　　確定進給速度的原則是：</p><p>　?。?）當工件的質(zhì)量要求能夠得到保證時，為提高生產(chǎn)效率，可選擇較高的進給速度。一般在100～200mm/min范圍內(nèi)選取。 </p><p&g

70、t;　?。?）在切斷、加工深孔或用高速鋼刀具加工時，宜選擇較低的進給速度，一般在20～50mm/min范圍內(nèi)選取。 </p><p>　?。?）當加工精度、表面粗糙度要求較高時，進給速度應(yīng)選小些，一般在20～50mm/min范圍內(nèi)選取。 </p><p>　?。?）刀具空行程時，特別是遠距離“回零”時，可以設(shè)定該機床數(shù)控系統(tǒng)設(shè)定的最高進給速度。 </p><p>　

71、　水泵軸加工進給速度確定：</p><p>　　使用刀具的轉(zhuǎn)速與進給速度</p><p>　?。?）90度外圓車刀，粗、精加工水泵軸外圓，刀具材料為硬質(zhì)合金鋼（高速切削，切削量大），轉(zhuǎn)速為800r/min, 進給速度為200mm/min，切削量粗加工3mm,精加工0.6-0.8 mm（使用切削液）。</p><p>　　（2）90度外圓車刀，車端面，轉(zhuǎn)速為800r/

72、min,進給率為240r/min。</p><p>　　（3）刀具材料為硬質(zhì)合金鋼，轉(zhuǎn)速為1200r/min。 </p><p>　　3.9.4確定背吃刀量</p><p>　　背吃刀量根據(jù)機床、工件和刀具的剛度來決定，在剛度允許的條件下，應(yīng)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。為了保證加工表面質(zhì)量，可留少量精加工余量，一般0.2一

73、0.5m m。同時，使主軸轉(zhuǎn)速、切削深度及進給速度三者能相互適應(yīng)，以形成最佳切削用量。</p><p>　　切削用量不僅是在機床調(diào)整前必須確定的重要參數(shù)，而且其數(shù)值合理與否對加工質(zhì)量、加工效率、生產(chǎn)成本等有著非常重要的影響。所謂“合理的”切削用量是指充分利用刀具切削性能和機床動力性能(功率、扭矩)，在保證質(zhì)量的前提下，獲得高的生產(chǎn)率和低的加工成本的切削用量。</p><p>　　車削用量的

74、選擇原則是： </p><p>　?。?）粗車時，首先考慮選擇一個盡可能大的背吃刀量ap，其次選擇一個較大的進給量f,最后確定一個合適的切削進度v 。增大背吃刀量ap 可使走刀次數(shù)減少，增大進給量f有利于斷屑，因此根據(jù)以上原則選擇粗車切削用量對于提高生產(chǎn)效率，減少刀具消耗，降低加工成本是有利的。 </p><p>　?。?）精車時，加工精度和表面粗糙度要求較高，加工余量不大且均勻，因此選擇

75、較?。ǖ惶。┑谋吵缘读縜p和進給量f ，并選用切削性能高的刀具材料和合理的幾何參數(shù)，以盡可能提高切削速度v。背吃刀量一般為(直徑值)：粗車約：3～4mm,半精車約：1～3mm,精車約：0.1～0.5mm,</p><p>　?。?）在安排粗、精車削用量時，應(yīng)注意機床說明書給定的允許切削用量范圍。對于主軸采用交流變頻調(diào)速的數(shù)控車床，由于主軸在低轉(zhuǎn)速時扭矩降低，尤其應(yīng)注意此時的切削用量選擇。 </p>

76、;<p>　　加工水泵軸時，粗車時進給量取0.5mm/r,精車時進給量取0.3mm/r。</p><p>　　在加工外圓時，其表面粗糙度為25μm，可分為粗加工和半精加工兩部分完成，粗加工后留0.5-1mm的余量，在半精加工時完成。</p><p>　　第四章 數(shù)控加工程序的編寫</p><p><b>　　4.1數(shù)控編程步驟</b

77、></p><p>　　1．分析零件圖樣和工藝要求     分析零件圖樣和工藝要求的目的，是為了確定加工方法、制定加工計劃，以及確認與生產(chǎn)組織有關(guān)的問題，此步驟的內(nèi)容包括：     1）確定該零件應(yīng)安排在哪類或哪臺機床上進行加工。     2）采用何種裝夾具或何種

78、裝卡位方法。     3）確定采用何種刀具或采用多少把刀進行加工。     4）確定加工路線，即選擇對刀點、程序起點（又稱加工起點，加工起點常與對刀點重合）、走刀路線、程序終點（程序終點常與程序起點重合）。     5）確定切削深度和寬度、進給速度、主軸轉(zhuǎn)速等切削參數(shù)。 

79、    6）確定加工過程中是否需要提供冷卻液、是否需要換刀、何時換刀等。  2．數(shù)值計算     根據(jù)零件圖樣幾何尺寸，計算零件輪廓數(shù)據(jù)，或根據(jù)零件圖樣和走刀路線，計算刀具中心（或刀尖）運行軌跡數(shù)據(jù)。數(shù)值計算的最終目的是為了獲得編程所需要的所有相關(guān)位置坐標數(shù)據(jù)。  3．編寫加工程序單  &#

80、160;  在完成上述兩個步驟之后，即可根據(jù)已確定的加工方案（或計劃）及數(shù)值計算獲得的數(shù)據(jù)，按照數(shù)控系統(tǒng)要求的程序格式和代碼格式編寫加工程序等。編程者除應(yīng)了解所用數(shù)控機床及系統(tǒng)的功能、</p><p><b>　　4.2數(shù)控編程說明</b></p><p>　　數(shù)控車床刀具補償數(shù)控車床刀具補償功能包括刀具位置補償和刀具圓弧半徑補償兩方面。在加工程

81、序中用T功能指定，T***X中前兩個XX為刀具號，后兩個XX為刀具補償號，如T0202。如果刀具補償號為00，則表示取消刀補。 （1）刀具位置補償　刀具磨損或重新安裝刀具引起的刀具位置變化，建立、執(zhí)行刀具位置補償后，其加工程序不需要重新編制。辦法是測出每把刀具的位置并輸入到指定的存儲器內(nèi)，程序執(zhí)行刀具補償指令后，刀具的實際位置就代替了原來位置。</p><p>　?。?）刀具圓弧半徑補償　編制數(shù)控車床加工程

82、序時，車刀刀尖被看作是一個點（假想刀尖P點），但實際上為了提高刀具的使用壽命和降低工件表面粗糙度，車刀刀尖被磨成半徑不大的圓?。ǖ都釧B圓?。?，另一方面，刀尖圓弧所處位置，車刀的形狀對工件加工也將產(chǎn)生影響，而這些可采用刀具圓弧半徑補償來解決。</p><p>　?。?）刀補參數(shù)　每一個刀具補償號對應(yīng)刀具位置補償（X和Z值）和刀具圓弧半徑補償（R和T值）共4個參數(shù)，在自動執(zhí)行過程中，數(shù)控系統(tǒng)按該存儲器中的X、Z、R

83、、T的數(shù)值，自動修正刀具的位置誤差和自動進行刀尖圓弧半徑補償。</p><p>　　4.3水泵軸的數(shù)控編序</p><p><b>　　見附錄A</b></p><p><b>　　第五章 小結(jié)</b></p><p>　　通過這次畢業(yè)設(shè)計，我感到收獲很大。這一個多月的畢業(yè)設(shè)計，使我了解數(shù)控加工工

84、藝以及編程過程。我在網(wǎng)上查找了與自己設(shè)計有關(guān)的資料，也找了一些設(shè)計方面的書籍，幫助我更好的做好畢業(yè)設(shè)計，與此同時自己也學(xué)到了更多的知識，復(fù)習(xí)了以前學(xué)過的東西。</p><p>　　完成畢業(yè)設(shè)計，心中感慨太多，想想剛踏進大學(xué)校園的情景猶在昨日，而今充滿熱情的大學(xué)生活即將與我告別。二年的得失，在此刻回顧心中才有了更多一份的感慨。面對校園里面熟悉的環(huán)境，看到親切友好的老師同學(xué)，心里面對即將告別的這一切充滿深深的留念。這

85、二年中的成與敗，得與失，喜與樂，甜和苦所有的這些都已經(jīng)深深的留在了我的心里。！</p><p>　　工作了一段時間后才明白當初在大學(xué)里晃晃悠悠、輕輕松松的生活是自己在浪費大學(xué)寶貴的學(xué)習(xí)機會。原本以為大學(xué)生活里只是混時間的，工作后才知道知識的缺乏是讓人感到那么吃力，不能像自己當初想的那樣能夠應(yīng)付自如。也終于才明白什么叫知識是永無止境的，只有不斷的充實，不斷的提高，才能讓自己在任何環(huán)境下都能適應(yīng)，都能從容。</

86、p><p>　　工作中的辛苦使我涉身處地的體會到人是需要不斷的磨練，也許經(jīng)過多年的熏陶，人才會變得更加的堅毅，也只有吃的了苦中苦方能成為人上人！人往高出走，水往低處流，在人生道路只能往更高更遠的地方走，即使前方有再多的困難和曲折，也決不能回頭。 </p><p>　　在工作中遇到到的個中人與事亦使我懂得了為人處事的道理與方法，既然我無力去改變那么我能做的就是去適應(yīng)。也明白了，保持一個積極良好的

87、心態(tài)、一份對工作的熱誠及其相形之下的責(zé)任心是干好工作的基本要求。同事間的互相協(xié)作，互相幫助及整個公司這種團結(jié)協(xié)作的精神也是很重要的。</p><p>　　那么多的好朋友，那么多的老師，渡過的那么多開心難忘的日子，常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院里的一切是我最留戀的。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　畢業(yè)論文即將完成了，這意味著

88、我將徹底告別生活了2年的學(xué)校，告別學(xué)生時代的生活學(xué)習(xí)生涯，覺得很傷感。在這里我衷心地感謝所有教過我的老師，謝謝你們對我的細心、耐心的培養(yǎng)，尤其是班主任周蘭美老師，謝謝你對我的指導(dǎo)，謝謝你給了我許多鍛煉自我的機會，這些都是我人生中的財富，為我的以后生活、工作積累了有益的經(jīng)驗。</p><p>　　做畢業(yè)設(shè)計時心理很難過，知道作完畢業(yè)設(shè)計和同學(xué)們以后見面的機會相當渺茫了，踏出學(xué)校的校門很想念和大家一起生活學(xué)習(xí)的日子，

89、在這里也謝謝他們陪我一起走過大學(xué)這兩年快樂的生活，謝謝他們對我工作的支持和對我的幫助。</p><p>　　在大學(xué)實習(xí)的最后時間里，我們班有了代理班主任孟老師，很謝謝她及時把有關(guān)信息及時傳達給我們，也謝謝她對我們的關(guān)心。</p><p>　　想感謝的人真的太多了，我的同事也是我要感謝的，謝謝他們對我的幫助。感謝的話不知道到該怎么說才能表達我的謝意和不舍，只能用最簡單的祝福來感謝，祝所有的人

90、一切順利，天天開心。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　(1)盧頌峰 王大康 主編 《機械設(shè)計課程設(shè)計》 北京工業(yè)大學(xué)出版社 1993</p><p>　　(2) 濮梁貴 紀名剛 主編 《機械設(shè)計》 高等教育出版社 2001年：</p><p>　　(3)《機械設(shè)計手冊》聯(lián)合編寫組 《機械

91、設(shè)計手冊》化學(xué)工業(yè)出版社 1982年 </p><p>　　(4)洪家娣 李明 黃興元 主編 《機械設(shè)計指導(dǎo)》 江西高校出社 2001</p><p>　　(5)孟少龍主編.機械加工工藝手冊.北京：機械工業(yè)出版社，1992</p><p>　　(6)《機械設(shè)計基礎(chǔ)》 主編：王昆 等 北京：高等教育出版社 1995年</p><p>　　(7

92、)《機械零件》（第二版） 主編：鄭志祥 等 北京：高等教育出版社 2000</p><p>　　(8)《機械原理課程設(shè)計指導(dǎo)》主編：張永安 等 北京：高等教育出版社 1995</p><p>　　(9)《數(shù)控中級工認證強化實訓(xùn)》主編：王榮興 北京：高等教育出版社 2005</p><p><b>　　附錄A</b></p><

93、;p>　　刀具:T1 90度硬質(zhì)合金鋼刀</p><p>　　T2 切槽刀 寬3 </p><p>　　T3 切槽刀 寬3 R1</p><p>　　T4 M16X1.5外螺紋車刀</p><p>　　T5 φ6mm鍵槽銑刀</p><p>　　T6 φ50mm面銑刀</p><

94、p>　　%0000 程序名</p><p>　　N10G21G90G94 系統(tǒng)初始化</p><p>　　N20M3S800 主軸以800r/min正轉(zhuǎn)</p><p>　　N30T0101

95、 換1號外圓刀，調(diào)入刀補；確定工件坐標系</p><p>　　N40G0X27Z-3M7 快速移動到起切點，切削液開</p><p>　　N50G1X-0.5F50 以50mm/min的進給速度切削端面</p><p>　　N60G

96、0Z2 切削端面完畢后快速沿軸向離開工件 </p><p>　　N70X17.5 準備粗車外圓</p><p>　　N80G1Z-87.9F100 以100mm/min的進給速度

97、粗車φ17外圓</p><p>　　N90X27 切削φ17～20mm的臺階面</p><p>　　N100G0Z2 快速沿軸向離開工件 </p><p>　　N110G1X17 精車φ17mm外圓&l

98、t;/p><p>　　N120G1Z-88F100</p><p>　　N130G1X17 </p><p>　　N140G0Z2 快速沿軸向離開工件 </p><p>　　N150G1X16

99、 精車φ16mm外圓</p><p>　　N160Z-30F100</p><p><b>　　N170X27</b></p><p>　　N180G0Z2 快速沿軸向離開工件 </p><p>　　N190G1X14

100、 精車φ14mm外圓</p><p>　　N200Z-20F100 </p><p><b>　　N210X27</b></p><p>　　N220G0Z2 快速沿軸向離開工件</p><p>　　N230G1Z0F100

101、 準備倒角</p><p>　　N240X14Z-1 車倒角</p><p>　　N250G0Z2 快速沿軸向離開工件 </p><p>　　N260X100 回到換刀點</p>&l

102、t;p>　　N270M5M9 切削液關(guān),主軸停止</p><p>　　N280T0202 換2號切槽刀，調(diào)入刀補</p><p>　　N290M3S400M7 主軸以400r/mm正轉(zhuǎn),切削液開</p><p>

103、;　　N300G1X17.5Z-88 切外槽</p><p>　　N310X15F60</p><p><b>　　N320X27</b></p><p>　　N330G1X16Z-74 切外槽</p><p>　　N340X15.5F6

104、0</p><p><b>　　N350Z-39</b></p><p>　　N360G0Z2 快速沿軸向離開工件</p><p>　　N370X100 回到換刀點</p><p>　　N380M5M9

105、 切削液關(guān),主軸停止</p><p>　　N390T0303 換3號圓弧切槽刀,調(diào)入刀補</p><p>　　N400G1X17.5Z-33M7 切外槽,開切削液 </p><p><b>　　N410X27</b&g

106、t;</p><p>　　N420G0Z2 快速沿軸向離開工件 </p><p>　　N430X100 回到換刀點</p><p>　　N440M5M9 切削液關(guān),主軸停止</p><

107、p>　　N450T0404 換4號外螺紋車刀,調(diào)入刀補</p><p>　　N460M3S600 主軸以600r/mm正轉(zhuǎn)</p><p>　　N470Z-33 快速移動準備切螺紋 </p><

108、p>　　N480X15.2M7 快速移動車螺紋的起始點, 切削液開</p><p>　　N490G32Z1.5F1.5 車螺紋第一刀 </p><p>　　N500G0X27 沿+X軸退出</p><p>　　N510Z-

109、33 沿-Z返回</p><p>　　N520X14.6 沿-X移動,準備車螺紋第二刀</p><p>　　N530G32Z1.5F1.5 車螺紋第二刀 </p><p>　　N540G0X27

110、 沿+X軸退出</p><p>　　N550Z-33 沿-Z返回</p><p>　　N560X14.2 沿-X移動,準備車螺紋第三刀</p><p>　　N570G32Z1.5Z1.5 車螺紋第三

111、刀 </p><p>　　N580G0X27 沿+X軸退出</p><p>　　N590Z-33 沿-Z返回</p><p>　　N600X14.04 沿-X移動,準備車螺紋第四刀</p><

112、p>　　N610G32Z1.5F1.5 車螺紋第四刀</p><p>　　N620G0X100Z2M9 返回到換刀點,切削液關(guān)</p><p>　　N630M5 主軸停止</p><p><b>　　倒裝零件,車

113、左端</b></p><p>　　%0001 程序名</p><p>　　N10G21G90G94 系統(tǒng)初始化</p><p>　　N20M3S800 主軸以800r/min正轉(zhuǎn)</p>

114、<p>　　N30T0101 換1號外圓刀，調(diào)入刀補；確定工件坐標系</p><p>　　N40G0X27Z-3M7 快速移動到起切點，切削液開</p><p>　　N50G1-0.5F50 以50mm/min的進給速度切削端面<

115、;/p><p>　　N60G0Z2 快速沿軸向離開工件</p><p>　　N70X20.5 粗車φ20mm外圓</p><p>　　N80G1Z-70.5F100</p><p><b>　　N90X27</b>&

116、lt;/p><p>　　N100G0Z2 快速沿軸向離開工件</p><p>　　N110X20 精車φ20mm外圓</p><p>　　N120G1Z-71F100 </p><p>&l