传动轴的数控加工工艺与编程设计及及

1、更多资料请访问.()更多企业学院：/Shop/中小企业管理全能版183套讲座+89700份资料/Shop/总经理、高层管理49套讲座+16388份资料/Shop/中层管理学院46套讲座+6020份资料/Shop/国学智慧、易经46套讲座/Shop/人力资源学院56套讲座+27123份资料/Shop/各阶段员工培训学院77套讲座+ 324份资料/Shop/员工管理企业学院67套讲座+ 8720份资料/Shop/工厂生产管理学院52套讲座+ 13920份资料/Shop/财务管理学院53套讲座+ 17945份资料/Shop/销售经理学院56套讲座+ 14350份资料/Shop/销售人员培训学院72套

2、讲座+ 4879份资料/Shop/4、毕业设计说明书的上边距:30mm；下边距:25mm；左边距:3Omm；右边距:2Omm；行间距倍行距。5、页眉的文字为“中北大学XXXX届毕业设计说明书”，用小四号黑体字，页眉线的上边距为25mm；页脚的下边距为18mm。6参考文献以上三项我也不会弄，你再弄一下。其他的自己再检查一下。毕业设计说明书传动轴的数控加工工艺及编程设计学生姓名：贾伟 学号： 09 学 院： 软件学院 专 业： 数控技术 指导教师： 马军 2010年 5 月 27日摘要轴类零件在整个制造工业中发挥着重要作用。在汽车领域起着连接动力装置和运动装置的部位，在重型机械领域，起着传动动力，

3、吊卸重物的重要组成部分等。细长轴是传动轴类零件的特点，在整个轴类零件中也扮演着重要角色。现根据其零件特性，对其加工过程作详细分析，确定其加工过程中所选刀具的种类、型号及其注意事项，并总结出该轴类零件的加工过程。关键词：工艺分析，刀具，工艺卡片，编程summaryThe summary axis parts throughout the manufacturing industry can play an important role. In the automotive industry plays a connection to the power plant and exercise eq

4、uipment parts, in heavy machinery industry, plays a transmission power, lifting heavy objects, such as an important component of unloading. Slender shafts are driven shaft parts features throughout the axles in also play an important role. On the basis of their characteristics, on the part of its pr

5、ocess for detailed analysis, to determine which process the selected type, model number and its considerations, and summarize the axles of the machining process. Tags: technology analysis tool process card programming PAGE 。目录 TOC o 1-2 h z u 引言11、零件图2、零件图的工艺分析3、数控车床加工方法的选择4、装夹与定位5、工步顺序6、选择刀具7、确定切削用

6、量8、选择机床和数控系统9、数控加工工序卡102、编制零件的加工程序11、确定工件坐标系、对刀点及换刀点12、编制零件加工程序133、零件数控模拟仿真加工14致谢15参考文献16传动轴的数控加工工艺及编程设计引言数控机床代表一个民族制造工业现代化的水平，随着现代化科学技术的迅速发展，制造技术和自动化水平的高低已成为衡量一个国家或地区经济发展水平的重要标志。当今世界各国制造业广泛采用数控技术，以提高制造能力和水平，提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。此外世界上各工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资，不仅采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业，而且在“高精尖”数控关键技术和装

7、备方面对我国实行封锁和限制政策。总之，大力发展以数控技术为核心的先进技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统，智能化的内容包括在数控系统中的各个方面：为追求加工效率和加工质量方面的智能化，如加工过程的自适应控制，工艺参数自动生成；为提高驱动性能及使用连接方便的智能化，如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等；简化编程、简化操作方面的智能化，如智能化的自动编程、智能化的人机界面等；还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等。1、零件图、零件图的工艺分析（1）、分析零件图中的尺寸标注

8、方法零件图上的尺寸是制造、检验零件的重要依据，生产中要求零件图中的尺寸不允许有任何差错。在零件图上标注尺寸，除要求正确、完整和清晰外，还应考虑合理性，既要满足设计要求，又要便于加工、测量。关于尺寸标注主要包括功能尺寸、非功能尺寸、公称尺寸、基本尺寸、参考尺寸、重复尺寸等等。 该零件图说标注的尺寸均完整、无误，使加工者容易分析、测量、加工，根据这些尺寸精度，确定其毛坯为95*250mm，材料为45钢。（2）、分析零件轮廓的几何要素该零件的轮廓主要由圆柱面、球面、沟槽及键槽、内孔等等。（3）、分析零件的结构工艺性该零件为细长轴，细长轴具有直径小、长度太长等特点，加工起来悬身长度太长了，容易出现震刀

9、或加工的表面粗糙度值太低，所以加工时必须用辅助的跟刀架和辅助夹具。还有热处理时所注意的，因为冷作硬化后会变形，出现躬行或S型。（4）、分析零件的精度及技术要求、该零件精度及各项技术要求齐全、合理、该工序中的数控切削加工精度要求较高，在数控机床中可以达到此要求，在加工中分为粗加工，半精加工，精加工三个步骤进行。、图中90的外圆尺寸的左端均有较高的位置精度要求，此段所有工序应在一次装夹过程中完成，键槽除外。、对表面粗糙度要求较高的表面，应采用圆周恒线速度切削。、数控车床加工方法的选择（1）、外圆表面加工方法的选择、外圆加工方法外圆表面是轴类零件的主要表面，因此要能合理地制订轴类零件的机械加工工艺规

10、程，外圆表面的加工方法主要包括车削加工、磨削加工等。本题主要采用车削加工。、外圆加工方法的适用范围序号加工方法经济精度( 公差等级表示 ) 经济粗糙度值Ra um适用范围1粗车IT181350适用于淬火钢以外的各种金属2粗车 - 半精车IT11103粗车 - 半精车 - 精车IT784粗车 - 半精车 - 精车 -滚压（或抛光）IT785粗车 - 半精车 -磨削IT78主要用于淬火钢，也可用于未淬火钢，但不宜加工有色金属6粗车 - 半精车 -粗磨 -精磨IT677粗车 - 半精车 -粗磨 -精磨 -超精加工（或轮式超精磨）IT5( 或 R Z 8粗车 - 半精车 -精车 -精细车（金刚车）IT

11、67主要用于要求较高的有色金属加工9粗车 - 半精车 - 粗磨 -精磨 -超精磨（或镜面磨）IT5 以上( 或 R Z 极高精度的外圆加工10粗车 - 半精车 -粗磨 -精磨 -研磨IT5 以上( 或 R Z （2）、内孔表面加工方法的选择、内孔表面加工方法内孔表面加工方法较多，常用的有钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、车孔、磨孔、拉孔、研磨孔、珩磨孔、滚压孔等。、内孔加工方法适用方法钻孔：用钻头在工件实体部位加工孔称为钻孔。钻孔属粗加工，可达到的尺寸公差等级为IT13IT11，表面粗糙度值为Ra50m。是由于麻花钻长度较长，钻芯直径小而刚性差，又有横刃的影响。扩孔：扩孔是用扩孔钻对已钻出的孔做进一步加

12、工，以扩大孔径并提高精度和降低表面粗糙度值。扩孔可达到的尺寸公差等级为IT11IT10, 表面粗糙度值为m，属于孔的半精加工方法，常作铰削前的预加工，也可作为精度不高的孔的终加工。铰孔：铰孔是在半精加工（扩孔或半精镗）的基础上对孔进行的一种精 加工方法。铰孔的尺寸公差等级可达IT9IT6，表面粗糙度值可m。铰孔的方式有机铰和手铰两种。在机床上进行铰削称为机铰，用手工进行铰削的称为手铰。镗孔：镗孔是用镗刀对已钻出、铸出或锻出的孔做进一步的加工。可在车床、镗床或铣床上进行。镗孔是常用的孔加工方法之一，可分为粗镗、半精镗和精镗。粗镗的尺寸公差等级为IT13IT12，表面粗糙度值为m；半精镗的尺寸公差

13、等级为IT10IT9，表面粗糙度值为m；精镗的尺寸公差等级为IT8IT7，表面粗糙度值为m。车孔：车床上车孔是工件旋转、车刀移动，孔径大小可由车刀的切深量和走刀次数予以控制，操作较为方便。车床车孔多用于加工盘套类和小型支架类零件的孔。、装夹与定位细长轴的加工，在机床上有两种安装方式：（1）、双顶尖法 这种安装方法不会产生过定位状况，同时同轴度好，加工也方便，但如果顶尖顶的太紧，工件切削时受热伸长受阻，将引起弯曲变形。（2）、卡顶法 采用卡顶法时，由于顶尖孔与卡盘基面之间往往不同轴，形成的过定位，造成工件的弯曲变形。以上两种安装方式，如果在受同样的径向力的作用下，后一种产生的最大弯曲变形要比前一

14、种小。故细长轴的车削加工，在机床上的安装方式，应采用卡顶法，但在传统卡顶法的基础上，应做以下改善（图1）：、工件夹入卡盘的一端，卡爪面与工件间垫入5mm*20mm的钢丝，夹入长度约15-20mm，使工件与卡爪间为线接触，起到万向调节作用。、尾座上改用弹性顶尖，方向车削正好把工件的热伸长量赶到尾座部分，弹性顶尖顶针的轴向伸缩，避免了工件的弯曲变形，改善切削性能。、工步顺序（1）、工序的划分、工序划分原则工序的划分可以采用两种不同原则，即工序集中原则和工序分散原则。、工序划分的方法在数控车床上加工零件，应按工序集中的原则划分工序，在一次安装下尽可能完成大部分甚至全部的表面加工。根据零件的结构形状不

15、同，通常选择外圆、端面或内孔、端面装夹，并力求设计基准、工艺基准和编程原点的统一。（2）、加工顺序的安排加工顺序的选择直接影响到零件的加工的质量、生产效率和加工成本。按照基面先行、先面后孔、先主后次、先粗后精的原则结合图样分析，由于此次加工工序集中，所以按照一把刀一个工序进行了如下安排：1）车外圆，确定初基准，长度车至为40mm，直径为93mm,在数控车床上手动车削。2）装夹初基准，尾座采用弹性顶尖顶住，粗车图上90外圆以左的阶梯轮廓。3）半精车图上90外圆以左的阶梯轮廓。4）精车图上90外圆以左的阶梯轮廓。5）切槽。6）车M30*螺纹。7）调头装夹，车图上90外圆以右的球面轮廓，切槽。8）粗

16、车图上90外圆以右的球面轮廓。9）精车图上90外圆以右的球面轮廓。10）钻中间的16的孔，采用手动钻。11）倒孔口的两个60和120角，控制好尺寸。12）在钻床上钻90外圆上的4个9的孔。13）在数控铣床上铣削键槽。（3）、进给路线的确定运用FANUC数控系统的循环功能进行粗精车，只要正确使用编程指令，机床数控系统就会自动确定其进给路线。、选择刀具切削加工离不开刀具。刀具是整个机械加工工艺系统中的一个重要环节。在各种刀具中，车刀的结构相对比较简单，具有代表性，下面以车刀为例予以介绍。车刀由夹持部分和切削部分组成。夹持部分称为刀柄，用来把刀具装夹在车床的刀架上，一般采用普通钢材料锻造而得；切削部

17、分俗称为刀头，在车刀上一般为单个刀片。刀片材料一般有高速钢（俗称白钢刀条）和硬质合金两种，用于剥离金属材料。根据刀具切削部分与夹持部分（即刀片与刀柄）连接方式的不同，车刀可以分为焊接刀具和机夹刀具两大类。车刀切削部分的主要构成为：1）前刀面（A） 切削加工而得的切屑经过的刀片表面2）主后刀面（A） 刀具片上与过渡表面相对的表面3）副后刀面（A） 刀具片上与已加工表面相对的表面4）主切削刃（S） 前刀面与主后刀面相交而得到的切削刃。用于切出工件上的过渡表面，完成主要的金属切 除，主切削刃是主要的加工刃。5）副切削刃（S） 前刀面与副后刀面相交而得到的切削刃。它的主要作用是配合主切削刃，完成金属材

18、料的剥离工作，形成工件已加工表面6）刀尖指主切削刃与副切削刃的连接处。根据刀具所使用的场合不 同，刀尖有倒角刀尖和倒圆刀尖两种。从以上的分析中，我们可以了解到：车刀的各个组成部分之间都有着密切的联系。实际上，在十几至几十平方毫米的区域内，若干个部分形成了一些角度。这些角度对加工质量和刀具的使用寿命有极大的影响。对刀具进行角度的分析，是刀具设计者和使用者的重要工作内容。数控加工刀具卡序号刀具名称刀具规格/mm数量加工表面1外圆粗车刀可转位90粗车刀1粗车外圆2外圆精车刀可转位90精车刀1半精车与精车外圆3切槽刀13mm1切3*1mm的槽4螺纹车刀601车M30*的螺纹5外圆粗车刀601粗车球面6

19、外圆精车刀601精车球面7麻花钻16*2601钻中间孔8切槽刀25mm1切圆球后的槽9外圆粗车刀601粗车右端球面轮廓10外圆精车刀601精车右端球面轮廓11镗刀1镗孔口倒角12立铣刀8mm1铣键槽编制审核共1页第1页、确定切削用量（1）吃刀量Ap的确定已加工表面和待加工表面之间的垂直距离。 在切削加工中，切削速度（Vc）、进给量（f）和切深（ap）这三个参数是相互关联的。在粗加工中，为了提高效率，一般采用较大的切深（ap）。此时切削速度（Vc）和进给量（f）相对较小；而在半精加工和精加工阶段，一般采用较大的切削速度（Vc）、较小的进给量（f）和切深（ap），以获得较好的加工质量（包括表面粗糙

20、度、尺寸精度和形状精度）。（2）进给量的确定对于不同种类的机床，进给量的单位是不同的。对于普通车床，进给量为工件（主轴）每转过一转，刀具沿进给方向与工件的相对移动量，单位为mm/r；对于数控车床，由于其控制原理与普通车床不同，进给量也可以定义为刀具在单位时间内沿着进给方向上相对于工件的位移量（mm/min）。其他类型的机床则根据其结构不同，进给量的单位分别为刀具或工件每转的位移量（mm/min，车床等大部分机床；或mm/r，使用多齿刀具的机床）或每行程的位移量（mm/一个行程，刨床等机床）。（3）切削素的的确定切削刃上的切削点相对于工件主运动的瞬时速度称为切削速度。切削速度的单位为米/分（m/

21、min）。在各种金属切削机床中，大多数切削加工的主运动都是机床主轴的运动形成的，即都是回转运动。这样就需要在切削速度与机床主轴转速之间进行转换，两者的关系为：Vc = d/1000n式中： Vc 切削速度（m/min） d 工件直径（mm）n 主轴转速（rpm）、选择机床和数控系统数控机床通常最合适加工具有一下特点的零件1） 多品种、小批量生产的零件新产品试制中的零件。2） 轮廓形状复杂，或对加工精度要求较高的零件。3） 用普通机床加工时需用昂贵的工艺装备（工具、夹具和模具）的零件4） 需要多次改型的零件。5） 价格昂贵，加工中不允许报废的零件。6） 需要最短时间周期的急需零件。该零件精度要求

22、较高，在普通机床上无法达到其精度，因此选择使用数控机床进行加工，车削部分采用广州数控车进行车削，系统为FANUC-Oi，铣削部分采用FANUC-Oi系统的数控铣床进行加工。、数控加工工序卡综合上述内容，制定该零件数控切削加工工序卡片数控加工工序卡班级产品名称夹具名称使用设备姓名细长轴三爪定心卡盘广州数控车床工步号工步内容刀具号刀具名称刀具规格主轴转速r/mm进给速度mm/min备注1车外圆，找初基准T01可转位外圆车刀9080050自动2粗车图上90外圆以左的阶梯轮廓T01可转位外圆车刀90500100自动3半精车图上90外圆以左的阶梯轮廓T02可转位外圆车刀90800120自动4精车图上90

23、外圆以左的阶梯轮廓T02可转位车刀9090060自动5切3*1mm槽T03槽刀3mm40020自动6车M30*螺纹T04螺纹车刀60420自动7掉头装夹，切图上尺寸球面后的槽T01切槽刀5mm40020自动8粗车图上90外圆右端轮廓T02外圆车刀60500100自动9精车图上90外圆右端轮廓T03外圆车刀6080030自动10钻中心孔麻花钻16*260350手动11倒角T04镗刀80040自动12划线，在钻床上钻90外圆上的4个9的孔麻花钻9mm800手动13在数控铣床上铣键槽1立铣刀8mm合金1500150自动14钳工去尖边毛刺2、编制零件的加工程序、确定工件坐标系、对刀点及换刀点左端程序以

24、左端轴对称中心为Z零点，以左端面为X轴零点；右端程序以右端轴对称中心为Z零点，以右端面为X轴零点。换刀点设在工件坐标系的X100Z100上。、编制零件加工程序（1）、编程分析数控编程方法可分为手工编程和自动编程两种。、手工编程的定义 手工编程是指主要由人工来完成数控机床程序编 制各个阶段的工作。当被加工零件形状不十分复杂和程序较短时，都可以采用手工编程的方法。对于几何形状不太复杂的零件，所需要的加工程序不长，计算也比较简单，出错机会较少，这时用手工编程既经济又及时，因而手工编程被广泛地应用于形状简单的点位加工及平面轮廓加工中。、手工编程的意义 手工编程的意义在于加工形状简单的零件(如直线与直线

25、或直线与圆弧组成的轮廓)时，快捷、简便；不需要具备特别的条件(价格较高的硬件和软件等)；对机床操作或程序员不受特殊条件的制约；还具有较大的灵活性和编程费用少等优点。、手工编程的不足 手工编程既繁琐、费时，又复杂，普通车床而且容易产生错误。其原因是：A、零件图上给出的零件形状数据往往比较少，而数控系统的插补功能要求输入的数据与零件形状给出的数据不一致时，沈阳机床就需要进行复杂的数学计算，而在计算过程中可能会产生人为的错误。B、加工复杂形面的零件轮廓时，图样上给出的是零件轮廓的有关尺寸，而机床实际控制的是刀具中心轨迹。因此，有时要计算出刀具中心运动轨迹的坐标值，这种计算过程也较复杂。对有刀具半径补

26、偿功能的数控系统，要用到一些刀具补偿的指令，并要计算出一些数据，这些指令的使用和计算过程也比较繁琐复杂，容易产生错误。C、当零件形状以抽象数据表示时，就失去了明确的几何形象，普通车床在处理这些数据时容易出错。无论是计算过程中的错误，还是处理过程中的错误，都不便于查找。D、手工编程时，编程人员必须对所用机床和数控系统以及对编程中所用到的各种指令、沈阳机床代码都非常熟悉。这在编制单台数控机床的程序时，矛盾还不突出，可以说不大会出现代码弄错问题。但在一个编程人员负责几台数控机床的程序编制工作时，由于数控机床所用的指令、代码、程序段格式及其他一些编程规定不一样，普通车床所以就给编程工作带来了易于混淆而

27、出错的可能性。、自动编程自动编程是指借助数控语言编程系统或图形编程系统，由计算机来自动生成零件加工程序的过程。编程人员只需根据加工对象及工艺要求，借助数控语言编程系统规定的数控编程语言或图形编程系统提供的图形菜单功能，对加工过程与要求进行较简便的描述，而由编程系统自动计算出加工运动轨迹，并输出零件数控加工程序。由于在计算机上可自动地绘出所编程序的图形及进给轨迹，所以能及时地检查程序是否有错，并进行修改，沈阳机床得到正确的程序。按输入方式的不同， 自动编制程序可分为语言数控自动编程、普通车床图形交互自动编程和语音提示自动编程等等。现在我国应用较广泛的主要是图形交互式编程。、编程方法的选择在数控机

28、床发展的过程中，在研制出各种数控机床的同时，也研制出了各种编程方法。至今，主要有手工编程和自动编程两种方法，其他方法可视为这两种方法的扩展，它们各有其适用范围。究竟选择哪一种编程方法，通常应根据被加工零件的复杂程度、数值计算的难度与工作量大小、现有设备(相应硬件与软件)以及时间和费用等进行全面考虑，权衡利弊，予以确定。一般而言，加工形状简单的零件，沈阳机床例如点位加工或直线切削零件，用手工编程所需的时间和费用与用自动编程所需的时间和费用相差不大，因此采用手工编程比较合适。而当被加工零件形状比较复杂，如复杂的模具，若不采用自动编程，不仅在时间和费用上不合理，普通车床有时甚至用手工编程方法无法完成

29、。本零件形状比较简单，采用手工编程即可完成所有程序的编制，无需自动编程。（2）、数值计算左端程序以左端轴对称中心为Z零点，以左端面为X轴零点。通过CAXA电子图版计算出改零件的点坐标值。以下坐标值中X为车床的Z坐标；Y为车床中的X坐标的半径值，所以在编程时应该把此值乘以2。下图是右端程序的坐标零点，及各点坐标值。（3）、加工程序清单左端程序O0101程 序说 明T0101（外圆粗车刀）M03S500M08G00X97Z2 G00X15 G01Z0F60 X28 X30Z-1 Z-14 X32Z-15 Z-51 X33 X35Z-52 Z-73 X38 W-65 X40 W-18 X45 W-2

30、7 X90 W-10 X97F200N200 Z2 G00X100Z100T0202（外圆精车刀）M03S800G00X97Z2（切槽刀）M03S400G00X34Z-14G01X28F20X34G00X40Z-73G01X33F20X38G00X47W-83G01X38F20X47G00X100Z100T0404（螺纹车刀）M03S420G00X32Z2G76P0060Q200R150换1号刀主轴正转，转速为500r/min。切削液开快速走到加工起点建立G71粗车循环精加工程序起点开始切削外圆轮廓快速运动到换刀点换2号刀主轴正转建立G73复合循环精车外圆轮廓换3号刀主轴正转快速运动到第一个切

31、槽点切槽退刀快速退刀运动到下一个切槽点换4号刀快速运动到螺纹切削起点建立螺纹切削循环主轴停止切削液关程序结束右端程序O0102程 序说 明T0101（切槽刀）M03S350M08G00X97Z-45G01X40F20X97F100G00X100Z100T0202（60外圆粗车刀）M03S500G00X97Z2 G00X0 G01Z0F30 G01Z-45 G02X38Z-49 G01X50 Z-53 X90 Z-55 X92N200 G00Z100X100T0303（60外圆精车刀）M03S800G00X97Z2G70P100Q200G00X100Z100M00(手动钻中心孔)T0404(镗刀

32、)M03S600G00X14Z2 G00X20 G01Z0F30 X14N200 G00Z2M03S800G70P300Q400G00X100Z100M05M09M30换1号刀主轴正转切削液开快速运动到切削点切槽退刀快速运动到换刀点换第2号刀快速运动到切削起点建立G73外圆切削循环精加工轨迹第一点精加工轨迹结束点换号刀精车循环快速运动到换刀点暂停，并手动钻直径为16的孔换4号刀建立G71循环精镗内孔程序结束铣键槽程序O0103，装夹时用V型垫铁将工件定位于工作台上，用压板将工件压紧，以工件左端面的中心为工件坐标系零点。程 序说 明G00G90G54X0Y0M03S1500G43H1Z50M08

33、G00X-6Y0Z-4G01X-45F150X-6G01X-45F150G01X-6G0Z150M05M09M30建立工件坐标系，主轴正转，转速为1500r/min建立刀具长度补偿，切削液开快速走到下刀位置下刀开始切削主轴停止切削液关程序结束23、零件数控模拟仿真加工该零件经过mastercam的验证得知该零件程序和mastercam成的程序基本相符。左端程序验证图如下：右段程序验证如下图：结束语：本次课题贯穿本专业所学到的议论知识与实践操作技术，从分析设计到计算、操作得到成品，同时本次选题提供了自主学习，自主选择，自主完成的机会。毕业设计有实践性，综合性，探索性，应用性等特点，本次选题的目的是数控专业教学体系中构成数控技术专业知识及专业技能的重要组成部分，是运用数控机床实际操作的一次综合练习。传统的回转体工件设计是应用系统方法分析和研究产品生产的问题和需求。现代回转体类的数控加工设计理论已经不拘泥于系统论的理论基础，开始强调产品尺寸精度，工艺严格性，从而更加有得于学生装的数控编程及操作的创新精神和实践能力。随着毕业设计做完，也将意味我的大学生活即将结束，但在这段时间里面我觉得自己是努力并快乐的。在繁忙的的日子里面