1、中國地質大學（北京）畢業(yè)論文題目：攻絲動力頭的設計與數(shù)控加工班 級：05144姓 名：鄒飛專 業(yè)：機械設計制造與自動化指導教師：王宏穎答辯日期：2012年5月20日摘 要攻絲靠模是組合機床上的一個仿形加工機構,其構成的主要零部件有靠模桿、靠模螺母、鍵和壓板等。本課題先對數(shù)控機床及技術進行簡單的介紹，接下來通過對攻絲靠模原理的分析，依據(jù)材料選擇的基本原則選出各主要零部件的材料。本課題主要介紹了靠模桿在數(shù)控機床上加工時的參數(shù)設置和路徑的選用，以及所用的刀具、夾具和機床等工藝裝備的選用原則。靠模桿在數(shù)控機床上加工所選用的機床類型是跟據(jù)作者本人現(xiàn)階段所處的設備環(huán)境進行選擇的，如：車削加工利用fanuc

2、數(shù)控車床，銑削加工采用siemens802d數(shù)控銑床。最后通過對各參數(shù)設置和工藝裝備選擇，并結合對靠模桿零件的工藝分析和設計，編寫出一套工藝過程和工序卡片。同時用autocad繪出工程圖和裝配圖；采用ug進行實體造型，并進行模擬加工、程序生成。本課題在編寫過程中結合傳統(tǒng)的加工工藝和現(xiàn)代先進的制造技術，綜合運用所學的理論知識，并緊密聯(lián)系實踐，在老師和同學的幫助下認真完成的。它著重突出地運用了現(xiàn)代先進的制造技術，充分利用了功能強大的cad/cam集成技術，合理的使用了數(shù)控機床優(yōu)越性，從實體的生成到加工完畢，充分地體現(xiàn)出了現(xiàn)代制造技術的綜合使用為我們工業(yè)生產(chǎn)所帶來的便利。關鍵詞：靠模桿工藝分析 數(shù)控

3、加工 程序 ug目 錄摘 要(1)1 緒 論1.1數(shù)控機床(1)1.2數(shù)控加工技術(1)1.3數(shù)控加工工藝 (1)1.4 cad/cam技術 (2)1.5本課題設計的主要內容(2)2 各部分零件的工藝分析2.1 金屬材料的分析(4)2.2 各零部件的材料選擇及工藝分析(7)3 主要零件的參數(shù)設置及加工路徑分析3.1 概述(10)3.2 軸類零件的材料、毛坯及熱處理(10)3.3 工藝裝備的選擇(11)3.4 切削用量的選擇(15)3.5 進給路線的確定(17)3.6 加工余量的確定(20)3.7程序的確定(20)3.8 軸的加工程序(22)4 結論與展望4.1 本文總結(33)4.2 將來展望

4、(34)致 謝(39)參考文獻(40)1.緒 論1.1 數(shù)控機床的概述數(shù)控機床和數(shù)控技術是微電子技術同傳統(tǒng)機械技術相結合的產(chǎn)物，是一種技術密集型的產(chǎn)品和技術。它是根據(jù)機械加工工藝的要求，使電子計算機對整個加工過程進行信息處理與控制，實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。較好地解決了復雜、精密、多品種、中小批量機械零件加工問題，是一種通用、靈活、高效能的自動化機床。同時，數(shù)控技術又是柔性制造系統(tǒng)(fms)、計算機集成制造系統(tǒng)（cims）的技術基礎之一，是機電一體化高新科技的重要組成部分。1.2 數(shù)控加工技術簡介數(shù)控加工技術是現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中的一門新型的發(fā)展十分迅速的高新技術，它將制造技術、數(shù)字化技術、微電子技術、

5、監(jiān)控檢測技術等多種高新建設傳統(tǒng)的機械加工技術有效地結合起來，成為制造自動化領域最重要的基礎技術。數(shù)控加工技術的發(fā)展十分迅速，從第一代的電子管元件數(shù)控裝置，經(jīng)歷了晶體管電路、小中規(guī)模集成電路、大規(guī)模集成電路控制系統(tǒng)，發(fā)展到計算機控制系統(tǒng)。數(shù)控裝置體積越來越小，精度越來越高，在工業(yè)生產(chǎn)中日益發(fā)揮著重要作用。1.3 數(shù)控加工工藝 所謂數(shù)控加工工藝，就是用數(shù)控機床加工零件的一種方法。在數(shù)控機床上加工時，將記錄在控制介質上、描述加工過程所需的全部工藝信息，即原先在通用機床上加工時需要操作者考慮和決定的內容及動作的數(shù)碼信息輸人數(shù)控機床的數(shù)控裝置，對輸入信息進行運算和控制，并不斷向伺服機構發(fā)送脈沖信號，伺服

6、機構對脈沖信號進行轉換與放大處理，然后由傳動機構驅動機床按所編程序進行運動，便可加工出我們所需要的零件。可見，實現(xiàn)數(shù)控加工，編程是關鍵。但必須有編程前的數(shù)控工藝做必要準備工作和編程后的善后處理工作。嚴格說來，數(shù)控編程也屬于數(shù)控工藝的范疇。因此，數(shù)控加工工藝主要包括以下幾方面的內容： 1)選擇并確定需要進行數(shù)控加工的零件及內容。 2)進行數(shù)控加工工藝設計。 3)對零件圖形進行必要的數(shù)學處理。 4)編寫加工程序(自動編程時為源程序，由計算機自動生成目標程序加工程序)。 5)按程序單制作控制介質。 6)對程序進行校驗與修改。 7)首件試加工與現(xiàn)場問題處理。 8)數(shù)控加工工藝技術文件的編寫與歸檔。1.

7、4 cadcam技術 1963年，美國麻省理工學院首次提出cad(computer aided design計算機輔助設計)的概念。mit小組初步設想了采用計算機設計、分析，并開發(fā)了交互式圖形處理系統(tǒng)、繪制出了工程圖，從而使cad由試驗階段過渡到了實施階段。 cam(computer aided manufacturing計算機輔助制造)是從apt開始的。它是20世紀50年代mit設計的一種專門用于零件nc加工的自動編程語言，到1967年apt系統(tǒng)己實用化。從l974年開始，人們把cad系統(tǒng)和生產(chǎn)計劃管理及力學計算相結合，發(fā)展成為cadcam綜合系統(tǒng)。70年代后期，cadcam進人初期實用階段

8、。 cadcam技術推動了幾乎一切領域的設計革命，cad技術的發(fā)展和應用水平已成為衡量一個國家科技現(xiàn)代化和工業(yè)現(xiàn)代化水平的重要標志之一。cadcam技術從根本上改變了過去的手工繪圖、發(fā)圖、憑圖樣組織整個生產(chǎn)過程的技術管理方式，將它變?yōu)樵趫D形工作站上交互設計、用數(shù)據(jù)文件發(fā)送產(chǎn)品定義、在統(tǒng)一的數(shù)字化產(chǎn)品模型下進行產(chǎn)品的設計打樣、分析計算、工藝計劃、工藝裝備設計、數(shù)控加工、質量控制、編印產(chǎn)品維護手冊、組織備件訂貨供應等等。1.5本課題設計的主要內容攻絲靠模是組合機床上的一個仿形加工機構,其構成的主要零部件,如下圖所示2.各部分零件的工藝分析2.1 金屬材料的分析一、材料機械制造中最常用的材料是鋼和鑄

9、鐵，其次是有色金屬合金，非金屬材料如塑料、橡膠等，在機械制造中也得到廣泛的應用。金屬材料主要指鑄鐵和鋼，它們都是鐵碳合金，它們的區(qū)別主要在于含碳量的不同。含碳量小于2%的鐵碳合金稱為鋼，含碳量大于2%的稱為鐵。1、鑄鐵常用的鑄鐵有灰鑄鐵、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵、合金鑄鐵等。其中灰鑄鐵和球墨鑄鐵屬脆性材料，不能輾壓和鍛造，不易焊接，但具有適當?shù)囊兹坌院土己玫囊簯B(tài)流動性，因而可鑄成形狀復雜的零件。灰鑄鐵的抗壓強度高，耐磨性、減振性好，對應力集中的敏感性小，價格便宜，但其抗拉強度較鋼差。灰鑄鐵常用作機架或殼座。球墨鑄鐵強度較灰鑄鐵高且具有一定的塑性，球墨鑄鐵可代替鑄鋼和鍛鋼用來制造曲軸、凸輪軸、油泵齒輪

10、、閥體等。2、鋼鋼的強度較高，塑性較好，可通過軋制、鍛造、沖壓、焊接和鑄造方法加工各種機械零件，并且可以用熱處理和表面處理方法提高機械性能，因此其應用極為廣泛。鋼的類型很多，按用途分，鋼可分為結構鋼、工具鋼和特殊用途鋼。結構鋼可用于加工機械零件和各種工程結構。工具鋼可用于制造各種刀具、模具等。特殊用途鋼（不銹鋼、耐熱鋼、耐腐蝕鋼）主要用于特殊的工況條件下。按化學成分鋼可分為碳素鋼和合金鋼。碳素鋼的性能主要取決于含碳量，含碳量越多，其硬度越高，但塑性越低。碳素鋼包括普通碳素結構鋼和優(yōu)質碳素結構鋼。普通碳素結構鋼（如q215、q235）一般只保證機械強度而不保證化學成分，不宜進行熱處理，通常用于不

11、太重要的零件和機械結構中。低碳鋼的含碳量低于0.25%，其強度極限和屈服極限較低，塑性很高，可焊性好，通常用于制作螺釘、螺母、墊圈和焊接件等。含碳量在0.1%0.2%的低碳鋼零件可通過滲碳淬火使其表面硬而心部韌，一般用于制造齒輪、鏈輪等要求表面耐磨而且耐沖擊的零件。中碳鋼的含碳量在0.3%0.5%之間，它的綜合力學性能較好，因此可用于制造受力較大的螺栓、螺母、鍵、齒輪和軸等零件。含碳量在0.55%0.7%的高碳鋼具有高的強度和剛性，通常用于制作普通的板彈簧、螺旋彈簧和鋼絲繩。合金結構鋼是在碳鋼中加入某些合金元素冶煉而成。每一種合金元素低于2%或合金元素總量低于5%的稱為低合金鋼。每一種合金元素

12、含量為2%5%或合金元素總含量為5%10%的稱為中合金鋼。每一種合金元素含量高于5%或合金元素總含量高于10%的稱為高合金鋼。加入不同的合金元素可改變鋼的機械性能并具有各種特殊性質。例如鉻能提高鋼的硬度，并在高溫時防銹耐酸；鎳使鋼具有良好的淬透性和耐磨性。但合金鋼零件一般都需經(jīng)過熱處理才能提高其機械性能；此外，合金鋼較碳素鋼價格高，對應力集中亦較敏感，因此只用于碳素鋼難于勝任工作時才考慮采用。用碳素鋼和合金鋼澆鑄而成的鑄件稱為鑄鋼，通常用于制造結構復雜、體積較大的零件，但鑄鋼的液態(tài)流動性比鑄鐵差，且其收縮率的鑄鐵件大，故鑄鋼的壁厚常大于10，其圓角和不同壁厚的過渡部分應比鑄鐵件大。表1-1是常

13、用的金屬材料的機械性能。表1-1 常用鋼鐵材料的機械性能材料機械性能名稱牌號抗拉強度sb(n/mm2)屈服強度ss(n/mm2)硬度(hbs)普通碳素結構鋼q215q235q255q275335410375460410510490610215235255275優(yōu)質碳素結構鋼203545410530600245315355156197220合金結構鋼18cr2ni4w35simn40cr40crnimo20crmnti65mn1187859819801079735835510785835834430260229247269217285鑄鋼zg230-450zg270-500zg310-57045

14、0550570230270310130143153灰鑄鐵ht150ht200ht250145195240150200170220190240球墨鑄鐵qt450-10qt500-7qt600-3qt700-2450500600700310320370420160210170230190270225305二、材料選用的原則從各種各樣的材料中選擇出合用的材料是一項受到多方面因素制約的工作，通常應考慮下面的原則：（1） 載荷的大小和性質，應力的大小、性質及其分布狀況對于承受拉伸載荷為主的零件宜選用鋼材，承受壓縮載荷的零件應選鑄鐵。脆性材料原則上只適用于制造承受靜載荷的零件，承受沖擊載荷時應選擇塑性材料

15、。（2） 零件的工作條件在腐蝕介質中工作的零件應選用耐腐蝕材料，在高溫下工作的零件應選耐熱材料，在濕熱環(huán)境下工作的零件，應選防銹能力好的材料，如不銹鋼、銅合金等。零件在工作中有可能發(fā)生磨損之處，要提高其表面硬度，以增強耐磨性，應選擇適于進行表面處理的淬火鋼、滲碳鋼、氮化鋼。金屬材料的性能可通過熱處理和表面強化（如噴丸、滾壓等）來提高和改善，因此要充分利用熱處理和表面處理的手段來發(fā)揮材料的潛力。（3） 零件的尺寸及質量零件尺寸的大小及質量的好壞與材料的品種及毛坯制取方法有關，對外形復雜、尺寸較大的零件，若考慮用鑄造毛坯，則應選用適合鑄造的材料；若考慮用焊接毛坯，則應選用焊接性能較好的材料；尺寸小

16、、外形簡單、批量大的零件，適于沖壓和模鍛，所選材料就應具有較好的塑性。（4） 經(jīng)濟性選擇零件材料時，當用價格低廉的材料能滿足使用要求時，就不應選擇價格高的材料，這對于大批量制造的零件尤為重要。此外還應考慮加工成本及維修費用。為了簡化供應和儲存的材料品種，對于小批制造的零件，應盡可能減少同一部設備上使用材料的品種和規(guī)格，使綜合經(jīng)濟效益最高。2.2 各零部件的材料選擇及工藝分析1.靠模桿靠模桿材料及熱處理對靠模桿的使用性能和壽命有很大的影響。40gr經(jīng)調質處理后，具有良好的綜合力學性能、低溫沖擊韌度及底的缺口敏感性，淬透性良好，油冷時可得到較好的疲勞強度，水冷時復雜形狀的零件易產(chǎn)生裂紋，冷彎塑性中

17、等，正火或調質后具有良好的切削性能，一般在調質狀態(tài)下使用，還可以進行碳氮共滲和高頻表面淬火處理。考慮材料的綜合性能及經(jīng)濟性，本課題所設計的靠模桿的材料選用40gr，因其在機構中起傳遞作用，則需要有較高的強度、硬度和耐磨性。因此，采用淬火40-45hrc。其加工工藝路徑為：毛坯及其熱處理預加工粗車外圓和內孔輪廓熱處理精車外圓和內孔輪廓及螺紋鉆孔和銑鍵槽。2.鍵 本課題所設計的鍵采用45，因為經(jīng)調質處理后,具有良好的綜合力學性能,滿足較大的強度、塑性和韌性要求。加工工藝路線：鉆孔銑削外形。3. 靠模螺母qal9-4是含鐵的鋁青銅。有較高的強度和減摩性，良好的耐蝕性。可制作在高負荷下工作的抗磨耐蝕零

18、件，也制作雙金屬耐磨零件。因此，本課題所設計的靠模螺母選用qal9-4。加工工藝路線：車削其外形鉆孔、車內孔和螺紋鉆孔。4. 壓板q235因為具有良好的塑性、韌性和冷沖壓性能，以及一定的強度和好的冷彎性能，它完全符合壓板的工作需要和加工工藝要求，所以，壓板材料選用q235。加工工藝路線：落料壓彎沖孔。 以上是本課題主要零件的材料選擇和數(shù)控加工工藝路線，材料選擇是根據(jù)組合機床加工環(huán)境和材料的力學性能，同時兼顧經(jīng)濟性來進行選擇的；工藝路線是根據(jù)數(shù)控加工工藝和材料的切削性能進行選擇。在選擇的過程中力求耐用、經(jīng)濟、方便。3. 主要零件的參數(shù)設置及加工路徑分析3.1概述軸是機械加工中常見的典型零件之一。

19、它在機械中主要用于支承齒輪、帶輪、凸輪以及連桿等傳動件，以傳遞扭矩。按結構形式不同，軸可以分為階梯軸、錐度心軸、光軸、空心軸、曲軸、凸輪軸、偏心軸、各種絲杠等，其中階梯傳動軸應用較廣，其加工工藝能較全面地反映軸類零件的加工規(guī)律和共性。根據(jù)軸類零件的功用和工作條件，其技術要求主要在以下方面： 尺寸精度 軸類零件的主要表面常為兩類：一類是與軸承的內圈配合的外圓軸頸，即支承軸頸，用于確定軸的位置并支承軸，尺寸精度要求較高，通常為it 5it7；另一類為與各類傳動件配合的軸頸，即配合軸頸，其精度稍低，常為it6it9。 幾何形狀精度 主要指軸頸表面、外圓錐面、錐孔等重要表面的圓度、圓柱度。其誤差一般應

20、限制在尺寸公差范圍內，對于精密軸，需在零件圖上另行規(guī)定其幾何形狀精度。 相互位置精度 包括內、外表面、重要軸面的同軸度、圓的徑向跳動、重要端面對軸心線的垂直度、端面間的平行度等。 表面粗糙度 軸的加工表面都有粗糙度的要求，一般根據(jù)加工的可能性和經(jīng)濟性來確定。支承軸頸常為0.21.6m，傳動件配合軸頸為0.43.2m。 其他 熱處理、倒角、倒棱及外觀修飾等要求。3.2軸類零件的材料、毛坯及熱處理1軸類零件的材料 軸類零件材料 常用45鋼，精度較高的軸可選用40cr、軸承鋼gcr15、彈簧鋼65mn，也可選用球墨鑄鐵；對高速、重載的軸，選用20crmnti、20mn2b、20cr等低碳合金鋼或38

21、crmoal氮化鋼。 軸類毛坯 常用圓棒料和鍛件；大型軸或結構復雜的軸采用鑄件。毛坯經(jīng)過加熱鍛造后，可使金屬內部纖維組織沿表面均勻分布，獲得較高的抗拉、抗彎及抗扭強度。2軸類零件的熱處理鍛造毛坯在加工前，均需安排正火或退火處理，使鋼材內部晶粒細化，消除鍛造應力，降低材料硬度，改善切削加工性能。調質一般安排在粗車之后、半精車之前，以獲得良好的物理力學性能。表面淬火一般安排在精加工之前，這樣可以糾正因淬火引起的局部變形。精度要求高的軸，在局部淬火或粗磨之后，還需進行低溫時效處理。經(jīng)綜合考慮，本課題所設計的軸采用40gr，毛坯采用圓棒料，因其在機構中起傳遞作用，則需要有較高的強度、硬度和耐磨性。因此

22、，采用淬火40-45hrc。3.3 工藝裝備的選擇 工藝裝備選擇的合理與否，將直接影響工件的加工精度、生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益。應根據(jù)地生產(chǎn)類型、具體加工條件、工件結構特點和技術要求等選擇工藝裝備。一、夾具的選擇 單件、小批生產(chǎn)應首先采用各種通用夾具和機床附件，如卡盤、機床用平口虎鉗、分度頭等；對于大批和大量生產(chǎn)，為提高生產(chǎn)率應采用專用高效夾具；多品種中、小批量生產(chǎn)可采用可調夾具或成組夾具。因為本課題所要加工 三爪卡盤的軸形狀較簡單，屬小批生產(chǎn)，采用通用夾具即可，因此選用三爪卡盤、分度頭和v形鐵。二、刀具的選擇刀具材料的分類：1.高速鋼 (1)普通高速鋼:鎢系高速鋼,鎢鉬系高速鋼；(2)高性能高速鋼

23、；(3)粉末冶金高速鋼。2.硬質合金(1)鎢轱類；(2)鎢鈦轱類；(3)鎢鈦鉭鈷類；(4)碳化鈦基類。刀具材料的選擇： 金屬加工時,刀具受到很大切削壓力,摩擦力和沖擊力,產(chǎn)生很高的切削溫度.在這種高溫,高壓和劇烈的摩擦環(huán)境下,刀具材料需滿足一些基本要求.(1)高硬度刀具是從工件上去除材料,所以刀具材料的硬度應在60hrc以上.對于碳素工具鋼材料,在溫室條件下硬度應在62hrc以上;高速鋼硬度為63-70hrc;硬質合金刀具硬度應為89-93hrc.(2)高強度與強韌性 刀具材料在切削時受到很大的切削力與沖擊力,如;車削45鋼,在背吃刀量為4mm時,進給量f=0.5mm/r的條件下,刀片所承受的

24、切削力達到4000n,可見刀具材料必須具有較高的強度和較強的韌性.(3)較強的耐磨性和耐熱性 刀具耐磨性是指刀具抵抗磨損的能力.一般刀具硬度較高,耐磨性越好.刀具今相組織中硬質點(如碳化物,氮化物)越多,顆粒越小,分布越均勻,則刀具耐磨性越好.刀具材料耐熱性是衡量刀具切削性能的主要標志,通常用高溫下保持高硬度的性能來痕量,也稱熱硬性.刀具材料高溫硬度越高,則耐熱性越好,在高溫下抗塑性變形能力,抗磨損能力越強.(4)優(yōu)良熱導性刀具導熱性好,表示切削產(chǎn)生的熱量容易傳導出去,降低了刀具切削部分溫度,減少刀具磨損.另外,刀具材料導熱性好,其抗耐熱沖擊和抗熱裂紋性能也強.(5)良好的工藝性與經(jīng)濟性 刀具

25、不但要有良好的切削性能,本身還應該易于制造,這要求刀具材料有較好的工藝性,如:鍛造,熱處理,焊接,摸削,高溫塑性變形等功能.此外,經(jīng)濟性也是刀具材料的重要指標之一,選擇刀具時,要考慮經(jīng)濟效果,以降低生產(chǎn)成本.銑削用刀 刀具參數(shù)數(shù)控銑床所用的刀具主要有：牛鼻刀，立銑刀，球頭刀等。對于不同的加工方式采用不同的刀具類型和刀具規(guī)格。所以銑床的刀具選擇材料為硬質合金的立銑刀,球頭刀，麻花鉆頭，鉸刀。鉆孔用刀 刀具參數(shù)車床的刀具選擇材料為硬質合金的外圓車刀、內孔車刀和切槽刀。一般優(yōu)先采用標準刀具，若采用機械集中，則可采用各種高效的專用刀具、復合刀具和多刃刀具等。刀具的類型、規(guī)格和精度等級應符合加工要求。

26、車削用刀刀具形狀及參數(shù)其次在選用刀具時還應注意以下幾點： 1）在數(shù)控機床上銑削平面時，應采用鑲裝可轉位硬質合金刀片的銑刀。一般采用兩次走刀，一次粗銑，一次精銑。當連續(xù)切削時，粗銑刀直徑要小一些，精銑刀直徑要大一些，最好能包容待加工面的整個寬度。加工余量大，且加工面又不均勻時，刀具直徑要選得小些，否則當粗加工時會因接刀刀痕過深而影響加工質量。2）高速鋼立銑刀多用于加工凸臺和凹槽，最好不要用于加工毛坯面，因為毛坯面有硬化層和夾砂現(xiàn)象，刀具會很快被磨損。3）加工余量較小，并且要求表面粗糙度值較低時，應采用鑲立方氮化硼刀片的端銑刀或鑲陶瓷刀片的端銑刀。 4）鑲硬質合金的立銑刀可用于加工凹槽、窗口面、凸

27、臺面和毛坯表面。 5）鑲硬質合金的玉米銑刀可以進行強力切削，銑削毛坯表面和用于孔的粗加工。 6）精度要求較高的凹槽加工時，可以采用直徑比槽寬小一些的立銑刀，先銑槽的中間部分，然后利用刀具半徑補償功能銑削槽的兩邊，直到達到精度要求為止。 7）在數(shù)控銑床上鉆孔，一般不采用鉆模，鉆孔深度為直徑的5倍左右的深孔加工容易折斷鉆頭，應注意冷卻和排屑。鉆孔前最好先用中心鉆鉆一個中心孔或用一個剛性好的短鉆頭锪窩引正。锪窩除了可以解決毛坯表面鉆孔引正問題外，還可以代替孔口倒角。三、量具的選擇 單件、小批生產(chǎn)應廣泛采用通用量具，如游標卡尺、百分尺和千分表等；大批、大量生產(chǎn)應采用極限量塊和高效的專用檢驗夾具和量儀等

28、。量具的精度必須與加工精度相適應。因本零件屬于小批量生產(chǎn)，因此，選用通用量具即可。3.4 切削用量的選擇對于高效率的金屬切削機床加工來說，被加工材料、切削刀具、切削用量是三大要素。這些條件決定著加工時間、刀具壽命和加工質量。經(jīng)濟的、有效的加工方式，要求必須合理地選擇切削條件。 在確定每道工序的切削用量時，應根據(jù)刀具的耐用度和機床說明書中的規(guī)定去選擇。也可以結合實際經(jīng)驗用類比法確定切削用量。在選擇切削用量時要充分保證刀具能加工完一個零件，或保證刀具耐用度不低于一個工作班，最少不低于半個工作班的工作時間。 背吃刀量主要受機床剛度的限制，在機床剛度允許的情況下，盡可能使背吃刀量等于工序的加工余量，這

29、樣可以減少走刀次數(shù)，提高加工效率。對于表面粗糙度和精度要求較高的零件，要留有足夠的精加工余量，數(shù)控加工的精加工余量可比通用機床加工的余量小一些。在確定切削用量時，要根據(jù)被加工工件材料、硬度、切削狀態(tài)、背吃刀量、進給量，刀具耐用度，最后選擇合適的切削速度。一、車削用量的選擇下表為車削加工時的選擇切削條件的參考數(shù)據(jù)。 根據(jù)經(jīng)驗選擇，一般粗車切削深度為23mm,半精車切削深度為0.51mm，精車切削深度為0.20.5mm。本課題所加工的為40gr，由表可知：切削速度應在70220mm/min,根據(jù)經(jīng)驗,我們選擇vc=120mm/min.由公式n=1000v/dw (dw-未加工工件的直徑)可以計算出

30、,粗車時n=500r/min;精車時n=1200r/min.二、銑削用量的選擇 主軸轉速 進給銑削用量的選擇是否合理直接影響工件加工質量、生產(chǎn)效率和刀具耐用度。合理選擇切削用量的原則是：粗加工時，一般以提高生產(chǎn)率為主，但也應考慮經(jīng)濟性和加工成本；半精加工和精加工時，應在保證加工質量的前提下，兼顧切削效率、經(jīng)濟性和加工成本，具體數(shù)值應根據(jù)機床說明書、切削用量手冊，并結合經(jīng)驗而定。 確定銑削深度時，如果機床功率和工藝系統(tǒng)剛性允許而加工質量要求不高（ra值不小于5m），且加工余量又不大（一般不超過6mm），可以一次銑去全部余量 若加工質量要求較高或加工余量太大，銑削則應分多次進行。在工件寬度方向上，

31、一般應將余量一次切除。加工條件不同，選擇的切削速度c和每齒進給量fz也應不同。工件材料較硬時，fz及c值應取得小些；刀具材料韌性較大時，fz值可取得大些。刀具材料硬度較高時，c的值可取得大些；銑削深度較大時，fz及c值應取得小些。3.5 進給路線的確定 在數(shù)控機床加工過程中，進給路線的確定是非常重要的，它與工件的加工精度和粗糙度 直接相關。所謂進給路線就是數(shù)控機床在加工過程中刀具中心的移動路線。確定進給路線，就是確定刀具的移動路線。 1）數(shù)控車削進給路線的確定 確定數(shù)控車削進給路線的工作重點，主要在于確定粗加工及空行程的進給路線，精加工切削過程的進給路線基本上都是沿其零件設計圖確定的輪廓順序進

32、行的。 車削進給路線泛指刀具從對刀點（或機床固定原點）開始運動起，直至返回該點并結束加工程序所經(jīng)過的路徑，包括切削加工的路徑及刀具切入、切出等非切削空行程。其基本原則是： 力求空行程路線最短。可通過巧用起刀點、將起刀點與其對刀點重合在一起；巧設換（轉）刀點，如果將第二把刀的換刀點也設置在合適點位置上，則可縮短空行程距離，在合理安排“回零”路線時，應使其前一刀終點與后一刀起點間的距離盡量減短，或者為零，即可滿足進給路線為最短的要求。 力求切削進給路線最短。切削進給路線為最短，可有效地提高生產(chǎn)效率，降低刀具的損耗等。矩形進給路線，適用于棒料毛坯，進給路線較短。三角形進給路線，適用于棒料毛坯，進給路

33、線較長。仿形進給路線，用于鑄、鍛件毛坯時進給路線較短。因毛坯形狀為圓棒料，排除第三種進給路線，根據(jù)力求進給路線最短原則，第一種走刀路線較適合。 2）數(shù)控銑削進給路線的確定 數(shù)控銑削加工中進給路線對零件的加工精度和表面質量有直接的影響，因此，確定好進給路線是保證銑削加工精度和表面質量的工藝措施之一。下面是銑削中幾種常見的走刀路線。 在圖中，左圖和中圖分別為用行切法加工和環(huán)切法加工凹槽的走刀路線，而右圖是先用行切法，最后環(huán)切一刀光整輪廓表面。三種方案中，左圖方案的加工表面質量最差，在周邊留有大量的殘余；中圖方案和右圖方案加工后的能保證精度，由于零件結構加工工藝的要求，銑刀從孔的正上方下刀進行切削，

34、而中圖方案滿足了這一要求。根據(jù)以上分析，本課題所加工的軸上的鍵槽采用中圖所示的走刀方案。 3.6 加工余量的確定 加工余量的大小等于每個中間工序加工余量的總和。工序間的加工余量的選擇應根據(jù)下列條件進行。 1 ）應有足夠的加工余量，特別是最后的工序，加工余量應能保證達到圖樣上所規(guī)定的精度和表面粗糙度值要求。 2）應考慮加工方法和設備的剛性，以及工件可能發(fā)生的變形。過大的加工余量反而會由于切削抗力的增加而引起工件變形加大，影響加工精度。 3）應考慮到熱處理引起的變形，否則可能產(chǎn)生廢品。 4）應考慮工件的大小。工件越大，由切削力、內應力引起的變形亦會越大，加工余量也要相應地大一些。 5）在保證加工精

35、度的前提下，應盡量采用最小的加工余量總和，以求縮短加工時間，降低加工費用。3.7 程序的確定一、數(shù)控指令的介紹數(shù)控程序的指令由一系列的程序字組成，而程序字通常由地址（address）和數(shù)值（number）兩部分組成，地址通常是某個大寫字母。數(shù)控程序中的地址代碼意義如表1-1所示。表 1-1 功 能地 址意 義程序號：(iso)，o (eia)程序序號順序號n順序號準備功能g動作模式（直線、圓弧等）尺寸字x、y、z坐標移動指令a、b、c、u、v、w附加軸移動指令r圓弧半徑i、j、k圓弧中心坐標進給功能f進給速率主軸旋轉功能s主軸轉速刀具功能t刀具號、刀具補償號輔助功能m輔助裝置的接通和斷開補償號

36、h、d補償序號暫停p、x暫停時間子程序號指定p子程序序號子程序重復次數(shù)l重復次數(shù)參數(shù)p、q、r固定循環(huán)二、程序編制方法的確定程序編制分為：手工編程和自動編程兩種。1.手動編程：整個編程過程由人工完成。對編程人員的要求高（不僅要熟悉數(shù)控代碼和編程規(guī)則，而且還必須具備機械加工工藝知識和數(shù)值計算能力）手工編程適用于：幾何形狀不太復雜的零件。2.自動編程：編程人員只要根據(jù)零件圖紙的要求，按照某個自動編程系統(tǒng)的規(guī)定， 將零件的加工信息用較簡便的方式送入計算機，由計算機自動進行程序的編制，編程系統(tǒng)能自動打印出程序單和制備控制介質。自動編程適用于：形狀復雜的零件、雖不復雜但編程工作量很大的零件（如有數(shù)千個孔

37、的零件）、雖不復雜但計算工作量大的零件（如輪廓加工時，非圓曲線的計算）。ug軟件是將加工零件以圖形形式輸入計算機，由計算機自動進行數(shù)值計算、前置處理，在屏幕上形成加工軌跡，及時修改，再通過后置處理形成加工程序輸入數(shù)控機床進行加工。自動編程的出現(xiàn)使的一些計算繁瑣、手工編程困難、或手工無法編出的程序都能夠實現(xiàn)。根據(jù)以上各種程序編制的特點，對軸的加工程序的編制進行以下選擇：由于軸的幾何形狀不太復雜，因此對其外圓表面的加工，應選擇手工編程；其軸上的鍵槽雖不復雜但計算工作量大，因此選擇ug軟件自動編程。3.8 軸的加工程序軸的加工尺寸如圖所示：一、零件圖樣分析（1）它屬于臺階軸類零件，由圓柱面、軸肩、螺

38、紋、螺尾退刀槽、砂輪越程槽和鍵槽等組成。軸肩一般用來確定安裝在軸上零件的軸向位置，鍵槽用于安裝鍵，以傳遞轉矩；螺紋用于安裝各種鎖緊螺母和調整螺母。（2）孔f28對f36的跳動度不大于0.02；（3）f28對f14的不同軸度不大于f0.01；（4）螺紋中徑對f28的跳動度不大于0.04；（5）局部外圓和內孔調制4042hrc；二、工藝分析（1）在安排加工工序時，應將粗、精加工分開，以減小切削應力對加工精度的影響。并在淬火處理前進行粗加工，淬火處理后進行半精加工和精加工。（2）為防止在車削精加工過程中出現(xiàn)斷續(xù)切削而影響工件精度和刀具壽命，因此安排在車削精加工以后進行鉆孔和鍵槽的銑削。（3）銑削鍵槽

39、26x12.5時應先f鉆6的孔，然后再進行鍵槽的銑削，這樣可以使銑刀直接從f6孔上方下刀，減少徑向切削力；同樣道理，銑削鍵槽26x12.5時，應先鉆f9的孔。（4）在銑削鍵槽和鉆孔時，利用v形鐵托夾工件外圓，以保證工件放置平穩(wěn)，不發(fā)生振動。三、軸外圓表面的加工程序如下：1、粗車 右端面程序：o1000 n10 g92 x50 z100n20 m03 s500 n30 t0101 n40 g00 x48 z2 n50 g01 z-140 f1.5 n60 g00 x55 n70 z2 n80 g01 z-140 n90 g00 x55n100 z2 n110 x44n120 g01 z-140n

40、130 g00 x55n140 z2n150 x41n160 g01 z-140n170 g00 x55n180 z2n190 x38n200 g01 z-111 n210 x37 z-113 n220 z-140 n230 x52 n240 g00 z2 n250 x50 z100 t0100 n260 m05 n270 m30左端面程序：o2000n10 g92 x50 z100n20 m03 s500n30 t0101 n40 g00 x48 z2 n50 g01 z-35 f1.5n60 x50 n70 z-102n80 x52 n90 z2n100 x44n110 z-35n120

41、z2n130 g01x40n140 z-35n150 g00z2n160 x50 z100 t0100t0202n170 m03 s400n180 g00 x16n185 z2n190 g01 z-36 f1n200 g00 x12n210 z2n220 x19n230 g01 z-36n240 g00 x12n250 z2 n260 x22n270 g01 z-36n280 g00 x12n290 z2 n300 x24n310 g01 z-36n320 g00 x12n330 z2 n340 x26n350 g01 z-36n360 g00 x12n370 z2 n380 x50 z100

42、 t0100 n390 m05 n400 m30 2、精車精加工左端面程序：o1001n10 g92 x50 z100n20 m03 s1000 n30 t0101 n40 g00 x37 z2n50 g01 z0f1n60 x38 z-0.5n70 z-2n80 g02 x26.5 z-3.31n90 g01 z-3.89 n100 g02 x38 z-5n110 g01 z-35n120 x48n130 z-103n140 g00 x50n150 z2n160 z100 t0100n170 t0202n180 m03 s300n190 g00 x47.4n200 z-25n210 g32

43、z-105 f2n220 g00 x50n230 z-25n240 x46.8n250 g32 z-105 f2n260 g00 x50n270 z-25n280 x46.2n290 g32z-105 f2n300 g00 x50n310 z-25n320 x45.8n330 g32 z-105 f2n340 g00 x50n350 z-25n360 x45.6n370 g32 z-105 f2n380 g00 x50n390 z2n400 z100 t0200n410 t0303n420 g00 x29.15n430 z2n440 g01 z0n450 x28 z-1n460 -38n470

44、 x16n480 x14 z-39n490 z-69n500 g00 x12n510 g00 z2n520 x50 z100 t0300n530 t0404 n540 m03 s500n550 g00 x12 z2n560 z-35n570 g01 z-38n580 x29n590 g00 x12n600 z2n610 z100 t0400n620 m05n630 m30精加工右端面程序：o1001 n10 g92 x50 z100n20 m03 s1000n30 t0101 n40 g00 x33 z2n50 g01 z0 f1n60 x36 z-1.5n70 z-110n80 g02 x3

45、5 z-111n90 g01z-139n100 g02 x36 z-140n110 g01 x50n120 z2 n130 x50 z100 t0100 n140 m05 n150 m30 % 二、軸上鍵槽的銑削路徑如圖所示鍵槽的銑削程序：%o0010n2 g54 g90n3 m03 s1000 m08n4 g00 x0.0 y0.0 n5 z10n6 g01 y.382 z-1. f250. n7 x-2.855n8 y-.382n9 x10.855n10 y.382n11 x0.0n12 x1.5 y3.382n13 x0.0n14 x-2.855n15 x-5.855n16 y.382n

46、17 y-.382n18 y-3.382n19 x-2.855n20 x13.855n21 y3.382n22 x-1.5n23 g00 z0.0n24 y2.382n25 z2.n26 x0.0 y0.0n27 z1.n28 g01 z-2.n29 y.305n30 x-2.855n31 y-.305n32 x10.855n33 y.305n34 x0.0n35 x1.5 y3.305n36 x0.0n37 x-2.855n38 x-5.855n39 y.305n40 y-.305n41 y-3.305n42 x-2.855n43 x13.855n44 y3.305n45 x-1.5n46

47、g00 z-1.n47 y2.305n48 z1.n49 x0.0 y0.0n50 z0.0n51 g01 z-3.n52 y.305n53 x-2.855n54 y-.305n55 x10.855n56 y.305n57 x0.0n58 x1.5 y3.305n59 x0.0n60 x-2.855n61 x-5.855n62 y.305n63 y-.305n64 y-3.305n65 x-2.855n66 x13.855n67 y3.305n68 x-1.5n69 g00 z-2.n70 y2.305n71 z0.0n72 x0.0 y0.0n73 z-1.n74 g01 z-4.n75 y

48、.305n76 x-2.855n77 y-.305n78 x10.855n79 y.305n80 x0.0n81 x1.5 y3.305n82 x0.0n83 x-2.855n84 x-5.855n85 y.305n86 y-.305n87 y-3.305n88 x-2.855n89 x13.855n90 y3.305n91 x-1.5n92 g00 z-3.n93 y2.305n94 z-1.n95 x0.0 y0.0n96 z-2.n97 g01 z-5.n98 y.305n99 x-2.855n100 y-.305n101 x10.855n102 y.305n103 x0.0n104 x

49、1.5 y3.305n105 x0.0n106 x-2.855n107 x-5.855n108 y.305n109 y-.305n110 y-3.305n111 x-2.855n112 x13.855n113 y3.305n114 x-1.5n115 g00 z-4.n116 y2.305n117 z-2.n118 x0.0 y0.0n119 z-3.n120 g01 z-6.n121 y.305n122 x-2.855n123 y-.305n124 x10.855n125 y.305n126 x0.0n127 x1.5 y3.305n128 x0.0n129 x-2.855n130 x-5.855n131 y.305n132 y-.305n133 y-3.305n134 x-2.855n135 x13.855n136 y3.305n137 x-1.5n138 g00 z-5.n139 y2.305n140 z-3.n141 x0.0 y0.0n142 z-4.n143 g01 z-7.n144 y.305n145 x-2.855n146 y-.305n147 x10.855n148 y.305n149 x0.0n150 x1.5 y3.305n151 x0.0n152 x-2.855n153 x-5.472n154 x-5.855 y3.205n155 y2.289n156