天津滨海职业学院毕业设计数控车床加工工艺设计作者：院系：天津滨海职业学院机电工程系专业：机电一体化技术年级：2010级学号：指导教师：毕业设计任务书设计题目：数控车床加工工艺完成期限：自 2012 年12 月 5 日至2013 年 3 月 10日止一、设计原始依据1.根据《数控加工编程与操作》中的零件设计。

2.在数控车床实训中所加工的轴类以及套类零件。

二、设计内容和要求内容：1.数控车床的概述2.数控车床的操作3.零件加工及工艺要求：1.结合数控机床高精度、高效率和高柔性等特点综合多方面的知识，能够解决数控加工中的工艺问题。

2.能熟练掌握数控车床的编程及加工。

3.能够深刻理解数控加工过程中的一系列问题。

本人签字：2013 年3 月10 日毕业设计内容摘要数控车削加工设计以机械制造中的工艺基本理论为基础，结合数控机床高精度、高效率和高柔性等特点综合多方面的知识，解决数控加工中的工艺问题。

对零件进行编程加工之前，工艺分析具有非常重要的作用。

在比较数控车床加工工艺与传统加工工艺的基础上，对数控车床加工工艺中的关键问题进行了深入分析，总结了数控车床的工艺设计方法。

通过实例，证明了正确地进行数控车床加工工艺分析与设计有助于提高零件加工质量和生产效率。

本文通过对零件图样分析、工艺路线的拟订、切削用量的选择等几方面进行了介绍。

关键词：数控加工工艺分析图样分析工艺路线目录第一章数控车床概述 (1)第一节数控车床的基本构成 (1)第二节数控车床的工艺范围 (1)第二章数控加工工艺分析..2 第三章数控车床加工实例 (4)第一节简单轴类零件的编程与加工 (4)第二节简单轴类零件的编程与加工 (10)第四章数控车床加工操作流程15 小结 (19)参考文献 (20)附件表 (21)第一章数控车床概述第一节数控车床的基本构成数控车床的整体结构组成基本上与普通车床相同，同样具有床身、主轴、刀架、拖板和尾座等基本部件，但数控操作面板、显示监视器等却是数控机床特有的部件。

总体上包含以下四个部分：机床主体、控制部分、驱动装置以及辅助装置，如图所示。

一．机床主体机床主体是数控车床的机械部件，通常包括主轴箱、床鞍与刀架、尾座、进给机构和床身等。

二．控制部分（CNC装置）控制部分是数控车床的控制核心，一般包括专用计算机、液晶显示器、控制面板及强电控制系统等等。

三．驱动装置驱动装置是数控车床执行机构的驱动部件，包括主轴电动机、进给伺服电机等。

四．辅助装置辅助装置是指数控车床上的一些配套部件，包括对刀仪、润滑、液压及气动装置、冷却系统和排屑装置等。

第二节数控车床的工艺范围数控机床有许多种型号、规格和不同的性能，不同类型的机床有着不同的用途：数控车床适用于加工精度要求高、表面粗糙度好、形状比较复杂的回转类的轴类、盘类零件和复杂曲线回转形成的模具内型腔。

能够通过程序控制，自动完成圆柱面、圆锥面、圆弧面和各种螺纹的切削加工。

轴类和盘类零件的区分主要在于它的长度和直径的比例，一般将长度和直径的比例大于一的零件视为轴类零件，而将比例小于一的零件视为盘类零件。

第二章数控加工工艺分析一．机床的合理选用数控机床通常最适合加工具有以下特点的零件：（一）多品种、小批量生产的零件或新产品试制中的零件。

（二）轮廓形状复杂，或对加工精度要求较高的零件。

（三）用普通机床加工时需用昂贵工艺装备（工具、夹具和模具）的零件。

（四）需要多次改型的零件。

（五）价值昂贵，加工中不允许报废的关键零件。

（六）需要最短生产周期的急需零件。

二．数控加工零件的工艺性分析（一）零件图上尺寸数据的给出，应符合程序编制方便的原则（二）零件各加工部位的结构工艺性应符合数控加工的特点三．加工方法的选择与加工方案的确定（一）加工方法的选择加工方法的选择原则是：同时保证加工精度和表面粗糙度的要求。

此外，还应考虑生产率和经济性的要求，以及现有生产设备等实际情况。

（二）确定加工方案的原则零件上精度要求较高的表面加工，常常是通过粗加工、半精加工和精加工逐步达到的。

对于这些表面，要根据质量要求、机床情况和毛坯条件来确定最终的加工方案。

确定加工方案时，首先应该根据主要表面的精度和表面粗糙度的要求，初步确定为达到这些要求所需要的加工方法。

此时要考虑到数控机床使用的合理性和经济性，并充分发挥数控机床的功能。

原则上数控机床仅进行较复杂零件重要基准的加工和零件的精加工。

四．零件的安装与夹具的选择在数控车床上，可以用三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘和两顶尖等多种夹具安装车削。

一般装夹棒料工件时，应使三爪自定心卡盘夹紧工件。

为保证夹持力度，要有一定的夹持长度。

但在装夹非回转表面，或偏心工件时，经常使用四爪单动卡盘和两顶尖等方式进行装夹。

五．对刀点和换刀点的确定（一）选择对刀点的原则是：1.选择的对刀点便与数学处理和简化程序编制。

2.对刀点在机床上容易校准。

3.加工过程中便于检查。

4.引起的加工误差小。

（二）确定工艺加工路线的原则是：1.保证零件的加工精度和表面粗糙度。

2.方便数值计算，减少编程工作量。

3.缩短加工运行路线，减少空运行行程。

在确定工艺加工路线时，还要考虑零件的加工余量和机床、刀具的刚度，需要确定是一次走刀，还是多次走刀来完成切削加工，并确定在数控铣削加工中是采用逆铣加工还是顺铣加工等。

第三章数控车床加工实例第一节简单轴类零件的编程与加工图3-1 轴类零件图图3-2 轴类零件CAD图一．零件图样分析（一）所需加工零件如图3-1以及图3-2所示，材料为45号钢。

在数控车床上需要进行的工序为：切削外圆；R70mm 弧面、锥面、退刀槽、螺纹及倒角（二）成型表面组成：由圆柱面、圆锥面、球面、圆弧面以及螺纹面组成。

各表面精度要求较高以及表面粗糙度要求为Ra1.6，用数控车削均可完成。

（三）轴段右侧有两段顺逆圆弧，应选用机械间隙补偿的数控机床去完成。

二．工艺措施（一）尺寸精度要求及表面粗糙度要求，一般取表面粗糙度为七级精度，使用高等精度数控CJK6140即可保证零件的加工要求，编程时，直接带入具体尺寸。

（二）轴段右侧有两段顺逆圆弧，应选用带机械间隙补偿的数控机床去完成。

（三）各成型表面连接无复杂程度中等，不须用可转位刀片，用一般车削硬质合金刀即可。

（四）选毛坯件：45#碳热扎圆钢，取毛坯选φ60㎜棒料。

（五）数控加工前先在普床上完成外圆的准备加工，使之为48mm，同时获得工件的回转轴线、再平端面。

三．确定定位基准和装夹方式（一）定位基准：X方向：坯件回转轴线Z方向：坯件端面设计基准和定位基准与工艺基准三者重合；在相应加工之前基准端面要先加工。

（二）装夹方式：三爪自定心卡盘，手工夹紧夹持端。

对坯料多余部分插入主轴内部，加工时依次完成四根轴的加工。

在数控机床上分别加工各成型面，最后用切割刀切除。

综上所述，首先在普床上平端面、加工外圆去除表面的余量达到要求，然后把工件放到数控车床上确定左段用三爪自定心卡盘夹持，加工圆球、圆弧、圆锥、倒角、退刀槽及螺纹，最后用切割刀切断即可完成。

（三）装夹图如图3-3所示：图3-3 装夹图四．加工路线及进给路线（一）粗车外表面先平端面，然后遵循由粗到精，从右到左（由近到远）的加工原则；加工时从右到左粗车各面，粗车时留精加工余量0.5mm。

加工路线如图3-4所示，用一把刀即可完成所以内容。

（二）精车外表面图3-4 精车轮廓进给路线编程时用G70指令对应G71指令进行精车，一刀完成。

走刀路线如上图3-4所示。

（三）粗车左端表面用G73指令完成左端粗加工，走刀如图3-5所示。

图 3-5 加工路线及进给路线图（四）精车左端表面用指令G70完成，一刀走完，走刀路线如图3-5所示。

（五）槽加工一刀完成。

走刀路线如下图3-6所示：图3-6 槽加工图（六）螺纹加工由于螺纹系易损面，应后加工。

编程时可用G92螺纹循环指令完成加工。

走刀路线如如图3-7所示：图3-7 螺纹加工图（七）最后用切断刀切断。

五．刀具选择刀具材料为硬质合金，经几何分析sina=OC/OK=6.5/7.5=0.866得到a=60度，Kr大于30为安全。

（一）粗车时循环车削轮廓——取一般硬质合金90度右偏刀，从右向左车外廓，副偏角为55度，取nk较大的刀以防止干涉，取刀杆直径D=20mmX20mm。

（二）切槽刀：切削刀宽为5mm，刀柄D=20mmX20mm。

（三）螺纹刀：使用60度外螺纹硬质合金右刀，刀柄20mmX20mm。

（四）将以上所选定的刀具参数填入如下数控加工刀具卡。

六．工艺卡片序号刀具号刀具规格与名称数量工序内容备注1 T01 90度右偏硬质合金外圆刀1车外轮廓及端面自动2 T02 30度硬质合金尖刀1 车外轮廓自动3 T03 刀刃宽为5mm 1 切退刀槽切自动七．切削用量选择（一）背吃刀量的选择：轮廓粗车循环时选ap =3㎜，精车ap=0.25㎜；螺纹粗车循环时选ap =0.4㎜，精车ap=0.05㎜。

（二）主轴转速的选择：车直径和圆弧时，查表选粗车切削速度vc=90m/min 精车切削速度vc=120m/min然后利用公式vc=πdn/1000技术主轴转速n（粗车直径D=60㎜，精车工件直径取平均值）；粗车800r/min 精车1200r/min。

（三）进给速度的选择查表选择粗车、精车每转进给量，再根据加工的实际情况确定粗车每转进给量为0.4㎜/r ，精车每转进给量为0.15㎜/r，最后根据公式Vf=nf计算粗车、进给速度分别为200m/min和180m/min。

、八．数控加工程序单按该机床规定的指令代码和程序段格式，把加工零件的全部工艺过程编写程序清单。

该工件的加工程序如下：00001；M03 S700 T0101；G00 X50. Z3.0；G71 U3.0 R0.5；G71 P10 Q20 U0.5 W0.3 F0.4；N10 G00 X0；G01 Z0 F0.15 S1000；G03 X20. Z-10 R10. F0.15；G01 Z-26.5 F0.15；X24.；X27. Z-28；Z-49.5；X32.；G03 X36.Z-51.R2.0 F0.15；G01 Z-64.5 F0.15；X43.；X46. W-1.5；Z-110；N20 G00 X50.0 Z3.0；G00 X150.0 Z200.0；G00 X50.0 Z3.0 S1000 ；G70 P10 Q20；G00 X150.0 Z200.0；G00 X150. Z200. T0202；G00 X50. Z-79.5；G73 U9.W0 R5. ；G73 P30 Q40 U0.5 W0.3；N30 G00 X47. ；G01 X46.F0.05；G02 X35.8 W-5. F0.15；G01 X29.6 Z-102.F0.15；N40 G00 X50 Z-79.5；G00 X150. Z200.；G00 X50. Z-79.5 S1000；G70 P30 Q40 ；G00 X150. Z200. ；T0303 S400 F0.15；G00 X40.0 Z-49.5；X28. ；G75 R0.5 ；G75 X23. P2000 F0.15 ；G00 X50.0 Z3.0；G00 X150.0 Z200.0；T0404 S600；G00 X29. Z-25. ；G92 X26.2 Z-47.0 F1.5；X25.6；X25.2；X25.04；X25.04；G00 X50.0 Z3.0；G00 X150.0 Z200.0；T0303 S400 F0.07 ；G00 X50. Z-106.5；G75 R0.5 ；G75 X0 P2000 F0.07 ；G00 X150. Z200. ；M30；第二节简单套类零件的编程与加工用数控车床加工如图3-8以及3-9所示的简单套类零件，工件长度为44㎜，外圆两个阶台尺寸分别为Φ45㎜，Φ65㎜，两端同轴度要求为0.04㎜，并有一个C1倒角。