数控毕业设计Word文档格式.docx
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该零件表面由圆柱、圆锥、顺圆弧、逆圆弧及螺纹等表面组成。
尺寸标注完整，轮廓描述清楚。
零件材料为45钢，毛坯选择直径60x200,无热处理和硬度要求。
通过上述分析，可采用以下几点工艺措施：
①对图样上给定的几个精度要求较高的尺寸，因其公差数值较小，故编程时不必取平均值，而全部取其基本尺寸即可。
②其中多个直径尺寸有较严的尺寸精度和表面粗糙度等要求。
③为便于装夹，毛坯左端的装夹部分应先粗车，右端先粗车后再钻中心孔，毛坯选料直径60。
1.3 确定加工方法（机床的选择）
加工顺序按由粗到精、由近到远（由右到左）的原则确定。
即先从右到左进行粗车（留0.25㎜精车余量），然后从右到左进行精车，最后车削螺纹。
首先切削零件的外缘轮廓，方向从右向左，依次是先倒角2×
45°
，φ30，倒角2×
，φ26，切削锥度部分，φ36，R25的圆弧，Sφ50，R15的圆弧，φ36，切削锥度部分，φ56。
然后精加工，最后车削螺纹。
在数控机床上加工零件时一般有两种情况。
一是有零件图样和毛坯，要选择适合该零件的数控机床；
二是已经有了数控机床，要选择适合在该机床上加工的零件。
无论哪种情况，考虑的因素有，毛坯的材料和类型、零件轮廓形状复杂程度、尺寸大小、加工精度、零件数量、热处理要求等。
概括起来有三点：
（1）要保证加工零件的技术要求，加工出合格的产品。
（2）有利于提高生产率。
（3）尽可能降低生产成本（加工费用）。
数控机床最适合加工轮廓形状复杂，对加工精度要求较高的零件；
多品种、小批量生产的零件或新产品试制中的零件。
TND360数控车床具有粗车循环和车螺纹循环功能，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，因此，该零件的粗车循环和车螺纹循环不需要人为确定其进给路线（但精车的进给路线需要人为确定）。
该零件从右到左沿零件表面轮廓精车进给。
1.4 确定加工方案
第2章定位与装夹
2.1 定位基准的选择
在数控机床上加工零件时，定位安装的基本原则是合理选择定位基准和夹紧方案。
在选择时应注意以下几点：
（1）力求设计、工艺和编程计算的基准统一。
（2）尽量减少装夹次数，尽可能在一次定位装夹后，加工出全部待加工表面。
（3）避免采用占机人工调整式加工方案，以充分发挥数控机床的效能。
2.1.1定位基准的确定
确定毛坯轴线和左端大端面为定位基准
2.2 装夹方式的选择
选择夹具的基本原则
数控加工的特点对夹具提出了两个基本要求：
一是要保证夹具的坐标方向与机床的坐标方向相对固定；
二是要协调零件和机床坐标系的尺寸关系。
除此之外，还要考虑以下几点：
（1）当零件加工批量不大时，应尽量采用组合夹具、可调式夹具及其他通用夹具，以缩短生产准备时间、节省生产费用。
（2）在成批生产时才考虑采用专用夹具，并力求结构简单。
（3）零件的装卸要快速、方便、可靠，以缩短机床的停顿时间。
（4）夹具上各零部件应不妨碍机床对零件各表面的加工，即夹具要开敞，其定位、夹紧机构元件不能影响加工中的走刀（如产生碰撞等）。
2.2.1选择夹具的基本原则
数控加工的特点对夹具提出了两个基本要求：
2.2.2 确定合理的装夹方式
左端采用三爪卡盘夹紧，右端采用活动顶尖支撑的装夹方式,伸出长度170mm。
第3章确定刀具及切削用量
3.1 刀具的选择
刀具的选择是数控加工工艺中重要内容之一，它不仅影响机床的加工效率，而且直接影响加工质量。
与传统的加工方法相比，数控加工对刀具的要求更高。
不仅要求精度高、刚度好、耐用度高，而且要求尺寸稳定、安装调整方便。
这就要求采用新型优质材料制造数控加工刀具，并优选刀具参数。
数控刀具的确定原则：
（1）选用刚性和耐用度高的刀具，以缩短对刀和换刀的停机时间。
（2）刀具尺寸稳定，安装调整简便。
选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸和形状相适应。
生产中，平面零件周边轮廓的加工，常采用立铣刀。
铣削平面时，应选用硬质合金刀片铣刀；
加工凸轮、凹槽时，选高速钢立铣刀；
加工毛坯表面或粗加工孔时，可选镶硬质合金的玉米铣刀。
3.1.1刀具选择应考虑的主要因素
选择刀具应考虑以下几方面的因素：
（1）一次连续加工表面尽可能多。
（2）在切削过程中刀具不能与工件轮廓发生干涉。
（3）有利于提高加工效率和加工表面质量。
（4）有合理的刀具强度和耐用度。
3.1.2刀具材料的选择
刀具切削时，要承受很大的压力。
同时，由于刀具、切屑、工件相互接触表面间产生的强烈摩擦，使刀具切削部分会承受很高的温度。
因此，选择刀具材料应考虑因素：
（1）高的硬度和耐磨性
（2）足够的强度和韧性
（3）高耐热性
（4）良好的工艺性
表3-1刀具材料的选择
性能
材料种类
硬度
抗弯强度
/GPa
冲击韧性
/（kJ/㎡）
热导率
/（W/（m﹒K））
耐热性
/℃
碳素工具钢
60-65HRC/81.2-83.9HRA
2.45-2.74
67.2
200-250
高速钢
63-70HRC/83-86.6HRA
1.96-5.88
98-588
1.67-25
600-700
合金工具钢
63-66HRA
2.4
41.8
300-400
硬质
合金
YG6
89.5HRA
1.45
30
79.6
900
YT14
90.5HRA
1.2
7
33.5
陶瓷
AMAl
>
91HRA
0.45-0.55
5
19.2
1200
93-94HRA
0.55-0.65
91-93HRA
0.75-0.85
4
38.2
1300
金刚石
天然金刚石
10000HV
0.21-0.49
146.5
700-800
聚晶金刚石
6500-8000HV
2.8
100-108.7
立方氮化硼
烧结体
6000-8000HV
1.0
1000-1200
立方氮化硼复合刀片
≥5000HV
1.5
1000
3.1.3刀具结构形式选择
3.1.4确定加工刀具
（1）选用φ5㎜中心钻T0101钻削中心孔。
（2）粗车及平断面采用外圆粗车刀T0202。
（3）精车选用外圆精车刀T0303，车螺纹采用螺纹刀T0404。
3.2切削用量选择
切削用量包括主轴转速（切削速度）、背吃刀量、进给量。
对于不同的加工方法，需要选择不同的切削用量，并编入程序单内。
①切削深度ap（㎜）主要根据机床、夹具、刀具和工件的刚度来决定。
在刚度允许的情况下，应以最少的进给次数切除加工余量，最好一次切净余量，以便提高生产率。
在数控机床上，精加工余量可小于普通机床，一般取（0.2～0.5）㎜
②主轴转速n（r/min）主要根据允许的切削速度νc（m/min）选取。
式中，νc——切削速度，由刀具的耐用度决定；
D——工件或刀具直径（㎜）。
③主轴转速n要根据计算值在机床说明书中选取标准值，并填入程序单中。
进给量（进给速度）f（mm/min或mm/r）是数控机床切削用量中的重要参数，主要根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性质选取。
当加工精度，表面粗糙度要求高时，进给量数值应选小些，一般在20～50mm/min范围内选取。
最大进给量则受机床刚度和进给系统的性能限制，并与脉冲当量有关。
3.2.1切削用量的选择原则
合理选择切削用量的原则是：
（1）粗加工时，一般以提高生产率为主，但也应考虑经济性和加工成本。
提高切削速度加大进给量和切削深度都能提高生产率。
其中，切削速度对刀具寿命的影响最大，切削深度对刀具寿命的影响最小，所以，首先应选择一个尽可能大的切削深度，其次选择较大的进给速度，最后在刀具使用寿命和机床功率允许的条件下选择一个合理的切削速度。
（2）半精加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本。
精车和半精车的切削深度是根据零件加工精度和表面粗糙度要求及粗车后留下的加工余量决定的，一般情况是一次去除余量。
精车和半精车的切削深度较小，产生的切削力也较小，所以可在保证表面粗糙度的情况下适当加大进给量。
具体数值应根据机床说明书、切削手册，并结合经验而定。
对应数控车削加工的常用刀具材料及工件材料。
常见切削用量见表
3-2常见工件材料﹑所用刀具及相应的切削速度
刀具
材料
工件
粗加工
精加工
切深
（mm）
走刀量
（mm/r）
切削速度
（m/min）
和涂
镀硬
质合
金
碳钢
0.3
220
0.4
0.12
260
低合金钢
180
高合金钢
（退火）
120
160
铸钢
80
140
不锈钢
钛合金
3
0.2
40
60
灰铸铁
0.5
150
球墨铸铁
100
铝合金
1600
淬硬钢
0.15
0.1
350
380
500
550
3.2.2确定切削用量
①背吃刀量的选择轮廓粗车循环时选ap=3㎜，精车ap=0.25㎜；
螺纹粗车时选ap=0.4㎜，逐刀减少，精车ap=0.1㎜
②主轴转速的选择车直线和圆弧时，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计算主轴转速n（粗车直径D=60㎜，精车工件直径取平均值）：
粗车500r/min、精车1200r/min。
车螺纹时，参照式（5-1）计算主轴转速n=320r/min.
③进给速度的选择选择粗车、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、精车进给速度分别为200㎜/min和180㎜/min。
第4章加工顺序和加工路线
4.1 加工顺序的确定
总的加工顺序的安排应遵循以下原则：
（1）上道工序的加工不能影响下道工序的定位与加紧。
（2）先内后外，即先进行内部型腔的加工工序，后进行外形的加工
（3）以相同的安装或使用同一把刀具加工的工序，最好连续进行，以减少重新定位或换刀所引起的误差。
（4）在同一次安装中，应先进行对工件刚性影响较小的工序
4.1.1 确定合理的加工顺序
4.2加工路线的确定
在数控加工中，刀具刀位点相对于工件运动的轨迹称为加工路线。
编程时，加工路线的确定原则主要有以下几点：
（1）应能保证零件的加工精度和表面粗糙度的要求。
（2）应尽量缩短加工路线，减少刀具空程移动时间。
（3）应使数值计算简单，程序段数量少，以减少编程工作量
4.2.1确定合理的加工路线
第5章机械加工工艺文件
5.1数控加工工艺卡
单位名称
×
产品名称或代号
零件名称
零件图号
典型轴
工序号
程序编号
夹具名称
使用设备
车间
001
三爪卡盘和活动顶尖
TND360数控车床
工步号
工步内容
刀具号
刀具规格
/mm
主轴转速
/r.m－1
进给速度
/mm.m－1
背吃刀量/mm
备注
1
平端面
T0202
25×
25
手动
2
钻中心孔
T0101
φ5
950
粗车轮廓
200
精车轮廓
T0303
0．25
车螺纹
T0404
320
6
切槽
T0505
5.2刀具卡
序号
刀具规格名称
数量
加工表面
硬质合金外圆车刀
车削端面
φ5中心钻
硬质合金外圆车刀
粗加工外轮廓
精加工外轮廓
硬质合金外圆螺纹车刀
切断刀
切断
编制
审核
批准
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第1页
第6章数控程序
零件粗精加工程序（FAUNC─TD系统）
O0001
N3粗车
N0010G40G97G99S500M03T02F0.4
N0020G00X62.0Z2.0
N0030G71U1R0.5
G71P0040QU0.5W0.1
N0040G01G42X0
Z0
X26.0
X30Z-2.0
Z-18.0
X26.0Z-20.0
Z-25.0
X36.0Z-35.0
Z-45.0
G03X30.0Z-54.0R15.0
X40.0Z-69.0R25.0
G02X40.0Z-99.0R25.0
G03X34.0Z-108.0R15.0
W-5.0
X56.0Z-154.0
W-14.0
N0050G00X62.0
Z2.0
N0060G28U0W0M05
N4精车
N0070T0303S1200M03F0.05
N0080X62.0Z2.0
N0090G70P0040Q0050
N0100G28U0W0M05
N5车螺纹
N0110T0404S320M03F0.05
N0120X62.0Z6.0
N0130G92X29.7Z-22.0F0.05
X29.4
X29.1
X28.7
X28.4
X28.15
N0140G28U0W0M05
N6切断
N0150T0505S200M03
N0160X62.0Z-167F0.05
N0170G75R0.5
G75X4.0P2000
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