机械加工工艺分析与图纸分析模板.doc

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目录

目录…………………………………………………………….1
1 第一章 绪论…………………………………………………2
2 第二章 图纸分析……………………………………………3
2.1 零件特征…………………………………………………3
2.2数值计算………………………………………………….3
3 第三章 加工工艺分析………………………………….....4
3.1 加工精度要求…………………………………………….4
3.2 定为基准选择………………………………………….4
3.3 装夹方法………………………………………………….4
3.4 工艺过程制订…………………………………………….5
4 第四章 刀具选择………………………………………….5
4.1 刀具选择……………………………………………….5
4.2 刀具列表………………………………………………….6
5 第五章 切削参数确实定…………………………………….8
5.1 切削用量………………………………………………….8
5.2 主轴转速确实定………………………………………….9
6 第六章 数控车床对刀…………………………………….9
6.1 刀位点…………………………………………………….9
6.2 待加工毛坯对刀……………………………………….9
6.3 刀偏值测定…………………………………………….9
7 第七章 工件加工数控编程……………………………….10
7.3 第一道工序……………………………………………….10
7.2 第二道工序……………………………………………….11
7.1 第三道工序……………………………………………….14
8 结论…………………………………………………………..15
9 参考文件………………………………………………………16
10 后记………………………………………………………….17

第一章 绪论

从1952年美国麻省理工学院研制出第一台试验性数控机床，到现在已走过了50多年历程，在此期间得到了较大发展。尤其是进入90年代以来，因为计算机技术飞速发展，使数控机床进入了愈加快发展时代
20世纪80年代以后，数控机床数控系统性能和品质得到了极大提升，数控机床加工精度由过去±0.01 mm提升到±0.005mm甚至更高
现在，现代数控加工正在向高速化、高精度化、高柔韧化、高一体化、网络化和智能化等方向发展，形成了独具一格柔性制造系统FMS、计算机集成制造系统CIMS和未来工厂自动化FA……它们出现从根本上解放了生产力，促进生产力飞速向前发展，为人类文明史和生产史谱写了新篇章。
数控技术应用不仅给传统制造业带来了革命性改变，使制造业成为工业化象征，而且伴随数控技术不停发展和应用领域扩大，它对国计民生部分关键行业（IT、汽车、轻工、医疗等）发展起着越来越关键作用。数控技术又是当今优异制造技术和装备最关键技术。当今世界各国制造业广泛采取数控技术，以提升制造能力和水平，提升对动态多变市场适应能力和竞争能力，大力发展以数控技术为关键优异制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提升综合国力和国家地位关键路径
为此，搞好数控专业毕业设计为我们从根本上了解认识数控机床有着关键意义。尤其是毕业设计不仅能够考察我们认识事物本事，还能够提升我们分析问题、处理问题能力。经过对设计中所碰到难题思索，加强自己数控技术能力。就全社会而言，能够促进数控技术更深入发展。所以，我认为有进行数控专业毕业设计必需性。

第二章 零件图纸分析
2.1 零件特征
一、零件材料
该回转轴以45#调质处理毛坯为原材料,毛坯尺寸Φ55×150。
二、零件特点
从图纸中我们能够看出该零件轮廓由直线、圆弧、螺纹共同组成一个复杂成型曲线回转轴。加工部分包含螺纹，外圆，三个退刀槽，锥面，倒角，圆弧，内孔等
2.2 数值计算
生活中，我们对几何信息认知有多个方法，常见有数形结正当（解析法）。但有时面对复杂图形，解析法会带来繁重数学计算。AUTO CAD作为一套专业绘图软件，它强大信息处理功效为图形中繁杂点计算带来了可能。我们在操作界面中绘制图形后就能够打开状态栏中捕捉、对象捕捉按钮，在绘图区捕捉相关点。同时，在状态栏中就能够看到这些点坐标。

图 1.1材料45#调质处理复杂成
型曲线回转轴零件

第3章 加工工艺分析

3.1加工精度要求
加工图纸如上图，零件加工部分包含M30×2-6g×25螺纹，Φ30×8外圆，Φ52×18外圆，三个Φ39×3退刀槽，锥面，Φ35×8内圆，R8、R9、R24圆弧，Φ28×26孔等。零件主体尺寸长度为145，最大位置直径为Φ52,从零件上Φ52圆柱和Φ28孔同轴度公差为Φ0.025，表面粗糙度各为1.6。对图样上带公差尺寸，因公差尺寸较小，故编程地无须取平均取，而取基础尺寸即可。
3.2定位基准选择
定位基准选择标准（1）基准重合标准（2）基准统一标准（3）便于装夹原（4）便于对刀标准
依据定位基准选择标准，避免不重合误差，便于编程，以工序设计基准作为定位基准。零件加工时，先以Φ52×18外圆轴线作为轴向定位基准，加工零件内孔及车削Φ52×18外圆右端外轮廓；然后以零件轴线作为轴向定位基准，车削Φ52×18外圆左端外轮廓，以轴台端面中心作为该轴件剩下工序轴向定位基准，而且把编程原点选在设计基准上。
3.3装夹方法
（1）加工零件内孔及车削Φ52×18外圆右端外轮廓时，用三爪自动定心卡盘夹紧工件左端
（2）车削Φ52×18外圆左端外轮廓时，用三爪卡盘夹持心轴右端，心轴左端留有中心孔并用尾座顶尖以提升工艺系统刚性，并降低误差。
工件找正装夹方法：
为使工件加工回转轴线和车床主轴回转中心重合，用磁力表找正工件

3.4工艺过程制订
因为每个零件结构形状不一样，各表面技术要求也有所不一样，故加工时，其定位方法则各有差异。通常加工外形时，以内形定位；加工内形时又以外形定位。所以可依据定位方法不一样来划分工序。
考虑到零件形状不易装夹，故先加工零件左边部分，然后以左面零件轴线为定位基准加工右面部分。而且考虑到加工标准中先近后远先粗后精制订加工工艺以下：
为降低换刀，对刀次数及降低辅助时间，选择30°外圆车刀车左端面，车左端Φ30×33外圆。
调头用三爪卡盘固定住左端Φ30×33外圆。留有5mm长以防刀具和夹具发生干涉并用活动顶尖顶住工件右端，确保同轴度和精度并预防工件转动时摇摆不定。用30°外圆车刀依次镗Φ28×26孔，车R24逆圆弧，R9顺圆弧,R8逆圆弧，圆锥面和Φ52×18外圆；用刀宽为3mm切槽刀车三个槽宽分别为3，槽距为4退刀槽。
调头装夹Φ52×18外圆面处，为确保外圆不被三爪自定心卡盘磨损，用铜皮套包住Φ52×18外圆面。用螺纹车道粗、精加工M30×2-6g×25螺纹。
第四章 刀具选择
4.1刀具选择
为适应数控机床加工精度高、加工效率、加工工序集中及零件装夹次数少要求，数控刀具含有很高切削效率.高精度.高反复定位精度.可靠度和耐用度 。选择刀具通常要考虑（1）被加工工件材料及性能（2）切削工艺类别（3）被加工工件几何形状，零件精度，加工余量（4）被吃刀量，进给速度，切削速度考虑到以上原因故粗车时，要选择强度高，耐用度高刀具以满足粗车时大吃刀量，大进给量要求.精车时要选择精度高,耐用度好刀具以确保加工精度要求. 由此可知加工时T01刀具为30°菱形可转位刀片右端面外圆车刀，T02为3mm切槽刀，T03为镗刀，T04为螺纹车刀，T05为Φ6钻头。

4.2刀具列表：

零件图号
图1.1
数控加工刀具卡
使用设备
FANUC0数控车床
刀具编号

换到方法
自动
程序编号
O0001,o0002,o0003

序号
编号
刀具名称
规格
数量
备注
道具组成
1
T0101
30°菱形外圆车刀

1

2
T0202
3mm切槽刀

1

3
T0303
75°内孔镗刀

1

4
T0404
外径螺纹车刀

1

5
T0505
Φ6麻花钻头

1

6

（1）30°菱形外圆车刀

（2）刀宽3mm，切槽刀

（3）75°内孔镗刀

（4）外径螺纹刀

（5）Φ6麻花钻头

备注

编制：谷晓庆
审核

同意

共1页
第1页

第五章切削参数确实定
5.1切削用量
切削用量包含切削速度,背吃刀量和进给量.对于不一样加工方法需要选择不一样切削用量。粗加工时通常以加工效率为主通常选择较大背吃刀量和进给量,采取较小切削速度 .精加工时通常选择较小背吃刀量和进给量采取较高切削速度，对于原材料45#，粗加工时ap取3㎜ ，Vf取800m/min ，f取0.4mm/r; 精加工时ap取0.25㎜ ， Vf取1000m/min ，f取0.2㎜/r。
对于牙型较深，螺距较大时，可分数次进给，每次进给背吃刀量用螺纹深度减速去精加工背吃刀量所得之差按递减速：

螺纹牙型深度：t=0.65P=0.65×2 = 1.3 mm
D大 = D公称-0.1P = 30-0.1×2 = 29.8mm
D小 = D公称-1.3P = 30-1.3×2 = 27.4mm
螺纹加工分为6刀，第一刀：Φ29.0mm;第二刀：Φ28.3mm；第三刀：Φ27.9mm；第四刀：Φ27.6mm；第五刀：Φ27.45mm；第六刀：Φ27.4mm

5.2主轴转速确实定
主轴转速是由切削刃上选定点相对于工件主运动线速度
主运动速度 n=1000Vc/πd 单位为r/min

第六章 数控车床对刀
6.1 刀位点
在进行数控加工编程时，往往将整个刀具浓缩视为一个点，那就是刀位点，它是在刀具上用于表现刀具位置参考点。对刀操作就是要测定出程序起点处刀具刀位点相对机床原点和工件原点坐标位置。在对刀时，常见仪器有：对刀测头、千分表或对刀瞄准仪等。对刀点能够设置在零件、夹具上或机床上面（尽可能设置在零件设计基准或工艺基准上）。
6.2 待加工毛坯对刀
试切端面 ： 将两端面已经加工好待加工毛坯装夹到主轴上，在工件伸出端安装Z 轴向设定器。快移刀具靠近到Z 轴向设定器，改用增量方法控制刀具工进，至到指示灯亮时停止动作，保持 Z轴 向不动，取出轴向设定器。然后在机床操作面板上调出刀具赔偿菜单栏中刀偏表，在相关试切长度填空栏中键入相关数值（目前刀具刀位点相对于程序原点距离）。
试切外圆：快速将刀具刀位点移动刀毛坯端面角周围，然后用增量方法调整 X 、Z 轴向进给至刀位点刚好切到毛坯外表面，再用MDI方法运行进行外圆车削。同时保持X轴轴向坐标不变，退出刀具。用游标卡尺测量出试切外圆直径。然后在刀偏表中键入试切直径。
6.3 刀偏值测定
刀偏值就是各刀具相对于基准刀具几何赔偿。用点动或步进方法操作移动刀具，使基准刀具刀位点对准工件基准点，然后进行X轴 Z轴坐标清零，退刀。换置刀具，再用点动或步进方法使该刀具刀位点对准工件上同以一基准点，此时屏幕上显示坐标既是该刀号刀具几何偏置 △Xj, △Zj .同理，可依次测定出其它刀具相对于基准刀具几何偏置。在对应刀偏表中依次键入选择刀具刀位点几何赔偿。

第七章 工件加工数控编程
工件加工共需三道工序，

7.1第一道工序：
工序一
程序编号：o0001
零件名称：回转轴（左端）
工步号
工步内容
刀具号
主轴转速
进给速度
切削深度
备注
1
用三抓卡盘夹紧工件

2
车图零件左端面
T0101
800
0.4
3
切掉2.5mm
3
G71粗车循环模式车Φ30×33外圆，倒角
T0101
800
0.4
3

4
G70精车循环模式车Φ30×33外圆，倒角
T0101
1000
0.2
0.25

编制
谷晓庆
审核

同意

第1页
共 页

程序为

o0001 程序编号
N0010 G50 X200.0 Z100.0 M03 S800 T0101; 设定工件坐标系
N0020 G00 X100.0 Z10.0; 快速点定位
N0030 G71 P0040 Q0100 U0.25 W0.25 f0.4; 粗车循环
N0040 G00 X58.0 Z-2.5; 快速点定位
N0050 G01 X-2.0 f0.4; 车图零件左端面
N0060 W3.0;
N0070 G00 X30.0 Z0.0;
N0080 G01 Z-35.5 f0.4;
N0090 X50.0; 车Φ30×33外圆
N0091 X54.0 Z-37.5; 车倒角
N0100 G00 X60.0 Z10.0;
N0110 G70 P0040 Q0100 f0.2; 精车循环
N0120 G00 X200.0 Z100.0 M05; 刀具返回参考主轴停转
N0130 M02; 程序结束

7.2第二道工序：
工序二
程序编号：o0002
零件名称：回转轴（右端圆孔，外轮廓）
工步号
工步内容
刀具号
主轴转速
进给速度
切削深度
备注
1
调头用三爪卡盘固定住左端Φ30×33外圆，并用活动顶尖顶住工件右端

留有5mm长以防刀具和夹具发生干涉
2
车图零件右端面
T0101
800
0.4

切掉2.5mm
3
用钻头打
T0505
800
0.4

4
用镗刀粗车Φ28×26孔
T0303
800
0.4
3
X方向余量为0.25
5
用镗刀精车Φ28×26孔
T0303
1000
2.2
0.25

6
用G71粗车循环指令车图零件为轮廓（R24逆圆弧，R9顺圆弧,R8逆圆弧，圆锥面和Φ52×18外圆d等）
T0101
800
0.4
3
x,z方向余量均为0.25
7
用G70精车循环指令车图零件为轮廓（R24逆圆弧，R9顺圆弧,R8逆圆弧，圆锥面和Φ52×18外圆）
T0101
1000
0.2
0.25

8
依次加工三个槽宽分别为3，槽距为4退刀槽
T0202
800
0.2

G04指令让刀具停顿4S，以使槽底光滑
9

编制
谷晓庆
审核

同意

第 2页
共3页

程序为
o0002
N0010 G50 X200.0 Z100.0 M03 T0101 S800.0 ; 设定工件坐标系，主轴正转
N0020 G00 X60.0 Z-2.5; 快速点定位
N0030 G01 X-1.0 f0.4; 切零件右端面
N0040 W3.0;
N0050 G00 X200.0 Z100.0; 快速点定位
N0060 T0505； 换刀
N0070 G00 X0.0 Z0.0;
N0080 G01 W-28.5; 打Φ10×26孔
N0090 W28.5; 退刀
N0100 G00 X200.0 Z100.0;
N0110 T0303; 换刀
N0120 G71 P0130 Q0170 U0.25 W0.25 f0.4; 粗车循环镗Φ28×26孔
N0130 G00 X28.02 Z0.0;
N0140 G01 W-28.5;
N0150 X0.0;
N0160 W2.0;
N0170 G00 W28.0;
N0180 G70 P0130 Q0170 f0.2; 精车循环镗Φ28×26孔
N0190 G00 X200.0 Z100.0;
N0200 T0101; 返回参考点，换刀
N0210 G71 P0220 Q0320 U0.25 W0.25 f0.4; 粗车循环，车零件右端外部轮廓
N0220 G00 X37.47;
N0230 Z-2.5;
N0240 G03 X25.08 Z-34.38 R24; 车R24逆圆弧
N0250 G02 X36.46 Z-46.83 R9; 车R9顺圆弧
N0260 G03 X35.0 Z-59.5 R8; 车R8逆圆弧
N0270 G01 Z-67.5; 车Φ35×8外圆
N0280 X41.82;
N0290 X51.98 Z-96.5; 车圆锥面
N0300 Z-116; 车Φ52×18外圆
N0310 G00 X60.0;
N0320 Z0.0;
N0330 G70 P0220 Q0320 f0.2; 精车循环车工件外轮廓
N0340 G00 X200.0 Z100.0; 返回参考点，主轴停转
N0350 T0202; 换刀
N0360 G00 X52.0 Z-91.5;
N0370 G01 X39.0 f0.2; 切左起第一个槽
N0380 G04 P4; 停顿4S 以使槽底光滑
N0390 G01 X52.0 f0.2;
N0400 W4.0;
N0410 X39.0; 切左起第二个槽
N0420 G04 P4;
N0430 G01 X52.0 f0.2;
N0440 W4.0;
N0450 X39.0; 切左起第三个槽
N0460 G04 P4;
N0470 G01 X52.0;
N0480 G00 X200.0;
N0490 Z100.0 M05; 返回参考点，主轴停转
N0500 M02; 程序结束
7.3第三道工序：

工序三
程序编号：o0003
零件名称：回转轴（ 左端螺纹）
工步号
工步内容
刀具号
主轴转速
进给速度
切削深度
备注
1
调头用三爪卡盘装夹Φ52×18外圆面处，

用铜皮套包住Φ52×18外圆面以减小磨损，且Φ52×18外圆面露出三爪卡盘少许以预防撞刀
2
攻螺纹
T0404
800
0.4
0.8

3
攻螺纹
T0404
800
0.4
0.7

4
攻螺纹
T0404
800
0.4
0.4

5
攻螺纹
T0404
800
0.4
0.3

6
攻螺纹
T0404

0.4
0.15

7
攻螺纹
T0404

0.4
0.5

编制
谷晓庆
审核

同意

第3页
共3页

o0003
N0010 G50 X200.0 Z100.0 T0404 M03 S800.0;坐标系设定 主轴正转
N0020 G00 X35.0 Z10.0; 快速点定位
N0030 G92 X29.0 Z-25.0 f0.4; 螺纹切削循环1
N0040 X28.3; 螺纹切削循环2
N0050 X27.9; 螺纹切削循环3
N0060 X27.6; 螺纹切削循环4
N0070 X27.45; 螺纹切削循环5
N0080 X27.4; 螺纹切削循环6
N0090 G00 X200.0 Z100.0 M05; 返回参考点，主轴停转
N0100 M02; 程序结束

第八章 结论
数控机床作为一个使用广泛、经典机电一体化产品，综合应用了微电子技术、计算机技术、自动控制、精密测量和机床结构等方面最新成就，是一个高效自动化机床。伴随科学技术不停发展，迄今，国际上又出现了以一台或多台加工中心、车削中心为主体，再配以工件自动装卸和监控检验装置柔韧性制造系统FMS、计算机集成制造系统CIMS和无人化工厂FA。
因为数控机床极高效率、高精度和高柔韧性于一身，很好代表了机床关键发展方向。时代和社会生产力不停发展，要求数控系统和数控机床向更高水平和层次前进（高精度化、运动高速化、高柔韧性化、智能化）。
多年来，在国外数控系统和伺服系统制造技术突飞猛进大背景下，经过大量技术引进，我过现代制造工业在飞速发展（数控技术得到广泛应用）。同时，我们还要看清现阶段中国数控业和世界优异水平差距。中国只有拥有完全自主知识产权上数控关键技术，才能实现真正意义上“世界工厂”和“制造大国”乃至“工业强国”。这使国人不得不开始重新思索中国数控在未来发展之路…………

参考文件

[1] 陈海舟著 数控铣削加工宏程序及应用实例 北京：机械工业出版社；
[2] 赵长明 数控加工工艺及设备 北京：高等教育出版社；
[3] 夏凤芳 数控机床 北京：高等教育出版社；
[4] 詹华西 数控加工和编程 西安：西安电子科技大学出版社；
[5] 袁哲俊 金属切削刀具 上海：上海科学技术出版社；1993
[6] 蔡兰，王霄 数控加工工艺学 化学工业出版社；
[7] 王爱玲 数控机床加工工艺 北京：机械工业出版社 ；
[8]蒋建强 数控编程技术200例 科学出版社 北京期望电子出版社；
[9] 刘靖华 数控加工技术 高等教育出版社 ；
[10] 陈志雄 数控机床和数控编程技术 电子工业出版社；
[11] 王卫兵 数控编程100例 北京：机械工业出版社；
[12] 徐宏海 数控加工工艺 化学工业出版社；
[13] 武汉华中数控系统 华中数控车床操作说明书；

后记

伴随全球经济一体花迅猛发展中国制造业面临着严峻考验数控技术作为目前一项优异生产技术对中国经济发展起着关键性作用，作为高等职业教育毕业生我们负担着提升中国数控技术水平历史重担在立即离开大学走向社会时刻我我完成了此项毕业设计有着关键意义
毕业设计编写过程中参考了多年来数控技术很多论著和教材对参考文件表示深刻谢意在编写毕业设计时得到了九江职业大学工程技术学院指导老师支持和帮助，编者在此表示衷心感谢。
限于编者水平本设计中难免有错误和不妥之处恳请读者不吝指正
编者
赵欢欢
5月22日