典型轴类零件加工工艺分析模板.doc

南昌航空大学
毕业设计(论文)

专业名称 数控技术应用
班 级 08级数控本科班
学生姓名 辜世奇
指导老师 周 贤
系 主 任 龚令根
日 期 年 10 月 1 日
至 年 4 月 16 日

二○一二年四月十六日
南昌航空大学
南昌航空大学毕业论文（设计）

诚 信 声 明

本人在此郑重申明：本人所呈交大专毕业论文(设计)，是在指导老师指导下，独立进行毕业论文（设计）研究工作所取得结果，结果各个步骤均不存在知识产权争议，毕业论文（设计）不含任何其它个人或集体已经发表过作品结果，由此而引发法律后果完全由本人负担。

毕业论文（设计）作者署名：辜世奇

年 4 月 16日

毕业设计（论文）任务书

专业名称 数控技术应用
班 级 08级数控本科班
学生姓名 辜世奇
指导老师 周贤
系 主 任 龚令根

I、毕业设计(论文)题目：经典轴类零件加工

II、毕业设计（论文）摘要（300字以内）
本文关键介绍是在机床、汽车、拖拉机等制造工业中，轴类零件是另一类
用量很大，且占有相当关键地位结构件。 轴类零件关键作用是支承传动
零件并传输动和动力，它们在工作时受多个应力作用，所以从选材角度看
，材料应有较高综合机械性能.局部承受摩擦部位如车床主轴花键、曲
轴轴颈等处，要求有一定硬度，以提升其抗磨损能力。要求以综合机械性能
为主一类结构零件选材，还需依据其应力状态和负荷种类考虑材料淬透
性和抗疲惫性能。实践证实，受交变应力轴类零件、连杆螺栓等结构件，其
损环形式不少是因为疲惫裂纹引发。经过磨具主轴加工工艺分析、叙述了
在学校机械加工实习课中怎样对经典轴类零件进行工艺分析，从而提升工件质
量、劳动生产率。

Ⅳ 、主 要参考资料：
[1]庞浩. 金属工艺学. 浙江: 浙江大学出版社，.9
[2]艾兴.肖诗纲主编.切削用量手册. 北京：机械工业出版社,.4
[3]夏凤芳. 数控机床加工工艺. 江西：高等教育出版社，.7
[4]成大先. 机械设计基础. 北京：机械工业出版社,.6
[5]余英良. 数控加工编程和操作.江西: 高等教育出版社，.8
[6]杜庚星，主编，《车工技能训练》[M]中国劳动社会保障出版社，
[7]姚云英. 公差配合和测量技术. 北京: 机械工业出版社 .6

南昌航空大学
毕业设计（论文）

开 题 报 告

题 目： 经典轴类零件加工
系 （部）： 机械工程系
专业名称： 数控技术应用
班 级： 08级数控本科班
学生姓名： 辜世奇
学 号： 01082829
指导老师： 周贤
日 期： 4月16日

南昌航空大学

自学考试毕业设计(论文)

题 目： 经典轴类零件加工
系 (部)： 机械工程系
专业名称： 数控技术及应用
姓 名： 辜世奇
准考证号：
班级名称： 08数控自考本科班
提交时间： 年 月 日

摘 要

本文关键介绍是在机床、汽车、拖拉机等制造工业中，轴类零件是另一类用量很大，且占有相当关键地位结构件。 轴类零件关键作用是支承传动零件并传输动和动力，它们在工作时受多个应力作用，所以从选材角度看，材料应有较高综合机械性能.局部承受摩擦部位如车床主轴花键、曲轴轴颈等处，要求有一定硬度，以提升其抗磨损能力。要求以综合机械性能为主一类结构零件选材，还需依据其应力状态和负荷种类考虑材料淬透性和抗疲惫性能。实践证实，受交变应力轴类零件、连杆螺栓等结构件，其损环形式不少是因为疲惫裂纹引发。经过磨具主轴加工工艺分析、叙述了在学校机械加工实习课中怎样对经典轴类零件进行工艺分析，从而提升工件质量、劳动生产率。
关键词：零件图工艺分析；经典轴类零件；零件加工

Abstract
This paper mainly introduces the is in machine tools, automobile, tractor and other manufacturing industries, shaft parts is another great amount, and occupies an important position in the structure. Shaft parts of the main role is to support the transmission parts and to transfer movement and power, they work by a variety of stresses, so from the perspective of material selection, should have higher comprehensive mechanical performance. Partial under friction parts such as the spindle of a lathe,spline crankshaft etc., requires a certain degree of hardness, in order to improve the wear resistance of. Requirements to the comprehensive mechanical properties of a class consisting mainly of structural components of the material selection, also need to according to the state of stress and load types considering material hardenability and anti fatigue performance. Practice has proved, under alternating stress of shaft parts, the connecting rod bolt and other pieces of the structure, the damage form many is due to fatigue crack causes. Through the grinding spindle machining process analysis, elaborated in the school of mechanical processing practice lesson in how to typical shaft parts process analysis, so as to improve the quality of the workpiece, labor productivity。

Key words : Parts of the process analysis Typical shaft parts Parts processing

目 录

绪论 1
一、轴类零件功用、结构特点 1
1.1轴类零件毛坯和材料 1
二、轴类零件通常加工要求及方法 2
2.1 轴类零件加工工艺规程注意点 2
2.2 轴类零件加工技术要求 2
2.3 轴类零件热处理 3
2.4 经典轴类零件加工工艺改善方法 3
三、轴类零件加工工艺分析 4
3.1轴类零件加工工艺路线分析 4
3.2轴类零件实例加工工艺分析 5
3.3数控加工程序编制 14
结束语 21
致谢 22
参考文件 23

绪论
关键研究轴类零件加工过程，加工工艺注意点及改善方法，经过总结非标件加工和经典半成品轴类零件加工实例来加以说明。现在很多制造最终成品工厂为了提升机器一些性能或降低成本，需要找机械加工厂定做，常常会因为设备、技术或工艺规程制订不是很好，加工出来部件无法满足使用要求，所以需要一次次总结，改善加工工艺，从而完善产品。经过总结了生产上出现问题，写下了这篇论文。轴类零件是机器中常常碰到经典零件之一。它在机械中关键用于支承齿轮、带轮、凸轮和连杆等传动件，以传输扭矩。按结构形式不一样，轴能够分为阶梯轴、锥度心轴、光轴、空心轴、曲轴、凸轮轴、偏心轴、多种丝杠等。
一、轴类零件功用、结构特点
轴类零件是机器中常常碰到经典零件之一。它在机械中关键用于支承齿轮、带轮、凸轮和连杆等传动件，以传输扭矩。按结构形式不一样，轴能够分为阶梯轴、锥度心轴、光轴、空心轴、曲轴、凸轮轴、偏心轴、多种丝杠等。它关键用来支承传动零部件，传输扭矩和承受载荷。轴类零件是旋转体零件，其长度大于直径，通常由同心轴外圆柱面、圆锥面、内孔和螺纹及对应端面所组成。依据结构形状不一样，轴类零件可分为光轴、阶梯轴、空心轴和曲轴等。
轴长径比小于5称为短轴，大于20称为细长轴，大多数轴介于二者之间。
1.1轴类零件毛坯和材料
1.1.1轴类零件毛坯
 轴类毛坯  常见圆棒料和锻件；大型轴或结构复杂轴采取铸件。毛坯经过加热铸造后，可使金属内部纤维组织沿表面均匀分布，取得较高抗拉、抗弯及抗扭强度。
依据生产规模不一样，毛坯铸造方法有自由锻和模锻两种。中小批生产多采取自由锻，大批大量生产时采取模锻。
1.1.2轴类零件材料 
轴类零件材料  常见45钢，精度较高轴可选择40Cr、轴承钢GCr15、弹簧钢65Mn，也可选择球墨铸铁；对高速、重载轴，选择20Mn2B、20Cr等低碳合金钢或38CrMoAl氮化钢。
45钢是轴类零件常见材料，它价格廉价经过调质（或正火）后，可得到很好切削性能，而且能取得较高强度和韧性等综合机械性能，淬火后表面硬度可达45～52HRC。
40Cr等合金结构钢适适用于中等精度而转速较高轴类零件，这类钢经调质和淬火后，含有很好综合机械性能。
轴承钢GCr15和弹簧钢65Mn，经调质和表面高频淬火后，表面硬度可达50～58HRC，并含有较高耐疲惫性能和很好耐磨性能，可制造较高精度轴。
精密机床主轴（比如磨床砂轮轴、坐标镗床主轴）可选择38CrMoAIA氮化钢。这种钢经调质和表面氮化后，不仅能取得很高表面硬度，而且能保持较软芯部，所以耐冲击韧性好。和渗碳淬火钢比较，它有热处 
理变形很小，硬度更高特征。
二、轴类零件通常加工要求及方法
2.1 轴类零件加工工艺规程注意点
在学校机械加工实习课中，轴类零件加工是学生练习车削技能最基础也最关键项目，但学生最终完工工件质量总是很不理想，经过分析关键是学生对轴类零件工艺分析工艺规程制订不够合理。
轴类零件中工艺规程制订，直接关系到工件质量、劳动生产率和经济效益。一零件能够有多个不一样加工方法，但只有某一个较合理，在制订机械加工工艺规程中，须注意以下几点。
1.零件图工艺分析中，需了解零件结构特点、精度、材质、热处理等技术要求，且要研究产品装配图，部件装配图及验收标准。
2.渗碳件加工工艺路线通常为：下料→铸造→正火→粗加工→半精加工→渗碳→去碳加工（对不需提升硬度部分）→淬火→车螺纹、钻孔或铣槽→粗磨→低温时效→半精磨→低温时效→精磨。
3.粗基准选择：有非加工表面，应选非加工表面作为粗基准。对全部表面全部需加工铸件轴，依据加工余量最小表面找正。且选择平整光滑表面，让开浇口处。选牢靠可靠表面为粗基准，同时，粗基准不可反复使用。
4.精基准选择：要符合基准重合标准，尽可能选设计基准或装配基准作为定位基准。符合基准统一标准。尽可能在多数工序中用同一个定位基准。尽可能使定位基准和测量基准重合。选择精度高、安装稳定可靠表面为精基准。
工艺规程制订得是否合理，直接影响工件质量、劳动生产率和经济效益。一个零件能够用多个不一样加工方法制造，但在一定条件下，只有某一个方法是较合理。所以，在制订工艺规程时，必需从实际出发，依据设备条件、生产类型等具体情况，尽可能采取优异加工方法，制订出合理工艺规程。
2.2 轴类零件加工技术要求
1 尺寸精度轴类零件关键表面常为两类，一类是和轴承内圈配合外圆轴颈，即支承轴颈，用于确定轴位置并支承轴，尺寸精度要求较高，通常为IT5～IT7；另一类为和各类传动件配合轴颈，即配合轴颈，其精度稍低，通常为IT6~IT9。
2 几何形状精度关键指轴颈表面、外圆锥面、锥孔等关键表面圆度、圆柱度。其误差通常应限制在尺寸公差范围内，对于精密轴，需在零件图上另行要求其几何形状精度。
3 相互位置精度包含内、外表面，关键轴面同轴度、圆径向跳动、关键端面对轴心线垂直度、端面间平行度等。
4 表面粗糙度轴加工表面全部有粗糙度要求，通常依据加工可能性和经济性来确定。
2.3 轴类零件热处理
1铸造毛坯在加工前，均需安排正火或退火处理，使钢材内部晶粒细化，消除铸造应力，降低材料硬度，改善切削加工性能。
2调质通常安排在粗车以后、半精车之前，以取得良好物理力学性能。
3表面淬火通常安排在精加工之前，这么能够纠正因淬火引发局部变形。
4精度要求高轴，在局部淬火或粗磨以后，还需进行低温时效处理。
2.4 经典轴类零件加工工艺改善方法
对于7级精度、表面粗糙度Ra0.8～0.4μm通常传动轴，其工艺路线是：正火－车端面钻中心孔－粗车各表面－精车各表面－铣花键、键槽－热处理－修研中心孔－粗磨外圆－精磨外圆－检验。
因为细长轴刚性很差，在加工中极易变形，对加工精度和加工质量影响很大。为此，生产中常采取下列方法给予处理。
2.4.1 改善工件装夹方法
粗加工时，因为切削余量大，工件受切削力也大，通常采取卡顶法，尾座顶尖采取弹性顶尖，能够使工件在轴向自由伸长。不过，因为顶尖弹性限制，轴向伸长量也受到限制，所以顶紧力不是很大。在高速、大用量切削时，有使工件脱离顶尖危险。采取卡拉法可避免这种现象产生。
精车时，采取双顶尖法（此时尾座应采取弹性顶尖）有利于提升精度，其关键是提升中心孔精度。
2.4.2采取跟刀架
 跟刀架是车削细长轴极其关键附件。采取跟刀架能抵消加工时径向切削分力影响，从而降低切削振动和工件变形，但必需注意仔细调整，使跟刀架中心和机床顶尖中心保持一致。
2.4.3采取反向进给
车削细长轴时，常使车刀向尾座方向作进给运动（此时应安装卡拉工具），这么刀具施加于工件上进给力方向朝向尾座，所以有使工件产生轴向伸长趋势，而卡拉工具大大降低了因为工件伸长造成弯曲变形。
2.4.4采取车削细长轴车刀
车削细长轴车刀通常前角和主偏角较大，以使切削轻快，减小径向振动和弯曲变形。粗加工用车刀在前刀面上开有断屑槽，使断屑轻易。精车用刀常有一定负刃倾角，使切屑流向待加工面。
三、轴类零件加工工艺分析
3.1轴类零件加工工艺路线
(1)基础加工路线
外圆加工方法很多，基础加工路线可归纳为四条。
① 粗车—半精车—精车
对于通常常见材料，这是外圆表面加工采取最关键工艺路线。
② 粗车—半精车—粗磨—精磨
对于黑色金属材料，精度要求高和表面粗糙度值要求较小、零件需要淬硬时，其后续工序只能用磨削而采取加工路线。
③ 粗车—半精车—精车—金刚石车
对于有色金属，用磨削加工通常不易得到所要求表面粗糙度，因为有色金属通常比较软，轻易堵塞沙粒间空隙，所以其最终工序多用精车和金刚石车。
④ 粗车—半精—粗磨—精磨—光整加工
对于黑色金属材料淬硬零件，精度要求高和表面粗糙度值要求很小，常见此加工路线。
(2)经典加工工艺路线
轴类零件关键加工表面是外圆表面，也还有常见特特形表面，所以针对多种精度等级和表面粗糙度要求，按经济精度选择加工方法。
对一般精度轴类零件加工，其经典工艺路线以下：
毛坯及其热处理—预加工—车削外圆—铣键槽—（花键槽、沟槽）—热处理—磨削—终检。
(3)轴类零件预加工
 轴类零件预加工是指加工准备工序，即车削外圆之前工艺。
校直 毛坯在制造、运输和保管过程中，常会发生弯曲变形，为确保加工余量均匀及装夹可靠，通常冷态下在多种压力机或校值机上进行校值，
(4) 轴类零件加工定位基准和装夹
①以工件中心孔定位 在轴加工中，零件各外圆表面，锥孔、螺纹表面同轴度，端面对旋转轴线垂直度是其相互位置精度关键项目，这些表面设计基准通常全部是轴中心线，若用两中心孔定位，符合基准重合标准。中心孔不仅是车削时定为基准，也是其它加工工序定位基准和检验基准，又符合基准统一标准。当采取两中心孔定位时，还能够最大程度地在一次装夹中加工出多个外圆和端面。
②以外圆和中心孔作为定位基准（一夹一顶） 用两中心孔定位即使定心精度高，但刚性差，尤其是加工较重工件时不够稳固，切削用量也不能太大。粗加工时，为了提升零件刚度，可采取轴外圆表面和一中心孔作为定位基准来加工。这种定位方法能承受较大切削力矩，是轴类零件最常见一个定位方法。
③以两外圆表面作为定位基准 在加工空心轴内孔时，（比如：机床上莫氏锥度内孔加工），不能采取中心孔作为定位基准，可用轴两外圆表面作为定位基准。当工件是机床主轴时，常以两支撑轴颈（装配基准）为定位基准，可确保锥孔相对支撑轴颈同轴度要求，消除基准不重合而引发误差。
④以带有中心孔锥堵作为定位基准 在加工空心轴外圆表面时，往往还采取代中心孔锥堵或锥套心轴作为定位基准，见图3.1所表示。
锥堵或锥套心轴应含有较高精度，锥堵和锥套心轴上中心孔即是其本身制造定位基准，又是空心轴外圆精加工基准。所以必需确保锥堵或锥套心轴上锥面和中心孔有较高同轴度。在装夹中应尽可能降低锥堵安装次数，降低反复安装误差。实际生产中，锥堵安装后，中途加工通常不得拆下和更换，直至加工完成。

图 3.1 锥堵和锥套心轴
a)锥堵 b）锥套心轴
3.2轴类零件实例加工工艺分析
a.零件结构工艺性分析
图所表示：3.2

图3.2
由图我们可知，本零件上由圆柱面、内孔、内圆锥面、圆弧面、沟槽、和螺纹等部分组成。零件车削加工成形轮廓结构形状较复杂、需两头加工，零件加工精度和表面质量要求全部很高该零件关键径向加工部位有mm圆柱段（表面粗糙度Rɑ=1.6µm）、圆柱段（表面粗糙度Rɑ=1.6µm）、R6mm圆弧和R20mm圆弧相切过渡区、内孔（表面粗糙度Rɑ=1.6µm）、长径比为1：2内锥（小端直径为、M20x2-6g三角形外螺纹，其它表面粗糙度均为Rɑ=3.2µm）。零件符合数控加工尺寸标注要求，轮廓描述清楚完整，零件材料为45钢，毛胚为ф50mm*130mm
b.零件技术要求分析
小批量生产条件编程，不准用砂布和锉刀修饰平面，这是对平面高精度要求，未注公差尺寸按GB1804-M，热处理，调质处理，HRC25-35，未注粗糙度部分光洁度按Ra6.3，毛胚尺寸ф50mmx130mm。
①加工难点及处理方案：
分析图纸可知，此零件对平面度要求高，左端更有内轮廓加工，为提升零件质量，采取以下加工方案：
a.对图样上给定多个精度要求较高尺寸，编程时采取中间值。
b.在轮廓曲线上，有一处既过象限又改变进给方向轮廓曲线，所以在加工时应进行机械间隙赔偿，以确保轮廓曲线正确性。
c.零图纸中含有圆柱度，为确保其形位公差，应尽可能一次装夹完成左端面加工以确保其数值。
d.本设计图纸中各平面和外轮廓表面粗糙度要求可采取粗加工---精加工加工方案，而且在精加工时候将进给量调小些，主轴转速提升。
e.螺纹加工时，为确保其精度，在精车时选择改程序方法，将螺纹大径值减小0.18-0.2mm，加工螺纹时利用螺纹千分尺或螺纹环规确保精度要求。
选择以上方法可确保尺寸、形状、精度和表面粗糙度
c.零件毛坯、材料分析
①.材料分析
该轴零件加工中，刀具和工件之间切削力较大。工件材料可切削性能。强度、硬度、塑性、提供冷切削加工、机械性能全部跟工件材料相关。所以选择45钢为该轴类零件材料。45钢化学成份中含C0.42%～0.50%，Si0.17%～0.37%，Mn0.50～0.80%，P ≤0.035%，S≤0.035%，Cr≤0.25%，N≤0.25%,Cu≤0.25%.45钢在进行冷加工时硬度要求，热轧钢，压痕直径大于3.9，布氏硬度大于241HB，退火钢压痕直径大于4.4，布氏硬度大于187HB，45钢机械性能：δs≥335Mpa，δb≥600Mpa，∮≥40％，Ak≥47J。45钢相对切削性硬质合金刀具1.0，高速钢刀具1.0，45钢经济合理对加工刀具要求也合理，45钢用途广泛，关键是用来制造汽轮机、压缩机，泵运动零件制造齿轮、轴活塞销等零件。依据以上数据适合该轴加工。
②.毛坯分析
轴类零件毛坯有棒料、锻件和铸件三种。
锻件：适用和零件强度较高,形状较简单零件。尺寸大零件因受设备限制，故通常见自由锻；中、小型零件可选模锻；形状复杂刚质零件不宜用自由锻。
铸件：适适用于形状复杂毛坯。
钢质零件铸造毛坯，其力学性能高于钢质棒料和铸钢件。依据该轴零件结构形状和外轮廓尺寸，所以采取锻件。
本零件毛坯宜采取锻件，由棒料锯割，模锻毛坯至Φ40X425mm,使钢材经过锻压，取得均匀纤维组织，提升其力学性能，同时也提升零件和毛坯比重，降低材料消耗
d.零件设备选择
数控车床能对轴类或盘类等回转体零件自动地完成内外圆柱面、圆锥表面、圆弧面等工序切削加工，并能进行切槽、钻、扩等工作。依据零件工艺要求，能够选择经济型数控车床，通常采取步进电动机形式半闭环伺服系统。这类车床机构简单，价格相对较低，这类车床设置三爪自定心卡盘、一般尾座或数控液压尾座，适合车削较长轴类零件。依据主轴配置要求选择卧式数控车床。数控车床含有加工精度高，能做直线和圆弧插补，数控车床刚性良好，制造和对刀精度高，能方便和正确地进行人工赔偿和自动赔偿，能够加工尺寸精度要求较高零件。能加工轮廓形状尤其复杂表面和尺寸难于控制回转体，而且能比较方便车削锥面和内外圆柱面螺纹，能够保持加工精度，提升生产效率。所以对加工时很有利。
e.确定工件定位和夹具方案
①．确定装夹方案
在数控车床上工件定位安装基础标准和一般机床相同。工件装夹方法影响工件加工精度和效率，为了充足发挥数控机床工作特点，在装夹工件时，应考虑以下多个原因：
a.尽可能采取通用夹具，必需时才设计制造专用夹具；
b.结构设计要满足精度要求；
c.易于定位和装夹；
d.易于切削清理；
e.抵御切削力由足够刚度；
使用三爪自定心卡盘夹持零件毛坯外圆，确定零件伸出适宜长度（应将机床限位距离考虑进去）。零件需要加工两端，所以需要考虑两次装夹位置，考虑到左端Φ38mmx35mm台阶能够用来装夹，所以先加工左端，然后调头夹住Φ38mmx35mm台阶加工右端。
② .定位基准
工件定位和基准应和设计基准保持一致，应预防过定位，对和箱体工件最好选择“一面两销”作为定位基准，定位基准在数控机床上要仔细找正。
因为这个工件是个实心轴，末端要镗一个30锥孔，因轴长度不是很长，所以采取工件右端面和48外圆作定位基准，使用一般三爪卡盘夹紧工件，取工件右端面中心为工件坐标原点，对刀点在（100.100）处。
因为此零件全部表面全部需加工，应选择外圆及一端面为粗基准，然后经过“互为基准标准”进行加工。遵照“基准重合”标准。加工左端时选择在毛坯外圆柱段右端外圆表面，加工右端时选择在Φ38 mm外圆柱段表面，以表现定位基准是轴中心线。
f.确定走刀次序和路线
①先粗后精 先安排粗加工，中间安排半精加工，最终安排精加工和光整加工。
②先主后次 先安排零件装配基面和工作表面等关键表面加工，后安排如键槽、紧 固用光孔和螺纹孔等次要表面加工。因为次要表面加工工作量小，又常和关键表面有位 置精度要求，所以通常放在关键表面半精加工以后，精加工之前进行。
③先面后孔 对于箱体、支架、连杆、底座等零件，先加工用作定位平面和孔端面，然后再加工孔。这么可使工件定位夹紧稳定可靠，利于确保孔和平面位置精度，减小刀具磨损，同时也给孔加工带来方便。
④基面先行 用作精基准表面，要首先加工出来。所以，第一道工序通常是进行定位面粗加工和半精加工(有时包含精加工)，然后再以精基面定位加工其它表面。比如，轴类零件顶尖孔加工
综上所诉 此零件加工次序以下：
工序Ⅰ 车左端面，将毛坯车为127mm棒料

工序Ⅱ 左端面打中心孔 选择Φ5mm中心钻（手动钻孔）
工序Ⅲ 左端钻孔（钻Φ20mm深-32mm孔）手动钻孔
加工孔Φ20mm，刀具选择硬质合金钻头，直径为20mm，使用切削液位乳化液。《机械加工工艺手册》
1)确定进给量f，因为孔径较大，故采取数控车床CK6132A, 查得f=0.26～0.40mm/r，选择f=0.35mm/r。
2）钻头磨钝标准及刀具寿命，依据表查得钻头磨钝标准为0.8～1.2mm，寿命为T=75min。
3）钻孔速度v， =14，zv=0.25，xv=0，yu=0.4，m=0.125

钻孔速度修正系数， =0.88 =0.75

Z535型钻床取n=195r/min，实际切削速为v=16r/min。
(1)钻头走刀路线以下图：

工序Ⅳ 粗、精车左端内孔至要求尺寸

工序Ⅴ 粗、精车零件左端面各部、倒角

工序Ⅵ 调头车右端面将零件车至要求尺寸进给路线
工序Ⅶ 调头粗、精车右端面各部倒角、切外螺纹退刀槽、三角形螺纹

g.刀具和切削用量选择
1.刀具选择
数控刀具选择和切削用量确实定是数控加工工艺中关键内容，它不仅影响数控机床加工效率，而且直接影响加工质量。刀具选择是在数控编程人机交互状态下进行。应依据机床加工能力、工件材料性能、加工工序、切削用量和其它相关原因正确选择刀具及刀柄。刀具选择总标准是：安装调整方便、刚性好、耐用度和精度高。在满足加工要求前提下，尽可能选择较短刀柄，以提升刀具加工刚性。
在经济型数控机床加工过程中，因为刀具刃磨、测量和更换多为人工手动进行，占用辅助时间较长，所以，必需合理安排刀具排列次序。通常应遵照以下标准：①尽可能降低刀具数量；②一把刀具装夹后，应完成其所能进行全部加工步骤；③粗精加工刀具应分开使用，即使是相同尺寸规格刀具；④先铣后钻 ；⑤优异行曲面精加工，后进行二维轮廓精加工；⑥在可能情况下，应尽可能利用数控机床自动换刀功效，以提升生产效率等。
总而言之：本零件加工，(1) 选择φ5mm中心钻钻削中心孔。用ф20mm钻头加工左端孔，(2) 粗车及平端面选择35°硬质合金左偏刀，为预防副后刀面和工件轮廓干涉，副偏角不宜太小，选Kr´=35°。
为降低刀具数量和换刀次数，精车和车螺纹选择硬质合金60°外螺纹车刀，刀尖圆弧半径应小于轮廓最小圆角半径，取re=0.15～0.2mm 。
刀具选择是数控加工工艺设计中关键内容之一。刀具选择合理是否不仅影响机床加工效率、而且还影响加工质量。选择刀具通常考虑机床加工能力、工序内容、工件材料等。
和传统车削方法相比，数控车削对刀具要求较高。不仅要求精度高、钢度好、耐用度高、而且要求尺寸稳定、安装调整方便。这就要求采取新型优质材料制造数控加工刀具，并优选刀具参数。
2.切削用量选择
数控编程时，编程人员必需确定每道工序切削用量，并以指令形式写入程序中。切削用量包含主轴转速、背吃刀量及进给速度等。对于不一样加工方法，需要选择不一样切削用量。切削用量选择标准是：确保零件加工精度和表面粗糙度，充足发挥刀具切削性能，确保合理刀具耐用度；并充足发挥机床性能，最大程度提升生产率，降低成本。
1）、主轴转速确实定
主轴转速应依据许可切削速度和工件（或刀具）直径来选择。依据本例中零件加工要求，考虑工件材料为45钢，刀具材料为硬质合金钢，粗加工选择转速500r/min,精加工选择1000r/min车削外圆，考虑细牙螺纹切削力不大，采取400r/min来车螺纹，而内孔因为刚性较差，采取粗车600 r/min，比较轻易达成加工要求，切槽切削刀较大，采取350 r/min更稳妥。
2）、进给速度（进给量）F(mm/r，mm/min)选择
进给速度是数控机床切削用量中关键参数，关键依据零件加工进度和表面粗糙度要求和刀具、工件材料性质选择。最大进给速度受机床刚度和进给系统性能限制。通常粗车选择较高进给速度，方便较快去除毛坯余量，精车以考虑表面粗糙和零件精度为标准，粗加工时，因为对工件表面质量没有太高要求，这时关键依据机床进给机构强度和刚性、刀杆强度和刚性、刀具材料、刀杆和工件尺寸和已选定背吃刀量等原因来选择进给速度。精加工时，则按表面粗糙度要求、刀具及工件材料等原因来选择进给速度。进给速度Vf能够按公式Vf =f×n计算，式中f表示每转进给量，粗车时通常取0.3～0.8mm/r；精车时常取0.1～0.3mm/r；切断时常取0.05～0.2mm/r。
应选择较低进给速度，得出下表

粗
精
外圆
0.2min/r
0.1min/r
内孔
0.2min/r
0.1min/r
槽
0.05 min/r
3）、背吃刀量确定
背吃刀量依据机床、工件和刀具刚度来决定，在刚度许可条件下，应尽可能使背吃刀量等于工件加工余量(除去精车量)，这么能够降低走刀次数，提升生产效率。为了确保加工表面质量，可留少许精加工余量。本例中，背吃刀量选择大致为

粗
精
外圆
1.5-2(mm)
0.2-0.5(mm)
内孔
1-1.5(mm)
0.1-0.5(mm)
螺纹
随进刀次数依次降低
槽
依据刀宽，分两次进行
总而言之，切削用量具体数值应依据机床性能、相关手册并结合实际经验用类比方法确定。同时，使主轴转速、切削深度及进给速度三者能相互适应，以形成最好切削用量。
切削用量对于不一样加工方法，需选择不一样切削用量。合理选择切削用量，对零件表面质量、精度、加工效率影响很大。
切削用量选择方法：粗车时，应尽可能确保较高金属切除率和必需刀具耐用度。精车时，对加工精度和表面粗糙度要求较高，加工余量不大且较均匀，应着重考虑怎样确保加工精度，且在此基础上怎样提升加工效率。所以，要求精车时应选择较小（但不能太小）背吃刀量和进给量，并选择性能高刀具材料和合理几何参数，以尽可能提升切削速度。
h.数控加工工序卡片
数控加工工序卡片
材料
45钢
零件图号
夹具名称
三爪自定心卡盘
工步号
工步内容
G功效
T刀具
主轴转速S/（r/min）
进给量f/（mm/r）
背吃刀量ap/mm
备注
1
中心钻

1200

3

2
钻孔

500

30

3
粗车零件左端内轮廓
G71
T0101
600
0.2
1

4
精车零件左端内轮廓
G70
T0101
1000
0.1
0.5

5
粗车零件左端外轮廓
G71
T0202
500
0.2
2

6
精车零件左端外轮廓
G70
T0202
1000
0.1
0.5

7
粗车零件右端外轮廓
G73
T0202
500
0.2
2

8
精车零件右端外轮廓
G70
T0202
1000
0.1
0.5

9
切4mm×2mm退刀槽
G01
T0303
350
0.05
2

10
车削M20mm×2mm外螺纹
G92
T0404
400

11
车削端面
G01
T0505
600
0.15

12
检测、校核

i.数控加工刀具卡片

数控加工刀具卡片
序号
刀具号
刀具名称及规格
刀尖半径R
刀尖位置T
数量
加工表面
备注
1

中心钻

1
左端面
手动
2

Φ20mm钻头

1
钻孔
手动
3
T0101
镗孔刀
0.1mm
3mm
1
镗孔

4
T0202
35°右偏外圆车刀
0.2mm
2mm
1
粗精车外轮廓

5
T0303
切槽车刀
B=4mm

1
切槽
左刀尖
6
T0404
60°外螺纹车刀
0.2mm
0
1
三角形螺纹

7
T0505
45°端面车刀

1
端面

j.确保加工精度方法
为了确保和提升加工精度，必需依据生产加工误差关键原因，采取对应误差预防或误差赔偿等有效工艺路径方法来直接控制原始误差或控制原始误差对零件加工精度影响。
(1)刀具半径选定
1.刀具半径R比工件转角处半径大时不能加工。
2.刀具较小时不能用较大切削量加工（刀具刚性差）。
(2)采取适宜切削液
1.切削液关键用来降低切削过程中摩擦和降低切削温度。合理使用切削液，对提升刀具耐用度和加工表面质量、加工精度起关键作用。
2.非水溶性切削液：切削油、固体润滑剂，非溶性切削液关键起润滑作用。
3.水溶性切削液：水溶液、乳化液，水溶性切削液有良好冷却作用和清洗作用。
故本设计加工时采取水溶液进行冷却。
3.3数控加工程序编制
a. 确定编程坐标系及编程原点
数控机床采取右手笛卡儿直角坐标系，其基础坐标轴为X、T、Z直角坐标系，相对于每个坐标轴旋转运动坐标为A、B、C。
编程原点也称工件原点，通常见G92或G54-G59（对于数控镗铣床）和G50（对于数控车床）设置。
依据以上能够知道，编程坐标系及编程原点选择要满足以下多个方面要求：
1.所选编程原点及坐标系要使程序编制简单。
2.编程原点应选在轻易找正，并在加工过程中便于检验位置。
3.引发加工误差小。
4.通常回转体零件编程零点选在其加工面回转轴线和端面交点处。
b. 数值计算
①R6mm、R20mm两圆弧切点坐标计算：
作辅助线以下图所表示，两三角形为相同三角形，利用相同三角形对应边成百分比求未知边。
将=26mm、=6.923mm代入=²-²在开方，得出=25.601mm。
因相同三角形对应边成百分比，故=，将=6mm、