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1、毕业论文设计任务书题目数控轴类零件加工工艺设计学生姓名：学号班 级：专 业：分 院：指导教师：2012年5月摘要随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，数控加工技术对国 计民生的一些重要行业(IT、汽车、轻工、医疗等)的发展起着越来 越重要的作用，因为效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精 加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期 和提高市场竞争能力。而对于数控加工，无论是手工编程还是自动编 程，在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析，拟定加工方案，选 择合适的刀具，确定切削用量，对一些工艺问题(如对刀点、加工路 线等)也需做一些处理并在加工过程掌握控制精度的方法，才能
2、加工 出合格的产品。本文根据数控机床的特点，针对具体的零件，进行了工艺方案的 分析，工装方案的确定，刀具和切削用量的选择，确定加工顺序和加 工路线，数控加工程序编制。通过整个工艺的过程的制定，充分体现 了数控设备在保证加工精度，加工效率，简化工序等方面的优势。关键词工艺分析加工方案进给路线控制尺寸AbstractWith the continuous development of NC technology and application in the field of CNC machining technology to expand, beneficial to the peoples
3、livelihood of some important industry ( IT, automobiles, light industry, medical and so on ) development plays a more and more important role for the efficiency, quality, advanced manufacturing technology is the subject. High speed, high precision machining technology can greatly improve efficiency,
4、 improve product quality and grades, to shorten the production cycle and improve market competition ability. As for NC processing, either manual or automatic programming, before programming for machining parts process analysis, work out the scheme of process, choose a suitable tool,determine the amo
5、unt of cutting, some process problems ( such as a knife point, processing route ) also need to do some processing and in the process control the accuracy of the method, to produce qualified products.According to the characteristics of CNC machine tools, specific parts, the process analysis, fixture
6、scheme, cutting tools and cutting parameters selection, determine the processing order and processing line, NC programming. Through the whole process of development, fully embodies the CNC equipment to ensure the processing precision, processing efficiency, simplifying the process and other aspects
7、of the advantages of.Key technology analysis of feed route control scheme of machining size摘要1目录3一、箱体类零件加工工艺分析4（一）、主要表面加工方法的选择4（二）、拟定工艺过程的原则4（三）、定位基准的选择5二、确定毛坯制造方式7三、工艺规程设计8（一）、基准选择8（二）、制定工艺路线8（三）、选择加设备及刀、夹、量具-9（四）、加工工艺设计9四、数控加工程序设计11（一）、刀具轨迹11（二）、程序清单12结论17致谢18参考文献19一、箱体类零件加工工艺分析（一）、主要表面加工方法的选择箱体的主
8、要表面有平面和轴承 支承孔。主要平面的加工，对于中、小件，一般在牛头刨床或普通铣 床上进行。对于大件，一般在龙门刨床或龙门铣床上进行。刨削的刀 具结构简单，机床成本低，调整方便，但生产率低；在大批、大量生 产时，多采用铣削；当生产批量大且精度又较高时可采用磨削。单件 小批生产精度较高的平面时，除一些高精度的箱体仍需手工刮研外， 一般采用宽刃精刨。当生产批量较大或为保证平面间的相互位置精 度，可采用组合铣削和组合磨削，如图8-68所示。制洗削他）解削囹868箱体平面的组合携削与磨削箱体支承孔的加工，对于直径小于?50mm的孔，一般不铸出，可 采用钻一扩（或半精镗）一铰（或精镗）的方案。对于已铸出
9、的孔，可采 用粗镗一半精镗一精镗（用浮动镗刀片）的方案。由于主轴轴承孔精度 和表面质量要求比其余轴孔高，所以，在精镗后，还要用浮动镗刀片 进行精细镗。对于箱体上的高精度孔，最后精加工工序也可采用珩磨、 滚压等工艺方法。（二）、拟定工艺过程的原则1、先面后孔的加工顺序箱体主要是由平面和孔组成，这也是它的主要表面。先加工平面， 后加工孔，是箱体加工的一般规律。因为主要平面是箱体往机器上的 装配基准，先加工主要平面后加工支承孔，使定位基准与设计基准和 装配基准重合，从而消除因基准不重合而引起的误差。另外，先以孔 为粗基准加工平面，再以平面为精基准加工孔，这样，可为孔的加工 提供稳定可靠的定位基准，并
10、且加工平面时切去了铸件的硬皮和凹凸 不平，对后序孔的加工有利，可减少钻头引偏和崩刃现象，对刀调整 也比较方便。2、粗精加工分阶段进行粗、精加工分开的原则：对于刚性差、 批量较大、要求精度较高的箱体，一般要粗、精加工分开进行，即在 主要平面和各支承孔的粗加工之后再进行主要平面和各支承孔的精 加工。这样，可以消除由粗加工所造成的内应力、切削力、切削热、 夹紧力对加工精度的影响，并且有利于合理地选用设备等。粗、精加 工分开进行，会使机床，夹具的数量及工件安装次数增加，而使成本 提高，所以对单件、小批生产、精度要求不高的箱体，常常将粗、精 加工合并在一道工序进行，但必须采取相应措施，以减少加工过程中
11、的变形。例如粗加工后松开工件，让工件充分冷却，然后用较小的夹 紧力、以较小的切削用量，多次走刀进行精加工。3、合理地安排热处理工序为了消除铸造后铸件中的内应力，在毛坯铸造后安排一次人工时 效处理，有时甚至在半精加工之后还要安排一次时效处理，以便消除 残留的铸造内应力和切削加工时产生的内应力。对于特别精密的箱 体，在机械加工过程中还应安排较长时间的自然时效（如坐标镗床主 轴箱箱体）。箱体人工时效的方法，除加热保温外，也可采用振动时 效。（三）、定位基准的选择1、粗基准的选择在选择粗基准时，通常应满足以下几点要求：第一，在保证各加工面均有余量的前提下，应使重要孔的加工余 量均匀，孔壁的厚薄尽量均匀
12、，其余部位均有适当的壁厚；第二，装入箱体内的回转零件（如齿轮、轴套等）应与箱壁有足够 的间隙；第三，注意保持箱体必要的外形尺寸。此外，还应保证定位稳定， 夹紧可靠。为了满足上述要求，通常选用箱体重要孔的毛坯孔作粗基准。例 表8-10大批生产工艺规程中，以I孔和II孔作为粗基准。由于铸造 箱体毛坯时，形成主轴孔、其它支承孔及箱体内壁的型芯是装成一整 体放入的，它们之间有较高的相互位置精度，因此不仅可以较好地保 证轴孔和其它支承孔的加工余量均匀，而且还能较好地保证各孔的轴 线与箱体不加工内壁的相互位置，避免装入箱体内的齿轮、轴套等旋 转零件在运转时与箱体内壁相碰。根据生产类型不同，实现以主轴孔为粗
13、基准的工件安装方式也不 一样。大批大量生产时，由于毛坯精度高，可以直接用箱体上的重要 孔在专用夹具上定位，工件安装迅速，生产率高。在单件、小批及中 批生产时，一般毛坯精度较低，按上述办法选择粗基准，往往会造成 箱体外形偏斜，甚至局部加工余量不够，因此通常采用划线找正的办 法进行第一道工序的加工，即以主轴孔及其中心线为粗基准对毛坯进 行划线和检查，必要时予以纠正，纠正后孔的余量应足够，但不一定 均匀。2、精基准的选择为了保证箱体零件孔与孔、孔与平面、平面与 平面之间的相互位置和距离尺寸精度，箱体类零件精基准选择常用两 种原则：基准统一原则、基准重合原则。 一面两孔（基准统一原则）在多数工序中，箱
14、体利用底面（或 顶面）及其上的两孔作定位基准，加工其它的平面和孔系，以避免由 于基准转换而带来的累积误差。如表8-9所示的大批生产工艺过程 中，以顶面及其上两孔2-?8H7为定位基准，采用基准统一原则。 三面定位（基准重合原则）箱体上的装配基准一般为平面，而 它们又往往是箱体上其它要素的设计基准，因此以这些装配基准平面 作为定位基准，避免了基准不重合误差，有利于提高箱体各主要表面 的相互位置精度。表8-8小批生产过程中即采用基准重合原则。由分析可知，这两种定位方式各有优缺点，应根据实际生产条件 合理确定。在中、小批量生产时，尽可能使定位基准与设计基准重合， 以设计基准作为统一的定位基准。而大批
15、量生产时，优先考虑的是如 何稳定加工质量和提高生产率，由此而产生的基准不重合误差通过工 艺措施解决，如提高工件定位面精度和夹具精度等。另外，箱体中间孔壁上有精度要求较高的孔需要加工时，需要在 箱体内部相应的地方设置镗杆导向支承架，以提高镗杆刚度。因此可 根据工艺上的需要，在箱体底面开一矩形窗口，让中间导向支承架伸 入箱体。产品装配时窗口上加密封垫片和盖板用螺钉紧固。这种结构 形式已被广泛认可和采纳。若箱体结构不允许在底面开窗口，而又必需在箱体内设置导向支 承架，中间导向支承需用吊架装置悬挂在箱体上方，如图8-69所示。由于吊架刚度差，安装误差大，影响孔系精度；且吊装困难，影响生 产率。囹8初吊
16、架式橙模夹具二、确定毛坯及制造方式根据零件的材料HT150确定毛坯为铸件，其生产类型为中批生产。毛 坯的铸造方法选用砂型机器造型。又由于箱体零件的内腔及4X45, 巾35，巾25等孔均需铸出，故还应安放型芯。此外，为消除残余应 力，铸造后应安排人工时效。铸造时，需加工平面留2mm的加工余量，孔内壁留1.5mm加工余量， 以满足加工要求，即铸件外形尺寸为348mmX189.5mmX128mm。三、工艺规程设计（一）、基准选择首先以箱体底面为粗基准加工出箱体顶部，然后以加工完的箱体 顶部为精基准进行加工。箱体底面为设计基准，以底面为粗基准加工 出顶面后，以顶面为精基准可以保证箱体零件的重要孔的位置
17、。（二）、制定工艺路线根据各表面的加工要求及加工的位置、精度，根据先面后孔，先 主要表面后次要表面和先精加工后精加工的原则，将顶面加工放在最 前面，然后加工箱体侧凸台表面，最后加工箱体侧面孔壁，先粗加工 盖孔壁及轴承孔，后精加工轴承孔，拟定加工工艺路线如下：序号工序内容铸造时效10粗铣箱体顶面20粗铣箱体侧面凸台30粗铣箱体盖板侧2X巾58,2X巾45,巾35孔内壁40精铣箱体盖板侧2X巾45,巾35轴承孔内壁50粗铣箱体侧2X巾45,巾25轴承孔内壁60精铣箱体侧2X巾45,巾25轴承孔内壁70检查（三）选择加设备及刀、夹、量具由于生产类型为中批生产，具零件易于装夹，故加工设备使用 FANU
18、C K650/1卧式数控铣床，夹具使用通用夹具，工件在机床上的 装卸换位采用人工完成。加工箱体顶面。选择直径为40的硬质合金面铣刀，来回三次即 可铣完。加工箱体侧面凸时选择直径为20的硬质合金端铣刀，加 工箱体侧面孔壁时选择12硬质合金三面刃铣刀。量具分别选择刀 口形直尺及游标卡尺。列得刀具明细表如下:加工位置所用刀具箱体顶面40的硬质合金面铣刀箱体侧面凸台面20的硬质合金端铣刀箱体侧面孔壁12硬质合金三面刃铣刀箱体侧面孔壁12硬质合金三面刃铣刀（四）、加工工艺设计1、减速箱顶面加工铸造箱体时顶面留有1 mm加工余量，查数控机床技术手册，零件 顶面要求加工后粗糙度为3.2,只需进行粗加工，查铣
19、刀技术参数选 用40的硬质合金面铣刀，整个加工过程走刀一次，主轴转速选择 1500r/min，切削速度V=120m/min，进给量选取0.4mm/z，背吃刀量 a 1mmp 。2、减速箱侧凸台面加工铸造箱体时凸台面上留有1mm加工余量，查数控机床技术手册， 零件表面要求加工后粗糙度为6.4，只需进行粗加工，查铣刀技术参 数选用20的硬质合金端铣刀，整个加工过程走刀一次，主轴转速选择1000r/min，切削速度V=100m/min，进给量选取0.4mm/z，背吃刀量ap=1mm3、减速箱侧盖板孔及轴承孔加工盖板孔壁要求加工后粗糙度为3.2，所以只进行粗加工，轴承孔 要求加工后粗糙度为1.6,所以
20、只对轴承孔进行精加工，盖板孔切屑 深度为22mm，分为两次走刀，每次各切削11mm，轴承孔走刀一次， 粗加工时各参数选取如下：主轴转速选择800r/min，切削速度V=100m/min，进给量选取0.3mm/z，背吃刀量ap =1mm。精加工时： 主轴转速选择1200r/min，切削速度V=80m/min，进给量选取 0.15mm/z，背吃刀量ap =0.5mm。4、减速箱侧轴承孔加工轴承孔要求加工后粗糙度为1.6,所以先对轴承孔进行粗加工，然后 精加工，粗加工时各参数选取如下：主轴转速选择800r/min，切削 速度V=100m/min，进给量选取0.3mm/z，背吃刀量七二1mm。精加工
21、时：主轴转速选择1200r/min，切削速度V=80m/min，进给量选取0.15mm/z，背吃刀量a=0.5mm四、数控加工程序设计（一）、刀具轨迹根据加工零件的形状尺寸及加工要求，计算加工所需各点坐标及 走刀路线如刀具轨迹图所示，加工设备选择FANUC K650/1卧式数控 铣床，夹具选择通用夹具。每次加工前手动对刀，刀具位于（0，0） 点上方与工件平面距离为20mm。（二）.程序清单1、减速箱顶面加工刀具直径巾40，刀具长度补偿为H1，切削用量为1mm，主轴转 速为S=1500，切削速度F=120。程序如下：N1 G92X0 Y0 Z0 G17 G21；N2 G90G00Y-40；N3
22、G00G43H1 Z-21 M03S1500；N4 G01Y18F120；N5 X320；N6 Y54；N7 X0；N8 Y90；N9 X320；N10 G00 Z0；N11 X0 Y0；N12 M05；N13 M30；2、减速箱侧凸台面加工刀具直径巾20，刀具半径补偿为D1,切削用量为1mm，主轴转 速为S=1000，切削速度F=100。程序如下：N1 G92 X0 Y0 Z0 G17 G21；N2 G90 G00 Z-21 M03 S1000；N3 G01 X7.5 G41 D1 F100；N4 G02 X 7.5 Y0 I17.5；N5 G01 X58 Y20；N6 G02 X58 Y2
23、0 I12；N7 G00 Z0；N8 G00 X0 Y0；N9 M05；N10 M30；轴承孔台及其它凸台面参考本程序进行加工。3、减速箱盖板孔及轴承孔加工粗加工：刀具直径巾12，刀具半径补偿为D1，切削用量为1mm, 主轴转速为S=800，切削速度F=100，盖板孔内壁共22mm，分两次铣 削，每次11mm，对于轴承孔还留有0.5mm加工余量，用于精加工.。y程序如下：N1 G92 X0 Y0 Z0 G17 G21；N2 G90 G00 X90 Y50；N3 G00 Z-31 M03 S800；N4 G01 X61 G41 D1 F100；N5 G02 I29；N6 G01 X90 Y50；
24、N7 Z-42；N8 X61；N9 G02 I29；N10 G01 X90 Y50；N11 Z-54；N12 X68；N13 G02 I22；N14 G00 Z0；N15 X180；N16 Z-54；N17 G01 X163 F100；N18 G02 I17；N19 G00 Z0；N20 X270；N21 Z-31；N22 G01 X241 F100；N23 G02 I29；N24 G01 X270；N25 Z-42；N26 X241；N27 G02 I29；N28 G01 X270；N29 Z-54；N30 X248；N31 G02 I22；N32 G00 Z0；N33 X0 Y0；N34
25、M05；N35 M30；精加工：仅加工轴承孔，切削用量为0.5mm,主轴转速为S=1200, 切削速度F=80。程序如下：N1 G92 X0 Y0 Z0 G17 G21；N2 G90 G00 X90 Y50；N3 G00 Z-54 M03 S1200；N4 G01 G41 D1 X67.5 F80；N5 G02 I22.5；N6 G00 Z0；N7 X180；N8 Z-54；N9 G01 X162.5 F80；N10 G02 I17.5；N11 G00 Z0；N12 X270；N13 Z-54；N14 G01 X247.5 F80；N15 G02 I22.5；N16 G00 Z0；N17 X0
26、 Y0；N18 M05；N19 M30；4、减速箱轴承孔加工粗加工：刀具直径12，刀具半径补偿为D1，切削用量为1mm, 主轴转速为S=800,切削速度F=100,轴承孔留有0.5mm加工余量， 用于精加工.。程序如下:N1 G92 X0 Y0 Z0 G17 G21；N2 G90 G00 X90 Y50；N3 G00 Z-32 M03 S800；N4 G01 G41 D1 X68 F100；N5 G02 I22；N6 G00 Z0；N7 X180；N8 Z-32；N9 G01 X168 F100；N10 G02 I12；N11 G00 Z0；N12 X270；N13 Z-32；N14 G01
27、X248 F100；N15 G02 I22；N16 G00 Z0；N17 G00 X0 Y0；N18 M05；N19 M30；精加工：加工轴承孔，切削用量为0.5mm，主轴转速为S=1200, 切削速度F=80。程序如下：N1 G92 X0 Y0 Z0 G17 G21；N2 G90 G00 X90 Y50；N3 G00 Z-32 M03 S1200；N4 G01 G41 D1 X67.5 F80；N5 G02 I22.5；N6 G00 Z0；N7 X180；N8 Z-32；N9 G01 X167.5 F80；N10 G02 I12.5；N11 G00 Z0；N12 X270；N13 Z-32；
28、N14 G01 X247.5 F80；N15 G02 I22.5；N16 G00 Z0；N17 G00 X0 Y0；N18 M05；N19 M30；结论这次机床数控技术设计课程设计，是我们第一次较全面的设计工 艺及加工能力的训练，通过这次训练，使得我们对数控机床加工基础 知识及其它学科之间的联系有了一个较为系统全面的认识，加深了对 所学知识的理解和运用，将原来看来比较抽象的内容实现了具体化， 初步掊养了我们理论联系实际的设计思想，训练了综合运用所学知识 和相关课程的理论，结合生产实际分析和解决工程实际问题的能力， 巩固、加深和扩展了有关方面的知识。通过制订加工工艺方案，合理选择刀具及切削参数，
29、正确计算加 工中所需坐标，以及较全面地考虑制造工艺、使用和维护等要求，之 后进行工艺分析设计，达到了解和掌握机械零件、数控机床装置和加 工工艺过程和方法，对如计算、绘图、熟练和运用设计资料（包括手 册、图册、标准和规范等）以及使用经验数据、进行经验估算和处理 数据等方面的能力进行了一次全面的训练。因为本课程的主要目标是培养我们具有数控加工编程能力的技 术基础课，因此通过课程设计的实践，使我们了解到零件加工的基本 方法、工艺基本内容和加工的一般程序，掌握了加工中常用的设计准 则。针对课程设计中出现的问题查阅资料，大大扩展了我们的知识面， 培养了我们在机械工业方面的兴趣及实际动手能力，对将来我们在
30、机 械方面的发展起了一个重要的作用。本次课程设计是我们对所学知识 运用的一次尝试，是我们在数控知识学习方面的一次有意义的实践。几个星期以来，从开始到毕业设计完成，每一步对我们来说都是 新的尝试和挑战，在做这次毕业设计过程中使我学到很多，我感到无 论做什么事情都要真真正正用心去做，才会使自己更快的成长。我相 信，通过这次的实践，我对数控的加工能进一步了解，并能使我在以 后的加工过程中避免很多不必要的错误，有能力加工出更复杂的零 件，精度更高的产品。在本次课程设计中，我独立完成了自己的设计任务，通过这次 设计，弄懂了一些以前书本中难以理解的内容，加深了对以前所学知 识的巩固。在设计中，通过老师的指
31、导，使自己在设计思想、设计方 法和设计技能等方面都得到了良好的训练。致谢本论文在XX老师的悉心指导和严格要求下已完成。在学习和生活期间，也始终感受着老师的精心指导和无私的关怀，我受益匪浅。 在此向老师表示深深的感谢和崇高的敬意。不积跬步何以至千里，本 设计能够顺利的完成，也归功于老师的认真负责，使我能够很好的掌 握和运用专业知识，并在设计中得以体现。同时我在网上也搜集了不 少相关资料，才使我的毕业论文工作顺利完成.在此我要向学院的全 体老师表示由衷的谢意。参考文献1 朱晓春主编.数控技术.北京：机械工业出版社，20072 范超毅主编.数控技术课程设计.武汉：华中科技大学出 版社，20073 大连理工大学主编.机械制图（第五版）.北京：高等教 育出版社，20034 艾兴，肖诗纲主编.切削用量简明手册.北京：机械工业 出版社，20065 刘吉兆，匡建新主编.数控铣床实训教程.湖南工学院机 械工程系，2006
