数控加工工艺课程设计说明
职业技术学院
数控加工工艺与装备课程设计
设计说明书
题目
轴类零件加工
班级
姓名
组别
学号
成绩
指导老师
2011年6月2日
目录
第一章任务书 (3)
第二章设计容 (4)
一、零件图分析 (4)
二、工艺措施的拟定 (8)
三、加工路线及进给路线 (10)
四、刀具选择 (13)
五、数控加工刀具卡 (14)
六、切削用量的选择 (15)
第三章数控工艺卡片 (17)
一、数控加工工序卡 (17)
二、数字处理 (18)
三、数控加工程序单 (20)
第四章小组总结 (22)
第五章参考文献 (26)
第六章设计个人总结 (27)
第一章任务书
设计题目：轴类零件加工
设计零件图：
材料为45钢，热轧，无热处理及硬度要求及表面质量要
求。
第二章设计容
一、零件图工艺分析：
1、零件成型组成表面：零件有圆柱、逆圆弧、圆锥面和螺纹等几部分组成，系数控加工可选的容。（首先，数控车床效率高于普通车床，数控做出来的螺纹精度高；普车要做螺纹精度就很难保证。普通车床一来设备投入较少，二来对刀具的要求相对没那么高。数控车床的刀具要求较高（经常换刀的不但影响效率，且每次对刀都可能造成报废），对编程及对刀的技术要求较高，但量产若配以合适的夹具效率可以是普车三倍以上。综合考虑，还是选择数控加工为宜。）
2、通过对零件尺寸的圆锥面与圆弧面数字处理，该零件轮廓表达清晰、零件结构合理。最终计算结果如本设计书19页(附图1)所示。
3、尺寸精度保证:图形上尺寸均为IT8级，CAK型数控车床自身精度均可保证，编程时尺寸取基本尺寸即可。
4、材料的选取:选用45热轧钢，无热处理及硬度要求。材料切削加工工艺性良好。
5、各成型表面连接复杂程度中等，加工连续时间不长，不须用可转位刀片，用一般硬质合金焊接刀具即可。
由零件图分析，加工此零件拟定加工方案。
加工方案：
1、在普床上完成整外圆平端面：左端?16，切槽?16×4(夹持端槽)，
右端?38。
2、加工中，从右往左，右端设置中心孔。
3、车R15圆弧。
4、车?28.494—?24的圆锥面。
5、车?22段的?16×4槽。
6、车M20×1.5螺纹。
7、去夹持端。
8、将对中点用油砂纸抹平。
加工方案：
1、在普通机床上整外圆平端面，完成轴段?38×100。
2、加工中，从右向左。
3、先车?22×30轴段。
4、车?24—?28.494的圆锥面。
5、车R15圆弧。
6、车?16×4槽。
7、车削M20×1.5螺纹。
8、去夹持端。
加工时选择方案二
二、工艺措施的拟定：
1、具体加工策划
（1）图样上没有特别的精度要求，一般取表面精度为八级精度，使用中等精度数控CAK620即可，保证零件的要求，编程时不用平均值编程，直接用基本尺寸代入。
（2）选取毛坯，为符合加工要求，取?40×100的45热轧钢。（3）数控加工前先在普车上完成外圆的准备加工，先使之获得?38的外圆，从而获得工件的回转轴线；然后再平端面，获得工件的长度基准。
（4）装夹方法：用三爪自定心卡盘夹持零件左端，并留有足够的夹持长度及切割长度（12mm），右端用顶尖固定。如下图所示：
（装夹示意图）
（5）定位基准：端面基准设为左端面，回转基准设为轴线；设计基准、定位基准与工艺基准三者要重和，以防止基准不要重合，影响加工精度;在相应加工之前基准端面要先行加工。
综上所述，在普车上先平端面，加工外圆去除表面的余量达到要求，完成坯料;然后把工件在数控车床上用三爪自定心卡盘夹持左端，并留有足够的夹持长度（12mm的夹持端），右端用顶尖固定在由工艺设计容依次加工圆柱、圆锥、圆弧、退刀槽及螺纹，最后用割断刀割断即可完成。
2、选择设备
数控机床主要规格的尺寸应与工件的轮廓尺寸相适应。即小的工件应当选择小规格的机床加工，而大的工件则选择大规格的机床加工，做到设备的合理使用。根据被加工零件的外形和材料等条件，选用CAK620数控车床。
三、加工路线及进给路线：
1.零件的加工顺序：
先车平面，然后遵守由粗到精，从左到右（先近后远的加工原则）加工时从左到右粗车各面，粗车时留粗车加工余量0.25mm，由于螺纹系易损面，应后加工，最后用割断刀切断。
2.进给路线：
（1）CAK620车床具有粗车循环及螺纹的自动加工功能，加工时依据程序去自动完成。
循环加工时，依零件外轮廓引入段及延伸尺寸要足够。
（2）对精加工，依零件外轮廓走刀一次完成精余量0.25的切除。
（3）螺纹走刀次数的确定：分五次走刀，切削深度依次为：0.8，
0.6，0.4，0.14，0.01（最后重复一次去光刀铁屑）。
3.走刀路线图：
（1）图a为粗车外轮廓走刀路线图。
（2）图b为精车外轮廓走刀路线图。
（3）图c为切槽走刀路线图。
（4）图d为螺纹切削走刀路线图。
（图a）粗车外轮廓走刀路线图
（图b）精车外轮廓走刀路线图
（图c）切槽走刀路线图
（图d）螺纹切削走刀路线图
四、刀具选择：
1. 粗车时循环车削轮廓——粗车及平端面，选用91°硬质合金右偏
刀，为防止副后刀面与工件轮廓干涉，
副偏角K′r不宜太小，选k′r=35°，取
刀杆直径D=20×20mm。硬质合金焊
接刀具。
2. 精车轮廓时——取硬质合金91°右偏角，取k′r=35°，
取刀杆直径D=20×20mm，为保证刀
尖圆角半径rε小于结构上最小圆弧半径，
取rε=0.15—0.2。硬质合金焊接刀具。
3. 切槽刀——切削刃宽为4mm，取刀柄D=20×20mm。
4. 螺纹刀——使用60°外螺纹硬质合金刀，取刀柄
D=20×20mm。
5. 切割刀——切削刃宽为4mm，取刀柄D=25×25mm；
6. 将所选定的刀具参数填入数控加工刀具卡片（如下表所示）以便
编程和操作管理。
五、数控加工刀具卡：
数控加工刀具卡
六、切削用量的选择：
1.背吃刀量的选择：
①轮廓粗车循环时选=3mm ，精车余量：=0.25mm 。 ②螺纹粗车时选=0.4mm ，逐刀减小，粗车=0.16mm 。 2.主轴转速的选择：
该零件的加工表面由圆柱、圆弧、圆锥、螺纹等表面组成，因为工件材料为45热轧钢，尺寸较小。为保证表面精度的要求选取切削围为：Vc=90～120m/min 。
①外轮廓加工：
粗加工：
1000
4014.3n
? 取
90m/min
n =720r/min ，取n =800r/min
精加工：
1000
4014.3n
? 取
120m/min
n =955r/min ，取n =1000r/min
②螺纹加工：n=1200/p-k(参照《数控加工工艺与装备》式（5-1）) n=720 r/min ，取n =800r/min ③端面，切槽：
切割加工：n=500 r/min
3.进给速度V?的计算——V?=n?
①外轮廓：粗车：取f=0.4mm/r V?=0.4×800=320mm/min
精车：取f=0.15mm/r V?=0.15×1000=150mm/min
②螺纹加工：V?=n?=800×1.5=1200mm/min
③端面，切槽：n =500mm/min
切端面时可适当加大，f取0.5mm/r，则端面V?=250mm/min 根据上面的计算可得结果，如下表所示：
4．综合前面分析的各项容，并将其填入如下所示的数控加工工序卡。
第三章数控工艺卡片
一、数控加工工序卡
数控加工工序卡
二、数字处理：
1、将编程原点选在图形的最右端A处，避免基准不重合时带来的误
差，而且毋须进行尺寸链换算。
2.由于精度要求不高，编程时直接用基本尺寸处理。
3.确定M20×1.5mm螺纹牙底直径及牙深。
（1）计算螺纹牙底直径及牙深的计算：
牙深=0.6495p=0.6495×1.5=0.974mm
螺纹牙底直径=大径?2×牙深
=20?2×0.6495×1.5=18.05mm
（2）螺纹加工预留直径?=20-0.13P=20-0.13*1.5=19.8mm （3）螺纹走刀次数的确定：
分五次走刀，切削深度依次为0.8，0.6，0.4，0.15（最后重复一次去光刀去铁屑）
（4）螺纹切削次数参考表（附表1）
4.关于圆锥面与圆弧面的过渡。
如(附图1)所示，根据已知数据求得e段的长度为4.954，a段的长度为10.247，然后利用勾股定理?2+?2=?2得出b段的长度为10.954，最后完成圆锥面与圆弧面过渡的最终数字处理。