異形軸零件的數(shù)控車加工工藝與手動編程斯沃仿真含SW三維及CAD圖,異形,零件,數(shù)控,加工,工藝,手動,編程,仿真,sw,三維,cad 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 異形軸 零件名稱 共 頁 第 頁 1 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 圓鋼 Φ60*115 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 、 夾具編號 夾具名稱 切削液 三爪卡盤 皂化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主異形軸轉速 切削速度 進給量 背吃刀量 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 下料 鋸床 2序 調質處理 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 異形軸 零件名稱 共 頁 第 頁 3 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 圓鋼 Φ60*115 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 數(shù)車 夾具編號 夾具名稱 切削液 三爪卡盤 皂化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主異形軸轉速 切削速度 進給量 背吃刀量 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 平端面見光 端面車刀 600 0.1 0.5 2 2 粗精車外圓 外圓車刀 1000 0.1/0.05 1/0.3 2 3 粗精鏜內(nèi)孔 內(nèi)孔鏜刀 1200 0.1/0.05 1/0.3 4 車內(nèi)螺紋 螺紋刀 500 0.6- 5 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 異形軸套 零件名稱 共 頁 第 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 4 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 圓鋼 Φ60*115 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 數(shù)車 夾具編號 夾具名稱 切削液 三爪卡盤 皂化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主異形軸轉速 切削速度 進給量 背吃刀量 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 平端面見光 端面車刀 600 0.1 0.5 2 2 左偏車刀粗精車外圓 左偏外圓車刀 1000 0.1/0.05 1/0.3 2 2 右偏車刀粗精車外圓 右偏外圓車刀 1000 0.1/0.05 1/0.3 2 3 切槽 切槽刀 600 0.05 5序 終檢 設 計（日 期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 套 刀具總產(chǎn)品名稱或代號種類序號刀具號車床用刀1T012T023T034T045T056T067T07編制零件名稱套刀具名稱規(guī)格加工表面外圓車刀粗車刀平端面加工外圓外圓車刀精車刀加工外圓粗鏜刀機夾式合金鏜刀鏜內(nèi)孔精鏜刀機夾式合金鏜刀鏜內(nèi)孔中心鉆A3鉆中心孔鉆頭26鉆孔螺紋鏜刀螺紋鏜刀內(nèi)螺紋審核批準套 刀具總零件圖號備注161620加工表面平端面加工外圓加工外圓鏜內(nèi)孔鏜內(nèi)孔鉆中心孔鉆孔內(nèi)螺紋XXXX設計 題目：異形軸零件的數(shù)控編程與仿真加工 系 部 專 業(yè) 名 稱 班 級 姓 名 學 號 指 導 教 師 2014年11月5日 1 摘 要 數(shù)控技術和裝備發(fā)展趨勢及對策裝備工業(yè)的技術水平和現(xiàn)代化程度決定著整個國 民經(jīng)濟的水平和現(xiàn)代化程度，數(shù)控技術及裝備是發(fā)展新興高新技術產(chǎn)業(yè)和尖端工業(yè) （如信息技術及其產(chǎn)業(yè)、生物技術及其產(chǎn)業(yè)、航空、航天等國防工業(yè)產(chǎn)業(yè)）的使能技 術和最基本的裝備。馬克思曾經(jīng)說過“各種經(jīng)濟時代的區(qū)別，不在于生產(chǎn)什么，而在 于怎樣生產(chǎn)，用什么勞動資料生產(chǎn)”。制造技術和裝備就是人類生產(chǎn)活動的最基本的 生產(chǎn)資料，而數(shù)控技術又是當今先進制造技術和裝備最為核心的技術。當今世界各國 制造業(yè)廣泛采用數(shù)控技術，以提高制造能力和水平，提高對動態(tài)多變市場的適應能力 和競爭能力。 關鍵詞：數(shù)控技術、制造技術 2 目 錄 摘 要 ....................................................................I 第一章： 緒 論 ............................................................1 第二章： 零件圖紙分析 .....................................................1 2.1 零件圖分析 .....................................................1 2.2 零件結構工藝分析 ...............................................1 第三章： 工藝規(guī)程設計 .....................................................2 3.1 毛坯選擇 .......................................................2 3.2 定位基準的選擇 .................................................2 3.21 粗基準的選擇原則 ............................................2 3.22 精基準的選擇原則 .............................................3 4.3 夾具的選擇 .....................................................3 4.4 加工順序的安排 .................................................4 4.5 切削用量的選擇 ..................................................5 4.51 確定背吃刀量 ..............................................5 4.52 確定主軸轉速 ...............................................5 4.53 確定進給速度 ..............................................7 4.6 切削液的選擇 ...................................................9 4.7 估算時間定額 ...................................................9 4.71 粗車左端外圓 ...............................................10 4.72 精車左端外圓 ...............................................11 4.73 粗車右端外圓 ...............................................12 4.74 精車右端 ...................................................13 第四章： 工藝文件的制作 ..................................................14 4.1 工藝過程卡 ....................................................14 4.2 工序卡 ........................................................14 3 第五章：零件程序編制 .....................................................18 總 結 ....................................................................21 致 謝 ....................................................................22 參考文獻 .................................................................23 4 第一章： 緒 論 制造業(yè)是所有與制造有關的行業(yè)的總稱，它是一個國家經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)。它一方 面為全社會日用消費品生產(chǎn)創(chuàng)造價值，另一方面為國民經(jīng)濟各部門提供生產(chǎn)資料和裝 備。據(jù)估計制造業(yè)占據(jù)了工業(yè)化國家 70%至 80%的物質財富，約有 1/4 的人口從事各種 形式的制造。所以，制造業(yè)是國家的經(jīng)濟地位和政治地位的重中之重，于 21 世紀的工 業(yè)生產(chǎn)中有決定性地位和作用。 由于現(xiàn)代科學技術逐步的發(fā)展，機電產(chǎn)品越來越精密和復雜，且更新速度加快改 型頻繁，群眾的需求也趨向多樣化和個性化。這對制造業(yè)的高精度、高效率和高柔性 要求更高，希望市場能提供不同加工需求、迅速高效、低成本地全面性的用戶的生產(chǎn) 制造系統(tǒng)，并大幅度地降低成本。同時還要求新一代制造的系統(tǒng)具有更方便的網(wǎng)絡功 能，以適應將來車間面向任務和定單生產(chǎn)組織和管理模式。 現(xiàn)在社會經(jīng)濟發(fā)展對制造業(yè)的要求越來越高，科學技術特別是計算機技術的高速 發(fā)展傳統(tǒng)制造業(yè)已經(jīng)發(fā)生了巨大的變化，現(xiàn)代制造業(yè)技術占據(jù)了數(shù)控技術為主的重要 地位。數(shù)控技術包括了微電子、計算機、信息處理、自動檢測和自動控制等的高新技 術于一體，它是制造業(yè)體現(xiàn)柔性化、自動化、集成化以及智能化的重要基礎。這個基 礎是不是牢固，將直接影響到一個國家的經(jīng)濟發(fā)展和綜合國力，這也關系到一個國家 的戰(zhàn)略地位。所以，世界各工業(yè)發(fā)達國家都采取了重大措施來發(fā)展自己的數(shù)控技術以 及業(yè)。我國的數(shù)控技術與裝備的發(fā)展都到了高度重視，這些年來取得了很大進步特別 是在通用微機數(shù)控領域，在國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的 PC 平臺上，已經(jīng)名列世界前茅。 5 第二章： 零件圖紙分析 2.1 零件圖分析 6 讀圖是保證技術圖紙正確性、完整性和規(guī)范性的重要環(huán)節(jié)之一；是對產(chǎn)品或零件進 行機械加工工藝過程設計和生產(chǎn)技術準備工作的必要條件和重要組成部分。圖紙的工 藝性分析與審查是企業(yè)對新產(chǎn)品設計、老產(chǎn)品改造、測繪設計、三來（來圖、來料、 來樣）加工進行工藝設計的重要環(huán)節(jié)，對產(chǎn)品技術圖紙進行工藝審查主要解決產(chǎn)品設 計過程中的工藝合理性的問題。審查產(chǎn)品設計結構能不能加工，怎樣加工，用什么方 法加工，加工成本有多大；能不能裝配，采用什么方法裝配，裝配的難易程度，維修 保養(yǎng)方便程度等一系列問題；總之，產(chǎn)品及圖紙工藝性審查的目的是保證產(chǎn)品結構設 計的合理性、工藝的可行性和經(jīng)濟性。. 2.2 零件結構工藝分析 零件的結構工藝性是指在滿足使用要求的前提下制造、維修的可行性和經(jīng)濟性。即 所設計的零件結構應便于成形，并且成本低，效率高，它涉及面廣，采此有必要對零 件進行結構工藝性分析，找出技術關鍵，以便在擬定工藝規(guī)程時采用適當?shù)募庸ご胧?加以保證。為了多快好省地把所設計的零件加工出來，就必須對零件的結構工藝性進 行詳細的分析。 該零件的視圖符合國家標準的要求，位置準確，表達清楚；幾何元素之間的關系準 確；尺寸標注完整、清晰。 （1）尺寸精度 異形軸是軸類零件的主要表面，他影響軸的回轉精度及工作狀態(tài)。軸頸的直徑 精度根據(jù)其使用要求通常為 IT6-IT9,精密軸頸可達 IT5 （2）表面粗糙度的要求 根據(jù)零件的表面工作部位的不同，可有不同的表面粗糙度。一般情況來說相同 要求的軸孔配合時，軸的表面粗糙度要比孔高一級，這主要是由于加工時孔的難度遠 遠大于軸，設計人人員一般會提高孔的要求降低軸的要求從而方便加工。 7 第三章： 工藝規(guī)程設計 3.1 毛坯選擇 毛坯的選擇和擬定毛坯圖是制定工藝規(guī)程的最初階段工作之一，也是一個比較重 要大的階段，毛坯的形狀和特征（硬度，精度，金相組織等）對機械加工的難易，工 序數(shù)量的多少有直接影響，因此，合理選擇毛坯在生產(chǎn)占相當重要的位置，同樣毛坯 的加工余量的確定也是一個非常重要的問題。 45 號常用中碳調質結構鋼。該鋼冷塑性一般，退火、正火比調質時要稍好，具 有較高的強度和較好的切削加工性，經(jīng)適當?shù)臒崽幚硪院罂色@得一定的韌性、塑性和 耐磨性，材料來源方便。適合于氫焊和氬弧焊，不太適合于氣焊。焊前需預熱，焊后 應進行去應力退火。 正火可改善硬度小于 160HBS 毛坯的切削性能。該鋼經(jīng)調質處理后，其綜合力學 性能要優(yōu)化于其他中碳結構鋼，但該鋼淬透性較低，水中臨界淬透直徑為 1217mm， 水淬時有開裂傾向。當直徑大于 80mm 時，經(jīng)調質或正火后，其力學性能相近，對中、 小型模具零件進行調質處理后可獲得較高的強度和韌性，而大型零件，則以正火處理 為宜，所以，此鋼通常在調質或正火狀態(tài)下使用。調質處理后零件具有良好的綜合機 械性能，廣泛應用于各種重要的結構零件，特別是那些在交變負荷下工作的連桿、螺 栓、齒輪及軸類等。但表面硬度較低，不耐磨?？捎谜{質+表面淬火提高零件表面硬度。 3.2 定位基準的選擇 3.21 粗基準的選擇原則 選擇粗基準時，主要要求保證各加工面有足夠的余量，使加工面與不加工面間的 位置符合圖樣要求，并特別注意要盡快獲得精基面。具體選擇時應考慮下列原則： (1) 選擇重要表面為粗基準 為保證工件上重要表面的加工余量小而均勻，則應選擇該表面為粗基準。所謂重 要表面一般是工件上加工精度以及表面質量要求較高的表面，如床身的導軌面，車床 主軸箱的主軸孔，都是各自的重要表面。因此，加工床身和主軸箱時，應以導軌面或 主軸孔為粗基準。 (2) 選擇不加工表面為粗基準 8 為了保證加工面與不加工面間的位置要求，一般應選擇不加工面為粗基準。 如果工件上有多個不加工面，則應選其中與加工面位置要求較高的不加工面為粗基準， 以便保證要求，使外形對稱等。如圖 2 所示的工件，毛坯孔與外圓之間偏心較大，應 當選擇不加工的外圓為粗基準，將工件裝夾在三爪自定心卡盤中，把毛坯的同軸度誤 差在鏜孔時切除，從而保證其壁厚均勻。 (3) 選擇加工余量最小的表面為粗基準 在沒有要求保證重要表面加工余量均勻的情況下，如果零件上每個表面都要 加工，則應選擇其中加工余量最小的表面為粗基準，以避免該表面在加工時因余量不 足而留下部分毛坯面，造成工件廢品。 (4) 選擇較為平整光潔、加工面積較大的表面為粗基準，以便工件定位可靠、夾 緊方便。 (5) 粗基準在同一尺寸方向上只能使用一次 因為粗基準本身都是未經(jīng)機械加工 的毛坯面，其表面粗糙且精度低，若重復使用將產(chǎn)生較大的誤差。 3.22 精基準的選擇原則 (1) 基準重合原則 即選用設計基準作為定位基準，以避免定位基準與設計基準不重合而引起的基 準不重合誤差。 (2) 基準統(tǒng)一原則 應采用同一組基準定位加工零件上盡可能多的表面，這就是基準統(tǒng)一原則。 這樣做可以簡化工藝規(guī)程的制訂工作，減少夾具設計、制造工作量和成本，縮短生產(chǎn) 準備周期；由于減少了基準轉換，便于保證各加工表面的相互位置精度。例如加工軸 類零件時，采用兩中心孔定位加工各外圓表面，就符合基準統(tǒng)一原則。箱體零件采用 一面兩孔定位，齒輪的齒坯和齒形加工多采用齒輪的內(nèi)孔及一端面為定位基準，均屬 于基準統(tǒng)一原則。 4.3 夾具的選擇 數(shù)控加工的特點對夾具提出了兩個基本要求，一是要保證夾具的坐標方向與機床 的坐標方向相對固定；二是要能保證零件與機床坐標系之間的正確尺寸關系。依據(jù)零 件毛料的狀態(tài)和數(shù)控機床的安裝要求，應選取能保證加工質量、滿足加工需要的夾具。 9 除此之外，還要考慮以下幾點： （1）當零件加工批量不大時，應盡量采用組合夾具、可調夾具和其他通用夾具，以縮 短生產(chǎn)預備時間，節(jié)省生產(chǎn)用度。在成批生產(chǎn)時可以考慮采用專用夾具，同時要求夾 具的結構簡單。 （2）裝夾零件要方便可靠，避免采用占機人工調整的裝夾方式，以縮短輔助時間，盡 量采用液壓、氣動或多工位夾具，以進步生產(chǎn)效率。 （3）在數(shù)控機床上使用的夾具，要能夠安裝正確，能保證工件和機床坐標系的相對位 置和尺寸，力求設計基準、工藝基準與編程原點同一，以減少基準不重合誤差和數(shù)控 編程中的計算工作量。 （4）盡量減少裝夾次數(shù)，做到一次裝夾后完玉成部零件表面的加工或大多數(shù)表面的加 工，以減少裝夾誤差，進步加工表面之間的相互位置精度，達到充分進步數(shù)控機床效 率的目的。 異形軸屬于軸類零件，該零件為單件下批量生產(chǎn)應選用通用夾具，夾緊棒料，有 利于零件的加工，該零件屬于棒料類零件，形狀較簡單、尺寸較小、所以只需選擇三 爪自定心卡盤即可。 4.4 加工順序的安排 切削加工工序的安排原則： 1基面先行原則 用作精基準的表面，應優(yōu)先加工。因為定位基準的表面越精確，裝夾誤差就越小， 所以任何零件的加工過程，總是先對定位基準面進行粗加工和半精加工，必要時還要 進行精加工。 2先粗后精原則 各個表面的加工順序一般是按照粗加工半精加工精加工光整加工的順 序進行，這樣才能逐步提高加工表面的精度和減少表面粗糙度。 3先主后次原則 零件上的工作面及裝配精度要求較高的表面，屬于主要表面，應先加工。自由表面、 鍵槽、緊固用的螺孔和光孔等表面，精度要求較低，屬于次要表面，可穿插進行，一 般安排在主要表面達到一定精度后，最終精加工之前加工。 10 4先面后孔原則 對于箱體類、支架類、機體類的零件，一般先加工平面，后加工孔。這樣安排加工順 序，一方面是用加工過的平面定位，穩(wěn)定可靠；另一方面是在加工過的平面上加工孔， 比較容易，并能提高孔的加工精度。 4.5 切削用量的選擇 數(shù)控車削加工中的切削用量包括背吃刀量 ap、主軸轉速 n 或切削速度 vc（用于恒 線速度切削）、進給速度 vf 或進給量 f。這些參數(shù)均應在機床給定的允許范圍內(nèi)選取。 (1)切削用量的選擇原則 粗車時，應盡量保證較高的金屬切除率和必要的刀具耐用度。 選擇切削用量時應首先選取盡可能大的背吃刀量 ap，其次根據(jù)機床動力和剛性的 限制條件，選取盡可能大的進給量 f，最后根據(jù)刀具耐用度要求，確定合適的切削速度 vc。增大背吃刀量 ap 可使走刀次數(shù)減少，增大進給量 f 有利于斷屑。 (2)精車時，對加工精度和表面粗糙度要求較高，加工余量不大且較均勻。選擇精 車的切削用量時，應著重考慮如何保證加工質量，并在此基礎土盡量提高生產(chǎn)率。因 此，精車時應選用較?。ǖ荒芴。┑谋吵缘读亢瓦M給量，并選用性能高的刀具材 料和合理的幾何參數(shù)，以盡可能提高切削速度。 4.51 確定背吃刀量 粗加工時，除留下精加工余量外，一次走刀盡可能切除全部余量。也可分多次走 刀。精加工的加工余量一般較小，可一次切除。在中等功率機床上，粗加工的背吃刀 量可達 810mm；半精加工的背吃刀量取 0.55mm；精加工的背吃刀量取 0.21.5mm。 4.52 確定主軸轉速 切削速度 vc 可根據(jù)己經(jīng)選定的背吃刀量、進給量及刀具耐用度進行選取。實際加 工過程中，也可根據(jù)生產(chǎn)實踐經(jīng)驗和查表的方法來選取。 粗加工或工件材料的加工性能較差時，宜選用較低的切削速度。精加工或刀具材料、 11 工件材料的切削性能較好時，宜選用較高的切削速度。 切削速度 vc 確定后，可根據(jù)刀具或工件直徑（D）按公式 n=l000vc/D 來確定主軸轉速 n（r/min）。 表 2-2 硬質合金刀具切削用量推薦表 粗加工 精加工 刀具 材料 工件材 料 切削速 度 mm/min 進給量 （mm /r） 被吃刀 量 mm 切削速度 mm/m in） 進給量 （mm /r） 被吃刀 量 mm 碳鋼 220 0.2 3 260 0.1 0.4 低合金 鋼 180 0.2 0.2 3 3 220 220 0.1 0.1 0.4 高合金 鋼 120 0.2 3 160 0.1 0.4 鑄鐵 80 0.20.2 33 140140 0.10.1 0.4 不銹鋼 80 0.2 2 120 0.1 0.2 鈦合金 40 0.30.2 1.51.5 6060 0.10.1 0.4 灰鑄鐵 120 0.30.3 22 150150 0.150.15 0.5 球墨鑄 鐵 100 0.2 0.3 2 120 120 0.15 0.15 0.5 硬質 合金 或涂 層硬 質合 金 鋁合金 1600 0.2 1.5 1600 0.1 0.5 表 2-3 常用切削用量推薦表 工件材料 加工內(nèi)容 背吃刀量 apmm 切削速度 vcm min-1 進給量 f/mmr-l 刀具材料 12 粗加工 5-7 6080 0.20.4 粗加工 2-3 80120 0.20.4 碳素鋼 b6 00MPa 精加工 2-6 120150 0.10.2 YT 類 鉆中心孔 500800rmin-1 鉆孔 2530 0.10.2 W18C r4V 碳素鋼 b6 00MPa 切斷（寬度<5mm） 70110 0.10.2 YT 類 粗加工 5070 0.20.4 精加工 70100 0.10.2鑄鐵HBS<200 切斷（寬度<5mm） 5070 0.10.2 YG 類 通過圖與表的結合我們最終確定： 車削端面： 背吃刀量 ap：粗加工為 5mm,精加工為 0.2mm 進給量 f：粗加工為 0.3mmr；精車 0.1mmr 主軸轉速 n=600r/min 車削外圓： 背吃刀量 ap：粗加工為 5mm,精加工為 0.2mm 進給量 f：粗加工為 0.3mmr；精車 0.1mmr 主軸轉速 n=800r/min 車削螺紋： 背吃刀量 ap：第一刀 0.5mm 接著逐級遞減 0.2mm 進給量 f=0.6mm 主軸轉速 n=450r/min 4.53 確定進給速度 給速度的確定進給速度是數(shù)控機床切削用量中的重要參數(shù)，主要根據(jù)零件的加 工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性質選取。最大進給速度受機床剛 度和進給系統(tǒng)的性能限制，確定進給速度的原則： 13 a. 當工件的質量要求能夠得到保證時，為提高生產(chǎn)效率，可選擇較高的進給 速度。一般在 100200mm/min 范圍內(nèi)選取。 b. 在切斷、加工深孔或用高速鋼刀具加工時，宜選擇較低的進給速度，一般 在 2050mm/min，范圍內(nèi)選取。 c. 當加工精度，表面粗糙度要求高時，進給速度應選小些，一般在 2050mm/min 范圍內(nèi)選取。 d. 刀具空行程時，特別是遠距離“回零”時，可以設定該機床數(shù)控系統(tǒng)設定 的最高進給速度。 軸： 切削速度的高低主要取決于被加工零件的精度，材料，刀具的材料和刀具的耐用 度等因素： DVcn10 式中: 切削速度，單位為 mm/min；CV 刀具的直徑或工件的直徑，單位為 mm。D 參數(shù) 、、 、 都由實驗確定，也可參考有關切削用量手冊選用。CN 車直線和圓弧輪廓時。通過查表和計算以及零件分析確定其粗車切削速度 CV =100mm/min，精車的切削速度 =123mm/min。CV 綜上可以得出（機床有的或較接近的轉速取百位近似值）詳見表 5-3。 表 5-3 切削參數(shù)表 刀具 車削 背吃刀量 mm 進給速度 mm/min 主軸轉速 r/min 外圓車刀 粗車 1.5 100 800 外圓車刀 精車 0.5 120 1500 內(nèi)孔鏜刀 粗車 1 120 1000 內(nèi)孔鏜刀 精車 0.3 120 1500 內(nèi)螺紋車刀 車螺紋 0.6 遞減 螺距確定 450 切槽刀 切槽 50 500 14 切削進給速度也可由機床操作者根據(jù)被加工工件表面的具體情況進行手動調整， 以獲得最佳切削狀態(tài)。 4.6 切削液的選擇 切削液（cutting fluid, coolant）是一種用在金屬切削、磨加工過程中，用來 冷卻和潤滑刀具和加工件的工業(yè)用液體，切削液由多種超強功能助劑經(jīng)科學復合配伍 而成，同時具備良好的冷卻性能、潤滑性能、防銹性能、除油清洗功能、防腐功能、 易稀釋特點?？朔藗鹘y(tǒng)皂基乳化液夏天易臭、冬天難稀釋、防銹效果差的的毛病， 對車床漆也無不良影響，適用于黑色金屬的切削及磨加工，屬當前最領先的磨削產(chǎn)品。 切削液各項指標均優(yōu)于皂化油，它具有良好的冷卻、清洗、防銹等特點，并且具備無 毒、無味、對人體無侵蝕、對設備不腐蝕、對環(huán)境不污染等特點通過查表，將常用三 種切削液列表，如下表 6-1： 表 6-1 常用冷卻液 冷卻液名稱 主要成份 主要作用 水溶液 水、防銹添加劑 冷卻 乳化液 水、油、乳化劑 冷卻、潤滑、清洗 切削油 礦物油、動植物油、復合油 潤滑 從工件材料上看，45 鋼不適于用水溶液，而從經(jīng)濟成本角度來參考，乳化液較切 削油而言，成本較低，但同樣能滿足刀具和加工的需求。故，綜合上述條件考慮，我 最終選擇的切削液為：乳化液。它在加工過程中的主要作用是：冷卻、潤滑和清洗。 切削有色金屬和銅、鋁合金時，為了得到較高的表面質量和精度，可采用 10%-20% 的乳化液、煤油或煤油與礦物油的混合物。出于毛坯材料和刀具材料的考慮該零件的 加工選用乳化液。 4.7 估算時間定額 目前工時定額主要是按經(jīng)過生產(chǎn)實踐驗證積累起來的統(tǒng)計資料來確定（參閱有關 15 手冊），隨著工藝過程的不斷改進，也需要相應地修訂工時定額。 對于流水線自動線，由于有規(guī)定的切削用量，工時定額可以部分通過計算，部分 應與統(tǒng)計資料得出。 在計算出每一道工序的單件時間后，還必須對各個工序的單件計算時間進行平衡， 以最大限度地發(fā)揮各臺機床的生產(chǎn)效率，達到較高的生產(chǎn)率，保證完成生產(chǎn)任務。 具體方法時首先計算出零件的年生產(chǎn)綱領所要求的單件時間 ：dT =60 /NmindT 式中，T年基本工時，單位為 h； N零件的年生產(chǎn)綱領，單位為件/年； --設備負荷率，一般取 0.75-0.85。 將每個工序的單件計算時間 Tc 與 Td 進行比較。對于 Tc 大于 Td 的工序，可通過 下列方法縮短 Tc，以達到平衡工序單件時間的目的。 若 Tc 大于 Td 在一倍以內(nèi)，可采用該刀具，適當提高切削用量，采用高效加工方 法縮短工作進程等措施來縮短 Tc。 若 Tc 大于 Td 兩倍以上，則可采用增加順序加工工序或增加平行加工工序的方法 來成倍地提高生產(chǎn)率，縮短 Tc。 對于 Tc 小于 Td 的工序，因其生產(chǎn)率較高，則可采用一般的通用機床及工藝裝備， 來降低成本。 下面以工序 1、工序 2 中加工為例來說明時間定額的計算方法。 基本時間 的計算。jt 4.71 粗車左端外圓 1) 加工條件 工件材料：45#鋼 加工要求：粗車零件左端，車 19 長 40 機床：數(shù)車 CK6140 刀具：90 度外圓車刀 量具：卡尺 2) 計算切削用量 已知毛坯被加工長度為 22 mm，最大加工余量為 Zmax=26mm,可一次切削，切削深 16 度 ap=2mm 確定進給量 f： 根據(jù)工藝手冊），表 2.475,確定 fz=0.2mm/r 切削速度： 參考有關手冊，確定 V=100m/min 80(r/min)41.3dw0vns 3) 計算工時 當 nw=1000r/min,工作臺的每分鐘進給量應為： fm=fznz=0.2800=160(mm/min) 行程為 l+l1+l2=286+50+20=356mm 故機動工時為： tm =356160=2.22min=133.6s 輔助時間為： tf=0.15tm=0.15133.6=20s 其他時間計算： tb+tx=6%(133.6+20)=9.2s 故工序 5 的單件時間： tdj=tm+tf+tb+tx =133.6+20+9.2=162.8s 4.72 精車左端外圓 1）加工條件 工件材料：45#鋼 加工要求：粗車零件左端，車 19 長 40 機床：數(shù)車 CK6140 刀具：90 度外圓車刀 量具：卡尺 2）計算切削用量 已知毛坯被加工長度為 22 mm，最大加工余量為 Zmax=0.3mm,可一次切削，切削深 度 ap=0.3mm 確定進給量 f： 根據(jù)工藝手冊），表 2.475,確定 fz=0.08mm/r 切削速度： 參考有關手冊，確定 V=150m/min (r/min)2014.350dw1vns 3）計算工時 當 nw=1000r/min,工作臺的每分鐘進給量應為： 17 fm=fznz=0.081200=96(mm/min) 行程為 l+l1+l2=22+5+2=29mm 故機動工時為： tm =2996=0.3min=18s 輔助時間為： tf=0.15tm=0.1518=2.7s 其他時間計算： tb+tx=6%(18+2.7)=1.24s 故工序 5 的單件時間： tdj=tm+tf+tb+tx =18+2.7+1.24=22s 4.73 粗車右端外圓 1）加工條件： 工件材料：45#鋼 加工要求：粗車零件左端，車 20 長 22 機床：數(shù)車 CK6140 刀具：外圓車刀 量具：卡尺 2）計算切削用量 已知毛坯被加工長度為 80 mm，最大加工余量為 Zmax=30mm,可一次切削，切削深 度 ap=2mm 確定進給量 f： 根據(jù)工藝手冊），表 2.475,確定 fz=0.2mm/r 切削速度： 參考有關手冊，確定 V=100/min (r/min)1034.dw10vns 3）計算工時 當 nw=1000r/min,工作臺的每分鐘進給量應為： fm=fznz=0.21000=200(mm/min) 行程為 l+l1+l2=1200+75+30=1305mm 故機動工時為： tm =1305200=6.5min=393s 輔助時間為： tf=0.15tm=0.15393=59s 18 其他時間計算： tb+tx=6%(393+59)=27s 故工序 5 的單件時間： tdj=tm+tf+tb+tx =393+59+27=480s 4.74 精車右端 1）加工條件： 工件材料：45#鋼 加工要求：粗車零件左端，車 20 長 22 機床：數(shù)車 CK6140 刀具：外圓車刀 量具：卡尺 2）計算切削用量 已知毛坯被加工長度為 80 mm，最大加工余量為 Zmax=0.3mm,可一次切削，切削深 度 ap=0.3mm 確定進給量 f： 根據(jù)工藝手冊），表 2.475,確定 fz=0.08mm/r 切削速度： 參考有關手冊，確定 V=150/min (r/min)15034.0dw1vns 3）計算工時 當 nw=1000r/min,工作臺的每分鐘進給量應為： fm=fznz=0.081500=120(mm/min) 行程為 l+l1+l2=80+5+3=88mm 故機動工時為： tm =88120=0.73min=44s 輔助時間為： tf=0.15tm=0.1544=6.6s 其他時間計算： tb+tx=6%(44+6.6)=3s 故工序 5 的單件時間： tdj=tm+tf+tb+tx =44+6.6+3=53.6s 19 第四章： 工藝文件的制作 5.1 工藝過程卡 對零件的加工制定重要工藝過程，如表 5-1 是車削異形軸的加工工藝過程卡和表 7-2 是車削件異形軸的加工工藝過程卡。 表 5-1 車削件加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 圖 2-1機械加工工 藝過程卡片 產(chǎn)品名稱 異形軸零件 零件名稱 異形軸零件 材料牌號 45 毛坯種類 圓鋼 毛坯外形尺寸 55*180 工序號 工序名稱 工步內(nèi)容 設備 工藝裝備 10 備料 60*115 圓鋼 鋸床 20 調質處理 26-31HRC 30 數(shù)控車 1 加工左端外圓及內(nèi)孔 數(shù)控車 三爪卡盤 40 數(shù)控車 2 加工右端外圓 數(shù)控車 三爪卡盤 50 去毛刺 去除毛刺 三爪卡盤 110 檢驗 測量各部分尺寸、形狀精度檢測 游標卡尺 編制 審核 2014.11 共一頁 第一頁 5.2 工序卡 工序卡片是工藝規(guī)程的一種形式。它是按零件加工的每一道工序編制的一種工藝 文件。它的內(nèi)容包括：每一工序的詳細操作、操作方法和要求等。它適用于大量生產(chǎn) 的全部零件和成批生產(chǎn)的重要零件。在單件小批生產(chǎn)中，一些特別重要的工序也需要 編制工序卡片。機械加工工序卡片是根據(jù)機械加工工藝卡片為一道工序制訂的。它更 詳細地說明整個零件各個工序的要求，是用來具體指導工人操作的工藝文件。在這種 卡片上要畫工序簡圖，說明該工序每一工步的內(nèi)容、工藝參數(shù)、操作要求以及所用的 設備及工藝裝備。一般用于大批大量生產(chǎn)的零件。 20 21 22 23 第五章： 零件程序編制 每一個被加工零件的零件程序的生成都與該零件的加工息息相關。所加工零件的 加工質量的高低也與零件程序的生成密切相關。下面是該零件的加工程序 3。 異形軸： 軸 2 序 O0002 T0101 車外圓 S1000M03 主軸正轉 M8 冷卻液開 G99 冷卻液開 G00X62Z2 冷卻液開 G71U1R1 G71 粗車循環(huán) G71P1Q2U0.3W0.2F0.1 N1G1X32 循環(huán)起點 X34W-1 倒角 Z-14 直線插補 X40W-8 車錐度 X53.13 直線插補 X48W-5 車倒角 Z-30 直線插補 X55.97W-2.26 車倒角 G3X57W-3.48R2 車圓弧 G1X48W-2.26 直線插補 N2W-5 循環(huán)結束 G70P1Q2 G70 精車循環(huán) G0Z300 快速退回 M5 主軸停轉 M9 冷卻液停止 M1 選擇性停止 T0202 切槽 S500M03 主軸正轉 M8 冷卻液開 G99 每轉進給方式 G00X57Z3 快速定位至安全平面 24 Z-48 定位至切削點 G1X42F0.05 切槽 G0X57 退刀 G0Z300 退回安全平面 M5 主軸停轉 M9 冷卻液停止 M1 選擇性停止 T0303 車內(nèi)孔 M03S100 主軸正轉 M8 冷卻液開 G99 每轉進給 G0X28Z2 快速定位 G1Z0F0.2 切削至平面 X26W-1F0.1 倒角 Z-35 直線插補 G0X25Z300 快速退刀 M5 主軸停止 M9 冷卻液關 M1 選擇性停 T0303 車螺紋 S300M03 主軸正轉 M8 冷卻液開 G99 每轉進給方式 G00X25Z5 快速定位至安全平面 G92X26.7Z-30F2 車螺紋循環(huán) X27.2 X27.7 X28 X28.2 X28.2 G0Z300 退回安全平面 M5 主軸停轉 M9 冷卻液停止 M30 程序結束返回開頭 軸 2 序 車外圓 T0101 25 S1000M03 主軸正轉 M8 冷卻液開 G99 每轉進給方式 G00X55Z5 快速定位 G71U1R1 G71 粗車循環(huán) G71P1Q2U0.3W0.2F0.1 N1G0X0 循環(huán)起點 G3X6.93Z-6R4 車圓弧 G1X30W-9 車錐度 X35.11W-1.28 倒角 G3X35.43W-1.69R1 車圓弧 G1X30W-2 倒角 G2X30W-20R30 車圓弧 G1X38.4 直線插補 X40.4W-1 倒角 W-5 直線插補 X52.53W-2.33 車錐度 N2G3X52.53W-1.75R1 循環(huán)終點 G70P1Q2 G70 精車循環(huán) G0X200Z300 快速退回 M5 主軸停轉 M9 冷卻液停止 M30 程序結束 第六章：程序的仿真加工 6.1 仿真軟件的簡介 數(shù)控加工仿真軟件目前的國內(nèi)市場有很多，做的出色的主要由宇龍仿真系統(tǒng) 和斯沃數(shù)控仿真系統(tǒng)，這些優(yōu)秀的數(shù)控仿真系統(tǒng)都擁有發(fā)那科(FANUC)、西門子 (SINUMERIK)、三菱(MITSUBISHI)、廣州數(shù)控(GSK)、華中世紀星(HNC)、北京凱恩帝 (KND)、大連大森(DASEN)、南京華興(WA) 數(shù)控車銑及加工中心等 28 個系統(tǒng)，64 個控 制面板。具有網(wǎng)絡版和單機版模式，可以在微機上仿真各種數(shù)控設備的編程，操作， 是廣大高校機械類學生和國內(nèi)外大中型企業(yè)數(shù)控操作人員的良師益友。 26 其中斯沃數(shù)控仿真軟件是結合機床廠家實際加工制造經(jīng)驗與高校教學訓練一體所 開發(fā)的國內(nèi)第一款自動免費下載更新的數(shù)控仿真軟件。通過該軟件可以使學生和操作 工人達到實物操作訓練的目的，又可大大減少昂貴的設備投入. 6.2 仿真加工過程 1) 打開斯沃仿真軟件，選擇 Fanuc OIT 系統(tǒng)，進入系統(tǒng)界面 2) 松開緊急停止按鈕，回零 X-Z 坐標軸（加工中心回零 X-Y-Z 軸） 3) 按照加工工藝表格選擇合適的毛坯，刀具和夾具 4) 依次對刀，調整機床偏置數(shù)據(jù)，確認數(shù)據(jù)無誤 5) 輸入加工程序并檢查程序是否正確、完整 6) 將機床狀態(tài)轉換為 AUTO，運行加工程序，并且觀察刀具位置和切削過程 7) 加工完成后選擇測量系統(tǒng)，測量主要加工尺寸，如果和設計不同，檢查加工程序 和對刀是否正確 零件仿真加工圖： 27 總 結 經(jīng)過長時間的整理和修改到現(xiàn)在畢業(yè)設計基本完成。畢業(yè)設計的完成是一個長期 的過程，需要不斷的進行精心設計零件，精心修改，不斷地去研究各方面的文獻，并 且利用自己所學的知識，認真總結完成畢業(yè)設計。歷經(jīng)了這么久的努力，終于完成了 畢業(yè)設計。通過這次的畢業(yè)設計，我擁有了無數(shù)難忘的感動和收獲，讓我系統(tǒng)地鞏固 了大學三年所學習的課程，對自己也是一次很好的測驗。通過畢業(yè)設計的制作也讓我 更加了解了我院的 FANUC 0i 系統(tǒng)，切削、加工中心和車床等數(shù)控機床。 開始設計零件，分析零件的加工工藝，選擇機床，選擇刀具，選擇毛坯，最終到 編制出程序。在這個過程中我都學會了很多的知識。這次從零件的設計完成結果來看， 雖然還是存在著一些問題，但是自己的很多方面還是得到了提高。 通過這次對零件進行設計及編制其說明書，增加了不少專業(yè)方面的知識，切實做 到了將理論聯(lián)系到實際中，也只有理論與實際巧妙的結合在一起，才能達到規(guī)定的各 項性能指標。對于程序的編制是一個重要內(nèi)容，只有合理的編制程序，制定出走刀路 線，才能在最短的時間內(nèi)加工出滿足要求的零件。 通過這次的畢業(yè)設計，使我對以前的所學知識進行了一次比較全面的復習，從中 學到了不少課本以外的知識，也積累了一些加工的經(jīng)驗和技巧。但在整個零件的加工 和畢業(yè)設計的完成都還存在著一定的不足，還懇請老師批評和指正。 28 總之用一句話來形容就是：即起到了溫習舊知識的作用，又起到了開拓新思維的 作用。這為自己以后走向社會、走向工作崗位奠定了一定基礎。 致 謝 這次畢業(yè)設計說明書及其零件工藝分析的完成，獲得了很多人的幫助。首先要感 謝我的指導老師，在畢業(yè)設計書編制及零件工藝分析過程中，給予了我精心的指導， 并講解了各項專業(yè)要領，提出了寶貴的專業(yè)意見。也要感謝曾經(jīng)的科任老師，是他們 教給了我畢業(yè)設計這個大題中許多有用的知識，感謝學院實驗室和圖書室提供的設備 條件和實驗場所，并且給予我們這么好的機會和大力支持。同時也感謝同學們的無私 幫助。最后，當然也要感謝百忙之中抽空參加畢業(yè)答辯的評審老師們。 29 參考文獻 1錢可強.機械制圖.北京：高等教育出版社，2011.5 2 艾興，肖詩綱.切削用量簡明手冊.北京：機械工業(yè)出版社，2008.8 3 顧京.數(shù)控加工編程與操作.北京：高等教育出版社，2008.6 4 趙宏立.機械加工工藝與裝備.北京：人民郵電出版社，2009.2 5 徐茂功.公差配合與技術測量.北京：機械工業(yè)出版社，2012.12 6 王甫茂，李正峰.機械制造基礎.北京：科學出版社，2011 7教務處.畢業(yè)論文（設計）指導手冊.M.宜賓:宜賓職業(yè)技術學院印刷廠，2010.4 8陳立德.機械設計基礎課程設計.北京：高等教育出版社，2012.12