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数控技术专业毕业设计

题 目： 轴套类零件的数控车削加工
英文题目：__________________________
作者姓名：
指导教师：

目录
1 绪论……………………………………………………………………………1
1.1 毕业设计研究背景…………………………………………………………3
1.1.1 数控技术的发展概况……………………………………………………3
1.1.2 数控车削/铣削加工的特点……………………………………………11
1.2 毕业设计的任务和具体规定……………………………………………12
1.3 毕业设计的内容…………………………………………………………13
1.4 本章小结…………………………………………………………………13
2 轴套类零件的加工工艺分析………………………………………………13
2.1 零件图样分析……………………………………………………………13
2.2 加工方式的选择…………………………………………………………16
2.3 夹具的选择………………………………………………………………16
2.4 数控加工顺序的拟定……………………………………………………18
2.5 数控加工工艺参数的拟定………………………………………………18
2.5.1 刀具工艺参数的拟定…………………………………………………19
2.5.2 切削参数的拟定………………………………………………………21
2.6 轴类配合件的加工工艺规程……………………………………………22
2.7轴套类配合件的数控加工工序…………………………………………25
3轴承零件的数控加工程序的编写…………………………………………28
3.1 手工编程要点……………………………………………………………28
3.2 自动编程的实现…………………………………………………………34
总结与展望……………………………………………………………………37
参考文献………………………………………………………………………39
致谢……………………………………………………………………………40
作者简介

绪论
数控机床是用数字优化的代码将零件加工过程所需各种操作和环节以及刀具与工件这间的相对位置，再记录在程序介质上，送入计算机或数控系统译码。其数控程序能保证加工出符合零件图样规定的合格零件。还应充足运用数控机床是用数字优化的代码将零件加工过程中所需的各种操作和环节以数控机床的各种功能使数控机床能安全、可靠、高效地工作。
一.数控加工的工作原理：
数控加工是根据零件图样及工艺规定编制零件加工程序，再输入到机床，机床的控制系统对输入信息进行解决与运算。并不断地向直接指挥机床运动功能部件机床的伺服机构发送信号，伺服系统把来自说控装置的脉冲信号转换为机床移动部件运动。然后由传动机构驱动数控机床，机床以按给定的程序对机械零件进行加工。
二.数控编程及其发展
1.数控加工的发展
数控机床和普通机床不同，数控机床其加工过程不需要人工操作，而是由给定的程序进行控制。在数控机床加工零件时，一方面要分析零件图样，拟定工件在机床上的加工方式，加工顺序，加工路线及刀具，家具和切削用量的选择，然后把所有工艺过程以及其他辅助功能（主轴正反转，切削液的开与关。变速换刀等）。按运动顺序用规定的指令代码及程序格式编制成数控加工程序，经调试后，记录在控制介质（或程序载体上），最后输入到数控装置中，从而控制数控机床完毕工件的所有加工过程。这种从零件图样到编织成控制介质的过程为数控加工程序编制。
2.数控编程有手动编程和计算机编自动程
1）手工编程：是指程序编制的，整个环节几乎所有由人工来完毕的，对于几何形状不太复杂的零件，所需的加工程序太长，计算比较简朴，犯错的机会比较小，可用手工编程，既及时有经济，因而手工编程被广泛应用于形状简朴的点位加工，非圆弧、曲线、曲面等表面。或加工程序较长时，使用手工编程将十分繁琐费时，并且容易犯错，常会出现手工编程工作跟不上，数控机床加工的情况影响机床的开动率，此时必须用自动编程方法编制程序，以提高效率。
2）计算机自动编程：自动编程需要编程人员根据零件图样用数控语言编制一个简短的零件源程序，然后输入到计算机，计算机通过翻译解决和刀具刀具运动轨迹解决生成刀具位置数据，再经后置解决，即可生成零件的加工程序。目前是采用计算机实现数字程序控制的技术。这种技术用计算机按事先存储的控制程序来执行对个设备的控制功能，由于采用计算机代替原先用的逻辑电路组成的数控装置，使输入的存储、解决、运算、逻辑判断等各种控制机能的实现，均用计算机软件来完毕。
三.数控加工的特点：
同常规加工相比，数控加工具有如下特点：
1.自动化限度高
在数控机床加工零件时，除了手工装卸工件外，所有加工过程都由机床自动完毕。在柔性制造系统上、下料、检测、诊断、对刀、传输、管理等也都由机床自动完毕，这样减轻操作者的劳动强度，改善了劳动条件。
2.加工精度高、加工质量稳定
数控加工的尺寸精度通常在0.005mm --- 0.1mm之间，目前最高的尺寸精度可达+0.0015mm，不受零件形状复杂度的影响，加工消除了操作者的人为误差。提高了同批零件尺寸的一致性。
3.加工对象的合用性强
当加工对象改变时，除了相应的更换刀具和解决工件的装夹方式，只要重新编程并输入该零件的加工程序，便可自动加工出新的零件，不必对任何复杂的调整。
4.生产效率高
一方面是自动化程序高，在一次装夹中能完毕，较多表面的加工、省去了画线、多次装夹、检测等工序；另一方面是运动速度快、空间时间短、数控车床的主轴转速已经达成5000-7000r/min。
5.易于建立计算机通讯网络
由于数控机床是使用数字信息，易于与计算机辅助设计和制造（CAD/CAM）系统联接。形成与数控机床紧密结合的一体化系统。
当然，数控加工在某方面也有局限性之处，就是数控机床价格昂贵、加工成本高、技术复杂、对工艺和编程规定较高、加工中难以调整、维修困难。
1.1 毕业设计研究背景
1.1.1 数控技术的发展概况
20世纪人类社会最伟大的科技成果是计算机的发明与应用，计算机及控制技术在机械制造设备中的应用是世纪内制造业发展的最重大的技术进步。自从1952年美国第1台数控铣床问世至今已经历了50个年头。数控设备涉及：车、铣、加工中心、镗、磨、冲压、电加工以及各类专机，形成庞大的数控制造设备家族，每年全世界的产量有10～20万台，产值上百亿美元。
世界制造业在20世纪末的十几年中经历了几次反复，曾一度几乎快成为夕阳工业，所以美国人一方面提出了要振兴现代制造业。90年代的全世界数控机床制造业都通过重大改组。如美国、德国等几大制造商都通过较大变动，从90年代初开始已出现明显的回升，在全世界制造业形成新的技术更新浪潮。如德国机床行业从2023年至今已接受3个月以后的订货协议，生产任务饱满。
　　我国数控机床制造业在80年代曾有过高速发展的阶段，许多机床厂从传统产品实现向数控化产品的转型。但总的来说，技术水平不高，质量不佳，所以在90年代初期面临国家经济由计划性经济向市场经济转移调整，经历了几年最困难的萧条时期，那时生产能力降到50%，库存超过4个月。从1995年“九五”以后国家从扩大内需启动机床市场，加强限制进口数控设备的审批，投资重点支持关键数控系统、设备、技术攻关，对数控设备生产起到了很大的促进作用，特别是在1999年以后，国家向国防工业及关键民用工业部门投入大量技改资金，使数控设备制造市场一派繁荣。从2023年8月份的上海数控机床展览会和2023年4月北京国际机床展览会上，也可以看到多品种产品的繁荣景象。但也反映了下列问题.
（1）低技术水平的产品竞争剧烈，互相靠压价促销；
（2）高技术水平、全功能产品重要靠进口；
（3）配套的高质量功能部件、数控系统附件重要靠进口；
（4）应用技术水平较低，联网技术没有完全推广使用；
（5）自行开发能力较差，相对有较高技术水平的产品重要靠引进图纸、合资生产或进口件组装。
数控技术通过50年的2个阶段和6代的发展：
第1阶段：硬件数控(NC)
第1代：1952年的电子管
第2代：1959年晶体管分离元件
第3代：1965年的小规模集成电路
第2阶段：软件数控(CNC)
第4代：1970年的小型计算机
第5代：1974年的微解决器
第6代：1990年基于个人PC机(PC-BASEO)
第6代的系统优点重要有：
（1）元器件集成度高，可靠性好，性能高，可靠性已可达成5万小时以上；
（2）基于PC平台，技术进步快，升级换代容易；
（3）提供了开放式基础，可供运用的软、硬件资源丰富，使数控功能扩展到很宽的领域（如CAD、CAM、CAPP，连接网卡、声卡、打印机、摄影机等）；
（4）对数控系统生产厂来说，提供了优良的开发环境，简化了硬件。
　　目前，国际上最大的数控系统生产厂是日本FANUC公司，1年生产5万套以上系统，占世界市场约40%左右，另一方面是德国的西门子公司约占15%以上，再次是德海德汉尔，西班牙发格，意大利菲地亚，法国的NUM，日本的三菱、安川。
　　国产数控系统厂家重要有华中数控、北京航天机床数控集团、北京凯恩帝、北京凯奇、沈阳艺天、广州数控、南京新方达、成都广泰等，国产数控生产厂家规模都较小，年产都还没有超过300～400套。
近2023数控机床为适应加工技术发展，在以下几个技术领域都有巨大进步。
（1）高速化
　　由于高速加工技术普及，机床普遍提高各方面速度，车床主轴转速由3000～4000ｒ/min提高到8000～10000ｒ/min，铣床和加工中心主轴转速由4000～8000ｒ/min提高到12023ｒ/min、24000ｒ/min、40000ｒ/min以上快速移动速度由过去的10～20ｍ/min提高到48ｍ/min、60ｍ/min、80ｍ/min、120ｍ/min在提高速度的同时规定提高运动部件起动的加速度，其已由过去一般机床的0.5g重力加速度）提高到1.5～2Ｇ，最高可达15Ｇ，直线电机在机床上开始使用，主轴上大量采用内装式主轴电机。
（2）高精度化
　　数控机床的定位精度已由一般的0.01～0.02ｍｍ提高到0.008ｍｍ左右，亚微米级机床达成0.0005ｍｍ左右，纳米级机床达成0.005～0.01μｍ，最小分辨率为1ｎｍ（0.000001ｍｍ）的数控系统和机床已有产品。
　　数控中两轴以上插补技术大大提高，纳米级插补使两轴联动出的圆弧都可以达成1μ的圆度，插补前多程序段预读，大大提高插补质量，并可进行自动拐角解决等。
（3）复合加工、新结构机床大量出现
　　如5轴5面体复合加工机床，5轴5联动加工各类异形零件。也派生出各新奇的机床结构，涉及6轴虚拟轴机床，串并联铰链机床等。采用特殊机械结构，数控的特殊运算方式，特殊编程规定。
（4）使用各种高效特殊功能的刀具使数控机床“如虎添翼”。如内冷钻头由于使高压冷却液直接冷却钻头切削刃和排除切屑，在钻深孔时大大提高效率。加工钢件切削速度能达1000ｍ/min，加工铝件能达5000ｍ/min。
（5）数控机床的开放性和联网管理，已是使用数控机床的基本规定，它不仅是提高数控机床开动率、生产率的必要手段，并且是公司合理化、最佳化运用这些制造手段的方法。因此，计算机集成制造、网络制造、异地诊断、虚拟制造、异行工程等等各种新技术都在数控机床基础上发展起来，这必然成为21世纪制造业发展的一个重要潮流。
1.3：数控技术的发展趋势
　　数控技术的应用不仅给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，并且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，他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，由于这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看，其重要研究热点有以下几个方面。
1.高速、高精加工技术及装备的新趋势
　效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技
加工准备
机床调试
程序调试
试切加工
正式加工
检测结束
数控机床工程流程图
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。为此日本先端技术研究会将其列为5大现代制造技术之一，国际生产工程学会（CIRP）将其拟定为21世纪的中心研究方向之一。
　　在轿车工业领域，年产30万辆的生产节拍是40秒/辆，并且多品种加工是轿车装备必须解决的重点问题之一；在航空和宇航工业领域，其加工的零部件多为薄壁和薄筋，刚度很差，材料为铝或铝合金，只有在高切削速度和切削力很小的情况下，才干对这些筋、壁进行加工。近来采用大型整体铝合金坯料“掏空”的方法来制造机翼、机身等大型零件来替代多个零件通过众多的铆钉、螺钉和其他联结方式拼装，使构件的强度、刚度和可靠性得到提高。这些都对加工装备提出了高速、高精和高柔性的规定。
　　从EMO2023展会情况来看，高速加工中心进给速度可达80m/min，甚至更高，空运营速度可达100m/min左右。目前世界上许多汽车厂，涉及我国的上海通用汽车公司，已经采用以高速加工中心组成的生产线部分替代组合机床。美国CINCINNATI公司的HyperMach机床进给速度最大达60m/min，快速为100m/min，加速度达2g，主轴转速已达60000r/min。加工一薄壁飞机零件，只用30min，而同样的零件在一般高速铣床加工需3h，在普通铣床加工需8h；德国DMG公司的双主轴车床的主轴速度及加速度分别达12*!000r/mm和1g。
　　在加工精度方面，近2023来，普通级数控机床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密级加工中心则从3～5μm，提高到1～1.5μm，并且超精密加工精度已开始进入纳米级(0.01μm)。
　　在可靠性方面，国外数控装置的MTBF值已达6 000h以上 伺服系统的MTBF值达成30000h以上，表现出非常高的可靠性。
　　为了实现高速、高精加工，与之配套的功能部件如电主轴、直线电机得到了快速的发展，应用领域进一步扩大。
1、4数控技术的发展特点
1.广泛地应用微机资源
近年来被称为个人计算机（PC）的微型计算机发展不久，大规模集成电路制造技术的高速发速，使得PC的硬件结构做得很小。主CPU的运营速度越来越高。IPC386的主频是33MHz，IPC486、586的主频可达50～120MHz，新近Intel奔腾解决器（Pentium），主频已达450MHz。存储器容量也很大，体积很小，由于是大批量生产，使成本下降，可靠性提高。在软件方面，操作系统的发展，特别是Windows的应用，使得PC的操作更为简便直观。CAD/CAM的软件大量地由小型机、工作站向PC移植，三维图显示及工艺数据库在PC上建立。再加上PC的开放性，吸引大量技术人员投入了软件的开发，使得PC的软件资源极为丰富。因此，更好地运用PC的软、硬件资源，就成为各国数控设备生产厂发展CNC系统十分重要的一种方法。1992～1993年，一方面是在美国及欧洲的一些小型的数控设备厂推出，例如美国的ANILAN公司推出的1100、1200、1400系列，意大利FIDIA公司的10/20/30系列，都采用了PC作为基板来开发自己的数控系统。现在连日本FANUC、三菱公司，德国的SIEMENS公司这些以生产专用CNC设备著称的公司，也都把采用PC资源，作为其发展的一个重要方向。他们都强调自己系统的“开放”。日本FANUC公司把采用PC的CNC系统称之为开放型CNC系统，有150、160、180及210等系列，并正发展一种将FANUC智能终端（一种与IBM PC兼容的平板式计算机）通过高速光缆与CNC装置连接的模式。我国中国珠峰数控公司“八五”攻关成果“中华Ⅰ型（CME988）”也采用PC作为主控板，使该系统能充足运用PC的资源，跟随PC的发展而升级。
2．小型化以满足机电一体化的规定。
随着微电子技术的发展，大规模集成电路的集成度越来越高，体积越来越小。数控设备厂采用超大规模集成电路并采用表面安装工艺（SMT），实现了三维立体装配，将整个CNC装置做得很小，以适应机械制造业机电一体化的规定。日本三菱电机株式会社，最近推出的普及型CNC MELDAS 50系列及实用型CNC MELDAS 520A系列，这两个系列都采用了32位RISC微解决器，实现超小型化的CNC装置，较本来的M310及L3、L3A，体积大为减小（H168mm×W76mm×D135mm），安装面积减小了一半，功能尚有所提高。采用了超薄型显示器（9.5in的EL及10.4in的彩色LCD）。这个系统的微小线段加工能力提高至64m/min，最大快速进给速度为240m/min，其同步攻螺纹精度较M310提高了3倍，主轴定位时间缩短了30%。
3．改善人机接口，方便用户使用
为了使操作者能很容易地掌握数控机床的操作，数控设备生产厂努力地改善人机接口，简化编程，尽量采用对话方式，使用户使用方便，如西班牙FAGOR公司生产的FAGOR 8050系列，采用交互式编辑程序指导系统，简化程序的编辑，用简要的表格编辑程序，运用蓝图建立程序。其8050TC型数控系统，被称为高档傻瓜式数控系统（FAGOR800系列CNC系统），其操作面板使用了符号键，用户可以根据所需加工零件，选择加工程序，输入图形数据后，即可实现半自动或全自动加工。假如面板上的各种自动操作都没有被选上，则该CNC系统只显示坐标轴的位置值和主轴转速，操作者可以用摇柄或电子手轮对机床的各个轴进行手动操作，使用极为方便。
4．提高数控系统产品的成套性
数控系统涉及CNC装置、主轴及进给伺服驱动装置，以及主轴电动机、进给电动机和与其相关的检测反馈元件。一个数控系统性能的好坏是与上述各个环节的性能密切相关的。为了满足机床用户厂的需要，数控设备生产厂都非常重视数控产品的成套性，使系统的各个环节都能很好地匹配，使用户获得最佳的使用效果。
5．研究开发智能型数控系统
所谓智能型的数控系统，早在80年代初期已经开始研究。当时FANUC公司推出的FS15系列，就称之为AI（人工智能）CNC系统，重要是在故障诊断方面采用了专家系统。系统运用所谓的推理软件，根据存储在系统中的知识库的经验，分析及查找故障因素。最近FANUC公司又在开展被称为面向21世纪的课题—IMS（Intelligent Manufacturing Systems），将无缝地（Seamless）把世界范围纯熟工人的技术窍门（Know how）组合进行生产系统中去。
随着工业技术发展，规定制造过程更快、更容易，以适应生产需要，一种被称为智能闭环加工（Intelligent Closed-Loop Processes ICLP）技术被采用。这种技术是运用传感器获得适时的信息，以增强制造者取得最佳产品的能力。
6．根据市场需要，开发适销对路的数控产品
高新技术是数控系统发展的一个方向，另一方面开发适销对路的数控产品也是适应市场发展的需要。我国是发展中国家，经济型数控系统在我国有着广阔的市场。因此，开发性能优良、价钱便宜的数控系统，满足我国市场需要是很故意义的。目前，我国的经济型数控机床每年需要量约为8000～10000台。虽然有几十个厂家在生产，价格也很便宜，但是数年来技术发展不快，性能及可靠性方面还存在一些问题，不能满足市场的需求。
德国SIEMENS公司在我国建立的合资公司—西门子数控（南京）有限公司，在1997年推出了SINUMERIK 802S。这种系统除采用G代码编程外，尚有图形循环支持功能，通过软件键来进行转换。采用15.24cm（6in）彩色液晶显示，并采用两台步进电动机作为驱动单元，驱动力矩为3.5～12N.m，价格在3万元左右。这是西门子公司为占领中国市场合做的努力。
7．开发新的数控产品
随着机械加工技术的发展，对数控机床的性能规定越来越高，迫切地需要开发一些新的机电一体化数控产品来适应及满足这些规定。
例如，铝合金材料的大量采用，规定进行高速切削，以实现高的精度及低的表面粗糙度的规定，数控车床及加工中心主轴转速规定提高到10000～20230r/min，这对采用传统的机械传动是很难实现的。因此，将电动机的电枢直接与机床的主轴做成一体的“电动主轴”，就成为生产中急需的产品。目前，日本的FANUC公司、NSK公司，瑞士的IBAG公司，意大利的GANFIOR公司都在开发生产这种新产品。
同样，为了实现高速移动，规定开发“直线电动机”，用以直接带同样，为了实现高速移动，规定开发“直线电动机”，用以直接带动工作台直线运动。日本FANUC公司生产的直线电动机，移动速度可以达成100m/min。日本的THK公司，德国的INDRAMAT公司、SIEMENS公司都在开发及生产这类产品。
综上所述，数控技术的发展是与现代计算机技术、电子技术发展同步的，同时也是根据生产发展的需要而发展的。现在数控技术已经成熟，发展将更深更广更快。未来的CNC系统将会使机械更好用，更便宜。
1.1.2 数控车削/铣削加工的特点
适合数控车床加工的零件或工序内容选定后，首要工作是分析零件结构工艺性、轮廓几何要素和技术规定。
　零件的结构工艺性是指零件对加工方法的适应性，即所设计的零件结构应便于加工成型，且成本低，效率高。在数控车床上加工零件时，应根据数控车削的特点，认真审阅零件结构的合理性。在结构分析时，若发现问题，一般应通过设计人员或有关部门请示并提出修改意见。
数控车床车削零件时，刀具仅作平面运动，其成型运动形式比较简朴，刀具轨迹不会太复杂。结构工艺性分析过程中对于像小深孔、薄壁件、窄深槽等允许刀具运动的空间狭小、结构刚性差的零件，安排工序时要特殊考虑刀具途径、刀具类型、刀具角度、切削用量、装夹方式等因素，以减少刀具损耗，提高加工精度、表面质量和劳动生产率。
数控车床加工的工艺与普通车床的加工工艺类似，但由于数控车床是一次装夹，连续自动加工完毕所有车削工序。数控车床加工的工艺与普通车床的加工工艺类似，但由于数控车床是一次装夹，连续自动加工完毕所有车削工序，因而应注意以下几个方面： 1、合理选择切削用量；2、合理选择刀具；3、合理选择夹具。
2)　数控铣削加工作为一种成形加工手段，重要有面成型和线成型两种成型方法。面成型法以铣刀的所有侧刃作为切削刃，合用于加工斜面、柱面、锥面、环面等曲面。线成型法的成型原理则是将成型面视为型线的集合，以铣刀刀刃上的某一点作为切削刃，通过加工出一条条型线来形成型面，因此合用于加工任何复杂曲面。线成型曲面加工有以下特点:
(1)复杂曲面的成型加工多采用球头铣刀，有时为了增长刀具刚性，也可采用锥体球头立铣刀;数控铣刀的切削性能将直接影响工件的几何精度、表面质量和加工效率数控铣削具有加工零件精度高，生产效率高，柔性好，特别适合加工复杂的轮廓表面等特点。要想彰显数控铣削在复杂模具加工的特点，就必须可以对的的选用刀具，合理的安排加工工艺。数控铣削为了提高加工的效率,减少加工成本,一般一方面用大刀快速开粗。为了获得零件准确形状，精确的尺寸，好的表面粗糙度，往往要用合适的刀具进行精加工。高效率的粗加工之后，要获得高精度的精加工，合理的安排半精加工
1.2 毕业设计的任务和具体规定
着重介绍了零件的生产工艺过程,工艺的分析,工艺路线的拟定,加工设备的
选择,定位基准和夹具的选择,加工方法选择,填写工艺文献等。整份设计说明书规定内容丰富，简明扼要，清楚易懂，并附有图纸说明。
因此我们在设计时考虑要全面,经查阅相关书籍与资料根据实际的具体情况,设计时应做到：
巩固和深化所学知识,通过课程设计,规定我们运用机械工艺及其它主修课程的基本知识和方法,来解决工程实际中的具体设计问题,以进一步巩固和深化所学的知识。
培养机械设计的能力,通过加工方案的拟定.结构设计,查阅有关标准。
树立对的的设计思绪,在设计过程中学会结合当前国家有关的技术经济政策,讲究它的可行性和经济性去选择材料、刀具、夹具能比较全面而辩证地分析和解决设计的问题,从而逐步树立对的的思想。
运用所学的数控机床工艺学,结合实训和生产过程中所积累的经验以及编写设计说明书等各个环节,来规定我们掌握如何拟定加工工艺路线,选择加工设备,工艺设备及各种加工方式的切削用量等,并在设计过程中使设计技能得到相应的煅炼.对刀具、夹紧,定位基准的选择等。
由于能力有限，经验局限性，设计中尚有许多问题和局限性之处，请老师给予批评指正。分析,加工精度,表面粗糙分析,结构工艺分析,加工工序过程卡片,刀具卡片的填写,毛坯图,零件图的绘制以及数控加工工序卡片,刀具卡片的填写等,最终完毕零件加工的所有需考虑及计算方面的内容

1.3 毕业设计的内容
本次设计的内容为轴套零件的工艺分析。通过对该零件的工艺分析，制定了工艺规程，使我结识该零件必须具有如何的结构规定和技术规定。要满足其结构和技术规定，我们在生产中又应当如何生产和加工以保证该规定。这就是本部分的内容，通过工艺规程使我们结识到如何才干生产出合格的零件。
1.4 本章小结
巩固和深化所学知识,通过课程设计,规定我们运用机械工艺及其它主修课程的基本知识和方法,来解决工程实际中的具体设计问题,以进一步巩固和深化所学的知识
2 轴套类零件的数控车削加工工艺分析
2.1 零件图样分析

2.1毛坯分析
毛坯外形尺寸为50mm×100mm 50mm×52mm除上表面以外的其他表面均已加工，并符合尺寸与表面粗糙度值、规定材料为45号钢
2.2完整性分析
轴套是机床的重要零件，它的头端装有夹具，工件或刀具。零件饿完整性用于保证加工零件的对的性，零件在工作时用承担扭曲和弯曲力，承担来自各方面的力，所以规定有足够的刚性、耐磨、抗震等。
2.3对的性分析
零件加工到成品时其要达成预期效果。而往往由于各方面的因素，零件的精度受到影响，所以零件的对的性在各因素条件都达成的时候才干做到。通过工艺调整使零件达成工艺规定是设计内容的重要部分。
一、结构工艺分析
从图1结构上看，该轴类零件由外圆柱面、平面、圆弧、外螺纹等表面所组成，该套筒零件由外圆柱面、圆弧、内螺纹及内圆锥面等所组成，轴套零件较复杂，都适合车削加工。此外，该零件的尺寸标注完整，轮廓描述清楚，且尺寸标注都有助于定位基准和编程原点的统一，符合数控加工尺寸标注的规定。
二.精度及技术规定分析
1.尺寸精度
从尺寸上看，轴承零件ø48mm、ø24mm、ø23mm、三处加工精度较高，套筒零件ø48mm、ø30mm两处加工精度较高，其轴与套筒有较高的配合精度规定，都需仔细对刀和认真调整机床。
2.外置精度
1）该轴类零件右定向和定位规定，装配定向用的是ø48外圆相对于孔轴心线（或基准A）的同轴度规定。定向是左端面相对于基准A垂直度规定，其公差0.03mm，槽左端面相对于基准A的垂直度规定，公差0.025mm。
2）该轴套右定向规定，左端面相对于基准Bø48外圆的垂直度规定公差为0.025mm。
3）表面粗糙度
轴套零件都有较高的表面粗糙度规定，表面粗糙度值为1.6um，公差等级在IT8-IT7之间，其余为3.2um。
三.毛坯的拟定
由于该零件精度较高，各台阶直径相差不大，故零件材料为45号钢，毛坯结构简朴，材料的加工性能较好。其轴承毛坯外形尺寸为ø50mm×ø100mm的圆棒料。由于切削加工性较好，该配和无热解决和加工硬度规定。
综上所述采用以下几点工艺措施：
1.零件图样上带公差的尺寸因公差值较小，故编程时不必要采用平均值，而所有取基本尺寸即可。
2.在轴套配合加工时，为保证零件不产生变形，需设计一辅助心轴。
3.为便于装夹，提高定位精度，可可预先光一外圆刀，并钻好中心孔。
除表面外的其他表面均已加工，并符合尺寸与表面粗糙度值的规定，材料为45号钢。包含了平面、圆弧表面、圆柱面、切槽、钻孔、镗孔。
2.2 加工方式的选择
加工方法的选择原则是保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的规定。由于获得同一级精度及表面粗糙度的加工方法一般有许多，因而在实际选择时，要结合零件的形状、尺寸大小和形位公差规定等全面考虑。
图上几个精度规定较高的尺寸，因其公差值较小，所以编程时没有取平均值，而取其基本尺寸。
通过以上数据分析，考虑加工的效率和加工的经济性，最抱负的加工方式为车削，考虑该零件为大批量加工，故加工设备采用数控车床。
根据加工零件的外形和材料等条件，选用CJK6032数控机床。
2.3 夹具的选择
1）在三爪自定心卡盘上装夹。三爪自定心卡盘的三个卡爪是同步运动的，能自动定心，一般不需要找正。该卡盘装夹工件方便、省时，但夹紧力小，合用于装夹外形规则的中、小型工件。
2）在两顶尖之间装夹。对于尺寸较大或加工工序较多的轴类工件，为了保证每次装夹时的装夹精度，可用两顶尖装夹。该装夹方式合用于多序加工或精加工。
3）用卡盘和顶尖装夹。当车削质量较大的工件时要一段用卡盘夹住，另一段用后顶尖支撑。这种方式比较安全，能承受较大的切削力，安装刚性好，轴向定位准确，应用较广泛。
4）专心轴装夹。当装夹面为螺纹时再做个与之配合的螺纹进行装夹，叫心轴装夹。这种方式比较安全，能承受较大的切削力，安装刚性好，轴向定位准确。
根据上述分析夹具模型如：图2

一.轴承零件的装夹
本零件以粗车一刀后的外圆定位，用三爪自定心卡盘夹紧加工出左端面内外轮廓，由于该轴表面有较高的位置精度，故需再一次安装下加工出左端面的所有内外轮廓以避免多次安装误差影响位置精度，此外该零件加工规定较高，应粗车和精车分开。
二.套筒零件的装夹
该配合件由轴的左端ø40的外圆定位夹紧，将其设计的圆锥心轴与套筒配合，并用尾座顶尖顶住，以提高工艺系统的刚性。装夹方式如：图3

2.4 数控加工顺序的拟定
数控加工中，进给路线对零件的加工精度，表面质量以及加工效率有着直接影响。因此，拟定好的进给路线是保证车削加工精度、表面质量、提高效率的工艺措施之一，其拟定与工件表面状况规定的零件表面质量、机床进给机构间隙，刀具耐用度以及零件轮廓形状有关。
由于该零件较复杂，加工部位较多，因而需采用多把刀具才干完毕切削加工，制定零件车削加工顺序时可按有粗到精，由近到远，内外交叉，刀具集中的原则拟定，尽也许在一次装夹中加工出较多的工件表面，由于该零件为单件小批量生产，故拟定走到路线时可不必考虑最近走刀路线可沿零件轮廓顺序进行加工。
根据轴承零件外圆表面加工方案，选取粗车—半精车—精车，可达成加工规定，套筒零件由于内孔是重要表面的加工，故可采用：1.先主后次。 2. 先面后孔，先铣后钻。 3. 先粗后精。 4. 先做内腔加工后做外形加工。 5. 按工序的顺序，刀具直径由大到小。 6. 上道工序的加工不能影响下道工序的装夹与定位。 7. 用相同的工装和夹具应安排在一起做完，减少反复装夹与 定位。 8. 数控工序要集中。 9. 不要把削弱零件刚性的工序排在前面。
2.5 数控加工工艺参数的拟定
2.5.1 刀具工艺参数的拟定
刀具的选择是数控加工工艺设计中的重要内容之一，刀具选择合理与否不仅影响机床的加工效率，并且还直接影响加工质量。
1.钻孔的刀具
钻孔的刀具较多，有普通麻花钻，可转位浅孔钻及扁钻。应根据工件材料，加工尺寸及加工质量规定等合理选用。在数控车床上钻孔，大多采用麻花钻，麻花钻有高速钢和硬质合金钢两种。这里选用：中心钻 直径ø5mm的中心钻。钻头ø18mm， ø25mm麻花钻。
2.粗车外圆刀
90º硬质合金外圆车刀，刀尖圆弧半径0.2mm。
3.切刀 宽5mm 。
4.镗刀
镗刀的种类很多。按切削刃数量可分为単刃镗刀和双刃镗刀。单刃镗刀刚性差，切削时易引起振动，所以镗刀的主偏角选得较大，以减小径向力。粗镗钢件孔时Kr=60º—75º，以提高刀具的耐用度。单刃镗刀结构简朴，适应较广，粗精加工都合用。故选用单刃镗刀，粗精镗内孔表面。 刀片：55º带R0.2mm圆弧刃的菱形刀片，如：图9

5.外螺纹车刀 60º硬质合金螺纹刀，刀尖圆弧0.1mm。
6.内螺纹车刀 60º硬质合金螺纹刀，刀尖圆弧0.1mm。

上图是加工是所用的所有刀具

2.5.2 切削参数的拟定
数控车床加工中的切削用量涉及：背吃刀量，切削速度（主轴转速），进给速度或进给量。切削用量的大小对切削力，切削功率，刀具磨损，加工质量和加工成本均有显著影响，对不同的加工方法，需选择不同的切削用量，并编入程序中。
切削用量的选择原则：粗加工时一般以提高生产效率为主，但也考虑经济型和加工成本，半精加工和精加工时应在保证该加工质量的前提下兼顾切削效率，经济型和加工成本具体参数根据机床说明书和切削用量手册。
一.背吃刀量
背吃刀量的选择重要由于对表面质量的规定来决定。在工艺系统刚性及机床允许的条件下，进也许选取较大的背吃刀量，由于该零件精度规定较高，则应适当留出精车余量，常取0.1―0.5mm 。
背吃刀量的选取参数如下：
1.粗车外圆时取1.2mm 。
2.精车镗内外表面时取0.5mm 。
3.粗镗内孔取1mm 。
4.钻中心孔取2.5mm 。
5.钻孔时取10mm 。
6.粗精内外螺纹时取分别取0.8mm 0.6mm 0.4mm 0.16mm 。
二.切削速度
切削速度根据零件上被加工部位的直径值，并按连接和刀具的材料及加工性质等条件所允许的切削速度来拟定。选取数值如下：
1.粗车镗内外表面时主轴转速 S=600r/min f=0.2mm/r 。
2.钻中心孔时主轴转速 S=600r/min 。
3.钻孔时的主轴转速 S=300r/min 。
4.精车外圆时的主轴转速 S=1100r/min f=0.1mm/r 。
5.精镗内孔时的主轴转速 S=800r/min f=0.1mm/r 。
6.切槽时的主轴转速 S=500r/min f=1.5mm/r 。
7.内外螺纹车削时的主轴转速 由公式：n<=1200/p-k得：n<=1200/1.5-80=720r/min
考虑到机床刚性及其他因素取n=500r/min，即s=500r/min f=1.5 。
三.进给速度
进给速度的原则是当工件的质量规定能得到保证时，可选择较高的进给速度，切断加工深孔和精车时选择较低的进给速度，进给速度应与主轴转速及背吃刀量相适应，根据以上主轴转速与背吃刀量相适应，根据以上主轴转速与背吃刀量的选择，可拟定进给速度。
进给速度Vf是切削刃上选定点相对于工件的进给运动的瞬时速度，它与转速n，进给量f之间的关系为：
Vf=f*n
由上式可得出：
1.粗车镗内外圆表面是的进给速度 Vf=600r/min×0.2mm/r=120mm/min 。
2.精车外圆时的进给速度 Vf=1100r/min×0.1mm/r=110mm/min 。
3.精镗内孔时的进给速度 Vf=800r/min×0.1mm/r=80mm/min 。
4.粗精车内外螺纹的进给速度 Vf=500r/min×1.5mm/r=750