畢業(yè)設計--螺紋配合件設計及加工設計

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　緒言1</b></p><p>　　1 數(shù)控機床概述2</p><p>　　1.1數(shù)控機床的組成2</p><p>　　1.2 數(shù)控機床的分類2</p><p>　　1.2.1 按工藝用途分類

2、2</p><p>　　1.2.2 按數(shù)控機床的運動軌跡分類3</p><p>　　1.2.3 按伺服系統(tǒng)的控制方式分類3</p><p>　　1.2.4 按數(shù)控裝置分類5</p><p>　　2 數(shù)控加工工藝分析5</p><p>　　2.1 加工方法和加工方案的選擇5</p><p&g

3、t;　　2.2 加工順序的安排6</p><p>　　2.3 加工順序的確定6</p><p>　　3 螺紋配合（件一）7</p><p>　　3.1 零件工藝分析7</p><p>　　3.2 確定裝夾方案7</p><p>　　3.3 確定工步順序、進給路線和所用刀具8</p><p

4、>　　3.3.1 粗車外表面8</p><p>　　3.3.2精車外表面9</p><p><b>　　3.3.3切槽9</b></p><p>　　3.3.4 切螺紋9</p><p><b>　　3.3.5切斷9</b></p><p>　　3.4確定切削

5、用量10</p><p>　　3.5 填寫工藝文件11</p><p>　　4 螺紋配合（件二）13</p><p>　　4.1 零件工藝性分析13</p><p>　　4.2 確定裝夾方案13</p><p>　　4.3 確定工步順序、進給路線和所用刀具14</p><p>　　4

6、.3.1鉆內(nèi)孔14</p><p>　　4.3.2 粗車內(nèi)孔14</p><p>　　4.3.3 精車內(nèi)孔15</p><p>　　4.3.4 切內(nèi)螺紋退刀槽15</p><p>　　4.3.5車內(nèi)螺紋15</p><p>　　4.3.6 調(diào)頭切斷16</p><p>　　4.3.7

7、 粗加工內(nèi)圓弧16</p><p>　　4.3.8 精加工內(nèi)圓弧16</p><p>　　4.3.9 粗加工外圓弧17</p><p>　　4.3.10 精加工外圓弧17</p><p>　　4.4 確定切削用量18</p><p>　　4.5 填寫工藝文件19</p><p>&l

8、t;b>　　5 程序編制22</b></p><p>　　5.1螺紋配合零件一程序編制22</p><p>　　5.2螺紋配合（件二）內(nèi)輪廓程序23</p><p>　　5.3螺紋配合（件二）外輪廓加工程序25</p><p><b>　　6 結(jié)果分析26</b></p><

9、;p>　　6.1零件的精度與尺寸檢驗26</p><p>　　6.2產(chǎn)生誤差的主要因素26</p><p><b>　　結(jié)論27</b></p><p><b>　　致謝28</b></p><p><b>　　參考文獻29</b></p><

10、;p>　　螺紋配合件設計與加工</p><p><b>　　摘　要</b></p><p>　　隨著改革開放的進一步深入，中國的制造行業(yè)的到了迅速發(fā)展，特別是數(shù)控加工的應用呈突飛猛進之勢。自從我國加入WTO后，社會上對數(shù)控加工技術(shù)的要求也更高了。我所設計和加工的螺紋配合零件是一種集合各種工藝設計在內(nèi)的綜合型零件。它能夠有效的把我們?nèi)晁鶎W的各類知識綜合在一起運用

11、。我從數(shù)控加工工藝分析，設備的選擇，螺紋配合精度，刀具、夾具的選擇，切削用量的選擇，工藝卡片的制作，都經(jīng)過了慎重考慮。為使零件經(jīng)過數(shù)控加工得到最佳的精度和工藝設計要求，我還查閱了輔助設計與輔助制造(CAD/CAM)、《數(shù)控加工工藝》、數(shù)控刀具等書籍。確定了該零件的合理的數(shù)控加工工藝方案，最終才完成的零件的加工。</p><p>　　關(guān)鍵詞：工藝分析；螺紋配合精度；刀具選擇；數(shù)控加工</p><

12、p><b>　　緒言</b></p><p>　　近年來數(shù)控加工技術(shù)的應用呈突飛猛進之勢，包括以組合機床為主的大量生產(chǎn)方式都向以數(shù)控設備為主的生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變，社會上對掌握數(shù)控技術(shù)的人才需求量越來越大，特別是對數(shù)控加工技術(shù)的人才需求量更大。而數(shù)控設備的高精度、高效率決定了發(fā)展數(shù)控設備是當前我國機械制造業(yè)的基礎，也是未來工廠自動化的基礎。</p><p>　　本課題主

13、要是螺紋配合的設計與加工（內(nèi)螺紋和外螺紋的配合）。是根據(jù)仔細查閱相關(guān)文獻及網(wǎng)上查閱資料進行設計，利用手工編制零件程序，在CJK6132A數(shù)控機床進行零件車削加工。對零件尺寸和形狀進行設計時，考慮到是一組配合件，要求精巧，配合的精度高，外形美觀，尺寸設計較大，選擇鋼件作為加工材料。要求對零件圖形進行工藝分析，選擇機床、刀具、確定加工方案。涉及到內(nèi)螺紋與外螺紋軸的配合，尺寸設計較大，加工起來在進給量、轉(zhuǎn)速、背吃刀量等有一定的加工難度，所以要

14、合理選擇。雖然兩個零件選擇的是數(shù)控機床進行加工，但是切削用量的選擇原則與通用機床加工相似。螺紋配合軸零件加工的切削用量的選擇是按零件材料和刀具材料及實踐加工經(jīng)驗等確定的。還得分析進給速度的選擇，應與主軸轉(zhuǎn)速和背吃刀量相適應。</p><p>　　本設計說明書是對我所學知識的應用，它涉及到我在大專三年所學的全部知識，在數(shù)控專業(yè)上具有代表性，而且提高了我們綜合運用各方面知識的能力。在程序的調(diào)試、零件的加工中運用到了我

15、們所學的AutoCAD、caxa電子圖版、機械制圖、機床操作、刀具的選擇、零件的工藝分析、數(shù)學處理等一系列的內(nèi)容。這將我所學到的理論知識充分運用到了實際加工中，切實做到了理論與實踐的有機結(jié)合。</p><p><b>　　1 數(shù)控機床概述</b></p><p>　　1.1數(shù)控機床的組成</p><p>　　數(shù)控機床一般由控制介質(zhì)、數(shù)控裝置、伺

16、服系統(tǒng)和機床本體組成。圖1-1的實線所示為開環(huán)控制的數(shù)控機床框圖。</p><p>　　圖1-1 數(shù)控機床的組成</p><p>　　1.2 數(shù)控機床的分類</p><p>　　1.2.1 按工藝用途分類</p><p><b>　　1．一般數(shù)控機床 </b></p><p>　　與傳統(tǒng)的車、銑、

17、鉆、磨、齒輪加工相對應的數(shù)控機床有數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控鉆床、數(shù)控磨床、數(shù)控齒輪加工機床等。盡管這些數(shù)控機床在加工工藝方法上存在很大差別，具體的控制方式也各不相同，但機床的動作和運動都是數(shù)字化控制的，具有較高的生產(chǎn)率和自動化程度。</p><p>　　2．數(shù)控加工中心數(shù)控機床</p><p>　　在普通數(shù)控機床加裝一個刀庫和換刀裝置就成為數(shù)控加工中心機床。加工中心機床進一步提高了普通數(shù)控

18、機床的自動化程度和生產(chǎn)效率。例如銑、鏜、鉆加工中心，它是在數(shù)控銑床基礎上增加了一個容量較大的刀庫和自動換刀裝置形成的，工件一次裝夾后，可以對箱體零件的四面甚至五面大部分加工工序進行銑、鏜、鉆、擴、鉸以及攻螺紋等多工序加工，特別適合箱體類零件的加工。加工中心機床可以有效地避免由于工件多次安裝造成的定位誤差，減少了機床的臺數(shù)和占地面積，縮短了輔助時間，大大提高了生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量。 </p><p>　　3. 特種數(shù)

19、控機床 </p><p>　　除了切削加工數(shù)控機床以外，數(shù)控技術(shù)也大量用于數(shù)控電火花線切割機床、數(shù)控電火花成型機床、數(shù)控等離子弧切割機床、數(shù)控火焰切割機床以及數(shù)控激光加工機床等。</p><p>　　1.2.2 按數(shù)控機床的運動軌跡分類 </p><p>　　1．點位控制數(shù)控機床 </p><p>　　位置的精確定位，在移動和定位過程中不進行

20、任何加工。機床數(shù)控系統(tǒng)只控制行程終點的坐標值，不控制點與點之間的運動軌跡，因此幾個坐標軸之間的運動無任何聯(lián)系?？梢詭讉€坐標同時向目標點運動，也可以各個坐標單獨依次運動。這類數(shù)控機床主要有數(shù)控坐標鏜床、數(shù)控鉆床、數(shù)控沖床、數(shù)控點焊機等。點位控制數(shù)控機床的數(shù)控裝置稱為點位數(shù)控裝置。 </p><p>　　2．點位直線控制數(shù)控機床 </p><p>　　點位直線控制數(shù)控機床可控制刀具或工作臺以適

21、當?shù)倪M給速度，沿著平行于坐標軸的方向進行直線移動和切削加工，進給速度根據(jù)切削條件可在一定范圍內(nèi)變化。 </p><p>　　直線控制的簡易數(shù)控車床，只有兩個坐標軸，可加工階梯軸。直線控制的數(shù)控銑床，有三個坐標軸，可用于平面的銑削加工?，F(xiàn)代組合機床采用數(shù)控進給伺服系統(tǒng)，驅(qū)動動力頭帶有多軸箱的軸向進給進行鉆鏜加工，它也可算是一種直線控制數(shù)控機床。 </p><p>　　數(shù)控鏜銑床、加工中心等機

22、床，它的各個坐標方向的進給運動的速度能在一定范圍內(nèi)進行調(diào)整，兼有點位和直線控制加工的功能，這類機床應該稱為點位/直線控制的數(shù)控機床。 </p><p>　　3．輪廓控制數(shù)控機床 </p><p>　　輪廓控制數(shù)控機床能夠?qū)蓚€或兩個以上運動的位移及速度進行連續(xù)相關(guān)的控制，使合成的平面或空間的運動軌跡能滿足零件輪廓的要求。它不僅能控制機床移動部件的起點與終點坐標，而且能控制整個加工輪廓每一點

23、的速度和位移，將工件加工成要求的輪廓形狀。 </p><p>　　常用的數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控磨床就是典型的輪廓控制數(shù)控機床。數(shù)控火焰切割機、電火花加工機床以及數(shù)控繪圖機等也采用了輪廓控制系統(tǒng)。輪廓控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)要比點位/直線控系統(tǒng)更為復雜，在加工過程中需要不斷進行插補運算，然后進行相應的速度與位移控制。 </p><p>　　現(xiàn)在計算機數(shù)控裝置的控制功能均由軟件實現(xiàn)，增加輪廓控制功能不

24、會帶來成本的增加。因此，除少數(shù)專用控制系統(tǒng)外，現(xiàn)代計算機數(shù)控裝置都具有輪廓控制功能。 </p><p>　　1.2.3 按伺服系統(tǒng)的控制方式分類 </p><p>　　1．開環(huán)控制數(shù)控機床 </p><p>　　這類控制的數(shù)控機床是其控制系統(tǒng)沒有位置檢測元件，伺服驅(qū)動部件通常為反應式步進電動機或混合式伺服步進電動機。數(shù)控系統(tǒng)每發(fā)出一個進給指令，經(jīng)驅(qū)動電路功率放大后，

25、驅(qū)動步進電機旋轉(zhuǎn)一個角度，再經(jīng)過齒輪減速裝置帶動絲杠旋轉(zhuǎn)，通過絲杠螺母機構(gòu)轉(zhuǎn)換為移動部件的直線位移。移動部件的移動速度與位移量是由輸入脈沖的頻率與脈沖數(shù)所決定的。此類數(shù)控機床的信息流是單向的，即進給脈沖發(fā)出去后，實際移動值不再反饋回來，所以稱為開環(huán)控制數(shù)控機床。 </p><p>　　開環(huán)控制系統(tǒng)的數(shù)控機床結(jié)構(gòu)簡單，成本較低。但是，系統(tǒng)對移動部件的實際位移量不進行監(jiān)測，也不能進行誤差校正。因此，步進電動機的失步、

26、步距角誤差、齒輪與絲杠等傳動誤差都將影響被加工零件的精度。開環(huán)控制系統(tǒng)僅適用于加工精度要求不很高的中小型數(shù)控機床，特別是簡易經(jīng)濟型數(shù)控機床。 </p><p>　　2．閉環(huán)控制數(shù)控機床 </p><p>　　接對工作臺的實際位移進行檢測，將測量的實際位移值反饋到數(shù)控裝置中，與輸入的指令位移值進行比較，用差值對機床進行控制，使移動部件按照實際需要的位移量運動，最終實現(xiàn)移動部件的精確運動和定位

27、。從理論上講，閉環(huán)系統(tǒng)的運動精度主要取決于檢測裝置的檢測精度，也與傳動鏈的誤差無關(guān)，因此其控制精度高。圖1-3所示的為閉環(huán)控制數(shù)控機床的系統(tǒng)框圖。圖中A為速度傳感器、C為直線位移傳感器。當位移指令值發(fā)送到位置比較電路時，若工作臺沒有移動，則沒有反饋量，指令值使得伺服電動機轉(zhuǎn)動，通過A將速度反饋信號送到速度控制電路，通過C將工作臺實際位移量反饋回去，在位置比較電路中與位移指令值相比較，用比較后得到的差值進行位置控制，直至差值為零時為止。這

28、類控制的數(shù)控機床，因把機床工作臺納入了控制環(huán)節(jié)，故稱為閉環(huán)控制數(shù)控機床。閉環(huán)控制數(shù)控機床的定位精度高，但調(diào)試和維修都較困難，系統(tǒng)復雜，成本高。 </p><p>　　3．半閉環(huán)控制數(shù)控機床 </p><p>　　半閉環(huán)控制數(shù)控機床是在伺服電動機的軸或數(shù)控機床的傳動絲杠上裝有角位移電流檢測裝置（如光電編碼器等），通過檢測絲杠的轉(zhuǎn)角間接地檢測移動部件的實際位移，然后反饋到數(shù)控裝置中去，并對誤差

29、進行修正。通過測速元件A和光電編碼盤B可間接檢測出伺服電動機的轉(zhuǎn)速，從而推算出工作臺的實際位移量，將此值與指令值進行比較，用差值來實現(xiàn)控制。由于工作臺沒有包括在控制回路中，因而稱為半閉環(huán)控制數(shù)控機床。 </p><p>　　半閉環(huán)控制數(shù)控系統(tǒng)的調(diào)試比較方便，并且具有很好的穩(wěn)定性。目前大多將角度檢測裝置和伺服電動機設計成一體，這樣，使結(jié)構(gòu)更加緊湊。 </p><p>　　1.2.4 按數(shù)控裝

30、置分類</p><p>　　數(shù)控機床若按其實現(xiàn)數(shù)控邏輯功能控制的數(shù)控裝置來分，有硬線數(shù)控和軟線數(shù)控兩種。</p><p>　　1.硬線數(shù)控（又稱普通數(shù)控，即NC）。這類數(shù)控系統(tǒng)的輸入、插補運算、控制等功能均由集成電路或分離元件等器件實現(xiàn)。一般來說，數(shù)控機床不同，其控制電路也不同，因此系統(tǒng)的通用性較差，因其全部由硬件組成，所以功能和靈活性比較差。這類系統(tǒng)在70年代以前應用得比較廣泛。<

31、/p><p>　　2.軟線數(shù)控（又稱計算機數(shù)控或微機數(shù)控，即CNC或MNC）。這類系統(tǒng)中、大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路組成CNC裝置。 </p><p>　　2 數(shù)控加工工藝分析</p><p>　　2.1 加工方法和加工方案的選擇</p><p>　　在選擇加工表面的加工方法和加工方案時，應考慮下列因素：</p><p>　

32、?。?）加工表面的技術(shù)要求</p><p>　　這些技術(shù)要求主要是零件圖上規(guī)定的要求，但有時由于工藝上的原因，會在一些地方提出一些更高的要求，當明確了一個加工表面的技術(shù)要求后，即可根據(jù)這些要求按經(jīng)濟精度和表面粗超度選擇最合適的加工方法和加工方案。</p><p>　?。?）工件材料的性質(zhì)</p><p>　?。?）工件的形狀和尺寸</p><p&

33、gt;　　工件的形狀和加工表面的大小不同，采用的加工方法和加工方案往往也不同。</p><p><b>　　（4）生產(chǎn)類型</b></p><p>　　所選擇的加工方法要與生產(chǎn)類型相符合，大批量生產(chǎn)要選用生產(chǎn)率高和質(zhì)量穩(wěn)定的加工方法，單件小批量生產(chǎn)應選擇設備和工藝裝備易于調(diào)整，準備量小，工人便于操作的加工方法。</p><p><b>

34、;　?。?）具體生產(chǎn)條件</b></p><p>　　應充分利用現(xiàn)有的設備和工藝手段，發(fā)揮群眾的創(chuàng)造性，挖掘企業(yè)潛力，重視新技術(shù)，新工藝，不斷提高工藝水平。</p><p>　　2.2 加工順序的安排</p><p>　　零件表面的加工方法和加工方案確定之后，就要安排加工工序，即確定哪些表面先加工，哪些表面后加工，同時要考慮熱處理等工序在工藝過程中的順序

35、。零件加工工序是否合理，對加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟性都有較大影響。</p><p><b>　　加工階段的劃分</b></p><p>　　當零件的加工質(zhì)量要求比較高時，往往不可能在一道工序中完成全部加工內(nèi)容，而必須分幾個階段來進行加工。</p><p>　?。?）加工階段　整個工藝過程一般要劃分如下幾個階段</p><p&g

36、t;<b>　　①粗加工階段</b></p><p><b>　?、诎刖庸るA段</b></p><p><b>　　③精加工階段</b></p><p><b>　?、芄庹庸るA段</b></p><p>　　（2）劃分加工階段的原因</p>

37、<p>　?、儆欣诒ＷC加工精度</p><p><b>　　②合理使用設備</b></p><p><b>　?、郾阌诎才艧崽幚?lt;/b></p><p>　?、鼙阌诩皶r發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷</p><p>　　2.3 加工順序的確定</p><p>　　復雜零件的機械

38、加工工藝路線要經(jīng)過一系列切削加工、熱處理和輔助工序。因此，在制定工藝路線時，工藝人員要全方面地把切削加工、熱處理和輔助工序三者一起加以考慮。一般應遵循以下原則：</p><p>　?。?）切削加工工序的安排原則</p><p><b>　?、傧却趾缶?lt;/b></p><p><b>　?、谙戎骱蟠?lt;/b></p>

39、;<p><b>　?、巯让婧罂?lt;/b></p><p><b>　?、芑嫦刃?lt;/b></p><p><b>　?、菹冉筮h</b></p><p><b>　　⑦內(nèi)外交叉</b></p><p>　?、喟才偶庸ろ樞驎r要考慮車間設備布置情

40、況</p><p>　?。?）熱處理工序的安排原則</p><p>　　為了消除內(nèi)應力、改善切削性能而進行的預先熱處理工序，對于精度要求較高的零件有時要在粗加工之后，甚至半精加工后還要安排一次時效處理。</p><p>　?、偻嘶鹋c正火；對高碳剛零件用退火降低其硬度，對低碳剛零件用正火提高其硬度，以獲得適中的較好的可切削性，退火與正火安排在機械加工之前進行。<

41、/p><p>　?、谡{(diào)質(zhì)；一般安排在粗加工之后進行。對一些性能要求不高的零件，調(diào)質(zhì)也常作為最終熱處理。</p><p>　?、鄞慊?；滲碳淬火和滲氮淬火，常安排在粗加工之前進行。</p><p>　　（3）輔助工序的安排原則</p><p>　　輔助工序包括工件的檢查、去毛刺、清洗和防銹處理等，它對于保證產(chǎn)品質(zhì)量有極其重要的作用。輔助工序一般應安排

42、在：</p><p>　?、俅旨庸と拷Y(jié)束后，精加工之前；</p><p>　?、诠ぜ囊粋€車間轉(zhuǎn)向另一個車間前后；</p><p>　?、壑匾ば蚣庸で昂?；</p><p>　　④零件全部加工結(jié)束之后。</p><p>　　加工順序的安排是一個比較復雜的問題，影響的因素也比較多，不是一成不變的，應全面、靈活掌握以上的

43、原則，并注意生產(chǎn)實踐積累。</p><p>　　3 螺紋配合（件一）</p><p>　　3.1 零件工藝分析</p><p>　　該零件如圖3-1所示，零件是86mm×Φ60mm（件一）所以，經(jīng)過考慮，最終選擇的零件毛坯為160mm×Φ62mm（件一）的45鋼，選長160mm的原因是因為件一和件二用同一根棒料。它是由圓弧、圓柱面、螺紋、退刀槽、

44、錐面、圓弧、端面相連組成，結(jié)構(gòu)形狀復雜，加工部位多，對槽的右端外螺紋尺寸精度、位置精度和形狀精度要求高，表面粗糙度Ra1.6。這類零件有一定的加工難度，非常適合數(shù)控車床加工。</p><p>　　3.2 確定裝夾方案</p><p>　　這個零件從圖紙上可以看出，對于加工裝夾上還是比較好進行裝夾的，為了使工序基準與定位基準重合，便于加工所有的需加工部位，將毛坯的任意端用三爪卡盤裝夾固定就可

45、以，利用這樣一種相對簡單的裝夾方法，可以限定工件的四個自由度，可以有效保證零件在加工中的定位，達到加工效果。</p><p>　　圖3-1 （件一）的形狀圖</p><p>　　3.3 確定工步順序、進給路線和所用刀具</p><p>　　在這個零件的加工中，所需要的工序很少，對加工刀具形狀的要求不是很高，只是在加工中注意到幾個處圓弧、錐面相互夾角的處理就可以，所以

46、選用一把刀尖角為30度的硬質(zhì)合金尖刀和一把硬質(zhì)合金的5mm切斷刀，就可以解決零件的加工，但因加工的材料是鋼件，同時也要注意刃磨刀具。根據(jù)工步順序和切削加工進給路線的確定原則，本工序具體的工步順序、進給路線及所用刀具確定如下：</p><p>　　3.3.1 粗車外表面</p><p>　　選用刀尖角為30度的硬質(zhì)合金尖刀對外表面進行粗車，走刀路線及加工部位如圖3-2所示。由于粗車的外表面是

47、遞增且有圓弧,加工零件的材料又是鋼件，可以采用這把刀尖角為30度的硬質(zhì)合金尖刀直接將工件車削成形。在編制加工程序的時候采用的是FANUC系統(tǒng)的G71外圓循環(huán)加工指令，所以在進行這段加工的時候，走刀路線和一般的加工不同。</p><p>　　圖3-2 走刀路線圖</p><p>　　加工步驟：切端面---切圓弧---切外圓---切堆面---切圓弧---切外圓---退刀---回起到點。<

48、/p><p>　　3.3.2精車外表面</p><p>　　選用刀尖角為30度的硬質(zhì)合金尖刀對零件進行精加工，其加工步驟及走刀路線如</p><p><b>　　圖3-3所示：</b></p><p>　　圖3-3 走刀路線圖</p><p><b>　　3.3.3切槽</b>&

49、lt;/p><p>　　選用刀尖寬度為5mm的切槽刀，加工部位及走刀路線如圖3-4所示：</p><p>　　圖3-4 切槽部位走刀路線圖</p><p><b>　　3.3.4 切螺紋</b></p><p>　　選用刀尖角度為60度的硬質(zhì)合金材料的螺紋刀，在編制螺紋加工的程序時，為了能使與內(nèi)螺紋完整配合得當，加工時應使外

50、螺紋小于圖紙標注尺寸的0.1mm—0.2mm,其加工部位及走刀路線如圖3-5所示: </p><p><b>　　3.3.5切斷</b></p><p>　　在精車削完畢后，將進行零件的切斷。選用5mm切槽刀，其走刀路線如圖3-6所示：</p><p>　　圖3-5 切螺紋走刀路線</p><p>　　圖3-6 切斷走

51、刀路線圖</p><p><b>　　3.4確定切削用量</b></p><p>　　數(shù)控加工的切削用量包括：被吃刀量、主軸轉(zhuǎn)速或切削速度、進給速度或進給量。切削用量的選擇原則與普通機床加工相似，具體數(shù)值應根據(jù)數(shù)控機床使用說明書和金屬切削原理中規(guī)定的方法及原則，結(jié)合實際加工經(jīng)驗來確定。在工藝系統(tǒng)剛性和機床功率允許的條件下，盡可能選取較大的被吃刀量，以減少進給次數(shù)。光車

52、時主軸轉(zhuǎn)速應根據(jù)零件上被加工部位的直徑，并按零件和刀具的材料及加工性質(zhì)等條件所允許的切削速度來確定。在程序設計時，必須確定每道工序的切削用量。選擇切削用量時一定要充分考慮影響切削的各種因素，正確的選擇切削條件，合理的確定切削用量，可以有效的提高機械加工的質(zhì)量和效率。</p><p>　　根據(jù)加工要求確定切削用量，具體確定如下：</p><p><b>　　（1）粗車外表面<

53、/b></p><p>　　車削端面時主軸轉(zhuǎn)1000r/min，圓弧、直外圓面、錐面S=800r/min,圓弧f=0.18－0.2mm/r直外圓面、錐面f=0.2－0.25mm/r。</p><p><b>　?。?）精車外表面</b></p><p>　　車削端面時主軸轉(zhuǎn)速1500r/min,圓弧、直外圓面、直外圓面、端部倒角S=150

54、0r/min位圓弧、直外圓面、錐面f=0.1mm/r。</p><p><b>　?。?）切斷</b></p><p>　　主軸轉(zhuǎn)速S=300r/min,進給量f=0.12mm/r。</p><p><b>　?。?）數(shù)學計算</b></p><p>　　M30×2螺紋計算：</p&

55、gt;<p>　　牙深（直徑）：t=1.3P=1.3×2=2.6</p><p>　　螺紋大徑: D大=D公稱-0.1P=30-0.1×2=29.8</p><p>　　螺紋小徑：D小= D公稱-1.3P=30-1.3×2=27.4</p><p>　　根據(jù)牙深,螺紋分五刀加工,第一刀:0.9mm, 第二刀:0.6mm,第

56、三刀:0.6mm,第四刀:0.4mm,第五刀:0.1mm.</p><p>　　3.5 填寫工藝文件</p><p>　?。?）將選定的各工步所用刀具的刀具型號、刀片型號、刀片牌號及刀尖圓弧半徑等填入表3－1數(shù)控加工刀具卡片中。</p><p>　?。?）按加工順序?qū)⒏鞴げ降募庸?nèi)容、所用刀具及切削用量等填入表3－2數(shù)控加工工序卡片中。</p><

57、;p>　　表3-1 數(shù)控加工刀具卡片</p><p>　　表3-2 數(shù)控加工工序卡片</p><p>　　4 螺紋配合（件二）</p><p>　　4.1 零件工藝性分析</p><p>　　該零件如圖4-1所示，經(jīng)過考慮，最終選擇的零件毛坯為60mm×φ62mm(件二)的45鋼，它是由端面、內(nèi)孔、內(nèi)螺紋、內(nèi)圓弧、外圓弧等加工

58、部位相連組成，在結(jié)構(gòu)存在一定的復雜度，加工部位多，有一定的加工難度，非常適合數(shù)控車削加工。</p><p>　　4.2 確定裝夾方案</p><p>　　這個零件從圖紙上可以看出，對與加工裝夾上存在一定的難度，為了使工序基準與定位基準重合，便于加工所以的需要加工部位，可用三爪卡盤在工作左端進行裝夾，先加工出內(nèi)孔和內(nèi)螺紋，再調(diào)頭裝夾，滿足長度45切斷；然后加工右端的內(nèi)圓弧，對于外圓弧加工則把

59、件二裝入件一上，再用頂針頂住所有的需加工部位，利用這樣一種裝夾方法就可以有效保證零件在加工中的定位，達到加工效果。</p><p>　　圖4-1 （件二）的車削形狀圖</p><p>　　4.3 確定工步順序、進給路線和所用刀具</p><p>　　在這個零件的加工中，所需要的工序相對較多，對加工刀具形狀的要求也很高，在加工中要注意到內(nèi)孔、內(nèi)螺紋、退刀槽、外圓弧的處

60、理，所用到的刀尖角為30度的硬質(zhì)合金尖刀一把、硬質(zhì)合金的內(nèi)孔螺紋車刀、內(nèi)孔車槽刀（5mm）Φ25的鉆頭和一把硬質(zhì)合金的5mm外圓切斷刀，就可以解決零件的加工，但因加工的材料是鋼件，同時也要注意刃磨刀具。根據(jù)工步順序和切削加工進給路線的確定原則，本工序具體的工步順序、進給路線及所用刀具確定如下：</p><p><b>　　4.3.1鉆內(nèi)孔</b></p><p>　　

61、在車床上鉆孔，工件旋轉(zhuǎn)，鉆頭不轉(zhuǎn)動，只作直線進給。當鉆頭偏斜時，孔的軸徑無明顯歪斜，但孔徑發(fā)生變化（錐形或腰鼓形）。選用Φ25的鉆頭進行鉆內(nèi)孔，其走刀路線及加工部位如圖4-2所示：</p><p>　　圖4-2 鉆孔走刀路線圖</p><p>　　4.3.2 粗車內(nèi)孔</p><p>　　內(nèi)孔車削是指用內(nèi)圓車刀（也稱鏜刀）擴大工件的孔或加工空心工件內(nèi)表面，也是常用的

62、一種車削方法之一。以下加工的內(nèi)孔有臺階孔，選擇的刀具故為重要，選用硬質(zhì)合金焊接的內(nèi)圓車刀。走刀路線及加工部位如圖4-3所示：</p><p>　　圖4-3 粗車內(nèi)孔走刀路線圖</p><p>　　4.3.3 精車內(nèi)孔</p><p>　　選用的刀具與粗車一樣，其走刀路線如圖4-4所示：</p><p>　　圖4-4 精車內(nèi)孔走刀路線圖<

63、/p><p>　　4.3.4 切內(nèi)螺紋退刀槽</p><p>　　選用硬質(zhì)合金焊接的內(nèi)槽車刀（刀寬5mm）加工內(nèi)槽，加工部位及走刀路線如圖4-5所示:</p><p><b>　　4.3.5車內(nèi)螺紋</b></p><p>　　車內(nèi)螺紋M30×2，車內(nèi)螺紋選用的刀具為硬質(zhì)合金焊接內(nèi)螺紋車刀，編程時使用螺紋切削循環(huán)指

64、令，走刀路線如圖4-6所示：</p><p>　　圖4-5 車內(nèi)槽示意圖</p><p>　　圖4-6 車內(nèi)螺紋走刀路線圖</p><p>　　4.3.6 調(diào)頭切斷</p><p>　　件二切斷和（件一）一樣，在滿足長度45mm處切斷，用寬為5mm的硬質(zhì)合金刀。</p><p>　　4.3.7 粗加工內(nèi)圓弧</p

65、><p>　　車內(nèi)圓弧選用的刀具為硬質(zhì)合金焊接內(nèi)粗加工車刀，走刀路線及加工部位如圖4-7所示：</p><p>　　4.3.8 精加工內(nèi)圓弧</p><p>　　車內(nèi)圓弧選用的刀具為硬質(zhì)合金焊接內(nèi)精加工車刀，走刀路線及加工部位如圖4-8所示：</p><p>　　圖4-7 車內(nèi)圓弧粗加工走刀路線圖</p><p>　　圖4

66、-8 內(nèi)圓弧精加工走刀路線圖</p><p>　　4.3.9 粗加工外圓弧</p><p>　　車外圓弧裝夾非常困難，如圖裝夾方式，把件二裝入件一，右邊用頂針頂住，選用的刀具為硬質(zhì)合金焊接內(nèi)粗加工車刀，走刀路線及加工部位如圖4-9所示：</p><p>　　4.3.10 精加工外圓弧</p><p>　　車外圓弧選用的刀具為硬質(zhì)合金焊接內(nèi)精加

67、工車刀，走刀路線及加工部位如圖4-10所示：</p><p>　　圖4-9 車外圓弧粗加工走刀路線圖</p><p>　　圖4-10 車外圓弧精加工走刀路線圖</p><p>　　4.4 確定切削用量</p><p>　　數(shù)控車削加工的切削用量包括：背吃刀量、主軸轉(zhuǎn)速或切削速度（用于恒線速切削）、進給速度或進給量。切削用量的選擇原則與通用機床

68、加工相似，具體數(shù)值應根據(jù)數(shù)控機床使用說明書和金屬切削原理中規(guī)定的方法及原則，結(jié)合實際加工經(jīng)驗來確定。</p><p>　　光車時主軸轉(zhuǎn)速應根據(jù)零件上被加工部位的直徑，并按零件和刀具的材料及加工性質(zhì)等條件所允許的切削速度來確定。切削速度除了計算和查表選取外，還可根據(jù)實踐經(jīng)驗確定。需要注意的是交流調(diào)速數(shù)控車床低速輸出力矩小，因而切削速度不能太低。然而確定進給速度也有一定的原則：F=sf，當工件的質(zhì)量要求能夠保證時，為

69、提高生產(chǎn)率，可選擇較高（2000mm/min以下）的進給速度；切斷、車削深孔或精車削時，宜選擇較低的進給速度；刀具空行程，特別是遠距離“回零”時，可以設定盡量高的進給速度，進給速度應與主軸轉(zhuǎn)速和背吃刀量相適應。</p><p>　　根據(jù)加工要求確定切削用量，具體確定如下：</p><p><b>　　（1）粗車削外表面</b></p><p>

70、　　車削端面時主軸轉(zhuǎn)速1000r/min，其余部位圓弧S=900r/min,直外圓面、錐面S=800r/min,其余部位賀弧f=0.18－0.2mm/r直外圓面、錐面f=0.2－0.25mm/r。</p><p><b>　　（2）精車削外表面</b></p><p>　　車削端面時主軸轉(zhuǎn)速1500r/min,其余部位圓弧S=1000r/min,直外圓面、　面、端部倒

71、角S=1500r/min,端部倒角進給量f=0.12mm/r,其余部位圓弧、直外圓面、錐面f=0.1mm/r。</p><p><b>　?。?）切斷</b></p><p>　　主軸轉(zhuǎn)速S=300r/min,進給量f=0.12mm/r。</p><p><b>　?。?）粗車削內(nèi)表面</b></p><

72、;p>　　車內(nèi)表面時主軸轉(zhuǎn)速800r/min，進給量 f=0.2-0.25mm/r。</p><p><b>　?。?）精車削內(nèi)表面</b></p><p>　　精車內(nèi)表面時主軸轉(zhuǎn)速1500r/min，進給量f=0.1mm/r。</p><p>　　4.5 填寫工藝文件</p><p>　?。?）將選定的各工步所用

73、刀具的刀具型號、刀片型號、刀片牌號、及刀尖圓弧半徑等填入表4－1數(shù)控加工刀具卡片中。</p><p>　　（2）按加工順序?qū)⒏鞴げ降募庸?nèi)容、所用刀具及切削用量等填入表4－2數(shù)控加工工序卡片中。</p><p>　　表4-1 數(shù)控加工刀具卡片</p><p>　　表4-2 數(shù)控加工工序卡片</p><p><b>　　5 程序編制&

74、lt;/b></p><p>　　5.1螺紋配合零件一程序編制</p><p>　　5.2螺紋配合（件二）內(nèi)輪廓程序</p><p>　　5.3螺紋配合（件二）外輪廓加工程序</p><p><b>　　6 結(jié)果分析</b></p><p>　　6.1零件的精度與尺寸檢驗</p>

75、<p>　　零件的加工質(zhì)量對其工作性能和使用壽命有著較大的影響,現(xiàn)對其加工后零件質(zhì)量分析：</p><p>　　零件的尺寸精度基本得到保證，零件的上下表面粗糙度值偏大。原因是其加工精度與機床、夾具、刀具本身誤差和使用中的調(diào)整誤差及工件的裝夾定位誤差以及自己的操作技能水平等多方面因素有關(guān)，這些原始誤差將反映到工件質(zhì)量上，形成零件的加工誤差。</p><p>　　6.2產(chǎn)生誤差的

76、主要因素</p><p>　　從零件加工質(zhì)量分析得出：</p><p>　?。?）零件出現(xiàn)誤差或粗糙度值偏大與刀具、夾具的誤差及工件的定位誤差有關(guān)，機床主軸或因刀具的裝夾不當引起的徑向或端面的圓跳動等因素，都會使工件產(chǎn)生誤差。</p><p>　?。?）夾緊力對加工精度也有影響，工件在夾緊時，由于工件的剛度較低夾緊的作用力或方向不當，均可造成定位端面不垂直。<

77、/p><p>　　（3）切削用量對加工精度的影響，從零件的表面質(zhì)量分析，這與合理選擇切削用量很有關(guān)系，選擇較高的切削速度V適當減小進給量f。</p><p>　　通過對零件的系統(tǒng)分析得出,零件表面粗造度值、尺寸精度基本得到保證。之所以出現(xiàn)這些問題與安排加工的工藝過程、刀具的質(zhì)量、機床的定位、零件的裝夾、定位基準的選擇以及自己的操作技術(shù)水平也有關(guān)系?？梢酝ㄟ^合理的選擇刀具的幾何參數(shù)，合理的選擇切

78、削用量，從而提高了零件的加工精度。</p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　本次螺紋配合的設計與加工是在我院機電技術(shù)系袁永富老師的帶領(lǐng)下，和同學們的幫助經(jīng)過我不泄努力完成的，在即將畢業(yè)之際我們完成了畢業(yè)前的最重要部份――畢業(yè)作品設計：螺紋配合的設計與加工（內(nèi)孔螺紋和外軸螺紋的配合）。</p><p>　　通過這次畢業(yè)設計，

79、我學到了很多東西，也真正體會到了設計和加工中的樂趣，同時也培養(yǎng)了我自主學習、獨立思考問題的能力，也重新鞏固了以前的各科專業(yè)知識。我相信，我在這次畢業(yè)設計中所學到的知識和技能對我以后的幫助肯定很大。在這之中我也體會到了團隊合作，團隊精神的重要性，在我今后的工作中也會起到很大的作用。</p><p>　　在本次設計、加工過程中，我們認真聽取了輔導教師關(guān)于對在加工過程中將遇到的問題的建議和意見，同時她對我們親切關(guān)懷，直

80、接指導，這些都保證了畢業(yè)設計得以順利進行和完成。在此我表示真誠的感謝！</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　經(jīng)過為期兩個月的資料收集、整理，螺紋軸的尺寸設計及其說明書的編寫、零件的加工已經(jīng)順利完成。在這里我首先要感謝我的指導教師機電技術(shù)系袁永富教師的精心指導和耐心幫助，還要感謝我的授課老師唐書林，最后感謝幫助我完成設計的同學。同時各位教師和同

81、學都非常關(guān)心也重視我設計的內(nèi)容，隨時都給予我及時的幫助和關(guān)心，如果沒有你們的幫助，這次我所設計的內(nèi)容也不會如此順利的完成，在此，再次向各位表示真誠的感謝！</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]王紀安，工程材料與材料成形工藝[M].北京：高等教育出版社，2003</p><p>　　[2]林其駿.數(shù)控加工與應用

82、[M].北京：機械工業(yè)出版社，1992</p><p>　　[3]王蒲茂.唐書林，劉光虎。數(shù)控編程基礎[M].宜賓職業(yè)技術(shù)學院出版，2007</p><p>　　[4]王明耀.張北隆.機械加工技術(shù)[M].北京：機械工業(yè)出版社，2002</p><p>　　[5]孫學強.機械加工技術(shù)[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2004</p><p>