1 零件的分析说明
零件图
1.1零件的工艺分析
该零件为单件小批量生产。表面由逆圆弧，退刀槽，外螺纹以及外圆柱面组成，零件图尺寸标注完整，符合数控加工尺寸标注要求；轮廓描述清楚完整；零件的材料为45钢，切削加工性能较好，无热处理和硬度要求。鉴于上述要求，只需采用粗车和一次精车即可满足要求。
通过上述的分析，采取以下几点措施。
1零件图样没有公差带尺寸，故编程取基本尺寸 ○
2将右端面作为设计基准和加工基准。 ○
1.2确定装夹方案
该零件为为轴类阶梯零件，没有内孔，因此装夹机构可采用三爪自动定心卡
盘。
1
2工艺方案制定
2.1工艺路线的确定
加工顺序的确定按从内到外、从粗到精、从近到远的原则确定，在一次装夹中尽可能加工较多的工件表面。结合本零件的结构特点，可从右端开始加工。 1粗加工R20的逆圆弧----加工5*Ф40的圆柱面----倒角--加工外螺纹直径为○50的圆柱面。
2精加工R20的逆圆弧--加工5*Ф40的圆柱面 ---倒角---加工外螺纹直径为○50圆柱面。
3使用3mm的切槽刀切5*Ф30的槽，切5*Ф40的槽。 ○
4使用外螺纹车刀车M50*1.5的外螺纹。 ○
5使用3mm切断刀将工件切断。 ○
2.2 刀具的选择
产品名称或代号 序号 1 2 3 4 5 6
数控车削实训件 零件名阶梯轴 称 数量 加工表面 1 1 1 1 1 1 车端面 粗车外表面 精车外表面 切槽 车螺纹 切断 零件图号 01 刀具号 刀具规格名称 T05 T01 T01 T03 T02 T03 45度硬质合金端面刀 93度右手外圆偏刀 93度右手外圆偏刀 3mm切槽刀 60度螺纹车刀 3mm切断刀 刀尖半径（mm） 备注 0.4 0.8 0.4 B=3 0.1 B=3
2
2.3 切削用量的选择
2.3.1.切削用量的选择原则
数控加工中选择切削用量时，就是在保证加工质量和刀具耐用度的前提下，充分的发挥机床性能和刀具切削性能，使刀具效率最高，加工成本最低。 粗、精加工时切削用量的选择原则如下。
1粗加工时的切削用量的选择原则 首先选择选取尽可能大的背吃刀量；其次○
要根据机床动力和刚性的限制条件等，选取尽可能大的进给量；最后根据刀具的耐用度确定最佳的切削速度。
2精加工时的切削用量的选择原则:首先是根据粗加工后的余量确定背吃刀量；○
其次是根据已加工表面的粗糙度要求，选择较小的进给量；最后在保证刀具耐用度的前提下，尽可能选择较高的切削速度。
3背吃刀的选择原则 粗加工时背吃刀量可达8-10mm；半精加工时0.5-2mm； ○
精加工时0.2-0.4mm。
2.3.2工艺卡片的制定
根据被加工零件表面质量的要求、刀具材料和工件材料，参考切削用量手册或有关资料选取切削速度和每转进给量，然后根据F=fn和n=1000v/3.14D计算主轴转速和进给速度，计算结果填入表2.3.2-工序卡片。
参考段晓旭编著的《数控加工工艺方案设计与实施》表7-1。选择切削速度120-150m/min，由于选取的毛坯为Ф53*110mm的棒料。
表2.3.2工序卡片 工程序编号 夹具名称 使用设备 教室 序号 001 00001 三爪卡盘 华中数控车床 工工步内容 刀具刀具规主轴转速进给速度切削备注 步 号 格（mm） （r/mm） （mm/r） 深度
3
1 2 3 4 5 车端面 粗车外表面 精车外表面 切槽 车M50*1.5外螺纹 切断 T05 T01 T01 T03 T02 25*25 25*25 25*25 25*25 25*25 400 500 800 350 600 350 0.2 0.1 0.1 1.5 0.5 2.0 0.2 B=5 0.1 手动切削 6 T03 25*25 0.1 B=3 背吃刀量的选择因粗、精加工而有所不同。粗加工时，在工艺系统刚性和机床功率允许的情况下，尽可能取较大的背吃刀量，以减少进给次数；精加工时，为保证零件表面粗糙度要求，背吃刀量一般取0.1-0.4mm较为合适。
3.刀具轨迹的设计分析
零件加工的毛坯为Ф54*110mm的棒料。粗加工每次的进给深度为2mm，进给量为0.2mm/r，精加工余量为X向0.4mm（直径值），Z向0.1mm，工件程序原点均在工序右端中心处，起刀点为（54.0 5.0）。
对于数控车床而言，非一刀加工完成的轮廓表面、加工余量较大的表面，
采取循环编程，可以缩短程序段的长段，减少程序所占内存，各类数控系统复合循环的形式和使用方法相差很大。由于本次零件加工使用的是圆柱毛坯外圆，所以使用G71粗车外径，加工路径如下图所示。图中C是粗车循环的起点；△w是轴向精车余量；△u/2是径向精车余量；△d是切削深度；e是回刀时的径向退刀量（由参数设定）；（R）表示快速进给，（F）表示切削进给。
4
G71循环示例图
在这里我只是表示出精加工的轨迹设计图如图
精加工外轮廓路线：A-B-C-D-E-F-G
切槽分别是以H点和I点为起点；螺纹的起点为（55 6）。
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4轨迹坐标的计算
坐标A 点名称 X值 0 Z 值 0 B C D E F G H I 40 -20 46 -25 50 -27 50 -50 50 -55 50 -75 30 25 40 -55
5数控加工程序的编制说明
根据零件的要求，我采用G71指令循环进行粗加工，G70指令循环精加工外轮廓， G33指令进行外螺纹的切削加工。另外还运用了G00、G01、G03等准备功能指令，M03、M05、M30,M08、M09等辅助功能指令 ，还有T、S、F代码。根据已制定好的工艺卡片进行程序的编制。
附录：数控加工程序单 程序 注释 O0527 N01 G28 U0 W0 N02 G00 X50 Z0 T0505 S350 M03 M08 N03 G01 X-2 F35 N04 G00 Z1 N05 G00 X50.0 T5050 M05 M09 程序编号为O0527 设置工件原点为右端面 车端面 选择1号刀，1号补偿 N06 G00 X54.0 Z5.0 T0101 M03 S500 M08 N07 G71 U2.0 R1.0 P08 Q13 X0.2 Z0.2 F100 粗车循环 N08 G00 X0 Z0 N09 G03 X40.0 Z-20.0 I0 K-20.0 N10 G01 Z-25 N11 X46.0 W0 N12 G01 X50.0 W-2.0 N13 U0 W-48.0 N14 G00 X54.0 Z5.0 M05 T1010 M09
到原点 车逆圆弧R20 直径为40的外圆柱 退刀 倒角 直径为50的外圆柱 退刀 6
N15 G70 P08 Q13 S800 F80 N16 T0303 精车循环 三号刀具，三号补偿 N17 G00 X52.0 Z-25 M03 S350 M08 F40 切槽起点 N18 G01 X30.0 W0 N19 G04 U5.0 N20 G00 X52.0 N21 W2 N22 G01 X30.0 W0 N23 G04 U5.0 N24 G00 X52.0 W0 N25 Z-55 N26 G01 X40.0 W0 N27 G04 U5.0 切5*d30的槽第一刀 延迟0.5秒 退刀 第二刀起点 切第二刀 延迟0.5秒 退刀 直径为40的槽起点 切第一刀 延迟 N28 G00 X52.0 退刀 N29 W2 切第二刀起点 N30 G01 X40.0 W0 切第二刀 N31 G04 U5.0 延迟 N32 G00 X52.0 W0 退刀 N33 X54.0 Z5.0 M05 T3030 M09 回起刀点 N34 G00 X55.0 Z6.0 S600 M03 T0202 M08 车外螺纹起点 N35 G33 X49.2 Z-48.5 F1.5 车外螺纹 N36 X48.6 N37 X48.2 N38 X48.0 N39 G00 X54.0 Z5.0 M05 T2020 M08 N40 G00 X52.0 Z-75.0 M03 T0303 S350 M08 N41 G01 X0 F35 N42 G00 X54.0 Z5.0 M30 切断 结束程序
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5.加工程序的调试及运行结果
首先打开数控车床进行坐标调零，之后输入已经编好的加工程序，保存程序之后按F10程序菜单将毛坯尺寸改成54mm。返回程序进行程序校验。按F9可以调整界面的大小，显示实际的运行的刀具加工轨迹图。
7设计中的收获和体会
本次工艺设计我了解了数控加工工艺分析的目的、内容和步骤；了解了数控加工工艺和传统加工的相同点和不同点；掌握了数控加工工艺的分析方法；完成了典型零件的数控加工工艺分析和工艺卡片的编写。
虽然我们学习了数控技术这种课程，掌握了相关的指令的用法，但是理论的学习和实际还是有一定差距的。这次我们原以为只要完成精加工的编程就可以模拟出加工路径，但是实际的操作中我们还是要采用粗加工循环指令G71以及精加
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工指令G70进行编程。另外就是我们在编程的时候往往认为可以采用很多种车刀，但是实际的操作中只有外圆车刀，切槽刀和车螺纹刀，而且标号都是已经定好的，这和我们想象的大相径庭了。
这次的课程设计让我认识到了在以后的工作和学习中要从实际出发，根据现有的条件进行工艺的制定而不能脱离实际。而制定工艺的时候我们要从尽量缩短工艺路线，节省加工时间。
8.主要参考资料
【1】数控技术.朱晓春主编.机械工业出版社.北京，2006
【2】数控机床编程与操作实训.罗学科、张超英编著.化学工业出版社，2001 【3】数控加工工艺方案设计和实施.段晓旭编著.辽宁科学技术出版社.沈阳市，
2008
【4】数控机床实训技术.王金城主编.电子工业出版社.北京，2006 【5】数控加工理论与编程技术.刘雄伟编著.机械工业出版社.北京，000
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