【摘要】
本论文主要阐述了典型配合零件的车削加工，包括了零件的工艺分析、刀具选择、毛坯确定、装夹方式、夹具选择、加工步骤、程序编制以及废品分析。
该零件加工外圆和内径均采用了复合循环G71、螺纹复合循环G76，而且分了粗精加工，以提高零件的表面质量。还有最经典的椭圆宏程序。加工椭圆时考虑到刀具的选择时，决定采用外螺纹刀加工椭圆，避免了刀具负偏角过大造成的刀具与工件发生摩檫。零件过小，考虑到工件的装夹牢固，必要时要采用一夹一顶的方式。根据实际情况和现有条件选择机床为重庆第二机床厂生产的华中数控系统C 2-6136HK/1，工作范围Ф360×750。
【关键词】椭圆；数控加工工艺；工艺分析；夹具 [Abstract]
The present paper mainly elaborated the model coordination components
turning processing, including the components craft analysis, the cutting tool choice, the semifinished materials had determined, the attire clamps the way, the jig choice, the processing step, the programming as well as the waste product analysis.
This components processing outer annulus and the inside diameter have used composite cycle G71, thread composite cycle G76, moreover has divided the thick precision work, enhances the components the surface quality.Also has the most classical ellipse great procedure.When processing ellipse considered when cutting tool choice, decided uses the external screw thread knife processing ellipse, has avoided the cutting tool and the work piece which the cutting tool zinc bias angle oversized creates occurs touches cha.The components excessively are small, considered the work piece the attire clamps reliably, when necessity as soon as must use clamps a way.According to actual situation and existing condition choice engine bed for Chongqing second machine tool factory production Central China numerical control system C2-6136HK/1, operating region ф360×750.
[Key words] Ellipse; Numerical control processing craft; Craft analysis; Jig
1 工艺分析……………………………………………………………..3
1.1 刀具材料的选择…………………………………………………………….6 1.1.1 选择原则…………………………………………………………………..6 1.1.2 刀具材料分析……………………………………………………………..6 1.2 定义毛坯……………………………………………………………………...7
1.2.1 常见毛坯………………………………………………………………….7 1.2.2 毛坯的确定……………………………………………………………….8 1.3 选择夹具……………………………………………………………………...8
1.3.1 夹具的选择……………………………………………………………….8 1.3.2 常见的装夹方式………………………………………………………….8 1.3.3 夹具的确定…………………………………………………………….....9 1.4 加工工序表…………………………………………………………………...9 1.4.1 加工件2………………………………………………………………….9 1.4.2 加工件1…………………………………………………………………10 1.4.3 组合加工………………………………………………………………...12
2 确定加工工步………………………………………………………12 3相关尺寸的计算……………………………………………………………………….. 12
3.1 螺纹加工的尺寸计算...................................................................................... 12
4 程序单……………………………………………………………….. 13
4.1 件2右端程序单……………………………………………………………..13 4.2 件2左端程序单 ……………………………………………………………15 4.3 件1左端程序单……………………………………………………………..15 4.4 件1右端程序单……………………………………………………………..17 4.5 配合加工程序单……………………………………………………………..18
5 废品分析…………………………………………………………….. 19
结 束 语………………………………………………………………………….21 谢 辞………………………………………………………………………………22 文 献………………………………………………………………………………23
1 工艺分析
此零件为典型的轴类零件加工，而且加工精度要求比较高，应采取粗、精加工分开进行，加工件1时应去掉椭圆部分余量，以便后面椭圆加工。椭圆部分应在配合后一起进行加工，以保证两个椭圆面能够光滑过渡，加工椭圆可采用宏程序。
1.1 刀具材料的选择
1.1.1 选择原则
为满足切削性能，车刀切削部分的材料必须满足以下基本要求：
1．高的硬度 车刀材料的硬度必须大于工件材料的硬度，常温硬度一般要在HRC60以上
2．高的耐磨性 耐磨性是指车刀材料抵抗磨损的能力，车刀的切削部分在切削过程中经受着剧烈的摩擦，因此必须具有良好的耐磨性，一般情况下刀具材料的硬度越高，耐磨性也越高。
3．足够的强度和韧性 为了承受切削时较大的切削力、冲击力和震动，防止脆裂和崩刃，车刀必须具有足够的强度和韧性。
4．高的红硬性 红硬性是指车刀在高温下所能保持正常切削的性能，它是衡量车刀材料切削性能好坏的主要指示。
1.1.2 刀具材料分析
1) 碳素工具钢 碳素工具钢含碳量为0.65%~1.35%的优质钢。这种材料受热至2000C~3000C 时，硬度和耐磨性就下降，因此，多用于制造低速、手用工具，所以，我们不选用。
2) 合金工具钢 合金工具钢热处理后的硬度为HRC65，与碳素工具钢相近，耐热性、耐磨性略高，切削速度和刀具寿命远不如高速钢，故其用途受到很大限制，一般只用于制造手用丝锥、手用绞刀等，因此，我们也不去选用。
3) 高速工具钢(简称高速钢) 高速钢是一种钨(W)、铬(Cr)、钼(MO ) 、钒(V) 等合金元素较多的工具钢，其红硬性比碳素工具钢和合金工具钢显著提高(5500C~6500C) ，切削速度比碳素工具钢高2~3倍。
高速钢是一种具有较高的强度、韧性、耐磨性和红硬性的刀具材料，应用范围较广，常用与制造各种复杂刀具，如成型刀具、钻头、绞刀、螺纹刀具等，因此，它可以作为我们本次设计的部分用刀的材料。
4) 硬质合金 硬质合金是钨(W)和钛(Ti)的碳化合物粉末加钴(CO ) 作为黏合剂，高压成型后再高温烧结而成的粉末冶金制品。
硬质合金的硬度很高，常温硬度达到HRC74~HRC81，耐磨性好，红硬好，
在850C~1000C保持良好的切削性能，因此，可以采用比高速钢高几倍甚至几十倍的切削速度，并能切削高速钢无法切削的难加工材料。其缺点是韧性较差，怕冲击，韧口磨的不如高速钢刀锋利。因此可采用较高的切削速度，加工效率有显著提高。
根据加工的材料不同，硬质合金又分为K 类(相当于YG 类) 、P 类(相当于YT 类) 、M 类(相当于YW 类) 。
（1） K 类硬质合金 这类硬质合金成红色，WC 和C O 组成，其韧性和耐磨性能和导热性好，适合加工脆性材料(如铸铁、有色金属和非金属材料) 。
（2） P 类硬质合金 P 类硬质合金为蓝色，有WC 、Ti 和C O 组成。由于合金中加入了碳化钛(TiC)，其耐磨性比K 类高，但抗弯强度、磨削性能和导热系数有所下降，脆性大，不耐冲击，故这类合金不用来加工脆性材料。只适用于一般钢材。
（3） M 类硬质合金 这类硬质合金为蓝色，在其组织中加入了碳化钽(T Ac) 或碳化铌(NbC)稀有难容金属碳化物。其高温硬度、强度、耐磨性、粘结温度和抗氧化性、韧性都有提高，具有较好的综合性能，主要用于切削难加工材料，如铸钢、合金铸钢、耐高温合金等。
由上述分析结合本次设计所选的材料得出P 类材料(相当于YT 类) 硬质合金
刀、高速钢刀具适合本次设计切削加工。
1.2 定义毛坯
1.2.1 常见毛坯
因为在制定工艺规程中正确的选择毛坯有着重大的技术经济意义。毛坯种类的选择不仅影响毛坯制造的工艺，设备及制造费用，而且对零件机械加工工艺、设备和工具的消耗以及工时定额也都有很大的应响。因此，为正确选择毛坯需要毛坯制造和机械加工两方面紧密联系，以兼顾冷热加工两方面的要求。在机械加工中常见的毛坯种类有以下几种：
（1）铸件
形状复杂的毛坯，宜采用铸件。目前铸造铸件常用的方法有砂型铸造，金属型铸造，离心铸造，少数尺寸较小的优质铸件用特种铸造。还有近几年最先进铸造技术快速成型制造技术，如LOM(层合实体制造) 、SLS(选择性激光烧结) 、FDM(熔融沉积造型)DBM(金属微滴沉积成型技术) 等高端技术。
（2）锻件
锻件有自由锻件和模锻件，自由锻件是在各种锻锤和压力机上锻出的锻件。
它的精度低，加工余量大，生产率低，且结构简单。模锻件是采用一套专用的锻模，在吨位较大的锻锤和压力机上锻出的锻件。它的精度表面质量比自由锻造的高，锻件的形状也可以复杂一些且加工余量小。
（3）型材
型材有热轧和冷拉两类，热轧的尺寸较大，精度较低，用于一般的零件毛坯；冷拉的尺寸较小，精度高，用于毛坯精度高的零件。按截面形状可分为：圆钢、方钢、六角钢、扁刚、角钢、槽钢和其他特殊截形的。
（4）组合毛坯
是将铸件、锻件、型材或局部机械加工的半成品焊接在一起来作为机械加工的毛坯。
1.2.2 毛坯的确定：
（1）本次计为单件小批量生产，所以设计选材应从满足工件使用性、经济性和切削性、取材的方便性考虑。单从经济性考虑毛坯的选择应使毛坯的形状和尺寸与零件尽量接近。可以考虑选择铸件，但本次计为单件小批量生产，所以设计选材应从满足工件使用性、经济性和切削性、取材的方便性考虑，选择铸件虽满足工件的使用性和切削性能但从经济性考虑不经济，取材也不方便，所以铸铁件不作为首选。
（2）根据本次设计要求和选材原则可以考虑普通钢材。我们经常用的普通钢材是45#钢它具有良好的切削经济性、价格低廉、取材方便，因此工件材料选择45#钢；根据机械手册查单边余量留2mm 较合适，可选用Ф60mm 棒料，无热处理和硬度要求。
1. 3 选择夹具 1. 3. 1 夹具的选择
在实际加工中工件的定位也是非常重要的，在加工中夹具选择的是否合理直接影响到工件的精度、增加工人的劳动强度、加工成本严重时有可能造成工件报废、打刀或伤害到操作人员的人身安全等事故，所以，在实际加工中选择的夹具也是至关重要的，要求操作者对基本夹具及装夹方法有较深入的了解。
1. 3. 2 常见的装夹方式
（1）三爪自定心卡盘装夹 这种卡盘能自动定心不必花费太多的时间找正工件，但在工件伸出较长的时候必须找正。三爪卡盘装夹效率比四爪卡盘高，但加紧力没有四爪卡盘大，适合于装夹中小型工件。
（2）四爪单动卡盘装夹 由于四爪单动卡盘的四个卡爪是各自独立运动的，因此卡盘没有自定心功能，必须通过找正，使工件的旋转中心与车床主轴的旋转中心重合，才能车削加工。四爪单动卡盘加紧力较大，适用于装夹大型或形状不规则的工件。
（3）花盘 花盘装夹适用车削大型盘类零件、外形比较复杂零件、及被加工工件表面旋转轴线于基面垂直的工件。但在花盘加工时必须准备有附件如压板、平垫铁、方头螺钉等。并且，在装花盘和工件的时候都必须找正，加紧力较小，而且工件及夹具系统复杂，运转向心力大，所以转速不能太高。
（4）一夹一顶装夹 由于两顶尖装夹刚性较差，因此车削一般轴类零件，尤其是较重的工件时常采用一夹一顶装夹。为防止工件的轴向位移，须在卡盘内装一限位支承，或利用工件的台阶轴作限位。这种方法装夹工件的安装刚性好，轴向定位正确，且比较安全，能承受较大的切削力，使用于装夹较重、较长工件的场合。
（5）两顶尖装夹 这种装夹方法比较方便，不须找正，装夹精度高，但承受切削力较小，适用于加工精度较高（如同轴度要求）、必须经过多次装夹才能加工好的较长工件，或工序较多的工件。
1. 3. 3 夹具的确定
夹具在选择时尽量选择常用夹具以降低加工成本。
从图纸上给出的信息可的出给产品是一个轴、套配合的零件件，所选择的毛坯料为一形状规则的圆柱棒料，因此，花盘我们就不去选择。
从加工工件尺寸角度分析，该工件的轴件和套件都属于中小型零件，那么对于加紧力较大须花费大量时间找正的四爪单动卡盘我们也就不选。
由于该工件在同轴度上没有要求，而且工件比较小，加紧力不需要太大，因此选择常用三爪卡盘就可以了。加工椭圆时，为了防止机床软超程，应夹持一小部分进行加工，但是考虑到安全问题应将件二配合上后用活顶尖顶住进行加工椭圆。因此加工此处为一夹一顶方式。
1.4 加工工序表
1.4.1 加工件2
选择Ф50 mm 的热轧件毛坯，长度得小于100mm, 装夹时三爪卡盘外留工件长度70 mm ，用划针找正后即可对刀加工。加工过程中冷却液要充足，钻孔时进给速度要均匀。
二次装夹后用铜皮做垫片以防工件被夹伤并且用百分表找正，力不要太大，
尽量避免工件变形。镗孔时由于用的是白钢刀，主轴转速不能太高，以防止加工过程中刀杆震动产生工件表面震纹。同时还要保证表面粗糙度，国家标准中规定常用高度方向的表面粗糙度评定参数；轮廓算术平均偏差Ra ，微观不平度十点高度Rz 和轮廓最大高度Ry ，一般情况下优先选用评Ra 定。 查阅相关资料刀具表确定如下：
1.4.2 加工件1
选择Ф50 mm的热轧件毛坯，长度不得小于100 mm装夹时三爪卡盘外留
工件长度70 mm ，用划针找正后即可对刀加工。加工过程中冷却液要充足，钻孔速度要均匀。
二次装夹后用铜皮做垫片以防工件表面被夹伤并且用百分表找正，夹紧力不要太大，尽量避免工件变形。三爪卡盘夹紧Ф44mm 部分，外露部分哈俄夹持部分先要保证总长度97mm 。加工过程中冷却液要充足，对刀后即可加工。
先加工左端锥孔及外圆，以方便调头后的装夹。镗孔由于用的是白钢刀，转速不能太高以防止震纹，加工右端时应取掉椭圆的部分余量。粗加工完后用
千分尺精确测量外圆尺寸，以便填写刀具磨损值，车削螺纹转速不能太高。
工件图如上： 刀具表如下：
11
1.4.3组合加工
加工时保证两工件配合严密，加工过程中绝不允许出现松动现象，主轴转速
不能太高。
2 确定加工工步
2.1 加工件2（图b ）右端，Ф48外圆，锥孔及螺纹底孔至尺寸。 2.2 切断，保证长度50。
2.3 调头校正，倒角并加工M30×1.5内螺纹。
2.4 加工件1（图a ）左端，Ф44，Ф48及内腔至尺寸。 2.5 调头夹Ф44×20加工右端SR10球面，23，29至尺寸。 2.6 切槽Ф26×5，加工外螺纹M30×1.5。
2.7 将件2旋入件1，以件1右端面为编程零点，组合加工椭圆面。加工椭圆时
应将件1往外串动少许，以防止机床软超程。
3 相关尺寸的计算
3.1螺纹加工的尺寸计算
普通螺纹的基本牙型和尺寸计算如下：
普通螺纹直径与螺距系列、普通螺纹基本尺寸可查《金属切削加工手册》
12
尺寸计算 1．牙型角α=60°
2．原始三角形高度H=P/2ctgα/2=0.866P 3. 削平高度
外螺纹牙顶和内螺纹牙底均在H/8处削平 外螺纹牙底和内螺纹牙顶均在H/4处削平 4．牙型高度h 1=H-H/8-H/4=5H/8=0.5413P 5. 大径d=D（ 公称直径） 6．中径d 2=D2=d-2x3H/8=d-0.6495P 7．小径d 1=D1=d-2x5H/8 8. 数控车螺纹时应注意的问题
不同的数控系统车螺纹时有使用不同的主轴转速范围，但怎样的参数是合适的，大多数控机床推荐车螺纹时主轴转速n 为：
n ≤1200/P-K
式中 P—被加工螺纹螺距（mm ）， K—安全系数，一般为80。
4 程序单
4.1 件2右端程序单
根据毛坯尺寸确定程序循环起点。
13
14
4.2 件2左端程序单
根据毛坯尺寸确定程序循环起点。
4.3 件1左端程序单
根据毛坯尺寸确定程序循环起点。
15
16
4.4 件1右端程序单
根据毛坯尺寸确定程序循环起点。
17
4.5 配合加工程序单
根据配合后的零件尺寸确定程序循环起点。
18
5 废品分析
影响零件加工质量的因素可以分为以下几个方面:工艺系统的几何误差, 工艺系统的力效应, 工艺系统的热变形, 机床的性能和精度以及操作人员的疏忽.
1. 工艺系统的几何误差指机床的夹具, 刀具和工件本身所具有的原始制造误差. 这些误差在加工时会或多或少地反映到工件的加工表面上. 另外在长期的生产过程中, 机床夹具和刀具逐渐磨损, 使工艺的几何误差进一步加大, 工件的加工精度也就相应的降低.
2. 工件的加工精度在很大程度上取决于机床的制造精度，一般来说一定精度的机床只能加工出一定精度的工件。机床误差中对加工精度影响较大的是主轴的回转精度。
3．刀具的装夹误差，刀具装夹的正与不正及刀具装夹的倾斜角度都与加工质量有重要因素。
4．工件热变形对技工质量的影响在热膨胀下达到的加工尺寸冷却后就会超差。
5．操作人员在对刀时产生的误差最大，最有可能产生废品。 6．综上所述此工件容易加工报废的地方有4处。
1） 螺纹配合时间隙过大，原因可能存在刀未装正、螺纹底径计算错误、对刀错误。
2） 椭圆配合时发生错位，原因可能存在螺纹配合太松，加工过程中出现松
19
动现象。
3） 件2外圆尺寸超差，原因是薄壁零件装夹力过大。
4） 内孔粗糙度不合格，原因可能在遇刀具的刃磨角度，装夹角度。
20
结 束 语
经过两个多月的努力，我的毕业设计终于在规定的时间里完满结束了。
同通过本次的毕业设计使我向老师学了许多知识，在画图过程中遇到了许多疑难问题，在李文杰老师的耐心指导下一一解决，同时也学到了Word 里的许多功能。再编程方面我学到了更多的以前没接触过的编程方法，学会了宏程序的编制方法，为以后的工作和学习打下了坚实的基础。
通过这次设计的实际加工使我基本掌握了45#钢件的切削用量，学到了各种车刀的刃磨方法与技巧，以及工件的装夹与找正方法。理论的工艺与实际的还是有区别，比如在加工椭圆时要采用一夹一顶的方式，编程时Z 方向退刀不能太远，以防止撞上尾座。根据理论指导保证该零件的公差是没有问题的，但实际做起来并不是那么的简单，
谢 辞
本文是在李文杰老师的悉心指导下完成的。从论文选题开始到方案的论证再到论文的
撰写，李老师花费了大量的时间和心血耐心指导。李老师专业知识非常渊博、治学严谨求实、工作兢兢业业，堪称楷模。他在学习上对学生要求很严格，但在生活上也非常关心大家，事无巨细全部要操心。在即将毕业的时刻，向李老师表示崇高的敬意和深深的感谢。
感谢老师李文杰、庞勇以及我的师傅尹松、彭北民在理论上的指导，感谢郝明阳、黄明和同学很多次默默的帮忙。
感谢舍友杨党昆以及同级的刘凯等同学在日常生活中给予的帮助和关心，大家一起度过的这段求学时间是非常难以忘记和值得怀念的。感谢舍友们对我的照顾。感谢实习期间各位支持和关心过我的师傅、师兄和好朋友们！
感谢我的父母和家人！将近3年外出求学的时间里，他们一直无私的奉献，关心爱护着我，每逢人生的大转折点都替我分忧并且指点方向。
不管将来做什么工作，我都将全力以赴回报社会、回报亲人以及所有认识我的和我认识的人。
文 献
[1] 余能真主编. 车工（初级、中级、高级）. 北京. 中国劳动社会保障出版社.1996
年9月第一版
[2] 苏建修主编. 机械制造基础. 北京. 机械工业出版社.2001
[3] 陈宏涛主编. 数控加工工艺与编程. 北京. 高等教育出版社.2003年9月
[4] 韩旻主编.CAD/CAM应用软件—MasterCAM 训练教程. 高等教育出版社.2003
年9月
[5] 田春霞数控加工工艺. 机械工业出版社.2006年4月
[6] 王公安. 车工工艺第4版. 中国劳动社会保障出版社.2005年6月
[7] 赵艳霞，李军，卢正明.Auto CAD 2000中文版. 高等教育出版社.2001年5月
[8] 刘力. 机械制图. 高等教育出版社.2003年5月
[9] 张超英. 数控车床. 化学工业出版社.2005年4月
[10] 李文杰 ，庞勇. 数控机床编程与编程（内部教材）. 西安航空职业技术学院
数控实习实训教材.2005年3月
【摘要】
本论文主要阐述了典型配合零件的车削加工，包括了零件的工艺分析、刀具选择、毛坯确定、装夹方式、夹具选择、加工步骤、程序编制以及废品分析。
该零件加工外圆和内径均采用了复合循环G71、螺纹复合循环G76，而且分了粗精加工，以提高零件的表面质量。还有最经典的椭圆宏程序。加工椭圆时考虑到刀具的选择时，决定采用外螺纹刀加工椭圆，避免了刀具负偏角过大造成的刀具与工件发生摩檫。零件过小，考虑到工件的装夹牢固，必要时要采用一夹一顶的方式。根据实际情况和现有条件选择机床为重庆第二机床厂生产的华中数控系统C 2-6136HK/1，工作范围Ф360×750。
【关键词】椭圆；数控加工工艺；工艺分析；夹具 [Abstract]
The present paper mainly elaborated the model coordination components
turning processing, including the components craft analysis, the cutting tool choice, the semifinished materials had determined, the attire clamps the way, the jig choice, the processing step, the programming as well as the waste product analysis.
This components processing outer annulus and the inside diameter have used composite cycle G71, thread composite cycle G76, moreover has divided the thick precision work, enhances the components the surface quality.Also has the most classical ellipse great procedure.When processing ellipse considered when cutting tool choice, decided uses the external screw thread knife processing ellipse, has avoided the cutting tool and the work piece which the cutting tool zinc bias angle oversized creates occurs touches cha.The components excessively are small, considered the work piece the attire clamps reliably, when necessity as soon as must use clamps a way.According to actual situation and existing condition choice engine bed for Chongqing second machine tool factory production Central China numerical control system C2-6136HK/1, operating region ф360×750.
[Key words] Ellipse; Numerical control processing craft; Craft analysis; Jig
1 工艺分析……………………………………………………………..3
1.1 刀具材料的选择…………………………………………………………….6 1.1.1 选择原则…………………………………………………………………..6 1.1.2 刀具材料分析……………………………………………………………..6 1.2 定义毛坯……………………………………………………………………...7
1.2.1 常见毛坯………………………………………………………………….7 1.2.2 毛坯的确定……………………………………………………………….8 1.3 选择夹具……………………………………………………………………...8
1.3.1 夹具的选择……………………………………………………………….8 1.3.2 常见的装夹方式………………………………………………………….8 1.3.3 夹具的确定…………………………………………………………….....9 1.4 加工工序表…………………………………………………………………...9 1.4.1 加工件2………………………………………………………………….9 1.4.2 加工件1…………………………………………………………………10 1.4.3 组合加工………………………………………………………………...12
2 确定加工工步………………………………………………………12 3相关尺寸的计算……………………………………………………………………….. 12
3.1 螺纹加工的尺寸计算...................................................................................... 12
4 程序单……………………………………………………………….. 13
4.1 件2右端程序单……………………………………………………………..13 4.2 件2左端程序单 ……………………………………………………………15 4.3 件1左端程序单……………………………………………………………..15 4.4 件1右端程序单……………………………………………………………..17 4.5 配合加工程序单……………………………………………………………..18
5 废品分析…………………………………………………………….. 19
结 束 语………………………………………………………………………….21 谢 辞………………………………………………………………………………22 文 献………………………………………………………………………………23
1 工艺分析
此零件为典型的轴类零件加工，而且加工精度要求比较高，应采取粗、精加工分开进行，加工件1时应去掉椭圆部分余量，以便后面椭圆加工。椭圆部分应在配合后一起进行加工，以保证两个椭圆面能够光滑过渡，加工椭圆可采用宏程序。
1.1 刀具材料的选择
1.1.1 选择原则
为满足切削性能，车刀切削部分的材料必须满足以下基本要求：
1．高的硬度 车刀材料的硬度必须大于工件材料的硬度，常温硬度一般要在HRC60以上
2．高的耐磨性 耐磨性是指车刀材料抵抗磨损的能力，车刀的切削部分在切削过程中经受着剧烈的摩擦，因此必须具有良好的耐磨性，一般情况下刀具材料的硬度越高，耐磨性也越高。
3．足够的强度和韧性 为了承受切削时较大的切削力、冲击力和震动，防止脆裂和崩刃，车刀必须具有足够的强度和韧性。
4．高的红硬性 红硬性是指车刀在高温下所能保持正常切削的性能，它是衡量车刀材料切削性能好坏的主要指示。
1.1.2 刀具材料分析
1) 碳素工具钢 碳素工具钢含碳量为0.65%~1.35%的优质钢。这种材料受热至2000C~3000C 时，硬度和耐磨性就下降，因此，多用于制造低速、手用工具，所以，我们不选用。
2) 合金工具钢 合金工具钢热处理后的硬度为HRC65，与碳素工具钢相近，耐热性、耐磨性略高，切削速度和刀具寿命远不如高速钢，故其用途受到很大限制，一般只用于制造手用丝锥、手用绞刀等，因此，我们也不去选用。
3) 高速工具钢(简称高速钢) 高速钢是一种钨(W)、铬(Cr)、钼(MO ) 、钒(V) 等合金元素较多的工具钢，其红硬性比碳素工具钢和合金工具钢显著提高(5500C~6500C) ，切削速度比碳素工具钢高2~3倍。
高速钢是一种具有较高的强度、韧性、耐磨性和红硬性的刀具材料，应用范围较广，常用与制造各种复杂刀具，如成型刀具、钻头、绞刀、螺纹刀具等，因此，它可以作为我们本次设计的部分用刀的材料。
4) 硬质合金 硬质合金是钨(W)和钛(Ti)的碳化合物粉末加钴(CO ) 作为黏合剂，高压成型后再高温烧结而成的粉末冶金制品。
硬质合金的硬度很高，常温硬度达到HRC74~HRC81，耐磨性好，红硬好，
在850C~1000C保持良好的切削性能，因此，可以采用比高速钢高几倍甚至几十倍的切削速度，并能切削高速钢无法切削的难加工材料。其缺点是韧性较差，怕冲击，韧口磨的不如高速钢刀锋利。因此可采用较高的切削速度，加工效率有显著提高。
根据加工的材料不同，硬质合金又分为K 类(相当于YG 类) 、P 类(相当于YT 类) 、M 类(相当于YW 类) 。
（1） K 类硬质合金 这类硬质合金成红色，WC 和C O 组成，其韧性和耐磨性能和导热性好，适合加工脆性材料(如铸铁、有色金属和非金属材料) 。
（2） P 类硬质合金 P 类硬质合金为蓝色，有WC 、Ti 和C O 组成。由于合金中加入了碳化钛(TiC)，其耐磨性比K 类高，但抗弯强度、磨削性能和导热系数有所下降，脆性大，不耐冲击，故这类合金不用来加工脆性材料。只适用于一般钢材。
（3） M 类硬质合金 这类硬质合金为蓝色，在其组织中加入了碳化钽(T Ac) 或碳化铌(NbC)稀有难容金属碳化物。其高温硬度、强度、耐磨性、粘结温度和抗氧化性、韧性都有提高，具有较好的综合性能，主要用于切削难加工材料，如铸钢、合金铸钢、耐高温合金等。
由上述分析结合本次设计所选的材料得出P 类材料(相当于YT 类) 硬质合金
刀、高速钢刀具适合本次设计切削加工。
1.2 定义毛坯
1.2.1 常见毛坯
因为在制定工艺规程中正确的选择毛坯有着重大的技术经济意义。毛坯种类的选择不仅影响毛坯制造的工艺，设备及制造费用，而且对零件机械加工工艺、设备和工具的消耗以及工时定额也都有很大的应响。因此，为正确选择毛坯需要毛坯制造和机械加工两方面紧密联系，以兼顾冷热加工两方面的要求。在机械加工中常见的毛坯种类有以下几种：
（1）铸件
形状复杂的毛坯，宜采用铸件。目前铸造铸件常用的方法有砂型铸造，金属型铸造，离心铸造，少数尺寸较小的优质铸件用特种铸造。还有近几年最先进铸造技术快速成型制造技术，如LOM(层合实体制造) 、SLS(选择性激光烧结) 、FDM(熔融沉积造型)DBM(金属微滴沉积成型技术) 等高端技术。
（2）锻件
锻件有自由锻件和模锻件，自由锻件是在各种锻锤和压力机上锻出的锻件。
它的精度低，加工余量大，生产率低，且结构简单。模锻件是采用一套专用的锻模，在吨位较大的锻锤和压力机上锻出的锻件。它的精度表面质量比自由锻造的高，锻件的形状也可以复杂一些且加工余量小。
（3）型材
型材有热轧和冷拉两类，热轧的尺寸较大，精度较低，用于一般的零件毛坯；冷拉的尺寸较小，精度高，用于毛坯精度高的零件。按截面形状可分为：圆钢、方钢、六角钢、扁刚、角钢、槽钢和其他特殊截形的。
（4）组合毛坯
是将铸件、锻件、型材或局部机械加工的半成品焊接在一起来作为机械加工的毛坯。
1.2.2 毛坯的确定：
（1）本次计为单件小批量生产，所以设计选材应从满足工件使用性、经济性和切削性、取材的方便性考虑。单从经济性考虑毛坯的选择应使毛坯的形状和尺寸与零件尽量接近。可以考虑选择铸件，但本次计为单件小批量生产，所以设计选材应从满足工件使用性、经济性和切削性、取材的方便性考虑，选择铸件虽满足工件的使用性和切削性能但从经济性考虑不经济，取材也不方便，所以铸铁件不作为首选。
（2）根据本次设计要求和选材原则可以考虑普通钢材。我们经常用的普通钢材是45#钢它具有良好的切削经济性、价格低廉、取材方便，因此工件材料选择45#钢；根据机械手册查单边余量留2mm 较合适，可选用Ф60mm 棒料，无热处理和硬度要求。
1. 3 选择夹具 1. 3. 1 夹具的选择
在实际加工中工件的定位也是非常重要的，在加工中夹具选择的是否合理直接影响到工件的精度、增加工人的劳动强度、加工成本严重时有可能造成工件报废、打刀或伤害到操作人员的人身安全等事故，所以，在实际加工中选择的夹具也是至关重要的，要求操作者对基本夹具及装夹方法有较深入的了解。
1. 3. 2 常见的装夹方式
（1）三爪自定心卡盘装夹 这种卡盘能自动定心不必花费太多的时间找正工件，但在工件伸出较长的时候必须找正。三爪卡盘装夹效率比四爪卡盘高，但加紧力没有四爪卡盘大，适合于装夹中小型工件。
（2）四爪单动卡盘装夹 由于四爪单动卡盘的四个卡爪是各自独立运动的，因此卡盘没有自定心功能，必须通过找正，使工件的旋转中心与车床主轴的旋转中心重合，才能车削加工。四爪单动卡盘加紧力较大，适用于装夹大型或形状不规则的工件。
（3）花盘 花盘装夹适用车削大型盘类零件、外形比较复杂零件、及被加工工件表面旋转轴线于基面垂直的工件。但在花盘加工时必须准备有附件如压板、平垫铁、方头螺钉等。并且，在装花盘和工件的时候都必须找正，加紧力较小，而且工件及夹具系统复杂，运转向心力大，所以转速不能太高。
（4）一夹一顶装夹 由于两顶尖装夹刚性较差，因此车削一般轴类零件，尤其是较重的工件时常采用一夹一顶装夹。为防止工件的轴向位移，须在卡盘内装一限位支承，或利用工件的台阶轴作限位。这种方法装夹工件的安装刚性好，轴向定位正确，且比较安全，能承受较大的切削力，使用于装夹较重、较长工件的场合。
（5）两顶尖装夹 这种装夹方法比较方便，不须找正，装夹精度高，但承受切削力较小，适用于加工精度较高（如同轴度要求）、必须经过多次装夹才能加工好的较长工件，或工序较多的工件。
1. 3. 3 夹具的确定
夹具在选择时尽量选择常用夹具以降低加工成本。
从图纸上给出的信息可的出给产品是一个轴、套配合的零件件，所选择的毛坯料为一形状规则的圆柱棒料，因此，花盘我们就不去选择。
从加工工件尺寸角度分析，该工件的轴件和套件都属于中小型零件，那么对于加紧力较大须花费大量时间找正的四爪单动卡盘我们也就不选。
由于该工件在同轴度上没有要求，而且工件比较小，加紧力不需要太大，因此选择常用三爪卡盘就可以了。加工椭圆时，为了防止机床软超程，应夹持一小部分进行加工，但是考虑到安全问题应将件二配合上后用活顶尖顶住进行加工椭圆。因此加工此处为一夹一顶方式。
1.4 加工工序表
1.4.1 加工件2
选择Ф50 mm 的热轧件毛坯，长度得小于100mm, 装夹时三爪卡盘外留工件长度70 mm ，用划针找正后即可对刀加工。加工过程中冷却液要充足，钻孔时进给速度要均匀。
二次装夹后用铜皮做垫片以防工件被夹伤并且用百分表找正，力不要太大，
尽量避免工件变形。镗孔时由于用的是白钢刀，主轴转速不能太高，以防止加工过程中刀杆震动产生工件表面震纹。同时还要保证表面粗糙度，国家标准中规定常用高度方向的表面粗糙度评定参数；轮廓算术平均偏差Ra ，微观不平度十点高度Rz 和轮廓最大高度Ry ，一般情况下优先选用评Ra 定。 查阅相关资料刀具表确定如下：
1.4.2 加工件1
选择Ф50 mm的热轧件毛坯，长度不得小于100 mm装夹时三爪卡盘外留
工件长度70 mm ，用划针找正后即可对刀加工。加工过程中冷却液要充足，钻孔速度要均匀。
二次装夹后用铜皮做垫片以防工件表面被夹伤并且用百分表找正，夹紧力不要太大，尽量避免工件变形。三爪卡盘夹紧Ф44mm 部分，外露部分哈俄夹持部分先要保证总长度97mm 。加工过程中冷却液要充足，对刀后即可加工。
先加工左端锥孔及外圆，以方便调头后的装夹。镗孔由于用的是白钢刀，转速不能太高以防止震纹，加工右端时应取掉椭圆的部分余量。粗加工完后用
千分尺精确测量外圆尺寸，以便填写刀具磨损值，车削螺纹转速不能太高。
工件图如上： 刀具表如下：
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1.4.3组合加工
加工时保证两工件配合严密，加工过程中绝不允许出现松动现象，主轴转速
不能太高。
2 确定加工工步
2.1 加工件2（图b ）右端，Ф48外圆，锥孔及螺纹底孔至尺寸。 2.2 切断，保证长度50。
2.3 调头校正，倒角并加工M30×1.5内螺纹。
2.4 加工件1（图a ）左端，Ф44，Ф48及内腔至尺寸。 2.5 调头夹Ф44×20加工右端SR10球面，23，29至尺寸。 2.6 切槽Ф26×5，加工外螺纹M30×1.5。
2.7 将件2旋入件1，以件1右端面为编程零点，组合加工椭圆面。加工椭圆时
应将件1往外串动少许，以防止机床软超程。
3 相关尺寸的计算
3.1螺纹加工的尺寸计算
普通螺纹的基本牙型和尺寸计算如下：
普通螺纹直径与螺距系列、普通螺纹基本尺寸可查《金属切削加工手册》
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尺寸计算 1．牙型角α=60°
2．原始三角形高度H=P/2ctgα/2=0.866P 3. 削平高度
外螺纹牙顶和内螺纹牙底均在H/8处削平 外螺纹牙底和内螺纹牙顶均在H/4处削平 4．牙型高度h 1=H-H/8-H/4=5H/8=0.5413P 5. 大径d=D（ 公称直径） 6．中径d 2=D2=d-2x3H/8=d-0.6495P 7．小径d 1=D1=d-2x5H/8 8. 数控车螺纹时应注意的问题
不同的数控系统车螺纹时有使用不同的主轴转速范围，但怎样的参数是合适的，大多数控机床推荐车螺纹时主轴转速n 为：
n ≤1200/P-K
式中 P—被加工螺纹螺距（mm ）， K—安全系数，一般为80。
4 程序单
4.1 件2右端程序单
根据毛坯尺寸确定程序循环起点。
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4.2 件2左端程序单
根据毛坯尺寸确定程序循环起点。
4.3 件1左端程序单
根据毛坯尺寸确定程序循环起点。
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4.4 件1右端程序单
根据毛坯尺寸确定程序循环起点。
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4.5 配合加工程序单
根据配合后的零件尺寸确定程序循环起点。
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5 废品分析
影响零件加工质量的因素可以分为以下几个方面:工艺系统的几何误差, 工艺系统的力效应, 工艺系统的热变形, 机床的性能和精度以及操作人员的疏忽.
1. 工艺系统的几何误差指机床的夹具, 刀具和工件本身所具有的原始制造误差. 这些误差在加工时会或多或少地反映到工件的加工表面上. 另外在长期的生产过程中, 机床夹具和刀具逐渐磨损, 使工艺的几何误差进一步加大, 工件的加工精度也就相应的降低.
2. 工件的加工精度在很大程度上取决于机床的制造精度，一般来说一定精度的机床只能加工出一定精度的工件。机床误差中对加工精度影响较大的是主轴的回转精度。
3．刀具的装夹误差，刀具装夹的正与不正及刀具装夹的倾斜角度都与加工质量有重要因素。
4．工件热变形对技工质量的影响在热膨胀下达到的加工尺寸冷却后就会超差。
5．操作人员在对刀时产生的误差最大，最有可能产生废品。 6．综上所述此工件容易加工报废的地方有4处。
1） 螺纹配合时间隙过大，原因可能存在刀未装正、螺纹底径计算错误、对刀错误。
2） 椭圆配合时发生错位，原因可能存在螺纹配合太松，加工过程中出现松
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动现象。
3） 件2外圆尺寸超差，原因是薄壁零件装夹力过大。
4） 内孔粗糙度不合格，原因可能在遇刀具的刃磨角度，装夹角度。
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结 束 语
经过两个多月的努力，我的毕业设计终于在规定的时间里完满结束了。
同通过本次的毕业设计使我向老师学了许多知识，在画图过程中遇到了许多疑难问题，在李文杰老师的耐心指导下一一解决，同时也学到了Word 里的许多功能。再编程方面我学到了更多的以前没接触过的编程方法，学会了宏程序的编制方法，为以后的工作和学习打下了坚实的基础。
通过这次设计的实际加工使我基本掌握了45#钢件的切削用量，学到了各种车刀的刃磨方法与技巧，以及工件的装夹与找正方法。理论的工艺与实际的还是有区别，比如在加工椭圆时要采用一夹一顶的方式，编程时Z 方向退刀不能太远，以防止撞上尾座。根据理论指导保证该零件的公差是没有问题的，但实际做起来并不是那么的简单，
谢 辞
本文是在李文杰老师的悉心指导下完成的。从论文选题开始到方案的论证再到论文的
撰写，李老师花费了大量的时间和心血耐心指导。李老师专业知识非常渊博、治学严谨求实、工作兢兢业业，堪称楷模。他在学习上对学生要求很严格，但在生活上也非常关心大家，事无巨细全部要操心。在即将毕业的时刻，向李老师表示崇高的敬意和深深的感谢。
感谢老师李文杰、庞勇以及我的师傅尹松、彭北民在理论上的指导，感谢郝明阳、黄明和同学很多次默默的帮忙。
感谢舍友杨党昆以及同级的刘凯等同学在日常生活中给予的帮助和关心，大家一起度过的这段求学时间是非常难以忘记和值得怀念的。感谢舍友们对我的照顾。感谢实习期间各位支持和关心过我的师傅、师兄和好朋友们！
感谢我的父母和家人！将近3年外出求学的时间里，他们一直无私的奉献，关心爱护着我，每逢人生的大转折点都替我分忧并且指点方向。
不管将来做什么工作，我都将全力以赴回报社会、回报亲人以及所有认识我的和我认识的人。
文 献
[1] 余能真主编. 车工（初级、中级、高级）. 北京. 中国劳动社会保障出版社.1996
年9月第一版
[2] 苏建修主编. 机械制造基础. 北京. 机械工业出版社.2001
[3] 陈宏涛主编. 数控加工工艺与编程. 北京. 高等教育出版社.2003年9月
[4] 韩旻主编.CAD/CAM应用软件—MasterCAM 训练教程. 高等教育出版社.2003
年9月
[5] 田春霞数控加工工艺. 机械工业出版社.2006年4月
[6] 王公安. 车工工艺第4版. 中国劳动社会保障出版社.2005年6月
[7] 赵艳霞，李军，卢正明.Auto CAD 2000中文版. 高等教育出版社.2001年5月
[8] 刘力. 机械制图. 高等教育出版社.2003年5月
[9] 张超英. 数控车床. 化学工业出版社.2005年4月
[10] 李文杰 ，庞勇. 数控机床编程与编程（内部教材）. 西安航空职业技术学院
数控实习实训教材.2005年3月