前 言
随着科学技术飞速发展和经济竞争的日趋激烈，机械产品的更新速度越来越快，数控加工技术作为先进生产力的代表，在机械及相关行业领域发挥着重要的作用，机械制造的竞争，其实质是数控技术的竞争。本次设计就是进行数控加工工艺设计织机导板零件，侧重于设计该零件的数控加工夹具，主要设计内容有：完成该零件的工艺规程（包括工艺过程卡、工序卡和数控刀具卡）和主要工序的工装设计。并绘制零件图、夹具图。用G 代码编制该零件的数控加工程序，在则学习计算机辅助工艺设计（CAPP ）相关知识，并编制其构架。限于编者的水平有限，对书中的不妥之处，敬请读者批评指正。
第一章 工艺设计说明书
1. 零件图工艺性分析
如图1.1所示零件图，其生产规模为中批量生产，试根据零件图分析其加工工艺。
图1.1 轴套零件图
1.1零件图的完整性和正确性
经审查，该零件视图准确、完整，表达直观清晰，符合国家标准，尺寸、公差以及技术要求的标注齐全、合理。
1.2零件技术要求分析
零件的技术要求主要包括尺寸精度、形状精度、位置精度、表面粗糙度要求等，这些技术要求应当是能够保证零件使用性能前提下的极限值。进行零件技术要求分析，主要是分析这些技术要求的合理性，以及实现的可能性，重点分析重要表面和部位的加工精度和技术要求，为制定合理的加工方案做好准备。同时通过分析以确定技术要求是否过于严格，因为过高的精度和过小的表面粗糙度要求会使工艺过程变得复杂，加工难度大，增加不必要的成本。
该零件的尺寸精度要求有：¢93+0. 120精度等级为IT6、¢106+0. 120精度等级为IT6、¢107+0. 012精度等级为IT6、¢110+0. 012精度等级IT6、¢123+0. 014精度等级为IT6，其余精度等级为IT10；形状精度有：¢107G6
+0. 034
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+0. 142
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的圆跳动为0.03mm ；位置精度：端面A 对¢167的跳动允差0.03mm 、¢93G6对¢107G6的跳动允差0.10mm ；表面粗糙度：¢93+0. 120表面粗糙度Ra1.6um 、¢107+0. 012表面粗糙度Ra1.6um 、¢5和¢9两斜孔表面粗糙度6.3、¢164表面为不加工表面，其余表面粗糙度为Ra3.2um 。
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1.3零件结构工艺性分析
该零件属于轴类零件，其结构特征主要由内外圆柱面、外槽、内槽、斜孔、端面孔等组成。其中内外圆柱面、内外槽可在数控车床上加工；端面孔可在数控铣床上加工；斜孔在钻床上加工。
2. 毛坯的选择
2.1毛坯类型
(1) 铸件
铸件适用于形状较复杂的零件毛坯。其铸造方法有砂型铸造、精密铸造、金属型铸造、压力铸造等。 (2) 锻件
锻件适用于强度要求高、形状比较简单的零件毛坯。其锻造方法有自由锻和模锻两种。 (3) 型材
型材有热轧和冷拉两种。热轧适用于尺寸较大、精度较低的毛坯；冷拉适用于尺寸较小、精度较高的毛坯。
(4) 焊接件
焊接件是根据需要将型材或钢板等焊接而成的毛坯件 (5) 冷冲压件
冷冲压件毛坯可以非常接近成品要求，在小型机械、仪表、轻工电子产品方面应用广泛。
2.2毛坯余量确定
毛坯图的尺寸都是在零件图尺寸的基础上，加减总加工余量得到毛坯尺寸，毛坯各面的设计基准一般同零件图一致。笔者认为这种设计方法并不合理，这是因为从毛坯尺寸的作用来讲并不要求它和零件图一致，对它提出的要求是:(1)保证它在机械加工时有最均匀合理的粗加工余量：(2)保证非加工面与加工面有最准确的位置及尺寸。
根据该零件的图纸要求，确定该零件毛坯材料为铸件，径向余量为单边3mm ，长度余量为12mm （即总长为145mm ）。毛坯尺寸如图1.2所示。
2.3毛坯-零件合图
有毛坯余量确定该零件的毛坯图如图1.2所示。
图1.2 毛坯-零件合图
3. 机械加工工艺路线确定
05 下料 制造毛坯 10 热处理 正火
15 车 1.夹212外圆，车¢167外圆控制长度尺寸20、下端面、镗内孔¢107+0. 012控制长度尺 寸22、内槽。
2.调头夹¢167外圆，车上端面、镗内孔¢930. 120、内槽。 20 铣 1.钻3-¢9中心孔。 2.钻3-¢9底孔¢8.5。 3.铰3-¢9孔。 4.铣3-¢14沉孔。 25 钻 1.钻孔¢10 2.钻斜孔¢5。 3.钻斜孔¢9。
0. 142
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30 热处理 局部淬火。 35 磨削 磨内孔及槽。 40 钳 去毛刺 45 检验 检验各尺寸。 50 入库
3.1加工方法的确定
（1）¢167外圆 粗车（精度等级IT12，表面粗糙度Ra6.3um ）→精车（精度等级IT10，表面粗糙度Ra3.2um ）。
（2）¢107+0. 012内孔 粗车（精度等级IT10，表面粗糙度Ra6.3um ）→半精车（精度等级IT8，表面粗糙度Ra3.2um ）→磨削（精度等级IT6，表面粗糙度Ra1.6um ）。
（3）¢930. 120内孔 粗车（精度等级IT10，表面粗糙度Ra6.3um ）→半精车（精度等级IT8，表面粗糙度Ra3.2um ）→磨削（精度等级IT6，表面粗糙度Ra1.6um ）。
（4）¢106+0. 120槽 粗车（精度等级IT10，表面粗糙度Ra6.3um ）→半精车（精度等级IT8，表面粗糙度Ra3.2um ）→磨削（精度等级IT6，表面粗糙度Ra1.6um ）。
（5）¢123+0. 014槽 粗车（精度等级IT10，表面粗糙度Ra6.3um ）→半精车（精度等级IT8，表面粗糙度Ra3.2um ）→磨削（精度等级IT6，表面粗糙度Ra1.6um ）。
（6）¢110+0. 012槽 粗车（精度等级IT10，表面粗糙度Ra6.3um ）→半精车（精度等级IT8，表面粗糙度Ra3.2um ）→磨削（精度等级IT6，表面粗糙度Ra1.6um ）。
（7）3-¢9孔 钻中心孔→钻底孔（精度等级IT12，表面粗糙度Ra6.3um ）→铰孔（精度等级IT10，表面粗糙度Ra3.2um ）。
（8）¢10孔 钻中心孔→钻底孔（精度等级IT12，表面粗糙度Ra6.3um ）→铰孔（精度等级IT10，表面粗糙度Ra3.2um ）。
（9）¢5斜孔 钻中心孔→钻孔（精度等级IT12，表面粗糙度Ra6.3um ）。 （10）¢9斜孔 钻中心孔→钻孔（精度等级IT12，表面粗糙度Ra6.3um ）。
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3.2加工顺序的安排
工件的机械加工工艺路线中要经过切削加工、热处理和辅助工序。因此，当拟定工艺路线时要合理、全面安排好切削加工、热处理和辅助工序的顺序。
切削加工工序的安排原则
1）基准先行 选为精基准的表面，应先进行价格，以便为后续工序提供可靠的精基准。如轴类零
件的中心孔、箱体的地面或剖分面、齿轮的内孔和一端面等，都应安排在初始工序加工完成。
2）先粗后精 各表面均应按照粗加工→半精加工→精加工的顺序依次进行，以便逐步提高加工精度和降低表面粗糙度。
3）先主后次 先加工主要表面（如定位基面、装配面、工作面），后加工次要表面（如自由表面、键槽、螺纹孔等），次要表面常穿插进行加工，一般安排在主要表面达到一定精度之后、最终精加工之前。
该零件的加工顺序应严格按照以上原则进行加工。
3.3定位基准的选择
（1）粗基准的选择 粗车时以¢212外圆和¢212上端面为粗基准，并加工出精基准。 （2）精基准的选择 精加工时以¢167外圆及¢212下端面为精基准。
3.4加工阶段的划分
零件加工时，往往不是依次加工完各个表面，而是将各表面的粗、精加工分开进行，为此，一般都将整个工艺过程划分几个加工阶段，这就是在安排加工顺序时所应遵循的工艺过程划分阶段的原则。按加工性质和作用的不同，工艺过程可划分如下几个阶段：
（1）粗加工阶段——这阶段的主要作用是切去大部分加工余量，为半精加工提供定位基准，因此主要是提高生产率问题。
（2）半精加工阶段——这阶段的作用是为零件主要表面的精加工作好准备，并完成一些次要表面的加工。
（3）精加工阶段——对于零件上精度和表面粗糙度要求（精度在IT7级或以上，表面粗糙度在Ra0.8以下）的表面，还要安排精加工阶段。这阶段的主要任务是提高加工表面的各项精度和降低表面粗糙度。
3.5主要机加工工序简图
4. 工序尺寸及公差的确定
每道工序完成后应包子的尺寸成为该工序的工序尺寸。工件上的设计尺寸及其公差是经过各加工工序后得到的。每道工序的工序尺寸都不相同，他们组不向设计尺寸接近。为了最终保证工件的设计要求，各中间工序的工序尺寸及其公差需要计算确定。
工序余量确定后，就可计算工序尺寸。工序尺寸及其公差的确定要根据工序基准或定位基准与设计基准是否重合，采取不同的计算方法。
4.1基准重合时的工序尺寸
4.2基准不重合时的工序尺寸
5. 设备及其工装的确定
5.1机床及夹具的选用
工序15 该工序主要加工外圆、内孔及槽，在普通机床上很难完成且加工效率低，所以选择在数控车床上加工，夹具选用三爪卡盘装夹，第二次装夹时需要选用软爪进行装夹，这样可以保证各表面的跳动量。
工序20 该工序主要加工孔，选择在数控铣床上加工，夹具选用三爪卡盘装夹，卡爪用软爪。 工序25 该工序加工斜孔及直孔¢10，选择在钻床上加工，夹具选用钻床专用夹具。
5.2刀具的选择
从零件图中分析，根据其加工特性，确定该零件的加工刀具如表5.1所示。
表
5.1 机械加工刀具卡片
5.3量具的选择
该零件属于中批量生产，因此选用通用量具进行测量，外圆尺寸可直接采用游标卡尺测量；内孔¢107+0. 012和¢930. 120选用内径表进行测量；梯形槽底径选用内径卡爪进行测量；各孔选用专用量具进行测量。具体请参见第三章量具设计说明书。
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0. 142
6. 切削用量的确定
数控车削加工中的切削用量包括背吃刀量ap 、主轴转速n 或切削速度vc （用于恒线速度切削）、进给速度vf 或进给量f 。这些参数均应在机床给定的允许范围内选取。
6.1切削用量的选用原则
粗车时，应尽量保证较高的金属切除率和必要的刀具耐用度。
选择切削用量时应首先选取尽可能大的背吃刀量ap ，其次根据机床动力和刚性的限制条件，选取尽可能大的进给量f ，最后根据刀具耐用度要求，确定合适的切削速度vc 。增大背吃刀量ap 可使走刀次数减少，增大进给量f 有利于断屑。
精车时，对加工精度和表面粗糙度要求较高，加工余量不大且较均匀。选择精车的切削用量时，应着重考虑如何保证加工质量，并在此基础土尽量提高生产率。因此，精车时应选用较小（但不能太小）的背吃刀量和进给量，并选用性能高的刀具材料和合理的几何参数，以尽可能提高切削速度。
6.2切削用量的选取方法
①背吃刀量的选择 粗加工时，除留下精加工余量外，一次走刀尽可能切除全部余量。也可分多次走刀。精加工的加工余量一般较小，可一次切除。在中等功率机床上，粗加工的背吃刀量可达8～10mm ；半精加工的背吃刀量取0.5～5mm ；精加工的背吃刀量取0.2～1.5mm 。
6.3选择切削用量时应注意的几个问题
主轴转速 应根据零件上被加工部位的直径，并按零件和刀具的材料及加工性质等条件所允许的切削速度来确定。切削速度除了计算和查表选取外，还可根据实践经验确定，需要注意的是交流变频调速数控车床低速输出力矩小，因而切削速度不能太低。根据切削速度可以计算出主轴转速。
综上所述，该零件的切削用量选择见工序卡片。
第二章 第25号工序夹具设计说明书
1. 工序尺寸精度分析
该工序的主要内容为钻¢10直孔、¢9斜孔、¢5斜孔，其精度等级为IT12，表面粗糙度为6.3，分别设计钻两斜孔的夹具，设计夹具的目的是为了能够有正确的位置加工两斜孔，并保证加工效率。
2. 定位方案确定
根据工件的加工要求，该工件必须限制工件的五个自由度，即：X 移动、X 转动、Z 转动、Y 移动、Y 转动，为了方便控制刀具的走刀位置，还应控制Z 移动，因而六个自由度均被控制了。
（1）加工¢5孔时以¢107内孔、¢9孔、¢167下端面为定位基准，以¢212上端面限制Z 移动。 （2）加工¢9孔时以¢93内孔、¢9孔、零件上端面为定位基准，以¢167下端面限制Z 移动。
3. 定位元件确定
（1）加工¢5孔时的定位元件有定位板，在定位板上安装的有¢107的定位芯轴和¢9的定位销钉。 （2）加工¢9孔时的定位元件有定位板，在定位板上安装的有¢93的定位芯轴和¢9的定位销钉。
4. 定位误差分析
基准不重合误差ΔB=0，基准位移误差ΔY=0.025mm。 ΔD=ΔY=0.025mm。
所以，ΔD
5. 夹紧方案及元件确定
（1）加工¢5孔时，选用压板进行压紧，因此选用的压紧元件有压板、双头螺栓、带肩六角螺母、连接螺母、球头螺栓等。
（2）加工¢9孔时，选择用盖板压紧的方式进行压紧，所选用的压紧元件有、盖板、双头螺栓、带肩六角螺母、连接螺母、垫片等。
6. 夹具总装草图
钻¢5孔夹具装配图
钻¢9孔夹具装配图
1. 工序尺寸精度分析
该工序加工精度高，其中梯形槽的加工需要设计成型刀进行车削，其精度等级为IT6，表面粗糙度1.6。
2. 刀具类型确定
该刀具完成的是粗车，余量较大，零件材料为45钢，所选刀具属于成型车刀，
3. 刀具设计参数确定
4. 刀具工作草图
1. 工序尺寸精度分析
该工序测量3-¢9通孔，其中3-¢9的精度等级为IT8，表面粗糙度为Ra3.2um 。
2. 量具类型确定
对于3-¢9H8孔用光滑塞规进行测量，量具的材料为T10A ，测量面的硬度为HRC58-HRC65。
3. 极限量具尺寸公差确定
（1）确定工作量规制造公差和位置要素值，因Φ9H8的上偏差为ES=+0.042，下偏差EI=+0.02，尺寸为Φ9H8的量规公差为T=0.008mm，Z=0.008mm。
（2）计算工作量规的极限偏差Φ9js8孔用塞规
通规：上偏差=ES-Z+T/2=+0.042-0.008+0.008/2=0.038mm。 下偏差=ES-Z-T/2=0.042-0.008-0.008/2=0.03mm。 止规：上偏差=EI+T=0.028mm。 下偏差=EI=0.02mm。
4. 极限量具公差带图
5. 极限量具结构设计
第五章 第15、20号工序数控编程设计说明书
1. 工序数控加工工艺分析
工序15 该工序主要为数控车削，车削外圆时的公差等级不高，内孔的精度要求较高，达到IT6，车削时应保证精度为IT8-9，表面粗糙度控制为Ra3.2Um ，留磨量0.3mm 。
工序20 该工序为数控铣削，加工的部位主要为孔，其精度等级不高，在数控铣床加工的目的是为了提高加工效率和减少工人的劳动量。
2. 走刀路线确定
（1）夹¢212外圆，以¢212上端面定位，粗车下端面控总长139.5、¢167外圆至¢168，控制长度20.5。
（2）粗镗内孔¢107+0. 012至¢106，控制长度31.5（包括毛坯上端面尺寸）。 （3）精镗内孔¢107+0. 012至¢106，留磨量0.3mm 。 （4）切直槽。 （5）切梯形槽。
（6）精车外圆¢167及下端面至尺寸要求。 （7）切外槽。
（8）调头装夹¢167外圆，以¢212下端面定位，粗、精车零件上端面。 （9）粗、精镗内孔¢930. 120，留磨量0.3mm 。 （10）切梯形槽。
（11）换数控铣床加工，夹¢167外圆，以¢167外圆下端面定位，钻3-¢9中心孔。 （12）钻3-¢9底孔¢8.5。 （13）铰3-¢9孔。 （14）铣3-¢14沉孔。
0. 142+0. 034+0. 034
3. 刀具及切削用量的选择
3.1刀具的选择
该零件的数控加工中主要为车外圆、镗内孔、切内外槽以及铣床上钻孔，由于该零件属于中批量生产，因此在刀具的选择时采取粗加工、精加工各一把车刀，具体的刀具选择情况表5.1所示。
表5.1 数控加工刀具卡片
3.2切削用量的选择
切削用量的合理选择直接影响到零件的表面质量以及加工效率，因此切削用量的选择是数控加工工艺编制过程中不可缺少的一部分，根据经验及查表确定该零件在数控加工过程中的切削用量如表5.2所示。
表5.2 数控加工切削用量表
4. 编程原点的确定及数值计算
该零件为回转型零件，其编程原点可设置在零件的对称中心上，在数控车削时，选择零件的端面中心为编程原点，在数控铣削时编程原点也可设置在端面中心上。
5. 程序编写及程序说明
5.1数控编程的定义
编程是将加工零件的加工顺序、刀具运动轨迹的尺寸数据、工艺参数（主运动和进给运动速度、切削深度）以及辅助操作（换刀、主轴正反转、冷却液开关、刀具夹紧松开等）加工信息，用规定的文字、数字、符号组成的代码，按一定格式编写成加工程序。
5.2数控编程的分类
数控编程主要分为手工编程与自动编程。
（1）手工编程 整个程序的编制过程是由人工完成的。这要求编程人员不仅要熟悉数控代码及编程规则，而且还必须具备有机械加工工艺知识和数值计算能力。对于点位加工或几何形状不太复杂的零件，数控编程计算较简单，程序段不多，手工编程即可实现。
（2）自动编程 用计算机把人们输入的零件图纸信息改写成数控机床能执行的数控加工程序，就是说数控编程的大部分工作有计算机来实现。
5.3零件的加工程序清单
（1）工序15的数控加工程序清单 第一次装夹时的程序清单
第二次装夹时的程序清单
（2）工序20的加工程序清单
第六章 毕业设计体会
这次的数控编程及工艺分析使我感受到开放性实验使学生从被动的接受老师灌输的实验知识，而不能灵活运用的情况转变为自主得学习与实验相关的知识，真正的做实验的主人。在设计本次实验的过程中，我感到自己的思维和能力都得到了极大的提高，因为需要自己查阅有关的资料和文献，自己设计实验方案，自己动手做一切与实验有关的工作，也正因为如此，我感到自己学到了真本领。这样自己用心做一个实验比听老师讲或只是按老师给的方案做十个实验的效果都要好。在这样的实验教学过程中，不仅学生的动手能力加强了，思维开阔了，更为可贵的是，学生在实验中可以提出各种不同的实验方案，并且可以在老师的指导下对实验提出改进的建议，充分发挥出了他们的才能和创新意识。
整个实验成果上看，基本完成了毕业设计初期对于实验系统考察学生各方面能力的要求，也突出重点强调学生熟练掌握数控加工。因为是第一次参与设计这样的实验系统，难免存在这样或是那样的问题，比如任务书和审批表做的还是不够完善、在编程方面还有待于提高，希望各位老师不吝指教，使我能够在以后的学习、工作过程中吸取经验和教训。
参考文献
[1].林其骏. 机床数控系统. 中国科学技术出版社.1991,3 [2].吴明友. 数控机床加工技术. 东南大学出版社2000,6 [3].刘雄伟. 数控机床与编程培训教程. 机械工业出版社,2001,5 [4].王季秩. 曲家骐. 执行电动.1999,10
[5].郭培全. 数控机床与编程与应用. 机械工业出版社,2000,9 [6].严爱珍. 机床数控原理与系统. 机械工业出版社,1998.8 [7].孙竹. 数控机床编程与操作. 机械工业出版社,1996,4 [8].陶永华等. 新型PID 控制及其应用. 机械工业出版社,1998,9 [9].陈伯时, 陈敏逊. 交流调速系统. 机械工业出版社,1998,4
致 谢
本人在毕业课题的设计中，学习了不少的新知识，体会到了学习的重要性，同时，感谢学校具远瞻的规划与教育，给予我们良好的学习环境，并提供给我们对学业及个人生涯发展的多元信息，帮助我们成长。
感谢院系领导对我的关怀和重视，使我得以发挥自己的特长，找到人生的价值。
感谢三年来陪伴我们学习与生活的恩师，感谢您们对我精心的教育，感谢您们没使我的学习变成劳作而成为一种快乐；. 感谢您们让我明白自身的价值；. 感谢您们帮助我发现了自己的专长，而且让我把事情做得更好。感谢您们容忍我的任性与错误，不仅教会了我知识，更教会了我如何做事，如何做人。
特别感谢恩师的谆谆教导，他的悉心指导与斧正，对于论文. 架构之启迪，及其内容的细心斟酌与指导，倍极辛劳。
最后感谢三年来陪伴我一起的同学们，伙伴们，所有的欢笑和泪水、成功和失败、骄傲和苦恼，我们曾一起分享；那是我们青春中最灿烂的一页，最辉煌的回忆，而回忆中的每个人，都是栩栩如生，这些都将是我一生的财富。三年时间虽然短暂，但它必将在我的记忆里永恒。
前 言
随着科学技术飞速发展和经济竞争的日趋激烈，机械产品的更新速度越来越快，数控加工技术作为先进生产力的代表，在机械及相关行业领域发挥着重要的作用，机械制造的竞争，其实质是数控技术的竞争。本次设计就是进行数控加工工艺设计织机导板零件，侧重于设计该零件的数控加工夹具，主要设计内容有：完成该零件的工艺规程（包括工艺过程卡、工序卡和数控刀具卡）和主要工序的工装设计。并绘制零件图、夹具图。用G 代码编制该零件的数控加工程序，在则学习计算机辅助工艺设计（CAPP ）相关知识，并编制其构架。限于编者的水平有限，对书中的不妥之处，敬请读者批评指正。
第一章 工艺设计说明书
1. 零件图工艺性分析
如图1.1所示零件图，其生产规模为中批量生产，试根据零件图分析其加工工艺。
图1.1 轴套零件图
1.1零件图的完整性和正确性
经审查，该零件视图准确、完整，表达直观清晰，符合国家标准，尺寸、公差以及技术要求的标注齐全、合理。
1.2零件技术要求分析
零件的技术要求主要包括尺寸精度、形状精度、位置精度、表面粗糙度要求等，这些技术要求应当是能够保证零件使用性能前提下的极限值。进行零件技术要求分析，主要是分析这些技术要求的合理性，以及实现的可能性，重点分析重要表面和部位的加工精度和技术要求，为制定合理的加工方案做好准备。同时通过分析以确定技术要求是否过于严格，因为过高的精度和过小的表面粗糙度要求会使工艺过程变得复杂，加工难度大，增加不必要的成本。
该零件的尺寸精度要求有：¢93+0. 120精度等级为IT6、¢106+0. 120精度等级为IT6、¢107+0. 012精度等级为IT6、¢110+0. 012精度等级IT6、¢123+0. 014精度等级为IT6，其余精度等级为IT10；形状精度有：¢107G6
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的圆跳动为0.03mm ；位置精度：端面A 对¢167的跳动允差0.03mm 、¢93G6对¢107G6的跳动允差0.10mm ；表面粗糙度：¢93+0. 120表面粗糙度Ra1.6um 、¢107+0. 012表面粗糙度Ra1.6um 、¢5和¢9两斜孔表面粗糙度6.3、¢164表面为不加工表面，其余表面粗糙度为Ra3.2um 。
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1.3零件结构工艺性分析
该零件属于轴类零件，其结构特征主要由内外圆柱面、外槽、内槽、斜孔、端面孔等组成。其中内外圆柱面、内外槽可在数控车床上加工；端面孔可在数控铣床上加工；斜孔在钻床上加工。
2. 毛坯的选择
2.1毛坯类型
(1) 铸件
铸件适用于形状较复杂的零件毛坯。其铸造方法有砂型铸造、精密铸造、金属型铸造、压力铸造等。 (2) 锻件
锻件适用于强度要求高、形状比较简单的零件毛坯。其锻造方法有自由锻和模锻两种。 (3) 型材
型材有热轧和冷拉两种。热轧适用于尺寸较大、精度较低的毛坯；冷拉适用于尺寸较小、精度较高的毛坯。
(4) 焊接件
焊接件是根据需要将型材或钢板等焊接而成的毛坯件 (5) 冷冲压件
冷冲压件毛坯可以非常接近成品要求，在小型机械、仪表、轻工电子产品方面应用广泛。
2.2毛坯余量确定
毛坯图的尺寸都是在零件图尺寸的基础上，加减总加工余量得到毛坯尺寸，毛坯各面的设计基准一般同零件图一致。笔者认为这种设计方法并不合理，这是因为从毛坯尺寸的作用来讲并不要求它和零件图一致，对它提出的要求是:(1)保证它在机械加工时有最均匀合理的粗加工余量：(2)保证非加工面与加工面有最准确的位置及尺寸。
根据该零件的图纸要求，确定该零件毛坯材料为铸件，径向余量为单边3mm ，长度余量为12mm （即总长为145mm ）。毛坯尺寸如图1.2所示。
2.3毛坯-零件合图
有毛坯余量确定该零件的毛坯图如图1.2所示。
图1.2 毛坯-零件合图
3. 机械加工工艺路线确定
05 下料 制造毛坯 10 热处理 正火
15 车 1.夹212外圆，车¢167外圆控制长度尺寸20、下端面、镗内孔¢107+0. 012控制长度尺 寸22、内槽。
2.调头夹¢167外圆，车上端面、镗内孔¢930. 120、内槽。 20 铣 1.钻3-¢9中心孔。 2.钻3-¢9底孔¢8.5。 3.铰3-¢9孔。 4.铣3-¢14沉孔。 25 钻 1.钻孔¢10 2.钻斜孔¢5。 3.钻斜孔¢9。
0. 142
+0. 034
30 热处理 局部淬火。 35 磨削 磨内孔及槽。 40 钳 去毛刺 45 检验 检验各尺寸。 50 入库
3.1加工方法的确定
（1）¢167外圆 粗车（精度等级IT12，表面粗糙度Ra6.3um ）→精车（精度等级IT10，表面粗糙度Ra3.2um ）。
（2）¢107+0. 012内孔 粗车（精度等级IT10，表面粗糙度Ra6.3um ）→半精车（精度等级IT8，表面粗糙度Ra3.2um ）→磨削（精度等级IT6，表面粗糙度Ra1.6um ）。
（3）¢930. 120内孔 粗车（精度等级IT10，表面粗糙度Ra6.3um ）→半精车（精度等级IT8，表面粗糙度Ra3.2um ）→磨削（精度等级IT6，表面粗糙度Ra1.6um ）。
（4）¢106+0. 120槽 粗车（精度等级IT10，表面粗糙度Ra6.3um ）→半精车（精度等级IT8，表面粗糙度Ra3.2um ）→磨削（精度等级IT6，表面粗糙度Ra1.6um ）。
（5）¢123+0. 014槽 粗车（精度等级IT10，表面粗糙度Ra6.3um ）→半精车（精度等级IT8，表面粗糙度Ra3.2um ）→磨削（精度等级IT6，表面粗糙度Ra1.6um ）。
（6）¢110+0. 012槽 粗车（精度等级IT10，表面粗糙度Ra6.3um ）→半精车（精度等级IT8，表面粗糙度Ra3.2um ）→磨削（精度等级IT6，表面粗糙度Ra1.6um ）。
（7）3-¢9孔 钻中心孔→钻底孔（精度等级IT12，表面粗糙度Ra6.3um ）→铰孔（精度等级IT10，表面粗糙度Ra3.2um ）。
（8）¢10孔 钻中心孔→钻底孔（精度等级IT12，表面粗糙度Ra6.3um ）→铰孔（精度等级IT10，表面粗糙度Ra3.2um ）。
（9）¢5斜孔 钻中心孔→钻孔（精度等级IT12，表面粗糙度Ra6.3um ）。 （10）¢9斜孔 钻中心孔→钻孔（精度等级IT12，表面粗糙度Ra6.3um ）。
+0. 034+0. 039+0. 1420. 142+0. 034
3.2加工顺序的安排
工件的机械加工工艺路线中要经过切削加工、热处理和辅助工序。因此，当拟定工艺路线时要合理、全面安排好切削加工、热处理和辅助工序的顺序。
切削加工工序的安排原则
1）基准先行 选为精基准的表面，应先进行价格，以便为后续工序提供可靠的精基准。如轴类零
件的中心孔、箱体的地面或剖分面、齿轮的内孔和一端面等，都应安排在初始工序加工完成。
2）先粗后精 各表面均应按照粗加工→半精加工→精加工的顺序依次进行，以便逐步提高加工精度和降低表面粗糙度。
3）先主后次 先加工主要表面（如定位基面、装配面、工作面），后加工次要表面（如自由表面、键槽、螺纹孔等），次要表面常穿插进行加工，一般安排在主要表面达到一定精度之后、最终精加工之前。
该零件的加工顺序应严格按照以上原则进行加工。
3.3定位基准的选择
（1）粗基准的选择 粗车时以¢212外圆和¢212上端面为粗基准，并加工出精基准。 （2）精基准的选择 精加工时以¢167外圆及¢212下端面为精基准。
3.4加工阶段的划分
零件加工时，往往不是依次加工完各个表面，而是将各表面的粗、精加工分开进行，为此，一般都将整个工艺过程划分几个加工阶段，这就是在安排加工顺序时所应遵循的工艺过程划分阶段的原则。按加工性质和作用的不同，工艺过程可划分如下几个阶段：
（1）粗加工阶段——这阶段的主要作用是切去大部分加工余量，为半精加工提供定位基准，因此主要是提高生产率问题。
（2）半精加工阶段——这阶段的作用是为零件主要表面的精加工作好准备，并完成一些次要表面的加工。
（3）精加工阶段——对于零件上精度和表面粗糙度要求（精度在IT7级或以上，表面粗糙度在Ra0.8以下）的表面，还要安排精加工阶段。这阶段的主要任务是提高加工表面的各项精度和降低表面粗糙度。
3.5主要机加工工序简图
4. 工序尺寸及公差的确定
每道工序完成后应包子的尺寸成为该工序的工序尺寸。工件上的设计尺寸及其公差是经过各加工工序后得到的。每道工序的工序尺寸都不相同，他们组不向设计尺寸接近。为了最终保证工件的设计要求，各中间工序的工序尺寸及其公差需要计算确定。
工序余量确定后，就可计算工序尺寸。工序尺寸及其公差的确定要根据工序基准或定位基准与设计基准是否重合，采取不同的计算方法。
4.1基准重合时的工序尺寸
4.2基准不重合时的工序尺寸
5. 设备及其工装的确定
5.1机床及夹具的选用
工序15 该工序主要加工外圆、内孔及槽，在普通机床上很难完成且加工效率低，所以选择在数控车床上加工，夹具选用三爪卡盘装夹，第二次装夹时需要选用软爪进行装夹，这样可以保证各表面的跳动量。
工序20 该工序主要加工孔，选择在数控铣床上加工，夹具选用三爪卡盘装夹，卡爪用软爪。 工序25 该工序加工斜孔及直孔¢10，选择在钻床上加工，夹具选用钻床专用夹具。
5.2刀具的选择
从零件图中分析，根据其加工特性，确定该零件的加工刀具如表5.1所示。
表
5.1 机械加工刀具卡片
5.3量具的选择
该零件属于中批量生产，因此选用通用量具进行测量，外圆尺寸可直接采用游标卡尺测量；内孔¢107+0. 012和¢930. 120选用内径表进行测量；梯形槽底径选用内径卡爪进行测量；各孔选用专用量具进行测量。具体请参见第三章量具设计说明书。
+0. 034
0. 142
6. 切削用量的确定
数控车削加工中的切削用量包括背吃刀量ap 、主轴转速n 或切削速度vc （用于恒线速度切削）、进给速度vf 或进给量f 。这些参数均应在机床给定的允许范围内选取。
6.1切削用量的选用原则
粗车时，应尽量保证较高的金属切除率和必要的刀具耐用度。
选择切削用量时应首先选取尽可能大的背吃刀量ap ，其次根据机床动力和刚性的限制条件，选取尽可能大的进给量f ，最后根据刀具耐用度要求，确定合适的切削速度vc 。增大背吃刀量ap 可使走刀次数减少，增大进给量f 有利于断屑。
精车时，对加工精度和表面粗糙度要求较高，加工余量不大且较均匀。选择精车的切削用量时，应着重考虑如何保证加工质量，并在此基础土尽量提高生产率。因此，精车时应选用较小（但不能太小）的背吃刀量和进给量，并选用性能高的刀具材料和合理的几何参数，以尽可能提高切削速度。
6.2切削用量的选取方法
①背吃刀量的选择 粗加工时，除留下精加工余量外，一次走刀尽可能切除全部余量。也可分多次走刀。精加工的加工余量一般较小，可一次切除。在中等功率机床上，粗加工的背吃刀量可达8～10mm ；半精加工的背吃刀量取0.5～5mm ；精加工的背吃刀量取0.2～1.5mm 。
6.3选择切削用量时应注意的几个问题
主轴转速 应根据零件上被加工部位的直径，并按零件和刀具的材料及加工性质等条件所允许的切削速度来确定。切削速度除了计算和查表选取外，还可根据实践经验确定，需要注意的是交流变频调速数控车床低速输出力矩小，因而切削速度不能太低。根据切削速度可以计算出主轴转速。
综上所述，该零件的切削用量选择见工序卡片。
第二章 第25号工序夹具设计说明书
1. 工序尺寸精度分析
该工序的主要内容为钻¢10直孔、¢9斜孔、¢5斜孔，其精度等级为IT12，表面粗糙度为6.3，分别设计钻两斜孔的夹具，设计夹具的目的是为了能够有正确的位置加工两斜孔，并保证加工效率。
2. 定位方案确定
根据工件的加工要求，该工件必须限制工件的五个自由度，即：X 移动、X 转动、Z 转动、Y 移动、Y 转动，为了方便控制刀具的走刀位置，还应控制Z 移动，因而六个自由度均被控制了。
（1）加工¢5孔时以¢107内孔、¢9孔、¢167下端面为定位基准，以¢212上端面限制Z 移动。 （2）加工¢9孔时以¢93内孔、¢9孔、零件上端面为定位基准，以¢167下端面限制Z 移动。
3. 定位元件确定
（1）加工¢5孔时的定位元件有定位板，在定位板上安装的有¢107的定位芯轴和¢9的定位销钉。 （2）加工¢9孔时的定位元件有定位板，在定位板上安装的有¢93的定位芯轴和¢9的定位销钉。
4. 定位误差分析
基准不重合误差ΔB=0，基准位移误差ΔY=0.025mm。 ΔD=ΔY=0.025mm。
所以，ΔD
5. 夹紧方案及元件确定
（1）加工¢5孔时，选用压板进行压紧，因此选用的压紧元件有压板、双头螺栓、带肩六角螺母、连接螺母、球头螺栓等。
（2）加工¢9孔时，选择用盖板压紧的方式进行压紧，所选用的压紧元件有、盖板、双头螺栓、带肩六角螺母、连接螺母、垫片等。
6. 夹具总装草图
钻¢5孔夹具装配图
钻¢9孔夹具装配图
1. 工序尺寸精度分析
该工序加工精度高，其中梯形槽的加工需要设计成型刀进行车削，其精度等级为IT6，表面粗糙度1.6。
2. 刀具类型确定
该刀具完成的是粗车，余量较大，零件材料为45钢，所选刀具属于成型车刀，
3. 刀具设计参数确定
4. 刀具工作草图
1. 工序尺寸精度分析
该工序测量3-¢9通孔，其中3-¢9的精度等级为IT8，表面粗糙度为Ra3.2um 。
2. 量具类型确定
对于3-¢9H8孔用光滑塞规进行测量，量具的材料为T10A ，测量面的硬度为HRC58-HRC65。
3. 极限量具尺寸公差确定
（1）确定工作量规制造公差和位置要素值，因Φ9H8的上偏差为ES=+0.042，下偏差EI=+0.02，尺寸为Φ9H8的量规公差为T=0.008mm，Z=0.008mm。
（2）计算工作量规的极限偏差Φ9js8孔用塞规
通规：上偏差=ES-Z+T/2=+0.042-0.008+0.008/2=0.038mm。 下偏差=ES-Z-T/2=0.042-0.008-0.008/2=0.03mm。 止规：上偏差=EI+T=0.028mm。 下偏差=EI=0.02mm。
4. 极限量具公差带图
5. 极限量具结构设计
第五章 第15、20号工序数控编程设计说明书
1. 工序数控加工工艺分析
工序15 该工序主要为数控车削，车削外圆时的公差等级不高，内孔的精度要求较高，达到IT6，车削时应保证精度为IT8-9，表面粗糙度控制为Ra3.2Um ，留磨量0.3mm 。
工序20 该工序为数控铣削，加工的部位主要为孔，其精度等级不高，在数控铣床加工的目的是为了提高加工效率和减少工人的劳动量。
2. 走刀路线确定
（1）夹¢212外圆，以¢212上端面定位，粗车下端面控总长139.5、¢167外圆至¢168，控制长度20.5。
（2）粗镗内孔¢107+0. 012至¢106，控制长度31.5（包括毛坯上端面尺寸）。 （3）精镗内孔¢107+0. 012至¢106，留磨量0.3mm 。 （4）切直槽。 （5）切梯形槽。
（6）精车外圆¢167及下端面至尺寸要求。 （7）切外槽。
（8）调头装夹¢167外圆，以¢212下端面定位，粗、精车零件上端面。 （9）粗、精镗内孔¢930. 120，留磨量0.3mm 。 （10）切梯形槽。
（11）换数控铣床加工，夹¢167外圆，以¢167外圆下端面定位，钻3-¢9中心孔。 （12）钻3-¢9底孔¢8.5。 （13）铰3-¢9孔。 （14）铣3-¢14沉孔。
0. 142+0. 034+0. 034
3. 刀具及切削用量的选择
3.1刀具的选择
该零件的数控加工中主要为车外圆、镗内孔、切内外槽以及铣床上钻孔，由于该零件属于中批量生产，因此在刀具的选择时采取粗加工、精加工各一把车刀，具体的刀具选择情况表5.1所示。
表5.1 数控加工刀具卡片
3.2切削用量的选择
切削用量的合理选择直接影响到零件的表面质量以及加工效率，因此切削用量的选择是数控加工工艺编制过程中不可缺少的一部分，根据经验及查表确定该零件在数控加工过程中的切削用量如表5.2所示。
表5.2 数控加工切削用量表
4. 编程原点的确定及数值计算
该零件为回转型零件，其编程原点可设置在零件的对称中心上，在数控车削时，选择零件的端面中心为编程原点，在数控铣削时编程原点也可设置在端面中心上。
5. 程序编写及程序说明
5.1数控编程的定义
编程是将加工零件的加工顺序、刀具运动轨迹的尺寸数据、工艺参数（主运动和进给运动速度、切削深度）以及辅助操作（换刀、主轴正反转、冷却液开关、刀具夹紧松开等）加工信息，用规定的文字、数字、符号组成的代码，按一定格式编写成加工程序。
5.2数控编程的分类
数控编程主要分为手工编程与自动编程。
（1）手工编程 整个程序的编制过程是由人工完成的。这要求编程人员不仅要熟悉数控代码及编程规则，而且还必须具备有机械加工工艺知识和数值计算能力。对于点位加工或几何形状不太复杂的零件，数控编程计算较简单，程序段不多，手工编程即可实现。
（2）自动编程 用计算机把人们输入的零件图纸信息改写成数控机床能执行的数控加工程序，就是说数控编程的大部分工作有计算机来实现。
5.3零件的加工程序清单
（1）工序15的数控加工程序清单 第一次装夹时的程序清单
第二次装夹时的程序清单
（2）工序20的加工程序清单
第六章 毕业设计体会
这次的数控编程及工艺分析使我感受到开放性实验使学生从被动的接受老师灌输的实验知识，而不能灵活运用的情况转变为自主得学习与实验相关的知识，真正的做实验的主人。在设计本次实验的过程中，我感到自己的思维和能力都得到了极大的提高，因为需要自己查阅有关的资料和文献，自己设计实验方案，自己动手做一切与实验有关的工作，也正因为如此，我感到自己学到了真本领。这样自己用心做一个实验比听老师讲或只是按老师给的方案做十个实验的效果都要好。在这样的实验教学过程中，不仅学生的动手能力加强了，思维开阔了，更为可贵的是，学生在实验中可以提出各种不同的实验方案，并且可以在老师的指导下对实验提出改进的建议，充分发挥出了他们的才能和创新意识。
整个实验成果上看，基本完成了毕业设计初期对于实验系统考察学生各方面能力的要求，也突出重点强调学生熟练掌握数控加工。因为是第一次参与设计这样的实验系统，难免存在这样或是那样的问题，比如任务书和审批表做的还是不够完善、在编程方面还有待于提高，希望各位老师不吝指教，使我能够在以后的学习、工作过程中吸取经验和教训。
参考文献
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[5].郭培全. 数控机床与编程与应用. 机械工业出版社,2000,9 [6].严爱珍. 机床数控原理与系统. 机械工业出版社,1998.8 [7].孙竹. 数控机床编程与操作. 机械工业出版社,1996,4 [8].陶永华等. 新型PID 控制及其应用. 机械工业出版社,1998,9 [9].陈伯时, 陈敏逊. 交流调速系统. 机械工业出版社,1998,4
致 谢
本人在毕业课题的设计中，学习了不少的新知识，体会到了学习的重要性，同时，感谢学校具远瞻的规划与教育，给予我们良好的学习环境，并提供给我们对学业及个人生涯发展的多元信息，帮助我们成长。
感谢院系领导对我的关怀和重视，使我得以发挥自己的特长，找到人生的价值。
感谢三年来陪伴我们学习与生活的恩师，感谢您们对我精心的教育，感谢您们没使我的学习变成劳作而成为一种快乐；. 感谢您们让我明白自身的价值；. 感谢您们帮助我发现了自己的专长，而且让我把事情做得更好。感谢您们容忍我的任性与错误，不仅教会了我知识，更教会了我如何做事，如何做人。
特别感谢恩师的谆谆教导，他的悉心指导与斧正，对于论文. 架构之启迪，及其内容的细心斟酌与指导，倍极辛劳。
最后感谢三年来陪伴我一起的同学们，伙伴们，所有的欢笑和泪水、成功和失败、骄傲和苦恼，我们曾一起分享；那是我们青春中最灿烂的一页，最辉煌的回忆，而回忆中的每个人，都是栩栩如生，这些都将是我一生的财富。三年时间虽然短暂，但它必将在我的记忆里永恒。