軸類零件加工分析編程

1、目 錄摘要.(4)前言.(4)一、加工軸類零件介紹.（4）二、確定定位基準(zhǔn).（5）（一）粗基準(zhǔn)的選擇.(5) （二）精基準(zhǔn)的選擇.(6) 三、刀具的選擇. .(6)（一）刀具選擇應(yīng)考慮的主要因素.(7)（二）本零件的刀具選擇為.(7)四、切削用量的選擇.（7）（一）主軸轉(zhuǎn)速的確定.(8)（二）進(jìn)給速度的確定.(8)（三）背吃刀量確定.(8)（四）確定切削用量.(9)五、相關(guān)計(jì)算.（9）六、確定加工方案.(9)七、設(shè)計(jì)程序.（12）結(jié)論.（14）結(jié)束語(yǔ) .（15）參考文獻(xiàn).（16）附錄.（17）典型軸類零件的加工工藝分析及編程摘要：本課題主要通過(guò)介紹典型軸類零件加工工藝及編程，使我們進(jìn)一步鞏固和

2、加強(qiáng)所學(xué)的知識(shí)，把所學(xué)的知識(shí)由理論轉(zhuǎn)化為實(shí)踐。深入地了解加工中出現(xiàn)的各種問(wèn)題，找到解決的辦法，能在以后的工作中出現(xiàn)類似的問(wèn)題時(shí)能及時(shí)解決。軸類零件是機(jī)器中經(jīng)常遇到的典型零件之一。它在機(jī)械中主要用于支承齒輪、帶輪、凸輪以及連桿等傳動(dòng)件，以傳遞扭矩。軸類零件的加工包含了所學(xué)的所有的數(shù)控知識(shí)：外圓、內(nèi)孔、端面和臺(tái)階等一系列加工表面的加工，能充分的表現(xiàn)出所學(xué)的知識(shí)。通過(guò)本次設(shè)計(jì)也使自己了解在哪方面有欠缺，以后能在欠缺的地方能多用心的學(xué)習(xí)，當(dāng)然也有自己掌握比較熟練的方面，能更好的了解自己的長(zhǎng)處，在以后的實(shí)踐中能更好運(yùn)用。關(guān)鍵詞：心軸 數(shù)控編程 工藝分析 前 言 近年來(lái)，我國(guó)的數(shù)控加工和數(shù)控設(shè)備的應(yīng)用更加

3、廣泛，其中包括以組合機(jī)床為主的大量生產(chǎn)方式現(xiàn)在都向以數(shù)控設(shè)備為主的生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變，社會(huì)上對(duì)掌握數(shù)控技術(shù)的人才需求量越來(lái)越大，特別是對(duì)掌握數(shù)控加工技術(shù)的人才需求量更大。隨著我國(guó)綜合國(guó)力的進(jìn)一步加強(qiáng)和加入世貿(mào)組織，我國(guó)經(jīng)濟(jì)全面與國(guó)際接軌，并逐步成為全球制造中心，大批跨國(guó)企業(yè)搶先登陸，高起點(diǎn)技建廠，我國(guó)企業(yè)廣泛應(yīng)用現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)。目前我國(guó)制造業(yè)進(jìn)入了一個(gè)空前蓬勃發(fā)展的新時(shí)期，這必然造成數(shù)控專業(yè)的技術(shù)人才的短缺，所以培養(yǎng)現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)人才成為普遍關(guān)注的熱點(diǎn)。 此設(shè)計(jì)讓我們畢業(yè)生更進(jìn)一步的熟悉數(shù)控車床，確定加工工藝，學(xué)會(huì)分析零件為走上工作崗位打下基礎(chǔ)。一、加工軸類零件介紹圖1是模具心軸的零件簡(jiǎn)圖（

4、單位：mm）。零件定向尺寸公差是±0.01mm，角度公差為±0.1，材料為45鋼。毛坯尺寸為Ø66mm×100mm。需要加工外圓、內(nèi)孔等。圖1我們通常把長(zhǎng)度大于直徑三倍以上、截面形狀為圓形的桿類零件稱為軸類零件。軸類零件的共同特點(diǎn)是：一般都帶有倒角、溝槽、螺紋、錐度、圓弧、鍵槽等內(nèi)容。按軸的形狀及軸心線位置可分為階梯軸、錐度心軸、光軸、空心軸、曲軸、凸輪軸、偏心軸、各種絲杠等。此零件屬于錐度心軸。圖1所示為零件簡(jiǎn)圖，包括M12深度為32的內(nèi)螺紋、Ø20長(zhǎng)度為62.02圓柱面、14°錐面、R19.4圓弧、Ø26圓弧、15

5、76;錐面及15°倒錐，以及3.2的粗糙度要求。軸類零件應(yīng)根據(jù)不同的工作條件和使用要求選用不同的材料， 該零件材料為45號(hào)鋼。 二、確定定位基準(zhǔn)合理地選擇定位基準(zhǔn)，對(duì)于保證零件的尺寸和位置精度有著決定性的作用。第一道工序一般只能以未加工的毛坯面作定位基準(zhǔn)，這種基準(zhǔn)稱為粗基準(zhǔn)。在以后的工序中就應(yīng)該用已加工過(guò)的表面作定位基準(zhǔn)，這種基準(zhǔn)稱為精基準(zhǔn)。（一）粗基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)選擇的是否正確，影響到各加工表面的余量分配，以及工件上加工面與不加工面的相對(duì)位置精度，具體選擇時(shí)應(yīng)考慮以下原則：1選擇不需加工的表面做粗基準(zhǔn)。該零件可選擇毛胚的外圓柱面為粗基準(zhǔn)。2若要保證某重要表面的加工余量均勻，則應(yīng)選

6、擇該表面作粗基準(zhǔn)。該零件的各個(gè)表面都留有差不多的余量，可無(wú)需考慮此因素。3選擇加工余量最小的表面作粗基準(zhǔn)，以保證各加工表面都有足夠的加工余量。此零件右端錐面最高處余量最小，可選右柱面為粗基準(zhǔn)。4選擇較平整、光潔，面積足夠大，定位穩(wěn)定、加緊方便的表面作粗基準(zhǔn)。表面一次加工時(shí)選用的為柱面棒料，粗糙度值一樣，表面積也一樣此情況無(wú)需考慮。5粗基準(zhǔn)精度低，粗糙度值大，形狀不平整，一般只能使用一次。（二）精基準(zhǔn)的選擇 在第一道工序之后，就應(yīng)當(dāng)使用精基準(zhǔn)定位，其選擇原則如下：1基準(zhǔn)重合原則 即盡可能選用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作定為基準(zhǔn)，這樣可避免因定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而引起的定位誤差，容易保證加工面與其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的相對(duì)

7、位置精度。2基準(zhǔn)統(tǒng)一原則 應(yīng)使盡量多的表面加工時(shí)都用同一個(gè)定位基準(zhǔn)，以保證各加工面的位置精度。本論文中涉及的軸類零件就采用基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，M12深度為32的內(nèi)螺紋、Ø20長(zhǎng)度為62.02圓柱面、14°錐面、都采用右端柱面作為定位基準(zhǔn)。3選擇面積較大、精度較高、定位穩(wěn)定、夾緊可靠的表面作精基準(zhǔn)，而且所選的精基準(zhǔn)應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝夾和加工工件方便。本零件采用三抓卡盤夾緊加緊方便，夾緊右端柱面面積大精度高。4自為基準(zhǔn) 對(duì)于某些精加工或光整加工工序，要求加工余量小而均勻時(shí)，可用被加工面本身作精基準(zhǔn)。5互為基準(zhǔn) 為獲得均勻的加工余量或較高的位置精度，可采用互為基準(zhǔn)、反復(fù)加工。此零件中

8、左端和有端即為互為基準(zhǔn)。在實(shí)際生產(chǎn)中，精基準(zhǔn)的選擇要完全符合上述原則，有時(shí)很難做到。所以，要根據(jù)具體情況進(jìn)行分析，選擇最有利的精基準(zhǔn)。三、刀具的選擇數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床相比較，對(duì)刀具提出了更高的要求，不僅要精度高、剛性好、裝夾調(diào)整方便，而且要求切削性能強(qiáng)、耐用度高。因此，數(shù)控加工中刀具的選擇是非常重要的內(nèi)容。刀具選擇合理與否不僅影響機(jī)床的加工效率，而且還直接影響加工質(zhì)量。數(shù)控加工的刀具材料，要求采用新型優(yōu)質(zhì)材料，一般原則是盡可能選用硬質(zhì)合金；精密加工時(shí)，還可選擇性能更好更耐磨的陶瓷、立方氮化硼和金剛石刀具，并應(yīng)優(yōu)選刀具參數(shù)。（一）刀具選擇應(yīng)考慮的主要因素1被加工的材工件料、性能：金屬、非金屬，其

9、硬度、剛度、塑性、韌性及耐磨性等。2加工工藝類別；車削、鉆削、銑削、鏜削或粗加工、半精加工、精加工和超精加工等。3工件的幾何形狀、加工余量、零件的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。4刀具能承受的切削用量。（二）本零件的刀具選擇為：序號(hào)刀具號(hào)刀具規(guī)格名稱數(shù)量加工表面?zhèn)渥?T0193°外圓粗車刀1粗加工端面及外圓右偏刀2T0293°外圓精車刀1精加工端面及外圓右偏刀3T0393°內(nèi)孔精車刀1加工內(nèi)孔4T0460°螺紋車刀1攻螺紋5Ø10麻花鉆1鉆孔四、切削用量的選擇 數(shù)控編程時(shí)，編程人員必須確定每道工序的切削用量，并以指令的形式寫(xiě)入程序中。切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速、背吃刀

10、量及進(jìn)給速度等。對(duì)于不同的加工方法，需要選用不同的切削用量。切削用量的選擇原則是：保證零件加工精度和表面粗糙度，充分發(fā)揮刀具切削性能，保證合理的刀具耐用度；并充分發(fā)揮機(jī)床的性能，最大限度提高生產(chǎn)率，降低成本。（一）主軸轉(zhuǎn)速的確定主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)允許的切削速度和工件（或刀具）直徑來(lái)選擇。一般加工零件時(shí)，考慮工件材料為45號(hào)鋼，刀具材料為硬質(zhì)合金鋼，粗加工選擇轉(zhuǎn)速800r/min,精加工一般選擇1000r/min車削外圓，考慮細(xì)牙螺紋切削力不大，采用400r/min來(lái)車螺紋，而內(nèi)孔由于剛性較差，采用粗車400 r/min，比較容易達(dá)到加工要求。主軸轉(zhuǎn)速公式：n=1000v/d 式中n主軸轉(zhuǎn)速（/ m

11、in）；切削速度（/ min），由刀具耐用度決定，高速鋼v=1630m/min 硬質(zhì)合金v=60m/min 工件或刀具直徑（mm）。加工Ø26圓柱n=1000v/d=1000×60/×26=735/ min加工Ø20圓柱n=1000v/d=1000×60/×20=955/ min（二）進(jìn)給速度的確定進(jìn)給速度是數(shù)控機(jī)床切削用量中的重要參數(shù)，主要根據(jù)零件的加工進(jìn)度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性質(zhì)選取。最大進(jìn)給速度受機(jī)床剛度和進(jìn)給系統(tǒng)的性能限制。一般粗車選用較高的進(jìn)給速度，以便較快去除毛坯余量，精車以考慮表面粗糙和零件精度為原則，應(yīng)

12、選擇較低的進(jìn)給速度，得出下表粗車精車外圓0.2mm/r0.1mm/r內(nèi)孔0.1mm/r0.05mm/r（三）背吃刀量確定背吃刀量根據(jù)機(jī)床、工件和刀具的剛度來(lái)決定，在剛度允許的條件下，應(yīng)盡可能使背吃刀量等于工件的加工余量(除去精車量)，這樣可以減少走刀次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。為了保證加工表面質(zhì)量，可留少量精加工余量，一般0.2-0.4mm。本例中，背吃刀量的選擇大致為粗 車精 車 外 圓1.5-2mm0.2-0.4mm內(nèi) 孔1-1.5mm0.1-0.3mm螺 紋隨進(jìn)刀次數(shù)依次減少（四）確定切削用量根據(jù)本零件的情況切削用量可選擇如下：1粗車外表面 車削端面時(shí)主軸轉(zhuǎn)速 S=1000r/min, 車削外圓

13、時(shí) S=800r/min,f= 0.2mm /r 。 2鉆中心孔 主軸轉(zhuǎn)速 S=1200r/min ， f= 0.1mm /r 。 3鉆削內(nèi)孔 4精車內(nèi)表面 主軸轉(zhuǎn)速 S=1000r/min,f= 0.1mm /r5粗車 26 、20表面、14°、15°錐面。 主軸轉(zhuǎn)速 S=800r/min,f= 0.2mm /r 。 6精車外表面 主軸轉(zhuǎn)速 S=1400r/min,f= 0.1mm /r 。 五、相關(guān)計(jì)算內(nèi)孔大徑D=M=12mm內(nèi)孔小徑d=M-P=12mm-1.5mm=10.5mm六、確定加工方案工序1 用三爪卡盤夾緊工件一端，用一號(hào)刀加工Ø64×38

14、柱面，并掉頭用Ø3中心鉆打中心孔。工序2 用三爪卡盤夾緊Ø64一端，另一端用頂尖頂住，用一號(hào)刀加工Ø20×62柱面及14°的圓錐，如圖1-1。圖1-1工序3 用Ø10中心鉆鉆螺紋底孔；用二號(hào)刀精車Ø20表面及14°錐面及背端面；用三號(hào)刀精擴(kuò)孔并用四號(hào)刀攻螺紋，如圖1-2。圖1-2工序4 加工R19.4圓弧面；Ø26圓柱面、角15°錐面和角15°倒錐面，裝夾方式如圖1-3、所示。A為換刀點(diǎn)遠(yuǎn)離工件以求安全。B為起刀點(diǎn)，既是復(fù)合循環(huán)的起點(diǎn)又是循環(huán)的終點(diǎn)。圖1-3工序4的加工過(guò)程：先用復(fù)合循

15、環(huán)G71指令一層層加工，逐漸靠近由EFGH等基點(diǎn)組成的回轉(zhuǎn)面。后兩次循環(huán)的走刀路線都與BCDEFGH相似。用G71指令完成粗加工。精加工用G70指令完成，走刀路線是BCDEFGHB。在用固定循環(huán)指令加工出最后一個(gè)15度的倒錐面。典型軸類零件數(shù)控加工工藝卡片：工序號(hào)工序名稱工 序 內(nèi) 容工藝裝備主軸轉(zhuǎn)速r/min進(jìn)給速度mm/r背吃刀量/ mm備注010下料毛坯 64mm X 38mm臥式車床8000.21自動(dòng)020粗車20mm X 62mm和14°圓錐臥式車床 800 0.2 1 自動(dòng)030鉆孔用10mm麻花鉆鉆螺紋孔底麻花鉆 12000.1手動(dòng)040精車20mm X 62

16、mm和14°錐面及被端面臥式車床 1400 0.1 1自動(dòng)050精車M12深度為32的內(nèi)螺紋60°螺紋車刀600 自動(dòng)060粗車加工R19.4圓弧面；Ø26圓柱面、角15°錐面和角15°倒錐面臥式車床800 0.2 1自動(dòng)070精車加工R19.4圓弧面；Ø26圓柱面、角15°錐面和角15°倒錐面臥式車床 1400 0.1 0.5自動(dòng)080檢驗(yàn)按圖樣尺寸檢查各部七、設(shè)計(jì)程序 （打中心孔） （用Ø10麻花鉆鉆深度為35的內(nèi)孔）O1; (加工左端外圓 錐度 內(nèi)孔 螺紋)T0101 M03 S800;

17、(1號(hào)刀 主軸正傳 轉(zhuǎn)速 車外圓 錐度)G00 X100. Z100.; （安全點(diǎn)，及換刀點(diǎn)）X68. Z2.;G99 G71 U2. R1. F0.2;G71 P10 Q20 U1. W0;N10 G00 X20.；G01 Z0;Z-62.02；X53.9 W-4.22;N20 X68.;G00 X100. Z100.;M05; （主軸停止）M00; （程序暫停）T0202 M03 S1000; （精車外圓 錐度）G00 X100. Z100.;X23. Z2.;G70 P10 Q20;G00 X100. Z100.;M05; （主軸停止）M00, （程序暫停） T0303 M03 S600

18、; (3號(hào)刀 主軸正傳，轉(zhuǎn)速 精擴(kuò)孔)G00 X100. Z100.;X8. Z2.;X10.5;G01 Z0; Z-32.;X8.Z2.G00 X100. Z100.;M05; （主軸停止）M00; （程序暫停）T0404 M03 S400; （4號(hào)刀攻螺紋）G00 X100. Z100.;X9. Z4.; (螺紋起刀點(diǎn))G92 X11.2 Z-32. F1.5; X11.6;X11.8;X11.95;X12.;X12.;G00 X100. Z100.;M30; （程序結(jié)束）O2; （加工右端圓弧 柱 錐度 倒錐）T0101 M03 S800; G00 X100. Z100.;X66. Z2

19、.;G99 G71 U2. R1. F0.2; （外圓粗車循環(huán)）G71 P10 Q20 U1. W0;N10 G42 G00 Z0;G01 X0;G03 X26. Z-5. R19.4;G01 Z-11.31;X61. Z-16.;X53.89 Z-29.26;X66.;G00 X100. Z100.;M05;M00;T0202 M03 S800; G00 X100. Z100.;X66. Z2.;G70 P10 Q20; （外圓精車循環(huán)） G00 X100.Z 100.;M30; （程序結(jié)束）八、結(jié)論通過(guò)這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)我鞏固了自己以前所學(xué)過(guò)的理論知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，提高了自己獨(dú)立分析問(wèn)題，解決問(wèn)題的能力，為自己以后不如社會(huì)參加企業(yè)實(shí)習(xí)工作打下了堅(jiān)定的基礎(chǔ)。同時(shí)，我也發(fā)現(xiàn)了自己以前學(xué)習(xí)的知識(shí)還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，我會(huì)在以后的學(xué)習(xí)生活中不斷的磨練自己，這樣才能領(lǐng)悟到更高的知識(shí)。由于有些知識(shí)太長(zhǎng)時(shí)間不用，不夠掌握了。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我又翻閱了以前的教材還有上網(wǎng)查閱資料，又學(xué)到了一些以前忽略掉得知識(shí)，溫故知新，更假的豐富了我的知識(shí)水平。這次的畢業(yè)