OK-喬培城 齒輪軸零件加工設(shè)計(jì)

1、山西職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)說明書課題名稱 齒輪軸零件加工設(shè)計(jì) 系 別 數(shù)控系 專 業(yè) 數(shù)控技術(shù) 班 級 數(shù)技A1402 姓 名 喬培城 學(xué) 號(hào) 0311140206 指導(dǎo)教師 朱東霞 起訖時(shí)間：2017年1月1日2017年3月1日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題審批表課題名稱齒輪軸零件加工設(shè)計(jì)教師姓名朱東霞職稱指導(dǎo)教師論文時(shí)間2016.3.1-2016.5.30課題來源A生產(chǎn) B.科研 D.其他課題類型A設(shè)計(jì) B.論文主要內(nèi)容：對齒輪軸進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，選擇最佳參數(shù)是提高承載能力、輕重量和降低成本等各項(xiàng)指標(biāo)的一種重要途徑。 目標(biāo)和要求：進(jìn)行零件的工藝性審查，進(jìn)行毛坯的選擇，選擇基準(zhǔn)，擬定機(jī)械加工工藝路

2、線的，確定機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差，選擇機(jī)床及工藝設(shè)備，確定切削用量（確定背吃刀量、進(jìn)給量、切削速度、主軸轉(zhuǎn)速），填寫工藝文件，填寫機(jī)械加工工藝卡片。特色成果形式及價(jià)值系審題意見負(fù)責(zé)人簽字： 年 月 日山 西 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 數(shù)控系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書題目： 齒輪軸零件加工設(shè)計(jì) 任務(wù)與要求：進(jìn)行零件的工藝性審查，進(jìn)行毛坯的選擇，選擇基準(zhǔn)，擬定機(jī)械加工工藝路線的，確定機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差，選擇機(jī)床及工藝設(shè)備，確定切削用量（確定背吃刀量、進(jìn)給量、切削速度、主軸轉(zhuǎn)速），填寫工藝文件，填寫機(jī)械加工工藝卡片。主要內(nèi)容（主要技術(shù)參數(shù)）：吃刀量、進(jìn)給量、切削速度、主軸轉(zhuǎn)速時(shí)間：從 20

3、17 年 1 月 1 日 至 2017 年 3 月 1 日 專業(yè)：數(shù)控技術(shù)班級：數(shù)技A1402姓名：喬培城學(xué)號(hào)：0311140206指導(dǎo)教師：朱東霞 2017年 3月 1 日畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)記錄姓 名喬培城專業(yè)/班級數(shù)技A1402指導(dǎo)教師朱東霞設(shè)計(jì)（論文）題目齒輪軸零件加工設(shè)計(jì)日期指導(dǎo)內(nèi)容存在問題學(xué)生簽名教師簽名2017.1.1數(shù)控加工技術(shù)現(xiàn)狀對數(shù)控加工技術(shù)現(xiàn)狀認(rèn)識(shí)不足喬培城朱東霞2017.2.6零件的工藝分析對的零件材料選用比較模糊喬培城朱東霞2017.2.10零件基準(zhǔn)的選擇基準(zhǔn)選的不夠準(zhǔn)確喬培城朱東霞2017.2.13擬定加工工藝路線擬定的加工工藝路線不夠科學(xué)喬培城朱東霞2017.2.

4、20確定加工余量余量過大喬培城朱東霞2017.3.1機(jī)械加工工藝卡片不夠全面喬培城朱東霞注：本表由指導(dǎo)教師根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)方案和實(shí)際指導(dǎo)情況撰寫，作為計(jì)算教師指導(dǎo)工作量的主要依據(jù)之一。齒輪軸零件加工設(shè)計(jì)摘要:隨著社會(huì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，人們對產(chǎn)品的需求是多樣化的，這就決定了未來的生產(chǎn)方式趨向多品種、小批量。在各行各業(yè)中十分廣泛地使用著齒輪軸，它是一種不可缺少的機(jī)械傳動(dòng)裝置它是機(jī)械設(shè)備的重要組成部分和核心部件。國內(nèi)齒輪軸行業(yè)重點(diǎn)骨干企業(yè)的產(chǎn)品品種、規(guī)格及參數(shù)覆蓋范圍近幾年都在不斷擴(kuò)展，產(chǎn)品質(zhì)量已達(dá)到國外先進(jìn)工業(yè)國家同類產(chǎn)品水平，承擔(dān)起為國民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)提供傳動(dòng)裝置配套的重任，部分產(chǎn)

5、品還出口至歐美及東南亞地區(qū)，推動(dòng)了中國裝配制造業(yè)發(fā)展。齒輪軸是一種使用非常廣泛的機(jī)械傳動(dòng)裝置。齒輪軸是用于原動(dòng)機(jī)與工作機(jī)之間的獨(dú)立的傳動(dòng)裝置，用來降低轉(zhuǎn)速和增大轉(zhuǎn)矩，以滿足工作需要。在現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用極為廣泛，具有品種多、批量小、更新?lián)Q代快的特點(diǎn)。目前生產(chǎn)的各種類型的齒輪軸還存在著體積大、重量重、承載能力低、成本高使用壽命短等問題，與國外先進(jìn)產(chǎn)品相比還有較大的差距。對齒輪軸進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，選擇最佳參數(shù)是提高承載能力、輕重量和降低成本等各項(xiàng)指標(biāo)的一種重要途徑。 關(guān)鍵詞：零件加工；數(shù)控車床；數(shù)控編程目 錄緒論81數(shù)控加工技術(shù)現(xiàn)狀和前景92 軸類零件103 零件的工藝分析103.1零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)103.

6、2 主要技術(shù)要求113.3加工表面及其要求113.4零件材料114 零件的毛坯的選擇124.1確定毛坯類型及制造方法124.2確定毛坯的形狀尺寸及公差124.3毛坯的技術(shù)要求125 選擇基準(zhǔn)125.1粗基準(zhǔn)選擇135.2精基準(zhǔn)選擇13 5.3定位基準(zhǔn)選擇135.4使用到的夾具選擇136 機(jī)械加工工藝136.1擬定機(jī)械加工工藝路線136.2確定機(jī)械加工余量、工序尺寸146.3選擇機(jī)床及工藝設(shè)備156.4選擇刀具176.5 確定切削用量186.6機(jī)械加工工藝卡片197 CNC程序22畢業(yè)總結(jié)23致謝24參考文獻(xiàn)25緒論畢業(yè)設(shè)計(jì)是我對大學(xué)三年基礎(chǔ)知識(shí)的總結(jié)以及自己實(shí)際掌握情況的體現(xiàn)，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)

7、容主要偏向于機(jī)械制造。大學(xué)期間我的主要課程是AUTO-CAD機(jī)械制圖機(jī)械制造基礎(chǔ)公差測量與分析機(jī)械設(shè)計(jì)以及數(shù)控加工。輔修課程是電路基礎(chǔ)PLCCAM和數(shù)控編程。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求,本設(shè)計(jì)說明書針對軸類零件的加工工藝的設(shè)計(jì)進(jìn)行說明。機(jī)械加工工藝規(guī)程是車間中一切從事生產(chǎn)的人員都要嚴(yán)格認(rèn)真執(zhí)行的工藝技術(shù)文件，按照它來組織生產(chǎn)，就可以使各工序科學(xué)的銜接，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)和低能耗。本設(shè)計(jì)主要內(nèi)容包括進(jìn)行零件的工藝性審查，進(jìn)行毛坯的選擇，選擇基準(zhǔn)，擬定機(jī)械加工工藝路線的，確定機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差，選擇機(jī)床及工藝設(shè)備，確定切削用量（確定背吃刀量、進(jìn)給量、切削速度、主軸轉(zhuǎn)速），填寫工藝文件，填寫機(jī)械加工工

8、藝卡片。1 數(shù)控加工技術(shù)現(xiàn)狀和前景數(shù)控是現(xiàn)代機(jī)床的核心技術(shù)傳統(tǒng)的機(jī)床延伸了人的體力成為工作母機(jī)而數(shù)控技術(shù)賦予機(jī)床一個(gè)大腦使機(jī)床變得越來越“聰明”。數(shù)控技術(shù)已經(jīng)從被動(dòng)執(zhí)行運(yùn)動(dòng)指令發(fā)展到能夠“感知”機(jī)床的溫度、振動(dòng)、能耗等工況并加以調(diào)整和控制在線測量工件尺寸具破損和預(yù)測刀具壽命以及防止刀具和運(yùn)動(dòng)部件干涉甚至為操作者進(jìn)行語音導(dǎo)航或送短消息。數(shù)控機(jī)床具備智能化功能可以保證機(jī)床自動(dòng)適應(yīng)加工環(huán)境的變化從而使床操作加便利精度更加穩(wěn)定效率更加提升。五軸聯(lián)動(dòng)大大拓展了機(jī)床的加工范圍使得復(fù)雜形狀和空間曲面零件的加工成為可能為各類產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)創(chuàng)新和優(yōu)化提供了廣闊的前景和空間。復(fù)合加工可以將復(fù)雜零件在一臺(tái)機(jī)床全部加工完

9、成避免了工序間的工件搬運(yùn)和多次裝夾縮短了加工鏈提高了加工質(zhì)量。高速加工大幅度提高了加工效率高效加工除了關(guān)注高效率外還考慮高能效和高效益?；遄詣?dòng)交換、機(jī)器人裝卸、柔性制造單元和系統(tǒng)等自動(dòng)化系統(tǒng)集成是進(jìn)一步提高勞動(dòng)生產(chǎn)率重要措施是機(jī)床產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。直線電動(dòng)機(jī)和直接驅(qū)動(dòng)大大簡化了機(jī)床的機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件的移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)都直接由伺服電動(dòng)機(jī)提供明顯提高了機(jī)床的動(dòng)態(tài)性能使“零傳動(dòng)”機(jī)床成為現(xiàn)實(shí)更加能夠適應(yīng)高速、高精加工需要。數(shù)控系統(tǒng)的前瞻控制和軌跡平滑處理技術(shù)、位置與速度精確控制技術(shù)、工廠總線和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)顯著提高了系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能和控制精度保證了數(shù)控機(jī)床的高速化、高精度和多軸聯(lián)動(dòng)的穩(wěn)定性。我國

10、數(shù)控技術(shù)的現(xiàn)狀近年來我國數(shù)控加工技術(shù)發(fā)展迅速國產(chǎn)數(shù)控車床已完全能滿足國內(nèi)市場需要。高性能的臥式車削中心和車銑復(fù)合中心通過合資、引進(jìn)技術(shù)和自主開發(fā)某些產(chǎn)品已能滿足部分國內(nèi)高端用戶要求。但是臥式車銑復(fù)合加工中心、帶Y軸或C軸的臥式車削中心、雙主軸臥式車削中心和高精度臥式車削中心仍然主要依靠進(jìn)口。國產(chǎn)立式加工中心在技術(shù)上比較成熟技術(shù)性能與國際水平接近生產(chǎn)廠家較多并具有一定批量得到了國內(nèi)用戶認(rèn)可。由于在性價(jià)比上具有優(yōu)勢保質(zhì)期過后維修服務(wù)費(fèi)用較低基本可以滿足國內(nèi)市場的需要。當(dāng)前的關(guān)鍵是大力提高產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性加強(qiáng)售前和售后服務(wù)。國產(chǎn)臥式加工中心雖能滿足市場部分需要但在精度和性能上與國外同類產(chǎn)品相比還有

11、一定差距。國外臥式加工中心大多都裝有溫度補(bǔ)償系統(tǒng)定位精度較高而且精度保持性好。因此近年臥式加工中心進(jìn)口較多。在高速加工中心、五軸加工中心方面國內(nèi)各企業(yè)都開發(fā)出不少新產(chǎn)品。但是多數(shù)產(chǎn)品還沒有經(jīng)過嚴(yán)格的生產(chǎn)考驗(yàn)難以取得用戶的普遍認(rèn)可僅個(gè)別品種進(jìn)入企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場。關(guān)鍵在于需要經(jīng)過不同類型用戶的生產(chǎn)考核并加以不斷改進(jìn)和完善。高精度亞微米級和納米級加工中心我國基本上處于空白狀態(tài)絕大部分依賴國外進(jìn)口。國產(chǎn)數(shù)控齒輪機(jī)床的性能已與國際水平大體相當(dāng)除個(gè)別高精度數(shù)控齒輪加工機(jī)床DIN 56級和高精度數(shù)控齒輪磨床DIN 23級仍需進(jìn)口外已能大部分替代進(jìn)口產(chǎn)品。2 軸類零件軸(shaft)是穿在軸承中間或車輪中間或齒輪

12、中間的圓柱形物件，但也有少部分是方型的。軸是支承轉(zhuǎn)動(dòng)零件并與之一起回轉(zhuǎn)以傳遞運(yùn)動(dòng)、扭矩或彎矩的機(jī)械零件。一般為金屬圓桿狀，各段可以有不同的直徑。機(jī)器中作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的零件就裝在軸上。根據(jù)軸線形狀的不同，軸可以分為曲軸和直軸兩類。根據(jù)軸的承載情況，又可分為：轉(zhuǎn)軸，工作時(shí)既承受彎矩又承受扭矩，是機(jī)械中最常見的軸，如各減速器中的軸等。心軸，用來支承轉(zhuǎn)動(dòng)零件只承受彎矩而不傳遞扭矩，有些心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，有些心軸則不轉(zhuǎn)動(dòng)，如支承滑輪的軸等。傳動(dòng)軸，主要用來傳遞扭矩而不承受彎矩，軸的材料主要采用碳素鋼合金鋼，也可采用球墨鑄鐵或合金鑄鐵等。軸的工作能力一般取決于強(qiáng)度和剛度，轉(zhuǎn)速高時(shí)還取決于振動(dòng)穩(wěn)定性。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是確定

13、軸的合理外形和全部結(jié)構(gòu)尺寸，為軸設(shè)計(jì)的重要步驟。它由軸上安裝零件類型、尺寸及其位置、零件的固定方式，載荷的性質(zhì)、方向、大小及分布情況，軸承的類型與尺寸，軸的毛坯、制造和裝配工藝、安裝及運(yùn)輸，對軸的變形等因素有關(guān)。設(shè)計(jì)者可根據(jù)軸的具體要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，必要時(shí)可做幾個(gè)方案進(jìn)行比較，以便選出最佳設(shè)計(jì)方案，以下是一般軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則：1、節(jié)約材料，減輕重量，盡量采用等強(qiáng)度外形尺寸或大的截面系數(shù)的截面形狀；2、易于軸上零件精確定位、穩(wěn)固、裝配、拆卸和調(diào)整；3、采用各種減少應(yīng)力集中和提高強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)措施；4、便于加工制造和保證精度。3 零件的工藝分析3.1 零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)軸類零件是機(jī)器中經(jīng)常遇到的典型零件之一。它

14、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。按結(jié)構(gòu)形式不同，軸可以分為階梯軸、錐度心軸、光軸、空心軸、曲軸、凸輪軸、偏心軸、各種絲杠等。它主要用來支承傳動(dòng)零部件，傳遞扭矩和承受載荷。軸類零件是旋轉(zhuǎn)體零件，其長度大于直徑，一般由同心軸的外圓柱面、圓錐面、內(nèi)孔和螺紋及相應(yīng)的端面所組成。根據(jù)結(jié)構(gòu)形狀的不同，軸類零件可分為光軸、階梯軸、空心軸和曲軸等。3.2主要技術(shù)要求軸類零件的技術(shù)要求主要是支承軸頸和配合軸頸的徑向尺寸精度和形位精度，軸向一般要求不高。幾何形狀精度主要是圓度和圓柱度，一般要求限制在直徑公差范圍之內(nèi)。相互位置精度主要是同軸度和圓跳動(dòng)；保證配合軸頸對于支承軸頸的同軸

15、度，是軸類零件位置精度的普遍要求之一。圖為特殊零件，徑向和軸向公差和表面精度要求較高。3.3加工表面及其要求幾何形狀精度主要指軸頸表面、外圓錐面、錐孔等重要表面的圓度、圓柱度。其誤差一般應(yīng)限制在尺寸公差范圍內(nèi)，對于精密軸，需在零件圖上另行規(guī)定其幾何形狀精度。相互位置精度包括內(nèi)、外表面，重要軸面的同軸度、圓的徑向跳動(dòng)、重要端面對軸心線的垂直度、端面間的平行度等。表面粗糙度軸的加工表面都有粗糙度的要求，一般根據(jù)加工的可能性和經(jīng)濟(jì)性來確定。3.4零件材料 軸類零件材料 常用45鋼，精度較高的軸可選用40Cr、軸承鋼GCr15、彈簧鋼65Mn，也可選用球墨鑄鐵；對高速、重載的軸，選用20Mn2B、20

16、Cr等低碳合金鋼或38CrMoAl氮化鋼。45鋼是軸類零件的常用材料，它價(jià)格便宜經(jīng)過調(diào)質(zhì)（或正火）后，可得到較好的切削性能，而且能獲得較高的強(qiáng)度和韌性等綜合機(jī)械性能，淬火后表面硬度可達(dá)4552HRC。40Cr等合金結(jié)構(gòu)鋼適用于中等精度而轉(zhuǎn)速較高的軸類零件，這類鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)和淬火后，具有較好的綜合機(jī)械性能。軸承鋼GCr15和彈簧鋼65Mn，經(jīng)調(diào)質(zhì)和表面高頻淬火后，表面硬度可達(dá)5058HRC，并具有較高的耐疲勞性能和較好的耐磨性能，可制造較高精度的軸。因其屬于一般傳動(dòng)軸，故選45鋼可滿足其要求。4 零件的毛坯的選擇4.1確定毛坯類型及制造方法4.1.1.毛坯類型常用圓棒料和鍛件。毛坯經(jīng)過加熱鍛造后，可

17、使金屬內(nèi)部纖維組織沿表面均勻分布，獲得較高的抗拉、抗彎及抗扭強(qiáng)度。根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模的不同，毛坯的鍛造方式有自由鍛和模鍛兩種。中小批生產(chǎn)多采用自由鍛，大批大量生產(chǎn)時(shí)采用模鍛。4.1.2.制造方法傳動(dòng)軸大都是回轉(zhuǎn)表面，主要采用車削與外圓磨削成形。表面粗糙度Ra值較小，故車削后還需磨削。外圓表面的加工方案可為：粗車半精車磨削。4.2確定毛坯的形狀尺寸及公差本例傳動(dòng)軸屬于中、小傳動(dòng)軸，并且各外圓直徑尺寸相差不大，故選擇160*60mm的熱軋圓鋼作毛坯，公差等級為IT6-IT8。4.3毛坯的技術(shù)要求尺寸精度軸類零件的主要為兩類，一類是與軸承的內(nèi)圈配合的外圓軸頸，即支承軸頸，用于確定軸的位置并支承軸，尺寸精度

18、要求較高，通常為IT5IT7；另一類為與各類傳動(dòng)件配合的軸頸，即配合軸頸，其精度稍低，通常為IT6IT5 選擇基準(zhǔn)5.1粗基準(zhǔn)選擇有非加工表面，應(yīng)選非加工表面作為粗基準(zhǔn)。對所有表面都需加工的鑄件軸，根據(jù)加工余量最小表面找正。且選擇平整光滑表面，讓開澆口處。選牢固可靠表面為粗基準(zhǔn)，同時(shí)，粗基準(zhǔn)不可重復(fù)使用。5.2精基準(zhǔn)選擇要符合基準(zhǔn)重合原則，盡可能選設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或裝配基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。盡可能在多數(shù)工序中用同一個(gè)定位基準(zhǔn)。盡可能使定位基準(zhǔn)與測量基準(zhǔn)重合。選擇精度高、安裝穩(wěn)定可靠表面為精基準(zhǔn)。5.3基準(zhǔn)選擇合理地選擇定位基準(zhǔn)，對于保證零件的尺寸和位置精度有著決定性的作用。由于該傳動(dòng)軸的

19、幾個(gè)主要配合表面(Q、P、N、M)及軸肩面(H、G)對基準(zhǔn)軸線A-B均有徑向圓跳動(dòng)和端面圓跳動(dòng)的要求，它又是實(shí)心軸，所以應(yīng)選擇兩端中心孔為基準(zhǔn)，采用雙頂尖裝夾方法，以保證零件的技術(shù)要求。5.4使用到的夾具選擇6機(jī)械加工工藝6.1擬定機(jī)械加工工藝路線外圓加工的方法很多，基本加工路線可歸納為四條。粗車半精車精車對于一般常用材料，這是外圓表面加工采用的最主要的工藝路線。粗車半精車粗磨精磨對于黑色金屬材料，精度要求高和表面粗糙度值要求較小、零件需要淬硬時(shí)，其后續(xù)工序只能用磨削而采用的加工路線。粗車半精車精車金剛石車 對于有色金屬，用磨削加工通常不易得到所要求的表面粗糙度，因?yàn)橛猩饘僖话惚容^軟，容易堵

20、塞沙粒間的空隙，因此其最終工序多用精車和金剛石車。 粗車半精粗磨精磨光整加工對于黑色金屬材料的淬硬零件，精度要求高和表面粗糙度值要求很小，常用此加工路線。對于本文所加工的典型軸類零件，將采用“粗車精車”的車削方式，即分別對本零件的兩個(gè)端面、外圓、螺紋、外圓錐度、切槽、圓弧、鏜孔七個(gè)步驟進(jìn)行粗加工和精加工。加工順序按粗到精、由近到遠(yuǎn)（由右到左）的原則確定。工件右端加工：既先從右到左進(jìn)行外輪廓粗車，然后從右到左進(jìn)行外輪廓精車，最后切槽；工件調(diào)頭，工件左端加工：粗加工外輪廓、精加工外輪廓，切退刀槽，最后螺紋粗加工、螺紋精加工。6.2確定機(jī)械加工余量、工序尺寸傳動(dòng)軸磨削余量可取0.5mm，半精車余量可

21、選用1.5mm。加工尺寸可由此而定，見該軸加工工藝卡的工序內(nèi)容。 該典型軸類零件長度為60mm，螺紋大徑為14mm、長度為13mm.在加工該軸類零件時(shí)，需采用粗車與精車結(jié)合的方法，在粗加工零件表面輪廓時(shí)，必須保證0.5mm的精加工余量，必要時(shí)需使用刀偏表，對刀具進(jìn)給時(shí)進(jìn)行誤差的控制，有效地減小誤差，方能確定該零件在加工精度方面的各種要求。6.3選擇機(jī)床及工藝設(shè)備6.3.1. 選擇機(jī)床數(shù)控車床與其他類型的車床相比有下列特點(diǎn)：1）通用性強(qiáng)，生產(chǎn)率高，加工精度高且穩(wěn)定，操作者勞動(dòng)強(qiáng)度低。2）適合于復(fù)雜零件的加工。3）換批調(diào)整方便，適合于多種中小批柔性自動(dòng)化生產(chǎn)。4）便于實(shí)現(xiàn)信息流自動(dòng)化，在數(shù)控車床基

22、礎(chǔ)上，可實(shí)現(xiàn)CIMS（計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)）。CNC6140D：該車床可以實(shí)現(xiàn)軸類、盤類的內(nèi)外表面，錐面、圓弧、螺紋、鏜孔、鉸孔加工，也可以實(shí)現(xiàn)非圓曲線加工。FANUC公司的數(shù)控系統(tǒng)具有高質(zhì)量、高性能、全功能，適用于各種機(jī)床和生產(chǎn)機(jī)械的特點(diǎn)6.3.2.鏜孔工藝：根據(jù)工件的加工要求，可選擇三種鏜削方案。 在一根鏜桿上安排粗、精切鏜刀來分擔(dān)余量的切除，鏜孔后再倒角。為了不影響生產(chǎn)節(jié)拍，兩把粗、精切鏜刀需同時(shí)工作。由于是在鏜桿上鉆孔及攻絲，進(jìn)一步削弱了鏜桿的剛性及強(qiáng)度。而鏜削余量的不均勻分布使得切削力很大，兩把鏜刀同時(shí)工作使機(jī)床功率不足，因此不可避免地要引起切削振動(dòng)，無法滿足工件加工精度和表面粗糙度要

23、求。在同一根鏜桿上安排粗、精切鏜刀來分擔(dān)余量的去除：其中任何兩把刀都不得同時(shí)工作。采用該方案雖然可降低切削力，但鏜桿長度增加了兩倍，造成鏜桿剛性不足；同時(shí)單件加工工時(shí)也增加了一倍，保證不了生產(chǎn)節(jié)拍。 安排兩臺(tái)機(jī)床，即增加一臺(tái)半精鏜床來分擔(dān)余量的精加工。該方案雖可解決問題，但工件加工成本太高。對于本零件中的孔，將采用鏜刀對其進(jìn)行加工，并安排粗、精鏜來分擔(dān)余量的切除，鏜孔后再倒角。6.3.3.螺紋加工工藝（1）普通螺紋的尺寸分析分析主要包括以下兩個(gè)方面：a.螺紋加工前工件直徑考慮螺紋加工牙型的膨脹量，螺紋加工前工件直徑D/d0.1P，即螺紋大徑減0.1螺距，一般根據(jù)材料變形能力小取比螺紋大徑小0.

24、1到0.5。b.螺紋加工進(jìn)刀量螺紋加進(jìn)刀量可以參考螺紋底徑，即螺紋刀最終進(jìn)刀位置。螺紋小徑為：大徑倍牙高；牙高=0.54P（P為螺距）螺紋加工的進(jìn)刀量應(yīng)不斷減少，具體進(jìn)刀量根據(jù)刀具及工作材料進(jìn)行選擇。（2）普通螺紋的編程加工在目前的數(shù)控車床中，螺紋切削一般有三種加工方法：G32直進(jìn)式切削方法、G76斜進(jìn)式切削方法和G82直進(jìn)式切削方法，由于切削方法的不同，編程方法不同，造成加工誤差也不同。我們在操作使用上要仔細(xì)分析，爭取加工出精度高的零件。a.G32直進(jìn)式切削方法，由于兩側(cè)刃同時(shí)工作，切削力較大，而且排削困難，因此在切削時(shí)，兩切削刃容易磨損。在切削螺距較大的螺紋時(shí)，由于切削深度較大，刀刃磨損較

25、快，從而造成螺紋中徑產(chǎn)生誤差；但是其加工的牙形精度較高，因此一般多用于小螺距螺紋加工。由于其刀具移動(dòng)切削均靠編程來完成，所以加工程序較長；由于刀刃容易磨損，因此加工中要做到勤測量。b.G76斜進(jìn)式切削方法，由于為單側(cè)刃加工，加工刀刃容易損傷和磨損，使加工的螺紋面不直，刀尖角發(fā)生變化，而造成牙形精度較差。但由于其為單側(cè)刃工作，刀具負(fù)載較小，排屑容易，并且切削深度為遞減式。因此，此加工方法一般適用于大螺距螺紋加工。由于此加工方法排屑容易，刀刃加工工況較好，在螺紋精度要求不高的情況下，此加工方法更為方便。在加工較高精度螺紋時(shí)，可采用兩刀加工完成，既先用G76加工方法進(jìn)行粗車，然后用G32加工方法精車

26、。但要注意刀具起始點(diǎn)要準(zhǔn)確，不然容易亂扣，造成零件報(bào)廢。c.G82直進(jìn)式切削方法，螺紋切削循環(huán)同G32螺紋切削一樣，在進(jìn)給保持狀態(tài)下，該循環(huán)在完成全部動(dòng)作之后再停止動(dòng)作。螺紋加工完成后可以通過觀察螺紋牙型判斷螺紋質(zhì)量及時(shí)采取措施，當(dāng)螺紋牙頂未尖時(shí)，增加刀的切入量反而會(huì)使螺紋大徑增大，增大量視材料塑性而定，當(dāng)牙頂已被削尖時(shí)增加刀的切入量則大徑成比例減小，根據(jù)這一特點(diǎn)要正確對待螺紋的切入量，防止報(bào)廢。本零件中螺紋的切削加工就采用G82直螺紋切削循環(huán)加工的方法，并且使用粗車與精車結(jié)合切削方式（精加工余量為0.5mm），須先倒角后車螺紋。6.4選擇刀具1）車端面：選用硬質(zhì)合金45度車刀，粗、精車用一把

27、刀完成。2) 粗、精車外圓：（因?yàn)槌绦蜻x用 G71循環(huán)所以粗、精車選用同一把刀）硬質(zhì)合金90度放型車刀，Kr=90度,Kr=60度;E=30度,（因?yàn)橛袌A弧輪廓）以防與工件輪廓發(fā)生干涉,如果有必要就用圖形來檢驗(yàn).3)車槽: 選用硬質(zhì)合金車槽刀（刀長12mm，刀寬3mm）4)車螺紋:選用60度硬質(zhì)合金外螺紋車刀.表3-1 刀具卡片產(chǎn)品名稱或代號(hào)零件名稱典型軸零件圖號(hào)序號(hào) 刀具號(hào)刀具規(guī)格名稱數(shù)量加工表面?zhèn)渥?T01硬質(zhì)合金端面45度車刀1粗、精車端面2T05硬質(zhì)合金車槽刀1切槽3T0360度硬質(zhì)合金外螺紋車刀1粗、精車螺紋6.5確定切削用量數(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

28、形式寫人程序中。切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速、背吃刀量及進(jìn)給速度等。對于不同的加工方法，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。車削用量的選擇，單件、小批量生產(chǎn)時(shí)，可根據(jù)加工情況由工人確定；一般可由機(jī)械加工工藝手冊或切削用量手冊中選取。6.5.1.背吃刀量在工藝系統(tǒng)剛度和機(jī)床功率允許的情況下，盡可能選取較大的背吃刀量，以減少進(jìn)給次數(shù)。當(dāng)零件精度要求較高時(shí)，則應(yīng)考慮留出精車余量，其所留的精車余量一般比普通車削時(shí)所留余量小，常取0.10.5。本零件屬于典型軸類零件，其中包含了

29、螺紋、圓錐、切槽、圓弧、鏜孔等工藝內(nèi)容，其背吃刀量分別為：粗加工表面為1.5、精加工表面為0.1，加工圓錐、切槽及圓弧的背吃刀量與加工表面時(shí)一樣，粗鏜孔為1.25、精鏜孔為0.25,螺紋則為：粗車1.25、精車0.1。6.5.2.進(jìn)給量進(jìn)給量f的選取應(yīng)該與背吃刀量和主軸轉(zhuǎn)速相適應(yīng)。在保證工件加工質(zhì)量的前提下，可以選擇較高的進(jìn)給速度（2000/min以下）。在切斷、車削深孔或精車時(shí)，應(yīng)選擇較低的進(jìn)給速度。當(dāng)?shù)毒呖招谐烫貏e是遠(yuǎn)距離“回零”時(shí)，可以設(shè)定盡量高的進(jìn)給速度。粗車時(shí)，一般取f=0.30.8/r，精車時(shí)常取f=0.10.3/r，切斷時(shí)f=0.050.2/r。本論文中加工該典型軸類零件采用的進(jìn)

30、給量為：粗加工表面（圓錐、圓弧、切槽等）為0.14、精加工表面為0.04，粗鏜孔為0.09、精鏜孔為0.04，螺紋粗車為0.08、螺紋精車為0.03。6.5.3.主軸轉(zhuǎn)速1.光車外圓時(shí)主軸轉(zhuǎn)速光車外圓時(shí)主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)零件上被加工部位的直徑，并按零件和刀具材料以及加工性質(zhì)等條件所允許的切削速度來確定。加工本零件時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速為：粗加工時(shí)500、精加工時(shí)800。2.車螺紋時(shí)主軸的轉(zhuǎn)速在車削螺紋時(shí)，車床的主軸轉(zhuǎn)速將受到螺紋的螺距P（或?qū)С蹋┐笮　Ⅱ?qū)動(dòng)電機(jī)的升降頻特性，以及螺紋插補(bǔ)運(yùn)算速度等多種因素影響，故對于不同的數(shù)控系統(tǒng)，推薦不同的主軸轉(zhuǎn)速選擇范圍。大多數(shù)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床推薦車螺紋時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速n(r/

31、min)為：n（1200/P）k      式中  P被加工螺紋螺距，；         k保險(xiǎn)系數(shù)，一般取為80。加工該典型軸類零件時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速為：粗車時(shí)500、精車時(shí)800。6.6機(jī)械加工工藝卡片在生產(chǎn)過程中，那些與有原材料轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品直接相關(guān)的過程稱為工藝過程。它包括毛坯制造、零件加工、熱處理、質(zhì)量檢驗(yàn)和機(jī)器裝配等。而為保證工藝過程正常進(jìn)行所需要的刀具、夾具制造，機(jī)床調(diào)整維修等則屬于輔助過程。在工藝過程中，以機(jī)械加工方法按一定順序逐步地改變毛坯形狀、尺

32、寸、相對位置和性能等，直至成為合格零件的那部分過程稱為機(jī)械加工工藝過程。為了便于工藝規(guī)程的編制、執(zhí)行和生產(chǎn)組織管理，需要把工藝過程劃分為不同層次的單元。它們是工序、安裝、工位、工步和走刀。其中工序是工藝過程中的基本單元。零件的機(jī)械加工工藝過程由若干個(gè)工序組成。在一個(gè)工序中可能包含有一個(gè)或幾個(gè)安裝，每一個(gè)安裝可能包含一個(gè)或幾個(gè)工位，每一個(gè)工位可能包含一個(gè)或幾個(gè)工步，每一個(gè)工步可能包括一個(gè)或幾個(gè)走刀。工序。一個(gè)或一組工人，在一個(gè)工作地或一臺(tái)機(jī)床上對一個(gè)或同時(shí)對幾個(gè)工件連續(xù)完成的那一部分工藝過程稱為工序。劃分工序的依據(jù)是工作地點(diǎn)是否變化和工作過程是否連續(xù)。例如，在車床上加工一批軸，既可以對每一根軸連

33、續(xù)地進(jìn)行粗加工和精加工，也可以先對整批軸進(jìn)行粗加工，然后再依次對它們進(jìn)行精加工。在第一種情形下，加工只包括一個(gè)工序；而在第二種情形下，由于加工過程的連續(xù)性中斷，雖然加工是在同一臺(tái)機(jī)床上進(jìn)行的，但卻成為兩個(gè)工序。工序是組成工藝過程的基本單元，也是生產(chǎn)計(jì)劃的基本單元。本論文中所加工的典型軸類零件將分五個(gè)工序來完成整個(gè)加工過程。 安裝。在機(jī)械加工工序中，使工件在機(jī)床上或在夾具中占據(jù)某一正確位置并被夾緊的過程，稱為裝夾。有時(shí)，工件在機(jī)床上需經(jīng)過多次裝夾才能完成一個(gè)工序的工作內(nèi)容。在數(shù)控車床上加工本零件將采用卡盤進(jìn)行裝夾，在加工必要時(shí)將采用鉆頭進(jìn)行輔助加工。 工位。采用轉(zhuǎn)位（或移位）夾具、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)或在

34、多軸機(jī)床上加工時(shí)，工件在機(jī)床上一次裝夾后，要經(jīng)過若干個(gè)位置依次進(jìn)行加工，工件在機(jī)床上所占據(jù)的每一個(gè)位置上所完成的那一部分工序就稱為工位。簡單來說，工件相對于機(jī)床或刀具每占據(jù)一個(gè)加工位置所完成的那部分工序內(nèi)容，稱為工位。為了減少因多次裝夾而帶來的裝夾誤差和時(shí)間損失，常采用各種回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、回轉(zhuǎn)夾具或移動(dòng)夾具，使工件在一次裝夾中，先后處于幾個(gè)不同的位置進(jìn)行加工。 工步。在加工表面不變，加工工具不變的條件下，所連續(xù)完成的那一部分工序內(nèi)容稱為工步。生產(chǎn)中也常稱為“進(jìn)給”。整個(gè)工藝過程由若干個(gè)工序組成。每一個(gè)工序可包括一個(gè)工步或幾個(gè)工步。每一個(gè)工步通常包括一個(gè)工作行程，也可包括幾個(gè)工作行程。為了提高生產(chǎn)率

35、，用幾把刀具同時(shí)加工幾個(gè)加工表面的工步，稱為復(fù)合工步，也可以看作一個(gè)工步，例如，組合鉆床加工多孔箱體孔。 走刀。加工刀具在加工表面上加工一次所完成的工步部分稱為走刀。例如軸類零件如果要切去的金屬層很厚，則需分幾次切削，這時(shí)每切削一次就稱為一次走刀。因此在切削速度和進(jìn)給量不變的前提下刀具完成一次進(jìn)給運(yùn)動(dòng)稱為一次走刀。機(jī)械加工工藝卡產(chǎn)品名稱軸圖號(hào)1零件名稱典型軸類零件共1頁第1頁毛坯種類圓鋼材料牌號(hào)45號(hào)鋼毛坯尺寸60mm*160mm序號(hào)工種工步工藝內(nèi)容備注 工具夾具刀具量具1下料60x40卡盤游標(biāo)卡尺、千分尺2車床車端面、外圓、倒角粗車一端面、外圓、倒角中心鉆卡盤外圓刀3精車一端面、外圓、倒角4

36、車圓錐粗車圓錐外圓車刀5 精車圓錐6車螺紋粗車螺紋螺紋刀7精車螺紋8車槽粗車車槽切槽刀9精車車槽10精車圓弧11鏜孔（精車）7 CNC程序下面是軸的加工程序：N10 t0101;N20 g97 g99 s1200 m03;N30 m08;N40 g00 x60 z20;N50 g73 u8 r8;N60 g73 p70 q150 u0.6 w0 f0.15;N70 g00 x12 z5;N80 g01 z0 f0.05;N90 x14 z-1;N100 z-20;N110 x16;N120 x20 z-35;N130 z-46;N140 g02 x28 z-50 r4 f0.3;N150 g0

37、1 z-60;N160 g00 x150;N170 z200;N180 m05;N190 m09;N200 m00;精加工T0101N10 g97 s1500 m03;N20 m08;N30 g00 x60 z20;N40 g70 p70 q150;N50 g00 x150;N60 z200;N70 m05;N80 m09;N90 m00;螺紋T0303N10 g97 s500 m03;N20 m08;N30 g00 x18 z5;N40 g92 x13.2 z -17.5 f1.25;N50 x12.6;N60 x12.5;N70 x12.5;N80 g00 x150;N90 z200;N100 m05;N110 m09;N120 m00;退刀槽T0505N10 g97