軸類零件數(shù)控加工工藝畢業(yè)論文.doc

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1、軸類零件數(shù)控加工工藝目錄摘要1關(guān)健詞11軸類零件加工簡介11.1軸類零件的功用和種類11.2軸類零件的材料和毛坯12. 軸類零件的主要技術(shù)要求22.1軸頸22.2尺寸與形狀精度22.3位置精度22.4表面粗糙度23軸零件機械加工的主要工藝問題33.1定位基準33.2加工順序的安排33.3 熱處理工序的安排34. 軸類零件的車削過程44.1零件圖紙44.2評分要求64.3分析圖紙74.4零件加工工藝74.5程序74.6零件的重要考點134.7零件加工注意事項、以及遇到的問題和解決方案13總結(jié)16參考文獻16致謝17軸類零件數(shù)控加工工藝摘要：隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴大，數(shù)控加工技術(shù)對國

2、計民生發(fā)展起著越來越重要的作用，因為效率、質(zhì)量是先進制造技術(shù)的主體。機械制造工藝主要內(nèi)容有：鍛造，鍛壓，焊接，切削加工基礎(chǔ)知識，車削，刨削、插削及拉削，鉆削與鏜削，洗削，磨削，齒面加工，精密加工和特種加工簡介，機械加工工藝過程，典型零件的加工，鉗加工與裝配等關(guān)健詞：軸類零件加工 加工工藝 編程 加工1軸類零件加工簡介1.1軸類零件的功用和種類(1) 軸類零件的功用 軸類零件是機械產(chǎn)品中的一類典型零件，用來支承傳動零件（如齒輪、帶輪、凸輪等）傳遞轉(zhuǎn)矩、承受載荷并保證裝在軸上的零件（或刀具）具有一定的回轉(zhuǎn)精度。（2） 軸的分類 軸類零件的結(jié)構(gòu)特征是一類長頸必大的回轉(zhuǎn)體。軸的分類方法很多： 按軸的結(jié)

3、構(gòu)形狀分類：可分為光軸、臺階軸、空心軸和異形軸四類。按軸的長度與直徑的比值分類：可分為剛性軸（L/d12）和繞性軸（L/d12）兩類。按軸所受載荷不同分類：可分為心軸、傳動軸、和轉(zhuǎn)軸三類。 （3） 軸類零件的加工表面 軸類零件的加工表面通常有內(nèi)、外圓柱面，內(nèi)、外圓錐面，臺階平面和端平面。以及螺紋、花鍵、鍵槽和溝槽等1.2 軸類零件的材料和毛坯 （1） 軸類零件的材料 軸類零件的材料一般有碳素結(jié)構(gòu)鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼兩類。此外，在儀表中也有使用有色金屬的。 應(yīng)用最多的是45鋼，用45鋼制造的軸類零件，一般需經(jīng)調(diào)質(zhì)、表面淬火等熱處理，可以獲得一定的強度、硬度、韌性和耐磨性主要適于中等復(fù)雜程度、一般重要的

4、軸類零件。 對精度要求較高、轉(zhuǎn)速較高的軸可采用中碳合金結(jié)構(gòu)鋼，如40Cr、40MnB、35SiMn、38SiMnMo等 對在高轉(zhuǎn)速、重載荷等惡劣條件下工作的軸，可采用參碳合金結(jié)構(gòu)鋼，如20Cr、20CrMnTi、20MnVB等。 （2） 軸類零件的毛坯 圓棒料。分熱軋和冷拉兩種，用于一般要求的光軸和直徑相差不大的臺階軸。 鍛件。用于直徑相差較大的臺階軸，以節(jié)省材料和減少切削加工工作量；對于直徑相差雖不打，但要求有較高的抗拉、抗彎、抗扭轉(zhuǎn)強度的重要軸，也采用鍛件毛坯，以利用鍛造提高材料的力學(xué)性能。 鑄鋼件。用于結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜或尺寸較大的軸。2. 軸類零件的主要技術(shù)要求2.2軸類零件的功用和種類 1

5、.軸頸 軸上與其他零件相配合的外圓表面成為軸頸。軸頸是軸類零件的主要表面。 與軸上傳動零件相配合的軸頸稱為配合軸頸；與軸承相配合的軸頸成為支承軸頸。 軸的主要技術(shù)要求是指這些軸頸的尺寸精度、形狀精度、相互位置精度和表面粗糙度要求。軸頸的尺寸、形狀、位置精度的高地，對與之配合的傳動零件和軸承的配合性質(zhì)、配合精度及其回轉(zhuǎn)精度有著直接的影響。 2.尺寸與形狀精度 根據(jù)軸的使用要求不同，軸頸的尺寸精度通常為IT9IT6，高精度的軸頸尺寸精度為IT5。 軸頸的形狀精度（圓度、圓柱度）誤差，應(yīng)限制在軸頸的直徑公差范圍內(nèi)，形狀精度要求較高時，則應(yīng)在零件圖樣上另行作出規(guī)定。 由于支承軸頸的精度將影響軸上所有傳

6、動零件的工作精度，所以支承軸頸的尺寸精度、形狀精度應(yīng)高于配合軸頸的尺寸精度、形狀精度。 3.位置精度 軸類零件的最主要的相互位置精度是指配合軸頸軸線相對支承軸頸軸線的同軸度或配合軸頸相對支承軸頸軸線的圓跳動，以及軸肩端面對周線的垂直度。 形狀精度和相互位置精度應(yīng)高于尺寸精度。 3. 軸類零件接卸加工的主要工藝問題 3.1定位基準 軸是長徑比較大的回轉(zhuǎn)體零件，軸線是軸上各回轉(zhuǎn)表面的設(shè)計基準，以軸兩端的中心孔作精基準符合基準重合原則，并且在第一次安裝中，可以加工多個外圓表面及端面，也符合基準統(tǒng)一原則。用中心孔定位加工的各外圓表面可以獲得很高的位置精度。因此，中心孔是軸類零件的切削加工時最常用的定位

7、基準。（1） 作為主要精基準的中心孔必須有足夠高的精度和足夠的支承能力，對中心孔的主要要求有： 中心孔結(jié)構(gòu)尺寸的大小應(yīng)與兩端軸頸尺寸大小相適應(yīng)，并且錐角應(yīng)準確。中心孔尺寸不夠喝錐角不準會使中心孔和機床頂尖很快磨損。中心孔的形式和尺寸規(guī)格已被標準化，可由GB/T145-2001中心孔查得。 中心孔應(yīng)打在毛坯的軸線上，以保證各個外圓的加工余量均勻。 兩端中心孔應(yīng)在同一軸線上，以避免中心孔與頂尖接觸不良而造而變形和磨損，致使圓度、圓柱度誤差過大。 成批生產(chǎn)時，同一批毛坯兩端中心孔的軸向距離應(yīng)保持一致。 在加工過程中，應(yīng)始終保持準確和潔凈。（2） 除中心孔外，軸類零件加工時用作定位基準的還有外圓表面和

8、內(nèi)孔表面。 粗加工時，切削余量大，切削力也大，為了提高工藝系統(tǒng)的剛度，常采用軸的外圓表面定位，或外圓表面和中心孔共同作為定位基準。 空心軸加工內(nèi)孔時，常用軸上加工過的合適的軸頸表面做定位基準。 精度較高的帶孔軸類零件，在內(nèi)孔鉆出后，作為定位基準的中心孔消失，后繼的軸的外圓表面的半精加工、精加工為了保證較高的相互位置精度而仍需要以中心孔作為定位基準，這是常采用如下措施： 軸上的通孔直徑較小時，可直接在孔口加工出寬度不打2mm的60錐面，代替中心孔。 軸上的通孔直徑較大，孔口錐度較小時，采用帶中心孔的錐堵，以錐堵中心孔作為定位基準。錐堵具有較高的精度，其錐面與中心孔的同軸度誤差極小，應(yīng)根據(jù)軸孔配制

9、，工藝過程中錐堵只能一次性使用，不允許卸下后重新安裝使用，以避免由此而產(chǎn)生的安裝誤差。 軸上的通孔直徑較大，孔口錐度較大時，采用帶中心孔的錐套心軸裝夾工件，用心軸上的中心孔定位。 3.2加工順序的安排 （1）按照“先粗后精”的原則，將粗、精加工分開進行，先完成各表面的粗加工，再完成半精加工和精加工，而主要表面的精加工則放在最后進行。各加工階段通常以熱處理工序分界。軸為回轉(zhuǎn)體，各外圓表面的粗、半精加工一般采用車削，精加工采用磨削。一些精密軸類零件的軸頸表面還需要進行光整加工。 （2）粗加工外圓表面時，應(yīng)先加工直徑大的外圓，后加工直徑小的外圓，以避免一開始加工就明顯降低工件剛度，引起彎曲變形和震動

10、。 （3）空心軸的深孔加工應(yīng)安排在工件經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后和外圓經(jīng)粗車或半精車之后進行。原因是調(diào)質(zhì)處理工件變形較大，如若先加工深孔，調(diào)制引起的孔軸線彎曲變形不易或無法糾正；而外圓先精加工可以使深孔加工時有一個較精準的軸頸作為定位基準，從而保證孔與外圓的同軸，工件壁厚均勻。 （4）軸上的花鍵、鍵槽應(yīng)安排在外圓經(jīng)粗車或粗磨后、磨削或精磨前加工。 （5）軸上螺紋應(yīng)在軸頸經(jīng)表面淬火后進行加工，以避免因表面淬火引起螺紋變形。 （6）主要表面精精磨以后不宜再安排其他表面的加工，以免破壞表面的質(zhì)量。3.3熱處理工序的安排 結(jié)構(gòu)尺寸不大的中碳鋼普通軸類零件，一般在切削加工前進行調(diào)制熱處理。 重要的軸類零件在機械加工過

11、程中常需進行多次熱處理，熱處理工序的合理安排對零件質(zhì)量有很大的英雄，必須根據(jù)需要，正確、合理地安排好各種熱處理，以保證軸的力學(xué)性能及加工精度要求，并改善工件的切削性能。通常的安排如下：（1） 毛坯鍛造后安排正火熱處理，目的是消除鍛造應(yīng)力，改善金屬組織，細化晶粒，降低硬度，改善切削加工性能。（2） 粗加工后安排調(diào)質(zhì)熱處理，目的是提高零件的綜合力學(xué)性能，并作為需要表面淬火或氮化熱處理的零件的預(yù)備熱處理。（3） 工作中與配合零件有相對運動的軸頸和需要經(jīng)常拆拆卸的配合表面，在半精加工后、精加工安排表面淬火處理，目的是提高這些表面的耐磨性4軸類零件的車削過程 下面以具體軸類配合零件的車削加工為例說明。4

12、.1零件圖紙 4.2評分要求數(shù)控車床高級評分表姓名錢 吉學(xué)校蘇州技師學(xué)院準考證號難度系數(shù)1.1考件名稱8時間300分鐘起止時間總分考核項目考核內(nèi)容及其要求配分評分標準檢測結(jié)果扣分得分備注1編程、調(diào)試熟練程度10程序思路清晰，可讀性強，模擬調(diào)試糾錯能力強精加工程序只允許一次2粗糙度要求Ra1.67每處粗糙度大于1.6扣1分Ra3.23粗糙度大于3.2不得分3直徑2410超差0.01扣6分4直徑356超差0.01扣5分5直徑4812超差0.01扣5分共兩處，每處6分6長度106超差不得分7長度2068長度396超差不得分9長度806超差不得分10配合808超差不得分11M42內(nèi)螺紋10用螺紋塞規(guī)檢

13、驗，止端進不得分雙頭螺紋12M42外螺紋10用三針測量，超差不得分雙頭螺紋13倒角一處沒有扣總分1分14自由公差尺寸每超差一處扣總分1分15超時扣分每超5分鐘扣5分4.3分析圖紙該零件是配合件，由二個零件組成:1號件是一個典型的實心軸類零件,由圓弧、割槽、外圓柱面、內(nèi)孔、臺階軸、雙線外螺紋組成。2號件是典型的薄壁零件，內(nèi)孔有內(nèi)雙線螺紋。4.4零件加工工藝工藝分析 A 加工方案的確定 根據(jù)零件的加工要求，各表面的加工方案確定為粗車精車。 B 確定裝夾方案 工件是棒料，為回轉(zhuǎn)體，采用三爪自定心卡盤裝夾。 C 確定加工工序零件毛胚為棒料，所需要加工的余量較多。在加工時，我們應(yīng)遵循加工步聚先粗車加工去

14、掉大的多余量，然后再精車加工來完成尺寸要求。表1-1 數(shù)控加工工序數(shù)控加工工序卡片產(chǎn)品名稱零件名稱材料零件圖號8#8#45鋼8#工步號工步內(nèi)容刀具號主軸轉(zhuǎn)速/(r/min)進給速度/(mm/r)背吃刀量/mm備注裝夾1：夾住棒料一頭，留出長度大約90mm，車端面（手動操作），對刀，調(diào)用程序1手動操作鉆中心孔中心鉆10002粗/精車50外圓T1:75外圓左偏粗/精車刀500/10000.2/0.10.7/0.33鉆孔T71623麻花鉆3004粗/精車內(nèi)孔T4:75外圓左偏粗/精鏜孔刀400/9000.2/0.10.5/0.155車外螺紋T3：60外螺紋刀5006車內(nèi)螺紋T5:60內(nèi)螺紋刀5007

15、切斷T2:刀寬3.89mm外割刀4000.14裝夾2：掉頭，平端面，保證總長 表1-2 數(shù)控加工刀具卡數(shù)控加工刀具卡片工序號程序編號產(chǎn)品名稱零件名稱材料零件圖號45鋼9#序號刀具號刀具名稱及規(guī)格刀尖半徑/mm加工表面?zhèn)渥?T175左偏外圓尖刀0.8外圓、端面硬質(zhì)合金2T2外切槽刀（B=3.89）0.4外溝槽高速鋼3T3外螺紋刀外螺紋硬質(zhì)合金4T4鏜孔刀0.8內(nèi)表面硬質(zhì)合金5T5內(nèi)螺紋刀內(nèi)螺紋硬質(zhì)合金6T616中心鉆鉆中心孔高速鋼7T723 鉆頭鉆23的孔高速鋼（3）刀具及切削參數(shù)的確定 刀具及切削參數(shù)的確定（見表1-2數(shù)控加工刀具卡）（4）進給路線的確定在數(shù)控加工中，刀具(嚴格說是刀位點)相對

16、于工件的運動軌跡和方向稱為加工路線。即刀具從對刀點開始運動起，直至結(jié)束加工所經(jīng)過的路徑，包括切削加工的路徑及刀具引入、返回等非切削空行程。加工路線的確定首先必須保證被加工零件的尺寸精度和表面質(zhì)量，其次考慮數(shù)值計算簡單，走刀路線盡量短，效率較等走刀路線4.5程序（1）工件坐標系的建立 以工件右端面的軸線與交點為編程原點建立工件坐標系。（2）參考程序零件加工程序（件一）SK081.MPFN1T1D1M3S600換刀N2G0X52Z2起刀點N3CYCLE95(GK081A,1,0,0.15,0.15,0.3,0.2,0.1,1,0,0,1)CYCLE95粗加工參數(shù)N4G0X200Z200換刀點N5M

17、5M0程序暫停N6T1D1M3S1200換刀N7G0X52Z2起刀點N8CYCLE95(GK081A,0,0,0,0,0,0,0.1,1,0,0,1)CYCLE95精加工參數(shù)N9G0X200Z200換刀點N10M5M0程序暫停N11T2D1M3S4000換刀N12G0X44Z2起刀點N13Z-38N14G1X36.2F0.1N15X44N16Z-39N17X36N18Z-38N19X44N20G0X200N21Z200N22M5M0程序暫停N23T4D1M3S400換刀N24G0X44Z2起刀點N25CYCLE97(3,0,-10,-35,42,42,3,2,0.975,0.1,0,0,5,2

18、,3,2)螺紋加工參數(shù)N26G0X200Z200換刀點N27M5M0程序暫停N28T2D1M3S400換刀N29G0X52Z2起刀點N30Z-83N31G1X46F0.1N32X49N33Z-82N34X47Z-83N35X-0.5N36G0X200N37Z200N38M5M2程序結(jié)束SK01A.SPF子程序N1G1X33Z0N2X35Z-1N3Z-10N4X38N5X42Z-12N6Z-39N7X46N8X48Z-40N9Z-43N10G2X48Z-51CR=6N11G1Z-55N12X38.723Z-63.572N13G2X38.723Z-66.428CR=3N14G1X48Z-75N15

19、Z-53N16G0X52N17M17子程序結(jié)束 零件加工程序（件二）SK082.MPFN1T3D1M3S400N2GOX38Z2起刀點N3CYCLE95(GK082A,1,0,0.15,0.15,0.3,0.2,0.1,3,0,0,0.3)粗加工參數(shù)N4G0X200Z200N5M5M0程序暫停N6T3D1M3S800換刀點N7G0X38Z2N8CYCLE95(GK082A,0,0,0,0,0,0,0.1,3,0,0,0.3)精加工參數(shù)N9G0X200Z200N10M5M0程序暫停N11T4D1M3S400換刀N12G0X38Z2N13CYCLE97(3,0,0,-39,40.5,40.5,3,

20、2,0.975,0.1,0,0,5,2,4,2)內(nèi)螺紋加工參數(shù)N14G0Z200N15X200N16M5M0N17T1D1M3S600換刀N18G0X52Z2起刀點N19CYCLE95(GK082B,1,0,0.15,0.15,0.3,0.2,0.1,1,0,0,1)粗加工參數(shù)N20G0X200Z200N21M5M0N22T1D1M3S1200N23G0X52Z2N24CYCLE95(GK082B,0,0,0,0,0,0,0.1,1,0,0,1)精加工參數(shù)N25G0X200Z200N26M5M0N27T2D1M3S400N28G0X52Z2N29Z-42N30G1X46F0.1N31X49N3

21、2Z-41N33X47Z-42N34X40N35G0X200N36Z200N37M5M2程序結(jié)束SK082A.SPF子程序N1G1X44.5Z0N2X40.5Z-2N3Z-40N4G0X38N5M17子程序結(jié)束GK082B.SPFN1G1X47Z0N2X48Z-0.5N3Z-42N4G0X52N5M17子程序結(jié)束4.6零件的重要考點1) 內(nèi)外螺紋的配合螺紋配合是匹配螺紋間松緊程度。配合等級是內(nèi)、外螺紋基本偏差與公差的特 定組合2）內(nèi)外雙線螺紋的加工 有外雙線螺紋，螺紋切削循環(huán)的進刀方式采用直進法進刀，因在螺紋切削循環(huán)中，每次的背吃刀量均相等，隨著切削深度的增加，切削面積將越來越大，容易產(chǎn)生扎刀

22、現(xiàn)象。所以因根據(jù)實際選擇適當?shù)腣ARI參數(shù)。對于循環(huán)開始時刀具所到達的位置，可以使任意位置，但因保證刀具在螺紋切削完成后退回到該位置時，不發(fā)生任何碰撞。車削普通內(nèi)螺紋的孔徑可用下列近似公式計算: 車削塑性金屬的內(nèi)螺紋時 D孔D-P 車削脆性金屬的內(nèi)螺紋時 D孔D-1.05P 式中 D孔-車內(nèi)螺紋前的孔徑（mm） D-內(nèi)螺紋的大徑（mm） P-螺距（mm）3)通螺紋主要參數(shù)的計算（見表3-1普通螺紋主要參數(shù)的計算公式） 表3-1 普通螺紋主要參數(shù)的計算公式基本參數(shù)外螺紋內(nèi)螺紋計算公式牙型角=60螺紋大徑dDd=D螺紋中徑d2D2d2=D2=d-0.6495p螺紋小徑d1D1d1=D1=d-1.0

23、825p牙型高度h1h1=0.5413p注：p為螺距3）外溝槽的加工 在車有螺紋零件時，常帶有外溝槽的加工。因此，我們應(yīng)該注意以下事項：1.槽寬、槽深，槽的大小選擇合適的切刀(可以是自己手磨出來的)2.在加工時進給率應(yīng)調(diào)大，不然會出現(xiàn)讓刀現(xiàn)象3.在編寫程序時，應(yīng)注意割槽刀的走刀路線4）中徑尺的正確使用1.中徑尺是用來測量雙線的螺紋檢測工量具。在檢測時，先校驗中徑尺的基準后。應(yīng)反復(fù)測量得到工件螺紋的最大直徑。 2公式 中徑 dn = d 0.65p 測量范圍在（GB197-1981）查表可得;C.3TUD0Ruy54.7零件的加工注意事項、以及遇到的問題和解決方案（1）加工內(nèi)孔時要保證尺寸不能偏

24、大主要由這些方面引起：車孔時，沒有仔細測量；車孔時，主軸轉(zhuǎn)速太高，車刀溫度上升，切削液供應(yīng)不足。預(yù)防方法是：仔細測量和進行試切削，降低主軸轉(zhuǎn)速，加注充分的切削液。（2）孔的圓柱度超差主要由這些方面引起：車孔時，刀柄過細，刀刃不鋒利，造成讓刀現(xiàn)象，使孔徑外大內(nèi)??；車孔時，主軸中心線與導(dǎo)軌不平行。預(yù)防方法是：增加刀柄剛度，保證車刀鋒利；調(diào)整主軸軸線與導(dǎo)軌的平行度。（3）表面粗糙度大主要由這些方面引起：產(chǎn)生積屑溜；刀柄剛度不夠，切削時產(chǎn)生振動；高速切削螺紋時，最后一刀的背吃刀量太小或切削向傾斜方向排出，拉毛螺紋牙側(cè)；工件剛度低，而切削用量選用過大。預(yù)防方法是：高速鋼車刀切削時，因降低切削速度，并加切

25、削液；增加刀柄截面積，并減小懸伸長度；高速切削螺紋時，最后一刀的背吃刀量一般要大于0.1mm，并使切削垂直于軸線方向排出；選擇合理的切削用量。（4）粗加工時，一般以提高生產(chǎn)率為主。但也應(yīng)考慮經(jīng)濟性和加工成本；半精加工和精加工時，應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧切削效率、經(jīng)濟性和加工成本。具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機床說明書、切削用量手冊，并結(jié)合經(jīng)驗而定。切削速度的選擇主要取決于被加工工件的材質(zhì)；進給速度的選擇主要取決于被加工工件的材質(zhì)及刀具的直徑。刀具生產(chǎn)廠家的刀具樣本附有刀具切削參數(shù)選用表，可供參考。但切削參數(shù)的選用同時又受機床、刀具系統(tǒng)、被加工工件形狀以及裝夾方式等多方面因素的影響，應(yīng)根據(jù)實際情況適當調(diào)

26、整切削速度和進給速度。當以刀具壽命為優(yōu)先考慮因素時，可適當降低切削速度和進給速度；當切削的離刃狀況不好時，則可適當增大切削速度。數(shù)控加工時，刀具怎么從起點沿運動軌跡走向終點是由數(shù)控系統(tǒng)的插補裝置或插補軟件來控制的。根據(jù)插補原理分析，在數(shù)控系統(tǒng)已定的條件下，進給速度越快，則插補精度越低；插補精度越低，工件的輪廓形狀精度越差。因此，制定數(shù)控加工工藝選擇切削用量時要考慮進給速度對加工零件形狀精度的影響，特別是高精度加工時影響非常明顯?？偨Y(jié)：1、數(shù)控車裝夾是數(shù)控車削加工一項基本內(nèi)容，裝夾的目的是為滿足加工精度要求，本課講述各種裝夾方式。2、數(shù)控加工零件結(jié)構(gòu)工藝分析是根據(jù)數(shù)控加工特點來分析，主要從尺寸標注、幾何元素分析、結(jié)構(gòu)合理性分析幾個方面來進行。3、數(shù)控加工方案是一般根據(jù)零件加工精度、表面粗超度、材料、結(jié)構(gòu)形狀、尺寸等因素確定。當有多臺數(shù)控車床加工時，工序劃分以機床為單位進行。4、工步順序和進給路線安排一般是先粗后精，先近后遠，內(nèi)外交叉，保證工件加工剛度原則。確定進給路線重點在于確定粗加工及空行程的進給路線。5、數(shù)控車削加工不同的加工有不同的余量要求，它的確定方法主要根據(jù)余量表和經(jīng)驗。6、切削參數(shù)主要是確定背吃刀量，主軸轉(zhuǎn)速，進給速度等。選擇方法主要根據(jù)表與經(jīng)驗。參考文案：機械制造工藝基礎(chǔ) 中國勞動社會保障出版社 第五版