輸出軸加工工藝課程設(shè)計(jì).doc

數(shù)控加工工藝課程設(shè)計(jì)輸出軸加工工藝說(shuō)明書(shū)（數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)） 班 級(jí)： 數(shù)控0807 學(xué) 號(hào): 23號(hào) 姓 名: 徐鑫 同組人員: 何挺 陳華成 張晨 指導(dǎo)老師： 李立 陳明 2010年1月4日至2010年1月8日前 言數(shù)控技術(shù)，簡(jiǎn)稱(chēng)“數(shù)控”。英文：Numerical Control（NC）。是指用數(shù)字、文字和符號(hào)組成的數(shù)字指令來(lái)實(shí)現(xiàn)一臺(tái)或多臺(tái)機(jī)械設(shè)備動(dòng)作控制的技術(shù)。它所控制的通常是位置、角度、速度等機(jī)械量和與機(jī)械能量流向有關(guān)的開(kāi)關(guān)量。數(shù)控的產(chǎn)生依賴(lài)于數(shù)據(jù)載體和二進(jìn)制形式數(shù)據(jù)運(yùn)算的出現(xiàn)。1908年，穿孔的金屬薄片互換式數(shù)據(jù)載體問(wèn)世；19世紀(jì)末，以紙為數(shù)據(jù)載體并具有輔助功能的控制系統(tǒng)被發(fā)明；1938年，香農(nóng)在美國(guó)麻省理工學(xué)院進(jìn)行了數(shù)據(jù)快速運(yùn)算和傳輸，奠定了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)，包括計(jì)算機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)。數(shù)控技術(shù)是與機(jī)床控制密切結(jié)合發(fā)展起來(lái)的。1952年，第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床問(wèn)世，成為世界機(jī)械工業(yè)史上一件劃時(shí)代的事件，推動(dòng)了自動(dòng)化的發(fā)展?，F(xiàn)在，數(shù)控技術(shù)也叫計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)，目前它是采用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字程序控制的技術(shù)。這種技術(shù)用計(jì)算機(jī)按事先存貯的控制程序來(lái)執(zhí)行對(duì)設(shè)備的控制功能。由于采用計(jì)算機(jī)替代原先用硬件邏輯電路組成的數(shù)控裝置，使輸入數(shù)據(jù)的存貯、處理、運(yùn)算、邏輯判斷等各種控制機(jī)能的實(shí)現(xiàn)，均可通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件來(lái)完成。輸出軸的用途很廣泛， 該輸出應(yīng)用在動(dòng)力輸出裝置中，是動(dòng)力輸出的關(guān)鍵零件之一。該輸出軸在工作中需要承受一定沖擊載荷和較大的扭矩，因此該零件應(yīng)具有足夠的耐磨性和抗扭強(qiáng)度。所以設(shè)計(jì)中一定要注意表面熱處理。目 錄前言2一、 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)4二、 輸出軸工藝分析2.1 輸出軸的作用62.2輸出軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工藝，表面技術(shù)要求分析6三、確定毛胚 3.1選擇毛胚材料7 3.2毛胚的簡(jiǎn)圖7四、工藝路線的確定 4.1基準(zhǔn)的選擇8 4.2各表面加工方法的確定84.3工序集中和分散考慮94.4加工設(shè)備于工藝設(shè)備的的選擇9五、加工順序的安排10六、走刀路線的確定11七、刀具的選擇11八、切削用量的選擇12九、小結(jié)13十、參考文獻(xiàn)13 附工藝過(guò)程卡、工序卡、加工程序14一、設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)數(shù)控加工工藝課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 1. 設(shè)計(jì)題目零件制造工藝設(shè)計(jì)2. 設(shè)計(jì)任務(wù)圖示零件為設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)附錄（典型零件圖精選）中第 頁(yè)輸出軸零件，此零件材料為45鋼，為中批量生產(chǎn)類(lèi)型，進(jìn)行機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)，完成以下任務(wù)：(1) 對(duì)零件進(jìn)行工藝分析，擬定工藝方案，繪制零件工作圖一張。(2) 確定毛坯種類(lèi)及制造方法，繪制毛坯圖一張。(3) 擬定零件的機(jī)械加工工藝過(guò)程，選擇各工序加工設(shè)備及工藝裝備（刀具、夾具、量具、輔具），確定工序的切削用量及工序尺寸。編制機(jī)械加工工藝規(guī)程卡片（工藝過(guò)程卡、工序卡片和刀具卡）一套。工序卡片不得少于5份，數(shù)控工序少于5份的用普通加工工序卡補(bǔ)足5份。(4) 設(shè)計(jì)軸類(lèi)零件的需手工編制數(shù)控車(chē)削程序并仿真。(5) 撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1份。（計(jì)算機(jī)排版打印）3. 設(shè)計(jì)要求（1） 零件圖標(biāo)盡量采用1：1比例，畫(huà)上標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)題欄，原圖如有錯(cuò)誤或缺線改正。（2） 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)要有手寫(xiě)稿（草稿）和電子稿（抽號(hào)打?。＃?） 視圖表達(dá)、零件材料、加工規(guī)范等一律采用新標(biāo)準(zhǔn)。（4） 必須以科學(xué)務(wù)實(shí)和誠(chéng)信負(fù)責(zé)的態(tài)度對(duì)待自己所做的技術(shù)決定、數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果，培養(yǎng)良好的工作作風(fēng)。（5） 全部資料完成后打包上交。22二、輸出軸工藝分析2.1 輸出軸的作用輸出軸主要應(yīng)用在動(dòng)力輸出裝置中，是輸出動(dòng)力的主要零件之一。其主要作用是傳遞轉(zhuǎn)矩，使主軸獲得旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力，其工作中要承受較大的沖擊載荷和扭矩。因此，該零件需具有足夠的耐磨性和抗扭強(qiáng)度。2.2輸出軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工藝，表面技術(shù)要求分析 從圖示零件分析，該輸出軸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，屬于階梯軸類(lèi)零件。主要由有55、60、65、75、176的外圓柱面、50、80、104的內(nèi)圓柱表面和10個(gè)20的孔和一個(gè)16的鍵槽組成。為了保證輸出軸旋轉(zhuǎn)是的速度，表面粗糙度有較高的要求，外圓的粗糙度要求都為Ra1.25um, 內(nèi)圓的粗糙度為Ra2.5um，其余為Ra20um。形位精度也比較高，為了外圓和外面零件的配合后受力均勻，55，60 的外圓的徑向跳動(dòng)量小于0.04mm，80的跳動(dòng)量小于0.04mm，20孔的軸線的跳動(dòng)量小于0.05mm，為了保證鍵槽和鍵的配合，鍵槽對(duì)55外圓的對(duì)稱(chēng)度為0.08mm。由于輸出軸在工作中要承受較大的沖擊載荷和扭矩，為了增強(qiáng)耐磨性和抗扭強(qiáng)度，要對(duì)輸出軸進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，硬度為250HBS。三、確定毛胚3.1選擇毛胚材料毛胚的種類(lèi)有很多，如1、型材2、鍛造3、鑄造，由于該輸出軸要承受較大的沖擊載荷和扭矩，為了增強(qiáng)其剛性和韌性，所以要選擇鍛件做為毛胚。如選用棒料，由于生產(chǎn)類(lèi)型為中批，從經(jīng)濟(jì)上考慮，棒料要切削的余量太大，浪費(fèi)材料。3.2毛胚的的簡(jiǎn)圖 四、工藝路線的確定4.1基準(zhǔn)的選擇基準(zhǔn)可以分為粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)4.11粗基準(zhǔn)由于此零件為軸類(lèi)零件，為了保證精度，所以選擇外圓作為粗基準(zhǔn)面。首先選用三爪卡盤(pán)自動(dòng)找正原理，夾緊。以外圓為粗基準(zhǔn)面，加工外圓、端面、中心孔。然后用已加工過(guò)的外圓作為基準(zhǔn)，加工另一端面和鉆中心孔，保證兩個(gè)中心孔在同一直線上。4.12精基準(zhǔn)的選擇精基準(zhǔn)的選擇對(duì)一個(gè)零件加工完成后的精度非常重要。此零件選用兩端的中心孔作為精基準(zhǔn)，所以用兩端中心孔來(lái)對(duì)外圓精加工。外圓加工完成后用外圓作為精基準(zhǔn)，加工內(nèi)圓。4.2各表面加工方法的確定176外圓：粗車(chē) 55外圓：粗車(chē)精車(chē)60外圓：粗車(chē)精車(chē)65外圓：粗車(chē)精車(chē)75外圓：粗車(chē)精車(chē)50內(nèi)圓：粗銑80內(nèi)圓：車(chē)孔-鉸孔104內(nèi)圓：車(chē)孔20孔 ：鉆孔-鉸孔左端面 ： 粗車(chē)右端面 ：粗車(chē)鍵槽 ：粗銑-精銑4.3工序集中和分散考慮4.31工序集中工序集中就是將零件的加工集中在少數(shù)幾道工序中完成，每道工序加工內(nèi)容多，工藝路線短。其主要特點(diǎn)是：可以采用高效機(jī)床和工藝裝備，生產(chǎn)率高；減少了設(shè)備數(shù)量以及操作工人人數(shù)和占地面積，節(jié)省人力、物力；減少了工件安裝次數(shù)，利于保證表面間的位置精度；采用的工裝設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，調(diào)整維修較困難，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大。4.32工序分散 工序分散就是將零件的加工分散到很多道工序內(nèi)完成，每道工序加工的內(nèi)容少，工藝路線很長(zhǎng)。其主要特點(diǎn)是設(shè)備和工藝裝備比較簡(jiǎn)單，便于調(diào)整，容易適應(yīng)產(chǎn)品的變換,對(duì)工人的技術(shù)要求較低；可以采用最合理的切削用量，減少機(jī)動(dòng)時(shí)間；所需設(shè)備和工藝裝備的數(shù)目多，操作工人多，占地面積大。工序集中或分散的程度，主要取決于生產(chǎn)規(guī)模。一般情況下，單件小批生產(chǎn)時(shí)，采用工序集中，在一臺(tái)普通機(jī)床上加工出盡量多的表面；批量生產(chǎn)時(shí)，采用工序分散。終上以及結(jié)合圖紙要求，采用工序分散。4.4加工設(shè)備于工藝設(shè)備的的選擇541 普通車(chē)床CS6140床身上最大回轉(zhuǎn)直徑400mm, 床鞍上最大回轉(zhuǎn)直徑220mm, 最大工件長(zhǎng)度1000 mm；主軸通孔直徑52 mm，主軸頭型式CS6140:ISO 702/III NO.6卡口型；其余:ISO 702/II NO.8凸輪鎖緊型，主軸轉(zhuǎn)速范圍24級(jí) 9-1600rpm，主軸電機(jī)功率7.5KW；套筒直徑/行程75/150mm，頂尖錐度5MT；3、刀位數(shù)/刀方尺寸4 / 25X25； X、Z向最大行程145 mm、320 mm，X、Z向進(jìn)給范圍93種 0.028-6.43mm/r、93種 0.012-2.73 mm/r，公制螺紋范圍48種 0.5-224mm，英制螺紋范圍48種 72-1/4 t.p.i，模數(shù)螺紋范圍42種 0.5-112 mm，徑節(jié)螺紋范圍42種 56-1/4t.p.i.4.42數(shù)控車(chē)床CAK6136V/750CAK6136V/750,床身上最大回轉(zhuǎn)直徑：360MM， 滑板上最大回轉(zhuǎn)直徑：180MM， 滑板上最大切削直徑：180MM， 最大加工長(zhǎng)度： 650MM，主軸通孔直徑： 53MM，主電機(jī)功率： 變頻5.5KW， 主軸轉(zhuǎn)速范圍：200-3000 R/MIN， X軸最大行程： 220 MM， Z軸最大行程： 660MM， 機(jī)床重復(fù)定位精度：X軸：0.007， Z軸：0.01， 加工精度： IT6，粗糙度： RA1.6，機(jī)床凈重/毛重：2030*3170KG，包裝箱尺寸：（長(zhǎng)*寬*高）：2500*1640*2145MM.4.43數(shù)控銑床 XK713工作臺(tái)面積 mm 1000320 T型槽 (槽數(shù)/槽寬/間距) mm 3/14/80 X軸行程 mm 600 Y軸行程 mm 320 Z軸行程 mm 450 主軸端面至工作臺(tái)臺(tái)面距離 mm 100550 工作臺(tái)最大載重 kg 300 主軸錐孔 ISO 7:24 錐度No.40 主軸軸徑/扭矩 mm/Nm 60/108Nm 主軸電機(jī) kW 5.5Kw 主軸轉(zhuǎn)數(shù) rpm 304000或6000（無(wú)級(jí)） 快速移動(dòng)速度(X、Y、Z軸) rpm 8000 切削進(jìn)給速度 mm/min 104000 伺服電機(jī)輸出扭矩 Nm 6 齒輪潤(rùn)滑電機(jī)功率 kW 0.04 刀具最大直徑/長(zhǎng)度/重量 110mm/400mm/18kg 電源容量 KVA 15 機(jī)床外觀尺寸 mm 220017002000 機(jī)床重量(凈重/毛重) kg 3000/4000 定位精度 mm 0.02 重復(fù)定位精度 mm 0.016五、加工順序的安排毛坯熱處理 退火（消除內(nèi)應(yīng)力） 普車(chē) 粗車(chē)各外圓和左端面 普車(chē) 粗、精車(chē)右端面、176外圓 鉆中心孔 數(shù)控車(chē) 粗、精車(chē)各圓柱面（除被裝夾面）數(shù)控車(chē) 精車(chē)左端各外圓 數(shù)控車(chē) 鉆45的孔，車(chē)50、80、104，80的留鉸的余量 數(shù)控車(chē) 鉸80孔 數(shù)控銑 鉆208孔、鉸孔數(shù)控銑 銑鍵槽六、走刀路線的確定合理確定走刀路線對(duì)于保證被加工零件的加工精度和表面質(zhì)量以及提高編程和加工效率起著非常重要的作用。尤其是加工軸類(lèi)零件。應(yīng)做到走刀路線短，刀具空行程少，這樣才能提高工作效率。5.7工序尺寸及公差的確定工序尺寸及公差的確定在機(jī)械加工中起著至關(guān)重要的作用。要按照給定的精度等級(jí)選定公差。加工部位 粗車(chē)余量及公差等級(jí) 精車(chē)余量及公差等級(jí)176外圓 5 IT1255外圓 15 IT12 1 IT660外圓 12 IT12 1 IT665外圓 5 IT12 1 IT675外圓 5 IT12 1 IT6七、刀具的選擇刀具的選擇是數(shù)控加工工藝中的重要內(nèi)容之一，不僅影響機(jī)床的加工效率，而且直接影響零件的加工質(zhì)量。應(yīng)考慮以下方面：（1） 根據(jù)零件材料的切削性能選擇刀具。（2） 根據(jù)零件的加工階段選擇刀具。（3） 根據(jù)加工區(qū)域的特點(diǎn)選擇刀具和幾何參數(shù)。由于我們要加工的零件材料要求為45鋼，根據(jù)要求，選擇硬質(zhì)合金刀。（1） 粗車(chē)外圓： 01 90外圓車(chē)刀（2） 精車(chē)外圓 02 70外圓車(chē)刀（3） 端面： 03 90端面車(chē)刀（4） 打孔鉆頭： 04、05 18、45高速鋼鉆（5） 內(nèi)圓 06 90內(nèi)孔刀（6） 鍵槽 07 3.0*13鍵槽銑刀3.0*13 八、切削用量的選擇所謂合理的切削用量是指充分利用刀具的切削性能和機(jī)床性能，在保證加工質(zhì)量的前提下，獲得高的生產(chǎn)率和低的加工成本的切削用量。 制訂切削用量，就是要在已經(jīng)選擇好刀具材料和幾何角度的基礎(chǔ)上，合理地確定背吃刀量、進(jìn)給量。 加工部位 粗背吃刀量 精車(chē)吃刀量 進(jìn)給量mm/r 各外圓 3.0 0.5 1.2 端面 0.5鍵槽 5 2 0.1鉸孔 0.1 九、小結(jié)一個(gè)星期的數(shù)控加工工藝的課程實(shí)訓(xùn)很快結(jié)束了，在這次課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，我學(xué)到了很多。也遇到了種種困難，又一次又一次的修改加工方案，著都暴露了我在這方面的知識(shí)欠缺和經(jīng)驗(yàn)不足。數(shù)控加工課程設(shè)計(jì)是一個(gè)跟實(shí)際聯(lián)系很緊密的，不管是工藝過(guò)程還是工序卡，以及設(shè)備的選擇，都要求我們有相關(guān)的理論知識(shí)，而且還要根據(jù)實(shí)訓(xùn)過(guò)程中學(xué)到的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)聯(lián)系起來(lái)，才能搞課程設(shè)計(jì)。因此在課程設(shè)計(jì)中遇到的很多問(wèn)題，既有理論的欠缺，也有經(jīng)驗(yàn)的不足。但是在李立教授的幫助下，最終將遇到的問(wèn)題得到了解決。作的一次綜合練習(xí)。隨著課程設(shè)計(jì)的逐漸完成，使我對(duì)數(shù)控加工工藝這門(mén)課程以及對(duì)數(shù)控加工技術(shù)都有了更深入的理解和掌握。在這段時(shí)間里，我盡著自己最大的努力學(xué)習(xí)，來(lái)學(xué)習(xí)和創(chuàng)新。為了解決技術(shù)上的問(wèn)題，我也不斷地去翻閱所學(xué)的專(zhuān)業(yè)書(shū)籍和各種相關(guān)。我認(rèn)為，這種實(shí)訓(xùn)我受益匪淺，因?yàn)槲冶┞冻隽俗约旱牟蛔?。十、參考文獻(xiàn)趙長(zhǎng)旭 數(shù)控加工工藝 西安電子科技大學(xué) 2006趙長(zhǎng)旭 數(shù)控加工工藝課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū) 西安電子科技大學(xué) 2007王健石 機(jī)械加工常用刀具數(shù)據(jù)速查手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社 2006 運(yùn)強(qiáng) 機(jī)械切削工人常用計(jì)算手冊(cè) 化學(xué)工業(yè)出版社 2006麗水職業(yè)技術(shù)學(xué)院產(chǎn)品型號(hào)機(jī)械加工工藝過(guò)程零件編號(hào)第 頁(yè)零件名稱(chēng)輸出軸共 頁(yè)材料名稱(chēng)型號(hào)及規(guī)格毛坯種類(lèi)毛坯尺寸毛重/Kg凈重/Kg序號(hào)工序名稱(chēng)工序內(nèi)容設(shè)備工藝裝備名稱(chēng)與編號(hào)工時(shí)定額(小時(shí))夾具量具刃具輔具準(zhǔn)備操作單件1鍛造毛胚各邊留35mm加工余量2粗車(chē)車(chē)各外圓CS6140三角卡盤(pán)游標(biāo)卡尺90外圓刀3粗車(chē)車(chē)左端面CS6140三角卡盤(pán)90端面刀4粗車(chē)車(chē)右端面CS6140三角卡盤(pán)90端面刀5粗車(chē)176外圓CS6140三角卡盤(pán)游標(biāo)尺90外圓刀6精車(chē)車(chē)右端面CS6140三角卡盤(pán)90端面刀7精車(chē)176外圓CS6140三角卡盤(pán)千分尺93外圓刀8粗車(chē)各外圓柱面CAK6136/750三角卡盤(pán)游標(biāo)卡尺90外圓刀9精車(chē)各外圓柱面CAK6136/750三角卡盤(pán)千分尺93外圓刀10打孔打中心孔CAK6136/750三角卡中心鉆11掉頭車(chē)車(chē)各圓柱面CAK6136/750三角卡盤(pán)千分尺93外圓刀12鉆孔鉆45的孔，車(chē)5080104的孔CAK6136/750三角卡盤(pán)內(nèi)徑千分尺90內(nèi)孔刀13鉸孔鉸80的孔CAK6136/750三角卡盤(pán)內(nèi)徑千分尺鉸刀修改記錄標(biāo)記學(xué)生班級(jí)學(xué)生姓名指導(dǎo)老師完成日記簽名數(shù)控0807徐鑫李立 陳明麗水職業(yè)技術(shù)學(xué)院產(chǎn)品型號(hào)機(jī)械加工工藝過(guò)程零件編號(hào)第 頁(yè)零件名稱(chēng)輸出軸共 頁(yè)材料名稱(chēng)型號(hào)及規(guī)格毛坯種類(lèi)毛坯尺寸毛重/Kg凈重/Kg序號(hào)工序名稱(chēng)工序內(nèi)容設(shè)備工藝裝備名稱(chēng)與編號(hào)工時(shí)定額(小時(shí))夾具量具刃具輔具準(zhǔn)備操作單件1銑銑20的孔XK713平口鉗內(nèi)徑千分尺鍵槽銑刀2銑銑鍵槽XK713平口鉗內(nèi)徑千分尺鍵槽銑刀3456789111213修改記錄標(biāo)記學(xué)生班級(jí)學(xué)生姓名指導(dǎo)老師完成日記簽名數(shù)控0807徐鑫李立 陳明麗水職業(yè)技術(shù)學(xué)院數(shù) 控 加 工 工 序 卡零件名稱(chēng)輸出軸零件編號(hào)工序名稱(chēng)工序號(hào)設(shè)備編號(hào)型號(hào)CS6140名稱(chēng)普車(chē)夾具編號(hào)名稱(chēng)定額每批件數(shù)單件時(shí)間（小時(shí)）工人級(jí)別學(xué)生班級(jí)學(xué)生姓名日期數(shù)控0807徐鑫2010-1-8序號(hào)工 步 內(nèi) 容刀具及輔具量具切削用量機(jī)動(dòng)時(shí)間小時(shí)輔助時(shí)間小時(shí)編號(hào)名稱(chēng)規(guī)格數(shù)量編號(hào)名稱(chēng)規(guī)格數(shù)量apfvcn粗車(chē)外圓0190外圓車(chē)刀1游標(biāo)卡尺3.00.880800粗車(chē)左端面0390端面刀10.5粗車(chē)右端面0390端面刀10.5粗車(chē)176外圓0190外圓車(chē)刀1游標(biāo)卡尺3.00.880800精車(chē)右端面0390端面刀10.10.1601000精車(chē)176外圓0270外圓刀1千分尺0.10.1601000麗水職業(yè)技術(shù)學(xué)院數(shù) 控 加 工 工 序 卡零件名稱(chēng)零件編號(hào)工序名稱(chēng)工序號(hào)設(shè)備編號(hào)型號(hào)CAK6136