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.（5）（一）粗基準的選擇.(5) （二）精基準的選擇.(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)計算.（9）六、確定加工方案.(9)七、設(shè)計程序.（12）結(jié)論.（14）結(jié)束語 .（15）參考文獻.（16）附錄.（17）典型軸類零件的加工工藝分析及編程摘要：本課題主要通過介紹典型軸類零件加工工藝及編程，使我們進一步鞏固和

2、加強所學的知識，把所學的知識由理論轉(zhuǎn)化為實踐。深入地了解加工中出現(xiàn)的各種問題，找到解決的辦法，能在以后的工作中出現(xiàn)類似的問題時能及時解決。軸類零件是機器中經(jīng)常遇到的典型零件之一。它在機械中主要用于支承齒輪、帶輪、凸輪以及連桿等傳動件，以傳遞扭矩。軸類零件的加工包含了所學的所有的數(shù)控知識：外圓、內(nèi)孔、端面和臺階等一系列加工表面的加工，能充分的表現(xiàn)出所學的知識。通過本次設(shè)計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習，當然也有自己掌握比較熟練的方面，能更好的了解自己的長處，在以后的實踐中能更好運用。關(guān)鍵詞：心軸 數(shù)控編程 工藝分析 前 言 近年來，我國的數(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，社會上對掌握數(shù)控技術(shù)的人才需求量越來越大，特別是對掌握數(shù)控加工技術(shù)的人才需求量更大。隨著我國綜合國力的進一步加強和加入世貿(mào)組織，我國經(jīng)濟全面與國際接軌，并逐步成為全球制造中心，大批跨國企業(yè)搶先登陸，高起點技建廠，我國企業(yè)廣泛應(yīng)用現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)參與國際競爭。目前我國制造業(yè)進入了一個空前蓬勃發(fā)展的新時期，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。 此設(shè)計讓我們畢業(yè)生更進一步的熟悉數(shù)控車床，確定加工工藝，學會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所示為零件簡圖，包括M12深度為32的內(nèi)螺紋、Ø20長度為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號鋼。 二、確定定位基準合理地選擇定位基準，對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，這種基準稱為粗基準。在以后的工序中就應(yīng)該用已加工過的表面作定位基準，這種基準稱為精基準。（一）粗基準的選擇 粗基準選擇的是否正確，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位置精度，具體選擇時應(yīng)考慮以下原則：1選擇不需加工的表面做粗基準。該零件可選擇毛胚的外圓柱面為粗基準。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。該零件的各個表面都留有差不多的余量，可無需考慮此因素。3選擇加工余量最小的表面作粗基準，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。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。表面一次加工時選用的為柱面棒料，粗糙度值一樣，表面積也一樣此情況無需考慮。5粗基準精度低，粗糙度值大，形狀不平整，一般只能使用一次。（二）精基準的選擇 在第一道工序之后，就應(yīng)當使用精基準定位，其選擇原則如下：1基準重合原則 即盡可能選用設(shè)計基準作定為基準，這樣可避免因定位基準與設(shè)計基準不重合而引起的定位誤差，容易保證加工面與其設(shè)計基準的相對

7、位置精度。2基準統(tǒng)一原則 應(yīng)使盡量多的表面加工時都用同一個定位基準，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統(tǒng)一原則，M12深度為32的內(nèi)螺紋、Ø20長度為62.02圓柱面、14°錐面、都采用右端柱面作為定位基準。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，而且所選的精基準應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡單，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 對于某些精加工或光整加工工序，要求加工余量小而均勻時，可用被加工面本身作精基準。5互為基準 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、反復(fù)加工。此零件中

8、左端和有端即為互為基準。在實際生產(chǎn)中，精基準的選擇要完全符合上述原則，有時很難做到。所以，要根據(jù)具體情況進行分析，選擇最有利的精基準。三、刀具的選擇數(shù)控機床與普通機床相比較，對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、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，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)濟指標。4刀具能承受的切削用量。（二）本零件的刀具選擇為：序號刀具號刀具規(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，編程人員必須確定每道工序的切削用量，并以指令的形式寫入程序中。切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速、背吃刀

10、量及進給速度等。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）直徑來選擇。一般加工零件時，考慮工件材料為45號鋼，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，考慮細牙螺紋切削力不大，采用400r/min來車螺紋，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）進給速度的確定進給速度是數(shù)控機床切削用量中的重要參數(shù)，主要根據(jù)零件的加工進度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性質(zhì)選取。最大進給速度受機床剛度和進給系統(tǒng)的性能限制。一般粗車選用較高的進給速度，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)機床、工件和刀具的剛度來決定，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 車削端面時主軸轉(zhuǎn)速 S=1000r/min, 車削外圓

13、時 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；用二號刀精車Ø20表面及14°錐面及背端面；用三號刀精擴孔并用四號刀攻螺紋，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為換刀點遠離工件以求安全。B為起刀點，既是復(fù)合循環(huán)的起點又是循環(huán)的終點。圖1-3工序4的加工過程：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15度的倒錐面。典型軸類零件數(shù)控加工工藝卡片：工序號工序名稱工 序 內(nèi) 容工藝裝備主軸轉(zhuǎn)速r/min進給速度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020粗車20mm X 62mm和14°圓錐臥式車床 800 0.2 1 自動030鉆孔用10mm麻花鉆鉆螺紋孔底麻花鉆 12000.1手動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050精車M12深度為32的內(nèi)螺紋60°螺紋車刀600 自動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080檢驗按圖樣尺寸檢查各部七、設(shè)計程序 （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號刀 主軸正傳 轉(zhuǎn)速 車外圓 錐度)G00 X100. Z100.; （安全點，及換刀點）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號刀 主軸正傳，轉(zhuǎn)速 精擴孔)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號刀攻螺紋）G00 X100. Z100.;X9. Z4.; (螺紋起刀點)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)論通過這次的畢業(yè)設(shè)計我鞏固了自己以前所學過的理論知識和實踐經(jīng)驗，提高了自己獨立分析問題，解決問題的能力，為自己以后不如社會參加企業(yè)實習工作打下了堅定的基礎(chǔ)。同時，我也發(fā)現(xiàn)了自己以前學習的知識還是遠遠不夠的，我會在以后的學習生活中不斷的磨練自己，這樣才能領(lǐng)悟到更高的知識。由于有些知識太長時間不用，不夠掌握了。在這次畢業(yè)設(shè)計中，我又翻閱了以前的教材還有上網(wǎng)查閱資料，又學到了一些以前忽略掉得知識，溫故知新，更假的豐富了我的知識水平。這次的畢業(yè)