論文雙偏心孔螺紋薄壁套的造型和數(shù)控加工

1、目 錄緒論4第1章 零件的圖樣分析51.1零件的尺寸要求51.2零件的圖樣分析6零件的形狀及主要加工表面的尺寸6零件的形位公差分析6零件表面粗糙度分析7零件的設計基準7第2章 毛坯的選擇82.1毛坯的種類82.2毛坯種類確定82.3毛坯尺寸及形狀選擇8第3章 車床的選擇103.1車床的主要分類103.2車床的主要參數(shù)10第4章 零件的工藝規(guī)程設計124.1夾具及量具的選擇12夾具的選擇12量具的選擇134.2刀具的選擇14刀具的材料14車刀種類與用途154.3零件的裝夾方式和定位基準17裝夾方法17定位基準18精基準與粗基準的選擇原則18基準的確定194.4加工工藝路線的確定20加工階段的劃分

2、20工序的劃分21加工順序的安排及確定21加工進給路線的確定224.5工序加工余量的確定244.6切削用量的選擇254.7數(shù)控加工工序卡和數(shù)控加工刀具卡29第5章 梯形螺紋的車削315.1梯形螺紋的標記315.2梯形螺紋車刀的安裝3153梯形螺紋的車削方法32小結(jié)34致謝35結(jié)束語36參考文獻37附錄38摘 要本文利用UG強大的建模和仿真加工功能，從雙偏心孔螺紋薄壁套的造型和數(shù)控加工的理論與方法兩方面進行了研究，編制了合理的工藝方案和加工程序，在數(shù)控加工中心加工，雙偏心孔螺紋薄壁套整體加工質(zhì)量滿足了工業(yè)生產(chǎn)的需要，使用大型 CAD /CAM軟件對產(chǎn)品進行設計和數(shù)控加工是現(xiàn)代制造技術研究中不可缺

3、少的重要內(nèi)容，代表著制造業(yè)的發(fā)展方向和趨勢。數(shù)控加工是當前制造業(yè)領域的一個重要研究方向，依靠CAD/CAM強大的三維造型和加工功能方便快捷的進行設計和加工，真正的實現(xiàn) CADCAM一體化進程，保證了零件順利設計制造，大大縮短了產(chǎn)品設計制造周期，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。 關鍵詞：數(shù)控加工；建模技術；CAD；CAM； 緒論 畢業(yè)設計是我們對所學各課程的一次深入的綜合性的總復習,也是一次理論聯(lián)系實際的訓練,因此,它在我們?nèi)甑拇髮W生活中占有重要的地位。就自己個人而言，我希望能通過這次畢業(yè)設計對自己未來將從事的工作進行一次適應性訓練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后打下一個良好的基礎。本設計書是根

4、據(jù)數(shù)控加工綜合設計的，數(shù)控機床已成為國家先進制造技術的基礎設備，并關系到國家發(fā)展的戰(zhàn)略地位，從20世紀中葉數(shù)控技術出現(xiàn)以來。數(shù)控機床給機械制造帶來了革命性的變化，數(shù)控加工具有自動化，高效率，適應性強，精度高等特點。現(xiàn)代數(shù)控加工正向高速化，高精度化，高柔性化，高一體化和智能化方向發(fā)展。本畢業(yè)設計內(nèi)容主要是詳敘如何對軸類進行工藝分析，大致包含了零件的分析、毛坯、工藝規(guī)程設計及加工程序的編制，另外還分了畢業(yè)設計小結(jié)、參考文獻等版塊。數(shù)控加工工藝分析是數(shù)控專業(yè)教學體系中構(gòu)成數(shù)控加工技術專業(yè)知識及專業(yè)技能的重要組成部分，通過畢業(yè)設計使我們更深了解了相關學科中的基本理論、基本知識，以及理論實踐相結(jié)合，同時

5、對本專業(yè)有了較完整的、系統(tǒng)的認識，從而達到鞏固、擴大、深化所學知識的目的，培養(yǎng)和提高了綜合分析問題和解決問題的能力，以及培養(yǎng)了科學的研究和創(chuàng)造能力。本畢業(yè)設計內(nèi)容主要是如何工藝分析典型的軸類零件，基本含概了我們所學到的所有專業(yè)知識。我以嚴謹務實的認真態(tài)度進行了此次設計的編寫，但由于知識水平與實際經(jīng)驗有限，在設計中難免會出現(xiàn)一些錯誤、缺點和疏漏，誠請位評審老師能給于批評和指正。第1章 零件的圖樣分析1.1零件的尺寸要求如圖1-1所示：圖1-11.2零件的圖樣分析零件的形狀及主要加工表面的尺寸該零件表面有圓柱、梯形螺紋及槽等表面組成。含有內(nèi)孔加工，內(nèi)孔中有莫氏3號錐孔及內(nèi)槽構(gòu)成。其中多個直徑尺寸有

6、較嚴格的尺寸精度和表面粗糙度等要求；圓柱表面和內(nèi)孔表面的直徑尺寸精度要求嚴格，而軸肩與軸頸的長度精度要求較為嚴格。零件的形位公差分析加工精度要求：左端對中心線的跳動為0.05mm，左端面上有2處1×15°的倒角、梯形螺紋兩牙的夾角為30°，左端兩內(nèi)孔的偏心距為（14±0.02）mm。零件表面粗糙度分析表面粗糙度是保證零件表面微觀精度的重要要求，也是合理選擇數(shù)控車床、刀具及確定切削用量的依據(jù)。從零件圖樣可知：外槽、內(nèi)槽及內(nèi)孔的粗糙度為Ra1.6um,其余的粗糙度Ra3.2um。零件的設計基準該零件的中心線是各外圓和內(nèi)孔的設計基準，也是圓柱面的跳動誤差的設計

7、基準。螺紋左端面是軸肩右端面和圓柱右端面的設計基準，而圓柱右端面則是梯形螺紋設計基準。第2章 毛坯的選擇2.1毛坯的種類常用的毛坯種類有鑄件、鍛件、壓制件、沖壓件、焊接件、型材和板材等。（1）鑄件：適用于形狀復雜的毛坯，薄壁零件不可用砂型鑄造，尺寸大的鑄件宜用砂型鑄造，中、小型零件可用較先進的鑄造方法。鑄件材料有鑄鐵、鑄鋼及銅、鋁等有色金屬。（2）鍛件：適用于零件強度較高、形狀較簡單的零件。（3）型材：型材有熱軋和冷軋兩種。熱軋型材的尺寸較大，精度低，多用作一般零件的毛坯；冷軋型材尺寸較小，精度較高，多用于毛坯精度要求較高的中、小零件，適用于自動機床加工。（4）焊接件：是根據(jù)需要將型材或鋼板等

8、焊接而成的毛坯件，對于大件來說，焊接件簡單、方便，但焊接后變形大，需經(jīng)時效處理。（5）冷沖壓件：可以非常接近成品要求，在小型機械、儀表、輕工電子產(chǎn)品方面應用廣泛。但因沖壓模具昂貴僅用于大批大量生產(chǎn)。適用于形狀復雜的板料零件，多用于中、小尺寸零件的大批量生產(chǎn)。2.2毛坯種類確定由于軸類零件的毛坯一般選擇鋼材，而且力學性能較低，則毛坯種類選擇型材。型材是具有一定的幾何形狀斷面的軋制材料，型材按其截面形狀分類有圓鋼、方鋼、角鋼、線材以及各種異型鋼等，這些材料按一定的長度切斷即可成為零件的毛坯。根據(jù)零件的圖形看出選形狀類型為圓鋼的最為合適。2.3毛坯尺寸及形狀選擇選擇毛坯形狀和尺寸總的要求是：減少“肥

9、頭大耳”，實現(xiàn)少屑或無屑加工。毛坯形狀要力求接近成品形狀，減少機械加工的勞動量。在采用數(shù)控加工時其加工表面應有較充分的余量，根據(jù)圖紙所規(guī)定的尺寸，毛坯尺寸選70mm×100mm為最佳。 第3章 車床的選擇選擇機床時主要考慮以下因素：（1）機床規(guī)格應與工件的外形尺寸相適應，即大件用大機床，小件用小機床。（2）機床精度應與工件加工精度要求相適應。機床精度過低，不能保證加工精度；機床精度過高，又會增加工件的制造成本，應根據(jù)工件的精度要求合理選擇。（3）機床的生產(chǎn)效率應與工件的生產(chǎn)類型相適應。單件小批生產(chǎn)用通用設備或數(shù)控機床，大批大量生產(chǎn)應選高效專用設備。（4）與現(xiàn)有的條件相適應。要根據(jù)現(xiàn)有

10、設備及設備負荷狀況、外協(xié)條件等確定機床，避免“閉門造車”。3.1車床的主要分類車床是主要用車刀對旋轉(zhuǎn)的工件進行車削加工的機床。在車床上還可用鉆頭、擴孔鉆、鉸刀、絲錐、板牙和滾花工具等進行相應的加工。車床主要用于加工軸、盤、套和其他具有回轉(zhuǎn)表面的工件，是機械制造和修配工廠中使用最廣的一類機床。卡盤式數(shù)控車床 這類車床沒有尾座，適合車削盤類(含短軸類)零件。臥式數(shù)控車床又分為數(shù)控水平導軌臥式車床和數(shù)控傾斜導軌臥式車床。其傾斜導軌結(jié)構(gòu)可以使車床具有更大的剛性，并易于排除切屑。夾緊方式多為電動或液動控制，卡盤結(jié)構(gòu)多具有可調(diào)卡爪或不淬火卡爪(即軟卡爪)。3.2車床的主要參數(shù)表3.1 CK6140數(shù)控機床

11、的主要技術參數(shù)項 目技 術 參 數(shù)加工范圍車床上的最大回轉(zhuǎn)直徑/mm400床鞍上的最大回轉(zhuǎn)直徑/mm180最大車削直徑/mm240最大工件長度/mm1000最大車削長度/mm800主軸主軸通孔直徑/mm52主軸頭形式(r/min)ISO702/No.6主軸轉(zhuǎn)速(r/min)36-2000高速(r/min)17-2000中速(r/min)95-1200低速(r/min)36-420主軸電動機功率/KW5.5(變頻)尾座套筒直徑/mm55套筒行程(手動) /mm120尾座套筒錐孔120MT No.4刀架快速移動速度(m/min)3/6刀位數(shù)4刀方尺寸/mm2020X向行程/mm200Z向行程/mm

12、800機床定位精度X/mm0.030Z/mm0.040機床重復定位精度X/mm0.012Z/mm0.016根據(jù)被加工的零件外形、長度、和材料等條件，故選用CK6140臥式數(shù)控車床。第4章 零件的工藝規(guī)程設計4.1夾具及量具的選擇在機械加工過程中，為了保證加工精度，固定工件使之占有確定位置，以接受加工或檢測的工藝裝備統(tǒng)稱為機床夾具，簡稱夾具。例如，車床上使用的三爪自定心卡盤。夾具的選擇為保證加工精度，在數(shù)控機床上加工零件時，必須先使工件在機床上占據(jù)一個正確的位置，即定位，然后將其夾緊。這種定位與夾緊的過程稱為工件的裝夾。用于裝夾工件的工藝裝備就是機床夾具。車床主要用于加工內(nèi)外圓柱面、圓錐面、回轉(zhuǎn)

13、成形面、螺紋及端平面等。上述各表面都是繞車床主軸軸心的旋轉(zhuǎn)而形成的，根據(jù)這一加工特點和夾具在車床上安裝的位置，將車床夾具分為兩種基本類型：一類是安裝在車床主軸上的夾具，這類夾具和車床主軸相連接并帶動工件一起隨主軸旋轉(zhuǎn)，除了三爪自定心卡盤、四爪單動卡盤、頂尖等通用夾具或其他機床附件外，往往根據(jù)加工的需要設計出各種心軸或其他專用夾具；另一類是安裝在滑板或床身上的夾具（1）三爪自定心卡盤是車床上最常用的自定心夾具。它夾持工件一般不需要找正，裝夾速度較快。是一種常用的自動定心夾具，裝夾方便，應用較廣，但它夾緊力較小，不便于夾持外形不規(guī)則的工件，一般適用于裝夾軸類、盤套類零件。（2）四爪單動卡盤其四個爪

14、都可單獨移動，安裝工件時需找正，夾緊力大，適用于外形不規(guī)則、非圓柱體、偏心、有孔距要求（孔距不能太大）及位置與尺寸精度要求高的零件。四爪單動卡盤裝夾操作須知：a.應根據(jù)工件被裝夾出的尺寸調(diào)整卡爪，使其相對兩爪的距離略大于工件直徑即可。b.工件被夾持部分不宜太長，一般以10-15mm為宜。c.為了工件表面被夾傷和找正工件時方便裝夾位置應墊0.5mm以上的銅皮。d.在裝夾大型、不規(guī)則工件時，應在工件與導軌面之間墊放防護木板，以防工件掉下，損壞機床表面。用四爪單動卡盤找正偏心工件（單件或少量）比三爪自動定心卡盤方便，而且精度高，尤其在雙重偏心工件加工中更能顯示出優(yōu)勢。一般情況下，工件的偏心距在4.5

15、mm范圍以內(nèi)時，直接用百分表按上述找正辦法即可完成找正工作。根據(jù)零件圖尺寸要求，工件偏心距為4±0.06mm。（3）花盤與其他車床附件一起使用，適用于外形不規(guī)則、偏心及需要端面定位夾緊的工件。（4）心軸常用心軸有圓柱心軸、圓錐心軸和共花鍵心軸。圓柱心軸主要用于套筒和盤類零件的裝夾；圓錐心軸（小錐度心軸）的定心精度高，但工件的軸向位移誤差加大，多用于以孔為定位基準的工件；花鍵心軸用于以花鍵定位的工件。根據(jù)上述介紹，雙偏心孔螺紋薄壁套零件在加工外輪廓時可選三爪自定心卡盤進行裝夾、在鉆偏心中心孔時可選用四爪單動卡盤進行裝夾。量具的選擇數(shù)控加工主要用于單件小批生產(chǎn)，一般采用通用量具，如游標卡

16、尺、百分表等。對于成批生產(chǎn)和大批大量生產(chǎn)中部分數(shù)控工序，應采用各種量規(guī)和一些高生產(chǎn)率的專用檢具與量儀等。量具精度必須與加工精度相適應。由圖可知：測量零件總長時需用鋼直尺規(guī)格為300mm，測量外徑用游標卡尺規(guī)格為0mm150mm，測量內(nèi)徑深度用游標深度尺規(guī)格為0mm150mm，為保證精度更精確還需用千分尺規(guī)格為25mm50mm，為保證偏心距在公差范圍內(nèi)還需用磁座百分表、內(nèi)徑百分表規(guī)格分別為20mm50mm、18mm35mm，由于圖中有外螺紋所以還需用螺紋環(huán)規(guī)格為M27×1.5，各處的倒角需用萬能角度尺測量。4.2刀具的選擇選擇刀具應考慮的要素：（1）被加工工件材料的類別（2）被加工工件

17、材料性能（3）切削工藝的類別（4）被加工工件的幾何形狀、零件精度和加工余量等因素（5）要求刀片能承受的切削用量（6）生產(chǎn)現(xiàn)場的條件（7）被加工工件的生產(chǎn)批量，影響到刀片的經(jīng)濟壽命。數(shù)控機床刀具的特點：（1）刀片和刀具幾何參數(shù)和切削參數(shù)的規(guī)范化、典型化。（2）刀片和刀具材料及切削參數(shù)與被加工工件的材料之間匹配的選用原則。（3）刀片和刀具的耐用度及其經(jīng)濟壽命指標的合理化。（4）刀片及刀柄的定位基準的優(yōu)化。（5）刀片及刀柄對機床主軸的相對位置的要求高。（6）對刀柄的強度、剛性及耐磨性的要求高。（7）刀柄或工具系統(tǒng)的裝機重量限制的要求。（8）對刀具柄的轉(zhuǎn)位，裝拆和重復精度的要求。（9）刀片及刀柄切入的

18、位置和方向的要求。（10）刀片和刀柄高度的通用化、規(guī)則化、系列化。（11）整個數(shù)控工具系統(tǒng)自動換刀系統(tǒng)的優(yōu)化。刀具的材料數(shù)控機床刀具從制造所采用的材料上可以分為：高速鋼刀具、硬質(zhì)合金刀具、陶瓷刀具，立方氮化刀具，聚晶金剛石刀具。目前數(shù)控機床用得最普遍的刀具是硬質(zhì)合金刀具。在金屬切削領域，金屬切削機床的發(fā)展和刀具材料的開發(fā)是相輔相成的關系。刀具材料從碳素工具鋼到今天的硬質(zhì)合金和超硬材料（陶瓷、立方氮化硼、聚晶金鋼石等），都是隨著機床主軸轉(zhuǎn)速提高、功率增大，主軸精度的提高，機床剛性的增加而逐步發(fā)展的。同時由于新的工程材料（耐磨、耐熱、超輕、高強度、纖維等）不斷出現(xiàn)，也對切削刀具材料的發(fā)展起到了促進

19、作用。目前金屬切削工藝中應用的刀具材料，碳素工具鋼已被淘汰，合金工具鋼也很少使用。總之，上述五大類刀具材料，從總體上分析，材料的硬度、耐磨性，金剛石最高，遞次降低，直到高速鋼。而材料的韌性則是高速鋼最高，金剛石最低。在數(shù)控機床、車削中心、加工中心等現(xiàn)代機床中，采用最廣泛的是硬質(zhì)合金和高速鋼這兩類。因為這兩類材料從經(jīng)濟性、成熟性、適應性、多樣性、工藝等各方面，目前綜合效果都優(yōu)于陶瓷、立方氮化硼、聚晶金剛石等刀具材料。車刀種類與用途數(shù)控切削常用的車刀一般分為三類，即尖形車刀、圓弧形車刀和成行車刀。（1） 尖形車刀以直接切削刃為特征的車刀一般稱為尖形車刀。這類車刀的刀尖（同時也稱為其刀位點）由直線形

20、的主、副切削刃構(gòu)成，如93°內(nèi)外圓車刀、左右端面車刀、切斷（車槽）車刀及刀尖到棱很小的各種外圓和內(nèi)孔車刀。（2） 圓弧形車刀圓弧形車刀是較為特殊的數(shù)控加工車刀，刀位點不在圓弧上，而在該圓弧的圓心上，圓弧形車刀可以用于車削內(nèi)、外表面，特別適合于車削各種光滑連接（凹形）的成形面。（3） 成形車刀俗稱樣板車刀，其加工零件的輪廓形狀完全由車到刀刃的形狀和尺寸決定。在數(shù)控加工中，應盡量少用或不用成形車刀。綜上所述，很具零件圖樣的尺寸要求，刀具應選尖形車刀。選擇外圓車刀應考慮零件上圓弧面的圓弧大小，選擇內(nèi)孔刀具的考慮要點：鏜孔刀具的選擇，主要問題是刀桿的剛性，要盡可能地防止或消除振動（1）盡可能

21、選擇大的刀桿直徑，接近鏜孔直徑（2）盡可能選擇短的刀臂（工作長度），當工作長度小于4倍刀桿直徑時可用鋼制刀桿，加工要求高的孔時最好采用硬質(zhì)合金制刀桿。當工作長度為47倍的刀桿直徑時，小孔用硬質(zhì)合金制刀桿，大孔用減振刀桿。當工作長度為710倍的刀桿直徑時，要采用減振刀桿（3）選擇主偏角大于75°，接近90°（4）選擇無涂層的刀片品種和小的刀尖半徑（5）精加工采用正切削刃刀片和刀具，粗加工采用負切削刃刀片和刀具（6）鏜深的盲孔時，采用壓縮空氣或冷卻液（7）選擇正確的、快速的鏜刀柄夾具由零件圖與上述可知：粗車及平端面選用主偏角為93°的硬質(zhì)合金刀；為防止副后刀面與工件表

22、面發(fā)生干涉，應選擇較大的副偏角，必要時可作圖檢驗。Kr=35°加工軸頸時，選用主偏角為45°的硬質(zhì)合金刀；為防止副后刀面與工件表面發(fā)生干涉，選擇Kr=45°由零件圖可知，內(nèi)孔是通孔所以選用通孔車刀，通孔車刀是車臺階孔或通孔用的，切削部分的幾何形狀基本上跟偏刀相同。它的主偏角大于90°（Kr=92°95°）刀尖在刀柄的最前端，刀尖到刀柄外端的距離a應小于內(nèi)孔半徑R，否則孔的底平面就無法車平。車內(nèi)孔臺階時，只要不碰即可。因此車內(nèi)輪廓時選用主偏角為92°的硬質(zhì)合金刀車內(nèi)孔時選用主偏角為93°的內(nèi)孔車刀精車左邊外輪廓時選用

23、主偏角為93°的硬質(zhì)合金左偏刀精車右邊外輪廓時選用主偏角為93°的硬質(zhì)合金左偏刀車螺紋時選用主偏角為30°的硬質(zhì)梯形螺紋合金刀根據(jù)零件需要的尺寸選用寬度為10mm的硬質(zhì)合金切槽刀在鉆偏心中心孔時選擇不帶護維（A型），基本尺寸為2的中心鉆在鉆中心孔時選擇A3的中心鉆在加工左邊內(nèi)孔時選用28的高速鋼鉆頭4.3零件的裝夾方式和定位基準裝夾方法數(shù)控車床上零件安裝方法與普通車床一樣，要盡量選用已有的通用夾具裝夾，且應注意減少裝夾次數(shù)，盡量做到在一次裝夾中能把零件上所有要加工的表面都加工出來。零件定位基準應盡量與設計基準重合，以減少定位誤差對尺寸精度的影響。加工零件時一般常用

24、的裝夾方法有外梅花頂尖裝夾、內(nèi)梅花頂尖裝夾、中心架裝夾、錐形心軸裝夾、脹力心軸裝夾、帶花鍵心軸裝夾等幾種裝夾方法。以下簡單介紹這幾種裝夾方法：外梅花頂尖裝夾，頂尖頂緊即可車削，裝夾方便，迅速。適用于帶孔工件，孔徑大小應在頂尖允許的范圍內(nèi)。內(nèi)梅花頂尖裝夾，頂尖頂緊即可車削，裝夾簡便，迅速。適用于不留中心孔的軸類工件，需要磨削時，采用無心磨床磨削。中心架裝夾，三爪自定心卡盤或四爪單動卡盤配合中心架緊固工作，切削時中心架受力較大。適用于加工曲軸等較長的異形軸類工件。錐形心軸裝夾，心軸制造簡單，工件的孔徑可在心軸錐度允許的范圍風適當變動。適用于齒輪拉孔后精車外圓等。脹力心軸裝夾，心軸通過圓錐的相對位移

25、產(chǎn)生彈性變形而脹開把工件夾緊，裝卸工件方便。適用于孔與外圓同軸度要求較高的工件外圓車削。帶花鍵心軸裝夾，花鍵心軸外徑帶有錐度，工件軸向推入即可夾緊。適用于具有矩形花鍵或漸開線花鍵孔的齒輪和其他工件。根據(jù)上述可知：毛坯鉆中心孔時采用的裝夾方法為三爪自定心卡盤夾外圓。粗車外圓至56mm×40mm和65mm×55mm時采用三爪自定心卡盤定心夾緊。精車端面和鉆中心孔，采用的裝夾方法為三爪自定心卡盤夾外圓。精車外圓時采用采用三爪自定心卡盤定心夾緊。在鉆偏心中心孔時選用四爪單動卡盤墊入適當墊片保證偏心裝夾外圓，由于該零件質(zhì)量較小，所以不需加重。在加工軸頸時采用頂兩端的方式裝夾，為保證加

26、工的零件不發(fā)生受力變形和提高加工精度，在加工時用撥桿輔助加工。精車外輪廓時運用螺紋塞規(guī)和螺紋環(huán)規(guī)輔助工具與三爪自定心外圓配合裝夾。定位基準在制訂工藝規(guī)程時，定位基準選擇的正確與否，對能否保證零件的尺寸精度和相互位置精度要求，以及對零件各表面間的加工順序安排都有很大影響，當用夾具安裝工件時，定位基準的選擇還會影響到夾具結(jié)構(gòu)的復雜程度。因此，定位基準的選擇是一個很重要的工藝問題?；鶞适橇慵嫌脕泶_定其他點、線、面位置所依據(jù)的那些點、線、面。按其功用不同，基準可分為設計基準和工藝基準兩大類。1）設計基準設計基準是在零件圖上所采用的基準。它是標注設計尺寸的起點。2）工藝基準工藝基準是在工藝過程中所使用

27、的基準。工藝過程是一個復雜的過程，按用途不同工藝基準又可分為定位基準、工序基準、測量基準和裝配基準。選擇定位基準時，是從保證工件加工精度要求出發(fā)的，因此，定位基準的選擇應先選擇精基準，再選擇粗基準。精基準與粗基準的選擇原則選擇精基準時，主要考慮保證加工精度和工件安裝方便可靠，其選擇原則如下：（1）基準重合原則即選用設計基準作為定位基準，以避免定位基準與設計基準不重合而引起的基準不重合誤差。（2）基準統(tǒng)一原則采用同一組基準，定位加工零件上盡可能多的表面這就是基準統(tǒng)一原則。（3）自為基準原則某些加工要求加工余量較小且均勻的精加工工序，選擇加工表面本身作為定位基準（4）互為基準原則當對工件上兩個相互

28、位置精度要求很高的表面進行加工時，需要用兩個表面互相作為基準，反復進行加工，以保證位置精度要求。（5）便于裝夾原則所選精基準應保證工件安裝可靠，夾具設計簡單、操作方便。選擇粗基準時，主要要求保證各加工面又足夠的余量，使加工面與不加工面的位置符合圖樣要求，并特別注意要盡快獲得精基面，具體選擇時應考慮下列原則：（1）選擇重要表面為粗基準。（2）選擇不加工表面為粗基準。（3）選擇加工余量最小的表面為粗基準。（4）選擇較為平整光潔、加工面積較大的表面為粗基準。（5）粗基準在同一尺寸方向上只能使用一次。實際上，無論精基準還是粗基準的選擇，上述原則是不可能同時滿足，有時還是互相矛盾的。因此，在選擇時應根據(jù)

29、具體情況進行分析，權衡利弊，保證其主要的要求?；鶞实拇_定第一道工序粗車外圓至56×40mm根據(jù)互為基準原則選擇右端外圓70mm的中心軸線為粗基準。第二道工序粗車外圓至65×55mm,根據(jù)互為基準原則選擇左端外圓56mm的中心軸線為精基準。第三道工序鉆中心孔所需要的定位基準為外表面與中心軸線。第四道工序加工內(nèi)孔至45×40mm，根據(jù)互為基準原則選擇外圓65mm的中心軸線為精基準。第五道工序用10mm的切槽刀加工35×54的槽。根據(jù)基準重合原則與基準統(tǒng)一原則選擇中心軸線和最左端端面為定位基準。第六道工序用梯形螺紋刀加工Tr65×16(P4)-7e的

30、梯形螺紋。根據(jù)基準重合原則與基準統(tǒng)一原則選擇中心軸線和最左端端面為定位基準。第七道工序精加工25H7和10H7的偏心孔，根據(jù)基準統(tǒng)一原則選擇中心軸線為定位基準。第八道工序精加工莫氏3 號錐孔，根據(jù)基準統(tǒng)一原則選擇中心軸線為定位基準。第九道工序用10mm的內(nèi)切槽刀加工35×50的內(nèi)孔槽，根據(jù)基準重合原則與基準統(tǒng)一原則選擇中心軸線和最右端端面為定位基準。4.4加工工藝路線的確定加工階段的劃分當零件的加工質(zhì)量要求較高時，往往不可能用一道工序來滿足其要求，而要用幾道工序逐步達到所要求的加工質(zhì)量。為保證加工質(zhì)量和合理地使用設備、人力，零件的加工過程通常按工序性質(zhì)不同，可分為粗加工、半精加工、精

31、加工和光整加工四個階段。（1）粗加工階段 其任務是切除毛坯上大部分多余的金屬，使毛坯在形狀和尺寸上接近零件成品，因此，其主要目標是提高生產(chǎn)率。（2）半精加工階段 其任務是使主要表面達到一定的精度，留有一定的精加工余量，為主要表面的精加工做好準備。并可完成一些次要表面加工。（3）精加工階段 其任務是保證各主要表面達到規(guī)定的尺寸精度和表面粗糙要求。主要目標是全面保證加工質(zhì)量。劃分加工階段的目的在于以下幾個方面：保證加工質(zhì)量、合理使用設備、便于及時發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷、便于安排熱處理工序。加工階段的劃分也不應絕對化，應根據(jù)零件的質(zhì)量要求、結(jié)構(gòu)特點和生產(chǎn)綱領靈活掌握。由圖可知曲軸零件的精度和表面粗糙度要求不是

32、很高，所以加工階段劃分為粗加工階段、半精加工階段、精加工階段。工序的劃分工序的劃分可以采用兩種不同原則，即工序集中原則和工序分散原則。（1）工序集中原則是指每道工序包括盡可能多的加工內(nèi)容，從而使工序的總數(shù)減少。（2）工序分散原則就是將工件的加工分散在較多的工序內(nèi)進行，每道工序的加工內(nèi)容很少。在數(shù)控機床上加工的零件，一般按工序集中原則劃分工序，劃分方法如下：（1）按所用刀具劃分 以同一把刀具完成的那一部分工藝過程為一道工序，這種方法適用于工件的待加工表面較多、機床連續(xù)工作時間過長、加工程序的編制和檢查難度較大等情況。加工中心常用這種方法劃分。（2）按安裝次數(shù)劃分 以一次安裝完成的那一部分工藝為一

33、道工序。這種方法適用于工件的加工內(nèi)容不多的工件，加工完成后就能達到待檢狀態(tài)。（3）按粗、精加工劃分 即粗加工中完成的那一部分工藝過程為一道工序，精加工中完成的那一部分工藝過程為一道工序。這種劃分方法適用于加工后變形較大，需粗、精加工分開的零件，如毛坯為鑄件、焊接件或鍛件。（4）按加工部位劃分 即以完成相同型面的那一部分工藝過程為一道工序，對于加工表面多而復雜的零件，可按其結(jié)構(gòu)特點劃分成多道工序。偏心零件屬于較為復雜的工件按加工部位劃分最為合適。加工順序的安排及確定在選定加工方法、劃分工序后，工藝路線擬定的主要內(nèi)容就是合理安排這些加工方法和加工工序的順序。零件的加工工序通常包括切削加工工序、熱處

34、理工序和輔助工序（包括表面處理、清洗和檢驗等），這些工序的順序直接影響到零件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率和加工成本。因此，在設計工藝路線時，應合理安排好切削加工、熱處理和輔助工序的順序，并解決好工序間的銜接問題。（1）切削加工工序的安排切削加工工序通常按以下原則安排順序：基面先行、先粗后精、先主后次、先面后孔、先近后遠加工，減少空行程時間、內(nèi)外交叉。盡量使工件的裝夾次數(shù)、工件臺轉(zhuǎn)動次數(shù)、刀具更換次數(shù)及所有空行程空行程時間減至最少，提高加工精度和生產(chǎn)率；先內(nèi)后外原則，即先進行內(nèi)型內(nèi)腔加工，后進行外形加工；為了及時發(fā)現(xiàn)毛坯的內(nèi)在缺陷，精度要求較高的主要表面的粗加工一般應安排在次要表面粗加工之前，大表面加工

35、時因內(nèi)應力和熱變形對工件影響較大，一般也需先加工；在同一次安裝中進行的多個工步，應先安排對工件剛性破壞較小的工步；為了提高機床的使用效率，在保證加工質(zhì)量的前提下，可將粗加工和半精加工合為一道工序；加工中容易損傷的表面（如螺紋等），應放在加工路線的后面。（2）輔助工序的安排輔助工序主要包括：檢驗、清洗、去毛刺、去磁、倒棱邊、涂防銹油和平衡等。（3）數(shù)控加工工序與普通工序的銜接數(shù)控工序前后一般都穿插有其他普通工序，如銜接不好就容易產(chǎn)生矛盾，因此要解決好數(shù)控工序與非數(shù)控工序之間的銜接問題。在數(shù)控機床加工過程中，由于加工對象復雜多樣，特別是輪廓曲線的形狀及位置千變?nèi)f化，加上材料不同、批量不同等多方面因

36、素的影響，在對具體零件制定加工順序時，應該進行具體分析和區(qū)別對待，靈活處理。只有這樣，才能使所制定的加工順序合理，從而達到質(zhì)量優(yōu)、效率高和成本低的目的。數(shù)控車削的加工順序一般按照前面敘述的總體原則確定。加工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，直至加工結(jié)束所經(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持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、效率較高等。因精加工的進給路線基本上都是沿其零件輪廓順序進行的，因此確定進給路線的工作重點是確定粗加工及空

37、行程的進給路線。（1） 加工路線與加工余量的關系；（2）刀具的切入、切出；（3）確定最短的空行程路線；（4）確定最短的切削進給路線。部分進給路線如下： 加工左端外輪廓用主偏角為90°的硬質(zhì)合金左偏刀進行加工。進給路線如圖4-1所示：圖4-1 加工內(nèi)輪廓時在精加工內(nèi)輪廓前先用18的高速鋼鉆頭進行粗加工，再用主偏角為92°的硬質(zhì)合金刀對內(nèi)輪廓進行加工。進給路線如圖4.2所示：圖4-2 車梯形螺紋的用梯形螺紋刀切削，其進給路線如圖4-3所示： 圖4-3用8mm的切槽刀切削偏心軸偏心軸頸，其進給路線如圖4-4所示：圖4-44.5工序加工余量的確定確定加工余量的方法有三種：查表修正法

38、、經(jīng)驗估計法及分析計算法。在確定加工余量時，總加工余量和工序加工余量要分別確定?？偧庸び嗔康拇笮∨c選擇的毛坯制造精度有關。用查表法確定工序加工余量時，粗加工工序的加工余量不應查表確定，而是用總加工余量減去各工序余量求得。同時要對求得的粗加工工序余量進行分析，如果過小，要增加總加工余量；過大，應適當減少總加工余量，以免造成浪費。精車端面，查實用機械加工工藝手冊表6-16（見附錄）加工余量為0.8mm。粗車外圓時的總加工余量為4mm，工序余量為2mm。精車外圓是的總加工余量為1mm，工序余量為0.5mm。半精加工外輪廓時工序余量為0.5 mm，精加工外輪廓時工序余量為0.2 mm。半精加工內(nèi)輪廓時

39、工序余量為0.5mm，精加工內(nèi)輪廓時工序余量為0.2 mm。加工槽時，查實用機械加工工藝手冊表6-19工序余量為1 mm。4.6切削用量的選擇切削用量（ap、f、v）選擇是否合理，對于能否充分發(fā)揮機床潛力與刀具切削性能，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低成本和安全操作具有很重要的作用。對于切削用量的選擇有一個總的原則：首先選擇盡量大的背吃刀量，其次選擇最大的進給量，最后是選擇最大的切削速度。即粗車時，首先考慮選擇一個盡可能大的背吃刀量，其次選擇一個較大的進給量，最后確定一個合適的切削速度。增大背吃刀量可使走刀次數(shù)減少；增大進給量有利于斷屑。因此，根據(jù)以上原則選擇粗車切削用量對于提高生產(chǎn)效率，減少刀具消耗，降低

40、加工成本是有利的。精車時，加工精度和表面粗糙度要求較高，加工余量不大且較均勻，因此選擇精車切削用量時，應著重考慮如何保證加工質(zhì)量，并在此基礎上盡量提高生產(chǎn)率。因此精車時應選用較?。ǖ荒芴。┑谋吵缘读亢瓦M給量，并選用切削性能高的刀具材料和合理的幾何參數(shù)，以盡可能提高切削速度。當然，切削用量的選擇還要考慮各種因素，最后才能得出一種比較合理的最終方案。（1）背吃刀量的選擇背吃刀量的選擇根據(jù)加工余量確定。切削加工一般分為粗加工、半精加工、精加工幾道工序，各工序有不同的選擇方法。粗加工時（表面粗糙度Ra5012.5um），在允許的條件下，盡量一次切除工序的全部余量。中等功率機床，背吃刀量可達810m

41、m。但對于加工余量大，一次走刀會造成機床功率或刀具強度不夠，或加工余量不均勻引起振動，或刀具受沖擊嚴重出現(xiàn)打刀等情況，則需要采用多次走刀。如分兩次走刀，則第一次背吃刀量盡量取大，一般為加工余量的2/33/4左右；第二次背吃刀量盡量取小些，可取加工余量的1/31/4左右。半精加工時（表面粗糙度Ra6.33.2um），背吃刀量一般為0.52mm。精加工時（表面粗糙度Ra1.60.8um），背吃刀量一般為0.10.4mm。由上述與加工余量可知：精車端面的背吃刀量可選0.3mm粗車外圓的背吃刀量為1.5mm精車外圓的背吃刀量為0.6mm加工外輪廓的背吃刀量為0.5mm加工內(nèi)輪廓的背吃刀量為0.5mm加

42、工內(nèi)孔槽的背吃刀量為0.5mm加工偏心孔的背吃刀量為0.5mm車梯形螺紋的背吃刀量為0.2mm（2）進給量的選擇粗加工時，選擇進給量主要考慮工藝系統(tǒng)所能承受的最大進給量，如機床進給機構(gòu)的強度、刀具強度與剛度、工件的裝夾剛度等。精加工和半精加工時，選擇最大進給量主要考慮加工精度和表面粗糙度。另外還要考慮工件材料、刀尖圓弧半徑和切削速度等。當?shù)都鈭A弧半徑增大、切削速度提高時，可以選擇較大的進給量。在實際生產(chǎn)中，進給量常根據(jù)經(jīng)驗選取。粗加工時，根據(jù)工件材料、車刀刀桿直徑、工件直徑和背吃刀量按表4-1數(shù)據(jù)進行選取。表4-1硬質(zhì)合金車刀粗車外圓及端面的進給量參考值工件材料車刀刀桿尺寸Mm工件直徑Mm 背

43、吃刀量 a/mm 3 >3-5 >5-8 >8-12 >12 進給量 mm/r 碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、耐熱鋼16×2520_40_60_100_400_20×3025×2520_40_60_100_400精加工和半精加工時，可根據(jù)表面粗糙度要求選取，同時考慮切削速度和刀尖圓弧半徑因素，查表4-2：表4-2按表面粗糙度選擇進給量的參考值工件材料表面粗糙度 um 切削速度范圍 m/min 刀尖圓弧半徑 r/mm 0.5 1.0 2.0 進給量 mm/r 鑄鐵、青銅、鋁合金Ra10-5 不限Ra5-2.5碳鋼及合 金鋼Ra10-5 <50

44、 >50Ra5-2.5 <50 >50Ra2-1.25 <500.10 50-100 >1000.20-0-25 根據(jù)查表4-2可知：精車端面的進給量為0.5mm/r粗車外圓的進給量為0.5mm/r精車外圓的進給量為0.5mm/r加工外輪廓的進給量為0.3mm/r加工內(nèi)輪廓的進給量為0.3mm/r加工內(nèi)孔槽的進給量為0.5mm/r加工偏心孔的進給量為0.5mm/r車外螺紋的進給量為0.3mm/r（3）切削速度確定確定了背吃刀量、進給量和刀具耐用度，則可以查數(shù)控加工工藝與裝備表1-12確定切削速度和機床轉(zhuǎn)速。半精加工和精加工時，切削速度，主要受刀具耐用度和已加工表面

45、質(zhì)量限制。在選取切削速度時，要盡可能避開積屑瘤的速度范圍。切削速度的選取原則是：粗車時，因背吃刀量和進給量都比較大，應選取較低的切削速度，精加工時選擇較高的切削速度；加工材料強度硬度較高時，選較低的切削速度，反之取較高切削速度；刀具材料的切削性能越好，切削速度越高。確定切削速度之后可以根據(jù)公式： 計算出主軸轉(zhuǎn)速。根據(jù)查表和計算可知：精車端面的切削速度為150m/min,主軸轉(zhuǎn)速為1000r/min粗車外圓的切削速度為120m/min，主軸轉(zhuǎn)速為800r/min精車外圓的切削速度為150m/min，主軸轉(zhuǎn)速為800r/min加工外輪廓的切削速度為150m/min，主軸轉(zhuǎn)速為1000r/min加工

46、內(nèi)輪廓的切削速度為120m/min，主軸轉(zhuǎn)速為1000r/min加工內(nèi)孔槽的切削速度為30m/min，主軸轉(zhuǎn)速為500r/min加工偏心孔的切削速度為30m/min，主軸轉(zhuǎn)速為500r/min車梯形螺紋的切削速度為20m/min，主軸轉(zhuǎn)速為300r/min4.7數(shù)控加工工序卡和數(shù)控加工刀具卡按加工順序?qū)⒏鞴げ降募庸?nèi)容、所用刀具及切削用量等填入數(shù)控加工工序卡中，見表4-3：表4-3 雙偏心孔螺紋薄壁套加工工序卡單位名稱產(chǎn)品名稱或代號零件名稱零件圖號雙偏心孔螺紋薄壁套工序號程序編號夾具名稱使用設備車間三爪卡盤、四爪單動卡盤、CK6140數(shù)控中心工步號工步內(nèi)容刀具號刀具規(guī)格/mm主軸轉(zhuǎn)速/（r/m

47、in）進給速度/（mm/min）背吃刀量/mm備注1鉆中心孔T01A31000/手動2粗車外圓至58×40mmT0220×308004000.5自動3精車外圓至46×40mmT0220×3010005000.5自動4鉆20×40的孔T0320×301500/手動5粗加工內(nèi)輪廓T0420×3050025000.5自動6精加工內(nèi)輪廓T0420×3012004000.3自動7車削槽T0510×3012004000.3自動8調(diào)頭粗加工外輪廓T0210×50300900.3自動9精加工外輪廓T0210&#

48、215;5010003000.3自動10鉆偏心中心孔T0120×3010003000.3自動11加工偏心孔T0420×3010003000.3自動12車梯形外螺紋T0620×30300900.3自動編制審核批準年 月 日共 頁第 頁2將選定的各工步所用刀具的刀具型號、刀片型號、刀片牌號及刀尖圓弧半徑等填入數(shù)控加工刀具卡中，見表4-4：表4-4偏心軸加工刀具卡產(chǎn)品名稱或代號零件名稱曲軸零件圖號序號刀具號刀具規(guī)格名稱數(shù)量加工表面?zhèn)渥?T01A3中心鉆1偏心中心孔2T0293°外圓車刀1車外圓、精車端面、精車外輪廓3T0320鉆頭1右端中心孔4T0493

49、76;內(nèi)圓車刀1內(nèi)輪廓、偏心孔5T05寬10mm切槽刀135×54的槽6T0630°梯形螺紋刀1梯形螺紋編制審核批準年 月 日共 頁第 頁上述兩卡和零件圖是編制數(shù)控加工程序的主要依據(jù)。第5章 梯形螺紋的車削5.1梯形螺紋的標記 梯形螺紋的完整標記是由螺紋代號、公差帶代號及旋合長度代號組成，三者用“”分開。外螺紋小徑和中徑公差等級相同，在公差帶代號中只標注中徑公差帶代號；旋合長度分中等旋合長度（N組）和長旋合長度（L組）兩組，當旋合長度為N組時可以不標注。標記舉例外螺紋：Tr40×7LH7e表示公稱直徑40mm、螺距為7mm中等旋合長度的梯形左螺紋，其中徑和小徑的公

50、差等級為IT7，公差帶的位置為e。內(nèi)螺紋：Tr36×67HL表示公稱直徑為36mm、螺距為6mm、長旋合長度的梯形內(nèi)螺紋，其中徑公差等級為IT7，公差帶的位置為H。一對相互配合的內(nèi)外螺紋標注方法是：把內(nèi)、外螺紋的公差帶代號全部寫出，前邊表示內(nèi)螺紋公差帶代號，后邊表示外螺紋公差帶代號，中間用斜線分開，如：Tr36×12（P6）8H7e。5.2梯形螺紋車刀的安裝梯形螺紋常作為傳動螺紋，一般精度要求較高，除刃磨時保證車刀幾何形狀正確外，車刀安裝的正確與否將直接影響螺紋精度要求的高低。若車刀裝得過高或過低，會造成車刀縱向前角和縱向后角變化，不僅車削不順利，更重要的是會影響螺紋牙型角

51、的正確性，車出的螺紋牙型側(cè)面部是直線而是曲線。如果螺紋車刀安裝得高低正確但左右偏斜，這種情況下車出的螺紋牙型半角不對稱。安裝梯形螺紋車刀的方法是：首先使車刀對準工件中心，保證車刀高低正確，然后用對刀板（最好是萬能角尺）對刀，保證車刀不左右歪斜。另外。還要做到車刀伸出不要太長，壓緊力要適當?shù)取?3梯形螺紋的車削方法梯形螺紋的車削方法有低速車削和高速車削兩種。對于精度要求高的梯形螺紋應采用低速車削的方法。1.低速車削梯形螺紋（1）車削較小螺距（P<4mm）的梯形螺紋，可只用一把梯形螺紋車刀，采用直進法并用少量的左右進給車削成形。（2）粗車螺距大于4mm（P>4mm）的梯形螺紋時可采用左

52、右切削法或車直槽法左右切削法：為防止車刀三個切削刃同時切削，因切削力過大而產(chǎn)生振動或扎刀現(xiàn)象，應采用左右切削法。直槽法：由于左右切削法操作不方便，粗車時可用車槽刀采用直進法在工件上車出螺旋直槽，然后用梯形螺紋車刀粗車兩側(cè)面。（3）粗車螺距大于8mm（P>8mm）的梯形螺紋時，可采用車階梯槽的方法。具體車削步驟是先用刀頭寬度小于P/2的槽刀，用車直槽的方法車至近中徑處，再用刀頭寬度略小于牙槽低寬的車刀至近螺紋小徑處，這樣就在工件表面上車出了螺旋狀的階梯槽，然后用梯形螺紋車刀粗車兩側(cè)面。車階梯槽方法最大優(yōu)點是粗車螺紋成形時余量小，車削效率高。（4）粗車螺距大于18mm(P>18mm)的

53、梯形螺紋時，由于螺距大、牙槽深、切削面積大，車削比較困難，為操作方便提高車削效率可采用分層切削法。分層切削法的切削步驟是用梯形螺紋刀采用斜進法車至第一層，在保持切削深度不變的情況下，車刀向左或向右移動，逐步車好第一層。然后用同樣的方法依次車削第二層、第三層，直至螺紋粗車成形。以上四種車削方法只適應于粗車，精車時應采用帶有卷屑槽的精車刀精車成形。2高速車削梯形螺紋高速車削梯形螺紋時，為防止切屑拉毛牙形側(cè)面，不能用左右切削法，只能用直進法。車削較大螺距（P>8mm）的梯形螺紋時，為防止切削力過大和齒部變形，最好采用三把刀依次進行車削。其具體方法是先用梯形螺紋粗刀粗車成形，然后用車槽刀車牙底至尺寸，最后用精車刀精車牙兩側(cè)面至尺寸。 小結(jié)通過此次對雙偏心孔螺紋薄壁套的建模與工藝設計，使我深深的了解到此工藝的重要性。在隨著社會技術的飛速發(fā)展，隨著人們的文化、生活水平的不斷提高，科學技術的發(fā)展，機械產(chǎn)品在人們的生活領域中越來越重要和普及。在這次工藝設計中不僅使我對此工藝有更多的了解和掌握，而且使