轴类零件的加工工艺及编程doc1文档格式.docx

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第3章加工路线图………………………………………………………………15

3.1刀具加工进给路线的确定………………………………………………16

3.2绘制刀具加工路线图……………………………………………………16

第4章数控刀具表/数控编程基础……………………………………………17

4.1本零件加工所用刀具……………………………………………………17

4.2编程基础…………………………………………………………………18

毕业总结……………………………………………………………………………19

致谢…………………………………………………………………………………20

参考文献……………………………………………………………………………21

附录一………………………………………………………………………………22

附录二………………………………………………………………………………24

第1章概述

1.1轴类零件的加工工艺

1.1.1轴类零件的功用、结构特点

轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一。

它在机械中主要用于支承齿轮、带轮、凸轮以及连杆等传动件，以传递扭矩。

按结构形式不同，轴可以分为阶梯轴、锥度心轴、光轴、空心轴、曲轴、凸轮轴、偏心轴、各种丝杠等。

它主要用来支承传动零部件，传递扭矩和承受载荷。

轴类零件是旋转体零件，其长度大于直径，一般由同心轴的外圆柱面、圆锥面、内孔和螺纹及相应的端面所组成。

根据结构形状的不同，轴类零件可分为光轴、阶梯轴、空心轴和曲轴等。

轴的长径比小于5的称为短轴，大于20的称为细长轴，大多数轴介于两者之间。

本论文所加工的零件——典型轴类零件则属于阶梯轴。

1.1.2轴类零件一般加工要求及方法

轴类零件加工工艺规程注意点

轴类零件中工艺规程的制订，直接关系到工件质量、劳动生产率和经济效益。

在制订机械加工工艺规程中，须注意以下几点。

（1）粗基准选择：

有非加工表面，应选非加工表面作为粗基准,且选择平整光滑表面，让开浇口处。

选牢固可靠表面为粗基准，同时，粗基准不可重复使用。

（2）精基准选择：

要符合基准重合原则，尽可能选设计基准或装配基准作为定位基准。

符合基准统一原则。

尽可能在多数工序中用同一个定位基准。

尽可能使定位基准与测量基准重合。

选择精度高、安装稳定可靠表面为精基准。

轴类零件加工的技术要求

尺寸精度轴类零件的主要表面常为两类，一类是与轴承的内圈配合的外圆轴颈，即支承轴颈，用于确定轴的位置并支承轴，尺寸精度要求较高，通常为IT5～IT7；

另一类为与各类传动件配合的轴颈，即配合轴颈，其精度稍低，通常为IT6~IT9。

几何形状精度主要指轴颈表面、外圆锥面、锥孔等重要表面的圆度、圆柱度。

其误差一般应限制在尺寸公差范围内，对于精密轴，需在零件图上另行规定其几何形状精度。

该典型轴类零件长度为145mm，螺纹大径为30mm、长度为25mm，外圆锥面的锥度为20o、长度为29mm，圆弧总长为57mm、半径分别有24mm/9mm/8mm，所镗的孔直径为28mm、长度为26mm。

相互位置精度包括内、外表面，重要轴面的同轴度、圆的径向跳动、重要端面对轴心线的垂直度、端面间的平行度等。

该典型轴类零件外圆相互位置精度为0.02～0.04之间，圆的径向跳动为0.02，端面与轴心线保持垂直，两端端面要保持平行。

孔的表面与外表面也应保持平行。

表面粗糙度轴的加工表面都有粗糙度的要求，一般根据加工的可能性和经济性来确定。

该典型轴类零件的直径为52mm的外圆、外圆锥度及孔的内表面的粗糙度均为1.6，其它位置的粗糙度为3.2。

在加工该轴类零件时，需采用粗车与精车结合的方法，在粗加工零件表面轮廓时，必须保证0.5mm的精加工余量，必要时需使用刀偏表，对刀具进给时进行误差的控制，有效地减小误差，方能确定该零件在加工精度方面的各种要求。

1.1.3轴类零件加工的工艺路线

外圆加工的方法很多，基本加工路线可归纳为四条。

①粗车—半精车—精车

对于一般常用材料，这是外圆表面加工采用的最主要的工艺路线。

②粗车—半精车—粗磨—精磨

③粗车—半精车—精车—金刚石车

④粗车—半精—粗磨—精磨—光整加工

对于本文所加工的典型轴类零件，将采用“粗车—精车”的车削方式，即分别对本零件的两个端面、外圆、螺纹、外圆锥度、切槽、圆弧、镗孔七个步骤进行粗加工和精加工。

1.2数控车床概述

1.2.1数控车床特点

数控车床与其他类型的车床相比有下列特点：

（1）通用性强，生产率高，加工精度高且稳定，操作者劳动强度低。

（2）适合于复杂零件的加工。

（3）换批调整方便，适合于多种中小批柔性自动化生产。

（4）便于实现信息流自动化，在数控车床基础上，可实现CIMS（计算机集成制造系统）。

1.2.2工作内容

根据零件图要求，工作人员进行数控编程，输入到数控车床数控系统；

将零件原料按规定要求放置在预定位置上；

等数控车床自动生产出产品后，使用测量检测仪器，对有精度误差的产品进行误差补偿；

日常的车床维护和保养及常用故障排除。

1.2.3本零件的加工所用机床型号、特点及数控系

CNC6140D：

该车床可以实现轴类、盘类的内外表面，锥面、圆弧、螺纹、镗孔、铰孔加工，也可以实现非圆曲线加工。

本零件将采用发那科系统进行加工：

主要特点

FANUC公司的数控系统具有高质量、高性能、全功能，适用于各种机床和生产机械的特点。

1.3镗孔工艺：

根据工件的加工要求，可选择三种镗削方案。

①在一根镗杆上安排粗、精切镗刀来分担余量的切除，镗孔后再倒角。

为了不影响生产节拍，两把粗、精切镗刀需同时工作。

②在同一根镗杆上安排粗、精切镗刀来分担余量的去除：

其中任何两把刀都不得同时工作。

采用该方案虽然可降低切削力，但镗杆长度增加了两倍，造成镗杆刚性不足；

同时单件加工工时也增加了一倍，保证不了生产节拍。

③安排两台机床，即增加一台半精镗床来分担余量的精加工。

该方案虽可解决问题，但工件加工成本太高。

④对于本零件中的孔，将采用镗刀对其进行加工，并安排粗、精镗来分担余量的切除，镗孔后再倒角。

1.4螺纹加工工艺

1.4.1普通螺纹的尺寸分析

数控车床对普通螺纹的加工需要一系列尺寸，普通螺纹加工所需的尺寸计算分析主要包括以下两个方面：

（1）螺纹加工前工件直径

考虑螺纹加工牙型的膨胀量，螺纹加工前工件直径D/d－0.1P，即螺纹大径减0.1螺距，一般根据材料变形能力小取比螺纹大径小0.1到0.5。

（2）螺纹加工进刀量

螺纹加进刀量可以参考螺纹底径，即螺纹刀最终进刀位置。

螺纹小径为：

大径－２倍牙高；

牙高=0.54P（P为螺距）

螺纹加工的进刀量应不断减少，具体进刀量根据刀具及工作材料进行选择。

1.4.2普通螺纹的编程加工

在目前的数控车床中，螺纹切削一般有三种加工方法：

G32直进式切削方法、G76斜进式切削方法和G82直进式切削方法。

（1）G32直进式切削方法，由于两侧刃同时工作，切削力较大，而且排削困难，因此在切削时，两切削刃容易磨损。

在切削螺距较大的螺纹时，由于切削深度较大，刀刃磨损较快，从而造成螺纹中径产生误差；

但是其加工的牙形精度较高，因此一般多用于小螺距螺纹加工。

（2）G76斜进式切削方法，由于为单侧刃加工，加工刀刃容易损伤和磨损，使加工的螺纹面不直，刀尖角发生变化，而造成牙形精度较差。

但由于其为单侧刃工作，刀具负载较小，排屑容易，并且切削深度为递减式。

因此，此加工方法一般适用于大螺距螺纹加工。

（3）G82直进式切削方法，螺纹切削循环同G32螺纹切削一样，在进给保持状态下，该循环在完成全部动作之后再停止动作。

本零件中螺纹的切削加工就采用G82直螺纹切削循环加工的方法，并且使用粗车与精车结合切削方式（精加工余量为0.5mm），须先倒角后车螺纹。

1.5分析加工对象（零件图样）

在设计零件的加工工艺规程时，首先要对加工对象进行深入分析。

对于数控车削加工应考虑以下几方面：

1.5.1构成零件轮廓的几何条件

在车削加工中手工编程时，要计算每个节点坐标；

在自动编程时，要对构成零件轮廓所有几何元素进行定义。

因此在分析零件图时应注意：

（1）零件图上是否漏掉某尺寸，使其几何条件不充分，影响到零件轮廓的构成；

（2）零件图上的图线位置是否模糊或尺寸标注不清，使编程无法下手；

（3）零件图上给定的几何条件是否不合理，造成数学处理困难。

（4）零件图上尺寸标注方法应适应数控车床加工的特点，应以同一基准标注尺寸或直接给出坐标尺寸。

1.5.2尺寸精度要求

分析零件图样尺寸精度的要求，以判断能否利用车削工艺达到，并确定控制尺寸精度的工艺方法。

1.5.3形状和位置精度的要求

零件图样上给定的形状和位置公差是保证零件精度的重要依据。

加工时，要按照其要求确定零件的定位基准和测量基准，还可以根据数控车床的特殊需要进行一些技术性处理，以便有效的控制零件的形状和位置精度。

1.5.4表面粗糙度要求

表面粗糙度是保证零件表面微观精度的重要要求，也是合理选择数控车床、刀具及确定切削用量的依据。

1.5.5材料与热处理要求

零件图样上给定的材料与热处理要求，是选择刀具、数控车床型号、确定切削用量的依据。

第2章典型轴类零件的加工工艺

2.1典型轴类零件的分析

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2.1.1技术要求：

外圆相互位置精度为0.02～0.04之间，圆的径向跳动为0.02，端面与轴心线保持垂直，两端端面要保持平行。

直径为52mm的外圆、外圆锥度及孔的内表面的粗糙度均为1.6，其它位置的粗糙度为3.2。

在加工该轴类零件时，需采用粗车与精车结合的方法，在粗加工零件表面轮廓时，必须保证0.5mm的精加工余量，必要时需使用刀偏表，对刀具进给时进行误差的控制，有效地减小误差，方能确定该零件在加工精度方面的各种要求

2.1.2加工精度分析

（1）尽可能将工件原点选择在工艺定位基础上，这样有利于加工精度的提高。

（2）尽量将工件原点选择在零件的尺寸基准上，这样便于坐标值的计算，减少误差率，尽量选择在精度较高的工件表面上，以提高被加工零件的加工精度。

（3）选用精度等级高的滚珠丝杆，以减小丝杆导程误差对机床加工精度的影响。

（4）进给机构的机械传动机构成由减速齿轮、连轴节、滚珠丝杆副及支承轴组成，在这些环节当中存在间隙，影响到工作台进给精度，特别是在运动换向时，这些间隙对机床加工精度