加工轴类零件加工工艺Word文档格式.docx
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工艺路线制定分析。
而在此过程中选择加工设备与刀，夹，量具是个十分重要的选择环节，车削为成品的零件若要达到预期的尺寸与精度，必须选择与其相应的，有精确的刀尖角与刀尖半径的刀具。
而切削之前必须将工件所需要的夹具选定好，并且装夹好。
而加工工艺设计则包括工序尺寸及公差计算，切削参数的计算，切削用量的计算，走刀路线的计算和时间定额计算。
这些知识得到了充分的利用，也锻炼了我们三年来的运用数控的能力，当然还包括了对我们综合素质的考验，语言组织能力，逻辑思维能力等等。
通过这次设计明白了还有很多知识都需要自己去努力学习，所以诚心希望老师多多指导，忠心感谢！
摘要
通过轴套类零件加工工艺分析设计，使我们在拟定工工艺分析方案过程中，得到方案分析、结构工艺性、机械制图、零件设计、编写技术文件和查阅技术资料的等方面的综合训练，树立正确的设计思想，掌握基本的设计方法，并培养学生具有初步的结构分析、结构设计与计算能力，并阐述了在职校机械加工实习课中如何对轴类零件进行工艺分析，从而提高工件质量。
【关键词】：
轴类零件、零件图的工艺分析、数控加工工序卡
Abstract
Throughtheanalysisofthetechnologyofmachiningpartsdesign,makeusworkinplanningprocessanalysisandprocessschemeanalysis,structure,process,mechanicaldrawings,partsdesign,writeaccessandtechnicaldocumentsofinformationtechnologyaspectsofcomprehensivetraining,setsupthecorrectdesignideas,graspthebasicdesignmethod,andtrainsthestudenttohavethepreliminarystructureanalysisanddesigncalculationanddesignabilityinschools,andexpoundshowtopracticelesson,mechanicalprocessingofaxialpartsprocessanalysis,soastoimprovethequalityofworkpiece.
[key]:
axialparts,partsoftheprocessanalysis,numericalcontrolcharprocesses
1零件结构及毛坯分析
1．1零件完整性与正确性分析
1.11零件的完整性分析
轴是机床的主要零件，它的头端装有夹具、工件或刀具。
零件的完整性用以保证加工时的精确性。
零件在工作的时候要承受扭矩和弯矩，承受来自各个方向上的力，通过加工设备和液压动力装置转换为加工时所需要的力。
所以要求有足够的刚性，耐磨性和抗震性，并且要求有很高的回转精度。
以至于轴的加工质量及完整性对机床的工作精度有很大的影响。
同时对设备的使用寿命有延时的作用。
1.12零件的正确性分析
零件加工为成品时其用途是要达到预期效果的，而往往因为各方面的原因，零件的精确度总会受到一定的影响，所以零件的正确性需要在各个因素约束下才能达到。
通过加工工艺的调整使零件在加工过程中达到要求的精度，是设计内容中的一个重要部分。
1．2材料分析.
毛坯为45﹟钢，Φ90*350mm。
价格较便宜，材料易于加工。
选择合理的切削参数及刀具即可获得表面粗糙度Ra1.6。
零件切削所选择的材料是45﹟钢，经过正火可以：
①改善组织结构和切削加工性能。
②消除内应力。
该零件在毛坯锻造后正火可以消除其锻造时产生的内应力，细化晶粒，降低硬度，改善了加工性能。
由于粗加工后已切除大部分的余量，工件直径减小，容易淬透，经高温回火使中心层能得到韧性好耐冲击的回火索氏体组织。
调质处理又能消除一部分粗加工后引起的内应力，代替了时效处理，且调质后工件产生的变形可以在后道工序中消除。
精车后进行高频淬火以提高主轴的强度硬度和耐磨性，起淬火变形可以通过后续工序的磨削加工来消除，故该零件的选材及热处理要求合理。
1.3毛坯的制造方法
轴套类零件毛坯的形式有棒料，锻件和铸件三种。
光轴和直径相差不大的阶梯轴，毛坯一般以棒料为主外圆直径相差较大的轴或重要的（如主轴）宜选用锻件毛坯，既节省材料，减少切削加工的劳动量，又改善其力学性能。
结构复杂的大型轴类零件（如曲轴）可以采用铸件毛坯。
该零件为外圆直径相差较大的主轴，所以应该选用铸件毛坯。
2零件结构工艺
2.1、零件图如图所示：
（1）、毛坯尺寸：
（φ90×
350）。
（2）、未注公差尺寸按GB1804-M。
（3）、材料：
45#,调质处理HRC26~36
（4）槽粗糙度为Ra1.6um.
2.3.零件结构工艺
该零件表面由圆柱面、圆锥面、顺圆弧面、、螺纹面及沟槽面等表面组成.图示零件各几何元素之间关系表达清楚完整，其中多个直径尺寸有较严的尺寸精度和表面粗糙度要求.¢
850-0.03的外圆面、锥面、¢
450-0.03的外圆表面粗糙度为Ra1.6um,.零件材料为45钢，调质处理26-36HRC,材料的切削加工性能好。
根据上述零件几何结构分析及技术分析，选择棒料，毛坯尺寸为¢
90×
350。
在数控车床上按粗加工阶段、半精加工阶段和精加工阶段进行加工。
粗加工时，为保证高的表面质量，留余量0.5mm待精加工。
依据基准统一原则与重合的原则，精加工时，以外圆为基准，加工轮廓的外形，按“先基准后其他”的加工顺序原则。
由于工件有硬度要求，粗加工后、精加工之前进行调质处理，加工过程中，应穿插安排检验的辅助工序。
2.4零件加工工艺分析
从整体上分析该零件，其中有圆柱面、圆锥面、顺圆弧面、、螺纹面及沟槽等组成。
从零件图样要求及材料来看，零件在工作的时候要承受扭矩和弯矩，承受来自各个方向上的力，通过加工设备和液压动力装置转换为加工时所需要的力。
零件采用一夹一顶的夹具按照基准面先行、先主后次、先面后孔、先粗加工后精加工的原则依次加工。
其加工方案如下：
（1）装夹零件右端。
（2）装卡零件左端的台阶面毛坯，车零件右端外轮廓及其它部位。
（3）加工时，以毛坯的轴线为基准，左端用三爪自定心卡盘定心夹紧右端采用顶尖装夹。
精加工时，以¢
620+0.0033的内孔面轴线为基准。
（4）切出退刀槽。
（5）螺纹刀切螺纹。
（6）再切断取出零件。
3选择加工设备与刀，夹，量具
3．1加工设备的选择
CAK6140技术规格:
加工最大直径在床身上
在刀架上
400mm
210mm
加工最大长度
1400mm
中心距
1500mm
主轴转速级数
24级
主轴转速范围正
反
14～1580
0～1400
刀架最大回转角度
±
60度
主轴每转刀架进给量纵横
0.08～1.950.04～0.79
主电动机功率
7.5KW
机床重量
2097KG
机床外形尺寸
3168×
100×
1190
3．2刀具
刀具切削部分的材料，直接影响刀具的切削性能。
刀具的刀杆可以采用45钢或40Cr钢等结构钢材制造，调制后硬度为30——40HRC。
而刀具的切削部分不仅要承担切削过程中的高温高压及冲击载荷，而且还要受到切屑及工件的强烈摩擦，因此作为刀具的切削部分的材料，必须具备下列性能：
1）硬度必须高于工件材料的硬度。
2）足够的硬度及韧性。
3）较高的耐热性能。
4）较高的耐磨性。
5）良好的工艺性。
其中高速钢及硬质合金是目前使用最广的两类刀具材料。
1）高速钢广泛用于各种刀具，特别是切削刃形状较复杂的刀具。
2）目前车刀大都采用硬质合金，其他如钻头.铣刀.丝锥.齿轮刀具等也可以采用镶片或整体结构形式使用。
钨钛钴类合金适用于加工钢材，钨钴类适用于加工铸铁及有色金属材料。
考虑到以上几个方面，联系到我们所加工的零件，我们选用硬质合金材料的车刀刀片，钻头.丝锥等可以采用高速钢材料。
（详细见
（图一）
注：
加工零件右端外圆柱表面；
（图二）
注：
加工零件右端3MM直槽
3.3夹具
3.3.1在确定装夹方案时，只需根据已选定的加工表面和定位基确定工件的定位夹紧方式，并选择合适的夹具。
此时，主要考虑以下几点：
（1）夹紧机构或其它元件不得影响进给，加工部位要敞开；
（2）必须保证最小的夹紧变形；
（3）装卸方便，辅助时间应尽量短；
（4）对小型零件或工序时间不长的零件，可以考虑在一次装夹内完成多道工序，以提高加工效率；
（5）夹具结构应力求简单；
（6）夹具应便于与机床及工件定位表面间的定位元件连接。
3.3.2根据该零件形状规则、加工特点及加工精度较高，所以选择三爪自定心卡盘。
之所以先择三爪自定心卡盘是因为三爪自定心卡盘，用于多种金属机床上，能自定中心夹紧或撑紧圆形、三角形、六边形等各种形状的外表面或内表面的工件，进行各种机械加工，夹紧力可调，定心精度高，能满足普通精度机床的要求。
它是常用的车床通用夹具，它可以自定中心，夹持范围大，装夹工件的效率高，适用于装夹中小型以外圆定位的零件。
附夹具图3-6如下图所示，
图3-6
3.3.3三爪卡盘的结构及规格
（1）基本结构和工作原理：
三爪自定心卡盘利用三个螺钉，通过盘体止口端面上的螺孔，将卡盘紧固在机床法兰上。
将扳手插入任一齿轮方孔中，转动扳手时，小齿轮带动盘丝转动，通过盘丝端面螺纹的转动，带动三块卡爪同时趋进或离散。
该产品采用内外两副卡爪，根据工件的形状和尺寸进行选用。
规格和主要参数：
三爪自定心卡盘，按卡盘直径分类，有80～500mm九种规格。
①基本参数：
见表3―3
表3―3三爪卡盘规格指标
卡盘直径D
D1
D2
D3≥
d
h≥
H≤
Z
S
80
55
66
16
M6
3
50
8
100
72
84
22
M8
125
95
108
60
10
160
130
142
40
5
65
200
165
180
M10
75
12
250
206
226
M12
315
260
285
M16
90
14
400
340
368
500
440
465
6
115
17
②卡盘夹紧（撑紧）工件尺寸范围：
见表3―4
表3―4卡盘工作尺寸范围
正爪
反爪
夹紧尺寸范围
撑紧尺寸范围
A1
B1
C1
2-22
25-70
22-63
2-30
30-90
30-80
2.5-40
38-125
38-110
3-55
50-160
55-145
4-85
65-200
6-110
80-250
90-250
10-140
95-315
100-315
15-210
120-400
25-280
150-500
③扳手夹紧力矩：
表3―5
表3―5扳手夹紧力矩指标
卡盘直径
板手力矩M（N.m）
320
630
④卡盘允许线速度为2000m/min。
3.3.4三爪卡盘的检验标准
三爪自定心卡盘执行的检验标准，主要有：
（1）GB4346-84《三爪自定心卡盘基本参数和尺寸》；
（2）JBn2813-85《三爪自定心卡盘技术条件》；
（3）合同规定的其它标准；
（4）有关的技术标准。
3.3.5三爪卡盘的检验项目
检验中主要的测试项目：
（1）卡盘的跳动：
径向跳动和端面跳动；
（2）夹紧在卡爪大夹持弧中检验棒的跳动：
径向跳动；
（3）夹紧在卡爪内台弧上检验环的跳动：
径向跳动和端面跳动。
（4）撑紧在卡爪外台弧上检验环的跳动：
除以上测试项目外，还要根据出口标准的有关规定进行外观质量和包装检验，技术资料审核。
3.3.6装夹方式的选择
为了充分发挥数控机床的高速性、高精度、高效率等特点，在数控加工中，装夹方式直接关系到加工零件的效率，因此制定合理的装夹方式也是比较重要。
根据该零件的特征，经分析，零件是车削，各工序都可以使用通用夹具即可。
考虑到经济性、使用性，采用卡盘夹紧和活动顶尖一夹一顶的装夹方式比较合理。
如图3-6所示：
3．4量具
检验是测量和监控主轴加工质量的一个重要环节。
除了工序间检验以外，在全部工序完成之后，应对主轴的尺寸精度.形状精度.位置精度和表面粗糙度进行全面的检查。
以便确定主轴是否达到各项技术要求，还可以从检验是否达到各项技术要求，而且还可从检验的结果及时发现各道工序中存在的问题，以便及时纠正，监督工艺过程正常进行。
检验的依据是主轴工作图。
检验工作按一定顺序进行，先检验各级外圆的尺寸精度，素线平行度和圆度，用外观比较法检验各表面的粗糙度及表面缺陷，然后在专用夹具上测量位置偏差。
在成批生产时，若工艺过程比较稳定，且机床精度较好，有些项目常常采用抽检的办法，并不逐项检验。
主要配合表面的硬度应在热处理车间检验。
量具我们选用：
（1）游标卡尺
（2）主轴检测棒
4数控加工刀具卡
产品名称
零件名称
轴类零件
零件图号
程序号
01
工步号
刀具号
刀具名称
刀具规格
加工表面
补偿量（mm）
备注
1
T04
45度刀
25x25
端面
手动
2
T01
90度外圆刀
粗加工零件外圆
自动
精加工零件外圆
4
T02
切槽刀
加工零件端中间3mm直槽
T03
60度外螺纹车刀
加工45*1.5—6g的螺纹
切断
5数控加工工艺卡
株洲职业技术学院
数控加工工艺卡
材料
加工部
位号
加工程
序号
设备型号
LY12
A200
O0001
CAK6140
数控车床
顺序号
刀具
切削参数
刀号
名称
角度
加工内容
切削速
度（V）r/min
主轴转速（S）
每转
进给
（f）
N1
备料φ85X300mm45号钢
N2
完全正火热处理
N3
刀偏角45度
平端面
800
0.2
N4
90°
外圆车刀
刀偏角60度
粗车大头外圆
0.3
N5
半精车各外圆
120
900
N6
检验外圆是否合格
N7
精车各外圆
150
1200
0.1
N8
宽3mm
切槽
N9
60º
外螺纹车刀
车螺纹M48×
1.5-6g
420
N10
45度角
N11
自然时效24h
N12
去毛刺倒棱
N13
清洗
N14
涂防锈油
N15
入库
典型数控车工分析实例
工序号
程序编号
夹具名称
使用设备
车间
001
O1
三爪卡盘
数控中心
工步内容
/mm
主轴转速
/（r/min）
进给速度
/（mm/min）
背吃刀量
25X25
650
粗车各外圆
64
0.08
车螺纹
450
F
编制
审核
批准
09年12月3日
共1页
第1页
6数控加工工序卡
7程序的编制
程序
O0001程序代号
M03S500T0101主轴正转
N20
G00X92Z2定位
N30
G71U2R1外圆粗切削循环。
背吃刀量为2、退刀量为1、X轴方向精加工余量为0.3、Z轴方向精加工余量为0.1，进给速度为0.3mm/min
N40
G71P50Q190U0.5W0.1F0.3
N50
G00X46快速定位
N60
G01Z0F0.1直线插补
N70
G01X48Z-1
N80
Z-60
N90
X50
N100
X62Z-120
N110
Z-45
N120
X80
N130
W-20
N140
G02X80W-60R70F0.1
N150
Z-215
N160
X85
N170
Z-29
N180
X90
N190
M03S900T0101
N200
G70PQ180精加工循环
N210
G00X100X轴方向快速退刀
N220
Z100Z轴方向快速退刀
N230
M03S500T0102选2刀架上的刀具，主轴正转，转速500in
N240
G00X51Z-60X、Z轴方向快速定位
N250
G01X45F0.1
N260
N270
G00X100
N280
Z100
N290
M03S450T0303选3号刀架上的刀具，主轴正转，转速450r/min
N300
G00X55Z4
N310
G92X45Z-58F1-5车螺纹
N320
X44.5
N330
X44
N340
X43.5
N350
X43.05
N360
G00X100X轴快速退刀
N370
Z100Z轴快速退刀
N380
M30程序结束
8加工步骤
8.1.零件的加工
（1） 机床的开机。
机床在开机前，应先进行机床的开机前检查。
确定一切没有问题之后，先打开机床总电源，然后打开控制系统电源。
在显示屏上应出现机床的初始位置坐标。
检查操作面板上的各指示灯是否正常，各按钮、开关是否处于正确位置；
显示屏上是否有报警显示，若有问题应及时予以处理；
液压装置的压力表是否在所要求的范围内。
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