轴类零件数控加工工艺与编程综合设计Word文档格式.docx

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二轴类零件加工工艺分析..................................................8

2.1轴类零件加工概述...................................................8

1）类零件功能和结构特点..........................................8

2）轴类零件技术要求..................................................8

2.2零件的材料分析............................................................9

轴类零件毛坯..................................................................9

2.3轴类零件加工主要工艺问题.......................................10

1）定位基准选择.........................................................10

2）表面加工方法.............................................................11

3）轴类零件与热处理...................................................13

三工艺设备的选择................................................................14

3.1机床的选择.............................................................14

3.2量具及辅助用具的选择..........................................15

3.3零件的安装.............................................................15

3.4选择夹具.................................................................15

3.5刀具的选择.............................................................16

加工刀具卡片....................................................................17

四切削用量的选择..................................................................18

4.1主轴转速的确定......................................................18

4.2进给速度的确定......................................................20

4.3背吃刀量的确定......................................................21

五对刀点与换刀点的确定....................................................22

六加工路线的确定................................................................23

七加工中的难点与解决方案................................................23

八数控车床操作注意事项....................................................24

九工艺卡..................................................................................25

十.轴类零件检验.....................................................................29

十一螺纹数值计算..................................................................30

十二加工工序卡片..................................................................31

十三编写程序..........................................................................33

结论...........................................................................................44

致谢...........................................................................................46

参考文献...................................................................................47

摘要

数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术，数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造的渗透形成的机电一体化产品，即所谓的数字化设备，数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，是制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大他对归计民生的一些重要行业（IT.汽车.医疗.轻工等）的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需要装备的数字化已是现代发展的大趋势。

运用数控原理.数控工艺.数控编程.专业软件等专业知识并绘制零件图和数控机床实际操作的一次综合联系，能让我感触到当代科学的前沿，体验数控魅力，为人们的生活带来方便，进一步认识数控技术，熟练数控机床的操作，掌握数控，开发数控内在潜力。

关键词：

数控技术；

车削加工；

加工工艺；

数控编程

Abstract

NCtechnologyiswithdigitalinformationonmachinerymovementandworkprocessforcontroloftechnology，NCequipmentistoNCtechnologyorrepresentativeoftechnologiesontraditionalmanufacturingindustryandemergingmanufacturingofpenetrationformedofelectromechanicalintegrationproducs，thatso-calledofdigitalequipment，NCtechnologyofapplicationnotonlytotraditionalmanufacturingbringshasrevolutionaryofchanges，makesmanufacturingbecameindustrializedofsymbol，andasNCtechnologyofnotonlydevelopmentandapplicationareaofexpandedheonreturnmeterlivelihoodofsomeimportantindustry（IT，andcar，andmedical，andlight）Isplayinganincreasinglyimportantroleinthedevelopment，becausedigitalequipmentneededintheseindustriesisamoderntrendofdevelopment。

Usingdigitalcontroltheory，numericalcontrolprocessing，CNCprogramming，softwareexpertiseandhands-onexercisesofCNCmachinetools，makesmefeelmodernsciencefrontiers，experiencedCNCcharmbroughtconveniencetopeople`slodernsciencefrontiers，experiencedCNCcharmbroughtconveniencetopeople`slives，improveunderstandingofnumericalcontroltechnology，skilledinCNCmachinetooloperation，masterCNC，NCinherentpotentialfordevelopment。

Keywords：

numericalcontroltechnology；

machining；

NCtechnology；

NCprogramming

绪论

一、选择本课题的目的及意义

目的：

通过这次设计可以使我们学会对相关学科中的基本理论，基本知识进行综合运用，同时使对本专业有较完整的，系统的认识，从而达到巩固，扩大，深化所学知识的目的，培养和提高综合分析问题和解决问题的能力，以及培养科学的研究和创造能力。

意义：

随着社会经济的快速发展，人们对生活品的要求也越来越高，企业对生产效率也有相应的提高。

数控机床的出现实现了广大人们的这一愿望。

数控车削加工工艺是实现产品设计，保证产品的质量，保证零件的精度，节约能源，降低消耗的重要手段。

是企业进行生产准备，计划调度，加工操作，安全生产，技术检测和健全劳动组织的重要依据。

也是企业对高品质，高品种，高水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。

这不但满足了广大消费者的目的，即实现了产品多样化，产品高质量，更新速度快的要求，同时推动了企业的快速发展，提高了企业的生产效率。

机械工业是国民经济各部门的装备军，而数控加工在机械行业占有领头羊的地位，因此国民经济各部门的生产技术水平和所取得的经济效益，在很大程度上取决于机械行业和数控行业中所能提供的机械装备的技术性能，指令和可靠性。

因此数控加工技术水平和生产规模是衡量一个国家科技水平和经济实力的重要标志。

数控工艺规程的编制是直接指导产品或零件制造工艺过程和操作方法的工艺文件，它将直接影响企业产品质量，效益，竞争能力。

本文通过对典型零件数控工艺加工分析，对零件进行编程加工，给出了对于典型零件数控加工工艺分析的方法，对于提高制造质量，实际生产具有一定的意义。

二、数控机床及数控技术的应用与发展

（一）数控机床的应用与发展

随着电子信息技术的发展世界机床已经进入了以数字化制造技术为

核心的机电一体化时代，其中数控机床就是其代表机床之一。

数控机床是制造业的加工母机和国民经济的重要基础。

随着科学技术不断发展，数控机床的发展越来越快，数控机床也正朝着高性能，高精度，高速度，高柔性化和模块化方向发展。

我国近几年数控机床虽然发展较快，但与国际先进水平还存在一定的差距，主要表现在：

可靠性差，外观质量差，产品开发周期长，应变能力差。

为了缩小与世界先进水平的差距，有关专家建议机床企业应有一下六个方面着力研究：

1）加大力度实施质量工程，提高数控机床的无故障率；

2）跟随国际水平，使数控机床向着高效高精方面发展；

3）加大成套设计开发能力上求突破；

4）发挥服务优势，扩大市场占有率；

5）多品种制造，满足不同层次的用户需求；

6）模块化设计，缩短开发周期，快速响应市场。

数控机床使用范围越来越大，国内国际市场容量也越来越大，但竞争也会加剧，我们只有紧跟先进技术进步的大方向，并不断创新，才能赶超世界先进水平。

（二）数控技术的应用与发展

数控技术是数字程序控制数控机械实现自动工作的技术。

它广泛用于机械制造和自动化领域，较好地解决多品种，小批量和复杂零件加工以及生产过程自动化问题。

随着计算机，自动控制技术的飞速发展，数控技术已广泛应用于数控机床，机器人以及各类机电一体化设备上。

同时，社会经济的飞速发展，对数控装置和数控机械要求在理论和应用方面有迅速的发展和提高。

一、零件图的审查

1.1合理的标注尺寸

零件图上的重要尺寸直接标注，在加工时使工艺基准与设计基准重合，并符合尺寸链最短的原则。

零件图上标注的尺寸便于用卡尺或样板测量。

1.2零件图的完整性与正确性

零件长度为250mm,从左到右依次为：

长18mm、公称直径为24mm、并在其表面切出1个3mm深1.5mm的槽，有1.5mm的45°

倒角的普通螺纹；

倒角C1，长18mm,公称直径为30mm;

并在其表面切出1个3mm深0.5mm的槽，还有一长16mm宽8mm深4mm的键槽;

倒角C1，长54mm直径为35的圆柱面，并在其表面切出1个3mm深0.5mm的槽；

长为4mm直径为44mm的圆柱面；

倒角C1，长31mm,公称直径为52mm的圆柱面，倒角C1，；

长52mm,公称直径为46mm的圆柱面；

并在其表面切出1个3mm深0.5mm的槽，还有一长,36mm宽14mm深5.5mm的键槽；

长52mm,公称直径为35mm;

并在其表面切出1个3mm深0.5mm的槽，倒角C1；

长16mm、公称直径为24mm、并在其表面切出1个3mm深1.5mm的槽有1.5mm的45°

倒角的普通螺纹，还有一长16mm宽,6mm深3.5mm的槽。

该零件视图正确，表达直观、清楚，绘制符合国家标准，尺寸、公差、表面粗糙度以及技术要求的标注齐全、合理。

二、轴类零件加工工艺分析

2.1.轴类零件加工概述

1）轴类零件功能和结构特点

轴类零件是机械加工中常见的典型零件之一，它是机械中主要用于支承齿轮，带轮，联动轴器等零件，以传递运动和动力。

按结构形式的不同，轴类零件一般可分为光轴，阶梯轴，曲轴，空心轴，凸轮轴以及各种丝杠等。

轴类零件是回转体零件，其长度大于直径。

主要的加工表面通常有内外圆柱面，内外圆锥面，次要的加工表面有键槽，螺纹，退刀槽，横向孔等。

2）轴类零件技术要求

根据功用和工作条件不同，轴类零件的技术要求主要包括以下几个方面。

（1）尺寸精度。

与轴承内圈配合的外圆轴颈，及支承轴颈，用于确定轴的位置并支撑轴，尺寸精度要求较高，通常为IT7—IT5,与各类传动件配合的轴颈，及配合轴颈，尺寸精度稍低，通常为IT9_IT8.轴向尺寸一般要求较低。

（2）几何形状精度。

几何形状精度主要指轴颈等主要表面的圆度，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。

（3）相互位置精度。

相互位置精度主要指配合轴颈相对于支撑轴颈的同轴度，通常用径向圆跳动来标注，普通精度轴的径向圆跳动为0.01—0.03mm。

此外，还有重要端面对轴心线的垂直度，端面间的平行度要求等。

（4）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。

支撑轴颈的表面粗糙度为Ra1.6~0.2μm,配合轴颈为Ra3.2~0.8μm.

分析零件图可知:

φ30mm圆柱面、φ35mm圆柱面、φ46mm圆柱面，φ35mm圆柱面，φ35mm圆柱轴肩、φ44mm圆柱轴肩、表面粗糙度Ra为0.8μm，键槽和其余表面粗糙度Ra为3.2μm。

φ30mm圆柱面、φ46mm圆柱面，圆跳动为0.02mm，基准为A—B，φ35mm圆柱轴肩、φ44mm圆柱轴肩、φ52mm圆柱右侧轴肩的面跳动为0.02mm基准为A—B，两个键槽对称度都为0.03，基准为A—B。

尺寸公差等级在IT9～IT10之间。

2.2零件的材料分析

本例属于中，小传动轴，毛坯材料为45#，强度、硬度、塑性等力学性能好，切削性能、热处理性能等加工工艺性能好，便于加工，能够满足使用性能，Φ60mm的热轧圆钢作为毛坯。

毛坯下料为φ60mm×

265mm。

轴类零件毛坯

轴类零件的毛坯常采用棒料，锻件和铸件等毛坯形式。

一般光轴或外圆直径相差不大的阶梯轴采用棒料，对外圆直径相差较大或较重要的轴常采用锻件；

对某些大型的或结构复杂的轴（如曲轴）可采用铸件。

2.3轴类零件加工主要工艺问题

1）定位基准选择

定位基准选择一般遵循以下原则：

（1）一般以重要的外圆面作为粗基准定位，加工出中心孔，再以轴端的中心孔为定位精基准，尽可能做到基准统一，基准重合，互为基准，并实现一次安装加工多个表面。

（2）对于空心的轴类零件，在加工出内孔后，可采用带中心孔的锥堵或锥堵芯轴。

（3）定位精基准中心孔应在各个加工阶段进行修正，目的是提高定位精基准面的精度和减小锥面的表面粗糙度值。

中心孔修整次数越多，精度越高，并应逐次加以提高。

粗基准采用热轧圆钢的毛坯外圆；

精基准采用两端中心孔，采用双顶尖装夹方法，实现基准重合，基准统一，保证零件的技术要求。

2）表面加工方法

轴类零件的表面及其加工包括以下几种：

（1）轴类零件的外圆表面加工。

轴类零件的外圆表面加工主要采用车削，分粗车，半精车，磨削三个阶段。

粗车的目的是切除大部分余量，半精车是修整热处理后的变形，精车是保证达到加工要求或为磨削加工做准备。

精度要求高的外圆表面，精加工都是用磨削的方法。

（2）空心轴的深孔（长径比大于5的孔）加工。

单件生产，空心轴的深孔一般在卧式车

床上用接长的麻花钻加工，批量加大时，空心轴的深孔用深孔钻头加工。

（3）螺纹的加工。

加工螺纹的方法主要包括车削螺纹（单件小批），铣削螺纹（批量大大）、滚压螺纹（大量生产）和磨削螺纹（精密加工）。

传动轴大都是回转表面，主要采用车削，磨削。

由于该传动轴的主要表面M,N,P,Q的公差等级较高（IT6），表面粗糙度值较小（Ra0.08μm），车削后还需要磨削，故外圆表面的加工方案为粗车——半精车——磨削。

螺纹在车床上车削，键槽在铣床上铣削。

（4）加工阶段划分。

该传动轴的加工划分为三个阶段，即粗车（粗车外圆，钻中心孔等），半精车（半精车各处外圆，轴肩面和修研中心孔及次要表面等）和磨削（磨削各处外圆和轴肩面）。

在半精加工Φ52mm，Φ44mm外圆及车螺纹M24mm时，同时加工出各退刀槽和倒角。

（5）顺序安排。

阶梯传动轴的加工顺序是：

下料——车两端面并钻中心孔——粗车各处外圆——调质——修研中心孔——半精车各外圆并车各退刀槽和倒角——车螺纹——划键槽和止动垫圈槽加工线——铣键槽和止动垫圈槽——修研中心孔——磨削——检验。

需要注意的是，车螺纹应该在铣键槽，止动垫圈槽之前完成，若车螺纹之前就铣出止动垫圈槽，将会造成断续切削，即影响质量又易损坏刀具。

两个键槽和止动垫圈槽应在半精车之后，磨削之前铣削，这样可以保证铣键槽时有效精确的定位基准，又可避免在磨削后铣键槽破坏已精加工的外圆表面。

安排热处理工序

在粗加工之后，半精加工之前安排调质处理。

3）轴类零件与热处理

轴类零件应根据不同的工作情况,选择不同的材料.一般轴类零件常用中碳钢,如45钢,经正火,调质及部分表面淬火等热处理,得到所要求的强度,,韧性和硬度.对中等精度的轴,可选用合金钢,经调质和表面淬火处理.对高速重载的轴,选用20CrMnTi,20Mn2B,20Cr等低碳合金钢或27Cr2Mo1V,38CrMoAl氮化钢。

不重要或受力较小的轴，可采用Q237，Q275等普通碳素钢。

形状复杂的轴（如曲轴，凸轮轴等）可采用球墨铸铁。

热处理工序一般包括以下三个工序

（1）毛坯热处理。

轴的毛坯热处理一般采用正火，其目的是消除锻造应力，

并使金属组织均匀，以利于切削加工。

（2）预备热处理。

在粗加工之后、半加工之前安排调质处理，目的是获得均

匀细密回火素氏体组织，提高工件的综合力学性能。

（3）最终热处理。

轴的某种重要表面需经表面淬火，一般安排在精加工之前，这

样可以纠正因淬火引起的局部变形。

三、工艺设备的选择

3.1机床的选择

机床选择的原则：

①要保证加工零件的技术要求，加工出合格的产品。

②有利于提高生产率。

③尽可能降低生产成本（加工费用）。

根据毛坯的材料和类型、零件轮廓形状复杂程度、尺寸大小、加工精度、工件数量、生产条件等要求，选用CJK6132数控车床。

由于还要加工键槽，止动垫圆槽，所以还要选用铣床，由于精度高，还需要磨床。

3.2量具及辅助用具的选择

加工过程中所需量具有：

游标卡尺、千分尺、百分表、表面粗糙度样板。

辅助用具有：

铜片、