轴套零件的工艺分析和编程.docx

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轴套零件的工艺分析和编程

零件图

轴套三维图

轴套三维图

轴套类零件的工艺设计与加工

摘要：

随着数控技术的发展，数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使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，它对国计民生的一些重要行业的发展起着越来越重要的作用。

随着科技的发展，数控技术也在不断的发展更新，现在数控技术也称计算机数控技术，加工软件的更新快，CAD/CAM的应用是一项实践性很强的技术。

如像UG,PRO/E,Cimitron,MasterCAM,CAXA制造工程师等。

数控技术是技术性极强的工作，尤其在模具领域应用最为广泛，所以这要求从业人员具有很高的机械加工工艺知识，数控编程知识和数控操作技能。

本文主要通过c车削加工配合件的数控工艺分析与加工，综合所学的专业基础知识，全面考虑可能影响在车削加工中的因素，设计其加工工艺和编辑程序，完成配合要求。

关键词:

车削；CAD/CAM；配合件零件加工

前言

毕业设计是专业教学工作的重要组成部分和教学过程中的重要实际性环节。

毕业设计的目的是：

通过设计，培养我们综合运用所学的基础理论知识，专业理论知识和一些相关软件的学习，去分析和解决本专业范围内的一般工程技术问题的能力，培养我们建立正确的工艺设计思维，学会查找工具书，掌握数控工艺设计的一般程序，规范和方法。

本次设计选择的课题为轴类零件的车削加工工艺设计与其数控加工程序编制。

这次毕业设计让我们对机械制图的基础知识有了进一步的了解，同时也

为我们从事绘图工作奠定了一个良好的基础。

并锻炼了自己的动手能力，达到了学以致用的目的。

它是一次专业技能的重要训练和知识水平的一次全面体验，是学生毕业资格认定的重要依据，同时也为我们将来走向工作岗位奠定了必要的理论基础和实践经验。

前言

第一章零件工艺分析

1.1零件的分析

1.1.1零件的结构分析

该零件为轴类零件。

表面由外圆柱面，阶梯外圆面，退刀槽与螺纹等表面组成，其中Φ39，Φ30这两个直径尺寸有较高的尺寸精度和表面粗糙度要求。

表面粗糙度要求为1.6，为了保证同轴度通常减小切削力和切削热的影响，粗精加工分开，使粗加工中的变形在精加工中得到纠正，采用粗车——半精车——精车——粗磨——抛光，加工时需要零件材料为45号钢，毛胚尺寸为Φ45X80,切削加工性能较好，无热处理和硬度要求。

具体加工步骤如下：

（1）车外圆和端面确定机床坐标原点（对刀）。

（2）装夹左端面，车右端面并用尾座小钻头确定孔位，然后用顶尖装置顶紧。

（3）粗车外圆留加工余量0.2-0.5mm。

将图纸上尺寸加到到Φ39.5，Φ30.5，Φ20.5。

（4）精加工各外圆尺寸，到达图纸的要求，重点保证Φ30外圆尺寸。

（5）加工退刀槽，槽4x2。

（6）用60°螺纹刀粗——精加工M20x2的螺纹达到图纸要求。

（7）调头装夹，选用4mm的槽刀切断工件的同时将右端进行倒角。

（8）去除毛刺，检测工件的各项要求。

该套类零件→外圆柱面，内孔，内槽，内螺纹组成。

其主要特点是内外圆柱面和相关端面的形状。

同轴度要求高，加工内螺纹时要与外螺纹配合进行加工，使其达到图纸要求的配合精度。

加工时将上道工序切断的棒料进行装夹，加工右面的端面，该棒料是45#钢，切削性能较好，无热处理。

加工步骤如下：

（1）车外圆和端面确定机床坐标原点。

（2）车端面并用尾座小钻头钻定孔位，然后用顶尖装置顶紧。

（3）粗车Φ39外圆，同时留余量2mm进行精加工，松开顶锥，然后用Φ15的钻孔刀钻至30mm的深度。

（4）用内孔车刀镗孔粗加工内孔M20带有螺纹的孔，精镗孔的精加工余量为1.5mm。

（5）用内螺纹车刀加工M20内螺纹，并与轴的外螺纹配合进行加工。

（6）用45°硬质合金端面车刀倒角。

（7）调头车削左端面，保证长度为30误差为正负0.08

（8）用内孔车刀粗加工内孔Φ30的孔，精镗孔的精加工余量留1.5mm。

（9）精加工Φ3的孔，保证配合件间隙在0.07～0.13mm。

（10）用45°硬质合金端面车刀倒角。

（11）去除毛刺，检测工件各项尺寸要求。

通过上述分析，可采用以下几点工艺措施:

（1）对图样上给定的几个精度要求较高的尺寸，因其公差数值较小，故编程时要取平均值，以更好的保证加工完的零件在图纸要求的精度范围以内。

（2）在轮廓曲线上，有三处为圆弧，其中两处为既过象限又改变进给方向的轮廓曲线，因此在加工时应进行机械间隙补偿，以保证轮廓曲线的准确性。

（3）为便于装夹，工件2的坯件左端应预先粗找正，车出夹持部分，右端面也应先粗找正，车出夹持部分并钻好中心孔。

工件一也是先找正车除左右两端的夹持部分，为该零件的加工建立粗基准。

第二章毛坯的选择

2.1毛坯的种类

（1）铸造毛坯：

适合做形状复杂零件的毛坯

（2）锻造毛坯：

适合做形状简单零件的毛坯；

（3）型材：

适合做轴、平板类零件的毛坯；

（4）焊接毛坯：

适合板料、框架类零件的毛坯。

2.2选择毛坯的原则

（1）选择原则

毛坯的形状和尺寸应尽量接近零件的形状和尺寸，以减少机械加工。

（2）毛坯选择应考虑的因素

 1）生产纲领的大小：

对于大批大量生产，应选择高精度的毛坯制造方法，以减少机械加工，节省材料。

 2）现有生产条件：

要考虑现有的毛坯制造水平和设备能力。

（3）举例

a.轴类零件：

车床主轴：

45号钢模锻件；阶梯轴（直径相差不大）：

棒料

b.箱体：

铸造件或焊接件

c.齿轮：

小齿轮：

棒料；大多数中型齿轮：

模锻件；大型齿轮：

铸钢件

对于本零件的加工我们采用棒料来加工，选用45号钢，Φ50X100的材料加工工件一，Φ50X90的材料加工工件2，因为我们都是单件生产，所以我们以便于加工为主要目的。

第三章数控加工工艺设计

3.1定位基准的确定

3.1.1基准的概念与分类

1、基准的定义：

在零件图上或实际的零件上，用来确定其它点、线、面位置时所依据的那些点、线、面，称为基准。

2、基准的分类：

按其功用可分为：

1）设计基准：

零件工作图上用来确定其它点、线、面位置的基准，为设计基准。

2）工艺基准：

是加工、测量和装配过程中使用的基准，又称制造基准。

a.工序基准：

是指在工序图上，用来确定加工表面位置的基准。

它与加工表面有尺寸、位置要求。

b.定位基准：

是加工过程中，使工件相对机床或刀具占据正确位置所使用的基准。

c.度量基准（测量基准）：

是用来测量加工表面位置和尺寸而使用的基准。

d.装配基准：

是装配过程中用以确定零部件在产品中位置的基准。

举例如下：

各种基准示例

定位基准表示法

3.1.2定位基准的选择

定位基准包括粗基准和精基准。

   粗基准：

用未加工过的毛坯表面做基准。

工件一工件二的粗基准都是采用毛坯面。

   精基准：

用已加工过的表面做基准。

工件一的精基准为Φ36的外圆柱面，工件二的精基准是Φ46的外圆柱面。

3.2工艺路线的拟订

拟订工艺路线是设计工艺规程最为关键的一步，需顺序完成以下几个方面的工作。

工件一的工艺路线：

下料车左端面钻引正孔钻孔热处理粗车精车掉头粗车精车检验

工件二的工艺路线：

下料正火平端面钻引正孔钻孔热处理（调制）粗车精车切断掉头粗车精车检验

3.2.1表面加工方法的选择

（1）各种加工方法的经济加工精度和表面粗糙度

   不同的加工方法如车、磨、刨、铣、钻、镗等，其用选各不相同，所能达到的精度和表面粗糙度也大不一样。

即使是同一种加工方法，在不同的加工条件下所得到的精度和表面粗糙度也大不一样，这是因为在加工过程中，将有各种因素对精度和粗糙度产生影响，如工人的技术水平、切削用量、刀具的刃磨质量、机床的调整质量等等。

某种加工方法的经济加工精度：

是指在正常的工作条件下（包括完好的机床设备、必要的工艺装备、标准的工人技术等级、标准的耗用时间和生产费用）所能达到的加工精度。

加工成本与精度的关系

（2）加工方法和加工方案的选择

1）根据加工表面的技术要求，确定加工方法和加工方案；

这种方案必须在保证零件达到图纸要求方面是稳定而可靠的，并在生产率和加工成本方面是最经济合理的。

2）要考虑被加工材料的性质；

例如，淬火钢用磨削的方法加工；而有色金属则磨削困难,，一般采用金刚镗或高速精密车削的方法进行精加工。

3）要考虑生产纲领，即考虑生产率和经济性问题。

如：

大批大量生产应选用高效率的加工方法，采用专用设备。

例如，平面和孔可用拉削加工，轴类零件可采用半自动液压仿型车床加工，盘类或套类零件可用单能车床加工等。

4）应考虑本厂的现有设备和生产条件：

即充分利用本厂现有设备和工艺装备。

在选择加工方法时，首先根据零件主要表面的技术要求和工厂具体条件，先选定它的最终工序方法，然后再逐一选定该表面各有关前导工序的加工方法。

3.3机床设备与工艺装备的选择

（1）机床设备和工艺装备的选择

1、所选机床设备的尺寸规格应与工件的形体尺寸相适应；

2、精度等级应与本工序加工要求相适应；

3、电机功率应与本工序加工所需功率相适应；

4、机床设备的自动化程度和生产效率应与工件生产类型相适应。

（2）工艺装备的选择将直接影响工件的加工精度、生产效率和制造成本，应根据不同情况适当选择。

1、在中小批生产条件下，应首先考虑选用通用工艺装备（包括夹具、刀具、量具和辅具）；

2、在大批大量生产中，可根据加工要求设计制造专用工艺装备。

（3）机床设备和工艺装备的选择不仅要考虑设备投资的当前效益，还要考虑产品改型与转产的可能性，应使其具有足够的柔性。

3.4加工阶段的划分

1）根据零件的技术要求划分加工阶段。

分以下几个阶段：

粗加工阶段

在此阶段主要是尽量切除大部分余量，主要考虑生产率。

精加工阶段

在此阶段主要是保证各主要表面达到图纸要求，主要任务是保证加工质量。

2）将零件的加工过程划分为加工阶段的主要目的是：

（1）保证零件加工质量（因为工件有内应力变形、热变形和受力变形，精度、表面质量只能逐步提高，）；

（2）有利于与早发现毛坯缺陷并得到与时处理；

（3）有利于合理利用机床设备。

（4）便于穿插热处理工序：

穿插热处理工序必须将加工过程划分成几个阶段，否则很难充分发挥热处理的效果。

此外，将工件加工划分为几个阶段，还有利于保护精加工过的表面少受磕碰损坏。

3.5工序的划分

工序集中原则

按工序集中原则组织工艺过程，就是使每个工序所包括的加工内容尽量多些，将许多工序组成一个集中工序。

最大限度的工序集中，就是在一个工序内完成工件所有表面的加工。

采用数控机床、加工中心按工序集中原则组织工艺过程，生产适应性反而好，转产相对容易，虽然设备的一次性投资较高，但由于有足够的柔性，仍然受到愈来愈多的重视。

工序分散原则

按工序分散原则组织工艺过程，就是使每个工序所包括的加工内容尽量少些。

最大限度的工序分散就是每个工序只包括一个简单工步。

传统的流水线、自动线生产基本是按工序分散原则组织工艺过程的，这种组织方式可以实现高生产率生产，但对产品改型的适应性较差，转产比较困难。

3.6工序顺序的安排

  1）机械加工工序的安排原则

1）先基准面后其它表面

先把基准面加工出来，再以基准面定位来加工其它表面，以保证加工质量。

2）先粗加工后精加工

即粗加工在前，精加工在后，粗精分开。

3）主要表面后次要表面

如主要表面是指装配表面、工作表面，次要表面是指键糟、联接用的光孔等。

4）先加工平面后加工孔

平面轮廓尺寸较大，平面定位安装稳定，