轴类零件加工及工艺分析.docx
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轴类零件加工及工艺分析
内江职业技术学院
序言
数控加工是机械制造中的先进的加工技术是一种高效率，高精度与高柔性特色的自动加工方法，数控加工技术可有效解决复杂、精细、小批多变部件的加工问题，充足适应了现代化生产的需要，制造自动化是先进制造技术的重要构成部分，其核心技术是数控技术，数控技术是综共计算机、自动技术、自动检测及精细机械等高新技术的产物，它的出现及所带来的巨大利益，已惹起了世界各国技术与工业界的广泛重视，目前，国内数控机床使用愈来愈普及，怎样提高数控加工技术水平已成为事不宜迟，跟着数控加工的日趋普及，愈来愈多的数控
机床用户感觉，数控加工工艺掌握的水平是限制手工编程与CAD/CAM集成化自动编程质量的重点要素。
数控加工工艺是数控编程与操作的基础，合理的工艺是保证数控加工质量发挥数控机床的前提条件，从数控加工的适用角度出发，以数控加工的实质生产为基础，以掌握数控加工工艺为目标，在介绍数控加工切削基础，数控机床刀具的采纳，数控加工的定位与装夹以及数控加工工艺基础等基本知识的基础上，剖析了数控车削的加工工艺。
I
内江职业技术学院
目
序言
第一章
纲要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
.
1
第一
目及目的⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
1
第二
用件⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
.1
第二章
体⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
.2
第一
CAXA平面的制⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.2
第二
部件体的结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..4
第三章
工剖析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
.7
第一
部件工剖析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
..8
第二
刀具的⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
..9
第三
刀具卡片⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
..10
第四
确定工件的定位与具方案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
..10
第五
确定走刀序和路⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
..11
第六
切削用量的⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
..15
第七
数控加工工文件的填写⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..16
第八
保加工精度的方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯17
第四章
数控加工程序⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
18
第五章
部件仿真加工⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
23
第一
仿真件介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.23
第二
仿真加工程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
25
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
30
II
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参照文件⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..31
III
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纲要：
本次设计主假如对数控加工工艺进行剖析与详细部件图的加工，第一对数控加工技术进行了简单的介绍，而后依据部件图进行数控加工剖析。
第一，依据本部件资料的加工工序、切削用量以及其余有关
要素采纳刀具及刀柄和部件的轮廓特色确定需要7把刀具分别为外圆粗车刀、外圆精车刀、外切槽刀、外螺纹刀、内镗孔刀、内切槽刀。
第二，针对部件图图形进行编制程序，此部件为轴类部件，外轮廓由
直线、圆弧和螺纹构成，部件的里面要镗出一个锥孔，在加工过程中，工件需要调头钻孔再镗孔，第三，早钻孔对刀时要先回参照点，要以孔中心作为对刀点，刀具的地点要以此来找正，使刀位点与换刀点重合。
重点字：
刀具确实定、走刀路线的选择、刀具的对刀点、工件的定位。
IV
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第一章设计纲要
第一节设计题目及目的
设计题目：
轴类部件的加工及工艺剖析
设计目的：
本次毕业综合实训实践项目为轴类部件的加工及工艺
剖析，用所学理论知识和实质操作知识，在工作中剖析问题、解决实
际问题的能力同时达到对我们基本技术的训练，比如：
计算、画图、
熟习和运用设计资料（手册、标准、图册和规范等）的能力。
增强对
在加工机械部件时的部件工艺剖析、及其加工精度、刀具机床的采纳、
刀具赔偿，工件的定位与装夹的剖析等。
同时提高我们编写技术文件、
编写数控程序、仿真数控机床操作的独立工作能力。
第二节采纳设计软件
本课题二维图采纳：
CAXA电子图表
实体图采纳：
CAXA制造工程师2008
仿真加工用:
斯沃仿真软件
1
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第二章实体设计
第一节CAXA平面图的绘制
1.软件简介
我们采纳CAXA电子图版2007绘制，CAXA电子图板2007打造了崭新
软件开发平台，多文档、多标准以及交互方式上带来崭新体验，并且
在系统综合性能方面进行了充足改良和优化，关于文件特别是大图的
翻开、储存、显示、拾取等操作的运转速度均提高100%以上，Undo/Redo
性能提高了十倍以上，动向导航、智能捕获、编写改正等办理速度的
提高，给用户的设计画图工作带来流利、自如的感觉。
并且依照中国
机械设计的国家标准和使用习惯，供给专业画图工具盒协助设计工
具，经过简单的画图操作将新品研发、改型设计等工作快速达成，提
升工程师专业设计能力。
2.软件界面介绍
CAXA电子图版工作界面
2
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3.利用该软件作此图的平面图
3
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第二节部件实体
一、部件主体的实体化
我们这里使用CAXA数控车2008来进行实体，第一选择工作界面，翻开软
件后，点击软件的左下角的命令，而后出现一个界面以下
而后右键点击平面XY，创立草图，绘制以下列图的关闭图形
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达成上图以后，点击菜单栏里的按钮，达成实体创立。
以下列图：
二、在右端创立螺纹
利用公式曲线来创立螺纹，点击按钮，出现以下列图所示的界面
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将参数X=12*sin（t）
Y=12*cos（t）
Z=0.239*t
设置好之后点击按钮，完成如图的曲线
，单击，在曲线的一端创立一个平面，在此
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平面内绘制一个等边三角形，如图：
，退出草绘，选择
导动除料，达成实体创立，以下列图：
至此，整个部件的实体达成。
第三章工艺剖析
工艺剖析是工艺员的中心工作也是设计者设计的一个重要环节，它是对工件进行数控加工的先期准备。
合理正确的工艺剖析也是编制数控加工程序的重要依照。
故工艺剖析是数控加工不行缺乏的。
正确合理的工艺剖析需达成以下工作步骤和内容。
部件尺寸的正确标明：
因为加工程序是以正确的坐标点来编制
的，所以，各图形几何元素间的互相关系必定要明确；各样几何元素
的条件要充足，应无惹起矛盾的剩余尺寸或影响工序安排的关闭尺寸
等；构成部件轮廓的几何尺寸的条件应充足。
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识读部件：
部件图纸直接反应部件的结构，而部件的结构决定
工艺剖析的合理性，所以我们要保证优秀的部件结构。
工艺步骤：
拟订数控加工程序、区分工步、工序，确定对刀点、
换刀点，刀具赔偿，选择切削刀具、冷却液，编制工艺文件等。
编制加工程序：
将工艺剖析融入加工程序，并对其程序进行校
验和优化。
第一节部件工艺剖析
部件结构剖析
1.以下图部件便面由柱面，圆锥面，顺圆弧，逆圆弧及外
螺纹构成，外螺纹绞复杂此中多个直径尺寸由较高的精度，表面粗拙，部件图尺寸编注完好，切合数控加工尺寸标明要求，轮廓描绘清楚完
整，部件资料为45钢，毛胚为ф60mm*122mm
部件技术要求剖析
小批量生产条件编程，禁止用砂布和锉刀修饰平面，这是对
平面高精度的要求，未注公差尺寸按GB1804-M，热办理，调质办理，
HRC25-35，未注粗拙度部分光洁度按Ra6.3，毛胚尺寸ф60mm*122mm。
加工难点及办理方案
剖析图纸可知，此部件对平面度的要求高，左端更有内轮廓加
工，为提高部件质量，采纳以下加工方案：
1.对图样上给定的几个精度要求较高的尺寸，编程时采纳中间值。
2.在轮廓曲线上，有圆弧，所以在加工时应进行刀具半径赔偿，以保证轮廓曲线的正确性。
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本设计图纸中的各平面和外轮廓表面的粗拙度要求可采纳粗加工---
精加工---超精加工方案。
选择以上举措可保证尺寸、形状、精度和
表面粗拙度
第二节刀具选择
数控刀具的选择和切削用量确实定是数控加工工艺中的重要内容，它不单影响数控机床的加工效率，并且直接影响加工质量。
刀具的选择是在数控编程的人机交互状态下进行的。
应依据机床的加工能力、工件资料的性能、加工工序、切削用量以及其余有关要素正确采纳刀具及刀柄。
刀具选择总的原则是：
安装调整方便、刚性好、耐用度和精度高。
在知足加工要求的前提下，尽量选择较短的刀柄，以提高刀具加工的刚性。
在经济型数控机床的加工过程中，因为刀具的刃磨、丈量和改换多为人工手动进行，占用协助时间较长，所以，一定合理安排刀具的摆列次序。
一般应按照以下原则：
①尽量减少刀具数目；②一把刀具装夹后，应达成其所能进行的所有加工步骤；③粗精加工的刀具应
分开使用，即便是同样尺寸规格的刀具；④先铣后钻；⑤先进行曲面精加工，后进行二维轮廓精加工；⑥在可能的状况下，应尽可能利用数控机床的自动换刀功能，以提高生产效率等。
综上所诉：
本部件的加工
（1）采纳φ5mm中心钻钻削中心孔。
用ф20的钻头加工左端的孔
（2）粗车及平端面采纳90°硬质合金左偏刀，
为防备副后刀面与工件轮廓干预，副偏角不宜太小，选Kr′=35°。
（3）为减少刀具数目和换刀次数，精车和车螺纹采纳硬质合金60°外
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螺纹车刀，刀尖圆弧半径应小于轮廓最小圆角半径，取re=0.15～
0.2mm。
第三节刀具卡片
第四节确定工件的定位与装夹方案
在数控车床上工件定位安装的基来源则与一般机床同样。
工件
的装夹方法影响工件的加工精度和效率，为了充足发挥数控机床的工
作特色，在装夹工件时，应试虑以下几种要素：
1.尽可能采纳通用夹具，一定时才设计制造专用夹具；
2.结构设计要知足精度要求；
3.易于定位和装夹；
4.易于切削的清理；
5.抵挡切削力由足够的刚度；
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工件的定位与基准应与设计基准保持一致，应防备过定位，对与箱体工件最好选择“一面两销”作为定位基准，定位基准在数控机床上要认真找正。
因为这个工件是个实心轴，尾端要镗一个30的锥孔，因轴的长度不是很长，所以采纳工件的右端面和48的外圆作定位基准，使用一般三爪卡盘夹紧工件，取工件的右端面中心为工件坐标的原点，对刀点在（100.1000）处。
第五节切削加工次序的安排：
①先粗后精先安排粗加工，中间安排半精加工，最后安排精加工和
光整加工。
②先主后次先安排部件的装置基面和工作表面等主要表面的加工，
后安排如键槽、紧固用的光孔和螺纹孔等次要表面的加工。
因为次
要表面加工工作量小，又常与主要表面有位置精度要求，所以一般放在主要表面的半精加工以后，精加工以行进行。
③先面后孔关于箱体、支架、连杆、底座等部件，先加工用作定位的平面和孔的端面，而后再加工孔。
这样可使工件定位夹紧稳固靠谱，利于保证孔与平面的地点精度，减小刀具的磨损，同时也给孔加工带来方便。
④基面先行用作精基准的表面，要第一加工出来。
所以，第
一道工序一般是进行定位面的粗加工和半精加工（有时包含精加工），而后再以精基面定位加工其余表面。
比如，轴类部件顶尖孔的加工综上所诉：
此部件的的加工次序以下：
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1.先进行右端部分的加工，右端部分第一○1加工主轮廓走刀路线以下
圆弧段加工
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切槽
螺纹加工
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2.调头加工，调头以后的加工在分红3部○1第一加工外轮廓，走刀路线以下：
○2钻孔：
钻一个ф20深度为29的孔
○3加工左端部分的内轮廓，走刀图以下
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以上为整个部件的加工路线
第六节切削用量的选择
切削速度、进给量和切削深度三者称为切削用量。
它们是影响工件加工质量和生产效率的重要要素。
车削时，工件加工表面最大直径处的线速度称为切削速度，以v（m/min）表示。
其计算公式：
v=πdn/1000（m/min）
式中：
d——工件待加工表面的直径（mm）
n——车床主轴每分钟的转速（r/min）
依据部件的结构特色，外轮廓用采纳90度外圆车刀，轮廓粗加工时
留1mm的精车余量，粗加工时选主轴转速为s=800r/min，精加工选择1000r/min，由公式计算得：
切削速度v
粗加工：
v=150（m/min）
精加工：
v=188（m/min）
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第七节数控加工工艺文件的填写
1.工艺过程卡片
2.机械加工工序卡片
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第八节保证加工精度的方法
为了保证和提高加工精度，一定依据生产加工偏差的主要原由，采纳
相应的偏差预防或偏差赔偿等有效的工艺门路举措来直接控制原始
偏差或控制原始偏差对部件加工精度的影响。
一、刀具半径的选定
1.刀具的半径R比工件转角处半径大时不可以加工。
2.刀具较小时不可以用较大的切削量加工（刀具刚性差）。
二、采纳适合的切削液
1.切削液主要用来减少切削过程中的摩擦和降低切削温度。
合理使用切削液，对提高刀具耐用度和加工表面质量、加工精度起重要的作用。
2.非水溶性切削液：
切削油、固体润滑剂，非溶性切削液主要起润滑作用。
3.水溶性切削液：
水溶液、乳化液，水溶性切削液有优秀的冷却作用和冲洗作用。
故本设计加工时采纳水溶液进行冷却。
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第4章数控加工程序
本部件采纳电脑软件编程，因为程序过多，这里只打出一部分，这里
只展现左端部分的程序
O1234
T0404
M03S1200
M08F1500
G00X77.917Z13.100
G00Z6.549
G00X71.414
G01X61.014F5.000
G01X59.600Z5.841
G01Z-14.200F10.000
X60.000
G01X61.414Z-13.493F20.000
G01X71.414
G00Z6.549
G01X60.014F5.000
G01X58.600Z5.841
G01Z-14.700F10.000
G01X60.000
G01X61.414Z-13.993F20.000
G01X71.414
G00Z6.549
G01X59.014F5.000
G01X57.600Z5.841
G01Z-15.200F10.000
G01X60.000
G01X61.414Z-14.493F20.000
G01X71.414
G00Z6.549
G01X58.014F5.000
G01X56.600Z5.841
G01Z-15.700F10.000
G01X60.000
G01X61.414Z-14.993F20.000
G01X71.414
G00Z6.549
G01X57.014F5.000
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内江职业技术学院
G01X55.600Z5.841
G01Z-16.200F10.000
G01X60.000
G01X61.414Z-15.493F20.000
G01X71.414
G00Z6.549
G01X56.014F5.000
G01X54.600Z5.841
G01Z-16.700F10.000
G01X60.000
G01X61.414Z-15.993F20.000
G01X71.414
G00Z6.549
G01X55.014F5.000
G01X53.600Z5.841
G01Z-17.200F10.000
G01X60.000
G01X61.414Z-16.493F20.000
G01X71.414
G00Z6.549
G01X54.014F5.000
G01X52.600Z5.841
G01Z-17.700F10.000
G01X60.000
G01X61.414Z-16.993F20.000
G01X71.414
G00Z6.507
G01X1.414F5.000
G01X0.000Z5.800
G01X51.600F10.000
G01Z-18.200
G01X59.600
G01Z-36.000
G01X61.014Z-35.293F20.000
G01X71.014
G00Z6.007
G01X1.414F5.000
G01X0.000Z5.300
G01X50.600F10.000
G01Z-18.700
G01X58.600
G01Z-36.000
G01X60.014Z-35.293F20.000
G01X70.014
19
内江职业技术学院
G00Z5.507
G01X1.414F5.000
G01X0.000Z4.800
G01X49.600F10.000
G01Z-19.200
G01X57.600
G01Z-36.000
G01X59.014Z-35.293F20.000
G01X69.014
G00Z5.007
G01X1.414F5.000
G01X0.000Z4.300
G01X48.600F10.000
G01Z-19.700
G01X56.600
G01Z-36.000
G01X58.014Z-35.293F20.000
G01X68.014
G00Z4.507
G01X1.414F5.000
G01X0.000Z3.800
G01X47.600F10.000
G01Z-20.200
G01X55.600
G01Z-36.000
G01X57.014Z-35.293F20.000
G01X67.014
G00Z4.007
G01X1.414F5.000
G01X0.000Z3.300
G01X46.600F10.000
G01Z-20.700
G01X54.600
G01Z-36.000
G01X56.014Z-35.293F20.000
G01X66.014
G00Z3.507
G01X1.414F5.000
G01X0.000Z2.800
G01X45.600F10.000
G01Z-21.200
G01X53.600
G01Z-36.000
G01X55.014Z-35.293F20.000
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内江职业技术学院
G01X65.014
G00Z3.007
G01X1.414F5.000
G01X0.000Z2.300
G01X44.600F10.000
G01Z-21.700
G01X52.600
G01Z-36.000
G01X54.014Z-35.293F20.000
G01X64.014
G00Z2.507
G01X1.414F5.000
G01X0.000Z1.800
G01X43.600F10.000
G01Z-22.200
G01X51.600
G01Z-36.000
G01X53.014Z-35.293F20.000
G01X63.014
G00Z2.007
G01X1.414F5.000
G01X0.000Z1.300
G01X42.600F10.000
G01Z-22.700
G01X50.600
G01Z-36.000
G01X52.014Z-35.293F20.000
G01X62.014
G00Z1.507
G01X1.414F5.000
G01X0.000Z0.800
G01X41.600F10.000
G01Z-23.200
G01X49.600
G01Z-36.000
G01X51.014Z-35.293F20.000
G01X61.014
G00Z1.007
G01X1.414F5.000
G01X0.000Z0.300
G01X40.600F10.000
G01Z-23.700
G01X48.600
G01Z-36.000
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G01X50.014Z-35.293F20.000
G01X71.414
G00X77.917
G00Z13.100
G00X100Z100
T0404
M03S1200
G00X70.318Z11.144
G00Z0.707
G00X59.414
G01X-1.414F5.000
G01X0.000Z0.000
G01X40.000F10.000
G01Z-24.000
G01X48.000
G01Z-36.000
G01X49.414Z-35.293F20.000
G01X59.414
G00X70.318
G00Z11.144
G00X100Z100
T0505
M3S500
G0X20.Z20
G0X0.Z5.
G0Z5.
X100.Z100.
G0T0606
G97S3600M03
G0X21.92Z2.5M8
G50S3600
G96S330
G99G1Z-23.8F.2
X20.
X17.172Z-22.386
G0Z2.5
X23.84
G1Z-23.8
X21.52
X18.692Z-22.386
G0Z2.5
X25.76
G1Z-14.341
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X24.6Z-15.965
Z-23.8
X23.44
X20.612Z-22.386
G0Z2.5
X27.68
G1Z-11.653
X25.36Z-14.901
X22.532Z-13.487
G0Z2.5
X29.6
G1Z-8.965
X27.28Z-12.213
X24.452Z-10.799
G0X19.5
Z2.
X30.
G1Z0.
Z-9.
X25.Z-16.
Z-24.
X20.
X17.172Z-22.586
G0Z2.
M9
G28U0.W0.M05
T0606
M30
第五章部件仿真加工
第一节、仿真软件介绍
1.软件简介
市道上的仿真软件有好多，比如：
南京斯沃和上海宇龙、斐克，
这里我们采纳斯沃，南京斯沃软件技术有限企业开发的，是联合机床
厂家实质加工制造经验与高校教课训练一体所开发的国内第一款自
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内江职业技术学院
动免费下载更新的数控仿真软件。
经过该软件能够使学生达到实物
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