圆锥螺母数控加工.docx
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圆锥螺母数控加工
摘要
本文主要是写关于利用数控车床加工圆锥螺母套的一些加工工艺分析、加工方法、注意事项，以及加工所需的机床、刀具、切削参数。
关键词，数控车床，工艺分析，数控加工，编程
∙Abstract
ThispaperiswrittenaboutusingCNClathemachiningofconicalnutsomeprocessing,processingmethodandsomemattersneedingattention,andprocessingmachinetoolforcuttingparameters,and
Keywords,numericalcontrollathe,craft,parameters,
目录
第一章前言---------------------------------------------------3
第二章零件图的分析及工艺路线---------------------------------4
2.1零件的工艺分析-------------------------------------------4
2.2、粗糙度的要求--------------------------------------------5
2.3毛坯的选择-----------------------------------------------5
2.4确定加工路线---------------------------------------------6
2.5基准的选择-----------------------------------------------7
第三章数控加工工序的设计------------------------------------9
3.1、机床的选择---------------------------------------------9
3.2刀具的选择-----------------------------------------------9
3.3切削用量的选择与计算-------------------------------------9
3.4零件的加工线路-------------------------------------------9
3.5填写工艺卡片---------------------------------------------10
第四章程序的编写---------------------------------------------10
第五章小结---------------------------------------------------12
参考文献-----------------------------------------------------14
谢词---------------------------------------------------------15
前言
工厂为了提高机器的某些性能或者降低成本，需要找机械加工厂定做的零件，常常会因为设备、技术或者工艺规程制定的不是很好，加工出来的部件无法满足使用要求。
本课题主要研究轴类零件加工过程，加工工艺注意点及改进的方法，通过总结求，所以需要一次次的总结，改进加工工艺，从而完善产品。
经过总结了生产上出现的问题，写下了这篇论文。
轴套类零件是机器中广泛的一种零件，通常使用于支承传动零件（如齿轮、带轮等），传递扭矩和承受载荷，构成轴类零件的表面主要有圆柱面、圆锥面、螺纹表面、花键、和沟槽等，按其表面类型和结构特征的不同，轴类零件可分为光轴、阶梯轴、半轴、空心轴、花键轴、凸轮轴、偏心轴、曲轴等。
主运动为回转运动的各种金属切削机床的主轴，是轴类零件中具有代表性的零件。
主轴的精度要求精度高，加工难度大。
如果对主轴加工中遇到一些重要问题，如基准的选择、工艺路线的拟定等，
出正确的分析和解决，则其他轴类零件的加工就能迎刃而解。
第二章圆锥螺母套零件图的分析及工艺路
2.1零件的工艺分析
1、定位基准的选择主轴主要表面的加工顺序，在很大的程度上取决于定位基准。
轴类零件本身的结构特征和主轴上各主要表面的位置精度要求都决定了以轴线为定位基准是最理想的。
这样既基准统一，又使定位基准与设计基准重合，一般多以外圆为粗基准，以轴两端顶尖孔位精基准，具体选择时还要注意以下几点：
各加工表面间相互位置精度要求较高时，最好在一次装夹中完成各个表面的加工。
粗加工或不能用两端顶尖孔定位时，为提高工件时工艺系统的刚度可只用外圆表面定位或用外圆表面和一端中心孔作为定位基准。
在加工过程中应交替使用轴的外圆和一端中心孔作为定位基准，以满足相互位置精度要求。
2、热处理工序的安排在主轴加工的整个工艺过程中，应安排足够的热处理工序，以保证主轴力学性能及加工精度要求，并改善工件加工性能。
一般为主轴毛坯锻造后，首先安排正火处理，在粗加工后安排调质处理，半精加工后，除了表面外，其他表面均已达到设计尺寸。
3、加工顺序的安排机加工顺序的安排依据“基准先行，先粗后精，先主后次”的原则进行，对主轴零件准备好的中心孔后，先加工外圆，再加工内孔，并将粗精加工分开进行。
在安排主轴工序的次序时应注意：
外圆表面的加工顺序应先加工大直径外圆然后加工小直径外圆，以免开始就降低了工件的刚度
主轴上的表面加工宜安排在主轴局部淬火后进行，以免由于淬火后的变形而影响螺纹便面和支撑轴颈的同轴度。
工序的划分
（1）工序集中就是零件的加工集中在少数工序内完成，而每一道工序的加工内容却比较多；工序分散则相反，整个工艺过程中工序数量多，而每一道工序的加工内容却比较少。
工序集中还是工序分散，主要取决于生产的规模和零件的结构特点及技术要求。
在一般情况下，单件小批量生产时，多采用工序集中。
（2）零件的加工质量要求较高时，都应划分加工阶段。
一般划分为粗加工、半精加工、精加工三个阶段。
粗加工阶段主要任务是切除毛坯上各加工表面的大部分加工余量，使毛坯在形状和尺寸上接近零件产品。
半精加工阶段达到一定的精度要求，并保证留有一定的加工余量，为主要的表面的精加工作准备。
精加工阶段主要任务是保证零件各主要表面达到图纸规定的技术要求。
如根据图所示及加工精度的要求，以一次加工所能进行的加工作为一道工序，分粗、精加工完主要轮廓的加工。
确定加工顺序及进给路线。
加工顺序按又粗到精，由近到远（由右到左）的原则确定。
即先从右到左进行粗车，然后从右到左进行精车，，铣键槽。
2.2、粗糙度的要求
表面粗糙度：
轴上的表面以支撑轴颈的表面质量要求最高，其次是传动零件的配合表面或工件表面这是保证轴与轴承以及轴与轴上传动件正确可靠配合的正要因素。
一般与传动件相配合的轴径表面粗糙度为Ra2.5～0.63μm，与轴承相配合的支承轴径的表面粗糙度为Ra0.63～0.16μm。
而孔的要求较高，表面粗糙度为0.16μm
2.3毛坯的选择
1、轴类零件的毛坯
选择毛坯的制造方法主要与零件的使用要求和生产类型有关，光轴或直径相差不大的阶梯轴。
一般常用热轧圆棒毛坯比轴较重要的轴，多采用锻件毛坯，由于毛坯加热锻打后能使金属内部纤维组织表面均匀分布，从而得到较高的机械强度，对于某些大型结构复杂的轴（如曲轴等）可采用铸件毛坯。
轴类零件可根据使用要求、生产类型、设备条件及结构，选用棒料、锻件等毛坯形式。
对于外圆直径相差不大的轴，一般以棒料为主；而对于外圆直径相差大的阶梯轴或重要的轴，常选用锻件，这样既节约材料又减少机械加工的工作量，还可改善机械性能。
根据生产规模的不同，毛坯的锻造方式有自由锻和模锻两种。
中小批生产多采用自由锻，大批大量生产时采用模锻。
2、轴类零件的材料
轴类零件应根据不同的工作条件和使用要求选用不同的材料并采用不同的热处理规范（如调质、正火、淬火等），以获得一定的强度、韧性和耐磨性轴类零件应根据不同的工作条件和使用要求来选择不同的材料并采用不同的热处理来获得足够的刚性、耐磨性和抗振性。
。
45钢是轴类零件的常用材料，它价格便宜经过调质（或正火）后，可得到较好的切削性能，而且能获得较高的强度和韧性等综合机械性能，淬火后表面硬度可达45～52HRC。
40Cr等合金结构钢适用于中等精度而转速较高的轴类零件，这类钢经调质和淬火后，具有较好的综合机械性能。
轴承钢GCr15和弹簧钢65Mn，经调质和表面高频淬火后，表面硬度可达50～58HRC，并具有较高的耐疲劳性能和较好的耐磨性能，可制造较高精度的轴。
精密机床的主轴（例如磨床砂轮轴、坐标镗床主轴）可选用38CrMoAIA氮化钢。
这种钢经调质和表面氮化后，不仅能获得很高的表面硬度，而且能保持较软的芯部，因此耐冲击韧性好。
与渗碳淬火钢比较，它有热处理变形很小，硬度更高的特性。
所以该零件选用45号钢即可。
2.4确定加工路线
工艺路线的拟定是制订工艺规程的关键，它制订的合理，直接影响到工艺规程的合理性、科学性。
工艺路线的拟定主要任务是选择各个表面的加工方法和加工方案。
确定各个表面得加工顺序以及工序集中与分散的程度，合理选用机床和刀具，确定所用夹具的大致结构。
1、表面加工方法的选择根据零件图上所要求加工表面，然后按照各类表面的经济加工精度和经济的表面粗糙度来选择表面加工方法中所要考虑分人问题：
表面所要求的加工质量，零件的结构、表面特点、材料等。
2、工序的划分工序的划分可以按零件装夹定位方位划分工序、按粗精加工划分工序、按刀具划分工序、按由哪几个步骤加工组成即工序集中与分散。
（1）工序集中的特点：
可减少装夹次数，便于采用高效生产率的机床，有利于生产组织和计划工作，占用生产面积小。
（2）所存在的问题是:
机床结构复杂，刀具多，降低了机床的可靠性，影响加工生产率。
设备过于复杂，调整维护不方便，工序分散与之相反。
3、工序顺序的安排
（1）机械加工工序顺序机械加工工序是工艺规程的主要内容，其加工顺序的安排原则：
先基准后其它，先粗后精，先主后次，先面后孔，先外后里。
（2）热处理工序的安排淬火处理安排的半精加工表面之后，调质处理安排在粗车之后，消除内应力的热处理，退火安排在粗加工之前进行，时效处理安排在粗加工后进行，修复定为基准工序，研磨中心孔。
（3）辅助工序的安排
4、检验工序的安排
（1）中间检验安排在粗加工阶段后进行；转出车间前关键工序之前和之后进行，因此关键工序、工时费用高且易出废品。
（2）特种检验检查工件材料内部质量，安排在工艺过程的开始，粗加工前检验工件表面质量，检验加工后的表面，要放在所要求表面的技能共加工之后。
（3）总检验零件加工完成后进行
其它工序的安排曲毛刺工序，一般安排在钻铣加工工序后，油封工序，入库前或两道工序之间间隔时间较长安排;洗涤工序，检验前；抛光磁粉探伤、荧光检验，研磨等工序之后均要安排洗涤工序。
5、工步的划分工步的划分主要从加工精度和效率两方面考虑，在一个工序内往往需要采用不同的刀具和切削用量。
对不同表面进行加工为了便于分析和描述较复杂的工序。
在工序内又细分为工步。
工步划分的原则：
（1）同一表面按粗加工、半精加工、精加工依次完成或全部加工表面按先粗后精加工分开进行。
（2）对于铣面有镗孔的零件，可先镗面后镗孔，使其恢复一段时间后可减少由变形引起的对孔的精度的影响。
（3）按刀具划分工步某些机床工作台回转时间比换刀时间短可采用按刀具划分工步，以减少换刀次数，提高生产率。
（4）在一次装夹中，尽可能完成所有可能够加工的表面。
2．5基准的选择
1、基准重合原则即选用设计基准作为定位基准，以避免定位基准与设计基准不重合，而引起的基准不重合原则。
基准统一原则应采用统一组基准定位加工零件上尽可能多的表面。
自为基准原则某些要求加工余量小而均匀的精加工工序；选择加工表面本身作为定位基准，称为基准原则。
互为基准原则当对工件上两个相互位置精度要求很高的表面进行加工时，需要两个表面互相作为基准，反复进行加工，以保证位置精度要求。
此外，所选精基准应保证工件安装可靠，夹具设计简单，操作方便。
2、选择粗基准时，主要要求保证各加工面有足够的余量，并注意尽快获得精基准。
具体选择时应考虑：
如果主要要求保证工件上某重要表面的加工余量均匀，则应选该表面为粗基准
若主要要求保证加工面与不加工面间的位置要求，则选择不加工面为粗基准。
如果零件上每个表面都要加工都要加工，则应选加工余量小的表面为粗基准。
作为粗基准的表面应尽量平整光洁，有一定面积，以使工件定位可靠，夹紧方便，
粗基准在同一尺寸方向上只能使用一次，因为毛坯面粗糙且精度低，重复使用产生较大误差。
无论精基准还是粗基准的选择，上述原则都不可能同时满足。
有时还是互相矛盾的。
因此，在选择时应根据具体情况进行分析，权衡利弊，保证主要的要求。
工件的夹紧，在加工过程中，工件将采用受到切削力，离心力，惯性力及重力等外力的作用。
为哦了保证在这些外力的作用下，工件仍能在夹具中保持正确的加工位置，而不致发生振动或位移，一般在夹具结构中必须设计一定得夹紧装置，将工件可靠地夹紧。
3、夹紧装置的组成和基本要求
夹紧装置的组成：
（1）力源装置
（2）中间传力机构
（3）夹紧元件与夹紧机构
夹紧装置的基本要求：
（1）夹紧过程中不能改变工件定位后所占据的正确位置。
（2）夹紧力的大小要适当，既要保证工件在整个加工过程中位置稳定不变，振动小，又要使工件不产生过大的夹紧变形。
（3）夹紧装置的自动化和复杂程度应与生产纲领产品的年产量向适应。
在保证生产效率的前提下，其结构要力求简单，便于制造和维修。
（4）夹紧装置的操作应方便、安全、省力。
（5）夹紧装置应具有良好的自锁性能，以保证源动力波动或消失以后，仍保持夹紧状态。
另外在上述的基础上还要确定夹紧力。
夹紧力的方向的确定应由助于定位稳定，且主夹紧力应指向主要定位基面
第三章数控加工工序设计
3.1．机床的选择
数控机床型号:
宝鸡机床厂CJK6240经济型数控车床，刀架为4工位回转试。
数控系统：
SIMENS802S.
3.1刀具的选择
1、45硬质合金端面车刀；
2、直径为4的中心钻
3、直径31.5的钻头
4、镗刀
5、直径32的绞刀
6、内槽车刀
7、内槽螺纹刀
8、93度左手偏刀
9、93度右手偏刀
3.2切削用量的选择与计算
合理选择切削用量的原则是，粗加工时，一般以提高生产率为主，尽最大可能的开毛坯。
半精加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下兼顾切削效率、经济性和加工成本。
切削用量是切削速度、进给量和背吃刀量三者的总称。
粗车时主轴转速S1000,进给量一刀车4—5mm；进给速度F0.25；
精车时转速S1200,进给量为1~2mm；进给速度F0.2;
3.3零件的数控加工路线
车平面—钻中心孔—镗孔—绞孔—精镗—粗车外圆—精镗—螺纹孔—切槽—精车外圆
3.4零件加工工艺过程卡
工艺号
程序编号
夹具名称
使用设备
车间
1
O1001-O1005
三爪卡盘和自制心轴
CJK6240数控车床
数控中心
公布
公布内容
刀具号
刀具规格/mm
主轴转速
进给速度
背吃刀量
1
平端面
T01
25*25
320
1
2
钻中心孔
T02
直径4
950
2
3
钻孔
T03
31.5
200
4
镗孔制尺寸直径31.9mm
T04
320
40
5
绞孔至尺寸
T05
直径32
320
0.2
6
粗镗孔斜面
T04
320
40
0.1
7
粗镗内孔斜面保证尺寸1：
5左右
T04
20*20
320
40
0.8
8
粗车外圆至尺寸直径71mm光轴
T08
25*25
320
1
9
掉头车另一端面，保证长度尺寸76mm
T01
25*25
320
10
粗镗螺纹底孔至尺寸直径34mm
T04
20*20
320
40
0.5
11
精镗螺纹底孔至尺寸直径34.2mm
T04
20*20
320
25
0.1
12
切5mm内孔退刀槽
T06
16*16
320
13
直径34.2mm孔边倒角2*45度
T07
16*16
320
14
粗车内孔螺纹至M36*2-7H
T07
16*16
320
0.4
15
精车内孔螺纹至M36*2-7H
T07
16*16
320
0.1
16
自右至左车外表面
T08
25*25
320
30
0.2
17
自左至右车外表面
T09
25*25
320
30
0.2
第四章程序的编写
程序如下；
O0000;
G54;
G90G23;
M03;
G94;
M08;
T3D3;
G0X150Z150;
G0Z78;
G0X82.8;
G1X47F30;
G1Z76;
G0X50Z74F100;
G1Z61;
G2X60Z56I5KO;
G3X70Z51I-0K-5;
G1Z50;
X72.8Z48.5F20;
G1X82;
T3D0;
G0X150;
Z150;
G54;
T2D2;
G0Z-2;
X82.8;
G1X47F30;
G1ZO;
G1X50Z1.5F100;
G1Z5;
X60;
Z48;
G3X62Z49I1K0;
G1X68;
G2X70Z50I0K1;
G1Z51;
X72.8Z52.8F20;
G1X82.8;
T2DO;
G0X150;
Z150;
M09;
M05;
M30;
第五章小结
通过本次的毕业设计，使我能够对书本的知识做进一步的了解与学习，对资料的查询与合理的应用做了更深入的了解，本次进行工件的工艺路线分析、工艺卡的制定、工艺过程的分析、铣镗钻夹具的设计与分析，对我们在大学期间所学的课程进行了实际的应用与综合的学习。
参考文献
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机械工业出版社，2004
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6、王荣兴加工中心培训教程机械工业出版社2008
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机械工业出版社，2001
8、刘越.机械制造技术.北京：
化学工业出版社，2003
9、朱淑萍.机械加工工艺及设备.北京：
机械工业出版社，2003
谢辞
在此更要感谢我的老师们，是你们的细心指导和关怀，使我能够顺利的完成毕业论文。
在我的学业和论文的研究工作中无不倾注着老师们辛勤的汗水和心血。
老师的严谨治学态度、渊博的知识、无私的奉献精神使我深受启迪。
从尊敬的导师身上，我不仅学到了扎实、宽广的专业知识，也学到了做人的道理。
在此我要向我的导师致以最衷心的感谢和深深的敬意。
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