第一篇：零件加工工藝課程設計
零件加工工藝設計
目錄
1.零件的加工工藝設計-----------------------1
1.1零件的工藝性審查
1.2基準的選擇
2.擬定機械加工工藝路線--------------------3
2.1確定各加工表面的加工方法及路線 3.選擇機床設備及工藝設備-----------------7 4.小結-------------8 5.參考文獻-------9
1.零件的加工工藝設計
1.1零件的工藝性審查
1.1.1零件的結構特點
該零件是用三孔形成，中間孔為支力點，常?？績深^的小孔來傳遞動力作用，其中作為支力點的大孔為Φ90H6，小孔及耳部分別為Φ35H6和Φ25H6。
1.1.2主要技術要求
零件的主要技術要求為：連桿不得有裂紋、夾渣等缺陷。熱處理后226～271HBS。 1.2基準的選擇
1.2.1毛坯的類型及制造方法
零件材料為45鋼，考慮零件形狀，應用模鍛毛坯。 由于零件是中批量生產，所以設備要充分利用，以減少投資、降低成本。故確定工藝的基本特征：毛坯采用效率高和質量較好的制造方法：擬定成的工藝過程卡和機械加工工序卡片。
1.2.2確定毛坯的制造方法和技術要求。
由于該零件的尺寸不大，而且工件上有許多表面不切削加工，故模鍛。 毛坯的技術要求：
1. 不得有裂紋、夾渣等缺陷/ 2. 鍛造拔模斜度不大于7·
3. 正火處理226～271HBS 4. 噴砂，去毛刺 1.2.3繪制毛坯圖
270±0.1
1.2.4基準選擇
由于該零件多數尺寸及形位公差以Φ90H6孔及端面為設計基準，因此首先將Φ60H6端面加工好，為后續加工基準。根據粗、精基準選擇的原則，確定各加工表面的基準。 (1)Φ90H6孔端面：零件外輪廓(粗基準)
(2)Φ35H6孔及Φ90H6孔端面(粗加工)：Φ90H6孔端面 (3)Φ35H6孔及Φ90H6孔端面(精加工)：Φ90H6孔端面 (4)Φ25H6孔端面：Φ90H6孔端面 (5)三孔：Φ90H6孔端面 2.擬定接寫加工工藝路線
該三孔連桿零件加工表面：大頭孔、小頭孔及耳部端面。根據各加工表面的精度要求和粗糙度要求。
Φ90H6孔加工路線為：粗鏜—精鏜。加工方法為鏜。Φ35H6孔加工路線為：鉆—粗鏜—精鏜，加工方法為鉆。Φ25H6孔：鉆—粗鏜—精鏜，加工方法為鉆。
2.2擬定加工工藝路線 方案
(一)
工序一 模鍛毛坯 工序二 正火處理 工序三
噴砂，去毛刺 工序四
銑大頭孔端面
工序五
以大頭孔端面位基準銑小頭孔端面 工序六
以大頭孔端面位基準銑耳部孔端面 工序七
鉆小頭孔至Φ29mm，耳部至Φ19mm. 工序八
粗鏜三孔，大頭孔Φ88mm，小頭孔Φ33mm，耳部孔Φ24mm. 工序九
精鏜三孔，大頭孔Φ90mm，小頭孔Φ35mm，耳部孔Φ25mm. 工序十
修鈍各處突棱，去毛刺 工序十一
檢驗各部尺寸及精度
工序十二
探傷檢查無損探傷檢查，零件有無裂紋及夾渣等
工序十三
油封入庫 方案
(二)
工序一 模鍛毛坯 工序二 正火處理 工序三
噴砂，去毛刺 工序四
銑大頭孔端面
工序五
以大頭孔端面位基準銑小頭孔端面 工序六
以大頭孔端面位基準銑耳部孔端面 工序七
粗鏜三孔，大頭孔Φ88mm，小頭孔Φ33mm，耳部孔Φ24mm. 工序八
精鏜三孔，大頭孔Φ90mm，小頭孔Φ35mm，耳部孔Φ25mm. 工序九
修鈍各處突棱，去毛刺
工序十
檢驗各部尺寸及精度，探傷檢查無損探傷檢查。零件有無裂紋及夾渣等 工序十一
油封入庫 方案
(三)
工序一 模鍛毛坯 工序二 正火處理 工序三
噴砂，去毛刺 工序四
銑大頭孔端面
工序五
鉆小頭孔至Φ29mm，耳部至Φ19mm. 工序六
粗鏜三孔，大頭孔Φ88mm，小頭孔Φ
33mm，耳部孔Φ24mm.精鏜三孔，大頭孔
Φ90mm，小頭孔Φ35mm，耳部孔Φ25mm. 工序七
以大頭孔端面位基準銑小頭孔端面 工序八
以大頭孔端面位基準銑耳部孔端面 工序九
修鈍各處突棱，去毛刺
工序十
檢驗各部尺寸及精度，探傷檢查無損探傷檢查，零件有無裂紋及夾渣等 工序十一
油封入庫
工藝方案
(一)是按工序分散原則組織工序，銑大頭孔面可在普通機床上用V型塊夾緊，裝夾加工，Φ35H6孔與Φ25H6孔可在普通鉆床上鉆模加工，其精度可在鏜床上達到。優點是可以采用通用機床和通用夾具及專用夾具。缺點是工藝路線長，增加了工件的裝夾次數。由與零件的形狀不規則，加工面分散，而且生產綱領已確定。中批量生產，可以盡量工序集中來提高生產效率。
工藝方案
(二)是按工序集中組織原則，其優點是工藝路線短，減少工件裝夾次數，易與保證加工面的相互位置精度，需要機床數量少，減少工件在工序間的運輸，減少輔助時間和準備時間。
工藝方案
(三)也按工序集中原則組織工序其優點是路線短，所用機床數量少，但起先空后面加工，不易保證位置精度。
綜上說述三方案的優點，選擇第一方案。
1. 選擇機床設備及工藝裝備 工序一 模鍛壓力機鋼尺
工序四
立式銑床， 高速鋼三面刃銑刀， 組合夾具， 0—200/0.02mm游標卡尺
工序五
立式銑床， 高速鋼三面刃銑刀， 組合夾具， 0—200/0.02mm游標卡尺
工序六
臥式銑床， 高速鋼三面刃銑刀， 組合夾具， 0—200/0.02mm游標卡尺
工序七
Z33S—1鉆床，Φ29mm和Φ19mm.直柄麻花
鉆，組合夾具， 0—200/0.02mm游標卡尺
工序八
臥式鏜床， 硬質合金車刀，組合夾具， 0—200/0.02mm游標卡尺
工序九
臥式鏜床， 硬質合金車刀，組合夾具， 0—200/0.02mm游標卡尺 工序十二
磁力探傷儀
小結
機械制造工藝課程設計是培養學生獨立思考和協同工作能力的重方法。理論知識固然重要，但實踐才是檢驗真理的唯一標準。作為學生，我們不只是學。學以致用才是最終目標，也是老師對我們的期望。通過三個禮拜的摸索，我們加強了對CAD繪圖軟件的學習和鞏固，以及增加了在查手冊、找資料、解決問題的方法等方面的能力。此外，也在潛移默化中加強了對課本上理論知識的正確認識。當然在此過程中少不了指導老師柴京富的領導，師傅領進門，修行在個人，期間我們深深感受到了您作為老師的職責。您始終讓我們獨立思考，讓我們在方法上得到了鍛煉。在此，我非常感謝柴老師您對我們的悉心教導和孜孜教誨。我定不辜負您對我們的期望。相信我們以后還能在您的領導下搞課程設計!
第二篇：軸類零件加工工藝及夾具設計
論文題目：
軸類零件加工工藝及夾具設計
學生姓名： 學 號: 所在院部： 所學專業： 指導老師：
完成時間：2010年03月
摘 要
軸類零件是機器中經常遇到的典型零件之一。它在機械中主要用于支承齒輪、帶輪、凸輪以及連桿等傳動件，以傳遞扭矩。按結構形式不同，軸可以分為階梯軸、錐度心軸、光軸、空心軸、曲軸、凸輪軸、偏心軸、各種絲杠等軸的長徑比小于5的稱為短軸，大于20的稱為細長軸，大多數軸介于兩者之間;軸用軸承支承，與軸承配合的軸段稱為軸頸。軸頸是軸的裝配基準，它們的精度和表面質量一般要求較高。根據零件的結構及其功能，運用定位夾緊的知識完成了夾具設計。
關鍵詞：軸類零件、軸頸、夾具
Abstract
The machine shaft is often encountered in one of the typical components. It is mainly used for support in mechanical gears, pulleys, cams and connecting rods and other transmission parts, to transfer torque. Different forms according to the structure, the axis can be divided into stepped shaft, taper spindle, axis, hollow shaft, crankshaft, camshaft, eccentric shafts, all kinds of screw shaft such as short axis aspect ratio of less than 5 large known as the slender shaft 20, most shaft in between; shaft bearings bearing, and bearing with the shaft segment called the journal. Journal is the axis of the assembly base, and their general requirements for precision and high surface quality. According to parts of the structure and function, using the knowledge of locating and clamping fixture design completed.
Key words：Shaft, journ 2
目錄
1. 軸類零件技術要求 ................................. 3
1.1、尺寸精度 ........................................ 3 1.
2、幾何形狀精度 .................................... 3 1.3、 相互位臵精度 ................................... 3 1.
4、表面粗糙度 ...................................... 3 2. 軸類零件的毛胚和材料 .............................. 4 2.1 軸類零件的毛胚 ................................... 4 2.2 軸類零件的材料 ................................... 4 3. 軸類零件一般加工要求及方法 ........................ 5 3.1 軸類零件加工工藝規程注意點 ....................... 5 3.2 軸類零件加工的技術要求 ........................... 5 3.3 軸類零件的熱處理 ................................. 6 4. 軸類零件工藝路線 .................................................................................................... 6 4.1、傳承軸圖樣分析 .................................. 7 4.
2、確定毛坯 ........................................ 8 4.3、 確定主要表面的加工方法 ......................... 8 4.
4、確定定位基準 .................................... 8 4.5、劃分階段 ........................................ 9 4.
6、熱處理工序安排 .................................. 9 4.7、加工尺寸和切削用量 .............................. 9 4.
8、 擬定工藝過程 ................................... 9 5.細長軸加工工藝特點 ............................................................................................... 10
5.1、 改進工件的裝夾方法 ... ………………………………..10 5.
2、采用跟刀架 .................................... .10 5.3、采用反向進給 ................................... 11 5.
4、采用車削細長軸的車刀 ........................... 11 6. 夾具的設計 ................................................................................................................... 12 6.1 銑床夾具設計 ..................................................................................................... 12 6.1.1、六點定位原理 ........................................ 13 6.1.
2、應用定位原理幾種情況 ................................ 11 (1)完全定位 ............................................. 11 (2)部分定位 ............................................. 11 (3)過定位(重復定位) ................................... 11 6.1.3、確定要限制的自由度 .................................. 14 6.1.
4、定位方案選擇 ........................................ 14 6.1.5、計算定位誤差 ........................................ 15 (1)夾緊方案 .............................................. 16 (2)對刀方案 .............................................. 16 (3)夾具體與定位鍵 ........................................ 16 (4)夾具總圖上的尺寸、公差和技術要求 ...................... 16 (5)夾具精度分析 .......................................... 17 6.2 各類銑床夾具 ..................................................................................................... 18
6.2.1、銑床夾具 ............................................ 18 (1)銑床夾具的分類 ........................................ 18 (2)銑床常用通用夾具的結構 ................................ 18 (3)銑床夾具的設計特點 .................................... 18 6.2.
2、典型數控機床夾具 .................................... 19
1、數控銑床夾具 ............................................ 19
2、數控銑削加工常用的夾具大致有以下幾種： ................... 7
結束語 ............................................. 21 謝 詞 ............................................ 22 參考文獻 ........................................... 23
2
1. 軸類零件技術要求 2. 1.1尺寸精度
起支承作用的軸頸為了確定軸的位臵，通常對其尺寸精度要求較高(IT5～IT7)。裝配傳動件的軸頸尺寸精度一般要求較低(IT6～IT9)。
1.2幾何形狀精度
軸類零件的幾何形狀精度主要是指軸頸、外錐面、莫氏錐孔等的圓度、圓柱度等，一般應將其公差限制在尺寸公差范圍內。對精度要求較高的內外圓表面，應在圖紙上標注其允許偏差。
1.3 相互位臵精度
軸類零件的位臵精度要求主要是由軸在機械中的位臵和功用決定的。通常應保證裝配傳動件的軸頸對支承軸頸的同軸度要求，否則會影響傳動件(齒輪等)的傳動精度，并產生噪聲。普通精度的軸，其配合軸段對支承軸頸的徑向跳動一般為0.01～ 0.03mm ，高精度軸(如主軸)通常為0.001～ 0.005mm。
1.4表面粗糙度
一般與傳動件相配合的軸徑表面粗糙度為Ra2.5～0.63μm，與軸承相配合的支承軸徑的表面粗糙度為Ra0.63～0.16μm。
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2.軸類零件的毛胚和材料
2.1 軸類零件的毛胚
軸類零件可根據使用要求、生產類型、設備條件及結構，選用棒料、鍛件等毛坯形式。對于外圓直徑相差不大的軸，一般以棒料為主;而對于外圓直徑相差大的階梯軸或重要的軸，常選用鍛件，這樣既節約材料又減少機械加工的工作量，還可改善機械性能。
根據生產規模的不同，毛坯的鍛造方式有自由鍛和模鍛兩種。中小批生產多采用自由鍛，大批大量生產時采用模鍛。
2.2 軸類零件的材料
軸類零件應根據不同的工作條件和使用要求選用不同的材料并采用不同的熱處理規范(如調質、正火、淬火等)，以獲得一定的強度、韌性和耐磨性。
45鋼是軸類零件的常用材料，它價格便宜經過調質(或正火)后，可得到較好的切削性能，而且能獲得較高的強度和韌性等綜合機械性能，淬火后表面硬度可達45～52HRC。
40Cr等合金結構鋼適用于中等精度而轉速較高的軸類零件，這類鋼經調質和淬火后，具有較好的綜合機械性能。
軸承鋼GCr15和彈簧鋼65Mn，經調質和表面高頻淬火后，表面硬度可達50～58HRC，并具有較高的耐疲勞性能和較好的耐磨性能，可制造較高精度的軸。
精密機床的主軸(例如磨床砂輪軸、坐標鏜床主軸)可選用38CrMoAIA氮化鋼。這種鋼經調質和表面氮化后，不僅能獲得很高的表面硬度，而且能保持較軟的芯部，因此耐沖擊韌性好。與滲碳淬火鋼比較，它有熱處理變形很小，硬度更高的特性。
3.軸類零件一般加工要求及方法
3.1 軸類零件加工工藝規程注意點
在學校機械加工實習課中，軸類零件的加工是學生練習車削技能的最基本也最重要的項目，但學生最后完工工件的質量總是很不理想，經過分析主要是學生對軸類零件的工藝分析工藝規程制訂不夠合理。
軸類零件中工藝規程的制訂，直接關系到工件質量、勞動生產率和經濟效益。一零件可以有幾種不同的加工方法，但只有某一種較合理，在制訂機械加工工藝規程中，須注意以下幾點：
(1)零件圖工藝分析中，需理解零件結構特點、精度、材質、熱處理等技術要求，且要
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研究產品裝配圖，部件裝配圖及驗收標準。
(2)滲碳件加工工藝路線一般為：下料→鍛造→正火→粗加工→半精加工→滲碳→去碳加工(對不需提高硬度部分)→淬火→車螺紋、鉆孔或銑槽→粗磨→低溫時效→半精磨→低溫時效→精磨。
(3)粗基準選擇：有非加工表面，應選非加工表面作為粗基準。對所有表面都需加工的鑄件軸，根據加工余量最小表面找正。且選擇平整光滑表面，讓開澆口處。選牢固可靠表面為粗基準，同時，粗基準不可重復使用。
(4)精基準選擇：要符合基準重合原則，盡可能選設計基準或裝配基準作為定位基準。符合基準統一原則。盡可能在多數工序中用同一個定位基準。盡可能使定位基準與測量基準重合。選擇精度高、安裝穩定可靠表面為精基準。
3.2 軸類零件加工的技術要求
(1)尺寸精度軸類零件的主要表面常為兩類，一類是與軸承的內圈配合的外圓軸頸，即支承軸頸，用于確定軸的位臵并支承軸，尺寸精度要求較高，通常為IT5～IT7;另一類為與各類傳動件配合的軸頸，即配合軸頸，其精度稍低，通常為IT6~IT9。
(2)幾何形狀精度主要指軸頸表面、外圓錐面、錐孔等重要表面的圓度、圓柱度。其誤差一般應限制在尺寸公差范圍內，對于精密軸，需在零件圖上另行規定其幾何形狀精度。
(3)相互位臵精度包括內、外表面，重要軸面的同軸度、圓的徑向跳動、重要端面對軸心線的垂直度、端面間的平行 5
度等。
(4)表面粗糙度軸的加工表面都有粗糙度的要求，一般根據加工的可能性和經濟性來確定。
3.3 軸類零件的熱處理
(1)鍛造毛坯在加工前，均需安排正火或退火處理，使鋼材內部晶粒細化，消除鍛造應力，降低材料硬度，改善切削加工性能。
(2)調質一般安排在粗車之后、半精車之前，以獲得良好的物理力學性能。
(3)表面淬火一般安排在精加工之前，這樣可以糾正因淬火引起的局部變形。
(4)精度要求高的軸，在局部淬火或粗磨之后，還需進行低溫時效處理。
4.軸類零件工藝路線
(1)軸類零件是常見的零件之一。按軸類零件結構形式不同，一般可分為光軸、階梯軸和異形軸三類;或分為實心軸、空心軸等。它們在機器中用來支承齒輪、帶輪等傳動零件，以傳遞轉矩或運動。
(2)對于7級精度、表面粗糙度Ra0.8～0.4μm的一般傳動軸，其工藝路線是：正火-車端面鉆中心孔-粗車各表面-精車各表面-銑花鍵、鍵槽-熱處理-修研中心孔-粗磨外圓-精磨外圓-檢驗。
(3)軸類零件一般采用中心孔作為定位基準，以實現基準統一的方案。在單件小批生產中鉆中心孔工序常在普通車床上進行。在大批量生產中常在銑端面鉆中心孔專用機床上進行。
(4)中心孔是軸類零件加工全過程中使用的定位基準，其質量對加工精度有著重大影響。所以必須安排修研中心孔工序。修研中心孔一般在車床上用金剛石或硬質合金頂尖加壓進行。
(5)對于空心軸(如機床主軸)，為了能使用頂尖孔定位，一般均采用帶頂尖孔的錐套心軸或錐堵。若外圓和錐孔需反復多次、互為基準進行加工，則在重裝錐堵或心軸時，必須按外圓找正或重新修磨中心孔。
(6)軸上的花鍵、鍵槽等次要表面的加工，一般安排在外圓精車之后，磨削之前進行。因為如果在精車之前就銑出鍵槽，在精車時由于斷續切削而易產生振動，影響加工質量，又容易損壞刀具，也難以控制鍵槽的尺寸。但也不應安排在外圓精磨之后進行，以免破壞外圓表面的加工精度和表面質量。
(7)在軸類零件的加工過程中，應當安排必要的熱處理工序，以保證其機械性能和加工精度，并改善工件的切削加工性。一般毛坯鍛造后安排正火工序，而調質則安排在粗加工后進行，以便消除粗加工后產生的應力及獲得良好的綜合機械性能。淬火工序則安排在磨削工序之前。
(8)臺階軸的加工工藝較為典型，反映了軸類零件加工的大部分內容與基本規律。下面就以減速箱中的傳動軸為例，介紹一般臺階軸的加工工藝。
4.1、傳承軸圖樣分析
圖4.1
(1)圖4.1所示零件是減速器中的傳動軸。它屬于臺階軸類零件，由圓柱面、軸肩、螺紋、螺尾退刀槽、砂輪越程槽和鍵槽等組成。軸肩一般用來確定安裝在軸上零件的軸向位臵，各環槽的作用是使零件裝配時有一個正確的位臵，并使加工中磨削外圓或車螺紋時退刀方便;鍵槽用于安裝鍵，以傳遞轉矩;螺紋用于安裝各種鎖緊螺母和調整螺母。
(2)根據工作性能與條件，該傳動軸圖樣(圖4.1)規定了主要軸頸M，N，外圓P、Q以及軸肩G、H、I有較高的尺寸、位臵精度和較小的表面粗糙度值，并有熱處理要求。這些技術要求必須在加工中給予保證。因此，該傳動軸的關鍵工序是軸頸M、N和外圓P、Q的加工。
4.2、確定毛坯
該傳動軸材料為45鋼，因其屬于一般傳動軸，故選45鋼可滿足其要求。本例傳動軸屬于中、小傳動軸，并且各外圓直徑尺寸相差不大，故選擇￠60mm的熱軋圓鋼作毛坯。
4.3、 確定主要表面的加工方法
傳動軸大都是回轉表面，主要采用車削與外圓磨削成形。由于該傳動軸的主要表面M、N、P、Q的公差等級(IT6)較高，表面粗糙度Ra值(Ra=0.8 um)較小，故車削后還需磨削。外圓表面的加工方案可為：粗車→半精車→磨削。
4.4、確定定位基準
(1)合理地選擇定位基準，對于保證零件的尺寸和位臵精度有著決定性的作用。由于該傳動軸的幾個主要配合表面(Q、P、N、M)及軸肩面(H、G)對基準軸線A-B均有徑向圓跳動和端面圓跳動的要求，它又是實心軸，所以應選擇兩端中心孔為基準，采用雙頂尖裝夾方法，以保證零件的技術要求。
(2)粗基準采用熱軋圓鋼的毛坯外圓。中心孔加工采用三爪自定心卡盤裝夾熱軋圓鋼的毛坯外圓，車端面、鉆中心孔。但必須注意，一般不能用毛坯外圓裝夾兩次鉆兩端中心孔，而應該以毛坯外圓作粗基準，先加工一個端面，鉆中心孔，車出一端外圓;然后以已車過的外圓作基準，用三爪自定心卡盤裝夾(有時在上工步已車外圓處搭中心架)，車另一端面，鉆中心孔。如此加工中心孔，才能保證兩中心孔同軸。
4.5、劃分階段
對精度要求較高的零件，其粗、精加工應分開，以保證零件的質量。該傳動軸加工劃分為三個階段：粗車(粗車外圓、鉆中心孔等)，半精車(半精車各處外圓、臺階和修研中心孔及次要表面等)，粗、精磨(粗、精磨各處外圓)。各階段劃分大致以熱處理為界。
4.6、熱處理工序安排
軸的熱處理要根據其材料和使用要求確定。對于傳動軸，正火、調質和表面淬火用得較多。該軸要求調質處理，并安排在粗車各外圓之后，半精車各外圓之前。
綜合上述分析，傳動軸的工藝路線如下：
下料→車兩端面，鉆中心孔→粗車各外圓→調質→修研中心孔→半精車各外圓，車槽，倒角→車螺紋→劃鍵槽加工線→銑鍵槽→修研中心孔→磨削→檢驗。
4.7、加工尺寸和切削用量
(1)傳動軸磨削余量可取0.5mm，半精車余量可選用1.5mm。加工尺寸可由此而定，見該軸加工工藝卡的工序內容。
(2)車削用量的選擇，單件、小批量生產時，可根據加工情況由工人確定;一般可由《機械加工工藝手冊》或《切削用量手冊》中選取。
4.8、 擬定工藝過程
定位精基準面中心孔應在粗加工之前加工，在調質之后和磨削之前各需安排一次修研中心孔的工序。調質之后修研中心孔為消除中心孔的熱處理變形和氧化皮，磨削之前修研中心孔是為提高定位精基準面的精度和減小錐面的表面粗糙度值。擬定傳動軸的工藝過程時，在考慮主要表面加工的同時，還要考慮次要表面的加工。在半精加工￠52mm、￠44mm及M24mm外圓時，應車到圖樣規定的尺寸，同時加工出各退刀槽、倒角和螺紋;三個鍵槽應在半精車后以及磨削之前銑削加工出來，這樣可保證銑鍵槽時有較精確的定位基準，又可避免在精磨后銑鍵槽時破壞已精加工的外圓表面。
在擬定工藝過程時，應考慮檢驗工序的安排、檢查項目及檢驗方法的確定。綜上所述，所確定的該傳動軸加工工藝過程見表4.1。
5.細長軸加工工藝特點
5.1、 改進工件的裝夾方法
粗加工時，由于切削余量大，工件受的切削力也大，一般采用卡頂法，尾座頂尖采用彈性頂尖，可以使工件在軸向自由伸長。但是，由于頂尖彈性的限制，軸向伸長量也受到限制，因而頂緊力不是很大。在高速、大用量切削時，有使工件脫離頂尖的危險。采用卡拉法可避免這種現象的產生。
精車時，采用雙頂尖法(此時尾座應采用彈性頂尖)有利于提高精度，其關鍵是提高中心孔精度。
5.2、采用跟刀架
跟刀架是車削細長軸極其重要的附件。采用跟刀架能抵消加工時徑向切削分力的影響，從而減少切削振動和工件變形，但必須注意仔細調整，使跟刀架的中心與機床頂尖中心保持一致。
5.3、采用反向進給
車削細長軸時，常使車刀向尾座方向作進給運動(此時應安裝卡拉工具)，這樣刀具施加于工件上的進給力方向朝向尾座，因而有使工件產生軸向伸長的趨勢，而卡拉工具大大減少了由于工件伸長造成的彎曲變形。
5.4、采用車削細長軸的車刀
車削細長軸的車刀一般前角和主偏角較大，以使切削輕快，減小徑向振動和彎曲變形。粗加工用車刀在前刀面上開有斷屑槽，使斷屑容易。精車用刀常有一定的負刃傾角，使切屑流向待加。
6. 夾具的設計
6.1 銑床夾具設計
圖6-1所示拔叉零件，要求設計銑槽工序用的銑床夾具。根據工藝規程，在銑槽之前其它各表面均已加工好，本工序的加工要求是：槽寬14H11mm，槽深7mm，槽的中心平面與Ф26H7孔軸線的垂直度公差為0.08mm，槽側面與E面的距離12 ±0.2mm，槽底面與B面平行。
撥插零件圖6—1 6.1.1、六點定位原理
當工件在不受任何條件約束時，其位臵是任意的不確定的。設工件為一理想的鋼體，并以一個空間直角坐標作為參照來觀察鋼體的位臵變動。由理論力學可知，在空間處于自由狀態的鋼體，具有六個自由度，即沿著X、Y、Z三個坐標軸的移動和繞著這三個坐標軸的轉動，如圖所示。用X、Y、Z和X、Y、Z分別表示沿三個坐標軸的移動和繞著這三個坐標軸轉動的自由度。
六個自由度是工件在空間位臵不確定的最高程度。定位的任務，就是要限制工件的自由度。在夾具中，用分別適當的與工件接觸的六個支撐點，來限制工件六個自由度的原理，稱為六點定位原理。
6.1.2、應用定位原理幾種情況 (1)完全定位
工件的六個自由度全部被限制，它在夾具中只有唯一的位臵，稱為完全定位。 (2)部分定位
工件定位時，并非所有情況下都必須使工件完全定位。在滿足加工要求的條件下，少于六個支撐點的定位稱為部分定位。
在滿足加工要求的前提下，采用部分定位可簡化定位裝臵，在生產中應用很多。如工件裝夾在電磁吸盤上磨削平面只需限制三個自由度。 (3)過定位(重復定位)
幾個定位支撐點重復限制一個自由度，稱為過定位。 A、一般情況下，應該避免使用過定位。
通常，過定位的結果將使工件的定位精度受到影響，定位不確定可使工件(或定位件)產生變形，所以在一般情況下，過定位是應該避免的。 B、過定位亦可合理應用
雖然工件在夾具中定位，通常要避免產生“過定位”，但是在某些條件下，合理地采用“過定位”，反而可以獲得良好的效果。這對剛性弱而精度高的航空、儀表類工件更為顯著。
工件本身剛性和支承剛性的加強，是提高加工質量和生產率的有效措施，生產中常有應用。大家都熟知車削長軸時的安裝情況，長軸工件的一端裝入三爪卡盤中，另一端用尾架尖支撐。這就是個“過定位”的定位方式。只要事先能對工件上諸定位基準和機床(夾具)有關的形位誤差從嚴控制，過定位的弊端就可以免除。由于工件的支撐剛性得以加強，尾架的扶持有助于實現穩定，可靠的定位，所以工件安裝方便，加工質量和效率也大為提高。 6.1.3、確定要限制的自由度
按照加工要求，銑通槽時應限制五個自由度，即沿x軸移動的自由度不需要限制，但若在此方向設臵一止推支撐，則可起到承受部分銑削力的作用，故可采用完全定位。 6.1.4、定位方案選擇
如圖6-1.1所示，有三中定位方案可供選擇：
方案I：工件已E面作為主要定位面，用支承板1和短銷2(與工件Ф26H7孔配合)限制工件五個自由度，另設臵一防轉擋銷實現六點定位。為了提高工件的裝夾剛度，在C處加一輔助支承。
方案II：工件以Ф26H7孔作為主要定位基面，用長銷3和支承釘4限制工件五個自由度，另設臵一防轉擋銷實現六點定位。在C處也加一支承。 方案III：工件以Ф26H7孔為主要定位基面，用長銷3和長條支承板5限制兩個自由度，限制工件六個自由度，其中繞z軸轉動的自由度被重復限制了，另設臵一防擋銷。在C處也加一輔助支承。
圖6.1.1銑床定位方案
1-支撐板2-短銷3-長銷4-支撐釘5-長條支撐板
比較以上三種方案，方案I中工件繞x軸轉動的自由度由E面限制，定位基準與設計基準不重合，不利于保證槽的中心平面與Ф26H7孔軸線的垂直度。方案II中雖然定位基準與設計基準重合，槽的中心平面與Ф26H7孔軸線的垂直度要求保證，但這種定位方式不利于工件的夾緊。由于輔助支承是在工件夾緊后才起作用，而是施加夾緊力P時，支承釘4的面積太小，工件極易歪斜變形，夾緊也不可靠。方案III中雖是過定位，但若在工件加工工藝方案中，安排Ф26H7孔與E面在一次裝夾中加工，使Ф26H7孔與E面有較高的垂直度，則過定位的影響甚小。在對工件施加夾緊力P時，工件的變形也很小，且定位基準與設計基準重合。綜上所述，方案III較好。
對于防轉擋銷位臵的設臵，也是三種不同的方案。當擋銷放在位臵1時，由于B面與Ф26H7孔的距離較進(230 -0.3mm)，尺寸公差又大，定位精度低。擋銷放在位臵2時，雖然距Ф26H7孔軸線較遠，但由于工件定位是毛面，因而定位精度也較低。而當擋銷放在位臵3時，距Ф26H7孔軸線較遠，工件定位面的精度較高(Ф55H12)，定位精度較高，且能承受切削力所引起的轉矩。因此，防轉擋銷應放在位臵3較好。 6.1.5、計算定位誤差
除槽寬14H11由銑刀保證外，本夾具要保證槽側面與E面的距離及槽的中心平面與Ф25H7孔軸線的垂直度，其它要求未注公差，因此只需計算上述兩項加工要求的定位誤：
(1)加工尺寸12±0.2mm的定位誤差 采用3-1.1(c)所示定位方案時，E面既是工序基準，又是定位基準，故基準不重合誤差為零。有由于E面與長條支承板始終保持接觸，故基準位移誤差為零。因此，加工尺寸12±0.2mm沒有定位誤差。
(2)槽的中心平面與Ф26H7孔軸線垂直度的定位誤差 長銷與工件的配合去Ф26H7 g6，則
Ф26g6=Ф26-0.009 -0.025(mm)
Ф26H7=Ф25+0.025 0(mm)
由于定位基準與設計基準重合，故基準不重合誤差為零。 基準位移誤差
△ y=2*8tan△a=2*8*0.000625=0.01(mm)
由于定位誤差△D=△y=0.01‹0.08/3(mm)，故此定位方案可行。
(1)夾緊方案
根據工件夾緊的原則，除施加夾緊力外，還應在靠近加工面處增加一夾緊力，用螺母與開口墊圈夾壓在工件圓柱的左端面，而對著支撐板的夾緊機構可采用鉤形壓板，使結構緊湊，操作方便。 (2)對刀方案
加工槽的銑刀需兩個方向對刀，故應采用直角對刀塊。 (3)夾具體與定位鍵
為保證工件在工作臺上安裝穩定，應按照夾具體的高寬比不大于1.25的原則確定其寬度，并在兩端設臵耳座，以便固定。
為了使夾具在機床工作臺的位臵準確及保證槽的中心平面與Ф26H7孔軸線垂直度要求，夾具體底面應設臵定位鍵，定位鍵的側面應與長銷的軸心線垂直。 (4)夾具總圖上的尺寸、公差和技術要求
下面以撥叉銑槽夾具為例給予說明。
A、夾具最大輪廓尺寸為234mm，210mm，250mm。
B、影響工件定位精度的尺寸和公差為工件內孔與長銷10的配合尺寸為Ф26H7g6和擋銷的位臵尺寸為6±0.024mm及107±0.07mm。
C、影響夾具在機床上安裝精度的尺寸和公差定位鍵與銑床工作臺T形槽的配合尺寸14h6。
D、影響夾具精度的尺寸個公差為定位長銷10的軸心線對定位鍵側面B的垂直度為0.03mm;定位長銷10的軸心線對夾具底面A的平行度為0.05mm;對刀塊的位臵尺寸為9±0.04和13±0.04mm。
本例中，塞尺厚度為2h8mm，所以對刀塊水平方向的位臵尺寸為 a=12-2=10(mm) (基本尺寸) 對刀塊垂直方向的位臵尺寸為 b=23-7-2=14(mm)(基本尺寸)
對刀塊位臵尺寸的公差取工件相應尺寸公差的2/1～1/5。因此 a=10±0.04mm b=14±0.04mm E、影響對刀精度的尺寸和公差;塞尺的厚度尺寸2h8=22 -0.014mm。 (5)夾具精度分析
為確使夾具能滿足工序要求，在夾具技術要求指定以后，還必須對夾具進行精度分析。若工序某項精度不能被保證時，還需要夾具的有關技術要求作適當調整。
按夾具的誤差分析一章中的分析方法，下面對本例中的工序要求逐項分析; A、槽寬尺寸14H11mm;此項要求由刀具精度保證，與夾具精度無關; B、槽側面到E面尺寸12±0.2mm;對此項要求有影響的是對刀塊側面到定位板 間的尺寸10±0.04mm及塞尺的精度(2h8mm)。上述兩項誤差之和△D+△G+△A+△J+△T=0.094<0.4(vmm)
因此，尺寸12±0.2mm能保證;
C、槽深8mm：由于工件在Z方向的位臵由定位銷確定，而該尺寸的設計基準為B面。因此有定位誤差，其中△B=0.2VMM、△y=(&d+&D)/2=(0.16+0.025)/2=0.02mm(&d為銷公差，&D為工件公差)?！鱀=△B+△y=0.22mm、另外，塞尺尺寸(2h8mm)及對刀塊水平面到定位銷的尺寸(13±0.04mm)也對槽深尺寸有影響，△T=0.014+0.08+0.094mm，△J、△G、△A都對槽深無影響，因此
△D+△G+△A+△J+△T=0.314(mm)
尺寸8的公差(按IT14級)為0.36mm，故尺寸8mm能保證;
D、槽的中心平面與Ф26H7孔軸線垂直度公差0.08mm;影響該項要求的因素有：
a、定位誤差△D= △y=0.01mm; b、加工方法誤差△G=0.012mm; c、夾具定位心軸17的軸線與夾具底面A的平行度公差0.05mm，即△A=0.05mm d、定位心軸17的軸線對定位側面B的垂直度公差0.05mm，即△A=0.05mm;而△J△T都對垂直度無影響。由于這些誤差不在同一方向，因此，槽中心平面最大位臵誤差在YOZ面之上為0.01+0.012+0.05=0.072mm;在YOX平面上為 0.01+0.012+0.03=0.052mm。此兩項都小于垂直度公差0.08mm，故該項要求能保證。
綜上所述，該銑槽家具能滿足銑槽工序要求，可行。
6.2 各類銑床夾具
6.2.1、銑床夾具 (1)銑床夾具的分類
銑床夾具按使用范圍，可分為通用銑夾具、專用銑夾具和組合銑夾具三類。按工件在銑床上加工的運動特點，可分為直線進給夾具、圓周進給夾具、沿曲線進給夾具(如仿形裝臵)三類。還可按自動化程度和夾緊動力源的不同(如氣動、電動、液壓)以及裝夾工件數量的多少(如單件、雙件、多件)等進行分類。其中，最常用的分類方法是按通用、專用和組合進行分類。 (2)銑床常用通用夾具的結構
銑床常用的通用夾具主要有平口虎鉗，它主要用于裝夾長方形工件，也可用于裝夾圓柱形工件。
機用平口虎鉗是通過虎鉗體固定在機床上。固定鉗口和鉗口鐵起垂直定位作用，虎鉗體上的導軌平面起水平定位作用?；顒幼?、螺母、絲桿(及方頭的)和緊固螺釘可作為夾緊元件?；剞D底座和定位鍵分別起角度分度和夾具定位作用。 (3)銑床夾具的設計特點
銑床夾具與其它機床夾具的不同之處在于：它是通過定位鍵在機床上定位，用對刀裝臵決定銑刀相對于夾具的位臵。
A、床夾具的安裝 銑床夾具在銑床工作臺上的安裝位臵，直接影響被加工表面的位臵精度，因而在設計時必須考慮其安裝方法，一般是在夾具底座下面裝兩個定位鍵。定位鍵的結構尺寸已標準化，應按銑床工作臺的T形槽尺寸選定，它和夾具底座以及工作臺T形槽的配合為H7/h
6、H8/h8。兩定位鍵的距離應力求最大，以利提高安裝精度。
作為定位鍵的安裝是夾具通過兩個定位鍵嵌入到銑床工作臺的同一條T 形槽中，再用T 形螺栓和墊圈、螺母將夾具體緊固在工作臺上，所以在夾具體上還需要提供兩個穿T形螺栓的耳座。如果夾具寬度較大時，可在同側設臵兩個耳座，兩耳座的距離要和銑床工作臺兩個T形槽間的距離一致。
B、銑床夾具的對刀裝臵 銑床夾具在工作臺上安裝好了以后，還要調整銑刀對夾具的相對位臵，以便于進行定距加工。為了使刀具與工件被加工表面的相對位臵能迅速而正確地對準，在夾具上可以采用對刀裝臵。對刀裝臵是由對刀塊和塞尺等組成，其結構尺寸已標準化。各種對刀塊的結構，可以根據工件的具體加工要求進行選擇。
由于銑削時切削力較大，振動也大，夾具體應有足夠的強度和剛度，還應盡可能降低夾具的重心，工件待加工表面應盡可能靠近工作臺，以提高夾具的穩定性，通常夾具體的高寬比H/B≤1～1.25為宜。
6.2.2、典型數控機床夾具
數控機床夾具有高效化、柔性化和高精度等特點，設計時，除了應遵循一般夾具設計的原則外，還應注意以下幾點：
(1)數控機床夾具應有較高的精度，以滿足數控加工的精度要求;
(2)數控機床夾具應有利于實現加工工序的集中，即可使工件在一次裝夾后能進行多個表面的加工，以減少工件裝夾次數;
(3)數控機床夾具的夾緊應牢固可靠、操作方便;夾緊元件的位臵應固定不變，防止在自動加工過程中，元件與刀具相碰。
所示為用于數控車床的液動自定心三爪卡盤，在高速車削時平衡塊所產生的離心力經杠桿給卡爪一個附加的力，以補償卡爪夾緊力的損失?？ㄗτ苫钊浝瓧U和楔槽軸的作用將工件夾緊。而作為數控銑鏜床夾具結構的，要防止刀具(主軸端)進入夾緊裝臵所處的區域，通常應對該區域確定一個極限值。
(4)每種數控機床都有自己的坐標系和坐標原點，它們是編制程序的重要依據之一。設計數控機床夾具時，應按坐標圖上規定的定位和夾緊表面以及機床坐標的起始點，確定夾具坐標原點的位臵。 6.2.3、數控銑床夾具
(1)對數控銑床夾具的基本要求實際上，數控銑削加工時一般不要求很復雜的夾具，只要求有簡單的定位、夾緊機構就可以了。其設計原理也和通用銑床夾具相同，結合數控銑削加工的特點，這里只提出幾點基本要求：
(2)為保持零件安裝方位與機床坐標系及程編坐標系方向的一致性，夾具應能保證在機床上實現定向安裝，還要求能協調零件定位面與機床之間保持一定的坐標尺寸聯系。
(3)為保持工件在本工序中所有需要完成的待加工面充分暴露在外，夾具要做得盡可能開敞，因此夾緊機構元件與加工面之間應保持一定的安全距離，同時要求夾緊機構元件能低則低，從防止夾具與銑床主軸套筒或刀套、刀具在加工過程中發生碰撞。
(4)夾具的剛性與穩定性要好。盡量不采用在加工過程中更換夾緊點的設計，當非要加工過程中更換夾緊點不可時，要特別注意不能因更換夾緊點而破壞夾具或工件定位精度。
6.3、數控銑削加工常用的夾具大致有下幾種：
(1)組合夾具：適用于小批量生產或研制時的中、小型工件在數控銑床上進行銑加工。
(2)專用銑削夾具：是特別為某一項或類似的幾項工件設計制造的夾具，一般在批量生產或研制時非要不可時采用。
(3)多工位夾具：可以同時裝夾多個工件，可減少換刀次數，也便于一面加工，一面裝卸工件，有利于縮短準備時間，提高生產率，較適宜于中批量生產。
(4)氣動或液壓夾具： 適用于生產批量較大，采用其他夾具又特別費工、費力的工件。這類夾具能減輕工人的勞動強度和提高生產率，但其結構較復雜，造價往往較高，而且制造周期長。
(5)真空夾具：適用于有較大定位平面或具有較大可密封面積的工件。有的數控銑床(如壁板銑床)自身帶有通用真空夾具，工件利用定位銷定位，通過夾具體上的環形密封槽中的密封條與夾具密封。啟動真空泵，使夾具定位面上的溝槽成為真空，工件在大氣壓力的作用下被夾緊在夾具體。
除上述幾種夾具外，數控銑削加工中也經常采用機用平口虎鉗、分度頭和三爪自定心卡盤等通用夾具。
結束語
通過做畢業設計，使我對書本的知識有了更深一步的認識和理解，知道了理論聯系實際的重要性;另外，對如何查閱資料與合理利用有了更深入的了解;本次畢業設計過程中進行了工件的工藝路線分析、工藝卡的制定、工藝過程的分析、軸類零件與夾具的設計與分析，是對我在大學期間所學的專業知識的一個檢驗，也是對所學知識的運用和綜合;通過做畢業設計的這個過程，對我以后參加實際工作一定有很好的鍛煉意義和指導作用。
謝 詞
本論文設計在x老師的悉心指導和嚴格要求下業已完成，從課題選擇到具體的寫作過程，論文初稿與定稿無不凝聚著金江老師的心血和汗水，在我的畢業設計期間，牛老師為我提供了種種專業知識上的指導和一些富于創造性的建議，x老師一絲不茍的作風，嚴謹求實的態度使我深受感動，沒有這樣的幫助和關懷和熏陶，我不會這么順利的完成畢業設計。在此向牛老師表示深深的感謝和崇高的敬意!
在臨近畢業之際，我還要借此機會向在這三年中給予我諸多教誨和幫助的各位老師表示由衷的謝意，感謝他們三年來的辛勤栽培。不積跬步何以至千里，各位任課老師認真負責，在他們的悉心幫助和支持下，我能夠很好的掌握和運用專業知識，并在設計中得以體現，順利完成畢業論文。
同時，在論文寫作過程中，我還參考了有關的書籍和論文，在這里一并向有關的作者表示謝意。
我還要感謝同組的各位同學以及我的各位室友，在畢業設計的這段時間里，你們給了我很多的啟發，提出了很多寶貴的意見，對于你們幫助和支持，在此我表示深深地感謝! 1
參考文獻
1. 夏伯雄，數控技術，水利水電出版社，2010 2. 朱明松，數控銑床編程與操作項目教程，機械工業出版社，2007 3. 王大偉.劉瑞素，數控系統，化學工業出版社，2005 4. 柳河，數控編程，東北林業大學出版社，2005 5. 李一民，數控機床，東南大學出版社，2005 6. 朱明松，數控銑床編程與操作項目教程，機械工業出版社，2007
第三篇：軸類零件加工工藝及夾具畢業設計論文
摘
要
軸類零件是機器中經常遇到的典型零件之一。它在機械中主要用于支承齒輪、凸輪以及連桿等傳動件，按照結構類型不同，軸可以分為很多種如：階梯軸、錐度心軸、空心軸、凸輪軸等，軸的長徑比小于5的稱為短軸，大于20的稱為細長軸，大多數軸介于兩者之間，軸用軸承支承，與軸承配合的軸段稱為軸頸。軸頸是軸的裝配基準，它們的精度和表面質量一般要求較高。根據零件的結構類型、及其功能，運用定位夾緊的知識從而完成了夾具設計。 關鍵詞：軸類零件、軸頸、夾具、工藝分析
目錄
目
錄…………………………………………………………………………………………………………… 1 第一章 軸類零件技術要求 ...................................................................................................... 2
1、1尺寸精度 ...................................................................................................................... 2
1、2幾何形狀精度 ............................................................................................................. 2
1、3 相互位置精度 ............................................................................................................ 2
1、4表面粗糙度 .................................................................................................................. 2 第二章 軸類零件的毛胚和材料 ............................................................................................. 3
2、1 軸類零件的選材 ....................................................................................................... 3
2、2 軸類零件的切削用量選擇 ..................................................................................... 3 第三章 軸類零件一般加工要求及方法 ............................................................................... 4
3、1 軸類零件加工工藝規程 .......................................................................................... 4
3、2 軸類零件加工注意事項 .......................................................................................... 4
3、3節軸類零件加工的技術要求 .................................................................................. 4 第四章 夾具設計 ........................................................................................................................ 6
4、1夾具的現狀與發展 .................................................................................................... 6
4、2夾具的作用…………………………………………………………………………… 7
4、3夾具的分類……………………………………………………………………………7
4、4定位原理 ...................................................................................................................... 9 第五章 軸類零件的工藝路線 ............................................................................................... 11
5、1主軸的加工工藝分析 ............................................................................................. 11
5、2選擇零件材料……………………………………………………………………… 12
5、3確定零件加工方法 ................................................................................................ 13
5、4定位基準 .................................................................................................................. 13
5、5加工尺寸的切削用量………………………………………………………………14
5、6定工藝過程………………………………………………………………………… 14
6、1心軸的編程編制 ...................................................................................................... 15
6、2 心軸的加工路徑……………………………………………………………………16
第六章 心軸的編程及加工路徑 ........................................................................................... 15 結束語 ........................................................................................................................................... 18 謝
詞
......................................................................................................................................... 19 參考文獻 ...................................................................................................................................... 20
1
第一章 軸類零件技術要求
1、1尺寸精度
起支承作用的軸頸為了確定軸的位置，通常對其尺寸精度要求較高(IT5～IT7)。裝配傳動件的軸頸尺寸精度一般要求較低(IT6～IT9)。
1、
2、幾何形狀精度
軸類零件的幾何形狀精度主要是指軸頸、外錐面、莫氏錐孔等的圓度、圓柱度等，一般應將其公差限制在尺寸公差范圍內。對精度要求較高的內外圓表面，應在圖紙上標注其允許偏差。
1、3 相互位置精度
軸類零件的位置精度要求主要是由軸在機械中的位置和功用決定的。通常應保證裝配傳動件的軸頸對支承軸頸的同軸度要求，否則會影響傳動件(齒輪等)的傳動精度，并產生噪聲。普通精度的軸，其配合軸段對支承軸頸的徑向跳動一般為0.01～ 0.03mm ，高精度軸(如主軸)通常為0.001～ 0.005mm。
1、
4、表面粗糙度
一般與傳動件相配合的軸徑表面粗糙度為Ra2.5～0.63μm，與軸承相配合的支承軸徑的表面粗糙度為Ra0.63～0.16μm。
2
第二章 軸類零件的毛胚和材料
2、1 軸類零件的選材
軸類零件可根據使用要求、生產類型、設備條件及結構，選用棒料、鍛件等毛坯形式。對于外圓直徑相差不大的軸，一般以棒料為主;而對于外圓直徑相差大的階梯軸或重要的軸，常選用鍛件，這樣既節約材料又減少機械加工的工作量，還可改善機械性能。
根據生產規模的不同，毛坯的鍛造方式有自由鍛和模鍛兩種。中小批生產多采用自由鍛，大批大量生產時采用模鍛。
軸類零件應根據不同的工作條件和使用要求選用不同的材料并采用不同的熱處理規范(如調質、正火、淬火等)，以獲得一定的強度、韌性和耐磨性。 45鋼是軸類零件的常用材料，它價格便宜經過調質(或正火)后，可得到較好的切削性能，而且能獲得較高的強度和韌性等綜合機械性能，淬火后表面硬度可達45～52HRC。
40Cr等合金結構鋼適用于中等精度而轉速較高的軸類零件，這類鋼經調質和淬火后，具有較好的綜合機械性能。
軸承鋼GCr15和彈簧鋼65Mn，經調質和表面高頻淬火后，表面硬度可達50～58HRC，并具有較高的耐疲勞性能和較好的耐磨性能，可制造較高精度的軸。
精密機床的主軸(例如磨床砂輪軸、坐標鏜床主軸)可選用38CrMoAIA氮化鋼。這種鋼經調質和表面氮化后，不僅能獲得很高的表面硬度，而且能保持較軟的芯部，因此耐沖擊韌性好。與滲碳淬火鋼比較，它有熱處理變形很小，硬度更高的特性。
2、2 軸類零件的切削用量的選擇
2、
2、1傳動軸磨削余量可取0.5mm，半精車余量可選用1.5mm。加工尺寸可由此而定，見該軸加工工藝卡的工序內容。
2、
2、2車削用量的選擇，單件、小批量生產時，可根據加工情況由工人確定;一般可由《機械加工工藝手冊》或《切削用量手冊》中選取
3
第三章 軸類零件加工要求方法
3、1 軸類零件加工注意事項
在學校機械加工實習課中，軸類零件的加工是學生練習車削技能的最基本也最重要的項目，但學生最后完工工件的質量總是很不理想，經過分析主要是學生對軸類零件的工藝分析工藝規程制訂不夠合理。
軸類零件中工藝規程的制訂，直接關系到工件質量、勞動生產率和經濟效益。一零件可以有幾種不同的加工方法，但只有某一種較合理，在制訂機械加工工藝規程中，須注意以下幾點：
(1)零件圖工藝分析中，需理解零件結構特點、精度、材質、熱處理等技術要求，且要研究產品裝配圖，部件裝配圖及驗收標準。
(2)滲碳件加工工藝路線一般為：下料→鍛造→正火→粗加工→半精加工→滲碳→去碳加工(對不需提高硬度部分)→淬火→車螺紋、鉆孔或銑槽→粗磨→低溫時效→半精磨→低溫時效→精磨。
(3)粗基準選擇：有非加工表面，應選非加工表面作為粗基準。對所有表面都需加工的鑄件軸，根據加工余量最小表面找正。且選擇平整光滑表面，讓開澆口處。選牢固可靠表面為粗基準，同時，粗基準不可重復使用。
(4)精基準選擇：要符合基準重合原則，盡可能選設計基準或裝配基準作為定位基準。符合基準統一原則。盡可能在多數工序中用同一個定位基準。盡可能使定位基準與測量基準重合。選擇精度高、安裝穩定可靠表面為精基準。
3、2 軸類零件的熱處理
(1)加工前，均需安排正火或退火處理，使鋼材內部晶粒細化，消除鍛造應力，降低材料硬度，改善切削加工性能。
(2)調質一般安排在粗車之后、半精車之前，以獲得良好的物理力學性能。 (3) 表面淬火一般安排在精加工之前，這樣可以糾正因淬火引起的局部變形。(4)精度要求高的軸，在局部淬火或粗磨之后，還需進行低溫時效處理。
3、3 軸類零件加工的技術要求
(1)尺寸精度軸類零件的主要表面常為兩類，一類是與軸承的內圈配合的外圓軸頸，即支承軸頸，用于確定軸的位置并支承軸，尺寸精度要求較高，通常為IT5～IT7;另一類為與各類傳動件配合的軸頸，即配合軸頸，其精度稍低，通常為IT6~IT9。
(2)幾何形狀精度主要指軸頸表面、外圓錐面、錐孔等重要表面的圓度、圓柱度。其誤差一般應限制在尺寸公差范圍內，對于精密軸，需在零件圖上另行規定其幾何形狀精度。
(3)相互位置精度包括內、外表面，重要軸面的同軸度、圓的徑向跳動、重
4
要端面對軸心線的垂直度、端面間的平行度等。
(4)表面粗糙度軸的加工表面都有粗糙度的要求，一般根據加工的可能性和經濟性來確定。
5
第四章 夾具的設計
一、現狀及發展
夾具最早出現在18世紀后期。隨著科學技術的不斷進步，夾具已從一種輔助工具發展成為門類齊全的工藝裝備。 1.夾具的現狀
國際生產研究協會的統計表明，目前中、小批多品種生產的工件品種已占工件種類總數的85%左右?，F代生產要求企業所制造的產品品種經常更新換代，以適應市場的需求與競爭。然而，一般企業都仍習慣于大量采用傳統的專用夾具，一般在具有中等生產能力的工廠里，約擁有數千甚至近萬套專用夾具;另一方面，在多品種生產的企業中，每隔3~4年就要更新50~80%左右專用夾具，而夾具的實際磨損量僅為10~20%左右。特別是近年來，數控機床、加工中心、成組技術、柔性制造系統(FMS)等新加工技術的應用，對機床夾具提出了如下新的要求： (1)能迅速而方便地裝備新產品的投產，以縮短生產準備周期，降低生產成本; (2)能裝夾一組具有相似性特征的工件; (3)能適用于精密加工的高精度機床夾具;
(4)能適用于各種現代化制造技術的新型機床夾具;
(5)采用以液壓站等為動力源的高效夾緊裝置，以進一步減輕勞動強度和提高勞動生產率;
(5)提高機床夾具的標準化程度。 2.現代機床夾具的發展方向
現代機床夾具的發展方向主要表現為標準化、精密化、高效化和柔性化等四個方面。
(1)標準化 機床夾具的標準化與通用化是相互聯系的兩個方面。目前我國已有夾具零件及部件的國家標準：GB/T2148~T2259-91以及各類通用夾具、組合夾具標準等。機床夾具的標準化，有利于夾具的商品化生產，有利于縮短生產準備周期，降低生產總成本。 (2)精密化 隨著機械產品精度的日益提高，勢必相應提高了對夾具的精度要求。精密化夾具的結構類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度精度可達±0.1";用于精密車削的高精度三爪自定心卡盤，其定心精度為5μm。
(3)高效化 高效化夾具主要用來減少工件加工的基本時間和輔助時間，以提高勞動生產率，減輕工人的勞動強度。常見的高效化夾具有自動化夾具、高速化夾具和具有夾緊力裝置的夾具等。例如，在銑床上使用電動虎鉗裝夾工件，效率可提高5倍左右;在車床上使用高速三爪自定心卡盤，可保證卡爪在試驗轉速為9000r/min的條件下仍能牢固地夾緊工件，從而使切削速度大幅度提高。目前，除了在生產流水線、自動線配置相應的高效、自動化夾具外，在數控機床上，尤其在加工中心上出現了各種自動裝夾工件的夾具以及自動更換夾具的裝置，充分發揮了數控機床的效率。 (4)柔性化 機床夾具的柔性化與機床的柔性化相似，它是指機床夾具通過調整、組合等方式，以適應工藝可變因素的能力。工藝的可變因素主要有：工序特征、生產批量、工件的形狀和尺寸等。具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調夾具、成組夾具、模塊化夾具、數控夾具等。為適應現代機械工 6
業多品種、中小批量生產的需要，擴大夾具的柔性化程度，改變專用夾具的不可拆結構為可拆結構，發展可調夾具結構，將是當前夾具發展的主要方向。
二、夾具的作用 (1)保證加工精度
采用夾具安裝，可以準確地確定工件與機床、刀具之間的相互位置，工件的位置精度由夾具保證，不受工人技術水平的影響，其加工精度高而且穩定。 (2)提高生產率、降低成本
用夾具裝夾工件，無需找正便能使工件迅速地定位和夾緊，顯著地減少了輔助工時;用夾具裝夾工件提高了工件的剛性，因此可加大切削用量;可以使用多件、多工位夾具裝夾工件，并采用高效夾緊機構，這些因素均有利于提高勞動生產率。另外，采用夾具后，產品質量穩定，廢品率下降，可以安排技術等級較低的工人，明顯地降低了生產成本。 (3)擴大機床的工藝范圍
使用專用夾具可以改變原機床的用途和擴大機床的使用范圍，實現一機多能。例如，在車床或搖臂鉆床上安裝鏜模夾具后，就可以對箱體孔系進行鏜削加工;通過專用夾具還可將車床改為拉床使用，以充分發揮通用機床的作用。 4.1夾具的概念
機床夾具是機床上用以裝夾工件(和引導刀具)的一種裝置。其作用是將工件定位，以使工件獲得相對于機床和刀具的正確位置，并把工件可靠地夾緊。 4.2 車床夾具的主要類型
在車床上用來加工工件內、外回轉面及端面的夾具稱為車床夾具。車床夾具多數安裝在主軸上;少數安裝在床鞍或床身上。車床夾具按工件定位方式不同分為：定心式、角鐵式和花盤式等。 4.3夾具的分類 4.3.1專門化分類：
(1)通用夾具 通用夾具是指已經標準化的，在一定范圍內可用于加工不同工件的夾具。例如，車床上三爪卡盤和四爪單動卡盤，銑床上的平口鉗、分度頭和回轉工作臺等。這類夾具一般由專業工廠生產，常作為機床附件提供給用戶。其特點是適應性廣，生產效率低，主要適用于單件、小批量的生產中。
(2)專用夾具 專用夾具是指專為某一工件的某道工序而專門設計的夾具。其特點是結構緊湊，操作迅速、方便、省力，可以保證較高的加工精度和生產效率，但設計制造周期較長、制造費用也較高。當產品變更時，夾具將由于無法再使用而報廢。只適用于產品固定且批量較大的生產中。
(3)通用可調夾具和成組夾具 其特點是夾具的部分元件可以更換，部分裝置可以調整，以適應不同零件的加工。用于相似零件的成組加工所用的夾具，稱為成組夾具。通用可調夾具與成組夾具相比，加工對象不很明確，適用范圍更廣一些。 (4)組合夾具 組合夾具是指按零件的加工要求，由一套事先制造好的標準元件和部件組裝而成的夾具。由專業廠家制造，其特點是靈活多變，萬能性強，制造周期短、元件能反復使用，特別適用于新產品的試制和單件小批生產。
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(5)隨行夾具 隨行夾具是一種在自動線上使用的夾具。該夾具既要起到裝夾工件的作用，又要與工件成為一體沿著自動線從一個工位移到下一個工位，進行不同工序的加工。 4.3.2按使用分類：
由于各類機床自身工作特點和結構形式各不相同，對所用夾具的結構也相應地提出了不同的要求。按所使用的機床不同，夾具又可分為：車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、磨床夾具、齒輪機床夾具和其他機床夾具等。 4.3.3按夾緊分類
根據夾具所采用的夾緊動力源不同，可分為：定心式夾具、角鐵式夾具、花盤式夾具、手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、氣液夾具、電動夾具、磁力夾具、真空夾具等。
4.4定心式車床夾具
在定心式車床夾具上，工件常以孔或外圓定位，夾具采用定心夾緊機構。 4.5角鐵式車床夾具
角鐵式車床夾具：在車床上加工殼體、支座、杠桿、接頭等零件的回轉端面時，由于零件形狀較復雜，難以裝夾在通用卡盤上，因而須設計專用夾具。這種夾具的夾具體呈角鐵狀，故稱其為角鐵式車床夾具。 4.6花盤式車床夾具
這類夾具的夾具體稱花盤，上面開有若干個T形槽，安裝定位元件、夾緊元件和分度元件等輔助元件，可加工形狀復雜工件的外圓和內孔。這類夾具不對稱，要注意平衡。 4.7定位原理 4.7.1完全定位
工件在夾具中的定位的六個自由度全部被夾具中的定位元件所限制，而在夾具中占有完全確定的惟一位置，稱為完全定位，當工件在x、y、z三個坐標方向上均有尺寸要求或位置精度要求時，一般采用這種定位方式。 4.7.2部分定位
工件定位時，并非所有情況下都必須使工件完全定位。在滿足加工要求的條件下，少于六個支撐點的定位稱為部分定位。
在滿足加工要求的前提下，采用部分定位可簡化定位裝置，在生產中應用很多。如工件裝夾在電磁吸盤上磨削平面只需限制三個自由度。 4.7.3過定位(重復定位)
幾個定位支撐點重復限制一個自由度，稱為過定位。一般情況下，應該避
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免使用過定位。
通常，過定位的結果將使工件的定位精度受到影響，定位不確定可使工件(或定位件)產生變形，所以在一般情況下，過定位是應該避免的。
過定位亦可合理應用雖然工件在夾具中定位，通常要避免產生“過定位”，但是在某些條件下，合理地采用“過定位”，反而可以獲得良好的效果。這對剛性弱而精度高的航空、儀表類工件更為顯著。
工件本身剛性和支承剛性的加強，是提高加工質量和生產率的有效措施，生產中常有應用。大家都熟知車削長軸時的安裝情況，長軸工件的一端裝入三爪卡盤中，另一端用尾架尖支撐。這就是個“過定位”的定位方式。只要事先能對工件上諸定位基準和機床(夾具)有關的形位誤差從嚴控制，過定位的弊端就可以免除。由于工件的支撐剛性得以加強，尾架的扶持有助于實現穩定，可靠的定位，所以工件安裝方便，加工質量和效率也大為提高。 4.7.4欠定位
按工序的加工要求，工件應該限制的自由度而未予限制的定位，稱為欠定位。在確定工件定位方案時，欠定位時絕對不允許的。工件的同一自由度背二個或二個以上的支撐點重復限制的定位，稱為過定位。在通常情況下，應盡量避免出現過定位。
4.8夾具的組成 4.8.1定位元件
它與工件的定位基準相接觸，用于確定工件在夾具中的正確位置，從而保證加工時工件相對于刀具和機床加工運動間的相對正確位置。 4.8.2夾緊裝置
用于夾緊工件，在切削時使工件在夾具中保持既定位置。 4.8.3對刀、引導元件或裝置
這些元件的作用是保證工件與刀具之間的正確位置。用于確定刀具在加工前正確位置的元件，稱為對刀元件，如對刀塊。用于確定刀具位置并導引刀具進行加工的元件，稱為導引元件。 4.8.4連接元件
使夾具與機床相連接的元件，保證機床與夾具之間的相互位置關系。 4.8.5夾具體
用于連接或固定夾具上各元件及裝置，使其成為一個整體的基礎件。它與機床有關部件進行連接、對定，使夾具相對機床具有確定的位置。 4.8.6其它元件及裝置
有些夾具根據工件的加工要求，要有分度機構，銑床夾具還要有定位鍵等。 以上這些組成部分，并不是對每種機床夾具都是缺一不可的，但是任何夾具都必須有定位元件和夾緊裝置，它們是保證工件加工精度的關鍵，目的是使工件定準、夾牢。
4.9夾具的功用
4.9.1能穩定地保證工件的加工精度
用夾具裝夾工件時，工件相對于刀具及機床的位置精度由夾具保證，不受工人技術水平的影響，使一批工件的加工精度趨于一致。 4.9.2能減少輔助工時，提高勞動生產率
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使用夾具裝夾工件方便、快速，工件不需要劃線找正，可顯著地減少輔助工時;工件在夾具中裝夾后提高了工件的剛性，可加大切削用量;可使用多件、多工位裝夾工件的夾具，并可采用高效夾緊機構，進一步提高勞動生產率。 4.7.4能擴大機床的使用范圍，實現一機多能
根據加工機床的成形運動 ，附以不同類型的夾具，即可擴大機床原有的工藝范圍。例如在車床的溜板上或搖臂鉆床工作臺上裝上鏜模，就可以進行箱體零件的鏜孔加工。
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第五章 軸類零件工藝路線
(1)軸類零件是常見的零件之一。按軸類零件結構形式不同，一般可分為光軸、階梯軸和異形軸三類;或分為實心軸、空心軸等。它們在機器中用來支承齒輪、帶輪等傳動零件，以傳遞轉矩或運動。
(2)對于7級精度、表面粗糙度Ra0.8～0.4μm的一般傳動軸，其工藝路線是：正火-車端面鉆中心孔-粗車各表面-精車各表面-銑花鍵、鍵槽-熱處理-修研中心孔-粗磨外圓-精磨外圓-檢驗。
(3)軸類零件一般采用中心孔作為定位基準，以實現基準統一的方案。在單件小批生產中鉆中心孔工序常在普通車床上進行。在大批量生產中常在銑端面鉆中心孔專用機床上進行。
(4)中心孔是軸類零件加工全過程中使用的定位基準，其質量對加工精度有著重大影響。所以必須安排修研中心孔工序。修研中心孔一般在車床上用金剛石或硬質合金頂尖加壓進行。
(5)對于空心軸(如機床主軸)，為了能使用頂尖孔定位，一般均采用帶頂尖孔的錐套心軸或錐堵。若外圓和錐孔需反復多次、互為基準進行加工，則在重裝錐堵或心軸時，必須按外圓找正或重新修磨中心孔。
(6)軸上的花鍵、鍵槽等次要表面的加工，一般安排在外圓精車之后，磨削之前進行。因為如果在精車之前就銑出鍵槽，在精車時由于斷續切削而易產生振動，影響加工質量，又容易損壞刀具，也難以控制鍵槽的尺寸。但也不應安排在外圓精磨之后進行，以免破壞外圓表面的加工精度和表面質量。
(7)在軸類零件的加工過程中，應當安排必要的熱處理工序，以保證其機械性能和加工精度，并改善工件的切削加工性。一般毛坯鍛造后安排正火工序，而調質則安排在粗加工后進行，以便消除粗加工后產生的應力及獲得良好的綜合機械性能。淬火工序則安排在磨削工序之前。
(8)臺階軸的加工工藝較為典型，反映了軸類零件加工的大部分內容與基本規律。下面就以減速箱中的傳動軸為例，介紹一般臺階軸的加工工藝。
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5、1傳承軸圖樣分析
圖5.1
(1)圖5.1所示零件是減速器中的傳動軸。它屬于臺階軸類零件，由圓柱面、軸肩、螺紋、螺尾退刀槽、砂輪越程槽和鍵槽等組成。軸肩一般用來確定安裝在軸上零件的軸向位置，各環槽的作用是使零件裝配時有一個正確的位置，并使加工中磨削外圓或車螺紋時退刀方便;鍵槽用于安裝鍵，以傳遞轉矩;螺紋用于安裝各種鎖緊螺母和調整螺母。
(2)根據工作性能與條件，該傳動軸圖樣(圖5.1)規定了主要軸頸M，N，外圓P、Q以及軸肩G、H、I有較高的尺寸、位置精度和較小的表面粗糙度值，并有熱處理要求。這些技術要求必須在加工中給予保證。因此，該傳動軸的關鍵工序是軸頸M、N和外圓P、Q的加工。
5、2選擇零件材料
該傳動軸材料為45鋼，因其屬于一般傳動軸，故選45鋼可滿足其要求。本例傳動軸屬于中、小傳動軸，并且各外圓直徑尺寸相差不大，故選擇￠60mm的熱軋圓鋼作毛坯。
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5、3確定零件的加工方法
1軸大都是回轉表面，主要采用車削與外圓磨削成形。由于該傳動軸的主要表面M、N、P、Q的公差等級(IT6)較高，表面粗糙度Ra值(Ra=0.8 um)較小，故車削后還需磨削。外圓表面的加工方案可為：粗車→半精車→磨削。
2加工時，由于切削余量大，工件受的切削力也大，一般采用卡頂法，尾座頂尖采用彈性頂尖，可以使工件在軸向自由伸長。但是，由于頂尖彈性的限制，軸向伸長量也受到限制，因而頂緊力不是很大。在高速、大用量切削時，有使工件脫離頂尖的危險。采用卡拉法可避免這種現象的產生。
精車時，采用雙頂尖法(此時尾座應采用彈性頂尖)有利于提高精度，其關鍵是提高中心孔精度。
3刀架是車削細長軸極其重要的附件。采用跟刀架能抵消加工時徑向切削分力的影響，從而減少切削振動和工件變形，但必須注意仔細調整，使跟刀架的中心與機床頂尖中心保持一致。
4切削細長軸時，常使車刀向尾座方向作進給運動(此時應安裝卡拉工具)，這樣刀具施加于工件上的進給力方向朝向尾座，因而有使工件產生軸向伸長的趨勢，而卡拉工具大大減少了由于工件伸長造成的彎曲變形。
5、4定位基準
(1)合理地選擇定位基準，對于保證零件的尺寸和位置精度有著決定性的作用。由于該傳動軸的幾個主要配合表面(Q、P、N、M)及軸肩面(H、G)對基準軸線A-B均有徑向圓跳動和端面圓跳動的要求，它又是實心軸，所以應選擇兩端中心孔為基準，采用雙頂尖裝夾方法，以保證零件的技術要求。
(2)粗基準采用熱軋圓鋼的毛坯外圓。中心孔加工采用三爪自定心卡盤裝夾熱軋圓鋼的毛坯外圓，車端面、鉆中心孔。但必須注意，一般不能用毛坯外圓裝夾兩次鉆兩端中心孔，而應該以毛坯外圓作粗基準，先加工一個端面，鉆中心孔，車出一端外圓;然后以已車過的外圓作基準，用三爪自定心卡盤裝夾(有時在上工步已車外圓處搭中心架)，車另一端面，鉆中心孔。如此加工中心孔，才能保證兩中心孔同軸。
5、5工尺寸和切削用量
(1)傳動軸磨削余量可取0.5mm，半精車余量可選用1.5mm。加工尺寸可由此而定，見該軸加工工藝卡的工序內容。
(2)車削用量的選擇，單件、小批量生產時，可根據加工情況由工人確定;一般可由《機械加工工藝手冊》或《切削用量手冊》中選取。
5、6工藝過程
定位精基準面中心孔應在粗加工之前加工，在調質之后和磨削之前各需安排一次修研中心孔的工序。調質之后修研中心孔為消除中心孔的熱處理變形和氧化
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皮，磨削之前修研中心孔是為提高定位精基準面的精度和減小錐面的表面粗糙度值。擬定傳動軸的工藝過程時，在考慮主要表面加工的同時，還要考慮次要表面的加工。在半精加工￠52mm、￠44mm及M24mm外圓時，應車到圖樣規定的尺寸，同時加工出各退刀槽、倒角和螺紋;三個鍵槽應在半精車后以及磨削之前銑削加工出來，這樣可保證銑鍵槽時有較精確的定位基準，又可避免在精磨后銑鍵槽時破壞已精加工的外圓表面。
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第六章 傳承軸加工路徑及編程
6、1心軸的工路徑分析
采用一夾一頂裝夾工件，粗、精加工外圓及加工螺紋。所用工具有外圓粗加工正偏刀(T01)、刀寬為2mm的切槽刀(T02)、外圓精加工正偏刀(T03)。加工工藝路線為：粗加工φ42mm的外圓(留余量：徑向0.5mm，軸向0.3mm)→粗加工φ35mm的外圓(留余量：徑向0.5mm，軸向0.3mm)→粗加工φ28mm的外圓(留余量：徑向0.5mm，軸向0.3mm)→精加工φ28mm的外圓→精加工螺紋的外圓(φ34.85mm)→精加工φ35mm的外圓→精加工φ42mm的外圓→切槽→加工螺紋→切斷。
調頭用銅片墊夾φ42mm外圓，百分表找正后，精加工φ20mm的內孔。所用刀具有45°端面刀(T01)、內孔精車刀(T02)。加工工藝路線為：加工端面→精加工φ20mm的內孔。
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6、2心軸的程序編寫
%7091 N10 G92 X100 Z10 N20 M03 S500 N30 M06 T0101 N40 G00 Z5 N50 X47 Z2 N60 G80 X42.5 Z-364 F300 N70 G80 X38 Z-134.mj8+wdas80 G80 X35.5 Z-134.2 F300 N90 G80 X30 Z-47.2 F300 N100 G80 X28.5 Z47.2 F300 N110 G00 X100 N120 Z10 N125 T0100 N130 M06 T0303 N140 S800 N150 G00 Z1 N160 X24 N170 G01 X28 Z-1 F100 N180 Z-47.5 N190 X32.85 N200 X34.85 Z-48.5 N210 Z-70.5 N220 X35 N230 Z-134.5 N240 X42 N230 Z-360.5 N240 G00 X100 N250 Z10 N255 T0300 N260 M06 T0202 N270 S300 N280 G00 X45 Z-134.5 N290 G01 X34 F50 N300 X36 N310 G00 Z-70.5 N320 G01 X33 N330 X36 N340 Z-69. 5 N350 X33
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N360 X36 N370 G00 X100 N380 Z10 N385 T0200 N390 M06 T0404 N400 S400 N410 G00 X37 Z-45 N420 G76 R4 A60 X33.65 Z-72 I0 K0.8 F1.5 N430 G00 X100 N440 Z10 N445 T0400 N450 M06 T0202 N460 S300 N470 G00 Z-363.5 N480 X45 N490 G01 X5 F50 N500 G00 X100 N510 Z10 N515 T0200 N518 M05 N520 M02 %7092 N10 G92 X100 Z50 N20 M03 S600 N30 M06 T0101 N40 G90 G00 X20 Z2 N50 G01 X14 Z-1 F100 N60 Z0 N80 G00 X100 Z50 N85 T0100 N90 M06 T0202 N100 G00 X24 Z1 N110 G01 X20 Z-1 F100 N120 Z-35 N130 X18 N140 G00 F50 N150 X100 N160 T0200 N165 M05 N180 M02
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結束語
通過做畢業設計，使我對書本的知識有了更深一步的認識和理解，知道了理論聯系實際的重要性;另外，對如何查閱資料與合理利用有了更深入的了解;本次畢業設計過程中進行了工件的工藝路線分析、工藝過程的分析、軸類零件與夾具的設計與分析，是對我在大學期間所學的專業知識的一個檢驗，也是對所學知識的運用和綜合;通過做畢業設計的這個過程，對我以后參加實際工作一定有很好的鍛煉意義和指導作用。
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致謝辭
本設計的完成是在我們李秀珍指導老師的細心的指導下進行的，在設計中每次遇到困難，我們的老師都非常耐心的給我們講解，正是因為有了她這樣不辭辛苦的講解，才使我們的畢業設計進行的這么順利。
在臨近畢業之際，我還要借此機會向在這三年中給予我諸多教誨和幫助的各位老師表示由衷的謝意，感謝他們三年來的辛勤栽培。不積跬步何以至千里，各位任課老師認真負責，在他們的悉心幫助和支持下，我能夠很好的掌握和運用專業知識，并在設計中得以體現，順利完成畢業論文。
從設計到選材，再到資料的收集，到畢業設計的修改的全部過程，都花了我們李秀珍老師許多的時間和精力，對此我向您表示中心的感謝，您的嚴謹治學的態度和高度的責任心使得我們的同學受益終身。
同時我也要感謝我的同學，在我的畢業設計中得到了許多你們的幫助，幫我及時發現問題幫我改正，使我的設計順利的完成，對此我向你們深表謝意。
本設計參考了大量的文獻資料，在此向學術界的各位前輩學 長們致敬、感謝你們!
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參考文獻
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第四篇：軸類零件的數控加工工藝的編制及加工圖畢業設計
文章來源：不詳 作者：佚名
該文章講述了軸類零件的數控加工工藝的編制及加工圖畢業設計. 興、肖詩鋼主編《切削用量手冊》(第三版)機械工業出版社1994年
[10]劉杰華、任昭蓉主編《金屬切削
與刀具實用技術》國防工業出版2006年
五.預期設計(論文)成果
(1)能夠在數控車床上加工出我們的零件且保證加工精度及各方面的工藝要求。
(2)能夠根據零件的程序編制進行零件加工。
(3)能通過零件的自檢。
(4)工藝設計方案可通過可行性、經濟性分析。
(5)設計的全過程需作好全面、準確、周密的文字記錄與總結。
誠 信 聲 明
本人鄭重聲明： 本人所呈交的畢業設計(論文)《軸" title="下一頁">> >> >>| 類零件的數控加工工藝的編制及加工圖》是在劉老師、閆老師兩位教師的指導下，根據任務書的要求，獨立撰寫的。
本設計(論文)中所引用的其他個人或集體已發表的文字和研究成果，或為獲得教育機構的學位或證書所使用過的材料，均已明確注明。
凡為本文的撰寫所提供的各種形式的幫助，本人在致謝中已經明確表達了謝意。
本人完全意識到本聲明的法律結果。
畢業論文(設計)作者簽名：
2008年11月12日
目 錄
摘 要 1 前 言 2 1.零件圖工藝分析 3 1.1數控加工工藝基本特點 4 1.2設備選擇 5 1.3確定零件的定位基準和裝夾方式 5 1.3.1粗基準選擇原則 5 1.3.2精基準選擇原則 5 1.3.3定位基準 5 1.3.4裝夾方式 5 1.4加工方法的選擇和加工方案的確定 1.4.1加工方法的選擇 6 1.4.2加工方案的確定 6 1.5工序與工歩的劃分 7 1.5.1按工序劃分 7 1.5.2工歩的劃分 7 1.6確定加工順序及進給路線 7 1.6.1零件加工必須遵守的安排原則 7 1.6.2進給路線 8 1.7刀具的選擇 9 1.8切削用量選擇 10
6 1.8.1背吃刀量的選擇 10 1.8.2主軸轉速的選擇 10 1.8.3進給速度的選擇 11 1.9編程誤差及其控制 12 1.9.1編程誤差 13 1.9.2誤差控制 14 2.編程中工藝指令的處理 15 2.1常用G指令代碼功能表 15 2.2常用M指令代碼功能表 16 3.程序編制及模擬運行、零件加工或精度自檢 17 3.1程序編制 17 3.2模擬運行 19 3.3零件加工 19 3.4精度自檢 19 致 謝 20 設 計 小 結 21 附 錄 22 軸類零件的數控加工工藝的編制及加工圖
摘 要
數控技術是用數字信息對機械運動和工作過程進行控制的技術,數控裝備是以數控技術為代表的新技術對傳統制造產業和新興制造的滲透形成的機電一體化產品,即所謂的數字化裝備,數控技術的應用不但給傳統制造業帶來了革命性的變化,使制造業成為工業化的象征,而且隨著數控技術的不但發展和應用領域的擴大他對歸計民生的一些重要行業(IT、汽車、醫療、輕工等)的發展起著越來越重要的作用,因為這些行業所需要裝備的數字化已是現代發展的大趨勢.在我國加入WTO和對外開放進一步深化的新環境下,發展我國數控技術及裝備是提高我國制造業信息化水平和國際競爭能力的重要性保證.數控加工與編程畢業設計是數控專業教學體系中構成數控加工技術專業知識及專業技能的重要組成部分，通過畢業設計使我們學會了對相關學科中的基本理論基本知識進行綜合運用,同時使對本專業有較完整的系統的認識,從而達到鞏固、擴大、深化所學知識的目的,培養和提高了綜合分析問題和解決問題的能力以及培養了科學的研究和創新能力。
選這個題目的目的是它能體現出我對所學知識的掌握程度和靈活規范的運用所學知識，在我認為要成為一名合格的在學生，以自己的的思路用所學的知識來完成一份成功的畢業設計是必不可少的。 此次的畢業設計主要解決的問題是零件的裝夾、刀具的對刀、工藝路線的制訂、工序與工步的劃分、刀具的選擇、切削用量的確定、車削加工程序的編寫、機床的熟練操作。主要困難的是兩次裝夾中的水平Z向長度難以保證、切削|<< << < 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >> >>| 用量的參數設定 、對刀的精度 、工藝路線的制訂。
運用數控原理、數控工藝、數控編程、專業軟件等專業知識和數控機床實際操作的一次綜合練習，能讓我感觸當代科學的前沿，體驗數控魅力，為人們的生活帶來方便，進一步認識數控技術，熟練數控機床的操作，掌握數控，開發數控內在潛力。
關鍵詞：數控 數控技術 畢業設計
前 言
本次畢業設計是學院為了提高學生的數控技術及相關技能等綜合運用能力，通過畢業設計和完成畢業論文也是學院對畢業生生畢業資格的審核條件，同時也為我們以后的工作打下理論基礎，本次設計是由指導老師劉老師、閆老師精心指導下和六位同學的共同協作下完成的。
數控技術是數字程序控制數控機械實現自動工作的技術。它廣泛用于機械制造和自動化領域，較好地解決多品種、小批量和復雜零件加工以及生產過程自動化問題。隨著科技的迅猛發展，自動控制技術已廣泛地應用于數控機床、機器人以及各類機電一體化設備上。同時，社會經濟的飛速發展，對數控裝置和數控機械要求在理論和應用方面有迅速的發展和提高。數控加工和編程畢業設計是數控專業教學體系中構成數控加工技術專業知識及專業技能的重要組成部分，通過畢業設計使我們學會了對相關學科中的基本理論、基本知識進行綜合運用，同時使對本專業有較完整的、系統的認識，從而達到鞏固、擴大、深化所學知識的目的，培養和提高了綜合分析問題和解決問題的能力，以及培養了科學的研究和創造能力。
數控技術不斷的發展，數控技術很快會普極中國工業基地，成為工業發展的標志，數控技術的成熟也是當代科技發展的標志，所以數控技術也是國家經濟的體現，中國經濟正加快向新興工業化道路發展，制造業已成為國民經濟的支柱產業。先進數控技術的廣泛使用，導致數控應用型人才嚴重短缺、作為當代的數控技術的學者我感到無比的榮幸，又感到無比的艱巨。
本畢業設計內容主要是詳細敘述利用數控車床來加工零件。大致包含了數控技術特點的闡述、零件的工藝的分析過程、加工中一些問題的解決方法、數控加工過程、、數控編程、機床操作與零件自檢過程等，另外還有設計說明書、參考文獻、畢業設計小結、致謝、附錄等部分。
設計者以嚴謹務實的認真態度進行了此次設計，但由于知識水平與實際經驗有限，時間又較為緊迫。在設計中難免會出現一些錯誤、缺點和疏漏，誠請各位評審老師給于批評和指正。
1.零件圖工藝分析
零件車削工藝分析C-3所示，零件材料處理為：45鋼，調制處理HRC26～36，下面對該零件進行數控車削工藝分析。
零件如圖：
圖1.1 零件圖
考核要求：
以小批量生產條件編程。
不準用砂布及銼刀等修飾表面。
未注倒角0.5×45o。
未注公差尺寸按 GB1804-M。
5、有關參數：考生抽簽決定按1~4組數據進行加工。
1組 2組 3組 4組 A 18 18.5 19 19.5 B 2828.52929.
5C 16 16.5 17 17.5
D 20 20.5 21 21.5
E 2222.52323.5
1.1數控加工工藝基本特點 數控機床加工工藝與普通機床加工原則上基本相同，但數控機床是自動進行加工，因而有如下特點：①數控加工的工序內容比普通機床的加工內容復雜，加工的精度高，加工的表面質量高，加工的內容較豐富。②數控機床加工程序的編制比普通機床工藝編制要復雜些。這是因為數控機床加工存在對刀、換刀以及退刀等特點，這都無一例外的變成程序內容，正是由于這個特點，促使對加工程序正確性和合理性要求極高，不能有絲毫的差錯。否則加工不出合格的零件。
在編程前我們一定要對零件進行工藝分析，這是必不|<< << < 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >> >>| 可少的一步，如圖C3我要對該零件進行精度分析，選擇加工方法、擬定加工方案、選擇合理的刀具、確定切削用量。該零件由螺紋、圓柱、圓錐、圓弧、槽等表面組成，其中由較嚴格直徑尺寸精度要求的如Φ28±0.02mm,ф5±0.04mm，27.5±0.04mm，粗糙度3.2μm，球面Sф30°的錐度等要求。
mm,軸線長度的精度如mm?？煽刂魄蛎嫘螤罹?、經上面的分析，我可以采用一下幾點工藝措施：
(1)零件上由精度較高的尺寸數據如圓柱ф28±0.02mm、ф5±0.04mm、27.5±0.04mm，球Sф
mm，軸向長度
mm，在加工時為了保證其尺寸精度應取其中間值分別取值為ф28mm、ф23.005mm長度5mm，27.5mm，球Sф29.015mm即可。[注：上述座標值是以半徑值給出的。形式如(X，Z)] (2)在輪廓曲線上，有四處圓弧依次相連，既過象限又改變進給方向的輪廓曲線。為了保證其輪廓曲線的準確性，我們通過計算到端部R5mm的圓弧與直線的切點坐標為(2.922，0)，與RCmm的圓弧切點坐標為(7.791，-6.136)，RC與SфBmm的切點坐標為(11.210，-20.791)，SфBnmm與R5mm的切點為(12.271，-37.739)，R5mm與фEmm的切點坐標為(11.5，-40.406)。[注：上述座標值是以半徑值給出的。形式如(X，Z)。] (3)為便于裝夾，為了保證工件的定位準確、穩定，夾緊方面可靠，支撐面積較大，零件的左端是螺紋，中段最大的直徑的圓柱ф28mm。右端是依次相連的圓弧，顯然右端都是圓弧相連不可能裝夾，所以應留在最后加工，應先裝夾毛坯加工出左端螺紋及圓柱ф28mm。調頭裝夾ф28mm的圓柱加工右端圓弧，毛坯選ф30×120mm。
1.2設備選擇
根據該零件的外形是軸類零件，比較適合在車床上加工，由于零件上既有切槽尺寸精度又有圓弧數值精度,在普通車床上是難以保證其技術要求。所以要想保證技術要求,只有在數控車床上加工才能保證其加工的尺寸精度和表面質量。由于本?，F使用的是華中數控系統，所以利用現有資源。我選擇在本校的數控機床HNC-CK6140加工該零件。數控機床HNC-CK6140實物圖見附錄一。
1.3確定零件的定位基準和裝夾方式
1.3.1粗基準選擇原則
(1)為了保證不加工表面與加工表面之間的位置要求，應選不加工表面作粗基準。
(2)合理分配各加工表面的余量，應選擇毛坯外圓作粗基準。
(3)粗基準應避免重復使用。 (4)選擇粗基準的表面應平整，沒有澆口、冒口或飛邊等缺陷。以便定位可靠。
1.3.2精基準選擇原則
(1)基準重合原則：選擇加工表面的設計基準為定位基準;
(2)基準統一原則，自為基準原則，互為基準原則。
1.3.3定位基準
綜合上述，粗、精基準選擇原則，由于是軸類零件，在車床上只需用三抓卡盤裝夾定位，定位基準應選在零件的軸線上，以毛坯ф35mm的棒料的軸線和右端面作為定位基準。
1.3.4裝夾方式
數控機床與普通機床一樣也要全里選擇定位基準和夾緊應力求設計、工藝與編程計算的基準統一，減少裝夾次數，盡可能在一次定位裝夾后，加工出全部待加工表面，避免采用占機人工調整式加工方案，以充分發揮數控機床的效能。裝夾應盡可能一次裝夾加工出全部或最多的加工表面。由零件圖可分析，我應先裝夾毛坯ф30mm的棒料的一端，夾緊其40mm的長度加工螺紋。一直加工到零件右端的фEmm，然后將棒料卸下。裝夾ф28mm的圓柱表面，加工另一端的圓弧。這樣兩次裝夾即可完成零件的所有加工表面，且能保證其加工要求。裝夾圖如下：
圖1.3.1 加工螺紋的裝夾圖
圖1.3.2 加工圓弧的裝夾圖
1.4加工方法的選擇和加工方案的確定
1.4.1加工方法的選擇
加工方法的選擇原則是在保證加工表面的加工精度和表面粗糙度的前提下，兼顧生產效率和加工成本。在實際選擇中，要結合零件形狀、尺寸大小、熱處理要求和現有生產條件等全面考慮。因為該零件是軸類零|<< << < 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >> >>| 件，比較適合在車床上加工，又經過對零件圖尺寸分析，尺寸精度比較高。如ф28±0.02mm，ф29mm，ф23mm等，在普通車床是難以保證其尺寸精度、表面粗糙度，所以應該選擇在數控車床上加工。
1.4.2加工方案的確定
零件上精度比較高度表面加工，常常是通過粗加工、半精加工和精加工逐步達到的。該零件有兩種加工方案：①直接用三抓卡盤裝夾、調頭加工。②用三抓卡盤裝夾夾緊和自由端活動頂尖，經試驗論證第二種方案裝夾困難，對刀、退刀及換刀相當困難，所以在這里選擇第一種方案加工，能夠保證其技術要求。
1.5工序與工歩的劃分
1.5.1按工序劃分
工序劃分有三種方法 ①按零件的裝夾定位方式劃分 ②按粗、精加工劃分工序 ③按所用的刀具劃分工序。
由于零件需要調頭加工，如果按粗、精加工劃分工序。在調頭加工前后各有一次粗加工和精加工，顯得比較繁瑣，所以不可取;如果按所用的刀具劃分工序，刀具有四把，雖然不多，但是在調頭加工前后至少要重復使用三把刀，而同一把刀的兩次粗、精加工分別在調頭加工前后，加工內容不連續，所以也不合理，不易劃分工序;只有按零件的裝夾定位方式劃分工序比較符合該零件的加工工序，且能保證兩次裝夾的位置精度，每一次裝夾為一道工序。該零件只需調頭前、后加工兩道工序即可完成所有的加工表面，且能保證各尺寸精度及表面粗糙度。
1.5.2工歩的劃分 因為每一把刀在粗加工的背吃刀量一致，在精加工中背吃刀量相同，不易劃分工歩;這里選用加工不同的表面來劃分工序就比較容易：
①車削螺紋端的工歩為:90°外圓車刀平端面─→右端面外圓車刀車削1.5×45°的倒角，фD×25mm─→端面ф28mm─→圓柱ф28mm─→30°的錐臺面─→фE×10mm─→切槽刀切槽5×1.5mm─→外螺紋車刀車削MD×1.5mm。
②車削圓弧端的工歩為：90°外圓車刀平端面─→右端面外圓車刀圓弧R5mm─→圓弧RCmm─→球фBmm─→圓弧R5mm─→фE×5mm─→切槽刀切槽5×1.5mm 1.6確定加工順序及進給路線
1.6.1零件加工必須遵守的安排原則
(1)基面先行 先加工基準面為后面的加工提供經基準面，所以我應線平右
端面作為基準面。
(2)先主后次 由于所加工的表面均為重要表面，所以應按照順序從右到左
依次加工MD×1.5mm，ф28mm，фEmm螺紋調頭后一次加工R5mm，фBmm，фEmm等。
(3)先粗后精 先車削去大部分的金屬余量，再進行成形切削保證零件的尺
寸要求和質量要求。
(4)先面后孔 由于該零件沒有孔，所以在該處不做考慮。 1.6.2進給路線
在數控加工中，刀具好刀位點相對于工件運動軌跡稱為加工路線。編程時，加工路線的確定原則主要有以下幾點：
(1)加工路線應保證被加工零件的精度和表面粗糙度，且效率高;
(2)使數值計算簡單，以減少編程工作量;
(3)應使加工路線最短，這樣既可減少程序段，又可減少空行程時間。
(4)確定加路線時，還要考慮工件的加工余量和機床、刀具的剛度等情況，確定一次走刀，還是多次走刀來完成所有加工表面，具體綜合上面進給線的特點再根據具體零件具體分析，我確定該零件的進給路線有兩步如下圖所示：
圖1.6.1 零件輪廓
第一步: 車削帶有的螺紋的一端，從右到左先粗車外形фDmmm、ф28mm、фEmm到槽5±0.04mm的左端面處后，精車外形路線統粗車一樣，再換刀切削5×1.5mm的槽，最后再換刀切削螺紋。如圖4.2螺紋加工路線。
圖1.6.2 螺紋加工路線
第二步: 車削帶有圓弧的一端，從右到左先粗車外形R5mm、RCmm、фBmm到фEmm后2mm后精車外形路線同粗車一樣。最后切削5±0.04mm的槽。如圖4.3螺紋加工路線。
圖1.6.3 圓弧加工路線
1.7刀具的選擇
刀具的選擇是數控加工中重要的工藝內容之一，它不|<< << < 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >> >>| 僅影響機床的加工效率，而且直接影響加工質量。編程時，選刀具通常要考慮機床的加工能力、工序內容、工件材料等因素。與傳統的加工方法相經，數控加工對刀具的要求更高。不僅要求精度高、剛度高、紅硬性好、耐用度高，而且要求尺寸穩定、安裝調整方便，能適應高速和大切削用量切削。選刀具時，要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸和形狀相適應。接合零件輪廓相對還是較復雜，所以具體選刀如下：
1、平端面可選用90°WC-Co的硬質合金外圓車刀，粗車、精車及在這里我選擇一把硬質合金右端面外圓車刀，為防止在進行圓弧切削時刀具的副后刀面與工件輪廓表面發生干涉(可用作圖法檢驗)，副偏角應選擇Kr′大一點的，取Kr′=40°右端面外圓車刀的材料選擇及Kr′值這里分別參照《金屬切削與刀具實用技術》一書表1-1，表1-17。
2、切槽時由于零件中槽寬5±0.04mm，一般都選刀寬4mm,刀桿25×25mm材料為高速鋼W18CrV4R的切斷刀，切槽時選用4mm 刀寬即可。切槽刀的選擇及型號這里分別參照《《金屬切削與刀具實用技術》一書表1-3，表2-2。
3、切螺紋時為了保證其螺紋刀的強度這里選用W18CrV4R高速金60°外螺紋車刀，為了保證螺紋牙深，刀尖應小于輪廓最小圓弧半徑Rε，Rε=0.15～0.2mm。刀具選材料參照《《金屬切削與刀具實用技術》一書表1-3即可。
刀具表如表7-1所示：
表1.7.1 數控車加工刀具卡片
產品名稱
考試件
或代號
刀具規
序號 刀具號
格名稱
1 2 3 4 編制 T01 T02 T03 T04 90°硬質合金外圓車刀
右端面外圓車刀 高速鋼切槽刀 60°高速鋼外螺紋車刀 陳謙
審核
1 1 1 1
平端面、粗車輪廓 精車輪廓 切槽 車削螺紋 批準
共1頁
數量
加工表面
零件名稱
軸類零件
零件圖號
GDSKC 020107 備注
右偏刀 右偏刀
第1頁
1.8切削用量選擇 切削用量包括主軸轉速(切削速度)、切削深度或寬度、進給速度(進給量)等。對于不同的加工方法，需選擇不同的切削用量，并應編入程序單內。
合理選擇切削用量的原則是：粗加工是，一般以提高生產率為主，但也考慮經濟性和加工成本;精加工進，應在保證加工質量的前提下，兼顧切削效率、經濟性加工成本。具體數值應根據機床說明書、切削用量手冊，并結合經驗而定。
1.8.1背吃刀量的選擇
零件輪廓粗車循環時選ap=2mm，精加工時選ap=0.2mm，螺紋粗車時選ap=0.4mm，逐刀減少粗車4次后，精車時選ap=0.1mm。這里粗車ap值、精車ap值都是《金屬切削與刀具實用技術》一書。
1.8.2主軸轉速的選擇
粗車直線和圓弧時n=800r/min，精車時n=1500r/min，切槽時n=600r/min，切螺紋時n=300r/min，精車時選n=300r/min。粗車和精車的主軸轉速的選取都是根據平時上課所講的及前人的實踐經驗所給定的。
1.8.3進給速度的選擇
粗車直線、圓弧時選F=150mm/min，精車時選F=50mm/min，切槽時選F=8mm/min，粗車螺紋時選F=100mm/min，精車時選F=50mm/min。參照《數控加工與編程》一書表1-2選取。 綜上所述，零件的數控車削工藝分析的內容，并將其填入在表 8-1 所示的數控工藝卡上。工藝卡片上其主要內容有：工步分析、工步內容、各工步所用的主軸轉速、刀具及進給速度。
表1.8.1 數控車削加工工藝卡片
單位 名稱 工序號 001 工步號 鄂東職業 技術學院 程序編號
工步內容
對刀、平端面及試切外圓 從右至左
產品名
零件名稱
稱及代號 考試件 夾具名稱 三抓卡盤
刀具規
刀具號
格/mm
軸類零件 使用設備 華中數控CK6140 主軸轉速/(r·min-1) 500
進給速度/(mm·min-1) 50
GDSKC020107 車間
數控實訓基地 背吃刀量/mm
備注
零件圖號
1 T01 25×25 手動
2 粗車輪廓 從右至左
3 精車輪廓
4 5 6 編制 切槽 粗車螺紋 精車螺紋 陳謙 審核
T02 25×25 800 150 2 自動
T02 T03 T04 T04 批準
25×25 25×25 25×25 25×25
1000 800 300 300
50 8
0.2 自動
1.5 min/r 自動
共1頁
自動
第1頁
2008年10月23日
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表1.8.2 數控車削加工工序卡片
鄂東職業技術學院
程序
工序號
編號
001 數控加工工藝產品名稱或代號 卡 夾具名稱 三抓卡盤
夾具編號
加工面
刀具號
零件名稱 材料
45鋼
零件圖號 GDSKC020107 車間
備注
HNC-6140 刀具規格/mm 工步號 工步內容
主軸轉速進給速度/背吃刀量/(r/min) (mm/min) /mm 1 對刀平端面及試切ф30mmr外圓
毛坯表面 T01 2 粗車倒角1.5×45°mm 倒角面
2 粗車фMD×25mm фD的圓柱面 T02 3 粗車ф28mm的端面 ф28的端面 T02 4 粗車ф28×13.169mm的圓柱ф28的圓柱表表面
面 T02 5 粗車ф30°的錐面 °30錐面 T02 6 粗車фE×10mm фE的外圓柱表面 T02 7 精車倒角1.5×45°mm 倒角面
T02 8 精車фMD×25mm фD的圓柱面 T02 9 精車ф28mm的端面 ф28的端面 T02 10 精車ф28×13.169mm的圓柱ф28的圓柱表表面
面 T02 11 精車30°的錐面 30°錐面 T02 12 精車фE×10mm фE的外圓柱表面 T02 13 切槽5×1.5mm ф18的外圓柱表面 T03 14 粗車фMD×1.5mm фMD×1.5螺紋面 T04 15 精車фMD×1.5mm фMD×1.5螺紋面 T04 002
1 平右端面
右端面 T01 2 粗車R5mm的圓弧 R5的曲面 T02 3 粗車RCmm 的圓弧 RC 的曲面 T02 4 粗車SфBmm的球面 車SфB的球面 T02 5 粗車R5mm的圓弧 R5的曲面 T02 6 粗車фE×4.406mm фE的圓柱面 T02 7 精車R5mm的圓弧 R5的曲面 T02 8 精車RCmm 的圓弧 RC 的曲面 T02 9 精車SфBmm的球面 SфB的球面 T02 10 精車R5mm的圓弧 R5的曲面 T02 11 精車фE×4.406mm фE的圓柱面 T02 12 切槽5±0.04mm
фA的圓柱表面 T03 編制 陳謙 審核
批準|<< << < 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >> >>| 1.9編程誤差及其控制
25×25 500 25×25 800 150 25×25 800 150 25×25 800 150 25×25 800 150 25×25 800 150 25×25 800 150 25×25 1000 50 25×25 1000 50 25×25 1000 50 25×25 1000 50 25×25 1000 50 25×25 1000 50 25×25 800 8 25×25 300 50 25×25 300 50
25×25 800 50 25×25 800 150 25×25 800 150 25×25 800 150 25×25 800 150 25×25 800 150 25×25 1000 50 25×25 1000 50 25×25 1000 50 25×25 1000 50 25×25 1000 50 25×25 800
共
頁
手動 2 自動 2 自動 2 自動 2 自動 2 自動 2 自動 0.2 自動 0.2 自動 0.2 自動 0.2 自動 0.2 自動 0.2 自動
自動
自動
自動
2 手動 2 自動 2 自動 2 自動 2 自動 2 自動 0.2 自動 0.2 自動 0.2 自動 0.2 自動 0.2 自動
自動
第 1頁
1.9.1編程誤差
編程階段的誤差是不可避免的，誤差來源主要有三種形式：近似計算誤差、插補誤差、尺寸圓整誤差，直接影響加工尺寸精度，本次加工主要誤差是計算誤差與圓弧相切的切點坐標及未知交點坐標值。我們是經過筆算的數值，存在著較大的誤差。
1.9.2誤差控制
為了盡可能的減少筆算誤差，我們采取在AutoCAD上按其尺寸精度繪出零件圖，再利用“工具” ─→“查詢” ─→“點坐標”捕捉各圓弧切點坐標，其精度達到0.001級，這樣能有效地將誤差控制在(0.1～0.2)倍的零件公差值內。
2.編程中工藝指令的處理
2.1常用G指令代碼功能表
。零件來調參圖表2.1.1 數控車床G功能指令(HNC-22T)
代碼 *G00 G01 G02 G03 G33 G04 G07 *G11 G12 *G17 G18 G19 G20 組 意義
直線插補 01 順圓插補
逆圓插補 螺紋切削 00 暫停延時 16 虛軸設定 07 單段允許 單段禁止
代碼 G29 *G40 G41 G42 G43 G44 *G49 *G50
組 00
意義 回參考點 參考點返回 刀徑補償取消 刀徑左補償 刀徑右補償 刀長正補償
代碼 G52 G53 *G54～G59 G92 G65
組 00
意義
局部坐標系設定 機床坐標系編程 工件坐標系1～6選擇 工件坐標系設定 快速點定位 G28
09 11 00
宏指令調用
XY加工平面 G51 02 ZX加工平面 G24 YZ加工平面 *G25 08 英制單位
G68
04 03 05 注：①表內00組為非模態代碼;只在本程序內有效。其他組為模態指令，一次制定后持續有效，直到被其他組其他代碼所取代。
②標有*的G代碼為數控系統通電啟動后的默認狀態。
2.2常用M指令代碼功能表
表2.1.2 常用M指令代碼
代碼 M00 M01 M02 M03 M04 M05 作用時間 組別 意義 ★ ★ ★ # # ★ a 00 00
代碼 作用時間 組別 意義
# # ★
b 00
代碼 作用時間 組別 意義 ★ ★ ★
00 00 00 00
主軸準停 程序結束并返回 更換工件 子程序調用 子程序返回 程序暫停 M06 條件暫停 M07 程序結束 M08 主軸正轉 M09 主軸反轉 M10 主軸停轉 M11
自動換刀 M19 開切削液 M30 開切削液 M60 關切削液 M98 夾緊 松開
M99
c 注：①表內00組為非模態代碼;其余為模態代碼，同駔可相互取代。
②作用時間為“★”號者,表示該指令功能在程序段指令運動完成后開始作用;為“# ”號者，則表示該指令功能與程序段指令運動同時開始。
3.程序編制及模擬運行、零件加工或精度自檢
3.1程序編制
程序段號 程序內容 001 N01 N02 N03 N04 %0001 T0101 M03S800 G00X35Z3 M08
程序注釋 ;程序起始行 ;右端面外圓車刀 ;主軸正轉 ;循環起點 ;開切削液 N05 G71U1R2P06Q13X0.2Z0.2F150 N06 G00X18Z3S1000 N07 G01Z0F50 N08 X21Z-1.5 N09 Z-25 N10 X28 N11 Z-38.169 N12 X23.05Z-47.5 N13 G01W-10 N14 G00X100 N15 Z100 N16 T0202 N17 G00X32Z-25 N18 G01X18F10 N20 G04P3 N21 G00X25 N22 W1.5 N23 G01X21 N24 X18W-1.5 N25 G04P3 N26 G00X100 N27 Z100 N28 T0303 N29 G00X30Z3S300 N30 G76C2R2E3A60X19.04Z-22K0.974U0.32V0.16Q0.5F1.5 N31 G00X100Z100 N32 M09 N33 M05 N34 M30 002 %0001 N01 T0101 N02 M03S800 N03 G00X30Z3 N04 M08 N05 G71UI1R2P06Q12E0.2F200 N06 G00X5.844Z3S1000 N07 G01Z0F80 N08 G03X15.582Z-6.136R5 N09 G02X22.420Z-20791R17 N10 G03X24.542Z-37.739R14.508 N11 G02X23.05Z-40.406R5 N12 G01Z-44 N13 G000X100 N14 Z100
;粗車輪廓 ;快速定位 ;精車起點 ;精車倒角 ;精車ф21的外圓 ;精車ф28的端面 ;ф28的外圓表 ;30°的錐面 ;фE的外圓面 ;退刀快速定位 ;退刀快速定位 ;換切槽刀 ;快速定位 ;切槽至ф18 ;暫停修光 ;快速定位 ;快速定位 ;倒角起點 ;倒角1.5 ;暫停修光 ;退刀快速定位 ;退刀快速定位 ;換外螺紋車刀 ;車螺紋循環起點 ;車螺紋 ;退刀快速定位 ;關切削液 ;主軸停轉 ;程序結束并返回
;右端面外圓車刀 ;主軸正轉 ;循環起點 ;開切削液 ;粗車輪廓 ;快速定位 ;精車起點 ;精車R5的圓弧 ;精車R17的圓弧 ;精車ф29的圓弧 ;精車R5的圓弧 ;фE的外圓面 ;退刀快速定 ;退刀快速定位 N15 N16 N17 N18 N19 N20 N21 N22 N23 N24 N25 N26 N27 T0202 G00X35Z-46.5 G01X19F10 G04P3 G00X35 Z-47.5 G01X19 G04P3 G00X100 Z100 M09 M05 M30
;換切槽刀 ;快速定位 ;切槽至ф19 ;暫停修光 ;退刀 ;快速定位 ;切槽至ф19 ;暫停修光 ;退刀 ;退刀 ;關切削液 ;主軸停轉 ;程序結束并返回
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注:程序編制中有關數值單位一律采用毫米(mm)制
3.2模擬運行
數控加工程序編制好后將其輸入數控車床，然后對刀，在將機床鎖住進行程序校驗，仔細觀察其模擬加工路線是否有干涉、過切、出錯等現象，若有應及時對程序錯誤處進行修改，修改后保存，再次調出修改后的程序進行校驗，直到程序萬無一失，沒有任何錯誤的情況下方可進行自動加工。注：這個環節是必不可少的，否則會發生打刀等損壞機床其它部件的情況，直接影響機床的加工精度及壽命，更嚴重的是存在人身安全隱患。
3.3零件加工
裝夾好毛坯，調出編制好的程序，直接進行自動加工直至程序結束。
3.4精度自檢
將加工好的零件卸下，用游標卡尺、千分尺對零件的尺寸精度及粗糙度進行檢測?？词欠襁_到零件的技術要求即可。 致 謝
經過這次的畢業設計，讓我深刻的體會到什么叫做作真正的學以置用，這正是我們做學問真正的目的，也正是大多數學者難以做到的一點。
在課堂上學到的都是以理論為主，實踐為輔，而現實生活中不論是做什么事情都是以理論為辦事依據，實際行動為主。比如：我們的畢業設計就是要以理論知識為原則來設計自已的數控車削加工過程，然后再根據你的設計步驟來進行實踐驗正，看實踐操作是否滿足工藝過程和技術要求，若不行則要進行多次修改直到合格為止。在這里我學到了做任何事情要細心、認真、有耐心，考慮每一個細節問題要全面周到。
在設計期間，我們以小組為單位，遇到問題一起分析，找出關鍵地方，使我們能在較短的時間內找到解決方案，讓我們在零件的加工實踐操作中和工藝方面的分析得到進一步的認識，也看到了互相學習鉆研和拼搏的精神，我的畢業是經過一次又一次的修改和反復的驗正，最后在老師的批準下，畢業設計終于合格了。我的畢業設計之所以能圓滿的完成是在得到指導老師劉老師、閆老師精心指導下和我們組的其他成員汪衛、張行、倪新、曾旭、金濤同學的互相幫助下完成的，在這里我要忠心的感謝我們的指導老師劉老師、閆老師的精心指導以及我們組其他成員的幫助。我還要真誠的祝福各老師在以后的歲月里身體健康、步步高升;祝福同學們在今后的人生道路上工作順利、事業有成。
設 計 小 結
在開始做畢業設計前，我認真閱讀了畢業設計指導書，對零件圖進行仔細的分析，從而在設計前有一個清晰的思路，也為我的設計打下了基礎，使我的開題報告能順利的完成。開題報告完成后，接著開始進行正文的撰寫，設計也就正式開始了，首先我們對零件進行了工藝分析，如毛坯尺寸大小的確定和材料的確定，選擇合適的加工方案法，擬定加工方案，選擇合適的夾具、刀具與切削用量的確定等。在工藝分析上，讓我們鞏固了在大一大二時學的機械制造、機械制圖、機械設計、公差與配合、金屬工藝CAD繪圖等專業課程，是我更好把各專業課相結合起來去完成畢業設計。隨著畢業設計做完，也將意味我的大學生活即將結束，但在這段時間里面我覺得自己是努力并快樂的。在繁忙的的日子里面，曾經為解決技術上的問題，而去翻我所學專業的書籍。經過這段時間我真正體會了很多，也感到了很多。
在兩年的大學生活里，我覺得大多數人對本專業的認識還是不夠,在大二期末學院曾為我們組織了三個星期的實習，為了更深入的理解并掌握大學的專業知識，加強專業技能。我選擇的畢業設計課程是：軸類零件加工。通過次此的分析，需要對刀具的切削參數進行計算等方面的問題給予考慮，這些方面的知識都需要我們去復習以前的知識，在對以前學的知識進行初步系統回顧之后，大腦形成一初步的印象。各專業課之間相關聯的知識也能很好的理解。
在這次畢業設計中，給我最大的體會就是熟練的操作技能來源我們平時對專業知識的掌握程度。比如，我們想加快編程速度，除了對各編程指令的熟|<< << < 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >> >>| 練掌握外，還得需要你必須掌握零件的工藝方面的知識，對夾具刀具切削用量參數的設定我們必須清楚。
在設計中得到了老師和小組同學的指導與幫忙，非常謝謝!回顧這一個月的設計歷程，太多的感想和心得是無法用文字來表達的。每次在遇到難點問題并通過自己的不斷努力克服難關時，那份成就感，那種喜悅之情是別人無法體會到的?？吹缴磉叺耐瑢W都是那么認真投入，相互支持和鼓勵的奮進，想像我們以后在工作中也會有這種拼搏的精神。 附 錄
華中數控車床實物圖
游標卡尺實物圖
第五篇：軸類零件的數控加工工藝設計與編程[范文模版]
本科畢業設計(論文)
題目：軸類零件的數控加工工藝設計與編程
2013年5月
軸類零件的數控加工工藝與編程
摘要
本次設計是根據被加工軸的技術要求和年生產量，進行機械加工工藝設計，然后運用夾具設計的基本原理和方法，擬定夾具設計方案，完成夾具結構設計。主要工作包括繪制毛坯圖、零件圖、夾具總的設計圖。了解零件的結構特點和技術要求;根據生產類型和生產條件，對零件進行結構分析和工藝分析;確定毛坯的種類及制造方法;擬定零件的加工工藝規程;選擇各工序的加工設備和工藝設備，確定各工序的加工余量和工序尺寸，計算各工序的切削用量額定工時;填寫加工工藝過程卡片、機械加工工序卡片等工藝卡片;設計制定選定的加工工序的專用夾具，繪制裝配總圖和主要零件圖。
關鍵詞：軸;加工工藝;夾具;編程
I
Axial parts of Numerical Control Machining Process
Planning and Programming
Abstract The design is based on the shaft by processing technical requirements and production, machining process design, then use of fixture design of the basic principles and methods, formulate fixture design, completion tongs structure design. The main work of drawing a blank drawing, general, fixture design, understanding of the structure characteristics of the spare parts and technical requirements; according to the type of production and production conditions, parts of the analysis of structure and process; The rough determine the type and method of manufacture; make parts of the processing order of the processes; selection of equipment and processing equipment, to determine the process of machining allowance and process dimensions, calculation of the process of cutting amount and industrial design norm; Fill in machining process card, machining process card and process card; design of selected processing procedures for the fixture, drawing assembly assembly drawing and the main parts of the map.
Key Words: shaft;processing; technology ;fixture;programming
II
符號表
Tj——機動時間
tf——輔助時間 tj——基本時間
?——切削速度
ap——背吃刀量
f——進給量
i——進給次數
n——機床主軸轉速
l——切削加工長度
l1——刀具切入長度
l2——刀具切出長度
L——刀具或工作臺行程長度 d——工件刀具直徑
如需要完整文檔及cad圖等其他文件，請加球球：一九八五六三九七五五
III
IV
目
錄
摘要 .............................................................................................................................. I ABSTRACT ............................................................................................................. II 符號表 ....................................................................................................................... III 1 緒論 ......................................................................................................................... 1
1.1研究背景和意義 .................................................................................................. 1 1.2設計目的 .............................................................................................................. 2 1.3研究現狀 .............................................................................................................. 2 1.4研究內容 .............................................................................................................. 4
2 零件加工工藝分析 ............................................................................................. 5
2.1零件結構工藝性分析 .......................................................................................... 5 2.1.1零件圖紙工藝分析 ........................................................................................ 5 2.1.2零件結構分析 ................................................................................................ 6 2.2零件技術要求分析 .............................................................................................. 6 2.3確定毛坯材料和制造形式 .................................................................................. 6 2.3.1材料分析 ........................................................................................................ 7 2.3.2毛坯分析 ........................................................................................................ 7 2.4零件設備選擇 ...................................................................................................... 7 2.5基面選擇 .............................................................................................................. 8 2.5.1粗基準選擇 .................................................................................................... 8 2.5.2精基準選擇 .................................................................................................... 8 2.6確定走刀順序和路線 .......................................................................................... 9 2.6.1基面先行 ........................................................................................................ 9 2.6.2確定工序尺寸 .............................................................. 錯誤!未定義書簽。 2.7確定切削用量及基本工時 ................................................ 錯誤!未定義書簽。 2.8刀具及量具選擇 ................................................................ 錯誤!未定義書簽。 2.8.1刀具選擇 ...................................................................... 錯誤!未定義書簽。 2.8.2量具選擇 ...................................................................... 錯誤!未定義書簽。
3 專用夾具設計 ..................................................................... 錯誤!未定義書簽。
3.1設計主旨 ............................................................................ 錯誤!未定義書簽。
IV
1 緒論
3.2確定夾具結構設計方案 .................................................... 錯誤!未定義書簽。 3.2.1數控車床常用裝夾方式 .............................................. 錯誤!未定義書簽。 3.2.2確定合理裝夾方式 ...................................................... 錯誤!未定義書簽。 3.2.3鉆孔專用夾具設計 ...................................................... 錯誤!未定義書簽。
4 數控加工程序編程及仿真 ............................................. 錯誤!未定義書簽。
4.1數控加工特點 .................................................................... 錯誤!未定義書簽。 4.2數控編程分類 .................................................................... 錯誤!未定義書簽。 4.2.1手工編程 ...................................................................... 錯誤!未定義書簽。 4.2.2自動編程 ...................................................................... 錯誤!未定義書簽。 4.3確定編程坐標系及編程原點 ............................................ 錯誤!未定義書簽。 4.4數值計算 ............................................................................ 錯誤!未定義書簽。 4.4.1R6mm、R20mm兩圓弧切點坐標計算 ...................... 錯誤!未定義書簽。 4.4.2圓錐大端直徑計算 ...................................................... 錯誤!未定義書簽。 4.4.3螺紋尺寸計算 .............................................................. 錯誤!未定義書簽。 4.5程序編程 ............................................................................ 錯誤!未定義書簽。 4.5.1左端 .............................................................................. 錯誤!未定義書簽。 4.5.2右端 .............................................................................. 錯誤!未定義書簽。 4.6MASTERCAM仿真 ............................................................. 錯誤!未定義書簽。 4.6.1建立模型 ...................................................................... 錯誤!未定義書簽。 4.6.2工件及刀具設置 .......................................................... 錯誤!未定義書簽。 4.6.3實體加工模擬過程 ...................................................... 錯誤!未定義書簽。
5 結論 ....................................................................................... 錯誤!未定義書簽。 參考文獻 ................................................................................... 錯誤!未定義書簽。 致謝 ............................................................................................ 錯誤!未定義書簽。 畢業設計(論文)知識產權聲明 .................................................................... 35 畢業設計(論文)獨創性聲明 ......................................................................... 36 附錄1 MASTER CAM仿真程序代碼 .......................... 錯誤!未定義書簽。
V
1 緒論
1 緒論
1.1研究背景和意義
隨著計算機技術的高速發展，傳統的制造業開始了根本性變革，各工業發達 國家投入巨資，對現代制造技術進行研究開發,提出了全新的制造模式。在現代 制造系統中，數控技術是關鍵技術，它集微電子、計算機、信息處理、自動檢測、 自動控制等高新技術于一體，具有高精度、高效率、柔性自動化等特點。對制造 業實現柔性自動化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。
目前，數控技術正在發生根本性變革，由專用型封閉式開環控制模式向通用型開放式實時動態全閉環控制模式發展。在集成化基礎上，數控系統實現了超薄型、超小型化;在智能化基礎上，綜合了計算機、多媒體、模糊控制、神經網絡等多學科技術，數控系統實現了高速、高精、高效控制，加工過程中可以自動修正、調節與補償各項參數，實現了在線診斷和智能化故障處理;在網絡化基礎上，CAD/CAM與數控系統集成為一體，機床聯網，實現了中央集中控制的群控加工。
機械制造工藝與機床夾具設計是機械制造工藝學與機床夾具教學的一個不可少的輔助環節。機械制造工藝學是機械工業的基礎，是機械產品生產的基本技術，工藝工作是每一個機械企業主要的活動內容，加強工藝技術設計研究，旨在提高工藝水平，提高機械產品質量，降低能源消耗。此次設計的目的在于：根據加工零件的設計要求，運用夾具設計的基本原理和方法，制定夾具設計方案，完成夾具結構設計及加工工藝規程。本次設計是我們全面綜合運用本課程的理論知識與實際的一次重要實踐，它對于培養學生編制機械加工工藝規程和機床夾具設計的能力，以及從事機械方面工作具有十分重要的意義。
進入21世紀以后,典型軸在制造工藝、刀具等方面都發生了巨大的變化,與以前加工工藝有很多不同。領導了近半個多世紀的多刀車削工藝和手工磨削工藝,由于加工精度低和柔性差等原因,將逐步退出歷史舞臺。而高速、高效、復合加工技術及裝備迅速進入汽車及零部件制造業,軸的高速高效復合加工技術在行業內已有相當程度的應用,也必將代表這一行業的未來發展趨勢。本設計說明書就是針對軸類零件的加工工藝及工裝的設計進行詳細說明的。
本設計詳細介紹了軸類零件的結構和各項技術要求及要達到的加工精度;并結合軸的生產類型和材料種類對軸的加工工藝做了詳細的分析，另外還對軸的加
1
西安工業大學北方信息工程學院畢業設計(論文)
工進行了經濟性分析，確定了生產方案的可行性;詳細介紹了此軸加工過程中所采用的夾具的設計原則、步驟及其工作原理和結構。驗正了它的可靠性，還對定位誤差進行了分析，確保其能夠滿足加工精度的要求;還細述了軸加工過程中的刀、量具各一套的設計，使用它們可以提高軸的加工效率。
機械加工工藝和工裝設計是機械工程師必備的基本技能，通過本設計說明書的介紹，我們可以清楚地了機械加工的工藝、工裝設計的基本原則、方法和步驟，使大家對機械工藝技術工作有一個深入的全方位的了解和認識。
1.2設計目的
通過設計，一方面能獲得綜合運用過去所學的知識進行工藝分析的基本能力，另一方面，也是對數控加工過程進行的一次綜合訓練。
通過此次設計，我們可以在以下各方面得到鍛煉：能運用已學過的基本理論知識，以及在生產實習中學到相應的實踐知識，掌握從零件圖開始到正確地編制加工程序的整個步驟、方法。根據被加工零件的技術要求，選擇合理的工藝，編制出既經濟又合理，又能保證加工質量的數控程序，并且學會使用各類設計手冊及圖表資料。還可以運用MasterCAM軟件進行三維仿真。
1.3研究現狀
軸類零件是機器中經常遇到的典型零件之一。它在機械中主要用于支承齒輪帶輪、凸輪以及連桿等傳動件，傳遞扭矩。機器中作回轉運動的零件就裝在軸上。按軸類零件結構形式不同，一般可分為光軸、階梯軸和異形軸三類;或分為實心軸和空心等。
軸類零件的技術要求主要是支承軸頸和配合軸頸的徑向尺寸精度和形位精度，軸向一般要求不高。幾何形狀精度主要是圓度和圓柱度，一般要求限制在直徑公差范圍之內。相互位置精度主要是同軸度和圓跳動;保證配合軸徑對于支承軸頸的同軸度，是軸類零件位置精度的普遍要求之一。
方便直觀的幾何造型MasterCAM提供了設計零件外形所需的理想環境，其強大穩定的造型功能可設計出復雜的曲線、曲面零件。MasterCAM具有強勁的曲面粗加工及靈活的曲面精加工功能。MasteCAM提供了多種先進的粗加工技術，以提高零件加工的效率和質量。MasterCAM還具有豐富的曲面精加工功能，可以從中選擇最好的加工方法，加工最復雜的零件。MasterCAM的多軸加工功能，為零件的加工提供了更多的靈活性?？煽康牡毒呗窂叫ｒ灩δ躆asterCAM可模擬零件加工的整個過程，模擬中不但能顯示刀具和夾具，還能檢查刀具和夾具與被加工零件的干涉、碰撞情況。
2
西安工業大學北方信息工程學院畢業設計(論文)
CAD/CAM是隨著軸類零件的設計理論和CAD/CAM[5]技術的發展而發的。軸類由最初的只能代替手工進行計算，逐步發展到能實現三維實體造型、機構仿真、自動編程等功能,并且還在不斷發展下去。
軸類零件在整個制造工業中發揮著重要作用，數控機床代表著一個民族制造工業現代化的水平。隨著現代化科學技術的迅速發展，制造技術和自動化水平的高低已成為衡量一個國家或地區經濟發展水平的重要標志。當今世界各國制造業廣泛采用數控技術，以提高制造能力和水平，提高對動態多變市場的適應能力和競爭能力。此外世界上各工業發達國家還將數控技術及數控裝備列為國家的戰略物資，不僅采取重大措施來發展自己的數控技術及產業，而且在“高精尖”數控關鍵技術和裝備方面對我國實行封鎖和限制政策?？傊?，大力發展以數控技術為核心的先進技術已成為世界各發達國家加速經濟發展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。
數控編程技術[2]是數控技術重要的組成部分。從數控機床誕生之日起，數控編程技術就受到了廣泛關注，成為CAD/CAM系統的重要組成部分，各工業發達國家也投入了大量的人力物力開發實用的數控編程系統。在CAD/CAM一體化概念的基礎上，出現了并行工程的概念。為了適應并行工程發展的需要，數控編程技術正向集成化和智能化方向發展。進入二十世紀九十年代，隨著Web技術的不斷發展，傳統的產品設計、制造和生產模式正在發生深刻的變革，出現了協同設計制造、異地設計制造、全球制造等一系列新概念和新技術。將Web技術和CAM技術相結合，成為CAM系統的又一重要發展方向。
21世紀數控裝備將是具有一定智能化的系統，智能化的內容包括在數控系統的各個方面：追求加工效率和加工質量方面的智能化，如工藝參數的自動生成，簡化編程、簡化操作方面的智能化，智能化的自動編程、智能化的人機界面等;還有智能診斷、智能監控方面的內容、方便系統的診斷以及維修等。
數控加工制造技術正逐漸得到廣泛的應用,對零件進行編程加工之前，工藝分析具有非常重要的作用。工藝分析是數控加工編程的前期工藝準備工作，無論是手工編程還是自動編程，在編程之前均需對所加工的軸類零件進行工藝分析。如果工藝分析考慮不周，往往會造成工藝設計不合理,從而引起編程工作反復，工作量成倍增加，有時還會發生推倒重來的現象,造成一些不必要的損失，嚴重者甚。本文通過對典型的軸類零件數控加工工藝的分析，給出了對于一般零件數控加工工藝分析的方法，對于提高制造質量、實際生產具有一定的指導意義。
目前正在研制的新一代CAM系統將采用面向對象、面向工藝特征的基本處理模式，系統的自動化水平、智能化程度將大大提高。國內外企業家和專家們已形成共識：今后相當一段時間內，機械加工技術的發展和競爭，主要是數控技術
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西安工業大學北方信息工程學院畢業設計(論文)
的發展與應用。
1.4研究內容
本次設計主要是通過工藝特點，工藝安排，機械加工工藝過程幾個方面對零件加工工藝進行分析，然后對零件的程序進行編制，最后用仿真加工以達到完成對零件的加工程序進行檢驗。
首先對該課題進行深入的分析，深入研究，認真完成此次畢業設計，主要以論述與設計相結合進行研究與探討，完成對本設計軸主要部位：內孔、外圓柱面、圓錐面、圓弧面、退刀槽、螺紋等的加工工藝設計及指定工序的夾具設計。
難點在于設計軸加工工藝過程及其加工時的專用夾具，確定工件的尺寸、公差和技術條件。通過查閱期刊、書籍等相關資料進行對軸加工工藝和夾具的設計進一步了解，思考、分析和掌握軸加工的基本環節，完成計算并設計出軸加工工藝及夾具設計。
4
2 零件加工工藝分析
2 零件加工工藝分析
2.1零件結構工藝性分析
零件的結構工藝性是指所設計的零件在能滿足使用要求的前提下制造的可行性和經濟性，即所設計的零件結構應便于成形，并且成本低，效率高。 2.1.1零件圖
如零件圖2.1、2.2所示。
圖2.1 零件二維圖
圖2.2 零件三維圖
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畢業設計(論文)
2.1.2零件結構分析
本零件上由圓柱面、內孔、內圓錐面、圓弧面、溝槽、和螺紋等部分組成。零件車削加工[8]成形輪廓的結構形狀較復雜、需兩頭加工，零件的加工精度和表面質量要求都很高。
該零件重要的徑向加工部位有?380m)、?0.03mm圓柱段(表面粗糙度Rɑ=1.6µm)、R6mm圓弧與R20mm圓弧相切過渡區、?480?0.03圓柱段(表面粗糙度Ra=1.6µ (表面粗糙度Ra=1.6µm)、長徑比為1:2的內錐(小端直徑為?23o?23o?0.03的內孔?0.0
3、M20*2-6g三角形外螺紋，其余表面粗糙度均為Ra=3.2µm)。零件符合數控加工尺寸標注要求，輪廓描述清楚完整，零件材料為45鋼，毛坯為?50mm*130mm。
2.2零件技術要求分析
小批量生產條件，不準用砂布和銼刀修飾平面，這是對平面高精度的要求，未注公差尺寸按GB1804-M，熱處理，調質處理，HRC25-35，未注粗糙度按Ra3.2，毛坯尺寸?50mm*130mm。
加工難點及處理方案：分析圖紙可知，此零件對平面度的要求高，左端更有內輪廓加工，為提高零件質量，采用以下加工方案。
a. 對圖樣上給定的幾個精度要求較高的尺寸，編程時采用中間值; b. 在輪廓曲線上，有一處既過象限又改變進給方向的輪廓曲線，因此在加工時應進行機械間隙補償，以保證輪廓曲線的準確性;
c. 零圖紙中含有圓柱度，為保證其形位公差，應盡量一次裝夾完成左端面的加工以保證其數值;
d. 本設計圖紙中的各平面和外輪廓表面的粗糙度要求可采用粗加工---精加工加工方案，并且在精加工的時候將進給量調小些，主軸轉速提高;
e. 螺紋加工時，為保證其精度，在精車時將螺紋的大徑值減小0.18-0.2mm，加工螺紋時利用螺紋千分尺或螺紋環規保證精度要求。
選擇以上措施可保證尺寸、形狀、精度和表面粗糙度。
2.3確定毛坯的材料和制造形式
軸：本次設計軸主要技術指標：年產量5000臺/年
該產品年產量Q=5000(件/年)，n=1(件/臺)，設其備品率α%為10%，機械加工廢品率β%為1%，現制定該曲軸零件的機械加工工藝規程及夾具設計。 年生產綱領：
N =Q*n*(1+ α%+β%)
=5000*1*(1+10% +1%)
=5550(臺/年)
6
軸的年產量為5550件，現在已知該產品為中型機械，根據《機械制造工藝設計手冊》表1.1-2生產類型與生產綱領的關系，可確定其生產類型為大批量生產。 2.3.1材料分析
該軸零件加工中，刀具與工件之間的切削力較大。工件材料的可切削性能。強度、硬度、塑性、提供冷切削加工、機械性能都跟工件的材料有關。所以選擇45鋼為該軸類零件的材料。
45鋼的化學成分中含C0.42%～0.50%，Si0.17%～0.37%，Mn0.50～0.80%，P?0.035%，S?0.035%，Cr?0.25%，N?0.25%，Cu?0.25%。45鋼在進行冷加工時硬度要求，熱軋鋼，壓痕直徑不小于3.9，布氏硬度不小于241HRB，退火鋼壓痕直徑不小于4.4，布氏硬度不小于187HB，45鋼的機械性能：δs?335Mpa，δb?600Mpa，??40%，Ak?47J。45鋼相對切削性硬質合金刀具1.0，高速鋼刀具1.0，45鋼經濟合理對加工刀具的要求也合理，45鋼用途廣泛，主要是用來制造汽輪機、壓縮機，泵的運動零件制造齒輪、軸活塞銷等零件。根據以上數據適合該軸的加工。 2.3.2毛坯分析
軸類零件的毛坯有棒料、鍛件和鑄件三種。
鍛件：適用與零件強度較高,形狀較簡單的零件。尺寸大的零件因受設備限制，故一般用自由鍛;中、小型零件可選模鍛;形狀復雜的剛質零件不宜用自由鍛。 鑄件：適用于形狀復雜的毛坯。
本零件的毛坯宜采用棒料鋸割，毛坯至?50*130mm，使鋼材經過鍛壓，獲得均勻的纖維組織，提高其力學性能，同時也提高零件與毛坯的比重，減少材料消耗。
2.4零件設備選擇
數控車床能對軸類或盤類等回轉體零件自動地完成內外圓柱面、圓錐表面、圓弧面等工序的切削加工，并能進行切槽、鉆、擴等的工作。根據零件的工藝要求，可以選擇經濟型數控車床，一般采用步進電動機形式半閉環伺服系統。此類車床機構簡單，價格相對較低，這類車床設置三爪自定心卡盤、普通尾座或數控液壓尾座，適合車削軸類零件。
根據主軸的配置的要求選擇臥式數控車床。數控車床[14]具有加工精度高，能做直線和圓弧插補，數控車床剛性良好，制造和對刀精度高，能方便和精確地進行人工補償和自動補償，能夠加工尺寸精度要求較高的零件。能加工輪廓形狀特別復雜的表面和尺寸難于控制的回轉體，而且能比較方便的車削錐面和內外圓
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柱面螺紋，能夠保持加工精度，提高生產效率。所以對加工時非常有利的。
2.5基面選擇
機械加工的最初工序只能用工件毛坯上的未加工表面作為定位基準，這種 位基準稱之為粗基準。用以加工的表面作定位基準則稱之為精基準。在制定零件機械加工工藝規程時，總是先考慮怎樣的精基準定位能把工件加工到設計要求，然后再考慮如何運用選取的粗基準，把用作精基準的表面加工出來。 2.5.1粗基準選擇
選擇粗基準時，主要要求保證各加工面有足夠的余量，使加工面與不加工面間的位置符合圖樣要求，粗基準選擇的要求應能保證加工面與非加工表面之間的位置要求及合理的分配各加工面的加工余量。同時要為后續供需提供精基準，具體有以下原則：為了保證加工面與非加工面之間的位置要求，應該選擇一非加工表面為粗基準;為了保證各加工表面都有足夠的加工余量，應選擇毛坯余量最小的面為粗基準;為了保證重要的加工面的余量均勻，應選擇為粗基準;粗基準的選擇應避免重復使用，在同一尺寸上，通常只允許使用一次，做為粗基準的表面應該足夠光滑整潔，以使工件定位穩定可靠，加緊方便。軸類零件，以外圓作為粗基準。為了保證加工面與不加工面間的位置要求，一般應選擇不加工面為粗基準。如果工件上有多個不加工面，則應選其中與加工面位置要求較高的不加工面為粗基準，以便保證精度要求，使外形對稱等。
由于此零件全部表面都需加工，應選用外圓及一端面為粗基準，然后通過“互為基準的原則”進行加工。遵循“基準重合”的原則。加工左端時選擇在毛坯外圓柱段的右端外圓表面，加工右端時選擇在?38mm外圓柱段的表面，以體現定位基準是軸的中心線。
在制定零件加工的工藝規程時，正確的選擇工件的定位[10]的基準有著十分中的意義。定位基準選擇的好壞，不僅影響零件加工的位置精度，而且對零件個表面的加工順序也有很大的影響。合理的選擇定位基準是保證零件加工精度的前提，還能簡化加工工序，提高加工效率。
2.5.2精基準選擇
精基準選擇時應能保證加工精度和裝夾可靠方便，有以下原則：
基準重合原則;基準統一原則;自為基準原則;互為基準原則;保證工件定 位準確，夾緊可靠、操作方便原則。精基準的選擇主要考慮基準重合的問題。當設計尺寸與工序尺寸的基準不重合時，應該進行尺寸計算。
a. 用工序基準作為精基準，實現“基準重合”，以免產生基準不重合誤差。
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b. 當工件以某一組精基準定位可以較方便的加工其他各表面時，應盡可能在多數工序中采用此組精基準定位，實現“基準統一”，以減少工裝設計制造費用、提高生產率、避免基準轉換誤差。
c. 當精加工或光整加工工序要求余量盡量小而均勻時，應選擇加工表面 本身作為精基準，即遵循“自為基準”原則。該加工表面與其他表面間的位度要求由先行工序保證。
d. 為了獲得均勻的加工余量或較高的位置精度，可遵循互為基準、反復加工的原則。
由于此零件全部表面都需加工，而孔作為精基準應先進行加工，因為軸類零件各外圓表面、螺紋表面的同軸度及端面對軸線的垂直度是相互位置精度的主要項目，而這些表面的設計基準一般都是軸的中心線，采用兩中心孔定位就能符合基準重合原則。而且由于多數工序都采用中心孔作為定位基面，能最大限度地加工出多個外圓和端面，這也符合基準統一原則。
工件的定位與基準應與設計基準保持一致，應防止過定位，這個工件是個實心軸，末端要鏜一個25的錐孔，因軸的長度不是很長，所以采用工件的右端面和48的外圓作定位基準，使用普通三爪卡盤夾緊工件，取工件的右端面中心為 工件坐標的原點，對刀點在(100.100)處。
2.6確定走刀順序和路線
加工路線[20]的確定，直接關系到數控機床的使用效率、加工精度、刀具數量和經濟性等問題，應盡量做到工序相對集中，工藝路線最短，機床的停頓時間和輔助時間最少。該零件采用棒料毛坯進行加工，由于毛坯余量較大，因此，采用階梯切削路線去除毛坯余量，刀具切削路徑短，效率高。
2.6.1基面先行
用作精基準的表面，要首先加工出來。所以，第一道工序一般是進行定位面的粗加工和半精加工(有時包括精加工)，然后再以精基面定位加工其它表面。 綜上所訴：此零件的的加工順序如下：
預備加工---車左端面---鉆中心孔---鏜孔---粗車左端外輪廓---精車左端外輪廓---調頭---車右端面---粗車外輪廓---精車外輪廓---退刀槽---粗車螺紋---精車螺紋 工序1：車左端面，將毛坯車為127mm的棒料
工序2：左端面打中心孔 選用?5mm的中心鉆(手動鉆孔) 工序3：左端鉆孔(鉆?20mm深-32mm的孔) 工序4：粗車左端內孔?23mm 工序5：粗車?48mm的外圓柱面
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工序6：粗車?38mm的臺階外圓柱面及倒角
工序7：調頭粗車右端面將零件車至要求尺寸進給路線
工序8：調頭粗車右端面各部倒角、切外螺紋退刀槽、三角形螺紋 工步路線為：
工步一:自右向左倒角，粗車螺紋?20mm圓柱段;
工步二:自右向左粗車R6和R20 mm圓弧面、?38 mm圓柱段、R12.5 mm圓弧面、錐長8 mm 的圓錐段;
工步三:自右向左粗車R6和R20 mm 圓弧面、?38 mm圓柱段、R12.5 mm圓弧面、錐長8 mm的圓錐段; 工步四:車4mm*?16mm螺紋退刀槽; 工步五:粗車螺紋;
工序9：擴左端內孔?25mm，深11mm 工序10：半精車?48mm的外圓柱面
工序11：半精車?38mm的臺階外圓柱面及倒角
工序12：調頭半精車右端面將零件車至要求尺寸進給路線
工序13：調頭半精車右端面各部倒角、切外螺紋退刀槽、三角形螺紋 工步路線為：
工步一:自右向左倒角，半精車螺紋?20mm圓柱段;
工步二:自右向左精車R6和R20 mm 圓弧面、?38 mm圓柱段、R12.5 mm圓弧面、錐長8 mm的圓錐段;
工步三:半精車4mm*?16mm螺紋退刀槽; 工步四:半精車螺紋;
工序14：鉸?230?0.03mm的孔，再用1:2的鉸刀鉸小端為?25mm的錐孔 工序15：精車?480?0.03mm的外圓柱面
工序16：精車?380?0.03mm的臺階外圓柱面及倒角
工序17：調頭精車右端?380?0.03mm圓柱面、切外螺紋退刀槽、三角形螺紋 工序18：精車螺紋
工序19：去除全部毛刺并吹凈 工序20：根據技術文件進行檢驗 工序21：入庫
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