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1、 轴类零件的加工与编程姓 名：唐加庆学 校：山东技师学院班 级：技师数控093 专 业：数控加工与编程目 录第1章 零件的图样分析1.1 零件的尺寸要求1.2 零件的图样分析1.2.1 零件的形状及主要加工表面的尺寸1.2.2 零件的尺寸公差分析1.2.3 零件的形位公差分析1.2.4 零件表面粗糙度分析1.2.5 零件的设计基准第2章 毛坯的选择2.1 毛坯种类确定2.2 材料的选择2.3 毛坯尺寸及形状选择第3章 机床的选择3.1 数控车床的选择3.2 数控铣床的选择3.3 线切割机第4章 确定定位基准4.1 定位基准4.2 精基准与粗基准的选择原则4.3 基准的确定择第5章 确定装夹方案
2、5.1 夹具的选5.2 装夹方案第6章 量具、刀具的选择6.1 量具的选择6.2 刀具的选择6.2.1 刀具选择原则6.2.2 数控加工刀具的要求6.2.3 刀具的材料6.2.4 刀具的几何角度的选择第7章 加工工艺路线的确定7.1 加工方案的选择7.2 工序的安排及确定7.3 工序的划分7.4 加工路线的确定7.5 工序加工余量的确定第8章 切削用量的确定8.1 车削切削用量的确定8.2 铣削切削用量的确定8.2.1 铣削用量8.2.2 切削用量的选择原则8.2.3 切削用量的确定第9章 典型轴类的加工9.1 轴类零件加工工艺分析9.2 典型轴类零件加工工艺 9.3 加工坐标系的设置 9.4
3、 手工编程第III页绪 论第1章 零件的图样分析1.1 零件的尺寸要求该零件是半轴器，为典型的轴类零件，尺寸要求如图1-1所示：图1-1 技术要求：1.去毛刺倒角，未注倒角1452.热处理正火H1802003.凹台两侧面高频淬火，HRC4550，层深1.52mm1.2 零件的图样分析1.2.1 零件的形状及主要加工表面的尺寸该零件由外圆、内孔、凹槽和键槽四部分组成，零件的外形尺寸为7042mm，外圆尺寸为7012mm和3230mm，内孔为18的通孔，键槽宽度为8mm，宽10mm深8mm的凹槽。倒角分别有245、R3和R0.5，其他倒角均145。1.2.2 零件的尺寸公差分析根据图1-1可知该零
4、件的尺寸公差，凹槽宽度10mm上偏差为+0.023，下偏差为-0.018，深度8mm上偏差为+0.1，下偏差为0，宽8mm的键槽公差为0.1。未注尺寸公差的线性尺寸和角度尺寸可按GB/T1804-2000查表，长30mm的公差为0.15，长12mm的公差为0.1，R3的公差为0.2，高20mm的公差为0.1。轴孔的极限偏差可按GB/T1800.4-1999查得，70、32的外圆公差为0.1，18的通孔公差为0.1。1.2.3 零件的形位公差分析零件的形位公差：该半轴器以A为基准，凹槽相对于基准A的对称度为0.025，平行度为0.025，左端面相对于基准A的圆跳度为0.025。1.2.4 零件表
5、面粗糙度分析表面粗糙度是保证零件表面微观精度的重要要求，也是合理选择数控车床、刀具及确定切削用量的依据。从零件图样可知：键槽侧面、凹槽侧面和左端面的表面粗糙度为Ra3.2um，孔的表面粗糙度为Ra1.6um，零件其他部位的表面粗糙度都为Ra6.3um。1.2.5 零件的设计基准该零件18内孔中心线是各外圆设计基准，也是圆柱面的跳动误差的设计基准，还是键槽平行度和对称的的设计基准。第2章 毛坯的选择2.1 毛坯种类确定常用的毛坯种类有铸件、锻件、压制件、冲压件、焊接件、型材和板材等。（1）铸件：适用于形状复杂的毛坯，薄壁零件不可用砂型铸造，尺寸大的铸件宜用砂型铸造，中、小型零件可用较先进的铸造方
6、法。铸件材料有铸铁、铸钢及铜、铝等有色金属。（2）锻件：适用于零件强度较高、形状较简单的零件。（3）型材：型材有热轧和冷轧两种。热轧型材的尺寸较大，精度低，多用作一般零件的毛坯；冷轧型材尺寸较小，精度较高，多用于毛坯精度要求较高的中、小零件，适用于自动机床加工。（4）焊接件：是根据需要将型材或钢板等焊接而成的毛坯件，对于大件来说，焊接件简单、方便，但焊接后变形大，需经时效处理。（5）冷冲压件：可以非常接近成品要求，在小型机械、仪表、轻工电子产品方面应用广泛。但因冲压模具昂贵仅用于大批大量生产。适用于形状复杂的板料零件，多用于中、小尺寸零件的大批量生产。由于半轴器为轴类零件，尺寸较小，我们可以选
7、用型材中的型材作为毛坯。2.2 材料的选择选用材料的原则：在满足零件功能的前提下，应选用廉价、切削性能好的材料；而且不要轻易选用贵重和紧缺的材料。45钢属于中碳钢，是优质碳素结构钢，它的强度是61，HRC(洛氏硬度)4855，含碳量0.420.52%，含硅量0.170.37%，含锰量0.500.80%，含铬量0.25%。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，该零件是用于配合件中的零件，所以要求该零件的材料具有一定的硬度、强度和韧性，因此选用45钢作为毛坯材料。2.3 毛坯尺寸及形状选择选择毛坯形状和尺寸总的要
8、求是：减少“肥头大耳”，实现少屑或无屑加工。毛坯形状要力求接近成品形状，减少机械加工的劳动量。在采用数控加工时其加工表面应有较充分的余量，根据图纸所规定的尺寸，毛坯尺寸选8050mm最佳。综上所述：半轴器的毛坯为8050mm的45钢型材。如图2-1示：图2-1第3章 机床的选择从零件图看来，加工此零件外圆，内孔可用数控车床完成。加工凹槽和键槽需要用数控铣床或线切割机完成。在选择机床时主要考虑以下因素：（1）机床规格应与工件的外形尺寸相适应，即大件用大机床，小件用小机床。（2）机床精度应与工件加工精度要求相适应。机床精度过低，不能保证加工精度；机床精度过高，又会增加工件的制造成本，应根据工件的精
9、度要求合理选择。（3）机床的生产效率应与工件的生产类型相适应。单件小批生产用通用设备或数控机床，大批大量生产应选高效专用设备。（4）与现有的条件相适应。要根据现有设备及设备负荷状况、外协条件等确定机床，避免“闭门造车”。3.1 数控车床的选择数控车床是主要用车刀对旋转的工件进行车削加工的机床。在车床上还可用钻头、扩孔钻、铰刀、丝锥、板牙和滚花工具等进行相应的加工。车床主要用于加工轴、盘、套和其他具有回转表面的工件，是机械制造和修配工厂中使用最广的一类机床。卡盘式数控车床，这类车床没有尾座，适合车削盘类(含短轴类)零件。卧式数控车床又分为数控水平导轨卧式车床和数控倾斜导轨卧式车床。其倾斜导轨结构
10、可以使车床具有更大的刚性，并易于排除切屑。夹紧方式多为电动或液动控制，卡盘结构多具有可调卡爪或不淬火卡爪(即软卡爪)。根据该零件图样可知，该半轴器尺寸较小，选用CK6140进行外圆及内孔的加工。其主要参数如下：车床上的最大回转直径：400mm最大车削直径：240mm最大工件长度：1000mm主轴转速：36-2000 r/min套筒直径: 55mm套筒行程(手动): 120mm刀位数:4 X向行程: 200mmZ向行程：800mm3.2 数控铣床的选择铣床主要分为普通数控铣床和加工中心。普通数控铣床中最典型的是立式数控铣床。主轴带动刀具旋转，主轴箱可上下移动，工作台可沿横向和纵向移动。具有三轴联
11、动的功能，用于各类复杂的平面、曲面和壳体类零件的加工，如各种模具、样板、凸轮和连杆等。该零件在铣床上加工的结构相对简单（宽10深8的凹槽），可以直接选用KV650（FANUC Oi系列）型立式数控铣床进行加工。，其主要参数如下：工作台面积：4051370mm；工作台纵向行程：650mm；工作台横向行程：450mm；主轴箱垂直向行程：500mm；转速范围：60-6000r/min；进给速度：5-8000mm/min；快速移动速度：10000mm/min。3.3 线切割机线切割机用于加工金属等导电材料，半轴器的材料为45钢，满足其要求。键槽的倒角为直角，线切割机可以满足其形状的要求，而键槽的侧边表
12、面粗糙度要求不高（Ra3.2），线切割机可以满足。综上所述，可以选用线切割机加工半轴器的键槽。通过以上分析，可知加工半轴器的外圆及内孔时，选用CK6140数控机床，加工凹槽时，选用KV650（FANUC Oi系列）型立式数控铣床，加工键槽时，选用线切割机进行加工。第4章 确定定位基准4.1 定位基准在制订工艺规程时，定位基准选择的正确与否，对能否保证零件的尺寸精度和相互位置精度要求，以及对零件各表面间的加工顺序安排都有很大影响，当用夹具安装工件时，定位基准的选择还会影响到夹具结构的复杂程度。因此，定位基准的选择是一个很重要的工艺问题。基准是零件上用来确定其他点、线、面位置所依据的那些点、线、面
13、。按其功用不同，基准可分为设计基准和工艺基准两大类。1）设计基准设计基准是在零件图上所采用的基准。它是标注设计尺寸的起点。2）工艺基准工艺基准是在工艺过程中所使用的基准。工艺过程是一个复杂的过程，按用途不同工艺基准又可分为定位基准、工序基准、测量基准和装配基准。4.2 精基准与粗基准的选择原则选择定位基准时，是从保证工件加工精度要求出发的，因此，定位基准的选择应先选择精基准，再选择粗基准。选择精基准时，主要考虑保证加工精度和工件安装方便可靠，其选择原则如下：（1）基准重合原则（2）基准统一原则（3）自为基准原则（4）互为基准原则（5）便于装夹原则选择粗基准时，主要要求保证各加工面又足够的余量，
14、使加工面与不加工面的位置符合图样要求，并特别注意要尽快获得精基面，具体选择时应考虑下列原则：（1）选择重要表面为粗基准。（2）选择不加工表面为粗基准。（3）选择加工余量最小的表面为粗基准。（4）选择较为平整光洁、加工面积较大的表面为粗基准。（5）粗基准在同一尺寸方向上只能使用一次。半轴器的精基准可选用零件图的设计基准，即该零件的中心轴线，而粗基也则可选用该零件的中心轴线。4.3 基准的确定车3230mm的外圆，根据基准统一原则选择中心轴线为定位基准。钻中心孔A3所需要的定位基准为外表面与中心轴线。钻16mm的通孔，根据基准统一原则选择中心轴线为定位基准。镗孔，孔为18mm的通孔，根据基准统一原
15、则选择中心轴线为定位基准。车7012mm的外圆，根据基准统一原则选择中心轴线为定位基准。铣宽10mm深8mm的凹槽，根据基准统一原则选择中心轴线为定位基准。加工宽8mm的键槽，根据基准统一原则选择中心轴线为定位基准。第5章 确定装夹方案5.1 夹具的选择为保证加工精度，在数控机床上加工零件时，必须先使工件在机床上占据一个正确的位置，即定位，然后将其夹紧。这种定位与夹紧的过程称为工件的装夹。用于装夹工件的工艺装备就是机床夹具。车床主要用于加工内外圆柱面、圆锥面、回转成形面、螺纹及端平面等。上述各表面都是绕车床主轴轴心的旋转而形成的，根据这一加工特点和夹具在车床上安装的位置，将车床夹具分为两种基本类型：一类是安装在车床主轴上的夹具，这类夹具和车床主轴相连接并带动工件一起随主轴旋转，除了三爪自定心卡盘、四爪单动
