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1、目录摘要4第一章图样的工艺分析51.1零件的结构分析51.2零件的材料分析61.3零件的精度及表面粗糙度分析6第二章加工设备及相应工艺设备的选用72.1加工设备的选择72.2加工刀具的选择72.3夹具的选择82.4量具的选择82.5毛坯的选择9第三章工艺规程的设计103.1定位基准的选择103.2表面加工方法的选择103.3加工阶段的划分113.4工序顺序的安排113.5加工工艺路线的合理选择123.6热处理工序的安排13第四章切削用量的确定144.1切削深度的选择144.2进给量的选择144.3切削速度的选择15第五章工艺文件的填写165.1数控加工刀具卡片165.2数控加工工艺卡片175.
2、3数控加工工序卡18第六章编程尺寸的确定及数值计算256.1车螺纹时主轴转速的确定256.2编程坐标点数值的确定26第七章编制加工程序单277.1数控加工程序单27第八章设计心得与体会33参考文献35摘要本小主轴加工工艺设计是参考机械加工工艺、数控加工工艺、机械加工技术等编写的。对球头螺杆的工艺及加工进行了分析。通过对一个中等复杂轴类零件的机械加工工艺规程的设计，对理论知识进行一次综合性，使用性，和实践性较强的应用。小主轴是纺织机械中主要的传动件，属于易损件，需要大批量加工，所以对于这个论题需要我试图找到一些既合适又能较高效率完成加工的方法，这正是我这次毕业设计力图解决的方法，由于自身专业水平
3、的有限和自己阅历的不足，设计中难免有很多不足之处，还希望各位老师和同学指正之。这样的论题就要求我们在熟练掌握已学只是的基础上，更要有一种运用所学知识的应用能力，并且还包括在自己知识面不及的地方，要求要有一种搜集筛选有效信息的能力，而且同样，要求运用到整个设计的过程中。这也正是学院安排毕业设计这一教学内容的初衷吧，而我在这篇小主轴的工艺设计中所体现的内容应该较完满地解决了这一问题。关键词：数控技术毕业设计轴类零件工艺分析小主轴第一章图样的工艺分析1.1零件的结构分析小主轴主要使用于纺织机械当中，起支撑作用，以传递扭矩，属于易损件。在数控车削加工中，该零件属于是较典型的轴类零件。首先，该零件轮廓是
4、一个由外圆柱面、外三角形螺纹、球面以及内圆孔面等几何元素构成的外形较复杂的轴类零件。20的内孔加工精度要求较高，32的外圆柱面和20的内孔的表面的表面粗糙度要求均为Ra1.6。对于该轴类零件的加工程序的编制，需要先根据该零件图样计算各几何元素的坐标点。所以，该零件不仅加工难度大，而且轨迹精度要求高，该零件既要求准确的加工精度，而且要求保证正确的几何精度。而且，通常，长度与直径之比（长径比）小于4（L/D4）的轴称为短轴。显然，该轴类零件长径比为10，较细长，所以在加工中我采用一夹一顶的装夹方式进行车削加工。1.2零件的材料分析材料是人类社会所能够接受的经济地制造有用器件的物质。其中，又以工程材
5、料的代表性尤为突出，现在它早已广泛用于现代工业、农业以及科学技术等部门。而在工程材料中，又钢铁为代表，应用最为广泛。钢铁材料按含碳量可分为钢和铸铁两大类。钢的韧性、塑性较好，强度、硬度较高。强度要求较高、形状较复杂的零件可以用钢来制造。针对小主轴材料在纺织机械中的功能和要求，并且要求保证良好的加工性和较高的强度，因此，选用45钢。1.3零件的精度及表面粗糙度分析机械加工精度是指机械加工后零件的实际几何参数与零件理想几何参数的符合程度。符合程度越高，机械加工精度越高；符合程度越低，则机械加工精度越低。机械加工精度包括尺寸精度、形状精度、和位置精度三个方面。显然，根据该零件的零件图可知：在该零件的
6、数控车削中，该零件的重要径向加工部位有：32的圆柱段，38的圆柱段，还有该零件的左支撑部位35圆柱段，右支撑部位40的圆柱段，S45球体部，上述各部位的径向尺寸均有几何形位公差要求。而该零件重要的轴向加工部位有：38、40的圆柱段的轴向长度为83，40的圆柱段距球心间的轴向长度为68，零件。该零件以两端的B型中心孔为定位基准。第二章加工设备及相应工艺设备的选用2.1加工设备的选择车床主要用于加工各种回转表面，如内外圆柱表面、圆锥表面、回转曲面和端面等，有些车床还能加工螺纹面。由于多数机器零件具有回转表面，车床的通用性较广泛。卧式车床的工艺范围很广，能进行多种表面的加工，如各种轴类、套类和盘类零
7、件上的回转表面（如车削内外圆柱面、圆锥面、环槽及回转曲面），端面，螺纹，还可以进行钻孔、扩孔、铰孔和滚花等工作。数控机床又称数字控制机床，是相对于模拟控制而言的。数控车床又称为CNC车床，即计算机数字控制车床，是目前国内使用量最大，覆盖面最广的一种数控机床。数控车床，是一种高精度、高效率的自动化机床。它具有广泛的加工艺性能，可加工直线圆柱、斜线圆柱、圆弧和各种螺纹。具有直线插补、圆弧插补各种补偿功能，并在复杂零件的批量生产中发挥了良好的经济效用。数控车床适合加工形状比较复杂的轴类零件和由复杂曲线回转形成的模具内型腔。显然，该零件的加工精度要求较高，更适合于在数控车床上加工。2.2加工刀具的选择
8、机械加工刀具是机械制造过程中不可缺少的重要工具，也是切削加工中影响生产率、加工质量与成本的最活跃的因素，因此，在加工过程中针对相应的零件几何形状和加工要求选择合适的刀具进行加工，是相当重要的。根据该零件的加工要求，我选择的加工刀具及刀具材料如下两表：所选用刀具材料允许切削速度硬度耐热性硬质合金V允30(米/分)63-70HRC600-700高速钢V允80-100(米/分)71-76HRC800-1000表1刀具材料表名称及型号规格刀具号刀具材料90度外圆车刀T0101硬质合金切槽刀，刀宽3mmT0202硬质合金60度螺纹车刀T0303硬质合金90度外圆车刀主偏角93度，副偏角55度T0404硬
9、质合金盲孔镗刀T0505硬质合金中心钻T0606高速钢麻花钻T0707高速钢表2选用的刀具表2.3夹具的选择在零件的数控加工过程中，夹具作为机械加工工艺系统的重要组成部分，占有十分重要的作用。夹具的机械加工过程中起定位和夹紧的功用。且机床夹具按其通用特性可分为通用夹具、专用夹具、可调夹具、组合夹具和自动线夹具等。良好的夹具对于以高效率、低成本保证零件的加工精度，起着非常重要的作用。因此在该零件的加工中，我选用的是通用夹具。利用FANUC数控车床上的三爪自动定心卡盘、双顶尖等相关装夹辅具以实现快速定位，提高该零件的精度。2.4量具的选择在数控加工中我们通常会在零件粗加工或是半径加工后对零件的尺寸
10、以及精度进行检测，为了更好的保证精加工的质量，使加工出的零件的精度更高质量越好。因此，对于合理选用量具进行精度的检测是不可或缺的一个环节。选择量具时应使量具的精度与工件加工精度相适应，量具的量程与工件的被测尺寸大小相适应，量具的类型与被测要素的性质（孔或外圆的尺寸值还是形状位置误差值）和生产类型相适应。一般来说，小批量生产广泛采用游标卡尺、千分尺等通用量具，大批量生产则采用极限量规和高效专用量仪等。根据以上选用量具的原则，对于该零件的加工过程，我选择如下量具进行测量：游标卡尺0150mm,0.02mm0300mm,0.02mm万能角度尺0270，2外径千分尺025mm2550mm内径千分尺53
11、0mm2.5毛坯的选择毛坯的确定，不仅影响毛坯制造的经济性，而且影响机械加工的经济性。所以在选择毛坯时，既要考虑加工方面的因素，也要兼顾冷加工方面的要求，以便从确定毛坯这一环节中尽可能的降低零件的制造成本。根据该零件的加工要求，由于该零件为批量加工，所以，毛坯采用铸造成形，工件轮廓外的切削余量不均匀，在切削过程中会产生变形。因而要先进行粗车加工。对于该小主轴的加工我选用毛坯尺寸为100X250mm，这点在下章的加工方法选择中有体现。第三章工艺规程的设计工艺规程是指在具体的生产条件下，将比较合理的工艺过程确定下来填写或表格，并规定强制执行的一种工艺文件形式。其中，规定零件机械加工工艺过程和操作方
12、法的工艺文件叫做机械加工工艺规程；而机械加工工艺路线又是制订机械加工工艺规程的核心。其主要内容包括：选择定位基准、确定加工方法、安排加工顺序以及安排热处理、检验和其他工序等3.1定位基准的选择基准是用来确定生产对象上几何要素之间的几何关系所依据的那些点、线或面。正确地选择定位基准对保证零件表面间的位置要求和安排加工顺序都有很大影响。用夹具装夹时还会影响夹具的结构。从设计和工艺两个方面看，可把基准分为两大类，即设计基准和工艺基准。设计基准是零件尺寸的起始位置，而工艺基准是在加工工艺过程中所采用的基准称为工艺基准。工艺基准又可分为：工序基准、定位基准、测量基准和装配基准。对于定位基准的选用，轴类零
13、件应遵循的原则是，尽量以零件两端的中心孔为定位基准。该小主轴零件的各外圆表面，外螺纹等表面的设计基准都是该零件的中心轴线，以保证工件的圆柱度和同轴度形位误差。3.2表面加工方法的选择零件都是由一些最基本的几何表面构成的，因此选用合适的零件表面加工方法，表面加工方法的选择，首先要保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。零件上内孔：16R1.6粗加工半精加工精加工，精加工之后也可采用磨削都能达到所需精度球：S45R3.2粗加工半精加工精加工螺纹：M30x1.5-6hR3.2粗加工半精加工精加工也可采用磨削都能达到所需精度外圆：32,35,38,40,45R1.6和R0.8粗加工半精加工精加工，精
14、加工之后也可采用磨削都能达到所需精度以上选用的加工工序的划分，可以在最大的程度上，以最经济的方法，是零件加工达到其技术要求。3.3加工阶段的划分当零件的精度要求较高时若将加工面从毛坯面开始到最终的精加工或精密加工都集中在一个工序中连续完成，则难以保证零件的精度要求，或浪费人力、物力资源。划分加工阶段的作用是：避免毛坯内应力释放而影响加工精度：避免粗加工时较大的夹紧力和切削力所引起的弹性变形和热变形对精加工的影响；粗精加工阶段分开，可较及时地发现毛坯的内在缺陷；适应加工过程中安排热处理的需要根据该零件的要求达到的精度要求，我将该零件的加工阶段划分如下：粗加工阶段主要是切除较多的加工余量；半精加工
15、阶段为主要表面的精加工做好准备；精加工阶段使各主要表面达到规定的质量要求；光整加工阶段对精度要求高的零件进行最终加工。3.4工序顺序的安排（1）“先基准后其他”原则，即基准先行的原则（2）“先主后次”原则。（3）“先粗后精”原则。3.5加工工艺路线的合理选择该小主轴零件属典型轴类零件，针对踢加工方法和工艺路线可有多种选择。在此，我特选择两种方法进行比较分析，以探求一种对于该零件最经济及适用的方法。加工方案一：1、 下料100X250mm2、 夹30外圆30mm长一端，车端面，打中心孔，得到基准D3、 调头，夹45外圆30mm长一端，取总长244mm，车端面，打中心孔，得到另一基准C4、 粗车5、 调质处理6、 一夹一顶。夹45外圆25mm长，精车以上外圆的大径部分。7、 粗精车几处退刀槽，螺纹及各处倒角8、 精车螺纹9、 调头。一夹一顶，夹30外圆25mm长一端，精车球体。10、 钻孔11、 精车内孔及孔口倒角12、 精磨内孔至零件要求尺寸。加工方案二：1、
