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1、机械制造技术基础课程设计任务书设计题目：轴类零件的机械加工工艺规程设计 系部： 机电工程系专业：机电一体化专业 学号：学生： 指导教师： 目目 录录摘要摘要3前言前言5第一章第一章 概述概述 61.1 典型轴类零件的加工工艺 61.2 数控车床概述81.3 镗孔工艺91.4 螺纹加工工艺91.5 分析加工对象11第二章第二章 工艺过程卡工艺过程卡/ /加工工序卡加工工序卡 122.1 数控加工工艺内容的选择122.2 工艺过程122.3 加工工序的划分 142.4 编制工艺过程卡152.5 切削用量的确定 15第三章第三章 加工路线图加工路线图213.1 刀具加工进给路线的确定21第四章第四章
2、 数控刀具表数控刀具表/ /数控编程基础数控编程基础234.1 本零件加工所用刀具 234.2 编程基础23附录一附录一28总结总结30结束语结束语32参考文献参考文献33摘摘 要要随着科学技术飞速发展和经济竞争的日趋激烈，机械产品的更新速度越来 越快，数控加工技术作为先进生产力的代表，在机械及相关行业领域发挥着重 要的作用，机械制造的竞争，其实质是数控技术的竞争。本次设计就是进行典 型轴类零件的数控加工工艺与编程，侧重于该零件的工艺分析、加工路线的确 定及加工程序的编制。并绘制零件图、加工路线图。用 G 代码编制该零件的数 控加工程序，并附以编程尺寸的计算方法，其中零件工艺规程的分析是此次论
3、 文的重点和难点。关键词关键词：数控加工；工艺过程；加工工序；加工路线前前 言言机械制造业在国民经济中起着特殊重要的作用它为各个经济部门提供先进 的技术装备，为人民生活提供所需的机械商品，为国防事业提供了现代化的武 器，也为各个部门提供了各种机械设备，其中机械设备都是由不同的零件而组 成的，这些零件是由不同的工种分别加工出来的。随着科学技术的发展，尽管 有一些零件已经用精密的铸造或冷压等方法来制造，但是，绝大多数零件的制 造还离不开普通机床的加工。 轴是组成机器的重要零件之一，其主要功能是支持作回转运动的传动零件 (如齿轮、蜗轮等)，以实现回转运动并传递转距和动力，如齿轮，车轮，电动 机，转子
4、，铣刀等各种作回转运动的零件，都必须安装在轴上，才能实现它们 的功用。 轴是代表性的零件之一，加工难度较大，工艺路线较长，涉及轴类零件的 加工的许多基本工艺问题，下面通过对轴技术条件的分析和工艺过程的讨论， 来说明轴类零件加工的一般规律。 本文主要论述了普通轴加工工艺，有工艺分析 定位基准的选择，加工阶段，机 械加工工艺过程，轴的材料及热处理和检验等第一章第一章 概述概述机械加工的目的是将毛坯加工成符合产品要求的零件。通常，毛坯需要经过若干工序才能转化为符合产品要求的零件。一个相同结构相同要求的机器零 件，可以采用几种不同的工艺过程完成，但其中总有一种工艺过程在某一特定 条件下是最经济、最合理
5、的。 在现有的生产条件下，如何采用经济有效的加工方法，合理地安排加工工 艺路线以获得符合产品要求的零件，最重要的就是要编制出零件的工艺规程。1.11.1 典型轴类零件的加工工艺：典型轴类零件的加工工艺： 1.1.11.1.1 轴类零件的功用、结构特点轴类零件的功用、结构特点轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一。它在机械中主要用于支承齿轮、带轮、凸轮以及连杆等传动件，以传递扭矩。按结构形式不同，轴可以分为阶梯轴、锥度心轴、光轴、空心轴、曲轴、凸轮轴、偏心轴、各种丝杠等。它主要用来支承传动零部件，传递扭矩和承受载荷。轴类零件是旋转体零件，其长度大于直径，一般由同心轴的外圆柱面、圆锥面、内孔和螺纹
6、及相应的端面所组成。根据结构形状的不同，轴类零件可分为光轴、阶梯轴、空心轴和曲轴等。轴的长径比小于 5 的称为短轴，大于 20 的称为细长轴，大多数轴介于两者之间。本论文所加工的零件典型轴类零件则属于阶梯轴1.1.21.1.2 零件图零件图技术要求 1.去除毛刺.尖角倒钝2.未注倒角均为 453.有热处理和硬度要求1:51451451451.545R1R120.02M16?100-0.05?280-0.02?380-0.025518615280.02760.02?200-0.0210?281.1.31.1.3 零件图分析零件图分析该零件表面由圆柱、顺圆弧、逆圆弧、圆锥、槽、螺纹等表面组成。尺寸
7、标注完整，选用毛坯为 45#钢，50mm100mm，无热处理和硬度要求。 1.1.41.1.4 确定加工方法确定加工方法加工方法的选择原则是保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。由 于获得同一级精度及表面粗糙度的加工方法一般有许多，因而在实际选择时， 要结合零件的形状、尺寸大小和形位公差要求等全面考虑。图上几个精度要求较高的尺寸，因其公差值较小，所以编程时没有取平均值，而取其基本尺寸。通过以上数据分析，考虑加工的效率和加工的经济性，最理想的加工方式为车削，考虑该零件为大批量加工，故加工设备采用数控车床。根据加工零件的外形和材料等条件，选用 CJK6032 数控机床。加工路线应保证被加工工件
8、的精度和表面粗糙度。设计加工路线要减少空行程时间，提高加工效率。简化数值计算和减少程序段，降低编程工作量。据工件的外形、刚度、加工余量、机床系统的刚度等情况，确定循环加工次数。合理设计刀具的切入与切出的方向。采用单向趋近定位方法，避免传动系统反向间隙而产生的定位误差。2.12.1 确定加工方案确定加工方案零件上比较精密表面的加工，常常是通过粗加工、半精加工和精加工逐步达到的。对这些表面仅仅根据质量要求选择相应的最终加工方法是不够的，还应正确地确定从毛坯到最终成形的加工方案。加工顺序的安排应根据工件的结构和毛坯状况，选择工件定位和安装方式，重点保证工件的刚度不被破坏，尽量减少变形，因此加工顺序的
9、安排应遵循以下原则：（1）上道工序的加工不能影响下道工序的定位与夹紧（2）先加工工件的内腔后加工工件的外轮廓（3）尽量减少重复定位与换刀次数（4）在一次安装加工多道工序中，先安排对工件刚性破坏较小的工序。 毛坯先夹持左端平端面保证长度 76mm，加工外圆 20 mm. 28 mm.38mm.再调头，车外圆 28 mm.用螺纹刀加工螺纹，加工路线应保证被加工工件的精度和表面粗糙度。设计加工路线要减少空行程时间，提高加工效率。简化数值计算和减少程序段，降低编程工作量。据工件的外形、刚度、加工余量、机床系统的刚度等情况，确定循环加工次数。合理设计刀具的切入与切出的方向。采用单向趋近定位方法，避免传动
10、系统反向间隙而产生的定位误差。该典型轴加工顺序为：预备加工-车端面-粗车右端轮廓-精车右端轮廓-切退刀槽 -工件调头 -车端面-粗车左端轮廓-精车左端轮廓- -粗车螺纹-精螺纹。 轴类零件加工工艺规程注意点:轴类零件中工艺规程的制订，直接关系到工件质量、劳动生产率和经济效益。一零件可以有几种不同的加工方法，但只有某一种较合理，在制订机械加工工艺规程中，须注意以下几点。1)粗基准选择：有非加工表面，应选非加工表面作为粗基准。对所有表面都需加工的铸件轴，根据加工余量最小表面找正。且选择平整光滑表面，让开浇口处。选牢固可靠表面为粗基准，同时，粗基准不可重复使用。2)精基准选择：要符合基准重合原则，尽
11、可能选设计基准或装配基准作为定位基准。符合基准统一原则。尽可能在多数工序中用同一个定位基准。尽可能使定位基准与测量基准重合。选择精度高、安装稳定可靠表面为精基准。工艺规程制订得是否合理，直接影响工件的质量、劳动生产率和经济效益。一个零件可以用几种不同的加工方法制造，但在一定的条件下，只有某一种方法是较合理的。轴类零件加工的技术要求:尺寸精度轴类零件的主要表面常为两类，一类是与轴承的内圈配合的外圆轴颈，即支承轴颈，用于确定轴的位置并支承轴，尺寸精度要求较高，通常为IT5IT7；另一类为与各类传动件配合的轴颈，即配合轴颈，其精度稍低，通常为 IT6IT9。几何形状精度主要指轴颈表面、外圆锥面、锥孔
12、等重要表面的圆度、圆柱度。其误差一般应限制在尺寸公差范围内，对于精密轴，需在零件图上另行规定其几何形状精度。该典型轴类零件长度为 145mm，螺纹大径为 30mm、长度为 25mm，外圆锥面的锥度为 20o、长度为 29mm，圆弧总长为 57mm、半径分别有 24mm/9mm/8mm，所镗的孔直径为 28mm、长度为 26mm。相互位置精度包括内、外表面，重要轴面的同轴度、圆的径向跳动、重要端面对轴心线的垂直度、端面间的平行度等。该典型轴类零件外圆相互位置精度为 0.020.04 之间，圆的径向跳动为 0.02，端面与轴心线保持垂直，两端端面要保持平行。孔的表面与外表面也应保持平行。 表面粗糙
13、度: 轴的加工表面都有粗糙度的要求，一般根据加工的可能性和经济性来确定。该典型轴类零件的直径为 52mm 的外圆、外圆锥度及孔的内表面的粗糙度均为1.6，其它位置的粗糙度为 3.2。在加工该轴类零件时，需采用粗车与精车结合的方法，在粗加工零件表面轮廓时，必须保证 0.5mm 的精加工余量，必要时需使用刀偏表，对刀具进给时进行误差的控制，有效地减小误差，方能确定该零件在加工精度方面的各种要求。 3.13.1 轴类零件加工工艺分析轴类零件加工工艺分析（1） 技术要求 轴类零件的技术要求主要是支承轴颈和配合轴颈的径向尺寸精度和形位精度，轴向一般要求不高。轴颈的直径公差等级通常为 IT6-IT8，几何
14、形状精度主要是圆度和圆柱度，一般要求限制在直径公差范围之内。相互位置精度主要是同轴度和圆跳动；保证配合轴颈对于支承轴颈的同轴度，是轴类零件位置精度的普遍要求之一。图为特殊零件，径向和轴向公差和表面精度要求较高。（2）毛坯选择 轴类零件除光滑轴和直径相差不大的阶梯轴采用热轧或冷拉圆棒料外，一般采用锻件；发动机曲轴等一类轴件采用球墨铸铁铸件比较多。如图典型轴类直径相差不大，采用直径为 60mm，材料 45#钢，在锯床上按150mm 长度下料。（3）定位基准选择 轴类零件外圆表面、内孔、螺纹等表面的同轴度，以及端面对轴中心线的垂直度是其相互位置精度的主要项目，而这些表面的设计基准一般都是轴中心线。用两中心孔定位符合基准重合原则，并且能够最大限度地
