典型轴类零件的加工工艺及编程摘 要随着科学技术飞速进展和经济竞争的日趋猛烈，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，并附以编程尺寸的运算方法，其中零件工艺规程的分析是此次论文的重点和难点；关键词： 数控加工；工艺过程；加工工序；加工路线To: with the rapid development of science and technology and economic competition becomes more intense, mechanical product update speed faster and faster, CNC machining technology as a representative of advanced productive forces, in the machinery and related industry sector plays an important role, machinery manufacturing competitive, essentially CNC technology competition. This design isfor typical shaft parts of CNC machining technology and programming, focuses on the part of the process of analysis, processing route and processing program. And draws a roadmap for parts, processing. G code index this part of NC program, and report to the programming of the calculation method, where the part process analysis is the focus of this paper and difficulty.Key words: NC machining； process； process； processing route目 录第 1 章 概述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1.1 典型轴类零件的加工工艺⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯111.2 数控车床概述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯31.3 镗孔工艺⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯31.4 螺纹加工工艺⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯42 / 251.5 分析加工对象⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 5第 2 章 工艺过程卡 /加工工序卡⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 62.1 数控加工工艺内容的挑选⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 62.2 工艺过程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 72.3 加工工序的划分⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 82.4 编制工艺过程卡⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 92.5 切削用量的确定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 92.6 编制加工工序卡⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 11第 3 章 加工路线图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 163.1 刀具加工进给路线的确定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 163.2 绘制刀具加工路线图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 16第 4 章 数控刀具表 /数控编程基础⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 174.1 本零件加工所用刀具⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 174.2 编程基础⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 17毕业总结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 22致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 23参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 24附录一⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 25附录二⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 27第 1 章 概述1.1 典型轴类零件的加工工艺：1.1.1 轴类零件的功用、结构特点轴类零件是机器中常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，传递扭矩和承担载荷；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、内孔和螺纹及相应的端面所组成；依据结构外形的不同，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 的称为瘦长轴，大多数轴介于两者之间；本论文所加工的零件——典型轴类零件就属于阶梯轴；1.1.2 轴类零件一般加工要求及方法轴类零件加工工艺规程留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，须留意以下几点；1>粗基准挑选：有非加工表面，应选非加工表面作为粗基准；对全部表面都需加工的铸件轴，依据加工余量最小表面找正；且挑选平整光滑表面，让开浇口处；选坚固牢靠表面为粗基准，同时，粗基准不行重复使用；2>精基准挑选：要符合基准重合原就，尽可能选设计基准或装配基准作为定位基准；符合基准统一原就；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；挑选精度高、安装稳固牢靠表面为精基准；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，但在肯定的条件下，只有某一种方法是较合理的；0 / 25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协作的外圆轴颈，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IT5 ～IT7 ；另一类为与各类传动件协作的轴颈，即协作轴颈，其精度稍低，通常为 IT6~IT9 ；几何外形精度主要指轴颈表面、外圆锥面、锥孔等重要表面的圆度、圆柱度；其误差一般应限制在尺寸公差范畴内，对于精密轴，需在零件图上另行规定其几何外形精度；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 0.02～0.04 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；表面粗糙度轴的加工表面都有粗糙度的要求，一般依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，需采纳粗车与精车结合的方法，在粗加工零件表面轮廓时，必需保证 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掌握，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；1.1.3 轴类零件加工的工艺路线外圆加工的方法很多，基本加工路线可归纳为四条；① 粗车—半精车—精车对于一般常用材料，这是外圆表面加工采纳的最主要的工艺路线；② 粗车—半精车—粗磨—精磨对于黑色金属材料，精度要求高和表面粗糙度值要求较小、零件需要淬硬时，其后续工序只能用磨削而采纳的加工路线；③ 粗车—半精车— 精车— 金刚石车22 / 25对于有色金属，用磨削加工通常不易得到所要求的表面粗糙度，由于有色金属一般比较软，简洁堵塞沙粒间的间隙，因此其最终工序多用精车和金刚石车；④ 粗车—半精— 粗磨— 精磨— 光整加工◆对于黑色金属材料的淬硬零件，精度要求高和表面粗糙度值要求很小， 常用此加工路线；◆对于本文所加工的典型轴类零件，将采纳“粗车—精车”的车削方式，即分别对本零件的两个端面、外圆、螺纹、外圆锥度、切槽、圆弧、镗孔七个步骤进行粗加工和精加工；1.2 数控车床概述1.2.1 数控车床特点数控车床与其他类型的车床相比有以下特点：1） 通用性强，生产率高，加工精度高且稳固，操作者劳动强度低；2） 适合于复杂零件的加工；3） 换批调整便利，适合于多种中小批柔性自动化生产；4） 便于实现信息流自动化，在数控车床基础上，可实现 CIMS< 运算机集成制造系统）；1.2.2 工作内容依据零件图要求，工作人员进行数控编程，输入到数控车床数控系统；将零件原料按规定要求放置在预定位置上；等数控车床自动生产出产品后，使用测量检测仪器，对有精度误差的产品进行误差补偿；日常的车床保护和保养及常用故障排除；1.2.3 本零件的加工所用机床型号、特点及数控系CNC6140D：该车床可以实现轴类、盘类的内外表面，锥面、圆弧、螺纹、镗孔、铰孔加工，也可以实现非圆曲线加工；本零件将采纳法兰克系统进行加工： 主要特点FANUC 公司的数控系统具有高质量、高性能、全功能，适用于各种机床和生产机械的特点；1.3 镗孔工艺：依据工件的加工要求，可挑选三种镗削方案；◆在一根镗杆上支配粗、精切镗刀来分担余量的切除，镗孔后再倒角；为了不影响生产节拍，两把粗、精切镗刀需同时工作；由于是在镗杆上钻孔及攻丝，进一步减弱了镗杆的刚性及强度；而镗削余量的不匀称分布使得切削力很大，两把镗刀同时工作使机床功率不足，因此不行防止地要引起切削振动，无法满意工件加工精度和表面粗糙度要求；◆在同一根镗杆上支配粗、精切镗刀来分担余量的去除：其中任何两把刀都不得同时工作；采纳该方案虽然可降低切削力，但镗杆长度增加了两倍，造成镗杆刚性不足；同时单件加工工时也增加了一倍，保证不了生产节拍；◆支配两台机床，即增加一台半精镗床来分担余量的精加工；该方案虽可解决问题，但工件加工成本太高；◆对于本零件中的孔，将采纳镗刀对其进行加工，并支配粗、精镗来分担余量的切除，镗孔后再倒角；1.4 螺纹加工工艺1.4.1 一般螺纹的尺寸分析数控车床对一般螺纹的加工需要一系列尺寸，一般螺纹加工所需的尺寸运算分析主要包括以下两个方面：<1）螺纹加工前工件直径考虑螺纹加工牙型的膨胀量，螺纹加工前工件直径 D/d－0.1P，即螺纹大径减 0.1 螺距，一般依据材料变形才能小取比螺纹大径小 0.1 到 0.5；<2）螺纹加工进刀量螺纹加进刀量可以参考螺纹底径，即螺纹刀最终进刀位置；螺纹小径为：大径－２倍牙高；牙高 =0.54P
