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1、 目 录绪 论1第1章 零件的图样分析31.1 零件的尺寸要求31.2 零件的图样分析31.2.1 零件的形状及主要加工表面的尺寸31.2.2 零件的尺寸公差分析31.2.3 零件的形位公差分析41.2.4 零件表面粗糙度分析41.2.5 零件的设计基准4第2章 毛坯的选择52.1 毛坯种类确定52.2 材料的选择52.3 毛坯尺寸及形状选择5第3章 机床的选择73.1 数控车床的选择73.2 数控铣床的选择83.3 线切割机8第4章 确定定位基准94.1 定位基准94.2 精基准与粗基准的选择原则94.3 基准的确定择10第5章 确定装夹方案115.1 夹具的选115.2 装夹方案12第6章
2、 量具、刀具的选择156.1 量具的选择156.2 刀具的选择156.2.1 刀具选择原则156.2.2 数控加工刀具的要求156.2.3 刀具的材料156.2.4 刀具的几何角度的选择15第7章 加工工艺路线的确定177.1 加工方案的选择177.2 工序的安排及确定187.3 工序的划分187.4 加工路线的确定197.5 工序加工余量的确定19第8章 切削用量的确定218.1 车削切削用量的确定218.2 铣削切削用量的确定248.2.1 铣削用量248.2.2 切削用量的选择原则258.2.3 切削用量的确定25第9章 半轴器的加工279.1 出现的问题及解决方法279.2 NC程序2
3、7结 论31致 谢32参考文献33附 录34第II页绪 论XX数控加工就是采用数控程序控制机床进行零件加工的一种加工方法，相对于普通机床加工，数控加工具有加工效率高、劳动强度低、加工精度高、柔性好等一系列优点。数控机床加工中，数控程序（数控加工程序）是不可缺少的一部分，数控机床之所以能加工出各种形状、不同尺寸和精度的零件，就是因为编程人员为它编制了不同的加工程序。编写数控加工程序的过程就是将加工零件的工艺过程、工艺参数（进给速度、主轴转速和背吃刀量等）、位移数据（几何数据和几何尺寸等）及开关命令（换刀、切削液开/关和工件装卸等）等信息用数控系统规定的功能代码和格式按加工顺序编写成加工程序单，并
4、记录在信息载体上，再通过信息载体将数控加工程序输入机床数控装置，从而指挥数控机床按数控程序的内容加工出合格的零件。数控程序编写的如何，直接影响零件加工质量。数控编程分手工编程和自动编程。手工编程是由人工完成刀具轨迹计算及加工程序的编制工作。当零件形状不十分复杂或加工程序不太长时，采用手工编程方便、经济。自动编程是利用计算机通过自动编程软件完成对刀具运动轨迹的计算、加工程序的生成及刀具加工轨迹的动态显示等。对于加工零件形状复杂，特别是涉及三维立体形状或刀具运动轨迹计算繁琐时，常采用自动编程。在数控编程中，工艺分析和工艺设计是至关重要的，无论是手工编程还是自动编程，在加工前都要对所加工零件进行工艺
5、分析，拟定加工方案，选择加工设备、刀具、夹具，确定切削用量，安排加工顺序，制定走刀路线等。在编程过程中，还要对一些工艺问题（如对刀点，换刀点，刀具补偿等）做相应处理。因此程序编制中的工艺分析和工艺设计是一项十分重要的工作。本次加工的SL70型十字滑块联轴器是一个典型的轴类零件，是用来将两轴联接在一起，机器运转时两轴不能分离，只有机器停止并将联接拆开后，两轴才能分离。联轴器是联接两轴或轴和回转件，在传递运动和转矩过程中一同回转而不脱开的一种机械装置。它是机械传动轴系中不可缺少的联接部件，其种类多、用量大，适用范围广，属通用基础传动件。联轴器的种类很多，有刚性联轴器、挠性联轴器、弹性联轴器和安全联
6、轴器等。它们的基本功能是传递运动和转矩。但按照不同类型的联轴器，除基本功能外，还有其他附助功能，如补偿轴向、径向、角向位移的功能及不同程度的减振、缓冲功能和过载安全保护功能等，以满足不同机械设备传动系统的需要。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7012
7、mm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
8、。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
9、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
10、，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
11、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
12、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
13、，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
14、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
15、；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。按其功用不
