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1、目 录1绪 论12零件的分析23工艺设计5零件图样分析53.2 毛坯的选择53.3 加工余量的分析63.4 定位基准的选择63.5 选择机床63.6 机床的选择63.7 选择加工方法73.8 切削用量的确定93.9 选择刀具93.10 确定加工工序103.11 确定加工顺序113.12 确定进给路线113.13 切削参数确定134工艺文件165加工程序编制21结 论23致 谢24参考文献25附 录261 绪 论21世纪科学技术突飞猛进，以数控加工为核心的先进制造技术已成为世界各国加速经济发展，提高综合国力和国家地位的重要途径。所谓的数控加工技术就是指用数字、文字、和符号组成的数字指令来实现一台
2、或多台机械设备动作控制的技术；它利用数字化控制系统在加工机床上完成整个零件的加工，提高了零件的加工效率。我院积极培养技术型人才的基本理念更是符合当前国情的发展需要，为达到这一目标，我们更要将理论知识和实际操作紧密联系起来。这次毕业设计我选的课题是轴类配合零件的加工工艺设计。它突出了数控车削加工的特点及零件加工过程中的工艺性特点。此设计综合运用了所学专业知识：机械制图、数控编程、数控车削加工技术、机械制造基础、机械设计等，还运用了CAXA电子图版绘制零件图，此外还用到一些基础知识如：计算机、英语等。通过本次毕业设计，巩固和扩展自己所学的专业知识，综合运用所学知识培养自己分析和解决实际问题的能力，
3、培养勇于探索的创新精神和实践能力；培养正确的设计和研究思想、理论联系实际、严肃认真的科学态度和严谨求实的工作作风；强化质量意识和时间观念，养成良好的职业习惯，为以后实际工作打下良好的基础。 2 零件分析该零件是轴类零件，适合数控车床加工，其实任何一个零件并不是所有的加工内容均适合在数控机床上加工，在加工前应对零件图纸仔细分析，选择那些最适合、最需要进行数控加工的内容和工序。由于本次设计是单件生产和我院现有的数控设备，故所有加工内容均在数控车床上加工。零件的工艺性须从零件图的结构工艺性和毛坯的结构工艺性两个方面分析。零件图纸直接反映零件结构，而零件的结构设计会影响或决定工艺性的好坏。因此零件图样
4、尺寸必须正确标注，保证加工精度达到要求和保证基准统一。毛坯加工余量应充足并尽量均匀。轴IT7级，Ra，轴套IT7级，Ra3.21.6。由于本零件为配合零件，各个零件必须达到精度要求，配合精度也必须达到要求。在实际工作中常常会遇到图纸中缺少尺寸，给出的几何元素的相互关系不够明确,使编程计算无法完成。所以各种几何要素的条件要充分，它是零件结构工艺性的一个重要内容。零件图样上的尺寸标注既要满足设计要求，又要便于加工。满足设计要求的尺寸，都是影响装配精度的尺寸，要通过装配尺寸链的分析来标注。一张完整的零件图，应该做到以下几点内容：（1）视图。此次设计通过完整的装配图，配合件及螺纹轴视图把零件的各部分完
5、整、正确、清晰地表达出来。（2）尺寸。本次设计用一组完整的尺寸把零件各部分的大小和位置正确、完整、清晰、合理地标注出来。（3）技术要求。说明零件在制造和检验时应达到的技术指标。此次设计采用45#钢，无热处理和硬度要求，表面粗糙度轴身、轴内孔、轴套外表面及孔均为Ram，其余为Ram。尺寸公差、形状与位置公差的标注都符合设计要求。（4）装配图。此装配图说明轴套和轴身之间的配合，并标明了相关尺寸。（5）标题栏。此标题栏说明了零件的名称、材料、数量、图号、比例及制图、校核等有关责任人的签名和日期等。 （6）明细栏。此明细栏说明各个零件的名称、数量、材料。图1-1所示为装配图、图1-2，1-3所示是配合
6、件与螺纹轴，该零件的加工材料为45钢，45钢是优质碳素结构钢韧性与强度都不错，价格便宜，切削加工性能好，无热处理和硬度要求。该零件由圆柱面、三角螺纹、内孔组成。图2-1装配图图2-2配合件图2-3螺纹轴3 工艺设计3.1零件图样分析该零件的加工内容包括：外圆、端面、轴的外轮廓、打孔、轴套等，尺寸精度轴IT6级，轴套IT7级，表面粗糙度轴身、轴内孔、轴套外表面及孔均为Ram，其余为Ram。想要保证要求应：（1）在选材上要保证材料合理，具有良好的力学性能。（2）选择高硬度耐磨，有足够强度和韧性，导热性耐热性好有良好工艺性的刀具。（3）保证零件程序编写正确合理。（4）选择合理的机床进行加工，保证正确
7、装夹，保证加工参数正确。该零件尺寸标注完整、轮廓描述清晰完整，符合数控加工尺寸标注要求；该零件由螺纹轴和配合件两个部分组成；该零件表面由圆柱面、三角螺纹、内台阶孔等表面组成。其中多个直径尺寸有较严的尺寸公差等级和表面粗糙度要求，并且该零件还有同轴度要求，这就要求在加工过程中要保证螺纹轴与配合件的配合精度，选择好定位基准和合适的切削用量。3.2毛坯的选择概念：毛坯尺寸与零件设计尺寸之差称为加工总余量，加工总余量的大小取决于加工过程中各工步切削金属层厚度称为工序余量。在制定零件机械加工工艺规程之前，还要确定毛坯，包括选择毛坯类型及制造方法，确定毛坯精度，零件加工的工序数量，材料消耗和劳动量，再很大
8、程度上与毛坯有关。棒料类毛坯应材料均匀，余量均匀，足够直，达到更好的效果。毛坯选择的大小主要考虑加工余量、夹持面及加工情况来选择。此设计根据实际情况选择毛坯材料为45钢，45钢价格便宜，硬度HRC为2030，切削加工性能好，无热处理和硬度要求。毛坯的选用如表21所示：表3-1 毛坯选用表零件名轴轴套毛坯尺寸75120 mm 75100mm3.3加工余量分析加工余量是指加工过程中从加工表面切除金属层厚度。加工余量的大小对零件的加工质量和制造的经济性有较大的影响。余量过大会浪费原材料及机械加工的工时，增加机床、刀具及能源的消耗；余量过小则不能消除上道工序留下的各种误差、表面缺陷和本工序的装夹误差，
9、容易造成废品。因此，应根据影响余量大小的因素合理地确定加工余量。该零件表面和孔的粗糙度值要求较高，因此粗加工后，留精加工余量。3.4定位基准的选择定位基准是工件在定位时所依据的基准。它的选择原则是：尽量选择零件上的设计基准作为定位基准；一次装夹就能够完成全部关键精度部位的加工，以减少重复定位的次数，选择好的定位基准和装夹方式提高工作效率。首先以毛坯件的一个平面为粗基准，先车削螺纹轴的外端面，而后以已加工圆柱面为精基准，对孔进行加工，保证配合件的同轴度。3.5选择机床选择机床应该充分利用现有设备完全发挥现有潜力，该零件既有平面又有孔，结合我院现有机床的实际情况，采用卧式车床的CK-6132A机床
10、进行加工，该机床的最大回转直径320 mm、最大工件距离为750mm、回转刀架工位数为4。该机床采用高性能的变频无级调速驱动系统，具有过载保护功能。3.6选择加工方法由于该配合件由圆柱面、三角螺纹、内孔组成，其中多个直径尺寸有较严的尺寸公差和表面粗糙度要求，因此，为保证其加工精度可以以毛胚外圆作为粗基准先车削螺纹轴的外端面，再以已加工圆柱面为精基准对孔进行加工。先钻中心孔在选择30mm钻头钻孔，先钻中心孔是为保证钻孔时的轴线定位，有利于钻孔时按中心孔的轴线顺利钻孔，有利于防止钻偏，保证其加工精度要求。3.7确定装夹方案和选择夹具（1）工件的定位工件定位，就是要使工件在夹具中占据某个确定的正确加
11、工位置。 六点定位原理工件在空间有六个自由度，即沿X、Y、Z三个坐标方向的移动自由度和绕X、Y、Z三个移动轴的旋转自由度A、B、C，如图1-4所示。 要确定工件在夹具中获得唯一确定的位置，需要在夹具上合理设置相当于定位元件的六个支撑点，以消除工件的所有六个自由度，这就是工件定位的“六点定位原理”。需要指出的是，工件形状不同，定位表面不同，定位点的布置情况也各不相同。 图3-1工件在空间的六个自由度限制自由度与工件加工要求的关系 度对加工要求无影响，对加工要求有影响的自由度根据工件加工表面的不同加工要求，有些自由度对加工要求有影响，有些自由必须限制，而不影响加工要求的自由度不必限制。工件安装的基
12、本原则在数控机床上工件安装的原则与普通机床相同，也要合理地选择定位基准和夹紧方案。为了提高数控机床的效率，在确定定位基准与夹紧方案时应注意以下几点：a.力求设计基准、工艺基准与编程计算基准的统一。 b.尽量减少装夹次数，尽可能在一次定位和装夹后就能加工出全部待加工表面。c.避免采用占机调整式方案，以充分发挥数控机床的效能。 （2）工件的夹紧工件的夹紧首先应选择合理的夹紧装置，夹紧装置应满足以下基本要求：夹紧过程可靠，不改变工件定位后所占据的正确位置。夹紧力的大小适当，既要保证工件在加工过程中其位置稳定不变、振动小，又要使工件不会产生过大的夹紧变形。操作简单、方便、省力、安全。结构性好，夹紧装置
13、的结构力简单、紧凑，便于制造和维修。本零件为轴类零件，又因长度较长，且夹持长度较少，则选用三爪自定心卡盘和顶尖，采用一夹一定方式装夹。3.8 切削用量的确定制定切削用量，是在选择好刀具材料和几何角度的基础上，确定背吃刀量、进给量和切削速度制定切削用量的原则，是在保证加工质量降低成本和提高生产率的前提下，使ap、f、Vc的乘积最大。切削用量的大小对切削力、切削功率、刀具磨损、加工质量和加工成本均有显著影响。选择切削用量时，就是在保证加工质量和刀具耐用度的前提下，充分发挥机床性能和刀具切削性能，使切削效率最高。粗加工时应选取尽可能大的背吃刀量；其次要根据机床动力和刚性的限制条件等，选取尽可能大的进
14、给量；最后根据刀具耐用度确定最佳的切削速度。精加工时应根据加工后的余量确定背吃刀量；其次根据已加工表面粗糙度要求，选取最小的进给量；最后在保证刀具耐用度的前提下尽可能选用较高的切削速度。在确定装夹方案时，要根据已选定的加工表面和定位基准来确定工件的定位和夹持方式，并选择合理的夹具。该配合件的加工材料属外圆类，加工时以外圆定位用三爪卡盘夹紧，该卡盘主要用于装夹外圆类零件，无需找正、装夹精度高、自动定心好。在钻孔时可以选用一些辅助装夹的垫片，防止在钻孔时夹持面变形。3.9选择刀具数控车刀的选用是一项较综合和全面的工作，具体选用方法较灵活，选用的原则上可根据刀具的切削部位的形状及零件轮廓的形状等综合
15、考虑，在加工时应尽量采用“一刀多用”。根据刀具加工内容，所需刀具有90右手偏刀、90内孔车刀、A3中心钻、30mm麻花钻,这些刀具材料为高速刚，高速刚刀具具有高硬度 、高耐磨性、高红硬性、抗冲击能力强、韧性较好和工艺性好，缺点是高温切削差。还需3mm切槽刀、60螺纹刀，这两种刀具材料为硬质合金钢，它有硬度高，耐磨好，耐热性高的优势。具体刀具安排如表3-1所示：表3-1 刀具卡品名称零件名称螺纹轴与配合件零件图号01序号刀具号刀具规格名称数量加工表面刀尖半径(mm)备注1T0190右偏刀1自右至左车粗车外表面0.52T0230右偏刀1自右至左车精车外表面3T033外圆切槽刀1切槽4T0460螺纹刀1车螺纹5T05A3中心钻1钻中心孔防钻偏6T0630mm麻花钻1钻孔7T0790内
