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1、目 录摘 要I引 言1一、轴类零件的加工2（一）机械制造工艺基础的研究对象21保证和提高产品的质量22提高劳动生产率23降低本钱3（二）轴的类型及其功用3（三）轴类零件的技术要求41 尺寸精度和几何形状精度52位置精度53表面粗糙度5（四）轴类零件的材料、毛坯及热处置51轴类零件的材料52轴类零件的毛坯6（五）轴类零件的加工工艺进程与工艺分析61零件加工的装夹方式和夹具选择62轴的加工工艺进程与工艺分析7二、零件图样及要求7（一）设计技术要求71零件图如图所示82技术要求如下：8（二）设计具体要求8三、零件图工艺分析9（一）零件几何要素分析9（二）精度分析91尺寸精度分析92形位精度分析93表
2、面粗糙度分析10（三）加工方案的拟订10（四）工件的定位及装夹10四、编程尺寸的计算10（一）上下误差换算成平均尺寸10（二）利用尺寸链解出图中未标注的尺寸11综上可得A6=7+五、加工线路图12（一）工序一12（二）工序二12（三）工序三14（四）工序四16六、刀具调整图16（一）加工左端台阶面及螺纹16（二）调头加工工件右端锥面、曲面，钻孔并镗孔17七、数控加工工序卡17（一）数控加工工序卡（一）17（二）数控加工工序卡（二）18（三）数控加工工序卡（三）19（四）数控加工工序卡（四）19八、数控加工程序的编写20（一）工序一20（二）工序二程序20（三）工序三程序22（三）工序四程序24
3、九、仿真验证26结 论28致 谢30参考文献31摘 要本文主要针对轴类零件的加工进行工艺分析。轴类零件通常由内外圆柱面、内外圆锥面、端面、台阶面、螺纹、圆弧等组成，主要用于支撑传动零件，经受载荷，传递转矩等，有较高的精度和粗糙度要求。为保证轴类零件的高精度要求，本设计针对零件进行了工艺分析、尺寸计算、程序编写和数控仿真，制定了正确的工艺方案，包括：装夹方案和工艺线路，选择合理的刀具和夹具，并能利用数控仿真软件进行了验证。实现了数控车床的自动化，智能化，高精度、快速度，短周期等功能。数控加工制造技术正逐渐取得普遍的应用。零件加工之前，进行工艺分析、编程设计具有超级重要的作用。本文通过对典型的轴类
4、零件数控加工工艺的分析，给出了一般零件设计加工工艺分析的方式，对于提高制造质量和实际生产，具有必然的指导意义。关键词：零件图纸分析；加工工艺；编程；仿真引 言数字控制机床(Numerical Control Machine Tools)简称数控机床，这是一种将数字计算技术应用于机床的控制技术。它把机械加工进程中的各类控制信息用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置。经运算处置由数控装置发出各类控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。数控机床较好地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题，是一种柔性的、高效能的自动化机床，代表了现代机床控制技术的进展方向
5、，是一种典型的机电一体化产品1。在机械制造进程中，工艺技术水平不仅对企业的产品质量有相当重要的影响，而且影响着企业生产的物耗、能耗和效率等方面。也就是说，企业的工艺技术水平直接决定着各类投入资源在生产进程中的变换效率，决定着企业经济效益的好坏。在企业工艺技术不变的情形下，虽然能够通过强化及其他手腕，在必然程度上提高企业的经济效益，但这种可能性是有限的。必然的工艺技术水平决定了企业经济效益的大致区间，要持续不断地提高企业的经济效益，就必需不断地开展工艺创新。目前，随着国内数控机床用量的剧增，急需培育一大量各类层次的数控人材，专门是应用型高级技术人材及能熟练操作数控设备的技术人材。本课题以数控零件
6、加工工艺的编制为主要内容，重点掌握零件图的分析和工艺进程卡的制定和程序的编制。难点是三个相交圆弧在加工进程中不能与刀具发生干与，另外要保证同轴度零件同轴度的要求4。从此典型零件中能让咱们对所学书本知识达到巩固与增强的目的，对数控零件的加工有一个全新的熟悉。一、轴类零件的加工（一）机械制造工艺基础的研究对象机械制造工艺，是指各类机械的制造方式和进程的总称。机械制造工艺涉及的行业五花八门，产品的种类成千上万，但机械制造工艺基础所研究的问题可归结为质量、生产率和经济性3大类。1保证和提高产品的质量产品质量包括整台机械的装配精度、利用性能、利用寿命和靠得住性和零件的加工精度和加工表面质量。此刻，由于航
7、空航天、精密机械、电子工业和军工的需要，对零件的精度和表面质量的要求愈来愈高，接踵出现了新工艺和新技术。如精密加工、超精密加工和微细加工等，加工精度由1级提高到级级，并正向纳米（nm）级（1nm=）精度迈进。2提高劳动生产率提高劳动生产率的方式如下。一是提高切削用量，采用高速切削、高速磨削和重磨削。例如，最近几年来出现的聚晶金刚石和聚晶立方氮化硼等新型刀具材料，其切削速度可达1200m/min，高速磨削的磨削速度可达200m/s。重磨削是高速磨削的进展方向，包括大进给、深切深缓进给的强力磨削、荒磨和切断磨削等。二是改良工艺方式、创造新工艺。如利用锻压设备实现少无切屑加工，对高强度、高硬度的难切
8、削材料采用特种加工等。三是提高自动化程度，实现高度自动化。如采用数控机床、加工中心、柔性制造单元（FMC）、柔性控制系统（FMS）、运算机集成制造系统（CIMS）和无人化车间或工厂等。成组技术的出现，能解决多品种，尤其是中、小批生产中存在的生产周期长、生产效率低的问题，也是企业实现高度自动化的基础6。3降低本钱降低本钱是要节省和合理选择原材料，研究新材料；合理利用和改良现有设备，研制新的高效设备等。对上述3类问题，要辩证地、全面地进行分析，要在知足质量要求的前提下，不断提高劳动生产率和降低本钱。能以优质、高效、低耗的工艺去完成零件的加工和产品的装配，如此的工艺才是合理和先进的工艺7。工艺的进展
9、不仅要依赖于生产的进展，还要进行实验研究，用科学的方式分析和研究工艺问题，解决工艺问题，提高工艺水平。工艺的进展也增进了设备和工艺装备的改良和进展8。（二）轴的类型及其功用轴类零件主要用于支承传动零件（齿轮、带轮等），经受载荷、传递转矩和保证装在轴上零件的回转精度。按照结构形状，轴的分类如图所示，按照轴的长度L与直径d之比，又可分为刚性轴（L/d12）和挠性轴（L/d12）2种。图1-1 轴的种类（a）光轴（b）空心轴（c）半轴（d）阶梯轴（e）花键轴（f）偏心轴（三）轴类零件的技术要求装轴承的轴颈和装传动零件的轴头处表面，一般是轴类零件的重要表面，其尺寸精度、形状精度（圆度、圆柱度等）、位置
10、精度（同轴度、与端面的重直度等）及表面粗糙度要求均较高，是在制订轴类零件机械加工工艺规程时，应着着重考虑的因素。1 尺寸精度和几何形状精度轴的轴颈是轴类零件的重要表面，它的质量好坏直接影响工作时的回转精度。轴颈的直径精度是按照利用要求一般为IT6，有时可达到IT5。轴颈的几何形状精度（圆度，圆柱度）应配制在直径公差之内，精度要求高的轴则应在图上专门标注形状公差。2位置精度配合轴颈（装配传动件的轴颈）相对支承轴（装配轴承的轴颈）的同轴度以轴颈与支承端面的垂直度通常要求较高。普通精度轴的配合轴颈相对支承轴颈的径向圆跳动一般为，精度高的轴为，端面圆跳动为。3表面粗糙度轴类零件的各加工表面均有表面粗糙
11、度的要求。一般说来，支承轴颈的表面精糙度要求最小，为。配合轴颈的表面精糙度次之，为。（四）轴类零件的材料、毛坯及热处置1轴类零件的材料轴类零件材料常常利用45钢，对于中等精度而转速较高的轴，可选用40Cr等合金结构钢；精度较高的轴，可选用轴承钢GCr15等，也可选用球墨铸铁，对于高转速、重载荷条件下工作的轴，选用20CrMnTi、20Cr等低碳合金钢或38CrMoAL氮化钢。低碳钢经渗碳淬火处置后，具有很高的表面硬度、心部强度和耐冲击韧度，可是热处置变形较大。而氮化钢经调质和表面氮化后，有很高的心部强度、优良的耐磨性和耐疲劳强度，热处置变形却很小。2轴类零件的毛坯轴类零件最常常利用的毛坯是圆棒
12、料和锻件；有些大型轴或结构复杂的轴采用铸件，毛坯通过加热锻造后，可使金属内部纤维组织沿表面均匀散布，从而取得较高的抗拉、抗弯及抗扭强度，故一般比较重要的轴，多采用锻件。（五）轴类零件的加工工艺进程与工艺分析轴类零件的加工工艺进程随结构形状、技术要求、材料种类、生产批量等因素有所不同。日常工艺工作中碰到的大量工作是一般轴的工艺编制。1零件加工的装夹方式和夹具选择数控车床上零件安装方式与普通车床一样，要尽可能选用已有的通用夹具装夹，且应注意减少装夹次数，尽可能做到在一次装夹中能把零件上要加工表面都加工出来。零件定位基准应尽可能与基准重合，以减少定位误差对尺寸精度的影响。数控车床多采用三爪自动定位中
13、心卡盘夹持工件；轴类工件还可采用尾座顶尖支持工件。由于数控车床主轴转速极高，为便于工件夹紧，多采用液压高速动力卡盘，因为它在生产厂已通过了严格平衡，具有高转速（极限转速可达40006000r/min）、高夹紧力（最大推拉力为2000-8000N）、高精度、调爪方便、通孔、利用寿命长等长处。还可利用软爪夹持工件，软爪弧面由操作者随机配制，可取得理想的夹持精度。通过调整缸压力，可改变卡盘夹紧力，以知足夹持各类薄壁和易变形工件的特殊需要。为减少细长轴加工时受力变形，提高加工精度，和在加工带孔轴类工件内孔时，可采用液压自动定位中心架，其定心精度可达。另外，数控车床加工中还有其它的夹具，它们主要分为两大
14、类，即用于轴类工件的夹具和用于盘类工件的夹具。2轴的加工工艺进程与工艺分析以车床主轴加工为例：1）车床主轴加工工艺进程2）车床主轴加工工艺进程分析工序顺序安排基准先行深孔加工的安排先外后内与先大后小次要表面加工的安排热处置工序的安排主要工序加工方式外圆的加工螺纹的加工槽的加工二、零件图样及要求（一）设计技术要求以下图轴零件为例图2-11零件图如图所示2技术要求如下：（1）以中批量生产条件编程。（2）不准用砂布及锉刀修饰表面。（3）未注倒角1X45，锐边倒钝。（4）未注公差尺寸按GB1804M。（5）端面允许打中心孔。（6）毛坯尺寸：（55X150）。（7）材料：45#，调质处置HRC2636。
15、（二）设计具体要求一、零件图工艺分析二、计算编程尺寸3、画出加工线路图4、画出刀具调整图五、列出数控刀具表六、编制加工工序卡7、编写数控加工程序八、进行数控仿真三、零件图工艺分析（一）零件几何要素分析从结构上看该零件主要由圆柱面、圆锥面、圆弧面、内孔及螺纹等表面组成,其结构形状复杂,很适合数控车床的车削加工。（二）精度分析1尺寸精度分析该零件件精度要求较高的尺寸有:右端内孔直径28+ 0内孔深26+ 、球面圆弧S48+ 、凹圆弧R9+ 、凸圆弧左端面直径35 0 、凸圆弧直径42 0 、左端大圆外圆柱面直径52 0 、槽宽3 0 、相邻槽间距4+ 0、左端30圆柱面的长度33+ 、零件总长145+ 。需仔细对刀和认真调整机床，并采用合理的加工方案。2形位精度分析主要的形位精度有:外圆52轴线对基准轴线A的同轴度公差要求。3
