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1、案例教学案例一、轴类零件数控加工工艺编制学习第一阶段：任务描述（咨询与计划）一 、设计任务书：（外圆加工为本任务的主题）1、设计工作的要求与工作目标：1）设计主动轴数控加工工艺方案；2）编制数控加工工艺文件： 数控加工过程工艺规程； 数控加工工序卡； 数控加工程序卡； 刀具组成卡与刀具清单等。3）数控加工工艺参数优化与总结。2、主动轴零件图纸图1-1 主动轴零件二、任务知识与技能3、知识点；1) 零件图识读，公差精度知识；2）数控机床操作编程知识；3）零件机械加工工艺过程知识；4）外圆加工的切削刀具选用知识；5）外圆测量器具与测量方法知识；4、技能点：1）熟练应用绘图软件，绘制工序卡片和图纸的
2、技能；2）能运用WORD软件，编制数控工艺卡片，编写设计说明书的技能；3）能利用各种公式计算各工艺参数的技能；4）能通过数控加工软件，进行加工模拟并进行优化参数的能力。三任务重点：“外圆加工”第二阶段：策划与决策：一工作任务分析与策划1、图样分析分析图样是工艺准备中的首要工作，直接影响零件加工程序的编制及加工结果。（1）该轴，材料为45钢，总长为140mm ，直径有 13mm、 11mm、 16mm,其中两处 13mm的直径尺寸有较严的尺寸精度和表面粗糙度要求，要在磨床上进行精加工。图样中构成轮廓的几何元素完整、充分，所有加工内容明确无误，尺寸标注完整。（2）零件加工内容分析 外圆11h7mm
3、，长度尺寸为60mm,表面精度Ra3.2,尺寸精度为7级，表面粗糙度为Ra3.2,为中等精度要求。 外圆16h7mm,长度尺寸为17mm,表面精度Ra3.2,尺寸精度为7级，表面粗糙度为Ra3.2,为中等精度要求。 外圆13h7mm,长度尺寸为13mm,外圆13h7mm,长度尺寸为50mm,表面精度Ra0.8,尺寸精度为7级，表面粗糙度为Ra0.8,为较高等精度要求。 键槽5x10mm,表面精度为Ra6.3um。（3）审查与分析零件图样中构成轮廓的几何元素是否充分。 由于零件设计人员在设计过程中考虑不周或被忽略，常常遇到构成零件轮廓的几何元素的条件不充分或模糊不清，所以在审查与分析零件图样时，
4、一定要仔细认真，对该项目图样分析，图样中构成几何元素完整、充分，所有加工内容明确无误，尺寸标注清楚，给定的几何条件合理。2、安装与定位方式分析 本项目中，主动轴径向设计基准是中心线，是理想要素，轴类零件通常选用两端中心孔作为理想中心孔的替代，本项目零件本身无中心孔，而中心孔的增加不影响轴的正常使用，可直接打中心孔并保留。 在数控加工中本着工序集中原则，该轴应尽量减少装夹次数，尽可能在一次装夹后，加工出全部待加工面，减少工件安装找正工件。本项目零件是阶梯轴，且为批量生产，一次装夹完成一端加工，采用一夹一顶的装夹方式。 零件加工坐标系的确定：因为本项目是批量生产，编程原点应选在左端面上，以左端面或
5、台阶做Z 向零点，如图示:图1-2 主动轴零件加工Z0点设置3、确定加工顺序及进给路线数控车加工顺序由粗到精，进给路线由近到远的原则确定。先从右到左进行粗车（留一定的半精车和精车余量），然后从右到左进行半精车和精车，再在铣床上铣键槽和小平面，最后用磨床磨13f7外圆，使之达到所要求的尺寸精度。该轴的加工过程：下料粗车（一、二）余量热处理（调质）精车（一、二）铣削键槽与削边磨削13f7外圆两处清理、检验交货等阶段工作项目完成考核项目名称考核点及占项目分值比建议考核方式考核成绩评价标准优良及格学习情境21确定主动轴数控加工工艺方案1.根据零件图纸分析零件的图纸的正确性，总结零件工艺性和毛坯选用（2
6、0）教师评价互评根据零件图纸，分析零件的图纸的正确性准确，总结零件工艺性和毛坯选用合理性，很好总结出零件图样的信息根据零件图纸，分析零件的图纸的正确性准确，总结零件工艺性和毛坯选用合理性，较好总结出零件图样的信息根据零件图纸，分析零件的图纸的正确性准确，总结零件工艺性和毛坯选用合理性，基本能总结出零件图样的信息2. 根据轴类零件图能够分析出加工内容（20）教师评价互评具有可操作性，细节详细无缺陷，并有一定创新点，具有可操作性，细节详细无明显缺陷加工内容完整、准确，基本合理，但细节不详或有一定缺陷3. 根据轴类零件图能够分析出合理的工艺方案（30）教师评价互评工艺方案合理，具有可操作性，细节详细
7、无缺陷，并有一定创新点工艺方案合理，具有可操作性，细节详细无明显缺陷工艺方案基本合理，但细节不详或有一定缺陷4.团队协作与交流（10）教师评价互评分工明确，责任到人，交流及时，信息流畅，团队成效显著分工明确，责任到人，交流较及时，信息流畅，团队成效良好分工基本明确，责任到人，交流基本及时，信息较流畅，5.项目总结报告（20）教师评价格式符合标准，内容完整，有详细过程记录和分析，并能提出一些新的建议格式符合标准，内容完整，有一定过程记录和分析格式符合校准，内容完整二、任务决策与技术处理4、轴的加工机床与夹具的选择4.1、机床的选择1）、普通车床 CA6136 36050理由：a、轴类零件是回转体
8、，要选用车床而不用磨床，粗加工选普车而不用数控车床。b、回转体的尺寸为20属于较小尺寸c、粗加工，直径方向的公差不要很高的精度，大概用普通车床就好！2）、数控车床 CK6136 36050 SINUMERIK 系统 IT理由：a、车床体完成的是回转体轴类零件的半精加工和精加工。b、轴的回转尺寸属较小尺寸，车床规格不宜过大。c、半精加工后，再精加工至轴要求的工序尺寸，11 0 -0.018 ，13-0.016 -0.034 ，16 0 -0.018 同时完成两处2X0.5的加工，机床的精度规格等满足要求！3）、外圆磨床：万能外圆磨MA1432B 3202000 Ra0.32 IT1 理由：a、上
9、述数控车床保证了加工零件尺寸精度，但表面粗糙度的保证，则需要磨床的进一步加工。b、此磨床用于加工13-0.016 -0.034 两处，保证其表面粗糙度Ra0.8um4）、铣床：立式升降台铣床X53K 4001700 或 4002000理由：用于加工（105）mm，深度3mm的键槽和长度26mm的小端平面。表1.4-1 轴加工所用机床序号机床名称机床型号规格精度控制系统1卧式车床CA62363607502数控车床CK6136360750IT6SINUMERIK3万能外圆磨床MA1432B3202000Ra0.32 /IT14立式升降台铣床MA1432B401700/40020004.2、夹具的选
10、择夹具的选择不仅要满足加工细长阶梯轴各部分的需要，同时还要和所选用的机床配套起来。1）、粗车时，选用通用夹具三爪卡盘，同样适用于数控车床 CA6136 : 精磨时也选用三爪卡盘 。2）、铣削加工时选用与X53K 立式升降铣床配套的专用夹具: 在选用三爪卡盘做夹具的时候，还需要用顶尖来支撑装夹，从而保证细长轴的加工准确性和稳定型。表1.4-2 夹具卡片零 件 名 称主 动 轴工序内容夹具名称连接方式机床型号粗车毛坯三爪卡盘标准A-2CA6236尾座顶尖莫氏5#半精车，精车外圆两处20.5槽三爪卡盘标准CK6136尾座顶尖莫氏5#精磨两处13的外圆桃子夹头/尾座顶尖莫氏5#MA1432B铣键槽及小
11、端平面V型块/尾座顶尖莫氏5#X53K5、轴的加工刀具与量具的选择5.1、刀具的选择a、轴类零件加工的内容主要是外圆的加工，且都须粗、精加工分开，往往还有半精加工工序。粗车加工时，主要注重刀具的效率性能，并且在考虑IT4材料为45钢的同时，选择75外圆车刀，有利于减小振动；精加工主要是满足零件的尺寸精度，选用90外圆车刀，适合阶梯轴的加工。磨削加工时，选用砂轮。B、铣削键槽和小平断面时，由于需要加工的尺寸较小，通常选用加长立铣刀。加工20.5的槽时选用宽度为2mm的割槽刀。5.2、量具的选择a、粗车时不要过分精确的测量尺寸，仅需采用测量范围：0150mm，读数0.02mm的游标卡尺。表1.5-
12、1 轴加工量具卡片序号测量工序内容量具名称规格读数值1粗车游标卡尺0150mm0.02mm2半精车游标卡尺0150mm0.02mm外径千分尺尺0250.01mm0.01mm3精车游标卡尺0150mm0.02mm外径千分尺尺0250.01mm0.01 mm4精磨表面粗糙度仪300um（150um）b、半精车和精车时，不仅需要上述的游标卡尺估测，还需要测量更为精确的半径千分尺：0250.01mm的测量范围和0.005mm的读数值。C、磨销加工两处13的外圆时，选用SJ-201表面粗糙度仪，其测量范围300um（150um）,可以满足此项目中Ra0.8um的测量。表1.5-2 机夹可转位硬质合金刀片
13、序号刀具名称刀片型号（规格）刀片材质主要参数刀面后角刀片半径夹紧特征1粗车刀SNMG120404FF硬质合金60.4mm螺钉压紧2半精车刀DNMG110404FM80.4mm螺钉压紧3精车刀DNMG110404FM80.4mm螺钉压紧表1.5-3 轴加工刀具卡片序号加工内容及精度要求加工方法与刀具选择加工方法刀具内容刀具名称类型规格刀具号1打两端中心孔钻削2中心钻A-2T022213-0.016 -0.034mmRa0.8um粗车75外圆车刀机夹可转位2020T01半精车90外圆车刀2020T03精车90外圆车刀2020T03精磨砂轮316 0 -0.018mmRa3.2um粗车75外圆车刀机夹可转位2020T01半精车90外圆车刀2020T03精车90外圆车刀2020T03411 0 -0.018mmRa3.2um粗车75外圆车刀机夹可转位2020T01半精车90外圆车刀2020T03精车90外圆车刀2020T03520.5槽切割外圆割刀整体高速钢2020T046铣键槽铣削键铣刀、整体高速钢5、T057小端平面铣削面铣刀机夹可转位45T066、切削用量的选择6.1、背吃刀量的选择与工序尺寸的计算a、由课本可知，半精加工时，背吃刀量ap可取0.52mm，精加工时，ap可取0.10.4mm，而被吃刀量与加工余量密切相关。b、查表7-7外圆车削
