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1、阶梯轴零件加工工艺设计IMB standardization office 【IMB 5AB- H|k 08- IMB 2C】机械制造工艺综合实训专 业 机电一体化班 级姓 名学 号指导教师完成日期学号姓名专业机电一体化系别机电工程系班级学制3年论文题目传动轴的加工工艺规程编制指导教师姓名职务或职称副教授指导教师评语：成绩：指导教师签名：年 月 日系意见：终审人签名：年 月曰机械制造工艺学综合实训任务书20152016学年第二学期机电工程系： 机电一体化技术 专业课程名称：机械制造工艺学设计题目：轴的加工工艺规程的编制一、设计的主要任务 如图所示为减速器输出轴，批量500件，材料45钢。试编制
2、其加工工艺规程。二、完成期限：自2016年 5月26日 至 2016 年6月26日共_2 周指导教师（签字）： 年 月 日系（教研室）主任（签字）：年 月 日摘要随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，数控加工技术对国计民生的一 些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为 效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率， 提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。而对于数控加工, 无论是手工编程还是自动编程，在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析， 拟定加工，选择合适的刀具，确定切削用量，对一些工艺问题（如对刀点、加工 路线等）也需做
3、一些处理。并在加工过程掌握控制精度的方法 ,才能加工出合格 的产品。本文根据数控机床的特点，针对具体的零件，进行了工艺方案的分析，工 装方案的确定，刀具和切削用量的选择，确定加工顺序和加工路线，数控加工 程序编制。通过整个工艺的过程的制定，充分体现了数控设备在保证加工精 度，加工效率，简化工序等方面的优势。目录024789机械加工工艺过程卡片20第1章前言在机械加工工艺教学中，机械制造专业学生及数控技术专业学生都要学习 数控车床操作技术。让学生了解相关工种的先进技术，同时培养工作岗位的前 瞻性；在讲授数控知识的同时，必须要求学生掌握基本的机械加工工艺，增强 系统意识，理解手动操作与自动操作之间
4、的联系，真正把学生培养成为适应各 种工作环境和岗位的多面手。数控车工基础工艺理论及技能有机融合，包括夹 具的使用、量具的识读和使用、刃具的刃磨及使用、基准定位等，分类叙述了 车床操作、数控车床自动编程仿真操作、数控车床编程与操作的初、中级内 容。以机械加工中车工工艺学与数控车床技能训练密切结合为主线，常用量具 识读及工件测量、刀具及安装、工件定位与安装、金属切削过程及精加工，较 清晰地展示了数控车工必须掌握的知识和技能的训练途径。对涉及与数控专业 相关的基础知识、专业计算，都进行了有针对性的论述，目的在于塑造理论充 实、技能扎实的专业技能型人才。本文以与切削用量的选择，工件的定位装夹，加工顺序
5、和典型零件为例， 结合数控加工的特点，分别进行工艺方案分析，机床的选择，刀具加工路线的 确定，数控程序的编制，最终形成可以指导生产的工艺文件。在整个工艺过程 的设计过程中，要通过分析，确定最佳的工艺方案，使得零件的加工成本最 低，合理的选用定位夹紧方式，使得零件加工方便、定位精准、刚性好，合理 选用刀具和切削参数，使得零件的加工在保证零件精度的情况下，加工效率最 高、刀具消耗最低。最终形成的工艺文件要完整，并能指导实际生产。第 2 章 工艺方案分析零件图图 1-2 典型轴类零件图零件图分析该零件表面由圆柱、顺圆弧、逆圆弧、圆锥、槽、螺纹等表面组成。尺寸 标注完整，选用毛坯为45#钢，55mmx
6、l50mm，无热处理和硬度要求。确定加工方法加工方法的选择原则是保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。由于获得同一级精度及表面粗糙度的加工方法一般有许多，因而在实际选择时， 要结合零件的形状、尺寸大小和形位公差要求等全面考虑。图上几个精度要求较高的尺寸，因其公差值较小，所以编程时没有取平均 值，而取其基本尺寸。在轮廓线上，有个锥度10度坐标P1、和一处圆弧切点P2,在编程时要通过以上数据分析，考虑加工的效率和加工的经济性，最理想的加工方式为车削，考虑该零件为大批量加工，故加工设备采用数控车床。根据加工零件的外形和材料等条件，选用 CJK6032 数控机床。确定加工方案零件上比较精密表面的加
7、工，常常是通过粗加工、半精加工和精加工逐步达 到的。对这些表面仅仅根据质量要求选择相应的最终加工方法是不够的，还应 正确地确定从毛坯到最终成形的加工方案。毛坯先夹持左端，车右端轮廓113mm处，右端加工39mm、S42mm、R9mm、35mm、锥度为10度的外圆，52mm.调头装夹已加工52mm外圆，左端加工25mmx33mm、切退刀槽、加工螺纹M25mmx.该典型轴加工顺序为：预备加工-车端面-粗车右端轮廓-精车右端轮廓-切槽-工件调头 -车端面-粗车左端轮廓-精车左端轮廓-切退刀槽-粗车螺纹-精车螺纹第 3 章 工件的装夹定位基准的选择在制定零件加工的工艺规程时，正确地选择工件的定位基准有
8、着十分重要 的意义。定位基准选择的好坏，不仅影响零件加工的位置精度，而且对零件各 表面的加工顺序也有很大的影响。合理选择定位基准是保证零件加工精度的前 提，还能简化加工工序，提高加工效率。定位基准选择的原则1）基准重合原则。为了避免基准不重合误差，方便编程，应选用工序基 准作为定位基准，尽量使工序基准、定位基准、编程原点三者统一。2）便于装夹的原则。所选择的定位基准应能保证定位准确、可靠，定位、夹紧机构简单、易操作，敞开性好，能够加工尽可能多的表面。3）便于对刀的原则。批量加工时在工件坐标系已经确定的情况下，保证 对刀的可能性和方便性。确定零件的定位基准以左右端大端面为定位基准。装夹方式的选择
9、为了工件不致于在切削力的作用下发生位移，使其在加工过程始终保持正 确的位置，需将工件压紧夹牢。合理的选择夹紧方式十分重要，工件的装夹不 仅影响加工质量，而且对生产率，加工成本及操作安全都有直接影响。车床常用的装夹方式1）在三爪自定心卡盘上装夹。三爪自定心卡盘的三个卡爪是同步运动的，能自动定心，一般不需要找正。该卡盘装夹工件方便、省时，但夹紧力 小，适用于装夹外形规则的中、小型工件。2）在两顶尖之间装夹。对于尺寸较大或加工工序较多的轴类工件，为了 保证每次装夹时的装夹精度，可用两顶尖装夹。该装夹方式适用于多序加工或 精加工。3）用卡盘和顶尖装夹。当车削质量较大的工件时要一段用卡盘夹住，另 一段用
10、后顶尖支撑。这种方式比较安全，能承受较大的切削力，安装刚性好， 轴向定位准确，应用较广泛。4）用心轴装夹。当装夹面为螺纹时再做个与之配合的螺纹进行装夹，叫心 轴装夹。这种方式比较安全，能承受较大的切削力，安装刚性好，轴向定位准 确。确定合理的装夹方式装夹方法：先用三爪自定心卡盘毛坯左端，加工右端达到工件精度要求；再工件调头，用三爪自定心卡盘毛坯右端52，再加工左端达到工件精度要 求。第 4 章 刀具及切削用量选择刀具的原则刀具寿命与切削用量有密切关系。在制定切削用量时，应首先选择合理的 刀具寿命，而合理的刀具寿命则应根据优化的目标而定。一般分最高生产率刀 具寿命和最低成本刀具寿命两种，前者根据
11、单件工时最少的目标确定，后者根 据工序成本最低的目标确定。选择刀具寿命时可考虑如下几点根据刀具复杂程度、制造和磨刀成本来选 择。复杂和精度高的刀具寿命应选得比单刃刀具高些。对于机夹可转位刀具， 由于换刀时间短，为了充分发挥其切削性能，提高生产效率，刀具寿命可选得 低些，一般取15-30min。对于装刀、换刀和调刀比较复杂的多刀机床、组合机 床与自动化加工刀具，刀具寿命应选得高些，尤应保证刀具可靠性。车间内某 一工序的生产率限制了整个车间的生产率的提高时，该工序的刀具寿命要选得 低些当某工序单位时间内所分担到的全厂开支 M 较大时，刀具寿命也应选得低 些。大件精加工时，为保证至少完成一次走刀，避
12、免切削时中途换刀，刀具寿 命应按零件精度和表面粗糙度来确定。与普通机床加工方法相比，数控加工对 刀具提出了更高的要求，不仅需要冈牲好、精度高，而且要求尺寸稳定，耐用 度高，断和排性能坛同时要求安装调整方便，这样来满足数控机床高效率的要 求。数控机床上所选用的刀具常采用适应高速切削的刀具材料（如高速钢、超细 粒度硬质合金）并使用可转位刀片。选择车削用刀具数控车削车刀常用的一般分成型车刀、尖形车刀、圆弧形车刀以及三类 成型车刀也称样板车刀，其加工零件的轮廓形状完全由车刀刀刃的形伏和尺寸 决定。数控车削加工中，常见的成型车刀有小半径圆弧车刀、非矩形车槽刀和 螺纹刀等。在数控加工中，应尽量少用或不用成
13、型车刀。尖形车刀是以直线形 切削刃为特征的车刀。这类车刀的刀尖由直线形的主副切削刃构成，如 90内 外圆车刀、左右端面车刀、切槽（切断）车刀及刀尖倒棱很小的各种外圆和内孔 车刀。尖形车刀几何参数（主要是几何角度）的选择方法与普通车削时基本相 同，但应结合数控加工的特点（如加工路线、加工干涉等）进行全面的考虑，并 应兼顾刀尖本身的强度。二是圆弧形车刀。圆弧形车刀是以一圆度或线轮廓度误差很小的圆弧形切 削刃为特征的车刀。该车刀圆弧刃每一点都是圆弧形车刀的刀尖，应此，刀位 点不在圆弧上，而在该圆弧的圆心上。圆弧形车刀可以用于车削内外表面，特 别适合于车削各种光滑连接（凹形）的成型面。选择车刀圆弧半径
14、时应考虑两点 车刀切削刃的圆弧半径应小于或等于零件凹形轮廓上的最小曲率半径，以免发 生加工干浅该半径不宜选择太小，否则不但制造困难，还会因刀尖强度太弱或 刀体散热能力差而导致车刀损坏。设置刀点和换刀点 刀具究竟从什么位置开始移动到指定的位置呢?所以在程序执行的一开始， 必须确定刀具在工件坐标系下开始运动的位置，这一位置即为程序执行时刀具 相对于工件运动的起点，所以称程序起始点或起刀点。此起始点一般通过对刀 来确定，所以，该点又称对刀点。在编制程序时，要正确选择对刀点的位置。对刀点设置原则是:便于数值处理和简化程序编制。易于找正并在加工过程中便 于检查，引起的加工误差小。对刀点可以设置在加工零件
15、上，也可以设置在夹 具上或机床上，为了提高零件的加工精度，对刀点应尽量设置在零件的设计基 准或工艺基谁上。实际操作机床时，可通过手工对刀操作把刀具的刀位点放到 对刀点上，即“刀位点”与“对刀点”的重合。所谓“刀位点”是指刀具的定位基准 点，车刀的刀位点为刀尖或刀尖圆弧中心。用手动对刀操作，对刀精度较低， 且效率低。而有些工厂采用光学对刀镜、对刀仪、自动对刀装置等，以减少对 刀时间，提高对刀精度。加工过程中需要换刀时，应规定换刀点。所谓“换刀 点”是指刀架转动换刀时的位置，换刀点应设在工件或夹具的外部，以换刀时不 碰工件及其它部件为准。确定切削用量编程人员必须确定每道工序的切削用量，并以指令的形式写人程序中。切 削用量包括主轴转速、背吃刀量及进给速度等。对于不同的加工方法，需要选 用不同的切削用量。切削用量的选择原则是:保证零件加工精度和表面粗糙度， 充分发挥刀具切削性能，保证合理的刀具耐用度，并充分发挥机床的性能，最 大限度提高生产率，降低成本轴类零
