【正文】 天津職業(yè)大學 1 典型軸類零件的加工工藝與編程設計 摘要 隨著科學技術飛速發(fā)展和經濟競爭的日趨激烈，機械產品的更新速度越來越快，數(shù)控加工技術作為先進生產力的代表，在機械及相關行業(yè)領域發(fā)揮著重要的作用，機械制造的競爭，其實質是數(shù)控技術的競爭。本次設計就是進行典型軸類零件的數(shù)控加工工藝與編程，側重于該零件的工藝分析、加工路線的確定及加工程序的編制。并繪制零件圖、加工路線圖。用 G代碼編制該零件的數(shù)控加工程序，并附以編程尺寸的計算方法，其中零件工藝規(guī)程的分析是此次論文的重點和難點。 關鍵詞： 數(shù)控加工；工藝過程；加工工序；加工 路線 With the rapid development of science and technology and economic petition bees more intense, mechanical product update speed faster and faster, CNC machining technology as a representative of advanced productive forces, in the machinery and related industry sector plays an important role, machinery manufacturing petitive, essentially CNC technology petition. This design is for typical shaft parts of CNC machining technology and programming, focuses on the part of the process of analysis, processing route and processing program. And draws a roadmap for parts, processing. G code index this part of NC program, and report to the programming of the calculation method, where the part process analysis is the focus of this paper and difficulty. Key words: NC machining。 process。 process。 processing route 天津職業(yè)大學 2 目錄 第一章 概述 ?????????????????????????? 1 典型軸類零件的加工工藝 ?????????????????? 1 數(shù)控車床概述 ??????????????????????? 4 螺紋加工工藝 ??????????????????????? 5 鏜孔工藝 ????????????????????????? 6 分析加工對象 ??? ???????????????????? 6 第 2 章 工藝過程卡 /加工工序卡 ??????????????????? 8 數(shù)控加工工藝內容的選擇 ?????????????????? 8 工藝過程 ????????????????????????? 8 加工工序的劃分 ?????????????????????? 9 編制工藝過程卡 ?????????????????????? 9 切削用量的確定 ?????????????????? ??? 10 編制加工工序卡 ?????????????????????? 12 第 3 章 加工路線圖 ???????????????????????? 16 刀具加工進給路線的確定 ?????????????????? 18 繪制刀具加工路線圖 ???????????????????? 18 第 4 章 數(shù)控刀具表 /數(shù)控編程基礎 ????????????????? 19 本零件加工所用刀具 ???????????????????? 19 編程基礎 ?????????????????????? ??? 19 參考文獻 ????????????????????????????? 23 附錄一?????????????????????????????? 24 附錄二????????????????????????????? ? 27 英語翻譯 ?????????????????????????????? 28 天津職業(yè)大學 3 第一章 概述 典型軸類零件的加工工藝： 軸類零件的功用、結構特點： 軸類零件是機器中經常遇到的典型零件之一。它在機械中主要用于支承齒輪、帶輪、凸輪以及連桿等傳動件，以傳遞扭矩 。按結構形式不同，軸可以分為階梯軸、錐度心軸、光軸、空心軸、曲軸、凸輪軸、偏心軸、各種絲杠等。它主要用來支承傳動零部件，傳遞扭矩和承受載荷。軸類零件是旋轉體零件，其長度大于直徑，一般由同心軸的外圓柱面、圓錐面、內孔和螺紋及相應的端面所組成。根據結構形狀的不同，軸類零件可分為光軸、階梯軸、空心軸和曲軸等。 軸的長徑比小于 5 的稱為短軸，大于 20 的稱為細長軸，大多數(shù)軸介于兩者之間。 本論文所加工的零件 —— 典型零件屬于階梯軸。 軸類零件一般加工要求及方法 ： 軸類零件加工工藝規(guī)程注意點 ： 在學 校 金工 實習課中，軸類零件的加工是學生練習車削技能的最基本也最重要的項目， 但因為初學乍練，任務完成的并不是很出色，原因在于對零件的加工工藝分析不夠。 軸類零件的工藝規(guī)程的制訂，直接關系到工件質量、勞動生產率和經濟效益。一種零件可以有多種不同的加工方法，但只有某一種較合理，在制訂機械加工工藝規(guī)程中，需注意以下幾點 ： 1)粗基準選擇：有非加工表面，應選非加工表面作為粗基準。對所有表面都需加工的鑄件軸，根據加工余量最小表面找正。且選擇平整光滑表面，讓開澆口處。選牢固可靠表面為粗基準，同時，粗基準不可重復使用。 2)精基準選擇：要符合基準重合原則，盡可能選 設計 基準或裝配基準作為 定位基準。符合基準統(tǒng)一原則。盡可能在多數(shù)工序中用同 一個定位基準。盡可能使定位基準與測量基準重合。選擇精度高、安裝穩(wěn)定可靠表面為精基準。 工藝規(guī)程制訂得是否合理，直接影響工件的質量、勞動生產率和經濟效益。一個零件在制訂工藝規(guī)程時，必須從實際出發(fā)，根據設備條件、生產類型等具體情況，盡量采用先進加工方法，制訂出合理的工藝規(guī)程。 軸類零件加工的技術要求 ： 尺寸精度軸類零件的主要表面常為兩類，一類是與軸承的內圈配合的外圓軸頸，即支承軸頸，用于確定軸的位置并支承軸，尺寸精度要求較高，通常為 IT5～IT7；另一類為與各類傳動件 的 配合 軸頸，即配合軸頸，其精度稍低，通常為IT6~IT9。 幾何形狀精度主要指軸頸表面、外圓錐面、錐孔等重要表面的圓度、圓柱度。其誤差一般應限制在尺寸公差范圍內，對于精密軸，需在零件圖上另行規(guī)定其幾何形狀精度。 本論文分析的 軸類零件長度為 141mm，螺紋大徑為 30mm、長度為25mm，外圓錐面的錐度為 20 度 、長度為 29mm，圓弧總長為 57mm、半徑分別有24mm/9mm/8mm， 鏜孔 直徑為 28mm、長度為 26mm。 天津職業(yè)大學 4 相互位置精度包括內、外表面，重要軸面的同軸度、圓的徑向跳動、重要端面對軸心線的垂直度、端面間的平行度等。 本論文分析的 軸類零件外圓相互位置精 度為 ～ 之間，圓的徑向跳動為 ，端面與軸心線保持垂直，兩端端面要保持平行?？椎谋砻媾c外表面也應保持平行。 表面粗糙度 軸的加工表面都有粗糙度的要求，一般根據加工的可能性和經濟性來確定。 本論文分析的 軸類零件的直徑為 52mm 的外圓、外圓錐度及孔的內表面的粗糙度均為 ，其它位置的粗糙度為 。 在加工 軸類零件時，需采用粗車與精車結合的方法，在粗加工零件表面輪廓時，必須保證 的精加工余量，必要時需使用刀偏表，對刀具進給時進行誤差的控制，有效地減小誤差，方能確定該零件在加工精度方面的 各種要求。 軸類零件加工的工藝路線 ： 外圓加工的方法很多，基本加工路線可歸納為四條。 ① 粗車 — 半精車 — 精車 對于一般常用材料，這是外圓表面加工采用的最主要的工藝路線。 ② 粗車 — 半精車 — 粗磨 — 精磨 對于黑色金屬材料，精度要求高和表面粗糙度值要求較小、零件需要淬硬時，其后續(xù)工序只能用磨削而采用的加工路線。 ③ 粗車 — 半精車 — 精車 — 金剛石車 對于有色金屬，用磨削加工通常不易得到所要求的表面粗糙度，因為有色金屬一般比較軟，容易堵塞沙粒間的空隙，因此其最終工序多用精車和金剛石車。 ④ 粗車 — 半精 — 粗磨 — 精磨 — 光整加工 對于黑色金屬材料的淬硬零件，精度要求高和表面粗糙度值要求很小，常用此加工路線。 ◆對于本文所加工的典型軸類零件，將采用“粗車 — 精車”的車削方式，即分別對本零件的兩個端面、外圓、螺紋、外圓錐度、切槽、圓弧、鏜孔七個步驟進行粗加工和精加工。 數(shù)控車床概述 ： 數(shù)控車床特點 ： （ 1） 結構特點 ： ①傳動鏈短 ②剛度大、轉速較高，可實現(xiàn)無級變速 ③輕拖動、潤滑好、排屑方便，機床壽命長 ④加工冷卻充分、防護較為嚴密 ⑤自動換刀 ⑥模塊化設計 （ 2）加工特點 ： ① 高 精度 ②高效率 ③高柔性和高可靠性 天津職業(yè)大學 5 ④工藝能力強 工藝范圍 ： 數(shù)控車削是數(shù)控加工中用得最多的加工方法之一。其工藝范圍較普通車床寬的多，凡是能在數(shù)控車床上裝夾的回轉體零件都能在數(shù)控車床上加工，特別是形狀復雜的軸類或盤類零件。 工作內容 ： 根據零件圖要求，工作人員進行數(shù)控編程，輸入到數(shù)控車床數(shù)控系統(tǒng)；將零件原料按規(guī)定要求放置在預定位置上；等數(shù)控車床自動生產出產品后，使用測量檢測儀器，對有精度誤差的產品進行誤差補償；日常的車床維護和保養(yǎng)及常用故障排除。 本零件的加工 所用機床型號、特點及數(shù)控系 ： CAK6150D：該車床可以實現(xiàn)軸類、盤類的內外表面、錐面、圓弧、螺紋、鏜孔加工，也可以實現(xiàn)非圓曲線加工。 本零件將采用法蘭克系統(tǒng)進行加工： 主要特點 FANUC 公司的數(shù)控系統(tǒng)具有高質量、高性能、全功能，適用于各種機床和生產機械的特點 。 螺紋加工工藝： 普通螺紋的尺寸分析 數(shù)控車床對普通螺紋的加工需要一系列尺寸，普通螺紋加工所需的尺寸計算分析主要包括以下兩個方面： （ 1） 螺紋加工前工件直徑 考慮螺紋加工牙型的膨脹量，螺紋加工前工件直徑 D/d－ ，即螺紋 大徑減 螺距，一般根據材料變形能力小取比螺紋大徑小 到 。 （ 2） 螺紋加工進刀量 螺紋加進刀量可以參考螺紋底徑，即螺紋刀最終進刀位置。 螺紋小徑為：大徑－２倍牙高；牙高 =（ P 為螺距） 螺紋加工的進刀量應不斷減少，具體進刀量根據刀具及工作材料進行選擇。 普通螺紋的編程加工 ： 在目前的數(shù)控車床中，螺紋切削一般有三種加工方法： G32 直進式切削方法、G76 斜進式切削方法 和 G92 直進式切削方法 ，由于切削方法的不同，編程方法不同，造成加工誤差也不同。我們在操作使用上要仔細分析，爭 取加工出精度高的零件。 1） G32 直進式切削方法，由于兩側刃同時工作，切削力較大，而且排削困難，因此在切削時，兩切削刃容易磨損。在切削螺距較大的螺紋時，由于切削深度較天津職業(yè)大學 6 大，刀刃磨損較快，從而造成螺紋中徑產生誤差；但是其加工的牙形精度較高，因此