【正文】 確定加工余量 余量過(guò)大 喬培城 朱東霞 .1 機(jī)械加工工藝卡片 不夠全面 喬培城 朱東霞 注：本表由指導(dǎo)教師根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)方案和實(shí)際指 導(dǎo)情況撰寫，作為計(jì)算教師指導(dǎo)工作量的主要依據(jù)之一。在各行各業(yè)中十分廣泛地使用著齒輪軸，它是一種不可缺少的機(jī)械傳動(dòng)裝置它是機(jī)械設(shè)備的重要組成部分和核心部件。齒輪軸是一種使用非常廣泛的機(jī)械傳動(dòng)裝置。在現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用極為廣泛，具有品種多、批量小、更新?lián)Q代快的特點(diǎn)。對(duì)齒輪軸進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，選擇最佳參數(shù)是提高承載能力、輕重量和降低成本等各項(xiàng)指標(biāo)的一種重要途徑。大學(xué)期間我的主要課程是 AUTOCAD 機(jī)械制圖﹑機(jī)械制造基礎(chǔ)﹑公差測(cè)量與分析﹑機(jī)械設(shè)計(jì)以及數(shù)控加工。 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù) 書的要求 ,本設(shè)計(jì) 說(shuō)明書針對(duì)軸類零件的加工工藝的 設(shè)計(jì)進(jìn)行說(shuō)明。本設(shè)計(jì)主要內(nèi)容包括進(jìn)行零件的工藝性審查，進(jìn)行毛坯的選擇，選擇基準(zhǔn)，擬定機(jī)械加工工藝路線的，確定機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差，選擇機(jī)床及工藝設(shè)備，確定切削用量（確定背吃刀量、進(jìn)給量、切削速度、主軸轉(zhuǎn)速），填寫工藝文件，填寫機(jī)械加工工藝卡片。數(shù)控技術(shù)已經(jīng)從被動(dòng)執(zhí)行運(yùn)動(dòng)指令發(fā)展到能夠 “ 感知 ” 機(jī)床的溫度、振動(dòng)、能耗等工況并加以調(diào)整和控制在線測(cè)量工件尺寸具破損和預(yù)測(cè)刀具壽命以及防止刀具和運(yùn)動(dòng)部件干涉甚至為操作者進(jìn)行語(yǔ)音導(dǎo)航或送短消息。 五軸聯(lián)動(dòng)大大拓展了機(jī)床的加工范圍使得復(fù)雜形狀和空間曲面零件的加工成為可能為各類產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)創(chuàng)新和優(yōu)化提供了廣闊 的前景 和空間。高速加工大幅度提高了加工效率高效加工除了關(guān)注高效率外還考慮高能效和高效益。直線電動(dòng)機(jī)和直接驅(qū)動(dòng)大大簡(jiǎn)化了機(jī)床的機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。數(shù)控系統(tǒng)的前瞻控制和軌跡平滑處理技術(shù)、位置與速度精確控制技術(shù)、工 廠總線和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)顯著提高了系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能和控制精度保證了數(shù)控機(jī)床的高速化、高精度和多軸聯(lián)動(dòng)的 穩(wěn)定性。高性能的臥式車削中心和車銑復(fù)合中心通過(guò)合資、引進(jìn)技術(shù)和自主開發(fā)某些產(chǎn)品已能滿足部分國(guó)內(nèi)高端用戶要求。國(guó)產(chǎn)立式加工中心在技術(shù)上比較成熟技術(shù)性能與國(guó)際水平接近生產(chǎn)廠家較多并具有一定批量得到了國(guó)內(nèi)用戶認(rèn)可。當(dāng)前的關(guān)鍵是大力提高產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性加強(qiáng)售前和售后服務(wù)。國(guó)外臥式加工中心大多都裝有溫度補(bǔ)償系統(tǒng)定位精度較高而且精度保持性好。在高速加工中心、五軸加工中心方面國(guó)內(nèi)各企業(yè)都開發(fā)出不少新產(chǎn)品。關(guān)鍵在于需要經(jīng)過(guò)不同類型用戶的生產(chǎn)考核并加以不斷改進(jìn)和完善。國(guó)產(chǎn)數(shù)控齒輪機(jī)床的性能已與國(guó)際水平大體相當(dāng)除個(gè)別高精度數(shù)控齒輪加工機(jī)床 DIN 56 級(jí)和高精度數(shù)控齒輪磨床 DIN 23 級(jí)仍需進(jìn)口外已能大部分替代進(jìn)口產(chǎn)品。軸是支承轉(zhuǎn)動(dòng)零件并與之一起回轉(zhuǎn)以傳遞運(yùn)動(dòng)、扭矩或彎矩的機(jī)械零件。機(jī)器中作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的零件就裝在軸上。 根據(jù)軸的承載情況，又可分為：①轉(zhuǎn)軸，工作時(shí)既承受彎矩又承受扭矩，是機(jī)械中最常見的軸，如各減速器中的軸等。傳動(dòng)軸，主要用來(lái)傳遞扭矩而不承受彎矩，軸的材料主要采用碳素鋼合金鋼，也可采用球墨鑄鐵或合金鑄鐵等。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是確定軸的合理外形和全部結(jié)構(gòu)尺寸，為軸設(shè)計(jì)的重要步驟。設(shè)計(jì)者可根據(jù)軸的具體要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，必要時(shí)可做幾個(gè)方案進(jìn)行比較，以便選出最佳設(shè)計(jì)方案，以下是一般軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則： 節(jié)約材料，減輕重量，盡量采用等強(qiáng)度外形尺寸或大的截面系數(shù)的截面形狀； 易于軸上零件精確定位、穩(wěn)固、裝配、拆卸和調(diào)整； 采用各種減少應(yīng)力集中和提高強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)措施； 便于加工制造和保證精度。它在機(jī)械中主要用于支承齒輪、帶輪、凸輪 以及連桿等傳動(dòng)件，以傳遞扭矩。它主要用來(lái)支承傳動(dòng)零部件，傳山西職業(yè)技術(shù)學(xué)院 數(shù)控系 畢業(yè)論文 11 遞扭矩和承受載荷。根據(jù)結(jié)構(gòu)形狀的不同，軸類零件可分為光軸、階梯軸、空心軸和曲軸等。幾何形狀精度主要是圓度和圓柱度，一般要求限制在直徑公差范圍之內(nèi)。圖為特殊零件，徑向和軸向公差和表面精度要求較高 。其誤差一般應(yīng)限制在尺寸公差范圍內(nèi)，對(duì)于精密軸，需在零件圖上另行規(guī)定其幾何形狀精度。 表面粗糙度軸的加工表面都有粗糙度的要求，一般根據(jù)加工的可能性和經(jīng)濟(jì)性來(lái)確定。 45 鋼是軸類零件的常用材料，它價(jià)格便宜經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)（或正火）后，可得到較好的切削性能，而且能獲得較高的強(qiáng)度和韌性等綜合機(jī)械性能，淬火后表面硬度可達(dá)山西職業(yè)技術(shù)學(xué)院 數(shù)控系 畢業(yè)論文 12 45～ 52HRC。軸承鋼 GCr15 和彈簧鋼 65Mn，經(jīng)調(diào)質(zhì)和表面 高頻淬火后，表面硬度可達(dá) 50～ 58HRC，并具有較高的耐疲勞性能和較好的耐磨性能，可制造較高精度的軸。 4 零件的毛坯的選擇 確定毛坯類型及制造方法 常用圓棒料和鍛件。根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模的不同，毛坯的鍛造方式有自由鍛和模鍛兩種。 傳動(dòng)軸大都是回轉(zhuǎn)表面，主要采用車削與外圓磨削成形。外圓表面的加工方案可為：粗車→半精車→磨削。 毛坯的技術(shù)要求 尺寸精度軸類零件的主要為兩類，一類是與軸承的內(nèi)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(dòng)件配合的軸頸，即配合軸頸，其精度稍低，通常為 IT6~IT 5 選擇基準(zhǔn) 粗基準(zhǔn) 選擇 有非加工表面，應(yīng)選非加工表面作為粗基準(zhǔn)。且選擇平整光滑表面，讓開澆口處。 精基準(zhǔn)選擇 要符合基準(zhǔn)重合原則，盡可能選 設(shè)計(jì) 基準(zhǔn)或裝配基準(zhǔn)作為 定位 基準(zhǔn)。盡可能在多數(shù)工序中用同一個(gè)定位基準(zhǔn)。選擇精度高、安裝穩(wěn)定可靠表面為精基準(zhǔn)。由于該傳動(dòng)軸的幾個(gè)主要配合表面 (Q、 P、 N、 M)及軸肩面 (H、 G)對(duì)基準(zhǔn)軸線 AB 均有徑向圓跳動(dòng)和端面圓跳動(dòng)的要求，它又是實(shí)心軸，所以應(yīng)選擇兩端中心孔為基 準(zhǔn)，采用雙頂尖裝夾方法，以保證零件的技術(shù)要求。 ① 粗車 — 半精車 — 精車 對(duì)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。 ③ 粗車 — 半精車 — 精車 — 金剛石車 山西職業(yè)技術(shù)學(xué)院 數(shù)控系 畢業(yè)論文 14 對(duì)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?yàn)橛猩饘僖话惚容^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。 對(duì)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(duì)本零件的兩個(gè)端面、外圓、螺紋、 外圓錐度、切槽、圓弧、鏜孔七個(gè)步驟進(jìn)行粗加工和精加工。工件右端加工：既先從右到左進(jìn)行外輪廓粗車，然后從右到左進(jìn)行外輪廓精車，最后切槽；工件調(diào)頭，工件左端加工：粗加工外輪廓、精加工外輪廓，切退刀槽，最后螺紋粗加工、螺紋精加工。加工尺寸可由此而定，見該軸加工工藝卡的工序內(nèi)容。 選擇機(jī)床及工藝設(shè)備 . 選擇機(jī)床 數(shù)控車床與其他類型的車床相比有下列特點(diǎn)： 1）通用性強(qiáng)，生產(chǎn)率高，加工精度高且穩(wěn)定，操作者勞動(dòng)強(qiáng)度低。 3）換批調(diào)整方便，適合于多種中小批柔性自動(dòng)化生產(chǎn)。 CNC6140D：該車床可以實(shí)現(xiàn)軸類、盤類的內(nèi)外表面，錐面、圓弧、螺紋、鏜孔、鉸孔加工，也可以實(shí)現(xiàn)非圓曲線加工。 在一根鏜桿上安排粗、精切 鏜刀 來(lái)分擔(dān)余量的切除，鏜 孔后再倒角。由于是在鏜桿上鉆孔及攻絲，進(jìn)一步削弱了鏜桿的剛性及強(qiáng)度。 在同一根鏜桿上安排粗、精切鏜刀來(lái)分擔(dān)余量的去除：其中任何兩把刀都不得同時(shí)工作。 安排兩臺(tái)機(jī)床，即增加一臺(tái)半精鏜床來(lái)分擔(dān)余量的精加工。 對(duì)于本零件中的孔，將采用鏜刀對(duì)其進(jìn)行加工，并安排粗、精鏜來(lái)分擔(dān)余量的切除，鏜孔后再倒角。 螺紋加進(jìn)刀量可以參考螺紋底徑，即螺紋刀最終進(jìn)刀位置。 （ 2）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(jìn)式切削方法、 G76斜進(jìn)式切削方法和 G82 直