【正文】 管有一些零 件已經(jīng)用精密的鑄造或冷壓等方法來制造，但是，絕大多數(shù)零件的制造還離不開 普通機(jī)床的加工。 軸是代表性的零件之一，加工難度較大，工藝路線較長，涉及軸類零件的加 工的許多基本工藝問題，下面通過對軸技術(shù)條件的分析和工藝過程的討論，來說 明軸類零件加工的一般規(guī)律。通常，毛坯需要經(jīng)過 若干工序才能轉(zhuǎn)化為符合產(chǎn)品要求的零件。 在現(xiàn)有的生產(chǎn)條件下，如何采用經(jīng)濟(jì)有效的加工方法，合理地安排加工工藝 路線以獲得符合產(chǎn)品要求的零件，最重要的就是要編制出零件的工藝規(guī)程。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件，以傳遞扭矩。它主 要用來支承傳動零部件，傳遞扭矩和承受載荷。 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。 本論文所加工的零件——典型軸類零件則屬于階梯軸 零件圖 技術(shù)要求 45 1 45176。 ∠1:5 R1 1 .54 5176。 ?200 ?100 M16 ?280 R1 2177。 15 18 76177。尺寸 標(biāo)注完整，選用毛坯為 45鋼，Φ50mm100mm，無熱處理和硬度要求。由 于獲得同一級精度及表面粗糙度的加工方法一般有許多，因而在實(shí)際選擇時，要 結(jié)合零件的形狀、尺寸大小和形位公差要求等全面考慮。 通過以上數(shù)據(jù)分析，考慮加工的效率和加工的經(jīng)濟(jì)性，最理想的加工方式 為車削，考慮該零件為大批量加工，故加工設(shè)備采用數(shù)控車床。 ①加工路線應(yīng)保證被加工工件的精度和表面粗糙度。 ③簡化數(shù)值計算和減少程序段，降低編程工作量。 ⑤合理設(shè)計刀具的切入與切出的方向。 確定加工方案 零件上比較精密表面的加工，常常是通過粗加工、半精加工和精加工逐步達(dá) 到的。 加工順序的安排應(yīng)根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)和毛坯狀況，選擇工件定位和安裝方式， 重點(diǎn)保證工件的剛度不被破壞，盡量減少變形，因此加工順序的安排應(yīng)遵循以下 原則： （1）上道工序的加工不能影響下道工序的定位與夾緊 （2）先加工工件的內(nèi)腔后加工工件的外輪廓 （3）盡量減少重復(fù)定位與換刀次數(shù) （4）在一次安裝加工多道工序中，先安排對工件剛性破壞較小的工序。 ②設(shè)計加工路線要減少空行程時間，提高加工效率。 5 甘肅廣播電視大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 ④據(jù)工件的外形、剛度、加工余量、機(jī)床系統(tǒng)的剛度等情況，確定循環(huán)加工 次數(shù)。采用單向趨近定位方法，避免傳動系 統(tǒng)反向間隙而產(chǎn)生的定位誤差。 ◆軸類零件加工工藝規(guī)程注意點(diǎn): 軸類零件中工藝規(guī)程的制訂， 直接關(guān)系到工件質(zhì)量、 勞動生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效益。 1)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。 2)精基準(zhǔn)選擇：要符合基準(zhǔn)重合原則，盡可能選設(shè)計基準(zhǔn)或裝配基準(zhǔn)作為定 位基準(zhǔn)。盡可能在多數(shù)工序中用同一個定位基準(zhǔn)。選擇精度高、安裝穩(wěn)定可靠表面為精基準(zhǔn)。 一個零件可以用幾種不同的加工方法制造，但在一定的條件下，只有某一種方法 是較合理的。 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。 該典型軸類零件長度為 145mm， 螺紋大徑為 30mm、 長度為 25mm， 外 圓 錐面 的 錐度 為 20o 、 長度 為 29mm ，圓 弧 總長 為 57mm 、半 徑 分別 有 6 甘肅廣播電視大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 24mm/9mm/8mm，所鏜的孔直徑為 28mm、長度為 26mm。該典型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。 ◆ 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)性來確定。 在加工該軸類零件時，需采用粗車與精車結(jié)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(jìn)給時進(jìn) 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。軸頸的直徑公差等級通常為 IT6IT8， 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。如 圖典型軸類直徑相差不大，采用直徑為 60mm，材料 45鋼，在鋸床上按 150mm 長度下料。用兩中心孔定位符合基準(zhǔn)重合原則，并且能夠最大限度地 在一次裝夾中加工出多格外圓表面和端面， 因此常用中心孔作為軸加工的定位基 準(zhǔn)。 7 甘肅廣播電視大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 數(shù)控車削時，為了能用同一程序重復(fù)加工和工件調(diào)頭加工軸向尺寸的準(zhǔn)確 性，或?yàn)榱硕嗣嬗嗔烤鶆颍ぜS向需要定位。以外圓定位時，則應(yīng)采用三爪自定心卡盤反 爪裝夾或采用限未支承，以工件端面或臺階兒面作為軸向定位基準(zhǔn)。 過量彎曲變形會造成加工余量不足及裝夾不可靠。 切斷用棒料切得所需長度的坯料。 車端面和鉆中心孔—對數(shù)控車削而言，通常將他們作為預(yù)備加工工序安排。性能要求較高的毛坯在粗加工 后、精加工前應(yīng)安排調(diào)質(zhì)處理，以提高零件的綜合機(jī)械性能；對于硬度和耐磨性 要求不高的零件，調(diào)質(zhì)也常作為最終熱處理。 （6） 加工工序的劃分一般可按下列方法進(jìn)行： ①刀具集中分序法 就是按所用刀具劃分工序，用同一把刀具加工完零件 上所有可以完成的部位。 這樣可減少換刀次數(shù),壓縮空程時間，減少不必要的定位誤差。一般先加工平面、定位面， 后加工孔；先加工簡單的幾何形狀，再加工復(fù)雜的幾何形狀；先加工精度較低的 部位，再加工精度要求較高的部位。 綜上所述，在劃分工序時，一定要視零件的結(jié)構(gòu)與工藝性，機(jī)床的功能，零件數(shù) 控加工內(nèi)容的多少，安裝次數(shù)及本單位生產(chǎn)組織狀況靈活掌握。 （7）工時在加,加工順序的安排應(yīng)根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)和毛坯狀況，以及定位夾 緊的需要來考慮，重點(diǎn)是工件的剛性不被破壞。 ②先進(jìn)行內(nèi)形內(nèi)腔加工序，后進(jìn)行外形加工工序。 ④在同一次安裝中進(jìn)行的多道工序，應(yīng)先安排對工件剛性破壞小的工序。工件調(diào)頭裝夾由程序 中的 M00 或 M01 指令控制程序暫停，裝夾后按“循環(huán)啟動”繼續(xù)加工。由 于半精加工和精加工的走刀路線是沿其零件輪廓順序進(jìn)行的， 所以確定走刀路線 主要在于規(guī)劃好粗加工及空行程的走刀路線。這個相對對 對刀位置通常設(shè)在機(jī)床工作臺或夾具上。 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。 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?yàn)橛猩?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。 ◆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(jìn)行粗加工和精加工。 本零件將采用 FANUC 系統(tǒng)進(jìn)行加工： 主要特點(diǎn) FANUC 公司的數(shù)控系統(tǒng)具有高質(zhì)量、高性能、全功能，適用于各種機(jī)床和 生產(chǎn)機(jī)械的特點(diǎn)。 ◆在一根鏜桿上安排粗、精切鏜刀來分擔(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、精切鏜刀來分擔(dān)余量的去除：其中任何兩把刀都 不得同時工作。 ◆安排兩臺機(jī)床，即增加一臺半精鏜床來分擔(dān)余量的精加工。 ◆對于本零件中的孔，將采用鏜刀對其進(jìn)行加工，并安排粗、精鏜來分擔(dān)余 量的切除，鏜孔后再倒角。 ◆螺紋加工進(jìn)刀量 10 甘肅廣播電視大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 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。 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 直進(jìn)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。 ◆G32 直進(jìn)式切削方法， 由于兩側(cè)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。由于其刀具移動切削均靠編程來完成，所以加 工程序較長；由于刀刃容易磨損，因此加工中要做到勤測量。但由于其為單側(cè)刃 工作，刀具負(fù)載較小，排屑容易，并且切削深度為遞減式。由于此加工方法排屑容易，刀刃加工工況較好，在螺 紋精度要求不高的情況下，此加工方法更為方便。 但要注意刀具起始點(diǎn)要準(zhǔn)確，不然容易亂扣，造成零件報廢。 螺紋加工完成后可以通過觀察螺紋牙型判斷螺紋質(zhì)量及時采取措施， 當(dāng)螺紋 牙頂未尖時，增加刀的切入量反而會使螺紋大徑增大，增大量視材料塑性而定， 當(dāng)牙頂已被削尖時增加刀的切入量則大徑成比例減小， 根據(jù)這一特點(diǎn)要正確對待 螺紋的切入