軸類零件的加工工藝與編程

1、 畢畢 業(yè)業(yè) 設(shè)設(shè) 計計（ （論論 文）文）題題 目：目： 軸類軸類零件的加工工零件的加工工藝藝與與編編程程 專專 業(yè)業(yè)： ： 機機電電一體化一體化 班班 級級： ： 機機電電 2 班班 學(xué)學(xué) 號：號： 學(xué)生姓名：學(xué)生姓名： 指指導(dǎo)導(dǎo)教教師師： ： 完成日期：完成日期： 2011.1.15 摘摘 要要 本次設(shè)計是進(jìn)行一個直徑是 80mm 長 415mm 的圓柱臺階軸進(jìn)行設(shè)計，這個軸上有圓弧、工藝退刀槽、螺紋退刀槽、螺紋及球面構(gòu)成，材料為 45 號鋼。軸，支承轉(zhuǎn)動零件并與之一起回轉(zhuǎn)以傳遞運動、扭矩或彎矩的機械零件。一般為金屬圓桿狀，各段可以有不同的直徑。機器中作回轉(zhuǎn)運動的零件就裝在軸上。根據(jù)軸線

2、形狀的不同，軸可以分為曲軸和直軸兩類。根據(jù)軸的承載情況，又可分為：轉(zhuǎn)軸，工作時既承受彎矩又承受扭矩，是機械中最常見的軸，如各種減速器中的軸等。心軸，用來支承轉(zhuǎn)動零件只承受彎矩而不傳遞扭矩，有些心軸轉(zhuǎn)動，如鐵路車輛的軸等，有些心軸則不轉(zhuǎn)動，如支承滑輪的軸等。傳動軸，主要用來傳遞扭矩而不承受彎矩，如起重機移動機構(gòu)中的長光軸、汽車的驅(qū)動軸等。軸的材料主要采用碳素鋼或合金鋼，也可采用球墨鑄鐵或合金鑄鐵。軸的工作能力一般取決于強度和剛度。目目 錄錄1 前言 .12 零件圖及圖樣分析.22.1 零件圖 .22.2 圖樣工藝分析 .23 零件加工工藝設(shè)計.33.1 工藝分析 .33.2 刀具的選擇和切削參數(shù)

3、 .53.3 夾具的選擇與類型 .63.3.1 夾具的選擇 .63.3.2 夾具的類型 .63.3.3 零件的安裝 .64 零件的加工工序及編程.84.1 數(shù)控加工工序 .84.2 數(shù)控加工程序及備注 .8結(jié)束語.14參考文獻(xiàn).15致謝.16 1 1 前言前言軸，支承轉(zhuǎn)動零件并與之一起回轉(zhuǎn)以傳遞運動、扭矩或彎矩的機械零件。一般為金屬圓桿狀，各段可以有不同的直徑。機器中作回轉(zhuǎn)運動的零件就裝在軸上。根據(jù)軸線形狀的不同，軸可以分為曲軸和直軸兩類。根據(jù)軸的承載情況，又可分為：轉(zhuǎn)軸，工作時既承受彎矩又承受扭矩，是機械中最常見的軸，如各種減速器中的軸等。心軸，用來支承轉(zhuǎn)動零件只承受彎矩而不傳遞扭矩，有些心

4、軸轉(zhuǎn)動，如鐵路車輛的軸等，有些心軸則不轉(zhuǎn)動，如支承滑輪的軸等。傳動軸，主要用來傳遞扭矩而不承受彎矩，如起重機移動機構(gòu)中的長光軸、汽車的驅(qū)動軸等。軸的材料主要采用碳素鋼或合金鋼，也可采用球墨鑄鐵或合金鑄鐵等。軸的工作能力一般取決于強度和剛度，轉(zhuǎn)速高時還取決于振動穩(wěn)定性。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計是確定軸的合理外形和全部結(jié)構(gòu)尺寸，為軸設(shè)計的重要步驟。它由軸上安裝零件類型、尺寸及其位置、零件的固定方式，載荷的性質(zhì)、方向、大小及分布情況，軸承的類型與尺寸，軸的毛坯、制造和裝配工藝、安裝及運輸，對軸的變形等因素有關(guān)。設(shè)計者可根據(jù)軸的具體要求進(jìn)行設(shè)計，必要時可做幾個方案進(jìn)行比較，以便選出最佳設(shè)計方案，以下是一般軸結(jié)構(gòu)設(shè)

5、計原則： 1、節(jié)約材料，減輕重量，盡量采用等強度外形尺寸或大的截面系數(shù)的截面形狀； 2、易于軸上零件精確定位、穩(wěn)固、裝配、拆卸和調(diào)整；3、采用各種減少應(yīng)力集中和提高強度的結(jié)構(gòu)措施；4、便于加工制造和保證精度。本畢業(yè)設(shè)計課題為減速器軸的設(shè)計，借助 autocad 軟件，先設(shè)計繪制圖形，然后編制設(shè)計和制造工藝，通過車、銑床進(jìn)行加工，從而實現(xiàn)零件的設(shè)計、制造一體化的圖紙設(shè)計和圖紙制造，具有相當(dāng)大的實用價值和發(fā)展空間。 2 零件圖及圖樣分析零件圖及圖樣分析2.1 零件圖零件圖 圖 2-12.22.2 圖樣工藝分析圖樣工藝分析如圖 2-1 所示，根據(jù)圖樣零件的數(shù)據(jù)顯示選擇毛坯為：直徑 85mm*420m

6、m，被加工部分的各尺寸、形位、表面粗糙度值及凹凸配合等要求較高，零件結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，包含了圓弧，外輪廓，切槽以及三維曲面的加工，且大部分的尺寸均達(dá)到 it8-it7 級精度。工件選用三爪自定心卡盤裝夾，由于該零件形狀復(fù)雜所以把零件分為兩步驟完成：先車基準(zhǔn)（零件左端面）車寬 2 直徑 10.5 的槽車螺紋車中間寬槽。掉頭裝夾先車端面車寬 1.5 直徑為 5 的槽車螺紋。3 零件加工工藝設(shè)計零件加工工藝設(shè)計在程序編制中，編程人員必須充分掌握構(gòu)成零件輪廓的幾何要素參數(shù)及各幾何要素間的關(guān)系。因為在自動編程時要對零件輪廓的所有幾何元素進(jìn)行定義，手工編程時要計算出每個節(jié)點的坐標(biāo)，無論哪一點不明確或不確定，編

7、程都無法進(jìn)行。但由于零件設(shè)計人員在設(shè)計過程中考慮不周或被忽略，常常出現(xiàn)參數(shù)不全或不清楚，如圓弧與直線、圓弧與圓弧是相切還是相交或相離。所以在審查與分析圖紙時，一定要仔細(xì)核算，發(fā)現(xiàn)問題及時與設(shè)計人員聯(lián)系。對圖 2-1 工件進(jìn)行工藝分析可得知以下步驟并加工零件至成型。下料下料鍛造鍛造粗車粗車半精車半精車精車精車磨削磨削另外在加工過程中為防止發(fā)生工件形變必須對工件進(jìn)行熱處理已去內(nèi)應(yīng)力，如粗車后對工件進(jìn)行初步熱處理，半精車后進(jìn)行時效處理，精車完以后進(jìn)行淬火以及磨削兩端直徑為 35 的軸徑以達(dá)到其精度要求。3.23.2 刀具的選擇和切削參數(shù)刀具的選擇和切削參數(shù)車削用量的選擇原則是：（1）粗車時，首先考慮

8、選擇一個盡可能大的背吃刀量 ap，其次選擇一個較大的進(jìn)給量 f,最后確定一個合適的切削進(jìn)度 v 。增大背吃刀量 ap 可使走刀次數(shù)減少，增大進(jìn)給量 f 有利于斷屑，因此根據(jù)以上原則選擇粗車切削用量對于提高生產(chǎn)效率，減少刀具消耗，降低加工成本是有利的。（2）精車時，加工精度和表面粗糙度要求較高，加工余量不大且均勻，此選擇較?。ǖ惶。┑谋吵缘读?ap和進(jìn)給量 f ，并選用切削性能高的刀具材料和合理的幾何參數(shù)，以盡可能提高切削速度 v。刀具選擇的結(jié)果如下：加工步驟刀具切削參數(shù)主軸轉(zhuǎn)速刀具規(guī)格序號加工內(nèi)容類型材料n/r.min1進(jìn)給速度v /mm.minf1粗加工外輪廓（t01）30外圓車刀120

9、0f0.22半精加工外輪廓（t02）35外圓車刀硬質(zhì)合金1500f0.23.33.3 夾具的選擇與類型夾具的選擇與類型3.3.13.3.1 夾具的選擇夾具的選擇數(shù)控加工對夾具主要有兩大要求：一是夾具應(yīng)具有足夠的精度和剛度；二是夾具應(yīng)有可靠的定位基準(zhǔn)。選用夾具時，通?？紤]以下幾點：（1）盡量選用可調(diào)整夾具、組合夾具及其它通用夾具，避免采用專用夾具，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時間。（2）在成批生產(chǎn)時才考慮采用專用夾具，并力求結(jié)構(gòu)簡單。（3）裝卸工件要迅速方便，以減少機床的停機時間。（4）夾具在機床上安裝要準(zhǔn)確可靠，以保證工件在正確的位置上加工。本次設(shè)計采用普通的三爪自動定心卡盤，其工作效率高，使用方便、準(zhǔn)確度

10、高。由圖 3-3 所視。3.3.23.3.2 夾具的類型夾具的類型數(shù)控車床上的夾具主要有兩類：一類用于盤類或短軸類零件，工件毛坯裝夾在帶可調(diào)卡爪的卡盤（三爪、四爪）中，由卡盤傳動旋轉(zhuǎn)；另一類用于軸類零件，毛坯裝在主軸頂尖和尾架頂尖間，工件由主軸上的撥動卡盤傳動旋轉(zhuǎn)3刀槽（t04）直徑 1mm的槽刀800f0.14精加工外輪廓（t03）35外圓車車2000f0.15切寬槽（t05）直徑為 5mm的槽刀800f0.16車螺紋（t06）30螺紋刀900f0.47粗加工外輪廓（t07）30外圓車刀1000f0.23.3.33.3.3 零件的安裝零件的安裝數(shù)控機床上零件的安裝方法與普通機床一樣，要合理選

11、擇定位基準(zhǔn)和夾緊方案，注意以下兩點：（1）力求設(shè)計、工藝與編程計算的基準(zhǔn)統(tǒng)一，這樣有利于編程時數(shù)值計算的簡便性和精確性。（2）盡量減少裝夾次數(shù)，盡可能在一次定位裝夾后，加工出全部待加工表面。由于本次設(shè)計的零件屬于短軸類零件，故采用三爪自定心卡盤裝夾。其安裝方便、安裝精度較高。4 零件的加工零件的加工工序及編程工序及編程4.1 數(shù)控加工工序數(shù)控加工工序1.車削端面作為基準(zhǔn)。2.車8、 12、 25、 35 和 80 的外圓階梯軸。3 .半精車 8、 12、 25、 35 和 80 的外圓階梯軸。4 .精車 8、 12、 25、 35 和 80 的外圓階梯軸。5.車寬 2 深 10.5 的槽。6.

12、車 40 寬槽。7.車 m12 的螺紋。8.掉頭裝夾。9.車 8、 12、 25、 35 和 80 的外圓階梯軸。10.半精車 8、 12、 25、 35 和 80 的外圓階梯軸。11.精車 8、 12、 25、 35 和 80 的外圓階梯軸。12.車 40 的寬槽。13.車寬 1.5 深 5 的槽。14.車 m6 的螺紋。15.最后磨削兩端35 的直徑。4.2 數(shù)控加工程序及備注數(shù)控加工程序及備注o0001 程序開始程序開始n01 m03 s1200n02 t0101 m08n03 g00 x82 z2n04 g73 u39 r10n05 g73 p06 q18 u0 w0 f0.3n06

13、g01 x12 f0.3n07 z0n08 z-7.7n09 x14n10 z-36.2n11 x27n12 z-99n13 x37n14 z-165n15 x80n16 z-173n17 g02 x80 z-302 r114.01n18 g01 z-315n19 g00 x100 z100n20 m00n21 m05n22 m03 s1200n23 t0101 n24 g00 x82 z2n25 g70 p06 q18 f0.1n26 g00 x100 z100n27 m09n28 m05n29 m03 s1500n30 t0202 m08n31 g00 x82 z2n32 g71 u4 r

14、1n33 g71 p34 q44 u0 w0 f0.2n34 g01 x10.5 f0.2n35 z0n36 z-7.7n37 x12.5n38 z-36.2n39 x25.5n40 z-99n41 x35.5n42 z-165n43 x81n44 z-173n45 g00 x100 z100n46 m00n47 m05n48 m03 s1500n49 t0202 n50 g00 x82 z2n51 g70 p34 q44.6 f0.3n52 g00 x100 z100n53 m09n54 m05n55 m03 s2000n56 t0303 m08n57 g00 x82 z2n58 g71 u

15、4 r1n59 g71 p60 q75 u0.000 w0.00 f0.1n60 g01 x9.400 f0.1n61 z0.00n62 g03 x10.000 z-0.30 r0.3n63 g01 z-7.70n64 x11.400n65 g03 x12.000 z-8.00 r0.3n66 g01 z-36.20n67 x24.400n68 g03 x25.000 z-36.50 r0.3n69 g01 z-99.00n70 x34.400n71 g03 x35.000 z-99.30 r0.3n72 g01 z-165.00n73 x79.400n74 g03 x80.000 z-165

16、.30 r0.3n75 g01 z-173n76 g00 x100 z100n77 m09n78 m05n79 m03 s2000n80 t0303 m08n81 g00 x85 z2n82 g70 p60 q75n83 g00 x100 z100n84 m09n85 m05n86 m03 s800n87 t0404n88 g00 x20 z2n89 g01 z-20.2 f0.1n90 x10.5 f0.1n100 x20n101 z-20.7n102 x10.5n103 x20n104 z-21.2n105 x20n106 g00 x100 z100n107 m09n108 m05n109

17、 m03 s800n110 t0505 m08n111 g00 x83 z2n112 g01 z-178 n113 g75 r0.1n114 g75 x40.2 z-302 p5000 q4500 r0 f0.1n115 g01 x85n116 g00 x100 z100n117 m09n118 m05n119 m03 s1500n120 t0303 m08n121 g00 x83 z2n122 g01 z-186n123 x40 n124 z-302n125 x79.4000n126 g02 x80 z-302.3 r0.3n127 g01 x320n128 g00 x100 z100n12

18、9 m09n130 m05n131 m03 s900n132 t0606n133 g00 x12 z3n134 g92 x11.6 z-20.2 f1n135 x11.4n136 x11.2n137 x11n138 x10.9n139 x10.8n140 x10.7n141 g00 x100 z100n142 m30掉頭裝夾掉頭裝夾n01 m03 s1200n02 t0101 m08n03 g00 x82 z3n04 g71 u2 r1n05 g71 p06 q15 u0.000 w0.00 f0.1n06 g01 x8 f0.1n07 z0n08 z-9n08 x10n09 z-30n10

19、x20n11 z-56n12 x37n13 z-105n14 x80n15 z-110n16 g00 x100 z100n17 m09n18 m05n19 m03 s1200n20 t0101 m08n21 g00 x82 z3n22 g70 p06 q15n23 g00 x100 z100n24 m09n25 m05n26 m03 s1500n27 t0202 m08n28 g00 x82 z3n29 g71 u4 r1n30 g71 p31 q41 u0.000 w0.00 f0.1n31 g01 x7 f0.1n32 z0n33 z-9n34 x9n35 z-30n36 x19n37 z

20、-56n38 x36n39 z-105n40 x80n41 z-110n42 g00 x100 z100n43 m09n44 m05n45 m03 s1500n46 t0202 m08n47 g00 x82 z3n48 g70 p06 q15n49 g00 x100 z100n50 m09n51 m05n56 m03 s2000n57 t0303 m08n58 g00 x82 z3n58.5 g71 u4 r1n59 g71 p60 q76 u.000 r0.00 f0.1n60 g01 x5.400n61 z0.00n62 g03 x6.000 z-0.3 r0.3n63 g01 z-9.0

21、0n64 g01 x7.400n65 g03 x8.000 z-9.30 r0.3n66 g01 z-30.00n67 x17.400n68 g03 x18.000 z-30.30 r0.3n69 g01 z-56.00n70 x34.400n71 g03 x35.000 z-56.30 r0.3n72 g01z-105n73 x79.400n75 g03 x80.000 z-105.30 r0.3n76 z-110n77 g00 x100 z100n78 m09n79 m05n80 m03 s2000n81 t0303 m08n82 g00 x82 z3n83 g70 p60 q76n84

22、g00 x100 z100n85 m09n86 m05n87 m03 s1500n88 t0303 m08n89 g00 x83 z3n90 g01 z-220n91 x40n92 z-242n93 x79.4n94 g02 x80 z-242.3 r0.3n95 g00 x100 z100n96 m09n97 m05n98 m03 s800n99 t0404 m08n100 g00 x10 z3n101 g01 z-8.5n102 x5 f0.1n103 x10n104 z-9n105 x5n106 x20n107 g00 x100 z100 n108 m09n109 m05n110 m03 s900n