凸輪軸零件的數(shù)控編程與加工

1、題 目凸輪軸零件的數(shù)控編程與加工目錄摘要第一節(jié)零件圖的分析1.1零件的材料及其力學(xué)性能11.2零件的結(jié)構(gòu)工藝分析1第二節(jié)毛坯的分析2.1毛坯的選擇22.2毛坯圖的設(shè)計3第三節(jié)工藝路線的擬定3. 1 加位人£準的選擇 43. 2力H工方法的選擇53. 3力H工順序的安排8第四節(jié)加工余量及工序尺寸的確定4.1加工余量104.2總加工余量和工序加工余量104.3加工余量、最大加工余量和最小加工余量104.4影響加工余量的因素114.5工序尺寸12第五節(jié)機床和工藝裝備的選擇5.1機床的選擇135.2夾具的選擇165.3刀具的選擇175.4量具的選擇18第六節(jié)切削用量19第七節(jié)程序編制21設(shè)計

2、心得25參考文獻26摘要本文主要針對凸輪軸類零件的加工進行工藝分析。凸輪軸類零件通常由圓 柱面、端面、臺階面、螺紋、圓弧等組成，主要用于支撐傳動零件，承受載荷， 傳遞轉(zhuǎn)矩等，有較高的精度和粗糙度要求。為保證凸輪軸類零件的高精度要求，本設(shè)計針對零件進行了工藝分析、尺寸 計算、程序編寫以及數(shù)控仿真，制定了正確的工藝方案，包括：裝夾方案和工藝 路線，選擇合理的刀具和夾具，并能利用數(shù)控仿真軟件進行了驗證。實現(xiàn)了數(shù)控 車床的自動化，智能化，高精度、快速度，短周期等功能。數(shù)控加工制造技術(shù)正逐漸得到廣泛的應(yīng)用。零件加工之前，進行工藝分析、 編程設(shè)計具有非常重要的作用。本文通過對典型的凸輪軸類零件數(shù)控加工丄藝

3、的 分析，給岀了一般零件設(shè)計加工工藝分析的方法,對于提高制造質(zhì)量和實際生產(chǎn), 具有一定的指導(dǎo)意義一、零件圖的分析1.1零件的材料及其力學(xué)性能(1) 材料根據(jù)圖紙可知該零件的材料是45號鋼，俗稱“油鋼”。屬于優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼中的中碳 鋼。其成分是碳量為0. 42-0. 50%, Si含量為0. 1-0. 37%, Mn含量為0. 50-0. 80%, Cr含量 0. 25%, Ni 含S0. 30%o, CU 含fi0. 25%.45號鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后具有良好的綜合機械性能，廣泛應(yīng)用于各種重要的結(jié)構(gòu)零件，特 別是那些在交變負荷下工作的連桿、螺栓、齒輪及軸類等。但表而硬度較低，不耐磨?？捎?調(diào)質(zhì)和表而

4、淬火提高零件表而硬度。(2) 力學(xué)性能 45號鋼為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)用鋼，硬度不髙，易切削加工。其熱處理的溫度為：正火850 °C,淬火 840°C,回火 600OCO 45號鋼淬火后沒有回火之前，硬度大于HRC55 (最高可達HRC62)為合格，實際應(yīng)用 的最高硬度為HRC55 (高頻淬火HRC58),不要采用滲碳淬火的熱處理。 45號鋼的抗拉強度為590650MPl屈服強度為315355Mpa:伸長率為14%18%u 1.2零件的結(jié)構(gòu)工藝分析根據(jù)零件簡圖分析 圓柱而及螺紋：加工尺寸公差等級表而粗糙度(Um)其他01%7IT83.2其中心軸線相對于050：。39中心軸線的同軸度

5、為0. 02502%IT81.6其中心軸線相對于05O!,O39中心軸線的同軸度為0. 025050九39IT81.6其中心軸線為基準AR20±0.016IT71.6其表而相對于05OhO39左端而的圓跳動為0. 025M12-7hIT73.2粗牙螺紋，螺距為1.75mm凸輪加工尺寸公差等級表面粗糙度(Um)備注13±0.021IT93.2兩處30 -<).()62IT93.2兩處46°.062IT93.2兩處4° e f-0.075ITlI3.2四周7÷00%,O93. 2兩處長度加工加工尺寸公差等級其他10± 0.029IT

6、IO%ITlI右端為基準D5÷OO48ITIOg+0.022IT829 ±0.065ITlIOZ- 7-4).089 j,÷0.05()IT8IO0IV-0.09ITlI零件結(jié)構(gòu)工藝性分析零件的結(jié)構(gòu)工藝性是指所設(shè)訃的零件在滿足使用的要求的前提下，制造的可行性和經(jīng)濟 性，它是評價零件結(jié)構(gòu)設(shè)汁優(yōu)劣的主要技術(shù)經(jīng)濟指標之一。零件切削加工的結(jié)構(gòu)工藝性涉及 加工時的裝夾、對刀、測量和切削效率等。結(jié)論：該軸結(jié)構(gòu)較規(guī)則且為階梯結(jié)構(gòu)的凸輪軸，由于長度與直徑之比小于5,所以該工 件屬于短軸。從表而加工類型看,主要加工表而有圓柱而、凸輪、單鍵槽、螺紋等表而組成, 其中多個直徑尺寸于軸向

7、尺寸有較高的尺寸精度和表而粗糙度。零件尺寸標注完整，符合數(shù) 控加工尺寸標注要求：輪酬描述淸楚完整：零件材料為45鋼，加工切削性能較好，無熱處 理和硬度要求。二、毛坯的分析2. 1毛坯的選擇毛坯類型:毛坯是用來加工各種工件的坯料，毛坯主要有：鑄件，鍛件，焊件，沖壓件 及型材等。（1）鑄件 對形狀較復(fù)雜的毛坯，一般可以用鑄造的方法制造。目前大多數(shù)鑄件采 用砂型鑄造，對尺寸精度要求較髙的小型鑄件，可采用特種鑄造，如永久型鑄造，精密型鑄 造，壓力鑄造等。（2）鍛件 鍛件毛坯由于經(jīng)鍛造后可得到連續(xù)和均勻的金屬纖維組織，因此鍛件的 力學(xué)性能較好，常用于受力復(fù)雜的重要鋼質(zhì)零件。其中自由鍛件的精度和生產(chǎn)率較低

8、，主要 用于小批生產(chǎn)和大批生產(chǎn)鍛件的制造。模型鍛件的尺寸精度和生產(chǎn)率較髙，主要用于產(chǎn)量較 大的中小型鍛件。（3）型材 型材主要有板材，棒材，線材等，常用截而形狀有圓形，方形和特殊截 而形狀。就其制造方法，又分為熱軋和冷拉兩大類。熱軋型材尺寸較大，精度較低，用于一般的機械零件。冷拉型材尺寸較小，精度較高，主要用于毛坯精度要求較髙的中小型零件。（4）焊接件焊接件主要用于單件小批生產(chǎn)和大型零件及樣機試制。苴優(yōu)點是制造簡 單，生產(chǎn)周期短，盯省材料，重量輕。但其抗震性較差，變形大，需經(jīng)時效處理后才能進行 機械加工。根拯軸類零件的特性：在傳遞力矩過程中要承受很強的沖擊力和很大的交變載荷，要求 材料應(yīng)有較高

9、的強度、沖擊韌性、疲勞強度和耐磨性，而且苴輪廓形狀不復(fù)雜，故采用型材。苴屬于凸輪軸，該材料為45鋼，本例傳動軸屬于中、小傳動軸，并且各外圓直徑尺寸 相差不大，故選擇C 55mm的熱軋圓鋼作毛坯。零件尺寸不大，而且零件屬于小批量生產(chǎn)，故采用棒料。2.2毛坯圖的設(shè)計（1）毛坯余量確左毛坯的形狀和尺寸越接近成品零件，即毛坯糟度越髙，則零件的機械加工勞動疑越少， 材料消耗越少，可充分提髙勞動生產(chǎn)率，降低成本，但是毛坯制造費用會提髙，在確泄毛坯 時，應(yīng)根據(jù)機械加工和毛坯制造兩方而考慮。由于毛坯制造技術(shù)的限制，零件被加工表面的技術(shù)要求還不能從毛坯制造直接得到，因 此毛坯上某些表而需要留一立的加工余量，通過

10、查機械設(shè)計與制造工藝簡明手冊得毛坯 尺寸為長度為90,直徑為55mm的棒料。（2）毛坯一一零件合圖草圖9084.7193916OOLCLn0OLn0JF乂 乂 " 乂，OC5一 024一OOC51IfCo0三、工藝路線的擬定3. 1定位基準的選擇左位基準有粗基準與精基準之分。在機械加工的第一道工序中，只能用毛坯上未經(jīng)加工 的表而作定位基準，則該表而稱為粗基準。在隨后的工序中，用加工過的表面作左位基準， 稱為精基準。選擇各工序泄位基準時，應(yīng)先根據(jù)工件泄位要求確宦所需泄位基準的個數(shù)，再 接基準選擇原則選定每個龍位基準。為使所選的怎位基準能保證整個機械加工下藝過程的順 利進行，通常應(yīng)先考慮

11、如何選擇精基準來加工齊個表而，然后考慮如何選擇粗基準耙作為精 基準的表而先加工岀來。（1）、精基準的選擇選擇精基準首先考慮的是要保證加工精度，特別是加丁表而的相互位程精度。在此 基礎(chǔ)之上，還要考慮使工件裝夾方便、可靠、準確"精基準的選擇一般應(yīng)遵循以下原則： 基準重合原則。直接選用設(shè)汁基準作為左位基準，稱為基準重合原則。采用基準重臺 原則可以避免由于定位基準與設(shè)訃基準不重臺引起的定位誤差（稱為基準不重臺誤差），使被 加工工件的尺寸精度和位置精度得到可靠的保證。在數(shù)控機床上裝夾的工件應(yīng)力求使其設(shè)計 基準、工藝基準與編程原點重合，以減少基準不重合誤差及數(shù)控編程時的計算工作量。 基準統(tǒng)一原則

12、。工件加工過程中盡可能地采用統(tǒng)一的左位基準，稱為基準統(tǒng)一原則（也 稱基準單一原則或基準不變原則）。采用基準統(tǒng)一原則可以保證各加T表而間的相互位宜精 度，避免或減少因基準轉(zhuǎn)換而引起的誤差，并可使各工序所用夾具的結(jié)構(gòu)相同或相似，簡化 夾具的設(shè)計和制造作，降低成本，縮短生產(chǎn)準備周期。 自為基準原則。當精加工或光整加工工序要求余量小而均勻時.可選擇加工表而本身 作為精基準，稱為自為基準原則。采用自為基準原則只能提高加工表而的尺寸精度。而不能 提高加工表而與其他表而之間的相互位置精度，后者應(yīng)由先行工序保證磨削床身導(dǎo)軌面，先 用百分表（或觀察磨削火花）拽正工件的導(dǎo)軌而，然后再對英表而進行加工。這種以導(dǎo)軌面

13、本 身為基準來找正定位就符合自為基準原則。 互為基準原則。為使加工表面問有較髙的位置精度及均勻的加工余量，有時可采用兩 個加工表而互為基準反復(fù)加工的方法，稱為互為基準原則。例如，主軸前端的莫氏錐孔與支 承軸頸在加工時，先以支承軸頸為泄位基準加工莫氏錐孔，然后以莫氏錐孔左位加工支承軸 頸，最后叉以支承軸頸左位加工奠氏錐孔，反復(fù)輪換使用，使兩者獲得很髙的圓度及同軸度 精度。叉如加工精密齒輪時，當把齒而淬硬后，需要進行磨齒，因英淬硬層較薄，故磨削余 量要小而均勻。為此，需先以齒輪分度圓為基準磨內(nèi)孔，再磨齒而。這樣加工不僅可以使磨 齒余量小而均勻，而且還能保證齒輪分度圓對內(nèi)孔有較小的同軸度誤差。 保證

14、工件泄位穩(wěn)立準確、夾緊可靠，夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便的原則。一般采用而積 大、精度較髙和表而粗糙度值較低的表面作為精基準。（2）、粗基準的選擇粗基準的選擇，主要考慮如何保證加工表面與不加工表而之間的位置和尺寸要求，保證 加工表而的加工余量均勻和足夠，以及減少裝夾次數(shù)等。具體原則有以下幾方而： .如果零件上有一個不需加工的表而，在該表而能夠被利用的情況下，應(yīng)盡雖選擇該 表面作粗基準。®.如果零件上有幾個不需要加工的表面，應(yīng)選擇其中與加工表面有較高位麗精度要求 的不加工表而作第一次裝夾的粗基準。.如果零件上所有表而都需機械加工，則應(yīng)選擇加工余量最小的毛坯表而作粗基準。®.同一尺寸

15、方向上，粗基準只能用一次。.粗基準要選擇平整、面積大的表面。根據(jù)以上分析，對于該零件的加工的左位基準選擇如下： 粗基準的選擇在車左端（或右端）時選擇毛坯右端（或左端）而作為加工的粗基準。 精基準的選擇在加工右端各外圓輪酬時，以50外圓中心軸線為精基準：銃削凸輪時以凸輪中心及 凸輪底部作為基準加工。3. 2加工方法的選擇加工方法的選擇原則是保證加工質(zhì)疑、生產(chǎn)率和經(jīng)濟型。表面加工方法的選擇，岀了 考慮加工質(zhì)量、零件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸、零件的材料和硬度以及生產(chǎn)類型外，還要考慮加 工的經(jīng)濟性。（1）加工經(jīng)濟精度加工經(jīng)濟精度是指在正常的加工條件下（符合質(zhì)量的標準設(shè)備、工藝裝備和標準技 術(shù)等級的工人，不延長

16、加工工時）所能保證零件的加工精度。經(jīng)濟粗糙度等同于經(jīng)濟精度 的概念。即是指在正常的加工條件下（符合質(zhì)量的標準設(shè)備、工藝裝備和標準技術(shù)等級 的工人，不延長加工工時）所能保證零件的加工粗糙度。下而表1表2分別摘錄了外圓、 平而的加工方法和加工方案以及所能達到的加工經(jīng)濟精度和經(jīng)濟粗糙度（經(jīng)濟精度以公 差等級表示），選擇時用作參考。表1外圓表而加工方案序號加工方法公差等級表而粗糙度Ra（Um）適用范圍1粗車IT13ITll12. 5 50適用于淬火鋼以 外的各種金屬2粗車一半精車mo IT93.2 6.33粗車一半精車一 精車IT7IT60. 8 1. 64粗車一半精車一 精車一拋光（滾 壓）IT7I

17、T60. 0250 025粗車一半精車一 磨削IT7IT60.4 0.8使用于淬火鋼、 未淬火鋼、鋼鐵 等，不宜加工強 度低、韌性大的 有色金屬6粗車一半精車一 粗磨一精磨IT6IT50.2 0.47粗車一半精車一 粗磨一精磨一高 精度磨削IT5IT3O. 0080. 18粗車一半精車一 粗磨一精磨一研 磨IT5IT30. 008-0.01適用于有色金屬9粗車一半精車一 精車一精細車（研磨）IT6IT50. 0250. 4表2平面加工方法序號加工方法公差等級表而粗糙度 Ra （ m）適用范圍1粗車ITll1312. 5 50端面2粗車IT8 103.2 6.33粗車一半精車一 精車IT7 80

18、.8-1. 64粗車一半精車一 磨削IT6 80.2 0.85粗銃（或粗刨）l 136.3 25一般不淬硬平而（端銃表而）Ra 較小6粗銃（或粗刨） 精銃（或精創(chuàng)）IT6 71. 66. 37粗銃（或粗刨） 精銃（或精創(chuàng)）刮研IT8 101.625精度要求較高不 淬硬平面,批量 較大時宜采用寬 刃精刨方案8以寬刃精刨代替 上述刮研IT6 70. 1 0.89粗銃（或粗刨） 一精銃（或精刨） 一磨削IT70.2 0.8精度要求較高的 淬硬平而或不淬 硬平面10粗銃（或粗刨） 一精銃（或精刨） 一粗磨一精磨IT6 70. 0250 411粗銃一拉IT7 90.2 0.8大量生產(chǎn)，較小 的平面12粗

19、銃一精銃一磨 削一研磨T5以上0. 0060. 1髙精度平而<3）選擇加工方法時應(yīng)考慮的因素在選擇加工方法時，具體考慮因素如下。 選擇相應(yīng)能獲得經(jīng)濟精度的加工方法： 工件的材料性質(zhì) 例如，淬火鋼的精加工要用磨削，有色金屬圓柱而的精加工則不 適合磨削，因為有色金屬在磨削時易堵塞砂輪，只適用于髙速髙速精細車或精細鋰（金剛鎮(zhèn)）。 工件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸大小 如精度要求同為IT7的孔，如為回轉(zhuǎn)體的中心孔，則 采用鋰削、較削、拉削和磨削均可達到要求，但在箱體上的孔，一般不宜選用拉孔或磨孔, 而宜采用鎮(zhèn)孔（大孔）或鐵孔（小孔）。 結(jié)合生產(chǎn)類型考慮生產(chǎn)率與經(jīng)濟性大批疑生產(chǎn)時，應(yīng)采用高效率的先進工藝，以

20、提工效，降低成本。例如用拉削方法加工孔和平面，同時加工幾個表面的組合銃削等。單件 小批量生產(chǎn)時，宜采用刨削、銃削平面和鉆、擴、狡孔等加工方法，沒必要去追求髙效，而只要保證質(zhì)量即可。 現(xiàn)有生產(chǎn)條件。(4)外圓加工方法的選擇 最終加工工序為車削的加工方案，適用于岀淬火鋼以外的各種金屬。 最終工序為磨削的加工方案，適用于淬火鋼、未淬火鋼和鑄鐵，不適用于有色金屬， 因為有色金屬韌性大，磨削時容易堵塞砂輪。 最終工序為精細車或金剛車的加工方案，適用于要求較高的有色金屬的精加工。 最終工序為光整加工，如研磨、超精磨及超精加工等，為提高生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量一 般在光整加工前進行精磨。 對表面粗糙度要求較高而尺

21、寸精度要求不高的外圓，可采用滾壓或拋光。對于該工件，綜合以上加工原則和參考資料，結(jié)合本工件各尺寸的精度等級，具體加工 方法選擇如下：(1)圓柱而及螺紋加工而公差等級表而粗糙度(Um)加工方法圓柱而01%IT83.2粗車一半精車一精車圓柱而024%IT81.6粗車一半精車一精車圓柱而050爲IT81.6粗車一半精車一精車圓 MR20±0.016IT71.6粗車一半精車一精車螺紋M12-7hIT73.2車螺紋(2)凸輪加工而公差等級表而粗糙度(Um)加工方法13±0.021IT93.2粗銃一精銃OrOJO-0.062IT93.2粗銃一精銃46°a -0.062IT93

22、.2粗銃一精銃4° r-0.075ITlI3.2粗銃7-M).036IT93. 2粗銃一精銃（3）長度加工加工而公星等級加工方法10± 0.029ITIO粗車一半精車-().09ITlI粗車.()48ITIO粗車一半精車g+0.022IT8粗車一半精車一精車29 ±0.065ITiI粗車7+008930 , +0.050IT8粗車一半精車一精車IO02-0.09ITll粗車3.3加工順序的安排（1）切削加工順序的安排 先粗后精 先安排粗加工，中間安排半精加工，最后安排精加工和光整加工。 先主后次先安排零件的裝配基而和工作表而等主要表而的加工，后安排如鍵槽、 緊 固

23、用的光孔和螺紋孔等次要表而的加工。由于次要表面加工工作疑小，又常與主要表 面有位 宜精度要求，所以一般放在主要表而的半精加工之后，精加工之前進行。 先而后孔 對于箱體、支架、連桿、底座等零件，先加工用作左位的平面和孔的端 而，然后再加工孔。這樣可使工件泄位夾緊穩(wěn)左可靠，利于保證孔與平而的位巻精度，減小 刀具的磨損，同時也給孔加工帶來方便。 基而先行 用作精基準的表而，要首先加工岀來。所以，第一道工序一般是進行泄 位面的粗加工和半精加工（有時包括精加工），然后再以精基而左位加工其它表而。例如，軸 類零件頂尖孔的加工。（2）熱處理工序的安排熱處理可以提髙材料的力學(xué)性能，改善金屬的切削性能以及消除殘

24、余應(yīng)力。在制訂工藝 路線時，應(yīng)根據(jù)零件的技術(shù)要求和材料的性質(zhì)，合理地安排熱處理工序。 退火與正火 退火或正火的目的是為了消除組織的不均勻，細化晶粒，改善金屬的 加工性能。對髙碳鋼零件用退火降低英硬度，對低碳鋼零件用正火提髙其硬度，以獲得適中 的較好的可切削性，同時能消除毛坯制造中的應(yīng)力。退火與正火一般安排在機械加工之前進 行。 時效處理 以消除內(nèi)應(yīng)力、減少工件變形為目的。為了消除殘余應(yīng)力，在工藝過程 中需安排時效處理。對于一般鑄件，常在粗加工前或粗加工后安排一次時效處理：對于要求 較髙的零件，在半精加工后尚需再安排一次時效處理；對于一些剛性較差、精度要求特別高 的重要零件（如精密絲杠、主軸等）

25、，常常在每個加工階段之間都安排一次時效處理。 調(diào)質(zhì)對零件淬火后再高溫回火，能消除內(nèi)應(yīng)力、改善加工性能并能獲得較好的綜 合力學(xué)性能。一般安排在粗加工之后進行。對一些性能要求不高的零件，調(diào)質(zhì)也常作為最終 熱處理。 淬火、滲碳淬火和滲氮它們的主要目的是提高零件的硬度和耐磨性，常安排在精 加工（磨削）之前進行，其中滲氮由于熱處理溫度較低，零件變形很小，也可以安排在精加工 之后。（3）輔助工序的安排檢驗工序是主要的輔助工序，除每道工序由操作者自行檢驗外，在粗加工之后，精加工之前，零件轉(zhuǎn)換車間時，以及重要工序之后和全部加工完畢、進庫之前，一般都要安排檢驗 工序。除檢驗外，其它輔助工序有：表而強化和去毛刺、

26、倒棱、淸洗、防銹等。正確地安排輔 助工序是十分重要的。如果安排不當或遺漏，將會給后續(xù)工序和裝配帶來困難，甚至影響產(chǎn) 品的質(zhì)量，所以必須給予重視。綜上所述，結(jié)合本零件的特點，可先加工各外圓輪屎表而再加工各槽及螺紋，最后加工 凸輪。由于該零件為小批量生產(chǎn)，走刀路線不必考慮最短進給路線或最短空行程，外輪廓表 面車削走刀路線可沿零件除槽外的輪娜順序進行(精加工路線如圖1、圖2)。在此擬左了兩 種方案，分別見表1、表2表1工序號工序名稱工序內(nèi)容熱處理10下料按 55X90/3下料20車車左端端而、外圓30車加工零件右端各尺寸到要求40銃(1) 加工凸輪至要求(2) 鉆8的孔50鉗去毛刺60檢終檢、防銹處

27、理表2工序號工序名稱工序內(nèi)容熱處理10下料按 55X90/3下料20車加工零件右端各尺寸到要求30銃（1）銃端而（2）加工凸輪至要求（3）鉆8孔40鉗去毛刺50檢終檢、防銹處理比較兩種加工方案，表2所示方案將長度通過銃來保證，增加了操作難度：另厶外表1所示方案相對表2,在加工右端外圓各個表而前將左端粗車，增加了基準精度，能較好地保 證同軸度要求。因此選擇表1所示方案為最終加工方案。四、加工余量及工序尺寸的確定4. 1加工余量的概念加工余量是指加工過程中從加工表面切除的金屬層厚度。4. 2加工余量和工序加工余量 總加工余量：從毛坯表而上切除的多余金屬層，稱為該表面的總加工余呈:。工序加工余量：為

28、完成一道工序而從某一表而上切除的金屬層，稱為該工序的工序加 工余量。零件某一方向上的總加工余量等于各工序在該方向的加工余量之和。4. 3加工余量、最大加工余量和最小加工余量加工余量即指公稱加工余量，英值等于前后工序的基本尺寸之差。平面的加工余量是單邊余量，它等于實際切削的金屬層厚度。對于外圓和孔等的回轉(zhuǎn)表而，加工余量指雙邊余量。對于外表而，最大加工余量是前工序最大工序尺寸和本工序最小工序尺寸之差；最小 加工余量是前工序最小尺寸與本工序最大尺寸之差。工序加工余量的變動范圍（即加工余量公差）等于前工序與本工序兩道工序尺寸公差 和，如圖a所示。本工序暮本尺寸 理大加工余畳 細存承一 H小IE工余么&

29、#39;么N本工序尺寸公儀工序尺寸公養(yǎng)圖a 加工余量及其公差加工余量的公差帶，一般是分布在零件加工表而的“入體方向S毛坯尺寸的公差， 一般采用雙向標注，如圖b所示。粗加工尺寸毛坯尺寸毛坯力Ql余量最終加工余量 精加工余量 粗加工余量勧Ql尺寸 軸的最終尺寸精加工尺寸粗加工尺寸毛坯尺寸2I/粗加工余量精加工余量讎?加:匚余量毛坯加工余坦孔的最終尺寸(b)孔(a)軸圖b加工余量和加工尺寸分布圖4.4影響加工余量的因素加工余量的大小對零件的加工質(zhì)量和生產(chǎn)率均有較大的影響。加工余量過大，不僅增加 機械加工的勞動量，降低了生產(chǎn)率，而且增加了材料、工具、電力的消耗，提高加工成本。 但是，加工余量過小，又不

30、能保證消除前工序的各種誤差和表而缺陷，甚至產(chǎn)生廢品。因此, 應(yīng)該合理地確圮加工余量。各工序所留的最小加工余量，應(yīng)該保證前工序所產(chǎn)生的形位誤差和表而缺陷被相鄰后續(xù) 工序切除，這是確定工序最小余量的基本要求。影響加工余量的因素可歸納為以下幾項：（1）前工序的表而缺陷層與表面粗糙度（DC +R） O（2）.前工序的工序尺寸公差（Ta）O（3）.前工序的形位誤差（P丿。（4）.本工序的裝夾誤差（E 6）加工余量的基本公式為Zz,=Tfl+R+Dfl+ I Pd + J（單邊余呈:時）2Zb= T（J+2（Rfl+Da）+ I P + t I （雙邊余量時）4. 5工序尺寸（1）加工表面46%062工序

31、需稱工序余量經(jīng)濟精度工序尺寸（最小 工序尺寸）工序尺寸及 其偏差精銃0.50. 062 (IT9)45. 93846-0X)62粗銃6.50. IOO(ITIO)46.44650.1粗車20. 16 (ITlI)52. 84530.16毛坯尺寸9 （總余量±25355<2）加工表而5039工序劣稱工序余量經(jīng)濟精度工序尺寸（最小 工序尺寸）工序尺寸及 其偏差精車0.50. 039 (IT8)49. 9615Z0.039半精車1.50. 062 (IT9)50. 43850.5粗車30. 16 (ITll)51.84520.l6毛坯尺寸5 （總余量）±253552j（3）

32、加工表而24工序名稱工序余量經(jīng)濟精度工序尺寸（最小 工序尺寸）工序尺寸及 其偏差精車0.50. 033 (IT8)23. 967 240.033半精車1.50. 052 (IT9)24. 44824.5粗車290. 13 (ITll)35. 87260l3毛坯尺寸31 （總余量）±25355,（4）加工表而180027工序名稱工序余量經(jīng)濟精度工序尺寸（最小 工序尺寸）工序尺寸及 其偏差精車0.50. 027 (IT8)17. 973缸8爲半精車1.50. 043 (IT9)18. 457 18. 5 0 O43粗車350. 11 (ITlI)19. 8920o.ll毛坯尺寸37 （總

33、余量）±25355<（5）加工表而36工序需稱工序余量經(jīng)濟精度工序尺寸（最小 工序尺寸）工序尺寸及 其偏差精銃0.50. 062 (IT9)35. 938OU -O.()62粗銃18.50. 16 (ITll)36. 485ou o-0.16毛坯尺寸19 （總余量）±25355五、機床和工藝裝備的選擇5. 1機床的選擇通過對工件的分析可知，該工件的加工需要車削與銃削共同完成，所以選擇數(shù)控車床 CK7150A 與數(shù)控銃床 XK7132SD0選擇原因：（1）數(shù)控車床的選擇該工件的主要加工表而有圓柱而、圓弧、槽、螺紋，毛坯的尺寸為55X90,且為小批量生產(chǎn)。而數(shù)控車床715

34、0A的加工對象為250XlOOO以下軸件，能加工圓柱而、圓錐而、 階梯而、球而及其它各種回轉(zhuǎn)曲而，能加工務(wù)種公、英制內(nèi)外螺紋，能車削外圓、切槽及倒 角，也可以進行鉆、擴、錢、滾壓及鎮(zhèn)削加工，適用于中、小批量及單件生產(chǎn)，故選擇該數(shù) 控車床。（2）數(shù)控銃床的選擇該工件需要銃削一個凸輪，且精度較髙。而數(shù)控銃床XK7132SD能加工平而累零件和曲 而類零件，故選擇該數(shù)控銃床。CK7150A主要技術(shù)規(guī)格名稱單位規(guī)格床身上最大回轉(zhuǎn)直徑mm505床鞍上最大回轉(zhuǎn)直徑340最大車削直徑軸類直徑250盤類直徑500最大鉆孔直徑20最小車削直徑20最大車削長度1000； 500最大行程X260Z1100； 600主

35、軸箱主軸轉(zhuǎn)速范圍r/min20-2000主軸定心軸頸錐度mm14。 15r錐孔錐度公制80主軸通孔直徑mm65主軸中心至床面高度mm290主軸中心至地面高度mm1000尾架尾架套筒最大行程mm80尾架套簡直徑mm85尾架套筒錐孔錐度莫氏5#最小設(shè)建單位Xmm0. OOlZ0. OOl最小移動：X0. 0005Z0. OOl最小檢測單位X0. 0005Z0. OOl進給量 及螺距 范圍工進Xmm/min0. 0005-500Z0. 001-500快進Xmm/min8Z12螺紋導(dǎo)程mm/r0. 001-500刀盤驅(qū)動方式電動刀位數(shù)6外圓刀方尺寸mm25X25最大鎮(zhèn)刀桿直徑40刀尖最大回轉(zhuǎn)直徑400

36、夾具液壓動力卡盤250機床外形尺寸（長X寬X髙）mm3160×1480×1650機床重量凈重Kg3000毛重4000主要配置名稱型號規(guī)格參數(shù)生產(chǎn)廠家控制系統(tǒng)FANUC 0i-mateFANUC主電機臺灣先馬變頻電機，功率7. 5/1IKW臺灣先馬額左轉(zhuǎn)速IOOOrZrnin最高轉(zhuǎn)速4000rminX軸伺服電機A06B-0226-B301(C82000i)轉(zhuǎn)速200OrPmFANUC額定轉(zhuǎn)矩8Nm功率1. 2KwZ軸伺服電機A06B-0241-B101(C122000i)轉(zhuǎn)速200OrPmFANUC額左轉(zhuǎn)矩12Nm功率1. 8kW變頻器IlkW電動刀臺BWD-IOA位數(shù)6常州

37、亞興中心髙63主軸前軸承D446120;D46120規(guī)格100*150*72國產(chǎn)主軸后軸承DU9規(guī)格90*145*24國產(chǎn)X向滾珠絲杠CDM3206-5-2西北機器廠Z向滾珠絲杠CDM4008-5-3西北機器廠手動集中潤滑 泵容積0. 8L南京貝奇爾XK7132SD主要技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù)I型號XK7132SD控制系統(tǒng)FANUC Oi工作臺而積（長*寬）850*32Om行程（X、Y、Z）500*300*36Omin主軸中心線至立柱導(dǎo)軌而距離30Omm主軸端而距工作臺距離5 IOmm主軸錐孔BT40主軸轉(zhuǎn)速100-6000無級變速主電動機功率3. OKWX、Y軸電機扭矩6NMZ軸電機扭矩6NM進給電

38、機交流伺服電機換刀方式氣動打刀外型尺寸2100*2000*230Omin機床重量220Okg最小設(shè)定單位0. OOImm5.2夾具的選擇按使用機床類型可分為：車床夾具、銃床夾具、鉆床夾具、鋰床夾具、加工中心夾具和 英他機床夾具。就此零件選擇夾具。車床夾具用于確左零件在車床的正確位置，并可靠的夾緊零件。常用的車床夾具有通用 夾具（三爪卡盤、四爪卡盤和各種形式的頂尖）可調(diào)整的夾具（如成組夾具、組合夾具等）、 專用夾具一專門為滿足某零件某道工序而設(shè)計的夾具，在各種批疑生產(chǎn)中正確的選用和使用 夾具，對保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、減輕勞動強度是密切相關(guān)的，因為車床夾具在車削 工藝中占有相當重要地位。車削

39、工藝中，被加工零件多數(shù)是旋轉(zhuǎn)表而，即零件和主軸一起旋轉(zhuǎn)，加工出來的表而和 主軸旋轉(zhuǎn)軸線同心。因此,車床夾具用于保持零件基準而和機床主軸軸線的正確的相互位置, 從而也保證了零件被加工表而對基準的相對位垃要求。車床夾具的作用有：<1）保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高加工精度。（2）提高勞動生產(chǎn)率。（3）充分發(fā)揮機床的性能。另外，選擇夾具時，還應(yīng)注意便于安裝和拆卸，減少加工時的輔助時間：夾具工作時要 保持平衡：結(jié)構(gòu)要求簡單、緊湊、質(zhì)疑輕。根據(jù)此零件實際情況，并考慮到經(jīng)濟性，此零件 加工中選擇夾具為：三爪卡盤。5.3刀具的選擇由于刀具材料的切削性能直接影響生產(chǎn)率，工件的加工精度，已加工表而質(zhì)量，加工成 本等，

40、所以刀具選擇是數(shù)控加工工藝的一個重要部分，刀具應(yīng)具有奇剛度，足夠的強度和韌 性，高耐磨性，良好的導(dǎo)熱性，良好的工藝性和經(jīng)濟，性抗粘接性，化學(xué)穩(wěn)泄性。車削表而圓柱而、圓弧、槽、螺紋，如50o39 .Cl）18 0 027 ' 24 0033 等銃削表而凸輪.如R4、R6的圓弧等通過分析選用以下幾種刀具（1）YT15硬質(zhì)合金90°外圓車刀。（2）YT15硬質(zhì)合金35°外圓車刀（3）寬3mm切槽刀（4）60°螺紋車刀（5）12的立銃刀（6）的立銃刀（7）的鉆頭工序號工序名稱工序內(nèi)容工步內(nèi)容刀具名稱20車車左端端而、外圓車左端端面、外圓90°外圓車刀30

41、車加工工件右端各粗車右端各尺寸至要求90°外圓車刀尺寸到要求精車右端各尺寸至要求35°外圓車刀切槽3mm切槽刀車螺紋60°螺紋車刀40銃(1) 加工凸輪至 要求(2) 鉆8的孔粗加工凸輪各尺寸12的立銃刀精加工凸輪各尺寸8的立銃刀鉆孔8的鉆頭5.4量具的選擇零件的加工過程中，疑具的選擇直接決左零件的精度等級，因此選擇正確的量具有助于 提髙工件的加工精度,加工精度要求髙的零件必須正確的選擇量具。此零件端而凸輪中尺寸精度較髙,有外圓.內(nèi)孔、長度.內(nèi)徑、外徑.槽寬等的測疑。 根據(jù)實際選擇以下量具：量具名稱測量范圍(mm)測量精度(mm)測量尺寸(mm)游標卡尺O-IoO

42、0. 0230、40. 10. 8、10 _（）09 X 8 _0 Q9 '10、 6、 13、 3外徑千分尺0-250. 001243.1813±0. 02K 4紅075、10±0. 02925-500. 00146 ：.062、36 :.052、50o36 7 +408929±0. 029、內(nèi)徑千分尺5-60. 001c+0.0486-70. 0017 +0.036i O半徑規(guī)R1-6. 5R6R7-11. 5RIOR15-25R20通止規(guī)M12M12-7h六切削用量工序20： 車工步1.粗車左端而、外圓選擇切削深度 粗車工序中查機械加工工藝手冊選斫3

43、mm(2) 選擇進給量：考慮刀桿尺寸，工件直徑及一左的切削深度。從機械加工工藝手冊表 11-1 中選 f=0. 5mmro(3) 選擇切削速度：根據(jù)工價材料及選左切削深度和進給量，從機械加工工藝手冊表 11-5 中選 u=l. 5ms.(4) 確泄機床主軸轉(zhuǎn)速：機床主軸轉(zhuǎn)速n的計算值為n=1000v3. 14*55=492rmin取整值得主軸轉(zhuǎn)速取500rmin故實際的切削速度 v=3. 14dnIOOO=3. 14*55*500/1OOO=L 4ms (86mmin)(5) 工時估算：t=lfn=300. 5/500(Inin)二0 2min工序30：車工步1.粗車右端各尺寸至要求(1) 選

44、擇切削深度：査機械加工工藝手冊得ap二3,預(yù)留0. 5精車。(2) 選擇進給量：考慮刀桿尺寸，工件直徑及一定的切削深度。從機械加工工藝手冊 表 11-1 中選 f=0. 5mmro(3) 選擇切削速度：根據(jù)工價材料及選定切削深度和進給:,從機械加工工藝手冊 表 11-5 中選 u=l. 5ms(4) 確泄機床主軸轉(zhuǎn)速：機床主軸轉(zhuǎn)速n的計算值為n=1000v3. 14*55=492rmin 取整值得主軸轉(zhuǎn)速取500rInin故實際的切削速度 v=3. 14dnIOOO=3. 14*55*500/1000=1. 4ms(86mmin)(5) 計算切削公時：取切入長度1二2mm,切出長度12二2mm

45、則切削工時：tm二2*72二2+2/500*0. 5=30s工步2.精車右端各尺寸至要求(1) 選擇切削深度：粗車后留有二0.25mm(2) 選擇進給量：考慮刀桿尺寸，工件直徑及一泄的切削深度。從機械加工工藝手 冊表11-2中選f二02mmro(3) 選擇切削速度：根據(jù)工價材料及選左切削深度和進給量，從機械加工工藝手冊 表11-5中選u=2m S(4) 機床主軸轉(zhuǎn)速：n二IOoo*2*60/3. 14* (55-18)=1032rZmin取整值得主軸轉(zhuǎn)速取為IOOOrZrnin.故實際的切削速度 v=3. 14dn1000=3. 14*55*1000/1000=2. 8ms(172mmin)(

46、5) 估算工時：t=lfn=650. 2/1000(Inin)=0. 3min工步3.切槽(1) 進給量：考慮刀桿尺寸工件直徑及一立的切削深度。從機械加工工藝手冊表 中選 f=0. Imm/r o(2) 選擇切削速度：根據(jù)工件材料及選左及進給量從機械加工工藝手冊表中選取 v=130mmin.(3) 確立機床主軸轉(zhuǎn)速：N=IOOOv3. 14*d=1000*81. 68/3. 14*48=862rmin取整值得主軸轉(zhuǎn)速取為SOOrZmin(4) 工時估算：t=t0+t1+tz+tFl. 2÷0. 01+0. l÷0.2(min)=l. 51Inin 工步4.車螺紋(1) 背吃

47、刀量:根據(jù)M12-7h査表得它的螺距是1. 75。所以要走刀5次每次依次是0. 925、0. 6、0. 4、0. 3、0. 15o(2) 進給量:因為螺距是1. 75所以f=l. 75r.(3) 切削速度：査金屬機械加工工藝人員手冊表10-161可知：Vc=29-51mmin,初步 選定 Vc=30mmin (0. 5ms).(4) 主軸轉(zhuǎn)速：根據(jù) n1200p-k, p=l. 5,k=80 可以取 500 r/min.(5) 估算工時：t=4t1=0. OSmin工序40：銃工步1.粗銃凸輪各尺寸(1) 切削寬度：表而粗糙度和尺寸精度要求都要求不髙所以=5mm,預(yù)留Imm精銃。(2) 每齒進

48、給量：根據(jù)工件材料的力學(xué)性能，刀具材料，工件表而粗糙度選査機械加 工工藝手冊取fFl(/Z)(3) 切削速度：根據(jù)表選刀具耐用度27.8*1000。查機械加工工藝手冊表11-28得 v=0. 3ms.(4) 選定機床主軸轉(zhuǎn)速N=IOOOv3. 14*d=1000*81. 68/3. 14*53=104rmin根據(jù)機床說明書選n=255rmin實際切削速度為 v=3. 14dnIOOO=3. 14*100*255/1000=80. 07mmin(5) 計算基本工時首先計算每分鐘進給量Vt=f*z*n=0. l*6*255=153mmin根據(jù)機床說明書選Vf=I65mmin基本工時：T= d1vf

49、+ dvf =2. Smin工步2.精銃凸輪各尺寸(1) 切削寬度：粗銃后留旳二Imm(2) 每齒進給量：査機械加工工藝手冊取fF0.02(mmz)(3) 計算切削速度：査機械加工工藝手冊表11-28得V二0. 6ms二36 min.(4) 選定機床主軸轉(zhuǎn)速N=IOOOv3. 14*d=1000*81. 68/3. 14*48=238rmin根據(jù)機床說明書選n=500rInin實際切削速度為 v=3 14dn1000=3. 14*100*500/1000=157mmin(5) 計算基本工時首先計算每分鐘進給量VFfZ*z*n=0. 02*6*500=150mm, min根據(jù)機床說明書選vf=1

50、65mmin基本工時:t= dvf+ dvf=l. 5min工步3.鉆孔(1)切削深度：ap=H+O. 3D=10+2. 4=12. 4mm(2) 進給量：査機械加工工藝手冊表II-Io得f二022-028mmr.因為是一般規(guī)格 取 f=0. 25mmr(3) 切削速度：査機械加工工藝手冊表11-12得v=0. 25ms機床主軸轉(zhuǎn)速：n= 1000v *D=9. 95rs=600rmin根據(jù)機床說明書，取600rmin 實際切削速度為：v=3. 14*8*10/1000=0. 25ms.(5)估算工時：t=hfn=12. 4/0. 25/600(Inin)=I/12Inin=5s七程序編制FANUC-Oi 系統(tǒng)工序20車OlllI程序名TOIOI90°外圓車刀M04S500主軸轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速500rIninG00X57Z0快速圧位工序20車G01X0F0. 15車左端面，每轉(zhuǎn)進給015mmX53Z-30粗車圓柱面GOOXIOOZIOOM04S500G00X57Z2.3工序30車02222GOIZOXOF02粗車右端而G71U1. 5R0. 5粗車各外圓G71P10Q20U1W0F0. 15NIOGOlXOZOXlOGOlXI2Z-1Z-13X16X18Z-14Z-19X22X24Z-20Z-31.5755G03X40Z-45. 7R20G01X48X50Z-