启动轴零件工艺设计与数控编程
目 录
ABSTRACT I
前言 1
一、 零件图的分析 2
（一） 零件的结构工艺性分析 3
（二） 零件的技术要求分析 3
二、零件的工艺规程设计 5
（一） 毛坯的设计 5
（二） 定位基准的确定 5
（三） 加工顺序的安排 5
三、 数控加工工艺分析 6
（一）数控加工设备的选用 6
（二） 数控加工工序及工步的设计 7
（三） 刀具的选择 11
四、 切削用量的选择 13
（一）背吃刀量AP 13
（二）进给量F和进给速度VF的确定 13
（三）切削速度VC 13
五、 数控加工程序的编制 15
总 结 24
致 谢 25
参考文献 26
前言
启动轴是不可缺少的重要启动零件，被应用在各种机械设备上，比如汽车，摩托车等带有内燃机的机器，目前的内燃机大多都是电启动，本文中的启动轴讲的是手摇式启动，原理是压住内燃机的减压阀，减压阀与外界连通，有作于降低气缸内的气压，伴随着转速的增大，飞轮的动能也增大，当达到一定速度时，撤离摇把，松开减压阀，这时候的飞轮带有惯性，推动活塞运动，活塞开始压缩空气气缸气压增大，温度升高，达到着火点，这样内燃机就启动了。选择启动轴的原因是在公司实习阶段有内燃机接触过，而且在生活中接触了手扶拖拉机，燃油三轮车等交通、农用工具，他们都带有启动轴，并且启动轴的加工涉及到我在学校期间学习到的车床铣床的应用，能将理论与实践相结合，这样也能使学习过的知识在脑海里更加深刻，能充分理解其意义。
下面对启动轴零件的数控 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
加工工艺进行分析，并编制出数控加工程序，输入数控机床，加工出合格的产品。
该课题的主要任务：
1.件结构分析
2.零件工艺分析
3.加工工艺分析
4.运用CAD/UG绘制零件图
5.手工编程，传到数控机床，加工出合格的零件
一、 零件图的分析
如图1-1所示为本课题所研究的启动轴零件图，毛坯材料铸钢45#，中批量生产。
图1-1 CAD零件图
图1-2
图1-3
图1-4
图1-5
（一） 零件的结构工艺性分析
零件的结构工艺性是指所设计的零件，首先需要满足使用性能要求,其次满足制造的可行性和经济性。好的结构工艺性会使零件加工容易，节省成本和时间；相反会使加工困难，加大成本，浪费时间，严重的会使其无法加工。分析零件的特点、掌握精度要求，可以确定零件所需的加工方法和数控机床的类型和规格。
（二） 零件的技术要求分析
零件的技术要求主要包括尺寸精度、形状精度、位置精度、表面粗糙度要求等，这些技术要求应当是能够保证零件使用性能前提下的极限值。从图1-1得知，该零件的部分尺寸精度要求较高，最高公差达到IT8级；零件公差尺寸要求较高；零件形状公差有三个地方有要求，其他加工处可按自由公差进行控制。
总体来说，该零件的精度要求中等难度，在加工中容易保证，尤其是在数控加工中。
二、零件的工艺规程设计
（一） 毛坯的设计
根据零件的形状和尺寸等因素,制成的供进一步加工使用的生产对象被称为毛坯。本次设计选择长度108mm，直径35mm的圆柱形45钢。
（二） 定位基准的确定
定位基准有粗基准和精基准。粗基准选择于没有加工的表面，精基准选于加工过的表面。
经分析，确定该零件的粗基准为毛坯的外形表面，夹持毛坯伸出长56mm长，加工零件的外圆和槽，再调头加工剩余部位，再铣斜度口和8mm宽的键槽。
（三） 加工顺序的安排
根据零件的结构和毛坯状况，以及定位、安装与夹紧考虑加工顺序的安排。
原则如下：
1.先基后它，这样可以给以后的加工有了精基准；
2.先粗后精，有利于精确性；
3.先主后次，
夹持毛坯伸出长56mm长→钻孔Ф22mm→加工零件Ф23mm的内孔→车Ф30mm的外圆→2mm宽的槽→调头，夹持以加工Ф30mm的外圆→加工Ф35mm的外圆和2mm宽的槽→铣8mm宽的键槽→铣2个斜度口→取下零件检验→入库
三、 数控加工工艺分析
（一）数控加工设备的选用
1. 确定型号
因为该零件的结构主要由外圆、内孔、槽、斜口等组成，机床是零件加工的物质基础，是加工质量和生产率的重要保障。在选择所要加工零件的机床时要考虑到机床的技术规格要与被加工的工件的尺寸相适应、机床的精度要与被加工的工件要求的精度相适应、机床的生产率应与被加工工件的生产纲领相适应、机床的选用应与自身经济实力相适应、机床的使用应与现有生产条件相适应。
根据数控机床切削性能，因此选择教学设备数控车床和铣床，华中数控车床CKA6140和铣床XD-A40加工。
2. 设备的介绍
数控卧式车床CKA6140和立式铣床XD-A40是由大连机床有限责任公司生产的，防护等级IP54级，电源电压为380V 频率为50HZ，华中数控机床，其主要参数如表3-1、3-2所示。
表3-1车床CKA6140的主要参数
型号
CKA6140
床身上最大回转直径
140mm
横拖板上最大回转直径
300MM
顶尖距
1000 1500 2000 3000 4000 mm
主轴孔径
105mm
刀架位移最大距离
纵向
1000 1500 2000 3000 4000 mm
横向
450mm
主轴转速范围（级数）
14-750rpm(18steps)或无级变速
主电机功率
11kw
快速移动速度
纵向
6m/min
横向
3m/min
进给分辩率
纵向
001mm
横向
0005mm
2
装夹
将工件装上车削平台
ABSTRACT I
前言 1
一、 零件图的分析 2
（一） 零件的结构工艺性分析 3
（二） 零件的技术要求分析 3
二、零件的工艺规程设计 5
（一） 毛坯的设计 5
（二） 定位基准的确定 5
（三） 加工顺序的安排 5
三、 数控加工工艺分析 6
（一）数控加工设备的选用 6
（二） 数控加工工序及工步的设计 7
（三） 刀具的选择 11
四、 切削用量的选择 13
（一）背吃刀量AP 13
（二）进给量F和进给速度VF的确定 13
（三）切削速度VC 13
五、 数控加工程序的编制 15
总 结 24
致 谢 25
参考文献 26
前言
启动轴是不可缺少的重要启动零件，被应用在各种机械设备上，比如汽车，摩托车等带有内燃机的机器，目前的内燃机大多都是电启动，本文中的启动轴讲的是手摇式启动，原理是压住内燃机的减压阀，减压阀与外界连通，有作于降低气缸内的气压，伴随着转速的增大，飞轮的动能也增大，当达到一定速度时，撤离摇把，松开减压阀，这时候的飞轮带有惯性，推动活塞运动，活塞开始压缩空气气缸气压增大，温度升高，达到着火点，这样内燃机就启动了。选择启动轴的原因是在公司实习阶段有内燃机接触过，而且在生活中接触了手扶拖拉机，燃油三轮车等交通、农用工具，他们都带有启动轴，并且启动轴的加工涉及到我在学校期间学习到的车床铣床的应用，能将理论与实践相结合，这样也能使学习过的知识在脑海里更加深刻，能充分理解其意义。
下面对启动轴零件的数控 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
加工工艺进行分析，并编制出数控加工程序，输入数控机床，加工出合格的产品。
该课题的主要任务：
1.件结构分析
2.零件工艺分析
3.加工工艺分析
4.运用CAD/UG绘制零件图
5.手工编程，传到数控机床，加工出合格的零件
一、 零件图的分析
如图1-1所示为本课题所研究的启动轴零件图，毛坯材料铸钢45#，中批量生产。
图1-1 CAD零件图
图1-2
图1-3
图1-4
图1-5
（一） 零件的结构工艺性分析
零件的结构工艺性是指所设计的零件，首先需要满足使用性能要求,其次满足制造的可行性和经济性。好的结构工艺性会使零件加工容易，节省成本和时间；相反会使加工困难，加大成本，浪费时间，严重的会使其无法加工。分析零件的特点、掌握精度要求，可以确定零件所需的加工方法和数控机床的类型和规格。
（二） 零件的技术要求分析
零件的技术要求主要包括尺寸精度、形状精度、位置精度、表面粗糙度要求等，这些技术要求应当是能够保证零件使用性能前提下的极限值。从图1-1得知，该零件的部分尺寸精度要求较高，最高公差达到IT8级；零件公差尺寸要求较高；零件形状公差有三个地方有要求，其他加工处可按自由公差进行控制。
总体来说，该零件的精度要求中等难度，在加工中容易保证，尤其是在数控加工中。
二、零件的工艺规程设计
（一） 毛坯的设计
根据零件的形状和尺寸等因素,制成的供进一步加工使用的生产对象被称为毛坯。本次设计选择长度108mm，直径35mm的圆柱形45钢。
（二） 定位基准的确定
定位基准有粗基准和精基准。粗基准选择于没有加工的表面，精基准选于加工过的表面。
经分析，确定该零件的粗基准为毛坯的外形表面，夹持毛坯伸出长56mm长，加工零件的外圆和槽，再调头加工剩余部位，再铣斜度口和8mm宽的键槽。
（三） 加工顺序的安排
根据零件的结构和毛坯状况，以及定位、安装与夹紧考虑加工顺序的安排。
原则如下：
1.先基后它，这样可以给以后的加工有了精基准；
2.先粗后精，有利于精确性；
3.先主后次，
夹持毛坯伸出长56mm长→钻孔Ф22mm→加工零件Ф23mm的内孔→车Ф30mm的外圆→2mm宽的槽→调头，夹持以加工Ф30mm的外圆→加工Ф35mm的外圆和2mm宽的槽→铣8mm宽的键槽→铣2个斜度口→取下零件检验→入库
三、 数控加工工艺分析
（一）数控加工设备的选用
1. 确定型号
因为该零件的结构主要由外圆、内孔、槽、斜口等组成，机床是零件加工的物质基础，是加工质量和生产率的重要保障。在选择所要加工零件的机床时要考虑到机床的技术规格要与被加工的工件的尺寸相适应、机床的精度要与被加工的工件要求的精度相适应、机床的生产率应与被加工工件的生产纲领相适应、机床的选用应与自身经济实力相适应、机床的使用应与现有生产条件相适应。
根据数控机床切削性能，因此选择教学设备数控车床和铣床，华中数控车床CKA6140和铣床XD-A40加工。
2. 设备的介绍
数控卧式车床CKA6140和立式铣床XD-A40是由大连机床有限责任公司生产的，防护等级IP54级，电源电压为380V 频率为50HZ，华中数控机床，其主要参数如表3-1、3-2所示。
表3-1车床CKA6140的主要参数
型号
CKA6140
床身上最大回转直径
140mm
横拖板上最大回转直径
300MM
顶尖距
1000 1500 2000 3000 4000 mm
主轴孔径
105mm
刀架位移最大距离
纵向
1000 1500 2000 3000 4000 mm
横向
450mm
主轴转速范围（级数）
14-750rpm(18steps)或无级变速
主电机功率
11kw
快速移动速度
纵向
6m/min
横向
3m/min
进给分辩率
纵向
001mm
横向
0005mm
2
装夹
将工件装上车削平台
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