S1056输出轴的数控加工工艺分析
目录
引言 1
一、零件图纸分析 2
（一）结构分析 2
（二）尺寸精度分析 2
（三）材料分析 2
二、确定毛坯 2
三、制定加工过程 3
（一）加工阶段的划分 3
（二）加工顺序的安排 3
（三）机床选择 3
四、夹具选择 4
（一）夹具的用途 4
（二）工件在夹具中的定位 5
五、刀具的规格与选择 6
（一）刀具切削部分的组成 6
（二）刀具的标注角度 6
（三）刀具的选择 7
六、切削参数的确定 8
（一）主轴转速的选用 8
（二）进给速度的选用 8
（三）背吃刀量的选用 9
七、加工工艺卡 9
八、仿真加工 10
九、数控加工程序 11
总结 14
参考文献 15
谢辞 16
引言
本论文首先从S1065号零件的毛坯材料、尺寸精度和表面质量入手，对S1065号零件的加工精度和表面质量进行了仔细地分析，发现这个零件的主要难点在于尺寸精度的保证。所以在加工此零件时，在仔细小心的同时，编制合理的加工程序显得尤为工件。而加工程序的合理编制离不开对S1065号零件的正确工艺分析，合理的工艺安排。加工中，也考验自己能否熟练地掌握数控系统的标准代码和指定格式进行对零件的手动编程，在数控机床上进行零件加工操作及调试的能力，加工过程中处理加工和操作中出现的相关问题的能力。
一、零件图纸分析
图1-1 减速器输出轴图
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
结构分析
如图1-1所示，这个产品主要是轴套类零件，该零件的结构主要是直径为30mm，长度为55mm的轴段;直径为35mm的轴段;直径为40mm，长度为38mm的轴段;直径为48mm,长度为7mm的轴肩；直径为35mm的轴段；倒角。
尺寸精度分析
尺寸要求：直径30mm轴段的上偏差为-0.041，下偏差为-0.028；直径35mm轴段的上偏差为+0.025，下偏差为+0.009；直径40mm轴段的上偏差为+0.050，下偏差为+0.034；直径35mm轴段的上偏差为+0.025，下偏差为+0.009。
（三）材料分析
零件的材料要求是45钢，为优质碳素结构用钢，硬度不高易切削加工，模具中常用来做模板，梢子，导柱等，但须热处理。调质处理后零件具有良好的综合力学性能，热塑性加工性和可加工性较佳，冷变形能力和焊接性中等。还可用于表面淬火处理以提高零件的疲劳性能和表面耐磨性。广泛应用于摩托车、汽车上，特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等，在工作中要承受巨大的摩擦力，通常采用淬火的方法来提高自身的硬度、耐磨性和使用寿命。
确定毛坯
选择毛坯是应该考虑到尽量减少成型零件的修边量，减少材料的浪费，节约成本，并且选择合理的毛坯有利于装夹与加工，提高加工效率。毛坯的确定应与零件最大尺寸相近，以减少机械加工量。
因为这是一个轴类零件，所以应该选择锻件棒料，零件的最大直径尺寸是48mm,长度是200mm，考虑到棒料的表面粗糙和表面应力集中，截面不均匀，所以决定毛坯为一根直径为50mm，长度为203mm的棒料。
制定加工过程
加工阶段的划分
考虑到输出轴的尺寸精度很高，表面粗糙度值很小，同轴度要求很高，所以在划分加工工序时粗精加工分工明确，尽量减少装夹次数以保证同轴度误差。将此轴的加工阶段分为粗加工、半精加工、精加工，粗加工和精加工分开可以合理使用机床，并使粗加工时产生的变形及误差在精加工时得到修正，有利于提高加工精度，此外，还可以提早发现毛坯内部是否有裂纹、气泡等毛坯缺陷。
加工顺序的安排
1.粗车左右端面。
2.精车左右端面并钻中心孔。
3.粗车外圆。
4.热处理。
5.半精车外圆。
6.精车外圆。
7.攻钻左端螺纹。
8.磨削。
9.粗铣键槽。
10.精铣键槽。
11.去毛刺。
12.最终热处理和清洗。
机床选择
加工的时候需要数控车床来完成，根据本零件的结构和精度要求，决定选用CK400A，这台机床具有高刚性、高精度结构，采用微机技术和高性能低功耗电路，运算高速，性能稳定等特点。
CK400A数控车床图，如图3-1。
图3-1 数控车床图
CK400A数控车床具体技术参数详见表3-1。
表3-1 技术参数表
标准配置
技术参数
全自动变频调速主轴系统
最大工作回转直径
400mm
广州数控
刀架上最大回转直径
210mm
伺服电机
最大加工长度
750mm
手动脉冲
电动刀架工位数
四工位4-stations
变频电机
主轴转速范围
50-2000r/min变频调速
四工位电机刀架
主轴通孔
φ50
精密滚珠丝杠付
主轴内孔锥度
MT6#
手动卡盘
尾座套筒行程
130mm
自动润滑系统
尾座套筒锥度
MT4#
冷却系统
导轨硬度
HRC52
手动尾座
主电机功率
5.5KW
半封闭防护罩
伺服电机功率
X-5N---Z-7.5N
快速移动速度
X-8m/min---Z-8m/min
刀架重复定位精度
≤0.005mm
X轴重复定位精度
≤0.010mm
Z轴重复定位精度
≤0.010mm
因为要加工的零件是轴类零件，主要被切削的部分是外圆，所以我们要准备粗车半精车精车时所需要的不同切削角度的外圆车刀。一把车刀有前刀面、主后刀面、副后刀面、主切削刃、副切削刃、刀尖。
引言 1
一、零件图纸分析 2
（一）结构分析 2
（二）尺寸精度分析 2
（三）材料分析 2
二、确定毛坯 2
三、制定加工过程 3
（一）加工阶段的划分 3
（二）加工顺序的安排 3
（三）机床选择 3
四、夹具选择 4
（一）夹具的用途 4
（二）工件在夹具中的定位 5
五、刀具的规格与选择 6
（一）刀具切削部分的组成 6
（二）刀具的标注角度 6
（三）刀具的选择 7
六、切削参数的确定 8
（一）主轴转速的选用 8
（二）进给速度的选用 8
（三）背吃刀量的选用 9
七、加工工艺卡 9
八、仿真加工 10
九、数控加工程序 11
总结 14
参考文献 15
谢辞 16
引言
本论文首先从S1065号零件的毛坯材料、尺寸精度和表面质量入手，对S1065号零件的加工精度和表面质量进行了仔细地分析，发现这个零件的主要难点在于尺寸精度的保证。所以在加工此零件时，在仔细小心的同时，编制合理的加工程序显得尤为工件。而加工程序的合理编制离不开对S1065号零件的正确工艺分析，合理的工艺安排。加工中，也考验自己能否熟练地掌握数控系统的标准代码和指定格式进行对零件的手动编程，在数控机床上进行零件加工操作及调试的能力，加工过程中处理加工和操作中出现的相关问题的能力。
一、零件图纸分析
图1-1 减速器输出轴图
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
结构分析
如图1-1所示，这个产品主要是轴套类零件，该零件的结构主要是直径为30mm，长度为55mm的轴段;直径为35mm的轴段;直径为40mm，长度为38mm的轴段;直径为48mm,长度为7mm的轴肩；直径为35mm的轴段；倒角。
尺寸精度分析
尺寸要求：直径30mm轴段的上偏差为-0.041，下偏差为-0.028；直径35mm轴段的上偏差为+0.025，下偏差为+0.009；直径40mm轴段的上偏差为+0.050，下偏差为+0.034；直径35mm轴段的上偏差为+0.025，下偏差为+0.009。
（三）材料分析
零件的材料要求是45钢，为优质碳素结构用钢，硬度不高易切削加工，模具中常用来做模板，梢子，导柱等，但须热处理。调质处理后零件具有良好的综合力学性能，热塑性加工性和可加工性较佳，冷变形能力和焊接性中等。还可用于表面淬火处理以提高零件的疲劳性能和表面耐磨性。广泛应用于摩托车、汽车上，特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等，在工作中要承受巨大的摩擦力，通常采用淬火的方法来提高自身的硬度、耐磨性和使用寿命。
确定毛坯
选择毛坯是应该考虑到尽量减少成型零件的修边量，减少材料的浪费，节约成本，并且选择合理的毛坯有利于装夹与加工，提高加工效率。毛坯的确定应与零件最大尺寸相近，以减少机械加工量。
因为这是一个轴类零件，所以应该选择锻件棒料，零件的最大直径尺寸是48mm,长度是200mm，考虑到棒料的表面粗糙和表面应力集中，截面不均匀，所以决定毛坯为一根直径为50mm，长度为203mm的棒料。
制定加工过程
加工阶段的划分
考虑到输出轴的尺寸精度很高，表面粗糙度值很小，同轴度要求很高，所以在划分加工工序时粗精加工分工明确，尽量减少装夹次数以保证同轴度误差。将此轴的加工阶段分为粗加工、半精加工、精加工，粗加工和精加工分开可以合理使用机床，并使粗加工时产生的变形及误差在精加工时得到修正，有利于提高加工精度，此外，还可以提早发现毛坯内部是否有裂纹、气泡等毛坯缺陷。
加工顺序的安排
1.粗车左右端面。
2.精车左右端面并钻中心孔。
3.粗车外圆。
4.热处理。
5.半精车外圆。
6.精车外圆。
7.攻钻左端螺纹。
8.磨削。
9.粗铣键槽。
10.精铣键槽。
11.去毛刺。
12.最终热处理和清洗。
机床选择
加工的时候需要数控车床来完成，根据本零件的结构和精度要求，决定选用CK400A，这台机床具有高刚性、高精度结构，采用微机技术和高性能低功耗电路，运算高速，性能稳定等特点。
CK400A数控车床图，如图3-1。
图3-1 数控车床图
CK400A数控车床具体技术参数详见表3-1。
表3-1 技术参数表
标准配置
技术参数
全自动变频调速主轴系统
最大工作回转直径
400mm
广州数控
刀架上最大回转直径
210mm
伺服电机
最大加工长度
750mm
手动脉冲
电动刀架工位数
四工位4-stations
变频电机
主轴转速范围
50-2000r/min变频调速
四工位电机刀架
主轴通孔
φ50
精密滚珠丝杠付
主轴内孔锥度
MT6#
手动卡盘
尾座套筒行程
130mm
自动润滑系统
尾座套筒锥度
MT4#
冷却系统
导轨硬度
HRC52
手动尾座
主电机功率
5.5KW
半封闭防护罩
伺服电机功率
X-5N---Z-7.5N
快速移动速度
X-8m/min---Z-8m/min
刀架重复定位精度
≤0.005mm
X轴重复定位精度
≤0.010mm
Z轴重复定位精度
≤0.010mm
因为要加工的零件是轴类零件，主要被切削的部分是外圆，所以我们要准备粗车半精车精车时所需要的不同切削角度的外圆车刀。一把车刀有前刀面、主后刀面、副后刀面、主切削刃、副切削刃、刀尖。
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