轴类零件的工艺分析与加工
目录
引 言 1
一、工艺分析与方案选择 2
(一) 零件图，如图1.1所示 2
(二) 零件技术要求 2
（三） 确定加工方案 2
（一）装夹方式的选择 3
（二） 确定装夹方案 3
三、 加工方案 4
（一）零件加工必须遵守的安排原则 4
（二）工序与工歩的划分 4
（三）进给路线 5
（四）数控加工刀具卡片 6
（五）切削用量的选择 6
（六）背吃刀量的选择 6
（七）主轴转速的选择 6
（八）进给速度的选择 6
四、 程序编制 7
（一）程序正文及注释 7
结束语 8
参考文献 9
谢 辞 10
附 录 11
引 言
数控加工技术是一门有历史的技术，它起源于上个世纪中叶，到目前已经有了几十年的历史。同时它又是一门新兴的技术，因为数控加工技术一直伴随着科学技术的发展而逐步更新发展。数控加工技术已经是机械制造业不可脱离的重要部分。数控加工技术对于机械制造业有着机械制造业对于国民经济以及国家工业化进程一样的重要意义。
科学技术的不断进步,使得机械制造技术产生了根本性的变化,社会生产对于机械产品的性能改善与效率提升有着急切的需求,因此对于加工机械产品的生产设备除了性能优秀这样的产品性要求以外还有了自动化程度高之内的生产方式要求。因此，如何在规范使用数控加工技术的同时又有较高效率地生产出品质优良的产品是对我们实习生的重要考验。
相比普通机械加工，数控 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
技术目前在机械制造业更有竞争优势。数字控制加工技术有着普通机械加工在生产效率，产品质量把控，尺寸进度控制上有着难以比拟的优势，更为重要的一点是数控加工技术的高度自动化更是社会生产未来趋势。所以目前各行各业与机械制造相关的领域都在运用数控加工技术。依据目前的行业数据，我国机械制造行业的数控机床装配率与欧美等发达国家相比相距甚远。以日本和美国为例，到2010年为止，这两个国家机械制造业的数控设备装配率已达到85%以上。欧美等在工业发展占据着主导地位的国家在机械制造行业已经有着几十年的数控技术运用史，这些国家对于数控加工技术在其国内都进行了大力度、持久的推广。与此同时，我们国家机械制造业的数控设备装配率则不足40%。伴随着目前国家对于产业布局、产品结构的调整的政策，机械设备行业将在未来几年内发生颠覆性的变化。所以未来的一段时期正是我们数控专业学生的从业发展的大好时机。挑战与机会并存，对行业发展机会的把握，不仅需要我们对于本专业的专业知识有着扎实且全面的理解，同时也要求我们有能力解决处理实际操作中的各种问题。这，也是我们需要与时俱进、学习创新的过程。
本论文正是基于数控技术对于机械制造业的重要意义的思考所得来撰写的，同时，也是对我半年实习经验的总结和对自身专业知识的一次系统回顾与梳理。
一、工艺分析与方案选择
(一) 零件图，如图1.1所示
图1.1
加工要求：1、编程无需考虑考虑大批量生产，本批次量少。2、图中未注倒角为0.5×45°。 3、图中未注公差尺寸参考标准为 GB1804-M。 (二) 零件技术要求 该轴零件材料为45#钢,零件主要由圆柱和圆台构成，同时零件表面有圆弧和槽等加工要求。如图中标注所示零件总长为100mm，最大直径为Φ28±0.02mm，同时Φ28±0.02mm也是该零件精度要求最高的直径尺寸，表面粗糙度要求则为3.2μｍ，精度要求较高的槽宽尺寸则为5±0.04mm，比较难检测的尺寸则有圆台高27.5±0.04mm和圆台锥度要求30°等。 （三） 确定加工方案 （1）考虑到加工中装夹的方便，夹紧表面一定要光滑稳定，与工装接触面积要大。这即使为了保证工件的在定位上的准确性也是考虑到加工过程中对工件稳定性的要求，避免加工过程中零件出现晃动。那样不仅无法加工出品质合格的产品，也会对刀具和机床造成损伤。零件的右端是四段圆弧，由于圆弧表面难以装夹、稳定性差，并且圆弧表面粗糙度和表面光滑程度难以在装夹中得到保护。所以右端的加工需要留到零件加工过程最后进行。零件中段是圆柱，此处圆柱直接就是该零件的最大直径。零件左端为螺纹，显然在加工完这一步以后无法从此处装夹。综合考虑，应该优先装夹毛坯加工出左端螺纹和中间圆柱部分，然后以零件中间部位的圆柱为装夹面加工右端的四段圆弧。本次加工所使用的毛坯料选取直径30mm、长度120mm的棒料。本次加工的零件使用的数控机床是HNC-CK6140，系统为华中数控系统。 （2）本次加工的零件精度各不相同，需要在加工过程中对精度要求高的尺寸进行分析。本次加工的精度要求最高的直径尺寸为ф28±0.02mm，同时也是该零件最大直径；槽宽尺寸精度要求较高的是5±0.04mm，这个尺寸检查比较困难，首件加工时的尺寸检查非常关键；圆台高27.5±0.04mm也是精度要求比较高的一个尺寸；同时还有球Sфmm这样的尺寸。为了保证零件的尺寸精度，在编辑程序和加工过程中为了达到尺寸精度要求，设定尺寸时需要取中差值。分别取直径ф28mm、槽宽5mm等。 （3）零件外形有相互联系的四处圆弧，过象限同时又需要进给方向改变。处于对曲线准确性的保证，我们需要对端部R5mm的圆弧与直线的切点坐标和与RCmm的圆弧切点坐标进行计算，计算后等到与直线相切坐标为（2.922，0）；与圆弧RCmm的切点通过对图上数据的分析计算得到，RCmm圆弧与R5mm圆弧的切点坐标为（7.791，-6.136）；除了这两个重要的切点坐标以外，的也在编程中需要用到的坐标还有SфBmm与RCmm之间相切的坐标，计算后得到坐标为（11.210，-20.791），其他编程中需要计算的相关坐标如R5mm与SфBnmm、фEmm的切点坐标均在计算后得到，分别为（12.271，-37.739）、（11.5，-40.406）。 二、工件的定位与装夹 （一）装夹方式的选择 加工中，为了保证工件的稳定性，在装夹方式的选择上采用：左端用三爪自定心卡盘定心夹紧，同时右端使用活动顶尖来支承确保工件加工过程中不出现晃动，确保其稳定性。考虑到加工中装夹的方便，在加工之前，应该预先车出毛坯件左端的夹持部分（双点画线部分），并且同时应该粗车出毛坯件右端并在右端面上钻好中心孔。 （二） 确定装夹方案 本次加工可供选择的装夹方案有两种可选：第一张方案是使用三抓卡盘装夹，加工过程中，在合适工序时调换加工方向，对另外一端进行加工。第二种方案则是不考虑调换加工方向，在装夹时就使用三抓卡盘装夹来固定一端同时在另一端通过活动顶尖来支撑工件的整体的稳定。试加工后得到的结论是后者的加工方案相比前者，装夹更有难度，并且对刀、退刀和换刀这些过程难度大且浪费时间，优胜劣汰，所以我们选择第一种，在保证其技术要求同时，更便于加工。
引 言 1
一、工艺分析与方案选择 2
(一) 零件图，如图1.1所示 2
(二) 零件技术要求 2
（三） 确定加工方案 2
（一）装夹方式的选择 3
（二） 确定装夹方案 3
三、 加工方案 4
（一）零件加工必须遵守的安排原则 4
（二）工序与工歩的划分 4
（三）进给路线 5
（四）数控加工刀具卡片 6
（五）切削用量的选择 6
（六）背吃刀量的选择 6
（七）主轴转速的选择 6
（八）进给速度的选择 6
四、 程序编制 7
（一）程序正文及注释 7
结束语 8
参考文献 9
谢 辞 10
附 录 11
引 言
数控加工技术是一门有历史的技术，它起源于上个世纪中叶，到目前已经有了几十年的历史。同时它又是一门新兴的技术，因为数控加工技术一直伴随着科学技术的发展而逐步更新发展。数控加工技术已经是机械制造业不可脱离的重要部分。数控加工技术对于机械制造业有着机械制造业对于国民经济以及国家工业化进程一样的重要意义。
科学技术的不断进步,使得机械制造技术产生了根本性的变化,社会生产对于机械产品的性能改善与效率提升有着急切的需求,因此对于加工机械产品的生产设备除了性能优秀这样的产品性要求以外还有了自动化程度高之内的生产方式要求。因此，如何在规范使用数控加工技术的同时又有较高效率地生产出品质优良的产品是对我们实习生的重要考验。
相比普通机械加工，数控 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
技术目前在机械制造业更有竞争优势。数字控制加工技术有着普通机械加工在生产效率，产品质量把控，尺寸进度控制上有着难以比拟的优势，更为重要的一点是数控加工技术的高度自动化更是社会生产未来趋势。所以目前各行各业与机械制造相关的领域都在运用数控加工技术。依据目前的行业数据，我国机械制造行业的数控机床装配率与欧美等发达国家相比相距甚远。以日本和美国为例，到2010年为止，这两个国家机械制造业的数控设备装配率已达到85%以上。欧美等在工业发展占据着主导地位的国家在机械制造行业已经有着几十年的数控技术运用史，这些国家对于数控加工技术在其国内都进行了大力度、持久的推广。与此同时，我们国家机械制造业的数控设备装配率则不足40%。伴随着目前国家对于产业布局、产品结构的调整的政策，机械设备行业将在未来几年内发生颠覆性的变化。所以未来的一段时期正是我们数控专业学生的从业发展的大好时机。挑战与机会并存，对行业发展机会的把握，不仅需要我们对于本专业的专业知识有着扎实且全面的理解，同时也要求我们有能力解决处理实际操作中的各种问题。这，也是我们需要与时俱进、学习创新的过程。
本论文正是基于数控技术对于机械制造业的重要意义的思考所得来撰写的，同时，也是对我半年实习经验的总结和对自身专业知识的一次系统回顾与梳理。
一、工艺分析与方案选择
(一) 零件图，如图1.1所示
图1.1
加工要求：1、编程无需考虑考虑大批量生产，本批次量少。2、图中未注倒角为0.5×45°。 3、图中未注公差尺寸参考标准为 GB1804-M。 (二) 零件技术要求 该轴零件材料为45#钢,零件主要由圆柱和圆台构成，同时零件表面有圆弧和槽等加工要求。如图中标注所示零件总长为100mm，最大直径为Φ28±0.02mm，同时Φ28±0.02mm也是该零件精度要求最高的直径尺寸，表面粗糙度要求则为3.2μｍ，精度要求较高的槽宽尺寸则为5±0.04mm，比较难检测的尺寸则有圆台高27.5±0.04mm和圆台锥度要求30°等。 （三） 确定加工方案 （1）考虑到加工中装夹的方便，夹紧表面一定要光滑稳定，与工装接触面积要大。这即使为了保证工件的在定位上的准确性也是考虑到加工过程中对工件稳定性的要求，避免加工过程中零件出现晃动。那样不仅无法加工出品质合格的产品，也会对刀具和机床造成损伤。零件的右端是四段圆弧，由于圆弧表面难以装夹、稳定性差，并且圆弧表面粗糙度和表面光滑程度难以在装夹中得到保护。所以右端的加工需要留到零件加工过程最后进行。零件中段是圆柱，此处圆柱直接就是该零件的最大直径。零件左端为螺纹，显然在加工完这一步以后无法从此处装夹。综合考虑，应该优先装夹毛坯加工出左端螺纹和中间圆柱部分，然后以零件中间部位的圆柱为装夹面加工右端的四段圆弧。本次加工所使用的毛坯料选取直径30mm、长度120mm的棒料。本次加工的零件使用的数控机床是HNC-CK6140，系统为华中数控系统。 （2）本次加工的零件精度各不相同，需要在加工过程中对精度要求高的尺寸进行分析。本次加工的精度要求最高的直径尺寸为ф28±0.02mm，同时也是该零件最大直径；槽宽尺寸精度要求较高的是5±0.04mm，这个尺寸检查比较困难，首件加工时的尺寸检查非常关键；圆台高27.5±0.04mm也是精度要求比较高的一个尺寸；同时还有球Sфmm这样的尺寸。为了保证零件的尺寸精度，在编辑程序和加工过程中为了达到尺寸精度要求，设定尺寸时需要取中差值。分别取直径ф28mm、槽宽5mm等。 （3）零件外形有相互联系的四处圆弧，过象限同时又需要进给方向改变。处于对曲线准确性的保证，我们需要对端部R5mm的圆弧与直线的切点坐标和与RCmm的圆弧切点坐标进行计算，计算后等到与直线相切坐标为（2.922，0）；与圆弧RCmm的切点通过对图上数据的分析计算得到，RCmm圆弧与R5mm圆弧的切点坐标为（7.791，-6.136）；除了这两个重要的切点坐标以外，的也在编程中需要用到的坐标还有SфBmm与RCmm之间相切的坐标，计算后得到坐标为（11.210，-20.791），其他编程中需要计算的相关坐标如R5mm与SфBnmm、фEmm的切点坐标均在计算后得到，分别为（12.271，-37.739）、（11.5，-40.406）。 二、工件的定位与装夹 （一）装夹方式的选择 加工中，为了保证工件的稳定性，在装夹方式的选择上采用：左端用三爪自定心卡盘定心夹紧，同时右端使用活动顶尖来支承确保工件加工过程中不出现晃动，确保其稳定性。考虑到加工中装夹的方便，在加工之前，应该预先车出毛坯件左端的夹持部分（双点画线部分），并且同时应该粗车出毛坯件右端并在右端面上钻好中心孔。 （二） 确定装夹方案 本次加工可供选择的装夹方案有两种可选：第一张方案是使用三抓卡盘装夹，加工过程中，在合适工序时调换加工方向，对另外一端进行加工。第二种方案则是不考虑调换加工方向，在装夹时就使用三抓卡盘装夹来固定一端同时在另一端通过活动顶尖来支撑工件的整体的稳定。试加工后得到的结论是后者的加工方案相比前者，装夹更有难度，并且对刀、退刀和换刀这些过程难度大且浪费时间，优胜劣汰，所以我们选择第一种，在保证其技术要求同时，更便于加工。
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