螺纹轴零件的数控加工工艺分析
目录
目录 4
引言 1
一、螺纹的简述和螺纹加工的概念 2
（一）螺纹的简述 2
（二）螺纹加工的概念 2
二、零件图的图样分析 2
三、工艺分析与相关工艺卡片的填写 2
（一）工艺分析 2
（二）相关工艺卡片的填写 3
四、程序编制 4
五、工件加工 6
六、操作注意事项 7
总结 8
参考文献 9
谢辞 10
引言
社会在发展，而在制造业中，越来越多运用的是数控技术。机械产品的更新速度越来越快，人力已经无法满足市场的需求和经济的发展，而在这种情况下，将目光投向数字控制成了重中之重。在制造领域，所谓的竞争就是数控技术先进性的竞争。并且数控技术在社会许多领域扮演着不可或缺的角色，如IT、医疗、汽车等重要行业。高速的数控加工技术，可极短地缩小生产周期，提高产品的质量和档次，大大地提高效率，提高市场竞争力。
本文以切削用量的选择、工件的定位装夹、程序编程，根据数控车削加工的工艺方法，安排工序的先后顺序，以确定刀具的选择和切削用量切削参数的选择。该零件在课堂专业的基础上，在零件的外形中加入了企业元素以考验对数控车削的掌握和运用。结合数控加工的特点，分别进行工艺方案分析、刀具的选择、刀具加工路线的确定，合理的选择刀具和切削参数，使零件的加工在保证精度的情况下，加工效率最高，道具损耗最少，最终形成可指导生产的工艺文件。
一、螺纹的简述和螺纹加工的概念
（一）螺纹的简述
在进行螺纹加工之前，有必要知道何为螺纹。就其定义，螺纹是指在圆柱或圆锥母体表面上制出的螺旋线形的、具有特定截面的连续凸起部 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
分。而螺纹因牙型，可分为矩形螺纹、梯形螺纹、三角形螺纹、锯齿形螺纹以及其他特殊形状的螺纹。
（二）螺纹加工的概念
螺纹切削加工（Screw Machining）或生产是指利用自动的多轴机床加工大批量的螺纹零件的工艺或生产。螺纹切削是加工螺纹件效率最高、经济性最好的加工方法螺纹加工是在圆柱上加工出特殊形状螺旋槽的过程，螺纹的常见的用途是连接紧固、传递运动等。螺纹常见的加工方法有：滚丝或螺纹成型、攻丝、铣削螺纹、车削螺纹等等。
二、零件图的图样分析
零件图如图2-1所示。
图2-1 零件图
该零件主要由外圆、圆弧、锥体、槽、螺纹等轮廓组成。零件右端为M12X1.5螺纹，其长度为20mm，螺纹右端倒角为C2.螺纹退刀槽宽为5mm，槽深2mm。凹弧半径为R40mm，起点直径为Ф20mm，终点直径为Ф300-0.0.39mm，Z向长度为30mm。Ф300-0.0.39mm外圆长度为5mm。锥体小端直径为Ф300-0.0.39mm，大端直径为Ф320-0.0.39mm，锥体长度为5mm。Ф320-0.0.39mm外圆长度由总长及其他长度尺寸确定。
三、工艺分析与相关工艺卡片的填写
（一）工艺分析
该零件形状相对复杂，需要车削螺纹、槽、凹槽、锥体、外圆等轮廓。车削该零件有两个难点：一是凹弧的加工，如何保证凹弧的尺寸精度和表面质量；二是如何保证外圆Ф320-0.0.39mm、Ф300-0.0.39mm尺寸精度和表面质量要求。
为解决第一个加工难点，编制程序时，需要考虑刀尖圆弧半径对尺寸精度的影响，同时为保证凹弧表面质量一致性，精车时必须采用恒线速度切削功能。装刀时，刀尖必须与主轴中心等高。为解决第二个加工难点，应按粗车、精车分开原则编制工艺。根据上述分析，可制定如下加工步骤：
1、夹住毛胚外圆，伸出长度大于20mm，粗车、精车零件左端面及轮廓。
2、掉头装夹，车端面保证总长，钻中心孔。采用一夹一顶方式，粗、精车加工右端轮廓。
3、用切槽刀车削螺纹退刀槽。
4、车削M20X1.5螺纹。
（二）相关工艺卡片的填写
1、数控加工刀具卡(见表1）
表1 螺纹轴数控加工工具卡
产品名称或代号
零件名称
螺纹轴
零件图号
序号
刀具号
刀具规格名称
数量
加工内容
刀尖半径/mm
备注
1
T00
中心钻
1
钻中心孔
—
A3.5
2
T01
90°粗车刀
1
工件外轮廓粗车
0.4
20×20
3
T02
93°精车刀
1
工件外轮廓精车
0.2
20×20
4
T03
4mm宽切槽刀
1
切槽与切断
—
20×20
5
T04
60°外螺纹车刀
1
车螺纹
—
20×20
编制
审核
批准
年 月 日
共 页
第 页
2、数控加工工艺卡（见表2）
表2 螺纹轴数控加工工艺卡
名称
产品名称或代号
零件名称
零件图号
工序号
程序编号
夹具名称
使用设备
车间
001
自定心卡盘
CK6140
数控
工步号
工步内容
刀具号
刀具规格/mm
主轴转速/（r/min）
进给速度/（mm/min）
背吃刀量/mm
备注
1
粗、精车左端及轮廓
T01
20×20
600
150
1.5
自动
调头装夹，手动车削右端面，钻中心孔
目录 4
引言 1
一、螺纹的简述和螺纹加工的概念 2
（一）螺纹的简述 2
（二）螺纹加工的概念 2
二、零件图的图样分析 2
三、工艺分析与相关工艺卡片的填写 2
（一）工艺分析 2
（二）相关工艺卡片的填写 3
四、程序编制 4
五、工件加工 6
六、操作注意事项 7
总结 8
参考文献 9
谢辞 10
引言
社会在发展，而在制造业中，越来越多运用的是数控技术。机械产品的更新速度越来越快，人力已经无法满足市场的需求和经济的发展，而在这种情况下，将目光投向数字控制成了重中之重。在制造领域，所谓的竞争就是数控技术先进性的竞争。并且数控技术在社会许多领域扮演着不可或缺的角色，如IT、医疗、汽车等重要行业。高速的数控加工技术，可极短地缩小生产周期，提高产品的质量和档次，大大地提高效率，提高市场竞争力。
本文以切削用量的选择、工件的定位装夹、程序编程，根据数控车削加工的工艺方法，安排工序的先后顺序，以确定刀具的选择和切削用量切削参数的选择。该零件在课堂专业的基础上，在零件的外形中加入了企业元素以考验对数控车削的掌握和运用。结合数控加工的特点，分别进行工艺方案分析、刀具的选择、刀具加工路线的确定，合理的选择刀具和切削参数，使零件的加工在保证精度的情况下，加工效率最高，道具损耗最少，最终形成可指导生产的工艺文件。
一、螺纹的简述和螺纹加工的概念
（一）螺纹的简述
在进行螺纹加工之前，有必要知道何为螺纹。就其定义，螺纹是指在圆柱或圆锥母体表面上制出的螺旋线形的、具有特定截面的连续凸起部 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
分。而螺纹因牙型，可分为矩形螺纹、梯形螺纹、三角形螺纹、锯齿形螺纹以及其他特殊形状的螺纹。
（二）螺纹加工的概念
螺纹切削加工（Screw Machining）或生产是指利用自动的多轴机床加工大批量的螺纹零件的工艺或生产。螺纹切削是加工螺纹件效率最高、经济性最好的加工方法螺纹加工是在圆柱上加工出特殊形状螺旋槽的过程，螺纹的常见的用途是连接紧固、传递运动等。螺纹常见的加工方法有：滚丝或螺纹成型、攻丝、铣削螺纹、车削螺纹等等。
二、零件图的图样分析
零件图如图2-1所示。
图2-1 零件图
该零件主要由外圆、圆弧、锥体、槽、螺纹等轮廓组成。零件右端为M12X1.5螺纹，其长度为20mm，螺纹右端倒角为C2.螺纹退刀槽宽为5mm，槽深2mm。凹弧半径为R40mm，起点直径为Ф20mm，终点直径为Ф300-0.0.39mm，Z向长度为30mm。Ф300-0.0.39mm外圆长度为5mm。锥体小端直径为Ф300-0.0.39mm，大端直径为Ф320-0.0.39mm，锥体长度为5mm。Ф320-0.0.39mm外圆长度由总长及其他长度尺寸确定。
三、工艺分析与相关工艺卡片的填写
（一）工艺分析
该零件形状相对复杂，需要车削螺纹、槽、凹槽、锥体、外圆等轮廓。车削该零件有两个难点：一是凹弧的加工，如何保证凹弧的尺寸精度和表面质量；二是如何保证外圆Ф320-0.0.39mm、Ф300-0.0.39mm尺寸精度和表面质量要求。
为解决第一个加工难点，编制程序时，需要考虑刀尖圆弧半径对尺寸精度的影响，同时为保证凹弧表面质量一致性，精车时必须采用恒线速度切削功能。装刀时，刀尖必须与主轴中心等高。为解决第二个加工难点，应按粗车、精车分开原则编制工艺。根据上述分析，可制定如下加工步骤：
1、夹住毛胚外圆，伸出长度大于20mm，粗车、精车零件左端面及轮廓。
2、掉头装夹，车端面保证总长，钻中心孔。采用一夹一顶方式，粗、精车加工右端轮廓。
3、用切槽刀车削螺纹退刀槽。
4、车削M20X1.5螺纹。
（二）相关工艺卡片的填写
1、数控加工刀具卡(见表1）
表1 螺纹轴数控加工工具卡
产品名称或代号
零件名称
螺纹轴
零件图号
序号
刀具号
刀具规格名称
数量
加工内容
刀尖半径/mm
备注
1
T00
中心钻
1
钻中心孔
—
A3.5
2
T01
90°粗车刀
1
工件外轮廓粗车
0.4
20×20
3
T02
93°精车刀
1
工件外轮廓精车
0.2
20×20
4
T03
4mm宽切槽刀
1
切槽与切断
—
20×20
5
T04
60°外螺纹车刀
1
车螺纹
—
20×20
编制
审核
批准
年 月 日
共 页
第 页
2、数控加工工艺卡（见表2）
表2 螺纹轴数控加工工艺卡
名称
产品名称或代号
零件名称
零件图号
工序号
程序编号
夹具名称
使用设备
车间
001
自定心卡盘
CK6140
数控
工步号
工步内容
刀具号
刀具规格/mm
主轴转速/（r/min）
进给速度/（mm/min）
背吃刀量/mm
备注
1
粗、精车左端及轮廓
T01
20×20
600
150
1.5
自动
调头装夹，手动车削右端面，钻中心孔
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