轴类零件的加工工艺分析
轴类零件的加工工艺分析[20200123165033]
日期： 2011年4月5日 【摘要】
随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，数控加工技术对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。而对于数控加工,无论是手工编程还是自动编程，在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析，拟定加工方案
本文根据数控机床的特点，针对具体的零件，进行了工艺方案的分析，工装方案的确定，刀具和切削用量的选择，确定加工顺序和加工路线，数控加工程序编制。通过整个工艺的过程的制定，充分体现了数控设备在保证加工精度，加工效率，简化工序等方面的优势。
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关键字:】工艺分析；加工方案
引 言 1
一、 工艺方案分析 2
（一） 零件图 2
（二） 零件图分析 2
（三） 确定加工方法 2
（四） 毛坯的确定 2
（五） 确定加工方案 3
二、 工件的装夹 4
（一） 定位基准的选择 4
（二） 定位基准选择的原则 4
（三） 装夹方式的选择 4
（四） 数控车床常用的装夹方式 4
（五） 确定合理的装夹方式 4
三、 刀具的选择及加工方案 5
（一） 选择数控刀具的原则 5
（二） 选择数控车削用刀具 5
(三) 确定方案 5
四 零件加工 7
（一） 编程 7
（二） 仿真 8
总结 12
参考文献 13
谢辞 14
引言
数控加工是一种自动化加工技术，它综合了计算机、自动控制、电动机、电气传动、测量、监控和机械制造等科学的内容。数控机床是数控加工的执行单元，与其他加工设备相比，它具备了许多独特优点，因此其发展速度极快。
数控技术和数控装备是制造工业现代化的重要基础。这个基础是否牢固直接影响到一个国家的经济发展和综合国力，关系到一个国家的战略地位。因此，世界上各工业发达国家均采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业。
现今，数控机床的种类也是越来越多，有数控车床、铣床、磨床、刨床、插床、冲床、钻床、镗床等等，下面详细介绍数控车床在机械加工中的应用。
本文结合数控加工的特点，分别进行工艺方案分析，机床的选择，刀具加工路线的确定，数控程序的编制，最终形成可以指导生产的工艺文件。在整个工艺过程的设计过程中，要通过分析，确定最佳的工艺方案，使得零件的加工成本最低，合理的选用定位夹紧方式，使得零件加工方便、定位精准、刚性好，合理选用刀具和切削参数，使得零件的加工在保证零件精度的情况下，加工效率最高、刀具消耗最低。最终形成的工艺文件要完整，并能指导实际生产。
一、 工艺方案分析
（一）零件图
这是一个典型的轴类零件图，平面图如图1-1所示
图1-1
使用UG软件做出三维立体图，如图1-2所示
图1-2
（二） 零件图分析
该零件表面由圆柱、顺圆弧、逆圆弧、槽、螺纹等表面组成。关于尺寸标注主要包括功能尺寸、非功能尺寸、公称尺寸、基本尺寸、参考尺寸、重复尺寸等等。该零件图标注的尺寸均完整，符合国家要求，位置准确，表达清楚。
（三） 确定加工方法
加工方法的选择原则是保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。由于获得同一级精度及表面粗糙度的加工方法一般有许多，因而在实际选择时，要结合零件的形状、尺寸大小和形位公差要求等全面考虑。
通过以上数据分析，考虑加工的效率和加工的经济性，最理想的加工方式为车削，考虑该零件为大批量加工，故加工设备采用数控车床。
（四） 毛坯的确定
1.常见的毛坯种类
(1) 铸件
铸件适用于形状较复杂的零件毛坯。其铸造方法有砂型铸造、精密铸造、金属型铸造、压力铸造等。
(2) 锻件
锻件适用于强度要求高、形状比较简单的零件毛坯。其锻造方法有自由锻和模锻两种。
(3) 型材
型材有热轧和冷拉两种。热轧适用于尺寸较大、精度较低的毛坯；冷拉适用于尺寸较小、精度较高的毛坯。
(4) 焊接件
焊接件是根据需要将型材或钢板等焊接而成的毛坯件。
(5) 冷冲压件
冷冲压件毛坯可以非常接近成品要求，在小型机械、仪表、轻工电子产品方面应用广泛。
2．毛坯选择时应考虑的因素
(1) 零件的材料及机械性能要求
零件材料的工艺特性和力学性能大致决定了毛坯的种类。
(2) 零件的结构形状与外形尺寸
(3) 生产纲领的大小
(4) 现有生产条件
(5) 充分利用新工艺、新材料
为节约材料和能源，提高机械加工生产率，应充分考虑精密铸造、精锻、冷轧、冷挤压、粉末冶金、异型钢材及工程塑料等在机械中的应用。
3．毛坯的确定
综合考虑，根据以上因素及零件的技术要求，确定该零件的毛坯为棒料，其尺寸为Ф45×55mm，材料为45钢。
（五） 确定加工方案
零件上比较精密表面的加工，常常是通过粗加工、半精加工和精加工逐步达到的。对这些表面仅仅根据质量要求选择相应的最终加工方法是不够的，还应正确地确定从毛坯到最终成形的加工方案。
毛坯夹持左端，车右端轮廓处，从右端加工Φ22mm、Φ31mm的外圆，顺着先车圆弧和Φ37mm的外圆，接着用割槽刀车5mm的槽，最后加工螺纹M24mm×2mm.
该轴加工顺序为：
预备加工---车端面---粗车右端轮廓---精车右端轮廓---切槽 ---切退刀槽---粗车螺纹---精车螺纹。
二、 工件的装夹
（一） 定位基准的选择
定位基准的选择包括定位方式的选择和被加工件定位面的选择。
在数控车削加工中，较短轴类零件的定位方式通常采用一端外圆固定，即用三爪卡盘、四爪卡盘或弹簧套固定工件的外圆表面，此定位方式对工件的悬伸长度有一定限制，工件悬伸过长会在切削过程中产生变形，工件悬伸过长还会增大加工误差甚至掉活。
对于切削长度较长的轴类零件可以采用一夹一顶，或采用两顶尖定位。在装夹方式允许的条件下，零件的轴向定位面尽量选择几何精度较高的表面。
（二）定位基准选择的原则
1．基准重合原则。为了避免基准不重合误差，方便编程，应选用工序基准作为定位基准，尽量使工序基准、定位基准、编程原点三者统一。
2．便于装夹的原则。所选择的定位基准应能保证定位准确、可靠，定位、夹紧机构简单、易操作，敞开性好，能够加工尽可能多的表面。
3．便于对刀的原则。批量加工时在工件坐标系已经确定的情况下，保证对刀的可能性和方便性。
（三）装夹方式的选择
为了工件不致于在切削力的作用下发生位移，使其在加工过程始终保持正确的位置，需将工件压紧夹牢。合理的选择夹紧方式十分重要，工件的装夹不仅影响加工质量，而且对生产率，加工成本及操作安全都有直接影响。
（四）数控车床常用的装夹方式
1．在三爪自定心卡盘上装夹。三爪自定心卡盘的三个卡爪是同步运动的，能自动定心，一般不需要找正。该卡盘装夹工件方便、省时，但夹紧力小，适用于装夹外形规则的中、小型工件。
日期： 2011年4月5日 【摘要】
随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，数控加工技术对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。而对于数控加工,无论是手工编程还是自动编程，在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析，拟定加工方案
本文根据数控机床的特点，针对具体的零件，进行了工艺方案的分析，工装方案的确定，刀具和切削用量的选择，确定加工顺序和加工路线，数控加工程序编制。通过整个工艺的过程的制定，充分体现了数控设备在保证加工精度，加工效率，简化工序等方面的优势。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】工艺分析；加工方案
引 言 1
一、 工艺方案分析 2
（一） 零件图 2
（二） 零件图分析 2
（三） 确定加工方法 2
（四） 毛坯的确定 2
（五） 确定加工方案 3
二、 工件的装夹 4
（一） 定位基准的选择 4
（二） 定位基准选择的原则 4
（三） 装夹方式的选择 4
（四） 数控车床常用的装夹方式 4
（五） 确定合理的装夹方式 4
三、 刀具的选择及加工方案 5
（一） 选择数控刀具的原则 5
（二） 选择数控车削用刀具 5
(三) 确定方案 5
四 零件加工 7
（一） 编程 7
（二） 仿真 8
总结 12
参考文献 13
谢辞 14
引言
数控加工是一种自动化加工技术，它综合了计算机、自动控制、电动机、电气传动、测量、监控和机械制造等科学的内容。数控机床是数控加工的执行单元，与其他加工设备相比，它具备了许多独特优点，因此其发展速度极快。
数控技术和数控装备是制造工业现代化的重要基础。这个基础是否牢固直接影响到一个国家的经济发展和综合国力，关系到一个国家的战略地位。因此，世界上各工业发达国家均采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业。
现今，数控机床的种类也是越来越多，有数控车床、铣床、磨床、刨床、插床、冲床、钻床、镗床等等，下面详细介绍数控车床在机械加工中的应用。
本文结合数控加工的特点，分别进行工艺方案分析，机床的选择，刀具加工路线的确定，数控程序的编制，最终形成可以指导生产的工艺文件。在整个工艺过程的设计过程中，要通过分析，确定最佳的工艺方案，使得零件的加工成本最低，合理的选用定位夹紧方式，使得零件加工方便、定位精准、刚性好，合理选用刀具和切削参数，使得零件的加工在保证零件精度的情况下，加工效率最高、刀具消耗最低。最终形成的工艺文件要完整，并能指导实际生产。
一、 工艺方案分析
（一）零件图
这是一个典型的轴类零件图，平面图如图1-1所示
图1-1
使用UG软件做出三维立体图，如图1-2所示
图1-2
（二） 零件图分析
该零件表面由圆柱、顺圆弧、逆圆弧、槽、螺纹等表面组成。关于尺寸标注主要包括功能尺寸、非功能尺寸、公称尺寸、基本尺寸、参考尺寸、重复尺寸等等。该零件图标注的尺寸均完整，符合国家要求，位置准确，表达清楚。
（三） 确定加工方法
加工方法的选择原则是保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。由于获得同一级精度及表面粗糙度的加工方法一般有许多，因而在实际选择时，要结合零件的形状、尺寸大小和形位公差要求等全面考虑。
通过以上数据分析，考虑加工的效率和加工的经济性，最理想的加工方式为车削，考虑该零件为大批量加工，故加工设备采用数控车床。
（四） 毛坯的确定
1.常见的毛坯种类
(1) 铸件
铸件适用于形状较复杂的零件毛坯。其铸造方法有砂型铸造、精密铸造、金属型铸造、压力铸造等。
(2) 锻件
锻件适用于强度要求高、形状比较简单的零件毛坯。其锻造方法有自由锻和模锻两种。
(3) 型材
型材有热轧和冷拉两种。热轧适用于尺寸较大、精度较低的毛坯；冷拉适用于尺寸较小、精度较高的毛坯。
(4) 焊接件
焊接件是根据需要将型材或钢板等焊接而成的毛坯件。
(5) 冷冲压件
冷冲压件毛坯可以非常接近成品要求，在小型机械、仪表、轻工电子产品方面应用广泛。
2．毛坯选择时应考虑的因素
(1) 零件的材料及机械性能要求
零件材料的工艺特性和力学性能大致决定了毛坯的种类。
(2) 零件的结构形状与外形尺寸
(3) 生产纲领的大小
(4) 现有生产条件
(5) 充分利用新工艺、新材料
为节约材料和能源，提高机械加工生产率，应充分考虑精密铸造、精锻、冷轧、冷挤压、粉末冶金、异型钢材及工程塑料等在机械中的应用。
3．毛坯的确定
综合考虑，根据以上因素及零件的技术要求，确定该零件的毛坯为棒料，其尺寸为Ф45×55mm，材料为45钢。
（五） 确定加工方案
零件上比较精密表面的加工，常常是通过粗加工、半精加工和精加工逐步达到的。对这些表面仅仅根据质量要求选择相应的最终加工方法是不够的，还应正确地确定从毛坯到最终成形的加工方案。
毛坯夹持左端，车右端轮廓处，从右端加工Φ22mm、Φ31mm的外圆，顺着先车圆弧和Φ37mm的外圆，接着用割槽刀车5mm的槽，最后加工螺纹M24mm×2mm.
该轴加工顺序为：
预备加工---车端面---粗车右端轮廓---精车右端轮廓---切槽 ---切退刀槽---粗车螺纹---精车螺纹。
二、 工件的装夹
（一） 定位基准的选择
定位基准的选择包括定位方式的选择和被加工件定位面的选择。
在数控车削加工中，较短轴类零件的定位方式通常采用一端外圆固定，即用三爪卡盘、四爪卡盘或弹簧套固定工件的外圆表面，此定位方式对工件的悬伸长度有一定限制，工件悬伸过长会在切削过程中产生变形，工件悬伸过长还会增大加工误差甚至掉活。
对于切削长度较长的轴类零件可以采用一夹一顶，或采用两顶尖定位。在装夹方式允许的条件下，零件的轴向定位面尽量选择几何精度较高的表面。
（二）定位基准选择的原则
1．基准重合原则。为了避免基准不重合误差，方便编程，应选用工序基准作为定位基准，尽量使工序基准、定位基准、编程原点三者统一。
2．便于装夹的原则。所选择的定位基准应能保证定位准确、可靠，定位、夹紧机构简单、易操作，敞开性好，能够加工尽可能多的表面。
3．便于对刀的原则。批量加工时在工件坐标系已经确定的情况下，保证对刀的可能性和方便性。
（三）装夹方式的选择
为了工件不致于在切削力的作用下发生位移，使其在加工过程始终保持正确的位置，需将工件压紧夹牢。合理的选择夹紧方式十分重要，工件的装夹不仅影响加工质量，而且对生产率，加工成本及操作安全都有直接影响。
（四）数控车床常用的装夹方式
1．在三爪自定心卡盘上装夹。三爪自定心卡盘的三个卡爪是同步运动的，能自动定心，一般不需要找正。该卡盘装夹工件方便、省时，但夹紧力小，适用于装夹外形规则的中、小型工件。
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