典型轴类零件的加工与分析
典型轴类零件的加工与分析[20200123191113]
【摘要】
本文根据数控机床的特点，针对轴类零件，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，零件加工工艺的确定，数控加工程序的编程。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:】轴类零件；工艺分析；工装方案；加工路线；编程
引言 1
一、零件的工艺分析 2
（一）零件图 2
（二）零件图的分析 2
二、选择加工设备 2
三、毛坯的选择 2
四、工件的装夹 3
（一）定位基准的选择 3
（二）装夹方式的选择 3
五、切削用量及刀具的选择 4
（一）确定切削用量 4
（二）设置对刀点和换刀点 4
（三）刀具的选择 5
六、零件的加工工艺 6
七、加工程序 7
八、模拟运行 7
九、零件加工 7
十、精度自检 7
总结 8
附录 9
参考文献 11
谢辞 12
引言
数控车床又称为CNC（computer numerical control）车床，即用计算机数字控制的车床，是国内使用量最大、覆盖面最广的一种数控机床。随着科技的不断发展，数控技术在企业中发挥越来越重要的作用。数控加工制造技术正逐步得到广泛的应用，对零件径向编程加工之前，工艺分析具有非常重要的作用。它的出现以及所带来的巨大效益，引起世界各国科技界的普遍重视。随着科学技术的迅猛发展，数控机床已是衡量一个国家机械制造工业水平的重要标志。数控机床作为装备制造业的核心技术应用，是现代制造业的关键设备，对制造业提高加工质量和效率有着重要的意义。
CNC车床能加工各种形状不同的轴类、盘类即其它回转体零件。下面来介绍一下轴类零件加工工艺过程及编程。
一、零件的工艺分析
（一）零件图
图1-1零件工艺图
（二）零件图的分析
1、零件长度为138mm，从右到左依次为：长度20mm、公称直径为30mm、有2mm的45°倒角双头螺纹的圆柱面；长5mm、公称直径26mm的圆柱面；长10mm的锥面；长10mm直径为36的圆柱面；依次相连半径为15mm的逆弧面、半径为25mm的顺弧面、直径为50mm的球面和半径为15.07mm的顺弧面；长5mm、公称直径为34mm的圆柱面；长15mm的锥面；长10mm、公称直径为42mm的圆柱面。
2、分析零件图可知：?26-?36锥面、?30圆柱端面和? 26圆柱端面表面粗糙度Ra为3.2um，其余表面粗糙度Ra为6.3um。
二、选择加工设备
选定该零件在数控机床上进行加工，主要考虑乎以下三点：
1、要保证加工零件的技术要求，加工出合格的产品。
2、有利于提高生产率。
3、尽可能降低生产成本。
综上所述，就本零件图的要求，加工时选用CK6140数控卧式车床来加工此零件，并尽可能保证零件的加工质量。
三、毛坯的选择
由图1-1可知，在经过加工所得到的零件，其长度为138±0.02mm，其最大的直径为50mm左右，所以选择毛坯长为145mm，直径为60mm的棒料。零毛坯材料为45钢，强度、硬度、塑性等力学性能好，切削性能、热处理性能等加工工艺性能好，便于加工，能够满足使用性能。
四、工件的装夹
（一）定位基准的选择
在制定零件加工的工艺过程时，正确地选择工件的定位基准有着十分重要的意义。定位基准选择的好坏，不仅影响零件加工的精度，而且对零件各表面的加工顺序也有很大的影响。合理选择定位基准是保证零件加工精度的前提，还能简化加工工序，提高加工功率。
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、编程原点三者合一。
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，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确定的情况下，保证对刀的可能性和方便性。
由上确定零件的定位基准：以右端大端面为定位基准。
（二）装夹方式的选择
为了在工件的某一部位上加工出符合规定技术要求的表面，在机械加工前，必须使工件在机床上相对于工具占据某一正确的位置。通常把这个过程称为工件的“定位”。工件定位后，由于在加工中受到切削力、重力等的作用，还应采用一定的机构将工件“夹紧”，使其确定的位置保持不变。工件从“定位”到“夹紧”的整个过程，统称为“安装”。
工件安装的好坏是模具加工中的重要问题，它不仅直接影响加工精度、工件安装的快慢、稳定性，还影响生产率的高低。为了保证加工表面与其设计基准间的相对位置精度，工件安装时应使加工表面的设计基准相对机床占据一正确的位置。
为了工件不至于在切削的作用下发生位移，使其在加工过程始终保证正确的位置，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。
该零件的装夹方法：用三爪自定心卡盘夹紧毛坯左端，加工右端达到工件精度要求。此装夹方法见图4-1。用三爪自定心卡盘，能使工件迅速的获得正确的位置，安装方便，生产率高，从而也保证了工序的加工精度。
图4-1车削装夹示意图
五、切削用量及刀具的选择
（一）确定切削用量
切削用量包括主轴转速、切削速度、切削深度或宽度、进给速度等。合理选择切削用量包含2个原则：
（1）、精加工时以提高生产效率为主。
（2）、粗加工应在保证加工质量的前提下兼顾生产效率和成本。
1、主轴转速的确定
粗车直线和圆弧时n=600r/min，精车时n=1200r/min，切槽时n=350r/min。
2、进给速度的确定
进给量或进给速度在数控机床上使用进给功能字F表示的，F是数控机床切削用量中的一个重要参数，主要依据零件的加工精度和表面粗糙度要求，以及所使用的刀具和工件材料来确定。零件的加工精度要求越高，表面粗糙度要求越低时，选择的进给量数值就越小。实际中，应综合考虑机床、刀具、夹具和被加工零件精度、材料的机械性能、曲率变化、结构刚性、工艺系统的刚性及断屑情况，选择合适的进给速度。粗车时，进给速度为150r/min；精车时进给速度为100r/min。
3、背吃刀量的确定
背吃刀量的大小主要依据机床、夹具、刀具和工件组成的工艺系统的刚度来决定，在系统刚度允许的情况下，为保证以最少的进给次数去除毛坯的加工余量，根据被加工零件的余量确定分层切削深度，选择较大的背吃刀量，以提高生产效率。在数控加工中，为保证零件必要的加工精度和表面粗糙度，建议留少量的余量(0.2～0.5mm)，在最后的精加工中沿轮廓走一刀。粗加工时，除了留有必要的半精加工和精加工余量外，在工艺系统刚性允许的条件下，应以最少的次数完成粗加工。留给精加工的余量应大于零件的变形量和确保零件表面完整性。该零件背吃刀量为0.2mm。
【摘要】
本文根据数控机床的特点，针对轴类零件，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，零件加工工艺的确定，数控加工程序的编程。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:】轴类零件；工艺分析；工装方案；加工路线；编程
引言 1
一、零件的工艺分析 2
（一）零件图 2
（二）零件图的分析 2
二、选择加工设备 2
三、毛坯的选择 2
四、工件的装夹 3
（一）定位基准的选择 3
（二）装夹方式的选择 3
五、切削用量及刀具的选择 4
（一）确定切削用量 4
（二）设置对刀点和换刀点 4
（三）刀具的选择 5
六、零件的加工工艺 6
七、加工程序 7
八、模拟运行 7
九、零件加工 7
十、精度自检 7
总结 8
附录 9
参考文献 11
谢辞 12
引言
数控车床又称为CNC（computer numerical control）车床，即用计算机数字控制的车床，是国内使用量最大、覆盖面最广的一种数控机床。随着科技的不断发展，数控技术在企业中发挥越来越重要的作用。数控加工制造技术正逐步得到广泛的应用，对零件径向编程加工之前，工艺分析具有非常重要的作用。它的出现以及所带来的巨大效益，引起世界各国科技界的普遍重视。随着科学技术的迅猛发展，数控机床已是衡量一个国家机械制造工业水平的重要标志。数控机床作为装备制造业的核心技术应用，是现代制造业的关键设备，对制造业提高加工质量和效率有着重要的意义。
CNC车床能加工各种形状不同的轴类、盘类即其它回转体零件。下面来介绍一下轴类零件加工工艺过程及编程。
一、零件的工艺分析
（一）零件图
图1-1零件工艺图
（二）零件图的分析
1、零件长度为138mm，从右到左依次为：长度20mm、公称直径为30mm、有2mm的45°倒角双头螺纹的圆柱面；长5mm、公称直径26mm的圆柱面；长10mm的锥面；长10mm直径为36的圆柱面；依次相连半径为15mm的逆弧面、半径为25mm的顺弧面、直径为50mm的球面和半径为15.07mm的顺弧面；长5mm、公称直径为34mm的圆柱面；长15mm的锥面；长10mm、公称直径为42mm的圆柱面。
2、分析零件图可知：?26-?36锥面、?30圆柱端面和? 26圆柱端面表面粗糙度Ra为3.2um，其余表面粗糙度Ra为6.3um。
二、选择加工设备
选定该零件在数控机床上进行加工，主要考虑乎以下三点：
1、要保证加工零件的技术要求，加工出合格的产品。
2、有利于提高生产率。
3、尽可能降低生产成本。
综上所述，就本零件图的要求，加工时选用CK6140数控卧式车床来加工此零件，并尽可能保证零件的加工质量。
三、毛坯的选择
由图1-1可知，在经过加工所得到的零件，其长度为138±0.02mm，其最大的直径为50mm左右，所以选择毛坯长为145mm，直径为60mm的棒料。零毛坯材料为45钢，强度、硬度、塑性等力学性能好，切削性能、热处理性能等加工工艺性能好，便于加工，能够满足使用性能。
四、工件的装夹
（一）定位基准的选择
在制定零件加工的工艺过程时，正确地选择工件的定位基准有着十分重要的意义。定位基准选择的好坏，不仅影响零件加工的精度，而且对零件各表面的加工顺序也有很大的影响。合理选择定位基准是保证零件加工精度的前提，还能简化加工工序，提高加工功率。
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、编程原点三者合一。
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，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确定的情况下，保证对刀的可能性和方便性。
由上确定零件的定位基准：以右端大端面为定位基准。
（二）装夹方式的选择
为了在工件的某一部位上加工出符合规定技术要求的表面，在机械加工前，必须使工件在机床上相对于工具占据某一正确的位置。通常把这个过程称为工件的“定位”。工件定位后，由于在加工中受到切削力、重力等的作用，还应采用一定的机构将工件“夹紧”，使其确定的位置保持不变。工件从“定位”到“夹紧”的整个过程，统称为“安装”。
工件安装的好坏是模具加工中的重要问题，它不仅直接影响加工精度、工件安装的快慢、稳定性，还影响生产率的高低。为了保证加工表面与其设计基准间的相对位置精度，工件安装时应使加工表面的设计基准相对机床占据一正确的位置。
为了工件不至于在切削的作用下发生位移，使其在加工过程始终保证正确的位置，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。
该零件的装夹方法：用三爪自定心卡盘夹紧毛坯左端，加工右端达到工件精度要求。此装夹方法见图4-1。用三爪自定心卡盘，能使工件迅速的获得正确的位置，安装方便，生产率高，从而也保证了工序的加工精度。
图4-1车削装夹示意图
五、切削用量及刀具的选择
（一）确定切削用量
切削用量包括主轴转速、切削速度、切削深度或宽度、进给速度等。合理选择切削用量包含2个原则：
（1）、精加工时以提高生产效率为主。
（2）、粗加工应在保证加工质量的前提下兼顾生产效率和成本。
1、主轴转速的确定
粗车直线和圆弧时n=600r/min，精车时n=1200r/min，切槽时n=350r/min。
2、进给速度的确定
进给量或进给速度在数控机床上使用进给功能字F表示的，F是数控机床切削用量中的一个重要参数，主要依据零件的加工精度和表面粗糙度要求，以及所使用的刀具和工件材料来确定。零件的加工精度要求越高，表面粗糙度要求越低时，选择的进给量数值就越小。实际中，应综合考虑机床、刀具、夹具和被加工零件精度、材料的机械性能、曲率变化、结构刚性、工艺系统的刚性及断屑情况，选择合适的进给速度。粗车时，进给速度为150r/min；精车时进给速度为100r/min。
3、背吃刀量的确定
背吃刀量的大小主要依据机床、夹具、刀具和工件组成的工艺系统的刚度来决定，在系统刚度允许的情况下，为保证以最少的进给次数去除毛坯的加工余量，根据被加工零件的余量确定分层切削深度，选择较大的背吃刀量，以提高生产效率。在数控加工中，为保证零件必要的加工精度和表面粗糙度，建议留少量的余量(0.2～0.5mm)，在最后的精加工中沿轮廓走一刀。粗加工时，除了留有必要的半精加工和精加工余量外，在工艺系统刚性允许的条件下，应以最少的次数完成粗加工。留给精加工的余量应大于零件的变形量和确保零件表面完整性。该零件背吃刀量为0.2mm。
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