典型轴类零件加工与工艺分析
典型轴类零件加工与工艺分析[20200123185357]
【摘要】
数控加工，是指在数控机床上进行零件加工的一种工艺方法，数控机床加工与传统机床加工的工艺规程从总体上说是一致的，但也发生了明显的变化。用数字信息控制零件和刀具位移的机械加工方法。它是解决零件品种多变、批量小、形状复杂、精度高等问题和实现高效化和自动化加工的有效途径。
数控加工前的准备工作有很多，如分析零件图，分析工件材料及热处理工艺，工件结构分析，定义毛坯，选择基准和装夹方式，选择机床设备、刀具和量具，加工余量、切削用量选择，制定工艺卡片刀具卡片和编写程序等；加工后要对工件检查，分析加工过程等。
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关键字:】数控编程机械设计数控机床刀具
引言 1
（一）本文的研究背景及意义 1
（二）数控机床的简介 1
（三）数控机床的加工 1
（四）数控编程的流程 1
一、零件图工艺分析 2
（一）形位公差分析 2
（二）精度分析 2
（三）表面粗糙度分析 3
（四）工件材料的选择及热处理的分析 3
（五）结构工艺分析 4
（六）根据以上分析定义毛坯 4
（七）定位基准的选择和加工设备的确定 5
二、加工路线的确定 6
（一）划分阶段 6
（二）数控车削加工零件的工序顺序 6
（三）进给路线的确定原则 6
三、设备、量具、刀具的选择 6
（一）设备的选择 6
（二）夹具、量具及装夹方案的确定 7
（三）刀具的选择 8
（四）量具的选择 9
四、确定加工余量与切削余量 10
（一）确定加工余量 10
（二）确定切削余量 10
五、制定工艺路线 11
六、加工操作过程 11
（一）确定工件坐标系 11
（二）计算各点坐标 11
（三）手工编程 11
（四）装夹零件 12
（五） 加工过程 12
七、质量和超差原因分析： 13
（一）质量分析 13
（二）分析超差原因 13
总结 14
参考文献 15
谢辞 16
附录 17
引言
（一）本文的研究背景及意义
1948年美国帕森斯受美国军方的委托首先出了用电子计算机控制机床加工复杂曲线样板的新概念，于1952年成功研制出世界第一台由专用电子计算机控制的三坐标立式数控铣床。研究过程采用了自动控制 伺服驱动 精密测量和新型机械结构等方面的技术成果。
采用数控机床有利于向计算机控制与管理生产方面发展，为实现生产过程自动化创造了条件。 但数控加工投资大，使用费用高，生产准备工作复杂，维修困难。机制行业数控技术的应用使得数控机床的使用、维修、维护人员在全国各工业城市都非常紧缺，再加上数控加工人员从业面非常广，所以目前现有的数控技术人才无法满足制造业的需求，而且人才市场上的这类人才储备并不大，企业要在人才市场上寻觅合适的人才显得比较困难，培养相当数量的具有高等文化水平的数控专业人才，成为迫切要求。
（二）数控机床的简介
数字控制简称数控，是近代发展起来的一种自动控制技术，是用数字化信号对机械设备的运动及加工过程进行控制的一种方法，它所控制的一般是位置、角度、速度等机械量，也可以控制温度、压力、流量等物理量。
数控加工具有自动化程度高、加工复杂形状零件的能力、生产准备周期短、加工精度高、质量稳定、生产效率高等优点。
（三）数控机床的加工
在数控机床上加工零件时，要根据零件的加工图样的要求确定零件的工艺过程、工艺参数和刀具参数，再按规定编写零件数控加工程序，然后通过手动数据输入方式或计算机通信等方式将数控加工程序送到数控系统，在数控系统控制软件的支持下，经过分析处理与计算后发出相应的指令，通过伺服系统使机床按预定的轨迹运动，从而控制机床进行零件的自动加工。数控加工原理及加工过程：
零件图→阅读零件图→工艺分析→制定工艺→数控编程→程序传输→数控机床
（四）数控编程的流程
分析零件图，确定工艺过程；数学处理；编写程序单；制作程序介质并输入程序信息；程序校验。
一、零件图工艺分析
根据零件图1-1，分析零件公差、精度要求及表面粗糙度。
图1-1 零件图
（一）形位公差分析
加工后的零件不仅有尺寸误差，构成零件几何特征的点、线、面的实际形状或相互位置与理想几何体规定的形状和相互位置还不可避免地存在差异，这种形状上的差异就是形状误差，而相互位置的差异就是位置误差，统称为形位误差。
需要加工的轴类零件形位公差有同轴度要求。同轴度是定位公差，是用来控制理论上应同轴的被测轴线与基准轴线的不同轴程度，是被测轴线相对基准轴线位置的变化量。影响同轴度的因素有被测轴线弯曲、被测轴线倾斜和被测轴线偏移。
数控加工生产中，为了保证同轴度通通常保持棒料伸出长度在棒料直径的2倍以内，这样可以将同轴度控制在0.01以下。由于零件长度为160mm，最大直径52mm，毛坯件棒料直径选择55mm左右，加工时先加工右侧，掉头装夹时装夹Φ52外圆处，车削Φ40外圆和左侧断面，这样伸出长度很短，可以保证同轴度要求。
（二）精度分析
零件的加工精度是指零件加工后的实际几何参数（尺寸、形状和位置）与理想几何参数相符合的程度。符合程度越高则加工精度就越高。实际加工不可能做得与理想零件完全一致，总会有大小不同的偏差，零件加工后的实际几何参数对理想几何参数的偏离程度，称为加工误差。由于在加工过程中有很多因素影响加工精度，所以同一种加工方法在不同的工作条件下所能达到的精度是不同的。任何一种加工方法，只要精心操作，细心调整，并选用合适的切削参数进行加工，都能使加工精度得到较大的提高，但这样会降低生产率，增加加工成本。由机床、夹具、刀具和工件组成的机械加工工艺系统(简称工艺系统)会有各种各样的误差产生，这些误差在各种不同的具体工作条件下都会以各种不同的方式(或扩大、或缩小)反映为工件的加工误差。 工艺系统的原始误差主要有工艺系统的几何误差、定位误差、工艺系统的受力变形引起的加工误差、工艺系统的受热变形引起的加工误差、工件内应力重新分布引起的变形以及原理误差、调整误差、测量误差等。这些都会影响到零件的加工精度。
轴类零件上Φ40和Φ30的外圆有具体精度要求分别为Φ40±0.01和Φ30±0.01，其余精度也要保证在0.1的误差范围内（角度误差保证在0.1°内）。
（三）表面粗糙度分析
表面粗糙度反映的是零件加工表面的微观几何形状误差，及、即指加工表面所具有的较小间距和微小峰谷不平度。它不同于宏观几何形状，也不同于表面波度。主要由加工过程中刀具和零件表面的摩擦、切削分离时表面金属层塑性变形及工艺系统变频振动等原因而形成。
表面粗糙度是衡量零件表面质量的重要指标。表面粗糙度越小，表面就越光滑；表面粗糙度越大，表面就越粗糙。
表面粗糙度大小， 对机械零件的使用性能有很大的影响。主要表现在对零件的耐磨性、配合性质的稳定性、抗腐蚀性、密封性、疲劳强度、外观质量等方面的影响。
以下是常见的一些粗糙度数值：
粗糙度 以下：抛光
粗糙度 ：用磨床加工的面
【摘要】
数控加工，是指在数控机床上进行零件加工的一种工艺方法，数控机床加工与传统机床加工的工艺规程从总体上说是一致的，但也发生了明显的变化。用数字信息控制零件和刀具位移的机械加工方法。它是解决零件品种多变、批量小、形状复杂、精度高等问题和实现高效化和自动化加工的有效途径。
数控加工前的准备工作有很多，如分析零件图，分析工件材料及热处理工艺，工件结构分析，定义毛坯，选择基准和装夹方式，选择机床设备、刀具和量具，加工余量、切削用量选择，制定工艺卡片刀具卡片和编写程序等；加工后要对工件检查，分析加工过程等。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】数控编程机械设计数控机床刀具
引言 1
（一）本文的研究背景及意义 1
（二）数控机床的简介 1
（三）数控机床的加工 1
（四）数控编程的流程 1
一、零件图工艺分析 2
（一）形位公差分析 2
（二）精度分析 2
（三）表面粗糙度分析 3
（四）工件材料的选择及热处理的分析 3
（五）结构工艺分析 4
（六）根据以上分析定义毛坯 4
（七）定位基准的选择和加工设备的确定 5
二、加工路线的确定 6
（一）划分阶段 6
（二）数控车削加工零件的工序顺序 6
（三）进给路线的确定原则 6
三、设备、量具、刀具的选择 6
（一）设备的选择 6
（二）夹具、量具及装夹方案的确定 7
（三）刀具的选择 8
（四）量具的选择 9
四、确定加工余量与切削余量 10
（一）确定加工余量 10
（二）确定切削余量 10
五、制定工艺路线 11
六、加工操作过程 11
（一）确定工件坐标系 11
（二）计算各点坐标 11
（三）手工编程 11
（四）装夹零件 12
（五） 加工过程 12
七、质量和超差原因分析： 13
（一）质量分析 13
（二）分析超差原因 13
总结 14
参考文献 15
谢辞 16
附录 17
引言
（一）本文的研究背景及意义
1948年美国帕森斯受美国军方的委托首先出了用电子计算机控制机床加工复杂曲线样板的新概念，于1952年成功研制出世界第一台由专用电子计算机控制的三坐标立式数控铣床。研究过程采用了自动控制 伺服驱动 精密测量和新型机械结构等方面的技术成果。
采用数控机床有利于向计算机控制与管理生产方面发展，为实现生产过程自动化创造了条件。 但数控加工投资大，使用费用高，生产准备工作复杂，维修困难。机制行业数控技术的应用使得数控机床的使用、维修、维护人员在全国各工业城市都非常紧缺，再加上数控加工人员从业面非常广，所以目前现有的数控技术人才无法满足制造业的需求，而且人才市场上的这类人才储备并不大，企业要在人才市场上寻觅合适的人才显得比较困难，培养相当数量的具有高等文化水平的数控专业人才，成为迫切要求。
（二）数控机床的简介
数字控制简称数控，是近代发展起来的一种自动控制技术，是用数字化信号对机械设备的运动及加工过程进行控制的一种方法，它所控制的一般是位置、角度、速度等机械量，也可以控制温度、压力、流量等物理量。
数控加工具有自动化程度高、加工复杂形状零件的能力、生产准备周期短、加工精度高、质量稳定、生产效率高等优点。
（三）数控机床的加工
在数控机床上加工零件时，要根据零件的加工图样的要求确定零件的工艺过程、工艺参数和刀具参数，再按规定编写零件数控加工程序，然后通过手动数据输入方式或计算机通信等方式将数控加工程序送到数控系统，在数控系统控制软件的支持下，经过分析处理与计算后发出相应的指令，通过伺服系统使机床按预定的轨迹运动，从而控制机床进行零件的自动加工。数控加工原理及加工过程：
零件图→阅读零件图→工艺分析→制定工艺→数控编程→程序传输→数控机床
（四）数控编程的流程
分析零件图，确定工艺过程；数学处理；编写程序单；制作程序介质并输入程序信息；程序校验。
一、零件图工艺分析
根据零件图1-1，分析零件公差、精度要求及表面粗糙度。
图1-1 零件图
（一）形位公差分析
加工后的零件不仅有尺寸误差，构成零件几何特征的点、线、面的实际形状或相互位置与理想几何体规定的形状和相互位置还不可避免地存在差异，这种形状上的差异就是形状误差，而相互位置的差异就是位置误差，统称为形位误差。
需要加工的轴类零件形位公差有同轴度要求。同轴度是定位公差，是用来控制理论上应同轴的被测轴线与基准轴线的不同轴程度，是被测轴线相对基准轴线位置的变化量。影响同轴度的因素有被测轴线弯曲、被测轴线倾斜和被测轴线偏移。
数控加工生产中，为了保证同轴度通通常保持棒料伸出长度在棒料直径的2倍以内，这样可以将同轴度控制在0.01以下。由于零件长度为160mm，最大直径52mm，毛坯件棒料直径选择55mm左右，加工时先加工右侧，掉头装夹时装夹Φ52外圆处，车削Φ40外圆和左侧断面，这样伸出长度很短，可以保证同轴度要求。
（二）精度分析
零件的加工精度是指零件加工后的实际几何参数（尺寸、形状和位置）与理想几何参数相符合的程度。符合程度越高则加工精度就越高。实际加工不可能做得与理想零件完全一致，总会有大小不同的偏差，零件加工后的实际几何参数对理想几何参数的偏离程度，称为加工误差。由于在加工过程中有很多因素影响加工精度，所以同一种加工方法在不同的工作条件下所能达到的精度是不同的。任何一种加工方法，只要精心操作，细心调整，并选用合适的切削参数进行加工，都能使加工精度得到较大的提高，但这样会降低生产率，增加加工成本。由机床、夹具、刀具和工件组成的机械加工工艺系统(简称工艺系统)会有各种各样的误差产生，这些误差在各种不同的具体工作条件下都会以各种不同的方式(或扩大、或缩小)反映为工件的加工误差。 工艺系统的原始误差主要有工艺系统的几何误差、定位误差、工艺系统的受力变形引起的加工误差、工艺系统的受热变形引起的加工误差、工件内应力重新分布引起的变形以及原理误差、调整误差、测量误差等。这些都会影响到零件的加工精度。
轴类零件上Φ40和Φ30的外圆有具体精度要求分别为Φ40±0.01和Φ30±0.01，其余精度也要保证在0.1的误差范围内（角度误差保证在0.1°内）。
（三）表面粗糙度分析
表面粗糙度反映的是零件加工表面的微观几何形状误差，及、即指加工表面所具有的较小间距和微小峰谷不平度。它不同于宏观几何形状，也不同于表面波度。主要由加工过程中刀具和零件表面的摩擦、切削分离时表面金属层塑性变形及工艺系统变频振动等原因而形成。
表面粗糙度是衡量零件表面质量的重要指标。表面粗糙度越小，表面就越光滑；表面粗糙度越大，表面就越粗糙。
表面粗糙度大小， 对机械零件的使用性能有很大的影响。主要表现在对零件的耐磨性、配合性质的稳定性、抗腐蚀性、密封性、疲劳强度、外观质量等方面的影响。
以下是常见的一些粗糙度数值：
粗糙度 以下：抛光
粗糙度 ：用磨床加工的面
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