运动轴的加工工艺过程分析
日期 2017年5月4日 【】这些年来，数字化机床与数字化技术日新月异的发展及创新，应用的领域遍布各行各业，如医疗行业、汽车行业和重工行业等等，都离不开数控技术。数控技术的快速应用在我国综合国力发展中起到了举足轻重的地位作用。数控技术相关于传统机械行业，不仅工件的质量与精度有了质的飞跃，而且大大地提高了工作效率，降低了成本。本文针对典型的轴类零件，分析其加工工艺过程，主要包括了图纸分析，工艺方案确定，刀具选择，加工参数，夹具选择，量具选择，零件编程，最后到零件的加工完成。通过对运动轴零件完整的加工过程分析，可以得出数控机床更加适合加工比较复杂的零件产品，具有比普通机床更好的加工优越性。
目录
引言 1
一、分析运动轴的工艺方案 2
（一）运动轴图纸分析 2
（二）运动轴的结构工艺分析 3
（三）运动轴的技术要求分析 3
（四）运动轴加工难点及解决 3
（五）选择加工方法 3
（六）选择加工方案 4
二、加工刀具确定 5
（一）刀具选择原则 5
（二）加工工具确定 5
（三）对刀方法 5
（四）切削用量选用 6
三、加工夹具 6
（一）定位基准 6
（二）运动轴的加工定位基准 6
（三）常用装夹方式 6
四、加工后的检测 7
五、运动轴的加工工艺分析 8
（一）加工顺序及路线 8
（二）刀具卡 8
（三）工艺卡 8
（四）成品图 9
六、检测运动轴 10
（一）检测左端 10
（二）检测右端 10
七、仿真 10
（一）常用代码功能表 10
（二）程序 11
总结 13
谢辞 14
参考文献 15
引言
三年的专业性学习中，从数控加工理论知识学习到了解与熟悉工件的车床加工，再到进入车间实
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际操作知晓工件的实际加工过程。到了苏州均华精密机械有限公司后进行了为期半年的实际操作，之前所学理论知识中强化了实际操作能力。
本文轴类零件来源于苏州均华精密机械有限公司主打产品SOP系列机台的运动轴。本文主要就其加工工艺过程做详细的分析，主要在了解与熟悉运动轴的加工过程，从加工过程中引出夹具、刀具该如何选用等知识点，这对于往后的轴类零件的加工与数控车床的使用都有着显著的帮助。
一、分析运动轴的工艺方案
本运动轴零件来自于企业某款产品中，零件的特点是结构相对简单，整体形状为两头多个台阶的长轴，零件的精度比较高。零件上有台阶圆、沟槽、圆弧面等特征，特征之间的形位公差要求比较高，表面粗糙度要求也比较高，如图11所示。
图11 运动轴图纸
（一）运动轴图纸分析
轴类零件加工一般划分为左右两端。从左端来看，运动轴有M25的螺纹、Ф5mm的圆柱，C2的倒角，三段圆锥以及退刀槽、从右端来看，运动轴形体组成没有左端复杂，分别有Ф35mm的圆柱、内圆弧、外圆弧以及3*2的槽。运动轴整体形态较为复杂，尺寸精度要求较高，表面粗糙度为Ra1.6。
依据上述可知，毛坯选择为45#钢，尺寸为Ф60mm*160mm的圆柱，如图12所示。
图12 毛坯材料
（二）运动轴的结构工艺分析
所谓的结构工艺分析即为运动轴加工成型所需程序与成本分析。主要作用为简化加工操作，降低加工成本，并且加工需要可行，可靠。
一般分析以下几点因素。1）精度因素：即分析能否利于加工达到图纸尺寸精度要求。2)效率因素：即分析能否简化人工操作，提高加工效率。
（三）运动轴的技术要求分析
从图上来看，运动轴存在位置度，圆柱度。位置度有上偏差+0.02mm，下偏差0.02mm，直径52mm；上偏差+0.02mm，下偏差0.02mm，直径39mm；上偏差0，下偏差0.02mm，直径24mm等等。圆柱度有直径39mm等等。
（四）运动轴加工难点及解决
根据运动轴图纸可知，运动轴中有基础精度要求较高的外圆，螺纹及圆弧如R24上偏差0下偏差0.02mm，φ39上偏差+0.02mm,下偏差0.02mm。M25x1.56g等。对轴类零件加工，应采用如下方法，如下：
1)尽量一次装夹加工一端，如运动轴，因结构复杂，一般先加工一端，以加工端做基准加工另一端，所以必须要保证行为公差不变，不能重复装夹。
2)运动轴表面粗糙度较高，在粗加工运动轴时，注意进给量，转速的控制以保证得到好的粗糙度。一般是降低进给，提高转速。
（五）选择加工方法
1.选择加工方法的原则
一般加工时必须确定一种加工方法来达到图纸的尺寸要求及其表面粗糙度。选择何种加工方法时需考虑零件本身的外观尺寸，各部的尺寸精度等方面。
根据运动轴图纸分析，其Ф52mm、Ф39mm为精度要求较高的尺寸，但由于Ф50mm上偏差0 下偏差0.03、Ф39上偏差0 下偏差0.02，所以直接取基本尺寸即可。
通过分析，运动轴采用车床车削加工最符合“高效率、低成本”的原则，故本次加工机床选择数控车床最优。
2.设备选用
本次加工选用数控车床，由于运动轴外观形态适中，故选取型号CJK6032数控车床,如图13所示。
图13 数控车床
（六）选择加工方案
1．加工方案选择原则
传统轴类零件加工一般分为两端加工，先加工左端，确定基准，掉转基准，加工右端。通过粗车—半精车—精车顺序完成零件加工。
2．加工方案明细
根据运动轴图纸尺寸明细，建加工方案表如表11所示。
表11 加工方案表
加工顺序
加工方案
第一加工：右端加工
1
车右端至113mm
2
车Ф39mm、Ф42mm
3
加工R9弧
4
车Ф35mm与锥度10度的外表面
5
车Ф52mm
第二加工：左端加工
1
以Ф52mm外圆为基准装夹
2
车Ф25mm
3
车退刀槽
4
加工M25螺纹
3．加工顺序
由以上分析而知加工顺序为：
1)待加工期准备；
2)加工毛坯端面；
3)粗加工右端外表面，留余量0.5mm，表面粗糙度Ra3.2；
4)粗加工右端外表面，表面粗糙度Ra1.6；
5)各部切退刀槽至图纸尺寸；
6)以Ф52mm外圆为基准装夹；
7)粗加工左端外表面；
8)精加工左端外表面；
目录
引言 1
一、分析运动轴的工艺方案 2
（一）运动轴图纸分析 2
（二）运动轴的结构工艺分析 3
（三）运动轴的技术要求分析 3
（四）运动轴加工难点及解决 3
（五）选择加工方法 3
（六）选择加工方案 4
二、加工刀具确定 5
（一）刀具选择原则 5
（二）加工工具确定 5
（三）对刀方法 5
（四）切削用量选用 6
三、加工夹具 6
（一）定位基准 6
（二）运动轴的加工定位基准 6
（三）常用装夹方式 6
四、加工后的检测 7
五、运动轴的加工工艺分析 8
（一）加工顺序及路线 8
（二）刀具卡 8
（三）工艺卡 8
（四）成品图 9
六、检测运动轴 10
（一）检测左端 10
（二）检测右端 10
七、仿真 10
（一）常用代码功能表 10
（二）程序 11
总结 13
谢辞 14
参考文献 15
引言
三年的专业性学习中，从数控加工理论知识学习到了解与熟悉工件的车床加工，再到进入车间实
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
际操作知晓工件的实际加工过程。到了苏州均华精密机械有限公司后进行了为期半年的实际操作，之前所学理论知识中强化了实际操作能力。
本文轴类零件来源于苏州均华精密机械有限公司主打产品SOP系列机台的运动轴。本文主要就其加工工艺过程做详细的分析，主要在了解与熟悉运动轴的加工过程，从加工过程中引出夹具、刀具该如何选用等知识点，这对于往后的轴类零件的加工与数控车床的使用都有着显著的帮助。
一、分析运动轴的工艺方案
本运动轴零件来自于企业某款产品中，零件的特点是结构相对简单，整体形状为两头多个台阶的长轴，零件的精度比较高。零件上有台阶圆、沟槽、圆弧面等特征，特征之间的形位公差要求比较高，表面粗糙度要求也比较高，如图11所示。
图11 运动轴图纸
（一）运动轴图纸分析
轴类零件加工一般划分为左右两端。从左端来看，运动轴有M25的螺纹、Ф5mm的圆柱，C2的倒角，三段圆锥以及退刀槽、从右端来看，运动轴形体组成没有左端复杂，分别有Ф35mm的圆柱、内圆弧、外圆弧以及3*2的槽。运动轴整体形态较为复杂，尺寸精度要求较高，表面粗糙度为Ra1.6。
依据上述可知，毛坯选择为45#钢，尺寸为Ф60mm*160mm的圆柱，如图12所示。
图12 毛坯材料
（二）运动轴的结构工艺分析
所谓的结构工艺分析即为运动轴加工成型所需程序与成本分析。主要作用为简化加工操作，降低加工成本，并且加工需要可行，可靠。
一般分析以下几点因素。1）精度因素：即分析能否利于加工达到图纸尺寸精度要求。2)效率因素：即分析能否简化人工操作，提高加工效率。
（三）运动轴的技术要求分析
从图上来看，运动轴存在位置度，圆柱度。位置度有上偏差+0.02mm，下偏差0.02mm，直径52mm；上偏差+0.02mm，下偏差0.02mm，直径39mm；上偏差0，下偏差0.02mm，直径24mm等等。圆柱度有直径39mm等等。
（四）运动轴加工难点及解决
根据运动轴图纸可知，运动轴中有基础精度要求较高的外圆，螺纹及圆弧如R24上偏差0下偏差0.02mm，φ39上偏差+0.02mm,下偏差0.02mm。M25x1.56g等。对轴类零件加工，应采用如下方法，如下：
1)尽量一次装夹加工一端，如运动轴，因结构复杂，一般先加工一端，以加工端做基准加工另一端，所以必须要保证行为公差不变，不能重复装夹。
2)运动轴表面粗糙度较高，在粗加工运动轴时，注意进给量，转速的控制以保证得到好的粗糙度。一般是降低进给，提高转速。
（五）选择加工方法
1.选择加工方法的原则
一般加工时必须确定一种加工方法来达到图纸的尺寸要求及其表面粗糙度。选择何种加工方法时需考虑零件本身的外观尺寸，各部的尺寸精度等方面。
根据运动轴图纸分析，其Ф52mm、Ф39mm为精度要求较高的尺寸，但由于Ф50mm上偏差0 下偏差0.03、Ф39上偏差0 下偏差0.02，所以直接取基本尺寸即可。
通过分析，运动轴采用车床车削加工最符合“高效率、低成本”的原则，故本次加工机床选择数控车床最优。
2.设备选用
本次加工选用数控车床，由于运动轴外观形态适中，故选取型号CJK6032数控车床,如图13所示。
图13 数控车床
（六）选择加工方案
1．加工方案选择原则
传统轴类零件加工一般分为两端加工，先加工左端，确定基准，掉转基准，加工右端。通过粗车—半精车—精车顺序完成零件加工。
2．加工方案明细
根据运动轴图纸尺寸明细，建加工方案表如表11所示。
表11 加工方案表
加工顺序
加工方案
第一加工：右端加工
1
车右端至113mm
2
车Ф39mm、Ф42mm
3
加工R9弧
4
车Ф35mm与锥度10度的外表面
5
车Ф52mm
第二加工：左端加工
1
以Ф52mm外圆为基准装夹
2
车Ф25mm
3
车退刀槽
4
加工M25螺纹
3．加工顺序
由以上分析而知加工顺序为：
1)待加工期准备；
2)加工毛坯端面；
3)粗加工右端外表面，留余量0.5mm，表面粗糙度Ra3.2；
4)粗加工右端外表面，表面粗糙度Ra1.6；
5)各部切退刀槽至图纸尺寸；
6)以Ф52mm外圆为基准装夹；
7)粗加工左端外表面；
8)精加工左端外表面；
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