軸類零件的數(shù)控加工工藝

軸類零件的數(shù)控加工工藝,零件,數(shù)控,加工,工藝 XXXXXX 學院 畢 業(yè) 設 計（論 文） 題 目： 軸類零件的加工與編程 系 別： 專 業(yè)： 班 級： 學 號： 學生姓名： 指導教師： 完成日期： 摘 要 本次設計是進行一個直徑是 80MM 長 120MM 的圓柱臺階軸進行設計，這個軸上 有圓弧、工藝退刀槽、螺紋退刀槽、螺紋及球面構成，材料為 45 號鋼。軸，支承轉 動零件并與之一起回轉以傳遞運動、扭矩或彎矩的機械零件。一般為金屬圓桿狀， 各段可以有不同的直徑。機器中作回轉運動的零件就裝在軸上。根據軸線形狀的不 同，軸可以分為曲軸和直軸兩類。根據軸的承載情況，又可分為：①轉軸，工作時 既承受彎矩又承受扭矩，是機械中最常見的軸，如各種減速器中的軸等。②心軸， 用來支承轉動零件只承受彎矩而不傳遞扭矩，有些心軸轉動，如鐵路車輛的軸等， 有些心軸則不轉動，如支承滑輪的軸等。③傳動軸，主要用來傳遞扭矩而不承受彎 矩，如起重機移動機構中的長光軸、汽車的驅動軸等。軸的材料主要采用碳素鋼或 合金鋼，也可采用球墨鑄鐵或合金鑄鐵。軸的工作能力一般取決于強度和剛度。 關鍵詞：臺階軸 螺紋退刀槽 扭矩 傳動軸 、 目 錄 1 前言 ..................................................................1 2 零件圖及圖樣分析 ......................................................2 2.1 零件圖 ............................................................2 2.2 圖樣工藝分析 ......................................................2 3 零件加工工藝設計 ......................................................3 3.1 工藝分析 ..........................................................3 3.2 刀具的選擇和切削參數(shù) ..............................................5 3.3 夾具的選擇與類型 ..................................................6 3.3.1 夾具的選擇 ....................................................6 3.3.2 夾具的類型 ....................................................6 3.3.3 零件的安裝 ....................................................6 4 零件的加工工序及編程 ..................................................8 4.1 數(shù)控加工工序 ......................................................8 4.2 數(shù)控加工程序及備注 ................................................8 結束語 .................................................................14 參考文獻 ...............................................................15 致謝 ...................................................................15 XXXX 學院 0 1 前言 軸，支承轉動零件并與之一起回轉以傳遞運動、扭矩或彎矩的機械零件。一般 為金屬圓桿狀，各段可以有不同的直徑。機器中作回轉運動的零件就裝在軸上。根 據軸線形狀的不同，軸可以分為曲軸和直軸兩類。根據軸的承載情況，又可分為： ①轉軸，工作時既承受彎矩又承受扭矩，是機械中最常見的軸，如各種減速器中的 軸等。②心軸，用來支承轉動零件只承受彎矩而不傳遞扭矩，有些心軸轉動，如鐵 路車輛的軸等，有些心軸則不轉動，如支承滑輪的軸等。③傳動軸，主要用來傳遞 扭矩而不承受彎矩，如起重機移動機構中的長光軸、汽車的驅動軸等。軸的材料主 要采用碳素鋼或合金鋼，也可采用球 墨 鑄 鐵 或合 金 鑄 鐵 等。軸的工作能力一般取決 于強度和剛度，轉速高時還取決于振動穩(wěn)定性。 軸 的 結 構 設 計 是 確 定 軸 的 合 理 外 形 和 全 部 結 構 尺 寸 ， 為 軸 設 計 的 重 要 步 驟 。 它 由 軸 上 安 裝 零 件 類 型 、 尺 寸 及 其 位 置 、 零 件 的 固 定 方 式 ， 載 荷 的 性 質 、 方 向 、 大 小 及 分 布 情 況 ， 軸 承 的 類 型 與 尺 寸 ， 軸 的 毛 坯 、 制 造 和 裝 配 工 藝 、 安 裝 及 運 輸 ， 對 軸 的 變 形 等 因 素 有 關 。 設 計 者 可 根 據 軸 的 具 體 要 求 進 行 設 計 ， 必 要 時 可 做 幾 個 方 案 進 行 比 較 ， 以 便 選 出 最 佳 設 計 方 案 ， 以 下 是 一 般 軸 結 構 設 計 原 則 ： 1、 節(jié) 約 材 料 ， 減 輕 重 量 ， 盡 量 采 用 等 強 度 外 形 尺 寸 或 大 的 截 面 系 數(shù) 的 截 面 形 狀 ； 2、 易 于 軸 上 零 件 精 確 定 位 、 穩(wěn) 固 、 裝 配 、 拆 卸 和 調 整 ； 3、 采 用 各 種 減 少 應 力 集 中 和 提 高 強 度 的 結 構 措 施 ； 4、 便 于 加 工 制 造 和 保 證 精 度 。 本畢業(yè)設計課題為減速器軸的設計，借助 AutoCAD 軟件，先設計繪制圖形，然 后編制設計和制造工藝，通過車、銑床進行加工，從而實現(xiàn)零件的設計、制造一體 化的圖紙設計和圖紙制造，具有相當大的實用價值和發(fā)展空間。 AutoCAD 是由美國 Autodesk 公司于二十世紀八十年代初為計算機應用 CAD 技術 而開發(fā)的繪圖程序軟件包，它易于使用、適應性強、易于二次開發(fā)，經過不斷的完 善，現(xiàn)已經成為國際上廣為流行的繪圖工具。AutoCAD 可以繪制任意二維和三維圖 形，并且同傳統(tǒng)的手工繪圖相比，用 AutoCAD 繪圖速度更快、精度更高、而且便于 個性，它已經在航空航天、造船、建筑、機械、電子、化工、美工、輕紡等很多領 域得到了廣泛應用，并取得了豐碩的成果和巨大的經濟效益。而 AutoCAD2004 版本 以它能在 windows 平臺下更方便的更快捷的進行繪圖和設計工作，以它更高質量和 更高速度的超強圖形功能、三維功能、internet 功能，而為廣大用戶所喜愛并廣泛 流行。 XXXX 學院 1 2 零件圖及圖樣分析 2.1 零件圖 圖 2-1 零件簡圖 2.2 圖樣工藝分析 如圖 2-1 所示，根據圖樣零件的數(shù)據 顯示選擇毛坯為：直徑 85MM*120MM 的棒 料。此零件外型規(guī)則，被加工部分的各尺 寸、形位、表面粗糙度值及凹凸配合等要 求較高。零件結構較為復雜，包含了圓弧， 外輪廓，切槽以及三維曲面的加工，且大 部分的尺寸均達到 IT8--IT7 級精度。工 件選用三爪自定心卡盤裝夾，由于該零件 形狀復雜所以把零件分為兩步驟完成：先 車基準（零件左端面）→車零件最大外圓 ? 80 →車 ?70 及臺階面 然后調頭裝夾車 ?65 臺階軸→車圓錐面→ 車 ?24 圓柱→ 車 ?20 圓柱以及 R10 半圓球，以零件右端 半圓球的端點做工件坐標系的原點（也是 編程原點） 。 3 零件加工工藝設計 3.1 工藝分析 在程序編制中，編程人員必須充分掌 握構成零件輪廓的幾何要素參數(shù)及各幾何 要素間的關系。因為在自動編程時要對零 件輪廓的所有幾何元素進行定義，手工編 程時要計算出每個節(jié)點的坐標，無論哪一 點不明確或不確定，編程都無法進行。但 由于零件設計人員在設計過程中考慮不周 或被忽略，常常出現(xiàn)參數(shù)不全或不清楚， 如圓弧與直線、圓弧與圓弧是相切還是相 交或相離。所以在審查與分析圖紙時，一 定要仔細核算，發(fā)現(xiàn)問題及時與設計人員 聯(lián)系。 零件的外形最好采用統(tǒng)一的幾何類型 及尺寸，這樣可以減少換刀次數(shù)，還可能 應用控制程序或專用程序以縮短程序長度。 零件的形狀盡可能對稱，便于利用數(shù)控機 床的鏡向加工功能來編程，以節(jié)省編程時 間。 圖 3-1 是加工工序及每個步驟的注釋和注 意事項。 XXXX 學院 2 加 工 此 段 工 序 時 要 保 證 球 面 的 表 面 質 量 及 數(shù) 據加 工 此 段 工 序 事 要 保 證 后 面 圓 球 的 加 工 余 量 所 以不 能 用 大 的 車 削 速 度 加 工 此 段 工 件 是 為 最 后 車 羅 紋 做 鋪 墊 ,其 表 面 質 量要 求 不 高 但 基 本 尺 寸 一 定 要 保 證 正 確加 工 此 段 工 件 時 的 注 意 事 項 要 和 上 段 工 序 一 樣 ,必須 保 證 零 件 數(shù) 據 和 表 面 質 量 的 正 確 加 工 此 段 工 件 時 要 注 意 吃 刀 量 的 選 擇 ,此 段 工 序 有圓 弧 的 存 在 要 保 證 好 加 工 質 量 和 機 器 設 備 的 安 全由 于 此 次 設 計 是 在 普 通 數(shù) 控 車 床 上 進 行 ,有 寫 步 驟必 須 進 行 手 動 操 作 ,比 如 :用 尾 部 頂 尖 零 件 的 掉 頭裝 夾 等 車 削 70圓 柱 ,零 件 掉 頭 裝 夾 需 要 用 卡 盤 夾 住 此處 ,因 此 這 個 加 工 步 驟 很 重 要 .要 注 意 此 段 加 工 步驟 的 尺 寸 ,精 度 ,表 面 質 量 等 重 要 參 數(shù)車 削 零 件 的 最 大 外 圓 (加 工 此 處 時 不 必 要 全 部 都 車削 ,因 為 根 據 分 析 零 件 圖 沒 有 必 要 車 削 完 ,零 件 圖中 要 求 的 尺 寸 只 有 2) 作 為 零 件 加 工 及 編 程 的 基 準 ,對 以 后 的 加 工 很 重 要 車 半 圓 球車 20圓 柱 車 24圓 柱車 圓 錐 面 車 65臺 階 軸掉 頭 裝 夾 車 70及 臺 階 面車 零 件 外 圓 車 基 準 面 圖3-1 3.2 刀具的選擇和切削參數(shù) 車削用量的選擇原則是： （1）粗車時，首先考慮選擇一個盡 可能大的背吃刀量 ap，其次選擇一個較大 的進給量 f,最后確定一個合適的切削進度 v 。增大背吃刀量 ap 可使走刀次數(shù)減少， 增大進給量 f 有利于斷屑，因此根據以上 原則選擇粗車切削用量對于提高生產效率， 減少刀具消耗，降低加工成本是有利的。 （2）精車時，加工精度和表面粗糙 度要求較高，加工余量不大且均勻，因此 選擇較?。ǖ惶。┑谋吵缘读?ap和進 給量 f ，并選用切削性能高的刀具材料和 合理的幾何參數(shù)，以盡可能提高切削速度 v。 （3）零件的加工高度 H≤（1/4- 1/6）R D，以保證刀具有足夠的剛度。 切削用量的具體數(shù)值應根據機床性能， 相關的手冊并結合實際經驗用模擬方法確 定。同時，使主軸轉速、背吃刀量及進給 速度三者能相互適應，以形成最佳切削用 量。 刀具選擇的結果如 下： XXXX 學院 3 表 3-2 刀具的切削參數(shù) 加工步驟 刀具切削參數(shù)主軸轉速 刀具規(guī)格 序號 加工內容 類型 材料 n/r.min1?進給速度 v /mm.minf 1 粗加工外輪廓 （T01）93°外圓偏刀 700 200 2 精加工外輪廓 （T02）93°外圓偏刀 630 160 3 切螺紋退刀槽 （T03）切槽刀 500 80 4 車 M24 螺紋 （T04）60°普通螺紋 車 硬質 合金 500 800 XXXX 學院 4 以上就是本次設計的全過程。這次設計不僅使我對所設計的零件有了更深的了 解，還使我學到了許多在書本上學不到的東西，這對我以后走上社會，走向工作崗 位都有十分重要的意義。 畢業(yè)設計是綜合運用所學知識進行設計實踐的環(huán)節(jié)，為對我們在生產實際中進 行調查研究的能力、觀察問題、分析問題能力的培養(yǎng)至關重要。通過畢業(yè)設計的鍛 煉，我們運用所學知識的能力、解決問題的能力、創(chuàng)新設計的能力都得到了很好的 鍛煉和加強。 首先，讓我了解到理論與實踐相結合的重要性。以前在學習理論課、基礎課的 時候，自己不十分注意理論聯(lián)系實際，眼高手底，忽略了很多問題。通過畢業(yè)設計 使我認識到只有把所學知識運用到實踐中去才能發(fā)揮知識的最大魅力。畢業(yè)設計運 用到了以前所學基礎理論知識和專業(yè)知識，使得我們對自己所欠缺的部分得到了補 充，因此畢業(yè)設計也是對以前所學知識的總結。 其次，團隊協(xié)作精神。我們組每個人的設計任務是不相同的，但是所運用到的 知識還是有共同之處的。我們在一起的時候經常交流自己設計部分的進展情況，互 相提供有用的資料。在相互幫助中，我們也解決了許多難題，可以說每個人的設計 部分都和其他人的幫助使分不開的。小組成員集體討論對我?guī)椭卮螅屛疑钌罡?到團隊的力量，培養(yǎng)了我的團隊、協(xié)作精神，它將對我以后的學習和生活產生深遠 影響。 再次，獨立思考問題、解決問題的能力。小組集體討論固然重要，但個人的獨 立思考問題、解決問題的能力也必不可少。在做畢業(yè)設計期間，從方案的論證到具 體的設計，查閱了很多的資料，豐富了自己的知識面。同時通過畢業(yè)設計使我掌握 做好一個設備的流程和所需考慮的主要問題，為以后的工作奠定了基礎。在那上面。 畢業(yè)設計讓我從傳統(tǒng)的被動性學習，轉變?yōu)橹鲃有詫W習；從閉門讀書、死記硬背模 式學習，轉變?yōu)檠芯啃浴⒑献餍詫W習；使工作、學習、生活步入系統(tǒng)化流程等，我 認為這種改變是質的飛躍。 經過兩個多月的磨練和奮斗，感覺自己進步很大，發(fā)現(xiàn)了自己的能力和未被挖 掘的潛力。畢業(yè)設計不僅使我完善和復習了以前所學知識，同時從老師和同組同學 那里學到了在課本上學不到的知識。它們將對我以后的工作、學習和生活產生深遠 影響?？傊?，一句話，畢業(yè)設計使我受益匪淺！ 本次設計是在常英麗導師耐心指導和悉心關懷下完成的，她對我們的高度責任 心，給我的學習、生活和工作有很大的影響，并將激勵我永遠奮發(fā)向上。 XXXX 學院 5 參考文獻 [1] 楊偉群.數(shù)控工藝培訓教程（數(shù)控車部分）.清華大學出版社,2002 [2] 顧 京.數(shù)控加工編程及操作. 北京高等教育出版社,2003 [3] 張超英.數(shù)控機床加工工藝編程及操作實訓. 北京高等教育出版社,2003 [4] 宋放之.數(shù)控工藝培訓教程.北京清華大學出版社,2003 [5] 李福生.數(shù)控機床程序編制---自動編.北京出版社,1998 [6] 周躍生.AutoCAD2002 工程繪圖與訓練.北京高等教育出版社,2004 [7] 關 潁.數(shù)控車床，2005 [8] 余英良.數(shù)控加工編程及操作. 北京高等教育出版社,2003 XXXX 學院 6 致 謝 三年的學習生活轉瞬即逝,讓人有些措手不及的感覺,好象還沒開始已經結 束。時間的流逝其過程中經歷的坎坷使一個人慢慢成熟，因而我對過去的日子 和給過我鼓勵、幫助的人們總是心懷感激，并讓我倍加珍惜未來的生活。 在最后的一段時間里是最考驗我們的時候.畢業(yè)設計是我們在大學里的最后 一課,任務非常艱巨,要求也很嚴格.通過本次畢業(yè)設計，使對以前所學知識進行 的一次系統(tǒng)而全面的鞏固和復習。在此次的畢業(yè)設計中,我遇到了許多的困難。 在學校各個部門及老師同學的幫助下我完成了畢業(yè)設計，因此我真誠的向那些 給我?guī)椭椭笇У牟块T和個人致意我的謝意。 首先要感謝學院和機電工程系,為我們能較好進行設計提供了很多的幫助， 為我們能順利進行畢業(yè)設計提供了前提。還應該感謝學校圖書館,給我們提供了 大量的資料,對我解決設計中碰到的問題提供了很大的幫助。 其次,要感謝我們的設計指導老師：常英麗老師。本次畢業(yè)設計是在她的悉心 指導下展開的。從設計題目的提出到論文的完成，老師都在關注我們的進度，老師 一絲不茍的治學態(tài)度和高度的責任感，在做畢業(yè)設計的過程中時刻影響和教育著我， 使我難忘和感動。在一次修改論文的時候，老師在下班回家的路上毫不猶豫的返回 學校幫我修改論文。在此論文完成之際，謹向常老師以最衷心的感謝。 她那豐富的專業(yè)知識和經驗以及對專業(yè)孜孜不倦的敬業(yè)態(tài)度讓我感觸很深。 她給予了我們充分的指導，并且還培養(yǎng)了我們獨立思考問題的能力。從她身上, 我不僅學到了很多專業(yè)方面的知識,還學到了一種嚴謹?shù)那笾?。所有這些都 將成為我們以后繼續(xù)學習的榜樣。 XXXX 學院 7