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1、摘要 车削细长轴时，由于长径比大，在切削力作用下会产生弯曲变形与振动，故细长轴的车削加工目前仍是一个工艺难题。当前该问题的解决主要靠操作者的经验，因此对工人的技术水平要求很高，且效率很低。在科技高速发展的今天，对零件加工精度的要求越来越高，设计和制造的高效与自动化是今后发展的必然趋势，传统的加工方法很难满足加工精度和生产效率的要求，数控加工制造技术正逐渐得到广泛的应用,对零件进行编程加工之前,工艺分析具有非常重要的作用。本文通过对典型的轴类零件数控加工工艺的分析,给出了对于一般零件数控加工工艺分析的方法,对于提高制造质量、实际生产具有一定的指导意义。关键词:轴类零件 数控加工 工艺设计。1 1
2、 绪论绪论 1 11 1课题的发展背景及意义课题的发展背景及意义 零件加工工艺毕业设计是对所学专业知识的一次巩固，零件加工工艺毕业设计是对所学专业知识的一次巩固，是在进行社会实践之前对所学各课程的一次深入的综合性是在进行社会实践之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是理论联系实际的训练。的总复习，也是理论联系实际的训练。本设计要求本设计要求“以质量求发展，以效益求生存以质量求发展，以效益求生存”，在保，在保证零件加工质量的前提下，提高了生产率，降低了生产成证零件加工质量的前提下，提高了生产率，降低了生产成本，是国内外现代机械加工工艺的主要发展方面方向之一。本，是国内外现代机械加工工艺的
3、主要发展方面方向之一。通过对减速器传动轴图的分析及结构图形式的了解，从而通过对减速器传动轴图的分析及结构图形式的了解，从而对轴进行工艺分析、工艺说明及加工过程的技术要求和精对轴进行工艺分析、工艺说明及加工过程的技术要求和精度分析。度分析。随着制造水平的提高随着制造水平的提高,数控机床在现代制造业中起着越数控机床在现代制造业中起着越来越重要的作用来越重要的作用,为保证零件加工量为保证零件加工量,除了数控机床自身的除了数控机床自身的精度外精度外,还与数控加工中的工艺措施密切相关。在编制数控还与数控加工中的工艺措施密切相关。在编制数控工艺规程时工艺规程时,和编制传统工艺规程一样和编制传统工艺规程一样
4、,要考虑到机械的用要考虑到机械的用途和性能途和性能,零件材料零件材料,生产条件和批量大小等。同时生产条件和批量大小等。同时,要根据自身的特点和要求要根据自身的特点和要求,在编制中作一些调整在编制中作一些调整,从而有效从而有效的保证产品质量的保证产品质量,充分发挥数控机床的优势充分发挥数控机床的优势,提高生产效率。提高生产效率。机械制造厂生产的各种机械产品，可以是一台机器，机械制造厂生产的各种机械产品，可以是一台机器，可以是机器中的某个部件，或是某个零件。机械产品的生可以是机器中的某个部件，或是某个零件。机械产品的生产过程是将原材料转变成为成品的全过程。产过程是将原材料转变成为成品的全过程。工艺
5、过程是在工艺过程是在生产过程中，直接改变生产对象的形状、尺寸、相对位置生产过程中，直接改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品的全过程。和性质等，使其成为成品或半成品的全过程。长度与直径比值大于长度与直径比值大于2020的轴通常称为细长轴，它在生产生的轴通常称为细长轴，它在生产生活中有着广泛的应用，有些场合起着非常关键的作用。如活中有着广泛的应用，有些场合起着非常关键的作用。如机床的丝杠、光杠、发动机的凸轮轴、拉床用拉刀、卫星机床的丝杠、光杠、发动机的凸轮轴、拉床用拉刀、卫星展开天线的螺杆等都是典型的细长轴类零件。另外，在纺展开天线的螺杆等都是典型的细长轴类零件。另外，
6、在纺织、印染、造纸等机械中也有大量的用无缝钢管制造的细织、印染、造纸等机械中也有大量的用无缝钢管制造的细长导辊。车床车螺纹时，进给运动靠丝杠传递，车其它表长导辊。车床车螺纹时，进给运动靠丝杠传递，车其它表面则靠光杠传递，因此车削后工件的精度与丝杠或光杠有面则靠光杠传递，因此车削后工件的精度与丝杠或光杠有直接的关系。凸轮轴是发动机的第二大运动件，刚性差，直接的关系。凸轮轴是发动机的第二大运动件，刚性差，但驱动着整个配气系统及其它附件，对发动机的性能影响但驱动着整个配气系统及其它附件，对发动机的性能影响很大。很大。在一定的生产条件下，确保加工质量和最少的生产成在一定的生产条件下，确保加工质量和最少
7、的生产成本是制定工艺规程的基本原则。机械加工工艺规程首先应本是制定工艺规程的基本原则。机械加工工艺规程首先应能够保证加工后工件达到图样上规定的技术要求；其次，能够保证加工后工件达到图样上规定的技术要求；其次，该工艺规程应该是在现场生产条件下、在规定的生产批量该工艺规程应该是在现场生产条件下、在规定的生产批量下最经济的，应能取得最好的经济效益；同时，要求是工下最经济的，应能取得最好的经济效益；同时，要求是工人具有良好而安全的劳动条件。人具有良好而安全的劳动条件。制定零件机械加工工艺规程的工作大致可分为下述四制定零件机械加工工艺规程的工作大致可分为下述四个阶段进行：个阶段进行：（1 1）准备性工作
8、阶段）准备性工作阶段 在拟定零件机械加工工艺路线之在拟定零件机械加工工艺路线之前，需要做必要的准备性工作，包括计算生产纲领，确定前，需要做必要的准备性工作，包括计算生产纲领，确定生产类型；对零件进行工艺分析；确定毛坯种类。生产类型；对零件进行工艺分析；确定毛坯种类。（2 2）工艺路线拟定阶段）工艺路线拟定阶段 这是制定工艺规程的核心，其这是制定工艺规程的核心，其主要内容是：选择定位基准；选择零件表面加工方法；划主要内容是：选择定位基准；选择零件表面加工方法；划分加工阶段；安排加工顺序和工序整和等。分加工阶段；安排加工顺序和工序整和等。（3 3）工序设计阶段）工序设计阶段 在拟定了的工艺路线后，
9、该阶段用在拟定了的工艺路线后，该阶段用于确定工艺路线中每一道工序的工序内容，包括确定加工于确定工艺路线中每一道工序的工序内容，包括确定加工余量、工序尺寸及其公差；选择机床和工艺装备；确定切余量、工序尺寸及其公差；选择机床和工艺装备；确定切削用量、计算工时定额等。削用量、计算工时定额等。（4 4）填写工艺）填写工艺 零件机械加工工艺规程经上述步骤确定零件机械加工工艺规程经上述步骤确定后，应将有关内容填如各种不同的卡片，以便贯彻执行。后，应将有关内容填如各种不同的卡片，以便贯彻执行。这些卡片总称为工艺文件。填写工艺文件是编制零件工艺这些卡片总称为工艺文件。填写工艺文件是编制零件工艺规程的最后一项工
10、作。规程的最后一项工作。工艺分析是数控加工编程的前期工艺准备工作工艺分析是数控加工编程的前期工艺准备工作,无论是手工无论是手工编程还是自动编程编程还是自动编程,在编程之前均需对所加工的零件进行工在编程之前均需对所加工的零件进行工艺分析。如果工艺分析考虑不周艺分析。如果工艺分析考虑不周,往往会造成工艺设计不合往往会造成工艺设计不合理理,从而引起编程工作反复从而引起编程工作反复,工作量成倍增加工作量成倍增加,有时还会发有时还会发生推倒重来的现象生推倒重来的现象,造成一些不必要的损失造成一些不必要的损失,严重者甚至还严重者甚至还会造成数控加工差错。因此会造成数控加工差错。因此,全面合理的工艺分析是进
11、行数全面合理的工艺分析是进行数控编程的重要依据和保证。控编程的重要依据和保证。2 2 传动轴加工工艺分析传动轴加工工艺分析传动轴加工工艺分析传动轴加工工艺分析 2.1 2.1 轴的使用性能和设计要求轴的使用性能和设计要求 该传动轴是数控车机床减速器的关键部件之一。在机该传动轴是数控车机床减速器的关键部件之一。在机床工作时，传动轴组件把回转运动和转矩通过齿轮传递床工作时，传动轴组件把回转运动和转矩通过齿轮传递给主轴实现变速，其主要承受转矩和弯矩的作用，而且给主轴实现变速，其主要承受转矩和弯矩的作用，而且传动轴组件的回转精度，对机床的加工精度和工件的质传动轴组件的回转精度，对机床的加工精度和工件的
12、质量以及生产率都有很重要的影响。量以及生产率都有很重要的影响。根据该轴的使用性能，传动轴设计时应有足够的强度、根据该轴的使用性能，传动轴设计时应有足够的强度、刚度，且结构简单，安装方便，组件装配时应有良好的刚度，且结构简单，安装方便，组件装配时应有良好的装配工艺性。轴的尺寸精度、位置精度、和形状精度应装配工艺性。轴的尺寸精度、位置精度、和形状精度应满足轴的回转精度要求。除此之外，有相对运动的表面满足轴的回转精度要求。除此之外，有相对运动的表面应具有良好的耐磨性，轴材料及结构应有良好的加工工应具有良好的耐磨性，轴材料及结构应有良好的加工工艺性等。艺性等。2.2 2.2 毛坯的确定毛坯的确定 轴在
13、工作过程中经常承受变化的不稳定冲击性载荷，轴在工作过程中经常承受变化的不稳定冲击性载荷，且轴的阶梯直径相差很大。所以选用锻件，以使金且轴的阶梯直径相差很大。所以选用锻件，以使金 属纤维尽量不被切断以保证工作可以正常可靠的进行。属纤维尽量不被切断以保证工作可以正常可靠的进行。由与其年产量达由与其年产量达50005000件，是大规模生产水平，且零件尺件，是大规模生产水平，且零件尺寸不大。故可以模锻成型。这对提高生产率，保证加工寸不大。故可以模锻成型。这对提高生产率，保证加工质量也是有利的。故选用圆钢坯料，材料为质量也是有利的。故选用圆钢坯料，材料为40Cr40Cr。2.3 2.3 传动轴的技术要求
14、分析传动轴的技术要求分析 对被加工零件的精度要求进行分析，是零件工艺性分对被加工零件的精度要求进行分析，是零件工艺性分析的重要内容，只有在分析零件尺寸精度和表面粗糙度析的重要内容，只有在分析零件尺寸精度和表面粗糙度的基础上，才能对加工方法、装夹方式、刀具及切削用的基础上，才能对加工方法、装夹方式、刀具及切削用量进行正确合理的选择。然而在车削加工中，由于细长量进行正确合理的选择。然而在车削加工中，由于细长轴的长径比大，在切削力作用下极易产生弯曲变形与振轴的长径比大，在切削力作用下极易产生弯曲变形与振动，故细长轴的车削加工是个工艺难题。困难在于动，故细长轴的车削加工是个工艺难题。困难在于:(1)(
15、1)易产生弯曲与振动。因为细长轴的长径比大，径易产生弯曲与振动。因为细长轴的长径比大，径向刚度低，不仅因自重会下垂，更重要的是加工中受切向刚度低，不仅因自重会下垂，更重要的是加工中受切削力和离心力的共同作用，极易产生弯曲和振动。削力和离心力的共同作用，极易产生弯曲和振动。(2)(2)热变形大。由于轴向尺寸大且散热性差，在切削热热变形大。由于轴向尺寸大且散热性差，在切削热的作用下会产生轴向伸长，尾座如不采用弹性顶尖，极易的作用下会产生轴向伸长，尾座如不采用弹性顶尖，极易弯曲。弯曲。(3)(3)刀具磨损大。由于细长轴轴向尺寸大，进给量较小，刀具磨损大。由于细长轴轴向尺寸大，进给量较小，走刀所用时间
16、很长，刀具磨损大，工件容易产生锥度。走刀所用时间很长，刀具磨损大，工件容易产生锥度。(4)(4)对操作者的技能要求高。在细长轴整个车削过程中，对操作者的技能要求高。在细长轴整个车削过程中，对机床的调整、辅具的应用、刀具与切削用量等都提出了对机床的调整、辅具的应用、刀具与切削用量等都提出了严格的要求。如某一环节处理不当，都可能影响加工精度。严格的要求。如某一环节处理不当，都可能影响加工精度。鉴于此，车削后的细长轴常产生如图鉴于此，车削后的细长轴常产生如图1 1一一1 1所示的竹节所示的竹节形及腰鼓形等几形误差。当前上述问题的解决主要靠操作形及腰鼓形等几形误差。当前上述问题的解决主要靠操作者的经验
17、。因此，车削细长轴不仅对工人的技术水平要求者的经验。因此，车削细长轴不仅对工人的技术水平要求很高，而且产品质量不稳定，容易产生废品，生产效率低。很高，而且产品质量不稳定，容易产生废品，生产效率低。随着科学技术的不断发展，特别是航天航空工业的发展对随着科学技术的不断发展，特别是航天航空工业的发展对零件加工精度的要求越来越高，传统的加工方法很难零件加工精度的要求越来越高，传统的加工方法很难 满足加工精度和生产效率的要求，因此寻找解决细长轴车满足加工精度和生产效率的要求，因此寻找解决细长轴车削加工难题的突破口就显得尤为重要削加工难题的突破口就显得尤为重要。在加工细长轴时可采用反向走刀车削法消除加工时
18、出现在加工细长轴时可采用反向走刀车削法消除加工时出现的竹节形和腰鼓形的竹节形和腰鼓形 1 1）细长轴左端缠有一圈钢丝，利用三爪自定心细长轴左端缠有一圈钢丝，利用三爪自定心卡盘卡盘夹夹紧，减小接触面积，使工件在卡盘内能自由地调节其位置，紧，减小接触面积，使工件在卡盘内能自由地调节其位置，避免夹紧时形成弯曲力矩，在切削过程中发生的变形也不避免夹紧时形成弯曲力矩，在切削过程中发生的变形也不会因卡盘夹死而产生内应力会因卡盘夹死而产生内应力 2 2）尾座顶尖改成弹性顶尖，当工件因切削热发生线尾座顶尖改成弹性顶尖，当工件因切削热发生线膨胀伸长时，顶尖能自动后退，可避免热膨胀引起的弯曲膨胀伸长时，顶尖能自动
19、后退，可避免热膨胀引起的弯曲变形变形。3 3）采用三个支承块跟刀架，以提高工件刚性和轴线采用三个支承块跟刀架，以提高工件刚性和轴线的稳定性，避免的稳定性，避免“竹节竹节”形形。4 4）改变走刀方向，使床鞍由主轴箱向尾座移动，使改变走刀方向，使床鞍由主轴箱向尾座移动，使工件受拉，不易产生弹性弯曲变工件受拉，不易产生弹性弯曲变 2.4 2.4 工艺分析及主要表面加工方法工艺分析及主要表面加工方法 该传动轴需要加工的部分主要为回转面。另外，轴两端该传动轴需要加工的部分主要为回转面。另外，轴两端为螺纹加工部分。轴的各个轴肩相邻处需要加工退槽或者为螺纹加工部分。轴的各个轴肩相邻处需要加工退槽或者是砂轮越
20、程槽。轴肩两端要进行倒角加工。在轴径为是砂轮越程槽。轴肩两端要进行倒角加工。在轴径为 400.005mm400.005mm，500.005mm500.005mm和右端螺纹部分要加工键和右端螺纹部分要加工键槽。槽。表面除了轴径为表面除了轴径为6464和和5454的两部分表面的精度要求较的两部分表面的精度要求较小外，其他表面的粗糙度要求都为小外，其他表面的粗糙度要求都为0.80.8。为此可以以。为此可以以6464为为分界分别对两边轴表面进行加工分界分别对两边轴表面进行加工 从图样上可知：从图样上可知：400.005 400.005外圆相对外圆相对A-BA-B的圆跳动为的圆跳动为0.020.02 4
21、50.005 450.005相对于相对于A-BA-B的圆跳动为的圆跳动为0.020.02 54 54端面相对于端面相对于A-BA-B的圆跳动为的圆跳动为0.020.02 64 64外圆相对外圆相对A-BA-B的圆跳动为的圆跳动为0.020.02 500.008 500.008外圆相对外圆相对A-BA-B的圆跳动为的圆跳动为0.020.02 400.005 400.005外圆内花键槽关于外圆内花键槽关于A-BA-B对称度为对称度为0.030.03。500.008 500.008花键槽关于花键槽关于A-BA-B的对称度为的对称度为0.030.03。主要表面主要表面MM、N N、P P和和QQ的尺寸
22、精度要求很高，表面粗的尺寸精度要求很高，表面粗糙度值很小（糙度值很小（Ra0.8umRa0.8um），所以车削后，还需要进行磨），所以车削后，还需要进行磨削。这些表面的加工顺序为：粗车削。这些表面的加工顺序为：粗车 调质调质 半精车半精车 磨削。磨削。2.5 2.5 选择定位基准选择定位基准 粗基准的选择：对于一般轴类零件而言，一般以外圆粗基准的选择：对于一般轴类零件而言，一般以外圆做为粗基准。对于本零件来说，根据粗准的选择原则，做为粗基准。对于本零件来说，根据粗准的选择原则，零件上有较多的加工面时，为使各加工表面都得到足够零件上有较多的加工面时，为使各加工表面都得到足够的加工余量，应该选择毛
23、坯上加工余量最少的表面做为的加工余量，应该选择毛坯上加工余量最少的表面做为粗基准。对于本传动轴来说，轴径为粗基准。对于本传动轴来说，轴径为64mm64mm慢慢的外圆慢慢的外圆表面精度较小，故其加工余量也会小，从而可做为粗基表面精度较小，故其加工余量也会小，从而可做为粗基准分别加工其两边的表面。而当加工传动轴的两端面时，准分别加工其两边的表面。而当加工传动轴的两端面时，为保证两端面的相互位置精度时，采用互为基准原则进为保证两端面的相互位置精度时，采用互为基准原则进行切削加工。行切削加工。精基准的选择：由精基准统一原则，对加工轴类零件时，精基准的选择：由精基准统一原则，对加工轴类零件时，采用两个顶
24、尖孔做为统一精基准来加工轴上所有的外圆表采用两个顶尖孔做为统一精基准来加工轴上所有的外圆表面及端面。这样可以保证各外圆表面间的同轴度和端面对面及端面。这样可以保证各外圆表面间的同轴度和端面对轴心线的垂直度。其次，还可以减少夹具的种类，降低夹轴心线的垂直度。其次，还可以减少夹具的种类，降低夹具的设计和制造费用。具的设计和制造费用。由于该轴的几个主要配合表面和台阶面，对基准轴线由于该轴的几个主要配合表面和台阶面，对基准轴线ABAB均有径向圆跳动和端面圆跳动的要求，所以应在粗均有径向圆跳动和端面圆跳动的要求，所以应在粗车之前加工车之前加工B B型中心孔作经向定位基准。在传动轴的车削型中心孔作经向定位
25、基准。在传动轴的车削 加工中，零件外圆与中心孔都在起定位作用，但由于毛坯加工中，零件外圆与中心孔都在起定位作用，但由于毛坯不均匀，必然与中心孔存在一个大的同轴度误差，且卡盘不均匀，必然与中心孔存在一个大的同轴度误差，且卡盘爪为刚性连接，必然造成中心孔不能起到定位作用。为解爪为刚性连接，必然造成中心孔不能起到定位作用。为解决这个问题，可采用如图决这个问题，可采用如图6 6所示的带中心顶针液压浮动卡盘。所示的带中心顶针液压浮动卡盘。此类卡盘主要用于加工轴类零件，以轴心线为基准，三爪此类卡盘主要用于加工轴类零件，以轴心线为基准，三爪具有浮动补偿功能。故能保证中心孔定位。具有浮动补偿功能。故能保证中心
26、孔定位。2.6 2.6 拟定工艺路线拟定工艺路线 拟定工艺路线时，在考虑主要表面加工的同时，还要拟定工艺路线时，在考虑主要表面加工的同时，还要考虑次考虑次 要表面的加工和热处理。对轴上的各阶梯外圆表面，应要表面的加工和热处理。对轴上的各阶梯外圆表面，应先加工大直径的外圆，后加工小直径外圆，以避免加工先加工大直径的外圆，后加工小直径外圆，以避免加工初始就降低工件钢度。要求不高的外圆表面（如初始就降低工件钢度。要求不高的外圆表面（如52mm52mm）。应在半精车时加工。轴上的螺纹一般有较高）。应在半精车时加工。轴上的螺纹一般有较高的精度，如安排在局部淬火之前进行加工，则淬火后产的精度，如安排在局部
27、淬火之前进行加工，则淬火后产生的变形会影响螺纹的精度。因此螺纹加工宜安排在工生的变形会影响螺纹的精度。因此螺纹加工宜安排在工件局部淬火之后进行。轴上的花键、键槽等表面的加工件局部淬火之后进行。轴上的花键、键槽等表面的加工应在外圆精车或粗磨之后，精磨外圆之前，再划线、铣应在外圆精车或粗磨之后，精磨外圆之前，再划线、铣削。轴上矩形花键的加工，通常采用铣削和磨削加工，削。轴上矩形花键的加工，通常采用铣削和磨削加工，产量大时常用花键产量大时常用花键滚刀滚刀在花键在花键铣床铣床上加工。以外径定心上加工。以外径定心的花键轴，通常只磨削外径，而内径铣的花键轴，通常只磨削外径，而内径铣 出后不必进行磨削，但如
28、经过淬火而使花键扭曲变形过出后不必进行磨削，但如经过淬火而使花键扭曲变形过大时，也要对侧面进行磨削加工。以内径定心的花键，大时，也要对侧面进行磨削加工。以内径定心的花键，其内径和键侧均需进行磨削加工。否则在精车外圆时产生其内径和键侧均需进行磨削加工。否则在精车外圆时产生断续切削，影响车削精度也易损坏刀具。在磨削前，一般断续切削，影响车削精度也易损坏刀具。在磨削前，一般还应研修一次中心孔，以提高定位精度。还应研修一次中心孔，以提高定位精度。3 3 刀具及夹具的选择刀具及夹具的选择 3.1 3.1 确定工件的装夹确定工件的装夹 1 1）、粗加工右端时，以工件外圆表面为装夹基准，用）、粗加工右端时，
29、以工件外圆表面为装夹基准，用三爪自定心卡盘夹紧。三爪自定心卡盘夹紧。2 2）、粗车左端时，由于工件轴径比很大，而且未经过）、粗车左端时，由于工件轴径比很大，而且未经过调质的毛坯钢性差，重量大，加工时容易使工件变形影响调质的毛坯钢性差，重量大，加工时容易使工件变形影响加工精度，所以应采用一夹一顶装夹并且以工件的台阶作加工精度，所以应采用一夹一顶装夹并且以工件的台阶作限位。一夹一顶装夹的工件的安装钢性好，轴向定位正确，限位。一夹一顶装夹的工件的安装钢性好，轴向定位正确，且比较安全，能承受较大的轴向切削力。且比较安全，能承受较大的轴向切削力。3 3）、半精车、精车时，由于工件较长、需要多次装）、半精
30、车、精车时，由于工件较长、需要多次装 夹加工、工序较多而且车削后还有铣削和磨削。故采用两夹加工、工序较多而且车削后还有铣削和磨削。故采用两顶尖间装夹，前顶尖夹在卡盘上，后顶尖插入尾座套筒，顶尖间装夹，前顶尖夹在卡盘上，后顶尖插入尾座套筒，两顶尖都是死顶尖，因为死顶尖钢性大，定心精度高，但两顶尖都是死顶尖，因为死顶尖钢性大，定心精度高，但工件中心孔易磨损。工件中心孔易磨损。3.2 3.2 刀具的选择和切削用量的确定刀具的选择和切削用量的确定 与普通机床相比与普通机床相比,数控加工时对刀具提出了更高的要求数控加工时对刀具提出了更高的要求,不不仅要求刚性好、仅要求刚性好、精度高精度高,而且要求尺寸稳
31、定、而且要求尺寸稳定、耐用度高、耐用度高、断屑和排屑性能好断屑和排屑性能好,同时要求安装调整方便同时要求安装调整方便,满足数控机床满足数控机床的高效率。根据加工要求和各工步加工表面形状选择刀具的高效率。根据加工要求和各工步加工表面形状选择刀具和切削用量。所选刀具除成形车刀外，都是机夹式可转位和切削用量。所选刀具除成形车刀外，都是机夹式可转位车刀。各工步所用刀片、成形车刀及切削用量具体选择如车刀。各工步所用刀片、成形车刀及切削用量具体选择如下：下：1 1）、粗车外表面。）、粗车外表面。刀片：刀片：800800菱形车刀片，主偏角菱形车刀片，主偏角930930，刃长，刃长9.00mm9.00mm，型
32、号，型号CCMT09T308CCMT09T308。切削用量：车削。切削用量：车削端面时的主轴转速端面时的主轴转速n=800r/min,n=800r/min,其余部位其余部位n=600r/min,n=600r/min,端部端部倒角进给量倒角进给量f=0.15mm/r,f=0.15mm/r,其余部位其余部位f=0.2f=0.20.3mm/r0.3mm/r，背吃刀，背吃刀量量5mm5mm。2 2）、半精车表面。刀片：）、半精车表面。刀片：800800菱形且带菱形且带R0.4mmR0.4mm圆弧刃圆弧刃刀片，主偏角刀片，主偏角930930，刃长，刃长9.00mm9.00mm，型号，型号CCMT09T3
33、04CCMT09T304。切。切削用量：主轴转速削用量：主轴转速n=1000r/min,n=1000r/min,进给量进给量f=0.2mm/rf=0.2mm/r。3 3）、车槽。刀片：方块切槽刀片且带）、车槽。刀片：方块切槽刀片且带R0.2mmR0.2mm圆弧，圆弧，槽宽度槽宽度3.00mm3.00mm。切削用量：。切削用量：n=1000r/minn=1000r/min，进给量，进给量f=0.15mm/rf=0.15mm/r。4 4）、精车表面。刀片：）、精车表面。刀片：550550菱形且带菱形且带R0.2mmR0.2mm圆弧刃刀圆弧刃刀片，主偏角片，主偏角930930，刃长，刃长7.00mm
34、7.00mm，型号型号CCMT070204CCMT070204。切。切削用量：主轴转速削用量：主轴转速n=1200r/mm,n=1200r/mm,进给量进给量f=0.1mm/rf=0.1mm/r。5 5）、车螺纹。刀片：）、车螺纹。刀片：600600外圆螺纹车刀，刀尖角取为外圆螺纹车刀，刀尖角取为59030/59030/，刀尖圆弧半径，刀尖圆弧半径R=0.2mmR=0.2mm。切削用量：主轴转速。切削用量：主轴转速n=320r/min,n=320r/min,切削速度切削速度Vc=1200r/minVc=1200r/min。6 6）、铣键槽。平铣刀直径）、铣键槽。平铣刀直径6mm,6mm,刃长刃
35、长15mm15mm总长总长50mm50mm，型号，型号DZ2000-6DZ2000-6。切削用量：主轴转速。切削用量：主轴转速n=700r/mm,n=700r/mm,铣削铣削速度速度Vc=120m/minVc=120m/min。7 7）、钻中心孔。钻头直径）、钻中心孔。钻头直径4mm,4mm,总长总长75mm75mm，刃长，刃长 5mm5mm，型号中心钻，型号中心钻-4-4。切削用量：主轴转。切削用量：主轴转n=950r/mmn=950r/mm。3.3 3.3、对刀、对刀 1 1）、确定对刀点）、确定对刀点 确定对刀点距离车床主轴线确定对刀点距离车床主轴线30mm30mm，距离毛坯右端面，距离
36、毛坯右端面5mm5mm；其对刀点在正；其对刀点在正X X和正和正Z Z方向并处于消除机械间隙状态。方向并处于消除机械间隙状态。2 2）确定换刀点）确定换刀点 为使其各车刀在换刀过程中不致碰撞到尾座上的顶尖，为使其各车刀在换刀过程中不致碰撞到尾座上的顶尖，故确定换刀点距离车床主轴轴线故确定换刀点距离车床主轴轴线800mm800mm即在正即在正X X方向距离方向距离对刀点对刀点50mm50mm，距离坯件右端，距离坯件右端50mm50mm。4 4 机床的选择及参数机床的选择及参数 4 41 1 数控机床型号选择及主要参数数控机床型号选择及主要参数 为了使数控机床在企业的生产中充分发挥作用，要选用为了
37、使数控机床在企业的生产中充分发挥作用，要选用适合企业生产实际的数控适合企业生产实际的数控 设备。设备。该零件的数控加工选用该零件的数控加工选用CK6140CK6140经济型数控机床，其主经济型数控机床，其主要特点如下：要特点如下：1 1）、轨超音频淬火，精密磨削）、轨超音频淬火，精密磨削 2 2）、床鞍导轨贴塑，运行平稳，无爬行）、床鞍导轨贴塑，运行平稳，无爬行 3 3）、进给滚珠丝杆无间隙传动，无键连接）、进给滚珠丝杆无间隙传动，无键连接 4 4）、全封闭防护，调整维修方便）、全封闭防护，调整维修方便 5 5）、国际、国内品牌数控系统）、国际、国内品牌数控系统 主要参数：主要参数：床身上最大
38、回转直径：床身上最大回转直径：360mm 360mm 滑板上最大回转直径：滑板上最大回转直径：210 210 棒料通过直径：棒料通过直径：48mm48mm 顶尖距（最大工件加工长度）：顶尖距（最大工件加工长度）：750mm 750mm 车螺纹范围：公制车螺纹范围：公制0.25-100mm0.25-100mm英制英制100-4TPI 100-4TPI 主轴主轴 转速范围转速范围 自动二档变频调速：自动二档变频调速：9609601440rpm 1440rpm 全无级变频调：全无级变频调：200-3000rpm 200-3000rpm 主轴通孔直径：主轴通孔直径：60mm 60mm 主轴孔锥度：主轴
39、孔锥度：4040度度 拉管通孔直径：拉管通孔直径：52mm 52mm 卡盘尺寸：卡盘尺寸：250250或或200mm 200mm 主轴电机功率：主轴电机功率：5.5kw 5.5kw 夹紧装置夹紧装置 标配：手动三爪卡盘；选配：气动卡盘，液压卡盘，液标配：手动三爪卡盘；选配：气动卡盘，液压卡盘，液压夹头压夹头 X.Z X.Z轴轴 X X轴最大行程：轴最大行程：200mm 200mm Z Z轴最大行：轴最大行：700mm 700mm X X轴快速移动速度（伺服）：轴快速移动速度（伺服）：6m6mmin min Z Z轴快速移动速度（伺服）：轴快速移动速度（伺服）：8m8mmin min X X轴电
40、机功率（伺服）：轴电机功率（伺服）：1kw 1kw Z Z轴电机功率（伺服）：轴电机功率（伺服）：1kw 1kw X X轴电机转矩（伺服）：轴电机转矩（伺服）：4N/m 4N/m Z Z轴电机转矩（伺服）：轴电机转矩（伺服）：4N/m 4N/m X X轴最小设定单元：轴最小设定单元：0.001mm 0.001mm Z Z轴最小设定单元：轴最小设定单元：0.001mm0.001mm 主轴驱动电机：主轴驱动电机：5.5kw 5.5kw 刀架刀架 刀架类型：标准排刀架或立式四工位电动刀架；选配卧刀架类型：标准排刀架或立式四工位电动刀架；选配卧式六工位电动刀架式六工位电动刀架 刀位数量：刀位数量：4
41、46 6个个 车刀尺寸：车刀尺寸：2020mm 2020mm 液压系统（选配）液压系统（选配）公称压力：公称压力：7Mpa 7Mpa 容量：容量：70L 70L 液压油泵电机功率：液压油泵电机功率：1.5kw 1.5kw 尾座尾座 套筒直径：套筒直径：60mm 60mm 套筒行程：套筒行程：100mm 100mm 套筒内孔锥度：套筒内孔锥度：MT4MT4 其他其他 自动润滑油泵功率：自动润滑油泵功率：100w 100w 冷却水泵电机功率：冷却水泵电机功率：90w 90w 外形尺寸（长外形尺寸（长 宽宽 高）：高）：20002000（L L）12001200（WW）18201820（H H）净重
42、：净重：2000kg2000kg 数控系统：数控系统：FANUC 0FANUC 0 特点：特点：1 1）、采用高速的微处理器芯片）、采用高速的微处理器芯片 2 2）、采用高可靠性的硬件设计及全自动化生产制造）、采用高可靠性的硬件设计及全自动化生产制造 3 3）、丰富的系统控制功能）、丰富的系统控制功能 4 4）、高速高精度的控制）、高速高精度的控制 5 5）、全数字伺服控制结构）、全数字伺服控制结构 6 6）、全数字的主轴控制）、全数字的主轴控制 5 5 填写数控加工工艺文件填写数控加工工艺文件 按加工顺序将各工步内容、所用刀具及切削用量等按加工顺序将各工步内容、所用刀具及切削用量等填入数控加
43、工工艺过程卡、工序卡和刀具卡中填入数控加工工艺过程卡、工序卡和刀具卡中。结论结论 工艺分析是数控加工的前期准备工作工艺分析是数控加工的前期准备工作,且直接影响到编且直接影响到编程质量的优劣。编程人员必须首先对零件进行充分、程质量的优劣。编程人员必须首先对零件进行充分、全面全面的工艺分析的工艺分析,然后制定出合理的然后制定出合理的,包括工序划分与加工路线包括工序划分与加工路线确定确定,装夹方式与切削刀具选择等内容的工艺设计方案装夹方式与切削刀具选择等内容的工艺设计方案,只只有在此基础上才能编制有在此基础上才能编制 数控机床作为一种高效率的设备数控机床作为一种高效率的设备,欲充分发挥其高性能、欲充
44、分发挥其高性能、高精度和高自动化的特点高精度和高自动化的特点,除了必须掌握机床的性能、特点除了必须掌握机床的性能、特点及操作方法外及操作方法外,还应在编程前进行详细的工艺分析和确定合还应在编程前进行详细的工艺分析和确定合理的加工工艺理的加工工艺,以得到最优的加工方案。该传动轴的设计要以得到最优的加工方案。该传动轴的设计要求高求高,加工难度大加工难度大,是最难加工的零件之一是最难加工的零件之一,在加工过程中在加工过程中 ,通过充分利用现有机床设备通过充分利用现有机床设备,合理选用加工方法合理选用加工方法,恰当地恰当地安排工艺路线安排工艺路线,并采取行之有效的措施并采取行之有效的措施,保证了产品质
45、量保证了产品质量,可取得明的经济效益可取得明的经济效益.在加工细长轴过程中，针对出现的问在加工细长轴过程中，针对出现的问题采取的一些措施，并且证实了措施的可行性。题采取的一些措施，并且证实了措施的可行性。解决了生产技术难题，提高了的细长轴加工质量，收到了解决了生产技术难题，提高了的细长轴加工质量，收到了很好的效果。很好的效果。通过这次课程设计啊，我了解到了一些简单的金属零件通过这次课程设计啊，我了解到了一些简单的金属零件的加工工艺，对机械零件的设计由以往的遥不可及到现在的加工工艺，对机械零件的设计由以往的遥不可及到现在的身临其境。的身临其境。总之，这不仅仅是学到一些知识这麽简单，这更是学习总之
46、，这不仅仅是学到一些知识这麽简单，这更是学习一种方法，一种能力，一种精神，在这里，我也希望我们一种方法，一种能力，一种精神，在这里，我也希望我们以后能有更多的机会，去进行类似的课程设计，为我们走以后能有更多的机会，去进行类似的课程设计，为我们走上工作岗位奠定一个坚实的基础上工作岗位奠定一个坚实的基础 参考文献参考文献 1 1、王、王 凯凯.数数 控控 加加 工工 的的 工工 艺艺 设设 计计 J.J.煤煤 炭炭 技技 术术 ,2006,8,2006,8，25 25 2 2、宋莉莉、宋莉莉.数控车床车削加工工艺过程分析及编程数控车床车削加工工艺过程分析及编程J.J.河北工河北工 业大学成人教育学
47、院学报业大学成人教育学院学报,2006,2,2006,2，21 21 3 3、徐圣群编、徐圣群编.简明机械加工工艺手册简明机械加工工艺手册M.M.上海科技出上海科技出版社版社,1990,1990 4 4、裘旭东、裘旭东,吴晓苏吴晓苏.非单调轴类零件的数控加工工艺分非单调轴类零件的数控加工工艺分析析J.J.精密制造与自动化精密制造与自动化,2005,2,2005,2 5 5、袁哲俊主编、袁哲俊主编.金属切削刀具金属切削刀具.上海：上海科学技术出上海：上海科学技术出版社，版社，19931993 6 6、周泽华主编、周泽华主编.金属切削原理金属切削原理.上海：上海科学技术出上海：上海科学技术出版社，版社，19931993 7 7、袁淑英、袁淑英,陈利平陈利平.细长轴的加工细长轴的加工J.J.通用机械通用机械,2006,2006 8 8、徐宏海、徐宏海.数控加工工艺数控加工工艺M.M.北京北京:化学工业出版社化学工业出版社,2004,2004 谢谢观看/欢迎下载BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES.BY FAITH I BY FAITH