毕业设计论文轴类零件的加工及工艺分析Word文件下载.docx

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第二章实体设计

第一节零件图

第二节零件实体

第三章工艺分析

1、零件尺寸的正确标注：

由于加工程序是以准确的坐标点来编制的，因此，各图形几何元素间的相互关系一定要明确；

各种几何元素的条件要充分，应无引起冲突的多余尺寸或影响工序安排的封闭尺寸等；

构成零件轮廓的几何尺寸的条件应充分。

2、识读零件：

零件图纸直接反映零件的结构，而零件的结构决定工艺分析的合理性，所以我们要保证良好的零件结构。

3、工艺步骤：

制定数控加工程序、划分工步、工序，确定对刀点、换刀点，刀具补偿，选择切削刀具、冷却液，编制工艺文件等。

4、编制加工程序：

将工艺分析融入加工程序，并对其程序进行校验和优化。

第一节零件工艺分析

零件结构分析

1.如图所示零件便面由柱面，圆锥面，顺圆弧，逆圆弧及外螺纹构成，外螺纹绞复杂其中多个直径尺寸由较高的精度，表面粗糙，零件图尺寸编注完整，符合数控加工尺寸标注要求，轮廓描述清楚完整，零件材料为45钢，毛胚为ф60mm*122mm

零件技术要求分析

小批量生产条件编程，不准用砂布和锉刀修饰平面，这是对平面高精度的要求，未注公差尺寸按GB1804-M，热处理，调质处理，HRC25-35，未注粗糙度部分光洁度按Ra6.3，毛胚尺寸ф60mm*122mm。

加工难点及处理方案

分析图纸可知，此零件对平面度的要求高，左端更有内轮廓加工，为提高零件质量，采用以下加工方案：

1.对图样上给定的几个精度要求较高的尺寸，编程时采用中间值。

2.在轮廓曲线上，有圆弧，因此在加工时应进行刀具半径补偿，以保证轮廓曲线的准确性。

本设计图纸中的各平面和外轮廓表面的粗糙度要求可采用粗加工---精加工---超精加工方案。

选择以上措施可保证尺寸、形状、精度和表面粗糙度

第二节刀具选择

数控刀具的选择和切削用量的确定是数控加工工艺中的重要内容，它不仅影响数控机床的加工效率，而且直接影响加工质量。

刀具的选择是在数控编程的人机交互状态下进行的。

应根据机床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相关因素正确选用刀具及刀柄。

刀具选择总的原则是：

安装调整方便、刚性好、耐用度和精度高。

在满足加工要求的前提下，尽量选择较短的刀柄，以提高刀具加工的刚性。

在经济型数控机床的加工过程中，由于刀具的刃磨、测量和更换多为人工手动进行，占用辅助时间较长，因此，必须合理安排刀具的排列顺序。

一般应遵循以下原则：

①尽量减少刀具数量；

②一把刀具装夹后，应完成其所能进行的所有加工步骤；

③粗精加工的刀具应分开使用，即使是相同尺寸规格的刀具；

④先铣后钻；

⑤先进行曲面精加工，后进行二维轮廓精加工；

⑥在可能的情况下，应尽可能利用数控机床的自动换刀功能，以提高生产效率等。

综上所诉：

本零件的加工

（1）选用φ2.5mm中心钻钻削中心孔。

用ф20的钻头加工左端的孔

（2）粗车及平端面选用90°

硬质合金左偏刀，为防止副后刀面与工件轮廓干涉，副偏角不宜太小，选Kr´

=35°

。

（3）为减少刀具数量和换刀次数，精车和车螺纹选用硬质合金60°

外螺纹车刀，刀尖圆弧半径应小于轮廓最小圆角半径，取re=0.15～0.2mm。

（4）

序号

刀具号

刀具名称

数量

加工表面

刀尖半径

1

D1

90度外圆车刀

2

Φ40、Φ48、Φ24、Φ28、左右端面

0.2

D2

60度外圆车刀

Φ25、Φ30、R5、R10

3

D3

Φ2.5的中心钻

Φ20的孔

0.3

4

D4

Φ16的麻花钻

5

D5

Φ18的铰刀

6

D6

Φ20的铰刀

7

D7

宽为3的槽刀

切5×

5的槽

0.1

8

D8

60度的螺纹刀

车螺纹

第三节确定工件的定位与装夹方案

在数控车床上工件定位安装的基本原则与普通机床相同。

工件的装夹方法影响工件的加工精度和效率，为了充分发挥数控机床的工作特点，在装夹工件时，应考虑以下几种因素：

1.尽可能采用通用夹具，必须时才设计制造专用夹具；

2.结构设计要满足精度要求；

3.易于定位和装夹；

4.易于切削的清理；

5.抵抗切削力由足够的刚度；

工件的定位与基准应与设计基准保持一致，应防止过定位，对与箱体工件最好选择“一面两销”作为定位基准，定位基准在数控机床上要仔细找正。

由于这个工件是个实心轴，末端要镗一个30的锥孔，因轴的长度不是很长，所以采用工件的右端面和48的外圆作定位基准，使用普通三爪卡盘夹紧工件，取工件的右端面中心为工件坐标的原点，对刀点在（100.1000）处。

第四节切削加工顺序的安排：

①先粗后精先安排粗加工，中间安排半精加工，最后安排精加工和光整加工。

②先主后次先安排零件的装配基面和工作表面等主要表面的加工，后安排如键槽、紧固用的光孔和螺纹孔等次要表面的加工。

由于次要表面加工工作量小，又常与主要表面有位置精度要求，所以一般放在主要表面的半精加工之后，精加工之前进行。

③先面后孔对于箱体、支架、连杆、底座等零件，先加工用作定位的平面和孔的端面，然后再加工孔。

这样可使工件定位夹紧稳定可靠，利于保证孔与平面的位置精度，减小刀具的磨损，同时也给孔加工带来方便。

④基面先行用作精基准的表面，要首先加工出来。

所以，第一道工序一般是进行定位面的粗加工和半精加工（有时包括精加工），然后再以精基面定位加工其它表面。

例如，轴类零件顶尖孔的加工

此零件的的加工顺序如下：

1.先进行右端部分的加工，右端部分首先

①加工主轮廓

②圆弧段加工

③切槽

④螺纹加工

2.调头加工，调头之后的加工在分成3部

①首先加工外轮廓

②钻孔：

钻一个ф20深度为29的孔

③加工左端部分的内轮廓

第五节切削用量的选择

切削速度、进给量和切削深度三者称为切削用量。

它们是影响工件加工质量和生产效率的重要因素。

车削时，工件加工表面最大直径处的线速度称为切削速度，以v（m/min）表示。

其计算公式：

v=πdn/1000（m/min）

式中：

d——工件待加工表面的直径（mm）

n——车床主轴每分钟的转速（r/min）

根据零件的结构特点，外轮廓用采用90度外圆车刀，轮廓粗加工时留1mm的精车余量，粗加工时选主轴转速为s=800r/min，精加工选择1000r/min，由公式计算得：

切削速度v

粗加工：

v=150（m/min）

精加工：

v=188（m/min）

第六节数控加工工艺文件的填写

1.工艺过程卡片

现代制造技术系

机械加工

工艺卡

产品

名称

图号

零件名称

典型轴类零件

共1页

第1页

毛坯种类

圆钢

材料牌号

45号钢

毛坯尺寸

Φ60×

122

工种

工步

工艺内容

备注

工具

夹具

刀具

量具

下料

卡盘

游标卡尺、千分尺内径千分尺、Φ24的通规和止规

车

床

车端面、外圆、倒角

粗车一端面、外圆、倒角

中

心

钻

卡

盘

外圆刀

精车一端面、外圆、倒角

车圆弧

粗车圆弧

外圆车刀

精车圆弧

粗车螺纹

螺纹刀

精车螺纹

车槽

粗车车槽

切槽刀

9

精车车槽

10

圆弧插补

尖刀

11

12

镗孔

镗孔（粗车）

镗刀

13

镗孔（精车）

2.机械加工工序卡片

工步号

工步内容

工艺设备

主轴转速r／min

切削速度m／min

进给量mm／r

切削深度mm

粗车左端面和Φ40、Φ48的外圆留0.3mm的余量

三爪卡盘、90度外圆车刀、游标卡尺

800

0.8

半精车Φ48的外圆，留0.02mm的余量

三爪卡盘、90度外圆车刀、游标卡尺、千分尺

1200

精车Φ48的外圆，留0.01的余量

2000

超精车左端面和Φ40、Φ48的外圆至尺寸

2500

用Φ2.5的中心钻钻中心孔

三爪卡盘、Φ2.5的中心钻

用Φ16的麻花钻钻Φ20的孔

三爪卡盘、Φ16的麻花钻

用Φ18的铰刀铰Φ20的孔

三爪卡盘、Φ18的铰刀

用Φ20的扩孔铰刀扩Φ20的孔至尺寸

三爪卡盘、Φ20的扩孔铰刀

粗车Φ25、Φ30的内孔，留0.3mmde余量

三爪卡盘、60度外圆车刀、游标卡尺、内径千分尺

半精车Φ30的内孔，留0.02mm的余量

精车Φ30的内孔，留0.01mm的余量

超精车左端面和Φ25、Φ30的内孔至尺寸

调头

14

粗车右端面和Φ24、Φ28的外圆留0.3mm的余量

15

半精车Φ40的外圆，留0.02mm的余量

16

精车Φ40的外圆，留0.01mm的余量

17

超精车右端面和Φ24、Φ28的外圆至尺寸

18

倒R5、R10的圆弧至尺寸要求

三爪卡盘、60度外圆车刀、游标卡尺、

19

切宽为5深为5的退刀槽

三爪卡盘、游标卡尺、宽为3的槽刀

20

粗车M12×

1.5的螺纹

三爪卡盘、游标卡尺、60度螺纹刀、Φ24的通规和止规

21

精车M12×

第七节保证加工精度的方法

为了保证和提高加工精度，必须根据生产加工误差的主要原因，采取相应的误差预防或误差补偿等有效的工艺途径措施来直接控制原始误差或控制原始误差对零件加工精度的影响。

一、刀具半径的选定

1.刀具的半径R比工件转角处半径大时不能加工。

2.刀具较小时不能用较大的切削量加工（刀具刚性差）。

二、采用合适的切削液

1.切削液主要用来减少切削过程中的摩擦和降低切削温度。

合理使用切削液，对提高刀具耐用度和加工表面质量、加工精度起重要的作用。

2.非水溶性切削液：

切削油、固体润滑剂，非溶性切削液主要起润滑作用。

3.水溶性切削液：

水溶液、乳化液，水溶性切削液有良好的冷却作用和清洗作用。

故本设计加工时采用水溶液进行冷却。

第4章数控加工程序

O1000

G97G99T0404S500F150

M03S1200

M08F1500

G00X77.917Z13.100

G00Z6.549

G00X71.414

G01X61.014F5.000

G01X59.600Z5.841

G01Z-14.200F10.000

X60.000

G01X61.414Z-13.493F20.000

G01X71.414

G01X60.014F5.000

G01X58.600Z5.841

G01Z-14.700F10.000

G01X60.000

G01X61.414Z-13.993F20.000

G01X59.014F5.000

G01X57.600Z5.841

G01Z-15.200F10.000

G01X61.414Z-14.493F20.000

G01X58.014F5.000

G01X56.600Z5.841

G01Z-15.700F10.000

G01X61.414Z-14.993F20.000

G01X57.014F5.000

G01X55.600Z5.841

G01Z-16.200F10.000

G01X61.414Z-15.493F20.000

G01X56.014F5.000

G01X54.600Z5.841

G01Z-16.700F10.000

G01X61.414Z-15.993F20.000

G01X55.014F5.000

G01X53.600Z5.841

G01Z-17.200F10.000

G01X61.414Z-16.493F20.000

G01X54.014F5.000

G01X52.600Z5.841

G01Z-17.700F10.000

G01X61.414Z-16.993F20.000

G00Z6.507

G01X1.414F5.000

G01X0.000Z5.800

G01X51.600F10.000

G01Z-18.200

G01X59.600

G01Z-36.000

G01X61.014Z-35.293F20.000

G01X71.014

G00Z6.007

G01X0.000Z5.300

G01X50.600F10.000

G01Z-18.700

G01X58.600

G01X60.014Z-35.293F20.000

G01X70.014

G00Z5.507

G01X0.000Z4.800

G01X49.600F10.000

G01Z-19.200

G01X57.600

G01X59.014Z-35.293F20.000

G01X69.014

G00Z5.007

G01X0.000Z4.300

G01X48.600F10.000

G01Z-19.700

G01X56.600

G01X58.014Z-35.293F20.000

G01X68.014

G00Z4.507

G01X0.000Z3.800

G01X47.600F10.000

G01Z-20.200

G01X55.600

G01X57.014Z-35.293F20.000

G01X67.014

G00Z4.007

G01X0.000Z3.300

G01X46.600F10.000

G01Z-20.700

G01X54.600

G01X56.014Z-35.293F20.000

G01X66.014

G00Z3.507

G01X0.000Z2.800

G01X45.600F10.000

G01Z-21.200

G01X53.600

G01X55.014Z-35.293F20.000

G01X65.014

G00Z3.007

G01X0.000Z2.300

G01X44.600F10.000

G01Z-21.700

G01X52.600

G01X54.014Z-35.293F20.000

G01X64.014

G00Z2.507

G01X0.000Z1.800

G01X43.600F10.000

G01Z-22.200

G01X51.600

G01X53.014Z-35.293F20.000

G01X63.014

G00Z2.007

G01X0.000Z1.300

G01X42.600F10.000

G01Z-22.700

G01X50.600

G01X52.014Z-35.293F20.000

G01X62.014

G00Z1.507

G01X0.000Z0.800

G01X41.600F10.000

G01Z-23.200

G01X49.600

G01X51.014Z-35.293F20.000

G01X61.014

G00Z1.007

G01X0.000Z0.300

G01X40.600F10.000

G01Z-23.700

G01X48.600

G01X50.014Z-35.293F20.000

G00X77.917

G00Z13.100

G00X100Z100

T0404

G00X70.318Z11.144

G00Z0.707

G00X59.414

G01X-1.414F5.000

G01X0.000Z0.000

G01X40.00