輸出軸加工工藝課程設(shè)計

1、前 言數(shù)控技術(shù)，簡稱“數(shù)控”。英文：numerical control（nc）。是指用數(shù)字、文字和符號組成的數(shù)字指令來實現(xiàn)一臺或多臺機械設(shè)備動作控制的技術(shù)。它所控制的通常是位置、角度、速度等機械量和與機械能量流向有關(guān)的開關(guān)量。數(shù)控的產(chǎn)生依賴于數(shù)據(jù)載體和二進制形式數(shù)據(jù)運算的出現(xiàn)。1908年，穿孔的金屬薄片互換式數(shù)據(jù)載體問世；19世紀末，以紙為數(shù)據(jù)載體并具有輔助功能的控制系統(tǒng)被發(fā)明；1938年，香農(nóng)在美國麻省理工學院進行了數(shù)據(jù)快速運算和傳輸，奠定了現(xiàn)代計算機，包括計算機數(shù)字控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)。數(shù)控技術(shù)是與機床控制密切結(jié)合發(fā)展起來的。1952年，第一臺數(shù)控機床問世，成為世界機械工業(yè)史上一件劃時代的事件，

2、推動了自動化的發(fā)展?，F(xiàn)在，數(shù)控技術(shù)也叫計算機數(shù)控技術(shù)，目前它是采用計算機實現(xiàn)數(shù)字程序控制的技術(shù)。這種技術(shù)用計算機按事先存貯的控制程序來執(zhí)行對設(shè)備的控制功能。由于采用計算機替代原先用硬件邏輯電路組成的數(shù)控裝置，使輸入數(shù)據(jù)的存貯、處理、運算、邏輯判斷等各種控制機能的實現(xiàn)，均可通過計算機軟件來完成。輸出軸的用途很廣泛， 該輸出應用在動力輸出裝置中，是動力輸出的關(guān)鍵零件之一。該輸出軸在工作中需要承受一定沖擊載荷和較大的扭矩，因此該零件應具有足夠的耐磨性和抗扭強度。所以設(shè)計中一定要注意表面熱處理。目 錄前言2一、 設(shè)計任務(wù)書4二、 輸出軸工藝分析2.1 輸出軸的作用62.2輸出軸的結(jié)構(gòu)特點、工藝，表面技

3、術(shù)要求分析6三、確定毛胚 3.1選擇毛胚材料7 3.2毛胚的簡圖7四、工藝路線的確定 4.1基準的選擇8 4.2各表面加工方法的確定84.3工序集中和分散考慮94.4加工設(shè)備于工藝設(shè)備的的選擇9五、加工順序的安排10六、走刀路線的確定11七、刀具的選擇11八、切削用量的選擇12九、小結(jié)13十、參考文獻13 附工藝過程卡、工序卡、加工程序14 1. 設(shè)計題目零件制造工藝設(shè)計2. 設(shè)計任務(wù)圖示零件為設(shè)計指導書附錄（典型零件圖精選）中第 頁輸出軸零件，此零件材料為45鋼，為中批量生產(chǎn)類型，進行機械加工工藝設(shè)計，完成以下任務(wù)：(1) 對零件進行工藝分析，擬定工藝方案，繪制零件工作圖一張。(2) 確定毛

4、坯種類及制造方法，繪制毛坯圖一張。(3) 擬定零件的機械加工工藝過程，選擇各工序加工設(shè)備及工藝裝備（刀具、夾具、量具、輔具），確定工序的切削用量及工序尺寸。編制機械加工工藝規(guī)程卡片（工藝過程卡、工序卡片和刀具卡）一套。工序卡片不得少于5份，數(shù)控工序少于5份的用普通加工工序卡補足5份。(4) 設(shè)計軸類零件的需手工編制數(shù)控車削程序并仿真。(5) 撰寫設(shè)計說明書1份。（計算機排版打?。?. 設(shè)計要求（1） 零件圖標盡量采用1：1比例，畫上標準標題欄，原圖如有錯誤或缺線改正。（2） 設(shè)計說明書要有手寫稿（草稿）和電子稿（抽號打?。?。（3） 視圖表達、零件材料、加工規(guī)范等一律采用新標準。（4） 必須以科

5、學務(wù)實和誠信負責的態(tài)度對待自己所做的技術(shù)決定、數(shù)據(jù)和計算結(jié)果，培養(yǎng)良好的工作作風。（5） 全部資料完成后打包上交。二、輸出軸工藝分析2.1 輸出軸的作用輸出軸主要應用在動力輸出裝置中，是輸出動力的主要零件之一。其主要作用是傳遞轉(zhuǎn)矩，使主軸獲得旋轉(zhuǎn)的動力，其工作中要承受較大的沖擊載荷和扭矩。因此，該零件需具有足夠的耐磨性和抗扭強度。2.2輸出軸的結(jié)構(gòu)特點、工藝，表面技術(shù)要求分析 從圖示零件分析，該輸出軸結(jié)構(gòu)簡單，屬于階梯軸類零件。主要由有55、60、65、75、176的外圓柱面、50、80、104的內(nèi)圓柱表面和10個20的孔和一個16的鍵槽組成。為了保證輸出軸旋轉(zhuǎn)是的速度，表面粗糙度有較高的要求

6、，外圓的粗糙度要求都為ra1.25um, 內(nèi)圓的粗糙度為ra2.5um，其余為ra20um。形位精度也比較高，為了外圓和外面零件的配合后受力均勻，55，60 的外圓的徑向跳動量小于0.04mm，80的跳動量小于0.04mm，20孔的軸線的跳動量小于0.05mm，為了保證鍵槽和鍵的配合，鍵槽對55外圓的對稱度為0.08mm。由于輸出軸在工作中要承受較大的沖擊載荷和扭矩，為了增強耐磨性和抗扭強度，要對輸出軸進行調(diào)質(zhì)處理，硬度為250hbs。三、確定毛胚3.1選擇毛胚材料毛胚的種類有很多，如1、型材2、鍛造3、鑄造，由于該輸出軸要承受較大的沖擊載荷和扭矩，為了增強其剛性和韌性，所以要選擇鍛件做為毛胚

7、。如選用棒料，由于生產(chǎn)類型為中批，從經(jīng)濟上考慮，棒料要切削的余量太大，浪費材料。3.2毛胚的的簡圖 四、工藝路線的確定4.1基準的選擇基準可以分為粗基準和精基準4.11粗基準由于此零件為軸類零件，為了保證精度，所以選擇外圓作為粗基準面。首先選用三爪卡盤自動找正原理，夾緊。以外圓為粗基準面，加工外圓、端面、中心孔。然后用已加工過的外圓作為基準，加工另一端面和鉆中心孔，保證兩個中心孔在同一直線上。4.12精基準的選擇精基準的選擇對一個零件加工完成后的精度非常重要。此零件選用兩端的中心孔作為精基準，所以用兩端中心孔來對外圓精加工。外圓加工完成后用外圓作為精基準，加工內(nèi)圓。4.2各表面加工方法的確定1

8、76外圓：粗車 55外圓：粗車精車60外圓：粗車精車65外圓：粗車精車75外圓：粗車精車50內(nèi)圓：粗銑80內(nèi)圓：車孔-鉸孔104內(nèi)圓：車孔20孔 ：鉆孔-鉸孔左端面 ： 粗車右端面 ：粗車鍵槽 ：粗銑-精銑4.3工序集中和分散考慮4.31工序集中工序集中就是將零件的加工集中在少數(shù)幾道工序中完成，每道工序加工內(nèi)容多，工藝路線短。其主要特點是：可以采用高效機床和工藝裝備，生產(chǎn)率高；減少了設(shè)備數(shù)量以及操作工人人數(shù)和占地面積，節(jié)省人力、物力；減少了工件安裝次數(shù)，利于保證表面間的位置精度；采用的工裝設(shè)備結(jié)構(gòu)復雜，調(diào)整維修較困難，生產(chǎn)準備工作量大。4.32工序分散 工序分散就是將零件的加工分散到很多道工序

9、內(nèi)完成，每道工序加工的內(nèi)容少，工藝路線很長。其主要特點是設(shè)備和工藝裝備比較簡單，便于調(diào)整，容易適應產(chǎn)品的變換,對工人的技術(shù)要求較低；可以采用最合理的切削用量，減少機動時間；所需設(shè)備和工藝裝備的數(shù)目多，操作工人多，占地面積大。工序集中或分散的程度，主要取決于生產(chǎn)規(guī)模。一般情況下，單件小批生產(chǎn)時，采用工序集中，在一臺普通機床上加工出盡量多的表面；批量生產(chǎn)時，采用工序分散。終上以及結(jié)合圖紙要求，采用工序分散。4.4加工設(shè)備于工藝設(shè)備的的選擇541 普通車床cs6140床身上最大回轉(zhuǎn)直徑400mm, 床鞍上最大回轉(zhuǎn)直徑220mm, 最大工件長度1000 mm；主軸通孔直徑52 mm，主軸頭型式cs61

10、40:iso 702/iii no.6卡口型；其余:iso 702/ii no.8凸輪鎖緊型，主軸轉(zhuǎn)速范圍24級 9-1600rpm，主軸電機功率7.5kw；套筒直徑/行程75/150mm，頂尖錐度5mt；3、刀位數(shù)/刀方尺寸4 / 25x25； x、z向最大行程145 mm、320 mm，x、z向進給范圍93種 0.028-6.43mm/r、93種 0.012-2.73 mm/r，公制螺紋范圍48種 0.5-224mm，英制螺紋范圍48種 72-1/4 t.p.i，模數(shù)螺紋范圍42種 0.5-112 mm，徑節(jié)螺紋范圍42種 56-1/4t.p.i.4.42數(shù)控車床cak6136v/750c

11、ak6136v/750,床身上最大回轉(zhuǎn)直徑：360mm， 滑板上最大回轉(zhuǎn)直徑：180mm， 滑板上最大切削直徑：180mm， 最大加工長度： 650mm，主軸通孔直徑： 53mm，主電機功率： 變頻5.5kw， 主軸轉(zhuǎn)速范圍：200-3000 r/min， x軸最大行程： 220 mm， z軸最大行程： 660mm， 機床重復定位精度：x軸：0.007， z軸：0.01， 加工精度： it6，粗糙度： ra1.6，機床凈重/毛重：2030*3170kg，包裝箱尺寸：（長*寬*高）：2500*1640*2145mm.4.43數(shù)控銑床 xk713工作臺面積 mm 1000320 t型槽 (槽數(shù)/槽

12、寬/間距) mm 3/14/80 x軸行程 mm 600 y軸行程 mm 320 z軸行程 mm 450 主軸端面至工作臺臺面距離 mm 100550 工作臺最大載重 kg 300 主軸錐孔 iso 7:24 錐度no.40 主軸軸徑/扭矩 mm/nm 60/108nm 主軸電機 kw 5.5kw 主軸轉(zhuǎn)數(shù) rpm 304000或6000（無級） 快速移動速度(x、y、z軸) rpm 8000 切削進給速度 mm/min 104000 伺服電機輸出扭矩 nm 6 齒輪潤滑電機功率 kw 0.04 刀具最大直徑/長度/重量 110mm/400mm/18kg 電源容量 kva 15 機床外觀尺寸

13、mm 220017002000 機床重量(凈重/毛重) kg 3000/4000 定位精度 mm 0.02 重復定位精度 mm 0.016五、加工順序的安排毛坯熱處理 退火（消除內(nèi)應力） 普車 粗車各外圓和左端面 普車 粗、精車右端面、176外圓 鉆中心孔 數(shù)控車 粗、精車各圓柱面（除被裝夾面）數(shù)控車 精車左端各外圓 數(shù)控車 鉆45的孔，車50、80、104，80的留鉸的余量 數(shù)控車 鉸80孔 數(shù)控銑 鉆208孔、鉸孔數(shù)控銑 銑鍵槽六、走刀路線的確定合理確定走刀路線對于保證被加工零件的加工精度和表面質(zhì)量以及提高編程和加工效率起著非常重要的作用。尤其是加工軸類零件。應做到走刀路線短，刀具空行程少

14、，這樣才能提高工作效率。5.7工序尺寸及公差的確定工序尺寸及公差的確定在機械加工中起著至關(guān)重要的作用。要按照給定的精度等級選定公差。加工部位 粗車余量及公差等級 精車余量及公差等級176外圓 5 it1255外圓 15 it12 1 it660外圓 12 it12 1 it665外圓 5 it12 1 it675外圓 5 it12 1 it6七、刀具的選擇刀具的選擇是數(shù)控加工工藝中的重要內(nèi)容之一，不僅影響機床的加工效率，而且直接影響零件的加工質(zhì)量。應考慮以下方面：（1） 根據(jù)零件材料的切削性能選擇刀具。（2） 根據(jù)零件的加工階段選擇刀具。（3） 根據(jù)加工區(qū)域的特點選擇刀具和幾何參數(shù)。由于我們要

15、加工的零件材料要求為45鋼，根據(jù)要求，選擇硬質(zhì)合金刀。（1） 粗車外圓： 01 90外圓車刀（2） 精車外圓 02 70外圓車刀（3） 端面： 03 90端面車刀（4） 打孔鉆頭： 04、05 18、45高速鋼鉆（5） 內(nèi)圓 06 90內(nèi)孔刀（6） 鍵槽 07 3.0*13鍵槽銑刀3.0*13 八、切削用量的選擇所謂合理的切削用量是指充分利用刀具的切削性能和機床性能，在保證加工質(zhì)量的前提下，獲得高的生產(chǎn)率和低的加工成本的切削用量。 制訂切削用量，就是要在已經(jīng)選擇好刀具材料和幾何角度的基礎(chǔ)上，合理地確定背吃刀量、進給量。 加工部位 粗背吃刀量 精車吃刀量 進給量mm/r 各外圓 3.0 0.5

16、1.2 端面 0.5鍵槽 5 2 0.1鉸孔 0.1 九、小結(jié)一個星期的數(shù)控加工工藝的課程實訓很快結(jié)束了，在這次課程設(shè)計過程中，我學到了很多。也遇到了種種困難，又一次又一次的修改加工方案，著都暴露了我在這方面的知識欠缺和經(jīng)驗不足。數(shù)控加工課程設(shè)計是一個跟實際聯(lián)系很緊密的，不管是工藝過程還是工序卡，以及設(shè)備的選擇，都要求我們有相關(guān)的理論知識，而且還要根據(jù)實訓過程中學到的實踐經(jīng)驗聯(lián)系起來，才能搞課程設(shè)計。因此在課程設(shè)計中遇到的很多問題，既有理論的欠缺，也有經(jīng)驗的不足。但是在李立教授的幫助下，最終將遇到的問題得到了解決。作的一次綜合練習。隨著課程設(shè)計的逐漸完成，使我對數(shù)控加工工藝這門課程以及對數(shù)控加

17、工技術(shù)都有了更深入的理解和掌握。在這段時間里，我盡著自己最大的努力學習，來學習和創(chuàng)新。為了解決技術(shù)上的問題，我也不斷地去翻閱所學的專業(yè)書籍和各種相關(guān)。我認為，這種實訓我受益匪淺，因為我暴露出了自己的不足。十、參考文獻趙長旭 數(shù)控加工工藝 西安電子科技大學 2006趙長旭 數(shù)控加工工藝課程設(shè)計指導書 西安電子科技大學 2007王健石 機械加工常用刀具數(shù)據(jù)速查手冊 機械工業(yè)出版社 2006 運強 機械切削工人常用計算手冊 化學工業(yè)出版社 2006麗水職業(yè)技術(shù)學院產(chǎn)品型號機械加工工藝過程零件編號第 頁零件名稱輸出軸共 頁材料名稱型號及規(guī)格毛坯種類毛坯尺寸毛重/kg凈重/kg序號工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備工

18、藝裝備名稱與編號工時定額(小時)夾具量具刃具輔具準備操作單件1鍛造毛胚各邊留35mm加工余量2粗車車各外圓cs6140三角卡盤游標卡尺90外圓刀3粗車車左端面cs6140三角卡盤90端面刀4粗車車右端面cs6140三角卡盤90端面刀5粗車176外圓cs6140三角卡盤游標尺90外圓刀6精車車右端面cs6140三角卡盤90端面刀7精車176外圓cs6140三角卡盤千分尺93外圓刀8粗車各外圓柱面cak6136/750三角卡盤游標卡尺90外圓刀9精車各外圓柱面cak6136/750三角卡盤千分尺93外圓刀10打孔打中心孔cak6136/750三角卡中心鉆11掉頭車車各圓柱面cak6136/750三

19、角卡盤千分尺93外圓刀12鉆孔鉆45的孔，車5080104的孔cak6136/750三角卡盤內(nèi)徑千分尺90內(nèi)孔刀13鉸孔鉸80的孔cak6136/750三角卡盤內(nèi)徑千分尺鉸刀修改記錄標記學生班級學生姓名指導老師完成日記簽名數(shù)控0807徐鑫李立 陳明麗水職業(yè)技術(shù)學院產(chǎn)品型號機械加工工藝過程零件編號第 頁零件名稱輸出軸共 頁材料名稱型號及規(guī)格毛坯種類毛坯尺寸毛重/kg凈重/kg序號工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備工藝裝備名稱與編號工時定額(小時)夾具量具刃具輔具準備操作單件1銑銑20的孔xk713平口鉗內(nèi)徑千分尺鍵槽銑刀2銑銑鍵槽xk713平口鉗內(nèi)徑千分尺鍵槽銑刀3456789111213修改記錄標記學生班級

20、學生姓名指導老師完成日記簽名數(shù)控0807徐鑫李立 陳明麗水職業(yè)技術(shù)學院數(shù) 控 加 工 工 序 卡零件名稱輸出軸零件編號工序名稱工序號設(shè)備編號型號cs6140名稱普車夾具編號名稱定額每批件數(shù)單件時間（小時）工人級別學生班級學生姓名日期數(shù)控0807徐鑫2010-1-8序號工 步 內(nèi) 容刀具及輔具量具切削用量機動時間小時輔助時間小時編號名稱規(guī)格數(shù)量編號名稱規(guī)格數(shù)量apfvcn粗車外圓0190外圓車刀1游標卡尺3.00.880800粗車左端面0390端面刀10.5粗車右端面0390端面刀10.5粗車176外圓0190外圓車刀1游標卡尺3.00.880800精車右端面0390端面刀10.10.1601000精車176外圓0270外圓刀1千分尺0.10.1601000麗水職業(yè)技術(shù)學院數(shù) 控 加 工 工 序 卡零件名