畢業(yè)設(shè)計軸類零件的加工工藝與編程

1、 畢畢 業(yè)業(yè) 設(shè)設(shè) 計（論計（論 文）文） 題題 目：目： 軸類零件的加工工藝與編程軸類零件的加工工藝與編程 專專 業(yè)：業(yè)： 機電一體化機電一體化 班班 級：級： 學(xué)學(xué) 號：號： 學(xué)生姓名：學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師： 完成日期：完成日期： 摘摘 要要 本次設(shè)計是進行一個直徑是 80mm 長 415mm 的圓柱臺階軸進行設(shè)計，這個 軸上有圓弧、工藝退刀槽、螺紋退刀槽、螺紋及球面構(gòu)成，材料為 45 號鋼。軸， 支承轉(zhuǎn)動零件并與之一起回轉(zhuǎn)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(zhuǎn)運動的零件就裝在軸上。根 據(jù)軸線形狀的不同，軸可以分為曲軸和直軸兩類。

2、根據(jù)軸的承載情況，又可分 為： 轉(zhuǎn)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。 心軸，用來支承轉(zhuǎn)動零件只承受彎矩而不傳遞扭矩，有些心軸轉(zhuǎn)動，如 鐵路車輛的軸等，有些心軸則不轉(zhuǎn)動，如支承滑輪的軸等。 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(gòu)中的長光 軸、汽車的驅(qū)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。 目目 錄錄 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(shè)計.3 3.1 工藝分析 .3 3.2 刀具的選擇和切削參數(shù) .5

3、 3.3 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(jié)束語.14 參考文獻.15 致謝.16 1 1 前言前言 軸，支承轉(zhuǎn)動零件并與之一起回轉(zhuǎn)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(zhuǎn)運動的零件就裝在 軸上。根據(jù)軸線形狀的不同，軸可以分為曲軸和直軸兩類。根據(jù)軸的承載情況 ，又可分為：轉(zhuǎn)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。心軸，用來支承轉(zhuǎn)動零件只承受

4、彎矩而不傳遞扭矩 ，有些心軸轉(zhuǎn)動，如鐵路車輛的軸等，有些心軸則不轉(zhuǎn)動，如支承滑輪的軸等 。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(gòu)中的長光軸 、汽車的驅(qū)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(zhuǎn)速高時還取決于振動穩(wěn) 定性。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計是確定軸的合理外形和全部結(jié)構(gòu)尺寸，為軸設(shè)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(zhì) 、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(guān)。設(shè)計者可根據(jù)軸的具體要求進行設(shè) 計，必要時可做幾個方案進行比

5、較，以便選出最佳設(shè)計方案，以下是一般軸 結(jié)構(gòu)設(shè)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(diào) 整； 3、采用各種減少應(yīng)力集中和提高強度的結(jié)構(gòu)措施； 4、便于加工制造和保證精度。 本畢業(yè)設(shè)計課題為減速器軸的設(shè)計，借助 autocad 軟件，先設(shè)計繪制圖形， 然后編制設(shè)計和制造工藝，通過車、銑床進行加工，從而實現(xiàn)零件的設(shè)計、制 造一體化的圖紙設(shè)計和圖紙制造，具有相當(dāng)大的實用價值和發(fā)展空間。 2 零件圖及圖樣分析零件圖及圖樣分析 2.1 零件圖零件圖 圖 2-1 2.22.2 圖樣工藝分析圖樣工藝分析 如圖 2-1

6、 所示，根據(jù)圖樣零件的數(shù)據(jù)顯示選擇毛坯為：直徑 85mm*420mm，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(jié)構(gòu)較 為復(fù)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(fù)雜所 以把零件分為兩步驟完成：先車基準(zhǔn)（零件左端面）車寬 2 直徑 10.5 的槽 車螺紋車中間寬槽。掉頭裝夾先車端面車寬 1.5 直徑為 5 的槽車螺紋。 3 零件加工工藝設(shè)計零件加工工藝設(shè)計 在程序編制中，編程人員必須充分掌握構(gòu)成零件輪廓的幾何要素參數(shù)及各 幾何要素間的關(guān)系。因為在自動編程時要對零件輪廓的所

7、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(biāo)，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(shè)計人員在設(shè)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(xì)核算，發(fā)現(xiàn)問題及時與設(shè)計人員聯(lián)系。 對圖 2-1 工件進行工藝分析可得知以下步驟并加工零件至成型。 下料下料鍛造鍛造粗車粗車半精車半精車精車精車磨削磨削 另外在加工過程中為防止發(fā)生工件形變必須對工件進行熱處理已去內(nèi)應(yīng)力， 如粗車后對工件進行初步熱處理，半精車后進行時效處理，精車完以后進行淬 火以及磨削兩端直徑為 35 的軸徑以達到其精度要求

8、。 3.23.2 刀具的選擇和切削參數(shù)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(jù)以上原則選擇粗車切削用量對于 提高生產(chǎn)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，此 選擇較小（但不太?。┑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。 刀具選擇的結(jié)果如下： 加工步驟刀具切削參數(shù)

9、主軸轉(zhuǎn)速 刀具規(guī)格 序號加工內(nèi)容 類型材料 n/r.min 1 進給速度 v /mm.min f 1 粗加工外輪廓 （t01）30外圓 車刀 1200f0.2 3.33.3 夾具的選擇與類型夾具的選擇與類型 3.3.13.3.1 夾具的選擇夾具的選擇 數(shù)控加工對夾具主要有兩大要求：一是夾具應(yīng)具有足夠的精度和剛度；二 是夾具應(yīng)有可靠的定位基準(zhǔn)。選用夾具時，通?？紤]以下幾點： （1）盡量選用可調(diào)整夾具、組合夾具及其它通用夾具，避免采用專用夾具， 以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時間。 （2）在成批生產(chǎn)時才考慮采用專用夾具，并力求結(jié)構(gòu)簡單。 （3）裝卸工件要迅速方便，以減少機床的停機時間。 （4）夾具在機床上安裝要準(zhǔn)

10、確可靠，以保證工件在正確的位置上加工。 本次設(shè)計采用普通的三爪自動定心卡盤，其工作效率高，使用方便、準(zhǔn)確 度高。由圖 3-3 所視。 3.3.23.3.2 夾具的類型夾具的類型 數(shù)控車床上的夾具主要有兩類：一類用于盤類或短軸類零件，工件毛坯裝 2 半精加工外輪廓 （t02）35外圓 車刀 1500f0.2 3 刀槽 （t04）直徑 1mm 的槽刀 800f0.1 4 精加工外輪廓 （t03）35外圓 車車 2000f0.1 5 切寬槽 （t05）直徑為 5mm 的槽刀 800f0.1 6 車螺紋 （t06）30螺紋 刀 900f0.4 7 粗加工外輪廓 （t07）30外圓 車刀 1000f0.

11、2 夾在帶可調(diào)卡爪的卡盤（三爪、四爪）中，由卡盤傳動旋轉(zhuǎn)；另一類用于軸類 零件，毛坯裝在主軸頂尖和尾架頂尖間，工件由主軸上的撥動卡盤傳動旋轉(zhuǎn) 3.3.33.3.3 零件的安裝零件的安裝 數(shù)控機床上零件的安裝方法與普通機床一樣，要合理選擇定位基準(zhǔn)和夾緊 方案，注意以下兩點： （1）力求設(shè)計、工藝與編程計算的基準(zhǔn)統(tǒng)一，這樣有利于編程時數(shù)值計算 的簡便性和精確性。 （2）盡量減少裝夾次數(shù)，盡可能在一次定位裝夾后，加工出全部待加工表 面。 由于本次設(shè)計的零件屬于短軸類零件，故采用三爪自定心卡盤裝夾。其安裝方 便、安裝精度較高。 4 零件的加工零件的加工工序及編程工序及編程 4.1 數(shù)控加工工序數(shù)控加工

12、工序 1.車削端面作為基準(zhǔn)。 2.車8、 12、 25、 35 和 80 的外圓階梯軸。 3 .半精車 8、 12、 25、 35 和 80 的外圓階梯軸。 4 .精車 8、 12、 25、 35 和 80 的外圓階梯軸。 5.車寬 2 深 10.5 的槽。 6.車 40 寬槽。 7.車 m12 的螺紋。 8.掉頭裝夾。 9.車 8、 12、 25、 35 和 80 的外圓階梯軸。 10.半精車 8、 12、 25、 35 和 80 的外圓階梯軸。 11.精車 8、 12、 25、 35 和 80 的外圓階梯軸。 12.車 40 的寬槽。 13.車寬 1.5 深 5 的槽。 14.車 m6 的

13、螺紋。 15.最后磨削兩端35 的直徑。 4.2 數(shù)控加工程序及備注數(shù)控加工程序及備注 o0001 程序開始程序開始 n01 m03 s1200 n02 t0101 m08 n03 g00 x82 z2 n04 g73 u39 r10 n05 g73 p06 q18 u0 w0 f0.3 n06 g01 x12 f0.3 n07 z0 n08 z-7.7 n09 x14 n10 z-36.2 n11 x27 n12 z-99 n13 x37 n14 z-165 n15 x80 n16 z-173 n17 g02 x80 z-302 r114.01 n18 g01 z-315 n19 g00 x

14、100 z100 n20 m00 n21 m05 n22 m03 s1200 n23 t0101 n24 g00 x82 z2 n25 g70 p06 q18 f0.1 n26 g00 x100 z100 n27 m09 n28 m05 n29 m03 s1500 n30 t0202 m08 n31 g00 x82 z2 n32 g71 u4 r1 n33 g71 p34 q44 u0 w0 f0.2 n34 g01 x10.5 f0.2 n35 z0 n36 z-7.7 n37 x12.5 n38 z-36.2 n39 x25.5 n40 z-99 n41 x35.5 n42 z-165 n

15、43 x81 n44 z-173 n45 g00 x100 z100 n46 m00 n47 m05 n48 m03 s1500 n49 t0202 n50 g00 x82 z2 n51 g70 p34 q44.6 f0.3 n52 g00 x100 z100 n53 m09 n54 m05 n55 m03 s2000 n56 t0303 m08 n57 g00 x82 z2 n58 g71 u4 r1 n59 g71 p60 q75 u0.000 w0.00 f0.1 n60 g01 x9.400 f0.1 n61 z0.00 n62 g03 x10.000 z-0.30 r0.3 n63

16、g01 z-7.70 n64 x11.400 n65 g03 x12.000 z-8.00 r0.3 n66 g01 z-36.20 n67 x24.400 n68 g03 x25.000 z-36.50 r0.3 n69 g01 z-99.00 n70 x34.400 n71 g03 x35.000 z-99.30 r0.3 n72 g01 z-165.00 n73 x79.400 n74 g03 x80.000 z-165.30 r0.3 n75 g01 z-173 n76 g00 x100 z100 n77 m09 n78 m05 n79 m03 s2000 n80 t0303 m08

17、n81 g00 x85 z2 n82 g70 p60 q75 n83 g00 x100 z100 n84 m09 n85 m05 n86 m03 s800 n87 t0404 n88 g00 x20 z2 n89 g01 z-20.2 f0.1 n90 x10.5 f0.1 n100 x20 n101 z-20.7 n102 x10.5 n103 x20 n104 z-21.2 n105 x20 n106 g00 x100 z100 n107 m09 n108 m05 n109 m03 s800 n110 t0505 m08 n111 g00 x83 z2 n112 g01 z-178 n11

18、3 g75 r0.1 n114 g75 x40.2 z-302 p5000 q4500 r0 f0.1 n115 g01 x85 n116 g00 x100 z100 n117 m09 n118 m05 n119 m03 s1500 n120 t0303 m08 n121 g00 x83 z2 n122 g01 z-186 n123 x40 n124 z-302 n125 x79.4000 n126 g02 x80 z-302.3 r0.3 n127 g01 x320 n128 g00 x100 z100 n129 m09 n130 m05 n131 m03 s900 n132 t0606 n

19、133 g00 x12 z3 n134 g92 x11.6 z-20.2 f1 n135 x11.4 n136 x11.2 n137 x11 n138 x10.9 n139 x10.8 n140 x10.7 n141 g00 x100 z100 n142 m30 掉頭裝夾掉頭裝夾 n01 m03 s1200 n02 t0101 m08 n03 g00 x82 z3 n04 g71 u2 r1 n05 g71 p06 q15 u0.000 w0.00 f0.1 n06 g01 x8 f0.1 n07 z0 n08 z-9 n08 x10 n09 z-30 n10 x20 n11 z-56 n12

20、 x37 n13 z-105 n14 x80 n15 z-110 n16 g00 x100 z100 n17 m09 n18 m05 n19 m03 s1200 n20 t0101 m08 n21 g00 x82 z3 n22 g70 p06 q15 n23 g00 x100 z100 n24 m09 n25 m05 n26 m03 s1500 n27 t0202 m08 n28 g00 x82 z3 n29 g71 u4 r1 n30 g71 p31 q41 u0.000 w0.00 f0.1 n31 g01 x7 f0.1 n32 z0 n33 z-9 n34 x9 n35 z-30 n3

21、6 x19 n37 z-56 n38 x36 n39 z-105 n40 x80 n41 z-110 n42 g00 x100 z100 n43 m09 n44 m05 n45 m03 s1500 n46 t0202 m08 n47 g00 x82 z3 n48 g70 p06 q15 n49 g00 x100 z100 n50 m09 n51 m05 n56 m03 s2000 n57 t0303 m08 n58 g00 x82 z3 n58.5 g71 u4 r1 n59 g71 p60 q76 u.000 r0.00 f0.1 n60 g01 x5.400 n61 z0.00 n62 g

22、03 x6.000 z-0.3 r0.3 n63 g01 z-9.00 n64 g01 x7.400 n65 g03 x8.000 z-9.30 r0.3 n66 g01 z-30.00 n67 x17.400 n68 g03 x18.000 z-30.30 r0.3 n69 g01 z-56.00 n70 x34.400 n71 g03 x35.000 z-56.30 r0.3 n72 g01z-105 n73 x79.400 n75 g03 x80.000 z-105.30 r0.3 n76 z-110 n77 g00 x100 z100 n78 m09 n79 m05 n80 m03 s

23、2000 n81 t0303 m08 n82 g00 x82 z3 n83 g70 p60 q76 n84 g00 x100 z100 n85 m09 n86 m05 n87 m03 s1500 n88 t0303 m08 n89 g00 x83 z3 n90 g01 z-220 n91 x40 n92 z-242 n93 x79.4 n94 g02 x80 z-242.3 r0.3 n95 g00 x100 z100 n96 m09 n97 m05 n98 m03 s800 n99 t0404 m08 n100 g00 x10 z3 n101 g01 z-8.5 n102 x5 f0.1 n103 x10 n104 z-9 n105 x5 n106 x20 n107 g00 x100 z100 n108 m09 n109 m05 n1