軸類(lèi)零件的加工工藝及編程

1、目 錄摘要11Abstract12第一章 軸類(lèi)零件131.1軸零件的功能與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)131.2軸類(lèi)零件的技術(shù)要求141.3軸類(lèi)零件的材料與熱處理141.4軸類(lèi)零件毛坯15第二章 零件圖的加工工藝分析162.1工件的工藝分析162.2工件裝夾方案與設(shè)備技術(shù)162.3夾具的選擇172.4加工順序與進(jìn)給路線172.5選擇切削刀具182.6選擇切削用量19第三章 工藝系統(tǒng)幾何誤差203.1機(jī)床導(dǎo)軌誤差203.2刀具誤差203.3夾具誤差213.4調(diào)整誤差21第四章 定位基準(zhǔn)與定位方式224.1定位基準(zhǔn)的選擇234.2常見(jiàn)定位方式與定位元件254.3定位誤差26第五章 典型軸零件的工藝分析和數(shù)控編程275

2、.1設(shè)定工件坐標(biāo)系285.2確定工件的裝夾方式及加工工藝路線295.3刀具選擇305.4數(shù)控加工工藝卡片315.5編寫(xiě)加工程序32總結(jié)33參考文獻(xiàn)35摘 要本設(shè)計(jì)主要是軸類(lèi)零件加工工藝分析及編程，講述軸類(lèi)零件的功能，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，技術(shù)要求和熱處理。通過(guò)對(duì)零件圖的加工工藝分析，確定了軸類(lèi)零件的精度和粗糙度的要求，加工方法，裝夾方案，工藝系統(tǒng)的幾何誤差以及調(diào)整誤差，從而編寫(xiě)了它的數(shù)控編程。對(duì)典型的軸類(lèi)零件數(shù)控加工工藝的分析，對(duì)于提高制造質(zhì)量、實(shí)際生產(chǎn)控加工制造技術(shù)正逐漸得到廣泛的應(yīng)用，對(duì)零件進(jìn)行編程加工之前的工藝分析具有非常重要的作用。數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來(lái)了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)

3、化的象征，而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，他對(duì)國(guó)計(jì)民生的一些重要行業(yè)（IT、汽車(chē)、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來(lái)越重要的作用，因?yàn)檫@些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢(shì)。關(guān) 鍵 詞軸零 件結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 工藝分析 加工工藝 誤差 精度 數(shù)控加工 AbstractCNC processing technology is gradually being widely used for spare parts for programming processing before the technical analysis has a very important role. The gra

4、duation of the part drawing process analysis, spare parts processing methods and carried out to determine the choice of fixture. Through the design process that will enable us to spare parts processing, the basic process analysis, familiar with processing of basic prepared steps, spare parts and the

5、 accuracy and roughness, processing, installation of programs, the craft system geometric errors and adjustment error analysis. Through a typical shaft parts CNC machining process analysis, for improving manufacturing quality, the actual production of a certain significance.Keywords Shaft spare part

6、s Process analysis Technology Analysis Error CNC machining第一章 軸類(lèi)零件1.1 軸零件的功能與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)軸類(lèi)零件是機(jī)械零件中的關(guān)鍵零件之一，在機(jī)器中，主要用于支撐齒輪、帶輪、凸輪、以及連桿等傳動(dòng)件。它的主要功能是支承傳動(dòng)零件、傳遞扭矩、承受載荷，以及保證裝在軸上的零件等有一定的回轉(zhuǎn)精度。軸類(lèi)零件是回轉(zhuǎn)體零件，其長(zhǎng)度大于直徑。加工表面通常有內(nèi)外圓柱面、內(nèi)外錐面、螺紋、鍵槽、橫向孔和溝槽等。軸類(lèi)零件按結(jié)果形狀可分為階梯軸、光軸、空心軸和偏心軸等類(lèi)，如圖1.1所示。 a) b) c) d) 圖1.1 軸的種類(lèi)a)階梯軸 b）光軸 c)空心軸

7、d)偏心軸1.2 軸類(lèi)零件的技術(shù)要求 軸類(lèi)零件是機(jī)器中經(jīng)常遇到的典型零件之一。它主要用來(lái)支承傳動(dòng)零部件，傳遞扭矩和承受載荷。軸類(lèi)零件是旋轉(zhuǎn)體零件，其長(zhǎng)度大于直徑，一般由同心軸的外圓柱面、圓錐面、內(nèi)孔和螺紋及相應(yīng)的端面所組成。根據(jù)結(jié)構(gòu)形狀的不同，軸類(lèi)零件可分為光軸、階梯軸、空心軸和曲軸等。(1) 尺寸精度。尺寸精度包括直徑尺寸精度和長(zhǎng)度尺寸精度。精密軸頸為IT5級(jí)，重要軸頸為IT6IT8級(jí)，一般軸頸IT9級(jí)。軸向尺寸一般要求較低，當(dāng)階梯軸的階梯長(zhǎng)度要求較高時(shí)，其公差可達(dá)0.0050.01mm。(2) 幾何形狀精度。幾何形狀精度主要指軸頸的圓度、圓柱度，一般應(yīng)在直徑公差范圍內(nèi)。當(dāng)幾何形狀精度要求較

8、高時(shí)，零件圖上應(yīng)注出規(guī)定允許的偏差。(3) 相互位置精度。相互位置精度，主要指裝配傳動(dòng)件的軸頸相對(duì)于支承軸勁的同軸度及端面對(duì)軸心線的垂直度等，通常用徑向圓跳動(dòng)來(lái)標(biāo)注。普通精度軸的配合軸頸相對(duì)支承軸徑向圓跳動(dòng)為0.010.03mm,高精度的軸通常為0.0050.01mm。端面圓跳動(dòng)為0.0050.01mm(4) 表面粗糙度。軸類(lèi)零件的表面粗糙度和尺寸精度應(yīng)與表面工作要求相適應(yīng)。通常支承軸頸的表面粗糙度值Ra為3.20.4µm,配合軸頸的表面粗糙度值Ra為0.80.1µm。1.3 軸類(lèi)零件的材料與熱處理軸類(lèi)零件應(yīng)根據(jù)不同的工作狀況，選擇不同的材料和熱處理規(guī)范。一般軸類(lèi)零件常用中

9、碳鋼，如45鋼，經(jīng)正火、調(diào)質(zhì)及部分表面淬水等熱處理，得到所要求的強(qiáng)度、韌性和硬度。對(duì)中等精度而轉(zhuǎn)速較高的軸類(lèi)零件，一般選用40Cr等合金結(jié)構(gòu)鋼，經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)和表面淬火處理，使其具有較高的綜合力學(xué)性能。對(duì)在高轉(zhuǎn)速、重載荷等條件下工作的軸類(lèi)零件，可選用20CrMnTi、20Mn2B、20Cr等低碳合金鋼，經(jīng)滲碳淬火處理后，使其具有很高的表面硬度，心部則獲得較高的強(qiáng)度和韌性。對(duì)高精度、高轉(zhuǎn)速的軸，可選用38CrMoAl氮化鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)和表面氮化后，使其具有很高的心部強(qiáng)度和表面硬度，優(yōu)良的耐磨性和耐疲勞性，熱處理變形也較小。為改善工件材料切削性能而進(jìn)行熱處理的工序（如退火，正火等），應(yīng)安排在切削加工之前；為

10、消除內(nèi)應(yīng)力而進(jìn)行的熱處理工序（如退火，人工時(shí)效等），最好安排在粗加工之前，也可安排在切削加工之前；為了改善工件材料的物理性質(zhì)而進(jìn)行的熱處理工序（如調(diào)質(zhì)，淬火等）通常安排在粗加工之前，精加工之后進(jìn)行。其中滲碳淬火一般安排在切削加工后，磨削加工前。而表面淬火和滲氮等變形小的熱處理工序，允許安排在精加工后進(jìn)行；為了提高零件表面耐磨性或耐蝕性而進(jìn)行的熱處理工序以及裝飾為目的熱處理工序或表面處理工序（如鍍鉻，鍍鋅，氧化，發(fā)黑等）一般放在工藝過(guò)程的最后。 1.4 軸類(lèi)零件的毛坯數(shù)控車(chē)削加工零件時(shí)，加工過(guò)程是自動(dòng)的，毛坯余量的大小，如何裝夾等問(wèn)題在選擇毛坯就要仔細(xì)考慮好，否則，一旦毛坯不適合數(shù)控車(chē)削，加工將

11、很難進(jìn)行下去，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，確定毛坯的余量和裝夾應(yīng)注意一下兩點(diǎn)：(1)毛坯加工余量應(yīng)充足并盡量均勻（2）分析毛坯的裝夾適應(yīng)性。軸類(lèi)零件的毛坯常采用棒料、鍛件和鑄件等毛坯形式。一般光軸或外圓直徑相差不大的階梯軸采用棒料，外圓直徑相差較大或較重要的軸常采用鍛件，某些大型的或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的軸（如曲軸）可采用鑄件。根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模的不同，毛坯的鍛造方式分為自由鍛造和模鍛兩種，中小批生產(chǎn)的采用自由鍛、大批生產(chǎn)時(shí)采用模鍛。第二章 零件圖的加工工藝分析圖 圖2  軸類(lèi)零件圖2.1 工件的工藝分析圖2所示是本設(shè)計(jì)的軸類(lèi)零件圖。該零件表面由圓柱、圓錐、順圓弧、逆圓弧以及螺紋等表面組成，零件圖尺寸標(biāo)注完整，加工要求

12、明確，零件材料為45號(hào)鋼，比較容易切削加工。通過(guò)以上分析，采用以下工藝措施。對(duì)圖樣上帶公差的尺寸，因公差的尺寸較小，故編程地不必取平均取，而取基本尺寸即可。左右端面均為多個(gè)尺寸的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，相應(yīng)工序加工前，應(yīng)該先將左右端面車(chē)出來(lái)。2.2 工件裝夾方案及設(shè)備選擇設(shè)定零件的軸線為定位基準(zhǔn)，以工件右端面與零件軸線的交點(diǎn)為工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)，左端采用三爪自定心卡盤(pán)定心夾緊。加工順序的確定按由內(nèi)到外、由粗到精、由近到遠(yuǎn)的原則確定，在一次裝夾中盡可能加工出較多的工件表面。由于該零件為單件小批量生產(chǎn)，走刀路線設(shè)計(jì)不必考慮最短進(jìn)給路線或最短空運(yùn)行程路線，外輪廓表面車(chē)削走刀路線沿零件輪廓順序進(jìn)行。根據(jù)被加工零件的外

13、形和材料等條件，選用數(shù)控車(chē)床。2.3夾具的選擇數(shù)控車(chē)床上的夾具主要有兩類(lèi)：一類(lèi)用于盤(pán)類(lèi)或短軸類(lèi)零件，工件毛坯裝夾在帶可調(diào)卡爪的卡盤(pán)（三爪、四爪）中，由卡盤(pán)傳動(dòng)旋轉(zhuǎn)；另一類(lèi)用于軸類(lèi)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(dòng)卡盤(pán)傳動(dòng)旋轉(zhuǎn)。夾具的定位與安裝：一般使用。裝夾方便，自動(dòng)定心方便，但夾緊力較小。適用于中 尺寸、形狀規(guī)則、長(zhǎng)度不宜過(guò)長(zhǎng)的工件。提高夾持精度的措施。使用鑄鐵套圈。精加工的表面不至于被卡爪夾壞，工作時(shí)套圈套在工件上，卡盤(pán)夾緊套圈。鑄鐵套圈也適于薄壁工件鏜孔時(shí)的裝夾，因?yàn)樗黾恿丝ㄗ凸ぜ慕佑|面積，可以減少裝夾力引起的工件變形。在本設(shè)計(jì)中，由于工件為軸類(lèi)零件。所以我們選

14、擇三角卡盤(pán)和頂尖。2.4 加工順序及進(jìn)給路線加工順序按由粗到精、由近到遠(yuǎn)的原則確定。先車(chē)削加工工件右端面后車(chē)削加工工件外圓，從右到左進(jìn)行粗車(chē)（留0.30.2mm精車(chē)余量），然后從右到左進(jìn)行精車(chē)，最后車(chē)削螺紋。數(shù)控車(chē)床Fanuc-0I系統(tǒng)的循環(huán)指令能以設(shè)定的切削參數(shù)和進(jìn)刀路線對(duì)零件表面輪廓進(jìn)行粗、精加工（圖3）。 圖3車(chē)削加工路線2.5 選擇切削刀具在數(shù)控車(chē)床加工中，產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)率在相當(dāng)大的程度上受到刀具的制約。雖然數(shù)控刀具的切削原理與普通車(chē)床刀具基本相同，但由于數(shù)控加工特性的要求，在刀具參數(shù)的選擇上，特別是切削部分的幾何參數(shù)選擇上，就要滿足一定的要求，才能達(dá)到數(shù)控車(chē)床的加工要求，充分發(fā)揮數(shù)控

15、車(chē)床的優(yōu)勢(shì)。金屬切削過(guò)程中，刀具切削部分在高溫下承受著很大切削力與劇烈摩擦。在斷續(xù)切削工作時(shí)，還伴隨著沖擊與振動(dòng)，引起切削溫度的波動(dòng)。因此，在刀具選擇時(shí)，刀具必須滿足強(qiáng)度高、精度高、適應(yīng)高速和大進(jìn)給量切削、可靠性好、使用壽命長(zhǎng)、斷屑及排屑性能好等性能。一般刀具材料在室溫下應(yīng)具有60HRC以上的硬度。材料硬度越高耐磨性越好，但抗沖擊韌性就相對(duì)降低。所以要求刀具材料在保持有足夠的強(qiáng)度與韌性條件下，盡可能有高的強(qiáng)度與耐磨性。高耐磨性是指在高溫下仍能維持刀具切削性的一種特性，通常用高溫硬度值來(lái)衡量，也可用刀具切削時(shí)允許的耐熱溫度值來(lái)衡量。它是影響刀具材料切削性能的重要指標(biāo)。耐熱性能越好的材料允許的切削

16、速度就越高。刀具材料還需要較好的工藝性與經(jīng)濟(jì)型。工具鋼應(yīng)有較好的熱處理工藝性：淬火變形小，淬透層深，脫碳曾淺；高硬度材料需要有可磨削加工性；需焊接的材料，宜有較好的導(dǎo)熱性與焊接工藝性。此外，在滿足以上性能要求時(shí)，宜盡可能滿足資源豐富，價(jià)格廉價(jià)的要求。根據(jù)零件的加工精度和表面的粗糙度要求及工件材料的性質(zhì)選擇適當(dāng)?shù)牡毒?。?jīng)分析，本零件需用粗車(chē)刀（端面，圓弧）、精車(chē)刀（端面，圓?。?、螺紋刀。2.6 選擇切削用量切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速（切削速度）、切削深度或?qū)挾?、進(jìn)給速度（進(jìn)給量）等。對(duì)于不同的加工方法，需選擇不同的切削用量。合理選擇切削用量的原則是：（1）粗車(chē)時(shí)，首先考慮選擇一個(gè)盡可能大的背吃刀量ap

17、，其次選擇一個(gè)較大的進(jìn)給量f,最后確定一個(gè)合適的切削進(jìn)度v 。增大背吃刀量ap 可使走刀次數(shù)減少，增大進(jìn)給量f有利于斷屑，因此根據(jù)以上原則選擇粗車(chē)切削用量對(duì)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(chē)時(shí)，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。┑谋吵缘读縜p和進(jìn)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）RD，以保證刀具有足夠的剛度。背吃刀量ap(mm),亦稱(chēng)切削深度。背吃刀量取1mm,主要根據(jù)機(jī)床、夾具、刀具和工件的剛度來(lái)決定。在剛度允許的情況下，應(yīng)以最少的進(jìn)給次數(shù)切

18、除加工余量，最好一次切除余量，以便提高生產(chǎn)效率。精加工時(shí)，則應(yīng)著重考慮如何保證加工質(zhì)量，并在此基礎(chǔ)上盡量提高生產(chǎn)效率。吃刀深度：粗車(chē)時(shí)ap =3mm；精車(chē)時(shí)ap= 0.25mm。主軸轉(zhuǎn)速：車(chē)削直線和圓弧輪廓時(shí)，根據(jù)零件材料與加工要求查得，粗車(chē)切削速度Vc=90mm/min，精車(chē)切削速度Vc=120mm/min，按公式Vc=dn/1000，計(jì)算粗車(chē)主軸轉(zhuǎn)速n=500r/min，精車(chē)主軸轉(zhuǎn)速n=1200r/min。車(chē)削螺紋主軸轉(zhuǎn)速：按公式n1200/p-k，計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速n=320r/min。進(jìn)給速度：根據(jù)零件材料與加工要求查表得，粗車(chē)時(shí)進(jìn)給速度f(wàn)=0.4mm/r，精車(chē)時(shí)進(jìn)給速度

19、f=0.15mm/r, 經(jīng)換算得進(jìn)給速度：粗車(chē)Vf=200mm/min，精車(chē)Vf=180mm/min。根據(jù)圖紙加工要求，螺紋車(chē)削進(jìn)給速度f(wàn)=3mm/r。 第三章 工藝系統(tǒng)的幾何誤差指機(jī)床、刀具和夾具本身在制造時(shí)所產(chǎn)生的誤差，以及使用時(shí)產(chǎn)生的磨損誤差和調(diào)整誤差。這類(lèi)原始誤差在加工過(guò)程中開(kāi)始之前已客觀存在，并在加工過(guò)程中反映到工件上去。機(jī)床的成形運(yùn)動(dòng)主要包括兩大類(lèi)，即主軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和移動(dòng)件的直線運(yùn)動(dòng)。因而在分析機(jī)床的幾何誤差主要包括主軸回轉(zhuǎn)誤差、導(dǎo)軌導(dǎo)向誤差和傳動(dòng)鏈誤差。主軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)誤差及影響因素。由于主軸部件在制造、裝配、使用中的各種因素影響，如主軸軸徑的誤工、軸承的誤差、軸承的間隙

20、、與軸承配合零件的誤差及熱變形等，會(huì)使主軸產(chǎn)生回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)誤差，其誤差形式可以分解為：徑向跳動(dòng)、軸向竄動(dòng)和角度擺動(dòng)三種。3.1 機(jī)床導(dǎo)軌誤差導(dǎo)軌是機(jī)床各部件運(yùn)動(dòng)的基準(zhǔn)，對(duì)于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)床，其直線運(yùn)動(dòng)精度主要取決于機(jī)床導(dǎo)軌的精度，機(jī)床導(dǎo)軌的誤差一般包括：垂直面內(nèi)的直線度、水平面內(nèi)的直線度、前后導(dǎo)軌的平行度和導(dǎo)軌對(duì)機(jī)床主軸軸線的位置誤差。3.2 刀具誤差刀具的制造、磨損，安裝誤差及幾何參數(shù)等。刀具的幾何參數(shù)主要包括：刀具角度，前面與后面型式，切削刃與刃口形狀等。刀具合理的幾何參數(shù)是指達(dá)到加工質(zhì)量和刀具壽命的前提下并使生產(chǎn)效率提高，生產(chǎn)成本降低的幾何參數(shù)。在生產(chǎn)中由于切削條件的差別，確定了刀具

21、幾何參數(shù)的效果也不同，因此，刀具幾何參數(shù)的選擇也是刀具引起誤差的一個(gè)重要因素之一。刀具對(duì)加工精度的影響，因刀具種類(lèi)而定。一般車(chē)刀，如普通車(chē)刀、單刃鏜刀等的制造精度沒(méi)有直接影響。成形刀具和定尺寸刀具，如成形車(chē)刀、鉸刀，麻花鉆等的制造和磨損誤差主要影響被加工表面的形狀精度和尺寸精度。3.3 夾具誤差 夾具可分為通用夾具和專(zhuān)用夾具。通用夾具是指能夠裝夾兩種或兩種以上工件的同一夾具，例如車(chē)床上的三爪卡盤(pán)，四爪卡盤(pán)，彈簧卡套和通用心軸等；專(zhuān)用夾具是專(zhuān)門(mén)為加工某一指定工件的某一工序而設(shè)計(jì)的夾具。夾具的主要作用是：保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高加工效率，解決車(chē)床加工中的特殊裝夾問(wèn)題，擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍。 夾具誤差包括定

22、位誤差、夾緊誤差、夾具安裝誤差及對(duì)刀誤差。這些誤差主要與夾具的制造和裝與精度有關(guān)。所以在夾具的設(shè)計(jì)、制造時(shí)，凡是影響零件加工精度的尺寸和形位公差都應(yīng)嚴(yán)格控制。3.4 調(diào)整誤差刀具之間的相互位置，所以量具等檢測(cè)儀的制造誤差，測(cè)量方法誤差及測(cè)量時(shí)的主客觀因素（溫度、接觸力等）都直接影響測(cè)量精度。第四章 定位基準(zhǔn)與定位方式4.1定位基準(zhǔn)的選擇1、基準(zhǔn)零件圖、實(shí)際零件或工藝文件上用來(lái)確定某個(gè)點(diǎn)、線、面的位置所依據(jù)的點(diǎn)、線、面，稱(chēng)為基準(zhǔn)。2、基準(zhǔn)的分類(lèi)根據(jù)基準(zhǔn)功用不同，分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)。1）設(shè)計(jì)基準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖樣上所采用的基準(zhǔn)，稱(chēng)為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。2）工藝基準(zhǔn)在工藝過(guò)程中所采用的基準(zhǔn)，稱(chēng)為工藝基準(zhǔn)。它包括：(

23、1) 裝配基準(zhǔn)裝配時(shí)用以確定零件在部件或產(chǎn)品中的相對(duì)位置所采用的基準(zhǔn)。(2) 測(cè)量基準(zhǔn)測(cè)量時(shí)所采用的基準(zhǔn)。(3) 工序基準(zhǔn)在工序圖上用來(lái)確定本工序所加工表面后的尺寸、形狀、位置的基準(zhǔn)。(4)定位基準(zhǔn)在加工中確定工件的位置所采用的基準(zhǔn)。作為基準(zhǔn)的點(diǎn)、線、面有時(shí)在工件上并不一定實(shí)際存在（如孔和軸的軸心線，兩平面之間的對(duì)稱(chēng)中心面等），在定位時(shí)是通過(guò)有關(guān)具體表面體現(xiàn)的，這些表面稱(chēng)為定位表面。工件以回轉(zhuǎn)表面（如孔、外圓）定位時(shí)，回轉(zhuǎn)表面的軸心線是定位基準(zhǔn)，而回轉(zhuǎn)表面就是定位基面。工件以平面定位時(shí)，其定位基準(zhǔn)與定位基面一致。二、 定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)又分粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)兩種。用未機(jī)加工過(guò)的毛坯表面作為定位

24、基準(zhǔn)的稱(chēng)為粗基準(zhǔn)；用已機(jī)加工過(guò)的表面作為定位基準(zhǔn)的稱(chēng)為精基準(zhǔn)。1、粗基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)的選擇是否合理，直接影響到各加工表面加工余量的分配，以及加工表面和不加工表面的相互位置關(guān)系。因此，必須合理選擇。具體選擇時(shí)一般應(yīng)遵循下列原則：1)為保證不加工表面與加工表面之間的位置要求，應(yīng)選擇不加工表面為粗加工基準(zhǔn)。2） 為保證重要加工面的余量均勻，應(yīng)選擇重要加工面為粗基準(zhǔn)。3）為保證各加工表面都有足夠的加工余量，應(yīng)選擇毛坯余量小的面為粗基準(zhǔn)。4）粗基準(zhǔn)比較粗糙且精度低，一般在同一尺寸方向上不應(yīng)重復(fù)使用。否則，因重復(fù)使用所產(chǎn)生的定位誤差，會(huì)引起相應(yīng)加工表面間出現(xiàn)較大的位置誤差。5）作為粗基準(zhǔn)的表面，應(yīng)盡量平

25、整，沒(méi)有澆口、冒口或飛邊等其他表面缺陷，以便使工件定位可靠，夾緊方便。2、精基準(zhǔn)的選擇除第一道工序采用粗基準(zhǔn)外，其余工序都應(yīng)使用精基準(zhǔn)。選擇精基準(zhǔn)主要考慮如何減少加工誤差，保證加工精度、使工件裝夾方便，并使零件的制造較為經(jīng)濟(jì)、容易。具體選擇時(shí)可遵循下列原則：（1）基準(zhǔn)重合原則選擇加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，稱(chēng)為基準(zhǔn)重合原則。采用基準(zhǔn)重合原則可以避免由定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而引起的定位誤差。定位基準(zhǔn)應(yīng)盡量與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，否則會(huì)因基準(zhǔn)不重合產(chǎn)生定位誤差，有時(shí)甚至因此造成尺寸超差而報(bào)廢。（2）基準(zhǔn)統(tǒng)一原則當(dāng)工件以某一組精基準(zhǔn)可以比較方便地加工其它各表面時(shí)，應(yīng)盡可能在多數(shù)工序中采用此同一組精基準(zhǔn)

26、定位，這就是基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。采用基準(zhǔn)統(tǒng)一原則可以避免基準(zhǔn)變換所產(chǎn)生的誤差，提高各加工表面之間的位置精度，同時(shí)簡(jiǎn)化夾具的設(shè)計(jì)和制造工作量。 （3）自為基準(zhǔn)原則某些要求加工余量小而均勻的精工序，選擇加工表面本身作為定位基準(zhǔn)，稱(chēng)為自為基準(zhǔn)原則。（4）互為基準(zhǔn)原則為使各加工表面之間有較高的位置精度，又為了使其加工余量小而均勻，可采用兩個(gè)表面互為基準(zhǔn)反復(fù)加工，稱(chēng)為互為基準(zhǔn)原則。除了上述四條原則外，選擇精基準(zhǔn)時(shí)，還應(yīng)考慮所選精基準(zhǔn)能使工件定位準(zhǔn)確、穩(wěn)定，裝夾方便，進(jìn)而使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便。4.2常見(jiàn)定位方式及定位元件工件以平面定位工件以平面作為定位基準(zhǔn)時(shí)，常用的定位元件如下所述。1、主要支承主要支承用來(lái)

27、限制工件的自由度，起到定位作用。（1）固定支承 固定支承有支承釘和支承板兩種形式。支撐釘A型用于精基準(zhǔn)，B型用于粗基準(zhǔn)，C型用于側(cè)面定位。支承釘與夾具孔的配合為H7/r6或H7/n6。若支承釘需經(jīng)常更換時(shí)可加襯套，其外徑與夾具體孔的配合亦為H7/r6或H7/n6，內(nèi)徑與支承釘?shù)呐浜蠟镠7/js6。使用幾個(gè)A型支承釘時(shí)，裝配后應(yīng)磨平工作表面，以保證等高性 支承板適用于精基準(zhǔn)。A型用于側(cè)面和頂面定位，B型用于底面定位。支承板用螺釘緊固在夾具體上。若受力較大或支承板有移動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，應(yīng)增加圓錐銷(xiāo)或?qū)⒅С邪迩度電A具體槽內(nèi)。采用兩個(gè)以上支承板定位時(shí)，裝配后應(yīng)磨平工作表面，以保證等高性 （2）可調(diào)支承可調(diào)支承

28、用于在工件定位過(guò)程中，支承釘?shù)母叨刃枰{(diào)整的場(chǎng)合。適用于毛坯（如鑄件）分批制造，其形狀和尺寸變化較大的粗基準(zhǔn)定位。亦可用于同一夾具加工形狀相同而尺寸不同的工件，或用于專(zhuān)用可調(diào)整夾具和成組夾具中。在一批工件加工前調(diào)整一次，調(diào)整后用鎖緊螺母鎖緊。（3）自位支承（浮動(dòng)支承） 自位支承是在工件定位過(guò)程中，能自動(dòng)調(diào)節(jié)位置的支承。支承本身在定位過(guò)程中所處的位置，隨工件定位基準(zhǔn)面位置的變化而自動(dòng)與之適應(yīng)，其作用相當(dāng)于一個(gè)固定支承，只限制一個(gè)自由度。由于增加了與定位基準(zhǔn)面接觸的點(diǎn)數(shù)，故可提高工件的安裝剛性和穩(wěn)定性。適用于工件以粗基準(zhǔn)定位或剛性不足的場(chǎng)合。 2輔助支承 輔助支承用來(lái)提高工件的裝夾剛性和穩(wěn)定性，不

29、起定位作用，也不允許破壞原有的定位。螺旋式輔助支承：旨在提高工件的裝夾剛性和定位的穩(wěn)定性，并不起消除自由度的作用。使用時(shí)必須逐個(gè)工件進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)工件支承表面的位置變化結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但效率較低。自位螺旋式輔助支承：支承銷(xiāo)的高度高于主要支承，當(dāng)工件裝夾在主要支承上后，支承銷(xiāo)被工件定位基準(zhǔn)面壓下，并與其他主要支承一起與工件定位基準(zhǔn)面保持接觸，然后鎖緊。適用于工件重量較輕，垂直作用的切削負(fù)荷較小的場(chǎng)合。二、工件以外圓柱面定位 工件以外圓柱面定位有支承定位和定心定位兩種。 1、支承定位支承定位最常見(jiàn)的是V形塊定位。1）固定V形塊對(duì)中性好，能使工件的定位基準(zhǔn)軸線在V形塊兩斜面的對(duì)稱(chēng)平面上，而不受定位基準(zhǔn)直

30、徑誤差的影響，并且安裝方便?？捎糜诖?、精基準(zhǔn)。2）活動(dòng)V形塊用于定位夾緊機(jī)構(gòu)中，起消除一個(gè)自由度的作用。2、定位套適用于大型軸類(lèi)零件。三、工件以圓孔定位 工件以圓孔內(nèi)表面定位時(shí)，常用以下定位元件。1、定位銷(xiāo)：當(dāng)工作部分直徑D<3mm時(shí)采用小定位銷(xiāo)（JB/T 8014.11999），夾具體上應(yīng)有沉孔，使定位銷(xiāo)圓角部分沉入孔內(nèi)而不影響定位。大批量生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)采用可換定位銷(xiāo)（JB/T 8014.31999）。工作部分的直徑，可根據(jù)工件的加工要求和安裝方便，按g5、g6、f6、f7制造，與夾具體配合為H7/r6或H7/n6，襯套外徑與夾具體配合為H7/h6，其內(nèi)徑與定位銷(xiāo)配合為H7/h6或H7/h

31、5。當(dāng)采用工件上孔與端面組合定位時(shí)，應(yīng)該加上支承墊板或支承墊圈。2、定位心軸：當(dāng)工件基準(zhǔn)孔的長(zhǎng)徑比L/D>1時(shí)，心軸的工作部分應(yīng)稍帶錐度，直徑D1按r6制造，其基本尺寸為孔的最大極限尺寸；直徑D2按r6制造，其基本尺寸為基準(zhǔn)孔的最小極限尺寸。心軸上的凹槽供車(chē)削工件端面時(shí)退刀用。這種心軸制造簡(jiǎn)便，定心準(zhǔn)確，但裝卸工件不便，且易損傷工件定位孔。多用于定心精度要求較高的場(chǎng)合；圖c為花鍵心軸，用于以花鍵孔為定位基準(zhǔn)的工件。 四、工件以一面兩孔定位利用工件上的一個(gè)大平面和與該平面垂直的兩個(gè)圓孔作定位基準(zhǔn)進(jìn)行定位。4.3定 位 誤 差一、定位誤差產(chǎn)生的原因1.基準(zhǔn)不重合誤差 定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合

32、時(shí)所產(chǎn)生的加工誤差，稱(chēng)為基準(zhǔn)不重合誤差。2.基準(zhǔn)位移誤差 一批工件定位基準(zhǔn)相對(duì)于定位元件的位置最大變動(dòng)量稱(chēng)為基準(zhǔn)位移誤差。二、定位誤差的計(jì)算方法1）工序基準(zhǔn)不在定位基面上， D= Y+ B2）工序基準(zhǔn)在定位基面上， D= Y± B “+”、“-”的確定可按如下原則判斷：由于基準(zhǔn)不重合和基準(zhǔn)位移分別引起工序尺寸作相同方向變化（即同時(shí)增大或同時(shí)減?。r(shí)，取“+”號(hào)；而當(dāng)引起工序尺寸彼此向相反方向變化時(shí)，取“-”號(hào)。三、常見(jiàn)定位方式的定位誤差1.工件以圓柱面配合定位的基準(zhǔn)位移誤差（1）定位副固定單邊接觸（2）定位副任意邊2.工件以外圓在V形塊上定位的定位誤差（見(jiàn)圖2-29）。定位誤差的計(jì)算

33、：D=B±Y當(dāng)工件以平面定位時(shí): D=B，（Y=0）當(dāng)工件以?xún)?nèi)孔定位時(shí):Y=1/2（D+d）當(dāng)工件以外圓柱面定位時(shí): Y=0.707D（90°V型塊定位）3.工件以一面兩孔組合定位的基準(zhǔn)位移誤差（1）移動(dòng)的基準(zhǔn)位移誤差（2）轉(zhuǎn)動(dòng)的基準(zhǔn)位移誤差（轉(zhuǎn)角誤差如圖2-30所示。） 第五章 軸工藝分析及數(shù)控編程5.1設(shè)定工件坐標(biāo)系 工件坐標(biāo)系是編程時(shí)對(duì)工件設(shè)置的坐標(biāo)系。工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)也叫工件零點(diǎn)或工件原點(diǎn)(也稱(chēng)編輯原點(diǎn))，是編輯人員在編程中任意設(shè)定的。在選擇工件坐標(biāo)系時(shí)，盡可能將工件零點(diǎn)選擇在工藝定位基準(zhǔn)上，這樣對(duì)保證加工精度有利。如果設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工藝基準(zhǔn)不重合，要分析由于

34、不重合產(chǎn)生的誤差。另外，不同數(shù)控系統(tǒng)定義工件坐標(biāo)系的指令及執(zhí)行細(xì)節(jié)不同，就如同G指令一樣，指令執(zhí)行的差異是很大的。一般來(lái)說(shuō)數(shù)控系統(tǒng)是通過(guò)G53，G54，G55，G56，G57，G58，G59，G90等指令來(lái)定義工件坐標(biāo)系的。其中，G53G59是依機(jī)床 坐標(biāo)系來(lái)定義的，而G92是依刀具當(dāng)前位置來(lái)定義的。即使同樣采用這些指令，其含義仍有不同，要參閱具體數(shù)控系統(tǒng)的編程手冊(cè)。在加工時(shí)，工件裝夾到機(jī)床上，通過(guò)對(duì)刀求的工件原點(diǎn)與機(jī)床原點(diǎn)之間的距離（通過(guò)測(cè)量某些基準(zhǔn)面、線之間的距離來(lái)確定），這個(gè)距離成為工件原點(diǎn)偏置值。該偏置值需要預(yù)存到數(shù)控系統(tǒng)中，因此，編程人員可以不考慮工件在機(jī)床上的安裝位置精度，而利用數(shù)

35、控系統(tǒng)的原點(diǎn)偏置功能，通過(guò)工件原點(diǎn)偏置值，來(lái)補(bǔ)償工件在工作臺(tái)撒謊能夠的裝夾位置誤差，使用起來(lái)十人方便，現(xiàn)在打多大數(shù)數(shù)控機(jī)床均有這種功能。按基準(zhǔn)重合原則，將工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)設(shè)定在零件右端面與回轉(zhuǎn)軸線的交點(diǎn)上，如圖1.4中Op點(diǎn)，并通過(guò)G50指令設(shè)定換刀點(diǎn)相對(duì)工件坐標(biāo)系原點(diǎn)Op的坐標(biāo)位置（200,100）圖1.4 軸類(lèi)零件編程圖5.2確定工件的裝夾方式及加工工藝路線在數(shù)控車(chē)床上加工零件，應(yīng)按工序集中的原則劃分工序，在一次裝夾下盡可能完成大部分甚至全部表面的加工。根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)形式不同，通常選擇外圓，端面，內(nèi)孔裝夾，并力求設(shè)計(jì)基準(zhǔn)統(tǒng)一，以減少定位誤差，提高加工精度。要充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的加工效能，工件

36、的裝夾必須快速，定位必須準(zhǔn)確。數(shù)控車(chē)床對(duì)工件的裝夾要求：首先應(yīng)具有可靠的夾緊力，以防止工件在加工過(guò)程中松動(dòng)；其次應(yīng)具有較高的定位精度，并多采用氣動(dòng)或液壓夾具，以便迅速方便的裝卸。對(duì)于軸類(lèi)零件，通常以零件外圓柱面和端面作為定位基準(zhǔn)定位，對(duì)于套類(lèi)零件，則多以?xún)?nèi)孔和端面作為定位基準(zhǔn)。為保證加工工件的精度和表面粗糙度，且效率較高，使加工路線最短，既可減少程序段，又可減少空運(yùn)程時(shí)間，提高加工效率，盡量簡(jiǎn)化數(shù)值計(jì)算的工作量，簡(jiǎn)化加工程序。加工路線包括孔加工路線，輪廓加工路線，錐面加工路線。因此，以工件左端面及85外圓為安裝基準(zhǔn)，夾于車(chē)床卡盤(pán)上。如圖所示，因工件懸伸較長(zhǎng)，因此采用一夾一頂?shù)姆绞桨惭b，該工件加

37、工工藝路線為：1） 粗加工工藝路線（1）粗車(chē)右端面，留精車(chē)余量。（2）粗車(chē)80，62外圓，留精車(chē)余量。（3）粗車(chē)外圓錐面，48的外圓，留精車(chē)余量。（4）粗車(chē)R70圓弧，留精車(chē)余量。2） 精加工工藝路線 （1）精車(chē)倒角（2）精車(chē)螺紋外圓（3）精車(chē)錐面（4）精車(chē)85外圓和錐面（5）倒角（6）精車(chē)85外圓（7）精車(chē)圓?。?）精車(chē)80外圓和端面。（9）車(chē)3×45空刀槽。（10）車(chē)M48×1.5螺紋。5.3刀具選擇數(shù)控車(chē)床使用的刀具從切削方式上分為三類(lèi)：圓表面切削工具，端面切削刀具和中心孔類(lèi)刀具。各類(lèi)刀具又有不同的形狀和材料。需要對(duì)刀具的類(lèi)型，刀片的材料，刀片的編號(hào)規(guī)則以及刀具參數(shù)設(shè)

38、置的選擇。數(shù)控車(chē)床一般使用標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具。機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具的刀片和刀體都有標(biāo)準(zhǔn)。刀片材料采用硬質(zhì)合金，涂層硬質(zhì)合金以及高速鋼。了解刀片的編號(hào)規(guī)則及符號(hào)意義對(duì)刀具的選擇和使用有很大的幫助，刀片的國(guó)際編號(hào)通常有九個(gè)組成。數(shù)控車(chē)床加工前要對(duì)使用的刀具進(jìn)行設(shè)置，數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)刀具參數(shù)修正刀尖切削軌跡，檢查刀具在加工過(guò)程中是否與已加工表面發(fā)生干涉或過(guò)切。較為重要的刀具參數(shù)有：刀尖圓弧半徑，刀具主偏角，刀尖角，刀長(zhǎng)，刀寬等，系統(tǒng)能夠從刀具參數(shù)中識(shí)別刀具類(lèi)型，當(dāng)?shù)毒哳?lèi)型使用錯(cuò)誤時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)則拒絕執(zhí)行加工程序，并給出刀具使用錯(cuò)誤報(bào)警。根據(jù)加工要求，選外圓粗車(chē)刀，外圓精車(chē)刀，切槽刀和螺紋刀各一。1號(hào)刀為外圓粗

39、車(chē)刀，2號(hào)刀為外圓精車(chē)刀，3號(hào)刀為切槽刀，4號(hào)刀為螺紋刀。以工件右端回轉(zhuǎn)中心為工件坐標(biāo)系原點(diǎn)繪制刀具布置圖。注意選擇換刀點(diǎn)應(yīng)以刀具不碰到工件為原則。5.4 數(shù)控加工工藝卡片 根據(jù)上面的工藝分析，就能確定各項(xiàng)工藝參數(shù)并選擇刀具，制定如表所示的數(shù)控加工工藝片和刀具卡片，這是進(jìn)行編程和加工的依據(jù)，也是數(shù)控工藝員的基本技能。數(shù)控加工工藝卡片工序名稱(chēng)工藝要求工作者1下料90×3002車(chē)車(chē)端面打中心孔3數(shù)控車(chē)工步工步內(nèi)容刀具號(hào)1自右向左粗車(chē)外圓T012粗車(chē)R70外圓弧T023自右向左精車(chē)外輪廓T024切空刀槽3×45T035車(chē)螺紋M48×1.5至零件要求T044檢驗(yàn)6 數(shù)控加工刀具卡刀具號(hào)刀具規(guī)格名稱(chēng)數(shù)量加工內(nèi)容主軸轉(zhuǎn)速（r/min）進(jìn)給速度（