数控车床典型零件加工

数控车床典型零件加工 轴是组成机器的重要零件之一根据轴的承载性质不同可将轴分为转轴、心轴、 传动轴三类。工作时既承受弯矩又承受转矩的轴称为转轴。转轴是机器中最常见 的轴，通常称为轴。用来支承转动零件，只承受弯矩而不传递转矩的轴称为心轴。 心轴有固定心轴和旋转心轴两种。 根据轴线的形状不同，轴又可以分为直轴、曲轴和挠性钢丝轴。后两种属于 专用零件。 直轴按其外形的不同又可以分为光轴和阶梯轴两种。光轴形状简单、加工容 易，应力集中源少，主要用作传动轴。阶梯轴个轴段截面的直径不同，这种 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 使个轴段的强度接近，而且便于轴上零件的装拆和固定，因此阶梯轴在机器的应 用中最为广泛。直轴一般都制成实心轴，但为了减轻重量或为了满足有些机器结 构上的需要，也可以采用空心轴。 轴通常由轴头，轴颈、轴肩、轴环、轴端和不安装任何零件的轴段等部分组 成，这次设计我主要是设计减速器当中的传动轴，希望通过这次设计，我能学到 更多的东西。 1 摘要 ................................................................................................................................. 第一章 绪论 ................................................................................................................... 1.1数控机床的简介 ................................................................................................ 1.2数控的发展趋势 ................................................................................................ 1.3传动轴的概述 .................................................................................................... 第二章工艺分析 ............................................................................................................. 2..1零件图工艺分析 ............................................................................................... 2.3切削顺序的选择 ............................................................................................... 2.4切削用量的选择和加工余量的确定 ................................................................ 第三章 设备的选择 ....................................................................................................... 3.1机床选择 ............................................................................................................ 3.2刀具的选择 ........................................................................................................ 3.3刀具卡 ................................................................................................................................ 3.4夹具的选择 ........................................................................................................ 3.5切削液的选择 .................................................................................................... 3.6量具的选择 ........................................................................................................ 第四章 零件的编程 ....................................................................................................... 4.1手工编程 ............................................................................................................ 4.2工艺卡 ................................................................................................................ 4.3工序卡 ................................................................................................................ 结论 ………………………………………………………………… 参考文献 …………………………………………………………… 附录 ………………………………………………………………… 后记 ………………………………………………………………… 摘 要 轴是组成机器的重要零件之一，轴的主要功用是支承旋转零件、 2 传递转矩和运动。轴工作状态的好坏直接影响到整台机器的性能和质 量。 根据轴的承载性质不同可将轴分为转轴、心轴、传动轴三类。工作 时既承受弯矩又承受转矩的轴称为转轴。转轴是机器中最常见的轴， 通常称为轴。用来支承转动零件，只承受弯矩而不传递转矩的轴称为 心轴。心轴有固定心轴和旋转心轴两种。 根据轴线的形状不同，轴又可以分为直轴、曲轴和挠性钢丝轴。 后两种属于专用零件。 直轴按其外形的不同又可以分为光轴和阶梯轴两种。光轴形状简 单、加工容易，应力集中源少，主要用作传动轴。阶梯轴个轴段截面 的直径不同，这种设计使个轴段的强度接近，而且便于轴上零件的装 拆和固定，因此阶梯轴在机器的应用中最为广泛。直轴一般都制成实 心轴，但为了减轻重量或为了满足有些机器结构上的需要，也可以采 用空心轴。 轴通常由轴头，轴颈、轴肩、轴环、轴端和不安装任何零件的轴 段等部分组成，这次设计我主要是设计减速器当中的传动轴，希望通 过这次设计，我能学到更多的东西。 通过减速器中传动轴的设计，使我们在拟定尺寸参数和编程的方 案过程中，得到结构构思、 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 分析、结构工艺性、机械制图、零件 设计、编写技术文件和查阅技术资料的等方面的综合训练，树立正确 的设计思想，掌握基本的设计 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 ，并培养学生具有初步的工艺分析、 结构设计与编程能力。 3 关键词： 传动轴 工艺 设计 编程 1.1 4 数控（numerical control,NC）机床，顾名思义，是一类由数字程序实现控制的机床。与人工操作的普通机床相比，它具有适应范围广、自动化程度高、柔性 强、操作者劳动强度低、易于组成自动生产系统等优点。数控机床也就是一种装 了程序控制系统的机床，该系统能逻辑处理具有使用号码或其他符号编码指令规 定的程序。 随着科学技术的发展，机械产品的结构越来越合理，其性能、精度和效率日趋提 高，更新换代频繁，生产类型由大批大量生产向多品种小批量生产转化。因此， 对机械产品的加工相应地提出了高精度、高柔性与高度自动化的要求。在机床行 业，由于采用了数控技术，许多过去在普通机床上无法完成的工艺内容得以完成， 大量普通机床为数控机床所代替，这就极大地促进了机床行业的技术进步和行业 发展。目前数控机床已经遍布军工、航空航天、汽车、造船、机车车辆、机床、 建筑、通用机械、纺织、轻工、电子等几乎所有制造行业。 综上所述，数控机床在促进技术进步和经济发展，提高人类生存质量和创造新的 就业机会等方面，起着非常重要的作用。 1.2 国际上，数控系统的发展趋势正朝着高速度高精度化、高可靠性、多功能化、 智能化、集成化、具有开放性、网络化数控系统、并联机床及数控系统的方向发 展。 5 图1—1 2.1 （1）该零件包括有槽、螺纹、圆弧、内孔、内螺纹、键槽、圆柱，其多 个直径尺寸有较严的尺寸公差要求，但对于粗糙度并没有太严的要求表面粗 糙度Ra值较大。为此这些表面的加工顺序为：夹左端?车削右端外圆?车 槽?车右端螺纹?工件掉头并校正?钻中心孔?车孔?车内槽?加工内螺 纹 （2）确定定位基面。该轴的几个主要配合表面和台阶面对基准轴线均有 径向圆跳动和端面圆跳动要求，应在轴的两端加工B型中心孔作为定位基准 面，此左端中心孔要在粗车之前加工好。 （3）选择毛坯的类型。该传动轴材料为45钢，各外圆直径相差不大， 故毛坯选择直径60的45圆钢料。 （4）拟订工艺过程。该轴的工艺过程中，在考虑主要表面加工的同时， 还要考虑次要表面的加工和热处理要求，要求不高的外圆在精车时就可加工 到规定尺寸，槽、倒角和螺纹应在精车后加工，键槽在精车后进行划线和车 削，调质处理安排安排在粗车之后，调质后一定要修研中心孔，以消除热处 理变形和氧化皮，磨之前，还要修研中心孔以提高定位精度。 确定零件毛坯尺寸 根据零件材料、性能以及学校现有的设备要求选择零件的材料为45#铁铸 件，并根据情况尽量使各个表面上的余量均匀，综上所选毛坯尺寸为 160mm×60mm。 6 2.2 根据零件图样，制定以下工艺方案， 方案：夹左端?粗车外圆?精车外圆?切槽?车螺纹?夹右端?手动钻孔?镗孔 ?加工内螺纹?车个台阶 工序1:备料 工序2:热处理:正火 工序3平端面 工序4粗车右端外圆 工序5精车右端外圆 工序6切槽 工序7车螺纹 工序8工件掉头并校正同时螺纹加螺纹套 工序9平端面 工序10用钻头钻孔 +0.04 工序11:镗?20孔 0 工序12加工内槽 工序13车内螺纹 工序14检验 2)加工方案分析 以上方案是合理的,是通过仔细考虑(零件加工的技术要求,装夹次数,加工先后) 以及可能采取的加工手段之后,开加工的,符合先粗后精的原则,集中体现工序集中的原则.由于零件的加工精度要求较高,减少了装夹次数,能够减少装夹误差,使加工 精度大大提高。 2.3 (1)平端面 ap=3.5mm,f=0.2mm/r,vc=25m/min n=1000 vc /πd=463.23r/s 因此选择n=500r/min p=p额×η=6kw 7 p需=kc?ap?f?vc /1000=2.4525kw?p 故机床功率足够. (2)粗车 查?机械工程师简明手册?表4-2-1 ap =2mm,f=0.3mm/r, vc =90m/min n=1000 vc /πd=579.03r/min 因此选择n=650r/min p=p额×η=6kw p需=k?ap?f?vc /1000=3.53kw?p 故机床功率足够. (3)半精车 查?机械工程师简明手册?表4-2-2 ap =1.5mm,f=0.2mm/r, vc =120m/min n=1000 vc/πd=694.84r/min 因此选择n=800r/min p=p额×η=6kw p需=k?ap?f?vc /1000=2.35kw?p 故机床功率足够. (4)精车 查?机械工程师简明手册?表4-2-10 ap =1mm,f=0.1mm/r, vc =130m/min n=1000 vc /πd=868.55r/min 因此选择n=1000r/min p=p额×η=6kw p需=k?ap?f?vc /1000?p 故机床功率足够. (5)切槽 ap=1mm,f=0.4mm/r, vc =80m/min n=1000 vc /πd=463.23r/min 因此选择n=500r/min p=p额×η=6kw p需=F?vc×10=k?ap?f?vc /1000=1.3kw?p 8 故机床功率足够. 3.1 结合零件图分析，该零件构成复杂，以致加工工序复杂。数控车床易于加工复 杂零件，易于保证加工精度，可实现软件精度补偿，加工效率高零件，加工周期 短。结合我院机床的实际，采用数控车床进行加工。数控车床CAK-6140VA主要 参数如下表、实图如图4-1；数控车床CAK-6140VA采用FNAUC系统。 机型 CAK6140 主轴最大孔径 52mm 工作最大回转直径 400mm 最大工作长度 750mm/1500mm 主轴最大转速 2000r.p.m 主轴转速级数 无极调速 主轴电机功率 5.5kw/7.5kw 尾座套筒锥度 莫氏4# 横向最小设定值 0.0005mm 纵向最小设定值 0.001mm 刀架工位数 4-8 横向快速移动速度 3000mm/min 纵向快速移动速度 6000mm/min 微机 全中文液精显示 尾座套筒移动量 120mm 机床外形尺寸（长×宽×高） 1890×1150×1630 机床重量 2250kg 9 图4-1 10 3.2 5-5： 图5-5 数控加工时对刀具提出了很高的要求，不仅要求刚性好、精度高，而且要求尺 寸稳定、耐用度高、断屑和排屑性能好，同时要求安装调整方便，满足数控机床 的高效率，。在加工此零件时为避免刮伤圆弧现象所以 1号刀为麻花钻用来钻中心孔 2选择90度外圆车刀、材料为硬质合金，用来车削端面，外圆及圆弧。 3号刀结合零件槽宽选用4mm外车槽刀 4号刀为60度外螺纹刀； 5号刀为内螺纹车刀 6号刀为镗刀，用于内孔的加工。 11 3.3 JXTM01-刀具调整卡 型别 零件图号 001 零件名称 轴套类零件 数控车 设备名称 设备型号 CK6140 程序号 01/02/03 床 材料名称 硬HRC18-工序数控车 45＃钢 工序号 度 22 名称 削加工 牌号 序号 刀刀具名称 刀具参数 刀补地址 具直径 刀杆规格 半径 长度 加工部位 序 号 1 T01 麻花钻 ?5mm BT40ER32 钻孔 2 T02 外圆车刀 90度外BT40ER32 D2 H2 车削工件 圆车刀 外圆 3 T03 切槽刀 4mm（刀BT40ER32 D3 H 切4mm宽 宽） 的槽 4 T04 外螺纹刀 60度外BT40ER32 D4 H4 加工螺纹 螺纹刀 5 T05 内螺纹刀 60度内BT40ER32 D5 H5 车孔内螺 螺纹刀 纹 6 T06 内孔车刀 93º硬质BT40ER32 D6 H6 车内孔 合金 3.3 根据该零件形状 规则 编码规则下载淘宝规则下载天猫规则下载麻将竞赛规则pdf麻将竞赛规则pdf 、加工特点及加工精度较高，所以选择三爪自定心卡盘。 之所以选择三爪自定心卡盘是因为三爪自定心卡盘，是因为它是常用的车床通用 夹具，它可以自定中心，夹持范围大，装夹工件的效率高，适用于装夹中小型以 外圆定位的零件。 附夹具图3-6如下图所示 12 图3-6 3.4 在加工此轴类零件时根据该工件材料、刀具材料、加工方法、加工要求及冷却 液的作用和价格来考虑，加工此零件时选择乳化液比较合理。 3.5 检验是测量和监控主轴加工质量的一个重要环节。除了工序间检验以外，在 全部工序完成之后，应对主轴的尺寸精度.形状精度.位置精度和表面粗糙度进行全面的检查。以便确定主轴是否达到各项技术要求，还可以从检验是否达到各项技 术要求，而且还可从检验的结果及时发现各道工序中存在的问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ，以便及时纠正， 监督工艺过程正常进行。 量具我们选用： （1） 游标卡尺 （2） 千分尺 （3） 螺纹千分尺 （4） 内孔千分尺 13 4.1 加工程序1 （加工右端各外圓） 顺序号 程序 O0001 主轴正传、切换刀具到1号 N10 M03 S800 T0101 （外圓車刀) 刀具快速定位到点 N20 G00 X67 Z2 粗加工每刀进到量和退刀量 N30 G71 U1.5 R1 粗加工循环加工指令 N40 G71 P50 Q150 U0.8 W0 F0.2 N50 G00 X32 N60 G01 Z0 F0.1 N70 G01 X36 Z-2 N90 Z-20 加工外圆 N100 X40 N110 X50 Z-24 N120 X56 N130 X60 Z-26 N140 Z-35 车削圆弧 N150 G02 X60 Z-85 R45 直线切削外圆至Z-105 N160 G01 Z-105 直线插补到X65 N170 X65 N190 M00 程序暂停 N200 M03 S1100 T0101（外圆车刀） 变换主轴转速 N210 G00 X67 Z2 定位 N220 G70 P50 Q150 精车循环指令 N230 G00 X100 快速定位X100 N240 Z100 快速定位Z100 N250 M03 S450 T0303(切槽刀) 换转速、换刀 14 N260 G00 X38 Z-20 快速定位至X38 Z-20 N270 G01 X32 F0.08 切槽 N280 G01 X38 退刀 N290 G00 X100 Z100 快速定位点X100Z100 N300 M03 S600 T0404（螺纹刀） 切换转速、换刀 N310 G00 X38 Z2 快速定位 N320 G92 X35.1 Z-17 F2 N330 X34.5 N340 X34 螺纹循环切削 N350 X33.6 N360 X33.4 N370 G00 X100 快速定位X100 N380 Z100 Z100 N390 M05 主轴停止 N400 M30 程序停止并返回 加工程序2（加工左端内孔） 顺序号 程序号 手动换麻花钻 手动钻中心孔 手动退刀到换刀点 O0002 N10 M03 S500 T0101(内控车刀) N20 G00 X18 Z2 快速定位 N30 G71 U1.5 R0.5 粗加工每次进刀与退刀量 N40 G71 P50 Q110 U0.5 W0.1 F0.3 粗加工循环指令 N50 G00 X20 快速定位 N60 G01 G43 Z0 F0.1 直线插补并加入长度正补偿 N70 G01 X20 Z-2 倒角 15 N80 Z-25 车内孔 G01 Z-18 退刀 N90 G01 X28 开始切槽 N100 Z-22 切槽 N110 G01 G49 X18 退刀 N120 G00 Z100 快速定位到Z100 N140 M00 程序暂停 N150 M03 S1100 T0101（内孔车刀） 换转速 N160 G00 X18 Z2 快速定位 N170 G70 P50 Q110 精加工 N180 G00 Z100 退刀 N190 X100 退刀 N200 M00 程序暂停 N210 MO3 S600 T0202 （内螺纹刀） 换转速、换刀 N220 G00 X18 Z2 定位 N230 G92 X22.8 Z-25 F1.5 N240 X23.4 螺纹车削加工循环 N250 X23.8 N260 X23.96 N270 G01 X18 退刀 N280 G00 Z100 退刀 N290 M05 主軸停止 N300 M30 程序結束并返回 加工程序3（车削左端外圓） 顺序号 程序 O0003 N10 M03 S500 T0101（90?外圓车刀) 主轴正转、换刀 N20 G94 X0 Z0 F0.2 端面循环车削 16 N30 G00 X67 Z2 快速定位 N50 G71 U2 R1 粗车进刀量 N60 G71 P70 Q140 U0.8 W0 F0.3 粗车循环指令 N70 G00 X65 快速定位到X65 N80 G01 Z0 F0.1 直线插补到Z0 N90 X40 Z-19 切削圆柱 N100 G02 X56 Z-25 R6 切半径为6的圆弧 N110 G01 X60 Z-27 倒角 N120 Z-43 切到Z-43 N130 G00 X100 快速定位 N160 M00 程序暂停 N170 M03 S1100 T0101 调换转速 N190 G70 P70 Q120 精加工循环 N210 Z100 返回换刀点 N220 M05 主轴停止 N230 M30 程序停止并返回 17 加工设备型株洲职业技术学院 材料 程序号 工数控号 号 加工艺LY12 A200 O0001 CK6140 卡 刀 具 顺序切 削 参 数 号 加 工 转速 进给切削速度刀号 名称 型号 内 容 r/mm mm/min （V） N1 备料 N2 热处理 先手动用切断刀车断一截保证工件总长 90?副偏角为车削右 N3 T010 外圆500 300 35? 端外圆 车刀 切槽槽宽为N4 T02 切槽 350 80 刀 4mm 螺纹60?外螺车外螺 N5 T03 600 刀 纹刀 纹 N6 工件掉头并校正并加螺纹套 麻花钻中心 N7 T01 ?5mm 300 钻 孔 内孔 N8 T02 镗内孔 350 300 车刀 内螺60?内螺车削内N9 T03 350 纹刀 纹刀 螺纹 90? 90度副车左端N10 T04 外圆500 300 偏角 外圆 车刀 卸下工 N11 件 测量各 N12 部分尺 寸 18 产品名称或代号 零件名称 零件图号 单位名株洲职业 典型数控车工分称 技术学院 轴套类零件 Lathe-01 析实例 工序号 程序编号 夹具名称 使用设备 车间 三爪卡盘与活顶 001 Latheprg-01 Ck6140 数控中心 尖 背吃刀刀具规主轴转 进给速度 工步号 工步内容 刀具号 备注 量 格 速 /(mm/min) /mm /(r/min) /mm 1 平端面 T01 25X25 450 手动 2 粗车外圆 T01 25X25 500 300 0.4 自动 程序暂停，测量工件的尺寸 加入刀具补正 3 精车外圆 T02 25X25 1100 100 0.25 自动 槽宽为 4 切槽 T03 400 80 自动 4mm 5 车螺纹 T04 25x25 600 自动 拆卸工件 测量工件尺寸 09年12 编制 审核 柳天赞 批准 共2页 第1页 柳天赞 月8日 19 产品名称或代号 零件名称 零件图号 单位名株洲职业 典型数控车工分称 技术学院 轴套类零件 Lathe-01 析实例 工序号 程序编号 夹具名称 使用设备 车间 三爪卡盘与活顶 002 Latheprg-01 Ck6140 数控中心 尖 背吃刀刀具规主轴转 进给速度 工步号 工步内容 刀具号 备注 量 格 速 /(mm/min) /mm /(r/min) /mm 1 平端面 T01 25X25 450 手动 2 钻中心孔 T04 ?5 300 手动 粗车?20的3 T03 ?20 500 200 自动 孔 精车?20的 4 T03 25X25 300 100 自动 孔 车削内螺5 T02 25x25 300 自动 纹 6 粗车外圆 T01 25x25 550 300 0.4 自动 7 精车外圆 T01 25x25 1100 100 0.25 自动 09年12编制 审核 柳天赞 批准 共2页 第2页 柳天赞 月8日 20 经过了三年的大学学习，这期间我们学习了近二十门的专业技术课，数控技 术方面，也有数控编程、CAD制图、CAXA制图、PLC方面。在大学专业学习中，既学了理论也参加过实践，感觉自己学到了不少东西。 刚接到设计，感觉就是一片空白，不知道从哪里考试弄，也不知道该怎么 弄，后来，在我指导老师的帮助下。总算是有点头绪，我把设计所涉及到的课本 都系统地翻了下，同时加上总结平时所学的东西联系在一起，整合到了设计上。 通过对轴套类零件的加工加工艺及分析，使得“理论”与“实践”的整合，“技术” 与“经验”的整合，到了最后做完设计才感觉，其实这份设计并不仅仅是分简单 的设计，它的意义使得我对数控方面有了更进一步的了解，从做设计的过程中也 同时使总结升上的不足之处暴露出来。 经过不懈的努力，终于按照设计要求、结合所学设计理论一步一步，认认真 真地分析、计算总算是完整的完成了设计。虽然在本次设计过程中，我们明显感 觉到本次相对以前，所做的课程设计难度较高，但我们还是把它完成了。 通过本次设计，使我们以前所学的多门知识得到了一次综合性地运用，也使 我们进一步理解了各门学科之间的相互联系。通过机床进给运动机械变速传动系 统的结构设计，使我们在拟定传动和变速的结构方案过程中，得到结构构思、方 案分析、结构工艺性、机械制图、编写技术文件和查阅技术资料的等方面的综合 训练，也使我们进一步树立了正确的设计思想，掌握了基本的设计方法。本次设 计在提高我们解决实际问题能力的同时，也让我们认识到了自身或多或少在某些 方面还有不足之处，有待提高。在以后的学习、工作中，我们会再接再励，努力 学习新的现代设计理论,计算技术,力争做到理论与实际相结合，不断提高自己。 当然，由于我们水平有限，整个设计中不妥之处，恳请老师不吝指正 21 感谢三年来所有老师以及学校对我的教育，有了他们的辛勤劳动才有了我今 天的成果。 在本次设计过程中，我也遇到了自己解决不了的问题，还好有位不辞辛苦的 指导老师精心的指导，如果没有老师指导，我也是无法完成设计的。 在此，还要同时感谢一下帮助过我解决设计过程中解决了我解决不了问题的 同学，感谢学校多年来对我们的教导，让我们能在以后的工作中有了一定的基础。 不至于像那些没有进过学习的人一样。使我在人生路上有上升了一个台阶。 真心的 谢谢帮住过我的同学及老师以及帮我阅卷的学校各领导。 22 1．赵长明、刘万菊主编。《数控加工工艺及设备》.--北京 高等教育出版社.2008.10 2．魏康明。《机械加工技术》.—西安：西安电子科技大学出版社。2007.9 3．王定勇。《数控车削编程与加工》.--北京：国防教育出版社。2008.2 4．刘战术。《数控机床及其维护》.--北京：人民邮电出版社。2005.1 5．罗学科。《数控机床编程与操作实例》.--北京：化学工业出版社。2001.7 6．灯建新、赵军。《数控加工刀具材料选用手册》.机械工业出版社. 2005.1 7．玄炳唐、宋业钧。《数控设备选用指导手册》.机械工业出版社.2002.4 8. 文怀心、夏田。《数控机床系统设计》—北京 化学工业出版社2005.5 23