毕业设计轴类零件的加工工艺与编程

1、 毕毕 业业 设设 计（论计（论 文）文） 题题 目：目： 轴类零件的加工工艺与编程轴类零件的加工工艺与编程 专专 业：业： 机电一体化机电一体化 班班 级：级： 学学 号：号： 学生姓名：学生姓名： 指导教师：指导教师： 完成日期：完成日期： 摘摘 要要 本次设计是进行一个直径是 80mm 长 415mm 的圆柱台阶轴进行设计，这个 轴上有圆弧、工艺退刀槽、螺纹退刀槽、螺纹及球面构成，材料为 45 号钢。轴， 支承转动零件并与之一起回转以传递运动、扭矩或弯矩的机械零件。一般为金 属圆杆状，各段可以有不同的直径。机器中作回转运动的零件就装在轴上。根 据轴线形状的不同，轴可以分为曲轴和直轴两类。

2、根据轴的承载情况，又可分 为： 转轴，工作时既承受弯矩又承受扭矩，是机械中最常见的轴，如各种减 速器中的轴等。 心轴，用来支承转动零件只承受弯矩而不传递扭矩，有些心轴转动，如 铁路车辆的轴等，有些心轴则不转动，如支承滑轮的轴等。 传动轴，主要用来传递扭矩而不承受弯矩，如起重机移动机构中的长光 轴、汽车的驱动轴等。轴的材料主要采用碳素钢或合金钢，也可采用球墨铸铁 或合金铸铁。轴的工作能力一般取决于强度和刚度。 目目 录录 1 前言 .1 2 零件图及图样分析.2 2.1 零件图 .2 2.2 图样工艺分析 .2 3 零件加工工艺设计.3 3.1 工艺分析 .3 3.2 刀具的选择和切削参数 .5

3、 3.3 夹具的选择与类型 .6 3.3.1 夹具的选择 .6 3.3.2 夹具的类型 .6 3.3.3 零件的安装 .6 4 零件的加工工序及编程.8 4.1 数控加工工序 .8 4.2 数控加工程序及备注 .8 结束语.14 参考文献.15 致谢.16 1 1 前言前言 轴，支承转动零件并与之一起回转以传递运动、扭矩或弯矩的机械零件。 一般为金属圆杆状，各段可以有不同的直径。机器中作回转运动的零件就装在 轴上。根据轴线形状的不同，轴可以分为曲轴和直轴两类。根据轴的承载情况 ，又可分为：转轴，工作时既承受弯矩又承受扭矩，是机械中最常见的轴， 如各种减速器中的轴等。心轴，用来支承转动零件只承受

4、弯矩而不传递扭矩 ，有些心轴转动，如铁路车辆的轴等，有些心轴则不转动，如支承滑轮的轴等 。传动轴，主要用来传递扭矩而不承受弯矩，如起重机移动机构中的长光轴 、汽车的驱动轴等。轴的材料主要采用碳素钢或合金钢，也可采用球墨铸铁或 合金铸铁等。轴的工作能力一般取决于强度和刚度，转速高时还取决于振动稳 定性。 轴的结构设计是确定轴的合理外形和全部结构尺寸，为轴设计的重要步 骤。它由轴上安装零件类型、尺寸及其位置、零件的固定方式，载荷的性质 、方向、大小及分布情况，轴承的类型与尺寸，轴的毛坯、制造和装配工艺 、安装及运输，对轴的变形等因素有关。设计者可根据轴的具体要求进行设 计，必要时可做几个方案进行比

5、较，以便选出最佳设计方案，以下是一般轴 结构设计原则： 1、节约材料，减轻重量，尽量采用等强度外形尺寸或大的 截面系数的截面形状； 2、易于轴上零件精确定位、稳固、装配、拆卸和调 整； 3、采用各种减少应力集中和提高强度的结构措施； 4、便于加工制造和保证精度。 本毕业设计课题为减速器轴的设计，借助 autocad 软件，先设计绘制图形， 然后编制设计和制造工艺，通过车、铣床进行加工，从而实现零件的设计、制 造一体化的图纸设计和图纸制造，具有相当大的实用价值和发展空间。 2 零件图及图样分析零件图及图样分析 2.1 零件图零件图 图 2-1 2.22.2 图样工艺分析图样工艺分析 如图 2-1

6、 所示，根据图样零件的数据显示选择毛坯为：直径 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较高，零件结构较 为复杂，包含了圆弧，外轮廓，切槽以及三维曲面的加工，且大部分的尺寸均 达到 it8-it7 级精度。工件选用三爪自定心卡盘装夹，由于该零件形状复杂所 以把零件分为两步骤完成：先车基准（零件左端面）车宽 2 直径 10.5 的槽 车螺纹车中间宽槽。掉头装夹先车端面车宽 1.5 直径为 5 的槽车螺纹。 3 零件加工工艺设计零件加工工艺设计 在程序编制中，编程人员必须充分掌握构成零件轮廓的几何要素参数及各 几何要素间的关系。因为在自动编程时要对零件轮廓的所

7、有几何元素进行定义， 手工编程时要计算出每个节点的坐标，无论哪一点不明确或不确定，编程都无 法进行。但由于零件设计人员在设计过程中考虑不周或被忽略，常常出现参数 不全或不清楚，如圆弧与直线、圆弧与圆弧是相切还是相交或相离。所以在审 查与分析图纸时，一定要仔细核算，发现问题及时与设计人员联系。 对图 2-1 工件进行工艺分析可得知以下步骤并加工零件至成型。 下料下料锻造锻造粗车粗车半精车半精车精车精车磨削磨削 另外在加工过程中为防止发生工件形变必须对工件进行热处理已去内应力， 如粗车后对工件进行初步热处理，半精车后进行时效处理，精车完以后进行淬 火以及磨削两端直径为 35 的轴径以达到其精度要求

8、。 3.23.2 刀具的选择和切削参数刀具的选择和切削参数 车削用量的选择原则是： （1）粗车时，首先考虑选择一个尽可能大的背吃刀量 ap，其次选择一个较 大的进给量 f,最后确定一个合适的切削进度 v 。增大背吃刀量 ap 可使走刀次 数减少，增大进给量 f 有利于断屑，因此根据以上原则选择粗车切削用量对于 提高生产效率，减少刀具消耗，降低加工成本是有利的。 （2）精车时，加工精度和表面粗糙度要求较高，加工余量不大且均匀，此 选择较小（但不太小）的背吃刀量 ap和进给量 f ，并选用切削性能高的刀具材 料和合理的几何参数，以尽可能提高切削速度 v。 刀具选择的结果如下： 加工步骤刀具切削参数

9、主轴转速 刀具规格 序号加工内容 类型材料 n/r.min 1 进给速度 v /mm.min f 1 粗加工外轮廓 （t01）30外圆 车刀 1200f0.2 3.33.3 夹具的选择与类型夹具的选择与类型 3.3.13.3.1 夹具的选择夹具的选择 数控加工对夹具主要有两大要求：一是夹具应具有足够的精度和刚度；二 是夹具应有可靠的定位基准。选用夹具时，通常考虑以下几点： （1）尽量选用可调整夹具、组合夹具及其它通用夹具，避免采用专用夹具， 以缩短生产准备时间。 （2）在成批生产时才考虑采用专用夹具，并力求结构简单。 （3）装卸工件要迅速方便，以减少机床的停机时间。 （4）夹具在机床上安装要准

10、确可靠，以保证工件在正确的位置上加工。 本次设计采用普通的三爪自动定心卡盘，其工作效率高，使用方便、准确 度高。由图 3-3 所视。 3.3.23.3.2 夹具的类型夹具的类型 数控车床上的夹具主要有两类：一类用于盘类或短轴类零件，工件毛坯装 2 半精加工外轮廓 （t02）35外圆 车刀 1500f0.2 3 刀槽 （t04）直径 1mm 的槽刀 800f0.1 4 精加工外轮廓 （t03）35外圆 车车 2000f0.1 5 切宽槽 （t05）直径为 5mm 的槽刀 800f0.1 6 车螺纹 （t06）30螺纹 刀 900f0.4 7 粗加工外轮廓 （t07）30外圆 车刀 1000f0.

11、2 夹在带可调卡爪的卡盘（三爪、四爪）中，由卡盘传动旋转；另一类用于轴类 零件，毛坯装在主轴顶尖和尾架顶尖间，工件由主轴上的拨动卡盘传动旋转 3.3.33.3.3 零件的安装零件的安装 数控机床上零件的安装方法与普通机床一样，要合理选择定位基准和夹紧 方案，注意以下两点： （1）力求设计、工艺与编程计算的基准统一，这样有利于编程时数值计算 的简便性和精确性。 （2）尽量减少装夹次数，尽可能在一次定位装夹后，加工出全部待加工表 面。 由于本次设计的零件属于短轴类零件，故采用三爪自定心卡盘装夹。其安装方 便、安装精度较高。 4 零件的加工零件的加工工序及编程工序及编程 4.1 数控加工工序数控加工

12、工序 1.车削端面作为基准。 2.车8、 12、 25、 35 和 80 的外圆阶梯轴。 3 .半精车 8、 12、 25、 35 和 80 的外圆阶梯轴。 4 .精车 8、 12、 25、 35 和 80 的外圆阶梯轴。 5.车宽 2 深 10.5 的槽。 6.车 40 宽槽。 7.车 m12 的螺纹。 8.掉头装夹。 9.车 8、 12、 25、 35 和 80 的外圆阶梯轴。 10.半精车 8、 12、 25、 35 和 80 的外圆阶梯轴。 11.精车 8、 12、 25、 35 和 80 的外圆阶梯轴。 12.车 40 的宽槽。 13.车宽 1.5 深 5 的槽。 14.车 m6 的

13、螺纹。 15.最后磨削两端35 的直径。 4.2 数控加工程序及备注数控加工程序及备注 o0001 程序开始程序开始 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 掉头装夹掉头装夹 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