数控车床典型零件加工

1、前言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

2、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。 目录摘要第一章 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、

3、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

4、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，并培养学生具有初步的工艺分析、结构设计与编程能力。关键词： 传动轴 工艺 设计 编程第一章 绪论1.1数控机床的简介数控（numerical control,nc）机床，顾名思义，是一

5、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

6、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数控车床的发展趋势国际上，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。第二章 工艺分析 图112.1零件图工艺分析 （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

7、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

8、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。2.2切削顺序根据零件图样，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 工序11:镗¢200+0.04孔工序12加工内槽工序13车

9、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切削用量的选择 (1)平端面ap=3.5mm,f=0.2mm/r,vc=25m/minn=1000 vc /d=463.23r/s因此选择n=500r/minp=p额×=6kwp需=kc·ap·f·vc /1000=2.4525kwp故机床功率足够.(2)粗车 查机械工程师简明

10、手册表4-2-1ap =2mm,f=0.3mm/r, vc =90m/minn=1000 vc /d=579.03r/min因此选择n=650r/minp=p额×=6kwp需=k·ap·f·vc /1000=3.53kwp故机床功率足够.(3)半精车 查机械工程师简明手册表4-2-2ap =1.5mm,f=0.2mm/r, vc =120m/minn=1000 vc/d=694.84r/min因此选择n=800r/minp=p额×=6kwp需=k·ap·f·vc /1000=2.35kwp故机床功率足够.(4)精车

11、 查机械工程师简明手册表4-2-10ap =1mm,f=0.1mm/r, vc =130m/minn=1000 vc /d=868.55r/min因此选择n=1000r/minp=p额×=6kwp需=k·ap·f·vc /1000p故机床功率足够.(5)切槽ap =1mm,f=0.4mm/r, vc =80m/minn=1000 vc /d=463.23r/min因此选择n=500r/minp=p额×=6kwp需=f·vc×10=k·ap·f·vc /1000=1.3kwp故机床功率足够. 第三

12、章 设备的选择3.1机床选择结合零件图分析，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

13、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图4-13.2刀具的选择：可选刀库如图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

14、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。3.3刀具卡刀具调整卡型别零件图号jxtm01-001零件名称轴套类零件设备名称数控车床设备型号ck6140程序号01/02/03材料名称牌号45钢硬度hrc18-22工序名称数控车削加工工序号序号刀具序号刀具名称刀具参数刀补地址加工部位直径刀杆规格半径长度1t01麻花钻¢5mmbt40er32钻孔2t02外圆车刀90度外圆车刀bt40er32d2h2车削工件外圆3t03切槽刀4mm（刀宽）bt40er32d3h切4mm宽的槽4t04外螺纹刀60度外螺纹刀bt40er32d4h4加工螺纹5t05内螺纹刀60度内螺纹刀bt

15、40er32d5h5车孔内螺纹6t06内孔车刀93º硬质合金bt40er32d6h6车内孔3.3夹具的选择根据该零件形状规则、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 图3-63.4冷却液的选择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量具的选择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

16、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，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） 内孔千分尺第四章 零件的编程4.1手工编程加工程序1 （加工右端各外圓）顺序号程序o0001n10m03 s800 t0101 （外圓車刀)主轴正传、切换刀具到1号n20g00 x67 z2刀具快速定位到点n30g71 u1.5 r1粗加工每刀进到量和退刀量n40g71 p50 q150 u0.

17、8 w0 f0.2粗加工循环加工指令n50g00 x32加工外圆n60g01 z0 f0.1n70g01 x36 z-2n90z-20n100x40n110x50 z-24n120x56n130x60 z-26n140z-35n150g02 x60 z-85 r45车削圆弧n160g01 z-105直线切削外圆至z-105n170x65直线插补到x65n190m00程序暂停n200m03 s1100 t0101（外圆车刀）变换主轴转速n210g00 x67 z2定位n220g70 p50 q150精车循环指令n230g00 x100快速定位x100n240z100快速定位z100n250m03

18、 s450 t0303(切槽刀)换转速、换刀n260g00 x38 z-20快速定位至x38 z-20n270g01 x32 f0.08切槽n280g01 x38退刀n290g00 x100 z100快速定位点x100z100n300m03 s600 t0404（螺纹刀）切换转速、换刀n310g00 x38 z2快速定位n320g92 x35.1 z-17 f2螺纹循环切削n330x34.5n340x34n350x33.6n360x33.4n370g00 x100快速定位x100n380z100z100n390m05主轴停止n400m30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

19、换麻花钻手动钻中心孔手动退刀到换刀点o0002n10m03 s500 t0101(内控车刀)n20g00 x18 z2快速定位n30g71 u1.5 r0.5粗加工每次进刀与退刀量n40g71 p50 q110 u0.5 w0.1 f0.3粗加工循环指令n50g00 x20快速定位n60g01 g43 z0 f0.1直线插补并加入长度正补偿n70g01 x20 z-2倒角n80z-25车内孔g01 z-18退刀n90g01 x28开始切槽n100z-22切槽n110g01 g49 x18退刀n120g00 z100快速定位到z100n140m00程序暂停n150m03 s1100 t0101（

20、内孔车刀）换转速n160g00 x18 z2快速定位n170g70 p50 q110精加工n180g00 z100退刀n190x100退刀n200m00程序暂停n210mo3 s600 t0202 （内螺纹刀）换转速、换刀n220g00 x18 z2定位n230g92 x22.8 z-25 f1.5螺纹车削加工循环n240 x23.4n250x23.8n260x23.96n270g01 x18 退刀n280g00 z100退刀n290m05主軸停止n300m30程序結束并返回加工程序3（车削左端外圓）顺序号程序o0003n10m03 s500 t0101（90°外圓车刀)主轴正转、换

21、刀n20g94 x0 z0 f0.2端面循环车削n30g00 x67 z2快速定位n50g71 u2 r1粗车进刀量n60g71 p70 q140 u0.8 w0 f0.3粗车循环指令n70g00 x65快速定位到x65n80g01 z0 f0.1直线插补到z0n90x40 z-19切削圆柱n100g02 x56 z-25 r6切半径为6的圆弧n110g01 x60 z-27倒角n120z-43切到z-43n130g00 x100快速定位n160m00程序暂停n170m03 s1100 t0101调换转速n190g70 p70 q120精加工循环n210z100返回换刀点n220m05主轴停止

22、n230m30程序停止并返回4.3工艺卡株洲职业技术学院工数控加工艺卡材料加工号程序号设备型号顺序号刀 具ly12a200o0001ck6140切 削 参 数刀号名称型号加 工 内 容转速r/mm进给mm/min切削速度（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n3t01090°外圆车刀副偏角为35°车削右端外圆500300n4t02切槽刀槽宽为4mm切槽35080n5t03螺纹刀60°外螺纹刀车外螺纹600n6工件掉头并校正并加螺纹套n7t01麻花钻¢5mm钻中心孔300n8t02内孔车刀镗内孔350300n9t03内螺纹刀60

23、6;内螺纹刀车削内螺纹350n10t0490°外圆车刀90度副偏角车左端外圆500300n11卸下工件n12测量各部分尺寸4.4工序卡单位名称株洲职业技术学院产品名称或代号零件名称零件图号典型数控车工分析实例轴套类零件lathe-01工序号程序编号夹具名称使用设备车间001latheprg-01三爪卡盘与活顶尖ck6140数控中心工步号工步内容刀具号刀具规格/mm主轴转速/(r/min)进给速度/(mm/min)背吃刀量/mm备注1平端面t0125x25450手动2粗车外圆t0125x255003000.4自动程序暂停，测量工件的尺寸加入刀具补正3精车外圆t0225x25110010

24、00.25自动4切槽t03槽宽为4mm40080自动5车螺纹t0425x25600自动拆卸工件测量工件尺寸编制柳天赞审核柳天赞批准09年12月8日共2页第1页单位名称株洲职业技术学院产品名称或代号零件名称零件图号典型数控车工分析实例轴套类零件lathe-01工序号程序编号夹具名称使用设备车间002latheprg-01三爪卡盘与活顶尖ck6140数控中心工步号工步内容刀具号刀具规格/mm主轴转速/(r/min)进给速度/(mm/min)背吃刀量/mm备注1平端面t0125x25450手动2钻中心孔t04¢5300手动3粗车¢20的孔t03¢20500200自动4精

25、车¢20的孔t0325x25300100自动5车削内螺纹t0225x25300自动6粗车外圆t0125x255503000.4自动7精车外圆t0125x2511001000.25自动编制柳天赞审核柳天赞批准09年12月8日共2页第2页 总 结 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