《浅析轴类零件的加工工艺【论文】3900字》

浅析轴类零件的加工工艺目录TOC\o"1-3"\h\u19932第一章绪论 第一章绪论数控加工和编程的毕业设计是专业数控教学系统中数控加工技术知识和技能的重要组成部分。毕业设计使我们对相关学科的基础理论，基础知识以及理论与实践的结合有了更深入的了解。同时，我对本专业有较完整和系统的理解，以达到巩固，扩展和深化所学知识，训练和提高深入分析和解决问题的能力，促进科学研究和创造力的目的。本毕业项目的内容主要是关于细长轴零件的设计和加工方式，包括零件分析，工艺分析，工序卡的设计等。它实质上包含了我们学到的所有专业知识，完成毕业设计是一种挑战。第二章零件图的分析图2.1零件加工图零件图显示该零件属于细长轴零件。零件的表面具有弧形、凹槽、倒角、简单螺纹、锥度和锥形孔。它是具有复杂结构的细长轴部件。主体的长度为240mm，最大位置直径为Φ45mm，左端有一个长76mm的轴，公称直径为Φ30mm，右端有一个长30mm的轴，公称直径为Φ30mm，但是零件没有底切只有在计算出交点的大小之后，才能编写出，对零件进行加工。在加工过程中，必须确保孔的锥度和表面粗糙度，并且必须进行许多计算。这对整体设计提出了挑战。第三章毛坯选取及加工方案分析无论是手动编程还是自动编程，都必须在编程之前对加工过的零件进行分析：零件毛坯的确定、零件的精度、加工方法的选择、加工计划的创建、适当工具的选择以及交点的确定。进行编程时，还需要解决一些过程问题（例如工具设置，加工路线等）。因此，对零件的过程分析在编程中是非常重要的工作。3.1毛坯尺寸、材料热处理状态通过分析零件图纸，考虑到加工效率和生产材料，在坚持零件最大尺寸的基础上留出一些加工余量，然后将最接近零件尺寸的钢筋取整。根据该原理，加工零件的毛坯选择如下：Φ50×320mm，选择毛坯时，首先考虑使用45＃钢，具有广泛的应用范围和更好的整体性能。据了解，45号钢是中碳钢。经过淬火和回火后，其硬度为170〜240HBS。中等硬度是加工的最佳切削区域。另外，45＃钢经调质后具有良好的综合力学性能，可以完全满足生产要求，因此选择45＃调质钢为毛坯材料。3.2加工精度及加工方案分析影响零件装配精度的主要尺寸是Φ45和Φ30。调头零件时，请确保纵向的总长度为210，并且在加工时应将其考虑在内。在数控加工中，夹紧时必须考虑以下因素：上一个工序的加工不会影响下一个工序的定位，并且在以下步骤中明确包括了在车床上进行加工：确保加工端具有足够的夹紧面（圆柱面）使加工容易并且不影响加工精度。数控加工适用于单件和小批量生产。对于单个处理，应尽可能使用过程集中的原理。因此，请尽量减少夹紧次数，并尽可能使用同一工具，然后将所有零件加工后再用其他工具进行加工，这样可以提高加工效率和加工精度，同时避免重复定位引起的定位误差。另一方面，可以缩短辅助时间。第四章刀具、夹具、机床的选择4.1刀具的选择刀具的选择是数控加工最重要的技术内容之一，它不仅影响机床的加工效率，而且直接影响加工质量。在编程时，通常在选择刀具时要考虑诸如机床的加工能力，工艺内容和工件材料等因素。与传统的加工方法相比，数控加工对刀具的要求更高。它不仅要求高精度，高刚度，良好的红色硬度和高耐久性，而且还要求尺寸稳定，安装和调整方便，并且能够适应高速，大切削量的切削。这就要求使用新的高质量材料来生产数控加工工具，并优化工具的几何参数。选择工具时，工具的尺寸应适合要加工的工件的表面尺寸和形状。根据零件分析，选择的工具包括：入口角为75°和30°的外部车削工具，宽度为3.5mm的切槽工具，并且刀片材料是带有60°螺纹的标准工具。标准直径Φ24的麻花钻、内圆车刀。刀片材质为YT15或YT30。4.2机床的选用可以根据现有的数控机床和零件加工技术进行选择。华中数控系统（HNC-21），机床型号为华中世纪星21TCK1640车床，功率：4kW，可选加工工件毛坯为Φ60×150，高速齿轮箱为：250〜2500rpm，低速齿轮箱为：75约790rpm。机床精度为0.001，机床辅助夹具具有中心和尾座。图4.1数控车床4.3夹具的选择（1）旋转设备分为：通用设备、专用设备和模块化设备。普通的夹具包括三爪卡盘、四爪卡盘、顶尖、中框等。通用装置非常适应，具有广泛的应用范围，并且相对容易使用，但是其效率和准确性很差。它们通常用于一件式小批量生产。（2）特殊设备是指为满足特定类型工件的特定过程的加工要求而专门设计和制造的设备。设计应紧凑且相对易于使用。但是，该装置缺乏通用性且成本高。主要用于批量生产，而工件必须使用特殊装置。（3）模块化夹具采用预制的标准夹具组件，并根据设计的定位和夹紧计划进行组装。这种类型的设备不仅提供专用设备的优点，而且还提供标准化和通用化的优点。适用于新产品试生产和小批量生产。根据夹具选择原则，应尽可能使用模块化夹具，可调夹具和其他通用夹具，因为零件是一件式的。在加工轴零件时，三爪卡盘可以满足加工要求。专用设备很昂贵，并且很难定位和组装组合的设备。没有三爪卡盘，顶尖方便定位。顶尖还可以保证Φ47和Φ35的同轴度，三爪卡盘和顶尖是现有设备。为了确保加工表面的表面质量，车削时也要使用铜皮，确保表面粗糙度。表4.1夹具列表夹具号夹具名称01三爪卡盘02顶尖图4.2三爪卡盘顶尖第五章加工安装设计零件图分析表明，加工的零件是细长轴零件，因此在加工时很容易摇晃。夹紧工件时，可以夹紧中心点的一端，然后首先加工零件的右表面。5.1零件第一次装夹第一次夹紧时，毛坯的突出长度为100-120mm。右端有一个中心支撑，以确保零件的同轴度。首先加工端面和外圆，然后加工槽和螺纹。将第一次夹具加工成Φ45mm的外圆直径和110mm的轴长，确保加工精度。图5.1零件第一次装夹5.2零件第二次装夹在第二次装夹期间，将卡盘夹紧到45mm的外径。为了确保零件的表面质量，使用套筒来夹紧零件的表面，并精确计算零件的每个加工点的坐标。图5.1零件第二次装夹考虑到加工过程中加工顺序的选择，首先要按照面、孔，然后再加工的原则，先加工外圆柱面、凹槽、螺纹、圆弧等，然后再加工左端可以先钻孔，然后再用钻孔工具进行细镗孔，先加工左端还是先加工左端还是右端的问题不容易夹紧，甚至在第二次夹紧时也不可能被夹紧。如果先加工右端然后旋转，则可以将其夹紧在外圆柱Φ45上。因此，在加工零件时，应选择先加工右端然后再向左旋转的方法。结合以上处理顺序，创建以下处理路径：（1）加工零件的右端：车2mm的端面→用G71循环指令加工轴直径和圆弧的每个部分→切刀和切槽→车M30×2-6g螺纹。（2）加工零件的左端：车3mm的端面→使用循环指令G71加工锥面R15的圆弧和Φ45的外圆→钻孔→镗孔。5.3零件的安装加工数控机床的部件时，用于定位和夹紧的基本原理是一样的正常的机器工具，以及所述定位日期和夹紧计划必须适当地选择。为了提高数控机床的加工效率，在定义定位参考和夹紧方案时应考虑以下三点：（1）努力统一设计、工艺和编程计算的基准（基准重合的原则）（2）减少夹紧次数，并在定位和夹紧后尽可能频繁地加工所有要加工的表面（基准统一原理）。（3）避免使用机床分配的手动加工方案，保证充分利用数控机床。第六章切削用量的计算切削参数包括主轴速度（切削速度）、切削量、进给速度等。对于不同的加工方法，必须选择不同的切削参数并进行相应的编程。合理选择切削参数的原则是：在粗加工期间，通常可以提高生产率，但同时也要考虑经济性和加工成本。在半加工和精加工期间，应在确保加工质量的同时考虑切削性能和经济性性能和处理成本。切削参数的选择和计算：经查阅《数控加工与编程》（第二版）之后，YT型硬质合金车刀的硬度为125～175HBS，因此建议以下数值的数控车削用量：表6.1切削用量选择表工件材料加工方式背吃刀量（mm）切削速度（m/min）进给量(mm/r)碳素钢粗加工5~760~800.2~0.4粗加工2~380~1200.2~0.4精加工0.2~0.3120~1500.1~0.2车螺纹70~100导程钻中孔500~800r/min钻孔~300.1~0.2根据零件分析与刀具的选择以及查阅资料所计算的切削用量如下：（1）粗车外圆时，选择VC=110m/min，ap=3mm，f=0.3mm。在加工过程中选择的加工直径为：d=Φ45因为：VC=∏dn/1000F=f×n因此主轴转速：n=（1000×110）/（3.14×45）=780rpm进给：F=f×n=0.3×780=234mm/min考虑到工具强度和机床刚性的实际情况，选择n=800rpm，F=250mm/min，ap=3mm；（2）精车外圆，选择VC=130m/min，ap=0.2mm，f=0.1mm。在加工过程中选择的加工直径为：d=Φ30因此主轴转速：n=（1000×130）/（3.14×30）=1300rpm进给速度：F=f×n=0.1×1300=130mm/min根据实际情况，选择n=1300rpm，F=130mm/min，ap=0.2mm（3）车槽时，选择VC=100m/min，f=0.1mm。加工直径为：d=Φ28mm因此主轴转速为：n=（1000×100）/（3.14×28）=137rpm进给速度：F=f×n=0.1×106=14mm/min根据实际情况，选择n=150rpm，F=20mm/min第七章设计总结此次设计，带给我的最大体会就是对知识以及手工操作有了更进一步的掌握与理解，设计中，让我对编程的速度更快了一些，除了对编程与操作熟练了一些外，还对在设计之前必须对工件的工艺进行分析，对夹具、刀具以及机床的选择有了初步的了解，我想这在我以后的工作中定会有很大的帮助，平时上课时的练习我们只能学到机床最基本的操作，但是在设计中对机床各部件却能得心应手。因此，可以说：理论是实践的基础，只有不断在实践中总结经验，并对以前学过的理论进行消化和创新，自己的水平就会有很大的提高。本次设计的时间比较短，也很紧迫，在设计的过程中得到了老师与同学的很多指导和帮助，经过和同学们一起努力奋斗的日日夜夜，回顾整个大学生活，此时，自己有一种要认真独立完成一种学问的的冲动，通过设计，从而也真正体会到了学习与创新的乐趣，设计就要结束，但我们的学习仍在继续，在以后的工作中定会更加的努力把理论和实践有效的结合，让自己的能力更加充实。参考文献[1]仵珍稷.细长轴类零件车铣加工工艺的研究[D].沈阳理工大学,2018.[2]万朝阳.细长轴类工件车削加工的研究[J].中国科技投资,