轴类零件数控加工工艺与编程综合设计分析

/****高校本科毕业论文专业数控技术姓名准考证号论文题目轴类零件数控加工工艺及编程综合设计年月日目录毕业设计任务:轴类零件数控加工工艺和编程综合设计摘要1Abstract2绪论4一选择本课题的目的及意义4二数控机床及数控技术的应用和发展5（一）数控机床的应用和发展5（二）数控技术的应用和发展6正文7一零件图的审查71.1合理的标注尺寸71.2零件图的完整性和正确性7二轴类零件加工工艺分析82.1轴类零件加工概述81）类零件功能和结构特点82）轴类零件技术要求82.2零件的材料分析9轴类零件毛坯92.3轴类零件加工主要工艺问题101）定位基准选择102）表面加工方法113)轴类零件和热处理13三工艺设备的选择143.1机床的选择143.2量具及帮助用具的选择153.3零件的安装153.4选择夹具153.5刀具的选择16加工刀具卡片17四切削用量的选择184.1主轴转速的确定184.2进给速度的确定204.3背吃刀量的确定21五对刀点和换刀点的确定22六加工路途的确定23七加工中的难点和解决方案23八数控车床操作留意事项24九工艺卡25十.轴类零件检验29十一螺纹数值计算30十二加工工序卡片31十三编写程序33结论44致谢46参考文献47摘要数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行限制的技术，数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造的渗透形成的机电一体化产品，即所谓的数字化设备，数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变更，是制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大他对归计民生的一些重要行业（IT.汽车.医疗.轻工等）的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所须要装备的数字化已是现代发展的大趋势。运用数控原理.数控工艺.数控编程.专业软件等专业学问并绘制零件图和数控机床实际操作的一次综合联系，能让我感受到当代科学的前沿，体验数控魅力，为人们的生活带来便利，进一步相识数控技术，娴熟数控机床的操作，驾驭数控，开发数控内在潜力。关键词：数控技术；车削加工；加工工艺；数控编程AbstractNCtechnologyiswithdigitalinformationonmachinerymovementandworkprocessforcontroloftechnology，NCequipmentistoNCtechnologyorrepresentativeoftechnologiesontraditionalmanufacturingindustryandemergingmanufacturingofpenetrationformedofelectromechanicalintegrationproducs，thatso-calledofdigitalequipment，NCtechnologyofapplicationnotonlytotraditionalmanufacturingbringshasrevolutionaryofchanges，makesmanufacturingbecameindustrializedofsymbol，andasNCtechnologyofnotonlydevelopmentandapplicationareaofexpandedheonreturnmeterlivelihoodofsomeimportantindustry（IT，andcar，andmedical，andlight）Isplayinganincreasinglyimportantroleinthedevelopment，becausedigitalequipmentneededintheseindustriesisamoderntrendofdevelopment。Usingdigitalcontroltheory，numericalcontrolprocessing，CNCprogramming，softwareexpertiseandhands-onexercisesofCNCmachinetools，makesmefeelmodernsciencefrontiers，experiencedCNCcharmbroughtconveniencetopeople`slodernsciencefrontiers，experiencedCNCcharmbroughtconveniencetopeople`slives，improveunderstandingofnumericalcontroltechnology，skilledinCNCmachinetooloperation，masterCNC，NCinherentpotentialfordevelopment。Keywords：numericalcontroltechnology；machining；NCtechnology；NCprogramming绪论一、选择本课题的目的及意义目的：通过这次设计可以使我们学会对相关学科中的基本理论，基本学问进行综合运用，同时使对本专业有较完整的，系统的相识，从而达到巩固，扩大，深化所学学问的目的，培育和提高综合分析问题和解决问题的实力，以及培育科学的探讨和创建实力。意义：随着社会经济的快速发展，人们对生活品的要求也越来越高，企业对生产效率也有相应的提高。数控机床的出现实现了广袤人们的这一愿望。数控车削加工工艺是实现产品设计，保证产品的质量，保证零件的精度，节约能源，降低消耗的重要手段。是企业进行生产准备，支配调度，加工操作，平安生产，技术检测和健全劳动组织的重要依据。也是企业对高品质，高品种，高水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。这不但满足了广袤消费者的目的，即实现了产品多样化，产品高质量，更新速度快的要求，同时推动了企业的快速发展，提高了企业的生产效率。机械工业是国民经济各部门的装备军，而数控加工在机械行业占有领头羊的地位，因此国民经济各部门的生产技术水平和所取得的经济效益，在很大程度上取决于机械行业和数控行业中所能供应的机械装备的技术性能，指令和牢靠性。因此数控加工技术水平和生产规模是衡量一个国家科技水平和经济实力的重要标记。数控工艺规程的编制是干脆指导产品或零件制造工艺过程和操作方法的工艺文件，它将干脆影响企业产品质量，效益，竞争实力。本文通过对典型零件数控工艺加工分析，对零件进行编程加工，给出了对于典型零件数控加工工艺分析的方法，对于提高制造质量，实际生产具有确定的意义。二、数控机床及数控技术的应用和发展（一）数控机床的应用和发展随着电子信息技术的发展世界机床已经进入了以数字化制造技术为核心的机电一体化时代，其中数控机床就是其代表机床之一。数控机床是制造业的加工母机和国民经济的重要基础。随着科学技术不断发展，数控机床的发展越来越快，数控机床也正朝着高性能，高精度，高速度，高柔性化和模块化方向发展。我国近几年数控机床虽然发展较快，但和国际先进水平还存在确定的差距，主要表现在：牢靠性差，外观质量差，产品开发周期长，应变实力差。为了缩小和世界先进水平的差距，有关专家建议机床企业应有一下六个方面着力探讨：加大力度实施质量工程，提高数控机床的无故障率；跟随国际水平，使数控机床向着高效高精方面发展；加大成套设计开发实力上求突破；发挥服务优势，扩大市场占有率；多品种制造，满足不同层次的用户需求；模块化设计，缩短开发周期，快速响应市场。数控机床运用范围越来越大，国内国际市场容量也越来越大，但竞争也会加剧，我们只有紧跟先进技术进步的大方向，并不断创新，才能赶超世界先进水平。数控技术的应用和发展数控技术是数字程序限制数控机械实现自动工作的技术。它广泛用于机械制造和自动化领域，较好地解决多品种，小批量和困难零件加工以及生产过程自动化问题。随着计算机，自动限制技术的飞速发展，数控技术已广泛应用于数控机床，机器人以及各类机电一体化设备上。同时，社会经济的飞速发展，对数控装置和数控机械要求在理论和应用方面有快速的发展和提高。一、零件图的审查1.1合理的标注尺寸零件图上的重要尺寸干脆标注，在加工时使工艺基准和设计基准重合，并符合尺寸链最短的原则。零件图上标注的尺寸便于用卡尺或样板测量。1.2零件图的完整性和正确性零件长度为250mm,从左到右依次为：长18mm、公称直径为24mm、并在其表面切出1个3mm深1.5mm的槽，有1.5mm的45°倒角的一般螺纹；倒角C1，长18mm,公称直径为30mm;并在其表面切出1个3mm深0.5mm的槽，还有一长16mm宽8mm深4mm的键槽;倒角C1，长54mm直径为35的圆柱面，并在其表面切出1个3mm深0.5mm的槽；长为4mm直径为44mm的圆柱面；倒角C1，长31mm,公称直径为52mm的圆柱面，倒角C1，；长52mm,公称直径为46mm的圆柱面；并在其表面切出1个3mm深0.5mm的槽，还有一长,36mm宽14mm深5.5mm的键槽；长52mm,公称直径为35mm;并在其表面切出1个3mm深0.5mm的槽，倒角C1；长16mm、公称直径为24mm、并在其表面切出1个3mm深1.5mm的槽有1.5mm的45°倒角的一般螺纹，还有一长16mm宽,6mm深3.5mm的槽。该零件视图正确，表达直观、清楚，绘制符合国家标准，尺寸、公差、表面粗糙度以及技术要求的标注齐全、合理。二、轴类零件加工工艺分析2.1.轴类零件加工概述1）轴类零件功能和结构特点轴类零件是机械加工中常见的典型零件之一，它是机械中主要用于支承齿轮，带轮，联动轴器等零件，以传递运动和动力。按结构形式的不同，轴类零件一般可分为光轴，阶梯轴，曲轴，空心轴，凸轮轴以及各种丝杠等。轴类零件是回转体零件，其长度大于直径。主要的加工表面通常有内外圆柱面，内外圆锥面，次要的加工表面有键槽，螺纹，退刀槽，横向孔等。2）轴类零件技术要求依据功用和工作条件不同，轴类零件的技术要求主要包括以下几个方面。（1）尺寸精度。和轴承内圈协作的外圆轴颈，及支承轴颈，用于确定轴的位置并支撑轴，尺寸精度要求较高，通常为IT7—IT5,和各类传动件协作的轴颈，及协作轴颈，尺寸精度稍低，通常为IT9_IT8.轴向尺寸一般要求较低。（2）几何形态精度。几何形态精度主要指轴颈等主要表面的圆度，圆柱度，其误差一般应限制在尺寸公差范围内。对于精密轴，需在零件图上另行规定其几何形态精度。（3）相互位置精度。相互位置精度主要指协作轴颈相对于支撑轴颈的同轴度，通常用径向圆跳动来标注，一般精度轴的径向圆跳动为0.01—0.03mm。此外，还有重要端面对轴心线的垂直度，端面间的平行度要求等。（4）表面粗糙度。轴的加工表面都有粗糙度的要求，一般依据加工的可能性和经济性来确定。支撑轴颈的表面粗糙度为Ra1.6~0.2μm,协作轴颈为Ra3.2~0.8μm.分析零件图可知:φ30mm圆柱面、φ35mm圆柱面、φ46mm圆柱面，φ35mm圆柱面，φ35mm圆柱轴肩、φ44mm圆柱轴肩、表面粗糙度Ra为0.8μm，键槽和其余表面粗糙度Ra为3.2μm。φ30mm圆柱面、φ46mm圆柱面，圆跳动为0.02mm，基准为A—B，φ35mm圆柱轴肩、φ44mm圆柱轴肩、φ52mm圆柱右侧轴肩的面跳动为0.02mm基准为A—B，两个键槽对称度都为0.03，基准为A—B。尺寸公差等级在IT9～IT10之间。2.2零件的材料分析本例属于中，小传动轴，毛坯材料为45#，强度、硬度、塑性等力学性能好，切削性能、热处理性能等加工工艺性能好，便于加工，能够满足运用性能，Φ60mm的热轧圆钢作为毛坯。毛坯下料为φ60mm×265mm。轴类零件毛坯轴类零件的毛坯常接受棒料，锻件和铸件等毛坯形式。一般光轴或外圆直径相差不大的阶梯轴接受棒料，对外圆直径相差较大或较重要的轴常接受锻件；对某些大型的或结构困难的轴（如曲轴）可接受铸件。2.3轴类零件加工主要工艺问题1）定位基准选择定位基准选择一般遵循以下原则：（1）一般以重要的外圆面作为粗基准定位，加工出中心孔，再以轴端的中心孔为定位精基准，尽可能做到基准统一，基准重合，互为基准，并实现一次安装加工多个表面。（2）对于空心的轴类零件，在加工出内孔后，可接受带中心孔的锥堵或锥堵芯轴。（3）定位精基准中心孔应在各个加工阶段进行修正，目的是提高定位精基准面的精度和减小锥面的表面粗糙度值。中心孔修整次数越多，精度越高，并应逐次加以提高。粗基准接受热轧圆钢的毛坯外圆；精基准接受两端中心孔，接受双顶尖装夹方法，实现基准重合，基准统一，保证零件的技术要求。2）表面加工方法轴类零件的表面及其加工包括以下几种：（1）轴类零件的外圆表面加工。轴类零件的外圆表面加工主要接受车削，分粗车，半精车，磨削三个阶段。粗车的目的是切除大部分余量，半精车是修整热处理后的变形，精车是保证达到加工要求或为磨削加工做准备。精度要求高的外圆表面，精加工都是用磨削的方法。（2）空心轴的深孔（长径比大于5的孔）加工。单件生产，空心轴的深孔一般在卧式车床上用接长的麻花钻加工，批量加大时，空心轴的深孔用深孔钻头加工。螺纹的加工。加工螺纹的方法主要包括车削螺纹（单件小批），铣削螺纹（批量大大）、滚压螺纹（大量生产）和磨削螺纹（精密加工）。传动轴大都是回转表面，主要接受车削，磨削。由于该传动轴的主要表面M,N,P,Q的公差等级较高（IT6），表面粗糙度值较小（Ra0.08μm），车削后还须要磨削，故外圆表面的加工方案为粗车——半精车——磨削。螺纹在车床上车削，键槽在铣床上铣削。（4）加工阶段划分。该传动轴的加工划分为三个阶段，即粗车（粗车外圆，钻中心孔等），半精车（半精车各处外圆，轴肩面和修研中心孔及次要表面等）和磨削（磨削各处外圆和轴肩面）。在半精加工Φ52mm，Φ44mm外圆及车螺纹M24mm时，同时加工出各退刀槽和倒角。（5）依次支配。阶梯传动轴的加工依次是：下料——车两端面并钻中心孔——粗车各处外圆——调质——修研中心孔——半精车各外圆并车各退刀槽和倒角——车螺纹——划键槽和止动垫圈槽加工线——铣键槽和止动垫圈槽——修研中心孔——磨削——检验。须要留意的是，车螺纹应当在铣键槽，止动垫圈槽之前完成，若车螺纹之前就铣出止动垫圈槽，将会造成断续切削，即影响质量又易损坏刀具。两个键槽和止动垫圈槽应在半精车之后，磨削之前铣削，这样可以保证铣键槽时有效精确的定位基准，又可避开在磨削后铣键槽破坏已精加工的外圆表面。支配热处理工序在粗加工之后，半精加工之前支配调质处理。3)轴类零件和热处理轴类零件应依据不同的工作状况,选择不同的材料.一般轴类零件常用中碳钢,如45钢,经正火,调质及部分表面淬火等热处理,得到所要求的强度,,韧性和硬度.对中等精度的轴,可选用合金钢,经调质和表面淬火处理.对高速重载的轴,选用20CrMnTi,20Mn2B,20Cr等低碳合金钢或27Cr2Mo1V,38CrMoAl氮化钢。不重要或受力较小的轴，可接受Q237，Q275等一般碳素钢。形态困难的轴（如曲轴，凸轮轴等）可接受球墨铸铁。热处理工序一般包括以下三个工序毛坯热处理。轴的毛坯热处理一般接受正火，其目的是消退锻造应力，并使金属组织匀整，以利于切削加工。预备热处理。在粗加工之后、半加工之前支配调质处理，目的是获得均匀细密回火素氏体组织，提高工件的综合力学性能。(3)最终热处理。轴的某种重要表面需经表面淬火，一般支配在精加工之前，这样可以订正因淬火引起的局部变形。三、工艺设备的选择3.1机床的选择机床选择的原则：①要保证加工零件的技术要求，加工出合格的产品。

②有利于提高生产率。③尽可能降低生产成本(加工费用)。依据毛坯的材料和类型、零件轮廓形态困难程度、尺寸大小、加工精度、工件数量、生产条件等要求，选用CJK6132数控车床。由于还要加工键槽，止动垫圆槽，所以还要选用铣床，由于精度高，还须要磨床。3.2量具及帮助用具的选择加工过程中所需量具有：游标卡尺、千分尺、百分表、表面粗糙度样板。帮助用具有：铜片、铜锤等。3.3零件的安装在数控机床上加工零件时，安装零件要合理选择定位基准和夹紧方案，为提高数控机床效率，确定定位基准和夹紧方案时应留意：（1）力求设计、工艺和编程计算的基准统一（基准重合原则）；（2）削减装夹次数，尽可能在一次定位装夹后，加工出全部待加工表面（基准统一原则）；（3）避开接受占机人工调整式加工方案，以充分发挥数控机床的效能。（4）零件稍长，由于装配有标准件精度高，须要双顶尖装夹工件进行加工。3.4选择夹具夹具用来装夹被加工工件以完成加工过程，同时要保证被加工工件的定位精度，并使装卸尽可能便利、快捷。数控加工的特点对夹具提出了两个基本要求：一是要保证夹具的坐标方向和机床的坐标方向相对固定；二是要协调零件和机床坐标系的尺寸关系。依据零件的尺寸、精度要求和生产条件，选择最常用的车床通用的三爪自定心卡盘。三爪自定心卡盘可以自动定心，夹持范围大，适用于截面为圆形、三角形、六边形的轴类和盘类中小型零件。铣键槽时用V型块，压板装夹半精加工和磨削加工都接受双顶尖装夹3.5

刀具的选择数控加工中的刀具选择和切削用量确定是在人机交互状态下完成的要求编程人员必需驾驭刀具选择和切削用量确定的基本原则，在编程时充分考虑数控加工的特点，能够正确选择刀刃具及切削用量。数控刀具有以下特点：①刚性好（尤其是粗加工刀具）、精度高、抗振及热变形小；②互换性好，便于快速换刀；③寿命高，切削性能稳定、牢靠；④刀具的尺寸便于调整，以削减换刀调整时间；⑤刀具应能牢靠地断屑或卷屑，以利于切屑的解除；⑥系列化、标准化，以利于编程和刀具管理。数控机床上用的刀具应满足安装调整便利、刚性好、精度高、耐用度好等要求。数控车床兼作粗精车削，粗车时吃刀深、进给快，要求车刀有足够的强度，能一次进给车去较多的余量；精车时要达到图样要求的尺寸精度和较小的表面粗糙度，车去的余量较少，要求车刀锋利，切削刃平直光滑，必要时还可磨出修光刃。为削减换刀时间、便利对刀、提高生产效率，便于实现机械加工的标准化，在数控车削加工时，应尽量接受机夹刀和机夹片刀，机夹片刀常接受可转位车刀。刀片材质的选择主要依据被加工工件的材料、被加工表面的精度、表面质量要求、切削载荷的大小以及切削过程有无冲击和振动，故加工此零件选择硬质合金刀片。依据零件的外形结构，加工须要如下刀具：硬质合金端面车刀、菱形外圆车刀、外切槽刀、外螺纹刀、φ5mm中心钻、φ8mm立铣刀、φ14mm立铣刀、φ6mm立铣刀。加工刀具卡片粗车加工刀具表序号刀具号刀具规格名称数量加工表面1T0145°硬质合金车刀1平端面2T02φ5mm中心钻1钻φ5mm中心孔3T0380°菱形外圆车刀1车外圆4T043mm外切槽刀1切槽深5T0560°外螺纹刀1加工外螺纹半精车加工刀具表序号刀具号刀具规格名称数量加工表面1T0655°菱形外圆车刀1半精车零件外轮廓2T033mm外切槽刀1切槽深3T0460°外螺纹刀1加工外螺纹铣床加工刀具表序号刀具号刀具规格名称数量加工表面1T01φ8mm键槽铣刀1铣键槽2T02φ14mm键槽铣刀1铣键槽3T03φ6mm键槽铣刀1铣止动垫圈槽

切削用量的选择数控编程时，必需确定每道工序的切削用量，并以指令的形式写入程序中，切削用量包括主轴转速、进给速度及背吃刀量等。切削用量的选择原则是：保证零件加工精度和表面粗糙度，充分发挥刀具的切削性能，保证合理的刀具寿命，充分发挥机床的性能，最大限度的提高生产率，降低成本。4.1主轴转速的确定（1）车外圆时主轴转速主轴转速应依据允许的切削速度和工件（或刀具）直径来选择。其计算公式为n=1000v/πd其中

v—切削速度（m/min），由刀具寿命确定；

n—主轴转速（r/min）；

d—工件直径或刀具直径（mm）。（2）车螺纹时主轴的转速在车削螺纹时，车床的主轴转速将受到螺纹的螺距P（或导程）大小、驱动电机的升降频特性，以及螺纹插补运算速度等多种因素影响，故对于不同的数控系统，举荐不同的主轴转速选择范围。大多数经济型数控车床举荐车螺纹时的主轴转速n(r/min)为：n≤（1200/P）－k式中

P——被加工螺纹螺距，㎜；k——保险系数，一般取为80。主轴转速n最终要依据上述计算值、机床说明书而定，选取机床有的或较接近计算值的转速。依据《数控车削用量举荐表》,选择合适的切削用量。（1）车端面时选择主轴转速为500r/min；（2）粗车外圆时，选取Vc=120m/min，f=0.2mm/r，ap=2mm，粗加工时直径为60mm。则：主轴转速：n=1000Vc/πd

=[（1000×120）/（3.14×60）]r/min=636r/min

进给速度：F=f×n=（0.2×636）mm/min=127mm/min考虑刀具强度、机床刚度等实际状况，选择n=600r/min，F=150mm/min，ap=2mm。（3）半精车外圆时，选取Vc=150m/min，f=0.1mm/r，ap=0.2mm，精加工时取直径52mm。则：主轴转速：n=1000Vc/πd

=[（1000×150）/（3.14×52）]r/min=918r/min进给速度：F=f×n=0.15×918mm/min=137mm/min考虑刀具强度、机床刚度等实际状况，选取n=920r/min，F=120r/min，ap=0.2mm。（4）

车槽时，选择Vc=70m/min，f=0.1mm/r，车槽时直径为47mm。则：主轴转速：n=1000Vc/πd

=[（1000×70）/（3.14×47）]r/min=474r/min考虑刀具强度、机床刚度等实际状况，选取n=400r/min，F=30r/min。（5）车螺纹时，主轴转速n≤（1200/P）－k，k为平安系数，一般取80。

则：n≤[（1200/2）-80]/r/min=520r/min

考虑刀具强度、机床刚度等实际加工状况，选取n=400r/min.4.2进给速度的确定进给速度是数控机床切削用量中的重要参数，主要依据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性质选取。最大进给速度受机床刚度和进给系统的性能限制。确定进给速度的原则是：（1）当工件的质量要求能得到保证时，为提高生产效率，可选择较高的进给速度。一般在100～200mm/min范围内选取。（2）在切断、加工深孔或用高速钢刀具加工时，宜选择较低的进给速度，一般在20～50mm/min范围内选取。（3）当加工精度、表面粗糙度要求较高时，进给速度应选小一些，一般在20～50mm/min范围内选取。（4）当刀具空行程，特殊是远距离“回零”时，可以设定该机床数控系统设定的最高进给速度。4.3背吃刀量的确定背吃刀量依据机床、工件和刀具的刚度来确定，在刚度允许的条件下，应尽可能使背吃刀量等于工件的加工余量，这样可以削减走刀次数，提高生产效率。为了保证加工表面质量，可以留少许加工余量，一般为0.2～0.5mm。切削用量的选择是否合理，对于能否充分发挥机床潜力和刀具的切削性能，实现优质、高产、低成本和平安操作具有很重要的作用。车削用量的具体选择如下：粗车时，首先选择一个尽可能大的背吃刀量，其次选择一个较大的进给量，最终确定一个合适的切削速度。精车时，加工精度和表面粗糙度要求较高，加工余量不大且匀整，因此选择较小的背吃刀量和进给量。如何确定加工时的切削速度，除了可参考《数控加工技术》表2-1列出的数值外，主要依据实践阅历进行确定。工件材料工件材料切削深度/mm切削速度/（m.min-1）进给量/（mm.r-1）刀具材料碳素钢

(δb

>600Mpa）粗加工5～760～800.2～0.4YT类粗加工2～380～1200.2～0.4精加工0.2～0.3120～1500.1～0.2钻中心孔

500～800

W18Cr4V钻孔

～300.1～0.2切断（宽度＜5mm）70～1100.1～0.2YT类铸铁（200HBS以下）粗加工

50～700.2～0.4YG类精加工

70～1000.1～0.2切断（宽度＜5mm）50～700.1～0.2五、对刀点和换刀点的确定工件装夹方式确定后，即可通过确定工件原点来确定工件坐标系。假如要运行这一程序来加工工件，必需确定刀具在工件坐标系起先运动的起点。程序起始点或起刀点一般通过对刀来确定，所以，该点又称为对刀点。在编制程序时，要正确选择对刀点的位置。对刀点设置原则是：（1）便于数值处理和简化程序编制；（2）易于找正并在加工过程中便于查找；（3）引起的加工误差小。对刀点可以设置在加工零件上，也可以设置在夹具或机床上，尽可能设在零件的设计基准或工艺基准上。换刀点是指加工过程中须要换刀时刀具的相对位置点。换刀点往往设在工件的外部，以能顺当的换刀、不碰撞工件和其他部件为准。本零件将对刀点设在装夹后右端面中心，换刀点设在离对刀点x、z方向分别为100，100的位置。六、加工路途的确定在数控加工中，刀具刀位点相对于工件的运动轨迹和方向称为加工路途。即刀具从对刀点起先运动起，直至结束，加工程序所经过的路径，包括切削加工的路径及刀具引入、返回等非切削空行程。加工路途的确定原则主要有以下几点：（1）应能保证零件的加工精度和表面粗糙度的要求，且效率高。（2）应尽量缩短加工路途，既可以削减程序段，又可以削减刀具空程移动时间。（3）应使数值计算简洁，以削减编程工作量。此外，确定加工路途时，还要考虑工件的加工余量和机床、刀具的刚度等状况，确定是一次走刀，还是多次走刀完成加工。七、

加工中的难点和解决方案（1）在左端加工之前，应测量剩余毛坯的长度，保证所须要的尺寸250mm。（2）用三爪卡盘夹已加工表面φ48mm外圆时，为爱惜已加工表面精度，应加垫铜片。夹紧后应用百分表测量同轴度，用铜锤轻轻敲打校正。（3）钻孔时，在刀架上装夹钻头不易装正，须要借助工具，夹具帮助装夹。（4）加工螺纹时应分数次进给，参考《数控加工和编程》表2-2选择螺纹切削的进给次数和背吃刀量。八、数控车床操作留意事项（1）程序输入阶段①程序输入时应正确，避开字母、数字和符号的输入错误。②程序输入应符合系统格式。（2）零件加工阶段①检查数控系统是否已回参考点。②安装车刀，确认车刀安装的刀位和程序中编程所需的刀号一样。③对刀。④车刀对刀完毕后，应确认对刀的正确性，确认精车刀对刀的精确性。⑤加工前细致检查和确认是否符合自动加工运行模式。在数控车间操作机床时要留意平安，严格依据《数控机床设备平安操作规程》要求操作。如图所示为减速器中的阶梯传动轴图。阶梯传动轴技术要求和加工特点如下：阶梯传动轴的加工表面有外圆柱面、轴肩、螺纹、螺纹退刀槽、止动垫圆槽、键槽以及倒角c1等；协作轴径p、q对支撑轴颈m、n轴线径向圆跳动公差为0.2mm，轴肩G、H、I对支撑轴颈M、N轴线端面面跳动公差为0.02mm；主要加工表面尺寸粗糙度为Ra0.8um，因此，该传动轴的关键工序是支撑轴颈M、N和协作轴径P、Q的加工。该零件属于结构较简洁的阶梯轴，生产纲领为成批生产。九、工艺卡序号工序名称工步工序内容设备1下料棒料，Φ60mm×265mm2数控车削用三爪自定心卡盘夹持工件毛坯外圆数控车床1车右端面2钻中心孔用尾座顶尖顶住中心孔3粗车Φ46±0.008mm外圆至Φ48mm，从右端长118mm4粗车右端面Φ35±0.008mm外圆至Φ37mm，从右端长66mm5粗车M24*1.5螺纹外圆至Φ26mm，从右端长14mm掉头，利用三爪自定心卡盘夹持Φ48mm处，即Φ46.008mm外圆6车另一端面，保证总长250mm7钻中心孔用尾座顶尖顶住中心孔8粗车Φ52mm外圆至Φ54mm，从轴端起长132mm9粗车Φ35±0.008mm外圆至Φ37mm，从轴端起长93mm10粗车Φ30±0.0065mm外圆至Φ32mm，从轴端起长36mm11粗车M24*1.5螺纹外圆至Φ26mm，从右端起长16mm12检验3热处理调制处理220~240HBS——4钳工修研两端中心孔卧式车床5数控车削双顶尖装夹数控车床·1半精车Φ46±0.008mm外圆至Φ46.5mm，长120mm2半精车Φ35±0.008mm外圆至Φ35.5mm，长68mm3半精车M24*1.5螺纹外圆至24面膜，长16mm4半精车两个3mm*0.5mm环槽5半精车3mm*1.5mm环槽6倒角C1，3处掉头，双顶尖装夹7半精车Φ52mm外圆至尺寸8半精车Φ35±0.008mm外圆至Φ35.5mm，长95mm9半精车Φ30±0.0065mm外圆至Φ30.5mm，长38mm10半精车M24*1.5螺纹外圆至，长18mm11半精车Φ44mm至尺寸，长4mm12车两个3mm*0.5mm环槽13车3mm*1.5mm环槽14倒角C1，4处15检验6数控车削双顶尖装夹数控车床1车M24*1.5—6g螺纹至尺寸掉头，双顶尖装夹2车M24*1.5—6g螺纹至尺寸3检验7钳工划两个键槽及一个止动垫圈槽加工线——8铣削用V形虎钳装夹，按线找正立式铣床1铣键槽14mm*36mm，保证尺寸40.5mm2铣键槽8mm*16mm，保证尺寸26mm3铣止动垫圈槽6mm*16mm，保正尺寸20.5mm4检验9钳工修研两端中心孔卧式车床101磨Φ35±0.008mm外圆（M面）至尺寸2磨轴肩面I3磨外圆Φ30±0.0065mm（Q面）至尺寸外圆磨床4磨轴肩面H掉头，双顶尖装夹5磨Φ46±0.008mm外圆（P面）至尺寸6磨轴肩面G7磨Φ35±0.008mm外圆（N面）至尺寸8磨轴肩面FW9检验十、轴类零件检验轴类零件在加工过程中和加工结束后都要按工艺规程的要求按工艺规则的要求进行检验，检验项目包括硬度、表面粗糙度、尺寸精度、形态精度、相互位置精度。1)硬度检验在热处理后用硬度计抽检或全检。表面粗糙度检验一般用样块比较法检验，杜宇表面粗糙度小的零件，可以用干涉显微镜进行检验。3）尺寸精度检验在单件小批生产中，一般用千分尺检验轴的直径；在大批大量生产中，常接受极限卡规抽检轴的直径。长度可用游标卡尺，深度游标卡尺等检验。形态精度轴类零件的形态精度包括圆度误差和圆柱度误差两个方面。（1）圆度误差。圆度误差是指同一横截面内最大直径和最小直径之差，可用千分尺测量直径的方法检验。（2）圆柱度误差。圆柱度误差是指同一轴向剖面内最大直径和最小直径之差，同样可以用千分尺检测。相互位置精度检验为提高检验精度，缩短检验时间，位置精度多接受专用检具。十一、螺纹数值计算螺纹牙型高度：t=0.65P=0.65*1.5mm=0.975mmd大=d-0.1P=24mm-0.1*1.5mm=23.85mmd小=d-1.3P=24mm-1.3*1.5mm=22.05mm螺纹加工分为4刀，第1刀：Φ23.0mm；第2刀：Φ22.40mm；第3刀：Φ22.10mm；第1刀：Φ22.05mm。常用螺纹切削的进给次数和背吃刀量(㎜)螺距1.01.52.02.53.03.54.0牙深0.6490.9741.2991.6241.9492.2732.598背吃刀量及切削次数10.70.80.91.01.21.51.520.40.60.60.70.70.70.830.20.40.60.60.60.60.640.160.40.40.40.60.650.10.40.40.40.460.150.40.40.470.20.20.480.150.390.2十二、加工工序卡片工序号程序编号零件图号零件名称运用设备产品名称夹具

名称夹具编号材料1O0001

数控车床

三爪卡盘145#加工内容刀具号刀具名称刀具规格/mm切削三要素加工余量/mm备注主轴转速被吃刀量进给

速度r/minmmmm/min车端面T0145°端面车刀0.8500

300自动钻中心孔T02φ5mm中心钻1500自动粗车外圆T0380°菱形外圆车刀0.860021500.2自动切槽T04外切槽刀3400

300自动车螺纹T0560°外螺纹刀0.8400

0自动精车

外圆T0655°菱形外圆车刀0.89200.21200自动工序号程序编号零件图号零件名称运用设备产品名称夹具

名称夹具编号材料

铣床

V型块245#加工内容刀具号刀具名称刀具规格/mm切削三要素加工余量/mm备注主轴转速被吃刀量进给

速度r/minmmmm/min8mm键槽T01Φ8mm立铣刀8*11*55500

300手动14mm键槽T02Φ14mm立铣刀12*16*731500手动6mm止动垫圈槽T03Φ6mm立铣刀6*8*52600300.2手动十三、编写程序 粗车加工程序O0001;程序名称G54G21G40G98;程序初始化T0101;换1号45°车刀G0G42X65.Z5M8;快速定位，打开冷却液M03S500;主轴正传，转速500r/minG94X0Z-5.F0.2;端面切削循环Z-10.；G0X100.Z100.;快速返回换刀点M03S600;主轴正传，转速600r/minT0202;换2号中心钻G0X0Z2.;快速定位M03S1500;主轴正传，转速1500r/minG1Z-4.F0.1;钻中心孔G4X1;暂停1sZ2.;退刀G0X100.Z100.;快速返回换刀点T0303;换3号80°菱形外圆车刀S600；转速600r/minG71U2.R0.5;定义G71粗车循环，背吃刀量，退刀量G71P10Q20U1.W0.5F0.2;粗车路途N10至N20，X轴精余量1mm，Z轴精余量0.5mm，进给0.2mm/rN10G0X19.Z-9.;车削加工轮廓起始行，到倒角延长线G1X24.Z-11.5;车削C1.5倒角Z-28.;车削M24*1.5螺纹外圆X28.;X30.Z-29.;车削C1倒角Z-48.;车削Φ30±0.0065mm外圆X33.;X35.Z-49.;车削C1倒角Z-105.;车削Φ35±0.008mm外圆X44.;Z-109.;车削Φ44mm外圆X50.;X52.Z-110.;车削C1倒角N20Z-165.;车削Φ52mm外圆G0X100.Z100.;快速返回换刀点T0404;换4号槽车刀S400；转速400r/minG0X28.Z-28.;快速定位G1X21.F0.1;切槽3*1.5G4X1.5;暂停1.5sG1X32.;退刀G0X33.Z-48.;快速定位G1X29.F0.1;切槽3*0.5G4X1.5;暂停1.5sG1X35.;退刀G0X45.Z-105.;快速定位G1X34.F0.1;切槽3*0.5G4X1.5;暂停1.5sG1X36.;退刀G0X100.Z100.;快速返回换刀点T0505;换5号螺纹车刀M03S400;主轴正传，转速400r/minG0X26.Z-8.;快速移动至螺纹加工起点G92X23.Z-26.F1.5;加工螺距为1.5mm的螺纹X22.4;X22.1;X22.05;G0X100.Z100.;快速退刀至换刀点M0掉头装夹T0101;换1号45°车刀S500:；转速500r/minG0X65.Z5;快速定位G94X0Z-2.F0.2;端面切削循环Z-5.;G0X100.Z100.;快速返回换刀点T0202;换2号中心钻G0X0Z2.;快速定位S1500;转速1500r/minG1Z-4.F0.1;钻中心孔G4X1;暂停1sZ2.;退刀G0X100.Z100.;快速返回换刀点M03S600;主轴正传，转速600r/minT0303换3号80°菱形外圆车刀S600；转速600r/minG71U2.R0.5;定义G71粗车循环，背吃刀量，退刀量G71P10Q20U1.W0.5F0.2;粗车路途N10至N20，X轴精余量1mm，Z轴精余量0.5mm，进给0.2mm/rN10G0X19.Z-4.;车削加工轮廓起始行，到倒角延长线G1X24.Z-6.5F0.3;车削C1.5倒角Z-21.;车削M24*1.5螺纹外圆X33.;X35.Z-22.;车削C1倒角Z-73.;车削Φ35±0.008mm外圆X44.;X46.Z-74.;车削C1倒角Z-125.;车削Φ46±0.008mm外圆X52.;N20Z-140.;车削Φ52mm外圆G0X100.Z100.;快速返回换刀点T0404;换4号槽车刀S400；转速400r/minG0X34.Z-21.;快速定位G1X21.F0.1;切槽3*1.5G4X1.5;暂停1.5sG1X36.;退刀G0X45.Z-73.;快速定位G1X34.F0.1;切槽3*0.5G4X1.5;暂停1.5sG1X47.;退刀G0X53.Z-125.;快速定位G1X45.F0.1;切槽3*0.5G4X1.5;暂停1.5sG1X53.;退刀G0X100.Z100.;快速返回换刀点T0505;换5号螺纹车刀M03S400;主轴正传，转速400r/minG0X26.Z-3.;快速移动至螺纹加工起点G92X23.Z-19.F1.5;加工螺距为1.5mm的螺纹X22.4;X22.1;X22.05;G0X100.Z100.;退刀至换刀点M5;主轴旋转停止M30;程序停止并返回起先处半精加工程序O0002;程序名称G54G21G40G98;程序初始化T0606;换6号55°菱形外圆车刀G0X19.Z1.;快速定位，车削加工轮廓起始行，到倒角延长线M03S920M8;主轴正传，转速920r/min，打开冷却液G1X24.Z-1.5F0.12;车削C1.5倒角Z-18.;车削M24*1.5螺纹外圆X28.;X30.Z-19.;车削C1倒角Z-38.;车削Φ30±0.0065mm外圆X33.;X35.Z-39.;车削C1倒角Z-95.;车削Φ35±0.008mm外圆X44.;Z-99.;车削Φ44mm外圆X50.;X52.Z-100.;车削C1倒角N20Z-155.;车削Φ52mm外圆G0X100.Z100.;快速返回换刀点T0404;换4号槽车刀S300；转速300r/minG0X28.Z-18.;快速定位G1X21.F0.1;切槽3*1.5G4X1.5;暂停1.5sG1X32.;退刀G0X33.Z-38.;快速定位G1X29.F0.1;切槽3*0.5G4X1.5;暂停1.5sG1X35.;退刀G0X45.Z-95.;快速定位G1X34.F0.1;切槽3*0.5G4X1.5;暂停1.5sG1X36.;退刀G0X100.Z100.;快速返回换刀点T0505;换5号螺纹车刀G0X26.Z2.;快速移动至螺纹加工起点G92X23.Z-16.F1.5;加工螺距为1.5mm的螺纹X22.4;X22.1;X22.05;G0X100.Z100.;快速退刀至换刀点M0；调头加工T0606;换6号55°菱形外圆车刀S800；转速800r/minG0X19.Z1.;车削加工轮廓起始行，到倒角延长线G1X24.Z-1.5F0.2;车削C1.5倒角Z-16.;车削M24*1.5螺纹外圆X33.;X35.Z-17.;车削C1倒角Z-68.;车削Φ35±0.008mm外圆X44.;X46.Z-69.;车削C1倒角Z-120.;车削Φ46±0.008mm外圆X52.;Z-135.;车削Φ52mm外圆G0X100.Z100.;快速返回换刀点T0404;换4号槽车刀S300；转速300r/minG0X34.Z-16.;快速定位G1X2