数控技术毕业设计（论文）齿轮油泵主动轴的数控加工.doc

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1、河南工业职业技术学院毕业论文题目：齿轮油泵主动轴的数控加工班 级：姓 名：专 业：数控技术及应用指导教师：答辩日期：年 月 日摘 要齿轮油泵是机器中用来输送润滑油的一个部件,其构成的主要零部件有泵体、左、右端盖、运动零件（传动齿轮、齿轮轴等），密封零件及标准件等所组成。通过对齿轮油泵原理及主要零部件-轴的加工工艺进行分析，选出传动轴所用的材料，加工所用的刀具、夹具、机床，并且编写出一套工艺规程。同时用AutoCAD绘出工程图和装配图，用Pro/E进行实体造型，用MasterCAM进行模拟加工并生成程序。关键词： 主动轴工艺分析 数控加工 程序目 录摘 要(1)1 绪 论1.1数控机床的概述(3

2、)1.2数控加工技术(3)1.3数控加工工艺 (3)1.4 CAD/CAM技术 (4)2 零件的分析2.1零件的作用(5)2.2零件的工艺分析(5)3 工艺规程设计3.1 确定轴的材料及毛坯的铸造形式(6)3.2 基面的选择(10)3.3 制定工艺路线(11)3.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定(12)3.5 确定切削用量及基本工时(13)3.6 工艺装备的选择(22)3.7 程序的确定(23)3.8 轴的加工程序(24)总结(33)致谢(34)参考文献(35)1 绪 论1.1 数控机床的概述数控机床和数控技术是微电子技术同传统机械技术相结合的产物，是一种技术密集型的产品和技术。它是

3、根据机械加工工艺的要求，使电子计算机对整个加工过程进行信息处理与控制，实现生产过程自动化。较好地解决了复杂、精密、多品种、中小批量机械零件加工问题，是一种通用、灵活、高效能的自动化机床。同时，数控技术又是柔性制造系统(FMS)、计算机集成制造系统（CIMS）的技术基础之一，是机电一体化高新科技的重要组成部分。1.2.数控加工技术数控加工技术是现代化工业生产中的一门新型的发展十分迅速的高新技术，它将制造技术、数字化技术、微电子技术、监控检测技术等多种高新建设传统的机械加工技术有效地结合起来，成为制造自动化领域最重要的基础技术。数控加工技术的发展十分迅速，从第一代的电子管元件数控装置，经历了晶体管

4、电路、小中规模集成电路、大规模集成电路控制系统，发展到计算机控制系统。数控装置体积越来越小，精度越来越高，在工业生产中日益发挥着重要作用。1.3 数控加工工艺 所谓数控加工工艺，就是用数控机床加工零件的一种方法。在数控机床上加工时，将记录在控制介质上、描述加工过程所需的全部工艺信息，即原先在通用机床上加工时需要操作者考虑和决定的内容及动作的数码信息输人数控机床的数控装置，对输入信息进行运算和控制，并不断向伺服机构使机床实现加工运动的机电功能转换部件发送脉冲信号，伺服机构对脉冲信号进行转换与放大处理，然后由传动机构驱动机床按所编程序进行运动，便可加工出我们所需要的零件。可见，实现数控加工，编程是

5、关键。但必须有编程前的数控工艺做必要准备工作和编程后的善后处理工作。严格说来，数控编程也属于数控工艺的范畴。因此，数控加工工艺主要包括以下几方面的内容： 1)选择并确定需要进行数控加工的零件及内容。 2)进行数控加工工艺设计。 3)对零件图形进行必要的数学处理。 4)编写加工程序(自动编程时为源程序，由计算机自动生成目标程序加工程序)。 5)按程序单制作控制介质。 6)对程序进行校验与修改。 7)首件试加工与现场问题处理。 8)数控加工工艺技术文件的编写与归档。1.4 CADCAM技术 1963年，美国麻省理工学院首次提出CAD(Computer Aided Design计算机辅助设计)的概念

6、。MIT小组初步设想了采用计算机设计、分析，并开发了交互式图形处理系统、绘制出了工程图，从而使CAD由试验阶段过渡到了实施阶段。 CAM(Computer Aided Manufacturing计算机辅助制造)是从APT开始的。它是20世纪50年代MIT设计的一种专门用于零件NC加工的自动编程语言，到1967年APT系统己实用化。从l974年开始，人们把CAD系统和生产计划管理及力学计算相结合，发展成为CADCAM综合系统。70年代后期，CADCAM进人初期实用阶段。 CADCAM技术推动了几乎一切领域的设计革命，CAD技术的发展和应用水平已成为衡量一个国家科技现代化和工业现代化水平的重要标志

7、之一。CADCAM技术从根本上改变了过去的手工绘图、发图、凭图样组织整个生产过程的技术管理方式，将它变为在图形工作站上交互设计、用数据文件发送产品定义、在统一的数字化产品模型下进行产品的设计打样、分析计算、工艺计划、工艺装备设计、数控加工、质量控制、编印产品维护手册、组织备件订货供应等等。2.零件的分析2.1零件的作用轴是机械加工中常见的典型零件之一。它在机械中主要用于支承齿轮、带轮、凸轮以及连杆等传动件，以传递扭矩。按结构形式不同，轴可以分为阶梯轴、锥度心轴、光轴、空心轴、曲轴、凸轮轴、偏心轴、各种丝杠等，其中阶梯传动轴应用较广，其加工工艺能较全面地反映轴类零件的加工规律和共性。所设计为齿轮

8、油泵的主动轴。其作用是：一是支承回转零件，支承主动齿轮使其正常转动；二是把旋转运动通过主动齿轮传递给其它部件。如在和处分别安装齿轮和连轴器以传递转矩使其正常工作。在工作中，主轴不但承受扭转力矩，而且承受弯曲力矩。,如图所示：2.2 零件的工艺分析所设计的轴如下图所示：共有两组加工表面，且应满足一定的位置要求，现分析如下1.外圆柱加工表面外圆柱加工表面包括一个的圆柱面和倒圆角以及的圆柱面，车M10螺纹。2.以轴线为中心的键槽这一组加工包括、的两槽宽。由以上分析可知，对于两组加工表面而言，可以先加工一组表面，然后借助专用夹具加工另一组表面，并保证它们之间的位置要求。3 工艺规程设计3.1 确定轴的

9、材料及毛坯的制造形式一 材料机械制造中最常用的材料是钢和铸铁，其次是有色金属合金，非金属材料如塑料、橡胶等，在机械制造中也得到广泛的应用。金属材料主要指铸铁和钢，它们都是铁碳合金，它们的区别主要在于含碳量的不同。含碳量小于2%的铁碳合金称为钢，含碳量大于2%的称为铁。1铸铁常用的铸铁有灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、合金铸铁等。其中灰铸铁和球墨铸铁属脆性材料，不能辗压和锻造，不易焊接，但具有适当的易熔性和良好的液态流动性，因而可铸成形状复杂的零件。灰铸铁的抗压强度高，耐磨性、减振性好，对应力集中的敏感性小，价格便宜，但其抗拉强度较钢差。灰铸铁常用作机架或壳座。球墨铸铁强度较灰铸铁高且具有一定的塑性

10、，球墨铸铁可代替铸钢和锻钢用来制造曲轴、凸轮轴、油泵齿轮、阀体等。2钢钢的强度较高，塑性较好，可通过轧制、锻造、冲压、焊接和铸造方法加工各种机械零件，并且可以用热处理和表面处理方法提高机械性能，因此其应用极为广泛。钢的类型很多，按用途分，钢可分为结构钢、工具钢和特殊用途钢。结构钢可用于加工机械零件和各种工程结构。工具钢可用于制造各种刀具、模具等。特殊用途钢（不锈钢、耐热钢、耐腐蚀钢）主要用于特殊的工况条件下。按化学成分钢可分为碳素钢和合金钢。碳素钢的性能主要取决于含碳量，含碳量越多，其强度越高，但塑性越低。碳素钢包括普通碳素结构钢和优质碳素结构钢。普通碳素结构钢（如Q215、Q235）一般只保

11、证机械强度而不保证化学成分，不宜进行热处理，通常用于不太重要的零件和机械结构中。碳素钢的性能主要取决于其含碳量。低碳钢的含碳量低于0.25%，其强度极限和屈服极限较低，塑性很高，可焊性好，通常用于制作螺钉、螺母、垫圈和焊接件等。含碳量在0.1%0.2%的低碳钢零件可通过渗碳淬火使其表面硬而心部韧，一般用于制造齿轮、链轮等要求表面耐磨而且耐冲击的零件。中碳钢的含碳量在0.3%0.5%之间，它的综合力学性能较好，因此可用于制造受力较大的螺栓、螺母、键、齿轮和轴等零件。含碳量在0.55%0.7%的高碳钢具有高的强度和刚性，通常用于制作普通的板弹簧、螺旋弹簧和钢丝绳。合金结构钢是在碳钢中加入某些合金元

12、素冶炼而成。每一种合金元素低于2%或合金元素总量低于5%的称为低合金钢。每一种合金元素含量为2%5%或合金元素总含量为5%10%的称为中合金钢。每一种合金元素含量高于5%或合金元素总含量高于10%的称为高合金钢。加入不同的合金元素可改变钢的机械性能并具有各种特殊性质。例如铬能提高钢的硬度，并在高温时防锈耐酸；镍使钢具有良好的淬透性和耐磨性。但合金钢零件一般都需经过热处理才能提高其机械性能；此外，合金钢较碳素钢价格高，对应力集中亦较敏感，因此只用于碳素钢难于胜任工作时才考虑采用。用碳素钢和合金钢浇铸而成的铸件称为铸钢，通常用于制造结构复杂、体积较大的零件，但铸钢的液态流动性比铸铁差，且其收缩率的

13、铸铁件大，故铸钢的壁厚常大于10，其圆角和不同壁厚的过渡部分应比铸铁件大。表1-1是常用的金属材料的机械性能。表1-1 常用钢铁材料的机械性能材料机械性能名称牌号抗拉强度sb(N/mm2)屈服强度ss(N/mm2)硬度(HBS)普通碳素结构钢Q215Q235Q255Q275335410375460410510490610215235255275优质碳素结构钢203545410530600245315355156197220合金结构钢18Cr2Ni4W35SiMn40Cr40CrNiMo20CrMnTi65Mn1187859819801079735835510785835834430260229

14、247269217285铸钢ZG230-450ZG270-500ZG310-570450550570230270310130143153灰铸铁HT150HT200HT250145195240150200170220190240球墨铸铁QT450-10QT500-7QT600-3QT700-2450500600700310320370420160210170230190270225305二、材料选用原则从各种各样的材料中选择出合用的材料是一项受到多方面因素制约的工作，通常应考虑下面的原则：（1） 载荷的大小和性质，应力的大小、性质及其分布状况对于承受拉伸载荷为主的零件宜选用钢材，承受压缩载荷的零

15、件应选铸铁。脆性材料原则上只适用于制造承受静载荷的零件，承受冲击载荷时应选择塑性材料。（2） 零件的工作条件在腐蚀介质中工作的零件应选用耐腐蚀材料，在高温下工作的零件应选耐热材料，在湿热环境下工作的零件，应选防锈能力好的材料，如不锈钢、铜合金等。零件在工作中有可能发生磨损之处，要提高其表面硬度，以增强耐磨性，应选择适于进行表面处理的淬火钢、渗碳钢、氮化钢。金属材料的性能可通过热处理和表面强化（如喷丸、滚压等）来提高和改善，因此要充分利用热处理和表面处理的手段来发挥材料的潜力。（3） 零件的尺寸及质量零件尺寸的大小及质量的好坏与材料的品种及毛坯制取方法有关，对外形复杂、尺寸较大的零件，若考虑用铸

16、造毛坯，则应选用适合铸造的材料；若考虑用焊接毛坯，则应选用焊接性能较好的材料；尺寸小、外形简单、批量大的零件，适于冲压和模锻，所选材料就应具有较好的塑性。（4） 经济性选择零件材料时，当用价格低廉的材料能满足使用要求时，就不应选择价格高的材料，这对于大批量制造的零件尤为重要。此外还应考虑加工成本及维修费用。为了简化供应和储存的材料品种，对于小批制造的零件，应尽可能减少同一部设备上使用材料的品种和规格，使综合经济效益最高。三.确定轴的材料由以上分析可以选择轴的材料，35钢、45钢、T10、40Cr等都可以满足要求，因为45钢的硬度在220HBS250HBS之间，其综合力学性能好 有较高的强度和韧

17、性以防止变形和断裂；高的疲劳强度，以防止疲劳断裂。轴在运转时受到各种载荷作用，如弯曲、扭转、冲击等，故要求轴具有抵抗各种载荷的能力。承受交变弯曲载荷或交变扭转荷 其载荷作用应力在轴的载面上分布是不均匀的，表面应力值越往中心越小，因此不一定选择淬透性好的钢种，只需淬透1213故选用45钢，或40Cr等。结合以上两点以及其经济性选用45钢。四.确定毛坯的制造形式零件材料为45钢，本可以先用模锻，其精度高加工余量小又可以用与形状复杂、大批量生产，但其设备昂贵。又考虑到轴的应用场合在中小型搅拌机中其受力不大强度要求不高生产纲领又不是太大。结合生产条件以及经济性故选取形钢又因为其最大直径处为16mm故选

18、取直径为21mm的形钢为毛坯。3.2 基面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确合理可以保证加工质量,提高生产效率，否则,就会使加工工艺过程问题百出,严重的还会造成零件大批报废,使生产加工无法进行。一.粗基准的选择对于一般轴类零件以外圆作为粗基准,也可以用两顶尖以中心孔定位。但本轴所要求的加工精度不高，用一夹一顶即可满足要求即夹紧一端用顶尖顶住另一端车削外圆留直径23mm的余量即可.二.精基准的选择以轴两端的中心孔为精基准 以轴两端的中心孔为精基准除了使设计基准与定位基准重合外,同时也可以获得较高的定位精度.即使两次装夹调头加工也能得到较好的位置精度. 加工键槽时为保证

19、与轴线的对称与平行并达到一定的深度则用键槽所在的外圆表面定位,此时设计基准与定位基准重合,其技术要求能得到很好的保证。3.3 制定工艺路线制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定并结合现有的设备以制定其工艺路线，结合现有条件并考虑经济效果，以降低生产成本。该轴材料为45钢且为20mm的形钢，此主动轴应首先车削成形，对于精度较高在车削之后还应磨削。车削和磨削时以两端的中心孔作为定位精基准，中心孔可在粗车之前加工。因此，该传动轴的工艺过程主要有加工中心孔、粗车、半精车和磨削四个阶段。结合以上几点制定加工工艺路线如下：一 工艺路线方

20、案1：工序1 车端面、钻中心孔，表面粗糙度12.5，；工序2 粗车16mm，直径余3mm，表面粗糙度12.5，尺寸公差14级；工序3 粗车12mm、10mm，定位基准为16mm，采用一夹一顶，表面粗糙度12.5、尺寸公差14级、直径余量3mm，； 工序4 半精车各阶梯轴，直径余量0.5mm；工序5 精加工各阶梯部分表面，粗糙度1.6、尺寸公差6级；工序6 精加工21.2和21退刀槽，并且精加工出M10螺纹； 工序7 划两键槽加工线；铣键槽工序8 质检。上述工艺过程符合轴的一般加工工艺，即加工中心孔、粗车、调质处理、半精车、车螺纹、磨削等步骤。但还要对制定的工序进一步审核以确定整个工艺的合理性及

21、经济性达到最大的经济精度。经过进一步审核发现工艺过程中有一定的问题。如工序2中粗车16mm的直径余量为3mm，工序3中12mm等小直径余量定的过大，应结合其直径大小确定加工余量。16mm直径余量为3mm，12加工余量定为2.5mm，同时使轴的切削层中调质层减少，提高了轴的硬度。在粗车过程中的表面粗糙度要求过高难以达到，查机加手册可知一般车床在粗车时最高可达到。但表面粗糙度值过大又会影响到其尺寸精度，过小又会加大加工难度增大加工的生产成本。所以应定在一个比较合适的范围内。查机加手册表面粗糙度定在比较合适。工序7中半精车阶梯轴直径余量过大应定在0.3mm左右。工序8与工序9之间应加上一步修磨中心孔

22、，因为在以上加工过程中中心孔本身的精度就不高，其在加工过程中的磨损精度进一步降低，轴的中心线是轴的设计基准也是加工的工艺基准，所要求是非常高的，因此要在工序8与工序9之间加上一步修研中心孔。综合以上所分析轴的加工工艺已经比较完善了，因此结合现有的生产条件主动轴的加工工艺路线方案应为以下所述：工序1：正火；车端面，钻中心孔。以21mm的外圆轮廓为定位基准，选CA6140卧式车床和专用夹具；工序2：粗车16mm，直径余量1mm，表面粗糙度16、尺寸公差14级；工序3：粗车12mm、10mm,直径余量2mm，定位基准都用16mm采用一次装夹减少定位误差采用一夹一顶，表面粗糙度16、尺寸公差14级；工

23、序4：半精车各阶梯轴，直径余量0.5mm，表面粗糙度6.3、尺寸公差9级,倒圆角145；工序5：划线铣键槽，采用专用夹具X51立式铣床加工表面粗糙度6.3；工序6：精加工整个轴的各阶梯部分余量0.2，表面粗糙度3.2、尺寸公差8级；工序7：精加工21.2和21退刀槽，并且精加工出M10螺纹；工序8：磨外圆，达到各级精度要求；工序9：质检。以上工艺过程详见附表11机械加工工艺过程卡和附表22机械加工工序卡片3.4 机械加工加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定齿轮油泵主动轴零件材料为45钢，硬度为220250HBS毛坯重量约为10Kg，生产类型为中小批量生产，结合生产条件及其经济性选用21的形钢作为

24、毛坯。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下（机械加工余量及其工序尺寸可用反求法计算即从零件的最后一道工序向前推算）：1磨削余量查机加手册可预留0.2mm0.3mm2精加工余量1 mm；3半精加工余量1.5 mm1.8mm;4粗加工余量2.5 mm3.5mm;从毛坯到成品总的加工余量为5.2 mm6.8mm，轴的最大直径处为16 mm。 16（5.2 mm6.8mm）21.2mm22.8mm即毛坯的最小直径21.2mm，毛坯的选择不可满足使用要求。实际上21mm的形钢的氧化皮一般只有4mm左右，切除5mm故不影响其使用性能，另外12mm处只是一个轴

25、肩，16mm处才是传递力的关键部位，因此完全满足使用要求。由于毛坯及以后各道工序的加工都有加工误差，因此所规定的加工余量其实只是名义上的加工余量。实际加工余量有最大与最小之分。各工序或工步的真实加工余量及工序尺寸详见工序卡22。3.5 确定切削用量及基本工时工序1、车削端面，本工序采用计算法确定切削用量。1.加工条件工件材料：45钢正火，硬度220HBS250HBS，毛坯为21mm的形钢。加工要求：车端面，表面粗糙度值为6.3um。机床：CA6140卧式车床。刀具、刀片材料为YT5，刀杆尺寸为16mm25mm，刀具几何角度：Kr90、r15、a8、r0.5mm。2.计算切削用量（1）确定端面最

26、大加工余量：已知毛坯总长133mm，两端面都应切削且应平均分配，一端面切除2.5mm,即a2.5mm，长度公差IT13。（2）确定进给量f：根据切削用量简明手册（以下简称切削手册）表1.4，当刀杆尺寸为16mm25mm，a3 mm以及工件直径为16 mm时 f0.3-0.4mmr按CA6140车床说明书取f0.4mmr（3）计算切削速度：按切削手册表1.27，切削速度的计算公式为（寿命选T60min）式中，m=0.2见切削用量简明手册表1.28即所以（4）确定机床主轴转速 按机床说明书，与560r/min相近的有560r/min，现选取560r/min。所以实际切削速度 （5）切削工时按金属切

27、削原理与刀具1-5公式工序2、粗车16mm外圆柱面,同时应校验机床功率及进给机构强度。1.加工条件工件材料：45钢正火，硬度220HBS250HBS，毛坯为21mm的形钢。加工要求：车外圆16mm，直径余量1mm，表面粗糙度值为16um。尺寸公差14级。机床：CA6140卧式车床。刀具：刀片材料为YT5刀杆尺寸为20mm30mm，Kr75，060=8。2计算切削用量（1）粗车16mm的切削用量A切削深度按加工余量计算的结果粗加工应加工到17mm，查机械制造工艺与机床夹具课程设计指导 21mm-17mm=4mm故可分为二次切削加工即B进给量查机械设计指导表2-19取之间并结合机床说明书取。C切削

28、速度 工件材料45钢正火查机械设计指导表2-20，并考虑已选的切削深度和进给量得，刀具寿命。D确定机床主轴转速机床主轴转速的计算值为 对照机床主轴转速表取实际转速为。故实际切削速度为 E计算切削工时 F校验机床功率查金属切削原理与刀具由表2-1查得得当比切削功率由表2-8查得时，。故切削功率为 CA6140型车床电动机功率为7.8kw,转速为560r/min时传递的最大功率为6.2kw故可以满足使用要求. G.校验机床进给机构的强度查金属切削原理与刀具表2-1可知比切削力故主切削力为:查表2-7当Kr75时因此 若机床进给导轨与溜板磨擦系数为0.1,进给机构在纵向进给方向受力为:由机床的说明书

29、可知机床允许的最大进给力不低于3000N.因此可以满足要求.（3）粗车12mm、10mm的外圆端面A切削深度按前面加工余量分析，应保留的加工到15mm，故此步工序切除量为：21-15=6mm查机械设计指导表2-20又因切削深度直接影响切削力并结合第一步加工16时的经验，切削深度取2mm比校合适。可分3次切削。B进给量查金属切削原理与刀具表4-6刀杆尺寸为20mm30mm以及工件直径12mm取之间并结合CA6140机床说明书取。详见机械设计指导表3-9。C切削速度 工件材料45钢正火查机械设计指导表2-20，并考虑已选的切削深度和进给量得，刀具寿命。D确定机床主轴转速机床主轴转速的计算值为 对照

30、机床主轴转速表取实际转速为。故实际切削速度为 E计算切削工时（2）粗车10mm的切削用量与12mm处大同小异故此不在重复叙述，只是削切工时不同。详见工序卡片。工序4： 半精车轴各部位1.加工条件工件材料：45钢正火，硬度220HBS250HBS，毛坯为21mm的形钢。加工要求：半精车阶梯轴外圆柱面，直径余量0.5mm，表面粗糙度值为6.3um。尺寸公差9级，倒圆角145。机床：CA6140卧式车床。刀具：刀片材料为YT5刀杆尺寸为20mm30mm，Kr90，。2计算切削用量（1）半精车16的切削用量A切削深度按加工余量计算的结果粗加工应加工到16.516.5-16=0.5mm查机械制造设计指导

31、表2-15可知应分为一次切削加工即B进给量查金属切削表4-9切削深度小于2mm并结合机床说明书取。C切削速度 工件材料45钢调质查金属切削表4-9，并考虑已选的切削深度和进给量得，刀具寿命。 D确定机床主轴转速机床主轴转速的计算值为对照机床主轴转速表取实际转速为710r/min。故实际切削速E计算切削工时（2）半精车12mm的切削用量以及10mm等各处与16mm处大同小异故此不在重复叙述，只是削切工时不同。详见工序卡片2-2。工序5：铣键槽按铣削用量的选择原则为保证表面质量增加切削速度减小进给量。1.键槽。查切削手册表3.13确定切削用量。A.铣削深度为3mmB.进给量0.25mm/zC.铣削

32、速度采用高速钢立铣刀d=16mm齿数Z=3则主轴转速为现选用X51立式铣床，根据机床使用说明书取n=800r/min，故实际切削速度为：当n=800r/min时工作台每分钟进给量f应为：查机床说明书D.铣削工时升降进给选60mm/min，在高度行程为8则验证切削功率 查切削手册表3.28而X51立式铣床电机功率为4.5，而转速为800r/min时传递功率为3.8，故可以满足要求。2.铣键槽时A.铣削深度为2.5mmB.进给量C. 确定铣削速度采用高速钢立铣刀d=16mm齿数Z=3则主轴转速取n=800r/min实际当n=725r/min时，工作台每分钟进给f应为查机加说明书取但一步加工成形没有

33、精加工，故选升降取D. 铣削工时验证切削功率同上，可满足使用要求。工序6：精加工整个轴的各阶梯部分余量0.25，表面粗糙度3.2、尺寸公差8级；同工序4： 半精车轴各部位只是切削时各主要参数不同，详见工序卡2-4工序7：车螺纹M10 1）切削速度的计算：参见切削用量手册表21，刀具寿命T=60min,采用高速钢螺纹车刀，规定粗车螺纹时走到次数i=4，精车螺纹时，走刀次数i=2。式中所以粗车螺纹时:精车螺纹时： 2）确定主轴转速粗车螺纹时： 按机床说明书取 n=100r/min使际切削速度 精车螺纹时： 3)切削工时：取切入长度，粗车螺纹工时： 精车螺纹工时 所以车螺纹的总工时为 工序8：终检；

34、3.6工艺装备的选择 工艺装备选择的合理与否，将直接影响工件的加工精度、生产效率和经济效益。应根据地生产类型、具体加工条件、工件结构特点和技术要求等选择工艺装备。 一、夹具的选择 单件、小批生产应首先采用各种通用夹具和机床附件，如卡盘、机床用平口虎钳、分度头等；对于大批和大量生产，为提高生产率应采用专用高效夹具；多品种中、小批量生产可采用可调夹具或成组夹具。因为本课题所要加工的轴形状较简单，采用通用夹具即可，因此选用三角卡盘。二、 刀具的选择 一般优先采用标准刀具。若采用机械集中，则可采用各种高效的专用刀具、复合刀具和多刃刀具等。刀具的类型、规格和精度等级应符合加工要求。其次在选用刀具时还应注

35、意以下几点：1）在数控机床上铣削平面时，应采用镶装可转位硬质合金刀片的铣刀。一般采用两次走刀，一次粗铣，一次精铣。当连续切削时，粗铣刀直径要小一些，精铣刀直径要大一些，最好能包容待加工面的整个宽度。加工余量大，且加工面又不均匀时，刀具直径要选得小些，否则当粗加工时会因接刀刀痕过深而影响加工质量。2）高速钢立铣刀多用于加工凸台和凹槽，最好不要用于加工毛坯面，因为毛坯面有硬化层和夹砂现象，刀具会很快被磨损。3）加工余量较小，并且要求表面粗糙度值较低时，应采用镶立方氮化硼刀片的端铣刀或镶陶瓷刀片的端铣刀。 4）镶硬质合金的立铣刀可用于加工凹槽、窗口面、凸台面和毛坯表面。 5）镶硬质合金的玉米铣刀可以

36、进行强力切削，铣削毛坯表面和用于孔的粗加工。 6）精度要求较高的凹槽加工时，可以采用直径比槽宽小一些的立铣刀，先铣槽的中间部分，然后利用刀具半径补偿功能铣削槽的两边，直到达到精度要求为止。 7）在数控铣床上钻孔，一般不采用钻模，钻孔深度为直径的5倍左右的深孔加工容易折断钻头，应注意冷却和排屑。钻孔前最好先用中心钻钻一个中心孔或用一个刚性好的短钻头锪窝引正。锪窝除了可以解决毛坯表面钻孔引正问题外，还可以代替孔口倒角。三、量具的选择 单件、小批生产应广泛采用通用量具，如游标卡尺、百分尺和千分表等；大批、大量生产应采用极限量块和高效的专用检验夹具和量仪等。量具的精度必须与加工精度相适应。因本零件属于

37、小批量生产，因此，选用通用量具即可。3.7 程序的确定一、数控指令的介绍数控程序的指令由一系列的程序字组成，而程序字通常由地址（address）和数值（number）两部分组成，地址通常是某个大写字母。数控程序中的地址代码意义如表1-1所示。表 1-1 功 能地 址意 义程序号：(ISO)，O (EIA)程序序号顺序号N顺序号准备功能G动作模式（直线、圆弧等）尺寸字X、Y、Z坐标移动指令A、B、C、U、V、W附加轴移动指令R圆弧半径I、J、K圆弧中心坐标进给功能F进给速率主轴旋转功能S主轴转速刀具功能T刀具号、刀具补偿号辅助功能M辅助装置的接通和断开补偿号H、D补偿序号暂停P、X暂停时间子程序

38、号指定P子程序序号子程序重复次数L重复次数参数P、Q、R固定循环二、程序编制方法的确定程序编制分为：手工编程和自动编程两种。1.手动编程：整个编程过程由人工完成。对编程人员的要求高（不仅要熟悉数控代码和编程规则，而且还必须具备机械加工工艺知识和数值计算能力）手工编程适用于：几何形状不太复杂的零件。2.自动编程：编程人员只要根据零件图纸的要求，按照某个自动编程系统的规定， 将零件的加工信息用较简便的方式送入计算机，由计算机自动进行程序的编制，编程系统能自动打印出程序单和制备控制介质。自动编程适用于：形状复杂的零件、虽不复杂但编程工作量很大的零件（如有数千个孔的零件）、虽不复杂但计算工作量大的零件

39、（如轮廓加工时，非圆曲线的计算）。根据以上各种程序编制的特点，对轴的加工程序的编制进行以下选择：由于轴的几何形状不太复杂，因此对其外圆表面的加工，应选择手工编程；其轴上的键槽虽不复杂但计算工作量大，因此选择自动编程。3.8 轴的加工程序 一、轴外圆表面的加工程序如下：1) 确定工艺方案采用三角自定心卡盘夹持外圆，棒料伸出110mm，找正后完成加工。2) 刀具分析零件图以后，确认该零件加工需用三把刀具。选定一号刀为硬质合金机加车刀；二号刀为硬质合金切槽刀；三号刀为硬质合金外圆车刀。3）工艺路线设计（1）选用一号刀进行轮廓的粗车和精车（2）二号刀进行车槽和切断加工（3）三号刀进行车外圆加工左端面的

40、加工程序如下：O8704N100 G54N102 S560 M03N104 M08N106 T0101N108 G00X30.0 Z5.0N110 G94X0 Z-2.5 F0.4N112 G71U2.0 R2.0N114 G71P N116 G00X16.0N120 G01Z-98.5 F0.4 S710N122 G00X100 Z100N124 T0202N126 G00X30.0 Z-5.5 S600N128 G01X15.2 F0.15N130 G04X2.0N132 G00X100 N134 Z100N136 T0303N138 G00X16 Z10N140 G01Z-3.5N142

41、 G00X100N144 Z100N146 M09N148 M05N150 M30右端面及螺纹的加工程序：O0429N152 G54N154 S560 M03N156 M08N158 T0101N160 G00X30.0 Z5.0N162 G94X0 Z-2.5 F0.3N164 G71U2.0 R2.0N166 G71N168 G00X10.0N170 G01Z-18.25 F0.51 S900N172 X12.0N174 Z-34.5N176 G00X100 Z100N178 T0202N180 G00X30.0 Z-16.25N182 G01X7.6 F0.15N184 G04X2.0N

42、186 G00X30.0N188 Z-32.5N190 G01X11.0N192 G04X2.0N194 G00X100N196 Y100N198 T0303N200 G00X10.0 Z10.0N202 G01Z-3.5N204 G00X100N206 Z100N208 T0404 N210 G00X10.0 Z-2.5N212 G76X8.5 Z-16.5 I0 K0.75 D0.3 F2.0A60 P1N214 G00X100Z100N216 M09N218 M05N220 M30二、轴上键槽的铣削路径如图所示： 程序如下：%(刀具名称= 刀具号码=1 刀径补正=0 刀长补正=0 刀具直

43、径=3. 刀角半径=0. )(加工余量: XY方向=0. Z方向=0. )(工件坐标= G54 )N100 G0 G17 G40 G49 G80 G90N102 G91G28 Z0.N104 S800 M3N106 G0 G90 G54 X.5 Y-103.9N108 Z16.5N110 A90.N112 G1 Z6. F0.N114 Y-97.9 F.3N116 G3 X-.5 R.5N118 G1 Y-103.9N120 G3 X.5 R.5N122 G1 Z5.5 F0.N124 Y-97.9 F.3N126 G3 X-.5 R.5N128 G1 Y-103.9N130 G3 X.5 R.5N132 G1 Z5. F0.N134 Y-97.9 F.3N136 G3 X-.5 R.5N138 G1 Y-103.9N140 G3 X.5 R.5N142 G1 Z4.5 F0.N144 Y-97.9 F.3N146 G3 X-.5 R.5N148 G1 Y-103.9N150 G3 X.5 R.5N152 G1 Z4. F0.N154 Y-97.9 F.3N156 G3 X-.5 R.5N158 G1 Y-103.9N160 G3 X.5 R.5