毕业设计轴类零件的加工工艺与编程.doc

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1、 毕 业 设 计（论 文）题 目： 轴类零件的加工工艺与编程 专 业： 机电一体化 班 级： 学 号： 学生姓名： 指导教师： 完成日期： 摘 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。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

2、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 录1前言12 零件图及图样分析22.1 零件图22.2 图样工艺分析23 零件加工工艺设计33.1工艺分析33.2 刀具的选择和切削参数53.3 夹具的选择与类型63.3.1 夹具的选择63.3.2 夹具的类型63.3.3 零件的安装64 零件的加工工序及编程84.1 数控加工工序84.2 数控加工程序及备注8结束语14参考文献1

3、5致谢16 1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

4、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

5、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2.1 零件图 图 2-12.2 图样工艺分析如图2-1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

6、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。下料锻造粗车半精车精车磨削另外在加工过程中为防止发生工件形变必须对工件

7、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。3.2 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

8、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主轴转速序号加工内容刀具规格n/r.min进给速度v/mm.min类型材料1粗加工外轮廓（T01）30外圆车刀硬质合金1200F0.22半精加工外轮廓（T02）35外圆车刀1500F0.23刀槽（T04）直径1mm的槽刀800F0.14精加工外轮廓（T03）35外圆车车2000F0.15切宽槽（T05）直径为5mm的槽刀800F0.16车螺纹（T06）30螺纹刀900F0.47粗加工外轮廓（T07）30外圆车刀1000F0.23.3 夹具的选择与类型3.3.1 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

9、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。3.3.2 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

10、由主轴上的拨动卡盘传动旋转3.3.3 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 零件的加工工序及编程4.1 数控加工工序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

11、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的螺纹。15.最后磨削两端35的直径。4.2 数控加工程序及备注O0001 程序开始N01 M03 S1200N02 T0101 M08N03 G00 X82 Z2N04 G73 U39 R10N05 G73 P06 Q18 U0 W0 F0.3N06 G01 X12 F0.3N

12、07 Z0N08 Z-7.7N09 X14N10 Z-36.2N11 X27N12 Z-99N13 X37N14 Z-165N15 X80N16 Z-173N17 G02 X80 Z-302 R114.01N18 G01 Z-315N19 G00 X100 Z100N20 M00N21 M05N22 M03 S1200N23 T0101 N24 G00 X82 Z2N25 G70 P06 Q18 F0.1N26 G00 X100 Z100N27 M09N28 M05N29 M03 S1500N30 T0202 M08N31 G00 X82 Z2N32 G71 U4 R1N33 G71 P34

13、Q44 U0 W0 F0.2N34 G01 X10.5 F0.2N35 Z0N36 Z-7.7N37 X12.5N38 Z-36.2N39 X25.5N40 Z-99N41 X35.5N42 Z-165N43 X81N44 Z-173N45 G00 X100 Z100N46 M00N47 M05N48 M03 S1500N49 T0202 N50 G00 X82 Z2N51 G70 P34 Q44.6 F0.3N52 G00 X100 Z100N53 M09N54 M05N55 M03 S2000N56 T0303 M08N57 G00 X82 Z2N58 G71 U4 R1N59 G71 P

14、60 Q75 U0.000 W0.00 F0.1N60 G01 X9.400 F0.1N61 Z0.00N62 G03 X10.000 Z-0.30 R0.3N63 G01 Z-7.70N64 X11.400N65 G03 X12.000 Z-8.00 R0.3N66 G01 Z-36.20N67 X24.400N68 G03 X25.000 Z-36.50 R0.3N69 G01 Z-99.00N70 X34.400N71 G03 X35.000 Z-99.30 R0.3N72 G01 Z-165.00N73 X79.400N74 G03 X80.000 Z-165.30 R0.3N75 G

15、01 Z-173N76 G00 X100 Z100N77 M09N78 M05N79 M03 S2000N80 T0303 M08N81 G00 X85 Z2N82 G70 P60 Q75N83 G00 X100 Z100N84 M09N85 M05N86 M03 S800N87 T0404N88 G00 X20 Z2N89 G01 Z-20.2 F0.1N90 X10.5 F0.1N100 X20N101 Z-20.7N102 X10.5N103 X20N104 Z-21.2N105 X20N106 G00 X100 Z100N107 M09N108 M05N109 M03 S800N110

16、 T0505 M08N111 G00 X83 Z2N112 G01 Z-178 N113 G75 R0.1N114 G75 X40.2 Z-302 P5000 Q4500 R0 F0.1N115 G01 X85N116 G00 X100 Z100N117 M09N118 M05N119 M03 S1500N120 T0303 M08N121 G00 X83 Z2N122 G01 Z-186N123 X40 N124 Z-302N125 X79.4000N126 G02 X80 Z-302.3 R0.3N127 G01 X320N128 G00 X100 Z100N129 M09N130 M05

17、N131 M03 S900N132 T0606N133 G00 X12 Z3N134 G92 X11.6 Z-20.2 F1N135 X11.4N136 X11.2N137 X11N138 X10.9N139 X10.8N140 X10.7N141 G00 X100 Z100N142 M30掉头装夹N01 M03 S1200N02 T0101 M08N03 G00 X82 Z3N04 G71 U2 R1N05 G71 P06 Q15 U0.000 W0.00 F0.1N06 G01 X8 F0.1N07 Z0N08 Z-9N08 X10N09 Z-30N10 X20N11 Z-56N12 X3

18、7N13 Z-105N14 X80N15 Z-110N16 G00 X100 Z100N17 M09N18 M05N19 M03 S1200N20 T0101 M08N21 G00 X82 Z3N22 G70 P06 Q15N23 G00 X100 Z100N24 M09N25 M05N26 M03 S1500N27 T0202 M08N28 G00 X82 Z3N29 G71 U4 R1N30 G71 P31 Q41 U0.000 W0.00 F0.1N31 G01 X7 F0.1N32 Z0N33 Z-9N34 X9N35 Z-30N36 X19N37 Z-56N38 X36N39 Z-1

19、05N40 X80N41 Z-110N42 G00 X100 Z100N43 M09N44 M05N45 M03 S1500N46 T0202 M08N47 G00 X82 Z3N48 G70 P06 Q15N49 G00 X100 Z100N50 M09N51 M05N56 M03 S2000N57 T0303 M08N58 G00 X82 Z3N58.5 G71 U4 R1N59 G71 P60 Q76 U.000 R0.00 F0.1N60 G01 X5.400N61 Z0.00N62 G03 X6.000 Z-0.3 R0.3N63 G01 Z-9.00N64 G01 X7.400N6

20、5 G03 X8.000 Z-9.30 R0.3N66 G01 Z-30.00N67 X17.400N68 G03 X18.000 Z-30.30 R0.3N69 G01 Z-56.00N70 X34.400N71 G03 X35.000 Z-56.30 R0.3N72 G01Z-105N73 X79.400N75 G03 X80.000 Z-105.30 R0.3N76 Z-110N77 G00 X100 Z100N78 M09N79 M05N80 M03 S2000N81 T0303 M08N82 G00 X82 Z3N83 G70 P60 Q76N84 G00 X100 Z100N85

21、M09N86 M05N87 M03 S1500N88 T0303 M08N89 G00 X83 Z3N90 G01 Z-220N91 X40N92 Z-242N93 X79.4N94 G02 X80 Z-242.3 R0.3N95 G00 X100 Z100N96 M09N97 M05N98 M03 S800N99 T0404 M08N100 G00 X10 Z3N101 G01 Z-8.5N102 X5 F0.1N103 X10N104 Z-9N105 X5N106 X20N107 G00 X100 Z100 N108 M09N109 M05N110 M03 S900N111 T0606 M

22、08N112 G00 X6 Z3N113 G92 X5.9025 Z-8.3 F0.75N114 X5.7N115 X5.5N116 X5.3N117 X5.2N118 X5.1N119 X5.025N120 G00 X100 Z100 N121 M30 程序结束致 谢三年的学习生活转瞬即逝,让人有些措手不及的感觉,好象还没开始已经结束。时间的流逝其过程中经历的坎坷使一个人慢慢成熟，因而我对过去的日子和给过我鼓励、帮助的人们总是心怀感激，并让我倍加珍惜未来的生活。在最后的一段时间里是最考验我们的时候.毕业设计是我们在大学里的最后一课,任务非常艰巨,要求也很严格.通过本次毕业设计，使对以前所学知

23、识进行的一次系统而全面的巩固和复习。在此次的毕业设计中,我遇到了许多的困难。在学校各个部门及老师同学的帮助下我完成了毕业设计，因此我真诚的向那些给我帮助和指导的部门和个人致意我的谢意。首先要感谢学院和机电工程系,为我们能较好进行设计提供了很多的帮助，为我们能顺利进行毕业设计提供了前提。还应该感谢学校图书馆,给我们提供了大量的资料,对我解决设计中碰到的问题提供了很大的帮助。其次,要感谢我们的设计指导老师：*老师。本次毕业设计是在她的悉心指导下展开的。从设计题目的提出到论文的完成，*老师都在关注我们的进度，卢老师一丝不苟的治学态度和高度的责任感，使我难忘和感动。谨向*老师以最衷心的感谢。他那丰富的专业知识和经验以及对专业孜孜不倦的敬业态度让我感触很深。他给予了我们充分的指导，并且还培养了我们独立思考问题的能力。从她身上,我不仅学到了很多专业方面的知识,还学到了一种严谨的求知精神。所有这些都将成为我们以后继续学习的榜样。