冶金职业技术学院
机电一体化技术专业毕业设计(论文)
题目：套筒类零件加工的工艺分析
系(部)：机电工程系
专业名称：机电一体化技术
姓名：家龙
号：9
班级名称：10春季机电自考大专(1)班
指导老师：董燕
提交时间：2012年4月3日
摘要
高效率、高精度加工是套筒类最主要特点之一。套筒类零件是机械中常见的一种零件，它的应用围很广。由于其功用不同，套筒类零件的结构和尺寸有着很大的差别，但其结构上仍有共同点，即：零件的主要表面为同轴度要求较高的外圆表面；零件壁的厚度较薄且易变形；零件长度一般大于直径等。随着结构形式的差异、加工精度的高低和基准使用情况的不同，套筒类零件加工工艺也不一样。一般套筒类零件在加工中主要的问题是保证外圆的相互位置精度（即保证、外圆表面的同轴度以及轴线与端面的垂直度要求）和防止变形。利用套筒零件加工，其产品加工的质量一致性好，尤其在轮廓不规则、复杂的曲线或曲面、多工艺复合化加工和高精度要求的产品加工时，其优点是传统数控零件加工所无法比拟的。
随着科学技术飞速发展和经济竞争的日趋激烈，机械产品的更新速度越来越快，数控加工技术作为先进生产力的代表，在机械及相关行业领域发挥着重要的作用，机械制造的竞争，其实质是数控技术的竞争。本次设计就是进行套类零件的数控加工工艺，对套类零件的加工工艺分析，并绘制零件图。其中零件工艺规程的分析是此次论文的重点和难点。
关键字：套筒类零件；液压缸；工艺分析
目录
引言 (1)
一、套筒类零件的结构特点及工艺分析 (1)
1.1轴承套加工工艺 (1)
1.2液压缸加工工艺分析 (2)
二、套筒类零件加工中的主要工艺问题 (4)
2.1 保证相互位置精度 (4)
2.2 防止变形的方法 (6)
三、套筒类零件的程序编程 (8)
四、套筒类零件的功用及结构特点 (11)
4. 1 套筒类零件技术要求 (11)
4.2 套筒类零件的材料、毛坯及热处理 (12)
结论 (13)
致 (14)
参考文献 (15)
套筒类零件加工的工艺分析
引言
理想的加工程序不仅应保证加工出符合图样的合格工件，同时应能使数控机床的功能得到合理的应用和充分的发挥。数控机床是一种高效率的自动化设备，它的效率高于普通机床的2～3倍，要充分发挥数控机床的这一特点，必须在编程之前对工件进行工艺分析，根据具体条件，选择经济、合理的工艺方案。数控加工工艺考虑不周是影响数控机床加工质量、生产效率及加工成本的重要因素。
一、套筒类零件的结构特点及工艺分析
套筒类零件的加工工艺根据其功用、结构形状、材料和热处理以及尺寸大小的不同而异。就其结构形状来划分，大体可以分为短套筒和长套筒两大类。它们在加工中，其装夹方法和加工方法都有很大的差别，以下分别予以介绍。
1.1轴承套加工工艺
如图1－1所示的轴承套，材料为ZQSn6-6-3，每批数量为200件。
1、轴承套的技术条件和工艺分析
该轴承套属于短套筒，材料为锡青图1－1轴承套简图铜。其主要技术要求为：Φ34js7外圆对Φ22H7孔的径向圆跳动公差为0.01mm；左端面对Φ22H7孔轴线的垂直度公差为0.01mm。轴承套外圆为IT7级精度，采用精车可以满足要求；孔精度也为IT7级，采用铰孔可以满足要求。孔的加工顺序为：钻孔－车孔－铰孔。
由于外圆对孔的径向圆跳动要求在0.01mm，用软卡爪装夹无法保证。因此精车外圆时应以孔为定位基准，使轴承套在小锥度心轴上定位，用两顶尖装夹。这样可使加工基准和测量基准一致，容易达到图纸要求。
车铰孔时，应与端面在一次装夹中加工出，以保证端面与孔轴线的垂直度在0.01mm 以。
图1-1 轴承套
2、轴承套的加工工艺
表1－1为轴承套的加工工艺过程。粗车外圆时，可采取同时加工五件的方法来提高生产率。
表1-1轴承套加工工艺过程
序号工序名称工序容定位与夹紧
1 备料棒料，按5件合一加工下料
2 钻中心孔
车端面，钻中心孔
调头车另一端面，钻中心孔
三爪夹外圆
3 粗车
车外圆Ф42长度为6.5mm，车外圆Ф34Js7为Ф35mm，
车空刀槽2×0.5mm，取总长40.5mm，车分割槽
Ф20×3mm，两端倒角1.5×45°，5件同加工，尺寸均相
同
中心孔
4 钻
钻孔Ф22H7至Ф22mm成单件软爪夹Ф42mm
外圆
5 车、铰
车端面，取总长40mm至尺寸
车孔Ф22H7为Ф22mm
软爪夹Ф42mm
外圆
车槽Ф24×16mm至尺寸
铰孔Ф22H7至尺寸
孔两端倒角
6 精车车Ф34Js7(±0.012)mm至尺寸Ф22H7孔心轴
7 钻钻径向油孔Ф4mm Ф34mm外圆及
端面
8 检查
1.2液压缸加工工艺分析
液压缸为典型的长套筒零件，与短套筒零件的加工方法和工件安装方式都有较大的差别。
1、液压缸的技术条件和工艺分析
液压缸的材料一般有铸铁和无缝钢管两种。图1－2所示为用无缝钢管材料的液压缸。为保证活塞在液压缸移动顺利，对该液压缸孔有圆柱度要求，对孔轴线有直线度要求，孔轴线与两端面间有垂直度要求，孔轴线对两端支承外圆（Φ82h6）的轴线有同轴度要求。除此之外还特别要求：孔必须光洁无纵向刻痕；若为铸铁材料时，则要求其组织紧密，不得有砂眼、针孔及疏松。
图1-2 液压缸
2、液压缸的加工工艺
表1－2为液压缸的加工工艺过程
序号工序名称工序容定位与夹紧1 配料无缝钢管切断
2 车1．车Ф82mm外圆到Ф88mm及M88×1.5mm
螺纹（工艺用）
三爪卡盘夹一端，大头顶尖顶另
一端
2．车端面及倒角三爪卡盘夹一端，搭中心架托
Ф88mm处
3．调头车Ф82mm外圆到Ф84mm 三爪卡盘夹一端，大头顶尖顶另
一端
4．车端面及倒角取总长1686mm（留加工余量
1mm）
三爪卡盘夹一端，搭中心架托
Ф88mm处
3 深孔推镗1．半精推镗孔到Ф68mm
一端用M88×1.5mm螺纹固定
在夹具中，另一端搭中心架2．精推镗孔到Ф69.85mm
3．精铰（浮动镗刀镗孔）到Ф70±0.02mm，
表面粗糙度值Ra为2.5μm
4 滚压孔
用滚压头滚压孔至Ф70 mm,表面粗糙度值Ra为
0.32μm 一端用螺纹固定在夹具中, 另一端搭中心架
5 车1．车去工艺螺纹，车Ф82h6到尺寸，割R7槽软爪夹一端，以孔定位顶另一端2．镗锥孔1°30′及车端面软爪夹一端，中心架托另一端(百
分表找正孔)
3．调头，车Ф82h6到尺寸，割R7槽软爪夹一端，顶另一端
4．镗锥孔1°30′及车端面软爪夹一端，顶另一端
二、套筒类零件加工中的主要工艺问题
一般套筒类零件在机械加工中的主要工艺问题是保证外圆的相互位置精度（即保证、外圆表面的同轴度以及轴线与端面的垂直度要求）和防止变形。
2.1 保证相互位置精度
要保证外圆表面间的同轴度以及轴线与端面的垂直度要求，通常可采用下列三种工艺方案：
（1）在一次安装中加工外圆表面与端面。这种工艺方案由于消除了安装误差对加工精度的影响，因而能保证较高的相互位置精度。在这种情况下，影响零件外圆表面间的同轴度和孔轴线与端面的垂直度的主要因素是机床精度。该工艺方案一般用于零件结构允许在一次安装中，加工出全部有位置精度要求的表面的场合。为了便于装夹工件，其毛坯往往采用多件组合的棒料，一般安排在自动车床或转塔车床等工序较集中的机床上加工。图2－1所示的衬套零件就是采用这一方案的典型零件。其加工工艺过程参见表2－1和图2－1。
表2-1棒料毛坯的机械加工工艺过程
4 加工油槽
精加工外圆表面(如要求不高的衬套，该工序可由工序1中的精车
代替)
外圆表面
图2-1衬套零件
（2）全部加工分在几次安装中进行，先加工孔，然后以孔为定位基准加工外圆表面。用这种方法加工套筒，由于孔精加工常采用拉孔、滚压孔等工艺方案，生产效率较高，同时可以解决镗孔和磨孔时因镗杆、砂轮杆刚性差而引起的加工误差。当以孔为基准加工套筒的外圆时，常用刚度较好的小锥度心轴安装工件。小锥度心轴结构简单，易于制造，心轴用两顶尖安装，其安装误差很小，因此可获得较高的位置精度。图2－3所示的轴套即可采用这一方案加工，其加工工艺过程见表2－2。
图2-2 转塔车床上加工衬套图2-3 轴套
表2-2单件毛坯轴套的机械加工工艺过程
序号工序容定位基准
1 粗加工端面、钻孔、倒角外圆
2 粗加工外圆及另一端、倒角孔(用梅花顶尖和活络顶尖)
3 半精加工孔(扩孔或镗孔)、精加工端面外圆
4 精加工孔(拉孔或压孔) 孔及端面
5 精加工外圆及端面孔
（3）全部加工分在几次安装中进行，先加工外圆，然后以外圆表面为定位基准加工孔。这种工艺方案，如用一般三爪自定心卡盘夹紧工件，则因卡盘的偏心误差较大会降低工件的同轴度。故需采用定心精度较高的夹具，以保证工件获得较高的同轴度。较长的套筒一般多采用这种加工方案。
2.2 防止变形的方法
薄壁套筒在加工过程中，往往由于夹紧力、切削力和切削热的影响而引起变形，致使加工精度降低。需要热处理的薄壁套筒，如果热处理工序安排不当，也会造成不可校正的变形。防止薄壁套筒的变形，可以采取以下措施：
（1）减小夹紧力对变形的影响
①夹紧力不宜集中于工件的某一部分，应使其分布在较大的面积上，以使工件单位面积上所受的压力较小，从而减少其变形。例如工件外圆用卡盘夹紧时，可以采用软卡爪，用来增加卡爪的宽度和长度，如图2-4所示。同时软卡爪应采取自镗的工艺措施，以减少安装误差，提高加工精度。图2-5是用开缝套筒装夹薄壁工件，由于开缝套筒与工件接触面大，夹紧力均匀分布在工件外圆上，不易产生变形。当薄壁套筒以孔为定位基准时，宜采用涨开式心轴。
②采用轴向夹紧工件的夹具。如图2-6所示，由于工件靠螺母端面沿轴向夹紧，故其夹紧力产生的径向变形极小。
③在工件上做出加强刚性的辅助凸边，加工时采用特殊结构的卡爪夹紧，如图2－7所示。当加工结束时，将凸边切去。
图2-4用软卡爪装夹工件图2-5 用开缝套筒装夹薄壁工件
（2）减少切削力对变形的影响
常用的方法有下列几种：
①减小径向力，通常可借助增大刀具的主偏角来达到。
②外表面同时加工，使径向切削力相互抵消，见图2－7所示。
图2-6轴向夹紧工件图2-7辅助凸边的作用
③粗、精加工分开进行，使粗加工时产生的变形能在精加工中能得到纠正。
（3）减少热变形引起的误差
工件在加工过程中受切削热后要膨胀变形，从而影响工件的加工精度。为了减少热变形对加工精度的影响，应在粗、精加工之间留有充分冷却的时间，并在加工时注入足够的切削液。
热处理对套筒变形的影响也很大，除了改进热处理方法外，在安排热处理工序时，应安排在精加工之前进行，以使热处理产生的变形在以后的工序中得到纠正。
加工图7-66所示的套筒零件，毛坯直径为φ150mm、为40mm，材料为Q235；未注倒角1×45°，其余Ra6.3；棱边倒钝。
三、套筒类零件的程序编程
加工图3-1所示的套筒零件，毛坯直径为φ150mm、长为40mm，材料为Q235；未注倒角1×45°，其余Ra6.3；棱边倒钝。
图3-1套筒零件
解：采用华中数控系统编程。该零件的加工工艺及其程序见表3-1、表3-2 表3-1加工φ145mm外圆及φ112mm、φ98mm孔的程序
程序说明
%7111 程序名
N10 G92 X160 Z100 设置工件坐标系
N20 M03 S300 主轴正转，转速300r/min
表3-2加工φ120mm外圆及端面的程序
1、夹φ120mm外圆，找正，加工φ145mm外圆及φ112mm、φ98mm孔。所用刀具有外圆加工正偏刀（T01）、孔车刀（T02）。加工工艺路线为：粗加工φ98mm的孔→粗加工φ112mm的孔→精加工φ98mm、φ112mm的孔及孔底平面→加工φ145mm的外圆。加工程序见表3-1 。
2、夹φ112mm孔，加工φ120mm的外圆及端面。所用刀具有45°端面刀（T01）、外圆加工正偏刀（T02）。加工工艺路线为：加工端面→加工φ120mm的外圆→加工R2圆弧及平面。加工程序见表3-2。
四、套筒类零件的功用及结构特点
套筒类零件是指在回转体零件中的空心薄壁件，是机械加工中常见的一种零件，在各类机器中应用很广，主要起支承或导向作用。由于功用不同，其形状结构和尺寸有很大的差异，常见的有支承回转轴的各种形式的轴承圈、轴套；夹具上的钻套和导向套；燃机上的气缸套和液压系统中的液压缸、电液伺服阀的阀套等都属于套类零件。其大致的结构形式如图5．1所示。
套筒类零件的结构与尺寸随其用途不同而异，但其结构一般都具有以下特点：外圆直径d一般小于其长度L，通常L／d<5；孔与外圆直径之差较小，故壁薄易变形较小；外圆回转面的同轴度要求较高；结构比较简单。
4.1 套筒类零件技术要求
套筒类零件的外圆表面多以过盈或过渡配合与机架或箱体孔相配合起支承作用。孔主要起导向作用或支承作用，常与运动轴、主轴、活塞、滑阀相配合。有些套筒的端面或凸缘端面有定位或承受载荷的作用。套筒类零件虽然形状结构不一，但仍有共同特点和技术要求，根据使用情况可对套筒类零件的外圆与孔提出如下要求：
1)孔与外圆的精度要求外圆直径精度通常为IT5～IT7，表面粗糙度Ra为5～0．63um，要求较高的可达0．04 um；孔作为套类零件支承或导向的主要表面，要求孔尺寸精度一般为IT6～117，为保证其耐磨性要求，对表面粗糙度要求较高(Ra=2．5～0．16 um)。有的精密套筒及阀套的孔尺寸精度要求为IT4～II5，也有的套筒(如油缸、气缸缸筒)由于与其相配的活塞上有密封圈，故对尺寸精度要求较低，一般为II'8—ITc)，但对表面粗糙度要求较高，Ra一般为2．5～1．6um。
2)几何形状精度要求通常将外圆与孔的几何形状精度控制在直径公差以即可；对精密轴套有时控制在孔径公差的1／2～1／3，甚至更严。对较长套筒除圆度有要求以外，还应有孔的圆柱度要求。为提高耐磨性，有的孔表面粗糙度要求为Ral．6-0．1 um，有的高达Ra0．025um。套筒类零件外圆形状精度一般应在外径公差，表面粗糙度Ra为3．2～0．4um。
3)位置精度要求位置精度要求主要应根据套类零件在机器中功用和要求而定。如果孔的最终加工是在套筒装配(如机座或箱体等)之后进行时，可降低对套筒、外圆表面的同轴度要求；如果孔的最终加工是在装配之前进行时，则同轴度要求较高，通常同轴度为0.01～0．06mm。套筒端面(或凸缘端面)常用来定位或承受载荷，对端面与外圆和孔轴心线的垂直度要求较高，一般为0．05～0．02mm。
4.2 套筒类零件的材料、毛坯及热处理
套筒类零件毛坯材料的选择主要取决于零件的功能要求、结构特点及使用时的工作条件。
套筒类零件一般用钢、铸铁、青铜或黄铜和粉末冶金等材料制成。有些特殊要求的套类零件可采用双层金属结构或选用优质合金钢，双层金属结构是应用离心铸造法在钢或铸铁轴套的壁上浇注一层巴氏合金等轴承合金材料，采用这种制造方法虽增加了一些工时，
但能节省有色金属，而且又提高了轴承的使用寿命。
套类零件的毛坯制造方式的选择与毛坯结构尺寸、材料和生产批量的大小等因素有关。孔径较大(一般直径大于20mm)时，常采用型材(如无缝钢管)、带孔的锻件或铸件；孔径较小(一般小于20mm)时，一般多选择热轧或冷拉棒料，也可采用实心铸件；大批大量生产时。可采用冷挤压、粉末冶金等先进工艺，不仅节约原材料，而且生产率及毛坯质量精度均可提高。
套筒类零件的功能要求和结构特点决定了套筒类零件的热处理方法有渗碳淬火、表面淬火、调质、高温时效及渗氮。
结论
数控机床由于具有优越的机械加工特点，特别是数控铣床在模具制造业中的应用越来越广泛，为充分发挥数控机床的作用，必须编制高质量的数控加工程序。由于各国厂家生产的数控系统的编程规则和数控指令不完全相同，因此必须按照所使用的数控套筒类的编程规则和指令进行编程，只有这样编制的数控加工程序才能为机床的数控系统所接受。
致
论文的是在指导老师下完成的，指导老师治学严谨，学识渊博，品德高尚，平易近人，在我们学习期间不仅传授了做学问的秘诀，还传授了做人的准则。这些都将使我终生受益。无论是在理论学习阶段，还是在论文的选题、资料查询、开题、研究和撰写的每一个环节，无不得到指导老师的悉心指导和帮助。借此机会我们向导师表示衷心的感！同时，我要感教育技术学授课的各位老师，正是由于他们的传道、授业、解惑，让我学到了专业知识，并从他们身上学到了如何求知治学、如何为人处事。我也要感我的母校冶金技师学院，是她提供了良好的学习环境和生活环境，让我们的大学生活丰富多姿，为我们的人生留下精彩的一笔。
轴类零件的加工工艺 绪论 本课题主要研究轴类零件加工过程，加工工艺注意点及改进的方法，通过总结非标件的加工以及典型半成品轴类零件的加工实例来加以说明。现在许多制造最终成品的工厂为了提高机器的某些性能或者降低成本，需要找机械加工厂定做的，常常会因为设备、技术或者工艺规程制定的不是很好，加工出来的部件无法满足使用要求，所以需要一次次的总结，改进加工工艺，从而完善产品。经过总结了生产上出现的问题，写下了这篇论文。 轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一。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。 图轴的种类 a)光轴 b)空心轴 c)半轴 d)阶梯轴 e)花键轴 f)十字轴 g）偏心轴 h)曲轴 i) 凸轮轴 1 轴类零件的功用、结构特点 轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一。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。它主要用来支承传动零部件，传递扭矩
和承受载荷。轴类零件是旋转体零件，其长度大于直径，一般由同心轴的外圆柱面、圆锥面、内孔和螺纹及相应的端面所组成。根据结构形状的不同，轴类零件可分为光轴、阶梯轴、空心轴和曲轴等。 轴的长径比小于5的称为短轴，大于20的称为细长轴，大多数轴介于两者之间。 1.1轴类零件的毛坯和材料 1.1.1轴类零件的毛坯 轴类毛坯常用圆棒料和锻件；大型轴或结构复杂的轴采用铸件。毛坯经过加热锻造后，可使金属内部纤维组织沿表面均匀分布，获得较高的抗拉、抗弯及抗扭强度。 根据生产规模的不同，毛坯的锻造方式有自由锻和模锻两种。中小批生产多采用自由锻，大批大量生产时采用模锻。 1.1.2轴类零件的材料 轴类零件材料常用45钢，精度较高的轴可选用40Cr、轴承钢GCr15、弹簧钢65Mn，也可选用球墨铸铁；对高速、重载的轴，选用20Mn2B、20Cr等低碳合金钢或38CrMoAl氮化钢。 45钢是轴类零件的常用材料，它价格便宜经过调质（或正火）后，可得到较好的切削性能，而且能获得较高的强度和韧性等综合机械性能，淬火后表面硬度可达45～52HRC。 40Cr等合金结构钢适用于中等精度而转速较高的轴类零件，这类钢经调质和淬火后，具有较好的综合机械性能。 轴承钢GCr15和弹簧钢65Mn，经调质和表面高频淬火后，表面硬度可达50～58HRC，并具有较高的耐疲劳性能和较好的耐磨性能，可制造较高精度的轴。 精密机床的主轴（例如磨床砂轮轴、坐标镗床主轴）可选用38CrMoAIA氮化钢。这种钢经调质和表面氮化后，不仅能获得很高的表面硬度，而且能保持较软的芯部，因此耐冲击韧性好。与渗碳淬火钢比较，它有热处理变形很小，硬度更高的特性。 2 轴类零件一般加工要求及方法 2.1 轴类零件加工工艺规程注意点
第4章典型零件的机械加工工艺分析 本章要点 本章介绍典型零件的机械加工工艺规程制订过程及分析，主要内容如下：1．介绍机械加工工艺规程制订的原则与步骤。 2．以轴类、箱体类、拨动杆零件为例，分析零件机械加工工艺规程制订的全过程。 本章要求：通过典型零件机械加工工艺规程制订的分析，能够掌握机械加工工艺规程制订的原则和方法，能制订给定零件的机械加工工艺规程。 §机械加工工艺规程的制订原则与步骤 §机械加工工艺规程的制订原则 机械加工工艺规程的制订原则是优质、高产、低成本，即在保证产品质量前提下，能尽量提高劳动生产率和降低成本。在制订工艺规程时应注意以下问题： 1．技术上的先进性 在制订机械加工工艺规程时，应在充分利用本企业现有生产条件的基础上，尽可能采用国内、外先进工艺技术和经验，并保证良好的劳动条件。 2．经济上的合理性 在规定的生产纲领和生产批量下，可能会出现几种能保证零件技术要求的工艺方案，此时应通过核算或相互对比，一般要求工艺成本最低。充分利用现有生产条件，少花钱、多办事。 3．有良好的劳动条件 在制订工艺方案上要注意采取机械化或自动化的措施，尽量减轻工人的劳动强度，保障生产安全、创造良好、文明的劳动条件。 由于工艺规程是直接指导生产和操作的重要技术文件，所以工艺规程还应正确、完整、统一和清晰。所用术语、符号、计量单位、编号都要符合相应标准。必须可靠地保证零件图上技术要求的实现。在制订机械加工工艺规程时，如果发现零件图某一技术要求规定得不适当，只能向有关部门提出建议，不得擅自修改零件图或不按零件图去做。 §制订机械加工工艺规程的内容和步骤 1．计算零件年生产纲领，确定生产类型。 2．对零件进行工艺分析 在对零件的加工工艺规程进行制订之前，应首先对零件进行工艺分析。其主要内容包括： （1)分析零件的作用及零件图上的技术要求。
目录 摘要 (3) 绪论 (5) 一、选择本课题的目的及意义 (5) 二、数控机床及数控技术的应用与发展 (5) （一）数控机床的应用与发展 (5) （二）数控技术的应用与发展 (6) 三、对课题任务的阐述 (6) 第二章工艺方案分析 (7) 2.2零件图分析及毛坯的选择 (7) 2.3设备的选择 (8) 2.5确定加工方法 (10) 2.6确定加工方案 (10) 第三章确定零件的定位基准和装夹方式 (12) 1．粗基准选择原则 (12) 2．精基准选择原则 (12) 3．定位基准 (12) 4.装夹方式 (12) 第四章工艺过程 (13) 1．工序与工步的划分 (13) 2．工步的划分 (13) 第五章确定加工顺序及进给路线 (14) 1．零件加工必须遵守的安排原则 (14) 2．进给路线 (14) 第六章刀具及切削用量的选择 (14) 6.1选择数控刀具的原则 (14) 6.2选择数控车削用刀具 (15) 6.3设置刀点和换刀点 (16) 6.4切削用量的选择 (16) 1．背吃刀量的选择 (16) 选择背吃刀量： (16) 2．主轴转速的选择 (17) 3．进给量的选取 (17) 4．进给速度的选取 (17) 7.1轴类零件加工工艺分析 (18) 7.2典型轴类零件加工工艺 (20) 7.3加工坐标系设置 (21) 7.4手工编程 (22) 第八章结束语 (25)
第九章致谢词 (26) 参考文献 (27)
摘要 数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术，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，即所谓的数字化装备，数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使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，对国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，因为这些行业所需要装备的数字化已是现代发展的大趋势。而数控加工技术是随着数控机床的产生、发展而逐步完善起来的一种应用技术，是机械制造业人员长期从事数控加工时间的经验总结。数控加工技术就是用数控机床加工零件的方法。在数控加工中，利用工件的旋转运动和刀具的直线运动或者曲线运动来改变毛坯的尺寸和形状，把毛坯加工成符合精度要求的零件。数控车削加工是利用工件相对于刀具的旋转运动对工件进行切削加工的方法。车削适合加工回转类零件、内外圆锥面、端面、圆弧面、沟槽、螺纹和回转成形面等，所用的刀具主要是车刀。数控车削加工是现代制造技术的典型代表，在制造业的各个领域得到广泛的应用如航天、汽车、精密机械等。总之,它是从零件图纸到获得数控加工程序的全过程。已经成为这些行业不可或缺的加工手段。 关键词：数控技术；车削加工；数控加工工艺；数控编程
6.4典型轴类零件加工工艺分析 6.4.1 轴类零件加工的工艺分析 (1)轴类零件加工的工艺路线 1)基本加工路线 外圆加工的方法很多，基本加工路线可归纳为四条。 ① 粗车—半精车—精车 对于一般常用材料，这是外圆表面加工采用的最主要的工艺路线。 ② 粗车—半精车—粗磨—精磨 对于黑色金属材料，精度要求高和表面粗糙度值要求较小、零件需要淬硬时，其后续工序只能用磨削而采用的加工路线。 ③ 粗车—半精车—精车—金刚石车 对于有色金属，用磨削加工通常不易得到所要求的表面粗糙度，因为有色金属一般比较软，容易堵塞沙粒间的空隙，因此其最终工序多用精车和金刚石车。 ④ 粗车—半精—粗磨—精磨—光整加工 对于黑色金属材料的淬硬零件，精度要求高和表面粗糙度值要求很小，常用此加工路线。 2)典型加工工艺路线 轴类零件的主要加工表面是外圆表面，也还有常见的特特形表面，因此针对各种精度等级和表面粗糙度要求，按经济精度选择加工方法。 对普通精度的轴类零件加工，其典型的工艺路线如下： 毛坯及其热处理—预加工—车削外圆—铣键槽—（花键槽、沟槽）—热处理—磨削—终检。 (1)轴类零件的预加工 轴类零件的预加工是指加工的准备工序，即车削外圆之前的工艺。 校直毛坯在制造、运输和保管过程中，常会发生弯曲变形，为保证加工余量的均匀及装夹可靠，一般冷态下在各种压力机或校值机上进行校值， (2) 轴类零件加工的定位基准和装夹
1）以工件的中心孔定位在轴的加工中，零件各外圆表面，锥孔、螺纹表面的同轴度，端面对旋转轴线的垂直度是其相互位置精度的主要项目，这些表面的设计基准一般都是轴的中心线，若用两中心孔定位，符合基准重合的原则。中心孔不仅是车削时的定为基准，也是其它加工工序的定位基准和检验基准，又符合基准统一原则。当采用两中心孔定位时，还能够最大限度地在一次装夹中加工出多个外圆和端面。 2）以外圆和中心孔作为定位基准（一夹一顶）用两中心孔定位虽然定心精度高，但刚性差，尤其是加工较重的工件时不够稳固，切削用量也不能太大。粗加工时，为了提高零件的刚度，可采用轴的外圆表面和一中心孔作为定位基准来加工。这种定位方法能承受较大的切削力矩，是轴类零件最常见的一种定位方法。 3）以两外圆表面作为定位基准在加工空心轴的内孔时，（例如：机床上莫氏锥度的内孔加工），不能采用中心孔作为定位基准，可用轴的两外圆表面作为定位基准。当工件是机床主轴时，常以两支撑轴颈（装配基准）为定位基准，可保证锥孔相对支撑轴颈的同轴度要求，消除基准不重合而引起的误差。 4）以带有中心孔的锥堵作为定位基准在加工空心轴的外圆表面时，往往还采用代中心孔的锥堵或锥套心轴作为定位基准，见图6.9所示。 锥堵或锥套心轴应具有较高的精度，锥堵和锥套心轴上的中心孔即是其本身制造的定位基准，又是空心轴外圆精加工的基准。因此必须保证锥堵或锥套心轴上锥面与中心孔有较高的同轴度。在装夹中应尽量减少锥堵的安装此书，减少重复安装误差。实际生产中，锥堵安装后，中途加工一般不得拆下和更换，直至加工完毕。 图 6.9 锥堵和锥套心轴 a)锥堵 b）锥套心轴
典型零件选材及工艺分析 一，齿轮类 机床、汽车、拖拉机中，速度的调节和功率的传递主要靠齿轮机床、汽车和拖拉机中是一种十分重要、使用量很大的零件。 齿轮工作时的一般受力情况如下： （1）齿部承受很大的交变弯曲应力； （2）换当、启动或啮合不均匀时承受击力； （3）齿面相互滚动、滑动、并承受接触压应力。 所以，齿轮的损坏形式主要是齿的折断和齿面的剥落及过度磨损。据此，要求齿材料具有以下主要性能： （1）高的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度； （2）齿面有高的硬度和耐磨性； （3）齿轮心部有足够高的强度和韧性。 此外，还要求有较好的热处理工艺性，如变形小，并要求变形有一定的规律等。下面以机床和汽车、拖拉机两类齿轮为例进行分析。 （一）机床齿轮 机床中的齿轮担负着传递动力、改变运动速度和运动方向的任务。一般机床中的齿轮精度大部分是7级精度（GB179-83规定，精度分12级，用1、2、3、……12表示，数字愈大者，精度愈低）。只是在他度传动机构中要求较高的精度。
机床齿轮的工作条件比起矿山机械、动力机械中的齿轮来说还属于运转平稳、负荷不大、条件较好的一类。实践证明，一般机床齿轮选用中碳钢制造，并经高频感应热处理，所得到的硬度、耐磨性、强度及韧性能满足要求，而县市频淬火具有变形小、生产率高等优点。 下面以C616机床中齿轮为例加以分析。 1、高频淬火齿轮的工工艺线 2、热处理工序的作用正火处理对锻造齿轮毛坯是必需的热处理工序，它可以使同批坯料具有相同的硬度，便于切削加工，并使组织均匀，消除锻造应力。对于一般齿轮，正火处理也可作为高频淬火前的最后热处理工序。 调质处理可以使齿轮具有较高的综合机械性能，提高齿轮心部的强度和韧性，使齿轮能承受较大的弯曲应力和冲击力。调质后的齿轮由于组织为回火索氏体，在淬火时变形更小。 高频淬火及低温回火是赋予齿轮表面性能的关键工序，通过高频淬火提高了齿轮表 面硬度和耐磨性，并使齿轮表面有压应力存在而增强了抗疲劳破坏的能力。为了消除淬火应力，高频淬火后应进行低温回火（或自行回火），这对防止研磨裂纹的产生和提高抗冲击能力极为有利。 3、齿轮高频淬火后的变形情况齿轮高频淬火后，其变形一般表现为内孔缩小，外径不变或减小。齿轮外径与内径之比小于1.5时，内径略胀大；当齿轮有键槽时，内径向键槽方向胀大，形成椭圆形，齿间椭圆形，齿间亦稍有变形，齿形变化较小，一般表现为中间凹0.002~0.0005㎜。这些微小的变形对生产影响不大，因为一般机床用的7级精度齿轮，淬火回火后，均要经过滚光和推孔才成为成品。
典型轴类零件的数控加工工艺编制数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行操纵的技术，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，即所谓的数字化装备。 本次设计确实是进行数控加工工艺设计典型轴类零件，要紧侧重于该零件的数控加工工艺和编程，包括完成该零件的工艺规程，要紧工序工装设计，并绘制零件图、夹具图等。 通过本次毕业设计，对典型轴类零件的设计又有了深的认识。从而达到了巩固、扩大、深化所学知识的目的，培养和提高了综合分析咨询题和解决咨询题的能力以及培养了科学的研究和创新能力。 关键词：数控技术典型轴类零件加工工艺毕业设计
摘要 (1) 目录 (2) 1.引言 (3) 1.引言 (3) 2.零件分析 (4) 2.1毛坯的选择 (4) 2.2 机床的选择 (4) 3.零件图加工艺分析 (7) 3.1零件的工艺分析 (7) 3.2 零件的加工工艺设计 (11) 4.零件图加工程序编写 (21) 4.1零件左端加工程序编写 (21) 4.2零件右端加工程序编写 (22) 5. 程序调试 (25) 致谢 (26) 参考文献 (27)
数控技术集传统的机械制造技术、运算机技术、成组技术与现代操纵技术、传感检测技术、信息处理技术、网络通讯技术、液压气动技术、光机电技术于一体，是现代先进制造技术的基础和核心。数控车床己经成为现代企业的必需品。随着数控技术的不断成熟和进展及市场日益繁荣，其竞争也越来越猛烈，人们对数控车床选择也有了更加宽敞的范畴，对数控机床技术的把握也越来越高。随着社会经济的快速进展，人们对生活用品的要求也越来越高，企业对生产效率也有相应的提高。数控机床的显现实现了宽敞人们的这一愿望。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。是企业进行生产预备、打算调度、加工操作、安全生产、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。这不但满足了宽敞消费者的目的，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进展，提高了企业的生产效率。 数控工艺规程的编制是直截了当指导产品或零件制造工艺过程和操作方法的工艺文件，它将直截了当阻碍企业产品质量、效益、竞争能力。本文通过对典型轴类零件数控加工工艺的分析，对零件进行编程加工，给出了关于典型零件数控加工工艺分析的方法，关于提高制造质量、实际生产具有一定的意义。依照数控机床的特点，针对具体的零件，进行了工艺方案的分析，工装方案的确定，刀具和切削用量的选择，确定加工顺序和加工路线，数控加工程序编制。通过整个工艺的过程的制定，充分表达了数控设备在保证加工精度，加工效率，简化工序等方面的优势。 本人以严谨务实的认真态度进行了此次设计，但由于知识水平与实际体会有限。在设计中会显现一些错误、缺点和疏漏，诚请各位评审老师提出批判和指正。
典型零件机械加工工艺设计与实施 期末测试参考答案 一、填空题（每空1分，共30分）： 1、铸件、锻件、焊接件、冲压件 2、粗基准、精基准 3、基准先行、先主后次、先粗后精、先面后孔 4、通规、止规 5、成形法、展成法 6、直齿、斜齿圆柱齿轮、蜗轮 7、弟y齿、珩齿、磨齿 8 500 9、盘形插齿刀、碗形直齿插齿刀、锥柄插齿刀 10、平行孔系、同轴孔系、交叉孔系。
11 找正法、镗模法、坐标法、
、选择题（每小题5分，共10 分）
工床身时，导轨面的实际切除量要尽可能地小而均匀，故应选导轨面作粗基准加工床身底面，然后再以加工过的床身底面作精基准加工导轨面，此时从导轨面上去除的加工余量可较小而均匀。 3、试述单刃镗刀镗削具有以下特点。 答：单刃镗刀镗削具有以下特点 镗削的适应性强。 镗削可有效地校正原孔的位置误差。 镗削的生产率低。因为镗削需用较小的切深和进给量进行多次走刀以减小刀杆的弯曲变形，且在镗床和铣床上镗孔需调整镗刀在刀杆上的径向位置，故操作复杂、费时。 镗削广泛应用于单件小批生产中各类零件的孔加工。 4、铣削加工可完成哪些工作？铣削加工有何特点？ 答：1）铣削应用范围：铣床是机械加工主要设备之一，在铣床上用铣刀对工件进行加工的方法称为铣削。它可用来加工平面、台阶、斜面、沟槽、成形表面、齿轮和切断等。如图5—11所示为铣床加工应用示例。 2）铣削特点: （1）生产率高铣削时铣刀连续转动，并且允许较高的铣削速度，因此具有较高的生产率（2）断续切削铣削时每个刀齿都在断续切削，尤其是端铣，铣削力波动大，故振动是不可
高速铣削时刀齿还要经受周期性的冷、热冲击，容易出现裂纹和崩刃，使刀具耐用度下 降。 （3）多刀多刃切削 铣刀的刀齿多，切削刃的总长度大，有利于提高刀具耐用度和生产 率，优点不少。但也存在下述两个方面的问题：一是刀齿容易出现径向跳动，这将造成 刀齿负荷不等，磨损不均匀，影响已加工表面质量；二是刀齿的容屑空间必须足够，否 则会损坏刀齿 五、分析与计算题（每小题9分，共18分） 1、解：(1)电动机(1450r/min — 40， 26， 33 - 325 58 72 65 -—［聖—M3-主轴］，［M2 61 —17-主轴］ 81 (2) 3X 2 = 6 (3) n min = 1450X 100 X 26 X 17 =33.81344mm 325 72 81 2、 解：先画出尺寸链。 确定圭寸闭环：A0=0.1?0.4mm 命⑴ 90 °严 增环：A2= 0 mm 0.03 ES 减环：A1=A3=6 0.01mm 、 A 4EI m n 1 然后用极值法公式：A 0 A , A j i 1 j m 1
典型零件的加工工艺分析案例 实例. 以图A-54所示的平面槽形凸轮为例分析其数控铣削加工工艺。 图A-54 平面槽型凸轮简图 案例分析： 平面凸轮零件是数控铣削加工中常用的零件之一，基轮廓曲线组成不外乎直线—曲线、圆弧—圆弧、圆弧—非圆曲线及非圆曲线等几种。所用数控机床多为两轴以上联动的数控铣床，加工工艺过程也大同小异。 1. 零件图纸工艺分析 图样分析要紧分析凸轮轮廓形状、尺寸和技术要求、定位基准及毛坯等。 本例零件是一种平面槽行凸轮，其轮廓由圆弧HA、BC、DE、FG和直线AB、HG以及过渡圆弧CD、EF所组成，需要两轴联动的数控机床。材料为铸铁、切削加工性较好。 该零件在数控铣削加工前，工件是一个通过加工、含有两个基准孔直径为φ280mm、厚度为18mm的圆盘。圆盘底面A及φ35G7和φ12H7两孔可用作定位基准，无需另作工艺孔定位。 凸轮槽组成几何元素之前关系清晰，条件充分，编辑时所需基点坐标专门容易求得。 凸轮槽内外轮廓面对A面有垂直度要求，只要提升装夹度，使A面与铣刀轴线垂直，即可保证：φ35G7对A面的垂直度要求由前面的工序保证。 2. 确定装夹方案
一样大型凸轮可用等高垫块垫在工作台上，然后用压板螺栓在凸轮的孔上压紧。外轮廓平面盘形凸轮的垫板要小于凸轮的轮廓尺寸，不与铣刀发生干涉。对小型凸轮，一样用心轴定位，压紧即可。 按照图A-54所示凸轮的结构特点，采纳“一面两孔”定位，设计一“一面两销”专用夹具。用一块320mm×320mm×40mm的垫块，在垫块上分别精镗φ35mm及φ12mm两个定位销孔的中心连接线与机床的x轴平行，垫块的平面要保证与工作台面平行，并用百分表检查。 图A-55为本例凸轮零件的装夹方案示意图。采纳双螺母夹紧，提升装夹刚性，防止铣削时因螺母松动引起的振动。 图A-55凸轮装夹示意图 3. 确定进给路线 进给路线包括平面内进给和深度进给两部分路线。对平面内进给，对外凸轮廓从切线方向切入，对内凹轮廓从过渡圆弧切入。在两轴联动的数控铣床上，对铣削平面槽形凸轮，深度进给有两种方法：一种是xz（或yz）平面来回铣削逐步进刀到即定深度；另一种方法是先打一个工艺孔，然后从工艺孔进刀到即定深度。 本例进刀点选在（150，0），刀具在y+15之间来回运动，逐步加深铣削深度，当达到即定深度后，刀具在xy平面内运动，铣削凸轮轮廓。为保证凸轮的工件表面有较好的表面质量，采纳顺铣方式，即从（150，0）开始，对外凸轮廓，按顺时针方向铣削，对内凸轮廓按逆时针方向铣削，图A -56所示为铣刀在水平面的切入进给路线。 图A-56 平面槽形凸轮的切入进给路线 4. 选择刀具及切削用量 铣刀材料和几何参数要紧按照零件材料切削加工性、工件表面几何形状和尺寸大小不一选择；切削用量则依据零件材料特点、刀具性能及加工
典型轴类零件数控加工工艺设计 姓名：邢荣腾 职业：数控车工 身份证号：3723717 鉴定等级：技师 单位：济南铁路高级技工学校 二〇一一年十二月
在机械制造工业中并不是所有的产品零件都具有很大的批量，单件与小批量生产的零件（批量在10～100件）约占机械加工总量的80%以上。尤其是在造船、航天、航空、机床、重型机械以及国防工业更是如此。 为了满足多品种，小批量的自动化生产，迫切需要一种灵活的，通用的，能够适用产品频繁变化的柔性自动化机床。数控机床就是在这样的背景下诞生与发展起来的。它为单件、小批量生产的精密复杂零件提供了自动化的加工手段。 根据国家标准ＧＢ／Ｔ８１２９－１９９７，对机床数字控制的定义：用数字控制的装置（简称数控装置），在运行过程中，不断地引入数字数据，从而对某一生产过程实现自动控制，叫数字控制，简称数控。用计算机控制加工功能，称计算机数控（computerized numerical ，缩写ＣＮＣ）。 数控机床即使采用了数控技术的机床，或者说装备了数控系统的机床。从应用来说，数控机床就是将加工过程所需的各种操作（如主轴变速、松加工件、进刀与退刀、开车与停车、选择刀具、供给切削液等）和步骤，以及刀具与工件之间的相对位移量都用数字化的代码来表示，通过控制介质将数字信息送入专用的或通用的计算机，计算机对输入的信息进行处理与运算，发出各种指令来控制机床的伺服系统或其他执行元件，是机床自动加工出所需要的零件。
一．前言 (2) 二．摘要 (4) 三．零件图工艺分析 (4) 四．数控加工工艺基本特点 (6) 五．设备选择 (6) 六．确定零件的定位基准和装夹方式 (7) 七．加工方法的选择和加工方案的确定 (9) 八．确定加工顺序及进给路线 (10) 九．刀具的选择 (10) 十．切削用量的选择 (11) 十一. 编程误差及其控制 (15) 十二．程序编制及模拟运行、零件加工、精度自检 (15) 结束语 (19)
典型轴类零件加工工艺分 析 Revised final draft November 26, 2020
阶梯轴加工工艺过程分析 图6—34为减速箱传动轴工作图样。表6—13为该轴加工工艺过程。生产批量为小批生产。材料为45热轧圆钢。零件需调质。 （一）结构及技术条件分析该轴为没有中心通孔的多阶梯轴。根据该零件工作图，其轴颈M、N，外圆P,Q及轴肩G、H、I有较高的尺寸精度和形状位置精度，并有较小的表面粗糙度值，该轴有调质热处理要求。（二）加工工艺过程分析1．确定主要表面加工方法和加工方案。 传动轴大多是回转表面，主要是采用车削和外圆磨削。由于该轴主要表面M,N,P,Q的公差等级较高（IT6），表面粗糙度值较小（μm），最终加工应采用磨削。其加工方案可参考表3-14。 2．划分加工阶段 该轴加工划分为三个加工阶段，即粗车（粗车外圆、钻中心孔），半精车（半精车各处外圆、台肩和修研中心孔等），粗精磨各处外圆。各加工阶段大致以热处理为界。 3．选择定位基准 轴类零件的定位基面，最常用的是两中心孔。因为轴类零件各外圆表面、螺纹表面的同轴度及端面对轴线的垂直度是相互位置精度的主要项目，而这些表面的设计基准一般都是轴的中心线，采用两中心孔定位就能符合基准重合原则。而且由于多数工序都采用中心孔作为定位基面，能最大限度地加工出多个外圆和端面，这也符合基准统一原则。但下列情况不能用两中心孔作为定位基面：（1）粗加工外圆时，为提高工件刚度，则采用轴外圆表面为定位基面，或以外圆和中心孔同作定位基面，即一夹一顶。（2）当轴为通孔零件时，在加工过程中，作为定位基面的中心孔因钻出通孔而消失。为了在通孔加工后还能用中心孔作为定位基面，工艺上常采用三种方法。 ①当中心通孔直径较小时，可直接在孔口倒出宽度不大于2mm的60o内锥面来代替中心孔； ②当轴有圆柱孔时，可采用图6—35a所示的锥堵，取1∶500锥度；当轴孔锥度较小时，取锥堵锥度与工件两端定位孔锥度相同；
型零件的机械加工工艺分析 本章要点 本章介绍典型零件的机械加工工艺规程制订过程及分析，主要内容如下： 1．介绍机械加工工艺规程制订的原则与步骤。 2．以轴类、箱体类、拨动杆零件为例，分析零件机械加工工艺规程制订的全过程。 本章要求：通过典型零件机械加工工艺规程制订的分析，能够掌握机械加工工艺规程制订的原则和方法，能制订给定零件的机械加工工艺规程。 §4.1 机械加工工艺规程的制订原则与步骤§4.1.1机械加工工艺规程的制订原则 机械加工工艺规程的制订原则是优质、高产、低成本，即在保证产品质量前提下，能尽量提高劳动生产率和降低成本。在制订工艺规程时应注意以下问题： 1．技术上的先进性 在制订机械加工工艺规程时，应在充分利用本企业现有生产条件的基础上，尽可能采用国内、外先进工艺技术和经验，并保证良好的劳动条件。 2．经济上的合理性 在规定的生产纲领和生产批量下，可能会出现几种能保证零件技术要求的工艺方案，此时应通过核算或相互对比，一般要求工艺成本最低。充分利用现有生产条件，少花钱、多办事。 3．有良好的劳动条件 在制订工艺方案上要注意采取机械化或自动化的措施，尽量减轻工人的劳动强度，保障生产安全、创造良好、文明的劳动条件。 由于工艺规程是直接指导生产和操作的重要技术文件，所以工艺规程还应正确、完整、统一和清晰。所用术语、符号、计量单位、编号都要符合相应标准。必须可靠地保证零件图上技术要求的实现。在制订机械加工工艺规程时，如果发现零件图某一技术要求规定得不适当，只能向有关部门提出建议，不得擅自修改零件图或不按零件图去做。 §4.1.2 制订机械加工工艺规程的内容和步骤 1．计算零件年生产纲领，确定生产类型。 2．对零件进行工艺分析 在对零件的加工工艺规程进行制订之前，应首先对零件进行工艺分析。其主要内容包括： （1)分析零件的作用及零件图上的技术要求。 (2)分析零件主要加工表面的尺寸、形状及位置精度、表面粗糙度以及设计基准等； (3)分析零件的材质、热处理及机械加工的工艺性。 3．确定毛坯
箱体类零件加工工艺 箱体零件是机器或部件的基础零件，轴、轴承、齿轮等有关零件按规定的技术要求装配到箱体上，连接成部件或机器，使其按规定的要求工作，因此箱体零件的加工质量不仅影响机器的装配精度和运动精度，而且影响机器的工作精度、使用性能和寿命。下面以图1所示齿轮减速箱体零件的加工为例讨论箱体类零件的工艺过程。 图1 某车床主轴箱体简图
箱体类零件的结构特点和技术要求分析 图3所示零件为某车床主轴箱体类零件，属于中批生产，零件的材料为HT200铸铁。一般来说，箱体零件的结构较复杂，内部呈腔形，其加工表面主要是平面和孔。对箱体类零件的技术要求分析，应针对平面和孔的技术要求进行分析。 1．平面的精度要求箱体零件的设计基准一般为平面，本箱体各孔系和平面的设计基准为G面、H面和P面，其中G面和H面还是箱体的装配基准，因此它有较高的平面度和较小表面粗糙度要求。 2．孔系的技术要求箱体上有孔间距和同轴度要求的一系列孔，称为孔系。为保证箱体孔与轴承外圈配合及轴的回转精度，孔的尺寸精度为IT7，孔的几何形状误差控制在尺寸公差范围之内。为保证齿轮啮合精度，孔轴线间的尺寸精度、孔轴线间的平行度、同一轴线上各孔的同轴度误差和孔端面对轴线的垂直度误差，均应有较高的要求。 3．孔与平面间的位置精度箱体上主要孔与箱体安装基面之间应规定平行度要求。本箱体零件主轴孔中心线对装配基面（G、H面）的平行度误差为0.04mm。 4．表面粗糙度重要孔和主要表面的粗糙度会影响连接面的配合性质或接触刚度，本箱体零件主要孔表面粗糙度为0.8μm，装配基面表面粗糙度为1.6μm。 箱体类零件的材料及毛坯 箱体零件的材料常用铸铁，这是因为铸铁容易成形，切削性能好，价格低，且吸振性和耐磨性较好。根据需要可选用HT150～350，常用HT200。在单件小批量生产情况下，为缩短生产周期，可采用钢板焊接结构。某些大负荷的箱体有时采用铸钢件。在特定条件下，可采用铝镁合金或其它铝合金材料。 铸铁毛坯在单件小批生产时，一般采用木模手工造型，毛坯精度较低，余量大；在大批量生产时，通常采用金属模机器造型，毛坯精度较高，加工余量可适当减小。单件小批生产直径大于50mm的孔，成批生产大于30mm的孔，一般都铸出预孔，以减少加工余量。铝合金箱体常用压铸制造，毛坯精度很高，余量很小，一些表面不必经切削加即可使用。 箱体类零件的加工工艺过程 箱体零件的主要加工表面是孔系和装配基准面。如何保证这些表面的加工精度和表面粗糙度，孔系之间及孔与装配基准面之间的距离尺寸精度和相互位置精度，是箱体零件加工的主要工艺问题。 箱体零件的典型加工路线为：平面加工－孔系加工－次要面（紧固孔等）加工。 图1车床主轴箱体零件，其生产类型为中小批生产；材料为HT200；毛坯为铸件。该箱体的加工工艺路线如表1。 表1车床主轴箱体零件的加工工艺过程
阶梯轴加工工艺过程分析? 图6—3４为减速箱传动轴工作图样。表6—1３为该轴加工工艺过程。生产批量为小批生产。材料为４5热轧圆钢。零件需调质。
（一)结构及技术条件分析??该轴为没有中心通孔的多阶梯轴。根据该零件工作图，其轴颈M、N，外圆P，Q及轴肩Ｇ、Ｈ、I有较高的尺寸精度和形状位置精度，并有较小的表面粗糙度值，该轴有调质热处理要求。?
(二)加工工艺过程分析? １．确定主要表面加工方法和加工方案。 传动轴大多是回转表面,主要是采用车削和外圆磨削。由于该轴主要表面Ｍ，N,Ｐ，Ｑ的公差等级较高（IＴ6），表面粗糙度值较小(Ra0.8μm)，最终加工应采用磨削。其加工方案可参考表３-1４。 ２．划分加工阶段 该轴加工划分为三个加工阶段，即粗车（粗车外圆、钻中心孔），半精车（半精车各处外圆、台肩和修研中心孔等)，粗精磨各处外圆。各加工阶段大致以热处理为界。 3.选择定位基准 轴类零件的定位基面,最常用的是两中心孔。因为轴类零件各外圆表面、螺纹表面的同轴度及端面对轴线的垂直度是相互位置精度的主要项目，而这些表面的设计基准一般都是轴的中心线,采用两中心孔定位就能符合基准重合原则。而且由于多数工序都采用中心孔作为定位基面，能最大限度地加工出多个外圆和端面,这也符合基准统一原则。 但下列情况不能用两中心孔作为定位基面: ?(１)粗加工外圆时,为提高工件刚度，则采用轴外圆表面为定位基面，或以外圆和中心孔同作定位基面，即一夹一顶。? (２)当轴为通孔零件时,在加工过程中,作为定位基面的中心孔因钻出通孔而消失。为了在通孔加工后还能用中心孔作为定位基面,工艺上常采用三种方法。 ①当中心通孔直径较小时，可直接在孔口倒出宽度不大于２ｍm的60o内锥面来代替中心孔;
典型零件加工工艺(轴类，盘类，箱体类，齿轮类等 实际中，零件的结构千差万别，但其基本几何构成不外是外圆、内孔、平面、螺纹、齿面、曲面等。很少有零件是由单一典型表面所构成，往往是由一些典型表面复合而成，其加工方法较单一典型表面加工复杂，是典型表面加工方法的综合应用。下面介绍轴类零件、箱体类和齿轮零件的典型加工工艺。 第一节轴类零件的加工 一轴类零件的分类、技术要求 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。 根据轴类零件的功用和工作条件，其技术要求主要在以下方面： ⑴尺寸精度轴类零件的主要表面常为两类：一类是与轴承的内圈配合的外圆轴颈，即支承轴颈，用于确定轴的位置并支承轴，尺寸精度要求较高，通常为IT 5~IT7；另一类为与各类传动件配合的轴颈，即配合轴颈，其精度稍低，常为IT6~IT9。 ⑵几何形状精度主要指轴颈表面、外圆锥面、锥孔等重要表面的圆度、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状精度。 ⑶相互位置精度包括内、外表面、重要轴面的同轴度、圆的径向跳动、重要端面对轴心线的垂直度、端面间的平行度等。 ⑷表面粗糙度轴的加工表面都有粗糙度的要求，一般根据加工的可能性和经济性来确定。支承轴颈常为0.2~1.6μm，传动件配合轴颈为0.4~3.2μm。 ⑸其他热处理、倒角、倒棱及外观修饰等要求。 二、轴类零件的材料、毛坯及热处理 1．轴类零件的材料 ⑴轴类零件材料常用45钢，精度较高的轴可选用40Cr、轴承钢GCr15、弹簧钢65Mn，也可选用球墨铸铁；对高速、重载的轴，选用20CrMnTi、20Mn2B、20Cr等低碳合金钢或38CrMoAl氮化钢。 ⑵轴类毛坯常用圆棒料和锻件；大型轴或结构复杂的轴采用铸件。毛坯经过加热锻造后，可使金属内部纤维组织沿表面均匀分布，获得较高的抗拉、抗弯及抗扭强度。 2．轴类零件的热处理 锻造毛坯在加工前，均需安排正火或退火处理，使钢材内部晶粒细化，消除锻造应力，降低材料硬度，改善切削加工性能。 调质一般安排在粗车之后、半精车之前，以获得良好的物理力学性能。 表面淬火一般安排在精加工之前，这样可以纠正因淬火引起的局部变形。 精度要求高的轴，在局部淬火或粗磨之后，还需进行低温时效处理。 三、轴类零件的安装方式 轴类零件的安装方式主要有以下三种。 1．采用两中心孔定位装夹 一般以重要的外圆面作为粗基准定位，加工出中心孔，再以轴两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。中心孔是工件加工统一的定位基准和检验基准，它自身质量非常重要，其准备工作也相对复杂，常常以支
阶梯轴加工工艺过程分析 图6—34为减速箱传动轴工作图样。表6—13为该轴加工工艺过程。生产批量为小批生产。材料为45热轧圆钢。零件需调质。
（一）结构及技术条件分析 该轴为没有中心通孔的多阶梯轴。根据该零件工作图，其轴颈M、N，外圆
P,Q及轴肩G、H、I有较高的尺寸精度和形状位置精度，并有较小的表面粗糙度值，该轴有调质热处理要求。 （二）加工工艺过程分析 1．确定主要表面加工方法和加工方案。 传动轴大多是回转表面，主要是采用车削和外圆磨削。由于该轴主要表面M,N,P,Q的公差等级较高（IT6），表面粗糙度值较小（Ra0.8μm），最终加工应采用磨削。其加工方案可参考表3-14。 2．划分加工阶段 该轴加工划分为三个加工阶段，即粗车（粗车外圆、钻中心孔），半精车（半精车各处外圆、台肩和修研中心孔等），粗精磨各处外圆。各加工阶段大致以热处理为界。 3．选择定位基准 轴类零件的定位基面，最常用的是两中心孔。因为轴类零件各外圆表面、螺纹表面的同轴度及端面对轴线的垂直度是相互位置精度的主要项目，而这些表面的设计基准一般都是轴的中心线，采用两中心孔定位就能符合基准重合原则。而且由于多数工序都采用中心孔作为定位基面，能最大限度地加工出多个外圆和端面，这也符合基准统一原则。 但下列情况不能用两中心孔作为定位基面： （1）粗加工外圆时，为提高工件刚度，则采用轴外圆表面为定位基面，或以外圆和中心孔同作定位基面，即一夹一顶。 （2）当轴为通孔零件时，在加工过程中，作为定位基面的中心孔因钻出通
孔而消失。为了在通孔加工后还能用中心孔作为定位基面，工艺上常采用三种方法。 ①当中心通孔直径较小时，可直接在孔口倒出宽度不大于2mm的60o内锥面来代替中心孔； ②当轴有圆柱孔时，可采用图 6—35a所示的锥堵，取1∶500锥度； 当轴孔锥度较小时，取锥堵锥度与工件 两端定位孔锥度相同； ③当轴通孔的锥度较大时，可采 用带锥堵的心轴，简称锥堵心轴，如图 6—35b所示。 使用锥堵或锥堵心轴时应注意，一 般中途不得更换或拆卸，直到精加工完 各处加工面，不再使用中心孔时方能拆 卸。 4．热处理工序的安排 该轴需进行调质处理。它应放在粗 加工后，半精加工前进行。如采用锻件 毛坯，必须首先安排退火或正火处理。 该轴毛坯为热轧钢，可不必进行正火处 理。 5．加工顺序安排 除了应遵循加工顺序安排的一般原 则，如先粗后精、先主后次等，还应注
模块五 数控车床典型零件加工实例 本课题主要选取了两个实例，一个是模具数控车加工实例，一个是中级数控车床操作工应会试题。 实例1：加工如图1-80所示的对拼模具型腔。 用车床加工成形部分，如果采用普通车床加工，则必须要使用靠模，加工效率极低而且加工精度也较低。所以采用数控车床进行加工最合适。 图1-80 对拼模具 学习目标 知识目标：●了解数控车床典型零件的加工过程 了解中级数控车床操作工应掌握的基本技能 能力目标：●正确运用数控系统的指令代码，编制一般零件的车削加工程 序。
1．加工准备 1）将两拼块分别加工成形。 2）在两拼块上装导钉，一端与下模板过渡配合，另一端与上模板间隙配合。 3）两拼块合装后外形尺寸磨正，对合平面磨平并保证两拼块厚度一致。 4）在花盘上搭角铁，将下模板固定在角铁上，拼合上模板并压紧，用千分表校正后固定角铁，安装示意图如图1-81所示。 图1-81 安装示意图 2．所需刀具 本工件需要通过钻孔、粗车、精车三个工步加工，钻孔时采用在尾架上装夹φ16mm的钻头手动进给，而粗车和精车则采用自动运行的办法。 粗车时用55°的内孔车刀，刀具号为T01，刀补号为01；精车时用35°的内孔车刀，刀具号为T02，刀补为02。 3．编写加工程序 N10 M03 S500 N20 T0101 N30 G00 X0 Z3.0 N40 G01 Z-30.0 F0.5
N60 G01 Z-57.0 N70 G00 X0 N80 G00 Z-31.6 N90 G01 X24.4 F0.2 N100 G01 Z-50.4 N110 G00 X0 N120 Z3.0 N130 G01 X18.3 Z3.0 F0.3 N140 Z0 N150 X22.0 Z-10.1 N160 W-6.3 N170 G02 X21.7 W-13.4 I6.45 J-6.8 N180 G03 X24.5 Z-50.4 I-11.1 J-11.0 N190 GO2 X20.8 Z-56.0 I7.55 J-5.6 N200 G01 X0 N210 G00 Z200.0 N220 G00 X200.0 T0100 N230 T0202 N240 G00 Z3.0 N250 G01 X18.8 Z3.0 F0.3 N260 Z0
南昌航空大学 毕业设计(论文) 专业名称数控技术应用 班级 08级数控本科班 学生姓名辜世奇 指导教师周贤 系主任龚令根 日期 2011 年 10 月 1 日至 2012 年 4 月 16 日 二○一二年四月十六日 南昌航空大学
南昌航空大学毕业论文（设计） 诚信声明 本人在此郑重声明：本人所呈交的大专毕业论文(设计)，是在指导老师的指导下，独立进行毕业论文（设计）研究工作所取得的成果，成果各个环节均不存在知识产权争议，毕业论文（设计）不含任何其他个人或集体已经发表过的作品成果，由此而引发的法律后果完全由本人承担。 毕业论文（设计）作者签名：辜世奇 2012 年 4 月 16日
毕业设计（论文）任务书 专业名称数控技术应用 班级 08级数控本科班 学生姓名辜世奇 指导教师周贤 系主任龚令根 I、毕业设计(论文)题目：典型轴类零件的加工 II、毕业设计（论文）摘要（300字以内） 本文主要介绍的是在机床、汽车、拖拉机等制造工业中，轴类零件是另一类用量很大，且占有相当重要地位的结构件。轴类零件的主要作用是支承传动零件并传递动和动力，它们在工作时受多种应力的作用，因此从选材角度看
，材料应有较高的综合机械性能.局部承受摩擦的部位如车床主轴的花键、曲轴轴颈等处，要求有一定的硬度，以提高其抗磨损能力。要求以综合机械性能为主的一类结构零件的选材，还需根据其应力状态和负荷种类考虑材料的淬透性和抗疲劳性能。实践证明，受交变应力的轴类零件、连杆螺栓等结构件，其损环形式不少是由于疲劳裂纹引起的。通过磨具主轴加工工艺的分析、阐述了在学校机械加工实习课中如何对典型轴类零件进行工艺分析，从而提高工件质量、劳动生产率。 Ⅳ、主要参考资料： [1]庞浩.金属工艺学. 浙江: 浙江大学出版社，2009.9 [2]艾兴.肖诗纲主编.切削用量手册. 北京：机械工业出版社,2010.4 [3]夏凤芳. 数控机床加工工艺. 江西：高等教育出版社，2008.7 [4]成大先. 机械设计基础. 北京：机械工业出版社,2005.6 [5]余英良. 数控加工编程与操作.江西: 高等教育出版社，2010.8 [6]杜庚星，主编，《车工技能训练》[M]中国劳动社会保障出版社，2005 [7]姚云英. 公差配合与测量技术. 北京: 机械工业出版社2010.6
典型零件加工工艺分析 机电一体化一班 田泽 摘要：机械加工工艺规程是规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件之一，它是在具体的生产条件下，把较为合理的工艺过程和操作方法，按照规定的形式书写成工艺文件，经审批后用来指导生产。机械加工工艺规程一般包括以下内容：工件加工的工艺路线、各工序的具体内容及所用的设备和工艺装备、工件的检验项目及检验方法、切削用量、时间定额等。因此加工工艺在零件的加工过程中尤其重要的，它是提高零件加工效率的重要环节。 关键词：加工工艺刀具加工质量加工效率 正文： 一：零件结构分析 零件的分析在零件的加工中由为重要，它的分析影响到零件的装夹。不要小看装夹这一环节。往往装夹错误会使零件的加工流程无法继续完成下去、从而是零件无法完成。 1零件的基本类型 （1）零件的组成有多种多样，比如正反两面件配合件，零件表主面侧面都要加工的等等一些零件。首先我们要根据零件的特点来分析该零件的加工路 线。 2零件的加工面 （2）零件的加工面的选取是很重要的，往往加工面的选取错误使零件在下一步的无法装夹，从而使零件加工无法继续下去。 二：简单的介绍加工零件的相关流程 1）零件加工的选材 毛坯资料包括各种毛坯制造方法的技术经济特征；各种型材的品种和规格，毛坯图等；在无毛坯图的情况下，需实际了解毛坯的形状、尺寸及机械性能等。不同的选材会影响到零件的使用，不同的选材会让零件的使用寿命和其的生产成本变的大大的不同，所以零件的选材尤其重要。我可以更具零件的使用用途来决定零件的选材
2) 拟订工艺路线。 3) 确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差。 4) 确定各工序所用的设备及刀具、夹具、量具和辅助工具。 5) 确定工时定额。 6) 加工零件。 7) 检验零件的尺寸。 8) 填写工序卡片。 三：举例说明 示例零件 高职组数控铣件一