轴类零件加工课程设计
第一章：任务书--------------------------------------2 第二章：设计内容------------------------------------3 一、零件图分析--------------------------------------3 二、工艺措施的拟定-----------------------------------6 三、加工路线及进给路线-------------------------------6 四、刀具选择-----------------------------------------7 五、数控加工刀具卡-----------------------------------11 优、切削用量的选择-----------------------------------11 第三章：数控工艺卡片---------------------------------14 一、数控加工工序卡-----------------------------------11 二、数字处理-----------------------------------------13 三、数控加工程序单-----------------------------------17 第四章：小组总结-------------------------------------20 第五章：参考文献-------------------------------------22 第优章：个人总结-------------------------------------23
任务书设计题目：轴类零件加工
设计零件图：
材料为45#钢热轧，无热处理及硬度要求及表面质量要求
设计内容一、零件图工艺分析
1、零件成型组成表面：零件由圆柱面、圆锥面、顺圆弧、逆圆弧和螺纹等几部分组成，系数控加工可选内容。
2、零件尺寸标注完整、轮廓表达清晰、零件结构合理。
3、尺寸精度保证：图形上尺寸均为IT7级，用数控车床自身精度均可保证，编辑时尺寸去基本尺寸即可。
4、材料的选取：选用45#钢（热轧），无热处理及硬度要求；材料切削加工工艺性良好。
5、各成型表面连接复杂程度中等，加工连续时间部长，部须用可转位刀片，用一般机夹硬质合金刀即可。
由零件图分析加工此零件可得两种方案如下：
加工方案一：
加工路线：
1、 在普通机床上整外圆平端面，完成轴段?42×175mm。
2、 数控加工时，从右向左，右端设置中心孔。平整外圆，再平端面。
3、 先车?40×175mm轴段。
4、 车?37轴段
5、 车?30轴段
6、 车?20轴段
7、 车锥面
8、 车R18、R83.6、S?36圆弧
9、 车削M20×2螺纹
10、 车倒角
11、 切槽
12、 去夹持端
加工方案二：
加工路线：
1． 在普床上整外圆平端面，完成轴段?40×175mm,左端切槽?16×5（夹持端槽），右端?40。
2． 加工中，从右向左，?30×5，R18圆弧，R83.6圆弧S?36球面，R83.6圆弧，R18圆弧，?30×5mm。
3． 从左向右，?20×25 mm，锥面（?20～?30）×30mm.
4． 车?20轴段的?16×5mm槽
5． 车M20×2螺纹
6． 车倒角
7． 手动切断
由二种方案比较可得，方案一更易加工，保重产品质量，可行性较方案二，故选方案一
二、工艺措施的拟定：
1、图样上没有特别的精度要求，一般取表面精度为七级精度，使用中等精度数控CJK6132即可保证零件的加工要求，编程时不用平均值编程直接用基本毕业论文http://www.youerw.com尺寸代入。
2、选取毛坯：为符合加工需求，取?42×175mm的热扎45#中碳钢热轧。
3、数控加工前先在普床上完成外圆的准备加工：先使之获得?42mm的外圆，从而获得工件的回转轴线；然后再平端面，获得工件的长度基准。
4、装夹方法：左端面采用三爪自定心卡盘定心夹紧,并保留足够的夹持长度(20毫米),右端采用活动顶尖支撑的装夹方式.如下图所示;
装夹示意图
5、定位基准: 长度基准设为右端面；回转基准设为轴的轴线；设计基准、定位基准与工艺基准三者要重合，以防基准不重合；在相应加工之前基准端面要先行加工。
综上所述,首先在普床上平端面、加工外圆去除表面的余量达到要求完成坯料；然后把工件放到数控车床上用三爪自定心卡盘夹持坯料左端，并留有足够的夹持长度（20mm的夹持端）,右端用顶尖固定，再由工艺设计内容依此加工圆球、圆弧、圆锥、倒角、退刀槽及螺纹,最后用切割刀切断即可完成。
三、加工路线及进给路线：
1、零件的加工顺序: 先平端面,然后遵循先粗后精,从右到左(先近后远)的加工原则;加工时从右到左粗车各面,粗车时留精加工余量0.25mm,由于螺纹系易损面,应后加工，最后用切割刀切断。
2、进给路线: A、CJK6132车床具有粗车循环及螺纹循环的自动加工功能，加工时依据程序去自动完成循环。加工时，注意螺纹的引入段及延伸段尺寸要足够。
B、对精加工,依零件外轮廓走刀一次完成精余量的切除。
C、螺纹走刀次数的确定:分五次走刀,切削深度依次为: 0.9，0.6，0.6，0.4，0.1(最后重复一次去光刀去铁屑)。（引用参考文献 4表4-7）
3、走刀路线图： ⑴、图A为外轮廓走刀路线图；
⑵、图B为精车走刀路线
⑶、图C为切槽走刀路线图；
⑷、图D为螺纹切削走刀路线图
（A）粗车外轮廓
( B ) 精车外轮廓
( C ) 切槽走刀路线
( D ) 螺纹切削走刀路线
四、刀具的选择: 毕业论文http://www.youerw.com
刀具材料为硬质合金:
1、粗车时循环车削轮廓——取一般硬质合金93°右偏刀，从右向左依次车外廓，为防止干涉取副偏角为35°，取刀杆直径D=20mm×20mm。
2、精 车 削 轮 廓——取硬质合金93°右偏刀，副偏角为35°，取刀杆直径 D=20mm×20mm，为保证刀尖圆角半径rε小于结构上最小圆弧半径,取 rε=0.15mm～0.2 mm。
3、切 槽 刀——切削刃宽为5 mm,取刀柄D=20mm×20mm。
4、螺 纹 刀——使用60°外螺纹硬质合金刀，取刀柄D=20 mm×20 mm。
5、切 割 刀——切削刃宽为4 mm，取刀柄D=25 mm×25 mm。
6、将以上所选定的刀具参数填入如下数控加工刀具卡。
数控加工刀具卡
产品名称及代号零件轴
零件名称
零件轴
图号
A4
序号
刀具号
刀具规格及名称
数量
加工表面
备注 毕业论文http://www.youerw.com
1
T01
93°硬质合金外圆刀
1
粗车外表面及平端面
右偏刀kr’=35°
2
T02
93°硬质合金外圆刀
1
精车外表面
右偏刀kr’=35°3
T03
宽度为5 mm的切槽刀
1
切退刀槽
宽5 mm4
T04
60°硬质合金外螺纹刀
1
车螺纹
5
T05
切割刀1
切断宽4mm6
T06
?5中心钻1
打中心孔GB/T4459-5编制
审核
孙淮陵
批准
共1页
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五、切削用量的选取：
1、背吃刀量ap(查参考文献2：P133表4-2、P136表4-3)
⑴、粗车循环：45#钢，经过热扎 ap=2～6 mm,取ap=3 mm。
精车余量：ap=0.25 mm。
⑵、螺纹循环：粗车 ap=0.4 mm, 循环逐刀依次减少。
精车余量ap=0.1 mm。
2、主轴转速 （查参考文献2：P136表4-3并参阅机床手册中“主轴转速”）
该零件的加工面由圆柱、圆锥、螺纹、球面等表面组成，因为工件材料为45#中碳钢热轧，硬度在190～230HB之间，加工成型应能好，工作尺寸较小，为保证表面精度要求选取切削速度范围为：Vc=90～160 m/min (Ra > 1.25～2.5um)
⑴、外廓加工：
粗车加工： 取Vc=65 m/min, Vc=πdn/1000;
n=65×1000/（3.14×42）=500 r/min
故取n=500 r/min
精车加工: 取Vc=130 mm/min, V c=πdn/1000;
n=130×1000/（3.14×35）=1200 r/min
故取n=1200 r/min
⑵、端面加工：数控端面加工相当于粗加工取n=500 r/min
⑶、螺纹加工: S≤1200/2-80=520 r/min(公式引用参考文献1公式5-1)
取S=520 r/min
⑷、退刀槽加工: S=400 r/min ;
⑸、切割加工: S=400 r/min
3.进给速度Vf的计算---Vf=nf(参考文献2：P138表4-4)
⑴、外轮廓：
粗车：取f=0.4 mm/r Vf=500×0.4=200 mm/min
精车：取f=0.15 mm/r Vf=1200×0.15=180 mm/min
⑵、端面加工： Vf=200 mm/min
⑶、螺纹加工：Vf=sf=np=(1200/2-80)×2=1040mm/min
⑷、退刀槽加工：S=400 r/min
取f=0.2 mm/r Vf=400×0.2=80 mm/min
⑸、切割加工：S=400 r/min
取f=0.2 mm/r Vf=400×0.2=80 mm/min
根据上面的计算可得结果表如下:
ap(mm)
n(r/mm)
Vc(m/min)
f(mm/r)
Vf(mm/min)
车
削
粗车
精车
3
0.25
500
1200
65
130
0.4
0.15
200
180
螺
纹
粗螺纹
精螺纹
0.9
0.1
520
520
1040
1040
切割
1.5
400
0.3
80
切槽
1.5
400
0.3
80
切端面
0.5
500
0.3
200
4、综合前面分析的各项内容,并将其填入数控加工工艺卡片