螺紋階梯軸數(shù)控編程加工設(shè)計,螺紋,階梯,數(shù)控,編程,加工,設(shè)計 湖南信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2020 屆學(xué)生畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 學(xué)生姓名 學(xué) 號 專業(yè) 班級 畢業(yè)設(shè)計題目 螺紋階梯軸零件加工工藝與編程 課題類型[1] 工藝設(shè)計類 課題來源[2] 生產(chǎn)實際 畢業(yè)設(shè)計時間 2019年9月10日-2020年5月30日 指導(dǎo)老師 課題目標 1、課題目標 本次設(shè)計主要完成的任務(wù)為繪制CAD零件圖和毛坯圖，編寫螺紋階梯軸零件的加工工藝分析，并且填寫加工工藝卡和加工工序，還需要完成零件的程序。通過繪制CAD零件圖鍛煉了CAD軟件操作能力，通過分析加工工藝和填寫加工卡片鍛煉了機械加工工藝分析的能力，通過編寫加工程序，讓學(xué)生更加熟練的掌握了G代碼的使用，為以后做一名出色的數(shù)控編程工程師，打下了堅實的基礎(chǔ)。 2、課題說明 2.1題目的來源 本次設(shè)計的零件圖叫做螺紋階梯軸零件，本課題來源于專業(yè)技能抽查題庫中，通過分析該零件可以考察學(xué)生對于機械加工工藝，加工程序的掌握程度。 2.2研究的背景和意義 數(shù)控機床是近帶工業(yè)的里程碑，很多軸類零件都會使用數(shù)控車床來加工，用數(shù)控設(shè)備加工的零件效果高，正確率高，一些特殊的圓弧和螺紋都可以通過編寫代碼把零件加工出來，而普通設(shè)備做這些就需要大量的實踐和學(xué)習(xí)才能完成，所以研究數(shù)控編程技術(shù)具有非常重要的意義。 有些零件的表面粗糙度達到了Ra0.8μm，就需要使用磨床加工，但是先進數(shù)控加工設(shè)備和超硬的加工刀片就可以完成以車代磨技術(shù)來加工，所以研究的價值很高，軸類零件是數(shù)控車床加工的代表性零件，比如光軸，階梯軸，螺紋軸，軟軸等，研究軸的加工工藝在數(shù)控技術(shù)基礎(chǔ)領(lǐng)域具有代表性，并且軸上有鍵槽，需要銑床加工，體現(xiàn)了本次設(shè)計需要車銑復(fù)合加工，具有綜合性。 課題任務(wù)及 要求 本課題任務(wù)要求撰寫指定零件的加工工藝與程序編寫說明書，說明書包括圖紙工藝分析，毛坯選擇，加工設(shè)備選擇和程序編寫等內(nèi)容。 所需提交的資料： 1. 畢業(yè)綜合實踐任務(wù)書; 2. 畢業(yè)綜合實踐開題報告； 3. 作品說明: 1) 摘要、緒論； 2) 零件圖的工程圖、夾具圖（要求AutoCAD軟件繪圖），工程圖繪制比列1：1，圖形用于工藝分析； 3) 零件圖分析； 4) 毛坯材料、尺寸選擇零件加工方案選擇（設(shè)備、切削用量、工序的選擇）； 5) 刀具的選擇（刀具卡片）； 6) 數(shù)控加工工藝卡片； 7) 數(shù)控加工程序設(shè)計； 8) 小結(jié)； 9) 參考文獻。 4、答辯PPT 。 實施步驟及時間安排 1、畢業(yè)設(shè)計選題：2019年09月10日～9月16日 2、擬定畢業(yè)設(shè)計方案，提交設(shè)計思路：2019年9月17日～9月30日 3、確定設(shè)計方案，進行產(chǎn)品的圖紙/加工工藝設(shè)計：2019年10月1日～2020年3月30日 4、按要求撰寫畢業(yè)設(shè)計成果：2020年4月01日～4月15日 5、制作答辯PPT ：2020年4月15日～4月25日 6、畢業(yè)設(shè)計答辯資料的提交：2020年4月25日～4月30日 7、畢業(yè)答辯：2020年5月11-12日 8、畢業(yè)設(shè)計修改、資料整理與提交：2020年5月13日～5月30日 成果表現(xiàn)形式 1、零件加工工藝規(guī)程文件編制：提交零件工程圖（UG、Pro/E、AutoCAD）等格式、工序卡片、零件數(shù)控加工程序。 2、撰寫《學(xué)生畢業(yè)設(shè)計作品（產(chǎn)品）》說明書；按要求撰寫《學(xué)生畢業(yè)設(shè)計作品（產(chǎn)品）》說明書，不少于10000字（約25頁左右）。 專業(yè)教研室意見 教研室主任： 年 月 日 所在院部 意見 院部負責(zé)人： 年 月 日 備注：[1] 課題類型：產(chǎn)品設(shè)計類、工藝設(shè)計類、方案設(shè)計類等。 [2] 課題來源：教學(xué)科研、生產(chǎn)實際、社會實際、模擬等。 學(xué)生畢業(yè)設(shè)計 成 果 課題名稱 螺紋階梯軸零件加工工 藝與編程與 姓 名 學(xué) 號 班 級 專 業(yè) 機械設(shè)計與制造 院 部 機電工程學(xué)院 指導(dǎo)教師 2 目錄 一、畢業(yè)設(shè)計方案 1 1.1課題的背景及意義 1 1.2課題基本內(nèi)容及解決的主要問題 1 1.3課題設(shè)計步驟、方法及進度安排 2 二、零件特點及工藝分析 3 2.1螺紋階梯軸的功用和結(jié)構(gòu)特點 3 2.2螺紋階梯軸的零件分析 3 三、零件加工工藝 6 3.1生產(chǎn)綱領(lǐng)計算 6 3.2毛坯選擇 6 3.3基準選擇 7 3.4加工方法及工序的確定 7 3.5選擇加工設(shè)備和工藝裝備 10 四、 螺紋階梯軸數(shù)控編程 16 4.1確定編程零點 16 4.2編寫加工程序 16 4.4機械加工工藝過程卡 19 4.5機械加工工序卡 20 總結(jié) 27 參考文獻 28 一、畢業(yè)設(shè)計方案 1.1課題的背景及意義 現(xiàn)代機床最突出的點就是數(shù)字化控制技術(shù)，傳統(tǒng)的機床改變了人的工作方式，增加人的體力，現(xiàn)代化數(shù)控化控制技術(shù)給了機床一個“大腦”，讓數(shù)控機床可以執(zhí)行輸入的指令，從而加工出曲面和一些難度較高的特征。 隨著機床的發(fā)展，現(xiàn)代化的數(shù)控機床可以根據(jù)機床的溫度，乳化液的消耗，潤滑油的消耗，導(dǎo)軌的磨損情況等作出相應(yīng)的調(diào)整或者報警。并可以通過電腦控制機床檢驗刀具的磨損情況，工件的加工效果等，并且以文字的形式傳遞到電腦上面，供操作者判斷目前的加工效果，這些都是數(shù)控機床智能化的提現(xiàn)，讓數(shù)控機床的操作更加簡單，加工更加便捷，加工效果有了顯著提高，加工成本有了明顯的降低。 相對于三軸加工中心出現(xiàn)的五軸數(shù)控加工中心提高了數(shù)控機床的加工范圍，減少了零件的裝夾次數(shù)，并且可以加工更加復(fù)雜的形狀和空間曲面，這樣以前沒有加工條件的產(chǎn)品會進一步優(yōu)化，推動了整個制造業(yè)的發(fā)展。五軸加工中心可以把以前的多個工序的零件統(tǒng)一在一起加工完成，減少了換刀的時間，搬運的時間和對刀的時間，并且減少裝夾就可以避免重復(fù)裝夾帶來的加工誤差。 現(xiàn)代化的數(shù)控機床配備了機器人自動上料和搬運成品，是目前數(shù)控機床可持續(xù)發(fā)展的重要條件，在以后的設(shè)計中數(shù)控機床會更加完善，精度更高。 數(shù)控機床是近帶工業(yè)的里程碑，很多軸類零件都會使用數(shù)控車床來加工，用數(shù)控設(shè)備加工的零件效果高，正確率高，一些特殊的圓弧和螺紋都可以通過編寫代碼把零件加工出來，而普通設(shè)備做這些就需要大量的實踐和學(xué)習(xí)才能完成，所以研究數(shù)控編程技術(shù)具有非常重要的意義。 有些零件的表面粗糙度達到了Ra0.8μm，就需要使用磨床加工，但是先進數(shù)控加工設(shè)備和超硬的加工刀片就可以完成以車代磨技術(shù)來加工，所以研究的價值很高，軸類零件是數(shù)控車床加工的代表性零件，比如光軸，階梯軸，螺紋軸，軟軸等，研究軸的加工工藝在數(shù)控技術(shù)基礎(chǔ)領(lǐng)域具有代表性，并且軸上有鍵槽，需要銑床加工，體現(xiàn)了本次設(shè)計需要車銑復(fù)合加工，具有綜合性。 1.2課題基本內(nèi)容及解決的主要問題 本次設(shè)計主要是關(guān)于螺紋階梯軸的數(shù)控加工工藝分析和數(shù)控編程加工，其中涵蓋了機械加工工藝分析，機械制圖，數(shù)控編程等專業(yè)技術(shù)，具體細分下來又包含了CAD軟件的操作，機械加工中切削加工刀具，量具，夾具以及加工設(shè)備的選擇，是在學(xué)院經(jīng)過三年的專業(yè)技術(shù)學(xué)習(xí)以及在企業(yè)實習(xí)之后的一次全方面總結(jié)。本次設(shè)計的研究主要是圍繞以下幾點： 1：收集資料，充分了解零件材料牌號和使用場合，收集關(guān)于軸類零件加工工藝分析的資料進行學(xué)習(xí)分析。 2：根據(jù)給定的圖片，在CAD軟件中繪制結(jié)構(gòu)完善零件的線寬，標注，技術(shù)要求等參數(shù)，零件共有一個主視圖和兩個剖視圖。 3：編寫數(shù)控加工工藝卡，數(shù)控加工工序卡片，并且繪制定位和夾緊符號。 4:編寫加工程序，程序主要指令為G71，G75等格式。 1.3課題設(shè)計步驟、方法及進度安排 1.3.1 課題設(shè)計步驟、進度 1、畢業(yè)設(shè)計選題：2019年9月7日～2019年9月14日 2、確定課題，提交畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書：2019年9月14日～2019年9月19日 3、擬定畢業(yè)設(shè)計方案：2019年9月20日～2019年9月30日 4、進行具體的作品設(shè)計： 2019年10月1日～2019年11月30日 5、 撰寫畢業(yè)設(shè)計報告和畢業(yè)設(shè)計成果報告書：2019年12月1日～2020年2月28日 6、準備答辯：2020年3月1日～2020年3月15日 7、答辯資料的提交：2020年3月16日～2020年3月20日 8、畢業(yè)答辯：2020年3月21日～2020年4月15日 9、畢業(yè)設(shè)計修改、資料整理與提交：2020年4月16日～2020年4月25日 1.3.2方法 1、圖書館查閱資料； 2、網(wǎng)上收集相關(guān)專業(yè)文獻與資料； 3、請教相關(guān)專業(yè)老師，結(jié)合車工加工實際撰寫說明書 二、零件特點及工藝分析 2.1螺紋階梯軸的功用和結(jié)構(gòu)特點 軸是穿在軸承中間或車輪中間或齒輪中間的圓柱形物件，但也有少部分是方型的。軸是支承轉(zhuǎn)動零件并與之一起回轉(zhuǎn)以傳遞運動、扭矩或彎矩的機械零件。一般為金屬圓桿狀，各段可以有不同的直徑。機器中作回轉(zhuǎn)運動的零件就裝在軸上。按軸的形狀分：光軸、階梯軸、實軸、空心軸，本次設(shè)計的軸為階梯軸，在右端有螺紋結(jié)構(gòu)，所以稱為螺紋階梯軸。 軸上有兩個鍵槽，可以安裝平鍵帶動齒輪進行運動，從而傳遞扭矩。 2.2螺紋階梯軸的零件分析 本次設(shè)計螺紋階梯軸零件如圖1所示，零件右端為階梯結(jié)構(gòu)的軸，左端設(shè)計M24螺紋，上面有寬度8mm鍵槽等特征，零件結(jié)構(gòu)合理，尺寸標注清洗，零件技術(shù)要求規(guī)定，1、熱處理HRC28-32，表面處理Ct.O，2、銳邊倒鈍去毛刺。 熱處理HRC28-32指的是機械行業(yè)常用的一種硬度范圍，HRC表示洛氏硬度，HRC28~32一般是碳鋼經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理（淬火+高溫回火）后的硬度，具有比較高沖擊韌性和綜合機械性能，表面處理Ct.O的意識為對表面進行氧化處理，通常理解為發(fā)黑出來，可以對零件起到保護的作用。 圖1螺紋階梯軸零件圖 2.2.1 尺寸精度的要求分析 軸是機械設(shè)備中最常見的零件結(jié)構(gòu)，常見的軸有減速器中的傳動軸，數(shù)控車床的車床主軸，數(shù)控銑床上面的Z軸等都是軸類零件，軸類零件可以傳動轉(zhuǎn)速，提供扭矩等，所以軸零件加工時要保證零件的表面質(zhì)量和尺寸精度，這樣軸在工作的時候工作壽命才能延長。 本次設(shè)計零件的材料為為45#，材料價格較低，加工時切削性能好，選擇這種材料可以減少一點加工難度。 螺紋階梯軸最大輪廓φ48x160mm，零件的最大輪廓無公差尺寸要求，主要保證的尺寸為φ35外圓，經(jīng)濟加工精度為k7級，尺寸公差需要控制在上偏差0.002，下偏差0.027的范圍之內(nèi)，加工完成之后可以使用規(guī)格為25-50mm的外徑千分尺進行測量。 Φ40外圓，經(jīng)濟加工精度為m6級，尺寸公差需要控制在上偏差0.009，下偏差0.025的范圍之內(nèi)，加工完成之后可以使用規(guī)格為25-50mm的外徑千分尺進行測量，兩個φ40外圓對稱分布，這樣可以保證軸的結(jié)構(gòu)是對稱的，收到的扭矩和壓力也是對稱的。 螺紋指的是在圓柱或圓錐母體表面上制出的螺旋線形的、具有特定截面的連續(xù)凸起部分。螺紋按其母體形狀分為圓柱螺紋和圓錐螺紋；按其在母體所處位置分為外螺紋、內(nèi)螺紋，按其截面形狀（牙型）分為三角形螺紋、矩形螺紋、梯形螺紋、鋸齒形螺紋及其他特殊形狀螺紋，零件左端設(shè)計M24普通外螺紋，加工完成之后可以使用M24螺紋環(huán)規(guī)進行測量。 零件需要設(shè)計寬度8mm的鍵槽，槽的經(jīng)濟加工精度為N6級，尺寸公差需要控制在上偏差0.032，下偏差0.01的范圍之內(nèi)，加工完成之后使用規(guī)格為0-150mm的游標卡尺分進行測量。 2.2.2形位公差精度的要求分析 形位公差一般也叫幾何公差包括形狀公差和位置公差。任何零件都是由點、線、面構(gòu)成的，這些點、線、面稱為要素。機械加工后零件的實際要素相對于理想要素總有誤差，包括形狀誤差和位置誤差。這類誤差影響機械產(chǎn)品的功能，設(shè)計時應(yīng)規(guī)定相應(yīng)的公差并按規(guī)定的標準符號標注在圖樣上。 首先確定零件的設(shè)計基準A是φ40的外圓，首先確定φ48外圓兩端的面關(guān)于設(shè)計基準A的垂直度為0.03mm，右端的φ40外圓關(guān)于設(shè)計基準A的同軸度為0.015mm。 2.2.3表面粗糙度的要求分析 表面質(zhì)量越高的零件，表面越光滑，最高可以達到鏡面的程度，通過來說，如果想提高零件的使用壽命，提高零件的表面質(zhì)量是最有效的辦法。表面質(zhì)量如果的好壞在耐磨性上體現(xiàn)在以下幾點： 1：表面質(zhì)量過大過小的零件在于其他的零件配合的時候，磨損量都會加大，所以需要工藝設(shè)計時給零件一個合理的表面粗糙度值，數(shù)控加工工程師按照指定的數(shù)值加工。 2：在機械加工過程中，如果出現(xiàn)加工產(chǎn)生的殘余應(yīng)力等問題，雖然這些問題都出現(xiàn)在表面極小的位置上，也會留下一個安全隱患。 3：表面粗糙度最合理的位置就是Ra0.8-Ra1.6μm之間，在這個間隙被加工出的零件配合度正常，不會出現(xiàn)單個位置的急劇磨損，也不會出現(xiàn)零件完全貼合咬死情況。 表面質(zhì)量如果的好壞在配合性上體現(xiàn)在以下幾點： 機械產(chǎn)品一般的配合要求就是過渡配合，間隙配合，過盈配合等，如果表面粗糙度的Rz值太大的話，對后期的配合是很不利的，比如機器開始運轉(zhuǎn)，配合的表面是不斷的在磨損。 如果Rz值太大，那么機器從初期就會開始磨損，如果Rz值很少，機器就會在很長一段時間內(nèi)不磨損。 參考《機械制造技術(shù)課程設(shè)計指導(dǎo)教程》P13表1-9外圓加工方案的經(jīng)濟精度和表面粗糙度和表1-11平面加工方案的經(jīng)濟精度和表面粗糙度。 零件未注表面粗糙Ra=12.5μm，確定外圓的經(jīng)濟加工精度為IT11級。 圖紙標注φ35外圓和φ40外圓的表面粗糙Ra=1.6μm，查表后確定經(jīng)濟加工精度為IT7級。 鍵槽的兩個側(cè)面的表面粗糙Ra=3.2μm，查表后確定經(jīng)濟加工精度為IT8級，鍵槽的底面表面粗糙Ra=6.3μm，查表后確定經(jīng)濟加工精度為IT9級。 三、零件加工工藝 3.1生產(chǎn)綱領(lǐng)計算 使用UG里面的測量體質(zhì)量得到螺紋階梯軸的質(zhì)量為1.25kg，在機械產(chǎn)品中小于4kg的零件都被稱為輕型零件，假設(shè)本次設(shè)計的零件的年產(chǎn)量為Q=400件/年，則通過公式： ..........（式1） 本次設(shè)計的零件為輕型零件，根據(jù)《機械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程》第5頁，表1-5（機械加工零件生產(chǎn)類型的劃分）中100-500的加工量屬于小批生產(chǎn)，本次設(shè)計的螺紋階梯軸零件的生產(chǎn)量為413，所以為小批生產(chǎn)。 3.2毛坯選擇 毛坯的制造形式多種多樣，常見的有鑄造，鍛造等，鑄造包括了砂型鑄造，機器鑄造，壓鑄等，鍛造包括了自動鍛和模具鍛，但是鍛造和鑄造都比較適用于較為復(fù)雜的零件，本次設(shè)計的階梯軸零件結(jié)構(gòu)較為簡單，所以毛坯類型為熱軋圓鋼棒料，熱軋圓鋼的規(guī)格為5.5-250毫米，其中，5.5-25毫米的小圓鋼大多以直條成捆供應(yīng)，常用作鋼筋、螺栓及各種機械零件：大于25毫米的熱軋圓鋼，主要用于制造機械零件或作無縫鋼管坯。 零件的最大外輪廓為φ48x160mm，首先可以確定圓鋼是有標準的一般都是整數(shù)比如10,20等規(guī)則的圓鋼嗎，所以設(shè)計毛坯直徑為φ50mm，長度根據(jù)《機械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程》第37頁，表2-14確定毛坯的長度余量為2mm，所以毛坯尺寸為φ50x164mm。 圖2螺紋階梯軸毛坯圖 3.3基準選擇 3.3.1工件的定位 工件的定位就是在機床上把零件夾緊，夾緊通常來說都是限制零件的六個自由度，但是在實際加工中都沒有必要完全限制住，比如車削加工時還有旋轉(zhuǎn)的自由度，銑床在使用平口鉗也沒有把零件完全定位就夾緊了，所以說工件的定位是相對的，只要把工件相對于機床固定好，保證加工的安全性就可以了。 3.3.2粗加工基準的選擇 粗基準：工件加工的第一工序或最初幾道工序中，只能用毛坯上未經(jīng)加工的表面作為定位基準，這種定位基準稱為粗基準。簡單的說粗基準:用未加工過的表面所作的定位基準。 首先以φ50毛坯面為粗加工基準，進行加工。 3.3.3精加工基準的選擇 對于精基準的選擇有一下原則： （1）基準重合原則。 （2）基準統(tǒng)一原則。 （3）互為基準的原則。 （4）自為基準原則。 （5）便于裝夾原則。 精加工基準選擇φ40外圓面和φ48外圓端面為精加工基準，銑床加工是使用專用夾具裝夾，以兩個φ40外圓為基準加工。 3.4加工方法及工序的確定 一般表面的加工方式是車削加工，銑削加工等，本次設(shè)計也不例外。 通過分析零件的表面質(zhì)量和判斷出零件的經(jīng)濟加工精度，從而可以得到零件的加工方法，本次設(shè)計《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程》P13表1-9外圓的經(jīng)濟加工精度和表面粗糙度，表1-11平面的經(jīng)濟加工精度和表面粗糙度來分析零件的表面粗糙度質(zhì)量。 零件φ35外圓的表面粗糙度Ra=1.6μm，確定經(jīng)濟加工精度為IT7級，對應(yīng)的加工方式為粗車—半精車—精車加工，φ40外圓的表面粗糙度Ra=1.6μm，確定經(jīng)濟加工精度為IT7級，對應(yīng)的加工方式為粗車—半精車—精車加工。 M24螺紋首先車削加工螺紋外徑，然后使用螺紋車刀加工，鍵槽的表面粗糙度Ra=3.2μm，確定經(jīng)濟加工精度為IT8級，對應(yīng)的加工方式為粗銑—精銑加工。 3.4.2擬定工藝路線 數(shù)控車床加工可以實現(xiàn)循環(huán)加工，自動換到的功能，從而提高加工的安全性和加工效率，本次設(shè)計準備使用下料—熱處理—車端面—車外圓—車端面—車外圓—車槽—車螺紋—銑鍵槽—檢驗。 3.4.3乳化液的選擇 切削液在機床加工中有對刀片冷卻，對工件清洗和防銹的作用，目前市場上使用最多的就是乳化液，首先在機床上面注入50%的乳化液，然后在注入50%的水，進行攪拌。需要注意乳化液不要和皮膚接觸，容易造成過敏等傷害。 在加工時開啟乳化液，可以降低刀具溫度，提高加工的表面質(zhì)量，并且乳化液會沖走鐵削，對零件進行沖洗，乳化液使用一段時間之后就會有細菌侵入，需要及時更換。 3.4.4工藝路線方案對比 編寫機械加工工藝路線首先要考慮車間的水平，然后是考慮零件的加工基準等問題，設(shè)計兩套加工工藝對比得到最合適的一套。 1方案一： 工序1： 下料Φ50X164mm。 工序2： 去毛刺，飛邊。 工序3： 三爪卡盤裝夾，找正外圓，車端面，車平即可。 工序4： 車削加工φ35，φ40，φ48外圓，其中φ30和φ40外圓留磨床加工余量0.3mm，φ48外圓到尺寸要求。 工序5： 掉頭裝夾找正，車端面，保證總長度160mm。 工序6： 車削加工M24螺紋大徑，φ35外圓，φ40外圓，其中φ35和φ40外圓留磨床加工余量0.3mm，螺紋大徑到尺寸要求。 工序7： 車削加工3x1.5mm槽，到尺寸要求。 工序8： 磨床加工φ35，φ40外圓，到尺寸要求。 工序9： 銑床加工2處鍵槽，到尺寸要求。 工序10： 鉗工使用板牙攻絲。 工序11： 銳邊倒鈍。 工序12： 按尺寸要求檢查。 方案二： 工序1： 下料Φ50X164mm。 工序2： 去毛刺，飛邊。 工序3： 三爪卡盤裝夾，找正外圓，車端面，車平即可。 工序4： 車削加工M24螺紋大徑，φ35外圓，φ40外圓，螺紋大徑到尺寸要求。 工序5： 車削加工3x1.5mm槽，到尺寸要求。 工序6： 掉頭裝夾找正，車端面，保證總長度160mm。 工序7： 車削加工φ35，φ40，φ48外圓，其中φ35和φ40外圓留磨床加工余量0.3mm，φ48外圓到尺寸要求。 ....... 與方案一相同的工序省略。 首先分析第一套方案，是先加工左端，在加工右端，車削加工時為了提高零件的表面質(zhì)量選擇了車削之后磨削加工外圓的方案，螺紋使用了板牙攻絲，這種方案雖然能夠保證表面質(zhì)量但是效率不高，現(xiàn)在以車代磨的工藝已經(jīng)成熟，超硬刀片完全可以替代砂輪，并且使用板牙攻絲效率更低，所以是不可取的。 在第二套方案中進行了修改，外輪廓完全使用車削加工，但是螺紋還是使用板牙加工，并且是先加工的螺紋一端，這樣容易造成螺紋在裝夾中收到損失。 綜合分析兩套加工工藝，并沒有安排熱處理加工工藝，綜合上述兩種方案，分析一套正確的方案如下： 工序1： 下料Φ50X164mm，去毛刺，飛邊。 工序2： 調(diào)質(zhì)處理。 工序3： 三爪卡盤裝夾，找正外圓，車端面，車平即可。 工序4： 車削加工φ35，φ40，φ48外圓，到尺寸要求。 工序5： 掉頭裝夾找正，車端面，保證總長度160mm。 工序6： 車削加工M24螺紋大徑，φ35外圓，φ40外圓，φ48外圓外圓端面，到尺寸要求。 工序7： 車削加工3x1.5mm槽，到尺寸要求 工序8： 車削加工M24外螺紋。 工序9： 銑床加工2處鍵槽，到尺寸要求。 工序10： 銳邊倒鈍。 工序11： 按尺寸要求檢查 3.5選擇加工設(shè)備和工藝裝備 3.5.1機床選用 數(shù)控車床選擇滕州市中科大機床機床廠生產(chǎn)的CK6140數(shù)控車床，車床價值3.8萬元，每一個重要的配合面都經(jīng)過鉗工刮研，機身使用HT200鑄造產(chǎn)生，鑄造時加入了很多特殊材料，更高了提升了機床的減震性，機床導(dǎo)軌淬火深度4mm，表面硬度更高，延長了機床壽命，實物圖如圖3所示。 圖3 數(shù)控車床 數(shù)控車床可以完成常見回轉(zhuǎn)類零件的加工制造，比如階梯軸，光軸，傳動軸等，還可以加工普通螺紋，梯形螺紋，圓弧螺紋等，特殊一點的偏心軸也可以使用數(shù)控車床加工。 普通車床上面的結(jié)構(gòu)數(shù)控車床也會具備，但是數(shù)控車床不是齒輪傳動而是帶傳動，除此之外，每一個重要的配合面都經(jīng)過鉗工刮研，機身使用HT200鑄造產(chǎn)生，鑄造時加入了很多特殊材料，更高了提升了機床的減震性，機床導(dǎo)軌淬火深度4mm，表面硬度更高，延長了機床壽命。 銑床選擇XK5032銑床，數(shù)控加工的設(shè)備選擇法蘭克系統(tǒng)，法蘭克數(shù)控系統(tǒng)學(xué)習(xí)簡單，操作方便，適合新手入門學(xué)習(xí)，并且市場的占有率高，進一步熟悉之后，可以方便自己以后工作。 3.5.2選擇刀具 車床配合車刀加工，車刀有內(nèi)孔車刀，外圓車刀，車槽刀，車斷刀，內(nèi)螺紋車刀，外螺紋車刀，端面槽刀等，也有一些特殊的成型刀具。 本次設(shè)計車外圓選擇35°外圓車刀，如圖4所示。 圖4 外圓車刀 選擇3mm車槽刀加工槽，如圖5所示。 圖5 車槽刀 選擇60°螺紋車刀加工螺紋，如圖6所示。 圖6 螺紋刀 選擇45°端面車刀加工面，如圖7所示。 圖7 45°刀 用于銑削加工零件的刀具稱為銑刀，一般有立銑刀，面銑刀，鍵槽銑刀等。 圖8 立銑刀 綜合分析之后，確定刀具如果表 3-1所示。 表3-1零件刀具卡 產(chǎn)品名稱或代號 零件名稱 零件圖號 序號 刀具號 刀具規(guī)格名稱 數(shù)量 加工表面 刀尖圓弧半徑 備注 1 T0101 45°端面車刀 1 車端面 1.2 2 T0202 35°外圓車刀 1 車外圓 0.5 3 T0303 3mm車槽刀 1 車槽 0.2 4 T0404 60°螺紋刀 1 車螺紋 0.2 5 T0505 D6立銑刀 1 銑槽 3.5.3選擇量具 選擇量具的方法有兩種:一是按計量器具的不確定度選擇;二是按計量器的測量方法極限尺寸選擇。采用其中的一種方法即可。 綜合分析之后，確定刀具如果表 3-2所示。 表3-2零件量具卡 序號 量具名稱 規(guī)格 1 外徑千分尺 25-50mm 2 螺紋環(huán)規(guī) M24 3 游標卡尺 0-180mm 3.5.4計算切削用量和工時 車端面，選擇切削深度，進給量，切削速度，代入公式（2）計算得到轉(zhuǎn)速 。 ....................................（式2） 加工時取整為800r/min 用公式（3）計算加工時間： ....................................（式3） 計算外圓的加工。 以φ35外圓為例，粗加工時選擇切削深度，進給量，切削速度，代入公式計算得到轉(zhuǎn)速： ，加工時取整為700r/min 計算加工時間： 半精車選擇切削深度，每分鐘進給量，切削速度，代入公式計算得到轉(zhuǎn)速 ，加工時取整為800r/min 計算加工時間： 精車計算選擇確定切削深度，進給量，切削速度，代入公式計算得到轉(zhuǎn)速。 ，加工時取整為900r/min 計算加工時間： 車削加工槽 車削加工槽計算選擇確定切削深度，進給量，切削速度，代入公式計算得到轉(zhuǎn)速。 ，加工時取整為600r/min 計算加工時間： 螺紋車削n≤（1200/P）-K（K保險系數(shù)，一般取為80） n≤（1200/1.5）-80 n≤720，加工時取整數(shù)700 D6立銑刀粗加工鍵槽計算 選擇背吃刀量0.8mm，進給量0.2mm/r，銑削速度15m/min，將參數(shù)帶入公式進行計算如下： ，加工時取整為800r/min 計算加工時間： D6立銑刀精加工鍵槽計算 選擇背吃刀量1mm，進給量0.1mm/r，銑削速度20m/min，將參數(shù)帶入公式進行計算如下： ，加工時取整為1000r/min 計算加工時間： 4、 螺紋階梯軸數(shù)控編程 4.1確定編程零點 軸類零件編程時把編程的零件放在端面的中心位置，如圖9所示。 圖9 編程零點 4.2編寫加工程序 表4-1工序4車外圓程序卡 程序內(nèi)容 程序說明 O0001 程序名，O后面跟任意4位數(shù)字 T0101 選擇外圓車刀，對刀時選擇1號刀補 M3S800 轉(zhuǎn)速800，主軸正轉(zhuǎn) G0X50 1號刀具快速移動到X50位置 Z10 1號刀具快速移動到Z10位置 G71U1R1 輪廓加工指令選G71 G71P10Q20U0.5F0.3 輪廓加工指令選G71，留加工余量0.5mm N10G1X32F0.1 具體加工路線 Z0 X35Z-1.5 Z-46.5 G2X38Z-48R1.5 G1X40 Z-38 X48 Z-103 N20G0X50 1號刀具快速移動到X50位置 Z100 1號刀具快速移動到Z100位置 G70P10Q20 選擇G70精加工程序 M05 M05主軸不在轉(zhuǎn)動 M30 程序加工結(jié)束，打開機床門，進行測量 表4-2工序6車外圓程序卡 程序內(nèi)容 程序說明 O0001 程序名，O后面跟任意4位數(shù)字 T0101 選擇外圓車刀，對刀時選擇1號刀補 M3S800 轉(zhuǎn)速800，主軸正轉(zhuǎn) G0X50 1號刀具快速移動到X50位置 Z10 1號刀具快速移動到Z10位置 G71U1R1 輪廓加工指令選G71 G71P10Q20U0.5F0.3 輪廓加工指令選G71，留加工余量0.5mm N10G1X21F0.1 具體加工路線 Z0 X24Z-1.5 Z-32 X35 Z-55 G2X39Z-57R2 G1X40 Z-77 N20G0X50 1號刀具快速移動到X50位置 Z100 1號刀具快速移動到Z100位置 G70P10Q20 選擇G70精加工程序 M05 M05主軸不在轉(zhuǎn)動 M30 程序加工結(jié)束，打開機床門，進行測量 表4-3工序7車槽程序卡 程序內(nèi)容 程序說明 O0002 程序名，O后面跟任意4位數(shù)字 T0202 選擇車槽刀，對刀時選擇2號刀補 M3S600 轉(zhuǎn)速800，主軸正轉(zhuǎn) G0X50 2號刀具快速移動到X50位置 Z-32 2號刀具快速移動到Z10位置 G75R1 選擇加工槽指令為G75，退刀1mm G75X21Z-32P2000Q2000F0.04 設(shè)計槽的終點坐標和每次進刀深度 G0X100 2號刀具快速移動到X100位置 Z100 2號刀具快速移動到Z100位置 M05 M05主軸不在轉(zhuǎn)動 M30 程序加工結(jié)束，打開機床門，進行測量 表4-4工序8車螺紋程序卡 程序內(nèi)容 程序說明 O0003 程序名，O后面跟任意4位數(shù)字 T0303 選擇螺紋車刀，對刀時選擇3號刀補 M3S700 轉(zhuǎn)速700，主軸正轉(zhuǎn) G0X24 5號刀具快速移動到X27位置 Z10 5號刀具快速移動到Z10位置 G92X24Z-30.5F1.5 選擇G92車螺紋加工 X23.8 X23.5 X23.3 X23 X22.8 X22.5 G0X100 5號刀具開始結(jié)束，X方向退刀 Z100 5號刀具開始結(jié)束，Z方向進刀 M05 加工結(jié)束，用M05指令取消M03指令 M30 程序加工結(jié)束，使用M30回到第1行 表4-5工序9銑槽程序卡 程序內(nèi)容 程序說明 O1234 程序名，O后面跟任意4位數(shù)字 G17 G90 G54 G54對刀 確定加工平面 S1400 M03 轉(zhuǎn)速1400，主軸正轉(zhuǎn) G00 G90 X-25 Y1 XY到起到刀 G43 Z34 H01 Z軸接近工件 G01 Z13.5 F700 G01下刀 X-41 開始加工第一個槽 G03 X-42 Y0 R1 G01 X-9 G03 X-8 G01 X-25 G00 Z34 X-116 G01 Z13.5 移動到第二個槽的位置 X-122 開始加工第二個槽 G03 X-123 Y0 R1 G01 X-110 G03 X-109 G01 X-116 G00 Z234 M05 M09 M30 G00 Z134 加工結(jié)束，Z軸抬刀 M05 加工結(jié)束，用M05指令取消M03指令 M30 程序加工結(jié)束，使用M30回到第1行 30 4.4機械加工工藝過程卡 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 螺紋軸零件 共 1 頁 第1頁 材料牌號 45# 毛坯種類 棒材 毛坯外形尺寸 Φ50X164 每毛坯可制件數(shù) 1 每臺件數(shù) 1 備注 工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 車間 工段 設(shè)備 工藝裝備 工時 準終 單件 1 下料 下Φ50X164圓鋼棒料，清理毛刺 G4228鋸床 游標卡尺 2 熱處理 調(diào)質(zhì)處理 3 車端面 三爪卡盤裝夾，找正外圓，車端面，車平即可 CK6140車床 百分表、45o外圓車刀、游標卡尺、三爪卡盤 4 車外圓 車削加工φ35，φ40，φ48外圓，到尺寸要求。 CK6140車床 35o外圓車刀、游標卡尺、三爪卡盤 5 車端面 掉頭裝夾找正，車端面，保證總長度160mm。 CK6140車床 百分表、45o外圓車刀、游標卡尺、三爪卡盤 6 車外圓 車削加工M24螺紋大徑，φ35外圓，φ40外圓，φ48外圓端面，到尺寸要求。 CK6140車床 35o外圓車刀、游標卡尺、三爪卡盤 7 車槽 車削加工3x1.5mm槽，到尺寸要求。 CK6140車床 3mm車槽刀、游標卡尺、三爪卡盤 8 車螺紋 車削加工M24外螺紋。 CK6140車床 60°螺紋車刀、螺紋環(huán)規(guī)、三爪卡盤 9 銑槽 銑床加工2處鍵槽，到尺寸要求 XK5032 D6立銑刀、游標卡尺、專用夾具 10 鉗工 銳邊倒鈍。 11 表面發(fā)黑 12 檢驗 按尺寸要求檢驗 機械加工工藝過程卡片 4.5機械加工工序卡 機械加工工序卡片 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 螺紋軸零件 共 頁 第 頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 3 車端面 45# 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺件數(shù) 棒材 Φ50×164 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 車床 CK6140 夾具編號 夾具名稱 切削液 三爪卡盤 工序工時(分) 工步號 工步內(nèi)容 工藝裝備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進給量 背吃刀量 走刀次數(shù) 工步額定 1 三爪卡盤裝夾，找正外圓 百分表 2 車端面，車平即可 45o外圓車刀、游標卡尺 800r/min 150m/min 0.1mm/min 1mm 0.1 編制 審核 會簽 標記 處記 更改文件號 簽字 日期 標記 處記 更改文件號 簽字 日期 機械加工工序卡片 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 螺紋軸零件 共 頁 第 頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 4 車外圓 45# 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺件數(shù) 棒材 Φ50×164 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 車床 CK6140 夾具編號 夾具名稱 切削液 三爪卡盤 工序工時(分) 工步號 工步內(nèi)容 工藝裝備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進給量 背吃刀量 走刀次數(shù) 工步額定 1 粗削加工φ35，φ40，φ48外圓，留半精加工余量1mm。 35o外圓車刀、游標卡尺 700r/min 80m/min 0.7mm/min 2mm 0.1 2 半精車加工φ35，φ40，φ48外圓，留精加工余量0.5mm。 35o外圓車刀、游標卡尺 800r/min 90m/min 0.35mm/min 0.5mm 0.3 3 精車加工φ35，φ40，φ48外圓，到尺寸要求。 35o外圓車刀、外徑千分尺 900r/min 100m/min 0.1mm/min 0.5mm 0.8 編制 審核 會簽 標記 處記 更改文件號 簽字 日期 標記 處記 更改文件號 簽字 日期 機械加工工序卡片 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 螺紋軸零件 共 頁 第 頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 5 車端面 45# 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺件數(shù) 棒材 Φ50×164 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 車床 CK6140 夾具編號 夾具名稱 切削液 三爪卡盤 工序工時(分) 工步號 工步內(nèi)容 工藝裝備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進給量 背吃刀量 走刀次數(shù) 工步額定 1 三爪卡盤裝夾，找正外圓 百分表 2 車端面，車平即可 45o外圓車刀、游標卡尺 800r/min 150m/min 0.1mm/min 1mm 0.1 編制 審核 會簽 標記 處記 更改文件號 簽字 日期 標記 處記 更改文件號 簽字 日期 機械加工工序卡片 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 螺紋軸零件 共 頁 第 頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 6 車外圓 45# 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺件數(shù) 棒材 Φ50×164 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 車床 CK6140 夾具編號 夾具名稱 切削液 三爪卡盤 工序工時(分) 工步號 工步內(nèi)容 工藝裝備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進給量 背吃刀量 走刀次數(shù) 工步額定 1 粗削加工M24螺紋大徑，φ35外圓，φ40外圓，φ48外圓端面，留半精加工余量1mm。 35o外圓車刀、游標卡尺 700r/min 80m/min 0.7mm/min 2mm 0.1 2 半精車加工M24螺紋大徑，φ35外圓，φ40外圓，φ48外圓端面，留精加工余量0.5mm。 35o外圓車刀、游標卡尺 800r/min 90m/min 0.35mm/min 0.5mm 0.3 3 精車加工M24螺紋大徑，φ35外圓，φ40外圓，φ48外圓端面，到尺寸要求。 35o外圓車刀、外徑千分尺 900r/min 100m/min 0.1mm/min 0.5mm 0.8 編制 審核 會簽 標記 處記 更改文件號 簽字 日期 標記 處記 更改文件號 簽字 日期 機械加工工序卡片 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 螺紋軸零件 共 頁 第 頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 7 車槽 45# 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺件數(shù) 棒材 Φ50×164 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 車床 CK6140 夾具編號 夾具名稱 切削液 機用虎鉗 工序工時(分) 工步號 工步內(nèi)容 工藝裝備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進給量 背吃刀量 走刀次數(shù) 工步額定 1 車削加工3x1.5mm槽，到尺寸要求。 3mm車槽刀、游標卡尺 600r/min 40m/min 0.04mm/min 2mm 0.08 編制 審核 會簽 標記 處記 更改文件號 簽字 日期 標記 處記 更改文件號 簽字 日期 機械加工工序卡片 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 螺紋軸零件 共 頁 第 頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 8 車螺紋 45# 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺件數(shù) 棒材 Φ50×164 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 車床 CK6140 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用家具 工序工時(分) 工步號 工步內(nèi)容 工藝裝備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進給量 背吃刀量 走刀次數(shù) 工步額定 1 車削加工M24外螺紋 60°螺紋車刀 M24環(huán)規(guī) 720r/min 80m/min 1.5mm/min 0.4 編制 審核 會簽 標記 處記 更改文件號 簽字 日期 標記 處記 更改文件號 簽字 日期 機械加工工序卡片 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 螺紋軸零件 共 頁 第 頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 9 銑槽 45# 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺件數(shù) 棒材 Φ50×164 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 加工中心 XH714 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 工序工時(分) 工步號 工步內(nèi)容 工藝裝備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進給量 背吃刀量 走刀次數(shù) 工步額定 1 粗銑加工2處鍵槽，留精加工余量0.5 D6立銑刀、游標卡尺 800r/min 15m/min 0.2mm/min 0.8 0.5 2 精銑加工2處鍵槽，到尺寸要求 D6立銑刀、游標卡尺 1000r/min 20m/min 0.1mm/min 1 0.5 編制 審核 會簽 標記 處記 更改文件號 簽字 日期 標記 處記 更改文件號 簽字 日期 總結(jié) 經(jīng)過這次的畢業(yè)設(shè)計，總的來說就是讓每個學(xué)生都忙起來了，緊張起來。找出問題忙著去圖書館查資料，忙著去問老師問題，怎么去解決問題，雖然有太多的不懂，很多概念都很模糊，但是我們都堅持下來了，人總是在被逼的時候，在走投無路的時候，才能發(fā)揮自己的潛能。 成不成功沒關(guān)系，至少你做了，你花心思做了。很多人只是看結(jié)果，可是最讓人難忘的是那個過程，因為過程決定成敗。從零件的工藝分析，到零件的工序卡，到選擇毛胚，，到編數(shù)控程序的編制，數(shù)控程序的仿真，切削用量的計算，花費了大量的時間，絞盡了腦汁，求教了很多導(dǎo)師同學(xué)和朋友，終于完成了畢業(yè)設(shè)計。一個人不去問，不去請教是做不出東西的，通過這件事情，深刻的了解了自己的不足，明白了這個專業(yè)的博大精深，怎么去保證所需要的精度，以及一系列的后期工作。相信自己以后如果從事這個行業(yè)，一定會少走彎路，細心的做好自己的工作。 參考文獻 [1] 馬秀霞. 數(shù)控車床加工工藝[J]. 科技致富向?qū)? 2014(18):159-159. 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