1、 軸類零件的加工及工藝分析設(shè)計說明書 前言數(shù)控加工是機械制造中的先進的加工技術(shù)是一種高效率，高精度與高柔性特點的自動加工方法，數(shù)控加工技術(shù)可有效解決復(fù)雜、精密、小批多變零件的加工問題，充分適應(yīng)了現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要，制造自動化是先進制造技術(shù)的重要組成部分，其核心技術(shù)是數(shù)控技術(shù)，數(shù)控技術(shù)是綜合計算機、自動技術(shù)、自動檢測及精密機械等高新技術(shù)的產(chǎn)物，它的出現(xiàn)及所帶來的巨大利益，已引起了世界各國技術(shù)與工業(yè)界的普遍重視，目前，國內(nèi)數(shù)控機床使用越來越普及，如何提高數(shù)控加工技術(shù)水平已成為當(dāng)務(wù)之急，隨著數(shù)控加工的日益普及，越來越多的數(shù)控機床用戶感到，數(shù)控加工工藝掌握的水平是制約手工編程與cad/cam集成化自動編

2、程質(zhì)量的關(guān)鍵因素。數(shù)控加工工藝是數(shù)控編程與操作的基礎(chǔ)，合理的工藝是保證數(shù)控加工質(zhì)量發(fā)揮數(shù)控機床的前提條件，從數(shù)控加工的實用角度出發(fā)，以數(shù)控加工的實際生產(chǎn)為基礎(chǔ)，以掌握數(shù)控加工工藝為目標(biāo)，在介紹數(shù)控加工切削基礎(chǔ)，數(shù)控機床刀具的選用，數(shù)控加工的定位與裝夾以及數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)等基本知識的基礎(chǔ)上，分析了數(shù)控車削的加工工藝。課程設(shè)計分工名單：曹陽 ：說明書的匯總與制作（前言、第一章、小結(jié)）趙志城：零件數(shù)控仿真、生成nc代碼程序及單說明（二、四、五章）郭川 ： ppt幻燈片的制作雷路 ：零件工藝分析與加工工藝卡片的制作（第三章）目錄前言第一章 設(shè)計概要. 1第一節(jié) 設(shè)計題目及目的 1第二節(jié) 選用設(shè)計軟件.

3、1第二章 實體設(shè)計.2第一節(jié) caxa平面圖的繪制.2第二節(jié) 零件實體的構(gòu)造. 4第三章 工藝分析.7第一節(jié) 零件工藝分析. 8第二節(jié) 刀具的選擇. 9第三節(jié) 刀具卡片.10第四節(jié) 確立工件的定位與夾具方案.10第五節(jié) 確定走刀順序和路線.11第六節(jié) 切削用量的選擇.15第七節(jié) 數(shù)控加工工藝文件的填寫.16第八節(jié) 保證加工精度的方法17第四章 數(shù)控加工程序18第五章 零件仿真加工23第一節(jié) 仿真軟件簡介. 23第二節(jié) 仿真加工過程 25結(jié)論 30參考文獻(xiàn).31摘要：本次設(shè)計主要是對數(shù)控加工工藝進行分析與具體零件圖的加工，首先對數(shù)控加工技術(shù)進行了簡單的介紹，然后根據(jù)零件圖進行數(shù)控加工分析。第一，

4、根據(jù)本零件材料的加工工序、切削用量以及其他相關(guān)因素選用刀具及刀柄和零件的輪廓特點確定需要7把刀具分別為外圓粗車刀、外圓精車刀、外切槽刀、外螺紋刀、內(nèi)鏜孔刀、內(nèi)切槽刀。第二，針對零件圖圖形進行編制程序，此零件為軸類零件，外輪廓由直線、圓弧和螺紋組成，零件的里面要鏜出一個錐孔，在加工過程中，工件需要調(diào)頭鉆孔再鏜孔，第三，早鉆孔對刀時要先回參考點，要以孔中心作為對刀點，刀具的位置要以此來找正，使刀位點與換刀點重合。關(guān)鍵字：刀具的確定、走刀路線的選擇、刀具的對刀點、工件的定位。30 第一章 設(shè)計概要第一節(jié) 設(shè)計題目及目的設(shè)計題目：軸類零件的加工及工藝分析設(shè)計目的：本次畢業(yè)綜合實訓(xùn)實踐項目為軸類零件的加

5、工及工藝 分析，用所學(xué)理論知識和實際操作知識，在工作中分析問題、解決實際問題的能力同時達(dá)到對我們基本技能的訓(xùn)練，例如：計算、繪圖、熟悉和運用設(shè)計資料（手冊、標(biāo)準(zhǔn)、圖冊和規(guī)范等）的能力。加強對在加工機械零件時的零件工藝分析、及其加工精度、刀具機床的選用、刀具補償，工件的定位與裝夾的分析等。同時提高我們編寫技術(shù)文件、編寫數(shù)控程序、仿真數(shù)控機床操作的獨立工作能力。第二節(jié) 選用設(shè)計軟件本課題二維圖選用：caxa電子圖表 實體圖選用：caxa制造工程師2008 仿真加工用:斯沃仿真軟件第二章 實體設(shè)計 第一節(jié) caxa平面圖的繪制1. 軟件簡介我們采用caxa電子圖版2007繪制，caxa電子圖板200

6、7打造了全新軟件開發(fā)平臺，多文檔、多標(biāo)準(zhǔn)以及交互方式上帶來全新體驗，而且在系統(tǒng)綜合性能方面進行了充分改進和優(yōu)化，對于文件特別是大圖的打開、存儲、顯示、拾取等操作的運行速度均提升100%以上，undo/redo性能提升了十倍以上，動態(tài)導(dǎo)航、智能捕捉、編輯修改等處理速度的提升，給用戶的設(shè)計繪圖工作帶來流暢、自如的感受。而且依據(jù)中國機械設(shè)計的國家標(biāo)準(zhǔn)和使用習(xí)慣，提供專業(yè)繪圖工具盒輔助設(shè)計工具，通過簡單的繪圖操作將新品研發(fā)、改型設(shè)計等工作迅速完成，提升工程師專業(yè)設(shè)計能力。2. 軟件界面介紹caxa電子圖版工作界面3.利用該軟件作此圖的平面圖 第二節(jié) 零件實體 一、零件主體的實體化我們這里使用caxa數(shù)

7、控車2008來進行實體，首先選擇工作界面，打開軟件后，點擊軟件的左下角的命令，然后出現(xiàn)一個界面如下 然后右鍵點擊平面xy，創(chuàng)建草圖，繪制如下圖的封閉圖形完成上圖之后，點擊菜單欄里的 按鈕，完成實體創(chuàng)建。如下圖： 二、在右端創(chuàng)建螺紋利用公式曲線來創(chuàng)建螺紋，點擊 按鈕，出現(xiàn)如下圖所示的界面 將參數(shù)x=12*sin(t)y=12*cos(t)z=0.239*t設(shè)置好之后點擊按鈕，完成如圖的曲線，單擊，在曲線的一端創(chuàng)建一個平面，在此平面內(nèi)繪制一個等邊三角形，如圖：，退出草繪，選擇導(dǎo)動除料，完成實體創(chuàng)建，如下圖：至此，整個零件的實體完成。 第三章 工藝分析工藝分析是工藝員的中心工作也是設(shè)計者設(shè)計的一個重

8、要環(huán)節(jié)，它是對工件進行數(shù)控加工的前期準(zhǔn)備。合理正確的工藝分析也是編制數(shù)控加工程序的重要依據(jù)。故工藝分析是數(shù)控加工不可缺少的。正確合理的工藝分析需完成如下工作步驟和內(nèi)容。零件尺寸的正確標(biāo)注：由于加工程序是以準(zhǔn)確的坐標(biāo)點來編制的，因此，各圖形幾何元素間的相互關(guān)系一定要明確；各種幾何元素的條件要充分，應(yīng)無引起沖突的多余尺寸或影響工序安排的封閉尺寸等；構(gòu)成零件輪廓的幾何尺寸的條件應(yīng)充分。識讀零件：零件圖紙直接反映零件的結(jié)構(gòu)，而零件的結(jié)構(gòu)決定工藝分析的合理性，所以我們要保證良好的零件結(jié)構(gòu)。工藝步驟：制定數(shù)控加工程序、劃分工步、工序，確定對刀點、換刀點，刀具補償，選擇切削刀具、冷卻液，編制工藝文件等。編制

9、加工程序：將工藝分析融入加工程序，并對其程序進行校驗和優(yōu)化。 第一節(jié) 零件工藝分析零件結(jié)構(gòu)分析1.如圖所示零件便面由柱面，圓錐面，順圓弧，逆圓弧及外螺紋構(gòu)成，外螺紋絞復(fù)雜其中多個直徑尺寸由較高的精度，表面粗糙，零件圖尺寸編注完整，符合數(shù)控加工尺寸標(biāo)注要求，輪廓描述清楚完整，零件材料為45鋼，毛胚為60mm*122mm零件技術(shù)要求分析小批量生產(chǎn)條件編程，不準(zhǔn)用砂布和銼刀修飾平面，這是對平面高精度的要求，未注公差尺寸按gb1804-m，熱處理，調(diào)質(zhì)處理，hrc25-35，未注粗糙度部分光潔度按ra6.3，毛胚尺寸60mm*122mm。加工難點及處理方案分析圖紙可知，此零件對平面度的要求高，左端更有

10、內(nèi)輪廓加工，為提高零件質(zhì)量，采用以下加工方案：1. 對圖樣上給定的幾個精度要求較高的尺寸，編程時采用中間值。2. 在輪廓曲線上，有圓弧，因此在加工時應(yīng)進行刀具半徑補償，以保證輪廓曲線的準(zhǔn)確性。本設(shè)計圖紙中的各平面和外輪廓表面的粗糙度要求可采用粗加工-精加工-超精加工方案。選擇以上措施可保證尺寸、形狀、精度和表面粗糙度第二節(jié) 刀具選擇數(shù)控刀具的選擇和切削用量的確定是數(shù)控加工工藝中的重要內(nèi)容，它不僅影響數(shù)控機床的加工效率，而且直接影響加工質(zhì)量。刀具的選擇是在數(shù)控編程的人機交互狀態(tài)下進行的。應(yīng)根據(jù)機床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相關(guān)因素正確選用刀具及刀柄。刀具選擇總的原則是

11、：安裝調(diào)整方便、剛性好、耐用度和精度高。在滿足加工要求的前提下，盡量選擇較短的刀柄，以提高刀具加工的剛性。 在經(jīng)濟型數(shù)控機床的加工過程中，由于刀具的刃磨、測量和更換多為人工手動進行，占用輔助時間較長，因此，必須合理安排刀具的排列順序。一般應(yīng)遵循以下原則：盡量減少刀具數(shù)量；一把刀具裝夾后，應(yīng)完成其所能進行的所有加工步驟；粗精加工的刀具應(yīng)分開使用，即使是相同尺寸規(guī)格的刀具；先銑后鉆 ；先進行曲面精加工，后進行二維輪廓精加工；在可能的情況下，應(yīng)盡可能利用數(shù)控機床的自動換刀功能，以提高生產(chǎn)效率等。綜上所訴：本零件的加工(1) 選用5mm中心鉆鉆削中心孔。用20的鉆頭加工左端的孔(2) 粗車及平端面選用

12、90硬質(zhì)合金左偏刀，為防止副后刀面與工件輪廓干涉，副偏角不宜太小，選kr=35。(3) 為減少刀具數(shù)量和換刀次數(shù)，精車和車螺紋選用硬質(zhì)合金60外螺紋車刀，刀尖圓弧半徑應(yīng)小于輪廓最小圓角半徑，取re=0.150.2mm 。第三節(jié) 刀具卡片第四節(jié) 確定工件的定位與裝夾方案 在數(shù)控車床上工件定位安裝的基本原則與普通機床相同。工件的裝夾方法影響工件的加工精度和效率，為了充分發(fā)揮數(shù)控機床的工作特點，在裝夾工件時，應(yīng)考慮以下幾種因素： 1.盡可能采用通用夾具，必須時才設(shè)計制造專用夾具； 2.結(jié)構(gòu)設(shè)計要滿足精度要求； 3.易于定位和裝夾； 4.易于切削的清理； 5.抵抗切削力由足夠的剛度；工件的定位與基準(zhǔn)應(yīng)

13、與設(shè)計基準(zhǔn)保持一致，應(yīng)防止過定位，對與箱體工件最好選擇“一面兩銷”作為定位基準(zhǔn)，定位基準(zhǔn)在數(shù)控機床上要仔細(xì)找正。 由于這個工件是個實心軸，末端要鏜一個30的錐孔，因軸的長度不是很長，所以采用工件的右端面和48的外圓作定位基準(zhǔn)，使用普通三爪卡盤夾緊工件，取工件的右端面中心為工件坐標(biāo)的原點，對刀點在（100.1000）處。第五節(jié) 切削加工順序的安排：先粗后精 先安排粗加工，中間安排半精加工，最后安排精加工和光整加工。先主后次 先安排零件的裝配基面和工作表面等主要表面的加工，后安排如鍵槽、緊 固用的光孔和螺紋孔等次要表面的加工。由于次要表面加工工作量小，又常與主要表面有位 置精度要求，所以一般放在主

14、要表面的半精加工之后，精加工之前進行。先面后孔 對于箱體、支架、連桿、底座等零件，先加工用作定位的平面和孔的端面，然后再加工孔。這樣可使工件定位夾緊穩(wěn)定可靠，利于保證孔與平面的位置精度，減小刀具的磨損，同時也給孔加工帶來方便。基面先行 用作精基準(zhǔn)的表面，要首先加工出來。所以，第一道工序一般是進行定位面的粗加工和半精加工(有時包括精加工)，然后再以精基面定位加工其它表面。例如，軸類零件頂尖孔的加工綜上所訴：此零件的的加工順序如下：1.先進行右端部分的加工，右端部分首先加工主輪廓走刀路線如下圓弧段加工切槽螺紋加工2.調(diào)頭加工，調(diào)頭之后的加工在分成3部首先加工外輪廓，走刀路線如下：鉆孔：鉆一個20深

15、度為29的孔加工左端部分的內(nèi)輪廓，走刀圖如下以上為整個零件的加工路線第六節(jié) 切削用量的選擇切削速度、進給量和切削深度三者稱為切削用量。它們是影響工件加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率的重要因素。 車削時，工件加工表面最大直徑處的線速度稱為切削速度，以v(m/min)表示。其計算公式： v=dn/1000(m/min) 式中：d工件待加工表面的直徑（mm） n車床主軸每分鐘的轉(zhuǎn)速（r/min） 根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點，外輪廓用采用90度外圓車刀，輪廓粗加工時留1mm的精車余量，粗加工時選主軸轉(zhuǎn)速為s=800r/min，精加工選擇1000 r/min，由公式計算得：切削速度v粗加工：v=150(m/min) 精加工：

16、v=188(m/min)第七節(jié) 數(shù)控加工工藝文件的填寫1.工藝過程卡片2.機械加工工序卡片 第八節(jié) 保證加工精度的方法為了保證和提高加工精度，必須根據(jù)生產(chǎn)加工誤差的主要原因，采取相應(yīng)的誤差預(yù)防或誤差補償?shù)扔行У墓に囃緩酱胧﹣碇苯涌刂圃颊`差或控制原始誤差對零件加工精度的影響。一、刀具半徑的選定 1.刀具的半徑r比工件轉(zhuǎn)角處半徑大時不能加工。 2.刀具較小時不能用較大的切削量加工（刀具剛性差）。二、采用合適的切削液1.切削液主要用來減少切削過程中的摩擦和降低切削溫度。合理使用切削液，對提高刀具耐用度和加工表面質(zhì)量、加工精度起重要的作用。2.非水溶性切削液：切削油、固體潤滑劑，非溶性切削液主要起潤

17、滑作用。3.水溶性切削液：水溶液、乳化液，水溶性切削液有良好的冷卻作用和清洗作用。故本設(shè)計加工時采用水溶液進行冷卻。 第4章 數(shù)控加工程序本零件采用電腦軟件編程，由于程序過多，這里只打出一部分，這里只展示左端部分的程序o1234t0404m03 s1200m08 f1500g00 x77.917 z13.100 g00 z6.549 g00 x71.414 g01 x61.014 f5.000 g01 x59.600 z5.841 g01 z-14.200 f10.000 x60.000 g01 x61.414 z-13.493 f20.000 g01 x71.414 g00 z6.549 g

18、01 x60.014 f5.000 g01 x58.600 z5.841 g01 z-14.700 f10.000 g01 x60.000 g01 x61.414 z-13.993 f20.000 g01 x71.414 g00 z6.549 g01 x59.014 f5.000 g01 x57.600 z5.841 g01 z-15.200 f10.000 g01 x60.000 g01 x61.414 z-14.493 f20.000 g01 x71.414 g00 z6.549 g01 x58.014 f5.000 g01 x56.600 z5.841 g01 z-15.700 f10.

19、000 g01 x60.000 g01 x61.414 z-14.993 f20.000 g01 x71.414 g00 z6.549 g01 x57.014 f5.000 g01 x55.600 z5.841 g01 z-16.200 f10.000 g01 x60.000 g01 x61.414 z-15.493 f20.000 g01 x71.414 g00 z6.549 g01 x56.014 f5.000 g01 x54.600 z5.841 g01 z-16.700 f10.000 g01 x60.000 g01 x61.414 z-15.993 f20.000 g01 x71.4

20、14 g00 z6.549 g01 x55.014 f5.000 g01 x53.600 z5.841 g01 z-17.200 f10.000 g01 x60.000 g01 x61.414 z-16.493 f20.000 g01 x71.414 g00 z6.549 g01 x54.014 f5.000 g01 x52.600 z5.841 g01 z-17.700 f10.000 g01 x60.000 g01 x61.414 z-16.993 f20.000 g01 x71.414 g00 z6.507 g01 x1.414 f5.000 g01 x0.000 z5.800 g01

21、x51.600 f10.000 g01 z-18.200 g01 x59.600 g01 z-36.000 g01 x61.014 z-35.293 f20.000 g01 x71.014 g00 z6.007 g01 x1.414 f5.000 g01 x0.000 z5.300 g01 x50.600 f10.000 g01 z-18.700 g01 x58.600 g01 z-36.000 g01 x60.014 z-35.293 f20.000 g01 x70.014 g00 z5.507 g01 x1.414 f5.000 g01 x0.000 z4.800 g01 x49.600

22、f10.000 g01 z-19.200 g01 x57.600 g01 z-36.000 g01 x59.014 z-35.293 f20.000 g01 x69.014 g00 z5.007 g01 x1.414 f5.000 g01 x0.000 z4.300 g01 x48.600 f10.000 g01 z-19.700 g01 x56.600 g01 z-36.000 g01 x58.014 z-35.293 f20.000 g01 x68.014 g00 z4.507 g01 x1.414 f5.000 g01 x0.000 z3.800 g01 x47.600 f10.000

23、g01 z-20.200 g01 x55.600 g01 z-36.000 g01 x57.014 z-35.293 f20.000 g01 x67.014 g00 z4.007 g01 x1.414 f5.000 g01 x0.000 z3.300 g01 x46.600 f10.000 g01 z-20.700 g01 x54.600 g01 z-36.000 g01 x56.014 z-35.293 f20.000 g01 x66.014 g00 z3.507 g01 x1.414 f5.000 g01 x0.000 z2.800 g01 x45.600 f10.000 g01 z-21

24、.200 g01 x53.600 g01 z-36.000 g01 x55.014 z-35.293 f20.000 g01 x65.014 g00 z3.007 g01 x1.414 f5.000 g01 x0.000 z2.300 g01 x44.600 f10.000 g01 z-21.700 g01 x52.600 g01 z-36.000 g01 x54.014 z-35.293 f20.000 g01 x64.014 g00 z2.507 g01 x1.414 f5.000 g01 x0.000 z1.800 g01 x43.600 f10.000 g01 z-22.200 g01

25、 x51.600 g01 z-36.000 g01 x53.014 z-35.293 f20.000 g01 x63.014 g00 z2.007 g01 x1.414 f5.000 g01 x0.000 z1.300 g01 x42.600 f10.000 g01 z-22.700 g01 x50.600 g01 z-36.000 g01 x52.014 z-35.293 f20.000 g01 x62.014 g00 z1.507 g01 x1.414 f5.000 g01 x0.000 z0.800 g01 x41.600 f10.000 g01 z-23.200 g01 x49.600

26、 g01 z-36.000 g01 x51.014 z-35.293 f20.000 g01 x61.014 g00 z1.007 g01 x1.414 f5.000 g01 x0.000 z0.300 g01 x40.600 f10.000 g01 z-23.700 g01 x48.600 g01 z-36.000 g01 x50.014 z-35.293 f20.000 g01 x71.414 g00 x77.917 g00 z13.100 g00 x100 z100t0404m03 s1200g00 x70.318 z11.144 g00 z0.707 g00 x59.414 g01 x

27、-1.414 f5.000 g01 x0.000 z0.000 g01 x40.000 f10.000 g01 z-24.000 g01 x48.000 g01 z-36.000 g01 x49.414 z-35.293 f20.000 g01 x59.414 g00 x70.318 g00 z11.144 g00 x100 z100t0505m3s500g0x20.z20g0x0.z5.g99g1z-32.f0.1g0z5.x100.z100.g0 t0606g97 s3600 m03g0 x21.92 z2.5 m8g50 s3600g96 s330g99 g1 z-23.8 f.2x20

28、.x17.172 z-22.386g0 z2.5x23.84g1 z-23.8x21.52x18.692 z-22.386g0 z2.5x25.76g1 z-14.341x24.6 z-15.965z-23.8x23.44x20.612 z-22.386g0 z2.5x27.68g1 z-11.653x25.36 z-14.901x22.532 z-13.487g0 z2.5x29.6g1 z-8.965x27.28 z-12.213x24.452 z-10.799g0 x19.5z2.x30.g1 z0.z-9.x25. z-16.z-24.x20.x17.172 z-22.586g0z2.

29、m9g28 u0. w0. m05t0606m30 第五章 零件仿真加工第一節(jié)、仿真軟件介紹1. 軟件簡介市面上的仿真軟件有很多，例如：南京斯沃和上海宇龍、斐克，這里我們選用斯沃，南京斯沃軟件技術(shù)有限公司開發(fā)的，是結(jié)合機床廠家實際加工制造經(jīng)驗與高校教學(xué)訓(xùn)練一體所開發(fā)的國內(nèi)第一款自動免費下載更新的數(shù)控仿真軟件。通過該軟件可以使學(xué)生達(dá)到實物操作訓(xùn)練的目的，又可大大減少昂貴的設(shè)備投入。斯沃?jǐn)?shù)控仿真(數(shù)控模擬)軟件包括16大類，66個系統(tǒng)，121個控制面板。具有fanuc、siemens(sinumerik)、mitsubishi、fagor、美國哈斯haas、pa、廣州數(shù)控gsk、華中世紀(jì)星hnc、北京凱恩帝knd系統(tǒng)、大連大森dasen、南京華興wa、 江蘇仁和renhe、南京四開、天津