数控车床轴类零件的加工工艺分析

数控车床轴类零件的加工工艺分析班级：BJ1105姓名：陈佳新学号：111002220515指导老师：侯培红目录1.1零件的分析1.1.1零件图1.1.2零件技术要求1.1.3零件的结构工艺分析1.2工艺规程设计1.2.1确定零件的材料和生产类型1.2.2根据精度等级确定最终加工，分析加工方法1.2.3选择毛坯1.2.4定位基准和确定工件装夹方式1.2.5拟定工艺路线1.2.6工序尺寸的确定1.3小结数控车床轴类零件的加工工艺分析1.1.1零件图图1.1数控车床轴类零件的加工工艺分析1.1.2零件技术要求轴毛坯Φ40x105，设右端面中心为坐标原点，直径值编程，未注倒角为C1。1.1.3零件的结构工艺分析图样分析主要分析零件轮廓形状，精度等级，表面粗糙度，形位公差，技术要求等。该零件为轴类零件，由圆柱面、凸圆弧面、凹圆弧面及倒角组成。精度等级：该零件共有3个基本尺寸带有公差，分别为mm、mm和mm。根据机械设计手册查表的mm、mm的精度等级为IT8，mm的精度等级为IT10，因此该零件的整体精度等级为IT8。其中未注公差（公差等级：中等级m）：圆弧R73±0.1mm、圆弧R17±0.1mm、20±0.1mm、28±0.1mm、45±0.1mm、6±0.1mm、零件未注倒角C1±0.1mm。该零件的表面粗糙度均为Ra3.2μm。形位公差：图纸中未注明形位公差。轴毛坯Φ40x105设右端面中心为坐标原点，直径值编程。数控车床轴类零件的加工工艺分析1.2工艺规程设计1.2.1确定零件的材料和生产类型零件材料为铝合金，由于该零件为课程实习零件，为轻型零件（4KG以下），且年产量小于100件，故确定为单件生产类型。1.2.2根据精度等级确定最终加工，分析加工方法图纸中表明所有表面粗糙度均为Ra3.2μm。精度等级要求：图纸中精度最高尺寸为mm，查阅标准公差数值表得该尺寸精度等级为IT8。查阅轴类零件的加工方法得以上两要求可以用粗车→半精车保证。初步拟定加工方案：粗车→半精车(经济精度IT8-9，表面粗糙度Ra6.3-3.2μm)，以零件右端开始：轴段1为mm、长20mm的外圆柱面，左右端倒角C1；轴段2为Φ26mm、长8mm的外圆柱面；轴段3为Φ30mm外圆接以R73mm的圆弧相切于Φ34mm外圆的凸圆弧面，总长17mm。轴段4为以R17mm的圆弧相切于圆弧R73mm、接以mm外圆柱面的凹圆弧面；轴段5为mm的外圆柱面，左端倒角C1。数控车床轴类零件的加工工艺分析1.2.3选择毛坯根据图纸的要求，该零件的材料为铝合金，毛坯为Φ40的圆形棒料，单件小批量生产的类型下，可以再市场上直接采购Φ40的棒料，零件的总长要求为mm，同时按图纸要求，毛坯总长为105mm。加工时，通过切除端面余量来保证零件尺寸，铝合金材料硬度较低，切削加工性好，表面粗糙度要求相同时，可采用恒定线速度切削。1.2.4定位基准和确定工件装夹方式毛坯外圆为零件主要定位基面，毛坯轴线为定位基准。粗加工及半精加工均可采用三爪自定心卡盘安装方案。以mm的端面、轴线、外圆柱面为粗基准，mm的端面、轴线、外圆柱面作为精基准，以保证后续加工的加工精度。1.2.5拟定工艺路线（1）选择加工方法：毛坯外圆及零件上其他回转面粗、半精加工均采用车削。（2）划分加工阶段：粗加工和半精加工。（3）加工机床：由于该零件为单件小批生产，精度等级为IT8，故选用CK6140普通车床。（4）工装：由于本身长度短，刚度较好，又因为精度等级不是很高，故选用三爪自定心卡盘。（5）工量具：①外圆：千分尺20—60mm，精度为0.001mm②轴阶长度：游标卡尺0—100mm，精度0.01mm（6）确定加工工艺路线：数控车床轴类零件的加工工艺分析工序号工序名称工序内容刀具转速进给备注1装夹装夹毛坯棒料Ф40x1052粗车车Ф34过渡到Ф30之间R73的凸圆弧面T0101600r/min1.0mm/r3粗车车R17凹圆弧面T0101600r/min1.0mm/r4粗车车Ф30的外圆面，留1.5mm余量T0101600r/min1.2mm/r5粗车车Ф26的外圆面T0101600r/min1.2mm/r6半精车车外轮廓T0101800r/min1.5mm/r结束调头7粗车车Ф38的外圆面，留0.8mm余量T0101600r/min1.2mm/r8半精车车外轮廓T0101800r/min1.5mm/r9切断切工件左侧倒角并切断工件T0101500r/min0.5mm/r10去毛刺、入库产品名称或代号零件名称零件图号序号刀具号刀具规格名称数量加工表面刀尖半径备注1T010135度外圆车刀1把车端面及粗，精车轮廓0.1·数控车削加工刀具卡片单位零件图号工序简图工步号加工面刀具号刀补量主轴转速进给速度背吃刀量备注1Φ38外圆柱面T0101600r/min1.2mm/r0.2G712Φ30右端面T0101600r/min1.2mm/r0.2G943Φ30外圆柱面T0101600r/min1.2mm/r0.2G714Φ26外圆柱面T0101600r/min1.2mm/r0.2G715Φ30右端面T0101600r/min1.2mm/r0.2G946R73的凸圆弧面T0101500r/min1.0mm/r0.1G037Φ38左端面T0101600r/min1.2mm/r0.2G948R17凹圆弧面T0101500r/min1.0mm/r0.1G029C1倒角T0101600r/min1.2mm/r0.2编制审核批准共页第页使用设备如走刀路线图车削C1倒角1001年月日阶梯轴C1.06CK61401001C1.06实习中心1001三爪卡盘粗车Φ30外圆柱面粗车Φ26的外圆柱面粗车Φ30的右端面粗车R73的凸圆弧面粗车Φ38的左端面粗车R17的凹圆弧面工步作业内容粗车Φ38的外圆柱面数控加工工序卡片车间产品名称或代号粗车Φ30右端面零件名称数控加工工序卡片程序编号夹具编号工艺序号夹具名称·数控加工工序卡片机械加工工艺过程卡片单位机械加工产品名称及型号零件名称阶梯轴零件图号C1.06上海电机学院工艺过程卡片名称毛坯种类零件重量（kg）毛重第页材料牌号A6061尺寸Ф40x105净重共页1001铝合金性能工艺性较好每料件数每台件数每批件数工序号工序内容加工车间设备名称及编号工艺装备名称及编号技术等级时间定额/min夹具刀具号量具单件准备-终结1下料Ф40x10520分钟2热处理：退火，时效处理实习中心30分钟3粗车Ф38外圆实习中心车床三爪卡盘T0101千分尺25分钟4夹持Ф38外圆柱面左端，粗加工各圆柱面及圆弧面实习中心车床三爪卡盘T0101千分尺25分钟5夹持Ф38外圆柱面左端，半精加工各圆柱面及圆弧面实习中心车床三爪卡盘T0101千分尺30分钟6调头，Ф30圆柱面包裹铜片，夹持Ф30外圆柱面，粗加工Ф38轴段左端面，保证尺寸mm实习中心车床三爪卡盘T0101游标卡尺10分钟7半精加工Ф38轴段左端面及外圆柱面实习中心车床三爪卡盘T0101游标卡尺及千分尺5分钟8加工倒角实习中心车床三爪卡盘T01015分钟9切断、去毛刺、入库实习中心15分钟更改内容编制抄写校对审核批准数控加工工艺过程卡片数控车床轴类零件的加工工艺分析抬刀点编程原点走刀方向快走刀方向下刀点数控加工加工走刀路线图机床型号CK6140粗车外轮廓共页程序说明：编程校对审批1001第页工序号1程序号工序号加工内容2起刀点C1.06符号含义零件图号程序段号加工工艺路线图数控车床轴类零件的加工工艺分析抬刀点编程原点走刀方向快走刀方向编程校对审批起刀点CK6140半精车外轮廓共页程序说明：1001第页工步号1程序号6工序号加工内容C1.06下刀点含义零件图号程序段号数控加工加工走刀路线图机床型号符号加工工艺路线图数控车床轴类零件的加工工艺分析1.2.6工序尺寸的确定（1）mm轴段工序尺寸及公差的计算，加工工艺路线：粗车—半精车①确定各工序的余量查《机械制造工艺学》附录A表A-7至A-10，各工序余量分别为：半精车0.8mm、粗车1.2mm，总余量2mm。②计算工序公称尺寸半精车后：Φ38mm；粗车后：Φ38.8mm；毛坯：Φ40mm。③确定工序的尺寸公差由各工序所采用的加工方法的经济精度与有关公差按附录A中各表查出，并按照“入体原则标注”。半精车：mm，表面粗糙度Ra=3.2μm；粗车：mm，表面粗糙度Ra=12.5;毛坯Φ40±1.5mm。工序名称工序余量/mm加工经济精度表面粗糙度Ra/μm工序基本尺寸/mm工序尺寸及公差/mm半精车0.8IT83.2Φ3804.0038粗车1.2IT1112.5Φ38.8016.0-8.38毛坯±1.5mmΦ40Φ40±1.5加工工艺路线数控车床轴类零件的加工工艺分析（2）mm轴段工序尺寸及公差的计算，加工工艺路线：粗车—半精车①确定各工序的余量查《机械制造工艺学》附录A表A-7至A-10，各工序余量分别为：半精车1.5mm、粗车8.5mm，总余量10mm。②计算工序公称尺寸半精车后：Φ30mm；粗车后：Φ31.5mm；毛坯：Φ40mm。③确定工序的尺寸公差由各工序所采用的加工方法的经济精度与有关公差按附录A中各表查出，并按照“入体原则标注”。半精车：mm，表面粗糙度Ra=3.2μm；粗车：mm，表面粗糙度Ra=12.5;毛坯Φ40±1.5mm。工序名称工序余量/mm加工经济精度表面粗糙度Ra/μm工序基本尺寸/mm工序尺寸及公差/mm半精车1.5IT83.2Φ3004.0030粗车8.5IT1112.5Φ31.5016.0-5.31毛坯±1.5mmΦ40Φ40±1.5加工工艺路线数控车床轴类零件的加工工艺分析（3）端面加工余量和工序尺寸，查《数控机床现代加工工艺》，得余量为：Z毛坯左=2mmZ毛坯右=44mmZ粗车左=1mmZ粗车右=43mm毛坯尺寸为：L毛=59+2+44=105mm第一次粗车尺寸为：L粗=105-Z粗车左=（105-1）=104mm第二次粗车尺寸为：L粗=104-Z粗车右=（104-43）=61mm左端面半精车余量：2-1=1mm右端面半精车余量：44-43=1mm第一次半精车尺寸为：L精=61-1=60mm第二次半精车尺寸为工件设计尺寸：59mm数控车床轴类零件的加工工艺分析端面加工余量和工序尺寸图数控车床轴类零件的加工工艺分析1.3小结本次工艺课程设计是针对《高速切削与五轴联动加工技术》这门课程的学习而进行的基础内容的理论实践，本次课程设计的主题是数控车床加工工艺，主要涉及的内容如下：(1)通过读零件图，确定了图样上零件的轮廓形状，精度等级，表面粗糙度、技术要求以及毛坯的材料和尺寸等。(2)在工艺规程设计中，定位装夹的工具采用了三爪卡盘。在加工时选择了粗车，半精车的方式，并进行了尺寸链的换算。(3)在余量和背吃刀量计算设计方面，处于对刀具的保护，我运用了外圆循环，降低了背吃刀量，并且提高了表面粗糙度与精度。通过对数控车床工艺规程的设计和工艺分配等内容的训练，完善了我在数控车床工艺方面的知识、提高了自己完成生产加工工艺设计方面的能力，认识到了工艺规程设计和应用对生产的重要性，获益匪浅。