数控设备维护与维修毕业论文

毕 业 论 文 课 题 名 称 轴类零件（花键轴）的设计及加工 分 院 /专 业 机械工程学院 /数控设备维护与维修 班 级 数维 1011 学 号 1001493143 学 生 姓 名 邵笑 指 导 教 师 ： 杨红科 2013 年 5 月 20 日 毕业设计（论文）报告纸 装 订 线 摘 要 数控技术（数字控制技术）在制造业的广泛运用，使当今的制造业生产面貌焕然一新，通过毕业设计能使我们熟练掌握数控加工零件的编程技术，掌握设计机床用夹具的基本原理和方法，能根据加 工要求设计出相应的产品，提高结构设计能力。 花键轴零件在现代生活中占据十分重要和不可忽视的地位，它的数控生产加工工艺对于我们熟练掌握运用数控编程等相关技术有很大的帮助。为此我在所学数控基础知识和原有的加工工艺设计基础上对花键轴零件的数控加工等工艺作出阐述，希望通过对此设计能使我们在数控技术应用和产品的加工方面得到一定的经验。 本文详细的论述了数控加工技术在加工花键轴零件中的加工工艺，通过对被加工零件的工艺分析，道具选择，车削的工装，工艺卡片的制订，数控编程时应注意的问题等运用数控技术加工花键轴零件，使自己在 数控技术运用方面得到一次较为全面、系统的训练，基本上达到了灵活运用数控技术加工各种零件，掌握数控编程和数控机床操作的目的。 关键词 ： 机械制造，加工工艺，花键轴，数控编程 毕业设计（论文）报告纸 装 订 线 Abstract NC (numerical control technology) is widely used in manufacturing industry, make the present manufacturing production face take on an altogether new aspect, through the graduation design can enable us to master the NC machining programming technology, master the basic principles and methods of design for machine tool fixture design, according to the processing requirements of the corresponding products, improve the design ability structure. Spline shaft parts and occupied a very important position can not be ignored in modern life, its production process for us to master the use of NC programming and other related technologies are of great help. Therefore I learn basic knowledge of NC and the original design of machining process based on the spline shaft parts of NC machining process to explain, hope that through this design can make us get some experience in processing using numerical control technology and products. This paper discusses in detail the processing of spline shaft parts of the processing technology of NC machining technology, through the choice of items to be analysed, the processing technology of components, turning tooling, making the process card, should pay attention to the problems of NC program using spline shaft machining CNC technology, get a comprehensive, the training system in NC technology application, basically reached the flexible use of processing all kinds of CNC technology parts, master the NC programming and NC machine tool operation purpose. Keywords: machinery manufacturing, processing, spline shaft, NC programming 毕业设计（论文）报告纸 装 订 线 目 录 第一章 绪论 . 错误 !未定义书签。 1.1 本论文的目的和意义 . 错误 !未定义书签。 1.2 数控机床的介绍 . 错误 !未定义书签。 第二章 零件图工艺性分析 . 6 2.1零件结构功用分析 . 6 2.2零件技术条件分析 . 6 2.3零件结构工艺性分析 . 7 第三章 轴类零件的材料和毛坯选择 . 8 3.1毛坯 类型 .9 3.2 毛坯余量确定 . 9 3.3毛坯零件合图草图 . 10 第四章 机械加工工艺路线确定 . 10 4.1加工方法分析确定 . 11 4.2加工顺序的安排 . 12 4.3定位基准选择 . 12 4.4加工阶段的划分说明 . 12 4.5主要机加工工序简图 . 13 第五章 工序尺寸及其 .公差确定 . 16 第六章 切削用量及工时定额确定 . 177 6.1粗车 . 177 6.2半精车 . 17 6.3粗铣花键 . 17 第七章 程序编写及程序说明 . 18 8总结 . 20 9致谢 .21 8参考资料 . 22 毕业设计（论文）报告纸 装 订 线 共 22 页 第 1 页 第一章 绪论 1 本 论文 的目的和意义 通过典型轴零件数控车床加工设计，进一步提高工艺分析、工艺设计及工艺技术文件的编写、程序编写，提高综合数控加工技能。 是专业各门课程综合应用，提高专业能力。 设计与工作实际相结合，提高工作适应能力。 1.1 目的： 1.1.1、 通过零件加工工艺设计进一步掌握零件加工的过程和每一步的加工要求，在设计过程中，充分利用在校所学内容，使之融会贯通，加深对所学内容的理解和掌握。 1.1.2、 设计过程中必须认真考虑加工三要素的设定，它们是加工中最重要的三个参数。合理设置可以提高加工精度，缩短加工时间，节约生产成本。通过设计可以更深一点地理解并掌握三要素的设定方法。 1.1.3、 在此次设计过程中，肯定会遇到各种各样的困难，这也能提高我遇到问题解决问题的能力。对今后的工作以及生活都大有益处。 1.2 意义 ： 1.2.1、 随着 全国产业机械化的提高，相应的机械零件的加工精度要求也随之愈加严格，对零件加工工艺进行合理设计能更好的在现有的加工条件下使加工精度得以最大化。 1.2.2、 在制造业要求 “ 成本最低化，利益最大化 ” 的大前提下，零件加工工艺也有充分的必要性。它可以缩短加工时间，提高生产效率，降低原材料的报废率，从另一方面讲，也有效的降低了工人们的劳动强度。 1.2.3、 花键轴零件在现代生活中占据十分重要和不可忽视的地位，它的数控生产加工工艺对于我们熟练掌握运用数控编程等相关技术有很大的帮助。 花键在机械传动中应用非常广泛 ,按行业分 有 :汽车 /各类生产用机械 /航空航天 /船舶重工等领域都有用到 ,一般都是起传动作用 。为此我在所学数控基础知识和原有的加工工艺设计基础上对花键轴零件的数控加工等工艺作出阐述，希望通过对此设计能使我们在数控技术应用和产品的加工方面得到一定的经验。 2 数控机床的介绍 2.1 数控机床的 概念 数控（英文名字： Numerical Control 简称 :NC）技术是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。数控一般是采用通用或 专用计算机 实现数字程序控制，因此数控也称为 计算机数控 (Computerized Numerical Control )，简称 CNC，国外一般都称为 CNC，很少再用 NC 这个概念了。 它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和与机械能量流向有关的开关量。 毕业设计（论文）报告纸 装 订 线 共 22 页 第 2 页数控车床又称为 CNC 车床，即计算机数字控制车床，是目前国内使用量最大，覆盖面最广的一种数控机床，约占数控机床总数的 25%。数控机床是集机械、电气、液压、气动、微电子和信息等多项技术为一 体的机电一体化产品。是机械制造设备中具有高精度、高效率、高自动化和高柔性化等优点的工作母机。 数控机床的技术水平高低及其在金属切削加工机床产量和总拥有量的百分比是衡量一个国家国民经济发展和工业制造整体水平的重要标志之一。数控车床是数控机床的主要品种之一，它在数控机床中占有非常重要的位置，几十年来一直受到世界各国的普遍重视并得到了迅速的发展。 数控车床、车削中心，是一种高精度、高效率的自动化机床。它具有广泛的加工艺性能，可加工直线圆柱、斜线圆柱、圆弧和各种螺纹。具有直线插补 、圆弧插补各种补偿功能，并在复杂零件的批量生产中发挥 了良好的经济效果 。 2.2 数控机床的发展 自从 1952 年美国麻省理工学院研制出世界上第一台数控机床以来，数控机床在制造工业，特别是在汽车、航空航天、以及军事工业中被广泛地应用，数控技术无论在硬件和软件方面，都有飞速发展。在数控机床的早期产品中，数控装置是专用的。近年来，数控系统技术的突飞猛进，柔性制造系统的迅速发展和超高速切削超精密加工等技术的广泛应用，以及电子计算机信息技术的不断成熟，为数控机床的技术进步提供有利条件的同时，也提出了更高的要求 。数控装置中的逻辑电路已被计算机所取代，从而实现了控制多样化和多功能化，为更好地满足市场的需要，达到现代制造技术对数控机床所提出的更高要求，使数控机床控制功能实现最佳控制和自适应控制，在数控机床中增加其系统诊断功能并通过传感器反馈，实现加工智能化，更好地保证系统的可靠性是十分必要的。总之，数控机床应不断吸收最新最先进技术成就，朝着高可靠性、高速度化、高效率化、高精度化、高柔性化、高智能化、数控编程自动化、制造控制系统小型化、多功能复合化、设计宜人化等方向发展然而，由于我国工业基础相对薄弱，以企业为主体的创新 体系尚未建立，数控机床产业化时间短；企业自身装备的数控化效率低，信息化管理水平不高，对国外尖端技术的依存度很高；数控机床行业发展技术能力低下，研发能力有限，基础技术和关键技术研究还很薄弱，基础开发理论研究 基础工艺研究和应用软件开发还不能适应数控技术快速发展的要求；科技人才不足 ,缺乏高级技术人员，科技投入和科研设施尚不适应等，这些问题的存在，使得我国数控机床行业发展缓慢年国务院 8 号文件国务院关于加快振兴装备制造业的若干意见中，首次将数控机床列入重大技术装备，并提出明确要求：发展大型精密高速数控装备和数控系统 及功能部件，改变大型高精度数控机床大部分依赖进口的现状，满足机械航空航天等工业发展的需要。可见，以国家意志启动的振兴装备制造业的举措，为我国机床工具行业的发展创造了 毕业设计（论文）报告纸 装 订 线 共 22 页 第 3 页极好的外部环境，提供了前所未有的发展机遇。因此，在国家加大支持力度的前提下，企业要加强数控技术研发领域的投入，不断提高数控机床的技术水平，增强自身实力，以突破国际巨头的技术封锁 2.3 数控机床的特点 数控机床是数字控制机床的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，从而使 机床动作并加工零件。 数控机床与普通机床相比，数控机床有如下特点： 加工精度高，具有稳定的加工质量； 可进行多坐标的联动，能加工形状复杂的零件； 加工零件改变时，一般只需要更改数控程序，可节省生产准备时间； 机床本身的精度高、刚性大 ,可选择有利的加工用量，生产率高（一般为普通机床的 35倍）； 机床自动化程度高，可以减轻劳动强度； 对操作人员的素质要求较高，对维修人员的技术要求更高 2.4 数控机床的发展前景 为了满足市场和科学技术发展的需要，为了达到现代制造技术对数控技术提出的更高的要求，数控未来仍然继续向开放式、基于 PC 的第六代方向、高速化和高精度化、智能化等方向发展。 1、开放式 为适应数控进线、联网、普及型个性化、多品种、小批量、柔性化及数控迅速发展的要求，最重要的发展趋势是体系结构的开放性，设计生产开放式的数控系统，例如美国、欧共体及日本发展开放式数控的计划等。 2、基于 PC 的第六代方向 基于 PC 所具有的开放性、低成本、软硬件资源丰富等特点，更多的数控系统生产厂家会走上这条道路。至少采用 PC 机作为它的前端机，来处理人机界面、编程、联网通信等问题，由原有的系统承担数 控的任务。 PC机所具有的友好的人机界面，将普及到所有的数控系统。远程通讯，远程诊断和维修将更加普遍。 3、高速化、高效化 机床向高速化方向发展，可充分发挥现代刀具材料的性能，不但可大幅度提高加工效率、降低加工成本，而且还可提高零件的表面加工质量和精度。超高速加工技术对制造业实现高效、优质、低成本生产有广泛的适用性。 90年代以来，随着超高速切削机理、超硬耐磨长寿命刀具材料和磨料磨具，大功率高速电主轴、高加 /减速度直线电机驱动进给部件以及高性能控制系统（含监控系统）和防护装置等一系列技术领域中关键技术的 解决，欧、美、日各国争相开发应用新一代高速数控机床，加快机床高速化发展步伐。高速主轴单元（电主轴，转速 15000 100000r/min）、 毕业设计（论文）报告纸 装 订 线 共 22 页 第 4 页高速且高加 /减速度的进给运动部件（快移速度 60120m/min，切削进给速度高达 60m/min）、高性能数控和伺服系统以及数控工具系统都出现了新的突破，达到了新的技术水平。 根据高效率、大批量生产需求和电子驱动技术的飞速发展，高速直线电机的推广应用，开发出一批高速、高效的高速响应的数控机床以满足汽车、农机等行业的需求。还由于新产品更新换代周期加快，模具、航空、军 事等工业的加工零件不但复杂而且品种增多。 4、高精度化 精密化是为了适应高新技术发展的需要，也是为了提高普通机电产品的性能、质量和可靠性，减少其装配时的工作量从而提高装配效率的需要。从精密加工发展到超精密加工（特高精度加工），是世界各工业强国致力发展的方向。其精度从微米级到亚微米级，乃至纳米级（ 10nm），其应用范围日趋广泛。超精密加工主要包括超精密切削（车、铣）、超精密磨削、超精密研磨抛光以及超精密特种加工（三束加工及微细电火花加工、微细电解加工和各种复合加工等）。随着现代科学技术的发展，对超精 密加工技术不断提出了新的要求。新材料及新零件的出现，更高精度要求的提出等都需要超精密加工工艺，发展新型超精密加工机床，完善现代超精密加工技术，以适应现代科技的发展。 随着高新技术的发展和对机电产品性能与质量要求的提高，机床用户对机床加工精度的要求也越来越高。为了满足用户的需要，近 10多年来，普通级数控机床的加工精度已由 10 m提高到 5 m，精密级加工中心的加工精度则从 35 m，提高到 11.5 m。 5、高可靠性 数控系统的可靠性要高于被控设备的可靠性在一个数量级以上，但也不是可靠性 越高越好，仍然是适度可靠，因为是商品，受性能价格比的约束。对于每天工作两班的无人工厂而言，如果要求在 16小时内连续正常工作，无故障率 P(t) 99%以上的话，则数控机床的平均无故障运行时间 MTBF就必须大于 3000小时。 MTBF大于 3000 小时，对于由不同数量的数控机床构成的无人化工厂差别就大多了，我们只对一台数控机床而言，如主机与数控系统的失效率之比为 10： 1的话（数控的可靠比主机高一个数量级）。此时数控系统的 MTBF就要大于 33333.3小时，而其中的数控装置、主轴及驱动等的 MTBF就必须大于 10万小时 。 6、智能化 随着人工智能在计算机领域的不断渗透和发展，数控系统的智能化程度将不断提高，智能化的内容包括在数控系统中的各个方面。 （ 1）应用自适应控制技术 数控系统能检测过程中一些重要信息，并自动调整系统的有关参数，达到改进系统运行状态的目的。 （ 2）引入专家系统指导加工 将熟练工人和专家的经验，加工的一般规律和特殊规律存入系统中，以工艺参数数据库为支 毕业设计（论文）报告纸 装 订 线 共 22 页 第 5 页撑，建立具有人工智能的专家系统。 （ 3）引入故障诊断专家系统 （ 4）智能化数字伺服驱动装置 可以通过自动识别负载，而自动调 整参数，使驱动系统获得最佳的运行。 可以通过自动识别负载，而自动调整参数，使驱动系统获得最佳的运行。 综上所述，由于数控机床不断采纳科学技术发展中的各种新技术，使得其功能日趋完善，数控技术在机械加工中的地位也显得越来越重要，数控机床的广泛应用是现代制造业发展的必然趋势。 毕业设计（论文）报告纸 装 订 线 共 22 页 第 6 页第二章 零件图工艺性分析 2.1 零件结构功用分析 零件图对于机械制造工人来说是生产的指令，是表达设计意图的载体，加工人员读图上的差错将影响零件加工工艺设计的质量。下面从加工制造 人员的视角谈谈零件图识读的方法。 看懂一组视图，想象出零件结构、形状是读懂零件图的关键。 先看主视图，分析表达方法，如视图、剖视图、剖面图等表达方法，看懂投影方向、剖切位置等。 再结合其它视图，运用形体分析法等方法，分析各图投影间的对应关系，想象出零件的主要结构形状 。 然后分析细节，分析零件的辅助结构，如倒角、退刀槽、中心孔、起模斜度、铸造圆角等，设法理解这些结构存在的理由、用途。 工件图样用尺寸标注确定零件形状、结构大小和位置要求，是正确理解工件加工要求的主要的依据之一 。 首先找出各方向的尺寸基准，了解各部分 的定形尺寸，定位尺寸和总体尺寸。轴类零件的轴向尺寸，往往以重要的端面这基准，径向尺寸以中心轴线为基准。其次是要分析图样中加工轮廓的几何元素是否充分，当发现有错、漏、矛盾、模糊不清的情况时，应向技术管理人员及时反映。 跟据零件简图分析：该主轴零件的结构具有如下特点：从形状上看该工件为阶梯结构的花键轴，由于长度与直径之比 L/D 5，所以该工件属于钢性主轴。从表面加工类型看。主要加工表面有圆柱面、花键、单键槽、螺纹，属于典型的加工表面，易加工。 2.2 零件技术条件分析 分析零件图样上的公差要求，是确定控制精度加工 工艺的前提。 从工件加工工艺的角度来解读尺寸公差，它是生产的命令之一，它规定加工中所有加工因素引起加工因素误差大小的总和必须在该公差范围内，公差是所有加工因素公共的允许误差。由机床、夹具、刀具和工件所组成的统一体称为 “ 工艺系统 ” 。工艺系统的种种误差，是零件产生加工尺寸误差的根源。 1尺寸精度： 两端轴段为 008.020 ，中间轴段为 003.025， 001.026，花键外圆 003.033，健齿宽01.006.08 ，键槽宽度 15.065.05 键槽低与外圆母线的距离 0 1.022 ，花键轴总长 0 05.0166 左端面与花键左端的距离 3.057 ，花键左端与 001.026轴段右端面的距离 3.095 。 2位置精度： 螺纹 M24 1.5的左端面和 001.026的右端面相对于 A、 B两基面轴线的圆动误差为 0.04mm。花键齿面相对于 A、 B两基面轴线的平行度误差为 38:0.03mm,键槽与花键轴线的对称度误差为 0.05mm。 3表面粗糙度： 两端轴端 008.020 外圆和 003.025、 001.026外圆为 Ra=0.8um,花键齿面及其左端面、 毕业设计（论文）报告纸 装 订 线 共 22 页 第 7 页螺纹 M24 1.5 的左端面和 001.026的右端面为 Ra=1.6um， M24 1.5 的螺纹及花 键右端面为Ra=3.2um,花键齿根圆为 Ra=6.3um,其余为 Ra=6.3um。 2.3 零件结构工艺性分析 零件的结构工艺性是指所设计的零件在满足使用的要求的前提下，制造的可行性和经济性，它是评价零件结构设计优劣的主要技术经济指标之一。零件切削加工的结构工艺性涉及加工时的装夹、对刀、测量和切削效率等。 结论：该轴结构较规则且为阶梯结构的花键轴，由于长度与直径之比 L/D 5，所以该工件属于钢行主轴。从表面加工类型看。主要加工表面有圆柱面、花键、单键槽、螺纹，属于典 型的加工表面，采用一般的加工即可，但有些面表面精度要求较高，需进行磨削方可满足要求。在加工键槽和中心孔时，采用专用夹具定位和加紧，螺纹加工安排在半精加工后。 轴类零件是常见的典型零件之一，其主要功用是支持传动零部件（齿轮、皮带轮、离合器等），传递扭矩和承受载荷，就其功用可分为：主轴、异形轴和其它轴三类，主轴除支持齿轮或皮带轮、离合器外，还将旋转运动及扭转力矩通过主轴端部的夹具传给工件或刀具；异形轴可通过凸轮、偏心和曲拐部分将回转运动变为直线运动，其它轴则主要传递扭矩或承受载荷。 从轴类零件的结构特性来看，它 们是长度（ L）大于直径（ d）的回转体零件，若 L/d 12，通常称为刚性轴；而 L/d 12称为挠性轴，其被加工表面常有内外圆柱表面、圆锥面及花键、键槽、螺纹等。根据轴类零件的结构特点和精度要求，应选择合理的定位基准和加工方法进行加工。 毕业设计（论文）报告纸 装 订 线 共 22 页 第 8 页 第三章 轴类零件的材料和毛坯选择 3.1 毛坯类型 轴类零件应根据不同的工件条件和使用要求选用不同的材料。 45 号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，局部淬火后在 回火，表面硬度可达 HRC4552。 40Cr等合金钢结构钢适用于中等精度，而转速较高的轴类零件，具有较高的综合机械性能。轴承钢 GCr15和弹簧钢 Mn 可制造较高精度的轴。 20CrMnTi、 18CrMnTi、 20Mn2B、 20Cr等低碳合金钢含铬、锰钛和硼等元素，可用来制造在高速度、重载荷等条件下的轴类零件。 轴杆类零件是机械产品中支承传动件、承受载荷、传递扭矩和动力的常见典型零件，其结构特征是轴向（纵向）尺寸远大于径向（横向）尺寸，包括各种传动轴、机床主轴、丝杆、 光杆、偏心轮、凸轮轴、齿轮轴等。 轴类零件最常用的毛坯是型材和锻件，对于某些大型的结构形状复杂的轴也可用铸件或焊接结构件。 毛坯是用来加工各种工件的坯料，毛坯主要有：铸件，锻件，焊件，冲压件及型材等。 根据轴类零件的特性：在传递力矩过程中要承受很强 的冲击力和很 大的交变载荷，要求材料应有较高的强度、冲击韧性、疲劳强度和耐磨性，而且其轮廓形状不复杂，故采用锻件。 零件尺寸不大，而且零件属于中批量生产，故采用模锻。 3.2 毛坯余量确定 毛坯的形状和尺寸越接近成品零件，即毛坯精度越高，则零件的机械加工劳动量越少，材料消耗越少，可充分提高劳动生产率，降低成本，但是毛坯制造费用会提高，在确定毛坯时，应根据机械加工和毛坯制造两方面考虑。 由于毛坯制造技术的限制，零件被加工表面的技术要求还不能从毛坯制造直接得到，因此毛坯上某些表面需要留一定的加工余量，通过机械加工达到零件的质量要求。 查机械设计与制造工艺简明手册表 10-8得：毛坯单边余量公差为 3 5.21 ， L=176mm。各倒角 R=1mm。 3.3 毛坯零件合图草图 毕业设计（论文）报告纸 装 订 线 共 22 页 第 9 页4 39 5 0 . 31 6 60- 0 . 0 85 7 0 . 34 555M24X1.5250-0.03330-0.03260-0.015.53.52.55.55353200.008200.008 毕业设计（论文）报告纸 装 订 线 共 22 页 第 10 页 第四章 机械加工 工艺路线确定 方案 I： 5 锻件 10 热处理 正火。 15 车 粗车左端面及外圆各段，打中心孔。 20 车 半精车左端外圆及倒角切退刀槽。 25 车 车螺纹。 30 车 粗车右端面及外圆各段，打中心孔。 35 半 半精车右端外圆及倒角切退刀槽。 40 热处理 局部淬火。 42 修研 修研中心孔 45 磨 磨各轴段外圆。 50 铣 粗铣花键。 55 铣 精铣花键。 60 铣 铣键槽。 62 铣 铣键槽 65 磨 磨花键。 68 磨 磨键槽 70 清理 去毛刺。 75 检验。 80 入库。 方案 II： 5 锻件 10 热处理 15 车 粗车左端面，打中心孔。 20 车 粗车右端面，打中心孔。 25 粗车 粗车右端外圆各部。 30 粗车 粗车左端外圆各部。 35 修研 修研两中心孔。 40 半精车 左端外圆及倒角切退刀槽。 45 半精车 右端外圆及倒角切退刀槽。 毕业设计（论文）报告纸 装 订 线 共 22 页 第 11 页50 精车 右端外圆及倒角切退刀槽。 55 精车 左端外圆及倒角切退刀槽。 60 半精车 螺纹。 65 铣 粗铣花键。 70 铣 半精铣花键。 75 铣 精铣花键。 80 热处理 局部淬火。 85 铣 铣键槽。 90 修研 修研中心孔。 95 磨 磨花键。 100 磨 磨各轴段外圆。 105 检验。 110 入库。 根据生产纲领，零件结构特点及技术要求条件和产品的发展情况等因素来综合考虑分析，对于数控机床零件的一般采用工序集中地原则（缩短辅助时间 ，而且易于保证加工表面之间的相互位置精度，并且减少了操作工人的人数和生产面积；缩短了工艺流程），所以对于内外圆柱面的加工选择方案 I。 4.1 加工方法分析确定 由于零件精度要求高，为使其达到要求，加工方法有粗车，半精车，磨削。 根据各表面加工要求各种加工方法所能达到的经济精度查表选择零件主要表面的加工方法。 008.020 外圆柱面： 加工方案： 粗车 -半精车 -磨削 公差等级： IT11 IT9 IT7 粗糙度： 12.5 3.2 0.8 花键宽： 5 015.0065.0 加工方案： 粗铣 -半精铣 -磨削 公差等级： IT11 IT9 IT8 粗糙度： 12.5 3.2 1.6 0 01.026 外圆柱面： 加工方案： 粗车 -半精车 -磨削 公差等级： IT11 IT9 IT7 粗糙度： 12.5 3.2 0.8 毕业设计（论文）报告纸 装 订 线 共 22 页 第 12 页4.2 加工顺序的安排 车端面打中心孔 车外圆 车螺纹 磨削 -铣花键键槽 加工工序的划分： 1 加工基准面 从图可知，先以两端面为开始工序进行加工这样就可以为后序的加工提供精基准。 2 划分加工阶段 该零件的加工质量要求较高，因此加工阶段划分为：粗加工、半精加工、磨削三个阶段。 3 次要表面可穿插在各阶段间进行加工 在加工各短轴肩时，放在半精加工，这样能使加工阶段更加明显。 热处理工序的划分： 由于材料是 20Cr,进行加工时工件易变形，为了提高它的加工性能，在加工锻造该零件前，要进行正火处理。由于该零件的花键加工精度高，使它的耐磨性高，因此要进行局部淬火。 4.3 定位基准选择 （ 1）选择精基准：以两中心孔为精基准，采用两顶装夹定位，便于位置精度的保证。为后续加工提供精基准。 （ 2）选择粗基准：以外圆柱面为粗基准。 4.4 加工阶段的划分说明 粗车左端面及外圆各 段，打中心孔： 工序 15 半精车左端外圆及倒角切退刀槽： 工序 20 车螺纹： 工序 25 粗车右端面及外圆各段，打中心孔： 工序 30 半精车右端外圆及倒角切退刀槽： 工序 35 磨各轴段外圆： 工序 45 粗铣花键。 工序 50 铣键槽： 工序 60 毕业设计（论文）报告纸 装 订 线 共 22 页 第 13 页4.5 主要机加工工序简图 15 车 粗车左端面及外圆各段，打中心孔。 20 车 半精车左端外圆及倒角切退刀槽。 25 车 车螺纹。 30 车 粗车右端面及外圆各段，打中心孔。 毕业设计（论文）报告纸 装 订 线 共 22 页 第 14 页 35 车 半精车右端外圆及倒角切退刀槽。 45 磨 磨各轴段外圆。 50 铣 粗铣花键。 毕业设计（论文）报告纸 装 订 线 共 22 页 第 15 页 60 铣 铣键槽。 毕业设计（论文）报告纸 装 订 线 共 22 页 第 16 页 第五章 工序尺寸及其 .公 差确定 基准重合时工序尺寸确定 加工表面 003.033 加工内容 加工余量 精度等级 基本尺寸 工序尺寸及其公差 毛坯 （ 5.21） 39 5.2139 粗车 4mm IT11（ 062.0） 35 0 62.035 半精车 1.6mm IT9( 016.0) 33.4 0 16.04.33 磨削 0.4mm IT7( 003.0) 33 0 03.033 加工表面 001.026 加工内容 加工余量 精度等级 基本尺寸 工序尺寸及公差 毛坯 ( 5.21) 31 5.2131 粗车 3mm IT11( 058.0) 28 0 58.028 半精车 1.6mm IT9（ 012.0） 26.4 0 12.04.26 磨削 0.4mm IT( 001.0) 26 0 01.026 毕业设计（论文）报告纸 装 订 线 共 22 页 第 17 页 第六章 切削用量及工时定额确定 6.1 粗车 选择切削深度：单边总余量为 3，粗车工序中 Ap=2留下 0.8给半精车， 0.2给磨。 选择进给量：考虑刀杆尺寸，工件直径及一定的切削深度，从表 3-13中选 f=0.5mm/r 选择切割 深度：根据工件材料 20cr 热处理（正火）及选定切削深度和进给量，从表 3 19 中选 u=1.4m/s(85m/min) 确定机床主轴转速：机床主轴转速 n的计算值为 n=1000v/3.14 43=630r/min 从表 4.3-1机床轴箱标牌上查得实际的主轴的转速取 710r/min 故切削速度 v=3.14dn/1000=3.14 43 710/1000=1.6m/s（ 95.8m/min） 计算切削工时：取切入长度 I=2mm 切出长度 I2=2mm 则切削工时： tm=2 72=2+2/710 0.5=25s 6.2 半精车 选择切削深度： ap=1mm 选择进给速度：根据工作材料及选定切削深度及进给量选取 v=1.7m/s 定机床主轴转速： n=1000 1.7 60/3.14 (43-6)=877.9r/min 从主轴箱表牌上查实际主轴转速取为 900r/min 计算切削工时： nf=76/900 0.3=16.8min 6.3 粗铣花键 定铣削深度：由于加工余量不大，故可一次走刀完成，择 ac=zb0.7mm 确定每齿进给量： af=0.1mm 计算切削速度：根据表 3-27选刀具耐用度 t=7.8 1000 由表 3-29确定 cv=68.5,zv=0.25,xv=0.3,yv=0.2,uv=0.1,pv=0.1,m=0.2 v=81.68s/min 选定机床主轴转速 n=1000v/3.14 d=1000 81.68/3.14 100=260r/min 根据机床说明书选 n=255r/min 实际切削速度为 v=3.14dn/1000=3.14/100=80.07m/min 毕业设计（论文）报告纸 装 订 线 共 22 页 第 18 页 第七章 程序编写及程序说明 编程是零件加工的加工顺序，刀具运动轨迹的数据，工艺参数（主运动和进给运动速度，切削深度）以及辅助操作加工信息。 N10 O0001 程序号 N20 T0101 换 1号刀，调用 1号刀具补偿 N30 M03 S1000 主轴正转，转速 1000r/min N40 M08 切削液开 N50 G00 X30 Z5 快速运动到循环起点 N60 G71 U1 R1 N70 G71 P80 Q170 UO.3 W0 N80 GOO X18 循环程序第一段 N90 G01 Z0 F0.15 S1000 靠近工件 N100 X20 Z-1 倒角 N110 Z-14 车 20 外圆 N120 X24 车 26 右端面 N130 X26 Z-15 倒角 N140 Z-59 车 26 外圆 N150 X27 车 33 右端面 N160 X33 Z-62 倒角 N170 G00 X100 Z100 退刀，远离工件 N180 T0202 换 2号刀调用 2号刀具补偿 N190 MO3 S500 主轴正转，转速为 500/min N200 GOO X30 Z-14 刀具运动到指定位置 N210 G01 X19 F0.08 切槽 N220 X30 退刀 N230 Z-59 F0.2 刀具运动到指定位置 N240 X24 F0.08 切槽 N250 X40 F0.2 退刀 N260 G00 X100 Z100 远离工