轴类零件的数控加工工艺设计说明书

院 毕 业 设 计（论 文） 题 目： 轴类零件的加工与编程 系 别： 专 业： 班 级： 学 号： 学生姓名： 指导教师： 完成日期： 摘 要 本次设计是进行一个直径是 80 120圆柱台阶轴进行设计，这个轴上有圆弧、工艺退刀槽、螺纹退刀槽、螺纹及球面构成，材料为 45 号钢。轴， 支承转动零件并与之一起回转以传递运动、扭矩或弯矩的机械零件。一般为金属圆杆状，各段可以有不同的直径。机器中作回转运动的零件就装在轴上。根 据轴线形状的不同，轴可以分为曲轴和直轴两类。根据轴的承载情况，又可分为： 转轴，工作时既承受弯矩又承受扭矩，是机械中最常见的轴，如各种减速器中的轴等。 心轴，用来支承转动零件只承受弯矩而不传递扭矩，有些心轴转动，如铁路车辆的轴等，有些心轴则不转动，如支承滑轮的轴等。 传动轴，主要用来传递扭矩而不承受弯矩，如起重机移动机构中的长光轴、汽车的驱动轴等。轴的材料主要采用碳素钢或合金钢，也可采用球墨铸铁或合金铸铁。轴的工作能力一般取决于强度和刚度 。 关键词：台阶轴 螺纹退刀槽 扭矩 传动轴 、 目 录 1 前言 . 1 2 零件图及图样分析 . 2 件图 . 2 样工艺分析 . 2 3 零件加 工工艺设计 . 2 艺分析 . 2 具的选择和切削参数 . 3 具的选择与类型 . 错误 !未定义书签。 具的选择 . 错误 !未定义书签。 具的类型 . 错误 !未定义书签。 件的安装 . 错误 !未定义书签。 院 1 1 前言 轴，支承转动零件并与 之一起回转以传递运动、扭矩或弯矩的机械零件。一般为金属圆杆状，各段可以有不同的直径。机器中作回转运动的零件就装在轴上。根据轴线形状的不同，轴可以分为曲轴和直轴两类。根据轴的承载情况，又可分为： 转轴，工作时既承受弯矩又承受扭矩，是机械中最常见的轴，如各种减速器中的轴等。 心轴，用来支承转动零件只承受弯矩而不传递扭矩，有些心轴转动，如铁路车辆的轴等，有些心轴则不转动，如支承滑轮的轴等。 传动轴，主要用来传递扭矩而不承受弯矩，如起重机移动机构中的长光轴、汽车的驱动轴等。轴的材料主要采用碳素钢或合金钢，也可采用 球墨铸铁 或 合金铸铁 等。轴的工作能力一般取决于强度和刚度，转速高时还取决于振动稳定性。 轴的结构设计是确定轴的合理外形和全部结构尺寸，为轴设计的重要步骤。它由轴上安装零件类型、尺寸及其位置、零件的固定方式，载荷的性质、方向、大小及分布情况，轴承的类 型与尺寸，轴的毛坯、制造和装配工艺、安装及运输，对轴的变形等因素有关。设计者可根据轴的具体要求进行设计，必要时可做几个方案进行比较，以便选出最佳设计方案，以下是一般轴结构设计原则： 1、节约材料，减轻重量，尽量采用等强度外形尺寸或大的截面系数的截面形状；2、易于轴上零件精确定位、稳固、装配、拆卸和调整； 3、采用各种减少应力集中和提高强度的结构措施； 4、便于加工制造和保证精度。 本毕业设计课题为减速器轴的设计，借助 件，先设计绘制图形，然后编制设计和制造工艺，通过车、铣床进行加工，从而实现 零件的设计、制造一体化的图纸设计和图纸制造，具有相当大的实用价值和发展空间。 由美国 司于二十世纪八十年代初为计算机应用 术而开发的绘图程序软件包， 它易于使用、适应性强、易于二次开发， 经过不断的完善，现已经成为国际上广为流行的绘图工具。 以绘制任意二维和三维图形，并且同传统的手工绘图相比，用 图速度更快、精度更高、而且便于个性，它已经在航空航天、造船、建筑、机械、电子、化工、美工、轻纺等很多领域得到了广泛应用，并取得了丰硕的成果和巨大 的经济效益。 而 本以它能在台下更方便的更快捷的进行绘图和设计工作，以它更高质量和更高速度的超强图形功能、三维功能、 能，而为广大用户所喜爱并广泛流行。 院 2 2 零件图及图样分析 件图 图 2件简图 样工艺分析 如图 2示，根据图样零件的数据显示选择毛坯为：直径 8520零件外型规则，被加工部分的各尺寸、形位、表面粗糙度值及凹凸配合等要求较高。零件结构较为复杂，包含了圆弧，外轮廓，切槽以及三维曲面的加工， 且大部分的尺寸均达到 精度。工件选用三爪自定心卡盘装夹，由于该零件形状复杂所以把零件分为两步骤完成：先车基准（零件左端面）车零件最大外圆 80 车 70及台阶面 然后调头装夹车 65台阶轴车圆锥面 车 24 圆柱 车 20圆柱以及 圆球， 以零件右端半圆球的端点做工件坐标系的原点（也是编程原点）。 3 零件加工工艺设计 艺分析 在程序编制中，编程人员必须充分掌握构成零件轮廓的几何要素参数及各几何要素间的关系。因为在自动编程时要对零件轮廓的所有几何元素进行定义，手工编程时要计算出每个节点的坐标，无论哪一点不明确或不确定，编程都无法进行。但由于零件设计人员在设计过程中考虑不周或被忽略，常常出现参数不全或不清楚，如圆弧与直线、圆弧与圆弧是相切还是相交或相离。所以在审查与分析图纸时，一定要仔细 核算 ，发现问题及时与设计人员联系。 零件的外形最好采用统一的几何类型及 尺寸，这样可以减少换刀次数，还可能应用控制程序或专用程序以缩短程序长度。零件的 形状尽可能对称，便于利用数控机床的镜向加工功能来编程，以节省编程时间 。 图 3加工工序及每个步骤的注释和注意事项。 院 3 加工此段工序时要保证球面的表面质量及数据加工此段工序事要保证后面圆球的加工余量所以不能用大的车削速度加工此段工件是为最后车罗纹做铺垫, 其表面质量要求不高但基本尺寸一定要保证正确加工此段工件时的注意事项要和上段工序一样, 必须保证零件数据和表面质量的正确加工此段工件时要注意吃刀量的选择, 此段工序有圆弧的存在要保证好加工质量和机器设备的安全由于此次设计是在普通数控车床上进行, 有写步骤必须进行手动操作, 比如: 用尾部顶尖, 零件的掉头装夹等车 削 7 0 圆 柱 , 零 件 掉 头 装 夹 需 要 用 卡 盘 夹 住 此处 , 因 此 这 个 加 工 步 骤 很 重 要 . 要 注 意 此 段 加 工 步骤 的 尺 寸 , 精 度 , 表 面 质 量 等 重 要 参 数车削零件的最大外圆( 加工此处时不必要全部都车削 , 因 为 根 据 分 析 零 件 图 没 有 必 要 车 削 完 , 零 件 图中要求的尺寸只有2 2 )作为零件加工及编程的基准, 对以后的加工很重要车 半圆球车 2 0 圆 柱车 2 4 圆 柱车圆锥面车 6 5 台 阶 轴掉头装夹车 7 0 及 台 阶 面车零件外圆车基准面图3具的选择和切削参数 车削用量的选择原则是： （ 1）粗车时，首先考虑选择一个尽可能大的背吃刀量 次选择一个较大的进给量 f,最后确定一个合适的切削进度v 。增大背吃刀量 使走刀次数减少，增大进给量 f 有利于断屑，因此根据以上原则选 择粗车切削用量对于提高生产效率，减少刀具消耗，降低加工成本是有利的。 （ 2）精车时，加工精度和表面粗糙度要求较高，加工余量不大且均匀，因此选择较小（但不太小）的背吃刀量 f ，并选用切削性能高的刀具材料和合理的几何参数，以尽可能提高切削速度 v。 （ 3）零件的加工高度 H（ 1/4）保证刀具有足够的刚度。 切削用量的具体数值应根据机床性能，相关的手册并结合实际经验用模拟方法确定。同时，使主轴转速、背吃刀量及进给速度三者能相互适应，以形成最佳切削用量。 刀具选择的结果如下： 院 4 表 3具的切削参数加工步骤 刀具切削参数主轴转速 序号 加工内容 刀具规格 n/ 进给速度 vf/型 材料 1 粗加工外轮廓 （ 93外圆偏刀 硬质合金 700 200 2 精加工外轮廓 （ 93外圆偏刀 630 160 3 切螺纹退刀槽 （ 槽刀 500 80 4 车 纹 （ 60普通螺纹车 500 800 院 5 以上 就是本次设计的全过程。这次设计不仅使我对所设计的零件有了更深的了解，还使我学到了许多在书本上学不到的东西，这对我以后走上社会，走向工作岗位都有十分重要的意义。 毕业设计是综合运用所学知识进行设计实践的环节，为对我们在生产实际中进行调查研究的能力、观察问题、分析问题能力的培养至关重要。通过毕业设计的锻炼，我们运用所学知识的能力、解决问题的能力、创新设计的能力都得到了很好的锻炼和加强。 首先，让我了解到理论与实践相结合的重要性。以前在学习理论课、基础课的时候，自己不十分注意理论联系实际，眼高手底，忽略了很多问题 。通过毕业设计使我认识到只有把所学知识运用到实践中去才能发挥知识的最大魅力。毕业设计运用到了以前所学基础理论知识和专业知识，使得我们对自己所欠缺的部分得到了补充，因此毕业设计也是对以前所学知识的总结。 其次，团队协作精神。我们组每个人的设计任务是不相同的，但是所运用到的知识还是有共同之处的。我们在一起的时候经常交流自己设计部分的进展情况，互相提供有用的资料。在相互帮助中，我们也解决了许多难题，可以说每个人的设计部分都和其他人的帮助使分不开的。小组成员集体讨论对我帮助特大，让我深深感到团队的力量，培养了我的团 队、协作精神，它将对我以后的学习和生活产生深远影响。 再次，独立思考问题、解决问题的能力。小组集体讨论固然重要，但个人的独立思考问题、解决问题的能力也必不可少。在做毕业设计期间，从方案的论证到具体的设计，查阅了很多的资料，丰富了自己的知识面。同时通过毕业设计使我掌握做好一个设备的流程和所需考虑的主要问题，为以后的工作奠定了基础。在那上面。毕业设计 让我从传统的被动性学习，转变为主动性学习；从闭门读书、死记硬背模式学习，转变为研究性、合作性学习；使工作、学习、生活步入系统化流程等，我认为这种改变是质的飞跃。 经 过两个多月的磨练和奋斗，感觉自己进步很大，发现了自己的能力和未被挖掘的潜力。毕业设计不仅使我完善和复习了以前所学知识，同时从老师和同组同学那里学到了在课本上学不到的知识。它们将对我以后的工作、学习和生活产生深远影响。总之，一句话，毕业设计使我受益匪浅！ 本次设计是在常英丽导师耐心指导和悉心关怀下完成的，她对我们的高度责任心，给我的学习、生活和工作有很大的影响，并将激励我永远奋发向上。 院 6 参考文献 1 杨伟群 控车部分） 2002 2 顾 京 北京高等教育出版社 ,2003 3 张超英 北京高等教育出版社 ,2003 4 宋放之 北京清华大学出版社 ,2003 5 李福生 北京出版社 ,1998 6 周跃生 程绘图与训练 2004 7 关 颍 2005 8 余英良 北京高等教育出版社 ,2003院 7 致 谢 三年的学习生活转瞬即逝 ,让人有些措手不及的感觉 ,好象还没开始已经结束。 时间的流逝其过程中经历的坎坷使一个人慢慢成熟，因而我对过去的日子和给过我鼓励、帮助的人们总是心怀感激，并让我倍加珍惜未来的生活。 在最后的一段时间里是最考验我们的时候 任务非常艰巨 ,要求也很严格 对以前所学知识进行的一次系统而全面的巩固和复习。在此次的毕业设计中 ,我遇到了许多的困难。在学校各个部门及老师同学的帮助下我完成了毕业设计，因此我真诚的向那些给我帮助和指导的部门和个人致意我的谢意。 首先要感谢学院和机电工程系 ,为我们能较好进行设计提供了很多的帮助 ，为我们能顺利进行毕业设计提供了前提。还应该感谢学校图书馆 ,给我们提供了大量的资料 ,对我解决设计中碰到的问题提供了很大的帮助。 其次 ,要感谢我们的设计指导老师：常英丽老师。本次毕业设计是在她的悉心指导下展开的。从设计题目的提出到论