轴类零件数控加工工艺及编程分析.doc

毕业论文

题目：轴类零件数控加工工艺及编程

轴类零件数控加工工艺及编程
摘要：数控机床加工工艺与普通机床加工工艺在原则上基本相同，但数控加工的整个过程是自动进行的。数控加工的工序内容比普通机床的加工的工序内容复杂，这是因为数控机床价格昂贵，若只加工简单的工序，在经济上不合算，所以在数控机床上通常安排较复杂的工序，甚至是在通用机床上难以完成的那些工序。数控机床加工程序的编制比普通机床工艺规程编制复杂，这是因为在普通机床的加工工艺中不必考虑的问题，如工序内工步的安排、对刀点、换刀点及走刀路线的确定等问题，在数控加工时，这一切都无例外地都变成了固定的程序内容。正由于这个特点，促使对加工程序的正确性和合理性要求极高，不能有丝毫的差错，否则加工不出合格的零件。
关键词：轴类零件数控车削工艺设计

一、零件加工工艺分析
1.零件图分析
如图1.1所示该零件从结构上来看包括内﹑外表面：内表面主要是孔，外表面由圆柱、圆锥、顺圆弧、逆圆弧及螺纹等表面组成，其中多个直径以及宽度尺寸有较严格的尺寸精度和表面粗糙度要求，适合数控车削加工；球面Sφ48㎜的尺寸公差还兼有控制该球面形状（线轮廓）误差的作用；零件材料为45钢，该材料具有较高的强度以及较好的韧性﹑塑性；无热处理和硬度要求。

图1.1
2.工艺分析
(1)如图1.1所示内孔直径φ28,圆柱尺寸φ35﹑φ42和φ52,宽度尺寸4和3,取中值作为编程的尺寸依据。其他尺寸皆取基本尺寸作为编程尺寸依据。
(2)φ52的圆柱与φ28的孔有较高的同轴度要求,加工时必须以同一个定位基准进行加工。
(3)φ28的公差等级为IT8表面粗糙度Ra为1.6，宜采用钻→扩→铰进行加工以保证尺寸和表面粗糙度的要求。
(4)在轮廓曲线上，有三处为圆弧，其中两处为既过象限又改变进给方向的轮廓曲线，因此在加工时应进行机械间隙补偿，以保证轮廓曲线的准确性。
(5)零件中有比较大的圆弧需要进行加工，为了不使加工过程中出现过切现象选择较大副偏角的车刀进行加工。
3.编程原点选择
零件在加工中需要二次掉头装夹,从图纸上进行尺寸坐标分析,应设置两个编程原点。两个工件坐标系的编程原点均应选在零件装夹后的右端面（精加工面）,如图1.2、1.3所示。

1.2第一次装夹工件原点1.3第二次装夹工件原点
二、零件毛坯选择
由图1.1可知该零件为45钢，生产类型为单件小批量生产。根据上述原始资料以及加工工艺，确定毛坯尺寸如下：该零件最大外圆直径为Ф52mm，查《机械制造工艺设计简明手册》（以下简称《工艺手册》）表2.2得毛坯直径为Ф55mm，长度尺寸为145±0.08。
三、加工方法选择
加工方法的选择原则是保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。由于获得同一级精度及表面粗糙度的加工方法有许多，因而在实际选择时，要结合零件的形状、尺寸大小和热处理要求等全面考虑。通过以上数据分析，考虑加工的效率和加工的经济性，最理想的加工方式为车削，考虑该零件为大批量加工，故加工设备采用数控车床。
1.数控车削加工外圆回转体零件与端面加工方法的选择
(1)φ52、φ42和φ35的尺寸精度等级为IT7，并且φ52和φ35外圆柱表面粗糙度Ra为1.6，参考《数控加工工艺简明教程》表3-14可知加工这些圆柱时宜采用粗车→半精车→精车三步加工。
(2)零件左端外圆尺寸精度以及表面粗糙度要求不高，所以可以采用粗车→精车加工工艺以缩短工时。由于零件左端有螺纹需要加工并且螺纹精度要求较高，为了达到螺纹加工的精度要求，所以在加工零件左端外圆时须将外圆尺寸加工为Ф29.8mm。
(3)对于圆锥面采用衡线速度进给切削，以保证圆锥尺寸精度。
2.数控车削加工内圆回转体加工方法的确定
Ф28+00.04盲孔:孔的精度要求在IT8～IT9之间,参考《数控加工工艺简明教程》表3-16，获知宜采用钻→扩→铰加工工艺,以保证尺寸和表面粗糙度的要求。参考《工艺手册》表2.3-9以及2.3-12确定工序尺寸及余量为钻孔:Ф26.0mm；扩孔:Ф27.8mm，2Z=1.8mm；铰孔:Ф28+00.04mm，2Z=0.2mm。
3.数控车削加工螺纹加工方法的确定
由于该零件中螺纹加工精度要求较高,为了保证其螺距和牙深的精度故采用G92螺纹加工指令进行加工。
四、机床与刀具的选择
1.机床的选择
从实际零件的特点考虑加工的经济性，选择数控车床,其型号为SSCK20/500，装配FANUC-OTC系统。
（1）SSCK20/500数控车床的用途
SSCK20/500数控车床主要用于加工轴类零件和盘类零件的内外圆柱表面、圆锥面、螺纹表面、成形回转体表面，还可以进行钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、镗孔和车端面、切槽、倒角等加工。
（2）SSCK20/500