轴类零件和盘套类零件的车削工艺
【摘要】一个零件能用不同的加工方法制造，而在一定条件下仅有某一种方法是合理的。本文主要阐述了轴类零件的技术要求、车削加工等车削工艺，盘套类零件的技术要求、内孔加工等车削工艺。
【关键词】轴类零件；盘套类零件；车削工艺
一个零件能用不同的加工方法制造，而在一定条件下仅有某一种方法是合理的。本文以轴类和盘类零件为例，阐述车削加工过程。
1、轴类零件的车削工艺
轴是机械制造业的一种普通的零件，在每台机器上均具有轴类零件各种名称不相同的零件，如拉杆、芯轴、销钉、双头螺栓、轧辊、电动机转子等均为轴类零件。
1.1 轴类零件的技术要求
（1）尺寸精度轴类零件的支承轴颈通常与轴承相配，它的尺寸精度要求较高，一般为IT5~IT7。装配传动件的轴颈尺寸精度要求较低，为IT7~IT8。轴向尺寸通常要求相对低一些，在阶梯轴的阶梯长度要求高时，其公差达0.005~0.001mm。
（2）形状精度。轴类零件的形状精度主要是支承轴颈和有特殊配合要求的轴颈及内外锥面的圆度、圆柱度等。通常要把其误差控制在尺寸公差范围内，形状精度要求高时，应在零件图上标注允许偏差。
（3）位置精度。轴类零件的位置精度主要是装配传动件的轴颈相对承轴颈的同轴度，一般用径向跳动来标注。普通精度轴的径向跳动为0.01-0.03mm，高精度轴为0.001-0.005mm。
（4）表面粗糙度。通常与传动件相配合的轴颈表面粗糙度为30-20μm与轴承相配合的轴颈表面粗糙度为0.8-0.1μm。
1.2 轴类零件的车削加工
轴类零件是回转体零件，一般均采用车削实施粗加工、半精加工。精度要求较低的表面通常用车削为最终加工。外圆车削通常划分为荒车、粗车、半精车、精车和超精车。
目录 摘要 (3) 绪论 (5) 一、选择本课题的目的及意义 (5) 二、数控机床及数控技术的应用与发展 (5) （一）数控机床的应用与发展 (5) （二）数控技术的应用与发展 (6) 三、对课题任务的阐述 (6) 第二章工艺方案分析 (7) 2.2零件图分析及毛坯的选择 (7) 2.3设备的选择 (8) 2.5确定加工方法 (10) 2.6确定加工方案 (10) 第三章确定零件的定位基准和装夹方式 (12) 1．粗基准选择原则 (12) 2．精基准选择原则 (12) 3．定位基准 (12) 4.装夹方式 (12) 第四章工艺过程 (13) 1．工序与工步的划分 (13) 2．工步的划分 (13) 第五章确定加工顺序及进给路线 (14) 1．零件加工必须遵守的安排原则 (14) 2．进给路线 (14) 第六章刀具及切削用量的选择 (14) 6.1选择数控刀具的原则 (14) 6.2选择数控车削用刀具 (15) 6.3设置刀点和换刀点 (16) 6.4切削用量的选择 (16) 1．背吃刀量的选择 (16) 选择背吃刀量： (16) 2．主轴转速的选择 (17) 3．进给量的选取 (17) 4．进给速度的选取 (17) 7.1轴类零件加工工艺分析 (18) 7.2典型轴类零件加工工艺 (20) 7.3加工坐标系设置 (21) 7.4手工编程 (22) 第八章结束语 (25)
第九章致谢词 (26) 参考文献 (27)
摘要 数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术，数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造的渗透形成的机电一体化产品，即所谓的数字化装备，数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，对国计民生的一些重要行业(IT、汽车、医疗、轻工等)的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需要装备的数字化已是现代发展的大趋势。而数控加工技术是随着数控机床的产生、发展而逐步完善起来的一种应用技术，是机械制造业人员长期从事数控加工时间的经验总结。数控加工技术就是用数控机床加工零件的方法。在数控加工中，利用工件的旋转运动和刀具的直线运动或者曲线运动来改变毛坯的尺寸和形状，把毛坯加工成符合精度要求的零件。数控车削加工是利用工件相对于刀具的旋转运动对工件进行切削加工的方法。车削适合加工回转类零件、内外圆锥面、端面、圆弧面、沟槽、螺纹和回转成形面等，所用的刀具主要是车刀。数控车削加工是现代制造技术的典型代表，在制造业的各个领域得到广泛的应用如航天、汽车、精密机械等。总之,它是从零件图纸到获得数控加工程序的全过程。已经成为这些行业不可或缺的加工手段。 关键词：数控技术；车削加工；数控加工工艺；数控编程
情境2 第六部分拓展学习资料 一、盘类零件典型工艺路线 与轴相比，盘的工艺的不同主要在于安装方式的体现，当然，随零件组成表面的变化，牵涉的加工方法亦会有所不同。因此，该“典型”主要在于理解基础上的灵活运用，而不能死搬硬套。 下料（或备坯）→去应力处理→粗车→半精车→平磨端面（亦可按零件情况不作安排）→非回转面加工→去毛刺→中检→最终热处理→精加工主要表面（磨或精车）→终检。 二、套类零件典型工艺路线 备坯→去应力处理→基准面加工→孔加工粗加工→外圆等粗加工→组织处理→孔半精加工→外圆等半精加工→其它非回转面加工→去毛刺→中检→零件最终热处理→精加工孔→精加工外圆的等→清洗→终检。 三、法兰盘加工工艺 图2-15是法兰盘的零件图。从其技术要求中可以看出，关键是要保证φ55外圆表面对φ35孔基准轴线的同轴度以及两端面相对基准轴线的端面圆跳动要求。由于各表面粗糙度Ra值均在1.6以上,故可在车床上加工，然后再加工小孔与槽。其工艺过程见表2-4。此工艺过程既使粗、精加工分开,又较好地保证了加工精度。其工艺过程见表2-4。 图2-15 法兰盘
表2-4 法兰盘工艺过程 四、中心架和跟刀架 图2-16 中心架和跟刀架
在加工细长轴或长套筒零件时，为了防止其弯曲变形，必须使用中心架或跟刀架作为辅助支承。 中心架上有三个等分布置并能单独调节伸缩的支承爪。使用时，用压板、螺钉将中心架固定在床身导轨上，调节支承爪，使工件轴线与主轴轴线重合，且支承爪与工件表面的接触应松紧适当，如图2-16所示。 跟刀架上一般有两个能单独调节伸缩的支承爪，它们分别安在工件的上面和车刀的对面，如图2-16所示。 五、互为基准原则 两个被加工表面之间位置精度较高，要求加工余量小而均匀时。 图2-17 互为基准 六、找正法装夹工件 （1）直接找正法 用百分表、划针或目测在机床上直接找正工件的有关基准，使工件占有正确的位置称为直接找正法。单件和小批生产。直接找正法如图2-18所示。 （2）划线找正法 在机床上用划线盘按毛坯或半成品上预先划好的线找正工件，使工件获得正确的位置称划线找正法。多用于单件小批生产。划线找正法如图2-19所示。
第三十一讲套类零件加工工艺 一、套筒类零件的结构特点及工艺分析 套筒类零件的加工工艺根据其功用、结构形状、材料和热处理以及尺寸大小的不同而异。就其结构形状来划分，大体可以分为短套筒和长套筒两大类。它们在加工中，其装夹方法和加工方法都有很大的差别，以下分别予以介绍。 （一）轴承套加工工艺分析加工 如图31－1所示的轴承套，材料为ZQSn6-6-3，每批数量为200件。 1．轴承套的技术条件和工艺分析 该轴承套属于短套筒，材料为锡青图31－67轴承套简图铜。其主要技术要求为：Φ34js7外圆对Φ22H7孔的径向圆跳动公差为0.01mm；左端面对Φ22H7孔轴线的垂直度公差为0.01mm。轴承套外圆为IT7级精度，采用精车可以满足要求；内孔精度也为IT7级，采用铰孔可以满足要求。内孔的加工顺序为：钻孔－车孔－铰孔。 由于外圆对内孔的径向圆跳动要求在0.01mm内，用软卡爪装夹无法保证。因此精车外圆时应以内孔为定位基准，使轴承套在小锥度心轴上定位，用两顶尖装夹。这样可使加工基准和测量基准一致，容易达到图纸要求。 车铰内孔时，应与端面在一次装夹中加工出，以保证端面与内孔轴线的垂直度在0.01mm以内。 2．轴承套的加工工艺 表31－1为轴承套的加工工艺过程。粗车外圆时，可采取同时加工五件的方法来提高生产率。 表31－1轴承套加工工艺过程 序号工序名称工序内容定位与夹紧 1 备料棒料，按5件合一加工下料 2 钻中心孔车端面，钻中心孔调头车另一端面，钻中心孔三爪夹外圆
3 粗车 车外圆Ф42长度为6.5mm ，车外圆Ф34Js7为 Ф35mm ，车空刀槽2×0.5mm ，取总长40.5mm ，车分割槽Ф20×3mm ，两端倒角1.5×45°，5件同加工，尺寸均相同 中心孔 4 钻 钻孔Ф22H7至Ф22mm 成单件 软爪夹Ф42mm 外圆 5 车、铰 车端面，取总长40mm 至尺寸车内孔Ф22H7为 Ф22 mm 车内槽Ф24×16mm 至尺寸铰孔Ф 22H7至尺寸孔两端倒角 软爪夹Ф42mm 外圆 6 精车 车Ф34Js7(±0.012)mm 至尺寸 Ф22H7孔心轴 7 钻 钻径向油孔Ф4mm Ф34mm 外圆及端面 8 检查 （二）液压缸加工工艺分析 液压缸为典型的长套筒零件，与短套筒零件的加工方法和工件安装方式都有较大的差别。 1．液压缸的技术条件和工艺分析 液压缸的材料一般有铸铁和无缝钢管两种。图31－2所示为用无缝钢管材料的液压缸。为保证活塞在液压缸内移动顺利，对该液压缸内孔有圆柱度要求，对内孔轴线有直线度要求，内孔轴线与两端面间有垂直度要求，内孔轴线对两端支承外圆（Φ82h6）的轴线有同轴度要求。除此之外还特别要求：内孔必须光洁无纵向刻痕；若为铸铁材料时，则要求其组织紧密，不得有砂眼、针孔及疏松。 2．液压缸的加工工艺 表31－2为液压缸的加工工艺过程 序号 工序名称 工序内容 定位与夹紧 1 配料 无缝钢管切断
电子科技大学学院 实验报告 课程名称：典型轴类零件的数控车削工艺与加工 学生姓名： 学 号： 指导老师： 日 期：
电子科技大学实验报告 学生姓名：学号： 指导教师：实验地点：工程训练中心114实验时间： 一、 实验室名称：工程训练中心 二、 实验项目名称：典型轴类零件的数控车削工艺与加工 实验学时：32 三、 实验原理： 将工艺文件编制成数控加工程序，输入数控车床，加工出零件。 四、 实验目的： 1.熟悉、认识、并掌握基础Mastercam 软件操作及设计工艺流程； 2.了解典型轴类零件的特点、生产过程与工程应用； 3.学习工程制造工艺，学习工程手册的使用，掌握典型零件的毛坯制造、热处理、机 加工方法，将传统加工与现代制造技术有机结合，合理制定数控加工工艺，正确使用数控设备及刀夹量具； 4.培养和提高综合分析轴类零件的问题和解决问题的能力，以及培养科学的研究和创 造能力。 五、 实验内容 (一)数控车床的整体介绍与功能演示； (二)运用Mastercam 进行传动轴的设计； (三)制定毛坯加工工艺； 轴类零件是机器中经常碰到的典型零件之一。它主要用来支承传动零部件，传递扭
矩和承受载荷。轴类零件是旋转体零件，其长度大于直径，一般由同心轴的外圆柱面、圆锥面、内孔和螺纹及相应的端面所组成。根据结构外形的不同，轴类零件可分为光轴、阶梯轴、空心轴和曲轴等。 轴的长径比小于5的称为短轴，大于20的称为细长轴，大多数轴介于两者之间。 轴用轴承支承，与轴承配合的轴段称为轴颈。轴颈是轴的装配基准，它们的精度和表面质量一般要求较高，其技术要求一般根据轴的主要功用和工作条件制定，通常有以下几项： 1)尺寸精度 起支承作用的轴颈为了确定轴的位置，通常对其尺寸精度要求较高（IT5~IT7）。装配传动件的轴颈尺寸精度一般要求较低（IT6~IT9）。 2)几何外形精度 轴类零件的几何外形精度主要是指轴颈、外锥面、莫氏锥孔等的圆度、圆柱度等，一般应将其公差限制在尺寸公差范围内。对精度要求较高的内外圆表面，应在图纸上标注其公差。 3)相互位置精度 轴类零件的位置精度要求主要是由轴在机械中的位置和功用决定的。通常应保证装配传动件的轴颈对支承轴颈的同轴度要求，否则会影响传动件（齿轮等）的传动精度，并产生噪声。普通精度的轴，其配合轴段对支承轴颈的径向跳动一般为0.01~0.03mm，高精度轴（如主轴）通常为0.001~0.005mm。 4)表面粗糙度 一般与传动件相配合的轴径表面粗糙度为Ra2.5~0.63μm，与轴承相配合的支承轴径的表面粗糙度为Ra0.63~0.16μm。 (四)制定毛坯热处理工艺； 1. 轴类零件的毛坯： 轴类零件可根据使用要求、生产类型、设备条件及结构，选用棒料、锻件等毛坯形式。对于外圆直径相差不大的轴，一般以棒料为主；而对于外圆直径相差大的阶梯轴或重要的轴，常选用锻件，这样既节约材料又减少机械加工的工作量，还可改善机械性能。根据生产规模的不同，毛坯的锻造方式有自由锻和模锻两种。中小批生产多采用自由锻，大批大量生产时采用模锻。 2. 轴类零件的材料及热处理
6.4典型轴类零件加工工艺分析 6.4.1 轴类零件加工的工艺分析 (1)轴类零件加工的工艺路线 1)基本加工路线 外圆加工的方法很多，基本加工路线可归纳为四条。 ① 粗车—半精车—精车 对于一般常用材料，这是外圆表面加工采用的最主要的工艺路线。 ② 粗车—半精车—粗磨—精磨 对于黑色金属材料，精度要求高和表面粗糙度值要求较小、零件需要淬硬时，其后续工序只能用磨削而采用的加工路线。 ③ 粗车—半精车—精车—金刚石车 对于有色金属，用磨削加工通常不易得到所要求的表面粗糙度，因为有色金属一般比较软，容易堵塞沙粒间的空隙，因此其最终工序多用精车和金刚石车。 ④ 粗车—半精—粗磨—精磨—光整加工 对于黑色金属材料的淬硬零件，精度要求高和表面粗糙度值要求很小，常用此加工路线。 2)典型加工工艺路线 轴类零件的主要加工表面是外圆表面，也还有常见的特特形表面，因此针对各种精度等级和表面粗糙度要求，按经济精度选择加工方法。 对普通精度的轴类零件加工，其典型的工艺路线如下： 毛坯及其热处理—预加工—车削外圆—铣键槽—（花键槽、沟槽）—热处理—磨削—终检。 (1)轴类零件的预加工 轴类零件的预加工是指加工的准备工序，即车削外圆之前的工艺。 校直毛坯在制造、运输和保管过程中，常会发生弯曲变形，为保证加工余量的均匀及装夹可靠，一般冷态下在各种压力机或校值机上进行校值， (2) 轴类零件加工的定位基准和装夹
1）以工件的中心孔定位在轴的加工中，零件各外圆表面，锥孔、螺纹表面的同轴度，端面对旋转轴线的垂直度是其相互位置精度的主要项目，这些表面的设计基准一般都是轴的中心线，若用两中心孔定位，符合基准重合的原则。中心孔不仅是车削时的定为基准，也是其它加工工序的定位基准和检验基准，又符合基准统一原则。当采用两中心孔定位时，还能够最大限度地在一次装夹中加工出多个外圆和端面。 2）以外圆和中心孔作为定位基准（一夹一顶）用两中心孔定位虽然定心精度高，但刚性差，尤其是加工较重的工件时不够稳固，切削用量也不能太大。粗加工时，为了提高零件的刚度，可采用轴的外圆表面和一中心孔作为定位基准来加工。这种定位方法能承受较大的切削力矩，是轴类零件最常见的一种定位方法。 3）以两外圆表面作为定位基准在加工空心轴的内孔时，（例如：机床上莫氏锥度的内孔加工），不能采用中心孔作为定位基准，可用轴的两外圆表面作为定位基准。当工件是机床主轴时，常以两支撑轴颈（装配基准）为定位基准，可保证锥孔相对支撑轴颈的同轴度要求，消除基准不重合而引起的误差。 4）以带有中心孔的锥堵作为定位基准在加工空心轴的外圆表面时，往往还采用代中心孔的锥堵或锥套心轴作为定位基准，见图6.9所示。 锥堵或锥套心轴应具有较高的精度，锥堵和锥套心轴上的中心孔即是其本身制造的定位基准，又是空心轴外圆精加工的基准。因此必须保证锥堵或锥套心轴上锥面与中心孔有较高的同轴度。在装夹中应尽量减少锥堵的安装此书，减少重复安装误差。实际生产中，锥堵安装后，中途加工一般不得拆下和更换，直至加工完毕。 图 6.9 锥堵和锥套心轴 a)锥堵 b）锥套心轴
关于解决数控车床加工各种轴类、套类、盘类零件工艺定位浅析 摘要：数控车床加工轴类、套类、盘类零件时，绝大部分都需多次装夹，因装夹方法不合适导致很难保证加工质量。本文在分析这类零件数车加工工艺定位的基础上，结合生产实际情况，设计出一种新的定位装置来解决这类零件的装夹问题，大大提高了零件的质量和加工效率。 关键词：数控车床装夹工艺加工效率 0 前言 轴类、套类、盘类零件是比较常见的机械零件，特别是细长轴、薄壁筒套之类的零件在电器开关中应用较多，给数控车床操作者带来了不少麻烦，对加工者提出了更高的要求，如果不注意，轻者影响加工效率，进而影响生产进度，重者产生废品。因此，解决这一类零件数控车床的加工定位装夹以及加工工艺问题，既是现实生产中的迫切要求，又具有重要的经济价值意义，也给企业带来可观的经济效益。 1 数控车床加工此类零件存在的问题 数控车床在加工过程中，常用的定位方法有两种：第一种是软爪定位，这种定位方法因软爪所夹紧零件的尺寸有限，所以对于一些较长工件的加工，因伸出过长而刚性太差，而且因刀具磨损和切削用量等因素，在加工过程中容易出现窜动，因而零件的质量很不稳定。再者零件因尺寸不同加工者还需要不间断的车软爪，这不仅降低了卡爪的使用寿命，而且在装夹时会发生磕碰划伤的现象，同时无形中也增加了很大的加工成本。另外一种定位方法是前定位，这种方法需要将每件零件重新找正一次，而且还要进行两次装卡，生产效率非常低，数控设备的加工能力不能得到充分发挥。 2 设计一种解决工艺方案 为了避免上述问题，同时也是为了更好的提高零件的加工质量及产品性能，我们设计了一种适用于各种轴类、套类及盘类零件在数控机床上加工时的组合定位装置，实现加工方便，定位准确，质量稳定，生产效率高的目的。解决工艺方案如下： 1）根据生产实际情况，相关数控机床操作人员设计制造一套定位装置，要求该装置在加工各种轴类、套类及盘类零件时，定位方法科学合理，使用时充分与数控车床主轴和卡盘紧密配合，加工者可以根据零件实际情况调整定位装置的伸缩量以及该定位装置的组合方式，使零件装夹定位后达到最佳状态，即实现零件加工时的后定位。 2）将制造好的定位装置首先应用于一台数控车床（Vturn26）观察实施效果
桂林理工大学 毕业设计 (论文) 题目：轴类零件数控车削加工 工艺过程及编程分析 院（系）：成人教育学院 专业： 学生姓名： 班级： 学号： 指导教师： 年月日
摘要 数控加工是现代制造技术的基础，这一发明对于制造行业而言，具有划时代的意义和深远的影响。本文通过以北京凯恩帝数控系统为基础，充分利用计算机辅助设计/制造（CAD/CAM）的优势，对零件形状、尺寸、精度等级、表面粗糙度、材料和热处理等技术要求的分析。针对上述对零件的分析，选择加工方案确定加工顺序、加工路线、装夹方式、刀具及切削用量参数等，进行数控加工工艺的编制；通过确立坐标系计算零件粗、精加工各运动轨迹，得到刀位数据及轨迹图，进行数控加工的程序编写。 关键词：数控加工数控加工工艺程序编写
Abstract NC machining is the modern manufacturing technology foundation, this invention for the manufacturing industry, it is of epoch-making significance and far-reaching influence. This article through to the Beijing emperor Kaine CNC system as the basis, make full use of computer-aided design / computer-aided manufacturing ( CAD / CAM ) advantage, the part shape, size, accuracy, surface roughness, materials and heat treatment technology on requirement analysis. According to the analysis to the spare parts, selection of process scheme, process sequence processing route, clamping, cutting tools and cutting parameters, CNC machining process planning; through the establishment of coordinate calculation of parts rough, finishing the movement track of cutter location data, receive and track diagram, NC programming. Keywords: CNC Machining NC machining programming
典型轴类零件的数控加工工艺编制数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行操纵的技术，数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造的渗透形成的机电一体化产品，即所谓的数字化装备。 本次设计确实是进行数控加工工艺设计典型轴类零件，要紧侧重于该零件的数控加工工艺和编程，包括完成该零件的工艺规程，要紧工序工装设计，并绘制零件图、夹具图等。 通过本次毕业设计，对典型轴类零件的设计又有了深的认识。从而达到了巩固、扩大、深化所学知识的目的，培养和提高了综合分析咨询题和解决咨询题的能力以及培养了科学的研究和创新能力。 关键词：数控技术典型轴类零件加工工艺毕业设计
摘要 (1) 目录 (2) 1.引言 (3) 1.引言 (3) 2.零件分析 (4) 2.1毛坯的选择 (4) 2.2 机床的选择 (4) 3.零件图加工艺分析 (7) 3.1零件的工艺分析 (7) 3.2 零件的加工工艺设计 (11) 4.零件图加工程序编写 (21) 4.1零件左端加工程序编写 (21) 4.2零件右端加工程序编写 (22) 5. 程序调试 (25) 致谢 (26) 参考文献 (27)
数控技术集传统的机械制造技术、运算机技术、成组技术与现代操纵技术、传感检测技术、信息处理技术、网络通讯技术、液压气动技术、光机电技术于一体，是现代先进制造技术的基础和核心。数控车床己经成为现代企业的必需品。随着数控技术的不断成熟和进展及市场日益繁荣，其竞争也越来越猛烈，人们对数控车床选择也有了更加宽敞的范畴，对数控机床技术的把握也越来越高。随着社会经济的快速进展，人们对生活用品的要求也越来越高，企业对生产效率也有相应的提高。数控机床的显现实现了宽敞人们的这一愿望。数控车削加工工艺是实现产品设计、保证产品的质量、保证零件的精度，节约能源、降低消耗的重要手段。是企业进行生产预备、打算调度、加工操作、安全生产、技术检测和健全劳动组织的重要依据。也是企业对高品质、高品种、高水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。这不但满足了宽敞消费者的目的，即实现了产品多样化、产品高质量、更新速度快的要求，同时推动了企业的快速进展，提高了企业的生产效率。 数控工艺规程的编制是直截了当指导产品或零件制造工艺过程和操作方法的工艺文件，它将直截了当阻碍企业产品质量、效益、竞争能力。本文通过对典型轴类零件数控加工工艺的分析，对零件进行编程加工，给出了关于典型零件数控加工工艺分析的方法，关于提高制造质量、实际生产具有一定的意义。依照数控机床的特点，针对具体的零件，进行了工艺方案的分析，工装方案的确定，刀具和切削用量的选择，确定加工顺序和加工路线，数控加工程序编制。通过整个工艺的过程的制定，充分表达了数控设备在保证加工精度，加工效率，简化工序等方面的优势。 本人以严谨务实的认真态度进行了此次设计，但由于知识水平与实际体会有限。在设计中会显现一些错误、缺点和疏漏，诚请各位评审老师提出批判和指正。
ФФФФ 课程设计说明书 （2016-2017学年第二学期） 课程名称机械制造技术基础课程设计 设计题目设计套筒类零件的机械加工工艺规程及工艺装备院（系）机电工程系 专业班级14级机械设计制造及其自动化1班 姓名曾庆龙 学号2014103210132 地点实验楼 时间2017年5月至2017年6月 指导老师：陈金舰职称：讲师
目录 1.零件分析 (5) 1.1零件的作用 (5) 1.2零件的工艺分析 (5) 1.3确定零件的生产类型 (5) 2.确定毛坯类型绘制毛坯简图 (6) 2.1选择毛坯 (6) 2.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 (6) 2.2.1锻件的公差 6 2.2.2锻件材质系数 6 2.2.3零件表面粗糙度 6 2.3绘制套筒锻造毛坯简图 (6) 3.工艺规程设计 (7) 3.1定位基准的选择 (7) 3.1.1精基准的选择 7 3.1.2粗精准的选择 7 3.2拟定工艺路线 (7)
3.2.1表面加工方法的确定 7 3.2.2加工阶段的划分 8 3.2.3工序的集中与分散 8 3.2.4工序顺序的安排 8 3.2.5确定工艺路线 9 3.3加工设备及工艺装备的选用 (9) 3.4加工余量、工序尺寸和公差的确定 (10) 3.5切削用量的计算 (10) 4. 专用钻床夹具设 (12) 4.1夹具设计任务 (12) 4.1.1工序尺寸和技术要求 12 4.1.2生产类型 12 4.2拟定夹具结构方案与绘制夹具草图 (12) 4.2.1确定工件定位方案，设计定位装置 12
4.2.2确定工件的夹紧方案，设计夹紧装置 12 4.2.3确定导向方案，设计导向装置 13 4.3绘制夹具装配总图 (14) 4.4夹具装配图上标注尺寸、配合及技术要求 (14) 小结 (14) 参考文献 (15)
典型零件加工工艺(轴类，盘类，箱体类，齿轮类等 实际中，零件的结构千差万别，但其基本几何构成不外是外圆、内孔、平面、螺纹、齿面、曲面等。很少有零件是由单一典型表面所构成，往往是由一些典型表面复合而成，其加工方法较单一典型表面加工复杂，是典型表面加工方法的综合应用。下面介绍轴类零件、箱体类和齿轮零件的典型加工工艺。 第一节轴类零件的加工 一轴类零件的分类、技术要求 轴是机械加工中常见的典型零件之一。它在机械中主要用于支承齿轮、带轮、凸轮以及连杆等传动件，以传递扭矩。按结构形式不同，轴可以分为阶梯轴、锥度心轴、光轴、空心轴、曲轴、凸轮轴、偏心轴、各种丝杠等其中阶梯传动轴应用较广，其加工工艺能较全面地反映轴类零件的加工规律和共性。 根据轴类零件的功用和工作条件，其技术要求主要在以下方面： ⑴尺寸精度轴类零件的主要表面常为两类：一类是与轴承的内圈配合的外圆轴颈，即支承轴颈，用于确定轴的位置并支承轴，尺寸精度要求较高，通常为IT 5~IT7；另一类为与各类传动件配合的轴颈，即配合轴颈，其精度稍低，常为IT6~IT9。 ⑵几何形状精度主要指轴颈表面、外圆锥面、锥孔等重要表面的圆度、圆柱度。其误差一般应限制在尺寸公差范围内，对于精密轴，需在零件图上另行规定其几何形状精度。 ⑶相互位置精度包括内、外表面、重要轴面的同轴度、圆的径向跳动、重要端面对轴心线的垂直度、端面间的平行度等。 ⑷表面粗糙度轴的加工表面都有粗糙度的要求，一般根据加工的可能性和经济性来确定。支承轴颈常为0.2~1.6μm，传动件配合轴颈为0.4~3.2μm。 ⑸其他热处理、倒角、倒棱及外观修饰等要求。 二、轴类零件的材料、毛坯及热处理 1．轴类零件的材料 ⑴轴类零件材料常用45钢，精度较高的轴可选用40Cr、轴承钢GCr15、弹簧钢65Mn，也可选用球墨铸铁；对高速、重载的轴，选用20CrMnTi、20Mn2B、20Cr等低碳合金钢或38CrMoAl氮化钢。 ⑵轴类毛坯常用圆棒料和锻件；大型轴或结构复杂的轴采用铸件。毛坯经过加热锻造后，可使金属内部纤维组织沿表面均匀分布，获得较高的抗拉、抗弯及抗扭强度。 2．轴类零件的热处理 锻造毛坯在加工前，均需安排正火或退火处理，使钢材内部晶粒细化，消除锻造应力，降低材料硬度，改善切削加工性能。 调质一般安排在粗车之后、半精车之前，以获得良好的物理力学性能。 表面淬火一般安排在精加工之前，这样可以纠正因淬火引起的局部变形。 精度要求高的轴，在局部淬火或粗磨之后，还需进行低温时效处理。 三、轴类零件的安装方式 轴类零件的安装方式主要有以下三种。 1．采用两中心孔定位装夹 一般以重要的外圆面作为粗基准定位，加工出中心孔，再以轴两端的中心孔为定位精基准；尽可能做到基准统一、基准重合、互为基准，并实现一次安装加工多个表面。中心孔是工件加工统一的定位基准和检验基准，它自身质量非常重要，其准备工作也相对复杂，常常以支
典型轴类零件数控加工工艺设计 姓名：邢荣腾 职业：数控车工 身份证号：3723717 鉴定等级：技师 单位：济南铁路高级技工学校 二〇一一年十二月
在机械制造工业中并不是所有的产品零件都具有很大的批量，单件与小批量生产的零件（批量在10～100件）约占机械加工总量的80%以上。尤其是在造船、航天、航空、机床、重型机械以及国防工业更是如此。 为了满足多品种，小批量的自动化生产，迫切需要一种灵活的，通用的，能够适用产品频繁变化的柔性自动化机床。数控机床就是在这样的背景下诞生与发展起来的。它为单件、小批量生产的精密复杂零件提供了自动化的加工手段。 根据国家标准ＧＢ／Ｔ８１２９－１９９７，对机床数字控制的定义：用数字控制的装置（简称数控装置），在运行过程中，不断地引入数字数据，从而对某一生产过程实现自动控制，叫数字控制，简称数控。用计算机控制加工功能，称计算机数控（computerized numerical ，缩写ＣＮＣ）。 数控机床即使采用了数控技术的机床，或者说装备了数控系统的机床。从应用来说，数控机床就是将加工过程所需的各种操作（如主轴变速、松加工件、进刀与退刀、开车与停车、选择刀具、供给切削液等）和步骤，以及刀具与工件之间的相对位移量都用数字化的代码来表示，通过控制介质将数字信息送入专用的或通用的计算机，计算机对输入的信息进行处理与运算，发出各种指令来控制机床的伺服系统或其他执行元件，是机床自动加工出所需要的零件。
一．前言 (2) 二．摘要 (4) 三．零件图工艺分析 (4) 四．数控加工工艺基本特点 (6) 五．设备选择 (6) 六．确定零件的定位基准和装夹方式 (7) 七．加工方法的选择和加工方案的确定 (9) 八．确定加工顺序及进给路线 (10) 九．刀具的选择 (10) 十．切削用量的选择 (11) 十一. 编程误差及其控制 (15) 十二．程序编制及模拟运行、零件加工、精度自检 (15) 结束语 (19)
套类零件加工工艺 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】
第三十一讲套类零件加工工艺 一、套筒类零件的结构特点及工艺分析 套筒类零件的加工工艺根据其功用、结构形状、材料和热处理以及尺寸大小的不同而异。就其结构形状来划分，大体可以分为短套 筒和长套筒两大类。它们在加工中，其装夹方法和加工方法都有很大的差别，以下分别予以介绍。 （一）轴承套加工工艺分析加工 如图31－1所示的轴承套，材料为ZQSn6-6-3，每批数量为200件。 1．轴承套的技术条件和工艺分析 该轴承套属于短套筒，材料为锡青图31－67轴承套简图铜。其主要技术要求为：Φ34js7外圆对Φ22H7孔的径向圆跳动公差为；左端面对Φ22H7孔轴线的垂直度公差为。轴承套外圆为IT7级精度，采用精车可以满足要求；内孔精度也为IT7级，采用铰孔可以满足要求。内孔的加工顺序为：钻孔－车孔－铰孔。 由于外圆对内孔的径向圆跳动要求在内，用软卡爪装夹无法保证。因此精车外圆时应以内孔为定位基准，使轴承套在小锥度心轴上定位，用两顶尖装夹。这样可使加工基准和测量基准一致，容易达到图纸要求。 车铰内孔时，应与端面在一次装夹中加工出，以保证端面与内孔轴线的垂直度在以内。 2．轴承套的加工工艺 表31－1为轴承套的加工工艺过程。粗车外圆时，可采取同时加工五件的方法来提高生产率。 表31－1轴承套加工工艺过程
1备料棒料，按5件合一加工下料 2钻中心孔 1.车端面，钻中心孔 2.调头车另一端面，钻中心 孔 三爪夹外圆 3粗车 车外圆Ф42长度为，车外圆Ф34Js7为Ф35mm，车 空刀槽2×，取总长，车分割槽Ф20×3mm，两端倒角 ×45°，5件同加工，尺寸均相同 中心孔 4钻钻孔Ф22H7至Ф22mm成单件软爪夹Ф42mm 外圆 5车、铰车端面，取总长40mm至尺寸 车内孔Ф22H7为Ф22mm 车内槽Ф24×16mm至尺寸 铰孔Ф22H7至尺寸 孔两端倒角 软爪夹Ф42mm 外圆 6精车车Ф34Js7(±mm至尺寸Ф22H7孔心轴 7钻钻径向油孔Ф4mmФ34mm外圆及 端面 8检查 （二）液压缸加工工艺分析 液压缸为典型的长套筒零件，与短套筒零件的加工方法和工件安装方式都有较大的差别。1．液压缸的技术条件和工艺分析
阶梯轴加工工艺过程分析 图6—34为减速箱传动轴工作图样。表6—13为该轴加工工艺过程。生产批量为小批生产。材料为45热轧圆钢。零件需调质。
（一）结构及技术条件分析 该轴为没有中心通孔的多阶梯轴。根据该零件工作图，其轴颈M、N，外圆
P,Q及轴肩G、H、I有较高的尺寸精度和形状位置精度，并有较小的表面粗糙度值，该轴有调质热处理要求。 （二）加工工艺过程分析 1．确定主要表面加工方法和加工方案。 传动轴大多是回转表面，主要是采用车削和外圆磨削。由于该轴主要表面M,N,P,Q的公差等级较高（IT6），表面粗糙度值较小（Ra0.8μm），最终加工应采用磨削。其加工方案可参考表3-14。 2．划分加工阶段 该轴加工划分为三个加工阶段，即粗车（粗车外圆、钻中心孔），半精车（半精车各处外圆、台肩和修研中心孔等），粗精磨各处外圆。各加工阶段大致以热处理为界。 3．选择定位基准 轴类零件的定位基面，最常用的是两中心孔。因为轴类零件各外圆表面、螺纹表面的同轴度及端面对轴线的垂直度是相互位置精度的主要项目，而这些表面的设计基准一般都是轴的中心线，采用两中心孔定位就能符合基准重合原则。而且由于多数工序都采用中心孔作为定位基面，能最大限度地加工出多个外圆和端面，这也符合基准统一原则。 但下列情况不能用两中心孔作为定位基面： （1）粗加工外圆时，为提高工件刚度，则采用轴外圆表面为定位基面，或以外圆和中心孔同作定位基面，即一夹一顶。 （2）当轴为通孔零件时，在加工过程中，作为定位基面的中心孔因钻出通
孔而消失。为了在通孔加工后还能用中心孔作为定位基面，工艺上常采用三种方法。 ①当中心通孔直径较小时，可直接在孔口倒出宽度不大于2mm的60o内锥面来代替中心孔； ②当轴有圆柱孔时，可采用图 6—35a所示的锥堵，取1∶500锥度； 当轴孔锥度较小时，取锥堵锥度与工件 两端定位孔锥度相同； ③当轴通孔的锥度较大时，可采 用带锥堵的心轴，简称锥堵心轴，如图 6—35b所示。 使用锥堵或锥堵心轴时应注意，一 般中途不得更换或拆卸，直到精加工完 各处加工面，不再使用中心孔时方能拆 卸。 4．热处理工序的安排 该轴需进行调质处理。它应放在粗 加工后，半精加工前进行。如采用锻件 毛坯，必须首先安排退火或正火处理。 该轴毛坯为热轧钢，可不必进行正火处 理。 5．加工顺序安排 除了应遵循加工顺序安排的一般原 则，如先粗后精、先主后次等，还应注
典型轴类零件加工工艺分 析 Revised final draft November 26, 2020
阶梯轴加工工艺过程分析 图6—34为减速箱传动轴工作图样。表6—13为该轴加工工艺过程。生产批量为小批生产。材料为45热轧圆钢。零件需调质。 （一）结构及技术条件分析该轴为没有中心通孔的多阶梯轴。根据该零件工作图，其轴颈M、N，外圆P,Q及轴肩G、H、I有较高的尺寸精度和形状位置精度，并有较小的表面粗糙度值，该轴有调质热处理要求。（二）加工工艺过程分析1．确定主要表面加工方法和加工方案。 传动轴大多是回转表面，主要是采用车削和外圆磨削。由于该轴主要表面M,N,P,Q的公差等级较高（IT6），表面粗糙度值较小（μm），最终加工应采用磨削。其加工方案可参考表3-14。 2．划分加工阶段 该轴加工划分为三个加工阶段，即粗车（粗车外圆、钻中心孔），半精车（半精车各处外圆、台肩和修研中心孔等），粗精磨各处外圆。各加工阶段大致以热处理为界。 3．选择定位基准 轴类零件的定位基面，最常用的是两中心孔。因为轴类零件各外圆表面、螺纹表面的同轴度及端面对轴线的垂直度是相互位置精度的主要项目，而这些表面的设计基准一般都是轴的中心线，采用两中心孔定位就能符合基准重合原则。而且由于多数工序都采用中心孔作为定位基面，能最大限度地加工出多个外圆和端面，这也符合基准统一原则。但下列情况不能用两中心孔作为定位基面：（1）粗加工外圆时，为提高工件刚度，则采用轴外圆表面为定位基面，或以外圆和中心孔同作定位基面，即一夹一顶。（2）当轴为通孔零件时，在加工过程中，作为定位基面的中心孔因钻出通孔而消失。为了在通孔加工后还能用中心孔作为定位基面，工艺上常采用三种方法。 ①当中心通孔直径较小时，可直接在孔口倒出宽度不大于2mm的60o内锥面来代替中心孔； ②当轴有圆柱孔时，可采用图6—35a所示的锥堵，取1∶500锥度；当轴孔锥度较小时，取锥堵锥度与工件两端定位孔锥度相同；
切削三要素：切削速度，进给量和背吃刀量。 切削速度：与车床主轴转速有关，切削速度=转速×д×工件待加工表面直径/1000。工件材质、工件尺寸、工件是否进行热处理、切削工件的车刀都与转速有关，还需掌握车床转速和中滑板的进给量的调整。 进给量：分为中滑板的进给量和大滑板的进给量。根据滑板的精度和刻度，要正确读数，如：假设大滑板的精度每格0.5mm，中滑板的精度每格0.02mm，如图所示，要将直径35mm、长度88mm的铁棒车成直径30mm、长度85mm 的铁棒，则对刀后大滑板水平进给3mm（大滑板转盘转3mm/0.5mm=6格），中滑板纵向进给（35-30）/2=2.5mm（中滑板转盘转2.5/0.02=12.5格）。 背吃刀量：车削时工件上待加工表面直与已加工表面间的垂直距离。 操作步骤如下： 1、毛坯：材质45# ，直径38mm的铁棒加工成如上图所示的多台阶轴。 2、装夹方法：采用两顶尖装夹保证其位置精度，粗车时采用三爪定心卡盘定位。 3、刀具和量具的选择：1）刀具：45°车刀、90°车刀、切断刀、A形ф4中心钻等。 2）量具：游标卡尺、25-50mm的外径千分尺等。 4、读图：分析采用什么工艺加工此零件，锥度如何计算，测量切断刀厚度。 5、车削顺序 ①用三爪定心卡盘夹持直径为38mm的坯料，用扳手夹紧坯料，夹紧后必须取下扳手，伸出长度不小于100mm，启动车床（事先调好转速和进给量），将手柄向上提，保证主轴正转，车削端面；若轴的径向跳动和轴向跳动度没有具体要求或跳动不大，则车端面后，不需钻中心孔；若跳动度有具体要求或跳动太大，车端面之后需要钻ф4中心孔（查表选用）；车外圆直径由ф38到ф35（作用是去除铁棒表面的锈蚀部分，保证铁棒见光），车削至卡盘处，再车削ф25×10的工艺台阶。 ②调头找正夹牢（扳手操作如上），启动车床将大划板划到工件端面附近，保证大划板整数刻度（如50mm）与刻线对齐，同时保证工件长度不小于85mm，然后向上提手柄，车削端面，截总成至尺寸85mm处，用车刀刻一条线，钻ф4中心孔。 ③一端夹持工艺台阶，一端顶住工件，车削以下尺寸： 大划板（纵向进给）逆时针转动向左，顺时针转动向右， 中划板（横向进给）逆时针转动退刀，顺时针转动进刀， 下滑板 A. 车削外圆直径至ф30mm，车削长度85mm：重新外圆对刀，试车ф33×5的工艺台阶（注意，尽量使工艺台阶车削后，中划板的整数刻度与刻线对齐。如若将ф35车至
第二节 盘、套类零件工艺设计 一、盘、套类零件特点 （一）盘类零件 1、功用 盘类零件在机器中主要起支承、连接作用。 2、结构特点 盘类零件主要由端面、外圆、内孔等组成，一般零件直径大于零件的轴向尺寸。 3、技术要求 盘类零件往往对支承用端面有较高平面度及轴向尺寸精度及两端面平行度要求；对转接作用中的内孔等有与平面的垂直度要求，外圆、内孔间的同轴度要求等。 （二）套类零件 1、功用 套类零件在机器中主要起支承和导向作用。 2、结构特点 零件主要由有较高同轴要求的内外圆表面组成，零件的壁厚较小，易产生变形，轴向尺寸一般大于外圆直径。 3、主要技术要求 孔与外圆一般具有较高的同轴度要求；端面与孔轴线（亦有外圆的情况）的垂直度要求；内孔表面本身的尺寸精度、形状精度及表面粗糙度要求；外圆表面本身的尺寸、形状精度及表面粗糙度要求等。 二、盘、套类零件制造工艺（教学）案例 案例3：支承块加工。 零件图
三维图 1、零件工艺性分析 （1）零件材料：45钢。切削加工性良好。刀具材料及几何参数选择同案例1。 （2）零件组成表面：两端面，外圆面，中间孔及沉孔，安装孔，侧面，十字槽，倒角等。 （3）零件结构分析：两端面起支承作用，光度要求高，轴向尺寸在安装后通过配磨保证两件等高。轴向尺寸小，为典型的盘类零件。 （4）主要技术条件：端面粗糙度要求Ra0.4μm两端面保证平行。 2、零件工艺设计 （1）毛坯选择按零件形状及要求，可选棒料。 （2）基准及安装方案分析该零件的主要基准无疑为两端面，安装孔及十字槽等表面加工均为端面作定位基准，侧表面位置，孔的中心考虑精度要求不高，且该零件为单件生产，采用划线确定；两平面的平行度则采用互为基准的方法保证。 （3）零件表面加工方法按端面Ra0.4μm的要求，其终加工方法选择精磨。为确保零件安装平整，安装孔应与端面垂直，在加工安装孔，铣十字槽前先粗磨好平面，孔及槽等表面加工后再精磨平面。侧面采用铣削，安装孔采用钻削，中间孔及沉孔可采用车削。 （4）零件机加工艺路线 下料—车—车—平磨—划线—钻—铣侧面—铣槽—去毛刺—平磨 3、设备、工装选择 该零件加工所选设备有卧式车床、铣床、立式铣床、钻床、平磨等。零件安装用夹具选择主要有三爪卡盘、虎钳、磁力吸盘等。刀具选择时注意定尺寸刀具的尺寸对应，不通孔加工应用盲孔车刀。量具选用游标卡尺。 4、填写工艺文件
典型轴类零件加工工艺 分析 集团标准化小组：[VVOPPT-JOPP28-JPPTL98-LOPPNN]
阶梯轴加工工艺过程分析 图6—34为减速箱传动轴工作图样。表6—13为该轴加工工艺过程。生产批量为小批生产。材料为45热轧圆钢。零件需调质。 （一）结构及技术条件分析该轴为没有中心通孔的多阶梯轴。根据该零件工作图，其轴颈M、N，外圆P,Q及轴肩G、H、I有较高的尺寸精度和形状位置精度，并有较小的表面粗糙度值，该轴有调质热处理要求。（二）加工工艺过程分析1．确定主要表面加工方法和加工方案。 传动轴大多是回转表面，主要是采用车削和外圆磨削。由于该轴主要表面M,N,P,Q的公差等级较高（IT6），表面粗糙度值较小（Ra0.8μm），最终加工应采用磨削。其加工方案可参考表 3-14。 2．划分加工阶段 该轴加工划分为三个加工阶段，即粗车（粗车外圆、钻中心孔），半精车（半精车各处外圆、台肩和修研中心孔等），粗精磨各处外圆。各加工阶段大致以热处理为界。 3．选择定位基准 轴类零件的定位基面，最常用的是两中心孔。因为轴类零件各外圆表面、螺纹表面的同轴度及端面对轴线的垂直度是相互位置精度的主要项目，而这些表面的设计基准一般都是轴的中心线，采用两中心孔定位就能符合基准重合原则。而且由于多数工序都采用中心孔作为定位基面，能最大限度地加工出多个外圆和端面，这也符合基准统一原则。但下列情况不能用两中心孔作为定位基面：（1）粗加工外圆时，为提高工件刚度，则采用轴外圆表面为定位基面，或以外圆和中心孔同作定位基面，即一夹一顶。（2）当轴为通孔零件时，在加工过程中，作为定位基面的中心孔因钻出通孔而消失。为了在通孔加工后还能用中心孔作为定位基面，工艺上常采用三种方法。 ①当中心通孔直径较小时，可直接在孔口倒出宽度不大于2mm的60o内锥面来代替中心孔；
目录 1概述...................................................................................................................... - 1 - 1.1国内外数控发展概况 ........................................................................................... - 1 - 1.1.1数控机床的产生 ........................................................................................ - 1 - 1.1.2数控机床的发展趋势.................................................................................. - 2 - 2工艺方案分析 ......................................................................................................... - 3 - 2.1零件图.............................................................................................................. - 3 - 2.2零件图分析........................................................................................................ - 4 - 2.3加工方案........................................................................................................... - 5 - 2.4确定加工工艺路线 .............................................................................................. - 5 - 2.5制定加工工艺卡片 .............................................................................................. - 6 - 2.6数值处理........................................................................................................... - 6 - 3工件的装夹............................................................................................................. - 6 - 3.1定位基准的选择 ................................................................................................. - 6 - 3.2定位基准选择的原则 ........................................................................................... - 7 - 3.3确定零件的定位基准 ........................................................................................... - 7 - 3.4装夹方式的选择 ................................................................................................. - 7 - 3.5数控车床常用装夹方式........................................................................................ - 7 - 3.6确定合理的装夹方式 ........................................................................................... - 7 - 4刀具和切削用量的选择............................................................................................. - 8 - 4.1数控机床对刀具的要求........................................................................................ - 8 - 4.2 数控刀具材料的选择........................................................................................... - 8 - 4.3切削用量的选择 ................................................................................................. - 8 - 4．3．1主轴转速的确定.................................................................................... - 9 - 4．3．2进给速度的确定.................................................................................... - 9 - 4．3．3背吃刀量确定....................................................................................... - 9 - 5零件的程序........................................................................................................... - 10 - 【参考文献】.......................................................................................................... - 10 - 致谢....................................................................................................................... - 21 -