轴类零件机械加工工艺规程制定

轴类零件机械加工工艺规程及其设计轴类零件是机械制造中广泛应用的零部件之一，其机械加工工艺规程的设计对于产品的质量和生产效率具有重要的意义。

本文将从轴类零件的加工工艺特点、机械加工工艺规程的设计方法、常见加工工艺及其应用、及加工工艺中的注意事项等方面对轴类零件机械加工工艺规程及其设计进行详细介绍。

一、轴类零件的加工工艺特点轴类零件在机械加工中属于细长杆状物的一类，其加工过程中需要考虑材料的变形、热影响、残余应力等问题，同时也需要考虑其使用过程中所承受的载荷作用，因此对于轴类零件的制造要求十分严格。

其加工工艺特点主要包括以下几点：1.加工工艺要求高精度：轴类零件的尺寸精度要求高，常见的加工公差在0.01mm以下，加工过程中需要采用高精度的机床和刀具、合理的加工参数，严格控制加工误差。

2.加工难度大：由于轴类零件的材料变形大、容易产生撞刀和毛刺，因此在加工过程中需要采用特殊的切削方法和切削工艺，如采用高速切削、切削流线型、刀具较小的切槽等。

3.轴向精度要求高：轴类零件是与轴心对称的，在加工过程中需要控制好轴向误差，以保证其在使用时能够平稳转动。

二、机械加工工艺规程的设计方法机械加工工艺规程的设计是制定出一套完整的工艺措施，通过对产品加工过程中各种工艺因素的控制，实现产品尺寸、结构、性能等方面的要求。

机械加工工艺规程的设计方法主要包括以下几点：1.确定加工工艺目标：在制定工艺规程前，需要明确产品的要求，包括加工精度、表面光洁度、机械性能等方面。

2.制定加工工艺流程：制定加工工艺流程是整个工艺规程中最为关键的一步，需要根据产品的结构和要求，确定各个加工步骤的顺序和方法。

3.确定加工参数：加工参数是指加工过程中需要调整的各种参数，包括切削速度、切削深度、切削力等，这些参数的调整需要根据实际情况进行。

4.选择合适的加工设备和刀具：不同的加工设备和刀具适用于不同的加工需求，因此在制定工艺规程时需要根据产品要求选择合适的加工设备和刀具。

论轴类零件机械加工工艺规程作者：张曙光来源：《山东工业技术》2014年第14期摘要：轴类零件是机械装置里不可缺少的重要部件之一，广泛应用于机械运动装置的传递运动形式中。

轴类零件不仅可以承载负荷，还能做为传动件的连接体传递扭矩带动机械运转。

轴类零件的机械加工工艺是决定零件质量的关键因素，我们对轴类进行加工工艺的阐述，以期在今后的轴类零件的加工作业中获得质量优质的产品，使得机械提高利用效率，并能延长使用寿命。

关键词：轴类零件；加工工艺；规程轴类零件作为机械装置的重要零件，其具有极其重要的作用。

轴类零件不仅是传动零件的载荷承担者，同时作为传动扭矩的媒介，通过运动实现机械装置的连续运动。

其可以分为直轴、曲轴和软轴三种类型，这种分类是基于其外形不同的分法。

我们主要针对其中一种主要的直轴进行分析，直轴又有光轴和阶梯轴两种类型。

轴类零件在机械运动中的作用是非常关键的，如果其精度达不到标准，很可能就会出现损坏及机械运动的障碍。

因此，我们在进行轴类零件的加工时必须将其精度、表面粗糙度等严格按照使用标准加工。

1 轴类零件毛坯材料的选择进行轴类零件加工前应先选择合适的毛坯材料。

即加工轴类零件，必须先知道使用哪种材料更合适。

毛坯选择的合理与否，直接关系到下一阶段加工的工作量和难易度。

通常按加工环境、加工制造类型、加工成本预算、现有工艺技术指标限制等因素来选择合适的轴类零件我们大多选择棒料进行加工，与此相反，我们通常选择锻件毛坯加工外圆间变化较大的阶梯轴或是起关键作用的轴类。

在选择毛坯材料时，还要根据零件的大小形状来选择与之类似的毛坯材料，这样既可以降低生产成本，也可以进一步提高工作效率，同时减少零件加工的工作量。

轴类零件的使用工作是选择加工毛坯材料的重要依据之一，假如轴类零件的支撑符合和传递的扭矩较大，首先应考虑其耐磨性、抗弯曲性能以及抗变形性能及等重要参数是否可以满足轴类零件的需要，这些参数的数据对于材料的选择非常关键，如果不能满足需要，我们就要采取措施或更换更加合适的毛坯材料来满足实际需要[1]。

1.齿轮轴零件的机械制造工艺规程1.1 零件工艺分析和确定生产类型1.1.1拟定工艺路线由给定的零件图可以看出，该零件图的是齿轮轴类零件，部分加工表面的精度等级达到5级，粗糙度达到0.4μm，因此先大致拟定如下工艺路线：①锻造毛坯，正火②对整个毛坯件进行粗车③对整个毛坯件进行半精车④热处理⑤精车⑥滚齿⑦钻孔，攻丝⑧调质处理⑨对50mm处进行磨削1.1.2确定零件的生产类型根据下式计算--------（1-1） 式中N----零件的生产纲领Q----产品的年产量m----每台（辆）产品中该零件的数量a%----备品率，一般取2%-4%b%----废品率，一般取0.3%-0.7%根据上式就可以计算求得该零件的年生产纲领，在通过查表，就能确定该零件的生产类型。

本设计中，Q=5000，m=1件/台，备品率和废品率为3%和0.5%，将数据代入上式得N=5176件/年，查表可知该零件为轻型零件，本设计中齿轮轴零件的生产类型为大批量生产。

1.2毛坯的选择，绘制毛坯图1.2.1选用锻件为毛坯，采用模锻成型的方法制造毛坯。

1.2.2确定毛坯尺寸及机械加工余量本锻件采用普通级，根据零件图的基本尺寸查表可初步得粗车，半精车，粗磨和精磨外圆的单边加工余量分别为6mm，1.1mm，0.4mm 和0.1mm。

又粗精加工分开时，对于粗车外圆的余量允许小于原表中余量的70%，故可取粗车余量为4.8mm，总的的余量为6.4mm。

再根据手册即可得锻件机械加工余量和公差为：单边加工余量半径a=6r=5±2。

于是，可初步得锻件图的尺寸，如图1-1所±2,长度方向aL示（图中粗实线表示锻件的外形，双点划线表示零件轮廓）。

1.3毛坯图的确定1.3.1计算毛坯加工余量和尺寸公差⑴根据图1-1和计算式---------------（1-2）设锻件最大直径为100mm，长为230mm，则图1-1 齿轮轴零件的锻件图根据上述计算数据，查表可确定零件的形状复杂系数为s，属于简单级别。

合理地选择定位基准，对于保证零件的尺寸和位
证孔与平面之间的位置精度， 这样定位比较稳定， 装夹 也比较方便。同时， 若在毛坯表面上钻孔， 钻头容易引 偏， 所以从保证孔的加工精度出发， 也应当先加工平面 再加工该平面上的孔。
④先粗后精： 要先安排粗加工工序再安排精加工工
置精度有决定性的作用。一般不能用毛坯外圆装夹两 次来钻两端中心孔， 而应该以毛坯外圆作粗基准， 先加 工一个端面， 钻中心孔， 车削出一端外圆； 然后用已车 削过的外圆作基准， 用三爪自定心卡盘装夹 （有时在上 工步已车削外圆处搭中心架） ， 车削另一端面及钻中心 孔。精加工时应选择两端中心孔为基准， 采用双顶尖装 夹方法，以保证该输出轴的主要配合表面对基准轴线 A-B 的径向圆跳动要求。
①粗加工阶段： 切除毛坯上大部分余量， 使毛坯在
的工序中进行， 每道工序的内容很少。工序分散可使每 道工序使用的设备、 刀具等比较简单， 机床调整工作简 化， 对操作工人的技术水平要求也较低。
③辅助工序： 辅助工序一般包括去毛刺、 倒棱角、 清
洗、 除锈、 退磁、 检验等。 因该轴刚度中等， 易变形， 故工序不宜过于集中， 又因是中批量生产， 为保证位置精度工序不能太分散， 所以应综合考虑工序安排。 4.2 热处理工序安排 热处理的目的是提高材料力学性能，消除其残余 应力和改善金属的加工性能。
和 准30.5
-0.025 -0.064
两段外圆表面用于支
收稿日期： 2009－08－05
2
毛坯确定
第9期
赵菲菲， 等： 轴类零件机械加工工艺规程的制定
49
毛坯的选择是制定工艺规程最初阶段的工作之 一， 也是一项比较重要的工作， 毛坯的形状和特征 （硬 度、 精度、 金相组织等） 对机械加工的难易 、 工序数量的 多少有直接影响。毛坯的形状和尺寸越接近成品零件， 即毛坯精度越高， 则零件的机械加工量就越少， 材料消 耗也越少， 可以充分提高劳动生产率， 降低成本， 但毛 坯制造费用会提高。在确定毛坯时， 应从机械加工和毛 坯制造两方面考虑。 毛坯的制造主要有锻造、 铸造、 焊接及冷冲等方法， 或者直接选用型材。输出轴为传动零件， 要求有一定的 强度， 该零件轮廓尺寸不大， 为中、 小轴， 形状不复杂， 属 于批量生产，且各外圆直径尺寸相差不大，故选择 准38mm×240mm 的热轧圆钢作毛坯。

机械加工工艺规程的制订1．工艺规程的作用①工艺规程是指导生产的主要技术条件；②工艺规程是生产组织和生产管理工作的依据；③工艺规程是新建或扩建工厂及车间的基本资料。

2.工艺规程的设计原则①技术上的先进性②经济上的合理性③良好的劳动条件3.制订工艺规程所需的原始资料①产品的全套装配图和零件工作图②产品验收的质量标准③产品的生产纲领④毛坯资料⑤现场生产条件⑥工艺规程设计时应尽可能多了解新工艺、新方法4.工艺规程的制订步骤4.1零件的工艺分析1）零件技术要求分析①加工表面的尺寸精度②主要加工表面的形状精度③主要表面之间的相互位置精度④各加工表面粗糙度以及表面质量方面的其它要求⑤热处理及其它技术要求2）对零件图具体技术分析：①零件的视图、尺寸、公差和技术要求是否齐全②零件图所规定加工要求是否合理③零件的选材是否恰当3）零件结构工艺性分析①机械零件的结构，由于使用要求不同而具有各种形状②在分析零件的结构时，不仅要注意各物体表面本身特征，而且要注意这些表面的不同组合③在研究零件结构时，要注意审查零件的结构工艺性4.2选择毛坯类型1）毛坯种类的选择：由材料的力学性能要求，零件结构形状的尺寸大小，零件的生产纲领以及利用新技术，新工艺的可能性决定。

2）确定毛坯的形状和尺寸，确定毛坯形状和尺寸时应注意以下几个问题：①为使加工时工件安装稳定，有些铸件毛坯，需要铸出工艺凸台②为了保证零件加工质量和加工方便，常将一些零件作成一个整体毛坯，加工到一定形状后再切割分离。

4.3选择定位基准按照基准的选择原则，必须选择好各道工序的定位基准。

4.4工艺路线的拟定要解决的主要问题：零件各表面的加工方法和方案的选择，加工阶段的划分，确定工序的分散与集中，加工顺序安排和热处理安排等。

1）加工方法和加工方案的选择选择表面加工方案时，应注意以下几个问题①根据加工表面的技术要求，尽可能采用经济加工精度方案经济加工精度：是指在正常的加工条件下，（包括完好的机床设备、必要的工艺装备、标准的工人技术等级、标准的耗用时间和生产费用）所能达到的加工精度。

轴零件的机械加工工艺规程及夹具设计一、轴零件的机械加工工艺规程1.材料准备：轴零件的材料通常选择优质的钢材或铸铁材料，需要根据轴零件的使用要求和工艺特点来选择合适的材料。

2.工艺路线确定：根据轴零件的形状、结构和加工要求，确定合适的工艺路线，包括车削、铣削、钻孔等加工工序的顺序和方法。

3.加工设备选择：根据轴零件的尺寸、形状和工艺要求，选择合适的加工设备，包括车床、铣床、钻床等。

4.工艺参数确定：根据轴零件的材料和加工要求，确定合适的切削速度、进给量和切削深度等工艺参数。

5.工艺操作规范：对于每个加工工序，制定相应的工艺操作规范，包括操作顺序、刀具安装、夹具装夹和加工顺序等。

6.质量检验要求：确定轴零件的质量检验要求和方法，包括尺寸偏差、表面粗糙度、硬度等指标的检验。

7.工艺文件编制：将以上所有内容整理成工艺文件，包括工艺路线图、刀具配套表、工艺操作规程和质量检验记录表等。

二、夹具设计夹具是机械加工中用来固定工件、定位和保持工件位置的装置。

在轴零件的机械加工中，夹具设计是非常重要的一环。

夹具的设计应满足以下几个要求：1.夹紧可靠：夹具的设计应保证对轴零件进行可靠的夹紧，以防止在加工过程中因工件松动而引起的加工误差。

2.定位准确：夹具的设计应能够确保轴零件在加工过程中的准确定位，以保证加工精度。

3.易于安装和调整：夹具应设计成易于安装和调整的形式，以方便操作人员进行装夹和调整。

4.加工装卸方便：夹具的设计应便于轴零件的装卸，以提高生产效率。

5.避免干涉：夹具的设计应避免与加工刀具和加工设备的干涉，以保证加工进程的顺利进行。

在夹具设计过程中，需要根据轴零件的形状、尺寸和加工要求，选择合适的夹具类型，包括平面夹具、分度夹具、对心夹具等，并进行夹具的结构设计和强度计算。

总结起来，轴零件的机械加工工艺规程及夹具设计是确保轴零件加工质量和工艺正确性的重要环节，对于提高加工效率和保证加工精度具有重要意义。

(二)加工阶段划分的意义
(1)保证加工质量 工件粗加工时，由于加工余量大，因此加工时背吃刀量 和进给量都大，产生的切削力及切削热也大，从而引起工艺系统受力变形、 热变形也大，所以从加工的方式可以看出，粗加工不可能得到高的精度和 小的表面粗糙度值，必须要有后续的、更高级的加工手段，逐步改变切削 用量，减少加工误差，最终满足零件的设计要求。 (2)合理使用机床设备 加工过程按阶段划分后，可合理使用设备，充分发 挥粗、精加工设备的各自特点，使设备得到合理的使用。 (3)方便安排热处理工序和及时发现毛坯缺陷 在加工过程中，如果零件需 要热处理，则加工过程至少需要划分为两个阶段。
四、加工顺序的安排
(一)机械加工工序的安排
1)为了为后续的工序提供合适的定位基准，往往在加工过程的开始，首先加 工出精基准。 2)首先安排加工表面的粗加工，然后安排半精加工，最后安排精加工、光整 加工。 3)根据零件功能和技术要求，一般将零件加工表面区分为主要表面和次要表 面，以主要表面的加工顺序安排为重点，将次要表面加工穿插于主要表面的 加工工序中间，这样有主有次、相得益彰。 4)先面后孔。 5)对于单件、小批量生产的零件，当工厂(车间)的设备按机床功能归类布置时， 为了避免零件的往返搬运费时、碰伤、碰坏的可能，应考虑加工工序集中安 排。
二、表面加工方法的选择 1.外圆表面的加工
1)粗车。 2)粗车→半精车。 3)粗车→半精车→粗磨。 4)粗车→半精车→粗磨→精磨。 5)粗车→半精车→粗磨→精磨→研磨或其他超精加工。 6)粗车→半精车→精车。 7)粗车→半精车→精车→金刚车(细车)。
图5-7 外圆表面加工流程框图
2.孔的加工
图5-8 孔加工流程框图
2.工序过程卡片 为每个工序所编制的卡片称为工序卡片。在每张工序

课题编制轴类零件机械加工H艺规程(四)课时2课时(90min)教学目标知识技能目标：(1)了解轴类零件的工艺及工作实践中常见问题的分析方法(2)能够编制一般轴类零件的机械加工工艺规程素质目标：(1)养成认真负责、求真务实、刻苦钻研的工作作风(2)践行服务集体、顾全大局的团队精神教学重睢点教学重点：轴类零件的工艺及工作实践中常见问题的分析方法教学难点：编制一般轴类零件的机械加工工艺规程教学方法情景模拟法、i并授法、问答法、讨论法教学用具电脑、投影仪、多媒体课件、教材教学过程主要教学内容及步骤课前任努【教师】布置课前任务，和学生负责人取得联系，提醒同学通过APP或其他学习软件，收集轴类零件工艺的相关资料，并进行了解【学生】提前上网观看相关资料，熟悉教材考勤【教师】使用APP进行签到【学生】按照老师要求签到问题导入【教师】提出问题轴类零件的生产需要用到哪些工艺？如何编制一般轴类零件的机械加工工艺规程？【学生】聆听、思考、讨论、回答传授新知【教师】通过大家的发言，引入新的知识点，讲解轴类零件的工艺分析，以及工作实践中常见问题的分析方法等知识六、轴类零件的工艺分析【教师】通过多媒体展示“传动轴”图片，并讲解传动轴的加工方法传动轴的材料为45钢，小批生产，淬火硬度为40~45HRCβ该传动轴的工艺分析如下。

(1)传动轴为小批生产，材料为45钢，形状简单，精度要求中等，各段轴颈直径尺寸相差较大，因此选用锻件毛坯。

(2)传动轴加工可划分为粗加工、半精加工和精加工三个阶段.粗加工时，以外圆为定位基准；半精加工时，以外圆和中心孔为定位基准(即一夹一顶)；精加工时，以两中心孔为定位基准(即两顶尖)。

（3）由于传动轴采用的是锻件毛坯，因此加工前应安排退火热处理，以消除毛坯的内应力和改善材料的切削性能。

传动轴最终热处理是淬火后高温回火，该工序应放在半精加工之后，粗磨、精磨之前进行，即在车螺纹和铳键槽之后进行。

为了保证磨削的加工精度，在淬火及高温回火热处理之后，应安排修研中心孔工序。

河南科技大学教案首页课程名称机械制造基础任课教师邓效忠第五章机械加工工艺规程的制定计划学时14教学的目的和要求：要求学生掌握定位基准和表面加工方法的选择原则，能够拟定工艺路线，会运用工艺尺寸链确定工序尺寸及其公差，使学生具有编制中等复杂零件加工工艺规程的能力。

重点：工件定位基准的选择；工序顺序的确定；工艺尺寸链及其应用。

难点：工艺尺寸链及其应用。

思考题：1．什么叫基准?基准分哪儿种?2．精、粗定位基准的选择原则各有哪些?如何分析这些原则之间出现的矛盾?3．零件表面加工方法的选择原则是什么？4．制定机械加工工艺规程时，为什么要划分加工阶段？5．切削加工顺序安排的原则是什么？6．什么叫工序集中？什么叫工序分散？各用于什么场合？7．什么叫工序余量？影响工序余量的因素是什么？8．什么叫尺寸链？它具有哪些特征？9．什么叫工艺规程？它有什么作用？10．如何确定尺寸链中的增环、减环和封闭环？第5章机械加工工艺规程设计5.1 概述一、机械加工工艺规程及其作用将产品或零部件的制造工艺过程的所有内容用图、表、文字的形式规定下来的工艺文件汇编称为工艺规程。

二、工艺规程设计所需的原始资料⑴零件图和产品整套装配图；⑵产品的生产纲领和生产类型；⑶产品的质量验收标准；⑷毛坯情况；⑸本厂的生产条件和技术水平；⑹国内外生产技术发展情况。

三、工艺规程设计的步骤⑴零件的工艺性分析。

⑵确定毛坯。

⑶拟定工艺路线，选择定位基准。

⑷确定各工序的设备和工装。

⑸确定主要工序的生产技术要求和质量验收标准。

⑹确定各工序的余量，计算工序尺寸和公差。

⑺确定各工序的切削用量。

⑻确定工时定额。

⑼填写工艺卡。

5.2 机械加工工艺规程设计一、零件的结构工艺性分析结构工艺性是指产品的结构是否满足优质、高产、低成本制造的一种性质。

零件结构工艺性举见教材表5-4。

二、确定毛坯三、定位基准的选择粗基准是指未经机械加工的定位基准，而精基准则是经过机械加工的定位基准。

1．粗基准的选择原则粗基准选择的主要目的是：保证非加工面与加工面的位置关系；保证各加工表面余量的合理分配。

3
1.零件图的分析
设计说明书
由零件图可知，该零件属于轴类回转体零件，零件表面有圆弧，切槽，倒角，简 单螺纹，锥体，锥孔部分，是一个结构复杂的细长轴零件，零件的主体尺寸长度为 145mm，最大位置直径为Φ53mm，最右端有一段长 22mm 公称直径为Φ33mm 的普通 螺纹，并有 2×45º倒角，但零件中没有退刀槽，这就给零件的加工增加了一定的难度， 再是一段由直径为Φ35mm 和Φ44mm 之间连接的半径为 R24mm 的圆弧，要计算出交 点尺寸才可以编程，左端的孔加工也有一定的难度，最小直径部分要计算出尺寸，加 工时要保证孔的锥度和表面粗糙度，中间要有大量的计算。给整个设计带来了一定的 挑战。
因： VC=∏dn/1000
F= f×n
故主轴转速：n=（1000×110）/（3.14×60）=584r/min
进给速度：F= f×n=0.3×584=175 mm/min
考虑到刀具强度、机床刚度等实际情况，选择 n=600r/min F=200 mm/min
ap=3mm； （2）精车外圆时，选取 VC=130m/min ap=0.2mm f=0.1mm.
选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸和形状相适应。根据零件 的分析所选择的刀具有：主偏角分别为 75º、30º的外圆车刀，宽度为 3.5mm 的切槽刀， 刀片材料为标准的 60º螺纹车刀。标准直径为Φ24 的麻花钻，内圆车刀。刀片材料为 YT15 或 YT30。 2.4 机床的选用
根据现有数控机床和零件的加工工艺可选用。华中数控系统（HNC-21），机床型 号为华中世纪星 21TCK1640 数控车床，功率：4KW，可选用的加工的工件毛坯为Φ60 ×150,高速档为：250～2500r/min,低速档为：75～790r/min。机床精度为 0.001,机床 辅住夹具有顶尖、尾座。

教学目的：应初步理解和掌握零件机械加工工艺规程制订的原 则、步骤和方法，通过后续章节内容的学习，具备编制中等复 杂零件机械加工工艺规程的基本能力。
第一节 基础知识及术语
一、生产过程和工艺过程 生产过程 在机械产品制造中，将 原材料(或半成品)转变为成 品的全过程。
第一节 基础知识及术语
工艺过程 在生产过程中，毛坯的制造、零件的机械加工与热处理、 产品的装配等工作将直接改变生产对象的采用形状、尺寸、 相对位置和性质等，使其成为成品和半成品的过程。 主要内容 毛坯和零件成形——铸造、锻压、冲压、 毛坯和零件成形——铸造、锻压、冲压、焊接 、压制、烧结、 压制、烧结、 注塑、 注塑、压塑 … 机械加工——切削、磨削、 机械加工——切削、磨削、特种加工 材料改性与处理——热处理、电镀、转化膜、涂装、 材料改性与处理——热处理、电镀、转化膜、涂装、热喷涂 … 机械装配——把零件按一定的关系和要求连接在一起， 机械装配——把零件按一定的关系和要求连接在一起，组合成 部件和整台机械产品， 包括零件的固定、 连接、 调整、 平衡、 部件和整台机械产品 ，包括零件的固定、 连接、 调整、 平衡 、 检 验和试验等工作
第一节 基础知识及术语
获得尺寸精度的方法 试切法 试切—测量—调整—再试切，反复进行直到被加工 尺寸(工序尺寸)达到要求精度为止的加工方法。 调整法 在机床上先调整好刀具和工件在工序尺寸方向上的 相对位置，并在一批工件的加工过程中保持这个位置不变，以 保证工件工序尺寸精度的方法。 定尺寸刀具法 用刀具的相对尺寸来保证工件被加工部位工 序尺寸的方法。 主动测量法 在加工过程中，利用自动测量装置边加工边测 量加工尺寸，并将测量结果与要保证的工序尺寸比较后，或使 机床继续工作，或使机床停止工作的方法。 自动控制法 在加工过程中，利用测量装置或数控装置等自 动控制加工过程的加工方法。

毕业设计任务书机电工程系数控技术与应用专业数控班学生一、毕业设计题目轴的机械加工工艺规程设计二、已知生产纲领该产品年产量400件备品率5%废品率2%三、设计内容和要求1.零件图一张2.机械加工工艺规程一份3.设计说明书一份4.加工成品零件一件5.各工序数控加工程序一份序言毕业设计是培养我们实际工作能力的最后一个实践性学习环节,它不但是对我们四年大学学习中所学知识的一次综合性复习与考查,同时也是为以后从事的专业技术工作做准备.通过这次综合技能训练,不但培养了我们综合运用所学知识分分析和解决本专业一般技术问题的能力,而且也进一步巩固扩大和深化了我们所学的基本理论,基本知识和基本操作技能,同时也培养了我们树立正确的设计思想和生产观念,经济观念,全局观念,养成了理论联系实际和严谨的工作作风,培养我们掌握设计的一般程序规程和方法.独立正确的使用技术文献资料和正确的表达自己设计思想的能力以及编写说明书的能力.我积极参加毕业设计,在设计过程中,老师和辅导老师对我给予耐心的指导和帮助,我积极查阅相关资料,到现场调查,对轴这个零件进行了认真的分析和研究,绘制设计图纸,编写工艺规程,编写说明书,正确使用技术资料,标准手册等工具书,在毕业设计过程中,虽然本人在指导老师的帮助下,对所设计的零件有初步的实习调研,但本人缺少实际工作经验,对遇到一些设计中的问题却能及时受到指导老师的优良工作作风的影响,既培养了我严肃,认真,一丝不苟和实事求是的工作作风,也培养了我独立思考和独立工作并勇于创新的能力.一个多月的毕业设计过程中,辅导老师石老师始终认真耐心的指导我毕业设计,并为我提供各种相关性资料,为我的设计奠定的坚实的基础,为我设计能顺利的完成提供了方便的条件,在毕业设计过程中,我体会到了作为设计工作者的乐趣,也认识到学海无涯的深刻含义,同时也为我以后走向工作岗位,好好工作打下了坚实的基础.通过老师的帮助,我具有了一定的制定工艺规程的能力,能综合运用数控编程加工零件,熟练掌握一般零件的数控编程方法,各种数控机床的操作.在此,对给予我大力支持和热情帮助的老师和辅助老师表示衷心的感谢,由于水平有限,因此,文中错误,不妥之处在所难免,恳请各位领导及各位老师批评指正.目录第一章零件的工艺分析 (4)一零件结构的工艺性 (4)二零件的技术要求 (4)三材料 (4)第二章零件工艺规程 (5)一生产类型 (5)二工艺规程设计 (5)三定位基准的选择 (6)四工艺路线的拟定 (7)第三章加工余量的确定 (10)第四章机床夹具刀具的选择 (11)一机床的选择 (11)二夹具的选择 (12)三量具的选择 (12)四刀具的选择 (12)第五章切削用量及工时定额 (12)第六章数控加工特点程序编制 (15)一数控加工特点 (16)二数控程序编制 (16)三数控编程的种类 (16)四手工编程编制方法 (17)五数控加工程序 (17)结束语 (30)参考文献 (31)第一章零件的工艺分析一、零件结构的工艺性零件结构工艺性是指所设计的零件在能满足使用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.具有良好结构工艺性的零件,能在满足使用要求的前提下,较经济地、高效地、合格地被加工出来.零件的制造一般要经过毛坏产生,切削加工,热处理,装配等阶段.进行零件结构设计时,应尽量使其在各个生产阶段具有良好的结构工艺性.零件结构工艺性的分析,可从零件尺寸和公差的标注,零件的组成要素和零件的整体结构等三方面来分析.因此,本零件的结构特点为:从零件图上可以看出,本零件属于轴类零件,从零件的整体结构上看,该零件的总长为110mm,左端是带有深3mm的花槽,且最大尺寸为Φ24mm的对称图形,右端面为类似于阶梯孔的内孔,其中有半径为R25mm的圆弧,与Φ34mm内孔相切,外圆有半径为R25mm的圆弧,与Φ48外圆相切,1个宽5mm 的凸台,一个宽为4mm深40-0.1的槽,靠右端面有M48×1.5-7H的螺纹,此件的主要表面为Ф48-0.03-0.06Ф34+0.02,其表面粗糙度为1.6,其余部分为3.2.二、零件的技术要求:零件的技术要求包括尺寸精度,形状精度,位置精度,表面精糙度及其它要求.如零件的设计所示,从零件图上可以看出,几个主要加工表面1.零件的右端面外圆柱和内圆表面:表面粗糙度要求为1.6,同轴度要求为0.02,对左端面有垂直度要求,右端面为此零件的主要设计基准.2.铣花槽有对称度要求0.02另外还有下列一些技术条件要求:1、零件属于自由锻件;2、GB/T1804-f3、HB220～250三、材料：该材料选择碳钢45号钢.热处理后布氏硬度达到HBR20-3545号钢主要成份:单位%表1.1从资料可以看出45号钢含碳量大于0.4%经过热处理可以提高零件的强度硬度.第二章零件工艺规程一、生产类型零件生产纲领 N=Qn(1+α%+β%)其中:Q:零件产品产件量(件/年)α:零件的废品率β:零件的备品率n:每台产品中该零件数量(件/台)二、工艺规程设计1.确定零件毛坯制造形式影响毛坯制造形式的因素(1)零件材料工艺制造形式材料的工艺性,零件对材料组织和性能要求.(2)零件的结构及外型尺寸(3)零件生产纲领(4)现有生产条件及发展前途(5)零件对毛坯精度表面粗糙度和材料机械性能的要求根据零件材料的工艺性及零件对材料组织的要求我的课题件所造毛坯为自由锻件2.毛坯的技术要求该零件毛坯符合国标毛坯的技术要求应符合国家使用标准3.工序及集中与分散的选择工序集中:就是零件的加工工序集中为少数几道工序内完成,而每一道工序加工内完成.工序分散:它与工序集中相反,工序数量多,且每一道工序少.在制定工艺路线时,选定了各种面的加工方法同时确定了阶段划分以后,将同阶段中的各个加工表面组合成若干个工序,组合时可采用集中或分散原则.在拟定工艺路线时,工序集中或分散主要取决于零件的生产规模结构特点及技术要求,由于该课题件所选择是中批生产且车间的设备人员配制和实际生产能力等诸方面因素综合考虑.（1）该零件划分的原则为工序集中（2）工序集中的优缺点●采用高效专用数控设备和工艺装备,生产效率高●工序数目少,每道工序内容多●减少工件安装次数,易于保证零件间各表面位置精度●减少设备数目,操作人员及车间面积●可缩短工时,生产周期,简化生产计划●由于采用高生产率设备和工艺装备操作,调整维修生产设备工作量大,操作人员技术要求高.三、定位基准的选择定位基准的选择是否合理,直接影响工件的位置精度和加工效率总基准选择主要是研究加工中表面间相对位置,精度及其操作方法定位基准的合理选择对保证零件精度安排加工顺序有决定性的影响,定位基准的作用主要是为了保证零件各表面之间相互位置精度定位基准有粗基准和精基两种,同时选择定位基准时应力求与原始基准重合.即:力求设计基准工艺基准和编程基准重合.目的是为了减少误差,并尽可能减少安装次数,从而提高位置精度.（一）精基准的选择1.基准重合原则:就是尽可能选用设计基准作为定位基准.这样可以避免定位基准与设计不重合而引起的定位误差2.基准统一原则:位置精度要求较高的某些表面加工时,尽可能选择统一的定位基准.这样有利于保证各加工表面的位置精度.3.自为基准原则:当某些表面精加工要求加工余量小而均匀时,选择加工表面本身作为定位基准.4.互为基准原则:为了使加工面间有较高的位置精度,以为了使其加工余量小而均匀,可采用反复加工,互为基准的原则.5.保证工件定位基准,夹紧可靠,操作方便的原则（二）粗基准的选择1.选择非加工表面为粗基准2.选择要求加工余量均匀的表面为粗基准3.对于所有表面都要加工的零件,应选择余量和公差最小的表面作粗基准,以避免余量不足而造成废品.4.选取光洁,平整,面积足够大,装夹稳定的表面为粗基准.5.粗基准只能在第一道工序中使用一次,不能重复使用.根据以上定位基准的选择原则,该零件的粗基准为毛料的外圆,精基准为左端面外圆和左端面.四、工艺路线的拟定拟定工艺路线的主要内容,除选择地位基准外,还应包括选择各加工表面的加工方法,安排工序的先后顺序,确定工序的集中与分散程度以及选择设备与工艺装备等,是制定工艺规程的关键阶段.（一）表面加工方法的选择1.正确的选择加工方法,应了解各种方法的特点,掌握加工经济度及经济粗糙度的概念.加工经济精度是指在正常加工条件下,所能保证的加工精度,经济表面粗糙度,是指零件选择了某种方法后,得到的质量等级(用公差等级表示)2.选择加工方法时考虑的因素满足同样精度要求的加工方法有若干种,在选择时应考虑以下因素:（1）工件材料的性质（2）工件的形状和尺寸（3）生产类型及考虑生产率和经济性问题（4）具体生产条件,机床选择的合理性（5）充分考虑利用新工艺,新技术的可能性,提高工艺水平（6）特殊要求（二）加工顺序的安排1.机械加工工序的安排原则（1）先加工基准面选为精基准的表面应安排在起始工序进行加工,以使尽快为后续工序的加工提供精基准.（2）划分加工阶段工件的加工质量要求较高时,都应划分阶段.一般分为粗加工—半精加工—精加工三个阶段.粗加工是从毛坯上去除较多的余量,所达到的精度和表面质量较低.半精加工阶段是在粗加工之后精加工之前进行.精加工阶段是从工件上去除较少的余量,所得到精度和表面质量比较高.在加工精度和表面质量要求较高时,工件可在精加工后进行光整加工,还可对工件进行超精密加工.划分加工阶段的原因:Ⅰ保证加工质量Ⅱ有利于合理使用设备Ⅲ便于安排热处理工序,使冷,热加工工序配合得更好Ⅳ便于及时发现毛坯缺陷Ⅴ精加工,光整加工安排在后,可保证精加工和光整加工过的表面少受磕碰损害根据上述各方面的分析,同时结合实际情况.此零件的毛坯外形,尺寸与零件相差不大,所以其加工阶段可以划分为:粗加工—半精加工—精加工（1）先面后孔（2）次要加工表面可穿插在阶段间进行加工2.热处理工序的安排热处理是用于提高材料的力学性能,改善金属的加工性能以及消除残余应力.最终热处理的目的是提高力学性能.如:调质淬火,渗碳淬火等都属于最终热处理.预备热处理的目的是改善加工性能为最热处理作好准备和消除残余应力.如正火,退火和时效处理等.此零件由于几何形状复杂,热处理变形大,热处理后硬度HRC≧56因此热处理后不能进行切削加工,只能进行磨,研磨,达到尺寸要求及表面粗糙度.在热处理前进行粗加工,去除较多余量.3.辅助工序的安排辅助工序的种类较多,包括检验,去毛刺,倒棱,清洗,防锈,去磁及平衡等.检查工序应安排在:（1）粗加工阶段结实后（2）重要工序前后（3）送往外车间加工的前后,如热处理工序前后（4）全部加工工序完成后（三）工序与工步的划分1.工序的划分在数控机床上加工零件,工序可以比较集中,在一次装夹中尽可能完成大部分或全部工序.这就要根据零件图样,考虑被加工零件是否可以一台数控机床上完成整个零件的加工如不能,则应对零件的加工工序进行划分.一般工序划分有以下几种方式:(1)按零件装卡定位方式划分工序由于每个零件的结构形状与表面的技术要求不同,所以其定位方式也各有差异.一般加工外形时,以内形定位;加工内形时,又以外形定位.(2)按粗精加工划分工序根据零件的加工精度,刚度和变形等因素来划分工序时,可按粗精加工分开的原则来划分工序,即先粗后精.(3)按所用刀具划分工序在一次装夹中,尽可能能同一把刀具加工出尽可能加工出可能的所有部位.这样可以减少换刀次数,压缩空程时间,减少定位误差.2.工步的划分工步的划分主要从加工精度和效率两方面考虑:（1）同一表面按粗加工,半精加工,精加工依次完成,或全部加工表面按先粗后精加工分开进行.（2）对于既有铣面又有镗孔的零件,可先铣面后镗孔.这样可减少变形引起的对孔的精度影响.（3）按刀具划分工步.可以减少换刀次数,提高加工效率.提高上述对工艺路线拟定的各方面分析,和对现场的具体生产条件的考虑.大体加工过程为:车削----铣削这样安排,可使在车削加工过程中,零件有较好的刚性,且工序都相对集中,有利于组织生产,而且铣削安排在车削加工后,可使铣磨加工有较高的定位基准.容易保证铣磨的位置精度.具体工序安排如下:工序0下料工序05热处理正火HB196-220工序10粗车外圆工序15粗车内孔工序20中间检验工序25热处理HB220-250工序30精车工序35铣加工工序40打毛刺工序45洗涤工序50最终检验本零件工序30还可按刀具的不同可分为以下工步:工步01精车外圆(90°仿形车刀)工步02切槽(包括2个退刀槽)、(4mm切断刀)工步03车M48×1.5-7H的螺纹(60°螺纹刀)第三章加工余量的确定机械加工余量对于工艺过程有一定的影响,余量不够.不能保证零件的加工质量,余量过大,不但增加机械加工劳动量,而且浪费材料与刀具,而增加了成本,固此必须合理的安排加工余量.加工零件的轴向尺寸设计采用图表,经验和计算相结合的方法,选取加工余量,并对一些余量进行校核,修改.因工序基准与设计基准不重合需要进行尺寸换算(即用工序尺寸图表计算)径向尺寸余量由最终检验估算而出,从精加工的最后一道工序尺寸,依次向前推算,直至推算到毛坯尺寸,公差范围查表得出.主要表面加工方案工序10与工序15中加工本零件的主要表面查表可得,精车外圆余量为1.5mm,精车内孔余量为1.2mm.精度等级为IT7级，所以工序尺寸为：48+1.5=49.501.0-和34-1.2=32.801.0-尺寸余量校核（一）Z=49.5-48=1.5△Zs=0-0.06= -0.06△Zx=-0.1-0.03= -0.13Zmax=1.5-0.06=1.44Zmin=1.5-0.13=1.37余量合理（二）Z=34-32.8=1.2△Zs=0.02-0.1=-0.08△Zx=0+0=0Zmax=1.2-0.08=1.12Zmin=1.2+0=1.2余量合理第四章机床夹具刀具的选择一、机床的选择选择设备时应考虑以下几点：1、机床精度与工件精度相适应2、机床规格与工件的外形尺寸机适应3、与现有加工条件相适应,如设备负荷的平衡状况等对零件与机床的各方面综合分析,此零件的加工设备确定为主,完成大部分的外圆柱表面的切削加工及镗孔的加工.并根据工序内容的不同也选用数控铣床磨床等加工设备.二、夹具的选择要保证夹具的坐标方向与机床的坐标方向相对固定.要协调零件和机械坐标系的尺寸关系,尽量选择通用夹具和专用夹具,来保证零件的加工精度和缩短准备时间.三、量具的选择主要根据生产类型和所检验的精度来选择.一般选择通用量具,对于尺寸精度要求高,测量不方便的均选择专用量具.这样测量,测量准备,直观方便,同时也提高了生产效率,保证了加工质量.四、刀具的选择在考虑切削用量三要素后,优先选用通用刀具.1.车外圆:选用90度仿形车刀2.切槽:选用切断刀刀宽4mm3.内孔:钻头Φ20.54.车内孔:镗孔刀5.铣成形面:立铣刀刀具直径Φ36.钻孔:钻头Φ6.87.铰孔:铰刀Φ78.铣螺纹:螺纹铣刀第五章切削用量及工时定额一、确定切削用量及基本时间T j辅助时间T f(一)车加工条件包括:(1) 工件材料:45号钢(2) 机床:CAK6150P(沈阳第一机床厂)(3) 夹具:三爪卡盘(4) 刀具:YT15端面车刀,刀杆尺寸16*25查表10-8:Kr=90°,查表10-5;K′r =30°查表10-6;λs=0°查表10-7;γξ=2.0;αp=2mm;ƒ=0.5m/r;车刀耐用度t=60min;V=Kv yrf xr ap m t Cr 60=35.05.015.0318.06060227⨯⨯×0.91×0.81×1.25=1.78m/s (5.1) 确定机床主轴转速:s n =w d v π1000=5214.378.11000⨯⨯=10.96r/s=654(r/min) （5.2）取机床实际转速w n =755r/min 无级变速机床不计算 （5.3）实际切削速度:w v =1000w dn π=10007555214.3⨯⨯=106.79r/min=1.78(m/s) (5.4) 校验机床功率:查表5-9,表5-10,公式5-1主切削力:F Z =P ·a p ·f ·K FZ =1962×2×0.5×1=1962(N) （5.5） 切削功率:P m =F Z ·V W 10-3=1962×1.97×10-3=3.865(kw)（5.6）取机传动效率η=0.8，则消耗总功率为:3.865/0.8=4.83kw 而CAK6150P(沈阳第一机床厂)主电机功率为5kw 因此机床功率能完全满足要求.j T 与f T 的计算相表6-1 （1）车端面j T =i wfn l l l d d ⨯+++-32121=26545.00552052⨯⨯+++-=0.22min=13.2(s) (5.7) f T =%25⨯j T =3.3(s) (5.8)（2）车外圆分两次走刀αp 1=2.5mm;αp 2=1.5mm;f=0.5m/r 查表5-1,v=1m/s 查表5-3.取s n =w d v π1000×60=5214.311000⨯⨯×60=367.46(r/min) (5.9)取w n =460(r/m)w V =1000w d π=10004605214.3⨯⨯=75.11r/min=1.25(m/s) (5.10) j T =i w fn l l l 321++=34605.025110⨯⨯++=1.53min=91.8(s) (5.11) f T =j T ×25%=22.95(s) (5.12)（3）钻Ф20.5孔刀具：材料YT15、钻头Ф20.5，查表4-9。

前言毕业设计是本专业教学工作的重要组成部分和教学过程中的重要的实践性环节。

毕业设计的目的是：通过设计，培养我们综合运用所学的基础理论知识，专业理论知识和专业课的知识与技能，去分析和解决本专业范围内的一般工程技术问题的能力，培养我们建立正确的工艺设计思维，学会查找工具书，掌握数控工艺设计的一般程序、规范和方法。

本次毕业设计选择的课题为轴类零件数控车削和板块类零件的数控铣削加工工艺设计及其数控加工程序编制。

毕业设计的主要内容包括：①零件图的工艺分析：包括尺寸标注，精度，形位公差，技术要求等分析。

②加工难点分析：对机床精度要求较高的表面进行分析，确定加工方法。

③确定加工方法：根据确定加工顺序的原则来确定。

④选择定位基准，确定装夹方案：包括夹具、粗精基准的选择，装夹方法。

⑤数控加工工艺路线设计：包括工序、工步的划分，走刀路线等。

⑥选择合适的数控刀具和适当的切削用量⑦数控加工工艺文件编制：包括刀具卡片，工序卡片，加工程序卡片的编制。

这次毕业设计让我们对机械制图的基本知识有了进一步的了解，同时也为我们从事绘图工作奠定了一个良好的基础。

并锻炼了自己的动手能力，达到了学以致用的目的。

他是一次专业技能的重要训练和知识水平的一次全面体验，是学生毕业资格认定的重要依据，同时也为我们将来走向工作岗位奠定了必要的理论基础和实践经验。

轴类零件机械加工工艺规程设计第一节零件图工艺分析工艺分析是数控车削加工地前期工艺准备工作。

工艺制定得合理与否，对程序编制、机床的加工效率和零件的加工精度都有重要影响。

因此应遵循一般得工艺原则并结合数控车床得特点，认真而详细地制定好零件得数控车削加工工艺。

其主要内容有：分析零件图、确定工件在车床上的装夹方式、各表面的加工顺序和刀具的进给路线以及刀具、夹具和切削用量的选择等。

为657—706Mpa；毛坯选择为ø50mm 工件材料选45钢，经查表在空气中冷却的δ6×160mm棒料。

1零件的加工工艺规程的制订原则与步骤零件的加工工艺规程的制订原则是优质、高产、低成本，即在保证产品质量前提下，能尽量提高劳动生产率和降低成本。

在制订工艺规程时应注意以下问题1.1技术上的先进性在制订零件的加工工艺规程时，应在充分利用本企业现有生产条件的基础上，尽可能采用国内、外先进工艺技术和经验，并保证良好的劳动条件。

1.2经济上的合理性在规定的生产纲领和生产批量下，可能会出现几种能保证零件技术要求的工艺方案，此时应通过核算或相互对比，一般要求工艺成本最低。

充分利用现有生产条件，少花钱、多办事。

1.3有良好的劳动条件在制订工艺方案上要注意采取机械化或自动化的措施，尽量减轻工人的劳动强度，保障生产安全、创造良好、文明的劳动条件。

由于工艺规程是直接指导生产和操作的重要技术文件，所以工艺规程还应正确、完整、统一和清晰。

所用术语、符号、计量单位、编号都要符合相应标准。

必须可靠地保证零件图上技术要求的实现。

在制订机械加工工艺规程时，如果发现零件图某一技术要求规定得不适当，只能向有关部门提出建议，不得擅自修改零件图或不按零件图去做。

西安工业大学继续教育学院毕业（设计）论文2零件的加工工艺2.1计算零件年生产纲领，确定生产类型。

2.2对零件进行工艺分析在对零件的加工工艺规程进行制订之前，应首先对零件进行工艺分析。

其主要内容包括：（1)分析零件的作用及零件图上的技术要求。

(2)分析零件主要加工表面的尺寸、形状及位置精度、表面粗糙度以及设计基准等；(3)分析零件的材质、热处理及机械加工的工艺性。

2.3确定毛坯毛坯的种类和质量对零件加工质量、生产率、材料消耗以及加工成本都有密切关系。

毛坯的选择应以生产批量的大小、零件的复杂程度、加工表面及非加工表面的技术要求等几方面综合考虑。

正确选择毛坯的制造方式，可以使整个工艺过程更加经济合理，故应慎重对待。

在通常情况下，主要应以生产类型来决定。

2.4制订零件的机械加工工艺路线(1)确定各表面的加工方法。