轴类零件的数控加工工艺编制及分析

浅析数控轴类零件加工工艺设计

随着时代的发展，科技水平不断提升，人们使用的各类高精密机械加工装备的需求不断提升，数控机床的使用为保证我国经济的高速发展做出不可估量的作用。本文主要通过数控机床的简介、使用数控机床进行轴类零件加工的具体操作等方面进行论述，分析数控机床技术使用的过程中，对数控机床的使用与发展提出可行性改进的意见。

标签：数控机床;轴类零件;加工工艺

0 引言

随着人类生活水平的日益提高，在人们生活中，机电设备的使用量越来越多。各类高精密机械零件仅仅靠传统的加工方式进行加工是远远无法满足时代发展的需求的。因此，世界上的一些先进的国家便开始进行这方面的研究。在二十世纪中叶，美国科学家便宣布了数控机床的研发成功，随后对数控机床进行不断的完善，当今数控机床在工业生产的过程中已经起到了不可替代的作用。

1 数控机床的简介

（1）数控机床技术发展历史简介。经过麻省理工学院的科学家多年辛勤科研，数控机床制造技术于1951年面世，数控机床的应用直接推动了美国经济的发展。相比于美国数控机床制造技术，我国在该领域的研究起步较晚，于六十年代才开始进行该技术的研究，在七十年代才慢慢将该项技术投入使用，到了九十年代，我国数控机床技术提升到了新的高度，直接促进了智能制造的迅猛发展[1]。时至今日我国仍在积极进行数控机床技术的研发，这大大地解决了国内因为数控机床技术不完善，导致高价在国外采购数控机床的困局。

（2）数控机床技术主要的应用领域。数控机床技术虽然是使用编写的程序進行加工，理论上可以实现多种工业零件的加工，但是由于其加工成本更高，所以要考虑投入产出比是否经济划算。因而当前数控机床加工往往是用于一些高精密零件的加工或是一些复杂度极高的零件加工。这些行业使用数控机床进行加工可以最大限度地减小不可控因素的影响，提升加工的质量，最大程度创造经济效益。

（3）当前数控机床技术的发展方向。1）专业化。近年来，随着我国的科技水平不断提高，加之我国的各行各业呈现突飞猛进的发展势头，不同行业在进行运行、维护与发展的过程中所需的构件的类型也不尽相同[2]。在这些原因的促进下，当前数控机床的制造类型趋于专业化，特定的数控机床用于制造特定类型的零件。通过这样的设计改进创举，直接加快了我国的经济发展。例如，当前我国很多汽车制造商已经建成了属于自己的数控机床流水线，从而极大提高了汽车的生产率。2）智能化。随着智能化概念的提出，人工智能已经成为了时代标志，因而当前数控机床的发展中往往也添加了智能化技术。如：智能速度管控、智能

短锥面配合零件

根据图1、图2所示的短锥面配合零件，制定数控车削加工工艺（单件小批量生产），所用机床为CK6136S数控车床（FANUC 0i-TD数控系统）。

图1短锥面配合件—锥面套、短锥轴

图2短锥面配合件—组合体 1．工艺分析

该组合件由轴类和套类两个零件组成，由一根毛坯料通过切断的方式来加工。组合件表面由内外圆柱面、内外圆锥面、圆弧及外螺纹等表面组成，其中多个直径尺寸与轴向尺寸有较高的尺寸精度和表面粗糙度要求。零件图尺寸标注完整，符合数控加工尺寸标注要求；轮廓描述清楚完整；零件材料为45钢，切削加工性能较好，无热处理和硬度要求。

通过上述分析，采取以下几点工艺措施：

1）零件图上带公差的尺寸，因公差值较小，故编程时不必取其平均值，而取基本尺寸即可（其公差尺寸的保证主要是通过修改刀具半径值的方法来完成）。

2）该轴类零件左、右端面均为多个尺寸的设计基准，相应工序加工前，应该先将轴类零件的左、右端面车出来。

3）两个零件在加工时需左右掉头各装夹一次。

2.确定加工装备

选用浙江凯达机床股份有限公司生产的SK6136S数控车，配置系统为FANUC 0i

mate-TD系统，配置标准三爪卡盘及卡盘钥匙，如图3所示。

图3 加工装备

3．确定装夹方案

1）采用三爪自动定心卡盘夹紧。先加工套类零件，用三爪卡盘夹持长毛坯零件的一端，加工另一端端面，钻底孔，车φ48外圆，切断该套类零件。掉头用三爪卡盘夹套类零件的φ48外圆，车内孔及内锥。

2）在加工轴类零件时，用三爪卡盘夹持毛坯零件左端，加工右端端面，外圆锥及φ40、φ48外圆。掉头用三爪卡盘夹持零件右端φ40外圆，加工出左端φ48外圆，螺纹外圆及圆弧尺寸。

4．确定加工顺序及走刀路线

加工顺序的确定按由外到内、由粗到精、由近到远的原则确定，在一次装夹中尽可能加工出较多的工件表面。由于该零件为单件生产，走刀路线设计不必考虑最短进给路线或最短空行程路线，编程时车削走刀路线沿零件轮廓顺序进行。

1 数控车床加工轴类零件的编程方法

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

2 目录

摘 要 ..............................................................................................................................................

第一章 概 述 ..............................................................................................................................

1.国内外数控发展概况 ..............................................................................................................

第二章 工艺方案分析...................................................................................................................

实用文案

标准文档 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。

实用文案

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（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，外圆实用文案

标准文档 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实用文案

标准文档 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；