轴类零件的数控加工工艺设计
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摘 要
本次设计是进行一个直径是80MM长120MM的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：①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。②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。③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
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目 录
1前言 .................................................................. 1
2 零件图及图样分析 ..................................................... 2
2.1 零件图 ............................................................ 2
2.2 图样工艺分析 ...................................................... 2
3 零件加工工艺设计 ..................................................... 2
3.1工艺分析 .......................................................... 2
3.2 刀具的选择和切削参数 .............................................. 3
3.3 夹具的选择与类型 ................................. 错误！未定义书签。
3.3.1 夹具的选择 ................................... 错误！未定义书签。
3.3.2 夹具的类型 ................................... 错误！未定义书签。
3.3.3 零件的安装 ................................... 错误！未定义书签。
4 零件的加工工序及编程 ................................ 错误！未定义书签。
4.1 数控加工工序 ..................................... 错误！未定义书签。
4.2 数控加工程序及备注 ............................... 错误！未定义书签。
结束语 ................................................ 错误！未定义书签。
参考文献 ............................................................... 6
致谢 ................................................................... 6
本科毕业设计（论文）通过答辩
优秀论文设计，答辩无忧，值得下载！ 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：①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。②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。③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AutoCAD软件，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。
AutoCAD是由美国Autodesk公司于二十世纪八十年代初为计算机应用CAD技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。AutoCAD可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AutoCAD绘图速度更快、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AutoCAD2004版本以它能在windows平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、internet功能，而为广大用户所喜爱并广泛流行。 本科毕业设计（论文）通过答辩
优秀论文设计，答辩无忧，值得下载！ 2 零件图及图样分析
2.1 零件图
图2-1 零件简图
2.2 图样工艺分析
如图2-1所示，根据图样零件的数据显示选择毛坯为：直径85MM*120MM的棒料。此零件外型规则，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IT8--IT7级精度。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ø 80 →车ø70及台阶面 然后调头装夹车ø65台阶轴→车圆锥面→ 车ø24圆柱→ 车ø20圆柱以及R10半圆球，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
3.1工艺分析
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3-1是加工工序及每个步骤的注释和注意事项。 本科毕业设计（论文）通过答辩
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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 70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22)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 20圆柱车 24圆柱车圆锥面车 65台阶轴掉头装夹车 70及台阶面车零件外圆车基准面
图3-1
3.2 刀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ap，其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ap 可使走刀次数减少，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ap和进给量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≤（1/4-1/6）RD，以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： 本科毕业设计（论文）通过答辩
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表3-2刀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/r.min1 进给速度
vf/mm.min 类型 材料
1 粗加工外轮廓 （T01）93°外圆偏刀
硬质合金 700 200
2 精加工外轮廓 （T02）93°外圆偏刀 630 160
3 切螺纹退刀槽 （T03）切槽刀 500 80
4 车M24螺纹 （T04）60°普通螺纹车 500 800
