梯形螺纹轴的数控加工工艺设计

梯形螺纹轴的数控加工工艺 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 目录 摘 要„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3 1．绪 论„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5 1.1课题的发展背景及意义„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„３ 1.2数控加工的特点„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ ４ 2．蜗杆轴的加工工艺分析„„„„„„„„„„„„„„„„„ 8 2.1分析零件图„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 8 2.2蜗杆轴的技术要求分析„„„„„„„„„„„„„„„„„ 9 2.3毛坏的确定„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 10 2.4工艺分析及主要加工表面„„„„„„„„„„„„„„„„ 11 2.5选择定位基准„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 15 2.6确定零件加工步骤„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 15 3．切削用量的选择„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„18 3.1 主轴转速的确定„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„18 3.2 背吃刀量的确定„„„„„„„„„„„„„„„18 3.3 进给速度的确定„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„18 4．机床的选择及参数„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„20 4.1 数控机床型号选择及主要参数„„„„„„„„„„„„„„„21 4.2车床加工前的调整及常见检查„„„„„„„„„„„„„„„23 5．填写加工工艺文件„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„24 参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„28 后记„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„29 - 1 - 摘 要 数控技术在当今机械制造业中的重要地位和巨大效益，显示了它 在国家基础工业现代化中的战略性作用，并已成为传统机械制造工业 提升改造和实现自动化、柔性化、集成化生产的重要手段和标志。随 着我国工业化程度的不断提高，企业之间的竞争不断激烈．这就要求 各企业必须提出合理的生产 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 和科学的工艺分析，在有限的资源中 和有效的时间内能够合理利用设备，降低成本来提高生产效率，从而 获取更多的利润。 本设计通过分析蜗杆轴的使用性能和技术要求确定毛坯材料、毛 坏大小、热处理要求。然后，分析轴的工艺特点，主要加工表面，（其 中有车削、铣削、磨削）及其有哪些技术要求并提出解决 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 。最后 根据分析选择需要的机床、刀具、夹具、量具、冷却液等及其相关参 数，确定加工工艺路线，最后编写机械加工工艺文件。 关键词生产效率蜗杆轴 工艺分析 工艺设计 参数 - 2 - Abstract CNC technology in today's machinery manufacturing industry in an important position and great benefits, demonstrating its national infrastructure in the strategic role of industrial modernization, and has become the traditional mechanical manufacturing industry to enhance the transformation and realization of automation, flexible, integrated production of the important the means and logo. With the continuous improvement of China's industrialization level, continued intense competition among enterprises. It demands that all companies must provide a reasonable production programs and the scientific process analysis, the limited resources and the effective period of time can be a reasonable use of equipment, lower costs to increase production efficiency in order to gain more profits. This design by analyzing the worm shaft to determine the use of performance and technical requirements of rough material, bad hair size, heat treatment requirements. Then, the analysis of shaft technology features, the main processing surface, (including turning, milling, grinding) and What are the technical requirements and propose solutions. Finally select - 3 - the analysis of machine tools, cutting tools, fixtures, gauge, coolant, etc. and their associated parameters to determine the processing technology line, and finally the preparation of machining process file. Key words: production efficiency worm shaft Process Analysis Process Design Parameters - 4 - 1 绪 论 1.1课题的发展背景及意义 零件加工工艺毕业设计是对所学专业知识的一次巩固，是在进行社会实践之 前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是理论联系实际的训练。 随着制造水平的提高, 数控机床在现代制造业中起着越来越重要的作用,为 保证零件加工量,除了数控机床自身的精度外, 还与数控加工中的工艺措施密切 相关。在编制数控工艺规程时, 和编制传统工艺规程一样, 要考虑到机械的用途和性能, 零件材料, 生产条件和批量大小等。同时, 要根据自身的特点和要求，在编制中作一些调整, 从而有效的保证产品质量, 充分发挥数控机床的优势，提高生产效率。 机械制造厂生产的各种机械产品，可以是一台机器，可以是机器中的某个部 件，或是某个零件。机械产品的生产过程是将原材料转变成为成品的全过程。 工 艺过程是在生产过程中，直接改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等， 使其成为成品或半成品的全过程。 长度与直径比值大于5的轴通常称为细长轴，它在生产生活中有着广泛的应 用，有些场合起着非常关键的作用。如机床的丝杠、光杠、发动机的凸轮轴、拉 床用拉刀、卫星展开天线的螺杆等都是典型的细长轴类零件。另外，在纺织、印 染、造纸等机械中也有大量的用无缝钢管制造的细长导辊。车床车螺纹时，进给 运动靠丝杠传递，车其它表面则靠光杠传递，因此车削后工件的精度与丝杠或光 杠有直接的关系。凸轮轴是发动机的第二大运动件，刚性差，但驱动着整个配气 系统及其它附件，对发动机的性能影响很大。 在一定的生产条件下，确保加工质量和最少的生产成本是制定工艺规程的基 本原则。机械加工工艺规程首先应能够保证加工后工件达到图样上规定的技术要 求；其次，该工艺规程应该是在现场生产条件下、在规定的生产批量下最经济的， 应能取得最好的经济效益；同时，要求是工人具有良好而安全的劳动条件。零件 机械加工工艺分析的制定过程大致可分为下述七个阶段进行： （1）零件图纸工艺分析 （2）确定装夹方案 - 5 - （3）确定工艺方案 （4）确定工步顺序 （5）确定进给路线 （6）确定切削参数 （7）填写工艺文件 本设计要求“以质量求发展，以效益求生存”，在保证零件加工质量的前提 下，提高了生产率，降低了生产成本，是国内外现代机械加工工艺的主要发展方 面方向之一。通过对减速器传动轴图的分析及结构图形式的了解，从而对轴进行 工艺分析、工艺说明及加工过程的技术要求和精度分析。 工艺分析是数控加工编程的前期工艺准备工作, 无论是手工编程还是自动编程, 在编程之前均需对所加工的零件进行工艺分析。如果工艺分析考虑不周, 往往会造成工艺设计不合理, 从而引起编程工作反复, 工作量成倍增加, 有时还会发生推倒重来的现象, 造成一些不必要的损失, 严重者甚至还会造成数控加工差错。因此, 全面合理的工艺分析是进行数控编程的重要依据和保证。 1.2数控加工的特点 同常规加工相比，数控加工有如下特点。 （1） 自动化程度高 在数控机床加工零件时，除了手工装卸工作外，全部加 工过程都由机床自动完成。这样减轻了操作者的劳动强度，改善了劳动条 件。 （2） 加工精度高，加工质量稳定 数控加工的尺寸精度通常在0.005~0.1mm 之间，目前最高的尺寸精度可达?0.0015mm，而且不受零件复杂程度的 影响，加工中消除了操作者人为的误差，提高的同批零件尺寸的一致性， 使产品质量保持稳定。 （3） 适应性强 数控机床上实现自动加工的控制信息是加工程序。当加工对 象改变时，除了相应更换刀具和解决工件装夹方式外，只要重新编写并输 入该零件的加工程序，便可自动加工出新的零件，不必对机床作任何复杂 的调整，这样缩短了生产准备周期，给新产品的研制开发以及产品的改进、 改型提供了捷径。 - 6 - （4） 生产效率高 数控机床的加工效率高，一方面是加工化程度高，在一次 装夹中能完成较多表面的加工，省去了划线、多次装夹、检测等工序，能 够在一次安装连续完成加工过程，另一方面是数控机床的运动速度高，空 行程时间短。 （5） 易于建立计算机通信网络 由于数控机床是使用数字信息，易于与计算 机辅助设计和制造（CAD/CAM）系统联结，形成计算机辅助设计制造和 数控机床紧密结合的一体化系统。 - 7 - 2 蜗杆轴的加工工艺分析 2.1分析零件图 技术要求 热处理；调质240-260HB 牙型放大图 分析； a、此零件属于轴类，且长径比很大，故属于细长轴的加工。 b、轴的精度为8级，牙型高为3.5mm，蜗杆齿面对两中心孔的圆跳动公差为 0.032mm。 - 8 - c、 外圆为2×Φ25k6、Φ35f7、Φ30f7，各外圆对两中心孔的圆跳公差为0.01mm。 d、轴的精度要求较高，需分粗、精车、磨削。而且粗车时需要采用一夹一顶并 配合使用跟刀架的装夹方式，以增加刚度。精车时，采用两顶尖装夹，以保 证齿面对中心孔的精度。 e、轴齿形为法向直廓蜗杆，车削时车刀左右切削刃组成的平面应与蜗杆齿侧垂 直。 f、此轴左端需铣削四方14×14，为了保证与中间键槽成垂直的关系，故需要用 分度盘进行分度铣削，即使用立式铣床在分度盘中装夹，铣四方14mmX14mm 至尺寸要求 g、车梯形螺纹时采用切阶梯槽法。对于螺距P>8mm时，可先用刀头宽度小于P/2 的矩形螺纹车刀，用车直槽法将螺纹车至螺蚊中径处，再用刀头宽度等于齿 根槽宽的矩形螺纹车刀把槽车至螺纹的小径尺寸，然后用带卷屑的精车刀将 齿面车削至要求。 2.2轴的技术要求分析 对被加工零件的精度要求进行分析，是零件工艺性分析的重要内容，只有在 分析零件尺寸精度和表面粗糙度的基础上，才能对加工方法、装夹方式、刀具及 切削用量进行正确合理的选择。然而在车削加工中，由于细长轴的长径比大，在 切削力作用下极易产生弯曲变形与振动，故细长轴的车削加工是个工艺难题。困 难在于: (1) 易产生弯曲与振动。因为细长轴的长径比大，径向刚度低，不仅因自重 会下垂，更重要的是加工中受切削力和离心力的共同作用，极易产生弯曲和振动。 (2) 热变形大。由于轴向尺寸大且散热性差，在切削热的作用下会产生轴向 伸长，尾座如不采用弹性顶尖，极易弯曲。 (3) 刀具磨损大。由于细长轴轴向尺寸大，进给量较小，走刀所用时间很长， 刀具磨损大，工件容易产生锥度。 (4) 对操作者的技能要求高。在细长轴整个车削过程中，对机床的调整、辅 具的应用、刀具与切削用量等都提出了严格的要求。如某一环节处理不当，都可 能影响加工精度。 鉴于此，车削后的细长轴常产生如图2-1所示的竹节形及腰鼓形等几形误 - 9 - 差。当前上述问题的解决主要靠操作者的经验。因此，车削细长轴不仅对工人的 技术水平要求很高，而且产品质量不稳定，容易产生废品，生产效率低。随着科 学技术的不断发展，特别是航天航空工业的发展对零件加工精度的要求越来越 高，传统的加工方法很难满足加工精度和生产效率的要求，因此寻找解决细长轴 车削加工难题的突破口就显得尤为重要。 图2-1 细长轴车削中的典型几何误差 在加工细长轴时可采用反向走刀车削法消除加工时出现的竹节形和腰鼓形 误差，如图2-2 1）细长轴左端 缠有一圈钢丝，利用 三爪自定心卡盘夹 紧，减小接触面积， 使工件在卡盘内能 自由地调节其位置， 图2-2反向走刀车削法 避免夹紧时形成弯曲力矩，在切削过程中发生的变形也不会因卡盘夹死而产 生内应力。 2）尾座顶尖改成弹性顶尖，当工件因切削热发生线膨胀伸长时，顶尖能自 动后退，可避免热膨胀引起的弯曲变形。 3）采用三个支承块跟刀架，以提高工件刚性和轴线的稳定性，避免“竹节” 形。 4）改变走刀方向，使床鞍由主轴箱向尾座移动，使工件受拉，不易产生弹 性弯曲变形 2.3 毛坏的确定 通过上面的分析，此轴在工作过程中经常承受变化的不稳定冲击性载荷，且 轴的阶梯直径相差很大。所以选用锻件，以使金属纤维尽量不被切断以保证工作 - 10 - 可以正常可靠的进行。故可以模锻成型。这对提高生产率，保证加工质量也是有 利的。故选用45钢。 2.4 加工过程分析 该传动轴需要加工的部分主要为回转面。另外，轴的各个轴肩相邻处需要加 工退刀槽或者是砂轮越程槽。轴肩两端要进行倒角加工。在轴径为Φ35f7处加工键槽和左端需要用铣床加工四方，并且要与键槽成一定的角度。因此，其加工 过程主要按以下步骤进行： 1、装毛坏于三爪夹盘上，用45度外圆车刀平右端 面，使用中心钻（如图2-3）钻一小孔，手动 方式。 2、调头再装夹于三爪夹盘上，夹紧于Φ57h9外圆 表面上，用45度外圆车刀平端面，用手动方式 控制其总长度尺寸。 3、使用中心钻在左端面钻一小孔， 4、采用弹性顶尖并采用跟刀架装夹，如图2-2所示 5、用90度外圆车刀车削右端所有外圆表面美并留0.2mm的磨削余量，使用 切槽刀切右端三个槽。 6、调头如第4步一样装夹，夹紧于Φ40的外圆表面上。 7、使用90度外圆车刀车削左端所有外圆表面并留0.2mm的磨削余量，使用 切槽刀切左端的两个槽 8、加工梯形螺纹（下文将重点讲述其加工方法） 9、把上述完成的工件装夹于立式铣床上，用三爪夹盘夹紧于分度头上铣键 槽，用分度头分度铣四方（下文将重点讲述加工方法）。 10.对所有外圆表面所留的余量进行最后精加工却磨削。 2.4.1梯形螺纹的加工方法 如下图2-4的梯形螺纹牙型放大图 - 11 - Tr57X6f9 图2-4 直进法；螺纹车刀X向间歇进给至深处（如图a）,采用此种方法加工梯形螺纹 时，螺纹车刀的三面都参加切削，导致加工排屑困难，切削力和切削热增加，刀 尖磨损严重，当进刀量过大时，还可能产生“扎刀”和“爆刀”的现象，这种方 法数控车床可采用提令G92来实现，但是很显然，这种方法是不可取的 斜进法；螺纹车刀沿牙型角方向斜向间歇进给至深处（如图b）,采用此种方法加工梯形螺纹时，螺纹车刀始终只有一个侧刃参加切削，从而排尿比较顺利，刀 尖的受力和受热情况有所改善，在车削中不易引起“扎刀”现象，这种方法在数 控车床上可采用G76指令来实现。 交错切削法；螺纹车刀沿牙型角方向交错间隙进给至深处（如图c）,该方法类同于斜进法，也可在数控车床上采用G76指令来实现。 切槽刀粗切槽法；该方法先利用切槽刀粗切出螺纹槽（如图d）,再用梯形螺纹车刀加工螺纹两侧面，这种方法的编程与加工在数控车床上较难实现。 梯形螺纹的计算 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 （见表2-1） 表2-1 - 12 - 名称 代号 计算公式 牙型角 ,, =30 P 螺距 由螺纹标准确定 P 2～５ ６～１２ １４～４４ a c牙顶间隙 a０．２５ ０．５ １ c d 1大径 公称直径 ddd ＝-0.5P 221中径 ddh =d-2 333小径 H H=0.5P 11牙高 f f=0.366P 牙顶宽 aW W=0.366P-0.536 c齿根槽宽 由上表中的公式可求图2-4中的参数，其中梯形螺纹为Tr57X6f9，即 d=57mm 1 dd＝-0.5P=57-3=54mm 21 dh=d-2=57-7=50mm 33 H=0.5P=3mm 1 f=0.366P=0.366X6=2.196 aW=0.366P-0.536=0.366X6-0.536X0.5=1.928 c 因此编制数控程序如下 M03 S120 T0303 G00 X60 Z-85 定位于X60 Z-85 - 13 - G92 X57 Z-143 F6 第一刀沿外圆表面切一刀观察是否刀具对准，导 程为6mm X56.4 第二刀切深0.6mm X55.6 X54.8 X54 X53.2 X52.4 X51.8 X51 X51 精车两次，余量为0.8mm G00 X100 快速返回 Z100 M05 M30 注：车螺纹时主轴转速的确定 在切削螺纹时，车床的主轴转速将受到螺纹的螺距或导程大小、驱动电机的 升降频特性及螺纹插补运算速度等多种因素影响，故对于不同的数控系统，推荐 不同的主轴转速选择范围，如大多数普通型车床数控系统推荐车螺纹时的主轴转 速如下： 1200,S-k P 式中：Ｐ——螺纹的螺距或导程，mm k——保险系数，一般取为８０； Ｓ——主轴转速，r/min. - 14 - 因此求得上述S为120r/min 2.5选择定位基准 粗基准的选择：对于一般轴类零件而言，一般以外圆做为粗基准。对于本零 件来说，根据粗基准的选择原则，零件上有较多的加工面时，为使各加工表面都 得到足够的加工余量，应该选择毛坯上加工余量最少的表面做为粗基准。对于本 传动轴来说，轴径为Φ57k6的外圆表面精度较小，故其加工余量也会小，从而 可做为粗基准分别加工其两边的表面。而当加工传动轴的两端面时，为保证两端 面的相互位置精度时，采用互为基准原则进行切削加工。另外在此轴的左端需要 用铣床加工四个平面，并与中间的键槽成垂直的关系，故先在铣上加工出四个 14X14的四个平面，并采用分度盘进行分度。加工中间的键槽时应把左端的其中 一个平面作为定位基准，使键槽与平面在垂直的关系。 精基准的选择：由精基准统一原则，对加工轴类零件时，采用两个顶尖孔做 为统一精基准来加工轴上所有的外圆表面及端面。这样可以保证各外圆表面间的 同轴度和端面对轴心线的垂直度。其次，还可以减少夹具的种类，降低夹具的设 计和制造费用。 由于该轴的几个主要配合表面和台阶面，对基准轴线均有径向圆跳动和端面 圆跳动的要求，所以应在粗车之前加工中心孔作经向定位基准。在传动轴的车削 加工中，零件外圆与中心孔都在起定位作用，但由于毛坯不均匀，必然与中心孔 存在一个大的同轴度误差，且卡盘爪为刚性连接，必然造成中心孔不能起到定位 作用。为解决这个问题，可采用如图2-3所示的带中心顶针液压浮动卡盘。此类 卡盘主要用于加工轴类零件，以轴心线为基准，三爪具有浮动补偿功能。故能保 证中心孔定位。 2．6确定加工步骤 1．机床的开机。 机床在开机前，应先进行机床的开机前检查。一切没有问题之后，先打开机 床总电源，然后打开控制系统电源。在显示屏上应出现机床的初始位置坐标。检 查操作面板上的各指示灯是否正常，各按钮、开关是否处于正确位置；显示屏上 是否有报警显示，若有问题应及时予以处理；液压装置的压力表是否在所要求的 - 15 - 范围内。若一切正常，就可以进行其它操作。 2． 回零操作。 开机正常之后，机床应首先进行手动回零操作。将主功能键设在“回零”位 置，按下回零操作键，进行手动回零。先按下+Z键，再按下+X键，刀架回到机床的机械零点，显示屏上出现零点标志，表示机床已回到机床零点位置。 3． 加工程序输入。 按下主功能的程序键(如PROGRAM)，进入加工程序编辑。在此状态下可通过 手动数据输入方式或RS232接口将加工程序输入机床，可对程序进行编辑和修 改。 4． 进行程序校验及加工轨迹仿真 1） 工件装夹。检查工件是否夹紧。 2） 图形模拟加工。 a．按下主功能的图形模拟键(如GRAPH)，进入图形模拟加工状态。 b．输入毛坯内、外径及伸出卡爪长度，调整毛坯大小。根据加工程序中使 用的刀具，设置刀号。 c．加工零件所用刀具号全部设好后，按下确认键、图形键进行模拟加工。 如加工路径有错，回到加工程序编辑状态进行修改。修改后，再进行模拟加工， 直到完全正确为止。 5．程序试运行。 修改工件坐标系参数，将刀架移动到安全位置后执行程序，进一步检查程序 编制、刀具安装、对刀的正确性。程序如顺利运行，才可进行工件自动加工。 6． 进行对刀操作 设定工件坐标系，进行试切对刀或机外对刀（如果是对于加工批量零件，由 于工件毛坯长度不同，安装后其伸出卡爪长度不同，应进行零点偏置G54等的设定）；并按下主功能的补偿键(如OFFSET)，进人参数设置状态，将所用各把刀具 的刀偏量X、Z输人刀具的参数数据库里面。 7．在自动方式下自动加工并测量修调 1） 选择主功能的自动执行状态。 - 16 - 2）选择要执行的零件程序。 3）显示工件坐标系。 4） 按下数控启动键 5） 在自动加工中如遇突发事件，应立即按下急停按钮。 6） 加工完毕，取下工件，清洁机床。 - 17 - 3 切削用量的确定 数控加工的切削用量包括；背吃刀量、主轴转速或切削速度（用于恒线速切 削）进给速度或进给量。切削用量的选择原则与通用机床加工相似，具体数值应 根据数控机床说明书和金属切削原理中规定的方法及原则，结合实际加工经验来 确定，在计算好各部位和各把刀具的切削用量后，最好能建立一张切削用量表， 主要为了防止遗忘和方便编辑。 3.1背吃刀量的确定 背吃刀量是根据余量确定的。在工艺系统刚性和机床功率允许的条件下，尽 可能选取较大的背吃刀量，以减少进给次数。一般当毛坯直径信息量小于6mm时，根据加工精度考虑是否留出半精车和精车余量，剩下的余量可一次切除。当零件 的精度要求较高时，应留出半精车余量和精车余量，半精车余量一般为0.5mm左右，所留精车余量一般比普通车时所留余量少，常取0.1～０．５mm,具体的数值可查表 3.2主轴转速的确定 光车时主轴转速应根据零件上被加工部位的直径，并按零件和刀具的材料及 加工性质等条件所允许的切削速度来确定。切削速度除了计算和查表选取以外， 还可根据实践经验确定，需要注意的是交流变调速数控车床低速输出力矩小，因 此切削速度不能太低。切削速度确定之后，用下式计算主轴转速； S= v式中；——切削速度，单位为n/min c d——切削刃选定点处所对应的工件或刀具的回转直径，单位为mm; S——工件或刀具的转速，单位为r/min 3.3进给速度的确定 进给速度是指在单位时间内，刀具沿进给方向移动的距离（单位为mm/min）有些数控车床规定可以选用进给量（单位为mm/r）表示进给速度。 1、进给速度的原则 - 18 - 1） 当工件质量要求能够得到保证时，为提高生产率，可选择较高（2000mm/min 以下）的进给速度。 2） 切断、车削深孔或精车削时，宜选择校低的进给速度。 3） 刀具空行程，特别是远距离“回零”时，可以设定尽量高的进给速度。 4） 进给速度应与主轴转速和背吃刀量相适应 2、进给速度包括纵向进给速度和横向向进给速度，其值按下式计算； F=Sf 式中；F——进给速度，单位为mm/min; f——进给量，单位为mm/r S——工件或刀具的转速，单位为r/min. 式中的进给量，粗车时一般为0.3～0.8mm/r,精车时常取0.1～0.3mm/r,切断时常取0.05～０.2mm/r. 与普通机床相比, 数控加工时对刀具提出了更高的要求, 不仅要求刚性好、 精度高, 而且要求尺寸稳定、 耐用度高、 断屑和排屑性能好, 同时要求安装调整方便, 满足数控机床的高效率。根据加工要求和各工步加工表面形状选择刀具 和切削用量。所选刀具除成形车刀外，都是机夹式可转位车刀。各工步所用刀片、 成形车刀及切削用量具体选择如下： 1）粗车外表面。 刀片：90度外圆车刀，主偏角90度，刃长9.00mm，型号：CCMT09T308。切削用量： n=600r/min, 端部倒角进给量f=0.15mm/r,其余部位f=0.3mm/r，背吃刀量2mm。 2）平端面：刀片：主偏角为45度的外圆车刀，刃长9.00型号：CCMT09T308。切削用量：车削端面时的主轴转速n=400r/min, 3）半精车表面。 刀片：80度菱形且带R0.4mm圆弧刃刀片，主偏角90度，刃长9.00mm，型号CCMT09T304。切削用量：主轴转速n=800/min,进给量f=0。2mm/r。 4）车槽。刀片：方块切槽刀片且带R0.2mm圆弧，槽宽度3.00mm。切削用量：n=600r/min，进给量f=0.2mm/r。 - 19 - 5） 精车表面：刀片：55度菱形且带R0.2mm圆弧刃刀片，主偏角90度，刃长7.00mm，型号CCMT070204。切削用量：主轴转速n=910r/mm,进给量f=0.1mm/r。 6） 车螺纹：刀片：齿形角为20度的外圆梯形螺纹车刀，切削用量：主轴 转速n=320r/min,进给量f=螺距。 7）铣键槽：平铣刀直径8mm,刃长15mm总长50mm，型号DZ2000-6。切削用量：主轴转速n=700r/mm,铣削速度Vc=120m/min。 8）钻中心孔： 钻头直径Φ4mm,总长75mm，刃长5mm切削用量：主轴转速n=500r/mm。 9）磨： 外圆磨砂轮：形状为平形（P），制造材料为白玉钢（WA），磨粒粒度为80# 10）铣左端四个14x14的平面：平铣刀直径10mm刃长15mm总长50mm，型号DZ2000-6。切削用量：主轴转速n=700r/mm,铣削速度Vc=120m/min。 90度外圆车刀 45度外圆车刀 切槽刀刀宽为3mm 3.4 对刀 确定对刀点：即为工件右端的回转中心其对刀点在正X和正Z方向并处于消除机械间隙状态。 确定换刀点：为使其各车刀在换刀过程中不致碰撞到尾座上的顶尖，故确定 换刀点距离车床主轴轴线800mm即在正X方向距离对刀点50mm，距离坯件右端50mm。 - 20 - 4 机床的选择及参数和 注意事项 软件开发合同注意事项软件销售合同注意事项电梯维保合同注意事项软件销售合同注意事项员工离职注意事项 4.1 数控机床型号选择及主要参数 为了使数控机床在企业的生产中充分发挥作用，要选用适合企业生产实际的 数控设备。 该零件的数控加工选用CK6140经济型数控车床数控铣床，其主要特点如下： 1）轨超音频淬火，精密磨削 2）床鞍导轨贴塑，运行平稳，无爬行 3）进给滚珠丝杆无间隙传动，无键连接 4）全封闭防护，调整维修方便 5）国际、国内品牌数控系统 主要参数： 床身上最大回转直径：φ360mm 滑板上最大回转直径：φ220mm 棒料通过直径：φ48mm 顶尖距（最大工件加工长度）：750mm 车螺纹范围：公制0.25-100mm英制100-4TPI 主轴： 转速范围 自动二档变频调速：960／1440rpm 全无级变频调：200-3000rpm 主轴通孔直径：φ60mm 主轴孔锥度：40度 拉管通孔直径：φ52mm 卡盘尺寸：250或200mm - 21 - 主轴电机功率：5.5kw 夹紧装置： 标配：手动三爪卡盘；选配：气动卡盘，液压卡盘，液压夹头 X.Z轴 X轴最大行程：200mm Z轴最大行：700mm X轴快速移动速度（伺服）：6m／min Z轴快速移动速度（伺服）：8m／min X轴电机功率（伺服）：1kw Z轴电机功率（伺服）：1kw X轴电机转矩（伺服）：4N/m Z轴电机转矩（伺服）：4N/m X轴最小设定单元：0.001mm Z轴最小设定单元：0.001mm 主轴驱动电机：5.5kw 刀架： 刀架类型：标准排刀架或立式四工位电动刀架；选配卧式六工位电动刀架 刀位数量：4／6个 车刀尺寸：20×20mm 液压系统（选配） 公称压力：7Mpa 容量：70L 液压油泵电机功率：1.5kw 尾座 套筒直径：60mm - 22 - 套筒行程：100mm 套筒内孔锥度：MT4＃ 其他 自动润滑油泵功率：100w 冷却水泵电机功率：90w 外形尺寸（长×宽×高）：2000（L）×1200（W）×1820（H） 净重：2000kg 数控系统：FANUC 0 特点： 1） 采用高速的微处理器芯片 2） 采用高可靠性的硬件设计及全自动化生产制造 3） 丰富的系统控制功能 4） 高速高精度的控制 5） 全数字伺服控制结构 6） 全数字的主轴控制 4．2车床加工前的调整及常见检查 1、车床加工前的调整 1）调整摩擦片间隙及制动器 2）调整中、小滑板镶条间隙，丝杠与螺母间隙 3）开合螺母的调整 4）主轴轴承间隙的调整 2、车床加工前的常规检查 开车前，应检查车床各部分机构是否完好，有无防护装置，各转动手柄是否 放在空挡位置，变速齿轮的手柄位置是否正确（防止开车时因突然撞击而损坏车 床）。启动后，应使主轴低速空转1~2min，使润滑油散布到机构各处（冬天更为重要），等车床运转正常后才能工作。 - 23 - 5 填写加工工艺文件 按加工顺序将各工步内容、所用刀具及切削用量等填入数控加工工艺过程 卡、工序卡和刀具卡中。 蜗杆机械加工工艺规程 工序号 刀具刀具名工序名称 工序内容 设备及工装 号 称 1 热处理 调质240~260HB 用三爪卡盘夹毛坯外圆，找正 T01 1，车端面，钻中心孔Φ4 45度外CA6140型车 圆车刀 床，2 T02 车 2，掉头，一端搭中心架找正，车端面，截总长 B3.15/10中中心钻 304mm至尺寸要求 心钻、中心 3，钻中心孔Φ4 架 4，车Φ50mmX10mm工艺台阶 三爪夹盘 用三爪自定心卡盘夹Φ50mmX10mm工艺台阶， 尾部用回转顶尖支顶。 1，车外圆至Φ57h9长度至卡盘处 T01 90度外 圆车刀 2，粗车Φ40mm至尺寸，长度161mm T03 车槽刀 3，控制尺寸20mm、141mm，车外圆Φ35f7 3 T04 车 CA6140型车 4，控制尺寸72mm，车外圆Φ30f7 床 45度外 圆车刀 5，控制尺寸48mm，车外圆至Φ25k6 三爪自定心 夹盘、顶尖 6，车槽3X3mmX0.7mm(已去除外圆磨削余量) 7，倒角C1.2,倒角Φ44mmX30度其余倒角为C1 - 24 - 调头,卡爪夹住Φ30f7外圆，另一端用回转顶 尖顶住 CA6140型车 1，控制长度尺寸56mm，车外圆Φ35mm 床 2，倒角44X30度、C1.5 T01 45度外 圆车刀 用百分表分头法 T04 车槽刀 3，用车槽法粗车梯形螺纹 4 T03 车 中心钻 4，控制尺寸24mm，车外圆Φ25k6 5，控制尺寸20 mm，车外圆Φ20mm CA6140型车 床 6，控制尺寸25mm，车外圆Φ18mm 三爪自定心7，车槽2X3mmX0.7mm 至尺寸 夹盘 8，倒角 C1 5 T06 φ8平铣 1，铣键槽8H8X31h10至尺寸要求 立式铣床 铣刀 T08 分度盘 2，在分度盘中装夹，铣四方14mmX14mm至尺寸 要求 φ10平 铣刀 6 T03 90度外车 修正两端面中心孔，采用两顶尖装夹，半精车、CA6140型车 圆车刀 精车至尺寸要求 床 顶尖 7 钳工 1，修去蜗杆两端部完整牙型 锉刀 2，修去14mmX14mm四方表面毛刺 - 25 - 采用两顶尖装夹 1，磨齿顶园直径Φ57h9 至尺寸 8 T07 砂轮 磨 2，磨外圆Φ35f7至尺寸 3，磨外圆Φ30f7至尺寸 外圆磨床 4，磨外圆Φ25k6至尺寸 顶尖 5，光出以上各肩平面，注意尺寸48mm 掉头，采用两顶尖装夹 9 T07 砂轮 磨 1，磨外圆Φ25k6至尺寸 外圆磨床 2，磨外圆Φ20mm至要求 顶尖 10 去毛刺倒棱角、清洗、涂放锈油、入库 锉刀 刀具卡片 产品代号 123 零件名称 轴 零件图号 01 程序号 O001 工步号 刀具号 刀具名称 刀具型号 刀片 刀尖半径备注 /mm 型号 牌号 01 T01 45度外圆 20X20 CCMT09T308 YT15 0.4 02 T02 中心钻 20X20 φ4 YT15 03 T03 90度外圆 20X20 CCMT09T304 YT15 0.4 04 T04 车槽刀 20X20 宽度3mm YT15 0.2 05 T05 梯形螺纹 20X20 齿形角20度 YT15 06 T06 平铣刀 20X20 φ8 YT15 07 T07 砂轮 20X20 白玉钢 WA 08 T08 平铣刀 20X20 φ10 YT15 - 26 - 数控加工工艺卡 单位 产品名称或代号 零件名称 零件图号 名称 株洲职业技术学院 轴类 蜗杆轴 01 工序号 程序编号 夹具名称 使用设备 车间 001 O001 三爪自定心夹盘 CK6140 数控车间实训室 铣床 刀刀具规格主轴转速背吃刀进给速度备 /mm /{r/min} 量/mm {n/mm} 注 具工步号 工序内容 号 1 平右端面 T01 45度外圆 500 2 手动 2 钻中心孔 T02 Φ4 500 0.5 手动 3 粗车至Φ57留余量0.5mm T03 90度外圆 600 2 0.3 自动 4 精车至Φ57 T03 90度外圆 910 0.5 0.1 自动 5 车右端槽 T04 宽度3mm 600 1.5 0.2 自动 6 车梯形螺纹 T05 齿形角20度 320 自动 7 平左端面 T01 45度外圆 500 2 手动 8 粗车至Φ57留余量0.5mm T03 90度外圆 600 2 自动 9 精车至Φ57 T03 90度外圆 910 0.5 0.1 自动 10 磨削外圆 T07 砂轮 手动 11 铣四个14X14平面 T06 φ8平铣刀 700 1.5 自动 12 铣键槽 T08 φ10平铣刀 700 1.5 自动 27 参考文献 1、韩鸿鸾、荣维芝 数控机床加工程序的编制 机械工业出版2002、12 2、焦小明、孙庆群 机械加工技术 机械工业出版社 2005、7 3、魏康民 机械加工技术 西安电子科技大学出版社 2007、9 4、叶凯 数控编程与操作 机械工业出版社 2009、2 5、徐洪义 数控车工{中级} 中国劳动社会保障出版社 2007、9 6、彭效润 数控铣工{高级} 劳动和社会保障部教材办公室组织编写 2008、3 7、徐圣群 简明机械加工工艺手册[M] 上海科技出版社 1990 8、赵长明、刘万菊 数控加工工艺及设备高等教育出版社 2003、10 9、王凤蕴、张超英 数控原理与典型数控系统 高等教育出版社 2003、9 10、袁哲俊、金属切削刀具.上海 上海科学技术出版社1993 11、周泽华、金属切削原理.上海 上海科学技术出版社1993 12、袁淑英、陈利平 细长轴的加工[J].通用机械 2006 13、赵华 数控加工工艺与编程 化学工业出版社 2007、7 14、刘会霞 金属工艺学 机械工业出版社 2001、6 28 后记 通过这次的设计，我学到了许多知识，有些是以前在学习当中没有学到的， 也有以前没有努力学而落下的。它让我受益菲浅。 首先，要特别感谢的是我们的周老师，因为是他教会了我们整套工艺设计的 套路，这样才能保证我们设计得以顺利进行。不光是这样，我们的周老师教学严 谨细致，一丝不苟的工作态度更是我们学习的榜样，同时也教会了我们许多做人 的道理。不管是这次的设计，还是以前的学习生活当中，老师都对我们进行了大 量的指导。由于自己的文化程度有限，不知道用多华丽的词来说出自己的感激之 情，总之就是很感谢老师的教导和帮助。 其次，也要特别的感谢在大学三年中的所有老师，是他们教育了我做人做事 的方法，还有一些帮助过我的同学和好友，在我处境最困难的时候，是他们伸出 了援助之手让我度过了难关。让我明白在今后的人生道路上都要怀着一颗感恩的 心去积极面对生活。虽然而今我已走上社会，但将会永远铭记这段在校的生活时 光，因为有了它才让我的人生变充满信心，而不觉得有所缺失。 最后我也衷心的祝福我我所用恩师以及还和所有的同学，当然也包括我自己 在内将有一段更美丽的人生。 29