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河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文
河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文
題目：減速機(jī)輸出軸的加工
班 級(jí)：
04143
姓 名：
龍小鵬
專(zhuān) 業(yè)：
數(shù)控技術(shù)及應(yīng)用
指導(dǎo)教師：
楊瑞蘭
答辯日期：
2007年6月20日
摘要
隨著機(jī)電一體化的加工技術(shù)的迅猛發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用已日趨普及，機(jī)械制造業(yè)正在越來(lái)越多地采用數(shù)控技術(shù)來(lái)改善其生產(chǎn)加工方式，社會(huì)對(duì)其相應(yīng)技術(shù)人才的需求也越來(lái)越高．為此，我國(guó)機(jī)電產(chǎn)品呈現(xiàn)機(jī)電一體化發(fā)展的趨勢(shì)，在機(jī)械設(shè)計(jì)中開(kāi)始應(yīng)用可靠性設(shè)計(jì)，優(yōu)化設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法，消化了引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)和新材料，新工藝在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的推廣采用．技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)向國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)靠攏，標(biāo)準(zhǔn)化工作也有了新的發(fā)展，因而大大提高了機(jī)械設(shè)計(jì)和產(chǎn)品水平。
數(shù)控加工的目的是讓加工精度更高，效率更高，減少人為的加工失誤．為了滿(mǎn)足和適應(yīng)這個(gè)新的形勢(shì)．因此，本人概述了軸類(lèi)典型零件的加工工藝及加工方案，通過(guò)自己所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)和實(shí)際加工經(jīng)驗(yàn)并把數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床合理的結(jié)合在一起，更好的應(yīng)用到實(shí)際當(dāng)中．
對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō)，產(chǎn)品的質(zhì)量是企業(yè)生存的基礎(chǔ)，那么產(chǎn)品工藝合理性就是根本中的根本．本人經(jīng)過(guò)工藝編制，將普通機(jī)床與數(shù)控機(jī)床合理的結(jié)合，使現(xiàn)有資源合理化，從而實(shí)現(xiàn)低成本高收益，首先進(jìn)行軸類(lèi)加工方案的確定，然后選擇滿(mǎn)足圖定尺寸要求的機(jī)床，從而確定加工工藝。
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要的內(nèi)容是軸類(lèi)零件的數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)．采用普通機(jī)械加工和數(shù)控加工相結(jié)合的方式，設(shè)計(jì)編制軸類(lèi)零件的普通加工工藝規(guī)程和數(shù)控加工工藝規(guī)程，并編制精加工的數(shù)控加工程序。這次對(duì)于減速機(jī)輸出軸的加工采用數(shù)控車(chē)床C616A進(jìn)行加工，采用線切割技術(shù)把毛坯切好進(jìn)行熱處理，再用車(chē)床進(jìn)行粗加工，先把軸的端面車(chē)好，留下一定的余量，對(duì)加速軸的兩外端進(jìn)行倒角。接著對(duì)鍵槽用銑刀進(jìn)行半精加工，最后用C616A數(shù)控車(chē)床進(jìn)行精加工磨砂保證亮端面的平行度偏差不超過(guò)0.1，外圓的尺寸保證在φ68。讓各部位尺寸都達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。
關(guān)鍵詞： 機(jī)械加工 數(shù)控加工 加工工藝
目 錄
摘要…………………………………………………………………………………..2
1 緒論……………………………………………………………………………….4
2 數(shù)控加工工藝與分析…………………………………………………………….5
3 刀具的選擇………………………………………………………………………12
4 軸類(lèi)零件加工…………………………………………………………………….13
5 軸類(lèi)零件的毛坯，材料及熱處理………………………………………………15
6 軸的加工工藝…………………………………………………………………….17
7 切削用量選擇………………………………………………………………….…19
8 軸的實(shí)例加工…………………………………………………………………….21
9 展望……………………………………………………………………………….24
結(jié)束語(yǔ)……………………………………………………………………………….25
參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………….26
1緒論
1.1數(shù)控起源與發(fā)展
1946年誕生了世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)，這表明人類(lèi)創(chuàng)造了可增強(qiáng)和部分代替腦力勞動(dòng)的工具。它與人類(lèi)在農(nóng)業(yè)、工業(yè)社會(huì)中創(chuàng)造的那些只是增強(qiáng)體力勞動(dòng)的工具相比，起了質(zhì)的飛躍，為人類(lèi)進(jìn)入信息社會(huì)奠定了基礎(chǔ)。
6年后，即在1952年，計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到了機(jī)床上，在美國(guó)誕生了第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床。從此，傳統(tǒng)機(jī)床產(chǎn)生了質(zhì)的變化。近半個(gè)世紀(jì)以來(lái)，數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)歷了兩個(gè)階段和六代的發(fā)展。
1.1.1數(shù)控（NC）階段（1952～1970年）
早期計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度低，對(duì)當(dāng)時(shí)的科學(xué)計(jì)算和數(shù)據(jù)處理影響還不大，但不能適應(yīng)機(jī)床實(shí)時(shí)控制的要求。人們不得不采用數(shù)字邏輯電路"搭"成一臺(tái)機(jī)床專(zhuān)用計(jì)算機(jī)作為數(shù)控系統(tǒng)，被稱(chēng)為硬件連接數(shù)控（HARD-WIRED NC），簡(jiǎn)稱(chēng)為數(shù)控（NC）。隨著元器件的發(fā)展，這個(gè)階段歷經(jīng)了三代，即1952年的第一代--電子管；1959年的第二代--晶體管；1965年的第三代--小規(guī)模集成電路。
1.1.2計(jì)算機(jī)數(shù)控（CNC）階段（1970年～現(xiàn)在）
到1970年，通用小型計(jì)算機(jī)業(yè)已出現(xiàn)并成批生產(chǎn)。于是將它移植過(guò)來(lái)作為數(shù)控系統(tǒng)的核心部件，從此進(jìn)入了計(jì)算機(jī)數(shù)控（CNC）階段（把計(jì)算機(jī)前面應(yīng)有的"通用"兩個(gè)字省略了）。到1971年，美國(guó)INTEL公司在世界上第一次將計(jì)算機(jī)的兩個(gè)最核心的部件--運(yùn)算器和控制器，采用大規(guī)模集成電路技術(shù)集成在一塊芯片上，稱(chēng)之為微處理器（MICROPROCESSOR），又可稱(chēng)為中央處理單元（簡(jiǎn)稱(chēng)CPU）。
到1974年微處理器被應(yīng)用于數(shù)控系統(tǒng)。這是因?yàn)樾⌒陀?jì)算機(jī)功能太強(qiáng)，控制一臺(tái)機(jī)床能力有富裕（故當(dāng)時(shí)曾用于控制多臺(tái)機(jī)床，稱(chēng)之為群控），不如采用微處理器經(jīng)濟(jì)合理。而且當(dāng)時(shí)的小型機(jī)可靠性也不理想。早期的微處理器速度和功能雖還不夠高，但可以通過(guò)多處理器結(jié)構(gòu)來(lái)解決。由于微處理器是通用計(jì)算機(jī)的核心部件，故仍稱(chēng)為計(jì)算機(jī)數(shù)控。
到了1990年，PC機(jī)（個(gè)人計(jì)算機(jī)，國(guó)內(nèi)習(xí)慣稱(chēng)微機(jī)）的性能已發(fā)展到很高的階段，可以滿(mǎn)足作為數(shù)控系統(tǒng)核心部件的要求。數(shù)控系統(tǒng)從此進(jìn)入了基于PC的階段。
總之，計(jì)算機(jī)數(shù)控階段也經(jīng)歷了三代。即1970年的第四代--小型計(jì)算機(jī)；1974年的第五代--微處理器和1990年的第六代--基于PC（國(guó)外稱(chēng)為PC-BASED）。
還要指出的是，雖然國(guó)外早已改稱(chēng)為計(jì)算機(jī)數(shù)控（即CNC）了，而我國(guó)仍習(xí)慣稱(chēng)數(shù)控（NC）。所以我們?nèi)粘Ｖv的"數(shù)控"，實(shí)質(zhì)上已是指"計(jì)算機(jī)數(shù)控"了。
1.2 國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床量的現(xiàn)狀
近年來(lái)我國(guó)企業(yè)的數(shù)控機(jī)床占有率逐年上升，在大中企業(yè)已有較多的使用，在中小企業(yè)甚至個(gè)體企業(yè)中也普遍開(kāi)始使用。在這些數(shù)控機(jī)床中，除少量機(jī)床以FMS模式集成使用外，大都處于單機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，并且相當(dāng)部分處于使用效率不高，管理方式落后的狀態(tài)。
2001年，我國(guó)機(jī)床工業(yè)產(chǎn)值已進(jìn)入世界第5名，機(jī)床消費(fèi)額在世界排名上升到第3位，達(dá)47.39億美元，僅次于美國(guó)的53.67億美元，消費(fèi)額比上一年增長(zhǎng)25%。但由于國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床不能滿(mǎn)足市場(chǎng)的需求，使我國(guó)機(jī)床的進(jìn)口額呈逐年上升態(tài)勢(shì)，2001年進(jìn)口機(jī)床躍升至世界第2位，達(dá)24.06億美元，比上年增長(zhǎng)27.3%?！∧壳?，中國(guó)機(jī)床工業(yè)廠多人眾。2000年，金切機(jī)床制造廠約358家(20.6萬(wàn)人)，成形機(jī)床制造廠191家(約6.5萬(wàn)人)，共計(jì)549家(27.1萬(wàn)人)。其中生產(chǎn)數(shù)控金切機(jī)床的約150家，生產(chǎn)數(shù)控成形機(jī)床的約30家，共計(jì)約180家，占廠家總數(shù)的1/3。2001年金切機(jī)床產(chǎn)量19.2萬(wàn)臺(tái)內(nèi)數(shù)控金切機(jī)床1.752萬(wàn)臺(tái)，約占9%。
2數(shù)控加工工藝與分析
所謂數(shù)控加工工藝，就是采用數(shù)控機(jī)床加工零件的一種方法。在數(shù)控機(jī)床上加工零件，首先要考慮的是工藝問(wèn)題。數(shù)控機(jī)床加工工藝與普通機(jī)床加工工藝大體相同，只是數(shù)控機(jī)床加工的零件通常相對(duì)于普通機(jī)床加工的零件要復(fù)雜的多，而且數(shù)控機(jī)床具備一些普通機(jī)床所不可能實(shí)現(xiàn)的功能。為了充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的
優(yōu)勢(shì)，必須熟悉其性能，掌握其特點(diǎn)及使用方法，并在編程前正確的制定加工工藝方案，進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)并優(yōu)化后再進(jìn)行編程。
2.1 數(shù)控加工工藝主要包括以下內(nèi)容：
1） 選擇并確定數(shù)控加工的零件和內(nèi)容
2） 零件圖紙的數(shù)控加工工藝分析
3） 數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)
4） 零件圖形的數(shù)學(xué)處理
5） 數(shù)控程序編制
6） 程序的輸入校驗(yàn)與修改
7） 首件加工及現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題的處理
8） 數(shù)控加工專(zhuān)用技術(shù)文件的定型與歸檔
2.2 數(shù)控加工的工藝特點(diǎn)
數(shù)控加工與傳統(tǒng)加工在許多方面遵循的原則基本上是一致的。但數(shù)控加工自動(dòng)化程度高、控制功能強(qiáng)、設(shè)備費(fèi)用高，因此也就相應(yīng)形成了數(shù)控加工工藝的自身特點(diǎn)：
2.2.1 數(shù)控加工的工藝內(nèi)容十分具體
在傳統(tǒng)通用機(jī)床上進(jìn)行單件小批加工時(shí)，一些具體的工藝問(wèn)題，如工序中各工步的劃分安排，刀具的形狀、材料、走刀路線，切削用量等很大程度上都是由操作工人根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)習(xí)慣自行考慮確定的，一般無(wú)需工藝人員在設(shè)計(jì)工藝規(guī)程時(shí)進(jìn)行過(guò)多的規(guī)定。而在數(shù)控加工時(shí)，上述這些具體的工藝問(wèn)題，不僅成為數(shù)控工藝設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮的內(nèi)容，而且還必須作出正確的選擇并編入加工程序中。也就是說(shuō)，在傳統(tǒng)加工中由操作工人在加工中靈活掌握，并可適時(shí)地調(diào)整許多具
體工藝問(wèn)題和細(xì)節(jié)，在數(shù)控加工時(shí)就轉(zhuǎn)變成編程人員必須事先設(shè)計(jì)和安排的內(nèi)容。
2.2.2 數(shù)控加工的工藝工作十分嚴(yán)密
在傳統(tǒng)通用機(jī)床加工時(shí)，操作者可根據(jù)加工中出現(xiàn)的問(wèn)題，適時(shí)靈活地進(jìn)行人為調(diào)整，以適應(yīng)實(shí)際加工情況。數(shù)控加工是按事先編制好的程序自動(dòng)進(jìn)行的，在不具備完善的診斷與自適應(yīng)功能等的情況下，一旦出現(xiàn)故障或事故將可能導(dǎo)致其進(jìn)一步擴(kuò)大化。因此，自動(dòng)化加工必須周密考慮每個(gè)細(xì)微環(huán)節(jié)，避免故障或事故的產(chǎn)生。例如鉆小孔或小孔攻絲等容易出現(xiàn)斷鉆或斷絲錐情況，工藝上應(yīng)采取嚴(yán)密周到的措施，盡可能避免出現(xiàn)差錯(cuò)。又如零件圖形數(shù)學(xué)處理的結(jié)果將用于編程，其正確性將直接影響最終的加工結(jié)果。
2.2.3 工序相對(duì)集中數(shù)控機(jī)床通常載有刀庫(kù)（加工中心）或動(dòng)力刀架（車(chē)削中心）等，并具有立臥主軸或主軸能實(shí)現(xiàn)立臥轉(zhuǎn)換，可以完成自動(dòng)換刀從而實(shí)現(xiàn)工序復(fù)合，即在一臺(tái)機(jī)床上可完成不同加工面的銑、擴(kuò)、鉸、鏜、攻絲等，實(shí)現(xiàn)工序的高度集中。
2.3 數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容
數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)是對(duì)工件進(jìn)行的數(shù)控加工前期工藝準(zhǔn)備工作，必須在程序編制以前完成。只有在工藝方案確定后，編程才有依據(jù)。實(shí)踐證明，工藝設(shè)計(jì)考慮不周是造成數(shù)控加工出錯(cuò)的主要原因之一。因?yàn)楣に囋O(shè)計(jì)的差錯(cuò)，往往造成后續(xù)工作的困難，有時(shí)甚至要推倒重來(lái)。因此，編程前，一定要把工藝設(shè)計(jì)工作做的盡可能細(xì)致，周到。
數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)主要包括下列工作內(nèi)容：
1） 根據(jù)數(shù)控加工適應(yīng)性，選擇并確定零件的數(shù)控加工內(nèi)容
2） 對(duì)零件進(jìn)行數(shù)控加工的工藝性分析
3） 數(shù)控加工工藝路線設(shè)計(jì)擬訂
4） 數(shù)控加工工序設(shè)計(jì)
5） 數(shù)控加工專(zhuān)用技術(shù)文件的編寫(xiě)
2.4 數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)
數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)原則與內(nèi)容在許多方面與相應(yīng)的普通加工工藝相同。只是由于數(shù)控加工的一些特點(diǎn)，帶來(lái)了一些新的不同內(nèi)容。下面對(duì)這些不同點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)
要介紹。
2.4.1 學(xué)則并確定零件數(shù)控加工的內(nèi)容
數(shù)控機(jī)床有其一系列的優(yōu)點(diǎn)，但價(jià)格昂貴，加上消耗大，維護(hù)費(fèi)用高，導(dǎo)致加工成本的增加。因此從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)等角度出發(fā)，對(duì)于某個(gè)零件來(lái)說(shuō)，并非全部加工工藝過(guò)程到適合在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行，而往往只選擇其中一部分內(nèi)容采用數(shù)控加工。因此，必須對(duì)零件圖紙進(jìn)行詳細(xì)的工藝分析，選擇那些適合而需要進(jìn)行數(shù)控加工的內(nèi)容和工序進(jìn)行數(shù)控加工。工作中應(yīng)注意結(jié)合本單位實(shí)際和社會(huì)協(xié)作情況，立足與解決難題，攻克關(guān)鍵和提高生產(chǎn)率，充分發(fā)揮數(shù)控加工的優(yōu)勢(shì)。一般按以下原則順序考慮選擇。
?、?普通機(jī)床無(wú)法加工的內(nèi)容優(yōu)先
?、?普通機(jī)床加工困難，質(zhì)量難以保證的內(nèi)容作為重點(diǎn)
?、?普通機(jī)床加工效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大的內(nèi)容作為平衡
上述這些加工內(nèi)容采用數(shù)控加工后，在產(chǎn)品質(zhì)量，生產(chǎn)率及綜合經(jīng)濟(jì)效益等方面一般都會(huì)得到明顯提高。
相比之下，下列一些加工內(nèi)容則不宜采用數(shù)控加工
① 需要通過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間占機(jī)調(diào)整的加工內(nèi)容，如一毛坯采用劃線定位裝夾來(lái)加工的工序
?、?必須按專(zhuān)用工裝協(xié)調(diào)的孔及其他加工內(nèi)容
③ 不能在一次安裝中加工完成的其他部位
此外在選擇正確加工內(nèi)容時(shí)，還要選擇生產(chǎn)批量，生產(chǎn)周期，工序間周轉(zhuǎn)情況等。盡量做到合理，以充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的優(yōu)勢(shì)，達(dá)到多，快，好，省的目的。
2.4.2 選擇數(shù)控加工方法
?、?旋轉(zhuǎn)體類(lèi)零件的加工。這類(lèi)零件采用數(shù)控車(chē)床或數(shù)控磨床進(jìn)行加工。通常車(chē)削零件毛坯多為棒料或鍛坯，加工余量較大且不均勻，編程時(shí)，粗的加工路線往往是考慮的主要問(wèn)題。
?、诳紫盗慵庸ぁ？紫盗慵话悴捎勉@、鏜、鉸等工藝，其尺寸精度主要由刀具保證，而位置精度主要由機(jī)床或夾具導(dǎo)向保證。數(shù)控機(jī)床一般不采用夾具導(dǎo)向進(jìn)行孔系加工，而是直接依靠數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)控制功能滿(mǎn)足孔間的位置精度要
求。這類(lèi)零件通常采用數(shù)控鉆、鏜、銑類(lèi)機(jī)床或加工中心進(jìn)行加工。從功能上講，數(shù)控銑床或加工中心覆蓋了數(shù)控鉆、鏜床，而用于機(jī)械行業(yè)的純金屬切削類(lèi)數(shù)控鉆床作為商業(yè)化產(chǎn)品幾乎沒(méi)有生存空間。目前，對(duì)于一般單工序的簡(jiǎn)單孔系加工，通常采用數(shù)控銑或數(shù)控鏜床進(jìn)行加工；而對(duì)于復(fù)合工序的復(fù)雜孔系加工，一般采用加工中心在一次裝夾下，通過(guò)自動(dòng)換刀依次進(jìn)行加工。
③平面或曲面輪廓零件的加工。這類(lèi)零件需要兩坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)或三坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)插補(bǔ)才能進(jìn)行加工，通常在數(shù)控銑床或加工中心上進(jìn)行?，F(xiàn)代數(shù)控銑床類(lèi)系統(tǒng)一般都具備三軸插補(bǔ)功能。對(duì)于復(fù)雜曲面的加工往往還要增加控制軸才能進(jìn)行加工。
?、芮嫘颓涣慵募庸?。對(duì)于一些模具型腔類(lèi)零件，其表面復(fù)雜且不規(guī)則，表面質(zhì)量及尺寸精度要求較高。當(dāng)零件材料硬度不高時(shí)，通常采用數(shù)控銑床進(jìn)行加工。當(dāng)零件材料硬度很高時(shí)，在淬火前進(jìn)行粗銑，留一定余量在淬火后以電火花成型機(jī)加工。隨著數(shù)控機(jī)床技術(shù)的發(fā)展，高速銑削技術(shù)的推廣，高硬度模具的加工已經(jīng)逐步由高速銑削加工來(lái)實(shí)現(xiàn)，即在淬火前進(jìn)行粗銑，淬火后進(jìn)行高速精銑，從而不僅使得模具加工精度高，效率高，周期短，而且模具壽命有較大的提高。
2.5 數(shù)控加工工藝分析
數(shù)控加工工藝性分析設(shè)計(jì)面很廣，再此僅從數(shù)控加工的可能性和方便性?xún)煞矫孢M(jìn)行考慮。
2.5.1 零件尺寸標(biāo)注是否合編程方便原則
?、?零件圖尺寸標(biāo)注應(yīng)適應(yīng)數(shù)控加工的特點(diǎn)
在數(shù)控加工的零件圖上，最好以同一基準(zhǔn)引注尺寸或直接給出坐標(biāo)尺寸。這種方法既便于編程，也便于尺寸間的相互協(xié)調(diào)，在保持設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，工藝基準(zhǔn)，測(cè)量基準(zhǔn)與編程原點(diǎn)設(shè)置一致性方面帶來(lái)很大的方便。由于零件設(shè)計(jì)人員在標(biāo)注尺寸時(shí)，一般較多從零件的功能作用及裝配關(guān)系方面考慮，實(shí)際圖紙上往往會(huì)出現(xiàn)局部分散的尺寸標(biāo)注形式，這就會(huì)給數(shù)控編程加工帶來(lái)許多不便。通常將局部分散的標(biāo)注尺寸換算成同一基準(zhǔn)集中引注尺寸或直接給出坐標(biāo)尺寸的標(biāo)注方法。
?、?構(gòu)成輪廓的幾何元素的條件應(yīng)充分而不矛盾。
在手工編程中，要計(jì)算每個(gè)節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)；在自動(dòng)編程中，要對(duì)構(gòu)成零件輪廓的所有幾何元素進(jìn)行定義。因此，在編程時(shí)必須充分掌握零件輪廓的幾何要素間
的相互關(guān)系，分析所給條件是否充分。如圓弧與直線、圓弧與圓弧間的連接是否相切必須明確而不能含糊或自相矛盾等。由于設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過(guò)程中考慮不周等原因，難免會(huì)出現(xiàn)參數(shù)不全或不明及自相矛盾的情況。此時(shí)應(yīng)與設(shè)計(jì)人員溝通協(xié)商解決。
2.5.2 零件各加工部位的結(jié)構(gòu)工藝性是否符合數(shù)控加工的特點(diǎn)
?、?零件的內(nèi)腔與外形在滿(mǎn)足使用要求的前提下，最好采用統(tǒng)一的幾何類(lèi)型和尺寸，從而可以減少刀具規(guī)格和換刀次數(shù)、簡(jiǎn)化編程、提高加工效率。
?、?內(nèi)槽圓角的大小決定了加工刀具的最大直徑，因而內(nèi)槽圓角半徑不能過(guò)小。
③ 零件底平面銑削時(shí)，槽底圓角半徑不應(yīng)過(guò)大。因?yàn)椴鄣讏A角半徑不應(yīng)過(guò)大，將致使銑刀圓角過(guò)大，而銑刀端刃銑削平面的寬度就越小，加工表面的能力就越差，工藝性越差。
?、?采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。在加工中，若沒(méi)有統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)，無(wú)法保證加工后各表面相對(duì)位置的準(zhǔn)確性。工件重新安裝時(shí)，會(huì)因基準(zhǔn)不重合而導(dǎo)致加工后不同表面上輪廓位置及尺寸的不協(xié)調(diào)。通常要求零件上最好有合適的孔作為定位基準(zhǔn)。若沒(méi)有設(shè)置工藝孔。如選擇零件上的某次要孔作為工藝孔，將其加工精度提高后作為定位孔。必要時(shí)，可在零件上增加工藝凸耳，并在其上作出工藝孔作為后續(xù)加工的定位基準(zhǔn)，加工完成后視實(shí)際情況考慮是否將其切除。
此外，通常還要分析零件所要求的加工精度，包括尺寸公差、形位公差、表面粗糙度等是否合適并能否得到保證，有無(wú)引起矛盾的多余尺寸或影響工序安排的封閉尺寸等。
2.6數(shù)控加工工藝路線設(shè)計(jì)
2.6.1 工序的劃分
數(shù)控機(jī)床加工零件，工序一般相對(duì)比較集中，在一次裝夾中盡可能完成大部分或全部工序。首先應(yīng)根據(jù)零件圖樣，考慮被加工零件是否可以在一臺(tái)數(shù)控機(jī)床上完成整個(gè)零件的加工工作，若不能則應(yīng)決定其中哪一部分在數(shù)控機(jī)床上加工，哪一部分在其他機(jī)床上加工，即對(duì)零件的加工工序進(jìn)行劃分。一般工序劃分有以下幾種方式。
?、?按零件裝夾定位方式劃分工序。由于每個(gè)零件結(jié)構(gòu)形狀不同，各表面的技
術(shù)要求也有所不同，故加工時(shí)其定位方式則各有差異。一般加工外形時(shí)，以?xún)?nèi)形定位，加工內(nèi)形時(shí)又以外形定位，因而可根據(jù)定位方式的不同來(lái)劃分工序。
?、?按粗、精加工劃分工序。根據(jù)零件的加工精度、剛度和變形等因素來(lái)劃分工序時(shí)，可按粗、精加工分開(kāi)的原則來(lái)劃分工序，即先粗后精。此時(shí)，可用不同的機(jī)床或不同的刀具進(jìn)行加工。對(duì)于剛性差的工件，便于穿插時(shí)效、校正工序或調(diào)整加緊力。通常在一次裝夾中，不允許將零件某一部分表面加工完畢后再加工零件的其他表面，而是應(yīng)先切除整個(gè)零件各加工面的大部分余量。再將其表面精加工一遍，以保證加工精度和表面粗糙度要求。
?、?按所用刀具劃分工序。為了減少換刀次數(shù)、壓縮空程時(shí)間、減少不必要的定位誤差，可按刀具集中工序的方法加工零件，即在一次裝夾中，盡可能用同一把刀具加工出可能加工的所有部位，然后再換另一把刀加工其他部位。在專(zhuān)用數(shù)控機(jī)床和加工中心中常采用這種方法。
2.6.2 工步的劃分
工步的劃分主要從加工精度和效率兩方面考慮。在一個(gè)工序內(nèi)往往需要采用不同的刀具和切削用量，對(duì)不同的表面進(jìn)行加工。為了便于分析和描述較復(fù)雜的工序，在工序內(nèi)又細(xì)分為工步。下面以加工中心為例來(lái)說(shuō)明工步劃分的原則。
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開(kāi)進(jìn)行。
?、?對(duì)于既有銑面又有鏜孔的零件可先銑面后鏜孔。按此方法劃分工步，可以提高孔的加工精度。因?yàn)殂娤鲿r(shí)切削力較大，工件易發(fā)生變形。先銑面后鏜孔，使其有一段時(shí)間恢復(fù)，可減少有變形引起的對(duì)孔的精度的影響，并避免孔口產(chǎn)生毛刺。
?、?按刀具劃分工步。某些機(jī)床工作臺(tái)回轉(zhuǎn)時(shí)間比換刀時(shí)間短，可采用按刀具劃分工步，以減少換刀次數(shù)，提高加工效率。
總之，工序與工步的劃分要根據(jù)具體零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求等情況綜合考慮。
2.6.3 加工順序的安排
加工順序的安排應(yīng)根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)和毛坯狀況，以及定位安裝與夾緊的需要
來(lái)考慮，重點(diǎn)是保證定位夾緊時(shí)工件的剛性和有利于保證加工精度。加工順序安排一般應(yīng)按下致電原則進(jìn)行。
?、?上道工序的加工不能影響下道工序的定位與夾緊。
② 先進(jìn)行外型加工工序，后進(jìn)行內(nèi)型加工工序。
③ 以相同定位、夾緊方式或同一把刀具加工的工序，最好連續(xù)進(jìn)行，以減少重復(fù)定位次數(shù)（有色金屬零件尤其重要），換刀次數(shù)與挪動(dòng)壓緊元件次數(shù)。
?、?在同一次安裝中進(jìn)行的多道工序，應(yīng)先安排對(duì)工件剛性破壞較小的工序。
2.6.4 數(shù)控加工工序與普通工序的銜接
數(shù)控加工的工藝路線設(shè)計(jì)常常僅是幾道數(shù)控加工工藝過(guò)程，而不是反映毛坯到成品的整個(gè)工藝過(guò)程。由于數(shù)控加工工序常常穿插于零件加工的整個(gè)工藝過(guò)程中間，在工藝路線設(shè)計(jì)中應(yīng)使之與整個(gè)工藝過(guò)程協(xié)調(diào)，因此必須建立相互狀態(tài)要求，如留多少加工余量、定位面與定位孔的精度要求及形位公差、對(duì)校形工序的技術(shù)要求、對(duì)毛坯的熱處理狀態(tài)要求等。目的是達(dá)到相互能滿(mǎn)足加工需要，且質(zhì)量目標(biāo)及技術(shù)要求明確，交接驗(yàn)收有依據(jù)。
數(shù)控加工工藝路線設(shè)計(jì)是下一步工序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，其設(shè)計(jì)的質(zhì)量會(huì)直接影響零件的加工質(zhì)量與生產(chǎn)效率。設(shè)計(jì)工藝路線時(shí)應(yīng)對(duì)零件圖、毛坯圖認(rèn)真消化，結(jié)合數(shù)控加工的特點(diǎn)靈活運(yùn)用普通加工工藝的一般原則，盡量把數(shù)控加工工藝路線設(shè)計(jì)行更合理一些。
3刀具的選擇
刀具壽命與切削用量有密切關(guān)系．在制定切削用量時(shí)，應(yīng)首先選擇合理的刀具壽命，而合理的刀具壽命則應(yīng)根據(jù)優(yōu)化的目標(biāo)而定．一般分最高生產(chǎn)率刀具壽命和最低成本刀具壽命兩種，前者根據(jù)單件工時(shí)最少的目標(biāo)確定，后者根據(jù)工序成本最低的目標(biāo)確定．
3.1 據(jù)刀具復(fù)雜程度，制造和磨刀成本來(lái)選擇。
復(fù)雜和精度高的刀具壽命應(yīng)選得比單刃刀具高些．對(duì)于機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具，由于換刀時(shí)間短，為了充分發(fā)揮其切削性能，提高生產(chǎn)效率，刀具壽命可選得低些，一般取１５～３０分鐘；
對(duì)于裝刀，換刀和調(diào)刀比較復(fù)雜的多元機(jī)床，組合機(jī)床與自動(dòng)化加工刀具，
刀具壽命應(yīng)選得高些，尤應(yīng)保證刀具可靠性；車(chē)間內(nèi)某一工序的生產(chǎn)率限制了整個(gè)車(chē)間車(chē)間的生產(chǎn)率的提高時(shí)，該工序的刀具壽命要選得低些；當(dāng)某工序單位時(shí)間內(nèi)所分擔(dān)到的全廠開(kāi)支較大時(shí)，刀具壽命也應(yīng)選得低些；大件精加工時(shí)，為保證至少完成一次走刀，避免切削時(shí)中途換刀，刀具壽命應(yīng)按零件精度和表面粗糙度來(lái)確定；與普通機(jī)床加工方法相比，數(shù)控加工對(duì)刀具提出了更高的要求，不僅需要?jiǎng)傂院?，精度高，而且要求尺寸穩(wěn)定，耐用度高，段屑和排屑性能好，同時(shí)要求安裝調(diào)整方便，這樣來(lái)滿(mǎn)足數(shù)空機(jī)床高效率的要求。數(shù)控機(jī)床上所選用的刀具常采用適應(yīng)高速切削的刀具材料，并使用可轉(zhuǎn)位刀片。
3.2 根據(jù)數(shù)控車(chē)削車(chē)刀的不同類(lèi)型來(lái)選擇。
數(shù)控車(chē)削車(chē)刀常用的一般分為成型車(chē)刀，尖型車(chē)刀，圓弧形車(chē)刀三類(lèi)．成型車(chē)刀也稱(chēng)樣板車(chē)刀，其加工零件的輪廓形狀完全由車(chē)刀刀刃的形狀和尺寸決定．?dāng)?shù)控車(chē)削加工中，常見(jiàn)的成型車(chē)刀有小半徑圓弧車(chē)刀，非矩形車(chē)槽刀和螺紋刀等．在數(shù)控加工中，應(yīng)盡量少用或不用成型車(chē)刀；尖形車(chē)刀是以直線形切削刃為特征的車(chē)刀．這類(lèi)車(chē)刀的刀尖由直線形的主副切削刃構(gòu)成，如９０度內(nèi)外圓車(chē)刀，左右端面車(chē)刀，切槽（切斷）車(chē)刀及刀尖倒棱很小的各種外圓和內(nèi)孔車(chē)刀．尖形車(chē)刀幾何參數(shù)（主要是幾何角度）的選擇方法與普通車(chē)削時(shí)基本相同，但應(yīng)結(jié)合數(shù)控加工的特點(diǎn)（如加工路線，加工干涉等）進(jìn)行全面考慮，并應(yīng)兼顧刀尖本身的強(qiáng)度；三是圓弧形車(chē)刀是以一圓度或線輪廓度誤差很小的圓弧形切削刃為特征的車(chē)刀．該車(chē)刀圓弧刃每一點(diǎn)都是圓弧形車(chē)刀的刀尖，因此，刀尖點(diǎn)不在圓弧上，而在該圓弧的圓心上．圓弧形車(chē)刀可以用于車(chē)削內(nèi)外表面，特別適合于車(chē)削各種光滑連接的成型面．選擇車(chē)刀圓弧半徑時(shí)應(yīng)考慮兩點(diǎn)車(chē)刀切削刃的圓弧半徑應(yīng)小于或等于零件凹形輪廓上的最小曲率半徑，以免發(fā)生加工干涉，該半徑不宜選擇太小，否則不但制造困難，還會(huì)因刀尖強(qiáng)度太弱或刀體散熱能力差而導(dǎo)致車(chē)刀損壞．
根據(jù)我本人這次加工的零件我選用的刀具有以下幾種：45°端面車(chē)刀90°外圓車(chē)刀，φ10銑刀，φ8銑刀，切斷刀。
3.3銑床 用臺(tái)虎鉗裝夾工件
先劃出鍵槽的具體位置，再分別用Φ75和Φ75的槽刀銑出兩槽，鍵槽的深度比實(shí)際的尺寸深0.2mm左右，待磨削加工。
4軸類(lèi)零件加工
4.1 實(shí)踐目的與要求
掌握軸類(lèi)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，掌握軸類(lèi)零件機(jī)械加工工藝規(guī)程制訂中應(yīng)遵循的原則，對(duì)軸類(lèi)零件機(jī)械加工過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題應(yīng)能正確的進(jìn)行分析并找到解決措施。了解軸類(lèi)零件切削加工刀具的選用原則。
4.2課程內(nèi)容
4.2.1概述
1）主軸的功用與分類(lèi)
2）主軸主要技術(shù)條件分析
3）主軸的毛坯、材料及熱處理
4.2.2主軸機(jī)械加工工藝路線的擬定
1）主軸機(jī)械加工工藝路線的分析
2）主軸機(jī)械加工工藝過(guò)程
4.2.3主軸機(jī)械加工中主要工藝問(wèn)題的分析
1）中心孔質(zhì)量對(duì)加工精度的影響
2）主軸深孔的加工
3）主軸錐孔的加工
4）主軸外圓的磨削加工質(zhì)量分析
4.2.4主軸的測(cè)量
1）軸、孔尺寸測(cè)量
2）表面粗糙度測(cè)量
3）形位誤差測(cè)量
4）花鍵檢測(cè)
4.2.5機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具
1）可轉(zhuǎn)位刀片
2）機(jī)夾可轉(zhuǎn)位車(chē)刀的結(jié)構(gòu)
3）可轉(zhuǎn)位端銑刀
普通車(chē)床主軸零件圖，它的主要技術(shù)要求如下表：
車(chē)床主軸的技術(shù)要求
加工表面
精度要求（mm） （允許值）
粗糙度值
硬度HRC
支承軸頸
尺寸精度 (TI5)
圓度和素線平行度（0.005-0.008）
同軸度 （0.005-0.01）
0.32-0.63
40-50
莫氏錐度
對(duì)支承軸頸的頸項(xiàng)跳動(dòng)
近軸端處 （<0.007）
離端面300m處 （0.015）
接觸精度 （不小于70﹪）
0.63-1.25
40-50
前端大外圓
尺寸精度 （TI6）
對(duì)支承軸頸的頸項(xiàng)跳動(dòng) （0.005）
0.63-1.25
45以上
前端面
對(duì)支承軸頸的頸項(xiàng)跳動(dòng) （0.01）
0.63-1.25
45以上
齒輪安裝面及1：12錐面
尺寸精度 （TI6）
圓度 （0.005）
對(duì)支承軸頸的頸項(xiàng)跳動(dòng) （0.005）
0.32-0.63
軸向定位支承面
對(duì)支承軸頸的頸項(xiàng)跳動(dòng) （0.01）
0.63-1.25
45以上
螺紋
螺紋精度 （2級(jí)）
對(duì)支承軸頸的頸項(xiàng)跳動(dòng)
（0.025-0.05）
鍵槽
對(duì)軸線的對(duì)稱(chēng)度 （0.02）
2.5-5
5軸類(lèi)零件的毛坯，材料及熱處理
5.1 軸類(lèi)零件的毛坯
軸類(lèi)零件可根據(jù)使用要求、生產(chǎn)類(lèi)型、設(shè)備條件及其結(jié)構(gòu)，選用棒料，鑄件或鍛件等毛坯形式．對(duì)于外圓直徑相差不大的軸，一般以棒料為主；而對(duì)外圓直徑相差大的階梯軸或重要的軸，常選用鍛件，這樣即節(jié)約材料又減少機(jī)械加工的工作量，還可改善機(jī)械性能；對(duì)于某些大型的、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的軸（如曲軸）才采用鑄件。
經(jīng)過(guò)鍛造的毛坯，內(nèi)部纖維組織分布均勻，抗拉、抗彎及扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度較高，通常主軸均使用這種毛坯。常用毛坯的鍛造方式有自由鍛和模鍛兩種，生產(chǎn)規(guī)模不同所選用的鍛造方式也不同。單件及中小批生產(chǎn)多用自由鍛造方式，著是因?yàn)樽杂慑懺煸O(shè)備簡(jiǎn)單、易投產(chǎn)、但所鍛毛坯精度較差，因?yàn)槟ｅ懙拿骶容^高，加工余量小，生產(chǎn)效率高。而且可以鍛造形狀較復(fù)雜的毛坯，但是模鍛需要昂貴的設(shè)備和專(zhuān)用鍛模。
5.2 軸類(lèi)零件的材料及熱處理
軸類(lèi)零件應(yīng)根據(jù)不同的工作條件和使用要求選用不同的材料和不同的熱處理規(guī)范（如調(diào)質(zhì)、正火、退火等），以獲得一定的強(qiáng)度、韌性和耐磨性。
４５鋼是軸類(lèi)零件的常用材料，它價(jià)格較便宜，經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)（正火）后，可的到較好的切削性能，而且能獲得較高的強(qiáng)度和韌性等綜合機(jī)械性能，局部退火后再回火，表面退火可達(dá)ＨＲＣ４５～５２。
４０Ｃr等合金結(jié)構(gòu)鋼適用于中等精度而轉(zhuǎn)速較高淬火再回火，表面硬度可達(dá)ＨＲＣ５０～５８，并具有較高的耐疲勞性能和較好耐磨性能，可制造較高精度的軸。
軸承剛GCr15彈簧鋼65Mn，經(jīng)調(diào)質(zhì)和表面高頻淬火后再回火，表面硬度可達(dá)到HRC50~58，并具有較高的耐疲勞性能和較好的耐磨性能，可制造較高精度的軸。
20等低碳合金鋼含鉻、錳、鈦和硼等元素，經(jīng)正火和滲碳淬火處理可獲得很高的表面硬度、較軟的芯部，因此耐沖擊韌性好，可用來(lái)制造在高速、重載荷等條件下工作的軸類(lèi)零件。其主要缺點(diǎn)是熱處理變形較大。中碳合金氮化鋼 38CrMoALA,由于氮化溫度比一般淬火溫度低，經(jīng)調(diào)質(zhì)和表面氮化后，變形很小，且硬度也很高，具有良好的耐磨性和耐疲勞性。
機(jī)床主軸是機(jī)床的重要零件，除要求有足夠的強(qiáng)度、較大的剛性外，它發(fā)端部、錐部、軸頸（及花鍵）部分還必須有較高的硬度及一定的沖擊韌性和耐磨性。主軸材料的選擇及所需熱處理方法可參看下表：
主軸材料及熱處理
主軸類(lèi)別
工作情況
材料
預(yù)備熱處理
最后熱處理
表面硬度HRC
車(chē)床、銑床
主軸外圓磨車(chē)
砂輪軸
銑床專(zhuān)用車(chē)床
主軸
齒輪磨床主軸
鏜床和精密床主軸
中等轉(zhuǎn)速及載荷
高 轉(zhuǎn) 速
較高精度
高精度、高速或重
載荷對(duì)變形有嚴(yán)格要求
45
65Mn
40Cr
18CrMnTi38CrMoALA
正火或調(diào)質(zhì)
退火或調(diào)質(zhì)
正火或調(diào)質(zhì)
正 火
退火或調(diào)質(zhì)
局部加熱淬
火后回火
局部加熱淬火后回火
局部加熱淬火后回火
滲碳淬火
氮 化
45~52
50~58
52~56
58~63
65以上
6 軸的加工工藝
6.1 軸類(lèi)零件加工的典型工藝路線
6.1.1基本加工路線
外圓加工的方法很多，基本加工路線可歸納為四條。
1） 粗車(chē)——半精車(chē)——精車(chē)
對(duì)于一般常用材料，這是外圓表面加工采用的最主要的加工路線。
2） 粗車(chē)——半精車(chē)——粗磨——精磨
對(duì)于黑色金屬材料，精度要求高和表面粗糙度值要求小，零件需要淬硬時(shí)，其后續(xù)工序只能用磨削而采用的加工路線。
3） 粗車(chē)——半精車(chē)——精車(chē)——金剛石車(chē)
對(duì)于有色金屬，用磨削加工通常不易得到所要求的表面粗糙度，因?yàn)橛猩饘僖话惚容^軟，容易堵塞砂粒間的空隙，因此其最終工序多用精車(chē)和金剛石車(chē)。
4） 粗車(chē)——半精車(chē)——粗磨——精磨——光整加工
對(duì)于黑色金屬材料的淬硬零件，精度要求高和表面粗糙度值要求很小，通常用此加工路線。
6.1.2 典型加工工藝路線
軸類(lèi)零件的主要加工表面是外圓表面，也還有常見(jiàn)的特形表面，因此針對(duì)各種精度等級(jí)和表面粗糙度要求，按經(jīng)濟(jì)精度選擇加工方法。
對(duì)于普通精度的軸類(lèi)零件加工，其典型的工藝路線如下：
毛坯及其熱處理——預(yù)加工——車(chē)削外圓——銑鍵槽——熱處理——磨削——終檢
6.2 軸類(lèi)零件的預(yù)加工
軸類(lèi)零件的預(yù)加工是指加工的準(zhǔn)備工序，即車(chē)削外圓之前的工藝。
校直 毛坯在制造、運(yùn)輸和保管過(guò)程中，常會(huì)發(fā)生彎曲變形，為保證加工余量的均勻及裝夾可靠，一般冷態(tài)下在各種壓力機(jī)或校直機(jī)上進(jìn)行校直，將彎曲變形消除，但零件會(huì)存在由于冷校而形成的內(nèi)應(yīng)力。若在熱態(tài)下校直，內(nèi)應(yīng)力較小，但費(fèi)時(shí)，成本高。
切斷 用型材作毛坯時(shí)，按所需長(zhǎng)度切斷。切斷可在弓形鋸床、圓盤(pán)鋸床和帶鋸上進(jìn)行。對(duì)高硬度棒料的切斷，可在帶有薄片砂輪的切割機(jī)上進(jìn)行。此外，還可以在車(chē)床上用車(chē)刀切斷。
車(chē)端面和鉆中心孔 中心孔是軸類(lèi)零件最常用的定位基準(zhǔn)。為保證中心孔不鉆偏斜，一般要求先車(chē)端面后鉆中心孔，而且在加工過(guò)程中，中心孔應(yīng)始終保持準(zhǔn)確和清潔。
6.3 軸類(lèi)零件加工的定位基準(zhǔn)和裝夾
1）以工件的兩中心孔定位 在軸的加工中，零件各外圓表面，錐孔，螺紋表面的同軸度，端面對(duì)旋轉(zhuǎn)軸線的垂直度是其相互位置精度的主要項(xiàng)目，這些表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)一般都是軸的中心線，若用兩中心孔定位，符合基準(zhǔn)重合的原則。中心孔不僅是車(chē)削時(shí)的定位基準(zhǔn)，也是其他加工工序的定位基準(zhǔn)和檢驗(yàn)基準(zhǔn)，又符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則當(dāng)采用兩中心孔定位時(shí)，還能夠最大限度地在一次裝夾中加工出多個(gè)外圓和端面。
2）以外圓和中心孔作定位基準(zhǔn)（一夾一頂） 用兩中心孔定位雖然定心精度高，但剛性差，尤其是加工較重的工件時(shí)不夠穩(wěn)定，切削用量也不能太大。粗加工時(shí)，為了提高零件的剛度，可采用軸的外圓表面和一中心孔作為定位基準(zhǔn)來(lái)加工。這種定位方法能承受較大的切削力矩，是軸類(lèi)零件最常見(jiàn)的一種定位方法。
3）以?xún)赏鈭A表面作為定位基準(zhǔn) 在加工空心軸的內(nèi)孔時(shí)不能采用中心孔作為定位基準(zhǔn)，可用軸的兩外圓表面作定位基準(zhǔn)。當(dāng)工件是機(jī)床主軸時(shí)，常以?xún)芍С休S頸（裝配基準(zhǔn)）為定位基準(zhǔn)，可保證錐孔相對(duì)支承軸頸的同軸度要求，消除基準(zhǔn)不重合而引起的誤差。
4）以帶有中心孔的錐堵作為定位基準(zhǔn) 在加工空心軸的外圓表面時(shí)，往往還采用帶中心孔的錐堵或錐套心軸作定位基準(zhǔn)。
錐堵和錐套心軸應(yīng)具有較高的精度，錐堵和錐套心軸上的中心孔既是其本身制造的定位基準(zhǔn)，又是空心軸外圓精加工的基準(zhǔn)。因此必須保證錐堵或錐套心軸上錐面與中心孔有較高的同軸度。在裝夾中應(yīng)盡量減少錐堵的安裝次數(shù)，以減少重復(fù)安裝誤差。實(shí)際生產(chǎn)中，錐堵安裝后，中途加工一般不得拆下和更換，直至加工完畢。
7切削用量的選擇
切削用量的大小讀切削力、切削功率、刀具磨損、加工質(zhì)量和加工成本等均有顯著影響。選擇切削用量撕，應(yīng)在保證加工質(zhì)量和刀具壽命的前提下，充分發(fā)揮機(jī)床潛力和刀具切削性能，使切削效率最高，加工成本最低。
在數(shù)控程序編制過(guò)程中，要在人機(jī)交互狀態(tài)下確定切削用量。因此，編程人員必須熟悉切削用量的確定原則，從而保證零件的加工質(zhì)量和加工效率，充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和生產(chǎn)水平。
選擇切削用量，可以有效的提高加工的效率和精度。影響切削條件的因素有：機(jī)床、工具、刀具以及工件的剛性；切削速度、切削深度、切削進(jìn)給率；工件精度和表面粗糙度；切削液的種類(lèi)、冷卻方式；工件材料的硬度及熱處理狀況；工件數(shù)量等。
合理選擇切削用量的原則是：粗加工時(shí)，一般以提高生產(chǎn)率為主，但也應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性和加工成本；半精加工和精加工時(shí)，應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧切削效率、經(jīng)濟(jì)性和加工成本。具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū)、切削用量手冊(cè)，并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)而定。
切削用量是指切削速度、切削寬度、主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度和背吃刀量。切削用量的各參數(shù)在編程時(shí)都要編入加工程序中，或者在加工前預(yù)先調(diào)好機(jī)床的轉(zhuǎn)速。
①切削速度v 增大v是提高生產(chǎn)率的一個(gè)重要措施，但v與刀具耐用度的關(guān)系比較密切。隨著v的增大，刀具耐用度急劇下降，故v的選擇主要取決于刀具強(qiáng)度。
②切削寬度L 一般與刀具直徑d成正比，與切削深度成反比。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控加工中，一般L的取值范圍：（0.6~0.9）d。
③主軸轉(zhuǎn)速n(r/min) 主軸轉(zhuǎn)速一般根據(jù)切削速度來(lái)選定，切削速度的快慢直接影響到切削效率。若切削速度過(guò)小，則切削時(shí)間會(huì)加長(zhǎng)，降低加工效率；若切削速度太快，雖然可以縮短切削時(shí)間，但刀具容易產(chǎn)生高熱，影響刀具的壽命和加工質(zhì)量。軸轉(zhuǎn)速進(jìn)行倍數(shù)調(diào)整。
①進(jìn)給量f（或）根據(jù)工件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和工件的材料進(jìn)行選擇，最大進(jìn)給量受到機(jī)床剛度和進(jìn)給性能的制約，不同的機(jī)床系統(tǒng)，其最大進(jìn)給量也不同。當(dāng)加工精度和表面粗糙度質(zhì)量要求高時(shí)，能夠控制數(shù)控機(jī)床的實(shí)際進(jìn)給速度，因此，在數(shù)控編程時(shí)，可以給定一個(gè)比較大的進(jìn)給速度，而實(shí)際加工時(shí)由倍率進(jìn)給確定實(shí)際的進(jìn)給速度。
②背吃刀量 背吃刀量由機(jī)床、夾具、刀具、工件組成的工藝系統(tǒng)的剛度確定。在機(jī)床剛度允許的情況下，切削深度應(yīng)盡可能大，如果不受加工精度的限制，可以使切削深度等于零件的加工余量，這樣可以減少走刀次數(shù)，提高加工效率。為了保證零件的加工精度和表面粗糙度，一般應(yīng)留一定的余量進(jìn)行精加工。數(shù)控機(jī)床的精加工余量可略小于普通機(jī)床。
此外，在安排粗、精車(chē)的切削用量時(shí)，應(yīng)注意機(jī)床說(shuō)明書(shū)給定的切削用量范圍，對(duì)于主軸采用交流變頻調(diào)素的數(shù)控車(chē)床，由于主軸在低速時(shí)輸出扭矩降低，應(yīng)尤其注意此時(shí)切削用量的選擇。推薦的切削用量數(shù)據(jù)見(jiàn)表。供應(yīng)用時(shí)參考，詳細(xì)內(nèi)容可查閱切削用量手冊(cè)。
數(shù)控車(chē)削用量推薦表
工件材料
加工內(nèi)容
背吃刀量
切削速度
進(jìn)給量
刀具材料
碳素鋼（小于600MPa）
粗加工
5-7
60-80
0.2-0.4
YT類(lèi)
粗加工
2-3
80-120
0.2-0.4
精加工
0.2-0.6
120-150
0.1-02
鉆中心孔
500-800r/mm
W18CrV
鉆孔
-30
0.1-02
切斷（寬度〈5mm）
70-110
0.1-02
YT類(lèi)
鑄鐵
（度在200HBS以下）
粗加工
50-70
0.1-02
YG類(lèi)
精加工
70-100
0.1-02
切削（寬度5mm）
50-70
0.1-02
8軸的加工
（圖形見(jiàn)圖紙）
8.1下料 Φ105*185 45＃鋼
8.2正火 校直
8.3車(chē)端面 鉆中心孔 卡盤(pán)卡住工件左端，用90°車(chē)刀車(chē)另右端面，并鉆出中心孔，松開(kāi)工件重新裝夾，約夾住工件100mm左右處，另一端用頂尖頂住，并進(jìn)行該端面的粗加工，先車(chē)軸的最大直徑處，隨后由大到小即車(chē)Φ102、Φ85、Φ75、等軸的各部分，每部分均留下0.22mm的加工余量。預(yù)備半精加工和數(shù)控精加工。
8.4調(diào)頭安裝，用三爪自動(dòng)卡盤(pán)夾住工件Φ105處（因?yàn)樵撎幑钕鄬?duì)要求較低，長(zhǎng)度較長(zhǎng)，裝夾時(shí)不容易使工件表面損傷）。用90°車(chē)刀車(chē)端面，并確定工件的總長(zhǎng)，然后鉆中心孔。
8.5重新裝夾并用頂尖頂住中心孔，用90°車(chē)刀加工外圓，從軸最大徑Φ70處開(kāi)始，隨后由大到小依次為Φ102、Φ85、Φ75等軸的各部分，每部分均留下2mm的加工余量。預(yù)備半精加工和數(shù)控精加工。
8.6重新調(diào)頭，進(jìn)行右端的半精加工，從Φ75開(kāi)始由小到大依次加工，且每部分均留有0.2mm的加工余量，預(yù)備進(jìn)行數(shù)控精加工。
8.7再調(diào)頭，進(jìn)行左端的半精加工，從Φ75開(kāi)始由小到大依次加工，且每部分均留有0.2mm的加工余量，預(yù)備進(jìn)行數(shù)控精加工。
8.8數(shù)控精加工 裝夾左端，右端頂尖頂住，編程如下。
1號(hào)刀為90°粗車(chē)刀，2號(hào)刀為90°精車(chē)刀?！?
對(duì)此軸類(lèi)零件，可以采用液壓卡盤(pán)裝夾一端來(lái)進(jìn)行車(chē)削加工。如圖所示為要車(chē)削的短軸零件，編程原點(diǎn)設(shè)置在右端面，采用兩次車(chē)削，精車(chē)余量單邊為0.2mm，其數(shù)控程序編寫(xiě)如下：
00005
N0G50x110.0Z20.0
N2G30UOW0
N4G50S1500T0101M08
N6G96S200M03z
N8G00x63.4Z3.0
N10G01x75.4z-2.86FO.3
N12z-34.8
N14x77.0
N16G03x85.4z-39.OR4.2
N18z-54.8
N19x92.28
N20x102.2Z-59.72
N22Z-70.O
N24G00x104.0 z0.2
N26G00X76.0
N28x-1.6
N30G00z2.0
N32G30U0W0
N34G50 s1500T0202
N36G96S250
N38G00x80.0z3.0
N40x69.0
N42G42G01X67.0z1.0
N44x75.0z-3.0
N46Z—35.0
N48x77.O
N50G03x85.O z-39.OR4.0
N52z-55.0
N54X92.0
N56x102.0z-60.O
N58z-70.0
N60G40G00x103.0z3.0
N62x77.0；
N64G4l G01x71.Oz0.0；
N66X-1.6；
N70G40G00z3.O M09
N26G30U0w0M05
N27M30
8.9熱處理
8.10外圓磨床 采用兩頂尖定位
磨削軸的各個(gè)外圓，以達(dá)到加工表面要求。
8.11終檢
9展望
國(guó)內(nèi)看國(guó)外，國(guó)外看未來(lái)，都希望在經(jīng)濟(jì)和社會(huì)在高速發(fā)展的今天，制造業(yè)也能有個(gè)更美好的明天，展望國(guó)內(nèi)、國(guó)外，數(shù)控將向何方發(fā)展：
9.1繼續(xù)向開(kāi)放式、基于PC的第六代方向發(fā)展
基于PC所具有的開(kāi)放性、低成本、高可靠性、軟硬件資源豐富等特點(diǎn)，更多的數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家會(huì)走上這條道路。至少采用PC機(jī)作為它的前端機(jī)，來(lái)處理人機(jī)界面、編程、聯(lián)網(wǎng)通信等問(wèn)題，由原有的系統(tǒng)承擔(dān)數(shù)控的任務(wù)。PC機(jī)所具有的友好的人機(jī)界面，將普及到所有的數(shù)控系統(tǒng)。遠(yuǎn)程通訊，遠(yuǎn)程診斷和維修將更加普遍。
9.2向高速化和高精度化發(fā)展
這是適應(yīng)機(jī)床向高速和高精度方向發(fā)展的需要。
9.3向智能化方向發(fā)展
隨著人工智能在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的不斷滲透和發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)的智能化程度將不斷提高。
1）應(yīng)用自適應(yīng)控制技術(shù)
數(shù)控系統(tǒng)能檢測(cè)過(guò)程中一些重要信息，并自動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)的有關(guān)參數(shù)，達(dá)到改進(jìn)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的目的。
2）引入專(zhuān)家系統(tǒng)指導(dǎo)加工
將熟練工人和專(zhuān)家的經(jīng)驗(yàn)，加工的一般規(guī)律和特殊規(guī)律存入系統(tǒng)中，以工藝參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)為支撐，建立具有人工智能的專(zhuān)家系統(tǒng)。
3）引入故障診斷專(zhuān)家系統(tǒng)
4）智能化數(shù)字伺服驅(qū)動(dòng)裝置
可以通過(guò)自動(dòng)識(shí)別負(fù)載，而自動(dòng)調(diào)整參數(shù)，使驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)獲得最佳的運(yùn)行。
結(jié)束語(yǔ)
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)雖然僅僅經(jīng)歷了幾個(gè)月的時(shí)間，但是它卻濃縮了我大學(xué)三年的學(xué)習(xí)的全過(guò)程，體現(xiàn)了我們對(duì)所學(xué)知識(shí)的掌握和領(lǐng)悟程度。由于我們是第一次進(jìn)行整體性設(shè)計(jì)，不可避免地碰到了許多困難，有時(shí)會(huì)感到根本就是無(wú)從下手。但是無(wú)論碰到什么樣的困難，都沒(méi)能讓我退縮，憑借著一股求知的熱情，再加上楊老師的精心指導(dǎo)，然后再回到課本或是上網(wǎng)搜索相關(guān)的資料，讓我攻克了一個(gè)又一個(gè)的難關(guān)，最終圓滿(mǎn)地完成了本次的設(shè)計(jì)任務(wù)，通過(guò)本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我對(duì)我所學(xué)過(guò)的各門(mén)課程有了一次融會(huì)貫通的機(jī)會(huì)，同時(shí)也使我的各方面的知識(shí)都有了很大程度的提高.為我以后參加工作又一次的打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ).。
本論文如有不足之處請(qǐng)老師們提出寶貴的意見(jiàn)和建議，在此表示誠(chéng)摯的感謝。
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29
河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院
機(jī)械工程系
2007屆畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì)
任
務(wù)
書(shū)
二00七年五月
姓名： 龍小鵬 班級(jí)： 04143 專(zhuān)業(yè)： 數(shù)控技術(shù)及應(yīng)用 學(xué)號(hào)： 26
設(shè)計(jì)題目：減速機(jī)輸出軸的加工
進(jìn)度安排： 1: 找設(shè)計(jì)題材（7天）
2： 零件實(shí)體造型（10天）
3: 工藝分析（7天）
4： 模擬加工、編寫(xiě)工藝文件（8）
5: 編寫(xiě)畢業(yè)論文（15天）
6： 材料呈給導(dǎo)師審批（1天）
7： 畢業(yè)打?。?天）
8：交畢業(yè)論文（1天）