轴类零件机械加工工艺规程与设计

1武汉工程职业技术学院毕业论文课题名称轴类零件机械加工工艺规程与设计学生姓名胡际义学号0904190231专业精密机械班级二班指导教师汪超22011年5月31日3摘要轴类零件在加工中产生的切削力、切削热、振动等将直接影响工件的尺寸精度和形位精度,加工难度大。在详细讨论了轴类零件的加工工艺、确定加工原则和合理安排加工顺序的基础上,介绍了优化装夹的方法和可供选择的多种安装方式,同时加强先进技术的应用,从而能使轴类零件的加工生产效率高、表面质量好、环境污染小、性价比高,符合现代加工的发展趋势。关键词：机械加工，数控机床，刀具4目录第一章绪论……………………………………………………4第二章工艺过程的基本理论知识…………………………52.1生产过程与工艺过程………………………………52.2生产过程…………………………………………52.3生产系统……………………………………………52.4工艺过程……………………………………………6第三章零件图分析…………………………………………73.1零件图分写………………………………………7—83.2零件图分析…………………………………………93.3零件技术要求分析…………………………………93.4毛坯确定…………………………………………10第四章制定工艺方案…………………………………………114.1方案分析……………………………………………114.2设备的选择………………………………………11—124.3刀具的选择…………………………………………124.4量具的选择…………………………………………134.5冷却液的选择………………………………………144.6切削用量的选择……………………………………154.7主轴转速的确定……………………………………154.8进给速度的确定………………………………………16第五章工艺问题的处理……………………………………175.1平面的确定……………………………………16—175.2程序起始点、返回点和切入切出点的确定………185.3编写程序………………………………………18—215.4加工情况的分析……………………………………215.5零件加工步骤………………………………………22毕业设计总结………………………………………………23致谢…………………………………………………………24参考文献………………………………………………………245第一章绪论随着科技不断的发展和进步，随着社会也不断的在进步，制造也在不段的提高，数控技术的引进呈现出突飞猛进的趋势，特别是在计算机技术飞速发展的同时数控机床也得到了相应的提高。数控机床是现在高精度自动化设备，综合运用计算机、自动控制、自动检测及精密机械等高新技术的产物，是典型的机电一体化产品。数控技术也从另一个方面反映出了我们国家的制造业，发展数控机场是当今我们国家机械制造业技术改造的必经之路，是未来自动化工厂的基础。随着数控机床的广泛运用现代企业对零件的精度也有所提高，对于数控技术人才要求也越来越大。作为一名机电系的大学生，在这三年的学习当中学习到了相关专业的知识进行检测，为了提高自身的数控技术的本领，巩固自己所学习的只是，为以后进入社会工作打下结实基础，应此，特对数控技术进行实践学习，从而达到能制定加工工艺、自己编制程序、自己动手执行工艺过程，并加工出合格的零件。第二章工艺过程的基本理论知识62.1生产过程与工艺过程生产过程是指将原材料转变为成品的全过程。在生产过程中，凡是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过程称为工艺过程。工艺就是制造产品的方法。采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量等，使其成为零件的过程称为机械加工工艺过程（以下简称为工艺过程）。2.1生产过程工业产品的生产过程是指由原材料到成品之间的各个相互联系的劳动过程的总和。这些过程包括：（1）生产技术准备过程包括产品投产前的市场调查分析，产品研制，技术鉴定等。（2）生产工艺过程包括毛坯制造，零件加工，部件和产品装配、调试、油漆和包装等。（3）辅助生产过程为使基本生产过程能正常进行所必经的辅助过程，包括工艺装备的设计制造、能源供应、设备维修等。（4）生产服务过程包括原材料采购运输、保管、供应及产品包装、销售等。2.2生产系统（1）系统的概念任何事物都是由数个相互作用和相互依赖的部分组成并具有特定功能的有机整体，这个整体就是“系统”。（2）机械加工工艺系统机械加工工艺系统由金属切削机床、刀具、夹具和工件四个要素组成，它们彼此关联、互相影响。该系统的整体目的是在特定的生产条件下，在保证机械加工工序质量的前提下，采用合理的工艺过程，降低该工序的加工成本。（3）机械制造系统在工艺系统基础上以整个机械加工车间为整体的更高一级的系统。该系统的整体目的就是使该车间能最有效地全面完成全部零件的机械加工任务。（4）生产系统以整个机械制造厂为整体，为了最有效地经营，获得最高经济效益，一方面把原材料供应、毛坯制造、机械加工、热处理、装配、检验与试车、油漆、包装、运输、保管等因素作为基本物质因素来考虑；另一方面把技术情报、经营管理、劳动力调配、资源和能源利用、环境保护、市场动态、经营政策、社会问题和国际因素等信息作为影响系统效果更重要的要素来考虑。72.3工艺过程在生产过程中，那些与有原材料转变为产品直接相关的过程称为工艺过程。它包括毛坯制造、零件加工、热处理、质量检验和机器装配等。而为保证工艺过程正常进行所需要的刀具、夹具制造，机床调整维修等则属于辅助过程。在工艺过程中，以机械加工方法按一定顺序逐步地改变毛坯形状、尺寸、相对位置和性能等，直至成为合格零件的那部分过程称为机械加工工艺过程。技术人员根据产品数量、设备条件和工人素质等情况，确定采用的工艺过程，并将有关内容写成工艺文件，这种文件就称工艺规程。为了便于工艺规程的编制、执行和生产组织管理，需要把工艺过程划分为不同层次的单元。它们是工序、安装、工位、工步和走刀。其中工序是工艺过程中的基本单元。零件的机械加工工艺过程由若干个工序组成。在一个工序中可能包含有一个或几个安装，每一个安装可能包含一个或几个工位，每一个工位可能包含一个或几个工步，每一个工步可能包括一个或几个走刀。（1）工序一个或一组工人，在一个工作地或一台机床上对一个或同时对几个工件连续完成的那一部分工艺过程称为工序。划分工序的依据是工作地点是否变化和工作过程是否连续。例如，在车床上加工一批轴，既可以对每一根轴连续地进行粗加工和精加工，也可以先对整批轴进行粗加工，然后再依次对它们进行精加工。在第一种情形下，加工只包括一个工序；而在第二种情形下，由于加工过程的连续性中断，虽然加工是在同一台机床上进行的，但却成为两个工序。工序是组成工艺过程的基本单元，也是生产计划的基本单元。（2）安装在机械加工工序中，使工件在机床上或在夹具中占据某一正确位置并被夹紧的过程，称为装夹。有时，工件在机床上需经过多次装夹才能完成一个工序的工作内容。安装是指工件经过一次装夹后所完成的那部分工序内容。例如，在车床上加工轴，先从一端加工出部分表面，然后调头再加工另一端，这时的工序内容就包括两个安装。（3）工位采用转位（或移位）夹具、回转工作台或在多轴机床上加工时，工件在机床上一次装夹后，要经过若干个位置依次进行加工，工件在机床上所占据的每一个位置上所完成的那一部分工序就称为工位。简单来说，工件相对于机床或刀具每占据一个加工位置所完成的那部分工序内容，称为工位。为了减少因多次装夹而带来的装夹误差和时间损失，常采用各种回转工作台、回转夹具或移动夹具，使工件在一次装夹中，先后处于几个不同的位置进行加工。（4）工步在加工表面不变，加工工具不变的条件下，所连续完成的那一部分工序内容称为工步。生产中也常称为“进给”。整个工艺过程由若干个工序组成。每一个工序可包括一8个工步或几个工步。每一个工步通常包括一个工作行程，也可包括几个工作行程。为了提高生产率，用几把刀具同时加工几个加工表面的工步，称为复合工步，也可以看作一个工步，例如，组合钻床加工多孔箱体孔。（5）走刀加工刀具在加工表面上加工一次所完成的工步部分称为走刀。例如轴类零件如果要切去的金属层很厚，则需分几次切削，这时每切削一次就称为一次走刀。因此在切削速度和进给量不变的前提下刀具完成一次进给运动称为一次走刀。第三章零件图分析3.1零件图分写图2-1车铣混合零件9图2-2车铣混合零件端面图2-3车铣混合零件槽10图2-4车铣混合零件外圆3.2零件图分析图2-1零件图分析：汽车倒车等开关外壳的毛坯材料是45号钢，毛坯尺寸Φ25mm×40mm，根据零件图形、形状、尺寸分析及毛坯分析。该零件为车铣混合零件，主要由外圆、内孔、端面、六边体、槽组成。形状比较复杂。为保证其零件的加工精度，首先定位非常关键，其次是机床、刀具、夹具等。采用双头装夹的方式进行加工，3个孔要一次性加工完。按照基准面先行、先主后次、先粗加工后精加工。先加工孔后加工外圆的方式进行加工。图2-2零件图分析：汽车倒车开关轴键的毛皮材料是45号钢，毛坯尺寸Φ8mm×30mm，根据零件图形、形状、尺寸分析及毛坯分析。该零件由外圆、端面、槽组成。形状比较简单。为了保证零件的加工精度，首先定位非常关键，其次是机床、刀具、夹具等。采用双头装夹的方式进行加工，按照基准面先行、先主后次、先粗加工后精加工。图2-3零件图分析：汽车倒车开关动接触件是用注塑做成的。图2-4零件图分析：汽车倒车开关底座是用注塑做成的。3.3零件技术要求分析图2-1零件技术要求分析：未注公差尺公差等级IT6级，粗糙度为Ra3.2mm，加工时必须考虑其切削用量和加工定位等。如果切削用量不当，则会达不到其加工精度。如果装夹不当加工时极容易产生振荡，如果定位不好可能会导致表面粗糙度值增加，加工精度难11以保证。图2-2零件技术要求分析：未注公差尺公差等级IT12级，粗糙度一般为Ra0.8mm，未注明为Ra3.2mm，加工时必须考虑其切削用量和加工定位等。如果切削用量不当，则会达不到其加工精度。如果装夹不当加工时极容易产生振荡，如果定位不好可能会导致表面粗糙度值增加，加工精度难以保证。图2-3零件技术要求分析：未注公差尺公差等级IT7级，粗糙度为Ra1.6mm，加工时必须考虑其切削用量和加工定位等。如果切削用量不当，则会达不到其加工精度。如果装夹不当加工时极容易产生振荡，如果定位不好可能会导致表面粗糙度值增加，加工精度难以保证。图2-4零件技术要求分析：未注公差尺公差等级IT7级，粗糙度为Ra3.2mm，加工时必须考虑其切削用量和加工定位等。如果切削用量不当，则会达不到其加工精度。如果装夹不当加工时极容易产生振荡，如果定位不好可能会导致表面粗糙度值增加，加工精度难以保证。图2-1到图2-4零件结构工艺分析：（1）零件图样尺寸的正确标注。（2）保证获得要求的加工精度。（3）分析零件的变形情况。（4）保证基准统一。3.4毛坯确定图2-1采用的是45钢，且达到要求，所以采用Φ25mm×40mm进行加工零件，在车零件的时候读数尽量要精确，尽量用千分尺来进行测量，在车的过程中要用切削液来进行以便保证零件的表面粗糙度使得切削能够正常进行。图2-2采用的是45钢，且达到要求，所以采用Φ8mm×30mm进行加工零件，在车零件的时候读数尽量要精确，尽量用千分尺来进行测量，在车的过程中要用切削液来进行以便保证零件的表面粗糙度使得切削能够正常进行。图2-3采用的是塑料，且达到要求，所以采用Φ12mm×25mm进行加工零件，在车零件的时候读数尽量要精确，尽量用千分尺来进行测量，在车的过程中要用切削液来进行以便保证零件的表面粗糙度使得切削能够正常进行。图2-4采用的是塑料，且达到要求，所以采用Φ20mm×15mm进行加工零件，在车零件的时候读数尽量要精确，尽量用千分尺来进行测量，在车的过程中要用切削液来进行以便保证零件的表面粗糙度使得切削能够正常进行。12第四章制定工艺方案4.1方案分析根据零件图样，制定以下加工工艺方案，选