輸出軸加工工藝課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　前 言</b></p><p>　　數(shù)控技術(shù)，簡(jiǎn)稱“數(shù)控”。英文：Numerical Control（NC）。是指用數(shù)字、文字和符號(hào)組成的數(shù)字指令來(lái)實(shí)現(xiàn)一臺(tái)或多臺(tái)機(jī)械設(shè)備動(dòng)作控制的技術(shù)。它所控制的通常是位置、角度、速度等機(jī)械量和與機(jī)械能量流向有關(guān)的開關(guān)量。數(shù)控的產(chǎn)生依賴于數(shù)據(jù)載體和二進(jìn)制形式數(shù)據(jù)運(yùn)算的出現(xiàn)。1908年，穿孔的金屬薄片互換式數(shù)據(jù)載體問(wèn)世；19世紀(jì)末

2、，以紙為數(shù)據(jù)載體并具有輔助功能的控制系統(tǒng)被發(fā)明；1938年，香農(nóng)在美國(guó)麻省理工學(xué)院進(jìn)行了數(shù)據(jù)快速運(yùn)算和傳輸，奠定了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)，包括計(jì)算機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)。數(shù)控技術(shù)是與機(jī)床控制密切結(jié)合發(fā)展起來(lái)的。1952年，第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床問(wèn)世，成為世界機(jī)械工業(yè)史上一件劃時(shí)代的事件，推動(dòng)了自動(dòng)化的發(fā)展。</p><p>　　現(xiàn)在，數(shù)控技術(shù)也叫計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)，目前它是采用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字程序控制的技術(shù)。這種技術(shù)用計(jì)算機(jī)按事先存貯的控制

3、程序來(lái)執(zhí)行對(duì)設(shè)備的控制功能。由于采用計(jì)算機(jī)替代原先用硬件邏輯電路組成的數(shù)控裝置，使輸入數(shù)據(jù)的存貯、處理、運(yùn)算、邏輯判斷等各種控制機(jī)能的實(shí)現(xiàn)，均可通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件來(lái)完成。</p><p>　　輸出軸的用途很廣泛， 該輸出應(yīng)用在動(dòng)力輸出裝置中，是動(dòng)力輸出的關(guān)鍵零件之一。該輸出軸在工作中需要承受一定沖擊載荷和較大的扭矩，因此該零件應(yīng)具有足夠的耐磨性和抗扭強(qiáng)度。所以設(shè)計(jì)中一定要注意表面熱處理。</p><

4、;p><b>　　目 錄</b></p><p>　　前言………………………………………………………………2</p><p>　　設(shè)計(jì)任務(wù)書……………………………………………………4</p><p><b>　　輸出軸工藝分析</b></p><p>　　2.1 輸出軸的作用………………………

5、…………………………6</p><p>　　2.2輸出軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工藝，表面技術(shù)要求分析……………6</p><p><b>　　三、確定毛胚</b></p><p>　　3.1選擇毛胚材料…………………………………………………7</p><p>　　3.2毛胚的簡(jiǎn)圖……………………………………………………7</

6、p><p><b>　　四、工藝路線的確定</b></p><p>　　4.1基準(zhǔn)的選擇……………………………………………………8</p><p>　　4.2各表面加工方法的確定………………………………………8</p><p>　　4.3工序集中和分散考慮………………………………………9</p><p&g

7、t;　　4.4加工設(shè)備于工藝設(shè)備的的選擇……………………………9</p><p>　　五、加工順序的安排………………………………………………10</p><p>　　六、走刀路線的確定………………………………………………11</p><p>　　七、刀具的選擇………………………………………………………11</p><p>　　八、切削用量的選

8、擇…………………………………………………12</p><p>　　九、小結(jié)…………………………………………………………………13</p><p>　　十、參考文獻(xiàn)……………………………………………………………13</p><p>　　附工藝過(guò)程卡、工序卡、加工程序…………………………………14</p><p><b>　　設(shè)計(jì)題目&

9、lt;/b></p><p><b>　　零件制造工藝設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　　圖示零件為設(shè)計(jì)指導(dǎo)書附錄（典型零件圖精選）中第 頁(yè)輸出軸零件，此零件材料為45鋼，為中批量生產(chǎn)類型，進(jìn)行機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)，完成以下任務(wù)：</p><p>　

10、　對(duì)零件進(jìn)行工藝分析，擬定工藝方案，繪制零件工作圖一張。</p><p>　　確定毛坯種類及制造方法，繪制毛坯圖一張。</p><p>　　擬定零件的機(jī)械加工工藝過(guò)程，選擇各工序加工設(shè)備及工藝裝備（刀具、夾具、量具、輔具），確定工序的切削用量及工序尺寸。編制機(jī)械加工工藝規(guī)程卡片（工藝過(guò)程卡、工序卡片和刀具卡）一套。工序卡片不得少于5份，數(shù)控工序少于5份的用普通加工工序卡補(bǔ)足5份。</

11、p><p>　　設(shè)計(jì)軸類零件的需手工編制數(shù)控車削程序并仿真。</p><p>　　撰寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書1份。（計(jì)算機(jī)排版打印）</p><p><b>　　設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　零件圖標(biāo)盡量采用1：1比例，畫上標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)題欄，原圖如有錯(cuò)誤或缺線改正。</p><p>　　設(shè)計(jì)說(shuō)明書要有手寫稿（草

12、稿）和電子稿（抽號(hào)打?。?lt;/p><p>　　視圖表達(dá)、零件材料、加工規(guī)范等一律采用新標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　必須以科學(xué)務(wù)實(shí)和誠(chéng)信負(fù)責(zé)的態(tài)度對(duì)待自己所做的技術(shù)決定、數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果，培養(yǎng)良好的工作作風(fēng)。</p><p>　　全部資料完成后打包上交。</p><p><b>　　二、輸出軸工藝分析</b></p&

13、gt;<p>　　2.1 輸出軸的作用</p><p>　　輸出軸主要應(yīng)用在動(dòng)力輸出裝置中，是輸出動(dòng)力的主要零件之一。其主要作用是傳遞轉(zhuǎn)矩，使主軸獲得旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力，其工作中要承受較大的沖擊載荷和扭矩。因此，該零件需具有足夠的耐磨性和抗扭強(qiáng)度。</p><p>　　2.2輸出軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工藝，表面技術(shù)要求分析</p><p>　　從圖示零件分析，該輸出

14、軸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，屬于階梯軸類零件。主要由有φ55、φ60、φ65、φ75、φ176的外圓柱面、φ50、φ80、φ104的內(nèi)圓柱表面和10個(gè)φ20的孔和一個(gè)16的鍵槽組成。為了保證輸出軸旋轉(zhuǎn)是的速度，表面粗糙度有較高的要求，外圓的粗糙度要求都為Ra1.25um, 內(nèi)圓的粗糙度為Ra2.5um，其余為Ra20um。形位精度也比較高，為了外圓和外面零件的配合后受力均勻，φ55，φ60 的外圓的徑向跳動(dòng)量小于0.04mm，φ80的跳動(dòng)量小于0.04

15、mm，φ20孔的軸線的跳動(dòng)量小于0.05mm，為了保證鍵槽和鍵的配合，鍵槽對(duì)φ55外圓的對(duì)稱度為0.08mm。由于輸出軸在工作中要承受較大的沖擊載荷和扭矩，為了增強(qiáng)耐磨性和抗扭強(qiáng)度，要對(duì)輸出軸進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，硬度為250HBS。</p><p><b>　　三、確定毛胚</b></p><p><b>　　3.1選擇毛胚材料</b></p&g

16、t;<p>　　毛胚的種類有很多，如1、型材2、鍛造3、鑄造，由于該輸出軸要承受較大的沖擊載荷和扭矩，為了增強(qiáng)其剛性和韌性，所以要選擇鍛件做為毛胚。如選用棒料，由于生產(chǎn)類型為中批，從經(jīng)濟(jì)上考慮，棒料要切削的余量太大，浪費(fèi)材料。</p><p><b>　　3.2毛胚的的簡(jiǎn)圖</b></p><p><b>　　四、工藝路線的確定</b&g

17、t;</p><p><b>　　4.1基準(zhǔn)的選擇</b></p><p>　　基準(zhǔn)可以分為粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)</p><p><b>　　4.11粗基準(zhǔn)</b></p><p>　　由于此零件為軸類零件，為了保證精度，所以選擇外圓作為粗基準(zhǔn)面。首先選用三爪卡盤自動(dòng)找正原理，夾緊。以外圓為粗基準(zhǔn)面，加工

18、外圓、端面、中心孔。然后用已加工過(guò)的外圓作為基準(zhǔn)，加工另一端面和鉆中心孔，保證兩個(gè)中心孔在同一直線上。</p><p>　　4.12精基準(zhǔn)的選擇</p><p>　　精基準(zhǔn)的選擇對(duì)一個(gè)零件加工完成后的精度非常重要。此零件選用兩端的中心孔作為精基準(zhǔn)，所以用兩端中心孔來(lái)對(duì)外圓精加工。外圓加工完成后用外圓作為精基準(zhǔn)，加工內(nèi)圓。</p><p>　　4.2各表面加工方法的確

19、定</p><p>　　φ176外圓：粗車 </p><p>　　φ55外圓：粗車—精車</p><p>　　φ60外圓：粗車—精車</p><p>　　φ65外圓：粗車—精車</p><p>　　φ75外圓：粗車—精車</p><p><b>　　φ50內(nèi)圓：粗銑</b>

20、</p><p>　　φ80內(nèi)圓：車孔-鉸孔</p><p><b>　　φ104內(nèi)圓：車孔</b></p><p>　　φ20孔 ：鉆孔-鉸孔</p><p>　　左端面 ： 粗車右端面 ：粗車</p><p>　　鍵槽 ：粗銑-精銑</p><p>　　4.3工

21、序集中和分散考慮</p><p><b>　　4.31工序集中</b></p><p>　　工序集中就是將零件的加工集中在少數(shù)幾道工序中完成，每道工序加工內(nèi)容多，工藝路線短。其主要特點(diǎn)是：</p><p>　　可以采用高效機(jī)床和工藝裝備，生產(chǎn)率高；</p><p>　　減少了設(shè)備數(shù)量以及操作工人人數(shù)和占地面積，節(jié)省人力、

22、物力；</p><p>　　減少了工件安裝次數(shù)，利于保證表面間的位置精度；</p><p>　　采用的工裝設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，調(diào)整維修較困難，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大。</p><p><b>　　4.32工序分散 </b></p><p>　　工序分散就是將零件的加工分散到很多道工序內(nèi)完成，每道工序加工的內(nèi)容少，工藝路線很長(zhǎng)。其主要

23、特點(diǎn)是</p><p>　　設(shè)備和工藝裝備比較簡(jiǎn)單，便于調(diào)整，容易適應(yīng)產(chǎn)品的變換,對(duì)工人的技術(shù)要求較低；</p><p>　　可以采用最合理的切削用量，減少機(jī)動(dòng)時(shí)間；</p><p>　　所需設(shè)備和工藝裝備的數(shù)目多，操作工人多，占地面積大。</p><p>　　工序集中或分散的程度，主要取決于生產(chǎn)規(guī)模。一般情況下，單件小批生產(chǎn)時(shí)，采用工序集中

24、，在一臺(tái)普通機(jī)床上加工出盡量多的表面；批量生產(chǎn)時(shí)，采用工序分散。</p><p>　　終上以及結(jié)合圖紙要求，采用工序分散。</p><p>　　4.4加工設(shè)備于工藝設(shè)備的的選擇</p><p>　　5．41 普通車床CS6140</p><p>　　床身上最大回轉(zhuǎn)直徑Φ400mm, 床鞍上最大回轉(zhuǎn)直徑Φ220mm, 最大工件長(zhǎng)度1000 mm

25、；主軸通孔直徑Φ52 mm，主軸頭型式CS6140:ISO 702/III NO.6卡口型；其余:ISO 702/II NO.8凸輪鎖緊型，主軸轉(zhuǎn)速范圍24級(jí) 9-1600rpm，主軸電機(jī)功率7.5KW；套筒直徑/行程Φ75/150mm，頂尖錐度5MT；3、刀位數(shù)/刀方尺寸4 / 25X25； X、Z向最大行程145 mm、320 mm，X、Z向進(jìn)給范圍93種 0.028-6.43mm/r、93種 0.012-2.73 mm/r，公制螺

26、紋范圍48種 0.5-224mm，英制螺紋范圍48種 72-1/4 t.p.i，模數(shù)螺紋范圍42種 0.5-112 πmm，徑節(jié)螺紋范圍42種 56-1/4t.p.i.π</p><p>　　4.42數(shù)控車床CAK6136V/750</p><p>　　CAK6136V/750,床身上最大回轉(zhuǎn)直徑：ф360MM， 滑板上最大回轉(zhuǎn)直徑：ф180MM， 滑板上最大切削直徑：ф180MM， 最大

27、加工長(zhǎng)度： 650MM，主軸通孔直徑： ф53MM，主電機(jī)功率： 變頻5.5KW， 主軸轉(zhuǎn)速范圍：200-3000 R/MIN， X軸最大行程： 220 MM， Z軸最大行程： 660MM， 機(jī)床重復(fù)定位精度：X軸：0.007， Z軸：0.01， 加工精度： IT6，粗糙度： RA1.6，機(jī)床凈重/毛重：2030*3170KG，包裝箱尺寸：（長(zhǎng)*寬*高）：2500*1640*2145MM.</p><p>　　4

28、.43數(shù)控銑床 XK713</p><p>　　工作臺(tái)面積 mm 1000×320 T型槽 (槽數(shù)/槽寬/間距) mm 3/14/80 X軸行程 mm 600 Y軸行程 mm 320 Z軸行程 mm 450 主軸端面至工作臺(tái)臺(tái)面距離 mm 100～550 工作臺(tái)最大載重 kg 300 主軸錐孔 　 ISO 7:24 錐度No.40 主軸軸徑/扭矩 mm/Nm Φ60/108Nm 主軸電機(jī) kW 5.5K

29、w 主軸轉(zhuǎn)數(shù) rpm 30～4000或6000（無(wú)級(jí)） 快速移動(dòng)速度(X、Y、Z軸) rpm 8000 切削進(jìn)給速度 mm/min 10～4000 伺服電機(jī)輸出扭矩 N·m 6 齒輪潤(rùn)滑電機(jī)功率 kW 0.04 刀具最大直徑/長(zhǎng)度/重量 　 Φ110mm/400mm/18kg 電源容量 KVA 15 機(jī)床外觀尺寸 mm 2200×1700×2000 機(jī)床重量(凈重/毛重) kg 3000/4000 定位精度

30、 mm 0.02 重復(fù)定位精度 mm 0.016</p><p><b>　　五、加工順序的安排</b></p><p>　　毛坯熱處理 退火（消除內(nèi)應(yīng)力） 普車 粗車各外圓和左端面 普車 粗、精車右端面、φ176外圓 鉆中心孔

31、 數(shù)控車 粗、精車各圓柱面（除被裝夾面）</p><p>　　數(shù)控車 精車左端各外圓 數(shù)控車 鉆φ45的孔，車φ50、φ80、φ104，φ80的留鉸的余量 數(shù)控車 鉸φ80孔 數(shù)控銑 鉆φ20φ8孔、鉸孔</p><p>　　數(shù)控銑 銑鍵槽</p><p

32、><b>　　六、走刀路線的確定</b></p><p>　　合理確定走刀路線對(duì)于保證被加工零件的加工精度和表面質(zhì)量以及提高編程和加工效率起著非常重要的作用。尤其是加工軸類零件。應(yīng)做到走刀路線短，刀具空行程少，這樣才能提高工作效率。</p><p>　　5.7工序尺寸及公差的確定</p><p>　　工序尺寸及公差的確定在機(jī)械加工中起著至

33、關(guān)重要的作用。要按照給定的精度等級(jí)選定公差。</p><p>　　加工部位 粗車余量及公差等級(jí) 精車余量及公差等級(jí)</p><p>　　φ176外圓 5 IT12</p><p>　　φ55外圓 15 IT12 1 IT6</p><

34、;p>　　φ60外圓 12 IT12 1 IT6</p><p>　　φ65外圓 5 IT12 1 IT6</p><p>　　φ75外圓 5 IT12 1 IT6</p><

35、;p><b>　　七、刀具的選擇</b></p><p>　　刀具的選擇是數(shù)控加工工藝中的重要內(nèi)容之一，不僅影響機(jī)床的加工效率，而且直接影響零件的加工質(zhì)量。應(yīng)考慮以下方面：</p><p>　　根據(jù)零件材料的切削性能選擇刀具。</p><p>　　根據(jù)零件的加工階段選擇刀具。</p><p>　　根據(jù)加工區(qū)域的特點(diǎn)

36、選擇刀具和幾何參數(shù)。</p><p>　　由于我們要加工的零件材料要求為45鋼，根據(jù)要求，選擇硬質(zhì)合金刀。</p><p>　　粗車外圓： 01 90°外圓車刀</p><p>　　精車外圓 02 70°外圓車刀</p><p>　　端面： 03 90°端面車刀</p><

37、p>　　打孔鉆頭： 04、05 φ18、φ45高速鋼鉆</p><p>　　內(nèi)圓 06 90°內(nèi)孔刀</p><p>　　鍵槽 07 3.0*13鍵槽銑刀3.0*13</p><p><b>　　八、切削用量的選擇</b></p><p>　　所謂合理的切削用

38、量是指充分利用刀具的切削性能和機(jī)床性能，在保證加工質(zhì)量的前提下，獲得高的生產(chǎn)率和低的加工成本的切削用量。 制訂切削用量，就是要在已經(jīng)選擇好刀具材料和幾何角度的基礎(chǔ)上，合理地確定背吃刀量、進(jìn)給量。 加工部位 粗背吃刀量 精車吃刀量 進(jìn)給量mm/r </p><p>　　各外圓 3.0 0.5 1.2 <

39、/p><p>　　端面 0.5</p><p>　　鍵槽 5 2 0.1</p><p>　　鉸孔 0.1</p><p><b>　　九、小結(jié)</b>

40、;</p><p>　　一個(gè)星期的數(shù)控加工工藝的課程實(shí)訓(xùn)很快結(jié)束了，在這次課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，我學(xué)到了很多。也遇到了種種困難，又一次又一次的修改加工方案，著都暴露了我在這方面的知識(shí)欠缺和經(jīng)驗(yàn)不足。數(shù)控加工課程設(shè)計(jì)是一個(gè)跟實(shí)際聯(lián)系很緊密的，不管是工藝過(guò)程還是工序卡，以及設(shè)備的選擇，都要求我們有相關(guān)的理論知識(shí)，而且還要根據(jù)實(shí)訓(xùn)過(guò)程中學(xué)到的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)聯(lián)系起來(lái)，才能搞課程設(shè)計(jì)。因此在課程設(shè)計(jì)中遇到的很多問(wèn)題，既有理論的欠缺，也

41、有經(jīng)驗(yàn)的不足。但是在李立教授的幫助下，最終將遇到的問(wèn)題得到了解決。</p><p>　　作的一次綜合練習(xí)。隨著課程設(shè)計(jì)的逐漸完成，使我對(duì)《數(shù)控加工工藝》這門課程以及對(duì)數(shù)控加工技術(shù)都有了更深入的理解和掌握。在這段時(shí)間里，我盡著自己最大的努力學(xué)習(xí)，來(lái)學(xué)習(xí)和創(chuàng)新。為了解決技術(shù)上的問(wèn)題，我也不斷地去翻閱所學(xué)的專業(yè)書籍和各種相關(guān)。</p><p>　　我認(rèn)為，這種實(shí)訓(xùn)我受益匪淺，因?yàn)槲冶┞冻隽俗约旱?/p>

42、不足。</p><p><b>　　十、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　趙長(zhǎng)旭 數(shù)控加工工藝 西安電子科技大學(xué) 2006</p><p>　　趙長(zhǎng)旭 數(shù)控加工工藝課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 西安電子科技大學(xué) 2007</p><p>　　王健石 機(jī)械加工常用刀具數(shù)據(jù)速查手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社

43、 2006</p><p>　　運(yùn)強(qiáng) 機(jī)械切削工人常用計(jì)算手冊(cè) 化學(xué)工業(yè)出版社 2006</p><p><b>　　O0001</b></p><p><b>　　%0001</b></p><p><b>　　T0101</b></p><

44、p><b>　　M03 S800</b></p><p>　　G00 X200 Z150</p><p><b>　　Z3</b></p><p>　　G71U1R1P10Q20X0.4Z0.2F100</p><p>　　G00X150Z150</p><p><

45、;b>　　M05</b></p><p><b>　　M00</b></p><p><b>　　T0202</b></p><p><b>　　M03 S1000</b></p><p>　　G00 X200 Z150</p><p>

46、;<b>　　Z3</b></p><p><b>　　N10G00X0</b></p><p><b>　　G01Z0F80</b></p><p><b>　　X55C1.5</b></p><p><b>　　Z-80</b>&

47、lt;/p><p><b>　　X60C1.5</b></p><p><b>　　Z-100</b></p><p><b>　　X65C1.5</b></p><p><b>　　Z-127.5</b></p><p><b&

48、gt;　　X75C1.5</b></p><p><b>　　Z-197</b></p><p><b>　　X93.39</b></p><p><b>　　X112Z-214</b></p><p><b>　　X176C1.5</b>&l

49、t;/p><p><b>　　Z-250</b></p><p>　　N20G00X220</p><p><b>　　Z150</b></p><p><b>　　M05</b></p><p><b>　　M30</b></p