花键轴加工工艺

结合子加工工艺说明书（数控加工工艺课程设计）前 言数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，他对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。数控加工工艺课程设计是数控技术类专业同学在学习数控加工工艺、机械加工实训及其他有关课程之后进行的一个重要的实践性教学环节，是第一次较全面的工艺设计训练，其目的是培养学生综合运用数控加工工艺及其他有关先修课程的知识去分析和解决工程实际问题的能力，以进一步巩固、深化、扩展本课程所学到的理论知识，强化工艺设计能力。通过数控加工工艺课程设计，同学应进一步提高识图、制图和机械设计的水平；掌握机械加工工艺设计的方法，学会查阅和运用有关专业资料、手册等工具书；培养独立思考和工作的能力，为毕业后走向社会从事相关技术工作打下良好的基础。此次数控加工工艺设计实训，我们在对结合子零件的整个设计过程中，对零件进行工艺分析，拟定其机械加工工艺过程，选择加工过程中适合的刀具，并撰写相关设计说明书。数控加工工艺设计课程要求我们应该像真正在工厂工作一样的严格要求自己，必须以科学务实和诚信负责的态度对待自己所做的技术决定、数据和计算结果，培养良好的工作作风。目 录一、数控加工工艺课程任务书1.1设计题目 41.2设计任务 41.3设计要求 4二、零件加工工艺分析2.1零件图工艺分析 62.2确定毛坯 62.3确定加工路线 62.3.1确定走刀路线 72.4确定装夹方案 72.5确定加工顺序 72.6刀具的选择 82.7切削用量选择 82.7.1加工余量 82.7.2切削用量 8三、小结 10四、参考资料 11五、附 11一、数控加工工艺课程设计任务书1.1设计题目结合子零件制造工艺设计1.2设计任务选择设计指导书附录第113页结合子零件，此零件材料为45钢，为小批量生产类型，需要经过热处理，如下图1-1所示：（1） 对零件进行工艺分析，拟定工艺方案，绘制零件工作图1张。（2） 确定毛坯种类及制造方法，绘制毛坯图1张（3） 拟定零件的机械加工工艺过程，选择各工序加工设备及工艺装备（刀具、夹具、量具、辅具），确定工序的切削用量及工序尺寸。编制机械加工工艺规程卡（工艺过程卡、工序卡片和刀具卡）1套。工序卡片不得少于5份，数控工序卡少于5份的用普通加工工序卡补足5份。（4） 设计轴类零件的需手工编制数控车削程序并仿真。（5） 撰写设计说明书1份。1.3设计要求（1） 零件图尽量采用1：1比例，画上标准标题栏，原图如有错误或缺线改正。（2） 设计说明书要有手写稿（草稿）和电子稿。（3） 视图表达、零件材料、加工规范等一律采用新标准。（4） 必须以科学务实和诚信负责的态度对待自己所做的技术决定、数据和计算结果，培养良好的工作作风。（5） 全部资料完成后打包上交零件工作图：图1-1二零件图加工工艺2.1零件图工艺分析对于该零件的工艺分析，主要从结构形状、尺寸和技术要求，定位基础及毛坯等方面进行。该零件形状复杂，为轴对称图形；零件尺寸标注不全，有误，经讨论已给予合理尺寸标注；，和轴向的尺寸精度较高；表面粗糙度较高，均须粗、精加工，后上磨床进行加工；零件有一处花键，需要进行热处理。2.2确定毛坯 该零件形状结构复杂，若采用棒料直接加工，不能保证零件加工的切削性能，且不经济，故采用模锻制成毛坯，可以节省时间和劳动力，也可提高零件的切削加工性能。模锻毛坯简图如下: 114x124(mm)图1-22.3确定加工路线该零件结构形状复杂，尺寸精度要求高，可以模锻一个毛坯，进行正火提高零件切削加工性能，再通过普通车床进行两端面的加工，上数控车床进行内外轮廓粗加工，后半精车内外轮廓，将零件进行调质处理，使其获得良好的切削加工性能及硬度。该零件有一处花键，用数控铣床加工，并进行表面淬火，再根据表面粗糙度要求到磨床加工。2.3.1确定走刀路线如下图1-3所示：图1-32.4确定装夹方案在数控车床加工时，采用边夹边加工的方法，先加工右端的端面，以此端面为基准面进行后面尺寸的定位加工，然后调头加工左端的端面，加工时，因要求较高同轴度，可采用芯轴定位加工来保证其同轴度。加工3X6时，采用分度头装夹钻孔。内径为40+0.023的花键及4-21+0.3槽上数控铣床加工。零件尺寸基准为右端面，加工时先装夹左端车右端尺寸，后装夹右端，车左端。2.5确定加工顺序 按先面后孔，先粗后精的原则，确定其加工顺序。该零件为回转体零件，且有多处尺寸精度要求较高，确定加工程序为在数控车床上粗、精车零件外轮廓，在镗床完成内孔加工，最后在数控铣床上加工零件左端的槽及3个6的孔，最后上插齿机加工内花键，为保证表面粗糙度，要进行磨床的加工。2.6刀具的选择 在加工内外轮廓时，外轮廓表面是台阶，因而车刀的主偏角为9093;为防止副后刀面与工作表面发生干涉，应选择较大的副偏角。加工内轮廓时用镗刀镗3X0.5的退刀槽。加工花键时选用成型铣刀，外圆槽用二刃立铣刀。如下表1-1：产品名称或代号零件名称结合子零件图号序号刀具号刀具规格名称数量加工表面刀尖半径/mm备注1T0193右偏外圆车刀1粗精加工零件外轮廓0.225x252T02内圆车刀1粗精加工零件内轮廓0.225x253T03镗刀1内圆退刀槽0.420x204T0421mm高速钢立铣刀14-21mm槽5T056高速钢钻头13- 6孔6T06拉刀1花键7T07切槽刀1右端外圆槽325x258T08砂轮1表面粗糙度细砂编制蔡无及审核批准09年 1月 4日共 1 页第 1 页表1-12.7切削用量选择 背吃刀量在粗、精加工中应有所不同。粗加工时，在工艺系统刚性和机床功率允许的情况下，尽可能取较大的背吃刀量，以减少进给次数；精加工时，为保证零件的加工精度和表面粗糙度要求，背吃刀量一般取0.10.4mm较为合适。进给量和切削速度应根据被加工表面质量、刀具材料和工件材料，参考切削用量手册或有关资料并结合机床使用说明书选取。 2.7.1加工余量该零件毛坯采用模锻制造，为给后面粗、精加工保证尺寸精度，在制造毛坯时，各边多留2mm。在粗加工时根据尺寸要求为半精加工和精加工留一定余量，例如粗加工留0.4，半精加工留0.15，精加工至尺寸要求。见表1-22.7.2切削用量因铣刀直径较小，为了保证精加工时刀具的强度和刚度，确保零件的要求，故选择主轴转速为350r/min,进给速度为105mm/min，车床粗车主转速600r/min,车床精车主转速1000r/min，参考设计任务书P7479.见表1-2刀具车削余量apfn外圆车刀粗车0.410.8800半精车0.150.40.31000精车00.20.21000内圆车刀粗车0.410.8600半精车0.150.30.2800精车00.10.2800切槽刀精车00.30.3600镗刀粗镗0.120.40.1700精镗00.20.02900高速钢立铣刀粗铣0.30.20.15500精铣00.10.03800高速钢钻头精钻00.050.08300插刀粗插0.30.10.1300精00.040.05300砂轮磨00.010.011200表1-2三、小结能独立完成此次的数控加工工艺课程设计任务书，我觉得挺不容易。之前从未接触过此类的设计，在实训前就开始担心能否完成任务，那时候是什么都不懂，经过一周的实训我能对数控加工工艺课程有所了解，明白了在数控专业中它占有极其重要的位置。我们学习这个就是为了拓宽知识面，增强实践动手能力，使我们初步具有工程实践能力和综合运用知识的能力。在此次实训过程中，我们遇到不少的困难，但在老师在帮助下我们都勉强度过了，课后也通过上网查询相关内容来解决一些问题。数控加工工艺设计课程实训内容较多，不但要对相应设计零件要有所了解，还要对该零件生产过程中的加工步骤有合理的设计安排。真是书到用时方恨少啊，就我们现在学到东西还远远不够呢，就凭现在的基础我们设计出来的东西估计都是次品废品。当然任何一项技术都是要通过不断的学习钻研才可能有所成就。大学三年的时间转瞬即逝的，如果只是学好了应用教材的内容，那还是远远不够的。当今社会的就业形式险峻，悲观点的想：毕业之后，前途渺茫。要未雨绸缪，在增加专业知识，接受系统性的学习的同时，要精益求精，学透钻透。要记得有一技傍身，以后再社会上才能有碗饭吃啊。实训是结束了，但对知识的学习是永远不能停止的。大二相比与大一多了些业余时间，多利用这些空余时间，补补自己的精神空间，丰富专业知识，提高专业技能，提升专业素养，为做一个全面型技术人才努力！四、主要参考资料1.赵长旭编著，关雄飞主审，数控加工工艺，西安电子科技大学出版社，出版时间：2006年1月。2主编赵长旭，参审沈骅，数控加工工艺课程设计指导书，西安电子科技大学出版社，出版时间：2007年7年。3.邓建新、赵军编著，艾兴主审，数控刀具材料选用手册，机械工业出版社，出版时间：2005年8月。4.主编王爱玲，副主编李清，数控机床加工工艺，机械工业出版社，出版时间：2006年9月。5.主编贾凤桐，简明铣工手册机械工业出版社，出版时间：2001年4月。五、附一张机械加工工艺卡（表1-3），一张刀具卡（表1-4），五张加工工序卡（表1-5至1-9），一张程序表（表1-10）：表1-3丽水职业技术学院产品型号机械加工工艺过程零件编号A001第 1 页零件名称结合子共 1 页材料名称型号及规格毛坯种类毛坯尺寸毛重/Kg45号钢模锻114x124净重/Kg序号工序名称工序内容设备工艺装备名称与编号工时定额(小时)夹具量具刃具辅具准备操作单件1备料模锻：114x1242热处理正火3车 粗车右端面，外轮廓，各部分保留23mm，后精车至尺寸。数控车床CK6132三爪卡盘游标卡尺93外圆车刀4车掉头装夹右端，粗、精加工左段数控车床CK6132三爪卡盘千分尺内外圆车刀5镗夹右端，粗、精镗内圆轮廓，退刀槽镗床镗刀芯轴6钻钻3- 6圆数控铣床分度头6高速钢钻头7热处理调质220240HBS8插插内花键插齿机游标卡尺插齿刀9铣铣零件图左端4-21槽数控铣床V型块游标卡尺15高速钢立铣刀10磨根据零件图表面粗糙度要求加工磨床11钳去毛刺12检查按图样技术要求检查项目修改记录标记学生班级学生姓名指导老师完成日记签名数控0806蔡无及李立 陈明表1-4产品名称或代号零件名称结合子零件图号02序号刀具号刀具规格名称数量加工表面刀尖半径/mm备注1T0193右偏外圆车刀1粗精加工零件外轮廓0.225x252T02内圆车刀1粗精加工零件内轮廓0.225x253T03镗刀1内圆退刀槽0.420x204T0415mm高速钢立铣刀1零件左端键槽5T056高速钢钻头13- 6孔6T06内花键插齿刀1花键7T07宽度为3mm的切断刀1外圆表面2处凹槽25x258T08砂轮1表面粗糙度细砂编制蔡无及审核批准2009年 1 月 5 日共 1 页第 1 页表1-5丽水职业技术学院数控加工工序卡零件名称结合子零件编号A001 工序名称外轮廓加工工序号3设备编号型号名称数控车床夹具编号名称三爪卡盘定额每批件数1单件时间工人级别学生班级学生姓名日期数控0806蔡无及1.3序号工 步 内 容刀具及辅具量具切削用量机动时间小时辅助时间小时编号名称规格数量编号名称规格数量apfvcn1粗车右端面；粗车外圆表面分别至尺寸70.4mm、66mmT0193右偏外圆车刀1千分尺110.88002半精车外轮廓，留余量0.15；倒圆角，倒斜角T0193右偏外圆车刀1千分尺10.40.310003精车右端至尺寸T0193右偏外圆车刀1千分尺10.20.210004切槽刀加工右端两处凹槽T07切槽刀1游标卡尺110.35005掉头装夹右端，粗车左端至尺寸110.4mmT0193右偏外圆车刀1千分尺110.88006半精车左端外圆，留余量0.15T0193右偏外圆车刀1千分尺10.40.310007精车左端至尺寸T0193右偏外圆车刀1千分尺10.20.21000表1-6丽水职业技术学院数控加工工序卡零件名称结合子零件编号A001工序名称内孔加工工序号5设备编号型号名称数控车床 镗床夹具编号名称三爪卡盘定额每批件数1单件时间（小时）工人级别学生班级学生姓名日期数控0806蔡无及1.3序号工 步 内 容刀具及辅具量具切削用量机动时间小时辅助时间小时编号名称规格数量编号名称规格数量apfvcn1夹右端，粗车内圆轮廓，留0.4余量T02内圆车刀1游标卡尺110.86002半精车至尺寸54.6，93.6，29.6T02内圆车刀1游标卡尺10.30.28003粗镗内圆，退刀槽T03镗刀10.10.47004精镗内圆T03镗刀10.020.29004镗尺寸55有同轴度要求T03镗刀、芯轴1游标卡尺10.20.29005磨内径55T08砂轮细砂11200表1-7丽水职业技术学院数控加工工序卡零件名称结合子零件编号A001工序名称6孔加工工序号6设备编号型号名称数控车床夹具编号名称回转台 分度头定额每批件数1单件时间（小时）工人级别学生班级学生姓名日期数控0806蔡无及1.3序号工 步 内 容刀具及辅具量具切削用量机动时间小时辅助时间小时编号名称规格数量编号名称规格数量apfvcn1上回转台，分度头装夹2定好角度，钻3个间隔120的6孔T05高速钢钻头61游标卡尺10.050.11018300表1-8丽水职业技术学院数控加工工序卡零件名称结合子零件编号A001 工序名称铣键槽工序号9设备编号型号名称数控铣床夹具编号名称V型块定额每批件数1单件时间（小时）工人级别学生班级学生姓名日期数控0806蔡无及1.3工序工 步 内 容刀具及辅具量具切削用量机动时间小时辅助时间小时编号名称规格数量编号名称规格数量apfvcn1粗铣4个槽，留0.3余量T04立铣刀151游标卡尺10.20.10.2518425002精铣4个槽至尺寸T04立铣刀151游标卡尺10.020.058003对槽进行局部淬硬52HRC4磨T081200表1-9丽水职业技术学院数控加工工序卡零件名称结合子零件编号A001工序名称插内花键工序号8设备编号型号名称插齿机夹具编号名称定额每批件数1单件时间（小时）工人级别学生班级学生姓名日期数控0806蔡无及1.3序号工 步 内 容刀具及辅具量具切削用量机动时间小时辅助时间小时编号名称规格数量编号名称规格数量apfvcn1拉刀，加工内花键T06拉刀10.10.053002磨T08砂轮细砂11200表1-10程 序 段 号指 令 及 其 内 容说 明001002003004005006007008009010012013014015016017018019020021022023024025026027028029030031032033O0001G21 G40 G97 G99T0101M03 S800G00 X74.0 Z2.0G71 U1.0 R1.5G71 P10 Q20 U0.5 W0.2 F0.2N10 G00 X0.0G01 Z0.0X70.0Z-63.5G02 X76.0 Z-66.5 R3G01 X108X110 Z-68.5Z-122.0N20 G01 X115G00 Z2.0 X74.0M05M00T0202M03 S500G00 X74.0 Z2.0G01 Z-3.0X68.0 F30X74.0 F200G00 Z-26.0G01 X68.0 F30X74.0 F200G00 X74.0 Z2.0M05M30程序名称程序初始化选择外圆车刀主轴正转，主轴800r/mim正转刀具快速定位外圆粗车循环，背吃刀量1.0留余量X0.5，Z0.2，进给量0.2mm/r进刀外圆车至63.5mm处倒R3圆弧倒2x45斜角车至115mm，退刀回到程序初始点主轴停转程序暂停换切断刀主轴转动，主轴500r/mim正转快速定位刀具慢移至Z3处切槽，深2mm退刀快速移至Z26处切槽，深2mm退刀快速回到程序初始点主轴暂停程序停止