第一篇：典型軸類零件的數控車削工藝與加工標準實驗報告

電子科技大學計算機學院

實 驗 報 告

（實驗）課程名稱典型軸類零件的數控車削工藝與加工

電子科技大學教務處制表

電 子 科 技 大 學

實

驗

報

告

學生姓名：dfkjf;laj lk 學fg dfg 指導教師：

實驗地點：工程訓練中心114

實驗時間：f2012-4fsdf-15

一、實驗室名稱：工程訓練中心

二、實驗項目名稱：典型軸類零件的數控車削工藝與加工

三、實驗學時：32

四、實驗原理：

軸類零件是機器中經常遇到的典型零件之一。它主要用來支承傳 動零部件，傳遞扭矩和承受載荷。軸類零件是旋轉體零件，其長度大 于直徑，一般由同心軸的外圓柱面、圓錐面、內孔和螺紋及相應的端 面所組成。根據結構形狀的不同，軸類零件可分為光軸、階梯軸、空 心軸和曲軸等。軸的長徑比小于 5 的稱為短軸，大于 20 的稱為細長軸，大多數 軸介于兩者之間。軸用軸承支承，與軸承配合的軸段稱為軸頸。軸頸是軸的裝配基 準，它們的精度和表面質量一般要求較高，其技術要求一般根據軸的 主要功用和工作條件制定，通常有以下幾項：

1、尺寸精度 起支承作用的軸頸為了確定軸的位置，通常對其尺寸精度要求較 高（IT5~IT7）裝配傳動件的軸頸尺寸精度一般要求較低。（IT6~IT9）。

2、幾何形狀精度 軸類零件的幾何形狀精度主要是指軸頸、外錐面、莫氏錐孔等的圓 度、圓柱度等，一般應將其公差限制在尺寸公差范圍內。對精度要求 較高的內外圓表面，應在圖紙上標注其允許偏差。

3、相互位置精度 軸類零件的位置精度要求主要是由軸在機械中的位置和功用決定 的。通常應保證裝配傳動件的軸頸對支承軸頸的同軸度要求，否則會影響傳動件（齒輪等）的傳動精度，并產生噪聲。普通精度的軸，其配合軸段對支承軸頸的徑向跳動一般為 0.01~0.03mm，高精度軸（如 主軸）通常為 0.001~0.005mm。

4、表面粗糙度 一般與傳動件相配合的軸徑表面粗糙度為 Ra2.5~0.63?m，與軸承 相配合的支承軸徑的表面粗糙度為 Ra0.63~0.16?m。

（二）、軸類零件的毛坯和材料及熱處理）、軸類零件的毛坯和材料及熱處理 軸類零件的毛坯和材料

1、軸類零件的毛坯 軸類零件可根據使用要求、生產類型、設備條件及結構，選用棒 料、鍛件等毛坯形式。對于外圓直徑相差不大的軸，一般以棒料為主； 而對于外圓直徑相差大的階梯軸或重要的軸，常選用鍛件，這樣既節約材料又減少機械加工的工作量，還可改善機械性能。根據生產規模的不同，毛坯的鍛造方式有自由鍛和模鍛兩種。中小批生產多采用自由鍛，大批大量生產時采用模鍛。

2、軸類零件的材料及熱處理 軸類零件應根據不同的工作條件和使用要求選用不同的材料并 采用不同的熱處理規范（如調質、正火、淬火等），以獲得一定的強度、韌性和耐磨性。45 鋼是軸類零件的常用材料，它價格便宜經過調質（或正火）后，可得到較好的切削性能，而且能獲得較高的強度和韌性等綜合機 械性能，淬火后表面硬度可達 45~52HRC。40Cr 等合金結構鋼適用于中等精度而轉速較高的軸類零件，這類鋼經調質和淬火后，具有較好的綜合機械性能。軸承鋼 GCr15 和彈簧鋼 65Mn，經調質和表面高頻淬火后，表 面硬度可達 50~58HRC，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。精密機床的主軸（例如磨床砂輪軸、坐標鏜床主軸）可選用 38CrMoAIA 氮化鋼。這種鋼經調質和表面氮化后，不僅能獲得很高的 表面硬度，而且能保持較軟的芯部，因此耐沖擊韌性好。與滲碳淬火 鋼比較，它有熱處理變形很小，硬度更高的特性。

五、實驗目的：了解典型零件的特點、生產過程與應用；學習工 實驗目的： 程制造工藝，學習工程手冊的使用，掌握典型零件的毛坯制造、熱處 理、機加工方法，將傳統加工與現代制造技術有機結合，合理制定數 控加工工藝，正確使用數控設備及刀夾量具。

五、實驗目的：

設計軸件，完成代碼，完成軸件的加工。了解軸件加工的原理。

六、實驗器材（設備、元器件）：

計算機、Mastercam X3軟件、仿真軟件、數控車床、90°外圓車刀、60°螺紋刀、切槽刀，尖頭車刀量具及材料。

七、實驗步驟：

1、設計零件，繪制圖形。

2、根據零件圖樣進行工藝 實驗步驟：

分析、處理，編制數控加工工藝文件。

3、根據加工工藝文件編制加 工程序。

4、在數控車床上加工出零件。工藝路線：

（1）夾一端，伸出101mm（2）先粗加工外輪廓SR9、R5、圓錐、M30及32、38的外圓！（3）精加工第（2）步

（4）切外圓為26的槽（5）加工M30的外圓（6）切斷

八、實驗數據及結果分析：

附件：軸類零件的數控加工工藝

程序： % G21 G0 T0101 G97 S1400 M03 G0 X42.Z0.G98 G1 X0.F60.G0 Z2.G97 S900 X28.395 Z4.5 G1 Z2.5 F200.Z-93.334 G2 X30.394 Z-99.965 R131.663 G1 X33.222 Z-98.551 G0 Z4.5 X26.396

G1 Z2.5 Z-64.969

X26.4 Z-64.98 Z-70.Z-75.Z-79.063

G2 X28.795 Z-94.864 R131.663 G1 X31.623 Z-93.449 G0 Z4.5 X24.397 G1 Z2.5 Z-59.971

X26.4 Z-64.98 Z-70.Z-75.Z-79.063 G2 X26.796 Z-84.527 R131.663 G1 X29.624 Z-83.113 G0 Z4.5 X22.397 G1 Z2.5 Z-54.974 X24.797 Z-60.971 X27.625 Z-59.557 G0 Z4.5 X20.398 G1 Z2.5 Z-49.976 X22.797 Z-55.974 X25.626 Z-54.559 G0 Z4.5 X18.399 G1 Z2.5 Z-24.879 X18.595 Z-24.93 G3 X18.81 Z-25.107 R.2 G1 Z-46.006 X20.798 Z-50.976 X23.627 Z-49.562 G0 Z4.5 X16.4 G1 Z2.5 Z-20.Z-24.8 X18.G3 X18.185 Z-24.823 R.2 G1 X18.595 Z-24.93 G3 X18.799 Z-25.061 R.2 G1 X21.628 Z-23.646 G28 U0.W0.M05 T0100 M00 G0 T0202 G97 S1200 M03 G0 X24.419 Z-23.522 G1 X20.648 Z-22.854 F120.G2 X17.912 Z-26.505 R30.482 F100.G1 Z-44.201 F120.G2 X18.38 Z-44.937 R30.482 G1 X21.208 Z-43.523 G0 X22.114 Z-26.493

G1 X18.312 Z-25.871

G2 X17.038 Z-28.102 R30.482 F100.G1 Z-42.603 F120.G2 X18.312 Z-44.835 R30.482 G1 X21.141 Z-43.421 G0 X21.296 Z-27.856

G1 X17.438 Z-27.33

G2 X16.163 Z-30.208 R30.482 F100.G1 Z-40.498 F120.G2 X17.438 Z-43.376 R30.482 G1 X20.266 Z-41.962 G0 X20.479 Z-29.559

G1 X16.563 Z-29.152

G2 X15.288 Z-35.353 R30.482 F100.X16.563 Z-41.554 R30.482 F120.G1 X19.391 Z-40.14 G97 S1300 G0 Z2.X16.G1 Z0.Z-20.X18.41 Z-25.107

G2 X14.887 Z-35.353 R30.682 X18.Z-45.R30.682 G1 X26.Z-65.Z-70.Z-75.G2 X25.969 Z-77.032 R131.863 X30.Z-100.R131.863 G1 X32.828 Z-98.586 G28 U0.W0.M05 T0200 M00

G0 T0303

G97 S600 M03 G0 X36.8 Z-69.G1 X20.4 F40.G0 X36.8 Z-68.2 G1 X20.4 X20.64 Z-68.32 G0 X36.8 Z-69.8 G1 X20.4 X20.64 Z-69.68 G0 X36.8 Z-70.2 G1 X26.4 G2 X25.6 Z-69.8 R.4 G1 X20.4 X20.64 Z-69.68 G0 X36.8 Z-67.8 G1 X26.4 G3 X25.6 Z-68.2 R.4 G1 X20.4 X20.64 Z-68.32 G0 X36.8 Z-66.386 X28.828 G1 X26.Z-67.8 G3 X25.6 Z-68.R.2 G1 X20.G0 X28.828 Z-71.614 G1 X26.Z-70.2 G2 X25.6 Z-70.R.2 G1 X20.X20.3 Z-69.85 G0 X28.828 Z-24.X26.8 G1 X10.4 G0 X26.8 Z-23.2 G1 X10.4 X10.64 Z-23.32 G0 X26.8

Z-24.8 G1 X10.4

X10.64 Z-24.68 G0 X26.8 Z-25.2 G1 X16.4

G2 X15.6 Z-24.8 R.4 G1 X10.4

X10.64 Z-24.68 G0 X26.8 Z-22.8 G1 X16.4

G3 X15.6 Z-23.2 R.4 G1 X10.4

X10.64 Z-23.32 G0 X26.8 Z-21.386 X18.828

G1 X16.Z-22.8 G3 X15.6 Z-23.R.2 G1 X10.G0 X18.828 Z-26.614

G1 X16.Z-25.2 G2 X15.6 Z-25.R.2 G1 X10.X10.3 Z-24.85 G0 X18.828 X36.8 Z-69.G1 X20.4 G0 X36.8 Z-68.2 G1 X20.4

X20.64 Z-68.32 G0 X36.8 Z-69.8 G1 X20.4

X20.64 Z-69.68 G0 X36.8 Z-70.2 G1 X26.4

G2 X25.6 Z-69.8 R.4 G1 X20.4 X20.64 Z-69.68 G0 X36.8 Z-67.8 G1 X26.4 G3 X25.6 Z-68.2 R.4 G1 X20.4 X20.64 Z-68.32 G0 X36.8 Z-66.386 X28.828 G1 X26.Z-67.8 G3 X25.6 Z-68.R.2 G1 X20.X20.3 Z-68.15 G0 X28.828 Z-71.614 G1 X26.Z-70.2 G2 X25.6 Z-70.R.2 G1 X20.X20.3 Z-69.85 G0 X28.828 Z-24.X26.8 G1 X10.4 G0 X26.8 Z-23.2 G1 X10.4 X10.64 Z-23.32 G0 X26.8 Z-24.8 G1 X10.4 X10.64 Z-24.68 G0 X26.8 Z-25.2 G1 X16.4 G2 X15.6 Z-24.8 R.4 G1 X10.4 X10.64 Z-24.68 G0 X26.8 Z-22.8

G1 X16.4

G3 X15.6 Z-23.2 R.4 G1 X10.4

X10.64 Z-23.32 G0 X26.8 Z-21.386 X18.828

G1 X16.Z-22.8 G3 X15.6 Z-23.R.2 G1 X10.X10.3 Z-23.15 G0 X18.828 Z-26.614

G1 X16.Z-25.2 G2 X15.6 Z-25.R.2 G1 X10.X10.3 Z-24.85 G0 X18.828

G28 U0.W0.M05 T0300 M00

G0 T0404

G97 S800 M03 G0 X20.Z3.45 X15.022

G99 G32 Z-22.F1.5 G0 X20.Z3.301 X14.486

G32 Z-22.F1.5 G0 X20.Z3.185 X14.068

G32 Z-22.F1.5 G0 X20.Z3.087 X13.713

G32 Z-22.F1.5 G0 X20.Z3.X13.4

G32 Z-22.F1.5

G0 X20.Z3.X13.4 G32 Z-22.F1.5 G0 X20.Z3.45 G28 U0.W0.M05 T0400 M01 G0 T0303

G97 S600 M03 G0 X44.Z-103.G98 G1 X40.F40.X1.8 X5.8 G0 X34.G28 U0.W0.M05 T0300 M30 %

九、實驗結論：

完場軸件設計與代碼實現，并且最后完成軸件的加工！

十、總結及心得體會：

在實驗中自己通過對數控機床的操作切實的參與軸件的加工，對軸件的設計與代碼的實現。

十一、對本實驗過程及方法、手段的改進建議： 實驗的過程中時間的安排與其他的課會有所沖突。

報告評分：

指導教師簽字：

平時得分：

實際操作得分：

報告得分：

總成績：

指導教師：

日期：

第二篇：典型軸類零件的數控車削工藝與加工實驗報告

電子科技大學

機電 學院

標 準 實 驗 報 告

（實驗）課程名稱典型軸類零件的數控車削工藝與加工

學生姓名： 學

號： 指導老師： 日

期：

電子科技大學教務處制表

電 子 科 技 大 學

實

驗

報

告

學生姓名：

學 號：

指導教師：

實驗地點：工程訓練中心114

實驗時間：

一、實驗室名稱：工程訓練中心

二、實驗項目名稱：典型軸類零件的數控車削工藝與加工 實驗學時：32

三、實驗原理：

在軟件中進行設計繪圖，運用G代碼，將工藝文件編制成數控加工程序，輸入數控車床，加工出零件。

四、實驗目的：

1.了解典型零件的特點、生產過程與應用；

2.學習工程制造工藝，學習工程手冊的使用，掌握典型零件的毛坯制造、熱處理、機加工方法；

3.將傳統加工與現代制造技術有機結合，合理制定數控加工工藝，正確使用數控設備及刀夾量具；

4.培養和提高綜合分析軸類零件的問題和解決問題的能力，以及培養科學的研究和創造能力。

五、實驗內容

1.軸類零件的功用、結構特點及技術要求；

2.軸類零件的毛坯和材料及熱處理；

3.運用Mastercam9.0進行軸的設計以及程序的生成； 4.軸類零件的安裝方式； 5.數控車削工藝；

6.編制數控車削程序加工出所設計的零件； 7.數控車床的操作。

六、實驗器材（設備、元器件）：

計算機、數控車床、90°外圓車刀、93°偏頭仿形車刀、60°螺紋刀、切槽刀、量具及金屬材料。

七、實驗步驟：

1.設計零件，繪制圖形。

2.軸類零件的功用，結構特點及技術要求。3.軸類零件的毛坯材料及熱處理。4.結構設計、工藝分析。5.軸類零件的數控工藝、編程。6.上機操作加工。7.檢驗。

八、實驗數據及結果分析：

1.被加工零件的零件圖。（見附件）2.數控加工工藝文件。（見附件）3.數控加工程序（見附件）。4.結果分析：

在整個加工過程中，存在加工誤差，原由是：

1)對刀引起的加工誤差，盡管加工時，對刀點盡量選在工件的設計基準或工藝基準上;2)進給線對零件的加工精度和表面粗糙度的直接影響，在實驗中盡量保證了進給線長短的合理設計;3)加工時刀具的磨損導致零件尺寸不合格；

4)加工工藝上刀具的選著以及工藝安排上努力做到最優化。

九、實驗結論：

1.目前的自動編程系統主要解決了幾何問題，從而代替了大量繁瑣的手工計算，絕大多數不具備工藝處理能力；

2.如選擇毛坯，確定工藝路線和工藝參數，選擇刀具等，這些工作設定的不夠合適，結果往往不是最佳切削狀態，這直接影響加工效率和加工質量；

3.不能在一次裝夾中加工完成的零星部位，采用數控加工很麻煩，效果不明顯，可安排在普通機床上進行補加工；

4.工藝上的處理不僅僅影響到零件加工是否合格，更應該從工藝上提高加工的效率;5.零件進行熱處理滿足了使用時的機械性能, 同時熱處理后造成了零件的變形, 所以需合理安排工藝,再進行加工。

十、總結及心得體會：

1.學習到軸類零件從選材—毛坯制造—熱處理—工藝—編程—加工的整個工藝流程；

2.學到了軸類零件設計的相關知識以及，對綜合能力的培養是一個不可多得的實驗項目；

3.深刻體會到了工藝對軸類零件加工的重要性。

十一、對本實驗過程及方法、手段的改進建議：

過程、方法、手段都很好，建議多補充工藝知識；

報告評分：

指導教師簽字：

附件：軸類零件的數控加工工藝

工藝路線：

1.夾一端，伸出125mm；

2.先粗加工外輪廓M16、圓錐面、￠29.6及￠31.5的外圓； 3.粗加工R25.9的圓弧； 4.精加工第2、3步； 5.切外圓為12.58的槽； 6.加工M16的螺紋； 7.切斷；

8.掉頭裝夾車削切斷端面。T0101 90°外圓車刀 T0202 93T0303 60°螺紋刀 T0404 3mm 程序：

O0001 G21 G0 T0101（90°外圓車刀）G97 S1000 M03 G0 G54 X35.1 Z0.M8 G98 G1 X31.1 F70.X-2.G0 Z1.G1 Z3.G50 S2000 G96 S550 G0 X30.144 Z5.G99 G1 Z3.F.5 Z-88.6 X31.85

°偏頭仿形車刀切槽刀

Z-100.X34.678 Z-98.586 G0 Z5.X28.439 G1 Z3.Z-51.6 X30.Z-59.2 Z-81.4 Z-88.6 X30.544

X33.373 Z-87.186 G0 Z5.X26.733 G1 Z3.Z-51.6

X28.839 X31.667 Z-50.186 G0 Z5.X25.028 G1 Z3.Z-51.6 X27.133 X29.962 Z-50.186 G0 Z5.X23.322 G1 Z3.Z-51.6 X25.428 X28.256 Z-50.186 G0 Z5.X21.616 G1 Z3.Z-41.433 X22.6 Z-44.383 Z-51.6 X23.722 X26.55 Z-50.186 G0 Z5.X19.911 G1 Z3.Z-36.316 X22.016 Z-42.633 X24.845 Z-41.218 G0 Z5.X18.205 G1 Z3.Z-31.199 X20.311 Z-37.516 X23.139 Z-36.102 G0 Z5.X16.5 G1 Z3.Z-26.082 X18.605 Z-32.399 X21.434 Z-30.985 G0 Z5.X14.794 G1 Z3.Z-22.X15.139

X16.9 Z-27.282 X19.728 Z-25.868 G0 Z5.X13.088 G1 Z3.Z-.711

X14.4 Z-1.367 Z-16.35 Z-22.X15.139

X15.194 Z-22.166 X18.022 Z-20.751 G0 Z4.263 X7.14

G1 Z2.263

X13.488 Z-.911 X16.317 Z.503 M9

G28 U0.W0.M05 T0100 M01

G0 T0202（93°偏頭仿形車刀）G97 S1000 M03

G0 G54 X36.Z-43.4 M8 G50 S1000 G96 S1000

G98 G1 Z-45.4 F60.G2 X30.Z-48.4 R3.G1 Z-51.6 Z-59.245

X29.961 Z-59.286

G2 X29.Z-60.362 R25.7 G1 Z-80.238

G2 X29.854 Z-81.2 R25.7 G1 X30.X32.828 Z-79.786 G0 X37.315 Z-56.369 G1 Z-58.369

G2 X34.886 Z-58.112 R3.X29.4 Z-59.898 R3.X28.Z-61.65 R25.7 G1 X28.001 Z-78.95

G2 X29.4 Z-80.702 R25.7 G1 X32.229 Z-79.288 G0 X36.15 Z-57.381 G1 Z-59.381 G2 X34.004 Z-59.183 R2.999 X28.4 Z-61.109 R2.999 X27.002 Z-63.202 R25.701 G1 X27.001 Z-77.398 G2 X28.4 Z-79.491 R25.7 G1 X31.229 Z-78.076 G0 X34.933 Z-58.586 G1 Z-60.586 G2 X33.12 Z-60.446 R3.X27.402 Z-62.54 R3.X26.002 Z-65.256 R25.7 G1 X26.001 Z-75.344 G2 X27.402 Z-78.06 R25.7 G1 X30.229 Z-76.646 G0 X33.629 Z-60.12 G1 Z-62.12 G2 X32.238 Z-62.038 R3.001 X26.402 Z-64.343 R3.001 X25.002 Z-70.3 R25.7 X26.402 Z-76.257 R25.7 G1 X29.23 Z-74.842 G97 S1200 G0 X32.6 Z2.X11.1 G1 Z0.F50.X14.Z-1.45 Z-16.35 X14.8 Z-22.2 X22.2 Z-44.4 Z-51.8 X29.6 Z-59.2 Z-81.4 Z-88.8 X31.45 Z-100.X34.278 Z-98.586 M9

G28 U0.W0.M05 T0200 M01

G0 T0404（3mm切槽刀）G97 S700 M03

G0 G54 X24.Z-22.2 M8 G1 X10.58 F30.G4 P3.G0 X24.Z-21.075 G1 X10.58 G4 P3.G1 X10.805 Z-21.188 G0 X24.Z-19.95 G1 X10.58 G4 P3.G1 X10.805 Z-20.063 G0 X24.Z-18.536 X16.828

G1 X14.Z-19.95 X10.58 G0 X14.5 Z-23.614 X11.172

G1 X14.Z-22.2 X10.58 G0 X14.5 X16.6 M9

G28 U0.W0.M05 T0400 M01

G0 T0303（60°螺紋刀）G97 S800 M03

G0 G54 X24.Z2.969 M8 X13.468

G32 Z-16.35 F1.5 G0 X24.Z2.878 X13.138

G32 Z-16.35 F1.5 G0 X24.Z2.806 X12.877 G32 Z-16.35 F1.5 G0 X24.Z2.744 X12.654 G32 Z-16.35 F1.5 G0 X24.Z2.689 X12.456 G32 Z-16.35 F1.5 G0 X24.Z2.667 X12.376 G32 Z-16.35 F1.5 G0 X24.Z2.667 X12.376 G32 Z-16.35 F1.5 G0 X24.Z2.969 M9 G28 U0.W0.M05 T0300 M01 G0 T0404（3mm切槽刀）G97 S3600 M03 G0 G54 X37.45 Z-103.6 M8 G50 S3600 G96 S700 G1 X2.F30.G0 X35.45 M9 G28 U0.W0.M05 T0400 M30 %

第三篇：典型軸類零件實驗報告

電子科技大學。。。學院

實 驗 報 告

（實驗）課程名稱典型軸類零件的數控車削工藝與加工

學生姓名:………

學 號：1010101010010

指導教師：//// 日 期：6-13周

電 子 科 技 大 學

實

驗

報

告

學生姓名：。。。

學 號：1010101010011 指導教師：、、、實驗地點：工程訓練中心114

實驗時間：6-13周

一、實驗室名稱：工程訓練中心

二、實驗項目名稱：典型軸類零件的數控車削工藝與加工

三、實驗學時：32

四、實驗原理：

用Mastercam軟件設計圖形并繪圖，運用G代碼，將工藝文件編制成數控加工程序，輸入數控車床，加工出零件。

五、實驗目的：

（一）掌握軸類零件的結構特點、實際應用；

（二）學習Mastercam軟件繪圖并進行粗工與精工程序編制；

（三）掌握工藝制造工藝，學習對工程手冊的使用；

（四）掌握典型零件的毛培制造、熱處理、機加工方法；

（五）將傳統加工與現代制造技術有機結合，合理制定數控加工工藝，正確使用數控設備及刀夾量具。

六、實驗內容：

（一）、學習軸類零件的功用、結構特點及技術要求

軸類零件是機器中經常遇到的典型零件之一。它主要用來支承傳動零部件，傳遞扭矩和承受載荷。軸類零件是旋轉體零件，其長度大于直徑，一般由同心軸的外圓柱面、圓錐面、內孔和螺紋及相應的端面所組成。根據結構形狀的不同，軸類零件可分為光軸、階梯軸、空心軸和曲軸等。

軸的長徑比小于5的稱為短軸，大于20的稱為細長軸，大多數軸介于兩者之間。

軸用軸承支承，與軸承配合的軸段稱為軸頸。軸頸是軸的裝配基準，它們的精度和表面質量一般要求較高，其技術要求一般根據軸的主要功用和工作條件制定，通常有以下幾項：

1、尺寸精度

起支承作用的軸頸為了確定軸的位置，通常對其尺寸精度要求較高（IT5~IT7）。裝配傳動件的軸頸尺寸精度一般要求較低（IT6~IT9）。

3在整個加工過程中，存在加工誤差，原因是：可能是選取工件的精度選取不夠，還可能是零件的凹槽深度太大，使得軸變得很細，這樣零件自身的重力會使工件變形。

十、實驗結論：

1、用Mastercam軟件繪圖并進行程序的生成，代替了大量的繁瑣的手工計算。

2、用Mastercam繪圖，并進行粗、精車后可以很好的模擬觀察到的零件的結構，便于找出問題進行修改。

3、工藝的優化可以提高加工的效率和工件的品質。

4、正確的選取零件的尺寸精度，表面的粗糙度。這樣節約材料，減輕重量，而且還方便零件的裝配調整。

5、正確的選擇車床的主軸加工定位基準線可以提高主軸的加工精度，降低加工誤差。

十一、總結及心得體會：

1、學到了軸類零件設計的相關知識，有利于綜合能力的培養，加深了對數控車床工藝的了解。

2、深刻體會到了工藝對軸類零件加工的重要性。

3、通過使用Mastercam軟件繪圖和編程，對Mastercam軟件有了進一步的認識。

4、在車床上進行零件加工，認識到車床使用過程中的注意事項，車床的功能及操作流程。

5、設計零件圖形時，零件不僅要美觀實用，零件的尺寸也要合理便于車床的加工。

6、整個實驗過程中，繪圖是最難也是最關鍵的，這要看加工者對Mastercam軟件的掌握程度，同時還要考驗繪圖者的耐心。比如我們組在繪圖過程中就遇到了撞刀的問題，因為在繪圖過程中比較著急，沒有注意到做螺紋的細節，最后在老師的幫助下，才解決了問題。

7、在車床實際加工工件的過程中，要注意安全。

十二、對本實驗過程及方法、手段的改進建議：

實際工件的加工并不復雜，最重要的是三維圖形的繪制，需要同學的合作。分組的時候，最好兩三個同學一組，這樣能夠更好的鍛煉繪圖能力，提高效率。加工過程中，盡量減輕零件的質量，這樣減少因零件質量而帶來的零件變形問題。

1、夾一端，伸出110mm；

2、先粗加工外輪廓￠12的外圓，R20、C16圓錐及￠29的外圓；

3、粗加工R25的圓弧；

4、精加工2、3步；

5、切外圓為12的兩個槽，加工螺紋；

6、切斷；

7、掉頭裝夾車削切斷端面；

三、程序：

% O0000 G21 G0 T0101 G97 S1000 M03 G0 G54 X36.Z0.G98 G1 X0.F100.G0 Z2.G97 S900 X30.04 Z4.7 G1 Z2.7 F180.Z-90.X32.868 Z-88.586

G1 Z2.7 Z-11.409 X16.72 Z-13.179 X19.548 Z-11.765 G0 Z4.7 X12.4 G1 Z2.7 Z0.Z-9.939 X14.76 Z-11.709 X17.588 Z-10.295 G28 U0.W0.M05 T0100 M01 G0 T0202 G97 S550 M03 G0 G54 X24.4 Z-7.3 G1 X20.4 F100.Z-16.G3 X20.367 Z-16.08 R.2 F120.G2 X19.804 Z-16.752 R24.8 G1 Z-35.248 F100.G2 X20.263 Z-35.8 R24.8 G1 X20.4 X23.228 Z-34.386 G0 X23.883 Z-17.054

G1 X20.204 Z-16.269

G2 X19.207 Z-17.531 R24.8 F120.G1 Z-34.469 F100.G2 X20.204 Z-35.731 R24.8 G1 X23.032 Z-34.317 G0 X23.335 Z-17.726 G1 X19.607 Z-17.G2 X18.611 Z-18.402 R24.8 F120.G1 Z-33.598 F100.G2 X19.607 Z-35.001 R24.8 G1 X22.436 Z-33.586 G0 X22.786 Z-18.467

G1 X19.011 Z-17.806

G0 T0303 G97 S700 M03 G0 G54 X34.Z-64.25 G1 X12.F40.G0 X34.Z-63.5 G1 X12.X12.19 Z-63.595 G0 X34.Z-65.G1 X12.X12.19 Z-64.905 G0 X34.Z-65.2 G1 X24.G2 X23.6 Z-65.R.2 G1 X12.X12.19 Z-64.905 G0 X34.Z-63.3 G1 X24.G3 X23.6 Z-63.5 R.2

G1 X12.X12.19 Z-63.595 G0 X34.Z-61.886 X26.828 G1 X24.Z-63.3 G3 X23.6 Z-63.5 R.2 G1 X12.X12.3 Z-63.65 G0 X26.828 Z-66.614 G1 X24.Z-65.2 G2 X23.6 Z-65.R.2 G1 X12.X12.3 Z-64.85 G0 X26.828 X30.Z-39.75 G1 X12.G0 X30.Z-39.G1 X12.1Z3.139 X11.418 G32 Z-9.F1.G0 X16.Z3.105 X11.298 G32 Z-9.F1.G0 X16.Z3.076 X11.19 G32 Z-9.F1.G0 X16.Z3.049 X11.092 G32 Z-9.F1.G0 X16.Z3.023 X11.002 G32 Z-9.F1.G0 X16.Z3.X10.917

G32 Z-9.F1.G0 X16.Z3.X10.917 G32 Z-9.F1.G0 X16.Z3.226

G28 U0.W0.M05 T0400 M01 G0 T0303 G97 S600 M03 G0 G54 X37.Z-93.G98 G1 X33.F60.X3.8 X7.8 G0 X33.G28 U0.W0.M05 T0300 M30 %

第四篇：軸類零件的數控加工工藝設計與編程[范文模版]

本科畢業設計(論文)

題目：軸類零件的數控加工工藝設計與編程

2013年5月

軸類零件的數控加工工藝與編程

摘要

本次設計是根據被加工軸的技術要求和年生產量，進行機械加工工藝設計，然后運用夾具設計的基本原理和方法，擬定夾具設計方案，完成夾具結構設計。主要工作包括繪制毛坯圖、零件圖、夾具總的設計圖。了解零件的結構特點和技術要求；根據生產類型和生產條件，對零件進行結構分析和工藝分析；確定毛坯的種類及制造方法；擬定零件的加工工藝規程；選擇各工序的加工設備和工藝設備，確定各工序的加工余量和工序尺寸，計算各工序的切削用量額定工時；填寫加工工藝過程卡片、機械加工工序卡片等工藝卡片；設計制定選定的加工工序的專用夾具，繪制裝配總圖和主要零件圖。

關鍵詞：軸;加工工藝;夾具;編程

I

Axial parts of Numerical Control Machining Process

Planning and Programming

Abstract The design is based on the shaft by processing technical requirements and production, machining process design, then use of fixture design of the basic principles and methods, formulate fixture design, completion tongs structure design.The main work of drawing a blank drawing, general, fixture design, understanding of the structure characteristics of the spare parts and technical requirements;according to the type of production and production conditions, parts of the analysis of structure and process;The rough determine the type and method of manufacture;make parts of the processing order of the processes;selection of equipment and processing equipment, to determine the process of machining allowance and process dimensions, calculation of the process of cutting amount and industrial design norm;Fill in machining process card, machining process card and process card;design of selected processing procedures for the fixture, drawing assembly assembly drawing and the main parts of the map.Key Words: shaft;processing;technology;fixture;programming

II

符號表

Tj——機動時間

tf——輔助時間 tj——基本時間

?——切削速度

ap——背吃刀量

f——進給量

i——進給次數

n——機床主軸轉速

l——切削加工長度

l1——刀具切入長度

l2——刀具切出長度

L——刀具或工作臺行程長度 d——工件刀具直徑

如需要完整文檔及cad圖等其他文件，請加球球：一九八五六三九七五五

III

IV

目錄

摘要..............................................................................................................................I ABSTRACT.............................................................................................................II 符號表.......................................................................................................................III 1 緒論.........................................................................................................................1

1.1研究背景和意義..................................................................................................1 1.2設計目的..............................................................................................................2 1.3研究現狀..............................................................................................................2 1.4研究內容..............................................................................................................4 零件加工工藝分析.............................................................................................5

2.1零件結構工藝性分析..........................................................................................5 2.1.1零件圖紙工藝分析........................................................................................5 2.1.2零件結構分析................................................................................................6 2.2零件技術要求分析..............................................................................................6 2.3確定毛坯材料和制造形式..................................................................................6 2.3.1材料分析........................................................................................................7 2.3.2毛坯分析........................................................................................................7 2.4零件設備選擇......................................................................................................7 2.5基面選擇..............................................................................................................8 2.5.1粗基準選擇....................................................................................................8 2.5.2精基準選擇....................................................................................................8 2.6確定走刀順序和路線..........................................................................................9 2.6.1基面先行........................................................................................................9 2.6.2確定工序尺寸..............................................................錯誤！未定義書簽。2.7確定切削用量及基本工時................................................錯誤！未定義書簽。2.8刀具及量具選擇................................................................錯誤！未定義書簽。2.8.1刀具選擇......................................................................錯誤！未定義書簽。2.8.2量具選擇......................................................................錯誤！未定義書簽。專用夾具設計.....................................................................錯誤！未定義書簽。

3.1設計主旨............................................................................錯誤！未定義書簽。

IV 緒論

3.2確定夾具結構設計方案....................................................錯誤！未定義書簽。3.2.1數控車床常用裝夾方式..............................................錯誤！未定義書簽。3.2.2確定合理裝夾方式......................................................錯誤！未定義書簽。3.2.3鉆孔專用夾具設計......................................................錯誤！未定義書簽。數控加工程序編程及仿真.............................................錯誤！未定義書簽。

4.1數控加工特點....................................................................錯誤！未定義書簽。4.2數控編程分類....................................................................錯誤！未定義書簽。4.2.1手工編程......................................................................錯誤！未定義書簽。4.2.2自動編程......................................................................錯誤！未定義書簽。4.3確定編程坐標系及編程原點............................................錯誤！未定義書簽。4.4數值計算............................................................................錯誤！未定義書簽。4.4.1R6mm、R20mm兩圓弧切點坐標計算......................錯誤！未定義書簽。4.4.2圓錐大端直徑計算......................................................錯誤！未定義書簽。4.4.3螺紋尺寸計算..............................................................錯誤！未定義書簽。4.5程序編程............................................................................錯誤！未定義書簽。4.5.1左端..............................................................................錯誤！未定義書簽。4.5.2右端..............................................................................錯誤！未定義書簽。4.6MASTERCAM仿真.............................................................錯誤！未定義書簽。4.6.1建立模型......................................................................錯誤！未定義書簽。4.6.2工件及刀具設置..........................................................錯誤！未定義書簽。4.6.3實體加工模擬過程......................................................錯誤！未定義書簽。結論.......................................................................................錯誤！未定義書簽。參考文獻...................................................................................錯誤！未定義書簽。致謝............................................................................................錯誤！未定義書簽。畢業設計（論文）知識產權聲明....................................................................35 畢業設計（論文）獨創性聲明.........................................................................36 附錄1 MASTER CAM仿真程序代碼..........................錯誤！未定義書簽。

V 緒論 緒論

1.1研究背景和意義

隨著計算機技術的高速發展，傳統的制造業開始了根本性變革，各工業發達 國家投入巨資，對現代制造技術進行研究開發,提出了全新的制造模式。在現代 制造系統中，數控技術是關鍵技術，它集微電子、計算機、信息處理、自動檢測、自動控制等高新技術于一體，具有高精度、高效率、柔性自動化等特點。對制造 業實現柔性自動化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。

目前，數控技術正在發生根本性變革，由專用型封閉式開環控制模式向通用型開放式實時動態全閉環控制模式發展。在集成化基礎上，數控系統實現了超薄型、超小型化；在智能化基礎上，綜合了計算機、多媒體、模糊控制、神經網絡等多學科技術，數控系統實現了高速、高精、高效控制，加工過程中可以自動修正、調節與補償各項參數，實現了在線診斷和智能化故障處理；在網絡化基礎上，CAD/CAM與數控系統集成為一體，機床聯網，實現了中央集中控制的群控加工。

機械制造工藝與機床夾具設計是機械制造工藝學與機床夾具教學的一個不可少的輔助環節。機械制造工藝學是機械工業的基礎，是機械產品生產的基本技術，工藝工作是每一個機械企業主要的活動內容，加強工藝技術設計研究，旨在提高工藝水平，提高機械產品質量，降低能源消耗。此次設計的目的在于：根據加工零件的設計要求，運用夾具設計的基本原理和方法，制定夾具設計方案，完成夾具結構設計及加工工藝規程。本次設計是我們全面綜合運用本課程的理論知識與實際的一次重要實踐，它對于培養學生編制機械加工工藝規程和機床夾具設計的能力，以及從事機械方面工作具有十分重要的意義。

進入21世紀以后,典型軸在制造工藝、刀具等方面都發生了巨大的變化,與以前加工工藝有很多不同。領導了近半個多世紀的多刀車削工藝和手工磨削工藝,由于加工精度低和柔性差等原因,將逐步退出歷史舞臺。而高速、高效、復合加工技術及裝備迅速進入汽車及零部件制造業,軸的高速高效復合加工技術在行業內已有相當程度的應用,也必將代表這一行業的未來發展趨勢。本設計說明書就是針對軸類零件的加工工藝及工裝的設計進行詳細說明的。

本設計詳細介紹了軸類零件的結構和各項技術要求及要達到的加工精度；并結合軸的生產類型和材料種類對軸的加工工藝做了詳細的分析，另外還對軸的加

西安工業大學北方信息工程學院畢業設計（論文）

工進行了經濟性分析，確定了生產方案的可行性；詳細介紹了此軸加工過程中所采用的夾具的設計原則、步驟及其工作原理和結構。驗正了它的可靠性，還對定位誤差進行了分析，確保其能夠滿足加工精度的要求；還細述了軸加工過程中的刀、量具各一套的設計，使用它們可以提高軸的加工效率。

機械加工工藝和工裝設計是機械工程師必備的基本技能，通過本設計說明書的介紹，我們可以清楚地了機械加工的工藝、工裝設計的基本原則、方法和步驟，使大家對機械工藝技術工作有一個深入的全方位的了解和認識。

1.2設計目的

通過設計，一方面能獲得綜合運用過去所學的知識進行工藝分析的基本能力，另一方面，也是對數控加工過程進行的一次綜合訓練。

通過此次設計，我們可以在以下各方面得到鍛煉：能運用已學過的基本理論知識，以及在生產實習中學到相應的實踐知識，掌握從零件圖開始到正確地編制加工程序的整個步驟、方法。根據被加工零件的技術要求，選擇合理的工藝，編制出既經濟又合理，又能保證加工質量的數控程序，并且學會使用各類設計手冊及圖表資料。還可以運用MasterCAM軟件進行三維仿真。

1.3研究現狀

軸類零件是機器中經常遇到的典型零件之一。它在機械中主要用于支承齒輪帶輪、凸輪以及連桿等傳動件，傳遞扭矩。機器中作回轉運動的零件就裝在軸上。按軸類零件結構形式不同，一般可分為光軸、階梯軸和異形軸三類；或分為實心軸和空心等。

軸類零件的技術要求主要是支承軸頸和配合軸頸的徑向尺寸精度和形位精度，軸向一般要求不高。幾何形狀精度主要是圓度和圓柱度，一般要求限制在直徑公差范圍之內。相互位置精度主要是同軸度和圓跳動；保證配合軸徑對于支承軸頸的同軸度，是軸類零件位置精度的普遍要求之一。

方便直觀的幾何造型MasterCAM提供了設計零件外形所需的理想環境，其強大穩定的造型功能可設計出復雜的曲線、曲面零件。MasterCAM具有強勁的曲面粗加工及靈活的曲面精加工功能。MasteCAM提供了多種先進的粗加工技術，以提高零件加工的效率和質量。MasterCAM還具有豐富的曲面精加工功能，可以從中選擇最好的加工方法，加工最復雜的零件。MasterCAM的多軸加工功能，為零件的加工提供了更多的靈活性。可靠的刀具路徑校驗功能MasterCAM可模擬零件加工的整個過程，模擬中不但能顯示刀具和夾具，還能檢查刀具和夾具與被加工零件的干涉、碰撞情況。

西安工業大學北方信息工程學院畢業設計（論文）

CAD/CAM是隨著軸類零件的設計理論和CAD/CAM[5]技術的發展而發的。軸類由最初的只能代替手工進行計算，逐步發展到能實現三維實體造型、機構仿真、自動編程等功能,并且還在不斷發展下去。

軸類零件在整個制造工業中發揮著重要作用，數控機床代表著一個民族制造工業現代化的水平。隨著現代化科學技術的迅速發展，制造技術和自動化水平的高低已成為衡量一個國家或地區經濟發展水平的重要標志。當今世界各國制造業廣泛采用數控技術，以提高制造能力和水平，提高對動態多變市場的適應能力和競爭能力。此外世界上各工業發達國家還將數控技術及數控裝備列為國家的戰略物資，不僅采取重大措施來發展自己的數控技術及產業，而且在“高精尖”數控關鍵技術和裝備方面對我國實行封鎖和限制政策。總之，大力發展以數控技術為核心的先進技術已成為世界各發達國家加速經濟發展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。

數控編程技術[2]是數控技術重要的組成部分。從數控機床誕生之日起，數控編程技術就受到了廣泛關注，成為CAD/CAM系統的重要組成部分，各工業發達國家也投入了大量的人力物力開發實用的數控編程系統。在CAD/CAM一體化概念的基礎上，出現了并行工程的概念。為了適應并行工程發展的需要，數控編程技術正向集成化和智能化方向發展。進入二十世紀九十年代，隨著Web技術的不斷發展，傳統的產品設計、制造和生產模式正在發生深刻的變革，出現了協同設計制造、異地設計制造、全球制造等一系列新概念和新技術。將Web技術和CAM技術相結合，成為CAM系統的又一重要發展方向。

21世紀數控裝備將是具有一定智能化的系統，智能化的內容包括在數控系統的各個方面：追求加工效率和加工質量方面的智能化，如工藝參數的自動生成，簡化編程、簡化操作方面的智能化，智能化的自動編程、智能化的人機界面等；還有智能診斷、智能監控方面的內容、方便系統的診斷以及維修等。

數控加工制造技術正逐漸得到廣泛的應用,對零件進行編程加工之前，工藝分析具有非常重要的作用。工藝分析是數控加工編程的前期工藝準備工作，無論是手工編程還是自動編程，在編程之前均需對所加工的軸類零件進行工藝分析。如果工藝分析考慮不周，往往會造成工藝設計不合理,從而引起編程工作反復，工作量成倍增加，有時還會發生推倒重來的現象,造成一些不必要的損失，嚴重者甚。本文通過對典型的軸類零件數控加工工藝的分析，給出了對于一般零件數控加工工藝分析的方法，對于提高制造質量、實際生產具有一定的指導意義。

目前正在研制的新一代CAM系統將采用面向對象、面向工藝特征的基本處理模式，系統的自動化水平、智能化程度將大大提高。國內外企業家和專家們已形成共識：今后相當一段時間內，機械加工技術的發展和競爭，主要是數控技術

西安工業大學北方信息工程學院畢業設計（論文）的發展與應用。

1.4研究內容

本次設計主要是通過工藝特點，工藝安排，機械加工工藝過程幾個方面對零件加工工藝進行分析，然后對零件的程序進行編制，最后用仿真加工以達到完成對零件的加工程序進行檢驗。

首先對該課題進行深入的分析，深入研究，認真完成此次畢業設計，主要以論述與設計相結合進行研究與探討，完成對本設計軸主要部位：內孔、外圓柱面、圓錐面、圓弧面、退刀槽、螺紋等的加工工藝設計及指定工序的夾具設計。

難點在于設計軸加工工藝過程及其加工時的專用夾具，確定工件的尺寸、公差和技術條件。通過查閱期刊、書籍等相關資料進行對軸加工工藝和夾具的設計進一步了解，思考、分析和掌握軸加工的基本環節，完成計算并設計出軸加工工藝及夾具設計。零件加工工藝分析 零件加工工藝分析

2.1零件結構工藝性分析

零件的結構工藝性是指所設計的零件在能滿足使用要求的前提下制造的可行性和經濟性，即所設計的零件結構應便于成形，并且成本低，效率高。2.1.1零件圖

如零件圖2.1、2.2所示。

圖2.1 零件二維圖

圖2.2 零件三維圖

畢業設計（論文）

2.1.2零件結構分析

本零件上由圓柱面、內孔、內圓錐面、圓弧面、溝槽、和螺紋等部分組成。零件車削加工[8]成形輪廓的結構形狀較復雜、需兩頭加工，零件的加工精度和表面質量要求都很高。

該零件重要的徑向加工部位有?380m）、?0.03mm圓柱段（表面粗糙度Rɑ=1.6μm）、R6mm圓弧與R20mm圓弧相切過渡區、?480?0.03圓柱段（表面粗糙度Ra=1.6μ（表面粗糙度Ra=1.6μm）、長徑比為1:2的內錐（小端直徑為?23o?23o?0.03的內孔?0.03、M20*2-6g三角形外螺紋，其余表面粗糙度均為Ra=3.2μm）。零件符合數控加工尺寸標注要求，輪廓描述清楚完整，零件材料為45鋼，毛坯為?50mm*130mm。

2.2零件技術要求分析

小批量生產條件，不準用砂布和銼刀修飾平面，這是對平面高精度的要求，未注公差尺寸按GB1804-M，熱處理，調質處理，HRC25-35，未注粗糙度按Ra3.2，毛坯尺寸?50mm*130mm。

加工難點及處理方案：分析圖紙可知，此零件對平面度的要求高，左端更有內輪廓加工，為提高零件質量，采用以下加工方案。

a.對圖樣上給定的幾個精度要求較高的尺寸，編程時采用中間值； b.在輪廓曲線上，有一處既過象限又改變進給方向的輪廓曲線，因此在加工時應進行機械間隙補償，以保證輪廓曲線的準確性；

c.零圖紙中含有圓柱度，為保證其形位公差，應盡量一次裝夾完成左端面的加工以保證其數值；

d.本設計圖紙中的各平面和外輪廓表面的粗糙度要求可采用粗加工---精加工加工方案，并且在精加工的時候將進給量調小些，主軸轉速提高；

e.螺紋加工時，為保證其精度，在精車時將螺紋的大徑值減小0.18-0.2mm，加工螺紋時利用螺紋千分尺或螺紋環規保證精度要求。

選擇以上措施可保證尺寸、形狀、精度和表面粗糙度。

2.3確定毛坯的材料和制造形式

軸：本次設計軸主要技術指標：年產量5000臺/年

該產品年產量Q=5000（件/年），n=1（件/臺），設其備品率α%為10%，機械加工廢品率β%為1%，現制定該曲軸零件的機械加工工藝規程及夾具設計。年生產綱領：

N =Q*n*(1+ α%+β%)

=5000*1*（1+10% +1%）

=5550（臺/年）

軸的年產量為5550件，現在已知該產品為中型機械，根據《機械制造工藝設計手冊》表1.1-2生產類型與生產綱領的關系，可確定其生產類型為大批量生產。2.3.1材料分析

該軸零件加工中，刀具與工件之間的切削力較大。工件材料的可切削性能。強度、硬度、塑性、提供冷切削加工、機械性能都跟工件的材料有關。所以選擇45鋼為該軸類零件的材料。

45鋼的化學成分中含C0.42%～0.50%，Si0.17%～0.37%，Mn0.50～0.80%，P?0.035%，S?0.035%，Cr?0.25%，N?0.25%，Cu?0.25%。45鋼在進行冷加工時硬度要求，熱軋鋼，壓痕直徑不小于3.9，布氏硬度不小于241HRB，退火鋼壓痕直徑不小于4.4，布氏硬度不小于187HB，45鋼的機械性能：δs?335Mpa，δb?600Mpa，??40%，Ak?47J。45鋼相對切削性硬質合金刀具1.0，高速鋼刀具1.0，45鋼經濟合理對加工刀具的要求也合理，45鋼用途廣泛，主要是用來制造汽輪機、壓縮機，泵的運動零件制造齒輪、軸活塞銷等零件。根據以上數據適合該軸的加工。2.3.2毛坯分析

軸類零件的毛坯有棒料、鍛件和鑄件三種。

鍛件：適用與零件強度較高,形狀較簡單的零件。尺寸大的零件因受設備限制，故一般用自由鍛；中、小型零件可選模鍛；形狀復雜的剛質零件不宜用自由鍛。鑄件：適用于形狀復雜的毛坯。

本零件的毛坯宜采用棒料鋸割，毛坯至?50*130mm，使鋼材經過鍛壓，獲得均勻的纖維組織，提高其力學性能，同時也提高零件與毛坯的比重，減少材料消耗。

2.4零件設備選擇

數控車床能對軸類或盤類等回轉體零件自動地完成內外圓柱面、圓錐表面、圓弧面等工序的切削加工，并能進行切槽、鉆、擴等的工作。根據零件的工藝要求，可以選擇經濟型數控車床，一般采用步進電動機形式半閉環伺服系統。此類車床機構簡單，價格相對較低，這類車床設置三爪自定心卡盤、普通尾座或數控液壓尾座，適合車削軸類零件。

根據主軸的配置的要求選擇臥式數控車床。數控車床[14]具有加工精度高，能做直線和圓弧插補，數控車床剛性良好，制造和對刀精度高，能方便和精確地進行人工補償和自動補償，能夠加工尺寸精度要求較高的零件。能加工輪廓形狀特別復雜的表面和尺寸難于控制的回轉體，而且能比較方便的車削錐面和內外圓

柱面螺紋，能夠保持加工精度，提高生產效率。所以對加工時非常有利的。

2.5基面選擇

機械加工的最初工序只能用工件毛坯上的未加工表面作為定位基準，這種 位基準稱之為粗基準。用以加工的表面作定位基準則稱之為精基準。在制定零件機械加工工藝規程時，總是先考慮怎樣的精基準定位能把工件加工到設計要求，然后再考慮如何運用選取的粗基準，把用作精基準的表面加工出來。2.5.1粗基準選擇

選擇粗基準時，主要要求保證各加工面有足夠的余量，使加工面與不加工面間的位置符合圖樣要求，粗基準選擇的要求應能保證加工面與非加工表面之間的位置要求及合理的分配各加工面的加工余量。同時要為后續供需提供精基準，具體有以下原則：為了保證加工面與非加工面之間的位置要求，應該選擇一非加工表面為粗基準；為了保證各加工表面都有足夠的加工余量，應選擇毛坯余量最小的面為粗基準；為了保證重要的加工面的余量均勻，應選擇為粗基準；粗基準的選擇應避免重復使用，在同一尺寸上，通常只允許使用一次，做為粗基準的表面應該足夠光滑整潔，以使工件定位穩定可靠，加緊方便。軸類零件，以外圓作為粗基準。為了保證加工面與不加工面間的位置要求，一般應選擇不加工面為粗基準。如果工件上有多個不加工面，則應選其中與加工面位置要求較高的不加工面為粗基準，以便保證精度要求，使外形對稱等。

由于此零件全部表面都需加工，應選用外圓及一端面為粗基準，然后通過“互為基準的原則”進行加工。遵循“基準重合”的原則。加工左端時選擇在毛坯外圓柱段的右端外圓表面，加工右端時選擇在?38mm外圓柱段的表面，以體現定位基準是軸的中心線。

在制定零件加工的工藝規程時，正確的選擇工件的定位[10]的基準有著十分中的意義。定位基準選擇的好壞，不僅影響零件加工的位置精度，而且對零件個表面的加工順序也有很大的影響。合理的選擇定位基準是保證零件加工精度的前提，還能簡化加工工序，提高加工效率。

2.5.2精基準選擇

精基準選擇時應能保證加工精度和裝夾可靠方便，有以下原則：

基準重合原則；基準統一原則；自為基準原則；互為基準原則；保證工件定 位準確，夾緊可靠、操作方便原則。精基準的選擇主要考慮基準重合的問題。當設計尺寸與工序尺寸的基準不重合時，應該進行尺寸計算。

a.用工序基準作為精基準，實現“基準重合”，以免產生基準不重合誤差。

b.當工件以某一組精基準定位可以較方便的加工其他各表面時，應盡可能在多數工序中采用此組精基準定位，實現“基準統一”，以減少工裝設計制造費用、提高生產率、避免基準轉換誤差。

c.當精加工或光整加工工序要求余量盡量小而均勻時，應選擇加工表面 本身作為精基準，即遵循“自為基準”原則。該加工表面與其他表面間的位度要求由先行工序保證。

d.為了獲得均勻的加工余量或較高的位置精度，可遵循互為基準、反復加工的原則。

由于此零件全部表面都需加工，而孔作為精基準應先進行加工，因為軸類零件各外圓表面、螺紋表面的同軸度及端面對軸線的垂直度是相互位置精度的主要項目，而這些表面的設計基準一般都是軸的中心線，采用兩中心孔定位就能符合基準重合原則。而且由于多數工序都采用中心孔作為定位基面，能最大限度地加工出多個外圓和端面，這也符合基準統一原則。

工件的定位與基準應與設計基準保持一致，應防止過定位，這個工件是個實心軸，末端要鏜一個25的錐孔，因軸的長度不是很長，所以采用工件的右端面和48的外圓作定位基準，使用普通三爪卡盤夾緊工件，取工件的右端面中心為 工件坐標的原點，對刀點在（100.100）處。

2.6確定走刀順序和路線

加工路線[20]的確定，直接關系到數控機床的使用效率、加工精度、刀具數量和經濟性等問題，應盡量做到工序相對集中，工藝路線最短，機床的停頓時間和輔助時間最少。該零件采用棒料毛坯進行加工，由于毛坯余量較大，因此，采用階梯切削路線去除毛坯余量，刀具切削路徑短，效率高。

2.6.1基面先行

用作精基準的表面，要首先加工出來。所以，第一道工序一般是進行定位面的粗加工和半精加工(有時包括精加工)，然后再以精基面定位加工其它表面。綜上所訴：此零件的的加工順序如下：

預備加工---車左端面---鉆中心孔---鏜孔---粗車左端外輪廓---精車左端外輪廓---調頭---車右端面---粗車外輪廓---精車外輪廓---退刀槽---粗車螺紋---精車螺紋 工序1：車左端面，將毛坯車為127mm的棒料

工序2：左端面打中心孔 選用?5mm的中心鉆（手動鉆孔）工序3：左端鉆孔（鉆?20mm深-32mm的孔）工序4：粗車左端內孔?23mm 工序5：粗車?48mm的外圓柱面

工序6：粗車?38mm的臺階外圓柱面及倒角

工序7：調頭粗車右端面將零件車至要求尺寸進給路線

工序8：調頭粗車右端面各部倒角、切外螺紋退刀槽、三角形螺紋 工步路線為：

工步一:自右向左倒角，粗車螺紋?20mm圓柱段；

工步二:自右向左粗車R6和R20 mm圓弧面、?38 mm圓柱段、R12.5 mm圓弧面、錐長8 mm 的圓錐段；

工步三:自右向左粗車R6和R20 mm 圓弧面、?38 mm圓柱段、R12.5 mm圓弧面、錐長8 mm的圓錐段； 工步四:車4mm*?16mm螺紋退刀槽； 工步五:粗車螺紋；

工序9：擴左端內孔?25mm，深11mm 工序10：半精車?48mm的外圓柱面

工序11：半精車?38mm的臺階外圓柱面及倒角

工序12：調頭半精車右端面將零件車至要求尺寸進給路線

工序13：調頭半精車右端面各部倒角、切外螺紋退刀槽、三角形螺紋 工步路線為：

工步一:自右向左倒角，半精車螺紋?20mm圓柱段；

工步二:自右向左精車R6和R20 mm 圓弧面、?38 mm圓柱段、R12.5 mm圓弧面、錐長8 mm的圓錐段；

工步三:半精車4mm*?16mm螺紋退刀槽； 工步四:半精車螺紋；

工序14：鉸?230?0.03mm的孔，再用1:2的鉸刀鉸小端為?25mm的錐孔 工序15：精車?480?0.03mm的外圓柱面

工序16：精車?380?0.03mm的臺階外圓柱面及倒角

工序17：調頭精車右端?380?0.03mm圓柱面、切外螺紋退刀槽、三角形螺紋 工序18：精車螺紋

工序19：去除全部毛刺并吹凈 工序20：根據技術文件進行檢驗 工序21：入庫

第五篇：波浪形軸類零件的數控加工工藝分析

波浪形軸類零件的數控加工工藝分析

摘要：在數控機床上加工零件，首先遇到的問題就是零件的工藝處理。制定出細致、優化的加工工藝，是數控加工應用中應重視的問題。本文介紹波浪形軸類零件的數控加工工藝分析。

關鍵詞：波浪形軸類零件 數控加工 工藝分析

制定細致、優化的加工工藝，是數控加工工藝編制人員、數控加工操作人員常需分析的問題，必須在編程之前正確確定加工方案，進行工藝設計，再考慮編程。波浪形軸類零件泛指軸徑外大內小的軸類零件，本類零件的加工是軸類零件中的難點。本文以典型波浪形軸類零件為例，對數控加工中的工藝處理進行分析。

1、數控加工中的典型工藝處理方法

1)改局部分散標注法尺寸為集中引注或坐標式尺寸。在數控編程中，所有點、線、面的尺寸和位置都是以編程原點為基礎的。因此，零件圖中最好直接給出坐標尺寸，或盡量以同一基準引注尺寸。這種標注法，既便于編程，也便于尺寸之間的相互協調，在保持設計、工藝、檢測基準與編程原點設置的一致性方面帶來很大方便。但是由于零件設計人員往往在尺寸標注中較多地考慮裝配等使用特性方面，而不得不采取局部分散的標注方法，這樣會給工序安排與數控加工帶來諸多不便。事實上，由于數控加工精度及重復定位精度都很高，不會因產生較大的累積誤差而破壞零件的使用性能，因而改動局部的分散標注法尺寸為集中引注或坐標式尺寸是完全可以的。

2)刀路應盡量簡單。具體要求就是盡量選用 0°或 90°方向切削。因為單軸插補加工的物理意義在于不存在輪廓誤差，兩軸或兩軸以上插補加工，在兩軸位置增益不相同時，存在輪廓誤差，且平行刀路要選擇較長邊作為進給方向。單軸插補加工不存在輪廓誤差，故對于數控銑床加工零件，必須使零件的直線輪廓平行或垂直于坐標軸，以提高零件的加工精度。

3)拐點的處理要合理，避免采用直角過渡。在外角加工中選用圓角過渡，走刀方向不會因突然改變而損壞刀具，零件的拐角輪廓誤差也得以有效控制。如果確需直角過渡的，可在輪廓交接處加入G04指令，延時數十至數百毫秒，在這段時間里前段輪廓加工時的跟隨誤差會迅速得以修正，如車削軸類零件臺肩等。在現代數控加工中可以用CAM軟件來很好地處理這類問題。有些數控系統也可采用尖角過渡G07指令。

4)刀路的材料去除量要均勻，減小沖擊產生。材料切削量的突然改變會對刀具和機床產生沖擊，特別是在留精加工余量時更應注意，大多在使用復合固定循環時，易出現該現象。

2、波浪形軸類零件的車削加工

如圖1a所示零件，在車削類零件中屬于非單調類，加工時具有較高的難度，必須合理制定其加工工藝。該零件加工所用坯料設為?66mm的棒料，批量生產，加工時用一臺數控車床，圖形的數字處理及數控加工工藝如下。

2.1 圖形的數學處理 曲線用 35°外圓切削刀 加工點 C刀具必須具備的最小副偏角 Kr′的計算: kr/?arcsinCQ23?arcsin?39.71? O1C361 第 頁

故采用封閉粗切削循環時,刀具須選用副偏角大于39.71°的外圓車刀。點B坐標的計算(固定坐標系以點A為中心): O1Q?O1C2?CQ2?362?232?27.6948

所以點 B的坐標X=2(36-27.6948+20)=56.61，Z=-35.17。封閉粗切削循環時總退刀量的計算: O2P?O2D2?DP2?302?152?25.981

故采用G73指令加工X軸上的總退刀量: i?30?O2P?(56.61?40)/2?30?25.981?8.305?12.324

2.2 數控加工的工藝制定

工步1：夾棒料外圓柱面，車端面。

工步2：如圖1b所示，采用外圓粗切削循環 G71、精加工 G70指令，加工軌跡A→B→F→H→J→G。第 頁

工步3：如圖 1c所示,采用55°外圓車刀，封閉粗切削循環G73、精加工G70指令，加工圖中軌跡 B→C→D→G。55°外圓車刀能保證點C的副偏角 Kr′為62?30?，大于39?70?，不產生刀具干涉。循環起始點O3一般位于點 C基于R36圓弧的切線以左，?64mm圓柱右側端面以右，以防循環切削時的碰刀和過切。

工步4：如圖 1c所示,沿軌跡D→E→K，采用縱向切削循環 G90指令,車削?40mm圓柱。

工步5：如圖 1d所示，調頭，夾持?64mm外圓柱面，按總長157.17mm要求，車削?20mm圓柱右端面。

工步6：如圖 1d所示，采用縱向切削循環G90指令,車削?20mm圓柱。2.3工藝制定中易出現的幾種問題

問題一：整個手柄曲線按一次精車處理。此加工工藝切削量太大，若刀具選擇不當，易在點 A或點 C處產生刀具干涉，無法加工。

問題二：整個手柄曲線按 G71指令外圓粗切削循環G70指令精加工。此加工工藝?40mm圓柱、R30圓弧處切削量太大，兩圓弧交點 C處附近刀具易干涉無法加工。

問題三：整個手柄用割斷刀粗車至手柄輪廓，然后精加工。此加工工藝割斷刀的徑向坐標尺寸計算非常繁瑣，不易采用此方案進行實際加工。

問題四：如圖 2所示，夾棒料外圓柱面，整個手柄曲線用 35°外圓切削刀具，按 G73指令封閉粗切削循環、G70指令精加工，X軸上的總退刀量為 i =33。第 頁

圖2 加工工藝的不合理表現

實際退刀量將由循環起始點 O3位置的變化而減小，點O3一般位于點C基于 R36圓弧的切線以左，點A居工件端面以右，否則G73切削循環時易出現碰刀和過切現象。此加工工藝在加工棒料零件時，所用循環次數非常多，不利于提高加工生產率。

3、數控仿真軟件下的刀具的干涉實驗

在圖1c中，需用55°外圓尖刀，采用封閉粗切削循環G73、精加工G70指令車削軌跡B→C→D→G。封閉粗切削循環是對鑄造、鍛造成型毛坯或已粗車成型工件的切削，這里用于處理非單調軸類零件的加工。

通過計算可知，點C處刀具不引起干涉的副偏角Kr′要大于 39.71°，除用55°外圓尖刀具加工外，還可用35°外圓車刀。用35°外圓車刀車削時，必須保證副偏角Kr′大于39.71°，副偏角Kr′可在39.71°～50°范圍中調節(副偏角 Kr′為50°時，主偏角Kr為95°，這里不應靠主偏角Kr小于95°來增大副偏角 Kr′)，若刀具安裝不當，出現副偏角Kr′小于39.71°，將出現刀具干涉。圖 3所示是在仿真軟件下,刀具副偏角 Kr′為20°時在點C的干第 頁

涉試驗，明顯表明在點C刀具的后刀面與零件已發生嚴重干涉。圖4所示是55°外圓尖刀具在點C的切削狀況，沒有發生干涉現象。

圖3 圖4

4、結論

對于坯料為棒料的波浪形軸類零件(軸徑外大內小)，一般的加工方法是先右側去除直徑單調部分材料(直徑外小內大部分)，按零件情況選擇，然后對非單調部分，通常是采用局部G73指令和割槽處理，并采用通用加工方法補充。為解決此類零件的高精度加工，可以按上述方法進行粗加工(留0.1～0.25mm精車余量)，最后進行一次完整的精加工(精加工時必須特別注意刀具的副偏角，以防干涉)。

參考文獻

1、嚴愛珍，李宏勝.機床數控原理與系統 [M ].北京:機械工業出版社 ,2003

2、程淑重.數控加工工藝 [M ].杭州:浙江大學出版社 ,2003 第 頁