第一篇：箱體類零件畢業設計參考

河南機電高等專科學校

論文題目：

畢業設計說明書 變速箱箱體機械加工工藝規程及工裝設計系部： 機 械 工 程 系專業： 機械制造與自動化班級：機 制 083學生姓名：蔣培培學號：080114207指導教師：陳芳2011年5月10日

第二篇：軸類、齒輪、箱體類典型零件的技術要求

（一）軸類

1、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）。

(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Ra2.5～0.63μm，與軸承相配合的支承軸徑的表面粗糙度為Ra0.63～0.16μm。

2、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

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。

（二）齒輪

1、齒輪的功用與結構特點

齒輪傳動在現代機器和儀器中的應用極為廣泛，其功用是按規定的速比傳遞運動和動力。

齒輪的結構由于使用要求不同而具有各種不同的形狀，但從工藝角度可將齒輪看成是由齒圈和輪體兩部分構成。按照齒圈上輪齒的分布形式，可分為直齒、斜齒、人字齒等；按照輪體的結構特點，齒輪大致分為盤形齒輪、套筒齒輪、軸齒輪、扇形齒輪和齒條等等，如圖9-1所示。

在上述各種齒輪中，以盤形齒輪應用最廣。盤形齒輪的內孔多為精度較高的圓柱孔和花鍵孔。其輪緣具有一個或幾個齒圈。單齒圈齒輪的結構工藝性最好，可采用任何一種齒形加工方法加工輪齒；雙聯或三聯等多齒圈齒輪(圖9-1b、c)。當其輪緣間的軸向距離較小時，小齒圈齒形的加工方法的選擇就受到限制，通常只能選用插齒。如果小齒圈精度要求高，需要精滾或磨齒加工，而軸向距離在設計上又不允許加大時，可將此多齒圈齒輪做成單齒圈齒輪的組合結構，以改善加工的工藝性。

2、齒輪的技術要求

齒輪本身的制造精度，對整個機器的工作性能、承載能力及使用壽命都有很大的影響。根據其使用條件，齒輪傳動應滿足以下幾個方面的要求。

（1）傳遞運動準確性

要求齒輪較準確地傳遞運動，傳動比恒定。即要求齒輪在一轉中的轉角誤差不超過一定范圍。

（2）傳遞運動平穩性

要求齒輪傳遞運動平穩，以減小沖擊、振動和噪聲。即要求限制齒輪轉動時瞬時速比的變化。

（3）載荷分布均勻性

要求齒輪工作時，齒面接觸要均勻，以使齒輪在傳遞動力時不致因載荷分布不勻而使接觸應力過大，引起齒面過早磨損。接觸精度除了包括齒面接觸均勻性以外，還包括接觸面積和接觸位置。

（4）傳動側隙的合理性

要求齒輪工作時，非工作齒面間留有一定的間隙，以貯存潤滑油，補償因溫度、彈性變形所引起的尺寸變化和加工、裝配時的一些誤差。

齒輪的制造精度和齒側間隙主要根據齒輪的用途和工作條件而定。對于分度傳動用的齒輪，主要要求齒輪的運動精度較高；對于高速動力傳動用齒輪，為了減少沖擊和噪聲，對工作平穩性精度有較高要求；對于重載低速傳動用的齒輪，則要求齒面有較高的接觸精度，以保證齒輪不致過早磨損；對于換向傳動和讀數機構用的齒輪，則應嚴格控制齒側間隙，必要時，須消除間隙。

B10095?88中對齒輪及齒輪副規定了12個精度等級，從1~12順次降低。其中1~2級是有待發展的精度等級，3~5級為高精度等級，6~8級為中等精度等級，9級以下為低精度等級。每個精度等級都有三個公差組,分別規定出各項公差和偏差項目

（三）箱體

箱體類零件中以機床主軸箱的精度要求最高。以某車床主軸箱，箱體零件的技術要求主要可歸納如下：

1.主要平面的形狀精度和表面粗糙度

箱體的主要平面是裝配基準，并且往往是加工時的定位基準，所以，應有較高的平面度和較小的表面粗糙度值，否則，直接影響箱體加工時的定位精度，影響箱體與機座總裝時的接觸剛度和相互位置精度。

一般箱體主要平面的平面度在0.1～0.03mm，表面粗糙度Ra2.5~0.63μm，各主要平面對裝配基準面垂直度為0.1/300。

2.孔的尺寸精度、幾何形狀精度和表面粗糙度

箱體上的軸承支承孔本身的尺寸精度、形狀精度和表面粗糙度都要求較高，否則，將影響軸承與箱體孔的配合精度，使軸的回轉精度下降，也易使傳動件（如齒輪）產生振動和噪聲。一般機床主軸箱的主軸支承孔的尺寸精度為IT6，圓度、圓柱度公差不超過孔徑公差的一半，表面粗糙度值為Ra0.63～0.32μm。其余支承孔尺寸精度為IT7～IT6，表面粗糙度值為Ra2.5～0.63μm。

3.主要孔和平面相互位置精度

同一軸線的孔應有一定的同軸度要求，各支承孔之間也應有一定的孔距尺寸精度及平行度要求，否則，不僅裝配有困難，而且使軸的運轉情況惡化，溫度升高，軸承磨損加劇，齒輪嚙合精度下降，引起振動和噪聲，影響齒輪壽命。支承孔之間的孔距公差為0.12～0.05mm，平行度公差應小于孔距公差，一般在全長取0.1~0.04mm。同一軸線上孔的同軸度公差一般為0.04～0.01mm。支承孔與主要平面的平行度公差為0.1~0.05mm。主要平面間及主要平面對支承孔之間垂直度公差為0.1～0.04mm。

第三篇：軸類零件加工工藝及夾具畢業設計論文

摘要

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、凸輪以及連桿等傳動件，按照結構類型不同，軸可以分為很多種如：階梯軸、錐度心軸、空心軸、凸輪軸等，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。根據零件的結構類型、及其功能，運用定位夾緊的知識從而完成了夾具設計。關鍵詞：軸類零件、軸頸、夾具、工藝分析

目錄

目錄…………………………………………………………………………………………………………… 1 第一章 軸類零件技術要求......................................................................................................2 1、1尺寸精度......................................................................................................................2 1、2幾何形狀精度.............................................................................................................2 1、3 相互位置精度............................................................................................................2 1、4表面粗糙度..................................................................................................................2 第二章 軸類零件的毛胚和材料.............................................................................................3 2、1 軸類零件的選材.......................................................................................................3 2、2 軸類零件的切削用量選擇.....................................................................................3 第三章 軸類零件一般加工要求及方法...............................................................................4 3、1 軸類零件加工工藝規程..........................................................................................4 3、2 軸類零件加工注意事項..........................................................................................4 3、3節軸類零件加工的技術要求..................................................................................4 第四章 夾具設計........................................................................................................................6 4、1夾具的現狀與發展....................................................................................................6 4、2夾具的作用…………………………………………………………………………… 7 4、3夾具的分類……………………………………………………………………………7 4、4定位原理......................................................................................................................9 第五章 軸類零件的工藝路線...............................................................................................11 5、1主軸的加工工藝分析.............................................................................................11 5、2選擇零件材料……………………………………………………………………… 12 5、3確定零件加工方法................................................................................................13 5、4定位基準..................................................................................................................13 5、5加工尺寸的切削用量………………………………………………………………14 5、6定工藝過程………………………………………………………………………… 14 6、1心軸的編程編制......................................................................................................15 6、2 心軸的加工路徑……………………………………………………………………16

第六章 心軸的編程及加工路徑...........................................................................................15 結束語...........................................................................................................................................18 謝

詞

.........................................................................................................................................19 參考文獻......................................................................................................................................20

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第一章 軸類零件技術要求 1、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）。1、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。1、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。1、4、表面粗糙度

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

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第二章 軸類零件的毛胚和材料 2、1 軸類零件的選材

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。

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。2、2 軸類零件的切削用量的選擇 2、2、1傳動軸磨削余量可取0.5mm，半精車余量可選用1.5mm。加工尺寸可由此而定，見該軸加工工藝卡的工序內容。2、2、2車削用量的選擇，單件、小批量生產時，可根據加工情況由工人確定；一般可由《機械加工工藝手冊》或《切削用量手冊》中選取

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第三章 軸類零件加工要求方法 3、1 軸類零件加工注意事項

在學校機械加工實習課中，軸類零件的加工是學生練習車削技能的最基本也最重要的項目，但學生最后完工工件的質量總是很不理想，經過分析主要是學生對軸類零件的工藝分析工藝規程制訂不夠合理。

軸類零件中工藝規程的制訂，直接關系到工件質量、勞動生產率和經濟效益。一零件可以有幾種不同的加工方法，但只有某一種較合理，在制訂機械加工工藝規程中，須注意以下幾點：

（1）零件圖工藝分析中，需理解零件結構特點、精度、材質、熱處理等技術要求，且要研究產品裝配圖，部件裝配圖及驗收標準。

（2）滲碳件加工工藝路線一般為：下料→鍛造→正火→粗加工→半精加工→滲碳→去碳加工（對不需提高硬度部分）→淬火→車螺紋、鉆孔或銑槽→粗磨→低溫時效→半精磨→低溫時效→精磨。

（3）粗基準選擇：有非加工表面，應選非加工表面作為粗基準。對所有表面都需加工的鑄件軸，根據加工余量最小表面找正。且選擇平整光滑表面，讓開澆口處。選牢固可靠表面為粗基準，同時，粗基準不可重復使用。

（4）精基準選擇：要符合基準重合原則，盡可能選設計基準或裝配基準作為定位基準。符合基準統一原則。盡可能在多數工序中用同一個定位基準。盡可能使定位基準與測量基準重合。選擇精度高、安裝穩定可靠表面為精基準。3、2 軸類零件的熱處理

（1）加工前，均需安排正火或退火處理，使鋼材內部晶粒細化，消除鍛造應力，降低材料硬度，改善切削加工性能。

（2）調質一般安排在粗車之后、半精車之前，以獲得良好的物理力學性能。（3）表面淬火一般安排在精加工之前，這樣可以糾正因淬火引起的局部變形。（4）精度要求高的軸，在局部淬火或粗磨之后，還需進行低溫時效處理。3、3 軸類零件加工的技術要求

（1）尺寸精度軸類零件的主要表面常為兩類，一類是與軸承的內圈配合的外圓軸頸，即支承軸頸，用于確定軸的位置并支承軸，尺寸精度要求較高，通常為IT5～IT7；另一類為與各類傳動件配合的軸頸，即配合軸頸，其精度稍低，通常為IT6~IT9。

（2）幾何形狀精度主要指軸頸表面、外圓錐面、錐孔等重要表面的圓度、圓柱度。其誤差一般應限制在尺寸公差范圍內，對于精密軸，需在零件圖上另行規定其幾何形狀精度。

（3）相互位置精度包括內、外表面，重要軸面的同軸度、圓的徑向跳動、重

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要端面對軸心線的垂直度、端面間的平行度等。

（4）表面粗糙度軸的加工表面都有粗糙度的要求，一般根據加工的可能性和經濟性來確定。

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第四章 夾具的設計

一、現狀及發展

夾具最早出現在18世紀后期。隨著科學技術的不斷進步，夾具已從一種輔助工具發展成為門類齊全的工藝裝備。1．夾具的現狀

國際生產研究協會的統計表明，目前中、小批多品種生產的工件品種已占工件種類總數的85%左右。現代生產要求企業所制造的產品品種經常更新換代，以適應市場的需求與競爭。然而，一般企業都仍習慣于大量采用傳統的專用夾具，一般在具有中等生產能力的工廠里，約擁有數千甚至近萬套專用夾具；另一方面，在多品種生產的企業中，每隔3~4年就要更新50~80%左右專用夾具，而夾具的實際磨損量僅為10~20%左右。特別是近年來，數控機床、加工中心、成組技術、柔性制造系統（FMS）等新加工技術的應用，對機床夾具提出了如下新的要求：（1）能迅速而方便地裝備新產品的投產，以縮短生產準備周期，降低生產成本；（2）能裝夾一組具有相似性特征的工件；（3）能適用于精密加工的高精度機床夾具；

（4）能適用于各種現代化制造技術的新型機床夾具；

（5）采用以液壓站等為動力源的高效夾緊裝置，以進一步減輕勞動強度和提高勞動生產率；

（5）提高機床夾具的標準化程度。2．現代機床夾具的發展方向

現代機床夾具的發展方向主要表現為標準化、精密化、高效化和柔性化等四個方面。

（1）標準化 機床夾具的標準化與通用化是相互聯系的兩個方面。目前我國已有夾具零件及部件的國家標準：GB/T2148~T2259－91以及各類通用夾具、組合夾具標準等。機床夾具的標準化，有利于夾具的商品化生產，有利于縮短生產準備周期，降低生產總成本。（2）精密化 隨著機械產品精度的日益提高，勢必相應提高了對夾具的精度要求。精密化夾具的結構類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度精度可達±0.1"；用于精密車削的高精度三爪自定心卡盤，其定心精度為5μm。

（3）高效化 高效化夾具主要用來減少工件加工的基本時間和輔助時間，以提高勞動生產率，減輕工人的勞動強度。常見的高效化夾具有自動化夾具、高速化夾具和具有夾緊力裝置的夾具等。例如，在銑床上使用電動虎鉗裝夾工件，效率可提高5倍左右；在車床上使用高速三爪自定心卡盤，可保證卡爪在試驗轉速為9000r/min的條件下仍能牢固地夾緊工件，從而使切削速度大幅度提高。目前，除了在生產流水線、自動線配置相應的高效、自動化夾具外，在數控機床上，尤其在加工中心上出現了各種自動裝夾工件的夾具以及自動更換夾具的裝置，充分發揮了數控機床的效率。（4）柔性化 機床夾具的柔性化與機床的柔性化相似，它是指機床夾具通過調整、組合等方式，以適應工藝可變因素的能力。工藝的可變因素主要有：工序特征、生產批量、工件的形狀和尺寸等。具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調夾具、成組夾具、模塊化夾具、數控夾具等。為適應現代機械工 ６

業多品種、中小批量生產的需要，擴大夾具的柔性化程度，改變專用夾具的不可拆結構為可拆結構，發展可調夾具結構，將是當前夾具發展的主要方向。

二、夾具的作用(1)保證加工精度

采用夾具安裝，可以準確地確定工件與機床、刀具之間的相互位置，工件的位置精度由夾具保證，不受工人技術水平的影響，其加工精度高而且穩定。(2)提高生產率、降低成本

用夾具裝夾工件，無需找正便能使工件迅速地定位和夾緊，顯著地減少了輔助工時；用夾具裝夾工件提高了工件的剛性，因此可加大切削用量；可以使用多件、多工位夾具裝夾工件，并采用高效夾緊機構，這些因素均有利于提高勞動生產率。另外，采用夾具后，產品質量穩定，廢品率下降，可以安排技術等級較低的工人，明顯地降低了生產成本。(3)擴大機床的工藝范圍

使用專用夾具可以改變原機床的用途和擴大機床的使用范圍，實現一機多能。例如，在車床或搖臂鉆床上安裝鏜模夾具后，就可以對箱體孔系進行鏜削加工；通過專用夾具還可將車床改為拉床使用，以充分發揮通用機床的作用。4.1夾具的概念

機床夾具是機床上用以裝夾工件（和引導刀具）的一種裝置。其作用是將工件定位，以使工件獲得相對于機床和刀具的正確位置，并把工件可靠地夾緊。4.2 車床夾具的主要類型

在車床上用來加工工件內、外回轉面及端面的夾具稱為車床夾具。車床夾具多數安裝在主軸上；少數安裝在床鞍或床身上。車床夾具按工件定位方式不同分為：定心式、角鐵式和花盤式等。4.3夾具的分類 4.3.1專門化分類：

（1）通用夾具 通用夾具是指已經標準化的，在一定范圍內可用于加工不同工件的夾具。例如，車床上三爪卡盤和四爪單動卡盤，銑床上的平口鉗、分度頭和回轉工作臺等。這類夾具一般由專業工廠生產，常作為機床附件提供給用戶。其特點是適應性廣，生產效率低，主要適用于單件、小批量的生產中。

（2）專用夾具 專用夾具是指專為某一工件的某道工序而專門設計的夾具。其特點是結構緊湊，操作迅速、方便、省力，可以保證較高的加工精度和生產效率，但設計制造周期較長、制造費用也較高。當產品變更時，夾具將由于無法再使用而報廢。只適用于產品固定且批量較大的生產中。

（3）通用可調夾具和成組夾具 其特點是夾具的部分元件可以更換，部分裝置可以調整，以適應不同零件的加工。用于相似零件的成組加工所用的夾具，稱為成組夾具。通用可調夾具與成組夾具相比，加工對象不很明確，適用范圍更廣一些。（4）組合夾具 組合夾具是指按零件的加工要求，由一套事先制造好的標準元件和部件組裝而成的夾具。由專業廠家制造，其特點是靈活多變，萬能性強，制造周期短、元件能反復使用，特別適用于新產品的試制和單件小批生產。

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（5）隨行夾具 隨行夾具是一種在自動線上使用的夾具。該夾具既要起到裝夾工件的作用，又要與工件成為一體沿著自動線從一個工位移到下一個工位，進行不同工序的加工。4.3.2按使用分類：

由于各類機床自身工作特點和結構形式各不相同，對所用夾具的結構也相應地提出了不同的要求。按所使用的機床不同，夾具又可分為：車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、磨床夾具、齒輪機床夾具和其他機床夾具等。4.3.3按夾緊分類

根據夾具所采用的夾緊動力源不同，可分為：定心式夾具、角鐵式夾具、花盤式夾具、手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、氣液夾具、電動夾具、磁力夾具、真空夾具等。

4.4定心式車床夾具

在定心式車床夾具上，工件常以孔或外圓定位，夾具采用定心夾緊機構。4.5角鐵式車床夾具

角鐵式車床夾具：在車床上加工殼體、支座、杠桿、接頭等零件的回轉端面時，由于零件形狀較復雜，難以裝夾在通用卡盤上，因而須設計專用夾具。這種夾具的夾具體呈角鐵狀，故稱其為角鐵式車床夾具。4.6花盤式車床夾具

這類夾具的夾具體稱花盤，上面開有若干個T形槽，安裝定位元件、夾緊元件和分度元件等輔助元件，可加工形狀復雜工件的外圓和內孔。這類夾具不對稱，要注意平衡。4.7定位原理 4.7.1完全定位

工件在夾具中的定位的六個自由度全部被夾具中的定位元件所限制，而在夾具中占有完全確定的惟一位置，稱為完全定位，當工件在x、y、z三個坐標方向上均有尺寸要求或位置精度要求時，一般采用這種定位方式。4.7.2部分定位

工件定位時，并非所有情況下都必須使工件完全定位。在滿足加工要求的條件下，少于六個支撐點的定位稱為部分定位。

在滿足加工要求的前提下，采用部分定位可簡化定位裝置，在生產中應用很多。如工件裝夾在電磁吸盤上磨削平面只需限制三個自由度。4.7.3過定位（重復定位）

幾個定位支撐點重復限制一個自由度，稱為過定位。一般情況下，應該避

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免使用過定位。

通常，過定位的結果將使工件的定位精度受到影響，定位不確定可使工件（或定位件）產生變形，所以在一般情況下，過定位是應該避免的。

過定位亦可合理應用雖然工件在夾具中定位，通常要避免產生“過定位”，但是在某些條件下，合理地采用“過定位”，反而可以獲得良好的效果。這對剛性弱而精度高的航空、儀表類工件更為顯著。

工件本身剛性和支承剛性的加強，是提高加工質量和生產率的有效措施，生產中常有應用。大家都熟知車削長軸時的安裝情況，長軸工件的一端裝入三爪卡盤中，另一端用尾架尖支撐。這就是個“過定位”的定位方式。只要事先能對工件上諸定位基準和機床（夾具）有關的形位誤差從嚴控制，過定位的弊端就可以免除。由于工件的支撐剛性得以加強，尾架的扶持有助于實現穩定，可靠的定位，所以工件安裝方便，加工質量和效率也大為提高。4.7.4欠定位

按工序的加工要求，工件應該限制的自由度而未予限制的定位，稱為欠定位。在確定工件定位方案時，欠定位時絕對不允許的。工件的同一自由度背二個或二個以上的支撐點重復限制的定位，稱為過定位。在通常情況下，應盡量避免出現過定位。

4.8夾具的組成 4.8.1定位元件

它與工件的定位基準相接觸，用于確定工件在夾具中的正確位置，從而保證加工時工件相對于刀具和機床加工運動間的相對正確位置。4.8.2夾緊裝置

用于夾緊工件，在切削時使工件在夾具中保持既定位置。4.8.3對刀、引導元件或裝置

這些元件的作用是保證工件與刀具之間的正確位置。用于確定刀具在加工前正確位置的元件，稱為對刀元件，如對刀塊。用于確定刀具位置并導引刀具進行加工的元件，稱為導引元件。4.8.4連接元件

使夾具與機床相連接的元件，保證機床與夾具之間的相互位置關系。4.8.5夾具體

用于連接或固定夾具上各元件及裝置，使其成為一個整體的基礎件。它與機床有關部件進行連接、對定，使夾具相對機床具有確定的位置。4.8.6其它元件及裝置

有些夾具根據工件的加工要求，要有分度機構，銑床夾具還要有定位鍵等。以上這些組成部分，并不是對每種機床夾具都是缺一不可的，但是任何夾具都必須有定位元件和夾緊裝置，它們是保證工件加工精度的關鍵，目的是使工件定準、夾牢。

4.9夾具的功用

4.9.1能穩定地保證工件的加工精度

用夾具裝夾工件時，工件相對于刀具及機床的位置精度由夾具保證，不受工人技術水平的影響，使一批工件的加工精度趨于一致。4.9.2能減少輔助工時，提高勞動生產率

９

使用夾具裝夾工件方便、快速，工件不需要劃線找正，可顯著地減少輔助工時；工件在夾具中裝夾后提高了工件的剛性，可加大切削用量；可使用多件、多工位裝夾工件的夾具，并可采用高效夾緊機構，進一步提高勞動生產率。4.7.4能擴大機床的使用范圍，實現一機多能

根據加工機床的成形運動，附以不同類型的夾具，即可擴大機床原有的工藝范圍。例如在車床的溜板上或搖臂鉆床工作臺上裝上鏜模，就可以進行箱體零件的鏜孔加工。

１０

第五章 軸類零件工藝路線

（1）軸類零件是常見的零件之一。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、空心軸等。它們在機器中用來支承齒輪、帶輪等傳動零件，以傳遞轉矩或運動。

（2）對于7級精度、表面粗糙度Ra0.8～0.4μm的一般傳動軸，其工藝路線是：正火－車端面鉆中心孔－粗車各表面－精車各表面－銑花鍵、鍵槽－熱處理－修研中心孔－粗磨外圓－精磨外圓－檢驗。

（3）軸類零件一般采用中心孔作為定位基準，以實現基準統一的方案。在單件小批生產中鉆中心孔工序常在普通車床上進行。在大批量生產中常在銑端面鉆中心孔專用機床上進行。

（4）中心孔是軸類零件加工全過程中使用的定位基準，其質量對加工精度有著重大影響。所以必須安排修研中心孔工序。修研中心孔一般在車床上用金剛石或硬質合金頂尖加壓進行。

（5）對于空心軸（如機床主軸），為了能使用頂尖孔定位，一般均采用帶頂尖孔的錐套心軸或錐堵。若外圓和錐孔需反復多次、互為基準進行加工，則在重裝錐堵或心軸時，必須按外圓找正或重新修磨中心孔。

（6）軸上的花鍵、鍵槽等次要表面的加工，一般安排在外圓精車之后，磨削之前進行。因為如果在精車之前就銑出鍵槽，在精車時由于斷續切削而易產生振動，影響加工質量，又容易損壞刀具，也難以控制鍵槽的尺寸。但也不應安排在外圓精磨之后進行，以免破壞外圓表面的加工精度和表面質量。

（7）在軸類零件的加工過程中，應當安排必要的熱處理工序，以保證其機械性能和加工精度，并改善工件的切削加工性。一般毛坯鍛造后安排正火工序，而調質則安排在粗加工后進行，以便消除粗加工后產生的應力及獲得良好的綜合機械性能。淬火工序則安排在磨削工序之前。

（8）臺階軸的加工工藝較為典型，反映了軸類零件加工的大部分內容與基本規律。下面就以減速箱中的傳動軸為例，介紹一般臺階軸的加工工藝。

１１ 5、1傳承軸圖樣分析

圖5.1

（1）圖5.1所示零件是減速器中的傳動軸。它屬于臺階軸類零件，由圓柱面、軸肩、螺紋、螺尾退刀槽、砂輪越程槽和鍵槽等組成。軸肩一般用來確定安裝在軸上零件的軸向位置，各環槽的作用是使零件裝配時有一個正確的位置，并使加工中磨削外圓或車螺紋時退刀方便；鍵槽用于安裝鍵，以傳遞轉矩；螺紋用于安裝各種鎖緊螺母和調整螺母。

（2）根據工作性能與條件，該傳動軸圖樣(圖5.1)規定了主要軸頸M，N，外圓P、Q以及軸肩G、H、I有較高的尺寸、位置精度和較小的表面粗糙度值，并有熱處理要求。這些技術要求必須在加工中給予保證。因此，該傳動軸的關鍵工序是軸頸M、N和外圓P、Q的加工。5、2選擇零件材料

該傳動軸材料為45鋼，因其屬于一般傳動軸，故選45鋼可滿足其要求。本例傳動軸屬于中、小傳動軸，并且各外圓直徑尺寸相差不大，故選擇￠60mm的熱軋圓鋼作毛坯。

１２ 5、3確定零件的加工方法

1軸大都是回轉表面，主要采用車削與外圓磨削成形。由于該傳動軸的主要表面M、N、P、Q的公差等級(IT6)較高，表面粗糙度Ra值(Ra=0.8 um)較小，故車削后還需磨削。外圓表面的加工方案可為：粗車→半精車→磨削。

2加工時，由于切削余量大，工件受的切削力也大，一般采用卡頂法，尾座頂尖采用彈性頂尖，可以使工件在軸向自由伸長。但是，由于頂尖彈性的限制，軸向伸長量也受到限制，因而頂緊力不是很大。在高速、大用量切削時，有使工件脫離頂尖的危險。采用卡拉法可避免這種現象的產生。

精車時，采用雙頂尖法（此時尾座應采用彈性頂尖）有利于提高精度，其關鍵是提高中心孔精度。

3刀架是車削細長軸極其重要的附件。采用跟刀架能抵消加工時徑向切削分力的影響，從而減少切削振動和工件變形，但必須注意仔細調整，使跟刀架的中心與機床頂尖中心保持一致。

4切削細長軸時，常使車刀向尾座方向作進給運動（此時應安裝卡拉工具），這樣刀具施加于工件上的進給力方向朝向尾座，因而有使工件產生軸向伸長的趨勢，而卡拉工具大大減少了由于工件伸長造成的彎曲變形。5、4定位基準

（1）合理地選擇定位基準，對于保證零件的尺寸和位置精度有著決定性的作用。由于該傳動軸的幾個主要配合表面(Q、P、N、M)及軸肩面(H、G)對基準軸線A-B均有徑向圓跳動和端面圓跳動的要求，它又是實心軸，所以應選擇兩端中心孔為基準，采用雙頂尖裝夾方法，以保證零件的技術要求。

（2）粗基準采用熱軋圓鋼的毛坯外圓。中心孔加工采用三爪自定心卡盤裝夾熱軋圓鋼的毛坯外圓，車端面、鉆中心孔。但必須注意，一般不能用毛坯外圓裝夾兩次鉆兩端中心孔，而應該以毛坯外圓作粗基準，先加工一個端面，鉆中心孔，車出一端外圓；然后以已車過的外圓作基準，用三爪自定心卡盤裝夾(有時在上工步已車外圓處搭中心架)，車另一端面，鉆中心孔。如此加工中心孔，才能保證兩中心孔同軸。5、5工尺寸和切削用量

（1）傳動軸磨削余量可取0.5mm，半精車余量可選用1.5mm。加工尺寸可由此而定，見該軸加工工藝卡的工序內容。

（2）車削用量的選擇，單件、小批量生產時，可根據加工情況由工人確定；一般可由《機械加工工藝手冊》或《切削用量手冊》中選取。5、6工藝過程

定位精基準面中心孔應在粗加工之前加工，在調質之后和磨削之前各需安排一次修研中心孔的工序。調質之后修研中心孔為消除中心孔的熱處理變形和氧化

１３

皮，磨削之前修研中心孔是為提高定位精基準面的精度和減小錐面的表面粗糙度值。擬定傳動軸的工藝過程時，在考慮主要表面加工的同時，還要考慮次要表面的加工。在半精加工￠52mm、￠44mm及M24mm外圓時，應車到圖樣規定的尺寸，同時加工出各退刀槽、倒角和螺紋；三個鍵槽應在半精車后以及磨削之前銑削加工出來，這樣可保證銑鍵槽時有較精確的定位基準，又可避免在精磨后銑鍵槽時破壞已精加工的外圓表面。

１４

第六章 傳承軸加工路徑及編程 6、1心軸的工路徑分析

采用一夾一頂裝夾工件，粗、精加工外圓及加工螺紋。所用工具有外圓粗加工正偏刀（T01）、刀寬為2mm的切槽刀（T02）、外圓精加工正偏刀（T03）。加工工藝路線為：粗加工φ42mm的外圓（留余量：徑向0.5mm，軸向0.3mm）→粗加工φ35mm的外圓（留余量：徑向0.5mm，軸向0.3mm）→粗加工φ28mm的外圓（留余量：徑向0.5mm，軸向0.3mm）→精加工φ28mm的外圓→精加工螺紋的外圓（φ34.85mm）→精加工φ35mm的外圓→精加工φ42mm的外圓→切槽→加工螺紋→切斷。

調頭用銅片墊夾φ42mm外圓，百分表找正后，精加工φ20mm的內孔。所用刀具有45°端面刀（T01）、內孔精車刀（T02）。加工工藝路線為：加工端面→精加工φ20mm的內孔。

１５ 6、2心軸的程序編寫

％7091 N10 G92 X100 Z10 N20 M03 S500 N30 M06 T0101 N40 G00 Z5 N50 X47 Z2 N60 G80 X42.5 Z-364 F300 N70 G80 X38 Z-134.mj8+wdas80 G80 X35.5 Z-134.2 F300 N90 G80 X30 Z-47.2 F300 N100 G80 X28.5 Z47.2 F300 N110 G00 X100 N120 Z10 N125 T0100 N130 M06 T0303 N140 S800 N150 G00 Z1 N160 X24 N170 G01 X28 Z-1 F100 N180 Z-47.5 N190 X32.85 N200 X34.85 Z-48.5 N210 Z-70.5 N220 X35 N230 Z-134.5 N240 X42 N230 Z-360.5 N240 G00 X100 N250 Z10 N255 T0300 N260 M06 T0202 N270 S300 N280 G00 X45 Z-134.5 N290 G01 X34 F50 N300 X36 N310 G00 Z-70.5 N320 G01 X33 N330 X36 N340 Z-69.5 N350 X33

１６

N360 X36 N370 G00 X100 N380 Z10 N385 T0200 N390 M06 T0404 N400 S400 N410 G00 X37 Z-45 N420 G76 R4 A60 X33.65 Z-72 I0 K0.8 F1.5 N430 G00 X100 N440 Z10 N445 T0400 N450 M06 T0202 N460 S300 N470 G00 Z-363.5 N480 X45 N490 G01 X5 F50 N500 G00 X100 N510 Z10 N515 T0200 N518 M05 N520 M02 ％7092 N10 G92 X100 Z50 N20 M03 S600 N30 M06 T0101 N40 G90 G00 X20 Z2 N50 G01 X14 Z-1 F100 N60 Z0 N80 G00 X100 Z50 N85 T0100 N90 M06 T0202 N100 G00 X24 Z1 N110 G01 X20 Z-1 F100 N120 Z-35 N130 X18 N140 G00 F50 N150 X100 N160 T0200 N165 M05 N180 M02

１７

結束語

通過做畢業設計，使我對書本的知識有了更深一步的認識和理解，知道了理論聯系實際的重要性；另外，對如何查閱資料與合理利用有了更深入的了解；本次畢業設計過程中進行了工件的工藝路線分析、工藝過程的分析、軸類零件與夾具的設計與分析，是對我在大學期間所學的專業知識的一個檢驗，也是對所學知識的運用和綜合；通過做畢業設計的這個過程，對我以后參加實際工作一定有很好的鍛煉意義和指導作用。

１８

致謝辭

本設計的完成是在我們李秀珍指導老師的細心的指導下進行的，在設計中每次遇到困難，我們的老師都非常耐心的給我們講解，正是因為有了她這樣不辭辛苦的講解，才使我們的畢業設計進行的這么順利。

在臨近畢業之際，我還要借此機會向在這三年中給予我諸多教誨和幫助的各位老師表示由衷的謝意，感謝他們三年來的辛勤栽培。不積跬步何以至千里，各位任課老師認真負責，在他們的悉心幫助和支持下，我能夠很好的掌握和運用專業知識，并在設計中得以體現，順利完成畢業論文。

從設計到選材，再到資料的收集，到畢業設計的修改的全部過程，都花了我們李秀珍老師許多的時間和精力，對此我向您表示中心的感謝，您的嚴謹治學的態度和高度的責任心使得我們的同學受益終身。

同時我也要感謝我的同學，在我的畢業設計中得到了許多你們的幫助，幫我及時發現問題幫我改正，使我的設計順利的完成，對此我向你們深表謝意。

本設計參考了大量的文獻資料，在此向學術界的各位前輩學 長們致敬、感謝你們！

１９

參考文獻

1.夏伯雄，數控技術，水利水電出版社，2010 2.朱明松，數控銑床編程與操作項目教程，機械工業出版社，2007 3.王大偉.劉瑞素，數控系統，化學工業出版社，2005 4.柳河，數控編程，東北林業大學出版社，2005 5.李一民，數控機床，東南大學出版社，2005 6.朱明松，數控銑床編程與操作項目教程，機械工業出版社，2007 ２０

第四篇：數控機床軸類零件加工工藝分析的畢業設計

宜賓職業技術學院

說 明 書

姓名：張淞

學號：201212145

班級：機電

112033

第一章 設計概述

設計題目： 數控機床軸類零件加工工藝分析

設計意義： 本次畢業綜合實訓實踐項目為軸類零件的加工及工藝分析，用所學理論知識和實際操作知識，在工作中分析問題、解決實際問題的能力同時達到對我們基本技能的訓練，例如：計算、繪圖、熟悉和運用設計資料（手冊、標準、圖冊和規范等）的能力。加強對在加工機械零件時的零件工藝分析、加工精度、刀具機床的選用、刀具補償，工件的定位與裝夾的分析等。同時提高我們編寫技術文件、編寫數控程序、仿真數控機床操作的獨立工作能力。

設計概述（觀點）：數控技術是用數字信息對機械運動和工作過程進行控制的技術,數控技術的應用不但給傳統制造業帶來了革命性的變化,使制造業成為工業化的象征,而且隨著數控技術的不但發展和應用領域的擴大，對歸計民生的一些重要行業(IT、汽車、醫療、輕工等)的發展起著越來越重要的作用,因為這些行業所需要裝備的數字化已是現代發展的大趨勢.發展我國數控技術及裝備是提高我國制造業信息化水平和國際競爭能力的重要性保證.數控加工與編程畢業設計是數控專業教學體系中構成數控加工技術專業知識及專業技能的重要組成部分，通過畢業設計使我們學會了對相關學科中的基本理論基本知識進行綜合運用,同時使對本專業有較完整的系統的認識,從而達到鞏固、擴大、深化所學知識的目的,培養和提高了綜合分析問題和解決問題的能力以及培養了科學的研究和創新能力。

選這個題目的目的是它能體現出對所學知識的掌握程度和靈活 規范的運用所學知識，用所學的知識來完成一份成功的畢業設計是必不可少的。

此次的畢業設計主要解決的問題是零件的裝夾、刀具的對刀、工藝路線的制訂、工序與工步的劃分、刀具的選擇、切削用量的確定、車削加工程序的編寫、機床的熟練操作。運用數控原理、數控工藝、數控編程、專業軟件等專業知識和數控機床實際操作的一次綜合練習，進一步認識數控技術，熟練數控機床的操作，掌握數控，開發數控內在潛力。

第二章 零件圖車削加工工藝分析

零件材料處理為：45鋼，調制處理HRC26～36，下面對該零件進行數控車削工藝分析。零件如下圖所示：

圖

1.1零件圖

技術要求：

1.以小批量生產條件編程。2.不準用砂布及銼刀等修飾表面。3.未注倒角0.5×45°。4.未注公差尺寸按 GB1804-M。

（說明：零件圖中英文字母可根據實際情況定數據，為方便設計。A取19mm.B取29mm.）

mm.C取17mm.D取21mm.E取232.1數控加工工藝基本特點

數控機床加工工藝與普通機床加工原則上基本相同，但數控機床是自動進行加工，因而有如下特點：①數控加工的工序內容比普通機床的加工內容復雜，加工的精度高，加工的表面質量高，加工的內容較豐富。②數控機床加工程序的編制比普通機床工藝編制要復雜些。這是因為數控機床加工存在對刀、換刀以及退刀等特點，這都無一例外的變成程序內容，正是由于這個特點，促使對加工程序正確性和合理性要求極高，不能有絲毫的差錯。否則加工不出合格的零件。

在編程前一定要對零件進行工藝分析，這是必不可少的一步，如圖1.1要對該零件進行精度分析，選擇加工方法、擬定加工方案、選 4 擇合理的刀具、確定切削用量。該零件由螺紋、圓柱、圓錐、圓弧、槽等表面組成，其中較嚴格直徑尺寸精度要求的如Φ28±0.02mm,ф

mm,軸線長度的精度如5±0.04mm，mm。可控制球面形狀27.5±0.04mm，粗糙度3.2μｍ，球面Sф精度30°的錐度等要求。

經分析，可以采用以下幾點工藝措施：

（1）零件上由精度較高的尺寸數據如圓柱ф28±0.02mm、фmm，軸向長度5±0.04mm、27.5±0.04mm，球Sф

mm，在加工時為了保證其尺寸精度應取其中間值分別取值為ф28mm、ф23.005mm長度5mm，27.5mm，球Sф29.015mm即可。[注：上述坐標值是以半徑值給出的。形式如（X，Z）]（2）在輪廓曲線上，有四處圓弧依次相連，既過象限又改變進給方向的輪廓曲線。為了保證其輪廓曲線的準確性，通過計算到端部R5mm的圓弧與直線的切點坐標為（2.922，0），與R17mm的圓弧切點坐標為（7.791，-6.136），R17與Sф29（11.210，-20.791），Sф29-37.739），R5mm與ф2

3mm的切點坐標為

mm與R5mm的切點為（12.271，mm的切點坐標為（11.5，-40.406）。[注：上述坐標值是以半徑值給出的。形式如（X，Z）。]（3）為便于裝夾，為了保證工件的定位準確、穩定，夾緊方面可靠，支撐面積較大，零件的左端是螺紋，中段最大的直徑的圓柱 5 ф28mm。右端是依次相連的圓弧，顯然右端都是圓弧相連不可能裝夾，所以應留在最后加工，應先裝夾毛坯加工出左端螺紋及圓柱ф28mm。調頭裝夾ф28mm的圓柱加工右端圓弧，毛坯選ф30×120mm。

2.2設備選擇

根據該零件的外形是軸類零件，比較適合在車床上加工，由于零件上既有切槽尺寸精度又有圓弧數值精度,在普通車床上是難以保證其技術要求。所以要想保證技術要求,只有在數控車床上加工才能保證其加工的尺寸精度和表面質量。選擇數控機床HNC-CK6140加工該零件。數控機床HNC-CK6140實物圖見附錄一。

2.3確定零件的定位基準和裝夾方式

2.3.1粗基準選擇原則

（1）為了保證不加工表面與加工表面之間的位置要求，應選不加工表面作粗基準。

（2）合理分配各加工表面的余量，應選擇毛坯外圓作粗基準。（3）粗基準應避免重復使用。

（4）選擇粗基準的表面應平整，沒有澆口、冒口或飛邊等缺陷。以便定位可靠。

2.3.2精基準選擇原則

（1）基準重合原則：選擇加工表面的設計基準為定位基準；（2）基準統一原則；（3）自為基準原則；（4）互為基準原則。

2.3.3定位基準

綜合上述，粗、精基準選擇原則，由于是軸類零件，在車床上只需用三抓卡盤裝夾定位，定位基準應選在零件的軸線上，以毛坯ф35mm的棒料的軸線和右端面作為定位基準。

2.3.4裝夾方式

數控機床與普通機床一樣也要全里選擇定位基準和夾緊應力求設計、工藝與編程計算的基準統一，減少裝夾次數，盡可能在一次定位裝夾后，加工出全部待加工表面，避免采用占機人工調整式加工方案，以充分發揮數控機床的效能。裝夾應盡可能一次裝夾加工出全部或最多的加工表面。由零件圖可分析，應先裝夾毛坯ф30mm的棒料的一端，夾緊其40mm的長度加工螺紋。一直加工到零件右端的ф23mm，然后將棒料卸下。裝夾ф28mm的圓柱表面，加工另一 7 端的圓弧。這樣兩次裝夾即可完成零件的所有加工表面，且能保證其加工要求。裝夾圖如下：

圖2.3.1 加工螺紋的裝夾圖

圖2.3.2 加工圓弧的裝夾圖

2.4加工方法的選擇和加工方案的確定 2.4.1加工方法的選擇

加工方法的選擇原則是在保證加工表面的加工精度和表面粗糙度的前提下，兼顧生產效率和加工成本。在實際選擇中，要結合零件形狀、尺寸大小、熱處理要求和現有生產條件等全面考慮。因為該零件是軸類零件，比較適合在車床上加工，又經過對零件圖尺寸分析，尺寸精度比較高。如ф28±0.02mm，ф29

mm，ф2

3mm等，在普通車床是難以保證其尺寸精度、表面粗糙度，所以應該選擇在數控車床上加工。

2.4.2加工方案的確定

零件上精度比較高的表面加工，常常是通過粗加工、半精加工和精加工逐步達到的。該零件有兩種加工方案：①直接用三抓卡盤裝夾、調頭加工。②用三抓卡盤裝夾夾緊和自由端活動頂尖，經試驗論證第二種方案裝夾困難，對刀、退刀及換刀相當困難，所以在這里選擇第一種方案加工，能夠保證其技術要求。

2.5工序與工歩的劃分 2.5.1按工序劃分

工序劃分有三種方法： ①按零件的裝夾定位方式劃分工序 ；②按粗、精加工劃分工序 ；③按所用的刀具劃分工序。由于零件需要調頭加工，如果按粗、精加工劃分工序。在調頭加工前后各有一次粗加工和精加工，顯得比較繁瑣，所以不可取；如果按所用的刀具劃分工序，刀具有四把，雖然不多，但是在調頭加工前后至少要重復使用三把刀，而同一把刀的兩次粗、精加工分別在調頭加工前后，加工內容不連續，所以也不合理，不易劃分工序；只有按零件的裝夾定位方式劃分工序比較符合該零件的加工工序，且能保證兩次裝夾的位置精度，每一次裝夾為一道工序。該零件只需調頭前、后加工兩道工序即可完成所有的加工表面，且能保證各尺寸精度及表面粗糙度。

2.5.2工歩的劃分

因為每一把刀在粗加工的背吃刀量一致，在精加工中背吃刀量相同，不易劃分工歩；這里選用加工不同的表面來劃分工序就比較容易：

①車削螺紋端的工歩為:90°外圓車刀平端面─→右端面外圓車刀車削1.5×45°的倒角，ф21×25mm─→端面ф28mm─→圓柱ф28mm─→30°的錐臺面─→ф2

3×10mm─→切槽刀切槽5×1.5mm─→外螺紋車刀車削MD×1.5mm。

②車削圓弧端的工歩為：90°外圓車刀平端面─→右端面外圓車刀圓弧R5mm─→圓弧R17mm─→球ф29→ф23×5mm─→切槽刀切槽5×1.5mm

mm─→圓弧R5mm─ 2.6確定加工順序及進給路線

2.6.1零件加工必須遵守的安排原則

（1）基面先行

先加工基準面，為后面的加工提供精基準面，所以應先選平右端面作為基準面。

（2）先主后次

由于所加工的表面均為重要表面，所以應按照順序從右到左依次加工MD×1.5mm，ф28mm，ф23后一次加工R5mm，ф29

mm，ф23

mm等。

mm螺紋調頭（3）先粗后精 先車削去大部分的金屬余量，再進行成形切削保證零件的尺寸要求和質量要求。

（4）先面后孔 由于該零件沒有孔，所以在該處不做考慮。

2.6.2進給路線

在數控加工中，刀具對好刀位點相對于工件運動軌跡稱為加工路線。編程時，加工路線的確定原則主要有以下幾點：

（1）加工路線應保證被加工零件的精度和表面粗糙度，且效率高；

（2）使數值計算簡單，以減少編程工作量；

（3）應使加工路線最短，這樣既可減少程序段，又可減少空行程時間。（4）確定加路線時，還要考慮工件的加工余量和機床、刀具的剛度等情況，確定一次走刀，還是多次走刀來完成所有加工表面，具體綜合上面進給線的特點再根據具體零件具體分析，確定該零件的進給路線有兩步。如下圖所示：

圖2.6.1 零件輪廓

第一步: 車削帶有的螺紋的一端，從右到左先粗車外形ф21mmm、ф28mm、ф2

3mm到槽5±0.04mm的左端面處后，精車外形路線同粗車一樣，再換刀切削5×1.5mm的槽，最后再換刀切削螺紋。如圖2.6.2螺紋加工路線。

圖2.6.2 螺紋加工路線 第二步: 車削帶有圓弧的一端，從右到左先粗車外形R5mm、R17mm、ф29mm到ф2

3mm后2mm后精車外形路線同粗車一樣。最后切削5±0.04mm的槽。如圖2.6.3螺紋加工路線。

圖2.6.3 圓弧加工路線

2.7刀具的選擇

刀具的選擇是數控加工中重要的工藝內容之一，它不僅影響機床的加工效率，而且直接影響加工質量。編程時，選刀具通常要考慮機床的加工能力、工序內容、工件材料等因素。與傳統的加工方法相經，數控加工對刀具的要求更高。不僅要求精度高、剛度高、硬度好、耐用度高，而且要求尺寸穩定、安裝調整方便，能適應高速和大切削用量切削。選刀具時，要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸和形狀相適應，結合零件輪廓相對還是較復雜。所以具體選刀如下：

1、平端面可選用90°WC-Co的硬質合金外圓車刀，粗車、精車時在這里選擇一把硬質合金右端面外圓車刀，為防止在進行圓弧切削 13 時刀具的副后刀面與工件輪廓表面發生干涉，副偏角應選擇Kr′大一點的，取Kr′=40°右端面外圓車刀。

2、切槽時由于零件中槽寬5±0.04mm，一般都選刀寬4mm,刀桿25×25mm，材料為高速鋼W18CrV4R的切斷刀，切槽時選用4mm 刀寬即可。

3、切螺紋時為了保證其螺紋刀的強度這里選用W18CrV4R高速金60°外螺紋車刀，為了保證螺紋牙深，刀尖應小于輪廓最小圓弧半徑Rε，Rε=0.15～0.2mm。

使用刀具如表7-1所示：

表2.7.1 數控車加工刀具卡片

刀具規

序號 刀具號

格名稱 1 2 3 4 T01 T02 T03 T04

數量 加工表面 備注

90°硬質合金外圓車刀

右端面外圓車刀 1 高速鋼切槽刀 1 60°高速鋼外螺紋車刀

平端面、粗車輪廓 精車輪廓 切槽 車削螺紋

右偏刀 右偏刀

2.8切削用量選擇

切削用量包括主軸轉速（切削速度）、切削深度或寬度、進給速度（進給量）等。對于不同的加工方法，需選擇不同的切削用量，并應編入程序單內。合理選擇切削用量的原則是：粗加工是一般以提高生產率為主，但也考慮經濟性和加工成本；精加工是應在保證加工質量的前提下，兼顧切削效率、經濟性加工成本。具體數值應根據機床說明書、切削用量手冊，并結合經驗而定。

2.8.1背吃刀量的選擇

零件輪廓粗車循環時選ap=2mm，精加工時選ap=0.2mm，螺紋粗車時選ap=0.4mm，逐刀減少粗車4次后，精車時選ap=0.1mm。

2.8.2主軸轉速的選擇

粗車直線和圓弧時n=800r/min，精車時n=1500r/min，切槽時n=600r/min，切螺紋時n=300r/min，精車時選n=300r/min。粗車和精車的主軸轉速的選取應具體問題具體分析。

2.8.3進給速度的選擇

粗車直線、圓弧時選F=150mm/min，精車時選F=50mm/min，切槽時選F=8mm/min，粗車螺紋時選F=100mm/min，精車時選F=50mm/min。

綜上所述，零件的數控車削工藝分析的內容，并將其填入在表 8-1 所示的數控工藝卡上。工藝卡片上其主要內容有：工步分析、工步內容、各工步所用的主軸轉速、刀具及進給速度。

表2.8.1 數控車削加工工藝卡片（1）

工序號 001 工步號 程序編號

工步內容

夾具名稱 三抓卡盤

刀具規

刀具號

使用設備 華中數控CK6140

零件圖號 GDSKC020114

主軸轉速/進給速度/背吃刀量

備注 對刀、平端面及試切外圓 T01 從右至左

T02 粗車輪廓 從右至左 T02 精車輪廓 4 切槽 T03 5 粗車螺紋 T04 6 精車螺紋

T04 工步號 工步內容 加工面 對刀平端面及試切ф30mmr外圓 毛坯表面 粗車倒角1.5×45°mm 倒角面 粗車фMD×25mm Ф21的圓柱面 3 粗車ф28mm的端面 ф28的端面 4 粗車ф28×13.169mm的圓柱表面 ф28的圓柱表面 粗車ф30°的錐面 °30錐面 6 粗車ф23×10mm ф23的外圓柱表面 精車倒角1.5×45°mm 倒角面 精車фMD×25mm Ф21的圓柱面 9 精車ф28mm的端面 ф28的端面 10 精車ф28×13.169mmф28的圓柱表面

格/mm

（r·min-1）（mm·min-1）/mm 25×25 500 50 手動 25×25

800

150

自動

25×25 1000 50 0．2 自動

25×25 800 8 1.5 min/

r 自動

25×25 300

自動 25×25

300

主軸轉進給速

刀具刀具規格速度/

號 /mm /(r/min（mm/

背吃刀量/mm 備注）min)T01 25×25 500

手動

25×25

800

2 自動 T02 25×25 800 150 2 自動 T02 25×25 800 150 2 自動 T02 25×25 800 150 2 自動 T02 25×25 800 150 2 自動 T02 25×25 800 150 2 自動 T02 25×25 1000 50 0.2 自動 T02 25×25 1000 50 0.2 自動 T02 25×25 1000 50 0.2 自動 T02

25×25

1000

0.2

自動 11 12 13 14 15 002 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 的圓柱表面 精車30°的錐面 精車ф2330°錐面 的外圓柱表面

T02 25×25 T02 25×25 T03 T04 T04 T01 T02 T02

25×25 25×25 25×25

25×25 25×25 25×25

1000 50 1000 50 800 300 300 800 800 800 800 800 800 50 50 50 150 150 150 150 150

0.2 0.2 2 2 2 2 2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2

自動 自動 自動 自動 自動

手動 自動 自動 自動 自動 自動 自動 自動 自動 自動 自動 自動 ×10mm ф23切槽5×1.5mm 粗車фMD×1.5mm 精車фMD×1.5mm ф18的外圓柱表面 фMD×1.5螺紋面 фMD×1.5螺紋面

平右端面 右端面 粗車R5mm的圓弧 R5的曲面 粗車R17mm 的圓弧 R17 的曲面 粗車Sф29mm的車Sф29R5的曲面 ф23的圓柱面 的球面

T02 25×25 T02 25×25 T02 25×25 T02 25×25 T02 25×25 T02 25×25 T02 25×25 T02 25×25 T03 25×25 球面

粗車R5mm的圓弧 粗車ф×23×4.406mm 精車R5mm的圓弧 R5的曲面 精車R17mm 的圓弧 R17 的曲面 精車Sф29mm的Sф29的球面

1000 50 1000 50 1000 50 1000 50 1000 50 800 球面

精車R5mm的圓弧 精車ф23×4.406mm 切槽5±0.04mm R5的曲面 ф23的圓柱面

Ф19.5的圓柱表面

表2.8.2 數控車削加工工序卡片（2）

2.9編程誤差及其控制 2.9.1編程誤差

編程階段的誤差是不可避免的，誤差來源主要有三種形式：近似計算誤差、插補誤差、尺寸圓整誤差，直接影響加工尺寸精度，本次加工主要誤差是計算誤差與圓弧相切的切點坐標及未知交點坐標值。因為這是經過筆算的數值，存在著較大的誤差。2.9.2誤差控制

為了盡可能的減少筆算誤差，采取在AutoCAD上按其尺寸精度繪出零件圖，再利用“工具” ─→“查詢” ─→“點坐標”捕捉各圓弧切點坐標，其精度達到0.001級，這樣能有效地將誤差控制在（0.1～0.2）倍的零件公差值內。

第三章.編程中工藝指令的處理

3.1常用G指令代碼功能表

3.1.1 數控車床G功能指令（HNC-22T）

代碼 *G00 G01 G02 G03 G33 G04 G07 *G11 G12 *G17 G18 G19 G20 組 意義 代碼

快速點定位 G28 直線插補 G29 01 順圓插補 *G40 逆圓插補 G41 螺紋切削 G42 00 暫停延時 G43 16 虛軸設定 G44 單段允許 *G49 07 單段禁止 *G50 XY加工平G51 面

ZX加工平G24 02 面

YZ加工平*G25 面

08 英制單位 G68

組 00 09

意義 回參考點 參考點返回 刀徑補償取消 刀徑左補償 刀徑右補償 刀長正補償

03

05

代碼

組

意義

局部坐標系設定 機床坐標系編程 工件坐標系1～6選擇 工件坐標系設定 宏指令調用

G52

00

G53 *G54～G59 G92 G65 00

04 注：①表內00組為非模態代碼；只在本程序內有效。其他組為模態指令，一次制定后持續有效，直到被其他組其他代碼所取代。②標有*的G代碼為數控系統通電啟動后的默認狀態。

3.2常用M指令代碼功能表

表3.1.2 常用M指令代碼

代碼 作用時作用時作用時組別 意義 代碼 組別 意義 代碼 組別 意義 間 間 間

程序暫主軸準★ ★ M00 00 M06 00 自動換刀 M19

停 停

程序結條件暫★ 開切削液 M30 ★ M01 00 M07 # 00 束并返

停

回

程序結更換工b 開切削液 M60 ★ ★ M02 M08 # 00 束 件 M03 M04 M05 # # ★ 主軸正

M09 轉 a 主軸反M10

轉 主軸停

M11 轉

★

c

松開

關切削液 M98 夾緊

M99

00 00

子程序調用 子程序返回

注：①表內00組為非模態代碼；其余為模態代碼，同駔可相互取代。

②作用時間為“★”號者,表示該指令功能在程序段指令運動完成后開始作用；為“# ”號者，則表示該指令功能與程序段指令運動同時開始。

第四章 程序編制及模擬運行、零件加工或程序段號 001 N01 N02 N03 N04 N05 N06 N07 N08 N09 N10 N11 N12 N13 N14 N15 N16 N17 N18 N20 N21 N22 N23 N24 N25 N26 N27 N28 N29 N30 N31 N32 N33

精度自檢

程序內容 程序注釋

%0001

；程序起始行 T0101

；右端面外圓車刀 M03S800

；主軸正轉 G00X35Z3

；循環起點 M08

；開切削液 G71U1R2P06Q13X0.2Z0.2F150

；粗車輪廓 G00X18Z3S1000

；快速定位 G01Z0F50

；精車起點 X21Z-1.5

；精車倒角 Z-25

；精車ф21的外圓 X28

；精車ф28的端面 Z-38.169

；ф28的外圓表 X23.05Z-47.5

；30°的錐面 G01W-10

；фE的外圓面 G00X100

；退刀快速定位 Z100

；退刀快速定位 T0202

；換切槽刀 G00X32Z-25

；快速定位 G01X18F10

；切槽至ф18 G04P3

；暫停修光 G00X25

；快速定位 W1.5

；快速定位 G01X21

；倒角起點 X18W-1.5

；倒角1.5 G04P3

；暫停修光 G00X100

；退刀快速定位 Z100

；退刀快速定位 T0303

；換外螺紋車刀 G00X30Z3S300

；車螺紋循環起點 G76C2R2E3A60X19.04Z-22K0.974U0.32V0.16Q0.5F1.5

；車螺紋

G00X100Z100

；退刀快速定位 M09

；關切削液 M05

；主軸停轉 20 N34 002 N01 N02 N03 N04 N05 N06 N07 N08 N09 N10 N11 N12 N13 N14 N15 N16 N17 N18 N19 N20 N21 N22 N23 N24 N25 N26 N27 M30 %0001 T0101 M03S800 G00X30Z3 M08 G71UI1R2P06Q12E0.2F200 G00X5.844Z3S1000 G01Z0F80 G03X15.582Z-6.136R5 G02X22.420Z-20791R17 G03X24.542Z-37.739R14.508 G02X23.05Z-40.406R5 G01Z-44 G000X100 Z100 T0202 G00X35Z-46.5 G01X19F10 G04P3 G00X35 Z-47.5 G01X19 G04P3 G00X100 Z100 M09 M05 M30

；程序結束并返回

；右端面外圓車刀 ；主軸正轉 ；循環起點 ；開切削液 ；粗車輪廓 ；快速定位 ；精車起點

；精車R5的圓弧 ；精車R17的圓弧 ；精車ф29的圓弧 ；精車R5的圓弧 ；фE的外圓面 ；退刀快速定 ；退刀快速定位 ；換切槽刀 ；快速定位 ；切槽至ф19 ；暫停修光 ；退刀 ；快速定位 ；切槽至ф19 ；暫停修光 ；退刀 ；退刀 ；關切削液 ；主軸停轉

；程序結束并返回

4.1程序編制

注:程序編制中有關數值單位一律采用毫米(mm)制

4.2模擬運行

數控加工程序編制好后將其輸入數控車床，然后對刀，在將機床鎖住進行程序校驗，仔細觀察其模擬加工路線是否有干涉、過切、出錯等現象，若有應及時對程序錯誤處進行修改，修改后保存，再次 調出修改后的程序進行校驗，直到程序萬無一失，沒有任何錯誤的情況下方可進行自動加工。

（注：這個環節是必不可少的，否則會發生打刀等損壞機床其它部件的情況，直接影響機床的加工精度及壽命，更嚴重的是存在人身安全隱患。）

4.3零件加工

裝夾好毛坯，調出編制好的程序，直接進行自動加工直至程序結束。

4.4精度自檢

將加工好的零件卸下，用游標卡尺、千分尺對零件的尺寸精度及粗糙度進行檢測。看是否達到零件的技術要求即可。

總結

=大學生活即將結束，但在這段時間里面覺得自己是努力并快樂的。在繁忙的的日子里面，曾經為解決技術上的問題，而去翻所學專業的書籍。經過這段時間我真正體會了很多，也感到了很多。

在設計中得到了老師和小組同學的指導與幫忙，非常感謝！同學都是那么認真投入，相互支持和鼓勵的奮進，想像我們以后在工作中也會有這種拼搏的精神。

附 錄

主要儀器設備： 數控車床

2游標卡尺：

第五篇：箱體類零件工藝與工裝設計畢設論文撰寫提綱

箱體類零件工藝與工裝設計畢設論文撰寫提綱（參考）

摘要（中文）……Ⅰ 摘要（英文）……Ⅱ 目錄………………Ⅲ 1 前言 ………………1 1.1課題背景及發展趨勢..1 1.2畢業設計的目的、任務與要求 2 箱體類零件加工工藝規程設計 2.1生產綱領的計算與生產類型的確定

2.2零件的工藝分析（零件圖審查）了解零件圖的功用及技術要求 分析零件的結構工藝性 2.3毛坯的選擇

毛坯的種類、鑄件制造方法的選擇、鑄件的尺寸公差與加工余量、鑄件的尺寸公差、鑄件的加工余量、鑄件最小孔徑、毛坯—零件合圖

2.4擬定工藝路線

確定各表面的加工方法、加工階段的劃分、加工順序的安排、基面的選擇 2.5工藝規程的設計

確定各工序加工余量、計算工序尺寸及公差、確定各工序切削用量、機床及工藝裝備的選擇、工時定額的計算與確定、工藝規程卡的填寫 2.6小結 專用夾具1設計 3.1 夾具1設計的基本要求

3.2擬定夾具的結構方案（方案設計）

確定夾具的類型、確定工件的定位基準、定位方式及定位元件的結構、確定工件的夾緊方式，計算夾緊力并設計夾緊裝置、確定刀具的導向方式或對刀裝置、確定夾具體的結構類型 3.3夾具總圖設計

繪制總裝圖的步驟、夾具總圖上尺寸及精度、位置精度與技術要求的標注、夾具公差與配合的選擇、各類機床夾具的公差和技術要求的確定、夾具精度的校核、繪制夾具零件圖樣

3.4夾具精度分析（定位誤差分析）3.5夾具設計及操作的簡要說明 3.6小結 專用夾具2設計（銑床夾具）4.1定位基準的選擇 4.2定位元件的設計 4.3定位誤差分析 4.4銑削力與夾緊力計算 4.5夾具體槽形與對刀裝置設計 4.6夾緊裝置及夾具體設計 4.7夾具設計及操作的簡要說明 4.8小結 專用夾具3設計（鉆孔夾具）5.1定位基準的選擇 5.2定位元件的設計 5.3定位誤差分析 5.4鉆削力與夾緊力的計算

5.5鉆套、襯套、鉆模板及夾具體設計 5.6夾緊裝置的設計

5.7夾具設計及操作的簡要說明 5.8小結 6 結束語 參考文獻 附件：

風機狀態測試系統的總體設計（參考）

目錄 摘要（中文

（英文）第一章 概述 1.1 風機簡述

1.2 風機測試系統的發展 1.3 基于虛擬儀器的風機測試系統 第二章 系統總體方案的設計 2.1 風機性能測試方法 2.2 虛擬儀器技術及其應用 2.3 風機測試系統的總體方案 第三章 風機硬件系統的設計 3.1 風機機械硬件總體設計 3.2 機械結構設計計算 3.3 風機轉速調節裝置的設計 3.4 風機測試傳感器的設計選用 3.5 風機測試系統數據采集卡 第四章 系統軟件的設計 4.1 虛擬儀器的硬件系統 4.2 虛擬儀器的軟件系統 4.3 Labview簡介

4.4 測試系統主界面的設計 第五章 結束語 參考文獻

圓鋸床設計

經過四年的大學學習，我們對機械方面的知識有了一定的認識和掌握，在即將告別大學學習的時刻很有必要對大學四年的學習有個綜合的檢驗，而這種檢驗不僅能考察我們對基礎和專業知識的掌握的牢固程度，更重要的是經過這次設計，我們對對各門學科知識的交叉認識加強，對設計過程有了大體的了解，對于今后我們的學習和工作有著十分重要的意義！

本次設計是四年中綜合性最強的一次設計，較以前的課程設計。這次設計超出了一門或是幾門課程的限制，要運用到大學四年學過的幾乎所有專業課程。從利用現代設計理論的思想進行分析和總體設計，到具體設計過程中的受力分析、強度校核、材料選取、機械運動原理分析、零件尺寸確定，再到手工制圖和利用 AutoCAD制圖每一個細節過程都反映了對專業知識的應用。因此，這次設計尤其的重要！

在這個設計中我將介紹圓鋸床的設計過程，圓鋸床和其他鋸床一樣在工業生產中不可缺少，但是多為粗加工設備，主要用于各種原材料的下料，圓鋸床具有動力部分、傳動部分、執行部分和控制部分組成，這些結構和其他機床一樣，具有較為廣泛的代表性，因此，在設計過程中可以領會到其他機床設計中所面臨的問題。具有舉一反三的作用。

液壓部分的設計在機床設計中很是重要，也較為復雜。液壓部分的設計也要求較高的精度，在剛接到設計任務的時候，自己深感能力有限，不能勝任這個任務，多虧有冷老師給予的不懈的幫助，使我能夠在已有知識上得到訓練，在設計的過程中得到對陌生知識得禰補。整個設計過程我自己感覺受益匪淺。也感到了畢業設計的重要意義！

本次機床的設計中涉及到的液壓部分有：鋸片得給進機構，加緊機構，以及冷卻和清屑機構等。由于這幾部分液壓設計具有很大得相同性，加上時間有限，在設計過程中我主要對鋸床得給進機構和加緊機構進行說明，對于其他部分得液壓系統只作簡單得介紹，對與非液壓部分，僅作簡單得提及。在本次的設計中，在*老師的帶領下我和***同學共同完成整個設計過程，我主要負責液壓部分的設計，在制圖和設計計算方面我們共同定論，一同商討。尤其是在*老師的殷切的幫助下，我們克服了經驗不足，知識不夠等許多不利因素。經過*老師的講解，并且提供了我們設計所需的許多資料；對于設計過程中出現得新問題新的思路，*老師都對我們有了很大影響和指導。讓我們感覺到我們知識和經驗得不足，感到在以后得工作中繼續學習得必要性。

最后再次由衷得感謝在四年得大學生活和學習中各位老師對我們誨人不倦的教導，感謝*老師在設計中給我們熱情得幫助和不懈得支持！

目錄

前言……………………………………………...........................................1 1.鋸床的現狀和發展趨勢…………………………………………………6 2.鋸床的設計要求…………………………………………………………9 3.鋸床設計………………………………………………………...............18 3.1鋸床的液壓系統說明…………………………………...................18 3.2鋸床的控制元件說明………………………………………………36 3.3鋸床液壓附件說明…………………………………………………40 3.4鋸床的維護與防護…………………………………………………50 3.5鋸床的工作原理說明…………………………………....................55 4.鋸床的改進設計………………………………….....................................57 5.鋸床設計小結……………………………………....................................60 參考資料…………………………………………........................................61 英文翻譯部分……………………………………........................................62