江苏工贸技师学院08数控车技师论文 第 1 页 共 11 页 轴类零件的加工 江苏工贸技师学院 摘 要:目前数控加工是解决圆弧曲面，锥面和高精度圆柱面最有效的加工方法，利用数控技术可以实现其高精度的要求，加工前我们应做好如下工作，对图纸进行数控加工工艺分析，选择合适的机床，选择毛胚，确定加工方法和加工顺序， 正确的选择装夹方案及夹具，选择刀具及切削用量，选择合理的加工路线，采用简洁规范的术语编写程序等 关键词： 工艺 装夹 加工顺序 进给路线
一、 零件图的分析 如下图，零件材料为45钢，无热处理和硬度要求，
该图由外圆柱面，R10的半圆圆头，1：4锥面，椭圆，圆弧倒角，直径16长5MM的槽，M30的三角螺纹，45度倒角等组成，形状复杂，需加工部位多，生产规模一般为小批量生产加工，必须保证曲面轴类江苏工贸技师学院08数控车技师论文 第 2 页 共 11 页 零件的尺寸精度，适合数控机床加工，该图表面精度要求较高，且装夹面积较小，要合理的选择加工工艺，由于左面的加工内容较多且复杂，切槽和加工螺纹都容易产生震动，不易夹住较小的面加工，右面的加工内容相对较简单，所以选择先加工工件的左端，至椭圆加工结束， 再加工右面。该图精度要求较高，编程时可采用平均值的方法。零件毛坯为Ф40 mm×105mm的45号钢。 二、工艺分析
(1)夹具的选择 数控加工时夹具主要有两大要求：一是夹具应具有足够的精度和刚度：二是夹具应具有可靠的定位基准。 我们选择的夹具是三爪卡盘。三爪卡盘是数控车削加工时夹紧工件的重要
工具。三爪自定心卡盘的三个卡爪是同步运动的，能自动定心，一般不需要找正。适用于装夹外形规则的中、小型工件。此零件需要多次装夹，用三爪卡盘方便掉头装夹。 在零件调头夹持加工右端时，为了防止Φ28已加工表面不被三爪自定义卡盘夹伤表面，用铜皮包住此外圆表面再进行夹紧。 (2)刀具的选择
由于该轴属于单件生产的零件，所以在加工过程中尽量选择通用刀具来完成加工。因为有一个凹的椭圆加工，为避免干涉，我们选择35度外圆车削刀，选用的车刀有： （1）45°硬质合金端面刀 （2）90°硬质合金外圆刀 （3）刀宽4mm的切槽刀 （4）60°硬质合金螺纹刀 （5）35°硬质合金外圆刀
刀具卡片 序号 刀具号 刀具规格，名称 加工内容 备注 江苏工贸技师学院08数控车技师论文 第 3 页 共 11 页 (3)确定切削用量 切削用量选择： 粗车时：主要目的是切除大部分加工余量，应选择较大的切削用量。先选择一个尽可能大的背吃刀量ap，其次选择一个较大的进给量f，最后确定一个合适的切削速度Vc。 精车时：主要目的是保证加工精度和表面光洁度。因此，精车时应选用较小的背吃刀量ap和进给量f，并选用切削性能高的刀具材料，尽可能提高切削速度Vc。 Vc=πdn／1000 n=1000Vc ／πd
主轴转速s/(r/min) 进给量f/(mm/r) 背吃刀量ap/mm 粗车外圆 500 0.2 2 精车外圆 1200 0.1 0.3 粗车螺纹 500 2 0.4 精车螺纹 500 2 0.1 切槽 400 0.1 (4)加工路线 由于此工件的毛坯材料为45号钢属于黑色金属，选择粗加工—半精加工—粗磨—光整加工。由于本图较复杂，加工内容较多，且不易装夹，我们决定，先对左段外圆进行粗加工—半精加工，再对螺纹
1 T01 硬质合金端面，45度车刀 粗、精车端面 2 T02 硬质合金90度，外圆车刀 粗、精车外轮廓 3 T03 硬质合金切槽刀 切槽 刀宽4mm 4 T04 60度硬质合金，外螺纹车刀 粗、精车螺纹
5 T01 硬质合金35度，外圆车刀 粗、精车椭圆 江苏工贸技师学院08数控车技师论文
第 4 页 共 11 页 退刀槽，螺纹依次进行粗加工—半精加工。再掉头加工右面的部分。 具体加工步骤如下： （1）用三爪卡盘夹住毛坯，伸出卡盘毛坯长38mm。加工工件左端。 （2）平端面，控制总长余量为3mm。 （3）粗精加工左端至Φ38㎜×31㎜. （4）切屑宽5mm深2mm的槽至尺寸要求。 （5）粗精加工M20×2的螺纹。 （6）掉头装夹，夹紧工件左端以加工面Φ27㎜×25㎜处。 （7）平断面，控制总长至尺寸要求。 （8）粗精加工椭圆 （9）粗，精加工零件左端外圆、锥度。 （10）加工结束。
(5)、制作工艺卡： 工件名称 轴 使用设备 CK6140
夹具名称 三爪自定心卡盘 车间 数控车间
工步号 工步内容 刀具号 切削用量 主轴转速/(r/min) 进给转速 /（mm/r） 背吃刀量 /mm 1 车削端面 T01 500 0.1 0.4 2 粗车左端面外轮廓 T01 500 0.2 2
3 精车左端面外轮廓 T02 1200 0.1 0.3 4 切槽 T03 400 0.1 5 车螺纹 T04 500 2 0.1 6 粗车椭圆轮T01 500 0.2 5 江苏工贸技师学院08数控车技师论文 第 5 页 共 11 页 廓 7 精车椭圆轮廓 T01 1200 0.1 0.3
8 粗车右端外轮廓 T01 500 0.2 2 9 精车右端外轮廓 T02 1200 0.1 0.3 10 去毛刺 七、零件加工程序编写： O0001 加工左端程序 N1 粗加工 G97G98 M03S600 T0101 G00X40 Z2 M08 G71U2R1 G71P11Q12U0.5W0.01F150 N11G00X16 G01Z0 X20Z-20 Z-17 G03X28Z-21R4 G01Z-27 X30 G02X38Z-31R4 N12X40 G00Z100 M05 M09 江苏工贸技师学院08数控车技师论文 第 6 页 共 11 页 M00 N2 精加工 M03S1200 T0202 G00X40 Z2 M08 G70P11Q12F100 G00Z100 M05 M09 M00
N3 切槽 M03S400 T0303 刀宽4mm G00X30 Z-17 M08 G01X16F150 X30 Z-16 X16 G00X30 Z100 M05 M09 M00 N4 加工螺纹 M03S500 江苏工贸技师学院08数控车技师论文 第 7 页 共 11 页 T0404 60度螺纹刀 G00X30 Z2 G76P010060Q200R0.1 G76X18.4Z-14P1300Q200F2 G00Z100 M05 M09 M00
N5 粗加工椭圆 M03S500 T0101 35度外圆劈刀 G00X40 Z-27 M08 G73U10R8 G73P51Q52U0.5W0.01F150 N51G00X38 G01Z-35 #1=-35 #=-69 WHILE[#1GE#2]DO1 #3=#1+52 #4=10*SQRT[1-#3*#3/[20*20]] G01X[2*[-#4+24.268]]Z[#1] #1=#1-1 END1 G01Z-70 N52X40 G00Z100 江苏工贸技师学院08数控车技师论文 第 8 页 共 11 页 M05 M09 M00
N6 精加工椭圆 M03S1200 T0101 G00X40 Z-28 M08 G70P51Q52F100 G00Z100 G97 M05 M09 M30
O0002 加工右端程序 N1 粗加工 G97G98 M03S500 T0101 G00X40 Z2 M08 G71U2R1 G71P11Q12U0.5W0.01F150 N11G00X0 G01Z0 江苏工贸技师学院08数控车技师论文 第 9 页 共 11 页 G03X20Z10R10 G01X24.25 X28Z-25 Z-29 N12X40 G00Z100 M05 M09 M00
N2M03X1200 精加工 T0202 G00X40 Z2 M08 G70P11Q12F100 G00Z100 M05 M09 M30
三、程序调试 设计完成后，我们还要注意检验程序不合理的地方，以对其修改。根据机床型号和系统型号，把程序输入机床，完成后，用手动把刀具从工件移开，并锁定机床，进行程序校验。然后通过观察机床是否报警来判断程序是够有语法等错误，并进一步检查刀的轨迹是否正确。