典型传动轴的数控加工工艺设计
日 期： 2012年11月13日 【摘要】
本文介绍了典型轴类零件数控加工工艺设计的加工步骤、工序，研究了该零件的工艺流程，分析了程序编制、机床的加工效率和零件等因素。解决了工序和工件在数控车床上的装夹方式问题，提出了刀具走刀路线、夹具和切削用量的选择等建议，最终得出了工艺制定得合理与否，对程序编制、机床的加工效率和零件的加工精度等都有影响的结论。
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关键字:】工艺分析；刀具；编程；加工精度
引言 1
一、传动轴的工艺分析 2
二、数控加工工艺性分析 3
（一）零件数控加工特点 3
（二）零件数控工艺编制方法 3
（三）零件数控加工工艺性分析 4
（四）数控加工工艺路线的设计 5
三、传动轴的数控加工工艺分析 6
（一）零件的加工特点 6
（二）传动轴的技术条件分析 6
（三）零件的工艺路线设计 6
总 结 12
参 考 文 献 13
谢 辞 14
附 录 15
引言
随着现代科学技术的发展，数控技术在机械制造领域日益普及与提高，各种类型的数控机床在生产中得到越来越广泛的应用，现代机械产品日益精密复杂，发展现代数控机床是当前机械制造业技术改造、技术更新的必由之路。 数控技术使现代机械系统、机器人FMS、CIAMS、CAD/CAM等高新技术的基础，是采用计算机控制机械系统实现高度自动化的桥梁，是典型的机电一体化高新技术。随着数控技术的普及和广泛应用，机械制造业对数控技术应用人才的要求也越来越高。在机械加工领域，随着产品加工精度要求的提高，产品的加工工艺设计也需要不断的细化，加工路线的确定、加工工序的安排等等都需要进行合理的设计。
作为本专业的学生，选择这个课题也是为了巩固以前学过的知识，熟练掌握所学的技能，为以后更好的就业做充分的准备。
数控加工工艺是数控编程与操作的基础，合理的工艺是保证数控加工质量、发挥数控机床效能的前提条件。数控车床是数控机床中应用最广泛的一种机床。数控车床在结构及其加工工艺上都与普通车床相类似，但由于数控车床是由电子计算机数字信号控制的机床，其加工是通过事先编制好的加工程序来控制，所以在工艺特点上又与普通车床有所不同。
数控工艺分析是数控车削编程前期的一项重要准备工作。工艺制定得合理与否，对程序编制、机床的加工效率和零件的加工精度等都有影响。因此，编制加工程序之前，应结合数控车床的特点，遵循一般的工艺原则，认真而详细地制定好零件的数控车削加工工艺。其主要内容有：确定工序和工件在数控车床上的装夹方式，确定刀具走刀路线、夹具和切削用量的选择等。
传动轴是典型的长轴零件。其在工艺上有着其独有的特点，在普通车床上加工有一定的难度，为此选择数控车床进行加工。
本文以传动轴为例，具体叙述一个传动轴零件的数控加工工艺过程设计。
一、传动轴的工艺分析
传动轴的作用及应用：传动轴是一个高转速、少支承的旋转体，因此它的动平衡是至关重要的。一般传动轴在出厂前都要进行动平衡试验，并在平衡机上进行了调整。对前置引擎后轮驱动的车来说是把变速器的转动传到主减速器的轴，它可以是好几节的，节与节之间可以由万向节连接。
如图1-1所示为传动轴：
图1-1 轴二维图
传动轴主要用在油罐车
零件采用45号钢，经调质处理，硬度达到HRC28-32。图中两处(支承轴颈，因为与轴承配合，故精度要求为IT6级；两处带键槽的部分为配合轴颈，因为与齿轮配合，故精度要求为IT7级。其余相互位置精度和表面粗糙度的要求如图中所示。
根据零件是阶台轴的结构特点，考虑到以上的要求，按照机械加工顺序安排的原则（基准先行、先粗后精、先主后次、先平面后孔的原则），安排该零件的加工工艺路线如下：
棒料→调质→粗车→精车→铣键槽→磨削→清洗→氧化。
其中该零件的主要表面的粗、精加工均由车削来完成，考虑数控加工可以显著地提高零件质量和缩短周期以及能够减少工装夹具的优势，故决定采用数控车床来加工该零件。
二、数控加工工艺性分析
（一）零件数控加工特点
零件数控加工与通用机床加工在方法与内容上有许多相似之处，不同点主要表现在控制方式上。在通用机床上加工零件时，就某道工序而言，其工步的安排、机床部件运动的次序、位移量、走刀路线、切削参数的选择等，都是由操作工人自行考虑和确定的，是用手工操作方式来进行控制的。而在数控机床上加工时，情况就完全不同了。在数控机床加工前，必须由编程人员把全部加工工艺过程、工艺参数和位移数据等制成程序，记录在控制介质上，用它控制机床加工。
（二）零件数控工艺编制方法
在进行数控加工工艺编制时，一般应进行以下几方面的工作：数控加工工艺内容的选择;数控加工工艺性分析；数控加工工艺路线的设计；数控加工内容的选择。
对于一个零件来说，并非全部加工工艺过程都适合在数控机床上完成,而往往只是其中的一部分工艺内容适合数控加工。这就需要对零件图样进行仔细的工艺分析，选择那些最适合、最需要进行数控加工的内容和工序。在考虑选择内容时，应结合本企业设备的实际，立足于解决难题、攻克关键问题和提高生产效率，充分发挥数控加工的优势。
1.适于数控加工的内容。在选择时，一般可按下列顺序考虑：
（1）通用机床无法加工的内容应作为优先选择内容；
（2）通用机床难加工，质量也难以保证的内容应作为重点选择内容；
（3）通用机床加工效率低、工人手工操作劳动强度大的内容，可在数控机床尚存在富裕加工能力时选择。
2.不适于数控加工的内容
一般来说，上述这些加工内容采用数控加工后，在产品质量、生产效率与综合效益等方面都会得到明显提高。相比之下，下列一些内容不宜选择采用数控加工：
（1）占机调整时间长。如以毛坯的粗基准定位加工第一个精基准，需用专用工装协调的内容；
（2）加工部位分散，需要多次安装、设置原点。这时，采用数控加工很麻烦，效果不明显，可安排通用机床补加工；
（3）按某些特定的制造依据（如样板等）加工的型面轮廓。主要原因是获取数据困难，易于与检验依据发生矛盾，增加了程序编制的难度。
此外，在选择和决定加工内容时，也要考虑生产批量、生产周期、工序间周转情况等等。总之，要尽量做到合理，达到多、快、好、省的目的。要防止把数控机床降格为通用机床使用。
（三）零件数控加工工艺性分析
被加工零件的数控加工工艺性问题涉及面很广，下面结合编程的可能性和方便性提出一些必须分析和审查的主要内容。
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