2022年机械大学设计-联接轴加工工艺分析与设计 .pdf

目录摘要 1Abstract.21. 绪言 31.1 通过原始材料对零件进行工艺分析31.2 轮廓几何要素的分析31.3 精度及技术要求分析42. 确定零件的生产纲领与生产类型52.1 生产纲领 52.2 确定生产类型 53. 选择毛坯类型和制造方法53.1 选择毛坯类型 53.2 选择毛坯的制造方法74. 设计零件的机械加工工艺过程84.1 定位基准的选择 84.2 确定各个表面的加工方法84.3 加工顺序的安排 95. 机床及工艺装备的选择115.1 选择该零件加工机床应考虑的因素115.2 工艺装备的选择 116. 工艺的分析计算 176.1 确定加工余量 176.2 计算工序尺寸极其公差176.3 确定切削用量 197. 数控加工程序清单217.1 外轮廓粗精车循环程序217.2 内轮廓粗精车循环程序217.3 外圆柱表面上的键槽铣削程序238. 填写工艺文件 24结论 27致谢 28参考文献 29精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 30 页典型零件连接轴加工工艺设计【摘 要】连接轴由于加工精度涉及圆柱、圆锥、圆弧、键槽和螺纹，加工精度和难度都很大。要克服这些问题需要使用多种的机床和不同的复杂的工艺。特别是细长轴的部分和细长轴上的键槽，要保证加工合格则只能使用数控铣床进行精密加工。而我就从实践的加工角度对此类加工工艺和加工方法进行具体研究，克服联接轴加工工艺的一系列困难，找到此类加工零件的加工共同点，积累加工工艺和方法。【关键词】精密加工数控机床定位基准精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 30 页Design of the connecting shaft of typical parts processing 【Abstract】The connecting shaft due to machining accuracy of cylindrical, conical, relates to the arc, and thread keyway, machining precision and great difficulty. To overcome these problems require the use of a variety of machine tools and various complex process. Especially the slender shaft portion and an elongated shaft keyway, must guarantee the processing of qualified only using a CNC milling machine for precision machining. And Im from the processing point of practice of this kind of processing technology and processing method for specific research, overcome a series of difficulties connecting shaft processing technology, find common such processing parts processing, the accumulation process and method of processing. 【Key words】Precision finishing Numerical control machine tool NC machine tool The locating datu精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 30 页1. 绪 言连接轴涉及加工的精度和难度在目前的国内加工实践中是不容易的，本论文的目的是从实践的加工角度对此类加工工艺和加工方法进行具体研究，希望能找到此类加工零件的加工共同点，积累加工工艺和方法。进行零件图的分析1.1 通过原始材料对零件进行工艺分析该零件为一典型的传递扭矩和动力的联接轴。一、外表面：由圆柱、圆锥、圆弧、键槽和螺纹等组成。其中圆柱直径变化大，且长94mm直径16mm 圆柱段为一典型细长轴，而且上面还要加工一难度极大的键槽，加工时易于弯曲变形，难于保证加工质量，另外M4 的螺纹公称直径又太小不适宜机加工，给加工带来许多不便。二、内表面：由圆柱、圆锥、圆弧及键槽组成而且内圆锥的锥度为15 ，普通机床加工难度颇大，两内孔又是内大外小的倒“T”字型盲孔，大孔孔深也只有10mm。又增加了加工难度。显然车刀极易与孔底和小孔孔壁发生干涉，不易保证加工质量。另外，?35 内孔上的键槽既有尺寸公差，又有位置公差，还有较高的表面粗糙度要求，亦不好加工。1.2 轮廓几何要素的分析该零件图给定的集合要素是比较充分和合理的，除了几处标注有问题外没有过大的尺寸错误，和加工工艺错误。它们是：1、?60 的上下偏差错误应当是上偏差为“0”，下偏差为“ -2”；2、长度 3.3mm的键槽深度偏差缺少下偏差“0”；3、长度为 10 的内孔深度偏差缺少下偏差“0”；4、内键槽的圆弧半径偏差应该按偏差格式书写；5、AA剖视图缺少剖面线等五处错误经稍微修改后就没有其它问题了。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 30 页1.3 精度及技术要求分析一、精度分析：1、外表面精度分析?60的外圆柱表面除2mm 尺寸公差外没有形位公差也与?43 外圆柱面无任何公差要求，加工容易。而?16 外圆柱面既有尺寸公差要求：0.018mm ；又有 ?35 的内孔的同轴度要求；还有表面粗糙度1.6 的要求，难度大，而它上面的键槽也既有尺寸公差要求又有粗糙度要求还有相对与?35 内孔中心线的对称度要求，加工难度也非常大。2、内表面精度分析?35内孔既有尺寸公差要求 , 还有表面粗糙度 3.2 的要求。加工难度相对于外圆柱面显得异常之大，长10mm 的 ?43 的内孔它又有 R 1 的要求加工相对容易。而内键槽它既有尺寸公差要求又有形位公差要求还有较高的粗糙度要求难度也相当大。二、技术要求分析：本零件为一典型联接轴，除零件材料要求用35 钢和零件本身的一些尺寸、形位、粗糙度要求外再无任何热处理及其它辅助技术要求，降低了加工难度，提高了生产效率。1、工艺措施：通过上述分析，采取以下几点工艺措施：(1) 车削 ?16 细长轴时为防止弯曲变形，采用跟刀架，以便保证加工质量。(2) 加工 ?16 细长轴上 5mm 键槽时为保证轴弯曲采用辅助支撑加工。(3) 加工 ?43 长 10mm 的盲孔为了不使与孔底和?35 的内壁发生干涉，影响加工质量，选择 10内孔切槽刀加工。(4) 加工宽 10mm 的内键槽为保证加工质量，不能采用铣削、镗削、车削加工。只有选择在卧式插床上进行插削加工。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 30 页2. 确定零件的生产纲领与生产类型2.1 生产纲领各种生产类型的生产纲领如表2.1 所示。表 2.1 各种生产类型的生产纲领表生产类型零件的年生产纲领（件 / 年）重型机械中型机械小型机械单件生产5 件20件1000件5000件50000件该零件图明细表中要求的数量为15 件、重量为 2kg。参照上边各种生产类型的规范表则很容易确定本零件的生产类型为成批生产中的小批量生产。又因为该零件只有270mm 长，最大直径也只有60mm 所以适合在小型机械上进行加工，那么该零件加工的生产纲领根据上表适合定位在一年生产100200 件。具体根据工厂实际情况而定。2.2 确定生产类型由上反映出不同的生产类型，其生产过程和生产组织、车间的机床布置、毛坯的制造方法、采用的工艺装备、加工方法以及工人的熟练程度等都有很大的不同。根据生产纲领的大小，生产可分为三种类型：单件生产、成批生产、大量生产。而本零件图纸说明它的数量在 5100 件的范围内所以他属于成批生产中的小批量生产，产品的种类比较繁多，对工人技术要求高。3.选择毛坯类型和制造方法3.1 选择毛坯类型各种生产类型工艺过程的主要特点见表3.1 表 3.1 各种生产类型工艺过程的主要特点精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 30 页工艺过程特点生产类型单件生产成批生产大批量生产工件的互换性一般是配对制造，没有互换性，广泛用钳工修配大部分有互换性，少数用钳工修配全部有互换性。某些精度较高的配合件用分组选择装配法毛坯的制造方法及加工余量铸件用木模手工造型；锻件用自由锻。毛坯精度低，加工余量大部分铸件用金属模；部分锻件用模锻。毛坯精度中等，加工余量中等铸件广泛采用金属模机器造型，锻件广泛采用模锻，以及其他高生产率的毛坯制造方法。毛坯精度高，加工余量小机床设备通用机床。或数控机床，或加工中心数控机床加工中心或柔性制造单元。设备条件不够时，也采用部分通用机床、部分专用机床专用生产线、自动生产线、柔性制造生产线或数控机床夹具多用标准附件，极少采用夹具，靠划线及试切法达到精度要求广泛采用夹具或组合夹具，部分靠加工中心一次安装广泛采用高生产率夹具，靠夹具及调整法达到精度要求刀具与量具采用通用刀具和万能量具。可以采用专用刀具及专用量具或三座标测量机广泛采用高生产率刀具和量具，或采用统计分析法保证质量对工人的要求需要技术熟练的工人需要一定熟练程度的工人和编程技术人员对操作工人的技术要求较低，对生产线维护人员要求有高的素质工艺规程有简单的工艺路线卡有工艺规程，对关键零件有详细的工艺规程有详细的工艺规程参照表 2.1、表 3.1，结合本零件实际情况考虑选择毛坯的类型为：由于该零件为 35 号优质碳素结构钢：有良好的承受转矩和动力。而且具有非常好的可塑性，故首先考虑到用锻造的方法获得毛坯；又由于零件为一典型回转体零件本考虑用适合做形状简单零件的锻造毛坯。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 30 页3.2 选择毛坯的制造方法参照表 2.1 、表 3.1 ，结合本零件实际情况确定该零件毛坯的制造方法：由于零件为一典型回转体零件本考虑用锻造棒料。但最大直径?60，而最小直径仅有?16之大相差 44mm 之多，而且长度又为90mmn 。故加工时刀具的空走刀时间会很长，生产效率太低，有因为内孔要去除去一?35 的柱体也是得不偿失，而且如果是实心棒料要安排打中心孔、钻孔、扩孔等工序，工序繁杂，加工难度相对于外轮廓来说有大大增加，效率更生显得不高而且是做了许多无用功、为了避免这种失误。提高生产效率，保证零件加工质量，故采用胎膜锻比较合理。零件的重量只有2kg，零件的精度等级为IT 12。而最大加工重量为100kg，而它的精度等级可以达到IT14IT 12 ，毛坯尺寸公差为2.5 0.0004mm ，最小壁厚为 2.5mm ，所以采用 10kn 夹板锤、高度方向1.25mm误差，水平方向 1.25mm误差，锻件公差：高度方向+0.80.5mm ，故选择无砧座锤加工的锤上模锻加工的 35 号钢锻件，单面留2.5mm的加工余量。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 30 页4.设计零件的机械加工工艺过程4.1 定位基准的选择重点考虑：如何较少误差，提高定位精度。一、粗基准的选择由于毛坯为 35号优质碳素结构钢的锻件1、右端 ?16、?43外圆柱表面、右端面、右端锥面及其30 锥度的锥面的粗基准都选择不加工表面 ?60 外圆柱表面，采用三爪自定心卡盘自动找中心线作为粗基准。2、左端面 ?60 的外圆柱面，以及左端各内孔的粗基准则选择已知已加工表面既无尺寸公差要求也无粗糙度要求的?43 的外圆柱表面作为粗基准。二、精基准的选择1、右端：考虑到基准的重合原则，以设计基准?35 的内孔表面采用可胀芯轴作为加工 ?16 的定位基准，以及各附带表面的精基准。2、左端：考虑基准同意原则，用已加工过的?43 的外圆柱表面作为粗基准。能够一次加工 ?60 外圆柱面、左端面、以及各内孔、内键槽，精基准亦以?43 外表面和 ?60 右端面作为定位基准。4.2 确定各个表面的加工方法不同的加工表面选用各不相同，所能达到的精度和表面粗糙度也大不一样。即使是同一种加工方法，在不同的加工条件下所得到的精度和表面粗糙度也大不一样，这是因为在加工过程中，将有各种因素对精度和粗糙度产生影响：一、各外圆柱表面采用车削加工方法各外圆柱表面采用车削加工方法显然比较经济，尤其是粗加工，而精加工和半精加工中以及外圆轮廓上的锥面、圆弧面则采用数控车削。要节约财力、物力、生产效率高。由于胎膜锻锻造的毛坯，加工余量小，而要求有较高。则采用粗车半精车 精车的加工方法，进行车削加工，由于孔口为15 锥面则采用数控车床加工尤为重要。二、采用三坐标数控铣床加工?16外圆柱面上的键槽适合铣床加工，为保证加工质量，节省工时。宜采用三坐标数控铣床加工。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 30 页三、采用卧式插床加工内键槽由于内孔孔径小，加之槽的长度短，退刀槽仅有10mm 宽极易发生干涉，甚至产生事故，故采用卧式插床，分粗、精插插削加工，以便保证加工质量，顺利加工。四、进行手工攻丝的方法加工M4螺纹因为螺纹公称直径太小，不宜采用机械加工，故采用钳工在立式钻床上先钻出螺纹底孔，在进行手工攻丝的方法加工，较为简单。4.3 加工顺序的安排一、机械加工工序的安排由于机械工序的安排是要保证加工加工质量，所以：先把基准面加工出来，再以基准面定位来加工其它表面，既先基准面后其它表面；粗、精加工分开，即粗加工在前，精加工在后，粗精分开；如果主要表面是指装配表面、工作表面，次要表面是指键糟、联接用的光孔等，则采用显著要表面后次要表面加工；故机械工序的安排为：1、夹未加工的 ?60 外圆柱表面，一次装夹车右端面至要求，再依次粗车? 16 外圆柱表面、 30锥面、车 ?43 外圆柱表面以及 ?60 左端面至要求。2、调头以 ?43 已经车好的外圆柱表面，作为定位基准，采用自定心三爪卡盘夹紧、找正，先粗车出左端面、 ?60 外圆柱表面，再依次粗车内孔及孔口15倒角。3、夹已加工过的表面依次半精车各外圆柱表面、圆锥面、圆弧面。4、调头以 ?43 已车好的外圆柱面和?60 的右端面为定位基准，依次半精车各内孔及孔口倒角。5、以已加工好的 ?35 内孔表面作为定位基准，精车?16 外圆柱面以及右端其余各轮廓表面6、以 ?43 外圆柱面定位铣键槽。7、夹已经车好的 ?43 外圆柱面，粗、精插两内键槽。8、?43 外圆柱面定位铣?16外圆柱面上的键槽。二、加工阶段的划分为了保证零件加工质量（因为工件有内应力变形、热变形和受力变形，精度、表面质量只能逐步提高）利于及早发现毛坯缺陷并得到及时处理、有利于合理利用机床设备、便于穿插热处理工序：穿插热处理工序必须将加工过程划分成几个阶段，否则很难精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 30 页充分发挥热处理的效果。特将加工阶段划分为尽量切除大部分余量，主要为了提高生产效率的粗加工阶段和主要为主要表面的精加工做准备，并完成次要表面的终加工（钻孔、攻丝、铣键槽等）的半精加工阶段，和保证加工质量的精加工阶段。由于联接轴一典型阶梯轴，并且附带有内孔和键槽的特殊零件，切削（去除）开，可划分为粗加工、半精加工和精加工三个阶段。1、?16 的外圆柱面； 15、30、45的各锥面；2、?32 右端面；3、各键槽以及各内孔。三、热处理工序安排由于本零件设计时无其它技术要求，降低了加工难度，故安排热处理工序则考虑：1、毛坯锻造出来以后，为了消除它的锻造内应力、细化晶粒、降低硬度，改善切削性能安排回火热处理工序。2、由于粗加工完成以后要安排探伤工序检查毛坯是否合格，所以在探伤工序以后要安排一次时效热处理工序。四、辅助工序的安排辅助工序的安排（检验、划线、去毛刺、清洗、防锈等）. 由于该零件为回转体类零件，可以采用三爪自定心卡盘找正，不需安排划线，辅助工序就安排以下几点：1、零件表层或内腔的毛刺对机器装配质量影响甚大，切削加工之后，应安排去毛刺工序。2、在进入装配之前，一般都应安排清洗工序。3、为保证零件制造质量，防止产生废品，需在(1) 粗加工全部结束之后；(2) 送往外车间加工的前后；(3) 工时较长和重要工序的前后；这些场合安排检验工序。除了安排几何尺寸检验工序之外，有的零件还要安排探伤、密封、称重、平衡等检验工序。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 30 页5. 机床及工艺装备的选择5.1 选择该零件加工机床应考虑的因素结合表 2.1、表 3.1 选择该零件的加工机床机床需要考虑以下因素：1、机床的加工尺寸范围是否与工件的轮廓尺寸匹配；2、机床的精度是否与工序精度要求相适应；3、机床的生产率是否与工件的生产类型相适应。5.2 工艺装备的选择一、机床的选择由于该零件为一回转体零件，既有外圆柱面又有内孔、锥面和圆弧面，则最适合在车床上加工，而外键槽则选择铣床加工。考虑到内键槽的结构、尺寸及技术要求则选择插床加工。另外 M4螺纹底孔则应用立式台钻钻削加工。1、普通机床的选择：由于普通机床生产成本低，节约资金，所以粗加工和一道工序可完成的表面加工，均采用普通机床加工。(1) 普通车床的选择：由于该零件为典型回转体零件，长度仅为270mm ，最大直径 60 mm ，而 C616A普通车床的最大回转直径为400mm ，在床身上 320mm ，在刀架上 210mm ，可加工工件的最大长度为 500mm ，刀架最大纵向行程为500mm ，横向行程为 195mm ，采用的刀杆横截面为2020mm ，刀架最大回转角度为 45，机床的外形尺寸为长宽高：2340821900mm ，所以此机床加工该零件从零件形状结构和外形尺寸上完全达到要求，又普通车床只用于该零件的粗加工，表面质量要求不高，故选用C6162普通车床。(2) 普通钻床的选择：由于该零件 ?60 外圆柱表面上的 M4螺纹底孔须先在普通钻床上加工，而Z515型台式钻床可加工的最大孔直径为15mm ，重 140kg 的零件孔加工，它的主轴行程有100mm 主轴端面到工作台的最大距离为430mm ，主轴中心线与主轴表面距离为190mm ，该机床的外形尺寸长宽高： 782440823mm ；而零件的外形尺寸则主要为最大直径尺寸60mm ，选择此机床可以完全达到要求。(3) 插床的选择：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 30 页零件 ?35 内孔上的两对称、宽10mm 、仅有 10mm 退刀槽的键槽加工，难度特大。因为不能选择普通的车、铣、刨、磨、镗等传统加工方法，但是此键槽既有尺寸公差要求还有对称度要求和表面粗糙度要求，所以只能采用卧式插床分粗、精插的插削方法进行加工。B5020型插床：它的最大插削长度为200mm ，可插削的工件最大尺寸为485200mm ，工件最大重量为 400kg，滑枕行程为 25-220mm ，滑枕最大回转角度为8，工作台最大移动量为纵向 500mm 、横向 500mm ，机床的外形尺寸为长宽高：191613051995mm ，选择此机床就可以完全达到加工要求。二、数控机床的选择：1、数控车床的选择：由于该零件上的外圆弧面、外圆锥面、内圆柱面、内圆锥面以及一些尺寸精度，和表面粗糙度要求都较高的零件部位加工。用普通机床加工难度太大，甚至是无法加工或不能保证加工质量，难以达到图纸要求。所以必须选择数控车床，有因为该零件外形尺寸不大，而 CK6140型数控车床的各项技术指标为：可加工的工件的最大直径为400mm ；可加工的工件最大长度为900mm ；主轴转速级数为无级变速。脉冲当量：Z轴为 0.0001、X轴为 0.0001；加工工件精度：圆柱度可达到0.025、圆度可达到 0.008、平面度可达到0.015、粗糙度也能达到1.6 ；外形尺寸为长宽高：503019002214mm ；控制系统为：FANUC 3T（日本）。选择此机床加工该零件操作系统简单，很容易控制机床优质、高效的加工出来。2、数控铣床的选择：为了要在轴上加工键槽，本选择普通铣床完全就可以加工，还比较经济，然而由于该键槽一个是槽宽比较窄，槽长又那么短，表面粗糙度、尺寸精度、位置精度要求都比较高，选择普通机床是要分好多工步，才能加工出来，而且不易保证质量、比较浪费工时、相对还没有数控机床加工经济，而J220 三坐标数控铣床最大移动距离纵向为700mm 、横向为 300mm 、垂直方向为 130mm ；矩形工作台为 2501120mm ；定位精度可达到0.02 m ，重复定位精度可达到0.013；可控制三轴运动。加工键槽相当容易，大大提高了生产效率。二、夹具的选择：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 30 页该零件为典型的回转体零件，最适合于在车床上进行车削加工，所以工件的外圆柱面作为定位基准车削加工时则采用三爪自定心卡盘自动定心找正夹紧；以工件的内孔表面作为定位基准加工该零件时则采用自动可胀芯轴定位夹紧来车削工件。在铣床上为了加工技术要求较高的键槽时则采用V型铁配合平口虎钳（ QH80 ：此类型的平口虎钳可回转 180使用主要用于各种铣床和钻床等。）来限制它的自由度从而定位夹紧工件铣削加工；插削两对称内键槽以及钻削M4螺纹底孔时也是采用V型铁配合平口虎钳（ QH80 ）来限制它的自由度来加工的。三、刀具的选择：1、刀具材料的选择：刀具切削部分的材料性能直接影响着加工效率、刀具耐用度、刀具消耗、加工成本、加工精度和表面质量等，因此刀具材料的硬度必须膏腴工件材料的硬度、要耐磨、有良好的强度和韧性，能够承载较大的负荷还能在冲击条件下工作、它还应当有较高的耐热性。而本零件为锻造出来的35 号毛坯。故最好适合用硬质合金刀具进行加工；而YT15质合金刀具它的硬度、耐磨性、强度、韧性都比较好。适合碳素钢与合金钢的加工中，零件连续切削时的粗车、半精车及精车；间断切削加工时的小断面精车、旋风车丝；连续面的半精铣与精铣以及孔的粗扩与精扩。故选择而YT15硬质合金作为刀具材料。2、车刀、铣刀、插刀以及钻削刀具的选择：此零件加工材料为35 钢属于优质碳素结构钢，所以它的前角应当选择在1015之间；后角应当选择在68之间；主偏角在系统钢性较差的车削内孔以及阶梯表面的连续加工时选择在6075之间，在系统钢性较好的条件先加工时则选择1030的后偏角。副偏角精车时选择在510之间，粗车时采用10、- 15的角度。刃倾角粗车时选择05的角度，主偏角为90的车刀的车削则选择0刃倾角。刀尖圆弧半径的选择则是外圆车刀，以及端面车刀，单调刀杆的截面为 1620 时的粗精加工采用 0.4 08mm 的圆弧半径。所以选择以下刀具形状极其各项指标：考虑到车削外圆柱表面的几何形状既有半径仅为2mm 的外圆弧面、有锥面为防止刀具与工件发生干涉、又考虑到切削力、切削速度、以及表面加工质量，故采用 90偏刀进行外轮廓加工。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 30 页图 5.1 90外圆车刀加工内孔为一内大外小的倒“T”字型盲孔，而且两孔的半径方向只差4mm ，为了工序集中所以都采用车削加工完成，但它是盲孔刀头又极易与孔底发生干涉，增加了车削难度故采用 45弯头内孔车刀进行加工?35内孔；图 5.2 端面车刀为了防止车刀面与工件端面发生摩擦，影响加工表面质量所以采用有角度的端面车刀进行车削加工。图 5.3 45弯头内孔车刀为了方便、灵活、高效的加工而?43 倒“T”字型内盲孔，不至于发生干涉碰撞而损坏工件，甚至发生人身或机器伤害事故，则采用10o 偏角的弯头内孔切槽刀加工较好。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 30 页图 5.4 10弯头内孔切槽刀图 5.5 插刀专门为了加工内键槽而选择用插削方法加工其中粗插时采用B=9mm、H=20mm、L=250mm 的插刀进行加工。精插时则采用B=10mm、H=20mm、L=250mm 的插刀进行加工。图 5.6 锥柄键槽铣刀（ GB1112 85）加工键槽则采用标准键槽铣刀加工，它的各项指标为：D=5mm、L=50mm 、l=14mm 、d=8mm 。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页，共 30 页图 5.7 锥柄麻花钻锥柄麻花钻（莫氏5 号、GB1441 85）钻削底孔的麻花钻则采用d=3.99mm 、L=50mm 、l1=20mm的标准麻花钻。四、量具的选择：粗测外圆柱、测量时长度时选单位长度0.02mm 、测量范围为 300mm 以内的游标卡尺（JB1087 67）。精测外圆柱面用单位长度0.01mm的外径千分尺。测量内孔用单位长度0.01mm的内径千分尺。测量深度用（ JB108367）深度游标卡尺。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页，共 30 页6. 工艺的分析计算6.1 确定加工余量为了保证加工质量，考虑到前道工序的表面质量、位置关系误差、尺寸公差、热处理变形以及本工序的安装误差等来合理确定总加工余量和工序加工余量。毛坯余量的确定： 35 钢属于易切削钢轴类零件则根据零件的基本尺寸直径60mm ，车削的长度与基本尺寸之比270/60 大于 48，则毛坯直径方向加工余量确定为4mm ，即64mm 。外圆柱面的粗车及半精车的加工余量确定：参考手册锻件毛坯粗车加工余量确定为2.5mm ；半精车的加工余量确定为1.5mm 。孔加工余量的确定：粗车1.5mm ，半精车为 1.0mm 。端面加工余量的确定：本零件只需粗车、半精车就可以完成所以粗车加工余量同外圆柱面为 2.5mm ，半精车为 1.5mm 。具体为 ?60、?46、?16 各外圆柱表面， 30锥面、 R2圆弧面、 45倒角、零件左右端面、?32 圆柱右端面以及?60圆柱右端面的粗车都留2.5mm的加工余量。 15锥面 ?35内孔以及 ?43 的内孔粗车均留 1.5mm加工余量。 ?60、?16、外圆柱表面半精车均留1.5mm加工余量； 30锥面、 R2圆弧面、 45倒角、 ?32 圆柱右端面的半精车均留1.0mm加工余量。粗插时则选择留1.0mm加工余量然后进行精车。6.2 计算工序尺寸极其公差由于该零件的工序比较多，计算工序尺寸是比较繁重的工作，方法都是一样的在这里我就以工件最左短的内孔深度尺寸来举例说明求工序尺寸的一般方法：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页，共 30 页图 6.1 孔的深度构成了一个封闭的尺寸链由图 6.1 上可以看出长度 49、10、2 三个尺寸及未知小孔的深度构成了一个封闭的尺寸链。而小孔的深度尺寸是通过已知的孔的总深度49 和大孔的深度 10 以及锥孔的深度 2 来间接得到的，属于封闭环；从环中可以看出当10 和 2 这两个环不变时，随着深度49 这个尺寸的增加，封闭换的尺寸就会随着增加，说明49 这个尺寸就为增环；相反当2这个环不变时则 10 这个环会随着本身的增大而使封闭环减小。或者随着本身的减小而使封闭环增大，故此环为减环。同理2 这个尺寸环也为减环。封闭环的基本尺寸为所有增环的尺寸减去所有减环的尺寸即：49-（2+10）=37mm 封闭环的最大极限尺寸为所有增环的最大极限尺寸减去所有减环的最小极限尺寸即： 49-（2+10）=37mm 封闭环的最小极限尺寸为所有增环的最小极限尺寸减去所有减环的最大极限尺寸即： 49-（2+20）=27mm 封闭环的平均尺寸为所有增换的平均尺寸之和减去所有减环的平均尺寸之和，即：49-（2+10）/2=43mm 封闭环的上偏差为所有增环的上偏差只和见区所有减环的下偏差之和即：0-（0+0）=0 mm 封闭环的下偏差为所有增环的下偏差之和减去所有减环的上偏差之和即：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页，共 30 页0-（0+10）=-10 mm 封闭环的公差为所有组成化的公差之和即：0+0+10=10 mm 6.3 确定切削用量车削加工中的切削用量包括：背吃刀量ap、主轴转速 n 或切削速度 v（用于恒线速度切削）、进给速度或进给量f。这些参数均应在机床给定的允许范围内选取。车削用量选择是否合理，对于能否充分发挥机床潜力与刀具切削性能，实现优质、高产、低成本和安全操作具有很重要的作用。车削用量的选择原则是粗车时，首先考虑选择尽可能大的背吃刀量 ap，其次选择较大的进给量f，最后确定一个合适的切削速度v。增大背吃刀量ap可使走刀次数减少，增大进给量f 有利于断屑。精车时，加工精度和表面粗糙度要求较高，加工余量不大且较均匀，因此选择精车的切削用量时，应着重考虑如何保证加工质量，并在此基础上尽量提高生产率。因此，精车时应选用较小（但不能太小）的背吃刀量 ap和进给量 f，并选用性能高的刀具材料和合理的几何参数，以尽可能提高切削速度v。主轴转速主轴转速应根据零件上被加工部位的直径，并按零件和刀具的材料及加工性质等条件所允许的切削速度来确定。一、切削深度的选择根据工件的加工余量和机床夹具工件系统的刚度，切削深度粗加工时除留下精加工余量外，尽可能一次或较少的走刀次数将粗加工余量切除，切削深度可选大些，不能一次切去时也应按照先多后少的不等量的方法加工。切削为锻造毛坯的本零件时应使切削深度超过硬皮或冷硬层厚度。精加工时切削深度，应根据粗加工留下的余量确定切削深度 ap。因为采用硬质合金刀具加工锻件，所以粗车外圆时切学深度选择ap=3mm，粗车内孔是切削深度采用ap=2mm，半精车与精车外圆柱面及端面时切削深度选择ap=0.25mm。铣削键槽是的切削深度则开始选2mm，以后都为 1mm进给。二、进给量的选择精加工的进给量应按照表面粗糙度要求选择，粗糙度要求较小就选择较小进给量f；粗加工时进给量 f 需要考虑机床 刀具夹具工件系统的刚度和强度，需要考虑刀杆尺寸、刀片厚度、工件的长度和直径等来确定进给量f。粗车 ?16 外圆柱面时进给量确定为f=0.3mm/r；粗车 32外圆柱面时进给量确定为f=0.4mm/r；粗车 60外圆柱面时进给量精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 20 页，共 30 页确定为 f=0.5mm/r。粗车内孔时的进给量f=0.1mm/r。半精车与精车外圆柱面和端面时的进给量则确定为 f=0.3mm/r。粗插的进给量f=0.15mm/r进给量 f=0.18mm/dst。铣刀铣削键槽时的进给量则选择每齿进给0.02mm。钻螺纹底孔的进给量则选择1.08mm/r。三、切削速度的确定切削速度的选择主要根据工件的材料和刀具材料选择，使在已选定的ap与 f 的基础上达到规定的刀具耐用度，次加工时应尽可能避开积屑瘤存在的切削速度区域，断续加工时，为了减少冲击与热应力，适当降低切削速度，车削端面的切削速度是一变值，切削速度要恒稳。根据公式可计算出切削速度。vc=dn /1000（m/min）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 21 页，共 30 页7. 数控加工程序清单7.1 外轮廓粗精车循环程序以联接轴的右端面圆心作为变成原点编制程序（FANUC 系统）：O1110 ；N5 G00 X100 Z200；N10 T0101 MO8 ；N15 G96 MO3 S900 ；N20 G00 X62 Z1；N25 G71 U1.5 R1；N30 G71 P35 Q70 U1.5 W0.5F0.3 ；N35 G42 G00 X12；N40 GO1 X16 Z-1；N45 Z-89；N50 G02 X20 Z-91 R2 ；N55 G01 X32；N60 X46 Z-95.039 ；N65 Z-208；N70 G40 X62 ；N75 G00 X100 Z200 T0100；N80 T0202；N85 X62 Z1；N90 G70 P35 Q70；N95 G00 X100 Z200 T0000；N100 M30 ；7.2 内轮廓粗精车循环程序调头以联接轴图纸上标的左端面圆心作为变成原点编制程序（FANUC 系统）：O1111 ；N5 G00 X100 Z200；精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 22 页，共 30 页N10 T0303 M08 ；N15 G96 M03 S600 ；N20 G00 X62 Z1；N25 G71 U1 R1；N30 G71 P35 Q70 U0.2 W0.05 F0.2 ；N35 G41 G00 X36.6077；N40 G01 X35 Z-2 ；N45 Z-40；N50 X30；N55 GOO Z100 ；N60 X100；N65 T0404；N70 X62 Z1；N75 G70 P35 Q70；N85 G00 X100 Z200 T0400；N90 T0505；N95 G96 M03 S400 F0.1；N100 G00 X30 Z1；N105 GO1 Z-39；N110 X41；N115 G03 X43 Z-40 R1 ；N120 Z-48；N125 G02 X41 Z-49 R1 ；N130 G40 G01 X30 ；N135 G00 X100 Z200 T0000；N140 M30 ；精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 23 页，共 30 页7.3 外圆柱表面上的键槽铣削程序以联接轴的上母线作为X轴，以过键槽左端半圆直径方向作为Y轴，垂直它们交点的轴线作为 Z 轴：O1112 ；N5 G00 G17 G21 G40 G49 G80 G90 G94 ；N10 T1 M06；N15 G00 G90 G54 X0 Y0；N20 G43 H01 Z50 MO3 S800 ；N25 G00 Z5；N30 G01 Z-1.5 F80 ；N35 X28 ；N40 Z5；N45 G00 X0 Y0；N50 G01 Z-2.5 ；N55 X28；N60 G01 Z5；N65 G00 X0 Y0；N70 G01 Z-3；N75 X28；N80 G01 Z5；N85 G00 G49 Z0；N90 M30 ；精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 24 页，共 30 页8.填写工艺文件填写工艺文件：按照表8.1 a、表 8.1 b 的内容要求填写机械加工工艺卡片。表 8.1a 机械加工工艺卡片黄冈职业技术学院产品型号机械加工工艺卡片零件编号0403058 第 1页零件名称联接轴共 2页材料名称型号规格毛坯种类毛坯尺寸毛 重净 重优质碳素结构钢35# 锻件单边2.5mm 加工余量2kg 序号工序名称工序内容设备工艺装备名称与编号夹具量具刃具辅具1 备料胎膜锻造毛胚无砧