芻議軸類零件加工工藝分析

砂礫　王斌

摘要：軸類零件是機(jī)器中經(jīng)常遇到的典型零件之一。它在機(jī)械中主要用于支承齒輪、帶輪、凸輪以及連桿等傳動(dòng)件，以傳遞扭矩。本文根據(jù)數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)，針對具體的零件，進(jìn)行了工藝方案的分析，通過整個(gè)工藝的過程的制定，充分體現(xiàn)了數(shù)控設(shè)備在保證加工精度，加工效率，簡化工序等方面的優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞：軸類零件；加工方案；工藝分析

隨著數(shù)控技術(shù)的迅速發(fā)展，數(shù)控加工技術(shù)對IT、汽車、輕工、醫(yī)療等行業(yè)的發(fā)展起著越來越重要的作用，因?yàn)樾省①|(zhì)量是先進(jìn)制造技術(shù)的主體。在數(shù)控加工之前都要對所加工的零件進(jìn)行工藝分析，無論是手工編程還是自動(dòng)編程，在編程前，都有必要制定詳細(xì)的加工方案。對一些零件加工工藝問題也需做一些處理。只有充分把握好需要加工零件的精密度才能將零件加工合格，零件的合格率才有所保障。本文根據(jù)數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)，針對具體的零件，進(jìn)行了工藝方案的分析，在整個(gè)工藝過程的設(shè)計(jì)過程中，要通過分析，確定最佳的工藝方案，使得零件的加工成本最低，使得零件的加工在保證零件精度的情況下，加工效率最高、刀具消耗最低。最終形成的工藝文件要完整，并能指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)。

1.加工工藝方案分析

1.1零件圖

1.2零件圖分析

該軸類零件表面上是由圓柱、順、逆圓弧、圓錐、螺紋、槽等表面組成。對于尺寸標(biāo)注較完整選用毛坯為45#鋼，Φ55mm×150mm，這種零件一般情況下是不需要無熱處理和硬度要求的。

1.3確定加工方法

加工方法選擇原則要保證零件表面的粗糙度和加工精度的要求，在軸類零件的加工過程中由于獲得同一級精度的加工方法有許多，因而，在實(shí)際生活中對其選擇，要結(jié)合零件的尺寸大小、形狀和形位公差要求等方面考慮。

圖上幾個(gè)精度要求較高的尺寸，由于公差值較小，因此，編程時(shí)沒有取平均值而取其基本尺寸。

在輪廓線方面，有錐度10度坐標(biāo)P1、 圓弧切點(diǎn)P2，在編程序時(shí)要求出其坐標(biāo)，P1（45.29 ，75） P2（35，56.46）。

通過以上數(shù)據(jù)綜合分析，在考慮加工效率、加工經(jīng)濟(jì)性的情況下，考慮到該零件為大批量加工，最佳加工方式為車削，所以加工設(shè)備采用數(shù)控車床。

根據(jù)加工零件的外形和材料等條件，選用CJK6032數(shù)控機(jī)床。

1.4確定零件加工方案

零件在比較精密表面的加工情況下，首先是先對零件進(jìn)行粗加工，然后再進(jìn)行半精加工，最后是對零件的精加工過程，只有這樣分步實(shí)施，才能保證零件的加工質(zhì)量。然而，對這些表加工方法在加工高精密度的軸類零件過程中往往是不夠的，還應(yīng)考慮正確確定毛坯到最終成形的最理想加工方案。

在軸類零件加工的過程中，要注意一下幾步的操作：首先，毛坯先夾持左端，車右端輪廓113mm處，右端加工Φ39mm、SΦ42mm、 R9mm、Φ35mm、錐度為10度的外圓，Φ52mm.其次，調(diào)頭裝夾已加工Φ52mm外圓，左端加工Φ25mm×33mm、切退刀槽、加工螺紋M25mm×1.5mm.

該軸類零件加工順序?yàn)椋?/p>

預(yù)備加工---車端面---粗車右端輪廓---精車右端輪廓---切槽---工件調(diào)頭 ---車端面---粗車左端輪廓---精車左端輪廓---切退刀槽---粗車螺紋---精車螺紋。

2.軸類零件加工工藝分析

2.1技術(shù)要求

軸類零件的加工技術(shù)要求主要是支承軸頸，配合軸頸的徑向尺寸精度以及形位精度，對于軸向的要求一般不高。軸頸直徑公差等級一般為IT6-IT8，圓度和圓柱度主要是幾何形狀精度，要求控制在直徑公差范圍以內(nèi)。相互位置精度主要是同軸度、圓之間的跳動(dòng)；對于支承軸頸的同軸度主要保證配合軸頸，是軸類零件位置精度的一般要求。

2.2毛坯選擇

軸類零件的加工在采用熱軋或冷拉圓棒料這種方式方法外，一般情況下采用鍛件、采用球墨鑄鐵鑄件的方法比較多。

2.3定位基準(zhǔn)選擇

軸類零件在定位基準(zhǔn)和表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)一般是以軸為中心線。采用兩中心孔定位符合基準(zhǔn)重合原則，并且能夠最大限度在一次裝夾中加工出多格外圓表面和端面，因此常用以中心孔為中心作為軸加工的定位基準(zhǔn)。

當(dāng)不能采用中心孔時(shí)，為提高工作裝夾剛性，可采用軸的外圓表面作定位中心基準(zhǔn)，或是以外圓表面和中心孔共同作為定位基準(zhǔn)，能承受較大的切削力，但重復(fù)定位精度并不太高。

2.4加工工序的劃分一般可按下列方法進(jìn)行：①首先確定加工順序和進(jìn)給路線。一般情況下，加工順序按照粗到精，由近到遠(yuǎn)，由右到左的原則確定。工件先從右端加工：先從右端到左端進(jìn)行外輪廓粗車，再從右到左進(jìn)行外輪廓精車，最后切槽；工件調(diào)頭，工件左端加工：粗加工外輪廓、精加工外輪廓，切退刀槽，最后螺紋粗加工、螺紋精加工。②刀具集中分序法。就是按所用刀具劃分工序，用同一刀具加工完零件上所有可以完成的部位。再用第二把刀、第三把完成它們完成的其它部位。這樣可減少換刀煩人次數(shù)，壓縮空程的時(shí)間，以至于減少不必要的定位誤差。③選擇刀具。第一、車端面：選用硬質(zhì)合金45度車刀。第二、粗、精車外圓：硬質(zhì)合金90度放型車刀，Kr=90度，Kr'=60度；E=30度，以防與工件輪廓發(fā)生干涉。第三、車槽： 選用硬質(zhì)合金車槽刀（刀長12mm，刀寬3mm）4）車螺紋：選用60度硬質(zhì)合金外螺紋車刀。

2.5選擇切削用量

工時(shí)在加，加工順序的安排應(yīng)根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)和毛坯狀況兩個(gè)方面考慮，以及定位夾緊需要，以保證加工零件的合格率。順序一般應(yīng)按下列原則進(jìn)行：①上道工序的加工不能影響下道工序的定位與夾緊。②在加工軸類零件是還要考慮先進(jìn)行內(nèi)形內(nèi)腔加工序，后進(jìn)行外形加工工序。③以夾緊方式、相同定位最好連接進(jìn)行，以減少重復(fù)定位次數(shù)，換刀次數(shù)與挪動(dòng)壓板次數(shù)。④在同一次安裝中進(jìn)行的多道工序，應(yīng)先安排對工件剛性破壞小的工序。

在數(shù)控車床上粗車、半精車分別用一個(gè)加工程序控制。工件調(diào)頭裝夾由程序中的M00或M01指令控制程序暫停，裝夾后按“循環(huán)啟動(dòng)”繼續(xù)加工。

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[2]鄒新宇.數(shù)控編程[M].清華大學(xué)出版社，2012年.

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作者簡介：

砂礫（1985.1—），男，天津市人，本科學(xué)歷，職稱：助教，研究方向：數(shù)控零件加工與編程。