轴类零件的加工与设计
【摘 要】随着科学技术的不断发展，数控机床技术也逐渐变得成熟，其应用范围也逐渐扩大。本文以轴类零件的加工为研究对象，在进行对工件的加工时，要对工件结构和技术要求进行详细分析，对于加工工艺和刀具的选择也有一定的技术要求，通过分析在精度和工作效率允许的情况下制定出符合实际操作的加工工艺。本文对轴类零件的加工就有一定的指导意义。
1引言 2
（一）概述 2
（二）数控技术的发展方向 2
（三）数控加工特点 2
一、轴类零件加工工艺特点 2
（一）确定加工方案 3（二）预备加工 3
（三）零部件定位基准的选择 3
（四）外圆及细长轴的车削加工 4
二、零件分析 4
（一）零件图分析 4
（二）工艺规程的定义 4
（三）毛坯的选择 4
（四）量具的选择 5
（五）刀具的选择 5
（六）切削用量 6
（七）机床的选择 6
三、加工工序 7
（一）零件加工工序原则 7
（二）加工路线的确定 8
（三）加工工序的划分 8
（四）确定装夹方式 8
（五）定位基准的选择 9
（六）工艺卡 9
（七）程序编制
11结论 16
致谢 17
引言
（一）概述
目前在工业生产制造中数控机床发挥着极其重要的作用，它主要应用于轴类零件的设计与加工。数控机床的运行是按照之前编写的程序对原材料进行加工，制造出尺寸及形状完全符合图纸设计要求的合格零件。目前的数控机床能够实现完全数字化控制，在零件加工的过程中更加安全、可靠，同时工作效率也得到很大的提升。
（二）数控技术的发展方向
随着科技的不断发展，数控机床的数字化和自动化水平也在不断提高，这个给传统的制造行业带来了很大的便利，成为工业快速发展的重要标志。随着数控机床应用领域的不断扩大，逐步进入一些关乎人们生活的重要行业，如汽车、医疗、航空等领域，这些行业也逐步融入数字化发展的趋势。科技理论研究的不断深入，对零部件的加工水平尤其是对数控机床的设计标准提出了更高的要求。高速切削，精密加工等要求的提高，对数控机床各个组成部分提出了更高的性能指标。如今的数控机床正朝着数字化，精密化，智能化的方向发展，进一步提高的加工生产的可靠性。
（三）数控加工特点
1、 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
精度高
普通的数控机床在加工零件的精度已经达到0.005mm到0.1mm之间，对于最为精密的机床精度可达0.0015mm，并且该精度不受加工零件材料及加工复杂程度的影响。数控机床的运用在很大程度上降低了操作者的人为误差，提高了同型号零件的一致性。
2、效率高：
数控机床的运用大大提高的零件生产的效率，在对零件进行一次装夹可以进行多个维度的加工，节省了划线、多次装夹、检测等工序耗费的时间。从另一个方面考虑，数控机床的转轴能达到50007000r/min，这样可以保证在极短的时间内进行零件的加工。
3、自动化程度高：
在使用数控机床进行零部件加工时，仅在对加工材料手工夹装和拆卸外，其余工作全部由机器完成。在柔性制造工艺上，下料、检测、诊断、管理全部都是由机器自动完成，大大减轻了劳动者的工作轻度。
一、轴类零件加工工艺特点
在生产制造中一般的轴类零件的加工有两种工作方法，一种是车削，一种是磨削。如果对所加工零件表面平整度较高的要求，还需要对零件进行光整的加工程序，其加工特点如下所示：
（一）确定加工方案
对于零件表面平整度要求较高的零件的加工，仅仅使用普通的粗加工是远不能达到生产要求的，也不能简单的根据质量要求选择相应的加工工序。对于这种精密程度要求较高零件的加工要通过粗加工、半精加工、精加工逐步完成，此外在加工之前要确定出每一道的加工方案。
零件加工顺序的选择
零件在进行加工时，加工的顺序要按照所加工零件的结构形状和材料来选取零件定位和夹装方式，在加工时要保证零件刚度不受到损害，最大程度的减少零件的形变，由此部件加工顺序应按照以下原则：
(1)上道工序的加工不能影响下道工序的定位与夹紧；
(2)先加工零件的内腔后加工零件的外轮廓；
(3)尽量减少重复定位与换刀次数；
(4)在一次安装加工多道工序中，先安排对零件刚性破坏较小的工序；
(5)加工路线应保证被加工零件的精度和表面粗糙度；
(6)设计加工路线要减少空行程时间，提高加工效率；。
(7)简化数值计算和减少程序段，降低编程工作量；
(8)据零件的外形、刚度、加工余量、机床系统的刚度等情况，确定循环加工次数；
(9)合理设计刀具的切入与切出的方向；
(10)采用单向趋近定位方法，避免传动系统反向间隙而产生的定位误差。
以下为典型轴加工顺序：
预备加工车端面粗车右端轮廓精车右端轮廓切退刀槽一零件调头一车端面粗车左端轮廓精车左端轮廓粗车螺纹——精螺纹。
（二）预备加工
零件的预备加工主要包括了校直、切断面、切断和钻中心孔等步骤。在钻中心空时一定要保持中心孔拥有足够的准确锥角和足够的预留尺寸。这是因为在对零件钻孔时受到来自机床的削切力的影响，当锥角的位置和大小误差较大时会出现顶尖和中间磨损较快的现象。在进行两端孔的加工时，要确保两孔的位置处于同一轴心线之上，否则零件很容易出现顶尖和中心孔接触不良的问题，产生过度磨损和形变，最终生产出不合格的产品。
（三）零部件定位基准的选择
在进行轴类零件加工时，通常要采用两中心孔作为定位的基准。外圆的加工过程中，要先进行轴断面和中心孔的加工处理，这样后续的步骤就可以以此为基准进行加工。零件加工的外圆、螺纹、锥面等工序通常采用轴的中心线作为基准，因此两中心孔的选择尤为重要，通常要满足基准重合的要求，在零件加工的过程中，尽可能保证两中心孔的位置处于同一个高度，此外还要方便零件的夹装。两中心孔定位是零部件定位基准最常用的方式之一。
在实际工作时，较长轴零件的车削中，可以将零件的一端装夹在卡盘上，另一端可以采用通过中心孔顶住的方式进行固定，也可采用中心架托住将其固定。此种方式相比中心孔进行定位，零件的刚度会增加很多。但是此种方式定位的误差较大，加工零件的精度就无法得到保障。
（四）外圆及细长轴的车削加工
1引言 2
（一）概述 2
（二）数控技术的发展方向 2
（三）数控加工特点 2
一、轴类零件加工工艺特点 2
（一）确定加工方案 3（二）预备加工 3
（三）零部件定位基准的选择 3
（四）外圆及细长轴的车削加工 4
二、零件分析 4
（一）零件图分析 4
（二）工艺规程的定义 4
（三）毛坯的选择 4
（四）量具的选择 5
（五）刀具的选择 5
（六）切削用量 6
（七）机床的选择 6
三、加工工序 7
（一）零件加工工序原则 7
（二）加工路线的确定 8
（三）加工工序的划分 8
（四）确定装夹方式 8
（五）定位基准的选择 9
（六）工艺卡 9
（七）程序编制
11结论 16
致谢 17
引言
（一）概述
目前在工业生产制造中数控机床发挥着极其重要的作用，它主要应用于轴类零件的设计与加工。数控机床的运行是按照之前编写的程序对原材料进行加工，制造出尺寸及形状完全符合图纸设计要求的合格零件。目前的数控机床能够实现完全数字化控制，在零件加工的过程中更加安全、可靠，同时工作效率也得到很大的提升。
（二）数控技术的发展方向
随着科技的不断发展，数控机床的数字化和自动化水平也在不断提高，这个给传统的制造行业带来了很大的便利，成为工业快速发展的重要标志。随着数控机床应用领域的不断扩大，逐步进入一些关乎人们生活的重要行业，如汽车、医疗、航空等领域，这些行业也逐步融入数字化发展的趋势。科技理论研究的不断深入，对零部件的加工水平尤其是对数控机床的设计标准提出了更高的要求。高速切削，精密加工等要求的提高，对数控机床各个组成部分提出了更高的性能指标。如今的数控机床正朝着数字化，精密化，智能化的方向发展，进一步提高的加工生产的可靠性。
（三）数控加工特点
1、 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
精度高
普通的数控机床在加工零件的精度已经达到0.005mm到0.1mm之间，对于最为精密的机床精度可达0.0015mm，并且该精度不受加工零件材料及加工复杂程度的影响。数控机床的运用在很大程度上降低了操作者的人为误差，提高了同型号零件的一致性。
2、效率高：
数控机床的运用大大提高的零件生产的效率，在对零件进行一次装夹可以进行多个维度的加工，节省了划线、多次装夹、检测等工序耗费的时间。从另一个方面考虑，数控机床的转轴能达到50007000r/min，这样可以保证在极短的时间内进行零件的加工。
3、自动化程度高：
在使用数控机床进行零部件加工时，仅在对加工材料手工夹装和拆卸外，其余工作全部由机器完成。在柔性制造工艺上，下料、检测、诊断、管理全部都是由机器自动完成，大大减轻了劳动者的工作轻度。
一、轴类零件加工工艺特点
在生产制造中一般的轴类零件的加工有两种工作方法，一种是车削，一种是磨削。如果对所加工零件表面平整度较高的要求，还需要对零件进行光整的加工程序，其加工特点如下所示：
（一）确定加工方案
对于零件表面平整度要求较高的零件的加工，仅仅使用普通的粗加工是远不能达到生产要求的，也不能简单的根据质量要求选择相应的加工工序。对于这种精密程度要求较高零件的加工要通过粗加工、半精加工、精加工逐步完成，此外在加工之前要确定出每一道的加工方案。
零件加工顺序的选择
零件在进行加工时，加工的顺序要按照所加工零件的结构形状和材料来选取零件定位和夹装方式，在加工时要保证零件刚度不受到损害，最大程度的减少零件的形变，由此部件加工顺序应按照以下原则：
(1)上道工序的加工不能影响下道工序的定位与夹紧；
(2)先加工零件的内腔后加工零件的外轮廓；
(3)尽量减少重复定位与换刀次数；
(4)在一次安装加工多道工序中，先安排对零件刚性破坏较小的工序；
(5)加工路线应保证被加工零件的精度和表面粗糙度；
(6)设计加工路线要减少空行程时间，提高加工效率；。
(7)简化数值计算和减少程序段，降低编程工作量；
(8)据零件的外形、刚度、加工余量、机床系统的刚度等情况，确定循环加工次数；
(9)合理设计刀具的切入与切出的方向；
(10)采用单向趋近定位方法，避免传动系统反向间隙而产生的定位误差。
以下为典型轴加工顺序：
预备加工车端面粗车右端轮廓精车右端轮廓切退刀槽一零件调头一车端面粗车左端轮廓精车左端轮廓粗车螺纹——精螺纹。
（二）预备加工
零件的预备加工主要包括了校直、切断面、切断和钻中心孔等步骤。在钻中心空时一定要保持中心孔拥有足够的准确锥角和足够的预留尺寸。这是因为在对零件钻孔时受到来自机床的削切力的影响，当锥角的位置和大小误差较大时会出现顶尖和中间磨损较快的现象。在进行两端孔的加工时，要确保两孔的位置处于同一轴心线之上，否则零件很容易出现顶尖和中心孔接触不良的问题，产生过度磨损和形变，最终生产出不合格的产品。
（三）零部件定位基准的选择
在进行轴类零件加工时，通常要采用两中心孔作为定位的基准。外圆的加工过程中，要先进行轴断面和中心孔的加工处理，这样后续的步骤就可以以此为基准进行加工。零件加工的外圆、螺纹、锥面等工序通常采用轴的中心线作为基准，因此两中心孔的选择尤为重要，通常要满足基准重合的要求，在零件加工的过程中，尽可能保证两中心孔的位置处于同一个高度，此外还要方便零件的夹装。两中心孔定位是零部件定位基准最常用的方式之一。
在实际工作时，较长轴零件的车削中，可以将零件的一端装夹在卡盘上，另一端可以采用通过中心孔顶住的方式进行固定，也可采用中心架托住将其固定。此种方式相比中心孔进行定位，零件的刚度会增加很多。但是此种方式定位的误差较大，加工零件的精度就无法得到保障。
（四）外圆及细长轴的车削加工
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