天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)課題 軸類零件的加工工藝與編輯 系 別 機械工程系 專 業(yè) 機電一體化 班 級 機電 12-3 學(xué)生姓名 馬強 指導(dǎo)教師 張新廣 2015年4月6日 摘要隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的逐漸擴大，數(shù)控技術(shù)對國計民生的一些重業(yè)要行業(yè)（IT、汽車、輕工、醫(yī)療等）的法發(fā)展起`著越來越重要的作用，因為效率、質(zhì)量是先進制造技術(shù)的主體告訴、高精加工技術(shù)科技可極大地提高效率，益高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，短期生產(chǎn)周期和提高市場競爭能力而對于數(shù)控加工，無論是手工編程還是自動數(shù)控編程再編程前都要對所加工的零件進行工藝分析，擬定加工法案，選擇合適的道具，確定切削用量，對一些工藝問題（如對刀點、加工路線等）也需要做一些處理。

兵在加工過程掌握控制精度的方法，才能加工成合格的產(chǎn)品 本文根據(jù)數(shù)控機床的特點，針對具體的零件，驚醒了工藝方案的分析，零件裝夾方案的確定，刀具和切削用量的選擇，確定加工順序和加工路線，數(shù)控加工程序編制一些列問題的論述通過整個工藝的過程的制定，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：數(shù)控加工，工藝過程，加工工序，目錄摘要 11 軸的概述 3 1.1主要功用和類型 3 1.2軸類零件的材料和毛坯選擇 31.3 軸的磨損分析 31.4軸的技術(shù)要求 41.5軸上零件的定位 52 CAXA制造工程師的概述 82.1 CAXA的概念 82.2caxa的曲面應(yīng)用 82.3caxa的數(shù)控加工應(yīng)用 93軸的分析 113.1軸的二維Autocad圖 11 3.2加工設(shè)備的選擇 113.2.1機床 113.2.2刀具 123.2.3量具 143.2.4夾具 153.3定位元件的選擇 163.5夾緊元件的選擇 174軸的三維造型與仿真加工 184.1軸的三維造型 184.2軸的仿真加工 20課題總結(jié) 22參考文獻 231 軸的概述1.1主要功用和類型 （1）傳遞動力和動力（轉(zhuǎn)矩） （2）支承回轉(zhuǎn)零件（如齒輪、帶輪） (3)軸是穿在軸承中間或車輪中間或齒輪中間的圓柱形物件，但也有少部分是方型的。

軸是支承轉(zhuǎn)動零件 （4）軸類零件是常見的典型零件之一，其主要功用是支持傳動零部件（齒輪、皮帶輪、離合器等），傳遞扭矩和承受載荷，就其功用可分為：主軸、異形軸和其它軸三類，主軸除支持齒輪或皮帶輪、離合器外，還將旋轉(zhuǎn)運動及扭轉(zhuǎn)力矩通過主軸端部的夾具傳給工件或刀具；異形軸可通過凸輪、偏心和曲拐部分將回轉(zhuǎn)運動變?yōu)橹本€運動，其它軸則主要傳遞扭矩或承受載荷 （5）從軸類零件的結(jié)構(gòu)特性來看，它們是長度（L）大于直徑（d）的回轉(zhuǎn)體零件，若L/d≤12，通常稱為剛性軸；而L/d＞12稱為撓性軸，其被加工表面常有內(nèi)外圓柱表面、圓錐面及花鍵、鍵槽、螺紋等根據(jù)軸類零件的結(jié)構(gòu)特點和精度要求，應(yīng)選擇合理的定位基準和加工方法進行加工1.2 軸類零件的材料和毛坯選擇軸類零件應(yīng)根據(jù)不同的工件條件和使用要求選用不同的材料45號鋼是軸類零件的常用材料，它價格便宜，經(jīng)過調(diào)質(zhì)（或正火）后，可得到較好的切削性能，而且能獲得較高的強度和韌性等綜合機械性能，局部淬火后在回火，表面硬度可達HRC45～5240Cr等合金鋼結(jié)構(gòu)鋼適用于中等精度，而轉(zhuǎn)速較高的軸類零件，具有較高的綜合機械性能軸承鋼GCr15和彈簧鋼Mn 可制造較高精度的軸。

20CrMnTi、18CrMnTi、20Mn2B、20Cr等低碳合金鋼含鉻、錳鈦和硼等元素，可用來制造在高速度、重載荷等條件下的軸類零件 軸桿類零件是機械產(chǎn)品中支承傳動件、承受載荷、傳遞扭矩和動力的常見典型零件，其結(jié)構(gòu)特征是軸向（縱向）尺寸遠大于徑向（橫向）尺寸，包括各種動軸、機床主軸、絲桿、光桿、偏心輪、凸輪軸、齒輪軸等軸類零件最常用的毛坯是型材和鍛件，對于某些大型的結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜的軸也可用鑄件或焊接結(jié)構(gòu)件對于光滑的或有階梯但直徑相差不大的一般軸，常用型材（即熱軋或冷拉圓鋼）作為毛坯對于直徑相差較大的階梯軸或要承受沖擊載荷和交變應(yīng)力的重要軸，均采用鍛件作為毛坯當生產(chǎn)批量較小時，應(yīng)采用自由鍛件；當生產(chǎn)批量較大時，應(yīng)采用模鍛件對于結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜的大型軸類零件，其毛坯可用砂型鑄造件、焊接結(jié)構(gòu)件或鑄—焊結(jié)構(gòu)毛坯本次設(shè)計加工的零件為輸出軸，需要較高的強度和韌性等綜合機械性能，工作載荷基本平衡，故選用45號鋼由于該軸工作時不承受沖擊載荷，工作性質(zhì)一般，且各階梯軸徑相差不大，因此可選用熱軋圓鋼作為毛胚1.3軸的磨損分析 軸類磨損是軸使用過程中最常見的設(shè)備問題。

1.3.1磨損原因 軸類零件出現(xiàn)磨損的原因有很多，但是最主要的而原因就是用來制造軸的金屬特性決定的，金屬雖然硬度高，但是退讓性差，（變形后無法復(fù)原），抗沖擊性能較差，抗疲勞性能差，因此容易造成粘著磨損、磨料磨損、疲勞磨損、微動磨損等，大部分的軸類磨損不易察覺，只有出熰漺噩高溫、跳動幅度大、異響等情況時，才會引起人們的察覺，但是人們發(fā)覺時，大部分軸都已磨損，從而造成機器停機1.3.2針對技術(shù)大型設(shè)備軸頭磨損后的修復(fù)是一個值得關(guān)注的問題當軸的材質(zhì)45鋼（調(diào)質(zhì)處理）時，如果僅采用堆焊處理，則會產(chǎn)生焊接內(nèi)應(yīng)力，在重載荷或高速運轉(zhuǎn)的情況下，可能在軸肩處出現(xiàn)裂紋乃至斷裂的現(xiàn)象如果采用去應(yīng)力退火，則難于操作，且加工周期長，檢修費高當軸的材質(zhì)為HT200時，采用焊接也不了理想國內(nèi)針對軸類磨損一般采用的是補焊、鑲軸套、打麻點等，如果停機時間短又有備件，一般采用更新軸，一些維修技術(shù)較高的企業(yè)會采用電刷鍍、激光焊、微弧焊甚至冷焊等，這些維修技術(shù)需要采購高昂的設(shè)備和高薪聘請技術(shù)工人，國內(nèi)一些中小企業(yè)一般通過技術(shù)較高外協(xié)來幫助修復(fù)高價值軸，只不過支付高昂的維修費用和運輸費用1.4軸的技術(shù)要求（1）尺寸精度：軸類零件的主要便面常為兩類：一類是與軸承的內(nèi)圈配合的外圈軸頸即支撐軸頸，用于確定軸的位置幦浯撐軸，尺寸精度要求較高，通常為IT5-IT7：應(yīng)一類為與各類傳動配合的軸頸，及配合軸頸，其精度較低，常為IT6-IT9。

2）幾何精度：軸類零件一般是用兩個軸頸支撐在軸承上，這兩個軸頸稱為支撐軸頸，也是軸的裝配基準除了吃醋精度外，一般對支撐軸頸的幾何精度（圓度、圓柱度）提出要求對于一般精度的軸頸，幾何形狀誤差應(yīng)限制在直徑公差范圍內(nèi)，應(yīng)在零件圖樣上另行規(guī)定其語允許的公差值3）相互位置精度：包括內(nèi)、外表面、重要軸面的同軸度、圓的徑向跳動、重要端面對軸心線的垂直度、端面間的平行度等4）表面粗糙度：軸的加工表面都有粗糙度的要求，一般根據(jù)加工的可能性和經(jīng)濟性決定支承軸頸常為0.2-0.6um，傳動件配合軸頸為0.4-3.2um1.5軸上零件的定位　 為了防止軸上零件受力時發(fā)生沿軸向或周向的相對運動，軸上零件除了有游動或空轉(zhuǎn)的要求者外，都必須進行必要的軸向和周向定位，以保證其正確的工作位置　　軸上零件的軸向定位是以軸肩、套筒、圓螺母、軸端擋圈和軸承端蓋等來保證的　　軸肩　分為定位軸肩和非定位軸肩兩類，利用軸肩定位是最方便可靠的方法，但采用軸肩就必然會使軸的直徑加大，而且軸肩處將因截面突變而引起應(yīng)力集中另外，軸肩過多時也不利于加工因此，軸肩定位多用于軸向力較大的場合定位軸肩的高度h一般取為h=（0.07～0.1）d，d為與零件相配處的軸徑尺寸。

滾動軸承的定位軸肩高度必須低于軸承內(nèi)圈端面的高度，以便拆卸軸承，軸肩的高度可查手冊中軸承的安裝尺寸為了使零件能靠緊軸肩而得到準確可靠的定位，軸肩處的過渡圓角半徑r必須小于與之相配的零件轂孔端部的圓角半徑R或倒角尺寸C軸和零件上的倒角和圓角尺寸的常用范圍見下表非定位軸肩是為了加工和裝配方便而設(shè)置的，其高度沒有嚴格的規(guī)定，一般取為1～2mm　　1.套筒定位　結(jié)構(gòu)簡單，定位可靠，軸上不需開槽﹑鉆孔和切制螺紋，因而不影響軸的疲勞強度，一般用于軸上兩個零件之間的定位如兩零件的間距較大時，不宜采用套筒定位，以免增大套筒的質(zhì)量及材料用量因套筒與軸的配合較松，如軸的轉(zhuǎn)速較高時，也不宜采用套筒定位　　2.圓螺母　定位可承受大的軸向力，但軸上螺紋處有較大的應(yīng)力集中，會降低軸的疲勞強度，故一般用于固定軸端的零件，有雙圓螺母和圓螺母與止動墊片兩種型式當軸上兩零件間距離較大不宜使用套筒定位時，也常采用圓螺母定位　　3.軸端擋圈　適用于固定軸端零件，可以承受較大的軸向力　　4.軸承端蓋　用螺釘或榫槽與箱體聯(lián)接而使?jié)L動軸承的外圈得到軸向定位在一般情況下，整個軸的軸向定位也常利用軸承端蓋來實現(xiàn)利用彈性擋圈﹑緊定螺釘及鎖緊擋圈等進行軸向定位，只適用于零件上的軸向力不大之處。

緊定螺釘和鎖緊擋圈常用虧凍軸上零件的定位此外，對于承受沖擊載荷和同心度要求較高的軸端零件，也可采用圓錐面定位2 CAXA制造工程師的概述2.1 CAXA的概念CAXA制造工程師是北航海爾軟件有限公司研制開發(fā)的全中文、面向數(shù)控銑床和加工中心的三維CAD/CAM軟件CAXA制造工程師基于微機平臺，采用原創(chuàng)Windows菜單和交互方式，全中文界面，便于輕松學(xué)習(xí)和操作，并且價格較低CAXA制造工程師可以生成3~5軸的加工代碼，可用于加工具有復(fù)雜三維曲面的零件CAXA制造工程師不僅是是一款高效易學(xué)，具有很好工藝性的數(shù)控加工編程軟件，而且還是一套Windows原創(chuàng)風(fēng)格，全中文三維造型與曲面實體完美結(jié)合的CAD/CAM一體化系統(tǒng)CAXA制造工程師為數(shù)控加工行業(yè)提供了從造型設(shè)計到加工代碼生成、校驗一體化的全面解決方案2.2caxa的曲面應(yīng)用 1、方便的特征實體造型 采用精確的特征實體造型技術(shù)，可將設(shè)計信息用特征術(shù)語來描述，簡便而準確通常的特征包括孔、槽、型腔、凸臺、圓柱體、圓錐體、球體和管子等，CAXA制造工程師可以方便地建立和管理這些特征信息實體模型的生成可以用增料方式，通過拉伸、旋轉(zhuǎn)、導(dǎo)動、放樣或加厚曲面來實現(xiàn)，也可以通過減料方式，從實體中減掉實體或用曲面裁剪來實現(xiàn)，還可以用等半徑過渡、變半徑過渡、倒角、打孔、增加拔模斜度和抽殼等高級特征功能來實現(xiàn)。

2、強大的NURBS自由曲面造型 CAXA制造工程師從線框到曲面，提供了豐富的建模手段可通過列表數(shù)據(jù)、數(shù)學(xué)模型、字體文件及各種測量數(shù)據(jù)生成樣條曲線，通過掃描、放樣、拉伸、導(dǎo)動、等距、邊界網(wǎng)格等多種形式生成復(fù)雜曲面，并可對曲面進行任意裁剪、過渡、拉伸、縫合、拼接、相交和變形等，建立任意復(fù)雜的零件模型通過曲面模型生成的真實感圖，可直觀顯示設(shè)計結(jié)果3、靈活的曲面實體復(fù)合造型基于實體的“精確特征造型”技術(shù)，使曲面融合進實體中，形成統(tǒng)一的曲面實體復(fù)合造型模式利用這一模式，可實現(xiàn)曲面裁剪實體、曲面生成實體、曲面約束實體等混合操作，是用戶設(shè)計產(chǎn)品和模具的有力工具2.3caxa的數(shù)控加工應(yīng)用 CAXA制造工程師將CAD模。