阶梯轴加工工序图

铣 工 岗 新 员 工 操 作 指 导 书

基 础 技 能 模 块 岗位技能 二：长方体加工

技能点描述：实训内容 用G00、G01、G71、G70等指令编程加工如图的零件，已直毛坯尺寸为φ45mm，长为90mm，要求所有尺寸公差在±0.05mm范围内，粗糙度均为Ra3.2μm，必须进行工件的安装。刀具的选择和安装。程序的输入和自动加工实训。

目标和要求：

1. 掌握依据零件图样，合理选择加工工艺路线的方法。

2．掌握依据零件图样，合理的选择刀具、选择切削参数的方法。 3. 独立完成阶梯轴的加工，保证尺寸、公差及表面粗糙度要求； 4. 懂得正确使用卡尺、千分尺测量，能够分析加工误差及改进。 24小时 训练学时：

工艺准备： 铣 工 岗 新 员 工 操 作 指 导 书

403020技术要求1、未注倒角均为1×45°。2、未注圆角半径R1。3、未注公差±0.04。4、其他应符合GB1184-M的要求。φ43φ36φ28

图1

铣 工 岗 新 员 工 操 作 指 导 书

1. 读图：①外形尺寸: ②尺寸公差 ；③形位公差:； ④表面粗糙度Ra3.2 ⑤技术要求： 2.

一、阶梯轴加工工艺过程分析

图6—34为减速箱传动轴工作图样。表6—13为该轴加工工艺过程。生产批量为小批生产。材料为45热轧圆钢。零件需调质。

（一）结构及技术条件分析

该轴为没有中心通孔的多阶梯轴。根据该零件工作图，其轴颈M、N，外圆P,Q及轴肩G、H、I有较高的尺寸精度和形状位置精度，并有较小的表面粗糙度值，该轴有调质热处理要求。

（二）加工工艺过程分析

1．确定主要表面加工方法和加工方案。

传动轴大多是回转表面，主要是采用车削和外圆磨削。由于该轴主要表面M,N,P,Q的公差等级较高（IT6），表面粗糙度值较小（Ra0.8μm），最终加工应采用磨削。其加工方案可参考表3-14。

2．划分加工阶段

该轴加工划分为三个加工阶段，即粗车（粗车外圆、钻中心孔），半精车（半精车各处外圆、台肩和修研中心孔等），粗精磨各处外圆。各加工阶段大致以热处理为界。

3．选择定位基准

轴类零件的定位基面，最常用的是两中心孔。因为轴类零件各外圆表面、螺纹表面的同轴度及端面对轴线的垂直度是相互位置精度的主要项目，而这些表面的设计基准一般都是轴的中心线，采用两中心孔定位就能符合基准重合原则。而且由于多数工序都采用中心孔作为定位

一、阶梯轴加工工艺过程分析

图6—34为减速箱传动轴工作图样。表6—13为该轴加工工艺过程。生产批量为小批生产。材料为45热轧圆钢。零件需调质。

（一）结构及技术条件分析

该轴为没有中心通孔的多阶梯轴。根据该零件工作图，其轴颈M、N，外圆P,Q及轴肩G、H、I有较高的尺寸精度和形状位置精度，并有较小的表面粗糙度值，该轴有调质热处理要求。

（二）加工工艺过程分析

1．确定主要表面加工方法和加工方案。

传动轴大多是回转表面，主要是采用车削和外圆磨削。由于该轴主要表面M,N,P,Q的公差等级较高（IT6），表面粗糙度值较小（Ra0.8μm），最终加工应采用磨削。其加工方案可参考表3-14。

2．划分加工阶段

该轴加工划分为三个加工阶段，即粗车（粗车外圆、钻中心孔），半精车（半精车各处外圆、台肩和修研中心孔等），粗精磨各处外圆。各加工阶段大致以热处理为界。

3．选择定位基准

轴类零件的定位基面，最常用的是两中心孔。因为轴类零件各外圆表面、螺纹表面的同轴度及端面对轴线的垂直度是相互位置精度的主要项目，而这些表面的设计基准一般都是轴的中心线，采用两中心孔定位就能符合基准重合原则。而且由于多数工序都采用中心孔作为定位

情景二 任务一 简单阶梯轴加工

任务一 简单阶梯轴加工

【知识目标】

1.掌握数控机床的编程规则。

2.掌握数控加工程序开始与结束一般指令。 3.掌握用G00和G01指令加工阶梯轴的编程方法。 【能力目标】

1.掌握外圆加工刀具的选用、安装方法。 2.阶梯轴的加工方法。 3.数控机床的自动运行方法。 一、学习任务

如图2.1.1所示的阶梯轴零件，已知材料为45钢，毛坯尺寸为φ28×100。要求分析零件的加工工艺，编写零件的数控加工程序，并通过仿真调试优化程序，最后进行零件的加工检验。

a)零件图 b)实体图

图2.1.1 阶梯轴类零件

二、任务相关知识

（一）轴类零件的装夹要求

车削加工前，必须将零件放在机床夹具中定位和夹紧，使零件在整个切削过程中始终保持正确的位置。根据轴类零件的形状、大小、精度、数量的不同，可采用不同的装夹方法。

1、在三爪自定心卡盘上装夹

三爪自定心卡盘(如图2.1.2所示)的三个卡爪是同步运动的，能自动定心，装夹—般不需找正，故装夹零件方便、省时，但夹紧力较小，常用于装夹外形规则的中、小型零件。三爪自定心卡盘有正爪、反爪两种形式，反

学习任务二：阶梯轴的加工

一、学习目标：

1、仔细阅读零件图纸，进行加工工艺分析和工艺准备，编写零件的工艺文件（工艺卡片、刀具卡片），编制零件加工程序；

2、熟悉所用数控车床的基本配置和主要技术性能指标；认真阅读使用说明书，掌握机床的基本操作方法；

3、在规定的时间内，按零件图纸的要求完成阶梯轴的数控车削加工；

4、在教师的引导下，能完成零件的装夹、找正与定位、刀具的选择、不同刀具的对刀操作、建立新程序和删除程序等操作； 5、能够正确计算零件外轮廓基点的坐标；

6、能在学习编程后，掌握阶梯轴零件的数控车削加工指令并正确编制程序； 7、能完成阶梯轴零件的加工；

8、能按车间规定，整理现场，保持清洁的工作环境； 9、能按规定填写交接班记录；

10、能积极展示学习成果，在小组的讨论中总结和反思，提高学习效率。 二、建议课时 30课时

三、学习情景描述：

通过数控车编程与加工的学习，学生可以先在电脑中完成二维旋转类零件的仿真加工，再通过零件实际加工的过程展示学习成果，可以完成以往普车不能加工的形状，提高对真实零件加工的准确率。 四、工作流程与活动：

学习活动一：学习安全生产及机床的使用；（4学时） 学习活动二：数控车削刀具及选用；（4学时）

学习活动

MasterCAM在四轴、五轴加工中的应用技巧

一、四轴加工的应用

卫生巾切刀成型辊的数控加工主要是通过用平铣刀和锥度成型刀在XK-715M机床（带旋转轴的三坐标数控机床）上实现的。旋转轴上夹持的切刀成型辊相当于第四轴——A轴，刀具在圆柱体上走空间曲线，就得到刀刃的型面。

那么，如何建出这条卷在圆柱体上的空间曲线呢？

首先，在MasterCAM8.0中，根据切刀理论刃口展开图画出不同刀具的中心轨迹展开图，这是二维曲线。

然后，利用主菜单的转换→卷筒→串连，用串连的方式选取刀具轨迹曲线→然后设定卷筒直径、旋转轴X及曲线放置在圆柱体上的位置→确认后再作出与卷筒直径同样大小的圆柱曲面，作为4轴曲线加工的导动曲面，将空间曲线以投影方式投到圆柱面上进行加工。

虽然同样是FANUC系统，但XK-715M机床和加工中心控制器的所使用的格式稍有区别，所以在用MasterCAM后处理产生NC程序之前需修改后置处理文件MPFAN.PST。

方法如下：进入文件→编辑→*.PST→找到系统默认的MPFAN.PST文件，先作备份，如另存为MPFAN-1.PST文件，然后打开，找到下面清单中的变量ro

输出轴夹具设计

台州学院

机械加工工序卡片

产品型号 产品名称

零件图号

输出轴 车间 金工车间 毛 坯 种 类

零件名称

输出轴 工序名称 粗车端面

共

10 页 第 1 页材 料 牌 号

工序号 1 毛坯外形尺寸

45 钢每 台 件 数 1 同时加工件数 1

每毛坯可制件数 1

锻件设备名称 车床 夹具编号 设备型号 CA6140 夹具名称

设备编号

切削液 乳化液 工序工时 (分) 准终 单件

三爪自定心卡盘 工位器具编号 工位器具名称

工步 号 1 2 3 4

工 粗车右端面至尺寸 50 粗车外圆尺寸至φ176

步

内

容

工 艺 装 备 车刀，游标卡尺 车刀，游标卡尺

主轴转速 r/min 185 185

切削速度 m/min 37.2 37.2

进给量 mm/r 0.65 0.65

切削深度 mm 2 3

进给次数 1 1

工步工时 机动 辅助

输出轴夹具设计

台州学院

机械加工工序卡片

产品型号 产品名称

零件图号

输出轴 车间 金工车间 毛 坯 种 类

零件名称

输出轴 工序名称

共

10 页 第 2 页材 料 牌 号

工序号 2 毛坯外形尺寸

粗车外圆柱面 每毛坯可制件数 1

45 钢每 台 件 数 1 同时加工件数 1

锻件设备名称 车床 夹具编号 设备型号 CA6140 夹具名称 三爪自定心卡盘 工位器

MasterCAM在四轴、五轴加工中的应用技巧

一、四轴加工的应用

卫生巾切刀成型辊的数控加工主要是通过用平铣刀和锥度成型刀在XK-715M机床（带旋转轴的三坐标数控机床）上实现的。旋转轴上夹持的切刀成型辊相当于第四轴——A轴，刀具在圆柱体上走空间曲线，就得到刀刃的型面。

那么，如何建出这条卷在圆柱体上的空间曲线呢？

首先，在MasterCAM8.0中，根据切刀理论刃口展开图画出不同刀具的中心轨迹展开图，这是二维曲线。

然后，利用主菜单的转换→卷筒→串连，用串连的方式选取刀具轨迹曲线→然后设定卷筒直径、旋转轴X及曲线放置在圆柱体上的位置→确认后再作出与卷筒直径同样大小的圆柱曲面，作为4轴曲线加工的导动曲面，将空间曲线以投影方式投到圆柱面上进行加工。

虽然同样是FANUC系统，但XK-715M机床和加工中心控制器的所使用的格式稍有区别，所以在用MasterCAM后处理产生NC程序之前需修改后置处理文件MPFAN.PST。

方法如下：进入文件→编辑→*.PST→找到系统默认的MPFAN.PST文件，先作备份，如另存为MPFAN-1.PST文件，然后打开，找到下面清单中的变量ro

1、宁夏理工学院课程设计任务书

课程名称 机械制造工艺学 设计题目 蜗杆轴工艺规程设计 设计时间 系（部） 机械工程系 课程代码 题目序号 本学期 第10-19周（40学时） 专业 机自 班级 09102 一、课程设计任务（条件）、具体技术参数（指标） 1、已知条件：选定某机械产品零件和产品生产纲领 2、设计指标：应用所学机械加工工艺学的基本理论和实践知识，作到： 1）正确分析产品零件的结构工艺性； 2）合理选择零件毛坯； 3）正确选择零件的机械加工工艺过程和工序内容，合理解决零件加工中的定位、夹紧、工艺路线、工艺尺寸等问题，按规定格式设计完成机械加工工艺规程，保证产品零件的加工要求； 4）按中等复杂结构，设计完成指定工序的机床夹具，满足零件的工序要求和夹具的经济合理性； 5）未尽要求按机械制造工艺学课程设计指导书执行。 3、任务分配：一人一个设计题目，详见机械制造工艺学课程设计题目及要求 二、对课程设计成果的要求（包括课程设计说明书、图纸、图表、实物等软硬件要求） 零件图1份；毛坯图（从简绘制）1份；机械加工工艺过程综合卡片1份；专用夹具装配设计图及专用夹具主要专用零件设计图1套；课程设计说明书1份。 三、课程设计工作进度计划： 1、布置

产品型号 机械加工工序卡片 产品名称 汽车发动机连杆

零(部)件图号 零(部)件名称 车 间 连杆盖 工 序 号 7 毛坯外形尺寸

工序名称 粗铣 每毛坯可制件数 1 设备编号

材料牌号42CrMo

毛坯种类

每台件数 1 同时加工件数 1 切 削 液 RX-1 磨削液 工序工时/min 准 终 单 件 0.26 工步工时 (min) 进给次数机动 辅助

锻件 270*101*43 设备名称 设备型号 立式铣床 X51 夹 具 编 号

夹 具 名 称 盖后平面夹具 工位器具名称

工位器具编号

工 步 号 1 描 图

工 步 内 容 粗铣 A 面

工 艺 装 备 高速钢面铣刀

主轴转速 (r/s) 12.5

切削速度 进 给 量 切削深度 (m/s) (mm/r) (mm) 0.47 3.6 2

1

0.1

0.16

描校

底图卡

装订号 设计日期 审核日期 标准化日 期 会签日期

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处数

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日

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机 械 加 工 工 序 卡 片