1 绪论
随着计算机、通信、电子、检测、控制和机械等各相关技术的发展，特别是计算机控制在机床上的应用。数控技术和数控装备是制造工业现代化的重要基础。这个基础是否牢固直接影响到一个国家的经济发展和综合国力，关系到一个国家的战略地位。因此，世界上各工业发达国家均采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业。
现代数控技术的发展日新月异，社会上对掌握数控技术的应用技能型人需求越来越大。提倡培养技术型人才的基本理念更是符合当前国情的发展需求，为达到这一目标，我们更要将理论知识和实际操作紧密联系起来。
工业上使用大量的圆柱形零件配合，如轴承配合、衬套配合、螺纹配合等，都要求零件有较高的精度和配合公差才能满足机械的需要。本课题设计的零件为轴类配合件，零件有较复杂的曲面，需要数控机床来完成。零件的表面粗糙度、尺寸精度和形位公差要求较高，配合精度也要求较高。适合我们大专学生去研究和探索，在下面的章节中将详细介绍零件的工艺分析和程序的编制。
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2 零件介绍
该零件为轴类配合件。它由轴（附图1）、锥形轴套（附图2）、锥形外套（附图3）、螺母（附图4）零件组成，零件材料选用45钢。轴由圆柱面、椭圆弧、螺纹组成，加工困难，普通的车床难以加工，选择数控车床来加工轴。轴套类零件由内、外圆柱面，内、外圆锥面，内螺纹等组成，结构形状简单，加工容易，可由普通机床加工，也可由数控机床加工。螺母由抛物线、圆柱面、内螺纹组成，加工困难，选择数控车床来加工。
图2-1 装配图
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3 工艺设计
3.1轴的工艺分析 3.1.1轴的图样分析
该零件表面由圆柱、椭圆弧及螺纹等表面组成。其中多个直径尺寸有较严的尺寸精度和表面粗糙度要求。尺寸标注完整，轮廓描述清楚。
根据零件图的公差等级为（IT8--IT10），表面粗糙度为3.2?m，因其公差数值较小，所以在编程时不必取平均值，全部取基本尺寸。
图3-1 轴
3.1.2毛坯的选择
轴类零件的材料一般为碳素结构钢和合金结构钢两类，以中碳钢45钢应用最多，该零件材料为45钢，轴类零件的常用毛坯是型才圆棒料和锻件，直径相差不大的阶台轴常采用热轧或冷拉的圆棒料。此零件为阶梯轴，各台阶直径相差不大，因此选择圆棒料。由于毛坯大小主要考虑加工余量、 加工面及加工情况来选择，所以毛坯大小定为φ50mm×122mm。
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3.1.3定位基准的选择
定位基准是工件在定位时所依据的基准。它的选择原则是：尽量选择零件上的设计基准作为定位基准，一次装夹就能够完成全部关键精度部位的加工。为了保证加工表面与其设计基准间的相对位置精度（即同轴度），工件定位时应使加工表面的设计基准相对机床占据一个正确的位置。
粗基准的选择：
在起始工序中，工件定位只能选择未经加工的毛坯表面，称为粗基准。粗基准选择总的要求是为后续工序提供必要的定位基面。它的选择原则有：
（1）对于具有不加工表面的工件，为保证不加工表面之间的相对位置要求，一般选不加工表面为粗基准。
（2）对于具有较多加工表面的工件，粗基准的选择，应合理分配各加工表面的加工余量。
为保证第一项要求，粗基准应选择毛坯上加工余量最小的表面。 为保证第二项要求，应选择那些重要表面为粗基准。
应选择工件上那些加工表面较大，形状比较复杂，加工劳动量较大的表面为粗准。 综上述，该零件的粗基准应选择为毛坯的左端面。 精基准的选择：
在最终工序和中间工序中，应采用已加工表面定位，这种定位基面称为精基准。它的原则如下：
（1）应选择加工表面的设计基准为定位基准； （2）定位基准的选择应便于工件的安装与加工；
（3）当工件以某一组精基准定位，可以比较方便地加工其他各表面时，应尽可能在多数工序中采用此同一组精基准定位，这是“基准统一”原则；
（4）某些要求加工余量小而均匀的精加工工序，可选择加工表面本身作为定位基准。 根据精基准的选择原则，该零件的精基准为右端面为精基准。 3.1.4确定装夹方案
在确定装夹方案时，要根据已选定的加工表面和定位基准来确定工件的定位夹持方式，并选择合理的夹具。对于此轴类零件，轴心线为工艺基准，采用三爪自定心卡盘夹
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紧。尽量一次装夹完成粗精加工。但此零件右端为椭圆，所以需两次装夹完成粗精加工。两次装夹方案如图3-2所示:
图3-2
粗基准 精基准 3.1.5确定加工顺序及进给路线
加工顺序按由粗到精，由近到远（由右到左）的原则确定。即先从右到左进行粗车（留0.5mm精车余量），再从左到右进行精车，然后粗、精车削螺纹；然后在调头装夹，粗精车外轮廓。
在数控加工中，刀具相对于工件的运动轨迹和方向的加工路线就是进给路线。因为数控车床具有粗精车循环和车螺纹循环的功能，只要正确使用编程指令，机床数控系统就会自行确定其进给路线。
根据该零件的公差等到级（IT8～IT10）和表面粗糙度为3.2?m，确定外圆柱面加工方法为：粗车---半精车---精车。
首先车端面，然后粗车外圆φ22mm---φ24mm，半精车，精车至尺寸；然后切5×2的退刀槽，粗、精车螺纹；
调头装夹，车端面保证总长；然后粗车椭圆---φ40mm---φ46mm,半精车，精车至尺寸。
3.1.6刀具的选择
（1）粗车及平端面选用90°硬质合金右偏刀，为防止副后刀面与工件轮廓干涉，副偏角不宜太小，选副偏角为35°。
（2）车螺纹选用硬质合金60°外螺纹车刀，刀尖圆弧半径应小于轮廓最小圆角半径，取r?=0.15-0.2mm。
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