典型轴类零件实验报告材料

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1、word电子科技大学。学院实验报告实验课程名称典型轴类零件的数控车削工艺与加工学生: 学 号：10指导教师：/ 日 期：6-13周电子科技大学实验报告学生：。学号：11指导教师：、实验地点：工程训练中心114 实验时间：6-13周一、实验室名称：工程训练中心二、实验项目名称：典型轴类零件的数控车削工艺与加工三、实验学时：32四、实验原理：用Mastercam软件设计图形并绘图，运用G代码，将工艺文件编制成数控加工程序，输入数控车床，加工出零件。五、 实验目的：一掌握轴类零件的结构特点、实际应用；二学习Mastercam软件绘图并进展粗工与精工程序编制；三掌握工艺制造工艺，学习对工程手册的使用；

2、四掌握典型零件的毛培制造、热处理、机加工方法；五将传统加工与现代制造技术有机结合，合理制定数控加工工艺，正确使用数控设备与刀夹量具。六、 实验容：一、学习轴类零件的功用、结构特点与技术要求 轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一。它主要用来支承传动零部件，传递扭矩和承受载荷。轴类零件是旋转体零件，其长度大于直径，一般由同心轴的外圆柱面、圆锥面、孔和螺纹与相应的端面所组成。根据结构形状的不同，轴类零件可分为光轴、阶梯轴、空心轴和曲轴等。 轴的长径比小于5的称为短轴，大于20的称为细长轴，大多数轴介于两者之间。 轴用轴承支承，与轴承配合的轴段称为轴颈。轴颈是轴的装配基准，它们的精度和外表质量一般要

3、求较高，其技术要求一般根据轴的主要功用和工作条件制定，通常有以下几项：1、尺寸精度 起支承作用的轴颈为了确定轴的位置，通常对其尺寸精度要求较高IT5IT7。装配传动件的轴颈尺寸精度一般要求较低IT6IT9。2、几何形状精度轴类零件的几何形状精度主要是指轴颈、外锥面、莫氏锥孔等的圆度、圆柱度等，一般应将其公差限制在尺寸公差围。对精度要求较高的外圆外表，应在图纸上标注其允许偏差。3、相互位置精度轴类零件的位置精度要求主要是由轴在机械中的位置和功用决定的。通常应保证装配传动件的轴颈对支承轴颈的同轴度要求，否如此会影响传动件齿轮等的传动精度，并产生噪声。普通精度的轴，其配合轴段对支承轴颈的径向跳动一般

4、为0.010.03mm，高精度轴如主轴通常为0.0010.005mm。4、外表粗糙度 一般与传动件相配合的轴径外表粗糙度为Ra2.50.63m，与轴承相配合的支承轴径的外表粗糙度为Ra0.630.16m。二、了解轴类零件的毛坯和材料与热处理的过程 1、轴类零件的毛坯 轴类零件可根据使用要求、生产类型、设备条件与结构，选用棒料、锻件等毛坯形式。对于外圆直径相差不大的轴，一般以棒料为主；而对于外圆直径相差大的阶梯轴或重要的轴，常选用锻件，这样既节约材料又减少机械加工的工作量，还可改善机械性能。 根据生产规模的不同，毛坯的锻造方式有自由锻和模锻两种。中小批生产多采用自由锻，大批大量生产时采用模锻。2

5、、轴类零件的材料与热处理 轴类零件应根据不同的工作条件和使用要求选用不同的材料并采用不同的热处理规如调质、正火、淬火等，以获得一定的强度、韧性和耐磨性。 45钢是轴类零件的常用材料，它价格廉价经过调质或正火后，可得到较好的切削性能，而且能获得较高的强度和韧性等综合机械性能，淬火后外表硬度可达4552HRC。 40Cr等合金结构钢适用于中等精度而转速较高的轴类零件，这类钢经调质和淬火后，具有较好的综合机械性能。 轴承钢GCr15和弹簧钢65Mn，经调质和外表高频淬火后，外表硬度可达5058HRC，并具有较高的耐疲劳性能和较好的耐磨性能，可制造较高精度的轴。精细机床的主轴例如磨床砂轮轴、坐标镗床主

6、轴可选用38CrMoAIA氮化钢。这种钢经调质和外表氮化后，不仅能获得很高的外表硬度，而且能保持较软的芯部，因此耐冲击韧性好。与渗碳淬火钢比拟，它有热处理变形很小，硬度更高的特性。（三） 、设计轴的结构轴的结构设计须在经过初步强度计算，轴的最小直径以与轴上零件尺寸主要是毂孔直径与宽度后才进展。其主要步骤为：1 确定轴上零件装配方案：轴的结构与轴上零件的位置与从轴的哪一端装配有关。2 确定轴上零件定位方式：根据具体工作情况，对轴上零件的轴向和周向的定位方式进展选择。轴向定位通常是轴肩或轴环与套筒、螺母、挡圈等组合使用，周向定位多采用平键、花键或过盈配合联结。3 确定各轴段直径：轴的结构设计是在初

7、步估算轴径的根底上进展的，为了零件在轴上定位的需要，通常轴设计为阶梯轴。根据作用的不同，轴的轴肩可分为定位轴肩和工艺轴肩为装配方便而设，定位轴肩的高度值有一定的要求；工艺轴肩的高度值如此较小，无特别要求。所以直径确实定是在强度计算根底上，根据轴向定位的要求，定出各轴段的最终直径。4 确定各轴段长度：主要根据轴上配合零件毂孔长度、位置、轴承宽度、轴承端盖的厚度等因素确定。5 确定轴的结构细节：如倒角尺寸、过渡圆角半径、退刀槽尺寸、轴端螺纹孔尺寸；选择键槽尺寸等。6确定轴的加工精度、尺寸公差、形位公差、配合、外表粗糙度与技术要求：轴的精度根据配合要求和加工可能性而定。精度越高，本钱越高。通用机器中

8、轴的精度多为IT5IT7。轴应根据装配要求，定出合理的形位公差，主要有：配合轴段的直径相对于轴颈基准的同轴度与它的圆度、圆柱度；定位轴肩的垂直度；键槽相对于轴心线的平行度和对称度等。7画出轴的工作图：轴的结构设计常与轴的强度计算和刚度计算、轴承与联轴器尺寸的选择计算、键联结强度校核计算等交叉进展，反复修改，最后确定最优结构方案，画出轴的结构图。（四） 、安装轴类零件1、 采用两中心孔定位装夹2、 用外圆外表定位装夹3、 用各种堵头或拉杆心轴定位装夹（五） 、轴类零件的工艺过程1、 学习CA6140车床主轴的技术要求和功用2、 学习CA6140主轴加工的要点和措施3、 学习CA6140车床主轴加

9、工定位基准的选择4、 学习CA6140车床主轴主要加工外表的加工工序安排5、 学习CA6140车床主轴加工工艺过程六、用Mastercam软件设计零件图形，编写工艺过程，编写程序，并在车床上加工出所设计的轴类零件。七、实验器材设备、元器件：计算机、CK6140数控车床、90外圆车刀、60螺纹刀、切槽刀、尖头车刀、游标卡尺、金属材料与辅助工具。八、实验步骤：1、设计零件，用Mastercam软件设计零件图形；2、熟悉轴类零件的功用、结构特点与技术要求；3、选择零件的毛培材料以与零件进展热处理；4、结构设计、工艺分析、绘制图形；5、对图形进展粗工，然后进展细工；6、编程；7、上机操作加工；8、检验

10、。九、实验数据与结果分析：1、被加工零件的零件图。见附件2、数控加工工艺文件。见附件3、数控加工程序。见附件4、结果分析：在整个加工过程中，存在加工误差，原因是：可能是选取工件的精度选取不够，还可能是零件的凹槽深度太大，使得轴变得很细，这样零件自身的重力会使工件变形。十、实验结论：1、用Mastercam软件绘图并进展程序的生成，代替了大量的繁琐的手工计算。2、用Mastercam绘图，并进展粗、精车后可以很好的模拟观察到的零件的结构，便于找出问题进展修改。3、工艺的优化可以提高加工的效率和工件的品质。4、正确的选取零件的尺寸精度，外表的粗糙度。这样节约材料，减轻重量，而且还方便零件的装配调整

11、。5、正确的选择车床的主轴加工定位基准线可以提高主轴的加工精度，降低加工误差。十一、总结与心得体会：1、 学到了轴类零件设计的相关知识，有利于综合能力的培养，加深了对数控车床工艺的了解。2、 深刻体会到了工艺对轴类零件加工的重要性。3、 通过使用Mastercam软件绘图和编程，对Mastercam软件有了进一步的认识。4、 在车床上进展零件加工，认识到车床使用过程中的须知事项，车床的功能与操作流程。5、 设计零件图形时，零件不仅要美观实用，零件的尺寸也要合理便于车床的加工。6、 整个实验过程中，绘图是最难也是最关键的，这要看加工者对Mastercam软件的掌握程度，同时还要考验绘图者的耐心。

12、比如我们组在绘图过程中就遇到了撞刀的问题，因为在绘图过程中比拟着急，没有注意到做螺纹的细节，最后在教师的帮助下，才解决了问题。7、 在车床实际加工工件的过程中，要注意安全。十二、对本实验过程与方法、手段的改良建议： 实际工件的加工并不复杂，最重要的是三维图形的绘制，需要同学的合作。分组的时候，最好两三个同学一组，这样能够更好的锻炼绘图能力，提高效率。加工过程中，尽量减轻零件的质量，这样减少因零件质量而带来的零件变形问题。附件：一、 轴类零件的数控加工工艺：二、 工艺路线：1、 夹一端，伸出110mm；2、 先粗加工外轮廓12的外圆，R20、C16圆锥与29的外圆；3、 粗加工R25的圆弧；4、

13、 精加工2、3步；5、 切外圆为12的两个槽，加工螺纹；6、 切断；7、 掉头装夹车削切断端面；三、 程序：- 13 - / 13%O0000G21G0 T0101G97 S1000 M03G0 G54 X36. Z0.G98 G1 X0. F100.G0 Z2.G97 S900G1 Z2.7 F180.Z-90.Z-65.Z-65.G1 Z-36.G1 Z-36.Z0.G28 U0. W0. M05T0100M01G0 T0202G97 S550 M03G1 X20.4 F100.Z-16.G3 X20.367 Z-16.08 R.2 F120.G1 Z-35.248 F100.G2 X19

14、.207 Z-17.531 R24.8 F120.G1 Z-34.469 F100.G1 X19.607 Z-17.G2 X18.611 Z-18.402 R24.8 F120.G1 Z-33.598 F100.G2 X18.015 Z-19.4 R24.8 F120.G1 Z-32.6 F100.G2 X17.418 Z-20.595 R24.8 F120.G1 Z-31.406 F100.G2 X16.822 Z-22.166 R24.8 F120.G1 Z-29.834 F100.G2 X16.226 Z-26. R24.8 F120.X17.222 Z-30.946 R24.8 F10

15、0.G0 X23.G97 S1400Z2.X12.G1 Z0. F90.Z-10.X20. Z-16.G2 X15.826 Z-26. R25.X20. Z-36. R25.Z-65.G2 X29. Z-90. R25.G28 U0. W0. M05T0200M01G0 T0303G97 S700 M03G1 X12. F40.G0 X34.G1 X12.G0 X34.Z-65.G1 X12.G0 X34.G1 X24.G1 X12.G0 X34.G1 X24.G1 X12.G0 X34.G1 X12.G1 X12.X30.G1 X12.G0 X30.Z-39.G1 X12.G0 X30.G1

16、 X12.G0 X30.G1 X20.G1 X12.G0 X30.G1 X20.G1 X12.G0 X30.G1 X12.G1 X12.G28 U0. W0. M05T0300M01G0 T0404G97 S600 M03G99 G32 Z-9. F1.G0 X16.G32 Z-9. F1.G0 X16.G32 Z-9. F1.G0 X16.G32 Z-9. F1.G0 X16.G32 Z-9. F1.G0 X16.G32 Z-9. F1.G0 X16.G32 Z-9. F1.G0 X16.Z3.G32 Z-9. F1.G0 X16.Z3.G32 Z-9. F1.G0 X16.G28 U0. W0. M05T0400M01G0 T0303G97 S600 M03G0 G54 X37. Z-93.G98 G1 X33. F60.G0 X33.G28 U0. W0. M05T0300M30%