阶梯轴的结构和工艺
毕业设计(论文)阶梯轴的工艺规程及工装设计
武威职业学院机械设计与制造专业（专科）毕业设计（论文）题目阶梯轴的工艺规程及工装设计姓名王侃学号1003011037014指导老师徐宝完成日期2012 . 12 . 10阶梯轴的工艺规程及工装设计摘要数控加工技术作为现代制造技术的典型代表，使得机械制造方法和过程已经发生和正在发生着显著变化。
现代数控加工技术与传统加工技术相比，无论在加工工艺，加工过程的控制，还是在加工设备等诸多方面均有明显不同。
机械类专业，特别是机械制造专业的学生掌握数控加工技术非常有必要，多数高校均把“数控加工技术”列为机械类及相关专业的一门主干课程。
实践性、技术性和综合性是数控加工技术的显著特点，针对该特点，常把数控加工技术的实践教学列为重点教学内容。
本文根据数控机床的特点，针对具体的零件，进行了工艺方案的分析，工装方案的确定，刀具和切削用量的选择，确定加工顺序和加工路线，数控加工程序编制。
通过整个工艺的过程的制定，充分体现了数控设备在保证加工精度，加工效率，简化工序等方面的优势。
同时本文还应用数控手动编程程序效验、用pro/e 三维建模、AutoCAD2008等相关软件作为计算机辅助设计，很好的完成本次毕业设计。
关键字: 阶梯轴; 数控加工; 编程; 方案Ⅰ目录摘要 (Ⅰ)关键字 (Ⅱ)前言 (1)1工艺方案分析 (2)1.1零件图 (2)1.2零件图分析 (2)1.3确定加工方法 (2)1.4确定加工方案 (2)2工件的装夹 (4)2.1定位基准的选择 (4)2.2定位基准选择的原则 (4)2.3确定零件的定位基准 (4)2.4装夹方式的选择 (5)2.5数控车床常用的装夹方式 (5)2.6确定合理的装夹方式 (5)3刀具及切削用量 (5)3.1选择数控刀具的原则 (5)3.2选择数控车削用刀具 (6)3.3设置刀点和换刀点 (7)3.4 确定切削用量 (7)4轴零件的加工 (8)4.1轴类零件加工工艺分析 (8)4.2轴零件加工工艺 (10)4.3加工坐标系设置 (13)4.4手工编程 (15)结论 (18)附录 (19)Ⅱ致谢 (22)参考文献 (23)Ⅲ前言在机械加工工艺教学中，机械制造专业学生及数控技术专业学生都要学习数控车床操作技术。
项目二阶梯轴的工艺设计编程与加工
项目二阶梯轴的工艺设计编程与加工阶梯轴是一种常见的机械零件，其主要作用是支撑和传递电机或其他设备的旋转运动。
阶梯轴的设计与加工需要考虑其结构、材料和加工工艺等因素，以确保其具有良好的机械性能和工作寿命。
本文将从工艺设计和编程加工两个方面进行探讨。
一、工艺设计1.阶梯轴结构设计：阶梯轴的结构一般由轴身和阶梯两部分组成。
轴身是整个阶梯轴的主体部分，通常是圆柱形，需要根据轴承和装配部件的要求设计轴身直径和长度。
阶梯部分是轴身上的突起，用于固定轴承和垫圈等部件。
2.材料选择：阶梯轴的材料一般选择高强度的合金钢，例如45#钢或40Cr钢。
材料的选择需要根据实际工况来确定，包括负载、工作温度和材料成本等因素。
同时，材料的硬度和强度也需要满足设计要求。
3.加工工艺：阶梯轴的加工工艺主要包括下面几个步骤：(1)材料切割：根据设计要求，将选定的材料切割成所需长度。
(2)粗车轴身：使用车床对轴身进行车削，使其达到设计要求的直径和长度。
(3)粗车阶梯：将车削好的轴身固定在车床上，使用刀具对阶梯进行车削，使其形成所需的凸台形状。
(4)细车轴身：对粗车处理后的轴身进行细车，使其形成设计要求的光洁度和精度。
(5)高强度处理：对加工完成的阶梯轴进行高温淬火和回火处理，提高其硬度和强度，以增加其承载能力和抗磨损性能。
(6)表面处理：对阶梯轴的表面进行研磨或电镀处理，以提高其表面光洁度和耐腐蚀性。
二、编程加工阶梯轴的编程加工需要使用CNC数控机床进行，具体的加工步骤如下：1.创建加工工艺：根据阶梯轴的图纸和要求，在CNC编程软件中创建相应的加工工艺文件。
包括轴身和阶梯的车削路径、进给速度、刀具选择等参数。
2.设定工件坐标系：根据实际加工情况，设定工件坐标系，确定原点和坐标轴的位置。
3.编写刀具路径：根据加工工艺文件中的参数，以及工件坐标系的设定，编写刀具路径。
包括轴身和阶梯的车削路径、切削深度和切削速度等。
4.设定切削条件：根据加工工艺文件中的参数，设定切削条件，包括进给速度、切削速度、刀具补偿等。
阶梯轴加工工艺设计毕业论文
G00 G97 S500 Z50.0;
切换工件转速，线速度500r/min
G28 U0 W0 T0 M05;
N2;
工序（二）外圆粗加工
G00 S400 T0202 M04 F0.25;
X67.0 Z1.0;
刀具定位至粗车循环点
G71 U2.0 R0.5;
G71 P10 Q11 U0.4 W0.1;
X67.0 Z1.0;
刀具定位至精车循环点
G96 S150;
G70 P10 Q11;
G00 G97 S600 X100.0;
G28 U0 W0 T0 M05;
N4;
工序（四）切槽加工
GOO S300 T0606 M04 F0.05;
X31.0 Z-29.0;
G01 X26.0;
G01 X31 F0.2;
1.选择夹具
车削工序需要用三爪自定心卡盘
2.对刀点的选择
对刀点就是刀具相对工件运动的起点。在编程时不管实际是刀具相 对工件移动，还是工件相对刀具移动，都是把工件看作静止，而刀具在运 动。 (0. 0)
六、工件基准的分析
1.选择粗基准：φ60的外圆面和φ60的端面
选择理由：①余量均匀原则；
②保证不加工面位置正确的原则；
N10 G00 G42 X0;
G01 Z0;
G03 X20.0 Z-10.0 R10.0;
G01 Z-15.0;
X30.0;
Z-46.0 R3.0;
X40.0;
Z-66.0;
X61.0;
N11 G01 G40 X65.0;
G28 U0 W0 T0 M05;
N3;
工序（三）外圆精加工
G00 S600 T0404 M04 F0.1;
阶梯轴零件的加工工艺规程
任务1 阶梯轴类零件加工1、教学目标最终目标：会阶梯轴类零件加工。
促成目标：（1）能分析阶梯轴类零件的工艺与技术要求；（2）会拟定阶梯轴加工工艺；（3）会正确使用游标卡尺、千分尺；（4）牢记安全文明生产规范要求。
2、工作任务按工艺完成图1-1所示阶梯轴加工。
图1-1 阶梯轴 3、相关实践知识 轴类零件是机械结构中用于传递运动和动力的重要零件之一，其加工质量直接影响到机械的使用性能和运动精度。
轴类零件的主要表面是外圆，车削是外圆加工的主要方法。
3.1 选择车刀、车床和工件安装方式3.1.1车刀类型与选用（1）车刀的类型；车刀是金属切削加工中应用最广的一种刀具，它可在各种类型的车床上加工外圆、内孔、倒角、切槽与切断、车螺纹以及其它成形面。
车刀的类型很多，既可按用途可分，也可按刀具材料，还可按结构分。
按用途可大致分：偏刀——以90°偏刀居多，如图1-2a ，用来车削外圆、台阶、端面。
由于主偏角大，，切削时产生的背向切削力小，故很适宜车细长的轴类工件弯头刀——以45°弯头刀最为常见，如图1-2b ，用来车削外圆、端面、倒角。
完成上述技术要求调质处理HBS217～255。
零件名称：传动轴 材料45生产类型：小批加工表面不需转刀架，也不用换刀，可减少辅助时间，提高生产效率。
切断刀（切槽刀）——如图1-2c ，用来切断工件或在工件上加工沟槽。
镗刀——如图1-2d ，用来加工内孔。
圆头刀——如图1-2e ，用来车削工件台阶处的圆角和圆弧槽。
螺纹车刀——如图1-2f ，用来车削螺纹。
除此之外，还有端面车刀、直头外圆车刀和成形车刀等等。
图1-2 车刀种类按材料分：整体式高速钢车刀——如图1-3，这种车刀刃磨方便，刀具磨损后可以多次重磨。
但刀杆也为高速钢材料，造成刀具材料的浪费。
刀杆强度低，当切削力较大时，会造成破坏。
一般用于较复杂成形表面的低速精车。
硬质合金焊接式车刀——如图1-4所示，这种车刀是将一定形状的硬质合金刀片钎焊在刀杆的刀槽内制成的。
阶梯轴的数控车削加工工艺设计
浅谈阶梯轴的加工工艺摘要：本次毕业设计的内容是设计阶梯轴的数控车削加工工艺并编写该轴的数控加工程序，轴类零件是常见的典型零件之一，它在机械制造及生产领域有十分重要的作用，因其特有的优点应用范围越来越广。
该轴加工过程中，要根据数控车削工艺特点，对该轴设计合理的加工工艺，对轴类零件工艺规程的制定，对提高轴类零件的综合性能有至关重要的作用。
在数控机床上加工零件，与普通机床有所不同，不仅要考虑夹具、刀具、切削用量等常规工艺的选择，在制定过程中不仅要考虑该轴的技术要求，对表面、键槽等的粗糙度和位置度要求，更要考虑对刀点、程序点等设置，在保证质量的前提下，尽可能的提高机床的加工效率、降低劳动强度等，最后编制出合理的该轴的数控加工程序。
关键词：加工工艺、数控编程、阶梯轴引言：在数控车床的生产实习过程中加工阶梯轴是基本的实习课题之一，阶梯轴在数控车床上的加工时会常出现扎刀现象、精度偏差大、阶梯轴工件广泛的被用在各种机床上，很多操作者都是因为无法快速的去除粗偏差大、加丁余量和将精加工余量留得过多或过少，导致加工速度太慢或将工件报废。
了解数控车削加工可以更好的利用车削加工提高安全性和经济效益，充分熟悉车削加工工艺特点，可以对零件做出正确的加工工艺路线，从而生产出合格的零件，提高工件加工质量。
在数控机床上加工零件，与普通机床有所不同，不仅要考虑夹具、刀具、切削用量等常规工艺的选择，在制定过程中不仅要考虑该轴的技术要求，对表面、键槽等的粗糙度和位置度要求，更要考虑对刀点、程序点等设置，在保证质量的前提下，尽可能的提高机床的加工效率、降低劳动强度等。
一、零件的工艺分析1.2零件加工工艺分析(1) 结构工艺性分析1) 零件结构工艺性零件结构工艺性是指在满足使用要求的前提下,零件加工的可行性和经济性,换言之,就是使设计的零件结构要便于加工成型而且成本低,效率高.2) 零件结构工艺性分析的内容①审查与分析零件图纸中的尺寸标注方法是否符合数控加工的特点②审查与分析零件图纸中构成轮廓的几何元素的条件是否充分,正确.③审查与分析在数控车床上进行加工时零件结构的合理性.(2) 零件精度与技术要求分析零件精度与技术要求分析的主要内容包括:1) 分析零件精度与各项技术要求是否齐全,合理.对采用数控车削加工的表面,其精度要求应该尽量一致,以便最后能够一次走刀连续加工.2) 分析工序中的数控加工精度能否达到图纸要求.注意给后续工序留有足够的加工余量.3) 找出零件图纸中有较高位置精度的表面,决定这些表面能否在一次安装下完成.4) 对零件表面粗糙度要求较高的表面或对称表面,确定使用恒线速功能进行切削加工.1.3确定材料和毛坯合理选用材料和规定热处理的技术要求，对提高轴类零件的强度和使用寿命有重要意义，同时，对轴的加工过程有极大的影响。
阶梯轴加工工艺过程
阶梯轴加工工艺过程引言阶梯轴在机械工程中起着重要的作用，广泛应用于各种工业领域。
阶梯轴加工工艺过程是指通过一系列的工艺步骤将原料加工成阶梯状的轴，以满足设计要求。
本文将详细介绍阶梯轴加工工艺过程的各个环节，包括材料选择、加工工艺优化、精确测量等。
材料选择在阶梯轴加工工艺过程中，材料选择是非常重要的一步。
材料的性能将直接影响最终产品的质量和使用寿命。
常用的阶梯轴材料包括碳钢、合金钢、不锈钢等。
在选择材料时，需要考虑以下几个方面：1.强度要求：根据设计要求确定所需的材料强度，以确保阶梯轴能够承受预期的载荷。
2.耐磨性：阶梯轴通常会接触到摩擦面，因此需要选择具有良好耐磨性的材料，以延长产品的使用寿命。
3.加工性能：材料的加工性能也是选择的重要考虑因素之一。
需要选择易于切削加工和热处理的材料，以便进行后续工艺步骤。
加工工艺优化加工工艺优化是确保阶梯轴加工质量和效率的关键环节。
通过优化加工工艺，可以减少加工时间、降低成本，提高产品的质量。
以下是一些常用的加工工艺优化方法：1.刀具选择：根据阶梯轴的设计要求和材料特性，选择合适的刀具进行加工。
选用合适的刀具可以降低切削力和切削温度，减少刀具磨损。
2.加工路径规划：通过合理规划加工路径，减少刀具空走时间和重复移动，提高加工效率。
合理的加工路径还能够减少切削震动，提高加工精度。
3.切削参数设置：根据不同材料的性质和加工要求，设置合适的切削参数，如切削速度、进给量和切削深度等。
合适的切削参数可以减少加工时间，并保证加工质量。
4.冷却润滑剂的使用：在加工过程中适当使用冷却润滑剂，可以降低切削温度，减少切削力和切削热，延长刀具寿命。
精确测量精确测量是保证阶梯轴加工质量的关键环节。
通过精确测量，可以确保产品尺寸和几何形状的准确性。
以下是一些常用的精确测量方法：1.比较测量：使用游标卡尺、千分尺等工具进行尺寸的比较测量。
将测量结果与设计要求进行比较，判断是否符合要求。
2.CMM测量：使用三坐标测量机进行精确测量。
《台阶轴车削加工》课件
切削深度的选择
切削深度
根据台阶轴的直径、材质和加工要求等因素 综合考虑，选择合适的切削深度。切削深度 过小可能导致加工效率低下，切削深度过大 则可能导致刀具磨损和工件表面质量下降。
参考切深范围
根据实际加工需求和刀具性能，确定切削深 度的参考范围，如0.1-0.5毫米。
05
台阶轴车削加工质量检测与控制
质量检测方法与工具
检测工具
卡尺、千分尺、百分表、千分表等测量工具用于测量台阶轴的尺寸、形位公差等参数。
检测方法
采用直接测量法、比较测量法、间接测量法等多种方法进行检测，确保测量结果的准确性和可靠性。
质量控制措施与改进
提高机床精度
定期对机床进行维护和保养， 确保机床精度和稳定性。
持续改进工艺
不断优化工艺参数，提高加工 效率和产品质量。
主偏角和副偏角
影响切削刃工作长度、切削深度和 切削宽度，从而影响切削力、切削热 和表面粗糙度。
刃倾角
控制切屑流向，影响切削刃的锋利 程度和受力方向。
车刀的刃磨与维护
刃磨
定期对车刀进行刃磨，以保持其锋利的切削 刃和合适的几何参数。
维护
使用专用的润滑剂和冷却液，保持车刀清洁 ，避免与坚硬物质接触以防损坏。
《台阶轴车削加工》PPT课件
目 录
• 台阶轴车削加工简介 • 台阶轴车削加工设备 • 台阶轴车削加工刀具 • 台阶轴车削加工工艺参数 • 台阶轴车削加工质量检测与控制 • 台阶轴车削加工实例分析
01
台阶轴车削加工简介
台阶轴车削加工的定义
台阶轴车削加工是一种机械加工方法 ，主要用于生产具有阶梯形状的轴类 零件。
03
台阶轴车削加工刀具
车刀的种类与用途
阶梯轴加工讲解课件
实例二：电机转子阶梯轴加工
总结词
高效率、高精度
详细描述
电机转子阶梯轴加工需要高效率和高精度的加工设备，以确保阶梯轴的尺寸精 度和形位公差。同时，由于电机转子的转速高，阶梯轴的平衡性和稳定性也需 要特别关注。
实例三：减速器阶梯轴加工
总结词
大批量、高效率
详细描述
减速器阶梯轴加工通常是大批量生产，需要高效率的加工设备和工艺流程。为了满足市 场需求，需要不断提高加工精度和生产效率，同时还需要关注阶梯轴的表面质量和耐腐
总结词
阶梯轴加工常用的材料包括碳钢、合金钢、不锈钢和有色金属等。
详细描述
碳钢和合金钢具有较好的机械性能和加工性能，是阶梯轴的主要加工材料。不锈钢具有较好的耐腐蚀性，适用于 在腐蚀环境下工作的阶梯轴。有色金属如铜、铝等则具有较轻的重量和良好的导热性能，适用于特定场合的阶梯 轴。
02
阶梯轴加工技术
车削技术
表面粗糙度检测
表面粗糙度检测是衡量阶梯轴表面质量的重要 指标，主要检测阶梯轴表面的粗糙程度是否符 合设计要求。
常用的检测方法有光干涉法、触针法等，这些 方法能够通过仪器自动测量阶梯轴表面的粗糙 度，并将结果以数值形式显示出来。
表面粗糙度对阶梯轴的耐磨性、抗疲劳强度等 机械性能有重要影响，因此需要严格控制其检 测质量。
解决方案：为提高表面质量，可以采取以下措施
详细描述：在加工过程中，可能由于切削液使用不当、 刀具磨损或冷却不充分等原因，导致阶梯轴表面质量不 佳。
1. 使用合适的切削液，保持切削液的清洁和浓度。
2. 定期检查和更换刀具，确保刀具锋利。
3. 控制切削参数，如切削速度、进给量和切深等。
形位公差超差问题及解决方案
磨削技术适用于加工高精度、高 质量的阶梯轴，如精密传动轴或
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轴的结构工艺性
工艺性
1、加工工艺 2、装配工艺
轴上零件要便于装拆
轴要便于加工
.
1、装配工艺
圆螺母顺利拧入
.
2、加工工艺
.
加工工艺小结
1）螺纹退刀槽——标准 2）砂轮越程槽——标准 3）不同轴段键槽位置 4）轴端倒角 5）轴肩圆角r 6）阶梯尽可能少
.
作业： 1.练习册P47第1单元； 2.复习P65-70，XP43-48; 3.预习P70-75，XP55-56.
• 1.优质碳素钢： 35、40、45、50钢等，其中45钢最常用。 一般要经正火、调质或表面淬火热处理。
• 2.合金钢： 20Cr、40Cr、40CrNi、40MnB等。 采用合金钢必须采取相应的热处理。
• 3.球墨铸铁： QT600-3、QT700-2等。
对轴材料的要求：
.
轴
三 、
滚动轴承
齿套 轮筒
正确
.
2）套筒 用于距离较短、转速不高的场合。
.
3）圆螺母
双圆螺母
装拆方便，可承受较大的轴向力。
.
注意：L轴<L毂 （2--3mm)
4）轴端挡圈
用于固定轴 端零件，可 以承受振动 和冲击。
.
5）弹性挡圈
承受很小的轴向力
.
弹 性 挡 圈
.
6）紧定螺钉 承受很小的 轴向力
.
紧 定 螺 钉
.
.
曲轴、挠.性钢丝轴
§5-1 轴
轴的功能？
轴的要求？ 一、轴的分类和应用特点
传ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ轴
按载荷分 心轴
直轴
按外形分
转轴 阶梯轴
光轴
轴 曲轴：往复运动
旋转运动
软轴: 良好的挠性
.
知识树
1.直轴的分类及承载情况
转轴：既承受弯矩又承受转矩。 心轴：用来支承转动零件，只承受弯矩。 传动轴：用于传递转矩。
.
二、轴的常用材料
.
B 型 平 键
.
导 向 平 键
.
半 圆 键
.
楔 键
.
圆 锥 销
.
2、零件的轴向定位与固定
1）轴肩和轴环 2）套筒 3）圆螺母 4）轴端挡圈 5）弹性挡圈 6）紧定螺钉
.
1）轴肩和轴环 • 能承受较大的轴向力。常用于 齿轮、链轮等轴向定位。
.
要求r轴<R孔或r轴<C孔
h=R(C)+(0.5~2)mm
减速器中的轴
转轴
/v/b/20812468-1613041880.html#20812468 减速器拆装动画
.
固定心轴
自行车的前轮轴
.
转动心轴
铁路机车轮轴
.
汽车中联接变速箱与后桥之间的轴
传动轴
.
/programs/view/s7K_ODNVwNY
承 联轴器 盖
轴
及
轴
上
零
件
名
称
轴 轴轴 轴 轴 轴轴
颈 环肩 头 颈 身头
轴的. 结构图
轴向固定 周向固定
二、零件在轴上的定位和固定
定位：是指零件在轴上安装到位。 （位置准确）
固定：是指工作时零件与轴之间相对 位置保持不变。（位置不动）
.
1、零件的周向定位与固定
花
键
键
销
过
盈
配
合
.
A 型 平 键