带锥面阶梯轴零件加工工艺分析及图解

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轴类零件是机械加工中经常遇到的典型零件之-。是最适宜车削加工的主要对象，在机器中应用最为广泛，它主要用来支撑传动零件、传递运动和扭矩。而阶梯轴是车削加工的最初着手点，理解其工艺有重要意义。图 1所示为带锥面阶梯轴零件，给定的毛坯 5×100 mm的棒料，材料为45号钢。

图 1 零件图(mm2 加工工艺分析2.1 零件图分析如图1所示的带锥面阶梯轴零件，零件加工面主要由圆柱面、圆锥面和圆弧面组成，成形轮廓的结构形状较为复杂。qb40 mln圆柱面的长度没有限制。

该零件加工精度等级为IT8；表面粗糙度要求较高，除了 40 mm圆柱面的粗糙度为RⅡ3.2，其余均为R 1.6。

2.2 确定装夹方案由于工件是-根实心轴，轴的长度不是太长，故作者简介：赵涓涓(1984-)，女，现为山西工程职业技术学院助讲，研究方向为数控技术、机电-体化应用。Tel：13934236201，E-mail：zhauanjuan8###163.tom采用工件的端面和紧贴外圆做定位基准。使用三爪自定心卡盘夹紧工件。

2.3 刀具及切削用量确定根据零件加工表面的特征确定刀具类型 。刀具选择和切削用量见表 1。

表 1 刀具及切削参数切削用量刀具号 刀具类型 加工表面 主轴转速， 进给速度。

， ·min ) mm·r-1)粗车外轮廓 60o 0-3.IU1 93。菱形外圆车刀精车外轮廓 800 0.1ID2 切槽到刀宽B3 mm 切断 300 0.12.4 确定加工顺序及走刀路线采用 FANUC Oi-TC系统、CK6150数控车床加工。

2.4.1 制定加工方案与加工路线加工顺序按由粗到精、由远到近的原则确定。先车削加工工件的端面、车削工件轮廓，从右到左进行粗车(留0.5 mm的精车余量)；然后从右到左进行精车。工件成形轮廓的结构形状较复杂，粗加工时，选择不同的背吃刀量，但最终要满足外形轮廓的加工留0.5 mm的精加工余量。

1)粗加工。粗车凹圆弧时，为了保证圆猾度，遵循吃刀量的选择原则、同心圆弧形式(同心不等径)走 2]，其各点坐标值如下页图2所示；粗加工凸圆弧时，用车锥法切削，各点坐标要做简单的计算，加工路线不能超过B F 两点的连线，如下页图3所示，各点坐标见下页表 2。

2)精加工。采取-刀精的方式，切除 0.5 mm的精车余量，其刀具运行轨迹如下页图4所示。

山西冶金E-mail：yejinsx###126.corn第 36卷i1..-图2 凹圆挥工路线(mm)。

图3 车锥法加工点坐标(mm)表 2 车锥法各点坐标A 曰 C D FO 8 13 17 17 17Z 0.5 0.5 0.5 0.5 -2 -4.5图 4 精加工刀具运行轨迹(mm)2.4.2 换刀点确定加工起点和换刀点可以设在同-点，放在 z轴距工件前端面 10 llm，X轴距轴心线 50 mm的位置。

3 加工工艺制定通过以上分析，该零件的加工工序如-F ](注：双点划线为每道工序或工步的待加工表面)。

1)工序-。车工件端面，车 40 mm的外圆柱面，保证尺寸大于70 mm(零件图中没有限制 4o mm外圆柱面的长度)，如图5所示。

图 5 粗车 40 mm圆柱面轨迹曲线(mm)2)工序二。加工零件外形轮廓。工步 1：粗车32 mira的外圆柱面，保证其长度为60 ram；粗车R4圆弧，如图6所示。工步2：粗车圆锥面、 22 mln、l6 mm的外圆柱面，保证各自长度，如图7所示。

工步3：粗车R8的圆弧，如图8所示。工步4：精车零件外形轮廓，保证尺寸 32 mm、 22 mm、16 mm的外圆柱面，及圆锥面和倒角才 C1.5。如下页图 9所示。

图 6 粗车 32 mm圆柱面、R4圆弧轨迹曲线(mm)图7 粗车锥面、 22 mm、 16 mm圆柱面轨迹曲线(mm)图8 粗车凸圆弧轨迹曲线(mm)3)工序三。切断，如下页图l0所示。

4 结语重点突出采用图示、以单步走刀的方式详细分析了带锥面、成形面阶梯轴的加工工艺。对数控加工工艺理论知识的理解有很强的指导意义。另外，此零2013年第3期 赵涓涓：带锥面阶梯轴零件加工工艺分析及图解· 39 ·图 9 精车零件外形轮廓轨迹曲线(mm)件的加工工艺，也可以不采用切断，而采用先车-端端面，车-段满足长度要求的 0 mm的外圆柱面。