1.軸類零件的加工工藝路線的擬定專業課程/項目化課程機械制造工藝01020304內容工藝路線擬定任務分析工藝路線擬定任務相關知識學習工藝路線擬定實例講解工藝路線擬定解決方案分析1工藝路線擬定任務分析完成螺紋軸表面加工方法的選擇工藝路線擬定任務分析21任務下達3完成螺紋軸加工順序的選擇完成螺紋軸的加工路線制定并填寫任務單螺紋軸零件圖工藝路線擬定任務分析工藝路線擬定任務分析自主填寫工藝路線擬定任務學習計劃書2工藝路線擬定任務相關知識學習選擇加工方法劃分加工階段劃分工序工藝路線擬定任務相關知識學習制定工藝路線的內容外圓表面加工方法的選擇21加工方法的選擇3平面輪廓和曲面輪廓加工方法的選擇內孔表面加工方法的選擇工藝路線擬定任務相關知識學習螺紋軸零件圖工藝路線擬定任務分析外圓表面加工方法的選擇圖1外圓表面加工方案（Ra值單位為μm）表面粗糙度樣板1表面粗糙度樣板2工藝路線擬定任務分析鏜研磨外磨平磨內孔表面加工方法的選擇圖2孔加工方案（Ra值單位為μm）/video/av91599223/?vd_source=8f487a6e643a5c6b5eaf4ac2a9bf2c63鏜削鉸孔/v?pd=wisenatural&vid=7316583618370926528平面輪廓和曲面輪廓加工方法的選擇工藝路線擬定任務相關知識學習01其任務是切除毛坯上大部分多余的金屬，使毛坯在形狀和尺寸上接近零件成品，因此，主要目標是提高生產率。粗加工階段加工階段的劃分：02半精加工階段其任務是使主要表面達到一定的精度，留有一定的精加工余量，為主要表面的精加工（如精車、精磨）做好準備。并可完成一些次要表面加工，如擴孔、攻螺紋、銑鍵槽等。03精加工階段其任務是保證各主要表面達到規定的尺寸精度和表面粗糙度要求。主要目標是全面保證加工質量。04光整加工階段對零件上精度和表面粗糙度要求很高（IT6級以上，表面粗糙度Ra的值為0.2μm以下）的表面，需進行光整加工，其主要目標是提高尺寸精度、減小表面粗糙度工序原則工藝路線擬定任務相關知識學習

工序集中原則工序集中原則是指每道工序包括盡可能多的加工內容，從而使工序的總數減少。

工序分散原則工序分散就是將工件的加工分散在較多的工序內進行，每道工序的加工內容很少。先粗后精先安排粗加工，中間安排半精加工，最后安排精加工和光整加工。先主后次

先安排零件的裝配基面和工作表面等主要表面的加工，后安排如鍵槽、緊固用的光孔和螺紋孔等次要表面的加工。由于次要表面加工工作量小，又常與主要表面有位置精度要求，所以一般放在主要表面的半精加工之后，精加工之前進行。先面后孔對于箱體、支架、連桿、底座等零件，先加工用作定位的平面和孔的端面，然后再加工孔。這樣可使工件定位夾緊穩定可靠，利于保證孔與平面的位置精度，減小刀具的磨損，同時也給孔加工帶來方便。基面先行用作精基準的表面，要首先加工出來。所以，第一道工序一般是進行定位面的粗加工和半精加工(有時包括精加工)，然后再以精基面定位加工其它表面。工藝路線擬定任務相關知識學習加工順序的安排原則：20（一）毛坯的確定

1.毛坯的種類

(1)鑄件

3工藝路線擬定解決方案分析完成零件粗經加工完成毛坯裝夾生成加工軌跡工藝路線擬定解決方案分析（一端）螺紋加工外圓粗精加工切退刀槽工藝路線擬定解決方案分析（另一端）工藝路線擬定實例講解4工藝路線擬定實例講解擬定實例零件工藝路線：（1）粗加工外圓

自右向左粗車基本采用階梯切削路線，粗車?56mm、S?50mm、?36mm、M30mm各外圓段以及錐長為10mm的圓錐段及30°±3′的圓錐面，留1mm的余量。實例零件工藝路線：（3）精加工外圓

自右向左精車螺紋右端倒角→車削螺紋段外圓?30mm→螺紋左端倒角→5mmx?26mm螺紋退刀槽→錐長10mm的圓錐→?36mm圓柱段→R15mm、R25mm、S?50mm、R15mm各圓弧面→5mmx?34mm的槽→30°±3′的圓錐面→?56mm圓柱段。（4）粗精加工螺紋（2）半精加工外圓課程小結總結工藝路線擬定步驟1.明確零件的材料、尺寸精度及粗糙度要求。2.根據要求選擇正確的表面加工方法。3.完成加工表面的階段劃分。4.完成加工順序安排及工藝路線擬定。工藝路線擬定步驟小組討論完成任務單學習項目1螺紋軸的數控工藝分析學習任務1螺紋軸的加工工藝路線的擬定學時

實施方式小組進行工藝研討實施計劃，決策后每人均填寫此單

實施內容：回答下列問題1.根據加工工藝路線設計知識學習，確定任務零件加工順序。

2.根據加工工藝路線設計知識學習，確定任務零件進給加工路線。

班

級

第

組組長簽字

教師簽字

日

期

2.軸類零件的加工刀具選擇專業課程/項目化課程機械制造工藝回顧1.螺紋軸零件加工順序是什么？

2.加工順序的安排原則是什么01車削刀具的基礎知識刀具材料應具備的性能

1）高的硬度和耐磨性刀具材料要比工件材料硬度高，常溫硬度在HRC60以上。耐磨性表示抵抗磨損的能力，它取決于組織中硬質點的數量、大小和分布。2）足夠的強度和韌性為了承受切削中的壓力沖擊和振動，避免崩刃和折斷，刀具材料應該具有足夠的強度和韌性。一般強度用抗彎強度來表示，韌性用沖擊值表示。3）高的耐熱性（熱穩定性）刀具材料在高溫下保持硬度、耐磨性、強度和韌性的能力。刀具材料應具備的性能

4）良好的工藝性為了便于制造，要求刀具材料有較好的可加工性，如切削加工性、鑄造性、鍛造性、熱處理性等。5）良好的經濟性其他方面：良好的導熱性和耐熱沖擊性能。刀具材料的導熱性能要好，有利于散熱；耐熱沖擊性能好，材料內部不會因受到大的熱沖擊產生裂紋。常用的刀具材料

（1）高速鋼是一種加入較多的鎢、鉬、鉻、釩等合金元素的高合金工具鋼。有較高的熱穩定性，較高的強度、韌性、硬度和耐磨性；其制造工藝簡單，容易磨成鋒利的切削刃，可鍛造，這對于一些形狀復雜的工具，如鉆頭、成形刀具、拉刀、齒輪刀具等尤為重要，是制造這些刀具的主要材料。目前，生產中所用的刀具材料以高速鋼和硬質合金居多。碳素工具鋼（如T10A、T12A）、工具鋼（如9SiCr、CrWMn）因耐熱性差，僅用于一些手工或切削速度較低的刀具。

（1）高速鋼高速鋼按用途分為通用型（普通）高速鋼和高性能高速鋼；按制造工藝不同分為熔煉高速鋼和粉末高速鋼。各類高速鋼刀具如下：常用的刀具材料常用的刀具材料

（1）高速鋼

1）通用型高速鋼：①鎢鋼典型牌號為W18Cr4V（簡稱W18）。含W18％、Cr4%、V1％。有良好的綜合性能，可以制造各種復雜刀具。淬火時過熱傾向小；磨加工性好；碳化物含量高，塑性變形抗力大；但碳化物分布不均勻，影響薄刃刀具或小截面刀具的耐用度;強度和韌性顯得不夠；熱塑性差，很難用作熱成形方法制造的刀具（如熱軋鉆頭）。②鎢鉬鋼將鎢鋼中的一部分鎢以鉬代替而得。典型牌號為W6MoCr4V2（簡稱M2）具有良好的機械性能，可做尺寸較小、承受沖擊力較大的刀具；熱塑性特別好，更適用于制造熱軋鉆頭等；磨加工性也好一些。

高速鋼是指含較多鎢、鉻、鉬等合金元素的高合金工具鋼。俗名鋒鋼。

特點：制作簡單；硬度高（63～66HRC）耐磨性好耐熱性好（約600～

660℃)有足夠的強度和韌性有較好的工藝性能承受大的沖擊性可制作復雜的刀具：車刀、銑刀、鉆頭、拉刀但不能用于高速切削常用的刀具材料類別牌號硬度(HRC)抗彎強度(GPa)高溫硬度600℃(HRC)通用高速鋼W18Cr4V62--663.548.5W6Mo5Cr4V262--664.548W6Mo5Cr4V264--66448.5高性能高速鋼

9W18Cr4V

67--68351W12Cr4V4Mo

63--663.251W6Mo5Cr4V2Al

68--693.455W10Mo4Cr4V3Al

68--69354常用的刀具材料

（2）硬質合金由難熔金屬化合物（如WC、TiC）和金屬粘結劑（Co）經粉末冶金法制成。硬質合金以其切削性能優良被廣泛用作刀具材料（約占50％）。如大多數的車刀、端銑刀以至深孔鉆、鉸刀、齒輪刀具等。它還可用于加工高速鋼刀具不能切削的淬硬鋼等硬材料。硬質合金鋼刀具:常用的刀具材料

（2）硬質合金碳化物含量較高時，硬度高，但抗彎強度低；粘結劑含量較高時，抗彎強度高，但硬度低。因含有大量熔點高、硬度高、化學穩定性好、熱穩定性好的金屬碳化物，硬質合金的硬度、耐磨性和耐熱性都很高。硬度可達HRA89～93，在800～1000°C還能承擔切削，耐用度較高速鋼高幾十倍。當耐用度相同時，切削速度可提高4～10倍。

唯抗彎強度較高速鋼低，沖擊韌性差，切削時不能承受大的振動和沖擊負荷。常用的刀具材料常用的刀具材料

①鎢鈷類硬質合金(YG)：用于加工脆性材料(鑄鐵等)。

②鎢鈦鈷類硬質合金(YT)：用于切屑呈帶狀的鋼料等塑性材料。

③鎢鈦鉭(鈮)類硬質合金(YW)

：加工鋼、鑄鐵、有色金屬，也能加工高溫合金、耐熱合金及合金鑄鐵等難加工材料。

④鈦基硬質合金（YN類）：用于鑄鐵、碳素鋼、合金鋼。我國常用硬質合金刀具材料YG3、YG6、YＴ1544（3）其他刀具材料①涂層刀具材料：刀具既具有基體材料的強度和韌性，又具有很高的耐磨性。

②陶瓷材料：主要用于鋼、鑄鐵、高硬度材料及高精度零件的精加工。

③金剛石：一般不適宜加工黑色金屬，主要用于有色金屬以及非金屬材料的高速精加工。瑞典ANDVIK公司的聚晶金剛石刀片CDl0

④立方氮化硼(CNB)：目前主要用于加工淬硬鋼、冷硬鑄鐵、高溫合金和一些難加工材料。美國GE公司BZN。日本住友電氣公司BN常用的刀具材料常用的刀具材料02車削刀具的種類和選擇數控車削加工刀具系統的構成和結構，與機床刀架的形式、刀具類型及刀具是否需要動力驅動等因素有關。刀具選擇要求1．數控車削對刀具的要求1)為使粗車能大吃刀、大走刀，要求粗車刀具強度高、耐用度好。2)精車首先是保證加工精度，所以要求刀具的精度高、耐用度好。3)為減少換刀時間和方便對刀，應盡可能多地采用機夾刀。4)多數情況下應采用涂層硬質合金刀片。

5)數控車床對刀片的斷屑槽有較高的要求，數控車削刀片常采用三維斷屑槽。6)數控車床還要求刀片耐用度的一致性好，以便于使用刀具壽命管理功能。1—切斷刀2—左偏刀3—右偏刀4—彎頭車刀5—直頭車刀

6—成形車刀7—寬刃精車刀8—外螺紋車刀9—端面車刀

10—內螺紋車刀11—內槽車刀12—通孔車刀13—盲孔車刀刀具的應用場景刀具的應用場景常用車刀的種類和用途車刀在結構上可分為以下幾種類型：◆①整體車刀◆②焊接車刀◆③焊接裝配式車刀◆④可轉位機夾車刀◆①整體車刀常用車刀的種類和用途主要是高速鋼車刀，俗稱“白鋼刀”，截面為正方形或矩形，使用時可根據不同用途進行修磨。◆②焊接車刀常用車刀的種類和用途在普通碳鋼刀桿上鑲焊(釬焊)硬質合金刀片，經過刃磨而成。

常用車刀的種類和用途傳統焊接刀具

直頭車刀彎頭車刀75°強力車刀90°偏刀切斷刀或切槽刀擴孔刀（通孔）擴孔刀（不通孔）螺紋車刀◆③焊接裝配式車刀將硬質合金刀片釬焊在小刀塊上，再將小刀塊裝配到刀桿上，這種結構多用于重型車刀。

1，5—螺釘2—小刀塊3—刀片4—斷屑器6—刀桿7—支承銷常用車刀的種類和用途◆④可轉位機夾車刀將硬質合金刀片用機械夾固的方法安裝在刀桿上的車刀。◆④可轉位機夾車刀將硬質合金刀片用機械夾固的方法安裝在刀桿上的車刀。這是目前應用最為廣泛的車刀

常用車刀的種類和用途a）三角形b)偏8°三角形c)凸三角形d)正方形e)五角形f)圓形刀片有多種形狀常用車刀的種類和用途常用車刀的種類和用途硬質合金可轉位車刀的基本結構常用車刀的種類和用途可轉位車刀的特點要求特

點目

的精度高刀片采用M級或更高精度等級的；刀桿多采用精密級的；用帶微調裝置的刀桿在機外預調好。保證刀片重復定位精度，方便坐標設定，保證刀尖位置精度。可靠性高采用斷屑可靠性高的斷屑槽型或有斷屑臺和斷屑器的車刀；采用結構可靠的車刀，采用復合式夾緊結構和夾緊可靠的其它結構。斷屑穩定，不能有紊亂和帶狀切屑；適應刀架快速移動和換位以及整個自動切削過程中夾緊不得有松動的要求。換刀迅速采用車削工具系統；采用快換小刀夾。迅速更換不同形式的切削部件，完成多種切削加工，提高生產效率。刀片材料較多采用涂層刀片。滿足生產節拍要求，提高加工效率。刀桿截形較多采用正方形刀桿，但因刀架系統結構差異大，有的需采用專用刀桿。刀桿與刀架系統匹配。常用車刀的種類和用途刀片的型號及應用常用車刀的種類和用途ISO標準硬質合金刀具刀片形狀的表示規則常用車刀的種類和用途

可用于主偏角為60°或90°91°的外圓車刀、端面車刀和內孔車刀。特點：刀尖角小、強度差、耐用度低、只宜用較小的切削用量。正三角形刀片常用車刀的種類和用途正方形刀片

刀尖角為90°。主要用于主偏角為45°、60°、75°等的外圓車刀、端面車刀和鏜孔刀。優點：強度和散熱性能均有所提高，通用性較好。常用車刀的種類和用途正五邊形刀片：

刀尖角為108°。優點：強度、耐用度高、散熱面積大。缺點：切削時徑向力大，只宜在加工系統剛性較好的情況下使用。常用車刀的種類和用途65外圓車刀螺紋車刀常用車刀的種類和用途外圓車刀

內孔車刀

車外圓槽刀車內圓槽刀03螺紋軸零件的刀具選擇走刀路線1.車左端端面（粗精）；2.車左端外圓（粗、半精、精）；3.車右端面（粗精）；4.車右外圓（粗精）；5.車右外割槽（粗精）；6.車右外螺紋（粗精）；7.轉孔；8.鉸孔；螺紋軸零件的刀具選擇45°端面車刀（硬質合金）主偏角93°副偏角95°外圓車刀（硬質合金）螺紋軸零件的刀具選擇外割槽刀（硬質合金）外螺紋刀（硬質合金）麻花鉆（高速鋼）鉸刀（高速鋼）產品名稱或代號XXX零件名稱

零件圖號XXX序號刀具號刀具規格名稱數量加工表面備注1T0145°端面車刀（硬質合金）1車左右端面右手刀2T0295°外圓車刀（硬質合金）1粗精車輪廓右手刀3T03外割槽刀（硬質合金）1割槽

4T04外螺紋刀（硬質合金）1加工外螺紋5T05鉆頭6T06鉸刀編

制XXX審核XXX批準XXX共頁第

頁3.軸類零件的切削用量選擇專業課程/項目化課程機械制造工藝目錄切削要素的選取與計算1切削用量計算實例2切削要素的選取與計算3切削運動和切削要素1.切削運動：主運動、進給運動2.切削加工中的工作表面：已加工表面、待加工表面、過渡表面3.切削要素：切削用量、切削層與切削參數

金屬切削加工就是用金屬切削刀具把工件毛坯上預留的金屬材料（統稱余量）切除，獲得圖樣所要求的零件。在切削過程中，刀具和工件之間必須有相對運動，這種相對運動就稱為切削運動。按切削運動在切削加工中的功用不同分為主運動和進給運動。1.主運動

主運動是由機床提供的主要運動，它使刀具和工件之間產生相對運動，從而使刀具前刀面接近工件并切除切削層。它可以是旋轉運動，也可以是直線運動。2.進給運動

進給運動是由機床提供的使刀具與工件之間產生附加的相對運動，加上主運動即可不斷地或連續地切除切削層，并得出具有所需幾何特性的已加工表面。它可以是連續的運動，也可以是間斷運動。（一）切削運動圖1-1車削時的運動和工件上的三個表面（二）加工中的工件表面1.已加工表面工件上經刀具切削后產生的表面稱為已加工表面。2.待加工表面工件上有待切除切削層的表面稱為待加工表面。3.過渡表面工件上由切削刃形成的那部分表面稱為過渡表面。①切削速度ve=vc+vf1②進給量vf=fn=zfzn2③背吃刀量ap3vc、f、ap構成了普通外圓車削的切削用量三要素（三）切削三要素切削用量是切削加工過程中切削速度、進給量和背吃刀量的總稱。3.切削要素的選取與計算

切削用量三要素選擇原則：

在刀具耐用度一定，從提高生產率角度考慮，對于切削用量的選擇有一個總的原則：首先選擇盡量大的背吃刀量，其次選擇最大的進給量，最后是切削速度。當然，切削用量的選擇還要考慮各種因素，最后才能得出一種比較合理的最終方案。

背吃刀量是已加工表面和待加工表面之間的垂直距離，其單位為mm。外圓車削時，為3.切削要素的選取與計算式中:dw為工件待加工表面直徑（mm）；dm

為工件已加工表面直徑（mm）。

3.切削要素及其選擇計算（1）背吃刀量的選擇①粗加工時（表面粗糙度Ra50～12.5μm），在允許的條件下，盡量一次切除該工序的全部余量。如果加工余量大，一次走刀會造成機床功率或刀具強度不夠；需要采用多次走刀。如分兩次走刀，則第一次背吃刀量盡量取大，一般為加工余量的2/3～3/4左右。第二次背吃刀量盡量取小些，第二次背吃刀量可取加工余量的1/3～1/4左右。②半精加工時（表面粗糙度Ra6.3～3.2μm），背吃刀量一般為0.5～2㎜。3.切削要素的選取與計算③精加工時（表面粗糙度Ra1.6～0.8μm），背吃刀量為0.1～0.4㎜。

（2）進給量的選擇

在生產實際中，進給量常根據經驗選取。粗加工時，根據工件材料、車刀導桿直徑、工件直徑和背吃刀量按表1進行選取，表中數據是經驗所得。

表1硬質合金車刀粗車外圓及端面的進給量參考值3.切削要素的選取與計算

精加工和半精加工時，最大進給量主要考慮加工精度和表面粗糙度。另外還要考慮工件材料，刀尖圓弧半徑、切削速度等。按表2進行選取。

3.切削要素的選取與計算

進給量

（有些數控機床用進給速度

）的選取應該與背吃刀量和主軸轉速相適應。在保證工件加工質量的前提下，可以選擇較高的進給速度（2000㎜/min以下）。在切斷、車削深孔或精車時，應選擇較低的進給速度。當刀具空行程特別是遠距離“回零”時，可以設定盡量高的進給速度。

對于一般中等功率的數控機床，進給率也可參照以下取值：

粗車時，一般取=0.3～0.8㎜/r；

精車時，常取=0.1～0.3㎜/r；

切斷時，取0.05～0.2㎜/r。3.切削要素的選取與計算(1)切削速度vc

在進行切削加工時，切削刃選定點相對于工件主運動的瞬時速度稱為切削速度，也可理解為是主運動的線速度，單位為m/min。當主運動為旋轉運動時，

vc可按下式計算：式中:D為工件待加工表面或刀具的最大直徑（mm）；n為主運動的轉速（rpm或r/min）。

（3）切削速度的選擇

確定了背吃刀量

，進給量

和刀具耐用度T，則可以按下面公式計算或由表確定切削速度

。表3車削速度計算式中的系數與指數表4車削速度計算修正系數表5車削加工常用鋼材的切削速度參考數值

3.切削要素的選取與計算表5車削加工常用鋼材的切削速度參考數值

切削速度的選取原則（1）粗車時，因背吃刀量和進給量都較大，應選較低的切削速度，（2）精加工時選擇較高的切削速度；（3）加工材料強度硬度較高時，選較低的切削速度，反之取較高切削速度；（4）刀具材料的切削性能越好，切削速度越高。3.切削要素的選取與計算3.切削要素及其選擇計算

（4）主軸轉速的確定①光車外圓時主軸轉速切削速度確定后，用以下公式計算主軸轉速，單位r/min

②車螺紋時主軸的轉速大多數經濟型數控車床推薦車螺紋時的主軸轉速n(r/min)為：n≤（1200/P）－k(4-2)式中P——被加工螺紋螺距，㎜；k——保險系數，一般取為80。

3.切削要素的選取與計算切削變形及主要影響因素3(一)切屑的控制(a)

(b)(c)

（d）圖1-5切屑類型(a)帶狀切屑(b)擠裂切屑(c)單元切屑（d）崩碎切屑金屬切削過程的基本規律帶狀切屑Real擠裂切屑Real單元切屑Real崩碎切屑Real

切屑的類型實物圖

切屑的類型實物圖/v_show/id_XMTQxNDc1OTM3Mg==.html形成條件影響名稱簡圖形態變形帶狀，底面光滑，背面呈毛茸狀節狀，底面光滑有裂紋，背面呈鋸齒狀粒狀不規則塊狀顆粒剪切滑移尚未達到斷裂程度局部剪切應力達到斷裂強度剪切應力完全達到斷裂強度未經塑性變形即被擠裂加工塑性材料，切削速度較高，進給量較小，刀具前角較大加工塑性材料，切削速度較低，進給量較大，刀具前角較小工件材料硬度較高，韌性較低，切削速度較低加工硬脆材料，刀具前角較小切削過程平穩，表面粗糙度小，妨礙切削工作，應設法斷屑切削過程欠平穩，表面粗糙度欠佳切削力波動較大，切削過程不平穩，表面粗糙度不佳切削力波動大，有沖擊，表面粗糙度惡劣，易崩刀帶狀切屑擠裂切屑單元切屑崩碎切屑

切屑類型及形成條件(a)(b)圖1-6切屑折斷過程(a)彎曲(b)折斷2.切屑的折斷3.斷屑措施(1）磨制斷屑槽

磨制斷屑槽是焊接硬質合金車刀常用的一種斷屑方式。如圖1-7所示是幾種常用的斷屑槽型式：直線圓弧型，直線型，全圓弧型。(a)(b)(c)圖1-7斷屑槽型式(a)直線圓弧型(b)直線型(c)全圓弧型進給量?/(㎜.r-1)背吃刀量ap/㎜斷屑槽寬低碳鋼、中碳鋼合金鋼、工具鋼0.2～0.50.3～0.50.3～0.61～32～53～62.8～3.03.0～3.23.2～3.5表1-1斷屑槽寬度LBn(2）選擇合適切削用量

切削用量的變化對斷屑產生影響，選擇合適的切削用量，能增強斷屑效果。在切削用量參數中，進給量對斷屑影響最大。進給量增大，切屑厚度也增大，碰撞時容易折斷。切削速度和背吃刀量對斷屑影響較小，不過，背吃刀量增加，斷屑困難增大；切削速度提高，斷屑效果下降。(3）選擇合適刀具幾何參數

在刀具幾何參數中，對斷屑影響較大的是主偏角κr。因為在進給量不變的情況下，主