铣床主轴基本工艺编制及工装设计.doc

河北机电职业技术学院当代制造工程系

毕业设计开题报告

论文题目： xz-305铣床主轴工艺

编制及工装设计

学生姓名： 刘 素 霞

学 号：

专业班级： 数控0606班

指引教师： 张 涛

填表时间： 06月20日

XZ—305铣床主轴工艺编制及工装设计

[摘要] 阐述铣床主轴零件工艺编制，研究零件机械加工工艺规程设计问题，简介工艺规程构成、制定程序等。阐明零件机械加工工艺构造性，结合生产重要从零件分析、毛坯选取、工艺路线拟定、工序内容拟定等几种方面详细讲述了铣床主轴零件工艺过程设计以及工艺编制中应注意问题，以及如何才干达到最抱负表面质量和经济效益。
[核心词] 工艺路线 工艺编制 工装设计

目 录
引言 1
1. 零件分析 2
1.1零件作用： 2
1.2零件技术规定： 2
2.毛坯选取 2
2.1选取毛坯原则： 2
2.2主轴毛坯选取及制造办法 3
2.3毛坯热解决 3
3.拟定工艺路线 3
3.1定位基准选取 3
3.1.1粗基准选取原则 3
3.1.2.精基准选取原则 4
3.2表面加工办法选取 4
3.3加工顺序安排和工序拟定 6
3.3.1机械加工工序 6
3.3.2重要工序加工办法 7
3.3.3热解决工序 8
3.3.4辅助工序 8
3.4.工序集中与分散 8
3.4.1工序集中特点 8
3.4.2工序分散特点 9
3.5.加工阶段划分 9
3.5.1加工阶段划分 9
3.5.2划分加工阶段目 11
3.6主轴加工工艺过程分析 13
3.6.1主轴毛坯选取及制造办法 13
3.6.2毛坯热解决 13
3.6.3定位基准选取 14
4. 工序内容拟定 15
4.1 机床与工艺装备选用 15
4.1.1机床选取 15
4.1.2工艺装备选取 17
4.2加工余量和工序尺寸拟定 17
4.2.1加工余量拟定 17
4.2.2 工序尺寸及其公差拟定 18
4.3切削用量选取 33
4.3.1切削用量选取原则 33
4.3.2时间定额制定 34
4.4工艺过程技术经济分析 42
4.4.1提高劳动生产率途径 42
4.4.2工艺成本及其构成 43
5.夹具设计某些 43
5.1机床夹具功用 43
5.2机床夹具分类 43
5.3机床夹具构成 44
5.4工件在夹具中定位及定位误差 44
5.4.1定位方案设计 45
5.4.2定位误差分析 46
5.5对刀装置拟定 46
5.6加快装置拟定 46
5.6.1.夹紧装置构成 47
5.6.2.夹紧装置基本规定 47
5.6.3.拟定夹紧力 47
道谢： 49
参照文献 50

引言
机械工业是为国民经济提供装备和为人民生活提供耐用消耗品产业，国民经济各部门生产技术进步和经济效益高低在很大限度上取决于它所采用装备性能和质量。因此机械工业技术水平和规模是衡量一种国家科技水平和经济实力重要标志。
通过建国40近年发展，机械工业已成为国内工业中产品门类比较齐全，具备相称规模和一定技术基本支柱产业之一。改革开放以来，机械工业引进了大量国外先进技术，当前这些技术已大批量投入生产，加上国内自行研究开发成果，使机械产品构造正向着合理化方向发展，对市场适应能力也明显增强。
通过对引进技术消化吸取，又筹划推动了公司技术改造，引导公司走依托科技进步道路，使制造技术机械产品性能及公司经济效益都发生了明显变化，国内机械工业综合技术水平有了较大幅度提高，一批先进生产技术在生产中得到应用和普及，约有近10%公司进入了高技术公司行列，60%以上公司建立了专门技术开发机构，此外科技体制改革不断深化，绝大多数研究院、所已进入经济建设主战场，正发挥越来越大作用。
按照老式专业划分，机械制造工艺学研究范畴是零件机械加工和装配工艺过程。很长时间以来，机械加工工艺最广泛采用办法是切削加工和磨削加工，即按照一定顺序，采用硬度比工件高切削刀具实现机械加工。改革开放以来，机械工业充分运用国内外技术资源，进行技术改造，依托科技进步，已经获得了长足发展。但与世界先进水平相比，国内机械制造业产品在功能、质量等方面尚有较大差距，产品构成落后，精度保持性差、科研开发能力较薄弱、人员技术素质还跟不上当代机械制造业飞速发展需要。因而，国内机械制造业必要不断增强技术力量，培养高水平人才和提高既有人员素质，学习和引进国外先进科学技术，使国内机械制造工业早日赶上世界先进水平。

1. 零件分析
1.1零件作用：
该零件为铣床主轴，属于精密机床主轴零件。它重要起支撑和传动转矩作用，是旋转体零件。其重要由内外圆柱面、内锥面、螺纹、键槽及横向深孔等构成，是空心类机床主轴。因此它重要表面精度和表面质量规定很高，并且精度也规定稳定。
1.2零件技术规定：
（1）支撑主轴颈Φ65㎜和Φ60㎜，表面同轴度分别是0.003㎜和0.005㎜；
（2）安装铣刀7：24内锥孔相对支撑轴颈径向圆跳动为0.003㎜，锥孔用涂色检查时，接触面积不不大于85%，并且接近大端；
（3）大端端面跳动为0.005㎜；
（4）轴颈Φ65㎜与前轴承过盈-0.005㎜；
（5）材料为38CrMoAlA,渗氮解决后硬度：65HRC。
2.毛坯选取
机械加工惯用毛坯有锻件、铸件、型材件、焊接件等。选用时应考虑诸多因素。
2.1选取毛坯原则：
（1）零件材料和其力学性能：
当零件材料为铸铁和青铜时采用铸件；零件材料为钢材时、形状不复杂而力学性能规定较高时采用锻件；力学性能规定不高时采用帮料。
（2）零件构造形状和尺寸：
大型零件普通用自由锻或砂型锻造件，中型零件可用模锻件或特种铸件；阶梯轴零件各个台阶直径相差不大时用帮料，相差较大时用锻件。
（3）生产类型：
在大批量生产时应采用较多专用设备和工具制造毛坯，如金属模机器造型铸件、模锻或精密锻造毛坯；在单件小批生产中普通采用通用设备和工具制造毛坯，如自由锻件、木模砂型铸件，也可以使用焊接办法制作大件毛坯。
（4）车间生产能力：
应结合车间生产能力合理选取毛坯。
（5）充分注意应用新工艺、新技术、新材料：
当前，少无切屑加工如精密锻造、精密锻造、冷轧、冷挤压、粉末冶金、异型钢材、工程塑料等都在迅速推广。采用这些办法制造毛坯，只要通过少量机械加工，甚至不需要加工，即可使用。
由该零件工作环境，生产批量及材料等各个方面考虑，选取锻造毛坯（模锻）。
2.2主轴毛坯选取及制造办法
毛坯制造办法重要和使用规定和生产类型关于.毛坯形式有棒料与锻件两种.铣床主轴零件材料为38氮化钢,该零件为大批生产,故毛坯选为锻件.通过加热锻造后,可使金属内部纤维组织沿表面均匀分布,从而获得较高抗拉、抗弯及抗扭强度.单件小批生产阶梯轴普通采用自由锻,在大批大量生产中则采用模段自.自由锻造时所使用设备比较简朴,但毛坯精度较差,余量较大,特别是贯穿于通孔轴件,既挥霍材料,生产率又低.采用模锻毛坯,不但毛坯精度高、加工余量小、并且生产率也高.材料经模锻后,纤维组织在分布有助于提高零件强度.
2.3毛坯热解决
轴是传递动力零件,它应有良好机械强度和刚度,而其工作表面又应有良好耐磨性,因而轴件要选用恰当钢材;为了使轴件加工后有良好尺寸精度稳定性,因而又规定有恰当热解决过程.
3.拟定工艺路线
工艺路线拟定是制定工艺规程总体布局，涉及：选取定位基准、拟定加工办法、划分加工阶段、决定工序集中与分散、加工顺序安排，以及热解决、检查、其他辅助工序（去毛刺、倒角等）。它不但影响加工质量和效率，并且影响到工人劳动强度、设备投资、车间面积、生产成本等。
3.1定位基准选取
定位基准分粗基准和精基准两种：
3.1.1粗基准选取原则
在选取粗基准时，考虑重点是如何保证加工表面有足够加工余量，以及保证不加工表面与加工表面间尺寸、位置符合零件图样设计规定，其选取原则有：
（1）重要表面余量均匀原则 必要一方面保证工件重要表面具备较小而均匀加工余量，应当选取该表面作为粗基准。
（2）工件表面间互相位置规定原则 必要保证工件上不加工表面与加工表面互相位置规定，应当以不加工表面作为粗基准。
（3）余量足够原则 如果零件上各个表面均需加工，则以加工余量最小表面作为粗基准。
（4）定位可靠原则 作为粗基准表面，应当选用比较可靠、平整光洁表面，以保证定位精确，夹紧可靠。
（5）不重复使用原则 粗基准定位精度低，在同一尺寸方向上只容许使用一次，不能重复使用，否则定位误差太大。
3.1.2.精基准选取原则
在选取精基准时，考虑重点是如何减少误差，保证加工精度和安装以便。精基准选取原则有：
a. 基准重叠原则：应当尽量选用零件设计基准作为定位基准，以免产生基准不重叠误差。
b. 基准统一原则：应当尽量选用统一精基准定位加工各个表面，以保证各个表面之间互相位置精度。
c. 自为基准原则：有些精加工或光整加工工序规定加工余量小并且均匀，应当选取加工表面自身作为精基准。
d. 互为基准原则：有些互相位置精度规定较高表面，可采用互为基准重复加工办法来保证。
3.2表面加工办法选取
机械零件普通都是由某些简朴几何表面组合而成，而每一种表面达到同样质量规定加工办法可以由诸各种，因而，在选取各个表面加工办法时，要综合考虑各方面工艺因素影响。
(1)加工表面自身规定
依照每个加工表面技术规定和各种加工办法及其组合后能达到加工经济精度和表面粗糙度，拟定加工办法及加工方案。所谓加工经济精度和表面粗糙度是在正常加工条件下（采用符合质量原则设备、工艺装备和原则技术级别工人，不延长加工时间）所能保证加工精度和表面粗糙度。
(2)被加工材料性能
被加工材料性能不同，加工办法也不同，如有色金属磨削困难，普通采用金刚镗或高速精密车削办法进行加工；淬火钢则采用磨削加工。
1)生产类型
在大批量生产中，可采用专用高效设备和专用工艺装备，如平面和内孔可采用拉削加工；轴类零件可采用半自动液压仿形车床加工等。在单件小批生产中，可采用通用设备、通用工艺装备及普通加工办法。
2)本厂既有设备状况和技术条件
应当充分运用既有设备，发掘公司潜力，发挥工人积极性和创造性。同步也应当考虑不断改进既有加工办法和设备，推广新技术，提高工艺水平，以及设备负荷平衡。
各种外圆加工办法如表3.1所示。
表3.1 外圆表面加工办法
序号
加工路线
经济精度（IT）
表面粗糙度Ra/um
10
粗车
11~13
50~12.5
20
粗车→半精车
8～9
6.3～3.2
30
粗车→半精车→精车
6～7
3.2～1.6
40
粗车→半精车→精车→滚压（或抛光）
6～7
0.2～0.025
50
粗车→半精车→磨削
6～7
0.8～0.4
60
粗车→半精车→粗磨→精磨
5～7
0.4～0.1
70
粗车→半精车→粗磨→精磨→超精加工（或轮式超精磨）
5
0.1～0.012
80
粗车→半精车→精车→金刚车
5～6
0.4～0.025
90
粗车→半精车→粗磨→精磨→超精磨（或镜面磨）
5级以上
0.025～0.010
100
粗车→半精车→精车→精磨→研磨
5级以上
0.10～0.01
3.3加工顺序安排和工序拟定
3.3.1机械加工工序
具备空心和内锥特点轴类零件，在考虑支撑轴颈、普通轴颈和内锥等重要表面加工顺序时，可以有如下几种方案：
（1）外圆表面粗加工——钻身孔——外圆表面精加工——锥空粗加工——锥孔精加工；
（2）外圆表面粗加工——钻深孔——锥空粗加工——锥空精加工——外圆表面精加工
（3）外圆表面粗加工——钻深孔——锥孔粗加工——外圆表面精加工——锥孔精加工
针对XZ—305主轴加工顺序来说，可作这样比较分析：
第一方案：在锥孔粗加工时，由于要用已精加工过外圆表面作为精基准面，会破坏外圆表面精度和光洁度，故此方案不适当采用。
第二方案：在精加工外圆表面时，还要在插上锥堵，这样会破坏锥孔精度。此外，在加工锥空时不可避免有加工误差（锥孔磨削条件比外援磨削条件差），加上锥堵自身误差就会导致外圆表面和内锥面不同轴，故此方案也不适当采用。
第三方案：在锥孔精加工时，虽然也要用已用精加工过外圆表面作为精基准面，但由于锥面精加工余量已很小，磨削力不大，同步锥孔精加工已处在最后阶段，对外圆表面精度影响不大；加上这一方案加工顺序，可以采用外圆表面和锥孔互为基准，交替使用，能逐渐提高同轴度。
因而，主轴采用第三种加工方案。
通过方案分析比较也可看出，轴类零件各表面先后加工顺序，在很大限度上与定位基准转化关于。当零件加工用粗、精基准选定后，加工顺序就大体可以拟定了。由于各阶段开始总是先加工定为基准面，即先行工序必要为后续工序准备好所用定为基准。如XZ—305主轴工艺过程，一开始就铣端面打中心孔，这就是为粗车和半精车外圆准备定位基准，半精车外圆为深孔加工准备了定位基准；半精车外圆也为先后锥孔加工准备了定位基准。反过来，先后锥孔装上锥堵后顶尖孔，又为此后半精加工和精加工外圆准备了定位基准；而最后磨锥孔定位基准又是上工序磨好轴颈表面。
安排主轴加工顺序要注意如下几点：
（1）基准先行
机械加工工艺安排时，总是先加工好定位基准面，即基准先行。主轴加工总是先安排铣端面打中心孔，以便为后续工序准备好定位基准。
（2）深孔加工安排
为了使中心孔可以在多道工序中使用，但愿深孔加工安排在最后。但是，深孔加工属于粗加工，余量大，发热多，变形也大，会使得加工精度难以保持，故不能放到最后。普通，深孔加工安排在外圆粗车之后，以便有一种较为精准轴颈作为定位基准用来搭中心架，这样加工出孔容易保证主轴壁厚均匀。
（3）先外后内先大后小
先加工外圆，在以外圆定位加工内孔。如锥孔安排在轴颈精磨之后再进行精磨；加工阶梯外圆时，先加工直径较大，后加工直径较小，这样可避免过早削弱工件刚度。加工阶梯深孔时，先加工直径较大，后加工直径较小，这样便于刚度较大孔加工工具。
（4）次要表面加工安排
主轴上键槽、螺纹等次要表面加工,普通均安排在外圆精车或粗磨之后、精磨外圆之迈进行.如果精车前铣出键槽,精车时因断续切削而易产生振动,即影响加工质量，又容易损坏刀具，也难控制键槽深度。这些加工也不能放到重要表面精磨之后，否则会破坏表面已获得精度。
3.3.2重要工序加工办法
（1）中心孔加工
成批生产均用铣端面钻中心孔机床来加工中心孔，精密主轴中心孔加工尤为重要，并且要分多次修研，其修研办法有：
①用油石或橡胶砂轮修研；
②用铸铁顶尖修研；
③用硬质合金顶尖修研；
④用中心孔磨床磨削中心孔。
（2）外圆加工
外圆车削是粗加工和半精加工外圆表面应用最广泛加工办法。成批生产时采用转塔车床、数控车床；大批生产时，多采用多刀半自动车床、液压仿形半自动车床等。磨削是外圆表面重要精加工办法，合用于加工精度高、表面粗糙度值较小外圆表面。特别合用于淬火钢等高硬度材料。当生产批量较大时，采用组合磨削、成形砂轮磨削及无心磨削等高效磨削办法。
（3）精磨锥孔
主轴锥孔对主轴支撑轴颈径向跳动，是一项重要精度指标，因而锥孔加工是核心工序。主轴锥孔磨削普通采用专用夹具。
3.3.3热解决工序
热解决工序是用来改进材料性能及消除内应力。热解决工序在工艺路线中安排，重要取决于零件材料和热解决规定。
（1）预备热解决 预备热解决安排在机械加工之前，以改进切削性能、消除毛坯制造时内应力为重要目。预备热解决惯用办法有正火、退火、调质等。
（2）最后热解决 最后热解决安排在半精加工后来和磨削加工之前，重要用于提高材料强度和硬度，如淬火-----回火。由于淬火后材料塑性和韧性很差，有很大内应力，易于开裂，组织不稳定，材料性能和尺寸要发生变化等因素，因此淬火后必要进行回火。调质也作最后热解决。
（3）去除应力解决 最佳安排在粗加工之后，精加工此前，如人工时效、退火等。为了避免过多运送量，对于精度规定不太高零件，普通把去除应力人工时效和退火放在毛坯进入机械加工车间之迈进行。
3.3.4辅助工序
辅助工序涉及工件检查、去毛刺、去磁、清洗和涂防锈漆等。其中检查工序是重要辅助工序，它是监控产品质量重要办法，除了各工序工人自行检查外，还必要在下列状况下安排单独检查工序：
a. 粗加工阶段结束之后；
b. 重要工序之后；
c. 送往外车间加工先后，特别是热解决先后；
d. 特种性能检查之前。
3.4.工序集中与分散
工序集中与分散是拟定工艺路线两个不同原则。工序分散是将零件各个表面加工分得很细，工序多，工艺路线长，而每道工序所包括内容却很少。工序集中则相反，零件加工只集中在少数几道工序里完毕，而每道工序所包括加工内容却诸多。
3.4.1工序集中特点
（1）便于采用高效专用设备和工艺装备，来大大提高生产率；
（2）减少了设备数量，相应减少了操作工人数量和生产面积；
（3）减少了工序数目，减少了运送工作量，简化了生产筹划工作，缩短了生产周期；
（4） 减少了工件安装次数，不但有助于提高劳动生产率，并且有助于保证各加工表面之间互相位置精度；
（5）由于采用了专用设备和专用工艺装备数量多而复杂，因此机床和工艺装备调节、维修费事，生产准备工作量很大。
3.4.2工序分散特点
（1）采用比较简朴机床和工艺装备，调节容易；
（2）由于工序内容简朴，有助于选取合理切削用量，也有助于平衡工序时间，组织流水线生产；
（3）生产准备工作量小，容易适应产品更换；
（4）对操作工人技术规定低，或只需要通过较短时间训练；
（5）设备数量多，操作工人多，生产面积大。
在普通状况下，单件小批生产中为简化生产筹划工作，只能采用工序集中原则，但多应用卧式机床，在大批大量生产中工序则可以集中也可以分散。
3.5.加工阶段划分
3.5.1加工阶段划分
由于主轴精度规定高,并且在加工过程中要切除大量金属,因而,必要将主轴加工过程划分为几种阶段,将粗加工和精加工分别安排在不同阶段中.
XZ-305主轴加工过程大体可分为三个阶段:
（1）粗加工阶段
a.毛坯解决:毛坯备料、锻造和正火
b.粗加工:锯掉多余某些、铣端面打中心孔和粗车外圆等
这阶段重要目是:用大切削用量切除大某些余量,把毛坯加工至接近
工件最后形状和尺寸,只留下少量加工余量.通过这阶段还可以及时发现锻件裂纹等缺陷,作出相应办法.
(2)半精加工阶段
a.半精加工前热解决 对于38普通采用调质解决达到HB345
b.半精加工 车工艺锥面(定位锥孔)、半精车外圆端面和钻深孔等
这阶段重要目是:为精加工作好准备,特别是为精加工作好基面准备.对于某些规定不高表面,在这阶段达到图纸规定规定.
(3)精加工阶段
a.精加工前热解决 局部淬火
b.精加工前各种加工 粗磨工艺锥面(定位锥孔)、粗磨外圆、铣键槽等
(3)精加工
精磨外圆和内锥面及孔、磨螺纹等以保证主轴最重要表面精度
这阶段重要目是:把各表面加工到图纸规定规定.
依照粗、精加工分开原则来划分阶段,极为必要.这是由于加工过程中热处
理、切削力、切削热、夹紧力等对工件产生较大加工误差和应力,为了消除前一道工序加工误差和应力,需要进行另一次新加工,但是这一次加工所带来误差和应力总是要比前一次小.因而,加工次数增多后来,精度便逐渐提高.精度规定越高加工次数越多.
热解决后浮现变形是显而易见，象正火、调质和淬火等工序往往使工件弯曲或扭曲，并且调质和淬火后，往往随着着产生内应力，因而，热解决之后，经常需要安排一次机械加工（如车削或磨削），以纠正零件变形和消除一部份内应力。但机械加工之后，由于工件内应力重新平衡，又会留下新变形和新加工应力，虽其数值比未加工之前大为减少，但必要用新机械加工办法加以消除，故在粗磨之后又需进行半精磨、精磨等工序。对于精度规定高主轴，又需在在粗磨或精车之后进行低温时效解决，以提高轴件尺寸精度稳定性。
由于粗加工之前，毛坯余量较大，并且余量往往不均，因而在粗加工中需用大切削力，并经常因而产生大量切削热，使轴件在加工中产生热变形和受力变形，而浮现形状误差（如鼓形和鞍形）；由于外圆余量不均又将浮现不圆度、锥度等，同步也浮现大量加工应力。故粗加工之后要进行半精加工（如半精车、精车等），这也是锻件毛坯比帮料毛坯多车一次因素。此后虽然不插入热解决工序，也往往在半精车加工之后进行淬火解决，因而又需进一步进行一系列精加工。后一次加工所带来切削力和惹来热量，均比前一次小（因别的量逐渐减小），因而浮现误差和应力也随之减小，这就是进行多次加工能提高精度因素。
因而，粗、精加工不能在同一次安装中完毕，而应当把粗、精加工分为两个工序或者在不同机床上进行，最后粗、精加工间隔，让上道工序加工内应力逐渐消失（自然时效）。还需指出，粗加工机床规定功率达和刚度好，要能承受大切削力，而精加工则规定机床精度高。若以精加工机床进行粗加工，易于丧失精度和减少机床寿命，从机床保养角度来看，粗、精加工也应分开。
3.5.2划分加工阶段目
（1）利于保证加工质量。粗加工阶段中切除较多加工余量，生产切削力和切削热都比较大，因而工艺系统受力变形、受热变形及工件内应力变形较大，不也许达到高加工精度和表面粗糙度及表面质量。因而，需要在后续阶段逐渐减少加工余量，来逐渐修正工件变形。同步，各加工阶段之间时间间隔相称于自然时效，有助于消除零件内应力，使工件有变形时间，以便于在后续工序中加以修正，从而保证零件加工质量。
（2）便于合理使用机床 粗加工时可采用功率大、精度低高效机床；精加工时可采用相应精加工机床，这样，不但发挥了机床各自性能特点，也延长了高精度机床使用寿命。
（3）便于安排热解决工序 为了在机械加工工序中插入必要热解决工序，同步使热解决发挥充分效果，这就自然而然地把机械加工工艺规程划分为几种加工阶段，并且每个阶段各有其特点及应当达到目。
此外，划分了加工阶段，可带来下列两个有利条件：
a粗加工各表面后可及早发现毛坯缺陷，及时报废或修补，以免继续进行精加工而挥霍工时和制造费用。
b精加工工序安排在最后，可保护精加工后表面少受损伤或不受损伤。
基于以上工艺因素考虑，初步拟定工艺路线如表3.2所示：
表3.2 工艺路线表
工序号
工序内容
定位基准
设备
10
锻造毛坯

20
毛坯退火解决

30粗车
齐两端总长508mm,两端各钻 4mm顶尖孔，粗车各外圆面，均放余量2.8mm
中心孔
CA6140
40调质
外圆径向跳动不大于1mm,吊挂进行，T250

50车试片
在M55×1.5处割取，试样厚度为8mm,锐边倒角0.5×45°，在零件端面和试样外圆作同样编号

CA6140
60磨试样
平磨试样两面至粗糙度为0.8um

M7132
70金相检查
将试样在淬火车间进行检查，检查合格后方可转入下道工序进行生产，试样由淬火车间检查员妥存

80精车两端面
车至粗糙度为1.6 um
支撑主轴颈
w490
90.钻顶尖孔
两端各钻￠4mm顶尖孔
支撑主轴颈
w490
100.精车
精车各外圆及各槽
支撑主轴颈
w490
110.钻孔、.扩孔
钻￠27深孔（深度不不大于272mm）扩￠28孔
支撑主轴颈
Z35
120.钻、扩￠35孔

Z35
130.车孔
车右端面￠38H7至
支撑主轴颈
w490
140车7：24锥孔及内孔
渗氮解决硬度，HRC64~68，深度0.5mm,各外圆径向跳动不不不大于0.03mm,键槽应加以保护，不使渗氮

w490
150.内磨
磨右端面￠38H7至

M1432
160.粗磨各外圆

顶尖孔
M1432
170划线
划线切割用线
中心线

180.线切割
切大端面16K7槽至

KX250A
190.铣键槽
铣键槽12N9
外圆表面
X51
200.钻孔、攻螺纹
钻大端面各孔，并攻螺纹

Z52
210.热解决
消除应力（550℃~600℃），吊挂进行

220.内磨
磨7：24锥孔
外圆表面
M1432
230.热解决
局部氮化解决

240.钳工
清理两端内孔

250.修磨中心孔
磨两端顶尖孔粗糙度至0.2um

ZSM150
260.精磨各外圆

中心孔
M131W
270.磨螺纹

280.内磨
内磨各规定孔至尺寸

M1450
290精磨
精磨7：24锥孔
外圆表面
M7142
300.磨端面槽
磨16K7至尺寸

310.终检

从上面工艺路线可以看出精密主轴有如下特点：
（1）从重要表面加工工序分得很细。如支撑主轴颈Φ65㎜外圆表面通过粗车、精撤、粗磨、精磨、终磨多道加工工序，其中还穿插某些热解决工序，以减少轴内应力所引起变形。
（2）顶尖孔要多次修研，使顶尖孔表面粗糙度值减小，以提高接触精度。
（3）合理安排热解决工序。为保证渗氮解决质量和主轴精度稳定，渗氮解决前要安排调制和消除应力两道热解决工序。调质解决对渗氮轴非常重要，由于对渗氮主轴，不但规定调质后获得均匀细致索氏体组织，并且规定离表面8～10㎜表面层内铁素体含量不得超过5%。表层铁素体存在，会导致渗氮脆性，引起渗氮质量下降。故渗氮主轴在调质后，必要每件割试样进行金相组织检查，不合格者不得转入下道工序。
渗氮主轴由于渗氮很薄，渗氮前如果主轴内应力消除不好，渗氮后浮现较大弯曲变形，以致渗氮层厚度不够抵消磨削加工时纠正弯曲变形余量，因此精密主轴渗氮解决前，都要安排除应力工序。
对于非渗氮主轴，虽然表面淬火前不必安排除应力解决，但是在淬火及粗磨后，为了稳定淬硬钢残存奥氏体组织，使工件尺寸稳定和消除加工应力，需要安排低温人工时效。时效次数视零件精度和构造特点而定。
（4）精密主轴上螺纹在螺纹磨床上直接磨出。为了避免装卸砂轮和带轮时将螺纹碰伤，普通规定对螺纹某些进行淬火解决。但若对已车好螺纹进行淬火，则会由于应力集中而产生裂纹，故精密主轴上螺纹多不采用车削、而在淬火、粗磨外圆后用螺纹磨床直接磨出。
3.6主轴加工工艺过程分析
从上面简介主轴加工工艺过程中,可以看出,主轴加工常分粗车、半精车、粗精磨三个阶段,并且每阶段之间常插入热解决工序;又在磨削之前常需修研顶尖孔.精度规定越高主轴,磨次数越多,修研顶尖孔次数越多.这些特点,贯穿于轴类零件整个加工过程之中,其重要因素在于轴件自身尺寸和几何形状精度以及这些表面同轴度或径向跳动等规定较高.这些精度指标,不但取决于轴件加工精度,并且也取决选用材料及热解决办法关于.从以上分析可以总结出轴类加工某些共同问题.
3.6.1主轴毛坯选取及制造办法
毛坯制造办法重要和使用规定和生产类型关于.毛坯形式有棒料与锻件两种.铣床主轴零件材料为38GrMoAlA氮化钢,该零件为大批生产,故毛坯选为锻件.通过加热锻造后,可使金属内部纤维组织沿表面均匀分布,从而获得较高抗拉、抗弯及抗扭强度.单件小批生产阶梯轴普通采用自由锻,在大批大量生产中则采用模段自.自由锻造时所使用设备比较简朴,但毛坯精度较差,余量较大,特别是贯穿于通孔轴件,既挥霍材料,生产率又低.采用模锻毛坯,不但毛坯精度高、加工余量小、并且生产率也高.材料经模锻后,纤维组织在分布有助于提高零件强度.
3.6.2毛坯热解决
轴是传递动力零件,它应有良好机械强度和刚度,而其工作表面又应有良好耐磨性,因而轴件要选用恰当钢材;为了使轴件加工后有良好尺寸精度稳定性,因而又规定有恰当热解决过程.
对于该零件氮化钢()需在氮化之迈进行调质和低温时效解决.调质放在粗车之后,低温时效放在精车之后,氮化放在粗磨之后,并且其他切削加工普通均要放在氮化之迈进行完毕.在氮化之后,只进行半精磨、精磨等工序.
3.6.3定位基准选取
轴件加工中,为了保证个重要表面互相位置精度,选取定位基准时应尽量使其与装配基准重叠和使各工序基准统一,并且考虑在一次安装中尽量加工出较多表面.
轴类零件加工精度指标是各段外圆同轴度以及锥孔和外圆同轴度.XZ-305主轴装配基准重要是先后两个支撑轴颈面,为了保证卡盘定位面以及前锥孔与支撑轴颈面有较高同轴度,应以加工好支撑轴颈为定位基准来终磨锥孔和卡盘定位面,这就能符合基准重叠原则.
由于外圆表面设计基准为轴中心线,在加工轴时,若能以轴心线作为定位基准就能符合基准统一原则,就可以避免误差产生,因此轴类零件加工都用轴两端顶尖孔作为精基准面.顶尖孔精度越高,加工精度就有也许越高.用顶尖孔作为定位基准,能在一次安装中加工出各段外圆表面及其端面等,既符合基准统一原则,又保证了各外圆同轴度以及各外圆表面垂直度规定.因此对实心轴(锻件或棒料毛坯)在粗车之前,均先打顶尖孔,然后粗车外圆.对于空心轴则以外圆定位,加工空心孔并在两端孔口倒角或车两端内锥孔,以作为后来加工基准.在此之后,实心轴始终以顶尖孔定位进行后来加工,空心轴则以两端孔口倒角或者两端锥孔定位进行后来加工.
两端顶尖孔质量好坏,对加工精度影响很大,应尽量做到两端顶尖孔轴线互相重叠,孔锥角60°要精确，它与顶尖接触面积要大，光洁度要好，否则装卡于两顶尖间轴在加工过程中将因接触刚度变化而浮现不圆度.因而,经常注意两顶尖孔质量,是轴件加工中核心问题.
XZ-305主轴毛坯是实心,但最后要加工成空心轴,从选取定位基准面角度来考虑,但愿采用顶尖孔来定位,而把深孔加工工序安排在最后;但深孔加工是粗加工工序,要切除大量金属,会引起主轴变形而影响加工质量,因此只得在粗车外圆之后就把深孔加工出来.在成批生产中深孔加工之后,为了还能用顶尖孔作定位基准面,可考虑在轴通孔两端加工出工艺锥面,插上两个带顶尖孔锥堵或带锥堵心轴来安装工件.
为了保证支撑轴颈与主轴内锥孔面同轴度规定,在选取精基准时,要依照互为基准原则.例如XZ-305主轴在车大端7:24锥孔时,用是与前支撑轴颈与后支撑轴颈外圆柱面为定位基准面,这样定位误差就有所减小 .
依照上述分析可知,对实心轴类零件,精基准面就是顶尖孔;而对于象XZ-305空心主轴,除顶尖孔外尚有轴颈外圆表面并且两者交替使用,互为基准.

4. 工序内容拟定
零件加工工艺路线拟定后来，下一步该进行就是工序内容设计。工序内容涉及为每一道工序选取机床和工艺装备，划分工步，拟定加工余量、工序尺寸和公差，拟定切削用量和工时定额，拟定工序规定检测办法等。
4.1 机床与工艺装备选用
机床与工艺装备是零件加工物质基本，是加工质量和生产率重要保证。机床与工艺装备涉及机械加工过程中所需要机床、夹具、量具、刀具等。机床和工艺装备选取是制定工艺规程一种重要环节，对零件加工经济性也有重要影响。
4.1.1机床选取
在工件加工办法拟定后，加工工件所需机床就已基本拟定，由于同一类型机床中有各种规格，其性能也并不完全相似，因此加工范畴和质量各不相似，只有合理地选取机床，才干加工出合理抱负产品。在对机床进行选取时，除对机床基本性能有充分理解，还要考虑如下几点：
（1）机床技术规格要与被加工工件尺寸相适应；
（2）机床精度要与被加工工件规定精度相匹配。机床精度过低，不能加工出设计质量；机床精度过高，又不经济。对于由于机床局限，理论上达不到应有加工精度，可通过工艺改进办法达到目。
（3）机床生产率应与被加工工件生产大纲相匹配；
（4）机床选用应与自身经济实力相匹配。既要考虑机床先进性和生产发展需要，又要实事求是，减少投资。要立足于国内，就近取材。
（5）机床使用应与既有生产条件相匹配。应充分运用既有机床，如果需要改造机床或设计专用机床，则应提出与加工参数和生产率关于技术资料，保证零件加工质量技术规定等。
综合以上因素考虑，对该零件加工中所用机床选取如下：

表4.1 车床
型号
加工范畴（直径×长度）(mm)
最大加工直径(mm)
最大加工长度(mm)
刀架行程(mm)
主轴转速
圆度
(mm)
圆柱度
表面粗糙度(um)
床身上
刀架上
纵向
横向
级数
范畴(r/min)
W490
490×1500
490
280
1500
1500
300
24
11.2---2240
0.007
0.02/300
1.6

表4.2 卧式车床型号与技术参数（单位：mm）
名称
型号
最大工件D×L
最大加工直径
最大加工长度
刀架行程
主轴转速(r/min)
工作精度
电动机功率（KW）
卧式车床
C6140
360×1000
床身上360刀架上200棒料49
900
小刀架纵向125横向220
级数14范畴10～1400
圆度0.008圆柱度0.014/180平面度0.009/180 Ra1.6
主电动机3/4总容量7.84
表4.3 磨床
型号
最大磨削范畴（直径×长度）（mm）
最小磨削直径（mm）
中心高×中心距（mm）
工件最大重量（kg）
回转角度(°)
砂轮最大外径×厚度（mm）
圆度（mm）
表面粗糙度（um）
主电机功率（kw）
工作台
头架
砂轮架
M1432
320-000
8
180×1000
150
+3
-7
+90
-90
+30
-30
400×50
0.005
0.16
5.5
表4.4 螺纹磨床
型号
最大安装直径×最大安装长度（mm）
加工螺纹
螺纹头数
工作精度级别
螺距误差(mm)
主电机功率（kw）
直径（mm）
长度（mm）
S7520A
200×750
20~200
500
1~32
6级
+0.003
-0.003
4
4.1.2工艺装备选取
（1）夹具选取
单件小批量生产应尽量选用通用夹具和机床自带卡盘、虎钳和转台。大批
量生产时，应采用高生产率专用夹具，在履行计算机辅助制造、成组技术等新工业或为提高生产率时，应采用成组夹具、组合夹具。夹具精度应与工件加工精度相适应。
（2）刀具选取
刀具选取重要取决于工序所采用加工办法、加工表面尺寸、工件材料、加工精度、生产率和经济性。普通状况下，选用原则刀具，必要时可选用高生产率复合刀具和其她某些专用刀具。
（3）量具选取
量具选取重要取决于生产类型和所检查精度。在单件小批生产中应尽量选用通用量具；在大批大量生产中应选用各种规格和高生产率专用检具。
（4）辅具选取
工艺装备中也要注意辅具选取，如吊装用吊车、运送用叉车和运送小车、各种机床附件、刀架、平台和刀库等，以便于生产组织管理，提高工作效率。
综合上述原则，选取该主轴加工过程中所用工艺装备：
刀具：
车刀：硬质合金车刀，YT15
钻头：莫氏椎柄麻花钻 GB/T1438.1——1996
莫氏椎柄扩孔钻 GB/T 1141——1984
铣刀：直柄键槽铣刀8e8 GB/T 1112.1---1997
直柄