ca6140主轴的加工工艺分析.doc

西安工业大学继续教育学院毕业 （设计） 论文继续教育学院毕业设计（论文）题目：CA6140主轴的加工工艺的分析院、系（站）：西安机电信息技术学院机电工程系 学科专业： 数控加工与维护 学 生： 刘党路 学 号： 指导教师： 杨双 2012年10月 继续教育学院毕业设计（论文）题目：CA6140主轴的加工工艺的分析院、系（站）：西安机电信息技术学院机电工程系 学科专业： 数控加工与维护 学 生： 刘党路 学 号： 指导教师： 杨双 2012年10月 主轴的加工工艺的分析摘要主轴是车床的关键零件之一,其性能好坏直接影响到车床的性能和加工精度.轴支持车床卡盘的转动，是转动零件具有确定的工作位置，同时传递运动和扭矩，因此要求轴材质具有较高的刚性、疲劳强度和良好的耐磨性能。车床主轴的作用是将活塞的往复直线运动通过连杆转化为旋转运动，从而实现发动机由化学能转变为机械能的输出。 本课题仅CA6140型车床主轴的加工工艺的分析。工艺路线的拟定是工艺规程制订中的关键阶段，是工艺规程制订的总体设计。所撰写的工艺路线合理与否，不但影响加工质量和生产率，而且影响到工人、设备、工艺装备及生产场地等的合理利用，从而影响生产成本。 关键词：机械加工；精度；误差；工艺分析；目 录1 绪论（1)1.1轴类零件的简单介绍（1)1.2主轴图样（1)2 零件加工工艺分析（3)2.1零件图的分析（3)2.1.1零件图的工艺分析（3)2.1.2零件的组成（4)2.1.3主轴各主要部分的作用及技术要求（4)2.1.4主轴加工的要点与措施（5)2.2划分加工阶段的理由（6)2.3工序划分的原则(7)2.3.1 CA6140车床主轴主要加工表面加工工序安排(7)2.3.2 CA6140车床主轴加工工艺过程(9)2.4轴类零件的材料、毛坏及热处理的选择(11)2.4.1轴类零件的材料(11)2.4.2零件的毛坏(12)2.4.3类零件的热处理(12)3 工件的装夹(14)3.1 定位基准的选择(14)3.1.1 CA6140车床主轴加工定位基准的选择 (14)3.2零件的定位装夹(15)3.2.1改进工件的装夹方法(15)3.2.2本题采用的装夹方法(16)4 零件的加工顺序及切削用量 (17)4.1加工顺序及刀具选择(17)4.2刀具的选择(17)4.3切削用量的确定(17)4.4加工精度(20)结论 (21)致谢词(22)参考文献(23)221 绪论毕业设计在我们学完大学的全部基础课、技术基础课之后进行的，这是我们在进行毕业设计对所学各课程的深入综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们的大学生活中占有重要的地位。另外在做完这次毕业设计之后，我得到一次在毕业工作前的综合性训练，我在想我能在下面几方面得到锻炼： （1）运用机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。（2）提高结构设计能力。通过设计夹具的训练，获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效，省力，经济合理而能保证加工质量的夹具的能力。（3）学会使用手册以及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称，出处，能够做到熟练的运用。 就我个人而言，我希望通过这次毕业设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己发现问题、分析问题和解决问题的能力。因此，提高机械加工零件的质量和精度是很重要的，机械车削加工质量和精度的提高有利于加工行业的整体水平、地位的发展和提升。1.1轴类零件的简单介绍 实际中，零件的结构千差万别，但其基本几何构成不外是外圆、内孔、平面、螺纹、齿面、曲面等。很少有零件是由单一典型表面所构成，往往是由一些典型表面复合而成，其加工方法较单一典型表面加工复杂，是典型表面加工方法的综合应用。轴是机械加工中常见的典型零件之一。它在机械中主要用于支承齿轮、带轮、凸轮以及连杆等传动件，以传递扭矩。按结构形式不同，轴可以分为阶梯轴、锥度心轴、光轴、空心轴、曲轴、凸轮轴、偏心轴、各种丝杠等其中阶梯传动轴应用较广，其加工工艺能较全面地反映轴类零件的加工规律和共性。本课题是围绕常见的CA6140主轴，来简述轴类零件的加工工艺以及加工方法。1.2主轴图样图1.1 CA6140主轴图样2 零件加工工艺分析2.1零件图的分析零件图分析是制定数控车削工艺的首要任务。主要进行尺寸标注方法分析、轮廓几何要素分析以及精度和技术要求分析。此外还应分析零件结构和加工要求的合理性，选择工艺基准。 典型轴类零件如图1-1所示，零件材料为40Cr，经过锻造和正火处理，对该零件进行车削工艺分析。2.1.1零件图的工艺分析a 尺寸标注方法分析零件图上的尺寸标注方法应适应车床的加工特点，以同一基准标注尺寸或直接给出坐标尺寸。这种标注方法有利于设计基准、工艺基准、测量基准。如果零件图上各方向的尺寸没有统一的设计基准，可考虑在不影响零件精度的前提下选择统一的工艺基准。计算转化各尺寸，以利于安排加工工艺。 b 轮廓几何要素分析该零件轮廓没有大的浮动变化，有利于一次装夹定位加工，且测量比较方便简洁，在加工中要多次进行热处理，制定相应的夹具有利于在不影响精度的条件下进行有序的加工。c 精度和技术要求分析对被加工零件的精度和技术进行分析，是零件工艺性分析的重要内容，只有在分析零件尺寸精度和表面粗糙度的基础上，才能正确合理地选择加工方法、装夹方式、刀具及切削用量等。其主要内容包括：分析精度及各项技术要求是否齐全、是否合理；分析本工序的车削加工精度能否达到图纸要求，若达不到，允许采取其他加工方式弥补时，应给后续工序留有余量；对图纸上有位置精度要求的表面，应保证在一次装夹下完成；对表面粗糙度要求较高的表面，应采用恒线速度切削（注意：在车削端面时，应限制主轴最高转速)。2.1.2零件的组成图1.1CA6140零件简图。由零件简图可知，该主轴呈阶梯状，其上有安装支承轴承、传动件的圆柱、圆锥面，安装滑动齿轮的花键，安装卡盘及顶尖的内外圆锥面，联接紧固螺母的螺旋面，通过棒料的深孔等零件材料为40Cr钢，有热处理和硬度要求。通过上述分析，可采用以下几点工艺措施：a对图样上给定的几个精度要求较高的尺寸，因其公差数值较大，在加工时需，而全部取其基本尺寸即可。b在轮廓曲线上，有三处为圆弧，其中两处为既过象限又改变进给方向的轮廓曲线，因此在加工时应进行机械间隙补偿，以保证轮廓曲线的准确性。c为便于装夹，坯件左端应预先车出夹持部分（双点画线部分），右端面也应先粗车出并钻好中心孔。毛坯选120棒料。2.1.3主轴各主要部分的作用及技术要求 支承轴颈 主轴二个支承轴颈A、B圆度公差为0.005mm，径向跳动公差为0.005mm；而支承轴颈112锥面的接触率70%；表面粗糙度Ra为0.4mm；支承轴颈尺寸精度为IT5。因为主轴支承轴颈是用来安装支承轴承，是主轴部件的装配基准面，所以它的制造精度直接影响到主轴部件的回转精度。 端部锥孔 主轴端部内锥孔（莫氏6号）对支承轴颈A、B的跳动在轴端面处公差为0.005mm，离轴端面300mm处公差为0.01 mm；锥面接触率70%；表面粗糙度Ra为0.4mm；硬度要求4550HRC。该锥孔是用来安装顶尖或工具锥柄的，其轴心线必须与两个支承轴颈的轴心线严格同轴，否则会使工件（或工具）产生同轴度误差。 端部短锥和端面 头部短锥C和端面D对主轴二个支承轴颈A、B的径向圆跳动公差为0.008mm；表面粗糙度Ra为0.8mm。它是安装卡盘的定位面。为保证卡盘的定心精度，该圆锥面必须与支承轴颈同轴，而端面必须与主轴的回转中心垂直。 空套齿轮轴颈 空套齿轮轴颈对支承轴颈A、B的径向圆跳动公差为0.015 mm。由于该轴颈是与齿轮孔相配合的表面，对支承轴颈应有一定的同轴度要求，否则引起主轴传动啮合不良，当主轴转速很高时，还会影响齿轮传动平稳性并产生噪声。 螺纹 主轴上螺旋面的误差是造成压紧螺母端面跳动的原因之一，所以应控制螺纹的加工精度。当主轴上压紧螺母的端面跳动过大时，会使被压紧的滚动轴承内环的轴心线产生倾斜，从而引起主轴的径向圆跳动。2.1.4主轴加工的要点与措施主轴加工的主要问题是如何保证主轴支承轴颈的尺寸、形状、位置精度和表面粗糙度，主轴前端内、外锥面的形状精度、表面粗糙度以及它们对支承轴颈的位置精度。 主轴支承轴颈的尺寸精度、形状精度以及表面粗糙度要求，可以采用精密磨削方法保证。磨削前应提高精基准的精度。 保证主轴前端内、外锥面的形状精度、表面粗糙度同样应采用精密磨削的方法。为了保证外锥面相对支承轴颈的位置精度，以及支承轴颈之间的位置精度，通常采用组合磨削法，在一次装夹中加工这些表面，如图2-1所示。机床上有两个独立的砂轮架，精磨在两个工位上进行，工位精磨前、后轴颈锥面，工位用角度成形砂轮，磨削主轴前端支承面和短锥面。图2.1 组合磨削主轴锥孔相对于支承轴颈的位置精度是靠采用支承轴颈A、B作为定位基准，而让被加工主轴装夹在磨床工作台上加工来保证。以支承轴颈作为定位基准加工内锥面，符合基准重合原则。在精磨前端锥孔之前，应使作为定位基准的支承轴颈A、B达到一定的精度。主轴锥孔的磨削一般采用专用夹具，如图3所示。夹具由底座1、支架2及浮动夹头3三部分组成，两个支架固定在底座上，作为工件定位基准面的两段轴颈放在支架的两个V形块上，V形块镶有硬质合金，以提高耐磨性，并减少对工件轴颈的划痕，工件的中心高应正好等于磨头砂轮轴的中心高，否则将会使锥孔母线呈双曲线，影响内锥孔的接触精度。后端的浮动卡头用锥柄装在磨床主轴的锥孔内，工件尾端插于弹性套内，用弹簧将浮动卡头外壳连同工件向左拉，通过钢球压向镶有硬质合金的锥柄端面，限制工件的轴向窜动。采用这种联接方式，可以保证工件支承轴颈的定位精度不受内圆磨床主轴回转误差的影响，也可减少机床本身振动对加工质量的影响。2.2划分加工阶段的理由（1）粗加工时切削余量大，切削力大，切削热及功率消耗都较大，因而工艺系统存在严重的受力变形、热变形及共建内应力变形，要由后续阶段逐步修正；（2）划分加工阶段可合理使用机床设备。粗加工可采用功率大精度一般的机床设备，精加工用相应精度机床，既能发挥机床各自的性能特点，也延长了精密机床的使用寿命；（3）零件工艺过程中插入必要的热处理工序，这样工艺过程以热处理工序为界自然分为上述各阶段，各具不同的特点和目的。如精密主轴加工中，在粗加工后进行时效处理去除应力，半精加工后进行淬火，精加工后进行冰冷处理及低温回火，最后再进行光整加工。此外划分加工阶段还有两个好处：（1）粗加工后可及早发现毛坯缺陷，及时报废或修补，以免继续加工而造成浪费；（2）表面加工要安排在最后，可防止或减少碰坏损伤，只有在自动机床上加工的零件，往往不分阶段，棒料一次安装完成全部粗、精加工2.3工序划分的原则在车床上加工零件，常用的工序的划分原则有两种。 a 保持精度原则 工序一般要求尽可能地集中，粗、精加工通常会在一次装夹中全部完成。为减少热变形和切削力变形对工件的形状、位置精度、尺寸精 度和表面粗糙度的影响，则应将粗、精加工分开进行。 b 提高生产效率原则 为减少换刀次数，节省换刀时间，提高生产效率应将需要用同一把刀加工的加工部位都完成后，再换另一把刀来加工其他部位同时应尽量减少空行程。制定加工顺序一般遵循下列原则：（1）先粗后精 各表面的加工工序按前述从粗到精的加工交叉进行； （2）先主后次 首先着重考虑主要表面的加工顺序，次要表面加工可适当穿插在主要表面加工工序之间；（3）基面先行 零件加工一般在精基准的加工开始，然后加工其它表面和次要表面；（4）先面后孔 一般机器零件，平面所占轮廓尺寸较大，用平面定位比较稳定可靠，因此工艺过程总是先加工平面，在加工孔；2.3.1 CA6140车床主轴主要加工表面加工工序安排 CA6140车床主轴主要加工表面是75h5、80h5、90g5、105h5轴颈，两支承轴颈及大头锥孔。它们加工的尺寸精度在IT5IT6之间，表面粗糙度Ra为0.40.8mm。 主轴加工工艺过程可划分为三个加工阶段，即粗加工阶段（包括铣端面、加工顶尖孔、粗车外圆等）；半精加工阶段（半精车外圆，钻通孔，车锥面、锥孔，钻大头端面各孔，精车外圆等）；精加工阶段（包括精铣键槽，粗、精磨外圆、锥面、锥孔等）。 在机械加工工序中间尚需插入必要的热处理工序，这就决定了主轴加工各主要表面总是循着以下顺序的进行，即粗车调质（预备热处理）半精车精车淬火-回火（最终热处理）粗磨精磨。 综上所述，主轴主要表面的加工顺序安排如下： 外圆表面粗加工（以顶尖孔定位）外圆表面半精加工（以顶尖孔定位）钻通孔（以半精加工过的外圆表面定位）锥孔粗加工（以半精加工过的外圆表面定位，加工后配锥堵）外圆表面精加工（以锥堵顶尖孔定位）锥孔精加工（以精加工外圆面定位）。 当主要表面加工顺序确定后，就要合理地插入非主要表面加工工序。对主轴来说非主要表面指的是螺孔、键槽、螺纹等。这些表面加工一般不易出现废品，所以尽量安排在后面工序进行，主要表面加工一旦出了废品，非主要表面就不需加工了，这样可以避免浪费工时。但这些表面也不能放在主要表面精加工后，以防在加工非主要表面过程中损伤已精加工过的主要表面。 图2.2磨主轴锥孔夹具1弹簧 2钢球 3浮动夹头 4弹性套内 5支架 6底座图2.2 磨主轴锥孔夹具对凡是需要在淬硬表面上加工的螺孔、键槽等，都应安排在淬火前加工。非淬硬表面上螺孔、键槽等一般在外圆精车之后，精磨之前进行加工。主轴螺纹，因它与主轴支承轴颈之间有一定的同轴度要求，所以螺纹安排在以非淬火-回火为最终热处理工序之后的精加工阶段进行，这样半精加工后残余应力所引起的变形和热处理后的变形，就不会影响螺纹的加工精度。2.3.2 CA6140车床主轴加工工艺过程下表列出了CA6140车床主轴的加工工艺过程。 生产类型：大批生产；材料牌号：40Cr号钢；毛坯种类：模锻件 表2.3.2大批生产CA6140车床主轴工艺过程大批生产CA6140车床主轴工艺过程序号工序名称工序内容定位基准设备1备料2锻造模锻立式精锻机3热处理正火4锯头5铣端面钻中心孔毛坯外圆中心孔机床6粗车外圆顶尖孔多刀半自动车床7热处理调质8车大端各部车大端外圆、短锥、端面及台阶顶尖孔卧式车床9车小端各部仿形车小端各部外圆顶尖孔仿形车床10钻深孔钻48mm通孔两端支承轴颈深孔钻床11车小端锥孔车小端锥孔（配120锥堵，涂色法检查接触率50%）两端支承轴颈卧式车床12车大端锥孔车大端锥孔（配莫氏6号锥堵，涂色法检查接触率30%）、外短锥及端面两端支承轴颈卧式车床13钻孔钻大头端面各孔大端内锥孔摇臂钻床14热处理局部高频淬火（90g5、短锥及莫氏6号锥孔）高频淬火设备15精车外圆精车各外圆并切槽、倒角锥堵顶尖孔数控车床16粗磨外圆粗磨75h5、90g5、105h5外圆锥堵顶尖孔组合外圆磨床17粗磨大端锥孔粗磨大端内锥孔（重配莫氏6号锥堵，涂色法检查接触率40%）前支承轴颈及75h5外圆内圆磨床18铣花键铣89f6花键锥堵顶尖孔花键铣床19铣键槽铣12f9键槽80h5及M115mm外圆立式铣床20车螺纹车三处螺纹（与螺母配车）锥堵顶尖孔卧式车床21精磨外圆精磨各外圆及E、F两端面锥堵顶尖孔外圆磨床22粗磨外锥面粗磨两处112外锥面锥堵顶尖孔专用组合磨床23精磨外锥面精磨两处两处112外锥面、D端面及短锥面锥堵顶尖孔专用组合磨床24精磨大端锥孔精磨大端莫氏6号内锥孔（卸堵，涂色法检查接触率70%）前支承轴颈及75h5外圆专用主轴锥孔磨床25钳工端面孔去锐边倒角，去毛刺26检验按图样要求全部检验前支承轴颈及75h5外圆专用检具表2.3.2 大批生产CA6140车床主轴工艺过程2.4轴类零件的材料、毛坏及热处理的选择 2.4.1轴类零件的材料轴类零件材料的选取，主要根据轴的强度、刚度、耐磨性以及制造工艺性而决定，力求经济合理。常用的轴类零件材料有 35、45、50优质碳素钢，以45钢应用最为广泛。对于受载荷较小或不太重要的轴也可用Q235、Q255等普通碳素钢。对于受力较大，轴向尺寸、重量受限制或者某些有特殊要求的可采用合金钢。如40Cr合金钢可用于中等精度，转速较高的工作场合，该材料经调质处理后具有较好的综合力学性能；选用Cr15、65Mn等合金钢可用于精度较高，工作条件较差的情况，这些材料经调质和表面淬火后其耐磨性、耐疲劳强度性能都较好；若是在高速、重载条件下工作的轴类零件，选用20Cr、20CrMnTi、20Mn2B等低碳钢或38CrMoA1A渗碳钢，这些港经渗碳淬火或渗氮处理后，不仅有很高的表面硬度，而且其心部强度也大大提高，因此具有良好的耐磨性、抗冲击韧性和耐疲劳强度的性能。a 球墨铸铁、高强度铸铁由于铸造性能好，且具有减振性能，常在制造外形结构复杂的轴中采用。特别是我国研制的稀土镁球墨铸铁，抗冲击韧性好，同时还具有减摩、吸振，对应力集中敏感性小等优点，已被应用于制造汽车、拖拉机、机床上的重要轴类零件。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范（如调质、正火、淬火等），以获得一定的强度、韧性和耐磨性。 b 40Cr钢是轴类零件的常用材料，它价格便宜经过调质（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，淬火后表面硬度可达4552HRC。 c 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。 d 轴承钢GCr15和弹簧钢65Mn，经调质和表面高频淬火后，表面硬度可达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。 精密机床的主轴（例如磨床砂轮轴、坐标镗床主轴）可选用38CrMoAIA氮化钢。这种钢经调质和表面氮化后，不仅能获得很高的表面硬度，而且能保持较软的芯部，因此耐冲击韧性好。与渗碳淬火钢比较，它有热处理变形很小，硬度更高的特性。2.4.2零件的毛坏轴类零件的毛坯常见的有型材（圆棒料）和锻件。大型的，外形结构复杂的轴也可采用铸件。内燃机中的曲轴一般均采用铸件毛坯。 型材毛坯分热轧或冷拉棒料，均适合于光滑轴或直径相差不大的阶梯轴。 锻件毛坯经加热锻打后，金属内部纤维组织沿表面分布，因而有较高的抗拉、抗弯及抗扭转强度，一般用于重要的轴。2.4.3轴类零件的热处理 机械零件常用的热处理工艺有：退火正火、调质、时效、淬火、回火、渗碳及氮化等。下面简单介绍一下本课题涉及到的一些热处理及其作用。 （1）退火和正火：目的是改善切削加工性能和消除毛坯内应力。含碳量大于0.7%的碳钢和合金钢，为降低硬度便于切削常采用退火；含碳量低于0.3%的低碳钢和低合金钢，为避免硬度过低切削时粘刀而采用正火以提高硬度。退火和正火尚能细化晶粒，均匀组织，为以后的热处理做好组织准备。退火和正火常安排在毛坯制造之后粗加工之前。 （2）调质：调质能获得均匀细致的索氏体组织，为以后表面淬火和氮化时减少变形作好组织准备，因此调质可作好预备热处理工序。但由于调质后零件的综合力学性能较好，对某些硬度和耐磨性要求不高的零件，也可作为最终的热处理工序。调质处理常置于粗加工之后和半精加工之前。 （3）淬火：淬火分为整体淬火和表面淬火两种，其中表面淬火因变形、氮化及脱碳较小而应用较多。为提高表面淬火零件的心部性能和获得马氏体的表层淬火组织，常需预先进行调制及正火处理。淬火一般安排在半精加工后精加工之前。3 工件的装夹3.1 定位基准的选择3.1.1 CA6140车床主轴加工定位基准的选择 主轴加工中，为了保证各主要表面的相互位置精度，选择定位基准时，应遵循基准重合、基准统一和互为基准等重要原则，并能在一次装夹中尽可能加工出较多的表面。 由于主轴外圆表面的设计基准是主轴轴心线，根据基准重合的原则考虑应选择主轴两端的顶尖孔作为精基准面。用顶尖孔定位，还能在一次装夹中将许多外圆表面及其端面加工出来，有利于保证加工面间的位置精度。所以主轴在粗车之前应先加工顶尖孔。 为了保证支承轴颈与主轴内锥面的同轴度要求，宜按互为基准的原则选择基准面。如车小端120锥孔和大端莫氏6号内锥孔时， 以与前支承轴颈相邻而它们又是用同一基准加工出来的外圆柱面为定位基准面（因支承轴颈系外锥面不便装夹）；在精车各外圆（包括两个支承轴颈）时，以前、后锥孔内所配锥堵的顶尖孔为定位基面；在粗磨莫氏6号内锥孔时，又以两圆柱面为定位基准面；粗、精磨两个支承轴颈的112锥面时，再次用锥堵顶尖孔定位；最后精磨莫氏6号锥孔时，直接以精磨后的前支承轴颈和另一圆柱面定位。定位基准每转换一次，都使主轴的加工精度提高一步。 工序名称划线加工中心孔中心孔粗车外圆夹一端，托另一端钻深孔两端锥堵中心孔半精车和精车两端锥堵中心孔粗、精磨外锥两端锥堵中心孔粗、精磨外圆两端锥堵中心孔粗、精磨锥孔两支撑轴颈外表面或靠近两支撑轴颈的外园表面表3.1 不同加工阶段基准面的选择3.2零件的定位装夹装夹方法:两端锥堵中心孔。3.2.1改进工件的装夹方法粗加工时，由于切削余量大，工件受的切削力也大，采用卡顶法，尾座顶尖采用弹性顶尖，可以使工件在轴向自由伸长。但是，由于顶尖弹性的限制，轴向伸长量也受到限制，因而顶紧力不是很大。在高速、大用量切削时，有使工件脱离顶尖的危险。采用卡拉法可避免这种现象的产生。精车时，采用双顶尖法（此时尾座应采用弹性顶尖）有利于提高精度，其关键是提高中心孔精度。a采用跟刀架跟刀架是车削细长轴极其重要的附件。采用跟刀架能抵消加工时径向切削分力的影响，从而减少切削振动和工件变形，但必须注意仔细调整，使跟刀架的中心与机床顶尖中心保持一致。b采用反向进给车削细长轴时，常使车刀向尾座方向作进给运动（此时应安装卡拉工具），这样刀具施加于工件上的进给力方向朝向尾座，因而有使工件产生轴向伸长的趋势，而卡拉工具大大减少了由于工件伸长造成的弯曲变形。c采用车削细长轴的车刀车削细长轴的车刀一般前角和主偏角较大，以使切削轻快，减小径向振动和弯曲变形。粗加工用车刀在前刀面上开有断屑槽，使断屑容易。精车用刀常有一定的负刃倾角，使切屑流向待加工面。3.2.2本题采用的装夹方法图3.1 锥堵与锥套心轴 a) 锥堵 b) 锥套心轴图3.1 锥堵与锥套心轴主轴外圆表面的加工，应该以顶尖孔作为统一的定位基准。但在主轴的加工过程中，随着通孔的加工，作为定位基准面的中心孔消失，工艺上常采用带有中心孔的锥堵塞到主轴两端孔中，如图3.1所示，让锥堵的顶尖孔起附加定位基准的作用。 4 零件的加工顺序及切削用量4.1加工顺序及刀具选择a 加工顺序按由粗到精、由近到远（由右到左）的原则确定。即先粗车（留0.25精车余量），然后从右到左进行精车，最后车削螺纹.从右到左进行。 b 刀具的使用寿命除与刀具材料相关外，还与刀具的直径有很大的关系。刀具直径越大，能承受的切削用量也越大。所以在零件形状允许的情况下，采用尽可能大的刀具直径是延长刀具寿命，提高生产率的有效措施。数控车削常用的刀具一般分为3类。即尖形车刀、圆弧形车刀和成型车刀。 (1)尖形车刀 以直线形切削刃为特征的车刀一般称为尖形车刀。其刀尖由直线性的主、副切削刃构成，如外圆偏刀、端面车刀等。这类车刀加工零件时，零件的轮廓形状主要由一个独立的刀尖或一条直线形主切削刃位移后得到。 (2)圆弧形车刀 除可车削内外圆表面外，特别适宜于车削各种光滑连接的成型面。其特征为：构成主切削刃的刀刃形状为一圆度误差或线轮廓误差很小的圆弧，该圆弧刃的每一点都是圆弧形车刀的刀尖，因此刀位点不在圆弧上，而在该圆弧的圆心上。 (3)成型车刀 即所加工零件的轮廓形状完全由车刀刀刃的形状和尺寸决定。数控车削加工中，常用的成型车刀有小半径圆弧车刀、车槽刀和螺纹车刀等。为了减少换刀时间和方便对刀，便于实现机械加工的标准化。数控车削加工中，应尽量采用机夹可转位式车刀。4.2刀具的选择 选用5中心钻钻削中心孔。粗车及平端面选用900硬质合金右偏刀，为防止副后刀面与工件轮廓干涉（可用作图法检验），副偏角不宜太小，选=35 0。精车选用900硬质合金右偏刀，车螺纹选用硬质合金600外螺纹车刀，刀尖圆弧半径应小于轮廓最小圆角半径，取r=0.150.2。4.3切削用量的确定切削用量的选择原则是：保证零件加工精度和表面粗糙度，充分发挥刀具切削性能，保证合理的刀具耐用度；并充分发挥机床的性能，最大限度提高生产率，降低成本。主轴转速的确定 主轴转速应根据允许的切削速度和工件（或刀具）直径来选择。根据本例中零件的加工要求，考虑工件材料为铝件，刀具材料为高建工具钢，粗加工选择转速600r/min,精加工选择800r/min车削外圆，考虑细牙螺纹切削力不大，采用400r/min来车螺纹，而内孔由于刚性较差，采用粗车400 r/min，比较容易达到加工要求，切槽的切削刀较大，采用200 r/min更稳妥。背吃刀量确定背吃刀量根据机床、工件和刀具的刚度来决定，在刚度允许的条件下，应尽可能使背吃刀量等于工件的加工余量(除去精车量)，这样可以减少走刀次数，提高生产效率。为了保证加工表面质量，可留少量精加工余量，一般0.2-0.4mm。本例中，背吃刀量的选择大致为下表4.1： 粗 精 外圆 1.5-2(mm)0.2-0.4(mm)内孔 1-1.5(mm)0.1-0.3(mm)螺纹 随进刀次数依次减少 槽 根据刀宽，分两次进行 表4.1 背吃刀量的选择总之，切削用量的具体数值应根据机床性能、相关的手册并结合实际经验用类比方法确定。同时，使主轴转速、切削深度及进给速度三者能相互适应，以形成最佳切削用量。 切削用量的选择原则，合理选用切削用量对提高车床的加工质量至关重要。确定车床的切削用量时一定要根据机床说明书中规定的要求，以及刀具的耐用度去选择，也可结合实际经验采用类比法来确定。一般的选择原则是：粗车时，首先考虑在机床刚度允许的情况下选择尽可能大的背吃刀量ap；其次选择较大的进给量f；最后再根据刀具允许的寿命确定一个合适的切削速度。增大背吃刀量可减少走刀次数，提高加工效率，增大进给量有利于断屑。精车时，应着重考虑如何保证加工质量，并在此基础上尽量提高加工效率，因此宜选用较小的背吃刀量和进给量，尽可能地提高加工速度。主轴转速S(r/min)可根据切削速度(mm/min)由公式S=1000D(D为工件或刀具直径mm)计算得出，也可以查表或根据实践经验确定。 背吃刀量的选择 轮廓粗车循环时选ap=3 ，精车ap=0.25；螺纹粗车时选ap= 0.4 ，逐刀减少，精车ap=0.1。 主轴转速的选择 车直线和圆弧时，选粗车切削速度vc=90m/min、精车切削速度vc=120m/min，然后利用公式vc=dn/1000计算主轴转速n（粗车直径D=60 ，精车工件直径取平均值）：粗车500r/min、精车1200 r/min。车螺纹时，参照式（5-1）计算主轴转速n =320 r/min。 进给速度的选择 选择粗车、精车每转进给量，再根据加工的实际情况确定粗车每转进给量为0.4/r，精车每转进给量为0.15/r，最后根据公式vf = nf计算粗车、精车进给速度分别为200 /min和180 /min。4.4加工精度（1）尺寸精度 轴类零件的尺寸精度主要指轴的直径尺寸精度和轴长尺寸精度。按使用要求，主要轴颈直径尺寸精度通常为IT6-IT9级，精密的轴颈也可达IT5级。轴长尺寸通常规定为公称尺寸，对于阶梯轴的各台阶长度按使用要求可相应给定公差。 （2）几何精度 轴类零件一般是用两个轴颈支撑在轴承上，这两个轴颈称为支撑轴颈，也是轴的装配基准。除了尺寸精度外，一般还对支撑轴颈的几何精度（圆度、圆柱度）提出要求。对于一般精度的轴颈，几何形状误差应限制在直径公差范围内，要求高时，应在零件图样上另行规定其允许的公差值。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）。（3）相互位置精度 轴类零件中的配合轴颈（装配传动件的轴颈）相对于支撑轴颈间的同轴度是其相互位置精度的普遍要求。通常普通精度的轴，配合精度对支撑轴颈的径向圆跳动一般为0.01-0.03mm，高精度轴为0.001-0.005mm。 此外，相互位置精度还有内外圆柱面的同轴度，轴向定位端面与轴心线的垂直度要求等。（4）表面粗糙度 根据机械的精密程度，运转速度的高低，轴类零件表面粗糙度要求也不相同。一般情况下，支撑轴颈的表面粗糙度 Ra值为0.63-0.16 m ；配合轴颈的表面粗糙度Ra值为2.5-0.63 m。一般与传动件相配合的轴径表面粗糙度为Ra2.50.63m，与轴承相配合的支承轴径的表面粗糙度为Ra0.630.16m。结论机床作为一种高效率的设备，欲充分发挥其高性能、高精度和高自动化的特点，除了必须掌握机床的性能、特点及操作方法外，还应在工艺分析和确定合理的加工工艺，并且设计出最好的加工方案。实际加工中，操作者只有具备较强的加工工艺分析能力和丰富的实践技能，并且严格按照加工工艺来操作，考虑到加工中会出现的各种精度、误差，尺寸，热处理等情况，做好充分合理的应对方法，才能保证加工出高质量的工件。致谢非常感谢校领导和教员，给咱们创造了一个学习的时机，让我在毕业的最后一段时间里学到了很多常识, 本次的预设是三年来学习过程当中涵盖面最广的一次预设，它不仅体现了咱们对预设思虑，更重要的是对咱们三年来所学常识应用到了实践，使我晓得了在今后预设过程当中的一般步骤和要领，颠末这几个月的紧张的毕业预设,使我在理论和下手能力上都有了进一步的提高。通过本课题让我对自己的学习得到肯定，同时在研讨中也发现了自己的不足。激起了我对自己专业知识的渴望，也检测出了我在校的学习与掌握，并且很好的让我了解到自己对知识和技术应用的欠缺。 此次毕业预设的顺利完成离不开指导教员的大力撑持,在这里，我特别要感谢我的指导教员，是他将最新的毕业预设信息报信给咱们，并且在本身紧张的工作中，还只管即便抽出时间体贴咱们的预设进度环境，督促咱们抓紧学习。在全般预设中，用到了以前所学的常识，最开始指导老师就教给了咱们碰到问题，如何去分析问题、处理完成问题的要领，使咱们得益非浅，从确定预设题目迄今完成毕业预设论文的过程当中，尤其是在课题预设的前期筹办工作和预设的过程当中，指导老师提出了许许多多名贵的预设意见，在短暂的相处时间里，渊博的常识、敏感的思路和脚结壮地的工作风纪给我留下了深刻的印象，这也将对我不长的工作，起到很大的鼓舞效用，将使得我终身得益，谨此向指导老师抒发我发自内心的感谢和崇高的敬意！ 在此，还要作者感谢机电系所有教员，正是由于他们的鼓励和撑持，才使作者不畏坚苦，迎难而上，不断地克服一个又一个的坚苦，直到毕业预设的尘埃落定。此次毕业预设不单单是我对本身所学的常识进行了强化,更重要的是我在此基础上有学到了许多新的常识,对以前不太懂得的、不太理解的也都认识了许多。最后，发自内心感谢机电学院和教员多年来的辛劳造就和教诲参考文献1李华编 机械制造技术. 高等教育出版社，2006.年2张超编 金属切削刀具.上海科学技术出版社，1993.年3乔世民编 机械制造基础.高等教育出版社，2003.年4王公安编 车工工艺学.中国劳动社会保障出版社,2005.年