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1、 继续教育学院毕业设计（论文） 题目：CA6140主轴加工工艺分析 院、系（站）：西安机电信息技术学院机电工程系 学科专业： 数控加工和维护 学 生： 刘党路 学 号： 指导老师： 杨双 10月 继续教育学院毕业设计（论文） 题目：CA6140主轴加工
2、工艺分析 院、系（站）：西安机电信息技术学院机电工程系 学科专业： 数控加工和维护 学 生： 刘党路 学 号： 指导老师： 杨双 10月 主轴加工工艺分析 摘要 主轴是车床关键零件之一,其性能好坏直接影响到车床性能和加工精度.轴支持车床卡盘转动，是转动零件含有确定工作位置，同时传
3、输运动和扭矩，所以要求轴材质含有较高刚性、疲惫强度和良好耐磨性能。车床主轴作用是将活塞往复直线运动经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输出。 本课题仅CA6140型车床主轴加工工艺分析。工艺路线确实定是工艺规程制订中关键阶段，是工艺规程制订总体设计。所撰写工艺路线合理是否，不仅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
4、分析 （3) 2.1.1零件图工艺分析 （3) 2.1.2零件组成 （4) 2.1.3主轴各关键部分作用及技术要求 （4) 2.1.4主轴加工关键点和方法 （5) 2.2划分加工阶段理由 （6) 2.3工序划分标准 (7) 2.3.1 CA6140车床主轴关键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轴类零件材料、毛坏及热处理选择 (11) 2.4.1轴类零件材料 (11) 2.4.2零件毛坏 (12) 2.4.3类零件热处理 (12) 3 工件装夹 (14) 3.1 定位基准选择 (14) 3.1.1 CA614
5、0车床主轴加工定位基准选择 (14) 3.2 零件定位装夹 (15) 3.2.1改善工件装夹方法 (15) 3.2.2本题采取装夹方法 (16) 4 零件加工次序及切削用量 (17) 4.1加工次序及刀具选择 (17) 4.2刀具选择 (17) 4.3切削用量确实定 (17) 4.4加工精度 (20) 结论 (21) 致谢词 (22) 参考文件 (23) 1 绪论 毕业设计在我们学完大学全部基础课、技术基础课以后进行，这是我们在进行毕业设计对所学各课程深入综合性总复习，也是一次理论联络实际训练，所以，它在我们大学生活中占相关键地位。另外在做完
6、这次毕业设计以后，我得到一次在毕业工作前综合性训练，我在想我能在下面几方面得到锻炼： （1）利用机械制造工艺学课程中基础理论和在生产实习中学到实践知识，正确地处理一个零件在加工中定位，夹紧和工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，确保零件加工质量。 （2）提升结构设计能力。经过设计夹具训练，取得依据被加工零件加工要求，设计出高效，省力，经济合理而能确保加工质量夹具能力。 （3）学会使用手册和图表资料。掌握和本设计相关多种资料名称，出处，能够做到熟练利用。 就我个人而言，我期望经过这次毕业设计对自己未来将从事工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己发觉问题、分析问题和处理问题能力。
7、所以，提升机械加工零件质量和精度是很关键，机械车削加工质量和精度提升有利于加工行业整体水平、地位发展和提升。 1.1轴类零件简单介绍 实际中，零件结构千差万别，但其基础几何组成不外是外圆、内孔、平面、螺纹、齿面、曲面等。极少有零件是由单一经典表面所组成，往往是由部分经典表面复合而成，其加工方法较单一经典表面加工复杂，是经典表面加工方法综合应用。 轴是机械加工中常见经典零件之一。它在机械中关键用于支承齿轮、带轮、凸轮和连杆等传动件，以传输扭矩。按结构形式不一样，轴能够分为阶梯轴、锥度心轴、光轴、空心轴、曲轴、凸轮轴、偏心轴、多种丝杠等其中阶梯传动轴应用较广，其加工工艺能较全方面地反应轴
8、类零件加工规律和共性。本课题是围绕常见CA6140主轴，来简述轴类零件加工工艺和加工方法。 1.2主轴图样 图1.1 CA6140主轴图样 2 零件加工工艺分析 2.1零件图分析 零件图分析是制订数控车削工艺首要任务。关键进行尺寸标注方法分析、轮廓几何要素分析和精度和技术要求分析。另外还应分析零件结构和加工要求合理性，选择工艺基准。 经典轴类零件图1-1所表示，零件材料为40Cr，经过铸造和正火处理，对该零件进行车削工艺分析。 2.1.1零件图工艺分析 a 尺寸标注方法分析 零件图上尺寸标注方法应适应车床加工特点，以同一基准标注尺寸或直接给出坐标尺寸
9、这种标注方法有利于设计基准、工艺基准、测量基准。假如零件图上各方向尺寸没有统一设计基准，可考虑在不影响零件精度前提下选择统一工艺基准。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 该零件轮廓没有大浮动改变，有利于一次装夹定位加工，且测量比较方便简练，在加工中要数次进行热处理，制订对应夹含有利于在不影响精度条件下进行有序加工。 c 精度和技术要求分析 对被加工零件精度和技术进行分析，是零件工艺性分析关键内容，只有在分析零件尺寸精度和表面粗糙度基础上，才能正确合理地选择加工方法、装夹方法、刀具及切削用量等。其关键内容包含：分析精度及各项技术要求是否齐全、是否合理；分
10、析本工序车削加工精度能否达成图纸要求，若达不到，许可采取其它加工方法填补时，应给后续工序留有余量；对图纸上有位置精度要求表面，应确保在一次装夹下完成；对表面粗糙度要求较高表面，应采取恒线速度切削（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、传动件圆柱、圆锥面，安装滑动齿轮花键，安装卡盘及顶尖内外圆锥面，联接紧固螺母螺旋面，经过棒料深孔等零件材料为40Cr钢，有热处理和硬度要求。 经过上述分析，可采取以下几点工艺方法： a对图样上给定多个精度要求较高尺寸，因其公差数值较大，在加工时需
11、而全部取其基础尺寸即可。 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轮廓曲线，所以在加工时应进行机械间隙赔偿，以确保轮廓曲线正确性。 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φ120㎜棒料。 2.1.3主轴各关键部分作用及技术要求 ⑴ 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1∶12锥面接触率≥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，是主轴部件装配基准面，所以它制造精度直接影响到主轴部件回
12、转精度。 ⑵ 端部锥孔 主轴端部内锥孔（莫氏6号）对支承轴颈A、B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45~50HRC。该锥孔是用来安装顶尖或工具锥柄，其轴心线必需和两个支承轴颈轴心线严格同轴，不然会使工件（或工具）产生同轴度误差。 ⑶ 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。它是安装卡盘定位面。为确保卡盘定心精度，该圆锥面必需和支承轴颈同轴，而端面必需和主轴回转中心垂直。 ⑷ 空套齿轮轴颈 空套齿轮轴颈对支
13、承轴颈A、B径向圆跳动公差为0.015 mm。因为该轴颈是和齿轮孔相配合表面，对支承轴颈应有一定同轴度要求，不然引发主轴传动啮合不良，当主轴转速很高时，还会影响齿轮传动平稳性并产生噪声。 ⑸ 螺纹 主轴上螺旋面误差是造成压紧螺母端面跳动原因之一，所以应控制螺纹加工精度。当主轴上压紧螺母端面跳动过大时，会使被压紧滚动轴承内环轴心线产生倾斜，从而引发主轴径向圆跳动。 2.1.4主轴加工关键点和方法 主轴加工关键问题是怎样确保主轴支承轴颈尺寸、形状、位置精度和表面粗糙度，主轴前端内、外锥面形状精度、表面粗糙度和它们对支承轴颈位置精度。 主轴支承轴颈尺寸精度、形状精度和表面粗糙度要求，能够采
14、取精密磨削方法确保。磨削前应提升精基准精度。 确保主轴前端内、外锥面形状精度、表面粗糙度一样应采取精密磨削方法。为了确保外锥面相对支承轴颈位置精度，和支承轴颈之间位置精度，通常采取组合磨削法，在一次装夹中加工这些表面，图2-1所表示。机床上有两个独立砂轮架，精磨在两个工位上进行，工位Ⅰ精磨前、后轴颈锥面，工位Ⅱ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位置精度是靠采取支承轴颈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确保。以支承轴颈作为定位基准加工内锥面，符合基准重合标准。在精磨前端锥孔之前，应使作为定位基准支承轴颈
15、A、B达成一定精度。主轴锥孔磨削通常采取专用夹具，图3所表示。 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两段轴颈放在支架两个V形块上，V形块镶有硬质合金，以提升耐磨性，并降低对工件轴颈划痕，工件中心高应恰好等于磨头砂轮轴中心高，不然将会使锥孔母线呈双曲线，影响内锥孔接触精度。后端浮动卡头用锥柄装在磨床主轴锥孔内，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，经过钢球压向镶有硬质合金锥柄端面，限制工件轴向窜动。采取这种联接方法，能够确保工件支承轴颈定位精度不受内圆磨床主轴回转误差影响，也可降低机床本身振动对加工质量影响。 2.2划分加工
16、阶段理由 （1）粗加工时切削余量大，切削力大，切削热及功率消耗全部较大，所以工艺系统存在严重受力变形、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。粗加工可采取功率大精度通常机床设备，精加工用对应精度机床，既能发挥机床各自性能特点，也延长了精密机床使用寿命； （3）零件工艺过程中插入必需热处理工序，这么工艺过程以热处理工序为界自然分为上述各阶段，各具不一样特点和目标。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，精加工后进行冰凉处理及低温回火，最终再进行光整加工。 另外划分加工阶段还有两个好处： （1）粗加工后可及早发觉
17、毛坯缺点，立即报废或修补，以免继续加工而造成浪费； （2）表面加工要安排在最终，可预防或降低碰坏损伤，只有在自动机床上加工零件，往往不分阶段，棒料一次安装完成全部粗、精加工 2.3工序划分标准 在车床上加工零件，常见工序划分标准有两种。 a 保持精度标准 工序通常要求尽可能地集中，粗、精加工通常会在一次装夹中全部完成。 为降低热变形和切削力变形对工件形状、位置精度、尺寸精 度和表面粗糙度影响，则应将粗、精加工分开进行。 b 提升生产效率标准 为降低换刀次数，节省换刀时间，提升生产效率 应将需要用同一把刀加工加工部位全部完成后，再换另一把刀来加工其它部
18、位 同时应尽可能降低空行程。 制订加工次序通常遵照下列标准 ： （1）先粗后精 各表面加工工序按前述从粗到精加工交叉进行； （2）先主后次 首先着重考虑关键表面加工次序，次要表面加工可合适穿插在关键表面加工工序之间； （3）基面先行 零件加工通常在精基准加工开始，然后加工其它表面和次要表面； （4）先面后孔 通常机器零件，平面所占轮廓尺寸较大，用平面定位比较稳定可靠，所以工艺过程总是先加工平面，在加工孔； 2.3.1 CA6140车床主轴关键加工表面加工工序安排 CA6140车床主轴关键加工表面是Ø75h5、Ø80h5、Ø90g5、Ø105h5轴颈，两支承轴颈及大头
19、锥孔。它们加工尺寸精度在IT5~IT6之间，表面粗糙度Ra为0.4~0.8mm。 主轴加工工艺过程可划分为三个加工阶段，即粗加工阶段（包含铣端面、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（包含精铣键槽，粗、精磨外圆、锥面、锥孔等）。 在机械加工工序中间尚需插入必需热处理工序，这就决定了主轴加工各关键表面总是循着以下次序进行，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。 总而言之，主轴关键表面加工次序安排以下： 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
20、位）→钻通孔（以半精加工过外圆表面定位）→锥孔粗加工（以半精加工过外圆表面定位，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）。 当关键表面加工次序确定后，就要合理地插入非关键表面加工工序。对主轴来说非关键表面指是螺孔、键槽、螺纹等。这些表面加工通常不易出现废品，所以尽可能安排在后面工序进行，关键表面加工一旦出了废品，非关键表面就不需加工了，这么能够避免浪费工时。但这些表面也不能放在关键表面精加工后，以防在加工非关键表面过程中损伤已精加工过关键表面。
21、 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 对通常需要在淬硬表面上加工螺孔、键槽等，全部应安排在淬火前加工。非淬硬表面上螺孔、键槽等通常在外圆精车以后，精磨之前进行加工。主轴螺纹，因它和主轴支承轴颈之间有一定同轴度要求，所以螺纹安排在以非淬火-回火为最终热处理工序以后精加工阶段进行，这么半精加工后残余应力所引发变形和热处理后变形，就不会影响螺纹加工精度。 2.3.2 CA6140车床主轴加工工艺过程 下表列出了CA6140车床主轴加工工艺过程。 生产类型：大批生产
22、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 铸造 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 1
23、0 钻深孔 钻Ø48mm通孔 两端支承轴颈 深孔钻床 11 车小端锥孔 车小端锥孔（配1∶20锥堵，涂色法检验接触率≥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，涂色法检验接触率≥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（Ø90g5、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Ø75h5、Ø90g5、Ø105h5外圆 锥堵顶尖孔 组合
24、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，涂色法检验接触率≥40%） 前支承轴颈及Ø75h5外圆 内圆磨床 18 铣花键 铣Ø89f6花键 锥堵顶尖孔 花键铣床 19 铣键槽 铣12f9键槽 Ø80h5及M115mm外圆 立式铣床 20 车螺纹 车三处螺纹（和螺母配车） 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1∶12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1∶12外锥面、D端面及短锥面 锥堵顶尖孔 专用组合
25、磨床 24 精磨大端锥孔 精磨大端莫氏6号内锥孔（卸堵，涂色法检验接触率≥70%） 前支承轴颈及Ø75h5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Ø75h5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轴类零件材料、毛坏及热处理选择 2.4.1轴类零件材料 轴类零件材料选择，关键依据轴强度、刚度、耐磨性和制造工艺性而决定，努力争取经济合理。 常见轴类零件材料有 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关键轴也可用Q235
26、Q255等一般碳素钢。对于受力较大，轴向尺寸、重量受限制或一些有特殊要求可采取合金钢。如40Cr合金钢可用于中等精度，转速较高工作场所，该材料经调质处理后含有很好综协力学性能；选择Cr15、65Mn等合金钢可用于精度较高，工作条件较差情况，这些材料经调质和表面淬火后其耐磨性、耐疲惫强度性能全部很好；若是在高速、重载条件下工作轴类零件，选择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，不仅有很高表面硬度，而且其心部强度也大大提升，所以含有良好耐磨性、抗冲击韧性和耐疲惫强度性能。 a 球墨铸铁、高强度铸铁因为铸造性能好，且含有减振性能
27、常在制造外形结构复杂轴中采取。尤其是中国研制稀土——镁球墨铸铁，抗冲击韧性好，同时还含有减摩、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、机床上关键轴类零件。 轴类零件应依据不一样工作条件和使用要求选择不一样材料并采取不一样热处理规范（如调质、正火、淬火等），以取得一定强度、韧性和耐磨性。 b 40Cr钢是轴类零件常见材料，它价格廉价经过调质（或正火）后，可得到很好切削性能，而且能取得较高强度和韧性等综合机械性能，淬火后表面硬度可达45~52HRC。 c 40Cr等合金结构钢适适用于中等精度而转速较高轴类零件，这类钢经调质和淬火后，含有很好综合机械
28、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50~58HRC，并含有较高耐疲惫性能和很好耐磨性能，可制造较高精度轴。 精密机床主轴（比如磨床砂轮轴、坐标镗床主轴）可选择38CrMoAIA氮化钢。这种钢经调质和表面氮化后，不仅能取得很高表面硬度，而且能保持较软芯部，所以耐冲击韧性好。和渗碳淬火钢比较，它有热处理变形很小，硬度更高特征。 2.4.2零件毛坏 轴类零件毛坯常见有型材（圆棒料）和锻件。大型，外形结构复杂轴也可采取铸件。内燃机中曲轴通常均采取铸件毛坯。 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阶梯轴。
29、 锻件毛坯经加热锻打后，金属内部纤维组织沿表面分布，所以有较高抗拉、抗弯及抗扭转强度，通常见于关键轴。 2.4.3轴类零件热处理 机械零件常见热处理工艺有：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包含到部分热处理及其作用。 （1）退火和正火：目标是改善切削加工性能和消除毛坯内应力。含碳量大于0.7%碳钢和合金钢，为降低硬度便于切削常采取退火；含碳量低于0.3%低碳钢和低合金钢，为避免硬度过低切削时粘刀而采取正火以提升硬度。退火和正火尚能细化晶粒，均匀组织，为以后热处理做好组织准备。退火和正火常安排在毛坯制造以后粗加工之
30、前。 （2）调质：调质能取得均匀细致索氏体组织，为以后表面淬火和氮化时降低变形作好组织准备，所以调质可作好预备热处理工序。但因为调质后零件综协力学性能很好，对一些硬度和耐磨性要求不高零件，也可作为最终热处理工序。调质处理常置于粗加工以后和半精加工之前。 （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。为提升表面淬火零件心部性能和取得马氏体表层淬火组织，常需预优异行调制及正火处理。淬火通常安排在半精加工后精加工之前。 3 工件装夹 3.1 定位基准选择 3.1.1 CA6140车床主轴加工定位基准选择 主轴加工中
31、为了确保各关键表面相互位置精度，选择定位基按时，应遵照基准重合、基准统一和互为基准等关键标准，并能在一次装夹中尽可能加工出较多表面。 因为主轴外圆表面设计基准是主轴轴心线，依据基准重合标准考虑应选择主轴两端顶尖孔作为精基准面。用顶尖孔定位，还能在一次装夹中将很多外圆表面及其端面加工出来，有利于确保加工面间位置精度。所以主轴在粗车之前应先加工顶尖孔。 为了确保支承轴颈和主轴内锥面同轴度要求，宜按互为基准标准选择基准面。如车小端1∶20锥孔和大端莫氏6号内锥孔时， 以和前支承轴颈相邻而它们又是用同一基准加工出来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（包含两个支承
32、轴颈）时，以前、后锥孔内所配锥堵顶尖孔为定位基面；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1∶12锥面时，再次用锥堵顶尖孔定位；最终精磨莫氏6号锥孔时，直接以精磨后前支承轴颈和另一圆柱面定位。定位基准每转换一次，全部使主轴加工精度提升一步。 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外园表面 表3.1 不一样加工阶段基准面选择 3.2
33、 零件定位装夹 装夹方法:两端锥堵中心孔。 3.2.1改善工件装夹方法 粗加工时，因为切削余量大，工件受切削力也大，采取卡顶法，尾座顶尖采取弹性顶尖，能够使工件在轴向自由伸长。不过，因为顶尖弹性限制，轴向伸长量也受到限制，所以顶紧力不是很大。在高速、大用量切削时，有使工件脱离顶尖危险。采取卡拉法可避免这种现象产生。 精车时，采取双顶尖法（此时尾座应采取弹性顶尖）有利于提升精度，其关键是提升中心孔精度。 a采取跟刀架 跟刀架是车削细长轴极其关键附件。采取跟刀架能抵消加工时径向切削分力影响，从而降低切削振动和工件变形，但必需注意仔细调整，使跟刀架中心和机床顶尖中心保持一致。 b采取
34、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），这么刀具施加于工件上进给力方向朝向尾座，所以有使工件产生轴向伸长趋势，而卡拉工具大大降低了因为工件伸长造成弯曲变形。 c采取车削细长轴车刀 车削细长轴车刀通常前角和主偏角较大，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，使断屑轻易。精车用刀常有一定负刃倾角，使切屑流向待加工面。 3.2.2本题采取装夹方法 图3.1 锥堵和锥套心轴 a) 锥堵 b) 锥套心轴 图3.1 锥堵和锥套心轴 主轴外圆表面加工，应该以顶尖孔作为统一定位基准。但在主轴加工过程中，伴随通孔加
35、工，作为定位基准面中心孔消失，工艺上常采取带有中心孔锥堵塞到主轴两端孔中，图3.1所表示，让锥堵顶尖孔起附加定位基准作用。 4 零件加工次序及切削用量 4.1加工次序及刀具选择 a 加工次序按由粗到精、由近到远（由右到左）标正确定。即先粗车（留0.25㎜精车余量），然后从右到左进行精车，最终车削螺纹.从右到左进行。 b 刀具使用寿命除和刀具材料相关外，还和刀具直径有很大关系。刀具直径越大，能承受切削用量也越大。所以在零件形状许可情况下，采取尽可能大刀具直径是延长刀具寿命，提升生产率有效方法。数控车削常见刀具通常分为3类。即尖形车刀、圆弧形车刀和成型车刀。 (1)尖形
36、车刀 以直线形切削刃为特征车刀通常称为尖形车刀。其刀尖由直线性主、副切削刃组成，如外圆偏刀、端面车刀等。这类车刀加工零件时，零件轮廓形状关键由一个独立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，尤其适宜于车削多种光滑连接成型面。其特征为：组成主切削刃刀刃形状为一 圆度误差或线轮廓误差很小圆弧，该圆弧刃每一点全部是圆弧形车刀刀尖，所以刀位点不在圆弧上，而在该圆弧圆心上。 (3)成型车刀 即所加工零件轮廓形状完全由车刀刀刃形状和尺寸决定。数控车削加工中，常见成型车刀有小半径圆弧车刀、车槽刀和螺纹车刀等。为了降低换刀时间和方便对刀，便于实现机械加
37、工标准化。数控车削加工中，应尽可能采取机夹可转位式车刀。 4.2刀具选择 ①选择φ5㎜中心钻钻削中心孔。 ②粗车及平端面选择900硬质合金右偏刀，为预防副后刀面和工件轮廓干涉（可用作图法检验），副偏角不宜太小，选κ=35 0。 ③精车选择900硬质合金右偏刀，车螺纹选择硬质合金600外螺纹车刀，刀尖圆弧半径应小于轮廓最小圆角半径，取rε=0.15～0.2㎜。 4.3切削用量确实定 切削用量选择标准是：确保零件加工精度和表面粗糙度，充足发挥刀具切削性能，确保合理刀具耐用度；并充足发挥机床性能，最大程度提升生产率，降低成本。 ａ主轴转速确实定 主轴转速应依据许可切削速度和
38、工件（或刀具）直径来选择。依据本例中零件加工要求，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，采取400r/min来车螺纹，而内孔因为刚性较差，采取粗车400 r/min，比较轻易达成加工要求，切槽切削刀较大，采取200 r/min更稳妥。 ｃ背吃刀量确定 背吃刀量依据机床、工件和刀具刚度来决定，在刚度许可条件下，应尽可能使背吃刀量等于工件加工余量(除去精车量)，这么能够降低走刀次数，提升生产效率。为了确保加工表面质量，可留少许精加工余量，通常0.2-0.4mm。本例中，背吃刀量选择大致为下表4.1：
39、 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 随进刀次数依次降低 槽 依据刀宽，分两次进行 表4.1 背吃刀量选择 总而言之，切削用量具体数值应依据机床性能、相关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，以形成最好切削用量。 切削用量选择标准，合理选择切削用量对提升车床加工质量至关关键。确定车床切削用量时一定要依据机床说明书中要求要求，和刀具耐用度去选择，也可结合实际经验采取类比法来确定。通常选择标准是：粗
40、车时，首先考虑在机床刚度许可情况下选择尽可能大背吃刀量ap；其次选择较大进给量f；最终再依据刀具许可寿命确定一个适宜切削速度υ。增大背吃刀量可降低走刀次数，提升加工效率，增大进给量有利于断屑。精车时，应着重考虑怎样确保加工质量，并在此基础上尽可能提升加工效率，所以宜选择较小背吃刀量和进给量，尽可能地提升加工速度。主轴转速S(r/min )可依据切削速度υ(mm/min)由公式 S=υ1000／πD(D为工件或刀／具直径 mm)计算得出，也能够查表或依据实践经验确定。 ① 背吃刀量选择 轮廓粗车循环时选ap=3 ㎜，精车ap=0.25㎜；螺纹粗车时选ap= 0.4 ㎜，逐刀降低，精车ap
41、0.1㎜。 ② 主轴转速选择 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=πdn/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，参考式（5-1）计算主轴转速n =320 r/min。 ③ 进给速度选择 选择粗车、精车每转进给量，再依据加工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，最终依据公式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
42、轴类零件尺寸精度关键指轴直径尺寸精度和轴长尺寸精度。按使用要求，关键轴颈直径尺寸精度通常为IT6-IT9级，精密轴颈也可达IT5级。轴长尺寸通常要求为公称尺寸，对于阶梯轴各台阶长度按使用要求可对应给定公差。 （2）几何精度 轴类零件通常是用两个轴颈支撑在轴承上，这两个轴颈称为支撑轴颈，也是轴装配基准。除了尺寸精度外，通常还对支撑轴颈几何精度（圆度、圆柱度）提出要求。对于通常精度轴颈，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要求其许可公差值。起支承作用轴颈为了确定轴位置，通常对其尺寸精度要求较高（IT5~IT7）。装配传动件轴颈尺寸精度通常要求较低（IT6~IT9
43、 （3）相互位置精度 轴类零件中配合轴颈（装配传动件轴颈）相对于支撑轴颈间同轴度是其相互位置精度普遍要求。通常一般精度轴，配合精度对支撑轴颈径向圆跳动通常为0.01-0.03mm，高精度轴为0.001-0.005mm。 另外，相互位置精度还有内外圆柱面同轴度，轴向定位端面和轴心线垂直度要求等。 （4）表面粗糙度 依据机械精密程度，运转速度高低，轴类零件表面粗糙度要求也不相同。通常情况下，支撑轴颈表面粗糙度 Ra值为0.63-0.16 μm ；配合轴颈表面粗糙度Ra值为2.5-0.63 µm。 通常和传动件相配合轴径表面粗糙度为Ra2.5~0.63μm，和轴承相配合支承轴径表
44、面粗糙度为Ra0.63~0.16μm。 结论 机床作为一个高效率设备，欲充足发挥其高性能、高精度和高自动化特点，除了必需掌握机床性能、特点及操作方法外，还应在工艺分析和确定合理加工工艺，而且设计出最好加工方案。实际加工中，操作者只有含有较强加工工艺分析能力和丰富实践技能，而且严格根据加工工艺来操作，考虑到加工中会出现多种精度、误差，尺寸，热处理等情况，做好充足合理应对方法，才能确保加工出高质量工件。 致谢 很感谢校领导和教员，给我们发明了一个学习时机，让我在毕业最终一段时间里学到了很多常识, 此次预设是三年来学习过程当中涵盖面最广一次预设，它不仅表现了我们对预设思虑，更关键是对我们三年
45、来所学常识应用到了实践，使我晓得了在以后预设过程当中通常步骤和要领，颠末这多个月担心毕业预设,使我在理论和下手能力上全部有了深入提升。 经过本课题让我对自己学习得到肯定，同时在研讨中也发觉了自己不足。激起了我对自己专业知识渴望，也检测出了我在校学习和掌握，而且很好让我了解到自己对知识和技术应用欠缺。 此次毕业预设顺利完成离不开指导教员大力撑持,在这里，我尤其要感谢我指导教员，是她将最新毕业预设信息报信给我们，而且在本身担心工作中，还只管即便抽出时间体贴我们预设进度环境，督促我们抓紧学习。 在全般预设中，用到了以前所学常识，最开始指导老师就教给了我们碰到问题，怎样去分析问题、处理完
46、成问题要领，使我们得益非浅，从确定预设题目迄今完成毕业预设论文过程当中，尤其是在课题预设前期筹备工作和预设过程当中，指导老师提出了许很多多名贵预设意见，在短暂相处时间里，渊博常识、敏感思绪和脚结壮地工作风纪给我留下了深刻印象，这也将对我不长工作，起到很大鼓舞效用，将使得我终生得益，谨此向指导老师抒发我发自内心感谢和高尚敬意！ 在此，还要作者感谢机电系全部教员，正是因为她们激励和撑持，才使作者不畏坚苦，迎难而上，不停地克服一个又一个坚苦，直到毕业预设尘埃落定。 此次毕业预设不单单是我对本身所学常识进行了强化,更关键是我在此基础上有学到了很多新常识,对以前不太知道、不太了解也全部认识了很多。 最终，发自内心感谢机电学院和教员多年来辛劳造就和教育 参考文件 [1]李华编 《机械制造技术》. 高等教育出版社，.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，.年 [4]王公安编 《车工工艺学》.中国劳动社会保障出版社,.年
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