磨床主軸MZ-301工藝編制及工裝設計

本科畢業(yè)設計開題報告

題目磨床主軸MZ-301工藝編制及工裝設計學生姓名祁國飛學號0815014272所在院(系)機械工程學院專業(yè)班級機自088指導教師劉菊榮

201*年03月08日

題目磨床主軸MZ-301工藝編制及工裝設計一、選題的目的及研究意義機床主軸指的是機床上帶動工件或刀具旋轉(zhuǎn)的軸。通常由主軸、軸承和傳動件（齒輪或帶輪）等組成主軸部件。除了刨床、拉床等主運動為直線運動的機床外，大多數(shù)機床都有主軸部件。主軸部件的運動精度和結構剛度是決定加工質(zhì)量和切削效率的重要因素。隨著工業(yè)的發(fā)展，各種各樣的機床應運而生，而且發(fā)展迅速，越來越多的高效率、高質(zhì)量的機床不斷革新，而主軸作為機床的主要部件，在機床的革新和機械工業(yè)的發(fā)展過程中扮演著重要的角色，所以主軸的研究一直都是機械工業(yè)的核心話題，中國的機械工業(yè)起步較晚，關于主軸方面的研究比起發(fā)達國家還有很大差距，近年來，國家不斷加大對主軸研究行業(yè)的支持，大力發(fā)展我國的主軸行業(yè)，各大機械公司、廠家也把主軸研究作為重中之重。所以，隨著現(xiàn)代工業(yè)對機床加工精度和加工效率要求的不斷提高，機床對主軸性能的要求也越來越高，關于主軸研究將會是未來機械工業(yè)的發(fā)展主流。二、綜述與本課題相關領域的研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢、研究方法及應用領域等10世紀30年代以前，大多數(shù)機床的主軸采用單油楔的滑動軸承。隨著滾動軸承制造技術的提高，后來出現(xiàn)了多種主軸用的高精度、高剛度滾動軸承。這種軸承供應方便，價格較低，摩擦系數(shù)小，潤滑方便，并能適應轉(zhuǎn)速和載荷變動幅度較大的工作條件，因而得到廣泛的應用。但是滑動軸承具有工作平穩(wěn)和抗振性好的優(yōu)點,特別是各種多油楔的動壓軸承，在一些精加工機床如磨床上用得很多。50年代以后出現(xiàn)的液體靜壓軸承，精度高，剛度高，摩擦系數(shù)小，又有良好的抗振性和平穩(wěn)性，但需要一套復雜的供油設備，所以只用在高精度機床和重型機床上。氣體軸承高速性能好,但由于承載能力小,而且供氣設備也復雜，主要用于高速內(nèi)圓磨床和少數(shù)超精密加工機床上。70年代初出現(xiàn)的電磁軸承，兼有高速性能好和承載能力較大的優(yōu)點，并能在切削過程中通過調(diào)整磁場使主軸作微量位移，以提高加工的尺寸精度，但成本較高，可用于超精密加工機床�，F(xiàn)在，高速電主軸發(fā)展迅速，成為各大機械廠家的重點研究項目。主軸作為大多數(shù)機床的主要部件，主軸研究逐漸向高速、高效率、高硬度發(fā)展，主軸的性能很大程度上決定著機床的性能與先進性，國內(nèi)外機械類廠家都很重視主軸的研究，把主軸與電動機軸等結合起來，設計出更高效的電主軸等。三、對本課題將要解決的主要問題及解決問題的思路與方法、擬采用的研究方法（技術路線）或設計（實驗）方案進行說明本課題將要解決的主要問題是：零件材料選用38CrMoAIA氮化鋼。加工基準的確定：以主軸的中心線為其設計基準，用兩頂尖定位粗基準和精基準。刀具的選擇：刀具是完成切削任務的關鍵所在，刀具材料可采用YT15硬質(zhì)合金，刀刃必須研磨平直，表面粗糙度達Ra0.8以上，刀具的主要幾何參數(shù)也應進行合理的選擇，這樣不僅能提高刀具耐用度，而且可以達到較高的加工精度。工件的裝夾方式：為了減少徑向切削力對細長軸的影響，采用一夾一頂?shù)难b夾方式，頂尖應采用采用彈性活頂尖，另外中心架和跟刀架可以增加工藝系統(tǒng)的剛度，使用過渡套筒支承車細長軸。減少細長軸受熱變形解決方法：加注充分的切削液；刀具保持銳利，以減少車刀與工件的摩擦發(fā)熱。四、檢索與本課題有關參考文獻資料的簡要說明1.李慶余、孟廣耀《機械制造裝備設計》北京機械工業(yè)出版社201*.72.陳明《機械制造工藝學》北京機械工業(yè)出版社201*.83.濮良貴、紀名剛《機械設計》北京高等教育出版社201*.54.張榮清《模具設計與制造》北京高等教育出版社201*.35.張彤、樊紅麗、焦永和《機械制圖》北京北京理工大學出版社201*.76.孫恒、陳作模、葛文杰《機械原理》北京高等教育出版社201*.57.袁根福、祝錫晶《精密與特種加工技術》北京北京大學出版社201*.88.顏蓉《細長軸的加工方法》中國期刊全文數(shù)據(jù)庫摘要：根據(jù)實踐經(jīng)驗,從裝夾、工裝、刀具刃磨、加工用量、加工技巧等方面介紹了細長軸的車削、磨削加工方法。201*9.鄭繼水《車床主軸加工工藝過程分析》山東煤炭科技中國期刊全文數(shù)據(jù)庫摘要：該文主要闡述了車床主軸毛坯的制造、主軸的材料和熱處理、加工階段的劃分、車床主軸主要加工表面加工工序安排、定位基準的選擇等問題。10.陳陸幫、王建中、陳俊《ThinMajorAxisLatheWorkTechniqueExploration》GroupTechnology&ProductionModernization關鍵詞：thinmajoraxis;cuttingtoolangle;defarmation;cuttingparameter11.楊鑫;楊瑞榮;張勤勤《FactorsandMachiningMethodAffectingMachiningAccuracyofLongV-ThinShaft》HeavyMachineryScienceandTechnology摘要：Thispaperanalyseseverykindoffactorswhichwillaffectthemachiningaccuracyoflong&thinshaft,andalsoprovidesdetailedmachiningoperationwhichcanbetakenasreferenceforthe

manufacturingprocessoflong&thinshaft.五、畢業(yè)設計進程安排1.分析研究畢業(yè)設計任務書，撰寫開題報告。2.分析、設計磨床主軸、夾具體，確定尺寸并進行就算。3.撰寫說明書，繪制零件圖、裝配圖等。4.進行仿真加工，檢查并完成設計內(nèi)容.5.請指導老師批閱，修改后準備畢業(yè)答辯。六、指導教師意見1．對開題報告的評語2．對開題報告的意見及建議指導教師（簽名）：年月日所在院（系）審查意見：負責人簽字(蓋公章)年月日

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河北機電職業(yè)技術學院現(xiàn)代制造工程系

畢業(yè)設計開題報告

論文題目:xz-305銑床主軸工藝

編制及工裝設計

學生姓名:劉素霞

學號:050325060604

專業(yè)班級:數(shù)控0606班

指導教師:張濤

填表時間:201*年06月20日

1

XZ305銑床主軸工藝編制及工裝設計

[摘要]論述銑床主軸零件的工藝編制，研究零件機械加工工藝規(guī)程的設計問題，介紹工藝規(guī)程的組成、制定程序等。說明零件的機械加工工藝結構性，結合生產(chǎn)主要從零件分析、毛坯的選擇、工藝路線的擬定、工序內(nèi)容的確定等幾個方面詳細的講述了銑床主軸零件工藝過程設計以及工藝編制中應注意的問題，以及如何才能達到最理想的表面質(zhì)量和經(jīng)濟效益。

[關鍵詞]工藝路線工藝編制工裝設計

目錄

引言.....................................................11.零件分析...............................................2

1.1零件作用：.............................................................................................2

1.2零件技術要求：.....................................................................................2

2.毛坯的選擇..............................................2

2.1選擇毛坯的原則：.................................................................................22.2主軸毛坯的選擇及制造方法................................................................32.3毛坯的熱處理.........................................................................................3

3.擬定工藝路線............................................3

3.1定位基準的選擇.....................................................................................3

3.1.1粗基準的選擇原則......................................................................33.1.2.精基準的選擇原則.....................................................................43.2表面加工方法的選擇.............................................................................43.3加工順序的安排和工序的確定............................................................6

3.3.1機械加工工序..............................................................................63.3.2主要工序的加工方法.................................................................73.3.3熱處理工序..................................................................................83.3.4輔助工序......................................................................................83.4.工序的集中與分散................................................................................8

3.4.1工序集中的特點..........................................................................83.4.2工序分散的特點..........................................................................93.5.加工階段的劃分....................................................................................9

3.5.1加工階段的劃分..........................................................................93.5.2劃分加工階段的目的...............................................................113.6主軸加工工藝過程分析.......................................................................13

3.6.1主軸毛坯的選擇及制造方法...................................................133.6.2毛坯的熱處理............................................................................133.6.3定位基準的選擇........................................................................14

4.工序內(nèi)容的擬定........................................15

4.1機床與工藝裝備的選用......................................................................154.1.1機床的選擇................................................................................154.1.2工藝裝備的選擇........................................................................174.2加工余量和工序尺寸的確定..............................................................17

4.2.1加工余量的確定........................................................................174.2.2工序尺寸及其公差的確定........................................................18

I

4.3切削用量的選擇...................................................................................33

4.3.1切削用量的選擇原則...............................................................334.3.2時間定額的制定........................................................................344.4工藝過程的技術經(jīng)濟分析...................................................................42

4.4.1提高勞動生產(chǎn)率的途徑...........................................................424.4.2工藝成本及其組成....................................................................43

5.夾具設計部分...........................................43

5.1機床夾具的功用...................................................................................435.2機床夾具的分類...................................................................................435.3機床夾具的組成...................................................................................445.4工件在夾具中的定位及定位誤差......................................................44

5.4.1定位方案的設計........................................................................455.4.2定位誤差分析............................................................................465.5對刀裝置的確定...................................................................................465.6加緊裝置的確定...................................................................................46

5.6.1.夾緊裝置的組成.......................................................................475.6.2.夾緊裝置的基本要求..............................................................475.6.3.確定夾緊力...............................................................................47

致謝：...................................................49參考文獻.................................................50

II

引言

機械工業(yè)是為國民經(jīng)濟提供裝備和為人民生活提供耐用消耗品的產(chǎn)業(yè)，國民經(jīng)濟各部門生產(chǎn)技術的進步和經(jīng)濟效益的高低在很大程度上取決于它所采用裝備的性能和質(zhì)量。所以機械工業(yè)的技術水平和規(guī)模是衡量一個國家科技水平和經(jīng)濟實力的重要標志。

經(jīng)過建國40多年的發(fā)展，機械工業(yè)已成為我國工業(yè)中產(chǎn)品門類比較齊全，具有相當規(guī)模和一定技術基礎的支柱產(chǎn)業(yè)之一。改革開放以來，機械工業(yè)引進了大量的國外先進技術，目前這些技術已大批量投入生產(chǎn)，加上國內(nèi)自行研究開發(fā)的結果，使機械產(chǎn)品的結構正向著合理化方向發(fā)展，對市場的適應能力也明顯增強。

通過對引進技術的消化吸收，又計劃的推進了企業(yè)的技術改造，引導企業(yè)走依靠科技進步的道路，使制造技術機械產(chǎn)品的性能及企業(yè)的經(jīng)濟效益都發(fā)生了顯著的變化，我國機械工業(yè)綜合技術水平有了較大幅度的提高，一批先進的生產(chǎn)技術在生產(chǎn)中得到應用和普及，約有近10%的企業(yè)進入了高技術企業(yè)的行列，60%以上的企業(yè)建立了專門的技術開發(fā)機構，此外科技體制改革不斷深化，絕大多數(shù)研究院、所已進入經(jīng)濟建設主戰(zhàn)場，正發(fā)揮越來越大的作用。

按照傳統(tǒng)的專業(yè)劃分，機械制造工藝學的研究范疇是零件的機械加工和裝配的工藝過程。很長時間以來，機械加工工藝最廣泛采用的方法是切削加工和磨削加工，即按照一定的順序，采用硬度比工件高的切削刀具實現(xiàn)機械加工。改革開放以來，機械工業(yè)充分利用國內(nèi)外的技術資源，進行技術改造，依靠科技進步，已經(jīng)取得了長足的發(fā)展。但與世界先進水平相比，我國的機械制造業(yè)的產(chǎn)品在功能、質(zhì)量等方面還有較大的差距，產(chǎn)品構成落后，精度保持性差、科研開發(fā)能力較薄弱、人員技術素質(zhì)還跟不上現(xiàn)代機械制造業(yè)飛速發(fā)展的需要。因此，我國機械制造業(yè)必須不斷增強技術力量，培養(yǎng)高水平的人才和提高現(xiàn)有人員的素質(zhì)，學習和引進國外先進科學技術，使我國的機械制造工業(yè)早日趕上世界先進水平。

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1.零件分析

1.1零件作用：

該零件為銑床主軸，屬于精密機床主軸零件。它主要起支撐和傳動轉(zhuǎn)矩的作用，是

旋轉(zhuǎn)體零件。其主要由內(nèi)外圓柱面、內(nèi)錐面、螺紋、鍵槽及橫向深孔等組成，是空心類機床主軸。所以它的主要表面的精度和表面質(zhì)量要求很高，而且精度也要求穩(wěn)定。

1.2零件技術要求：

（1）支撐主軸頸Φ65和Φ60，表面的同軸度分別是0.003和0.005；

（2）安裝銑刀的7：24內(nèi)錐孔相對支撐軸頸的徑向圓跳動為0.003，錐孔用涂色檢查時，接觸面積不小于85%，而且靠近大端；

（3）大端的端面跳動為0.005；（4）軸頸Φ65與前軸承過盈-0.005；

（5）材料為38CrMoAlA,滲氮處理后的硬度：65HRC。

2.毛坯的選擇

機械加工常用的毛坯有鍛件、鑄件、型材件、焊接件等。選用時應考慮很多因素。

2.1選擇毛坯的原則：

（1）零件的材料和其力學性能：

當零件材料為鑄鐵和青銅時采用鑄件；零件材料為鋼材時、形狀不復雜而力學性能要求較高時采用鍛件；力學性能要求不高時采用幫料。

（2）零件的結構形狀和尺寸：

大型零件一般用自由鍛或砂型鑄造件，中型零件可用模鍛件或特種鑄件；階梯軸零件各個臺階直徑相差不大時用幫料，相差較大時用鍛件。

（3）生產(chǎn)類型：

在大批量生產(chǎn)時應采用較多專用的設備和工具制造毛坯，如金屬模機器造型的鑄件、模鍛或精密鍛造的毛坯；在單件小批生產(chǎn)中一般采用通用設備和工具制造毛坯，如自由鍛件、木模砂型鑄件，也可以使用焊接的方法制作大件毛坯。

（4）車間的生產(chǎn)能力：

應結合車間的生產(chǎn)能力合理的選擇毛坯。

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（5）充分注意應用新工藝、新技術、新材料：

目前，少無切屑加工如精密鑄造、精密鍛造、冷軋、冷擠壓、粉末冶金、異型鋼材、工程塑料等都在迅速推廣。采用這些方法制造的毛坯，只要經(jīng)過少量的機械加工，甚至不需要加工，即可使用。

由該零件的工作環(huán)境，生產(chǎn)批量及材料等各個方面考慮，選擇鍛造毛坯（模鍛）。

2.2主軸毛坯的選擇及制造方法

毛坯的制造方法主要和使用要求和生產(chǎn)類型有關.毛坯形式有棒料與鍛件兩種.銑床主軸零件的材料為38氮化鋼,該零件為大批生產(chǎn),故毛坯選為鍛件.通過加熱鍛造后,可使金屬內(nèi)部纖維組織沿表面均勻分布,從而獲得較高的抗拉、抗彎及抗扭強度.單件小批生產(chǎn)的階梯軸一般采用自由鍛,在大批大量生產(chǎn)中則采用模段自.自由鍛造時所使用的設備比較簡單,但毛坯精度較差,余量較大,特別是貫穿于通孔的軸件,既浪費材料,生產(chǎn)率又低.采用模鍛毛坯,不但毛坯精度高、加工余量小、而且生產(chǎn)率也高.材料經(jīng)模鍛后,纖維組織的在分布有利于提高零件的強度.

2.3毛坯的熱處理

軸是傳遞動力的零件,它應有良好的機械強度和剛度,而其工作表面又應有良好的耐磨性,因此軸件要選用適當?shù)匿摬?為了使軸件加工后有良好的尺寸精度穩(wěn)定性,因而又要求有適當?shù)臒崽幚磉^程.

3.擬定工藝路線

工藝路線的擬定是制定工藝規(guī)程的總體布局，包括：選擇定位基準、確定加工方法、劃分加工階段、決定工序的集中與分散、加工順序的安排，以及熱處理、檢驗、其它輔助工序（去毛刺、倒角等）。它不但影響加工的質(zhì)量和效率，而且影響到工人的勞動強度、設備投資、車間面積、生產(chǎn)成本等。

3.1定位基準的選擇

定位基準分粗基準和精基準兩種：

3.1.1粗基準的選擇原則

在選擇粗基準時，考慮的重點是如何保證加工表面有足夠的加工余量，以及保證不加工表面與加工表面間的尺寸、位置符合零件圖樣的設計要求，其選擇原則有：

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（1）重要表面余量均勻原則必須首先保證工件重要表面具有較小而均勻的加工余量，應該選擇該表面作為粗基準。

（2）工件表面間相互位置要求原則必須保證工件上不加工表面與加工表面的相互位置要求，應該以不加工表面作為粗基準。

（3）余量足夠原則如果零件上各個表面均需加工，則以加工余量最小的表面作為粗基準。

（4）定位可靠原則作為粗基準的表面，應該選用比較可靠、平整光潔的表面，以確保定位準確，夾緊可靠。

（5）不重復使用原則粗基準的定位精度低，在同一尺寸方向上只允許使用一次，不能重復使用，否則定位誤差太大。

3.1.2.精基準的選擇原則

在選擇精基準時，考慮的重點是如何減少誤差，保證加工精度和安裝方便。精基準的選擇原則有：

a.基準重合原則：應該盡可能選用零件的設計基準作為定位基準，以免產(chǎn)生基準不重合誤差。

b.基準統(tǒng)一原則：應該盡可能選用統(tǒng)一的精基準定位加工各個表面，以保證各個表面之間的相互位置精度。

c.自為基準原則：有些精加工或光整加工工序要求加工余量小而且均勻，應該選擇加工表面本身作為精基準。

d.互為基準原則：有些相互位置精度要求較高的表面，可采用互為基準反復加工的方法來保證。

3.2表面加工方法的選擇

機械零件一般都是由一些簡單的幾何表面組合而成的，而每一個表面達到同樣質(zhì)量要求的加工方法可以由很多種，因此，在選擇各個表面的加工方法時，要綜合考慮各方面工藝因素的影響。(1)加工表面本身的要求

根據(jù)每個加工表面的技術要求和各種加工方法及其組合后能達到的加工經(jīng)濟精度和表面粗糙度，確定加工方法及加工方案。所謂加工經(jīng)濟精度和表面粗糙度是在正常的加工條件下（采用符合質(zhì)量標準的設備、工藝裝備和標準技術等級的工人，不延長加工時間）所能保證的加工精度和表面粗糙度。(2)被加工材料的性能

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被加工材料性能不同，加工方法也不同，如有色金屬磨削困難，一般采用金剛鏜或高速精密車削的方法進行加工；淬火鋼則采用磨削加工。1)生產(chǎn)類型

在大批量生產(chǎn)中，可采用專用的高效設備和專用工藝裝備，如平面和內(nèi)孔可采用拉削加工；軸類零件可采用半自動液壓仿形車床加工等。在單件小批生產(chǎn)中，可采用通用設備、通用工藝裝備及一般的加工方法。2)本廠的現(xiàn)有設備情況和技術條件

應該充分利用現(xiàn)有設備，發(fā)掘企業(yè)潛力，發(fā)揮工人的積極性和創(chuàng)造性。同時也應該考慮不斷的改進現(xiàn)有的加工方法和設備，推廣新技術，提高工藝水平，以及設備負荷的平衡。

各種外圓的加工方法如表3.1所示。

表3.1外圓表面的加工方法

序號10203040加工路線粗車粗車→半精車經(jīng)濟精度（IT）11~138～9表面粗糙度Ra/um50~12.56.3～3.23.2～1.60.2～0.025粗車→半精車→精車6～7粗車→半精車→精車→滾壓（或拋光）6～75060粗車→半精車→磨削6～7粗車→半精車→粗磨→精磨5～70.8～0.40.4～0.170粗車→半精車→粗磨→精磨→超精加工（或輪式超精磨）50.1～0.01280粗車→半精車→精車→金剛車5～60.4～0.02590粗車→半精車→粗磨→精磨→超精磨（或鏡面磨）5級以上0.025～0.010100粗車→半精車→精車→精磨→研磨5級以上0.10～0.01第5頁共50頁

3.3加工順序的安排和工序的確定

3.3.1機械加工工序

具有空心和內(nèi)錐特點的軸類零件，在考慮支撐軸頸、一般軸頸和內(nèi)錐等主要表面的加工順序時，可以有以下幾種方案：

（1）外圓表面粗加工鉆身孔外圓表面精加工錐空粗加工錐孔精加工；

（2）外圓表面粗加工鉆深孔錐空粗加工錐空精加工外圓表面精加工

（3）外圓表面粗加工鉆深孔錐孔粗加工外圓表面精加工錐孔精加工

針對XZ305主軸的加工順序來說，可作這樣的比較分析：

第一方案：在錐孔粗加工時，由于要用已精加工過的外圓表面作為精基準面，會破壞外圓表面的精度和光潔度，故此方案不宜采用。

第二方案：在精加工外圓表面時，還要在插上錐堵，這樣會破壞錐孔精度。另外，在加工錐空時不可避免的有加工誤差（錐孔的磨削條件比外援磨削條件差），加上錐堵本身的誤差就會造成外圓表面和內(nèi)錐面的不同軸，故此方案也不宜采用。

第三方案：在錐孔精加工時，雖然也要用已用精加工過的外圓表面作為精基準面，但由于錐面精加工的余量已很小，磨削力不大，同時錐孔的精加工已處于最終階段，對外圓表面的精度影響不大；加上這一方案的加工順序，可以采用外圓表面和錐孔互為基準，交替使用，能逐步提高同軸度。

因此，主軸采用第三種加工方案。

通過方案的分析比較也可看出，軸類零件各表面先后加工順序，在很大程度上與定位基準的轉(zhuǎn)化有關。當零件加工用的粗、精基準選定后，加工順序就大致可以確定了。因為各階段開始總是先加工定為基準面，即先行工序必須為后續(xù)的工序準備好所用的定為基準。如XZ305主軸工藝過程，一開始就銑端面打中心孔，這就是為粗車和半精車外圓準備定位基準，半精車外圓為深孔加工準備了定位基準；半精車外圓也為前后的錐孔加工準備了定位基準。反過來，前后錐孔裝上錐堵后的頂尖孔，又為此后的半精加工和精加工外圓準備了定位基準；而最后磨錐孔的定位基準又是上工序磨好的軸頸表面。

安排主軸加工順序要注意以下幾點：（1）基準先行

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機械加工工藝安排時，總是先加工好定位基準面，即基準先行。主軸加工總是先安排銑端面打中心孔，以便為后續(xù)的工序準備好定位基準。

（2）深孔加工的安排

為了使中心孔能夠在多道工序中使用，希望深孔加工安排在最后。但是，深孔加工屬于粗加工，余量大，發(fā)熱多，變形也大，會使得加工精度難以保持，故不能放到最后。一般，深孔加工安排在外圓粗車之后，以便有一個較為精確的軸頸作為定位基準用來搭中心架，這樣加工出的孔容易保證主軸壁厚均勻。

（3）先外后內(nèi)先大后小

先加工外圓，在以外圓定位加工內(nèi)孔。如錐孔安排在軸頸精磨之后再進行精磨；加工階梯外圓時，先加工直徑較大的，后加工直徑較小的，這樣可避免過早的削弱工件的剛度。加工階梯深孔時，先加工直徑較大的，后加工直徑較小的，這樣便于剛度較大的孔加工工具。

（4）次要表面加工的安排

主軸上的鍵槽、螺紋等次要表面加工,通常均安排在外圓精車或粗磨之后、精磨外圓之前進行.如果精車前銑出鍵槽,精車時因斷續(xù)切削而易產(chǎn)生振動,即影響加工質(zhì)量，又容易損壞刀具，也難控制鍵槽的深度。這些加工也不能放到主要表面精磨之后，否則會破壞表面已獲得的精度。

3.3.2主要工序的加工方法

（1）中心孔的加工

成批生產(chǎn)均用銑端面鉆中心孔機床來加工中心孔，精密主軸的中心孔加工尤為重要，而且要分多次修研，其修研方法有：

①用油石或橡膠砂輪修研；②用鑄鐵頂尖修研；③用硬質(zhì)合金頂尖修研；④用中心孔磨床磨削中心孔。（2）外圓的加工

外圓車削是粗加工和半精加工外圓表面應用最廣泛的加工方法。成批生產(chǎn)時采用轉(zhuǎn)塔車床、數(shù)控車床；大批生產(chǎn)時，多采用多刀半自動車床、液壓仿形半自動車床等。磨削是外圓表面主要精加工方法，適用于加工精度高、表面粗糙度值較小的外圓表面。特別適用于淬火鋼等高硬度材料。當生產(chǎn)批量較大時，采用組合磨削、成形砂輪磨削及無心磨削等高效磨削方法。

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（3）精磨錐孔

主軸錐孔對主軸支撐軸頸的徑向跳動，是一項重要的精度指標，因此錐孔加工是關鍵工序。主軸錐孔磨削通常采用專用夾具。

3.3.3熱處理工序

熱處理工序是用來改善材料的性能及消除內(nèi)應力的。熱處理工序在工藝路線中的安排，主要取決于零件的材料和熱處理的要求。

（1）預備熱處理預備熱處理安排在機械加工之前，以改善切削性能、消除毛坯制造時的內(nèi)應力為主要目的。預備熱處理常用的方法有正火、退火、調(diào)質(zhì)等。

（2）最終熱處理最終熱處理安排在半精加工以后和磨削加工之前，主要用于提高材料的強度和硬度，如淬火-----回火。由于淬火后材料的塑性和韌性很差，有很大的內(nèi)應力，易于開裂，組織不穩(wěn)定，材料的性能和尺寸要發(fā)生變化等原因，所以淬火后必須進行回火。調(diào)質(zhì)也作最終熱處理。

（3）去除應力處理最好安排在粗加工之后，精加工以前，如人工時效、退火等。為了避免過多的運輸量，對于精度要求不太高的零件，一般把去除應力的人工時效和退火放在毛坯進入機械加工車間之前進行。

3.3.4輔助工序

輔助工序包括工件的檢驗、去毛刺、去磁、清洗和涂防銹漆等。其中檢驗工序是主要的輔助工序，它是監(jiān)控產(chǎn)品質(zhì)量的主要措施，除了各工序工人自行檢驗外，還必須在下列情況下安排單獨的檢驗工序：

a.粗加工階段結束之后；b.重要工序之后；

c.送往外車間加工的前后，特別是熱處理前后；d.特種性能檢驗之前。

3.4.工序的集中與分散

工序集中與分散是擬定工藝路線的兩個不同原則。工序分散是將零件各個表面的加工分得很細，工序多，工藝路線長，而每道工序所包含的內(nèi)容卻很少。工序集中則相反，零件的加工只集中在少數(shù)幾道工序里完成，而每道工序所包含的加工內(nèi)容卻很多。

3.4.1工序集中的特點

（1）便于采用高效專用設備和工藝裝備，來大大提高生產(chǎn)率；

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（2）減少了設備數(shù)量，相應的減少了操作工人的數(shù)量和生產(chǎn)面積；

（3）減少了工序數(shù)目，減少了運輸工作量，簡化了生產(chǎn)計劃工作，縮短了生產(chǎn)周期；（4）減少了工件安裝次數(shù)，不僅有利于提高勞動生產(chǎn)率，而且有利于保證各加工表面之間的相互位置精度；

（5）因為采用了專用的設備和專用工藝裝備數(shù)量多而復雜，所以機床和工藝裝備的調(diào)整、維修費事，生產(chǎn)準備工作量很大。

3.4.2工序分散的特點

（1）采用比較簡單的機床和工藝裝備，調(diào)整容易；

（2）由于工序內(nèi)容簡單，有利于選擇合理的切削用量，也有利于平衡工序時間，組織流水線生產(chǎn)；

（3）生產(chǎn)準備工作量小，容易適應產(chǎn)品更換；

（4）對操作工人的技術要求低，或只需要經(jīng)過較短時間的訓練；（5）設備數(shù)量多，操作工人多，生產(chǎn)面積大。

在一般情況下，單件小批生產(chǎn)中為簡化生產(chǎn)計劃工作，只能采用工序集中原則，但多應用臥式機床，在大批大量生產(chǎn)中工序則可以集中也可以分散。

3.5.加工階段的劃分

3.5.1加工階段的劃分

由于主軸的精度要求高,并且在加工過程中要切除大量金屬,因此,必須將主軸的加工過程劃分為幾個階段,將粗加工和精加工分別安排在不同的階段中.

XZ-305主軸加工過程大致可分為三個階段:（1）粗加工階段

a.毛坯處理:毛坯備料、鍛造和正火

b.粗加工:鋸掉多余部分、銑端面打中心孔和粗車外圓等

這階段的主要目的是:用大的切削用量切除大部分余量,把毛坯加工至接近工件的最終形狀和尺寸,只留下少量的加工余量.通過這階段還可以及時發(fā)現(xiàn)鍛件裂紋等缺陷,作出相應措施.

(2)半精加工階段

a.半精加工前熱處理對于38一般采用調(diào)質(zhì)處理達到HB345b.半精加工車工藝錐面(定位錐孔)、半精車外圓端面和鉆深孔等

這階段的主要目的是:為精加工作好準備,尤其是為精加工作好基面準備.對于一些要求不高的表面,在這階段達到圖紙規(guī)定的要求.

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(3)精加工階段

a.精加工前的熱處理局部淬火

b.精加工前各種加工粗磨工藝錐面(定位錐孔)、粗磨外圓、銑鍵槽等(3)精加工

精磨外圓和內(nèi)錐面及孔、磨螺紋等以保證主軸最重要表面的精度這階段的主要目的是:把各表面加工到圖紙規(guī)定的要求.

根據(jù)粗、精加工分開原則來劃分階段,極為必要.這是由于加工過程中熱處理、切削力、切削熱、夾緊力等對工件產(chǎn)生較大的加工誤差和應力,為了消除前一道工序的加工誤差和應力,需要進行另一次新加工,不過這一次加工所帶來的誤差和應力總是要比前一次小.因此,加工次數(shù)增多以后,精度便逐漸提高.精度要求越高加工次數(shù)越多.

熱處理后出現(xiàn)變形是顯而易見的，象正火、調(diào)質(zhì)和淬火等工序往往使工件彎曲或扭曲，而且調(diào)質(zhì)和淬火后，往往伴隨著產(chǎn)生內(nèi)應力，因此，熱處理之后，經(jīng)常需要安排一次機械加工（如車削或磨削），以糾正零件的變形和消除一部份內(nèi)應力。但機械加工之后，由于工件的內(nèi)應力重新平衡，又會留下新的變形和新的加工應力，雖其數(shù)值比未加工之前大為減少，但必須用新的機械加工方法加以消除，故在粗磨之后又需進行半精磨、精磨等工序。對于精度要求高的主軸，又需在在粗磨或精車之后進行低溫時效處理，以提高軸件的尺寸精度穩(wěn)定性。

由于粗加工之前，毛坯余量較大，而且余量往往不均，因而在粗加工中需用大的切削力，并常常因此產(chǎn)生大量切削熱，使軸件在加工中產(chǎn)生熱變形和受力變形，而出現(xiàn)形狀誤差（如鼓形和鞍形）；由于外圓余量不均又將出現(xiàn)不圓度、錐度等，同時也出現(xiàn)大量的加工應力。故粗加工之后要進行半精加工（如半精車、精車等），這也是鍛件毛坯比幫料毛坯多車一次的原因。此后即使不插入熱處理工序，也往往在半精車加工之后進行淬火處理，因而又需進一步進行一系列的精加工。后一次加工所帶來的切削力和惹來熱量，均比前一次小（因其余量逐漸減�。�，因而出現(xiàn)的誤差和應力也隨之減小，這就是進行多次加工能提高精度的原因。

因此，粗、精加工不能在同一次安裝中完成，而應當把粗、精加工分為兩個工序或者在不同的機床上進行，最后粗、精加工間隔，讓上道工序加工的內(nèi)應力逐步消失（自然時效）。還需指出，粗加工機床要求功率達和剛度好，要能承受大的切削力，而精加工則要求機床精度高。若以精加工機床進行粗加工，易于喪失精度和降低機床壽命，從機床保養(yǎng)角度來看，粗、精加工也應分開。

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3.5.2劃分加工階段的目的

（1）利于保證加工質(zhì)量。粗加工階段中切除較多的加工余量，生產(chǎn)的切削力和切削熱都比較大，因而工藝系統(tǒng)受力變形、受熱變形及工件內(nèi)應力變形較大，不可能達到高的加工精度和表面粗糙度及表面質(zhì)量。因此，需要在后續(xù)階段逐步減少加工余量，來逐步修正工件的變形。同時，各加工階段之間的時間間隔相當于自然時效，有利于消除零件的內(nèi)應力，使工件有變形的時間，以便于在后續(xù)工序中加以修正，從而保證零件的加工質(zhì)量。

（2）便于合理使用機床粗加工時可采用功率大、精度低的高效機床；精加工時可采用相應的精加工機床，這樣，不但發(fā)揮了機床各自的性能特點，也延長了高精度機床的使用壽命。

（3）便于安排熱處理工序為了在機械加工工序中插入必要的熱處理工序，同時使熱處理發(fā)揮充分的效果，這就自然而然地把機械加工工藝規(guī)程劃分為幾個加工階段，并且每個階段各有其特點及應該達到的目的。

此外，劃分了加工階段，可帶來下列兩個有利條件：

a粗加工各表面后可及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷，及時報廢或修補，以免繼續(xù)進行精加工而浪費工時和制造費用。

b精加工工序安排在最后，可保護精加工后的表面少受損傷或不受損傷�；�于以上工藝因素的考慮，初步擬定工藝路線如表3.2所示：

工序號102030粗車表3.2工藝路線表

工序內(nèi)容定位基準鍛造毛坯毛坯退火處理齊兩端總長508mm,兩端各鉆中心孔4mm頂尖孔，粗車各外圓面，均放余量2.8mm外圓徑向跳動小于1mm,吊掛進行，T250在M55×1.5處割取，試樣厚度為8mm,銳邊倒角0.5×45°，在零件端面和試樣外圓作同樣的編號平磨試樣兩面至粗糙度為0.8um將試樣在淬火車間進行檢驗，檢驗合格后方可轉(zhuǎn)入下道工序進行生產(chǎn)，試樣由淬火車間檢驗員妥存車至粗糙度為1.6um支撐主軸頸兩端各鉆￠4mm的頂尖孔支撐主軸設備CA614040調(diào)質(zhì)50車試片CA614060磨試樣70金相檢驗M713280精車兩端面90.鉆頂尖孔w490w490第11頁共50頁

頸100.精車精車各外圓及各槽支撐主軸頸110.鉆孔、.擴孔鉆￠27的深孔（深度大于272mm）支撐主軸擴￠28的孔頸120.鉆、擴￠35的孔0.1130.車孔車右端面￠38H7至37.50支撐主軸頸140車7：24的錐孔滲氮處理硬度，HRC64~68，深度及內(nèi)孔0.5mm,各外圓徑向跳動不大于0.03mm,鍵槽應加以保護，不使?jié)B氮150.內(nèi)磨磨右端面￠38H7至37.80.020w490Z35Z35w490w490M1432M1432KX250A160.粗磨各外圓170劃線180.線切割190.銑鍵槽200.鉆孔、攻螺紋210.熱處理220.內(nèi)磨230.熱處理240.鉗工250.修磨中心孔260.精磨各外圓270.磨螺紋280.內(nèi)磨290精磨300.磨端面槽310.終檢劃線切割用線0.1切大端面16K7槽至15.50頂尖孔中心線銑鍵槽12N9鉆大端面各孔，并攻螺紋消除應力（550℃~600℃），吊掛進行磨7：24的錐孔局部氮化處理清理兩端內(nèi)孔磨兩端頂尖孔粗糙度至0.2um內(nèi)磨各要求的孔至尺寸精磨7：24的錐孔磨16K7至尺寸外圓表面X51Z52外圓表面中心孔外圓表面M1432ZSM150M131WM1450M7142從上面的工藝路線可以看出精密主軸有以下特點：

（1）從主要表面的加工工序分得很細。如支撐主軸頸Φ65的外圓表面經(jīng)過粗車、精撤、粗磨、精磨、終磨多道加工工序，其中還穿插一些熱處理工序，以減少軸內(nèi)應力所引起的變形。

（2）頂尖孔要多次修研，使頂尖孔的表面粗糙度值減小，以提高接觸精度。（3）合理安排熱處理工序。為保證滲氮處理的質(zhì)量和主軸精度的穩(wěn)定，滲氮處理前要安排調(diào)制和消除應力兩道熱處理工序。調(diào)質(zhì)處理對滲氮軸非常重要，因為對滲氮主軸，不僅要求調(diào)質(zhì)后獲得均勻細致的索氏體組織，而且要求離表面8～10的表面層內(nèi)的鐵素體含量不得超過5%。表層鐵素體的存在，會造成滲氮脆性，引起滲氮質(zhì)量下降。故滲氮主軸在調(diào)質(zhì)后，必須每件割試樣進行金相組織檢查，不合格者不得轉(zhuǎn)入下道工序。

滲氮主軸由于滲氮很薄，滲氮前如果主軸內(nèi)應力消除不好，滲氮后出現(xiàn)較大的彎曲變形，以致滲氮層的厚度不夠抵消磨削加工時糾正彎曲變形的余量，所以精密主軸滲氮

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處理前，都要安排除應力工序。

對于非滲氮主軸，雖然表面淬火前不必安排除應力處理，但是在淬火及粗磨后，為了穩(wěn)定淬硬鋼的殘余奧氏體組織，使工件尺寸穩(wěn)定和消除加工應力，需要安排低溫人工時效。時效的次數(shù)視零件的精度和結構特點而定。

（4）精密主軸上的螺紋在螺紋磨床上直接磨出。為了避免裝卸砂輪和帶輪時將螺紋碰傷，一般要求對螺紋部分進行淬火處理。但若對已車好的螺紋進行淬火，則會因為應力集中而產(chǎn)生裂紋，故精密主軸上的螺紋多不采用車削、而在淬火、粗磨外圓后用螺紋磨床直接磨出。

3.6主軸加工工藝過程分析

從上面介紹的主軸加工工藝過程中,可以看出,主軸加工常分粗車、半精車、粗精磨三個階段,而且每階段之間常插入熱處理工序;又在磨削之前常需修研頂尖孔.精度要求越高的主軸,磨的次數(shù)越多,修研頂尖孔的次數(shù)越多.這些特點,貫穿于軸類零件整個加工過程之中,其主要原因在于軸件本身尺寸和幾何形狀精度以及這些表面的同軸度或徑向跳動等要求較高.這些精度指標,不但取決于軸件的加工精度,而且也取決選用材料及熱處理方法有關.從以上分析可以總結出軸類加工的一些共同問題.

3.6.1主軸毛坯的選擇及制造方法

毛坯的制造方法主要和使用要求和生產(chǎn)類型有關.毛坯形式有棒料與鍛件兩種.銑床主軸零件的材料為38GrMoAlA氮化鋼,該零件為大批生產(chǎn),故毛坯選為鍛件.通過加熱鍛造后,可使金屬內(nèi)部纖維組織沿表面均勻分布,從而獲得較高的抗拉、抗彎及抗扭強度.單件小批生產(chǎn)的階梯軸一般采用自由鍛,在大批大量生產(chǎn)中則采用模段自.自由鍛造時所使用的設備比較簡單,但毛坯精度較差,余量較大,特別是貫穿于通孔的軸件,既浪費材料,生產(chǎn)率又低.采用模鍛毛坯,不但毛坯精度高、加工余量小、而且生產(chǎn)率也高.材料經(jīng)模鍛后,纖維組織的在分布有利于提高零件的強度.

3.6.2毛坯的熱處理

軸是傳遞動力的零件,它應有良好的機械強度和剛度,而其工作表面又應有良好的耐磨性,因此軸件要選用適當?shù)匿摬?為了使軸件加工后有良好的尺寸精度穩(wěn)定性,因而又要求有適當?shù)臒崽幚磉^程.

對于該零件氮化鋼()需在氮化之前進行調(diào)質(zhì)和低溫時效處理.調(diào)質(zhì)放在粗車之后,低溫時效放在精車之后,氮化放在粗磨之后,并且其它切削加工一般均要放在氮化之前進行完畢.在氮化之后,只進行半精磨、精磨等工序.

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3.6.3定位基準的選擇

軸件加工中,為了保證個主要表面的相互位置精度,選擇定位基準時應盡可能使其與裝配基準重合和使各工序的基準統(tǒng)一,并且考慮在一次安裝中盡可能加工出較多的表面.

軸類零件加工的精度指標是各段外圓的同軸度以及錐孔和外圓的同軸度.XZ-305主軸的裝配基準主要是前后兩個支撐軸頸面,為了保證卡盤定位面以及前錐孔與支撐軸頸面有較高的同軸度,應以加工好的支撐軸頸為定位基準來終磨錐孔和卡盤定位面,這就能符合基準重合的原則.

由于外圓表面的設計基準為軸的中心線,在加工軸時,若能以軸心線作為定位基準就能符合基準統(tǒng)一的原則,就可以避免誤差的產(chǎn)生,所以軸類零件加工都用軸兩端的頂尖孔作為精基準面.頂尖孔的精度越高,加工精度就有可能越高.用頂尖孔作為定位基準,能在一次安裝中加工出各段外圓表面及其端面等,既符合基準統(tǒng)一原則,又保證了各外圓的同軸度以及各外圓表面的垂直度要求.所以對實心軸(鍛件或棒料毛坯)在粗車之前,均先打頂尖孔,然后粗車外圓.對于空心軸則以外圓定位,加工空心孔并在兩端孔口倒角或車兩端內(nèi)錐孔,以作為以后的加工基準.在此之后,實心軸始終以頂尖孔定位進行以后的加工,空心軸則以兩端孔口倒角或者兩端錐孔定位進行以后的加工.

兩端頂尖孔的質(zhì)量好壞,對加工精度影響很大,應盡量做到兩端頂尖孔軸線相互重合,孔的錐角60°要準確，它與頂尖的接觸面積要大，光潔度要好，否則裝卡于兩頂尖間的軸在加工過程中將因接觸剛度的變化而出現(xiàn)不圓度.因此,經(jīng)常注意兩頂尖孔的質(zhì)量,是軸件加工中的關鍵問題.

XZ-305主軸的毛坯是實心的,但最后要加工成空心軸,從選擇定位基準面的角度來考慮,希望采用頂尖孔來定位,而把深孔加工工序安排在最后;但深孔加工是粗加工工序,要切除大量金屬,會引起主軸變形而影響加工質(zhì)量,所以只好在粗車外圓之后就把深孔加工出來.在成批生產(chǎn)中深孔加工之后,為了還能用頂尖孔作定位基準面,可考慮在軸的通孔兩端加工出工藝錐面,插上兩個帶頂尖孔的錐堵或帶錐堵的心軸來安裝工件.

為了保證支撐軸頸與主軸內(nèi)錐孔面的同軸度要求,在選擇精基準時,要根據(jù)互為基準的原則.例如XZ-305主軸在車大端7:24錐孔時,用的是與前支撐軸頸與后支撐軸頸的外圓柱面為定位基準面,這樣定位誤差就有所減小.

根據(jù)上述分析可知,對實心的軸類零件,精基準面就是頂尖孔;而對于象XZ-305的空心主軸,除頂尖孔外還有軸頸外圓表面并且兩者交替使用,互為基準.

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4.工序內(nèi)容的擬定

零件的加工工藝路線擬定以后，下一步該進行的就是工序內(nèi)容的設計。工序內(nèi)容包括為每一道工序選擇機床和工藝裝備，劃分工步，確定加工余量、工序尺寸和公差，確定切削用量和工時定額，確定工序要求的檢測方法等。

4.1機床與工藝裝備的選用

機床與工藝裝備是零件加工的物質(zhì)基礎，是加工質(zhì)量和生產(chǎn)率的重要保證。機床與工藝裝備包括機械加工過程中所需要的機床、夾具、量具、刀具等。機床和工藝裝備的選擇是制定工藝規(guī)程的一個重要環(huán)節(jié)，對零件加工的經(jīng)濟性也有重要影響。

4.1.1機床的選擇

在工件的加工方法確定后，加工工件所需的機床就已基本確定，由于同一類型的機床中有多種規(guī)格，其性能也并不完全相同，所以加工范圍和質(zhì)量各不相同，只有合理地選擇機床，才能加工出合理理想的產(chǎn)品。在對機床進行選擇時，除對機床的基本性能有充分了解，還要考慮以下幾點：

（1）機床的技術規(guī)格要與被加工的工件尺寸相適應；

（2）機床的精度要與被加工的工件要求精度相匹配。機床的精度過低，不能加工出設計的質(zhì)量；機床的精度過高，又不經(jīng)濟。對于由于機床的局限，理論上達不到應有加工精度的，可通過工藝改進的辦法達到目的。

（3）機床的生產(chǎn)率應與被加工工件的生產(chǎn)綱領相匹配；

（4）機床的選用應與自身的經(jīng)濟實力相匹配。既要考慮機床的先進性和生產(chǎn)的發(fā)展需要，又要實事求是，減少投資。要立足于國內(nèi)，就近取材。

（5）機床的使用應與現(xiàn)有的生產(chǎn)條件相匹配。應充分利用現(xiàn)有機床，如果需要改造機床或設計專用機床，則應提出與加工參數(shù)和生產(chǎn)率有關的技術資料，確保零件加工質(zhì)量的技術要求等。

綜合以上因素考慮，對該零件的加工中所用的機床選擇如下：

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型號加工范圍（直徑×長度）(mm)最大加工直徑(mm)床刀身架上上最大加工長度(mm)表4.1車床

刀架行程主軸轉(zhuǎn)速(mm)縱向橫向級范圍數(shù)(r/min)圓度(mm)圓柱度表面粗糙度(um)W490490×1500490280150015003002411.2---22400.0070.02/3001.6表4.2臥式車床的型號與技術參數(shù)（單位：mm）名稱型號最大工最大加最大加刀架行主軸工作精電動機件D×L工直徑工長度程轉(zhuǎn)速度功率(r/mi（KW）n)臥式車C6140360×床身上900小刀架級數(shù)圓度主電動床1000360刀架縱向14范0.008圓機3/4上200棒125橫圍柱度總容量料49向2201*～0.014/17.84140080平面度0.009/180Ra1.6表4.3磨床型號最大磨削最小磨中心高工件回轉(zhuǎn)角度(°)砂輪圓度表面主范圍（直削直徑×中心最大最大（m粗糙電徑×長（mm）距（mm）重量外徑m）度機度）（mm）（kg×厚（um功工頭架砂輪）度）率作架（mm（臺kw））M1432320-0008+3+90+304000.0050.165.5180×150-7-90-30×501000表4.4螺紋磨床螺紋頭數(shù)工作精度等級型號最大安裝直徑×最大安裝長度（mm）200×750加工螺紋螺距誤差(mm)主電機功率（kw）直徑長度（mm）（mm）20~201*001~326級+0.003-0.0034S7520A第16頁共50頁

4.1.2工藝裝備的選擇

（1）夾具的選擇

單件小批量生產(chǎn)應盡量選用通用夾具和機床自帶的卡盤、虎鉗和轉(zhuǎn)臺。大批量生產(chǎn)時，應采用高生產(chǎn)率的專用夾具，在推行計算機輔助制造、成組技術等新工業(yè)或為提高生產(chǎn)率時，應采用成組夾具、組合夾具。夾具的精度應與工件的加工精度相適應。

（2）刀具的選擇

刀具的選擇主要取決于工序所采用的加工方法、加工表面的尺寸、工件材料、加工精度、生產(chǎn)率和經(jīng)濟性。一般情況下，選用標準刀具，必要時可選用高生產(chǎn)率的復合刀具和其他一些專用刀具。

（3）量具的選擇

量具的選擇主要取決于生產(chǎn)類型和所檢驗的精度。在單件小批生產(chǎn)中應盡量選用通用量具；在大批大量生產(chǎn)中應選用各種規(guī)格和高生產(chǎn)率的專用檢具。（4）輔具的選擇

工藝裝備中也要注意輔具的選擇，如吊裝用的吊車、運輸用的叉車和運輸小車、各種機床附件、刀架、平臺和刀庫等，以便于生產(chǎn)的組織管理，提高工作效率。

綜合上述原則，選擇該主軸加工過程中所用的工藝裝備：刀具：

車刀：硬質(zhì)合金車刀，YT15

鉆頭：莫氏椎柄麻花鉆GB/T1438.11996莫氏椎柄擴孔鉆GB/T11411984銑刀：直柄鍵槽銑刀8e8GB/T1112.1---1997直柄鍵槽銑刀6e8GB/T1112.1---1997

砂輪：粗磨時磨料：棕剛玉粒度：46#---56#結合劑：陶瓷1---400×50×25A50M5--V

精磨時磨料：棕剛玉粒度：75#--80#結合劑：陶瓷1---400×50×25A75Q5V

夾具選擇：外圓加工時選擇三爪、頂尖等通用夾具，銑鍵槽時須設計專用的夾具，

詳見夾具設計部分

量具的選擇：選擇通用的標準量具，如游標卡尺、千分尺等

4.2加工余量和工序尺寸的確定

4.2.1加工余量的確定

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在切削加工時，為了保證零件的加工質(zhì)量，從某加工表面上所必須切除的一層金屬層厚度成為加工余量。加工余量分為總余量和工序余量兩種。在由毛坯加工成成品的過程中，毛坯尺寸與成品零件圖的設計尺寸之差，成為加工總余量，即某加工表面上切除的金屬層總厚度。

完成一道工序時，從某一表面上所必須切除的金屬層厚度，稱為該工序的工序余量，即上道工序的工序尺寸與本道工序的工序尺寸之差。對于外圓和孔等旋轉(zhuǎn)表面而言，加工余量是從直徑上考慮的，故稱為雙邊余量，但實際上所切除的金屬層厚度是直徑上的加工余量的一半。加工平面時，加工余量是非對稱的單邊余量，它等于實際所切除的金屬層厚度。各工序的工序余量之和等于這一表面的加工總余量。

任何加工方法加工之后的尺寸都有一定的誤差，因而毛坯和各個工序尺寸都有公差，所以加工余量也就是變化的，因此加工余量可分為公稱余量、最小余量和最大余量。

工序尺寸的公差按各種加工方法的經(jīng)濟精度等級選定，并按“入體原則”標主。即對于被包容面（如軸，鍵寬等），工序尺寸的公差帶都取上偏差為零，即加工后的基本尺寸與最大極限尺寸相等；對于包容面（如孔，鍵槽寬等），工序尺寸公差帶都取下偏差為零，即加工后的基本尺寸與最小極限尺寸相等�？拙喙ば虺叽绻�差，一般按對稱偏差標住，毛坯尺寸公差可取對稱偏差，也可取非對稱偏差。

加工余量大小對制定工藝過程有一定的影響。總余量不夠，不能保證加工質(zhì)量；總余量過大，不但增加機械加工的勞動量，而且也增加了材料、刀具、電力等的成本消耗。

加工總余量的數(shù)值，一般與毛坯的制造精度有關。同樣的毛坯制造方法，總余量的大小又與生產(chǎn)類型有關，批量大，總余量就可以小些。由于粗加工的工序余量的變化范圍很大，半精加工和精加工的加工余量較小，所以，在一般情況下，加工總余量總是足夠分配的。但是在個別余量分布極其不均勻的情況下，也可能發(fā)生毛坯上有缺陷的表面層都切不掉，甚至留下了毛坯表面。

對于工序余量，目前一般采用經(jīng)驗估計的方法，或按照技術手冊等資料推薦的數(shù)據(jù)為基礎，并結合實際生產(chǎn)情況確定其加工余量的數(shù)值。對于一些精加工工序（例如：磨削、研磨、金剛鏜等）又以最合適的加工余量范圍。加工余量過大，會使精加工工時過大，甚至不能達到精加工的目的(破壞了精度和表面質(zhì)量)；加工余量過小，會使工件的某些部位加工不出來。此外，精加工的工序余量不均勻，還會影響加工精度。所以，對于精加工工序余量的大小和均勻性都必須予以保證。

4.2.2工序尺寸及其公差的確定

工序尺寸是工件在加工過程中各工序應保證的加工尺寸。因此，正確的確定工序尺

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寸及其公差，是制定工藝規(guī)程的一項重要工作。

工序尺寸的計算要根據(jù)零件圖上的設計尺寸、已經(jīng)確定的各個工序的加工余量及定位基準的轉(zhuǎn)換來進行。確定工序尺寸一般的方法是，由加工表面的最后一道工序開始依次向前推算，最后工序的工序尺寸按設計尺寸標注。當無基準轉(zhuǎn)換時，同一表面多次加工的工序尺寸只與工序的加工余量有關。當定位基準與工序基準不重合或工序尺寸尚需從繼續(xù)加工的表面標注時，工序尺寸應用尺寸鏈解算。分析該零件圖樣，其工序基準與定位基準重合，故其工序尺寸只與各個加工工序的余量有關。具體的計算步驟如下：

1）確定某一被加工表面各個加工工序的加工余量由查表法確定各工序的加工余量；

2）計算各工序尺寸的基本尺寸從終加工工序開始，即從設計尺寸開始，到第一道加工工序，逐次加上（對被包容面）或減去（對包容面）每道加工工序的基本余量，便可得到各工序尺寸的基本尺寸（包括毛坯尺寸）；

3）確定各工序尺寸公差及其偏差除終加工以外，根據(jù)各工序所采用的加工方法及其經(jīng)濟加工精度，確定各工序的工序尺寸公差（終加工工序的公差按設計要求確定），并按照“入體原則”標注工序尺寸公差。

該零件的各個工序的工序尺寸計算如下：￠88mm段

1）由前面確定的加工工藝路線可知，其加工方案為：粗車→半精車→粗磨→精磨2）用查表法確定加工余量

粗車余量Z粗車=2.8mm（《實用機械加工工藝手冊》表6-9）精車余量z精車=1.8mm（《實用機械加工工藝手冊》表6-11）粗磨余量z粗磨=0.3mm（《金屬機械加工工藝人員手冊》表5-53）精磨余糧z精磨=0.2mm

總余量z總=2.8+1.8+0.3+0.2=5.1mm

3)計算各工序的基本尺寸。精磨后工序的基本尺寸為￠88mm,其他各個加工工序的基本尺寸依次為：

粗磨（88+0.2）=88.2mm精車（88.2+0.3）=88.5mm粗車（88.5+1.8）=90.3mm毛坯（90.3+2.8）=93.1mm

4)確定各個工序尺寸的公差及其偏差

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粗磨：IT8，公差值為0.054mm；精車：IT9公差值為0.087mm；粗車：IT11公差值為0.22mm；毛坯：IT15公差值為1.4mm工序尺寸偏差按“入體原則”標�。�

粗磨：88.200.021精車：88.500.087mm粗車；90.300.22mm毛坯：93.1±0.7mm￠92mm段

1）由前面確定的加工工藝路線可知，其加工方案為：粗車→半精車→粗磨→精磨。2）用查表法確定加工余量查《實用機械加工工藝手冊》得：粗車余量Z粗車=2.8mm（《實用機械加工工藝手冊》表6-9）精車余量Z精車=1.8mm（《實用機械加工工藝手冊》表6-11）粗磨余量Z粗磨=0.3mm（《金屬機械加工工藝人員手冊》表5-53）精磨余量z精磨=0.2mm

總余量Z總=2.8+1.8+0.3+0.2=5.1mm

3)計算各工序的基本尺寸。精磨后工序的基本尺寸為￠92mm,其他各個加工工序的基本尺寸依次為：

粗磨（92+0.2）=92.2mm精車（92.2+0.3）=92.5mm粗車（92.5+1.8）=94.3mm毛坯（94.3+2.8）=97.1mm

4)確定各個工序尺寸的公差及其偏差精磨：IT6,公差值為0.022mm粗磨：IT8，公差值為0.054mm；精車：IT9公差值為0.087mm；粗車：IT11公差值為0.22mm；毛坯：IT15公差值為1.4mm工序尺寸偏差按“入體原則”標�。壕�磨：9200.022

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粗磨：92.200.054mm精車：92.200.087mm粗車；94.300.22mm毛坯：97.10.7mm

￠65mm段

1）由前面確定的加工工藝路線可知，其加工方案為：粗車→半精車→粗磨→精磨。2.52）用查表法確定加工余量查《實用機械加工工藝手冊》得：粗車余量Z粗車=2.5mm（《實用機械加工工藝手冊》表6-9）精車余量Z精車=1.8mm（《實用機械加工工藝手冊》表6-11）粗磨余量z粗磨=0.3mm（《金屬機械加工工藝人員手冊》表5-53）精磨余量z精磨=0.2mm

總余量Z總=2.5+1.8+0.3+0.2=4.8mm

3)計算各工序的基本尺寸。工序的基本尺寸為65mm,其他各個加工工序的基本尺寸依次為：

粗磨（65+0.2）=65.2mm精車（65.2+0.3）=65.5mm粗車(65.5+1.8)=67.3mm毛坯（67.3+2.5）=69.8mm4)確定各個工序尺寸的公差及其偏差精磨：IT6公差值為0.019mm粗磨：IT8公差值為0.046mm；精車：IT9公差值為0.074mm；粗車：IT11公差值為0.19mm毛坯：IT15公差值為1.2mm工序尺寸偏差按“入體原則”標�。壕�磨：6500.019精車：65.500.074mm粗車；67.300.074mm毛坯：69.80.7mm

1:10錐面

粗磨：65.200.046

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1）由前面確定的加工工藝路線可知，其加工方案為：粗車→精車→粗磨。2）用查表法確定加工余量查《實用機械加工工藝手冊》得：粗車余量Z粗車=2.8mm（《實用機械加工工藝手冊》表6-9）精車余量Z精車=0.5mm（《實用機械加工工藝手冊》表6-11）粗磨余量Z粗磨=0.3mm（《金屬機械加工工藝人員手冊》表5-53）總余量Z總=2.8+0.5+0.3=3.6mm

3)計算各工序的基本尺寸。粗磨后工序的基本尺寸為￠60mm,其他各個加工工序的基本尺寸依次為（均為錐面的大端尺寸）：精車（60+0.3）=60.3mm粗車（60.3+0.5）=60.8mm毛坯（60.8+2.8）=63.6mm4)確定各個工序尺寸的公差及其偏差粗磨：IT7，公差值為0.03mm；精車：IT8公差值為0.046mm；粗車：IT12公差值為0.3mm；毛坯：IT15公差值為1.2mm工序尺寸偏差按“入體原則”標�。�

粗磨：6000.03mm精車：60.300.046mm粗車；60.800.3mm毛坯：63.60.6mm

￠60h5(00.013)mm段

1）由前面確定的加工工藝路線可知，其加工方案為：粗車→半精車→粗磨→精磨。2）用查表法確定加工余量查《實用機械加工工藝手冊》得：粗車余量Z粗車=2.5mm（《實用機械加工工藝手冊》表6-9）半精車余量Z精車=1.8mm（《實用機械加工工藝手冊》表6-11）粗磨余量Z粗磨=0.3mm（《金屬機械加工工藝人員手冊》表5-53）精磨余量z精磨=0.2mm

總余量Z總=2.5+1.8+0.3+0.2=4.8mm

3)計算各工序的基本尺寸。精磨后工序的基本尺寸為￠60mm,其他各個加工工序的基本尺寸依次為：

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粗磨（60+0.2）=60.2mm精車（60.2+0.3）=60.5mm粗車（60.5+1.8）=62.3mm毛坯（62.3+2.5）=64.8mm4)確定各個工序尺寸的公差及其偏差精磨：IT6，公差值為0.013mm粗磨：IT8，公差值為0.046mm；精車：IT9公差值為0.074mm；粗車：IT11公差值為0.22mm；毛坯：IT15公差值為1.2mm工序尺寸偏差按“入體原則”標住：精磨：6000.013mm精車：60.500.074mm粗車；62.300.22mm毛坯：64.80.6mm

￠55h5(00.019)mm段

1）由前面確定的加工工藝路線可知，其加工方案為：粗車→半精車→粗磨→精磨。2）用查表法確定加工余量查《實用機械加工工藝手冊》表6-9得：粗車余量Z粗車=2.5mm（《實用機械加工工藝手冊》表6-9）半精車余量Z精車=1.8mm（《實用機械加工工藝手冊》表6-11）粗磨余量Z粗磨=0.3mm（《金屬機械加工工藝人員手冊》表5-53）精磨余量z精磨=0.2mm

總余量Z總=2.5+1.8+0.3+0.2=4.8mm

3)計算各工序的基本尺寸。精磨工序的基本尺寸為￠55mm,4)確定各個工序尺寸的其他各個加工工序的基本尺寸依次為：粗磨（55+0.2）=55.2mm精車（55.2+0.3）=55.5mm粗車（55.5+1.8）=57.3mm毛坯（57.3+2.5）=59.8mm4)確定各個工序尺寸的公差及其偏差

粗磨：60.200.046mm

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精磨：IT6，公差值為0.019mm粗磨：IT8，公差值為0.046mm；精車：IT9公差值為0.074mm；粗車：IT11公差值為0.22mm；毛坯：IT15公差值為1.2mm工序尺寸偏差按“入體原則”標住：精磨：5500.019mm精車：57.300.074mm粗車；57.300.22mm毛坯：59.80.6mm

0.033鉆Φ28H8（0）mm孔段

粗磨：55.200.046mm

1）由前面確定的加工工藝路線可知，其加工方案為：鉆孔→擴孔→粗磨→半精磨。2）用查表法確定加工余量查《實用機械加工工藝手冊》得：鉆孔余量Z鉆孔=24mm（《實用機械加工工藝手冊》表6-9）擴孔余量Z擴孔=25.8mm（《實用機械加工工藝手冊》表6-11）半精磨余糧Z半精磨=0.1mm總余量Z總=2.8+0.5+0.3=3.6mm

3)計算各工序的基本尺寸。粗磨后工序的基本尺寸為￠28mm,其他各個加工工序的基本尺寸依次為：

精車（70+0.3）=70.3mm粗車（70.3+0.5）=70.8mm毛坯（70.8+2.8）=73.6mm4)確定各個工序尺寸的公差及其偏差半精磨：IT7，公差值為0.021mm;粗磨：IT9，公差值為0.052mm；擴孔：IT10公差值為0.084mm；鉆孔：IT11公差值為0.11mm；毛坯：IT15公差值為1.2mm工序尺寸偏差按“入體原則”標住：

粗磨：7000.02mm

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精車：70.300.046mm粗車；70.800.3mm毛坯：73.60.6mm

鉆￠27mm的孔

1）由前面確定的加工工藝路線可知，其加工方案為：鉆孔→擴孔2）用查表法確定各個工序的加工余量，

鉆孔余量Z粗車=26mm（《實用機械加工工藝手冊》表6-9；擴孔余量Z精車=27.8mm（《實用機械加工工藝手冊》表6-11）；粗磨余量Z粗磨=0.3mm（《金屬機械加工工藝人員手冊》表5-53）；精磨余量Z精磨=0.01mm（《金屬機械加工工藝人員手冊》表5-54）；總余量Z總=3.61mm

3)確定各個工序的基本尺寸，精磨后的基本尺寸為￠80.0800.01mm,其他各工序的基本尺寸為:

粗磨（80.08+0.01）mm=80.09mm精車（80.09+0.3）mm=80.39mm粗車（80.39+0.5）mm=80.89mm毛坯（80.89+2.8）mm=83.69mm4)確定各個工序尺寸的公差及其偏差：鉆孔：IT11，公差值為0.11mm;擴孔：IT10，公差值為0.084mm;粗車：IT12，公差值為0.35mm.毛坯：IT15，公差值為1.4mm.工序尺寸按“入體原則”標住：精磨：80.0800.01mm粗磨：80.0900.035mm精車：80.3900.054mm粗車：80.8900.35mm毛坯：83.690.7mm

鉆￠35mm段

1）由前面確定的加工工藝路線可知，其加工方案為：鉆孔→擴孔→粗磨→半精磨2）用查表法確定加工余量

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鉆孔余量Z鉆孔=20mm（《實用機械加工工藝手冊》表6-9）鉆孔余量Z鉆孔=33mm（《實用機械加工工藝手冊》表6-9）擴孔余量Z擴孔=34.75mm（《實用機械加工工藝手冊》表6-11）粗磨余量Z粗磨=0.3mm（《金屬機械加工工藝人員手冊》表5-53）半精磨余糧Z半精磨=0.1mm總余量Z總=2.8+0.5+0.3=3.6mm

3)計算各工序的基本尺寸。粗磨后工序的基本尺寸為￠80mm,其他各個加工工序的基本尺寸依次為：

精車（80+0.3）=80.3mm粗車（80.3+0.5）=80.8mm毛坯（80.8+2.8）=83.6mm4)確定各個工序尺寸的公差及其偏差鉆孔：IT10公差值為0.16mm；擴孔：IT10公差值為0.10mm；粗磨：IT9公差值為0.052mm半精磨：IT7公差值為0.021mm毛坯：IT15公差值為1.4mm工序尺寸偏差按“入體原則”標�。�

粗磨：8000.1mm精車：80.300.046mm粗車；80.800.3mm毛坯：83.60.7mm

￠38H7（0）孔0.0181）由前面確定的加工工藝路線可知，其加工方案為：鉆孔→擴孔→粗磨→半精磨2）用查表法確定加工余量查《實用機械加工工藝手冊》得：鉆孔余量Z鉆孔=20mm（《實用機械加工工藝手冊》表6-9）鉆孔余量Z鉆孔=36mm（《實用機械加工工藝手冊》表6-9）擴孔余量Z擴孔=37.93mm（《實用機械加工工藝手冊》表6-11）粗磨余量Z粗磨=0.1mm（《金屬機械加工工藝人員手冊》表5-53）半精磨余糧Z半精磨=0.1mm3)確定各個工序尺寸的公差及其偏差

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鉆孔：IT10公差值為0.16mm；擴孔：IT10公差值為0.10mm；粗磨：IT9公差值為0.052mm半精磨：IT7公差值為0.021mm毛坯：IT15公差值為1.4mm工序尺寸偏差按“入體原則”標住：

粗磨：8000.1mm精車：80.300.046mm粗車；80.800.3mm毛坯：83.60.7mm

7：24錐孔

1）由前面確定的加工工藝路線可知，其加工方案為：粗車→半精車→粗磨→精磨2）用查表法確定加工余量

粗車余量Z粗車=2.2mm（《實用機械加工工藝手冊》表6-9）精車余量Z精車=1.4mm（《實用機械加工工藝手冊》表6-11）粗磨余量Z粗磨=0.3mm（《金屬機械加工工藝人員手冊》表5-53）精磨余量Z精磨=0.1mm

總余量Z總=2.2+1.4+0.3+0.1=4mm

3)計算各工序的基本尺寸。粗磨后工序的基本尺寸為￠44.45mm,其他各個加工工序的基本尺寸依次為（錐面大端尺寸）：

粗磨：（44.45+10.1）=44.55mm精車（44.55+0.3）=44.85mm粗車（44.85+1.4）=46.25mm毛坯（46.25+2.2）=48.45mm4)確定各個工序尺寸的公差及其偏差]精磨：IT6，公差值為0.016mm粗磨：IT9，公差值為0.062mm；精車：IT10公差值為0.10mm；粗車：IT11公差值為0.16mm；毛坯：IT15公差值為1.2mm工序尺寸偏差按“入體原則”標住：

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0.016精磨：44.450

粗磨：44.5500.062mm精車：44.8500.10mm粗車；46.2500.16mm毛坯：48.450.6mm

￠40mm內(nèi)錐面段

1）由前面確定的加工工藝路線可知，其加工方案為：粗車→半精車2）用查表法確定加工余量查《實用機械加工工藝手冊》得：粗車余量Z粗車=2.8mm（《實用機械加工工藝手冊》表6-9）半精車余量Z把半精車=1.1mm（《實用機械加工工藝手冊》表6-11）總余量Z總=2.8+1.1=3.9mm

3)計算各工序的基本尺寸。磨螺紋后工序的基本尺寸為40mm,其他各個加工工序的基本尺寸依次為：

粗車（40-1.1）=38.9mm毛坯(38.9-2.8)=36.1mm4)確定各個工序尺寸的公差及其偏差精車：IT8公差值為0.039mm；粗車：IT12公差值為0.25mm；毛坯：IT15公差值為1mm

工序尺寸偏差按“入體原則”標住：

0.20精車：400mm0.250粗車；38.90mm

毛坯：36.10.5mm

0.034￠34G7（0.009）mm

1）由前面確定的加工工藝路線可知，其加工方案為：粗車→半精車→磨削2）用查表法確定加工余量查《實用機械加工工藝手冊》得：粗車余量Z粗車=2.8mm（《實用機械加工工藝手冊》表6-9）半精車余量Z把半精車=1.1mm（《實用機械加工工藝手冊》表6-11）磨削余量Z磨=0.25mm

總余量Z總=2.8+1.1+0.25=4.15mm

3)計算各工序的基本尺寸。磨削后工序的基本尺寸為34mm,其他各個加工工序的基本尺

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寸依次為：

半精車：（34-0.25）=33.75mm粗車（33.75-1.1）=32.65mm毛坯(32.65-2.8)=29.85mm4)確定各個工序尺寸的公差及其偏差磨削：IT6公差值為0.016mm半精車：IT8公差值為0.039mm；粗車：IT11公差值為0.16mm；毛坯：IT15公差值為1mm

工序尺寸偏差按“入體原則”標�。�

0.034磨削：340.009

0.039精車：33.750mm0.16粗車；32.650mm

毛坯：29.850.5mm

￠34.5mm內(nèi)錐面段

1）由前面確定的加工工藝路線可知，其加工方案為：粗車→半精車2）用查表法確定加工余量查《實用機械加工工藝手冊》得：粗車余量Z粗車=2.8mm（《實用機械加工工藝手冊》表6-9）半精車余量Z把半精車=1.1mm（《實用機械加工工藝手冊》表6-11）總余量Z總=2.8+1.1=3.9mm

3)計算各工序的基本尺寸。半精車后工序的基本尺寸為34.5mm,其他各個加工工序的基本尺寸依次為：

粗車（34.5-1.1）=33.4mm毛坯(33.4-2.8)=30.6mm4)確定各個工序尺寸的公差及其偏差精車：IT8公差值為0.039mm；粗車：IT12公差值為0.25mm；毛坯：IT15公差值為1mm

工序尺寸偏差按“入體原則”標�。�

0.20精車：34.50mm0.250粗車；33.4.0mm

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毛坯：30.60.5mm

0.034￠34G7（0.009）mm

0.006端面槽16K7（0.018）mm

1）由前面確定的加工工藝路線可知，其加工方案為：線切割→磨槽2）用查表法確定加工余量：線切割余量Z線=15.5mm

磨槽余量Z磨=0.35（《機械制造技術基礎課程設計教程》表231）3)計算各工序的基本尺寸。粗磨后工序的基本尺寸為16mm,其他各個加工工序的基本尺寸依次為：

線切割：（16-0.35）=15.65mm毛坯：（15.65-15.5）=0.1mm4)確定各個工序尺寸的公差及其偏差精磨：IT6，公差值為0.016mm線切割：IT10，公差值為0.10mm；毛坯：IT15公差值為1.2mm工序尺寸偏差按“入體原則”標�。�

0.006精磨：16K7（0.018）mm

0.10線切割：15.650mm

銑鍵槽12N9（00.043）mm

1）由前面確定的加工工藝路線可知，其加工方案為：粗銑→精銑2）用查表法確定加工余量：粗銑余量Z粗銑=3mm

精銑余量Z精銑=1.0mm（《機械制造技術基礎課程設計教程》表231）3)計算各工序的基本尺寸。粗磨后工序的基本尺寸為50mm,其他各個加工工序的基本尺寸依次為：

粗銑：（50+1）=51mm毛坯：（51+3）=54mm4)確定各個工序尺寸的公差及其偏差精銑：IT7公差值為0.030mm粗銑：IT9公差值為0.043mm毛坯：IT15公差值為1.0

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工序尺寸偏差按“入體原則”標住：精銑：5000.20mm粗銑：5100.43mm毛坯：54±1.0mm

磨M60×2-4h(00.08)mm

1）由前面確定的加工工藝路線可知，其加工方案為：粗車→半精車→粗磨→精磨。2）用查表法確定加工余量查《實用機械加工工藝手冊》得：粗車余量Z粗車=2.5mm（《實用機械加工工藝手冊》表6-9）半精車余量Z精車=1.8mm（《實用機械加工工藝手冊》表6-11）粗磨余量Z粗磨=0.3mm（《金屬機械加工工藝人員手冊》表5-53）精磨余量z精磨=0.2mm

總余量Z總=2.5+1.8+0.3+0.2=4.8mm

3)計算各工序的基本尺寸。精磨后工序的基本尺寸為￠60mm,其他各個加工工序的基本尺寸依次為：

粗磨（60+0.2）=60.2mm精車（60.2+0.3）=60.5mm粗車（60.5+1.8）=62.3mm毛坯（62.3+2.5）=64.8mm4)確定各個工序尺寸的公差及其偏差精磨：IT6，公差值為0.08mm粗磨：IT8，公差值為0.046mm；精車：IT9公差值為0.074mm；粗車：IT11公差值為0.22mm；毛坯：IT15公差值為1.2mm工序尺寸偏差按“入體原則”標�。壕�磨：6000.008mm精車：60.500.074mm粗車；62.300.22mm毛坯：64.80.6mm

磨M55×2-4h(00.08)mm

第31頁共50頁

粗磨：60.200.046mm

1）由前面確定的加工工藝路線可知，其加工方案為：粗車→半精車→粗磨→精磨。2）用查表法確定加工余量查《實用機械加工工藝手冊》表6-9得：粗車余量Z粗車=2.5mm（《實用機械加工工藝手冊》表6-9）半精車余量Z精車=1.8mm（《實用機械加工工藝手冊》表6-11）粗磨余量Z粗磨=0.3mm（《金屬機械加工工藝人員手冊》表5-53）精磨余量z精磨=0.2mm

總余量Z總=2.5+1.8+0.3+0.2=4.8mm

3)計算各工序的基本尺寸。精磨工序的基本尺寸為￠55mm,4)確定各個工序尺寸的其他各個加工工序的基本尺寸依次為：粗磨（55+0.2）=55.2mm精車（55.2+0.3）=55.5mm粗車（55.5+1.8）=57.3mm毛坯（57.3+2.5）=59.8mm4)確定各個工序尺寸的公差及其偏差精磨：IT6，公差值為0.08mm粗磨：IT8，公差值為0.046mm；精車：IT9公差值為0.074mm；粗車：IT11公差值為0.22mm；毛坯：IT15公差值為1.2mm工序尺寸偏差按“入體原則”標�。壕�磨：5500.008mm精車：57.300.074mm粗車；57.300.22mm毛坯：59.80.6mm

磨M42×1.5-6h(00.08)mm

1）由前面確定的加工工藝路線可知，其加工方案為：粗車→半精車→粗磨→精磨。2）用查表法確定加工余量查《實用機械加工工藝手冊》表6-9得：粗車余量Z粗車=2.5mm（《實用機械加工工藝手冊》表6-9）半精車余量Z精車=1.8mm（《實用機械加工工藝手冊》表6-11）粗磨余量Z粗磨=0.3mm（《金屬機械加工工藝人員手冊》表5-53）

粗磨：55.200.046mm

第32頁共50頁

精磨余量z精磨=0.2mm

總余量Z總=2.5+1.8+0.3+0.2=4.8mm

3)計算各工序的基本尺寸。精磨工序的基本尺寸為￠42mm,4)確定各個工序尺寸的其他各個加工工序的基本尺寸依次為：粗磨（42+0.2）=42.2mm精車（42.2+0.3）=42.5mm粗車（42.5+1.8）=44.3mm毛坯（44.3+2.5）=46.8mm4)確定各個工序尺寸的公差及其偏差精磨：IT6，公差值為0.08mm粗磨：IT8，公差值為0.046mm；精車：IT9公差值為0.074mm；粗車：IT11公差值為0.22mm；毛坯：IT15公差值為1.2mm工序尺寸偏差按“入體原則”標�。壕�磨：4200.008mm精車：42.500.074mm粗車；44.300.22mm毛坯：46.80.6mm

粗磨：42.200.046mm

4.3切削用量的選擇

切削用量是切削加工時可以控制的參數(shù)，具體指切削速度v/（m/min）、進給量f(mm/r)和被吃刀量ap（）三個參數(shù)。

4.3.1切削用量的選擇原則

選擇切削用量主要應根據(jù)工件材料、精度要求及刀具材料、機床的功率和剛度等情況，在保證工序質(zhì)量的前提下，充分利用刀具的切削性能和機床的功率、轉(zhuǎn)矩的特性，獲得高生產(chǎn)率和低成本。

從刀具耐用度角度出發(fā)，首先應選定被吃刀量ap，其次選定進給量f，最后選定切削速度v.

粗加工時，加工精度和表面粗糙度要求不高，毛坯余量較大。因此，選擇粗加工的切削用量時，要盡量能保證較高的金屬切除率，以提高生產(chǎn)率；精加工時，加工精度和

第33頁共50頁

表面粗糙度要求較高，加工余量小且均勻。因此，選擇切削用量時應著重保證加工質(zhì)量，并在此基礎上盡量提高生產(chǎn)率。

（1）被吃刀量ap的選擇

粗加工時，被吃刀量應根據(jù)加工余量和工藝系統(tǒng)剛度來確定。由于粗加工時是以提高生產(chǎn)率為主要目標，所以在留半精加工、精加工余量后，應盡量將粗加工余量一次切除.一般ap可達8~10.當遇到斷續(xù)切削、加工余量太大或不均勻時，則應考慮多次走刀，而且此時的被吃刀量應一次遞減。

（2）進給量f的選擇

粗加工時對表面粗糙度要求不高，在工藝系統(tǒng)剛度和強度好的情況下，可以選用大一些的進給量；精加工時，應主要考慮工件表面粗糙度要求，一般表面粗糙度數(shù)值越小，進給量也要相應減小。

（3）切削速度v的選擇

切削速度主要應根據(jù)工件和刀具材料來確定。粗加工時，v主要受刀具壽命和機床功率的限制。如超出了機床許用功率，則應適當降低切削速度；精加工時，ap和f選用的都較小，在保證合理刀具壽命的情況下，切削速度應選取的盡可能高，以保證加工精度和表面質(zhì)量，同時滿足生產(chǎn)率的要求。

切削用量選定后，應根據(jù)以選定的機床，將進給量f和切削速度v修定成機床所具有的進給量f和轉(zhuǎn)速n，并計算出實際切削速度v。工序卡上填寫的切削用量應是修定后的進給量f、轉(zhuǎn)速n及實際切削速度v。

轉(zhuǎn)速n(r/min)的計算公式如下：

vn1000

d式中d工件（刀具）直徑（mm）V切削速度（m/min）

4.3.2時間定額的制定

（1）時間定額的組成

所謂時間定額是指：在一定生產(chǎn)條件下，規(guī)定生產(chǎn)一件成品或完成一道工序所需消耗的時間，它是安排生產(chǎn)計劃，進行成本校核的重要依據(jù)。

時間定額由以下幾部分組成①基本時間

直接改變生產(chǎn)對象的尺寸、形狀、相對位置、表面狀態(tài)或材料性質(zhì)等工藝過程所消耗的時間稱為基本時間。對機械加工而言，基本時間就是直接切除工序余量所消耗的激

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動時間（包括刀具的切如和切出時間）�；�本時間可由公式計算出來

ll1l2Ltjifnfnap式中l(wèi)1+（2～3）

tankrl2=3～5

l3--單件小批量生產(chǎn)時的試切附加長度。備注：

（1）當加工到臺階時l2=0（2）l3的值見表。

（3）主偏角kr=90o時，l1=（2～3）（4）i為進給次數(shù)。②輔助時間

為了實現(xiàn)工藝過程，必須進行各種輔助動作，如裝卸工件，開停機床，改變切削用量，試切和測量工件等，進行上述輔助動作所消耗的時間稱為輔助時間。

輔助時間的確定方法隨生產(chǎn)類型不同而有一定區(qū)別。單件小批生產(chǎn)時常用基本時間的百分比進行估算。批量較大時需將輔助動作進行分解，再根據(jù)統(tǒng)計資料分別確定各分解動作的時間，最后予以綜合計算。③布置工作地的時間

為使加工正常進行工人在一個工作時間班時間內(nèi)還要做一些照管工作地的工作，如更換工具潤滑機床，清除切削，收拾工具等，工人照管工地時間稱為布置時間它一般按作業(yè)時間的2%-7%折算。④休息與生理需要時間

工人在工作班時間內(nèi)為恢復體力和滿足生理需要所消耗的時間一般按2%折算。⑤準備和終結時間

工人為了生產(chǎn)一批產(chǎn)品或零部件，在開始加工時需要熟悉工藝文件，領取毛坯和工藝文件，安裝刀具與夾具，調(diào)整刀具與夾具。加工完一批工件后需拆下河歸還工藝裝備，歸還圖樣和工藝文件，送交成品等，為了生產(chǎn)一批產(chǎn)品或零部件，進行準備和結束工作所消耗的時間稱為準備和結束時間。（2）時間定額的制定方法

合理的時間定額能調(diào)動工人的工作積極性，促進工人不斷提高技術水平，對于保證產(chǎn)品質(zhì)量沒，提高勞動生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本都有很重要的作用，制定時間定額的方法：

第35頁共50頁

①由工時定額員、工藝人員和工人相結合，在總結過去經(jīng)驗的基礎上參考有關的資料表后估算確定。

②以同類產(chǎn)品的時間定額為依據(jù)，進行對比分析后推算。③通過對實際操作時間的測定和分析確定。

綜合考慮各種因素，對該零件的切削用量及時間定額計算如下：￠88mm：

1.切削用量的確定：1)背吃刀量的確定

粗車時的加工余量為2.8mm,因此，選取粗車時的背吃刀量ap=1.4mm;2）進給量的確定

查《實用機械加工工藝手冊》表11-26得該軸各段的進給量f=0.32mm/r;3）切削速度的確定

查《機械制造技術基礎課程設計教程》表5-2得，粗車時常用的切削速度V為5065m/min.

100060795.8r/min，查車床轉(zhuǎn)速，取

24dnn=710r/min，反過來計算實際的切削速度，根據(jù)公式V=得實際的切削速度：

100024710V=53.53m/min。

10001000vd根據(jù)公式n=算

速n=

2.工時的計算

ll1l2L根據(jù)公式tj，該軸為階梯軸，所以l2=0，所選用的刀具主偏角ifnfn152kr=90°,故取l1=2mm，因此基本時間tj==0.075min=5s;

0.32710￠92mm段:

1.切削用量的確定：1)背吃刀量的確定

粗車時的加工余量為2.8mm,因此，選取粗車時的背吃刀量ap=1.4mm;2）進給量的確定

查《實用機械加工工藝手冊》表11-26得該軸各段的進給量f=0.60mm/r;3）切削速度的確定

查《機械制造技術基礎課程設計教程》表5-2得，粗車時常用的切削速度V為80100m/min，我們選取V=80m/min。

1000v100080根據(jù)公式n=算出計算轉(zhuǎn)速n262.65r/min，查車床轉(zhuǎn)速，取

d92第36頁共50頁

n=280r/min，反過來計算實際的切削速度，根據(jù)公式V=

V=

dn得實際的切削速度10009771082.76m/min。

10002.工時的計算

ll1l2L根據(jù)公式tj，l2=3～5mm，所以選所l2=3mm,選用的刀具主偏角ifnfn1924kr=90°,故取l1=4mm，因此基本時間tj==0.309min=18.57s;

0.60280￠65段

1.切削用量的確定：1)背吃刀量的確定

粗車時的加工余量為2.8mm,因此，選取粗車時的背吃刀量ap=1.4mm;2）進給量的確定

查《實用機械加工工藝手冊》表11-26得該軸各段的進給量f=0.35mm/r;3）切削速度的確定

查《機械制造技術基礎課程設計教程》表5-2得，粗車時常用的切

速度V為80100m/min，我們選取V=80m/min。

1000v100080根據(jù)公式n=算n=391.8r/min，查車床轉(zhuǎn)速，取

d3865dnn=400r/min，反過來計算實際的切削速度，根據(jù)公式V=得實際的切削速度

100065400V=81.6m/min。

10002.工時的計算

ll1l2L根據(jù)公式tj，l2=3～5mm，所以選所l2=3mm,所選用的刀具主偏角ifnfn201*.83kr=90°,故取l1=2.8mm，因此基本時間tj==2.96min=177.4s;

0.35400￠60段

1.切削用量的確定：1)背吃刀量的確定

粗車時的加工余量為2.8mm,因此，選取粗車時的背吃刀量ap=1.4mm;2）進給量的確定

查《實用機械加工工藝手冊》表11-26得該軸各段的進給量f=0.35mm/r;3）切削速度的確定

第37頁共50頁

查《機械制造技術基礎課程設計教程》表5-2得，粗車時常用的

切削速度V為90120m/min，我們選取V=90m/min。

1000v100090根據(jù)公式n=算n=477.5r/min，查車床轉(zhuǎn)速，取

d60dnn=475r/min，反過來計算實際的切削速度，根據(jù)公式V=得實際的切削速度

100060475V=89.5m/min。

10002.工時的計算

ll1l2L根據(jù)公式tj，l2=3～5mm，所以選所l2=3mm,所選用的刀具主偏角ifnfn8743kr=90°,故取l1=4mm，因此基本時間tj==1.13min=67.8s;

0.35475￠55段：

1.切削用量的確定：1)背吃刀量的確定

粗車時的加工余量為2.8mm,因此，選取粗車時的背吃刀量ap=1.4mm;2）進給量的確定

查《實用機械加工工藝手冊》表11-26得該軸各段的進給量f=0.35mm/r;3）切削速度的確定

查《機械制造技術基礎課程設計教程》表5-2得，粗車時常用的切削速度V為90120m/min，我們選取V=90m/min。

1000v根據(jù)公式n=算

d100090521.36r/min，查車床轉(zhuǎn)速，取

55dnn=540r/min，反過來計算實際的切削速度，根據(jù)公式V=得實際的切削速度

100055540V=93.25m/min。

1000n=

2.工時的計算

ll1l2L根據(jù)公式tj，該軸為階梯軸，所以l2=0，所選用的刀具主偏角kr=90°,ifnfn1312故取l1=2mm，因此基本時間tj==0.767min=46s;

0.355407：24錐面：1.切削用量的確定：1)背吃刀量的確定

粗車時的加工余量為2.8mm,因此，選取粗車時的背吃刀量ap=1.4mm;

第38頁共50頁

2）進給量的確定

查《實用機械加工工藝手冊》表11-26得該軸各段的進給量f=0.5mm/r;3）切削速度的確定

查《機械制造技術基礎課程設計教程》表5-2得，粗車時常用的切削速度V為5065m/min，我們選取V=60m/min。

1000v根據(jù)公式n=算

d100060763.94r/min，查車床轉(zhuǎn)速，取

60dnn=710r/min，反過來計算實際的切削速度，根據(jù)公式V=得實際的切削速度

100025710V=55.76m/min。

1000n=

2.工時的計算

ll1l2L根據(jù)公式tj，該軸為階梯軸，所以l2=0，所選用的刀具主偏角kr=90°,ifnfn552故取l1=2mm，因此基本時間tj==0.25min=15s;

0.32710￠27的孔：1.切削用量的確定：1)背吃刀量的確定

鉆孔時的加工余量為26mm,因此，選取粗車時的背吃刀量ap=26mm;2）進給量的確定

查《實用機械加工工藝手冊》表11-26得鉆該孔的進給量f=0.32mm/r;3）切削速度的確定

查《機械制造技術基礎課程設計教程》表5-2得，鉆孔時常用的切削速度V為選取V=20m/min。

100020查立式鉆床轉(zhuǎn)速，265.39r/min，

26dn取n=275r/min，反過來計算實際的切削速度，根據(jù)公式V=得實際的切削速度

100026275V=20.724m/min。

10001000vd根據(jù)公式n=算出n=

2.工時的計算

ll1l2L根據(jù)公式tj，l2=1～4mm，所以選所l2=2mm,所選用的刀具主偏角ifnfn27228kr=90°,故取l1=8mm，因此基本時間tj==2.931min=175.82s;

0.32275￠35

.0.0孔

第39頁共50頁

1.切削用量的確定：1)背吃刀量的確定

鉆孔時的加工余量為33mm,因此，選取粗車時的背吃刀量ap=33mm;2）進給量的確定

查《實用機械加工工藝手冊》表11-26得該軸各段的進給量f=0.8mm/r;3）切削速度的確定

查《機械制造技術基礎課程設計教程》表5-2得，鉆孔時常用的切削速度V，我們選取V=58m/min。

1000v根據(jù)公式n=

d100058559.73r/min，查立式鉆床轉(zhuǎn)速，

33dn取n=545r/min，反過來計算實際的切削速度，根據(jù)公式V=得實際的切削速度

100033545V=56.47m/min。

1000算出n=

2.工時的計算

ll1l2L根據(jù)公式tj，l2=1～4mm，所以選所l2=2mm所選用的刀具主偏角ifnfnkr=90°,故取l1=1.6mm，因此基本時間

20821.6tj==0.486min=29.17s;

0.8545鉆、攻6-M5-6H、2-M6-6H、2-M5-6H1.鉆孔切削用量的確定：1)背吃刀量的確定

鉆孔時的加工余量為4.5mm,因此，選取粗車時的背吃刀量ap=4.5mm;2）進給量的確定

查（《機械制造技術基礎課程設計教程》表521）得該軸各段的進給量f=0.15mm/r;3）切削速度的確定

查《機械制造技術基礎課程設計教程》表5-21得，鉆孔時常用的切削速度V為21m/min，我們選取V=21m/min。

1000v根據(jù)公式n=算

d100021954.6r/min，查車床轉(zhuǎn)速，取

4.5dnn=960r/min，反過來計算實際的切削速度，根據(jù)公式V=得實際的切削速度

10004.5960V=22.8m/min。

1000n=

2.工時的計算

第40頁共50頁

ll1l2L，l2=1～4mm，所以選所l2=2mm所選用的刀具主偏角ifnfn2022kr=54°,故取l1=2mm，因此基本時間tj=2=0.25min=15.6s;

0.15960根據(jù)公式tj螺紋

1.加工螺紋的切削用量的確定：1)背吃刀量的確定

加工螺紋時的加工余量為0.5mm,因此，選取粗車時的背吃刀量ap=0.5mm;2）進給量的確定

查（《機械制造技術基礎課程設計教程》表538）得該軸各段的進給量f=0.5mm/r;3）切削速度的確定

查《機械制造技術基礎課程設計教程》表5-21得，鉆孔時常用的切削速度V為8.5m/min，我們選取V=8.5m/min。

1000v根據(jù)公式n=算出

d10008.5541.14r/min，查車床轉(zhuǎn)速，取

4.5dnn=545r/min，反過來計算實際的切削速度，根據(jù)公式V=得實際的切削速度

10005454.5V=8.56m/min。

1000n=

2.工時的計算

ll1l2L根據(jù)公式tj，其中所以l1=（1～4）Pmm,p為螺距，p=0.5mm，所以ifnfnl1=1mm,l2=（2～3）Pmm,取l2=1mm,l=20mm因此基本時間tj=2(201*)=0.32min=19.4s;

0.5545銑鍵槽12N9（00.043）mm1.切削用量的確定：1)背吃刀量的確定

粗銑鍵槽時的加工余量為3mm,因此，選取粗車時的背吃刀量ap=3mm;2）進給量的確定

查《實用機械加工工藝手冊》表11-26得該軸各段的進給量f=0.8mm/r;3）切削速度的確定

查《機械制造技術基礎課程設計教程》表5-2得，鉆孔時常用的切削速度V，我們選取V=58m/min。

1000v根據(jù)公式n=

d100058559.73r/min，查立式鉆床轉(zhuǎn)速，

33第41頁共50頁

算出n=

取n=545r/min，反過來計算實際的切削速度，根據(jù)公式V=V=

3354556.47m/min。

1000dn得實際的切削速度10002.工時的計算

ll1l2Li，l1=0.5d+（1～2）mm=0.5×8+2=6mm,l2=1～3mm，所以ifnfn80263=min=0.604s;選所l2=2mm.因此基本時間tj=

0.15455根據(jù)公式tj4.4工藝過程的技術經(jīng)濟分析

4.4.1提高勞動生產(chǎn)率的途徑

勞動生產(chǎn)率是衡量生產(chǎn)效率的一項綜合性技術經(jīng)濟指標，常用一個工人在單位勞動時間內(nèi)制造出來合格產(chǎn)品的數(shù)量來表示。

（1）提高切削用量

提高切削用量可以縮短基本時間，提高切削用量的關鍵是新型刀具材料的研究和開發(fā)，新型刀具材料的出現(xiàn)，使允許的切削用量（主要指切削速度）發(fā)生了階段性的變化，從而使生產(chǎn)率產(chǎn)生了階段性的飛躍，必須注意的是，隨著切削用量的提高，機床的剛度和功率也必須增大，才能與之適應。

（2）采用先進的高生產(chǎn)率的機床設備

a采用先進的、自動化水平高的機床設備，實現(xiàn)集中控制，自動調(diào)速與自動換刀，以縮短開、停機床和改變切削用量換刀等的時間。

b采用多刀軸加工的高效設備實現(xiàn)多刀多軸加工，使切削行程縮短，基本時間重疊。c采用連續(xù)回轉(zhuǎn)工作臺機床和多工位回轉(zhuǎn)工作臺式組合機床，使裝卸工件的輔助時間與基本時間重疊。

（3）采用各種高效夾具

a采用聯(lián)動夾緊等快速夾緊機構，用氣動或液壓夾緊代替手動夾緊，以減少夾緊工件的時間。

b采用回轉(zhuǎn)式或移動式的工位夾具，使裝卸工件的輔助時間與基本時間重疊。c中小批量生產(chǎn)中，采用可調(diào)速夾具和成組夾具，可減少夾具的調(diào)整和安裝時間（4）采用先進高效的刀具和快速調(diào)刀換刀裝置。（5）采用多件加工。

（6）采用主動檢測的方法，控制加工過程中的尺寸，使測量工件的時間與基本時間相重疊，省了工人測量工件的時間。

第42頁共50頁

4.4.2工藝成本及其組成

零件的實際生產(chǎn)成本是制造工件所必需的一切費用的總和，其中與工藝過程有關的那一部分成本稱為工藝成本，而與工藝過程無直接關系的那一部分成本，如行政人員工資，照明取暖費用，在經(jīng)濟評比中不予考慮。

5.夾具設計部分

在機床上加工工件時,為了使工件在該工序所加工的表面能達到規(guī)定的尺寸和位置

公差要求,在開動機床進行加工之前,必須首先使工件占有一正確的位置.通常把確定工件在機床上或夾具中占有正確位置的過程,稱為定位.當工件定位后,為了避免在加工中受到切削力、重力等的作用而破壞定位,還應該具有一定的機構或裝置將工件加以固定.工件定位后將其固定,使其在加工過程中保持定位位置不變的操作,稱為夾緊.將工件定位、夾緊的過程稱為裝夾.工件裝夾是否正確、迅速、方便和可靠,將直接影響工件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率、制造成本和操作安全.在成批、大量生產(chǎn)中,工件的裝夾是通過機床夾具來實現(xiàn)的.機床夾具在生產(chǎn)中應用十分廣泛.

5.1機床夾具的功用

（1）穩(wěn)定保證工件的加工精度

用夾具裝夾工件時,工件相對于刀具和機床的位置精度有夾具來保證,不受工人技術水平的影響,使一批工件的加工精度趨于一致.（2）減小輔助工時,提高勞動生產(chǎn)率

使用夾具裝夾工件時無需劃線找正,可顯著減小輔助工時,方便快捷;提高工件剛性,使用較大的切削用量;可實現(xiàn)多件,多功位同時裝夾,可采用高效加緊機構,提高勞動生產(chǎn)率.

（3）擴大機床使用范圍,實現(xiàn)一機多能

根據(jù)加工機床的成形運動,附以不同類型的夾具,可擴大機床的工藝使用范圍.

5.2機床夾具的分類

機床夾具一般可按照專門化程度,使用的機床和加緊動力源進行分類.1.按專門化程度分類

1)通用夾具2)專用夾具3)通用可調(diào)夾具和成組夾具4)組合夾具5)隨行夾具

2.按使用的機床分類

按所使用的機床不同,夾具可分為車床夾具,銑床夾具,鉆床夾具,鏜床夾具,磨床夾

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具等.

3.按加緊動力源分類

根據(jù)夾具所采用的加緊動力源不同,夾具可分為手動夾具,氣動夾具,液壓夾具,氣液夾具,電動夾具,磁力夾具等.

5.3機床夾具的組成

機床夾具一般由以下幾個部分組成:（1）定位元件

定位元件與工件的定位基面相接觸,用于確定工件在夾具中的正確位置.（2）夾緊元件(夾緊裝置)

夾緊元件的作用是將工件壓緊夾牢,使工件在加工過程中保持在夾具中的既定位置.

（3）對刀與導引元件

用于確定刀具在加工前正確位置的元件稱為對刀元件,如對刀塊.用于確定刀具位置并導引刀具進行加工的元件成為導引元件.

（4）夾具體

夾具體是用于聯(lián)接或固定夾具上各個元件及裝置,使其成為一個整體的基礎件.它與機床的有關部件進行聯(lián)接,對定,使夾具相對于機床具有確定的位置.

（5）其它元件和裝置

有些夾具根據(jù)工件的加工要求,要有分度機構,銑床夾具還要有定位鍵等.以上這些組成部分,并不是每種機床都缺一不可的,但是任何夾具都必須具有定位元件和夾緊裝置,她們是保證工件加工精度的關鍵,目的是使工件定準夾牢.

5.4工件在夾具中的定位及定位誤差

在機械加工中,無論采用哪種安裝方法,都必須使工件在機床或夾具上具有正確地定位,以便保證被加工工件的精度.

任何一個沒有約束的物體,在空間都有六個自由度,即沿三個互相垂直的坐標軸的移動和繞這三個坐標軸的轉(zhuǎn)動，因此，要使物體在空間中定位，就必須約束這六個自由度。

工件的六點定位原理

在機械加工中，要完全確定工件的正確位置必須有六個相應的支撐點來限制工件的六個自由度，稱為工件的“六點定位原理”

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5.4.1定位方案的設計

分析零件圖樣，其主要尺寸的設計基準是外圓中心線，因此我們選用外圓面作為定位基面。

工件以外圓面作為定位基面時，最常用的定位元件是V形塊。根據(jù)工件與V形塊的接觸母線長度，固定式V形塊可以分為短V形塊和長V形塊，其中前者限制2個自由度，后者限制4個自由度。

（1）定位方案：

工件以外圓支撐軸頸作為定位基準，采用兩組V型塊和兩組壓板夾緊組合定位方案。其中兩組短V型塊限制了4個自由度，兩組壓板限制了2個自由度。

（2）夾緊機構：

采用多位螺旋壓板夾緊機構，通過擰緊雙頭螺柱上端的夾緊螺母，使兩組轉(zhuǎn)動壓板同時壓緊外圓表面，實現(xiàn)夾緊。由于被夾緊表面高度尺寸的誤差，壓板的位置不能保持水平，所以螺母端面和壓板之間要使用球面墊圈和錐面墊圈。借助球面和錐面的相互滑動，在壓板傾斜時，便可防止螺栓受彎力矩的作用而損壞。

（3）對刀裝置：

采用直角對刀塊及平塞尺對刀。確定對刀塊的對刀平面與定位元件定位表面之間的尺寸，水平尺寸為[12/2(槽寬一半尺寸)+3(塞尺厚度尺寸)=9,其公差取工件公差的1/3.由槽的公差為0.043,則水平尺寸公差取(1/3×0.043)=0.014,所以對稱標注為(9±0.014).

(4)夾具與機床連接元件

采用兩個標準定位鍵,固定在夾具體底面的同一直線位置的鍵槽中,用于確定銑床夾具相對于機床進給方向的正確位置.并保證定位鍵的寬度與機床工作臺T型槽相匹配的要求.

(5)夾具體:

通過夾具體把各組成部分連接起來.

V形塊定位的優(yōu)點是：1.對中性好，可使工件的定位基準軸線對中在V形塊兩斜面的對稱面上，不會發(fā)生偏移且安裝方便；2.應用范圍較廣，不論定位基準是否經(jīng)過加工，不論是完整的圓柱面還是局部的圓弧面，都可以用V形塊定位。V形塊上兩斜面間的夾角一般選用60°，90°和120°，其中以90°應用最多。

綜合上述因素，在該夾具的設計過程中，選用兩個90°的短V形塊定位。

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5.4.2定位誤差分析

所謂定位誤差，是指由于工件定位造成的加工面相對于工序基準的位置誤差。因為對一批工件來說，刀具經(jīng)過調(diào)整后位置是不動的，即被加工表面的位置相對于定位基準的位置是不變的，所以定位誤差就是工序基準在加工方向上的最大變動量。造成定位誤差的原因有：

1）由于定位基準與工序基準不一致所引起的定位誤差，稱為基準不重合誤差，用△B表示。

2）由于定位副制造誤差及其配合間隙所引起的定位誤差，稱為基準位移誤差，用△Y表示。

定位誤差是由于基準不重合誤差和基準位移誤差共同作用的結果，即△D=△B△Y（當和變動方向相同時，取“+”號；反之，取“－”號）。

銑鍵槽夾具是以工件外圓定位基準,采用V型塊定位.工件以外圓在V型塊上定位時,若不考慮V型塊的制造誤差,則工件定位基準在V型塊的對稱面上,因此工件中心在水平方向上的位移為零.但在垂直方向上,因工件外圓有制造誤差,而產(chǎn)生基準位移,所以本夾具的誤差計算如下:

TdTTd0.0190.019dwd0.0039330.00633

2sin22sin9023所以此定位方案合理。

5.5對刀裝置的確定

在銑削加工過程中，一般要設置對刀裝置。對刀裝置由對刀塊和塞尺組成。采用對刀裝置對刀時，為防損壞刀具或造成對刀塊過早磨損，刀具與對刀面不應該直接接觸，而是將刀面移近刀具，而在對刀面和銑刀之間塞入塞尺，憑抽動塞尺的松緊感覺來判斷對刀的準確程度。塞尺分平塞尺和圓塞尺兩種，其尺寸可取1mm、3mm、5mm。對刀塊分圓形對刀塊（主要用于加工平面）；直角對刀塊或側裝對刀塊（主要用于盤銑刀或圓柱銑刀銑槽）。本道工序為銑鍵槽，因此，我們選擇直角對刀塊，平塞尺（3mm）。

5.6加緊裝置的確定

在加工過程中，工件會受到切削力、慣性力、離心力等外力的作用，為了保證在這些外力作用下，工件仍能在夾具中保持定位的正確位置，而不致發(fā)生位移或產(chǎn)生震動，一般在夾具結構中都必須設置一定的夾緊裝置，把工件壓緊夾牢在定位元件上。

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