機(jī)電一體化畢業(yè)設(shè)計(論文)軸

1、青島理工大學(xué)青島理工大學(xué) 畢畢 業(yè)業(yè) 論論 文文 題目 軸類零件的機(jī)械加工 系別 機(jī)電工程系 專業(yè) 機(jī)電一體化技術(shù) 班級 機(jī)電 05 班 姓名 李承雪 學(xué)號 201482133 指導(dǎo)教師 日期 年 月 青島理工大學(xué)畢業(yè)論文 摘 要 機(jī)械制造工藝學(xué)是機(jī)械制造專業(yè)生的一門專業(yè)課程。學(xué)習(xí)時需要應(yīng)用加工方法、 機(jī)床、工具、測量等方面的知識來研究錯綜復(fù)雜的零件生產(chǎn)工藝的問題。 軸類零件的主要作用是支撐傳動零部件、傳遞扭矩和承受載荷。通常應(yīng)保證裝 配傳動件的軸頸對支撐軸頸的同軸度要求，否則會影響傳動件的傳動精度，并產(chǎn)生 噪聲。軸的加工首先應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)拿?、材料、機(jī)床、夾具、道具等，經(jīng)過粗、精 加工等一系列

2、工序，完成所要求的軸類零件。 本次輸出軸的加工將按照理論與實(shí)際相結(jié)合，加工順序的安排主要根據(jù)基面先 行（先端面后中心孔） 、先粗后精、先主后次（次要工序按需插入）的原則，制定出 合適的工藝過程，保證了產(chǎn)品質(zhì)量，充分發(fā)揮了設(shè)備的利用率，人力、物力消耗最 少。 關(guān)鍵詞：工藝規(guī)程，機(jī)械制造 青島理工大學(xué)畢業(yè)論文 目錄 摘要.II 1 軸的類型及材料選擇.1 1.1軸的類型.1 1.2 軸類零件的材料和毛坯選擇 .1 2 車工和零件加工工藝設(shè)計.4 2.1 車床 .4 2.2 車刀及其安裝 .4 2.3 車外圓 .6 2.4 車端面 .9 2.5 切削與切槽 .11 2.6 車螺紋 .12 2.7 零

3、件加工工藝設(shè)計 .14 3 銑工和零件加工.17 3.1 銑床 .17 3.2 銑刀和工件的安裝 .17 3.3 銑削加工 .18 4 鉆孔.20 4.1 鉆床 .20 4.2 鉆孔工具的選擇及零件的孔加工 .20 5 輸出軸加工工藝 .22 結(jié) 論.24 致 謝.25 參考文獻(xiàn).26 青島理工大學(xué)畢業(yè)論文 0 1 軸的類型及材料選擇 1.11.1 軸的類型軸的類型 軸類零件是常見的典型零件之一，其主要功用是支持傳動零部件（齒輪、皮帶 輪、離合器等） ，傳遞扭矩和承受載荷，就其功用可分為：主軸、異形軸和其它軸三 類，主軸除支持齒輪或皮帶輪、離合器外，還將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動及扭轉(zhuǎn)力矩通過主軸端部 的夾具傳

4、給工件或刀具；異形軸可通過凸輪、偏心和曲拐部分將回轉(zhuǎn)運(yùn)動變?yōu)橹本€ 運(yùn)動，其它軸則主要傳遞扭矩或承受載荷。 從軸類零件的結(jié)構(gòu)特性來看，它們是長度（L）大于直徑（d）的回轉(zhuǎn)體零件， 若 L/d12，通常稱為剛性軸；而 L/d12 稱為撓性軸，其被加工表面常有內(nèi)外圓 柱表面、圓錐面及花鍵、鍵槽、螺紋等。根據(jù)軸類零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和精度要求，應(yīng) 選擇合理的定位基準(zhǔn)和加工方法進(jìn)行加工。 1.21.2 軸類零件的材料和毛坯選擇軸類零件的材料和毛坯選擇 軸類零件應(yīng)根據(jù)不同的工件條件和使用要求選用不同的材料。 45 號鋼是軸類零件的常用材料，它價格便宜，經(jīng)過調(diào)質(zhì)（或正火）后，可得到 較好的切削性能，而且能獲得較高

5、的強(qiáng)度和韌性等綜合機(jī)械性能，局部淬火后在回 火，表面硬度可達(dá) HRC4552。 40Cr 等合金鋼結(jié)構(gòu)鋼適用于中等精度，而轉(zhuǎn)速較高的軸類零件，具有較高的綜 合機(jī)械性能。軸承鋼 GCr15 和彈簧鋼 Mn 可制造較高精度的軸。 20CrMnTi、18CrMnTi、20Mn2B、20Cr 等低碳合金鋼含鉻、錳鈦和硼等元素，可用來 制造在高速度、重載荷等條件下的軸類零件。 軸桿類零件是機(jī)械產(chǎn)品中支承傳動件、承受載荷、傳遞扭矩和動力的常見典型 零件，其結(jié)構(gòu)特征是軸向（縱向）尺寸遠(yuǎn)大于徑向（橫向）尺寸，包括各種傳動軸、 機(jī)床主軸、絲桿、光桿、偏心輪、凸輪軸、齒輪軸等。 軸類零件最常用的毛坯是型材和鍛件，

6、對于某些大型的結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜的軸也可 用鑄件或焊接結(jié)構(gòu)件。 對于光滑的或有階梯但直徑相差不大的一般軸，常用型材（即熱軋或冷拉圓鋼） 青島理工大學(xué)畢業(yè)論文 1 作為毛坯。 對于直徑相差較大的階梯軸或要承受沖擊載荷和交變應(yīng)力的重要軸，均采用鍛 件作為毛坯。當(dāng)生產(chǎn)批量較小時，應(yīng)采用自由鍛件；當(dāng)生產(chǎn)批量較大時，應(yīng)采用模 鍛件。 對于結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜的大型軸類零件，其毛坯可用砂型鑄造件、焊接結(jié)構(gòu)件或鑄 焊結(jié)構(gòu)毛坯。 本次設(shè)計加工的零件為輸出軸，需要較高的強(qiáng)度和韌性等綜合機(jī)械性能，工作 載荷基本平衡，故選用 45 號鋼。由于該軸工作時不承受沖擊載荷，工作性質(zhì)一般， 且各階梯軸徑相差不大，因此可選用熱軋圓鋼作為毛

7、胚。下料尺寸為 55200mm 圓柱毛坯，加工如圖 1.1 的零件。mm 青島理工大學(xué)畢業(yè)論文 2 圖 1.1 輸出軸 青島理工大學(xué)畢業(yè)論文 3 2 車工和零件加工工藝設(shè)計 2.12.1 車床車床 車床是利用工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動和刀具的直線運(yùn)動來加工工件的，它能完成的切削 加工最多，就其基本的工作內(nèi)容來說，可以車外圓、車端面、切斷、切槽、鉆中心 空、鉆孔、車孔、鉸孔、車各種螺紋、車圓錐、車成形面、滾花以及盤繞彈簧、在 機(jī)械制造中，車床是應(yīng)用很廣泛的金屬切削機(jī)床之一。 CA6140 型臥式車床是我國自行設(shè)計自造的新型車床，具有性能良好、結(jié)構(gòu)先進(jìn)、 操作方便、外形美觀等優(yōu)點(diǎn)。CA6140 型普通車床的通

8、用性能較好。它適用于加工各 種軸類，套類和盤類零件上的回轉(zhuǎn)表面，如車削內(nèi)外圓柱面，圓錐面，環(huán)槽及成型 回轉(zhuǎn)表面；車削端面及各種常用的公制，英制，牟數(shù)制和徑節(jié)制羅螺紋；在普通車 床上還能作鉆孔，擴(kuò)孔，鉸孔，滾花等工作。 CA6140 型普通車床是普通精度級機(jī)床，根據(jù)普通車床的精度檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，新機(jī)床 應(yīng)達(dá)到的加工精度為： 精車外圓的圓度 0.01mm 精車外圓的圓柱度 0.01/100mmmm 精車端面的平面度 0.02/300mmmm 精車螺紋的螺距精度 0.04/100,0.06/300mmmmmmmm 精車的表面粗糙度可達(dá) Ra=1.252.5m CA6140 型普通車床實(shí)質(zhì)上是一種通用車床，

9、它的加工范圍較廣，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜且 自動化程度低，所以適用于單件小批量生產(chǎn)及修配車間。 因此，本次設(shè)計的軸類零件將在此機(jī)床上進(jìn)行加工。 2.22.2 車刀及其安裝車刀及其安裝 2.2.12.2.1 車刀車刀 1、對刀具材料的基本要求 在切削加工時，刀具切削部分與切屑、工件相互接觸的表面上成上承受了很大 的壓力和強(qiáng)烈的摩擦，刀具在高溫下進(jìn)行切削的同時，還承受著切削力、沖擊和振 動，因此要求刀具切削部分的材料具備以下性能： 青島理工大學(xué)畢業(yè)論文 4 1）硬度要求 刀具材料必須具有高于工件材料的硬度，常溫硬度在 HRC60 以下。 2）耐磨性要求 耐磨性表示刀具抵抗磨損的能力，通常刀具材料的硬度越高耐磨

10、性越好；材料 中硬質(zhì)點(diǎn)的硬度越高，數(shù)量越多，顆粒越小，分布越均勻，則耐磨性越好。 3）足夠的強(qiáng)度和韌性 為了承受切削力、沖擊和振動，刀具材料應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和韌性，一般用抗 彎強(qiáng)度和沖擊韌性值表示。 4）良好的耐熱性 刀具材料應(yīng)在高溫下保持較高的硬度、耐磨性、強(qiáng)度和韌性，并有良好的抗擴(kuò) 散、抗氧化的能力，這就是刀具材料的耐磨性，它是衡量刀具材料綜合切削性能的 重要指標(biāo)。 5）良好的工藝性與經(jīng)濟(jì)性 為了便于刀具制造，要求刀具材料有良好的可加工性，包括鍛、軋、焊接、切 削加工、可磨削性和熱處理特性等。 此外，在選用刀具材料時，還要考慮經(jīng)濟(jì)性，經(jīng)濟(jì)性差的刀具材料難以推廣使 用。 刀具材料種類很多，常

11、用的有碳素工具鋼、合金工具鋼、高速鋼、硬質(zhì)合金鋼、 陶瓷、金剛石和立方氮化硼等。碳素工具鋼和合金工具鋼，因其耐熱性較差，僅用 于低速手工工具。陶瓷、金剛石和立方氮化硼則由于性質(zhì)脆、工藝性差及價格昂貴 等原因，目前只在較小的范圍內(nèi)使用。當(dāng)今，用得最多的刀具材料為高速鋼和硬質(zhì) 合金剛。 2、刀具切削部分的材料 目前工廠中的刀具切削部分材料主要有高速鋼和硬質(zhì)合金鋼兩種。高速鋼是一 種含鎢、鋁、鉻、釩等合金元素較多的高合金工具鋼。高速鋼主要優(yōu)點(diǎn)是具有高的 硬度、強(qiáng)度和耐磨性，且耐磨性和淬透性良好，其允許的切削速度是碳素工具鋼和 合金鋼的兩倍以上。高速鋼刃磨后切削刃鋒利，故又稱之為“鋒鋼”和“白鋼” 。

12、高 速鋼是一種綜合性能好、應(yīng)用范圍廣的刀具材料。 硬質(zhì)合金鋼是由碳化鎢（wc） 、碳化鈦（Tic）等 碳化物和鈷（co）用粉末冶金 青島理工大學(xué)畢業(yè)論文 5 方法制成的。這種刀具材料有高的硬度（HRA8893）和耐熱性（耐熱溫度為 8501000） 。但它的抗彎強(qiáng)度低、性脆、特別是怕震動和沖擊。 因此，本次設(shè)計的軸類零件車外圓端面車刀選用材料為高速鋼的 90車刀，車 倒角用 45車刀，切槽選用高速鋼切槽刀，刀寬為 4mm，車螺紋則選用刀尖為 60 的螺紋刀。 2.2.22.2.2 車刀的安裝車刀的安裝 車刀使用時必須正確安裝，其基本要求有以下幾點(diǎn)： 1、車刀不能伸出刀架太長，否則，切削時刀桿剛

13、性減弱，容易產(chǎn)生振動，使車 出來的工件表面不光潔，甚至?xí)管嚨稉p壞。車刀伸出的長度，一般以不超過刀桿 厚度的 11.5 倍為宜。車刀下面的墊片要平整潔凈，墊片應(yīng)與刀架對齊，而且墊片 的量應(yīng)盡量少些，以防止振動。 2、車刀的刀尖應(yīng)對準(zhǔn)工件中心。刀尖高于工件中心，會使車刀的實(shí)際后角減小， 車刀后面與工件之間的摩擦增大；刀尖低于工件中心，會使車刀的實(shí)際前角減小， 切削不順利。要使車刀迅速對準(zhǔn)工件中心可用下列方法： 1）根據(jù)尾座頂尖的高度把車刀對準(zhǔn)； 2）根據(jù)車床的主軸中心高，用鋼尺測量裝到； 3）把車刀靠近工件端面，目測車刀刀尖的高低，然后緊固車刀，試車端面，再 根據(jù)端面的中心裝準(zhǔn)車刀； 4）安裝車

14、刀時，刀桿軸線應(yīng)與工件軸線垂直，否則，會使主偏角和副偏角的數(shù) 值發(fā)生變化； 5）車刀裝上后要緊固刀架螺釘，一般要緊固兩個螺釘，緊固時應(yīng)輪換逐個擰緊， 擰緊是不得用力過大，否則會損壞螺釘。 2.32.3 車外圓車外圓 圓柱形表面是構(gòu)成各種機(jī)器零件形狀的基本表面之一。例如：軸套筒等都是由 大小不同的圓柱面組成的。 將工件夾在車床卡盤上左作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，車刀夾在刀架上作縱向進(jìn)刀，就可以車 出外圓柱面來。它是車刀基本操作之一。 青島理工大學(xué)畢業(yè)論文 6 2.3.12.3.1 車外圓車外圓 由于粗車外圓與精車外圓的要求不大一樣，所以使用的車刀也不同。 1 、外圓粗車刀 常用的外圓粗車刀有 45彎頭刀、75彎

15、頭刀和 90偏刀等幾種。選擇粗車刀 幾何角度的一般規(guī)則是： 1）可取小些，在保證刀頭強(qiáng)度的情況下，應(yīng)盡量將刀具磨鋒利些，以減小切削 力； 2）增加刀頭強(qiáng)度，后角可取小一些，一般取 5 7； 3）角不宜過小，太小容易引起振動。在機(jī)床、工件、刀具剛性較好的條件下選 用 45 60；在機(jī)床、工件、刀具剛性較差的條件下用 75 90； 4）角可以選大一些，一般在 15 30之間； 5）角一般選 0 3，以增加刀頭強(qiáng)度； 6）削刃上應(yīng)磨有負(fù)倒棱，其寬度為（0.30.8）f,倒棱前角為-10-15， 以增加切削刃，提高刀具耐用度。負(fù)倒棱多用于加工鋼料的硬質(zhì)合金車刀； 7）塑性材料時，為了保證切削順利和切削

16、能自行折斷，在車刀前面上要磨有斷 屑槽或裝有斷屑裝置。 2、外圓精車刀 要此車刀鋒利刀刃平直光潔一般選擇精車刀的幾何角度可以根據(jù)下面的原則： 1）一般應(yīng)選大一些，使車刀鋒利減小切削變形； 2）可取的較大一些，以減小車刀和工件之間的摩擦。副偏交應(yīng)選小一些，一般 在 5 15之間； 3）尖處磨出直線或圓弧過度刃，以降低工件的表面粗糙度； 4）負(fù)值刃傾角，可取-3 -8，以控制切屑流量向待加工表面； 5）塑性材料時，車刀前面應(yīng)磨有較狹的斷屑槽。 2.3.22.3.2 工件的安裝工件的安裝 1、在四爪單動卡盤上裝加工件 由于四爪單動卡盤的四個卡爪各自獨(dú)立移動，因此工件裝夾后必須將工件加工 部分的旋轉(zhuǎn)軸

17、線找正到與車床軸旋轉(zhuǎn)軸線重合后才能車削，找正比較麻煩。但四爪 卡盤的夾緊力大，因此適用于裝夾大型或形狀不規(guī)則的工件，四爪單動卡盤可裝成 正爪和反爪兩種，反爪用來裝夾直徑較大的工件。 青島理工大學(xué)畢業(yè)論文 7 2、在三爪自定心卡盤上裝夾工件 三爪自定心卡盤能自動定心，不需要很多的時間去找正，裝夾效率比四爪單動 卡盤高，但夾緊力沒有四爪單動卡盤大。這種卡盤不能裝夾形狀不規(guī)則的工件，只 適用于大批量的中小型規(guī)則零件的裝夾，如圓柱形、正三邊形、正六邊形等工件。 因此，本次設(shè)計的軸類零件將在三爪自定心卡盤上裝夾工件。 2.3.32.3.3 切屑用量選擇切屑用量選擇 車削時，應(yīng)根據(jù)工件要求和切屑條件合理的

18、選擇切屑深度、進(jìn)給量和切屑速度。 這三個要素的選擇是否恰當(dāng)，對工件的加工質(zhì)量，刀具的耐用度和生產(chǎn)效率都有很 重要的關(guān)系。 1、切屑深度 ap的選擇 一般情況下，應(yīng)盡量先考慮較大的切屑深度 ap，其次是選擇較大的進(jìn)給量 f,最 后才是考慮較高的切屑速度 v,因?yàn)槿咧袑Φ毒吣陀枚鹊挠绊懸郧行忌疃?ap最小， 而以切屑速度 v 最大。 粗車時，加工余量較多，這時對工件精度和粗糙度要求不高。所以，在機(jī)床動 力、工件和機(jī)床剛性允許的情況下，盡可能選用較大的切屑深度（一般 26cm） ， 以求盡快的車去多余的金屬層。 但切削深度過大會引起振動，甚至損壞機(jī)床和車刀。如果余量較大，不能一次 車去時，可分幾

19、刀車削。精車時，切削深度應(yīng)小些，一般選 0.20.5。這樣可mm 以使切削變形容易，減小切削力，有利于提高工件的表面光潔度和尺寸精度。 2、給量 f 的選擇 粗車時由于對工件表面粗糙度要求不高，進(jìn)給量應(yīng)盡可能大些，這樣可以縮短 走到時間，提高生產(chǎn)率，一般選 0.31.5/r。mm 3、速度 V 的選擇 切削速度的大小是根據(jù)刀具材料及其形狀、工件材料、進(jìn)給量和切削深度、冷 卻液使用情況、車床動力和剛性、車削過程的實(shí)際情況等諸多因素來決定的。 在實(shí)際生產(chǎn)中，可根據(jù) 圖表法或查有關(guān)手冊來確定切削速度，也可以由經(jīng)驗(yàn)確 定。一般地說，對于高速鋼車刀，如果切下來的切削是白色的或黃色的，那么所選 的切削速度

20、大體上是合適的；對于硬質(zhì)合金刀，切下來的切屑是藍(lán)色的，表明切削 速度是合適的。如果切削時出現(xiàn)火花，說明切削速度太高。如果切削時出現(xiàn)火花， 青島理工大學(xué)畢業(yè)論文 8 說明切削速度太高。如果切屑呈白色，說明切削速度還可以提高。 2.3.42.3.4 外圓車削外圓車削 不論粗車或精車，為了車到要求的尺寸，一般情況下都會采用試切法，其步驟 如下： 1、毛坯尺寸，對加工余量做到心中有數(shù)。合理安裝工件、車刀，調(diào)整好主軸轉(zhuǎn) 速手柄位置，開動車床，使主軸旋轉(zhuǎn)； 2、大拖板、中拖板手柄，使刀尖與工件右端外圓表面輕輕接觸； 3、大拖板手柄（中拖板手柄不動） ，使車刀離開工件，一般距離工件端面 35mm； 4、擇的

21、切削深度，搖動中拖板手柄，使車刀作橫向進(jìn)刀； 5、車削 34，搖動大拖板手柄，退出車刀，停車測量工件直徑（中拖板不mm 要退回，如必要退出時，應(yīng)記住其刻度） ，如符合要求，可繼續(xù)手動或自動縱向走刀 切削，如不符合要求，就要根據(jù)中拖板的刻度調(diào)整切削深度； 6、削到所需長度時，應(yīng)停止走刀，退出車刀，然后停車。注意不能先停車后退 刀，否則會造成車刀崩刃。 2.42.4 車端面車端面 2.4.12.4.1 車端面的車刀車端面的車刀 車削端面通常使用偏刀和車刀兩種。 1、偏刀及其使用 通常把主偏角等于 90的車刀稱為偏刀。偏刀又分為右偏刀和兩種。 偏刀的前角，后角與外圓車刀基本相同，但主偏角卻采用 90

22、或大于 90，副 偏角一般在 1020之間，在車刀鋼料時，車刀的前面應(yīng)磨有斷屑槽。 使用偏刀車削的優(yōu)點(diǎn)是：可以車削帶臺階的外圓和端面。又因主偏角較大，車 削外圓時產(chǎn)生的徑向切削力小，所以不易產(chǎn)生振動和頂彎工件。缺點(diǎn)是：由于主偏 角較大，刀尖角小于 90，因而刀尖強(qiáng)度低，散熱性差。 右偏刀常用來車削工件的外圓，端面和階臺；左偏刀一般用來車削左向階臺， 也可用于車削直徑較大，長度較短的工件的端面和外圓。 2、彎頭車刀及其使用 彎頭車刀主偏角通常為 45左右可分左右兩種。彎頭車刀的前角和后角與外圓 青島理工大學(xué)畢業(yè)論文 9 的基本相同，主偏角和副偏角都是 45。車削鋼料時，前面應(yīng)磨出斷屑槽。彎頭車

23、刀除了可以車削外圓、端面以外，還可以倒角。 2.4.22.4.2 端面的車削端面的車削 1、工件的裝夾 車端面時，工件裝夾在卡盤上，必須校正它的平面和外圓。校正時，一般用劃 針校正如果端面已經(jīng)過粗加工時，可用在自定心大卡盤上找工件端面的方法校正。 即在刀架上裝一根銅棒（或硬木塊）把工件在卡盤上輕輕夾緊，并旋轉(zhuǎn)工件，將銅 棒（或硬木塊）輕輕支頂工件端面的邊緣處，這樣就能很快地將工件端面校正，校 正后再夾緊工件。 2、車端面的方法 1）用偏刀車削端面 一般情況下，車削端面時都使用右偏刀，這時若將車刀刀刃裝得與工件中心線 垂直，那么在加工時刀刃將與已加工過的端面產(chǎn)生摩擦，使加工的表面不光潔，并 且刀

24、刃也容易磨損。所以用右偏刀車端面時，需將刀刃與工件端面偏斜 5左右。 在通常的情況下，偏刀由外向中心走刀車端面時，是用副刀刃切削，切削不順 利，端面不光潔。如果切削深度較大，刀刃上的切削力方向是指向被切削端面的， 容易使用車刀扎入工件端面形成或凹面。為了解決這一問題，用右偏刀加工端面時， 可以從中心向外走刀。由于用主刀刃進(jìn)行切削，切削力向外。所以車削出來的端面 粗糙度小，又不容易產(chǎn)生凹面。 對于一些直徑較大的端面，也可以用左偏刀車削。由于用主刀刃進(jìn)行切削，所 以切削順利，車出的平面也可以用左偏刀車削。由于用主刀刃切削所以切削順利， 車出的平面也較光潔。 2）用 45彎頭車刀車端面 45彎頭車刀

25、是利用主刀刃進(jìn)行切削的，所以切削順利，工件端面粗糙度較低， 又由于 45彎頭車刀的強(qiáng)度較大，又能倒角和車削外圓。 3、車端面時的切削用量 1）切削深度 ap 粗車，ap=25；精車時，ap=0.21mmmm 2）進(jìn)給量 f 青島理工大學(xué)畢業(yè)論文 10 粗車時，f=0.30.6/r；精車時，f=0.10.2/rmmmm 3）切削速度 V 車端面時的切削速度是隨工件的直徑減小而減小的，但在計算時要按端面的最 大直徑計算。 2.52.5 切削與切槽切削與切槽 2.5.12.5.1 切斷刀切斷刀 通常使用是切斷刀都是以橫向走刀為主的，前面的刀刃是主刀刃，兩側(cè)刀刃是 副刀刃。切斷刀通常分為高速切斷刀、彈

26、性切斷刀和反切刀。 車一般外溝槽的切槽刀形狀和角度基本上和切斷刀相同。當(dāng)加工窄槽時，切槽 刀刀頭寬度應(yīng)根槽寬度相等。刀頭長度應(yīng)根據(jù)溝槽直徑?jīng)Q定，一般盡可能短一些， 以增強(qiáng)刀頭強(qiáng)度。 切斷刀的安裝有以下幾點(diǎn)： 1、切斷刀不宜伸出過長切斷刀的中心線要與工件中心線垂直，保證兩個副偏角 大小相等； 2、切斷刀的主刀刃應(yīng)與工件中心線等高或略低，否則不容易切斷工件，而且容 易崩刃或折斷車刀。切斷有孔工件時，切斷刀刃中心裝時略高一些（約 1/50 外徑） ； 3、切斷刀的底平面應(yīng)平直，裝刀后保證兩副后角對稱。要切斷的工件一般裝在 卡盤近些。避免在雙頂工件時切斷。 2.5.22.5.2 切斷和切外溝槽切斷和切

27、外溝槽 1、正車切斷法 切斷一般都采用這種方法，即主軸正轉(zhuǎn)，橫向走刀進(jìn)行切削橫向走刀可以手動 亦可以機(jī)動。當(dāng)機(jī)床剛性不足且切深大時，可采用分段切削法。 當(dāng)機(jī)床剛性不足且切深大時，可采用分段切削法。這樣，比直切法減少一個摩 擦面，便于排屑和減小振動。 切斷外表面不規(guī)則的工件時，車刀開始切削是斷續(xù)的這是，車刀要慢些，否則 較大的沖擊力易碰壞車刀，也可以先用尖刀車圓后再切斷。 用手動進(jìn)刀切削時，應(yīng)注意走刀的均勻性并且不得中途停止，否則車刀與工件 青島理工大學(xué)畢業(yè)論文 11 表面產(chǎn)生較大摩擦，造成切刀迅速磨損。如果中途須停止進(jìn)刀或停車，則應(yīng)先將切 刀退出。 2、反車切斷法 1）用正車切斷工件時，由于橫

28、向切削，工件要承受較大的徑向力，同時也容 易產(chǎn)生振動，特別是在切斷直徑較大的工件時，這種影響尤為顯著； 2）用反車切斷時，能有效地減少切斷時的振動。 3、切外溝槽的方法 1）車削寬度不大的溝槽可采用刀頭寬度等于溝寬的刀一次車出； 2）較寬的溝槽可分幾次吃刀完成。車第一刀時，先用鋼尺量好距離。車一條槽 后，把車刀退出工件并向右移動繼續(xù)車削，把槽的大部分余量車出，但在槽的兩側(cè) 則底部應(yīng)留有余量，最后根據(jù)槽的寬度及位置進(jìn)行精車。 2.62.6 車螺紋車螺紋 2.6.12.6.1 螺紋的分類螺紋的分類 螺紋的種類很多，按照螺紋形狀來分，可分為: 粗牙螺紋（M） 普通螺紋 細(xì)牙螺紋（M） 1、三角螺紋

29、55非螺紋密封的管螺紋（G） 55用螺紋密封的管螺紋（R） 管螺紋 60圓錐管螺紋（Z） 60米制錐管螺紋（Z） 2、梯形螺紋，公制梯形螺紋（Tr） 3、鋸形螺紋（S） 4、矩形螺紋，平面螺紋等非標(biāo)準(zhǔn)螺紋 青島理工大學(xué)畢業(yè)論文 12 根據(jù)螺旋方向，分為右螺紋和左螺紋兩種，右螺紋應(yīng)用最多以普通螺紋為例， 螺紋包括以下幾個部分： 1、大徑； 2、小徑； 3、中徑； 4、螺紋、導(dǎo)程、螺紋升角、牙型角。 2.6.22.6.2 螺紋車刀及其安裝螺紋車刀及其安裝 1、螺紋車刀其幾何形狀的特點(diǎn) 螺紋車刀其幾何形狀的特點(diǎn)是它的切削部分形狀應(yīng)與螺紋軸向剖面的形狀相符。 如普通螺紋車刀的刀尖角為 60，而英制螺紋

30、車刀的刀尖角為 55，同時刀尖角與 刀桿的軸線應(yīng)對稱。 由螺紋車刀如果具有徑向前角切削順利，但有 J 徑向前角又會影響牙型的準(zhǔn)確 性，因此對精度要求不高的螺紋可采用帶徑向前角的車刀，但精度要求較高的螺紋， 車刀的徑向前角最好為 0為使切削順利和保證螺紋的加工質(zhì)量，精車螺紋時也可 采用帶徑向前角的螺紋車刀，但必須根據(jù)徑向前角 的大小對刀尖角 進(jìn)行修正。 2、螺紋車刀材料及其安裝 螺紋車刀的刀頭材料，可用高速鋼或硬質(zhì)合金鋼。 螺紋車刀的安裝正確與否，對螺紋的精度將產(chǎn)生一定的影響。若裝刀有偏差， 即使車刀的刀尖磨得十分準(zhǔn)確，加工后的螺紋仍會產(chǎn)生牙型誤差，因此要求裝刀時 注意以下幾點(diǎn)： 1）刀尖應(yīng)與工

31、件軸線等高，否則影響實(shí)際工作前角大小，從而影響到牙型角； 2）左右刀刃要對稱，否則車出螺紋牙型不正； 3）刀桿安裝時不宜伸出太長，以免切削時引起振動。為此，車螺紋時一般用對 刀樣板進(jìn)行對刀。 3、機(jī)床的調(diào)整 調(diào)整機(jī)床包括以下幾項(xiàng)內(nèi)容： 1）調(diào)整運(yùn)動關(guān)； 2）調(diào)整運(yùn)動件的間隙。 青島理工大學(xué)畢業(yè)論文 13 2.6.32.6.3 三角螺紋的車削三角螺紋的車削 車螺紋時，一般分粗車、粗車兩次車削，如果螺紋精度要求不高，粗車和精車 刀可以不分，一次車削完成。 1、粗車螺紋 先正確安裝螺紋車刀，車螺紋時，按下開合螺母，用正車進(jìn)行第一次走刀，切 出螺紋線.這時用鋼尺或螺距規(guī)檢驗(yàn)螺距，如果螺距符合要求時，可

32、以增加吃刀深度， 按第一次走刀方法繼續(xù)車削，直至留有 0.2精車余量為止。mm 2、精車螺紋 精車螺紋的方法基本上與粗車相同。若換裝了精車刀，在車第一刀時，必須先 對刀，使刀尖對準(zhǔn)工件上已切出的螺紋槽中心，然后再開始車削。 2.72.7 零件加工工藝設(shè)計零件加工工藝設(shè)計 2.7.12.7.1 軸類零件加工工藝分析軸類零件加工工藝分析 1、軸類零件定位基準(zhǔn)的選擇 軸類零件主要表面的加工順序在很大程度上取決于定位基準(zhǔn)的選擇。一般以外 圓為基準(zhǔn)，以軸兩端的頂尖孔為基準(zhǔn)。以頂尖孔為精基準(zhǔn)除了使設(shè)計基準(zhǔn)與定位基 準(zhǔn)重合外，同時也能獲得較高的定位基準(zhǔn)，即使二次裝夾，調(diào)頭加工也能得到較好 的相互位置精度。在

33、粗加工或在不能用兩端頂尖孔（如加工主軸的錐孔）定位時， 為了提高零件的剛度或僅用外圓表面定位或用外圓表面與一端孔口作定位基準(zhǔn)，這 既符合基準(zhǔn)重合、又符合基準(zhǔn)統(tǒng)一的原則。如加工上述主軸的外圓時，或使用兩次 頂尖孔或使用一端外圓表面，另一端頂尖孔（或孔口）定位。加工鍵槽時，為保證 與軸線對稱并達(dá)到一定槽深，則用鍵槽所在外圓表面定位。 2、軸類零件加工順序的安排 加工順序的安排主要根據(jù)基面先行（先端面后中心孔） 、先粗后精、先主后次 （次要工序按需插入）的原則。 在安排主軸加工順序時，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 1）在加工外圓表面時，為避免降低工件剛度，應(yīng)先加工大直徑外圓后加工小直 徑外圓； 2）主軸上的次要

34、表面，如鍵槽、螺紋和端面上的螺孔等，一般都應(yīng)安排在外圓 粗車后粗精磨外圓之前進(jìn)行加工。這是因?yàn)槿绻才旁谕鈭A未加工前，難于保證鍵 青島理工大學(xué)畢業(yè)論文 14 槽尺寸要求，另外如果在精車前就銑出鍵槽，在精車時，由于斷續(xù)切削會引起振動， 將影響加工質(zhì)量，又容易損壞刀具。至于主軸螺紋，因其與主軸支撐軸頸之間有一 定的同軸度要求，所以一般將螺紋加工安排在最終熱處理之后的精加工階段，這樣 就會避免熱處理變形的影響； 3）為保證質(zhì)量，在加工工藝過程中應(yīng)合理安排檢驗(yàn)工序。一般在粗加工結(jié)束后 要安排一道檢驗(yàn)工序，檢查主軸是否有裂紋、氣孔等缺陷。在重要工序加工完畢后， 要檢查是否有廢品，在主軸全部加工結(jié)束時要安

35、排最終檢驗(yàn)。檢查是否符合圖紙要 求。 2.7.22.7.2 粗加工和精加工粗加工和精加工 一次加工的輸出軸（如圖 1.1）將在 CA6140 上進(jìn)行加工。裝夾工具的選擇，車 刀的選擇及其安裝，工件的安裝，切削用量的選擇以及車削的方法和步驟等問題在 前幾節(jié)已作詳細(xì)介紹，以下加工期間將不再作詳細(xì)講述。 準(zhǔn)備工作如下：采用帶有雞心夾頭的頂尖裝夾工件（保證軸的加工精度） ，外圓 端面車刀選用材料為高速鋼的 90車刀，車倒角用 45車刀，切槽選用高速鋼切槽 刀，刀寬為 4mm，車螺紋則選用刀尖為 60的螺紋刀。量具有游標(biāo)卡尺、20-50 千 分尺、百分表分法線千分尺等，做一個合適角度的前頂尖（需要熱處理

36、一下） ，裝好 后頂尖，調(diào)試好尾座。 1、粗加工 1）裝夾工件 55200 的圓柱毛坯校正，用 90偏刀車端面，光出即可，打 中心孔 2.55mmB 型； 2）調(diào)頭校正。車另一端端面（事先用刻線法畫出長度） ，保證其工件總長 195 ，打中心孔；mm 3）選用為 90的左偏車刀車長 10的外圓，見光即可；mm 4）夾持長 10臺階外圓，一夾一頂進(jìn)行車削，粗車一端外圓分別至車成mm 51160，3399, 2854；mmmmmmmmmmmm 5）調(diào)頭，一夾一頂，用 90的右偏刀車 32f6 成 33，長 35成 34mmmm 。放涼一段時間，再精加。mm 2、精加工 1）將準(zhǔn)備好的前頂尖夾持修整

37、一下為精加工作準(zhǔn)備； 青島理工大學(xué)畢業(yè)論文 15 2）夾持 33端，采用一夾一頂進(jìn)行車削，精車一端，車 50n6 外圓至尺mm 寸，車 27外圓至尺寸。用雞心夾頭墊銅皮夾持螺紋處即 23處，兩端頂mmmm 尖裝夾，用 90右偏刀車 32f6 至尺寸，改用 90左偏刀車 50n6 至尺寸， 32f6 至尺寸，27至尺寸。采用左右偏刀使符合 A-B 的同軸度；mm 3）用 45車刀倒倒角 C2； 4）控制尺寸 55、35及 29，用切槽刀車外溝槽 18.56至mmmmmmmmmm 尺寸如圖 2.1 所示： 圖 2.1 切槽刀車外溝槽 5）調(diào)頭，用雞心夾頭墊銅皮夾持 32f6 兩頂尖車螺紋，選用刀尖

38、為 60的螺 紋刀車 M221.5-6g，螺紋大徑至 22至尺寸（如圖 2.1） ；mm 6）用 45刀倒倒角 C2。 粗、精加工時要保證其工件的精度，保證其基準(zhǔn)要求，用量具測量其工件，使 加工出來的工件符合圖紙上技術(shù)要求精度及其它。 青島理工大學(xué)畢業(yè)論文 16 3 銑工和零件加工 3.13.1 銑床銑床 銑床是用銑刀進(jìn)行切削加工的機(jī)床，它的用途極為廣泛。在銑床上采用不同類 型的銑刀，配備萬能分度頭，回轉(zhuǎn)工作臺等附件，可以完成各種典型表面加工，如 銑平面，銑臺階面，銑溝槽，切斷，銑曲面，銑鍵槽，銑燕尾槽，銑 T 型槽等。 銑床工作時的主要運(yùn)動是主軸部件帶動銑刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，進(jìn)給運(yùn)動是由工作臺 在

39、三個互相垂直方向的直線運(yùn)動來實(shí)現(xiàn)的。由于銑床上使用的是多齒刀具，切削過 程中存在沖擊和震動，這就要求銑床在結(jié)構(gòu)上應(yīng)具有較高的靜剛度和動剛度。常用 的銑床有臥式銑床、立式銑床、工具銑床和龍門銑床，在此以立式銑床為準(zhǔn)將其簡 單介紹。 常用的銑床有臥式銑床、立式銑床、工具銑床和龍門銑床，在此以立式銑床為 準(zhǔn)將其簡單介紹。 立式銑床與其它臥式銑床不同之處，是主軸與工作臺垂直。主軸呈鉛垂位置。 立式銑床有兩種形式：一種是銑頭與床身做成整體的；另一種不是整體的。它是一 種生產(chǎn)率比較高的機(jī)床，能加工平面、階臺、斜面、鍵槽等。 3.23.2 銑刀和工件的安裝銑刀和工件的安裝 3.2.13.2.1 銑刀的安裝銑

40、刀的安裝 立銑刀、鍵槽銑刀都是帶柄銑刀，按柄部可分為直柄銑刀和錐柄銑刀。錐柄銑 刀柄度和錐度與銑床主軸錐孔相同時，可直接安裝在主軸錐孔內(nèi)。 3.2.23.2.2 工件的安裝工件的安裝 在銑床上安裝工件的常用方法： 1、直接在工作臺上安裝 用壓板直接在工作臺上安裝工件，適用尺寸較大或形狀特殊的工件安裝。 2、用平口虎鉗安裝工件 適用于尺寸較大的工件安裝。 3、用角鐵、V 形鐵安裝工件 圓柱形工件常用 V 形鐵安裝，再用壓板壓緊。這種安裝方法能保證工件中心線 青島理工大學(xué)畢業(yè)論文 17 與 V 形槽中心重合，即使工件直徑大小不等，其中心線都在 V 形槽中心線上。 3.33.3 銑削加工銑削加工 銑

41、削方式有周銑法和端銑法。 1、周銑法 用銑刀周圍上的切削刃來銑削工件的平面，稱為周銑法。它又分為逆銑法和順 銑法。 1）逆銑法 銑刀的旋轉(zhuǎn)方向和工件進(jìn)給方向相反。 2）順銑法 銑刀的旋轉(zhuǎn)方向和工件進(jìn)給方向相同。 2、端銑法 1）對稱銑削法 銑削時工件銑削寬度對稱中心線與銑刀軸線一致。 2）不對稱逆銑法 端銑刀從最小切削厚度處切入工件，從較大切削厚度處切出工件。 3）不對稱順銑法 端銑刀從較大切削厚度處切入工件，從最小切削厚度處切出工件。 3、銑削特點(diǎn) 1）銑刀是多齒刀具，每個刀齒在一轉(zhuǎn)中參加切削的時間較短，因而刀齒的冷卻 條件較好，有利于延長銑刀的耐用度； 2）銑刀每次切入工件會引起沖擊，使刀

42、齒磨損快，甚至引起崩刃，切削過程不 平穩(wěn)； 3）由于總切削面積是變化的，因而銑削力也是變化的。這會使機(jī)床和刀具發(fā)生 振動，影響工件的加工質(zhì)量； 4）常用的逆銑法，銑刀刀刃在進(jìn)入切削前，要在工件已加工表面上滑行一段距 離，使刀具磨損加快，加工表面質(zhì)量下降。 在銑削加工中常采用增加同時工作齒數(shù)，采用螺旋齒銑刀等方法來提高銑刀耐 用度和改善加工質(zhì)量。 由于銑削時幾個刀齒同時參加切削，且沒有空程，并可采用較高的切削速度， 故生產(chǎn)率較高。粗銑加工精度為 IT13IT11 級，表面粗糙度 Ra=8010m，精銑加 青島理工大學(xué)畢業(yè)論文 18 工精度為 IT11IT8 級，表面粗糙度 Ra=101.25m，

43、表面粗糙度 Ra=1.250.16m。對中心后，即可調(diào)整銑削深度。一般先用與銑刀直徑相等的鉆頭 在鍵槽兩端鉆出與鍵槽深度相同的小孔，再用立銑刀銑去其余部分。接近封閉端時， 改自動為手動。在立式銑床上加工圖 1-1 中的鍵槽，用平口虎鉗安裝工件，選用 12 的立銑刀，銑 14141444.544.544.5的鍵槽（如圖 3.1 所示） 。mmmm 圖 3.1 鍵槽 銑削后應(yīng)檢驗(yàn)鍵槽寬度、深度以及鍵槽的對稱度。鍵槽寬度常用鍵槽塞規(guī)或滑 圓柱塞規(guī)檢驗(yàn)。槽深可用卡尺測量，鍵槽對稱度一般靠加工保證。 青島理工大學(xué)畢業(yè)論文 19 4 鉆孔 在鉆床上進(jìn)行鉆孔時，工件都是固定不動的，刀具在作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的同時、做

44、軸 向進(jìn)給運(yùn)動。 4.14.1 鉆床鉆床 鉆床的種類很多，常用的鉆床有臺式鉆床、立式鉆床和搖臂鉆床。 1、臺式鉆床 臺式鉆床是一種安放在工作臺上使用的小型鉆床，一般用鉆夾頭來裝夾直徑不 超過 12的鉆頭，它采用皮帶輪變速，且只能手動進(jìn)給，適于加工小型工件上mm 的孔。 2、立式鉆床 立式鉆床又稱立鉆是鉆床中最普通的一種，其最大鉆孔直徑有 25、35mm 、40、50等幾種，其規(guī)格用最大鉆孔直徑表示。立鉆主要由主軸變mmmmmm 速箱、進(jìn)給箱、立柱、工作臺和底座所組成。立鉆既能手動也能機(jī)動進(jìn)給，一般適 于加工中小型零件上的孔。 3、搖臂鉆床 搖臂鉆床能擾立柱旋轉(zhuǎn)，并能帶著主軸箱沿立柱垂直移動，調(diào)

45、整到所需要的位 置可將搖臂鎖緊。主軸箱可在搖臂上橫向移動，調(diào)整到所需要的位置可將主軸箱鎖 緊。進(jìn)給運(yùn)動是由主軸完成的，既可進(jìn)給也可手動進(jìn)給。主要廣泛應(yīng)用于笨重的大 工件以及多孔工件上的孔。 4.24.2 鉆孔工具的選擇及零件的孔加工鉆孔工具的選擇及零件的孔加工 1、麻花鉆是最常用的一種鉆頭，它由柄部、頸部和工作部分組成。錐柄鉆頭用 過渡套筒安裝后，直接裝入鉆床主軸錐孔內(nèi)。 2、鉆前準(zhǔn)備工作 1）先按 Fl 距、孔徑大小劃線，打樣沖眼，孔中心處樣沖眼盡可能大些，有利 于鉆頭定中心； 2）裝工件夾持在平口鉗中，端面不可歪斜，工件應(yīng)夾緊； 青島理工大學(xué)畢業(yè)論文 20 3）裝夾鉆頭，用鉆頭裝夾，夾持長

46、度至少 15；mm 4）高速鋼鉆頭鉆孔切削速度為 2025m/min。 3、鉆孔 先目測將鉆頭的頂尖處對準(zhǔn)工件劃線孔中心的樣沖眼，開車將鉆頭鉆入工件， 當(dāng)尖頂約鉆入 1/4 時，退出鉆頭，目測鉆坑是否與劃中心線重合，如稍有偏位，可 在鉆頭再次切入工件時用力將工件向偏位的反方向推移，達(dá)到糾正位置的目的。 鉆孔時進(jìn)給用力不宜大，特別是小鉆頭用力太大會使鉆頭彎曲，導(dǎo)致鉆孔軸線 歪斜。 4、標(biāo)卡尺測量孔徑尺寸和孔距 目測內(nèi)孔表面粗糙度，選用 7-120的麻花鉆鉆圖 1-1 中 32f6 外圓柱面上 的 7 深 3 的孔（如圖 4.1 所示） 。 圖 4.1 鉆孔 青島理工大學(xué)畢業(yè)論文 21 5 輸出軸

47、加工工藝 輸出軸的加工工藝的過程如表 5.1 所示： 表 5.1 加工工藝過程 工 序 號 工 序 名 稱 工序內(nèi)容圖 1 車 端 面 （1）車一端面，鉆中心孔 （2）車另一端面，保證總長 為 195,鉆中心孔mm 2 車 外 圓 用頂尖裝夾工件，另一端用頂 尖頂住 （1） 粗車一端外圓 51160，3399mm , 2854, mmmm 2334mm （2） 調(diào)頭車另一端面外圓， 車 3234mm 3 熱 處 理 調(diào)質(zhì) 220250HBS 4 精 車 修研中心孔 青島理工大學(xué)畢業(yè)論文 22 5 車 （1）用雞心夾墊銅皮夾持 為 23 處，采用頂尖定位，先 車頂端 為 32f6 至尺寸，再 車 50n6，32f6、27 至 尺寸 （2）倒角 C2 （3）調(diào)頭用雞心夾墊銅皮夾 持 32f6 兩頂