數(shù)控專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、西南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)前 言畢業(yè)設(shè)計(jì)是高等職業(yè)教育教學(xué)計(jì)劃的重要組成部分，是加強(qiáng)理論與實(shí)際相結(jié)合的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是各專業(yè)的必修課程，在學(xué)生完成所有專業(yè)課程學(xué)習(xí)、結(jié)合畢業(yè)實(shí)習(xí)進(jìn)行。由于設(shè)計(jì)的需要，我仔細(xì)研究了零件圖，但在設(shè)計(jì)過(guò)程中，因自己經(jīng)驗(yàn)不足，遇到了很多實(shí)際問題，使我體會(huì)到了在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)調(diào)研僅證明可不可以實(shí)干，而不能代表能不能干好。所以我積極與設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師、操作指導(dǎo)老師溝通，在各位老師的全力幫助、指導(dǎo)下問題得到了全面解決，同時(shí)受到各位老師優(yōu)良工作品質(zhì)的影響，培養(yǎng)出了我緩中求穩(wěn)、虛心求教、實(shí)事求是、一絲不茍的工作作風(fēng)，并樹立了明確的生產(chǎn)觀、經(jīng)濟(jì)觀和全局觀，為今后從事工作打下了良好的基礎(chǔ)。

2、通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，我真正認(rèn)識(shí)到理論和實(shí)踐相結(jié)合的重要性，并培養(yǎng)了我綜合運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)和實(shí)際操作知識(shí)去理性的分析問題和解決實(shí)際工作中的一般技術(shù)工程問題的能力，使我建立了正確的設(shè)計(jì)思想，掌握了工藝設(shè)計(jì)的一般程序、規(guī)范和方法，并進(jìn)一步鞏固、深化地吸收和運(yùn)用了所學(xué)的基本理論知識(shí)和基本操作技能。還有，它提高了我設(shè)計(jì)計(jì)算、繪圖、編寫技術(shù)文件、編寫數(shù)控程序、數(shù)控機(jī)床操作、實(shí)際加工零件和正確使用技術(shù)資料、標(biāo)準(zhǔn)、手冊(cè)等工具書的獨(dú)立工作能力，更培養(yǎng)了我勇于創(chuàng)新的精神及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng)及工作作風(fēng)。本設(shè)計(jì)以熟練掌握數(shù)控車床，銑車加工為主要目的，在認(rèn)真分析零件工藝的基礎(chǔ)上，綜合運(yùn)用公差、機(jī)械制造技術(shù)、數(shù)控加工與編程、數(shù)控加工工

3、藝等專業(yè)知識(shí)，結(jié)合數(shù)控加工實(shí)際操作，按照機(jī)械加工工藝規(guī)程的內(nèi)容，制定出的軸類零件數(shù)控加工工藝說(shuō)明書及數(shù)控加工程序。本設(shè)計(jì)說(shuō)明書包括零件的工藝分析、零件的加工程序、零件加工過(guò)程、加工注意事項(xiàng)、成品自檢數(shù)據(jù)等內(nèi)容。并詳細(xì)介紹零件工藝分析的內(nèi)容，重點(diǎn)闡述了零件的加工過(guò)程，認(rèn)真分析和解釋零件加工的程序的意義。關(guān)鍵詞：典型軸類零件，加工工藝，工序，編程。 目錄前 言11抄畫零件圖12 零件工藝分析22.1 零件的作用22.2 圖紙分析22.3 零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析42.4 加工難點(diǎn)及處理方案43 零件毛坯的確定43.1 零件毛坯種類53.2 軸類零件材料分析64 選擇定位基準(zhǔn)74.1 定位基準(zhǔn)的確定74

4、.2 工件的夾緊95 工藝路線設(shè)計(jì)125.1 加工方法的確定125.2 加工階段的劃分135.3 工序的劃分135.4 加工順序的安排136 工裝的選擇156.1 機(jī)床的選擇156.2 夾具的選擇176.3 刀具的選擇176.4 量具的選擇186.5 切削液的選擇187 工序加工余量、工序尺寸及偏差的確定207.1 切削用量選擇原則207.2 背吃刀量的確定217.3 切削速度的確定237.4 進(jìn)給量的確定247.5 主軸轉(zhuǎn)速的確定247.6 螺紋加工余量計(jì)算258 數(shù)控加工工藝過(guò)程卡269 數(shù)控加工工序卡2710 數(shù)控加工檢驗(yàn)卡2911 數(shù)控程序單3011.1 孔端程序單3011.2 螺紋端

5、程序單34致 謝35參考文獻(xiàn)371抄畫零件圖技術(shù)要求：1 外觀表面無(wú)裂痕、銹蝕、黑點(diǎn)、碰傷、劃傷、及其他缺陷。2 裝配前全部零件必須兩次仔細(xì)清洗。3 加工前必須進(jìn)行淬火處理 消除內(nèi)應(yīng)力。4 銳角倒鈍。第 0 頁(yè) 共 42 頁(yè)2 零件工藝分析2.1 零件的作用 該零件為軸套類零件，軸套套在轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，在機(jī)械使用過(guò)程中，主要起支撐定位，導(dǎo)向或保護(hù)軸的作用。在運(yùn)動(dòng)部件中，因?yàn)殚L(zhǎng)期的磨擦而造成零件的磨損，當(dāng)軸和孔的間隙磨損到一定程度的時(shí)候必須要更換零件，因此設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)的時(shí)候選用硬度較低、耐磨性較好的材料為軸套或襯套，這樣可以減少軸和座的磨損，當(dāng)軸套或襯套磨損到一定程度進(jìn)行更換，這樣可以節(jié)約因更換軸或座

6、的成本，一般來(lái)說(shuō)，襯套與座采用過(guò)盈配合，而與軸采用間隙配合，因?yàn)闊o(wú)論怎么樣還是無(wú)法避免磨損的，只能延長(zhǎng)壽命，而軸類零件相對(duì)來(lái)說(shuō)比較容易加工；也有一些新的設(shè)計(jì)人員不喜歡這樣設(shè)計(jì)，認(rèn)為這樣是在制造的時(shí)候增加成本，但經(jīng)過(guò)一段時(shí)間使用后，維修時(shí)還是要按這種方法改造，但改造容易造成設(shè)備的精度降低，原因很簡(jiǎn)單，二次加工是無(wú)法保證座孔中心的位置的，軸套在一些轉(zhuǎn)速較低，徑向載荷較高且間隙要求較高的地方（如凸輪軸）用來(lái)替代滾動(dòng)軸承（其實(shí)軸套也算是一種滑動(dòng)軸承），材料要求硬度低且耐磨，軸套內(nèi)孔經(jīng)研磨刮削，能達(dá)到較高配合精度，內(nèi)壁上一定要有潤(rùn)滑油的油槽，軸套的潤(rùn)滑非常重要，干磨的話，軸和軸套很快就會(huì)報(bào)廢，這里推薦安

7、裝時(shí)刮削軸套內(nèi)孔壁，這樣可以留下許多小凹坑，增強(qiáng)潤(rùn)滑。一般起滑動(dòng)軸承作用，為了節(jié)約材料根據(jù)軸承需要的軸向載荷設(shè)計(jì)軸套的壁厚。一般選用鑄銅和軸承合金材質(zhì)。軸套有開口和不開口之分，這要根據(jù)結(jié)構(gòu)的需要。一般軸套不能承受軸向載荷，或只能承受較小的軸向載荷。軸套一般起軸向定位作用，端部與齒輪軸承等零件以壓應(yīng)力接觸。有時(shí)因軸要與密封圈等標(biāo)準(zhǔn)件配合，又要保證中部零件能穿過(guò)軸端，就做軸套與密封圈配合軸可以做細(xì)以保證零件穿過(guò)。軸套用在不同的場(chǎng)合會(huì)有不同的用途,可以軸向定位,可以減磨減振,也可以用于將軸與有害介質(zhì)隔離使軸增壽耐用等。2.2 圖紙分析在選擇并決定數(shù)控加工零件及其加工內(nèi)容后，應(yīng)對(duì)零件的數(shù)控加工工藝工藝

8、性進(jìn)行全面、認(rèn)真、仔細(xì)的分析。主要包括零件結(jié)構(gòu)工藝性分析與零件圖樣分析兩部分。工作軸零件一種特殊結(jié)構(gòu)的滑動(dòng)軸承。它的結(jié)構(gòu)比滾動(dòng)軸承簡(jiǎn)單，其主要是由一個(gè)有外球面的內(nèi)圈和一個(gè)有內(nèi)球面的外圈組成，能承受較大的負(fù)荷，根據(jù)其不同的類型和結(jié)構(gòu)，可以承受徑向負(fù)荷、軸向負(fù)荷或徑向、軸向同時(shí)存在的聯(lián)合負(fù)荷。關(guān)節(jié)軸承一般用于速度較低的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)（即角運(yùn)動(dòng)），由于滑動(dòng)表面為球面形，亦可在一定角度范圍內(nèi)作傾斜運(yùn)動(dòng)（即調(diào)心運(yùn)動(dòng)），在支承軸與軸殼孔不同心度較大時(shí)，仍能正常工作。 關(guān)節(jié)軸承的特點(diǎn)：關(guān)節(jié)軸承能承受較大的負(fù)荷。根據(jù)其不同的類型和結(jié)構(gòu)，可以承受徑向負(fù)荷、軸向負(fù)荷或徑向、軸向同時(shí)存在的聯(lián)合負(fù)荷。由于在內(nèi)圈的外球面上鑲

9、有復(fù)合材料，故該軸承在工作中可產(chǎn)生自潤(rùn)滑。一般用于速度較低的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，和低速旋轉(zhuǎn)，也可在一定角度范圍內(nèi)作傾斜運(yùn)動(dòng)，當(dāng)支承軸與軸殼孔不同心度較大時(shí)，仍能正常工作。自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承應(yīng)用于水利、專業(yè)機(jī)械等行業(yè)。 關(guān)節(jié)軸承的應(yīng)用：關(guān)節(jié)軸承廣泛應(yīng)用于工程液壓油缸,鍛壓機(jī)床,工程機(jī)械,自動(dòng)化設(shè)備，汽車減震器，水利機(jī)械等行業(yè)。 1)零件圖的完整性與正確性分析首先應(yīng)熟悉零件在產(chǎn)品中的作用、位置、裝配關(guān)系和工作條件，搞清楚各項(xiàng)技術(shù)要求對(duì)零件裝配質(zhì)量和使用性能的影響，找出主要的、關(guān)鍵的技術(shù)要求，然后對(duì)零件圖樣進(jìn)行分析。該零件為軸套類零件，僅用此一個(gè)視圖即可將零件表達(dá)清楚，視圖足夠、正確。尺寸及相關(guān)的技術(shù)要求標(biāo)注齊全

10、，其中內(nèi)孔的角度大小為15，軸套兩端的同軸度公差。 2)零件精度及技術(shù)要求分析對(duì)被加工零件的精度及技術(shù)要求進(jìn)行分析，是零件工藝性分析的重要內(nèi)容，只有在分析零件精度和表面粗糙度的基礎(chǔ)上，才能對(duì)加工方法、裝夾方案、進(jìn)給路線、刀具及切削用量等進(jìn)行正確合理的選擇。零件的技術(shù)要求分析主要是指零件的尺寸精度、形狀精度、位置精度、表面粗糙度等的分析。零件的這些要求應(yīng)在保證零件使用性能的前提下經(jīng)濟(jì)合理。過(guò)高的精度和表面粗糙度要求會(huì)使工藝過(guò)程復(fù)雜、加工困難、成本提高。 3)尺寸標(biāo)注方法分析對(duì)于數(shù)控加工來(lái)說(shuō)，零件圖上應(yīng)以同一基準(zhǔn)引注或尺寸或直接給出坐標(biāo)尺寸。這就是坐標(biāo)標(biāo)注法。這種尺寸標(biāo)注法即便于編程，也便于尺寸之

11、間的相互協(xié)調(diào)，又有利于設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)與編程原點(diǎn)設(shè)置的統(tǒng)一。零件圖上的尺寸標(biāo)注方法有局部分散標(biāo)注法、集中標(biāo)注法和坐標(biāo)標(biāo)注法等。此零件在數(shù)控車床上加工，以同一基準(zhǔn)標(biāo)注，即坐標(biāo)標(biāo)注法。這種標(biāo)注方法即利于編程，也利于設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)與編程原點(diǎn)的統(tǒng)一。 4)零件的材料分析選擇零件材料時(shí)，在滿足零件功能的前提下應(yīng)選用廉價(jià)的材料。此零件主要是支撐傳動(dòng)零件、傳遞扭矩，無(wú)其他特殊的功能。45鋼能滿足其使用功能，成本比較低，所以選用45鋼。 5)零件輪廓的幾何要素分析在手工編程時(shí)要計(jì)算構(gòu)成零件輪廓的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)，在自動(dòng)編程時(shí)要對(duì)構(gòu)成零件輪廓的所有幾何元素進(jìn)行定義，因此在分析零件圖時(shí)，要分析幾何元

12、素的給定條件是否充分、正確。由于設(shè)計(jì)等多方面的原因，可能在圖樣上出現(xiàn)構(gòu)成加工輪廓的條件不充分，尺寸模糊不清及多余等缺陷，有時(shí)所給條件又過(guò)于苛刻或自相矛盾，增加了編程工作的難度，有時(shí)甚至無(wú)法編程。因此，當(dāng)審查與分析圖樣時(shí)，一定要仔細(xì)認(rèn)真，發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時(shí)與零件設(shè)計(jì)者協(xié)調(diào)解決。2.3 零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析零件的結(jié)構(gòu)工藝性是指零件在滿足其使用要求的前提下制造的可行性和經(jīng)濟(jì)性。主要由為外圓、圓弧、錐面、內(nèi)孔、螺紋等組成，加工比較容易，結(jié)構(gòu)工藝性比較好，零件車削加工成形輪廓結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜，需要兩頭加工，零件的加工精度和表面質(zhì)量要求都很高。通過(guò)對(duì)該零件圖的重新繪制，對(duì)設(shè)計(jì)尺寸，尺寸公差、技術(shù)參數(shù)進(jìn)行了深入的分

13、析后發(fā)現(xiàn)在零件的某些地方需要較細(xì)的表面粗糙度，各裝配基面要求有一定的尺寸精度，否則會(huì)影響機(jī)械設(shè)備的傳動(dòng)性能和精度。因零件的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，大部分工序在車床加工時(shí)只需要三爪卡盤，并加載適當(dāng)?shù)牧纯啥ㄎ?。但是?duì)于孔的加工要設(shè)計(jì)較復(fù)雜的夾具才能準(zhǔn)確的定位，并保持適當(dāng)?shù)膴A緊力。同時(shí)基準(zhǔn)面的選擇也是很重要的。在加工小軸端面時(shí)應(yīng)選擇大軸端面做粗基準(zhǔn)，用車刀車出小軸表面，加工完后再用小軸端面作精基準(zhǔn)加工大軸端面。注意在整個(gè)加工過(guò)程中，應(yīng)盡量減少安裝的次數(shù)，以減少安裝時(shí)帶來(lái)的安裝誤差。2.4 加工難點(diǎn)及處理方案分析圖紙可知，此零件左端有內(nèi)輪廓加工，為提高零件質(zhì)量，采用以下加工方案：1)零件圖樣上帶公差的尺寸，因

14、工差值較小，故編程時(shí)不必去其平均值，而取基本尺寸即可。2)本設(shè)計(jì)圖紙中的各平面和外輪廓表面的粗糙度要求可采用粗加工-精加工加工方案，并且在精加工的時(shí)候?qū)⑦M(jìn)給量調(diào)小些，主軸轉(zhuǎn)速提高。3）因?yàn)槁菁y加工難，且易被破壞，所以放在最后。螺紋加工時(shí)，為保證其精度，在精車時(shí)應(yīng)適當(dāng)提高轉(zhuǎn)速，加工螺紋時(shí)利用螺紋千分尺或螺紋環(huán)規(guī)進(jìn)行檢驗(yàn)。4)R5圓弧加工時(shí)對(duì)加工刀具副偏角要求較高，以避免對(duì)工件已加工面造成干涉。5）工件加工右端時(shí)，為保證左端剛性，需采取三爪卡盤、頂尖的方式裝夾。選擇以上措施可保證尺寸、形狀、精度和表面粗糙度。3 零件毛坯的確定選材的一般原則首先是滿足使用性能的前提下，在考慮工藝性能和經(jīng)濟(jì)性。使用性

15、原則是指所選的材料制成零件后在正常情況下所應(yīng)具備的性能要求，它是保證零件的設(shè)計(jì)能實(shí)現(xiàn)、安全耐用的必要條件，是選材的最主要的原則。材料的使用性能包括力學(xué)性能、物力和化學(xué)性能等。根據(jù)零件圖的規(guī)定的材料及機(jī)械性能選擇毛坯，45鋼為最常用中碳鋼，綜合力學(xué)性能良好價(jià)格低廉，淬透性低，水淬時(shí)易生裂紋。根據(jù)其力學(xué)性能要求較低可選圓柱型材，根據(jù)零件的工作條件、材料、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)三者綜合考慮，對(duì)毛坯應(yīng)增加一些熱處理提高強(qiáng)度和硬度。3.1 零件毛坯種類 毛坯的形狀和尺寸越接近成品零件，即毛坯精度越高，則零件的機(jī)械加工勞動(dòng)量越少、材料消耗越少，因此機(jī)械加工的生產(chǎn)效率提高，成本降低，但是毛坯的制造費(fèi)用提高了，所以確定毛坯

16、時(shí)應(yīng)考慮零件的材料、力學(xué)性能、生產(chǎn)類型、零件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸外形等因素。產(chǎn)品從原材料加工到成品一般要經(jīng)過(guò)多道工序才能完成，對(duì)于金屬制品，雖然可以應(yīng)用少無(wú)切削加工新工藝直接從原材料制成成品。但目前大多數(shù)是通過(guò)鑄造、鍛造、沖壓或焊接等加工方法制成毛坯，在經(jīng)過(guò)切削加工制成。毛坯的質(zhì)量之機(jī)影響成品的質(zhì)量。毛坯的選擇是否合適，影響到成品的制造周期、成本、性能、以及使用壽命。因此正確的選擇毛坯是機(jī)械設(shè)計(jì)與制造當(dāng)中的首要問題。毛坯種類的選擇不僅影響毛坯的制造工藝及費(fèi)用，而且也與零件的機(jī)械加工工藝和加工質(zhì)量密切相關(guān)。為此需要毛坯制造和機(jī)械加工兩方面的工藝人員密切配合，合理地確定毛坯的種類、結(jié)構(gòu)形狀，并繪出毛坯

17、圖。常用的毛坯種類有：1）鑄件形狀復(fù)雜或尺寸較大的毛坯宜采用鑄造方法，鑄件的材料一般為鑄鐵（常用的有灰口鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵）、鑄鋼、銅及鋁合金，其中以灰口鑄鐵和鑄鋼最常用。目前生產(chǎn)中以砂型鑄造為主，在精度要求和生產(chǎn)效率較高的場(chǎng)合，可采用金屬型鑄造和壓力鑄造，對(duì)于一些尺寸較小、精度較高的特殊形狀鑄件可采用溶模鑄造、離心鑄造等特種鑄造。2）鍛件加工余量小、精度高、性能好的毛坯宜采用鍛造方法，鍛造的材料一般為碳鋼及合金鋼。常用的鍛造方法有自由端和模鍛。自由鍛鍛件精度低，加工余量大，生產(chǎn)效率低，適用于單件小批生產(chǎn)及大型鍛件；模鍛精度高，加工余量小，生產(chǎn)效率高，適用于產(chǎn)量較大的中小型鍛件。3）型材

18、型材有熱軋和冷軋兩類，熱軋型材尺寸較大、精度較低，多用于一般零件的毛坯；冷拉型材尺寸較小、精度較高，多用于精度要求高的中小型零件。4）焊接件焊接件通過(guò)電焊、氣焊、氬弧焊等焊接方式制造毛坯。焊接會(huì)造成零件的變形和切削加工困難通常需通過(guò)時(shí)效熱處理解決，一般用于大型零件的單件小批量生產(chǎn)中。5）其他毛坯其它毛坯包括沖壓件，粉末冶金件，冷擠件，塑料壓制件等。根據(jù)上面分析我選擇的是熱軋型材。3.2 軸類零件材料分析軸類零件應(yīng)根據(jù)不同的工作條件和使用要求選用不同的材料并采用不同的熱處理規(guī)范(如調(diào)質(zhì)、正火、淬火等)，以獲得一定的強(qiáng)度、韌性和耐磨性。45鋼是軸類零件的常用材料，它價(jià)格便宜經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)(或正火)后，可

19、得到較好的切削性能，而且能獲得較高的強(qiáng)度和韌性等綜合機(jī)械性能，淬火后表面硬度可達(dá)4552HRC。40Cr等合金結(jié)構(gòu)鋼適用于中等精度而轉(zhuǎn)速較高的軸類零件，這類鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)和淬火后，具有較好的綜合機(jī)械性能。軸承鋼GCr15和彈簧鋼65Mn，經(jīng)調(diào)質(zhì)和表面高頻淬火后，表面硬度可達(dá)5058HRC，并具有較高的耐疲勞性能和較好的耐磨性能，可制造較高精度的軸。精密機(jī)床的主軸(例如磨床砂輪軸、坐標(biāo)鏜床主軸)可選用38CrMoAIA氮化鋼。這種鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)和表面氮化后，不僅能獲得很高的表面硬度，而且能保持較軟的芯部，因此耐沖擊韌性好。與滲碳淬火鋼比較，它有熱處理變形很小，硬度更高的特性。在軸的設(shè)計(jì)中，首先要選擇合適的材

20、料。軸的材料常采用碳素鋼和合金鋼。 碳素鋼有35、45、50等優(yōu)質(zhì)中碳鋼。它們具有較高綜合機(jī)械性能，因此應(yīng) 用 較 多 ，特別是45號(hào)鋼應(yīng)用最為廣泛。為了改善碳素鋼的機(jī)械性能，應(yīng)進(jìn)行正火或調(diào)質(zhì)處理。不重要或受力較小的軸，可采用Q237，Q275等普通碳素鋼。合金鋼具有較高的機(jī)械性能，但價(jià)格較貴，多用于有特殊要求的軸。例如采用滑動(dòng)軸承的高速軸，常用20Cr、20CrMnTi等低碳合金鋼，經(jīng)滲碳淬火后可提高軸頸耐磨性；汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸在高溫、高速和重載條件下工作，必須具有良好的高溫機(jī)械性能，常采用27Cr2Mo1V、 38CrMoA1A等合金結(jié)構(gòu)鋼。值得注意的是：鋼材的種類和熱處理對(duì)其彈性模量的影

21、響甚小。該軸零件加工中，刀具與工件之間的切削力較大。工件材料的可切削性能。強(qiáng)度、硬度、塑性、提供冷切削加工、機(jī)械性能都跟工件的材料有關(guān)。所以選擇45鋼為該軸類零件的材料。45鋼的化學(xué)成分中含C0.42%0.50%，Si0.17%0.37%，Mn0.500.80%，P 0.035%，S0.035%，Cr0.25%，N0.25%,Cu0.25%.45鋼在進(jìn)行冷加工時(shí)硬度要求，熱軋鋼，壓痕直徑不小于3.9，布氏硬度不小于241HB，退火鋼壓痕直徑不小于4.4，布氏硬度不小于207HB，45鋼的機(jī)械性能：s335Mpa，b600Mpa，40，Ak47J。45鋼相對(duì)切削性硬質(zhì)合金刀具1.0，高速鋼刀具1

22、.0，45鋼經(jīng)濟(jì)合理對(duì)加工刀具的要求也合理，45鋼用途廣泛，主要是用來(lái)制造汽輪機(jī)、壓縮機(jī)，泵的運(yùn)動(dòng)零件制造齒輪、軸活塞銷等零件。根據(jù)以上數(shù)據(jù)適合該軸的加工。根據(jù)對(duì)零件的分析該工件應(yīng)選用45鋼。毛坯尺寸為80X110mm棒料。4 選擇定位基準(zhǔn)4.1 定位基準(zhǔn)的確定 在制定零件加工的工藝規(guī)程時(shí)，正確地選擇工件的定位基準(zhǔn)有著十分重要的意義。定位基準(zhǔn)選擇的好壞，不僅影響零件加工的位置精度，而且對(duì)零件各表面的加工順序也有很大的影響。本節(jié)先建立一些有關(guān)基準(zhǔn)和定位的概念，然后再著重討論定位基準(zhǔn)選擇的原則。零件都是由若干表面組成，各表面之間有一定的尺寸和相互位置要求。模具零件表面間的相對(duì)位置要求包括兩方面：表

23、面間的距離尺寸精度和相對(duì)位置精度（如同軸度、平行度、垂直度和圓跳動(dòng)等）要求。研究零件表面間的相對(duì)位置關(guān)系離不開基準(zhǔn)，不明確基準(zhǔn)就無(wú)法確定零件表面的位置?；鶞?zhǔn)就其一般意義來(lái)講，就是零件上用以確定其他點(diǎn)、線、面的位置所依據(jù)的點(diǎn)、線、面?；鶞?zhǔn)按其作用不同，可分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)兩大類。4.1.1 基準(zhǔn)及其分類零件都是由若干表面組成，各表面之間有一定的尺寸和相互位置要求。模具零件表面間的相對(duì)位置要求包括兩方面：表面間的距離尺寸精度和相對(duì)位置精度（如同軸度、平行度、垂直度和圓跳動(dòng)等）要求。研究零件表面間的相對(duì)位置關(guān)系離不開基準(zhǔn)，不明確基準(zhǔn)就無(wú)法確定零件表面的位置?；鶞?zhǔn)就其一般意義來(lái)講，就是零件上用以確

24、定其他點(diǎn)、線、面的位置所依據(jù)的點(diǎn)、線、面?；鶞?zhǔn)按其作用不同，可分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)兩大類。 1）設(shè)計(jì)基準(zhǔn)在零件圖上用以確定其他點(diǎn)、線、面的基準(zhǔn)，稱為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。2）工藝基準(zhǔn)零件在加工和裝配過(guò)程中所使用的基準(zhǔn)，稱為工藝基準(zhǔn)。工藝基準(zhǔn)按用途不同，又分為工序基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)。(1) 工藝基準(zhǔn)：是在工序圖上用來(lái)確定本工序加工表面加工后的尺寸、形狀、位置的基準(zhǔn)。(2) 定位基準(zhǔn)：是在加工中確定工件位置所用的基準(zhǔn)。(3) 測(cè)量基準(zhǔn)：是在測(cè)量工件的形狀、位置和尺寸誤差時(shí)所采用的基準(zhǔn)。(4) 裝配基準(zhǔn)：是裝配時(shí)用來(lái)確定零件或部件在產(chǎn)品中的相對(duì)位置所采用的基準(zhǔn)。 4.1.2 粗精基準(zhǔn)的選擇設(shè)計(jì)

25、基準(zhǔn)已由零件圖給定，而定位基準(zhǔn)可以有多種不同的方案。一般在第一道工序中只能選用毛坯表面來(lái)定位，在以后的工序中可以采用已經(jīng)加工過(guò)的表面來(lái)定位。有時(shí)可能遇到這樣的情況：工件上沒有能作為定位基準(zhǔn)用的恰當(dāng)表面，此時(shí)就必須在工件上專門設(shè)置或加工出定位的基面，稱為輔助基準(zhǔn)。輔助基準(zhǔn)在零件工作中并無(wú)用途，完全是為了工藝上的需要，加工完畢后如有必要可以去掉輔助基準(zhǔn)。一般起始工序所用的粗基準(zhǔn)和最終工序（含中間工序）所用的精基準(zhǔn)的選擇原則如下：1) 粗基準(zhǔn)的選擇在起始工序中，工件只能選擇未經(jīng)加工的毛坯表面定位，這種定位表面稱為粗基準(zhǔn)。粗基準(zhǔn)選擇得好壞，對(duì)以后各加工表面加工余量的分配，以及工件上加工表面和非加工表面

26、間的相對(duì)位置均有很大的影響。因此，必須重視粗基準(zhǔn)的選擇。選擇粗基準(zhǔn)時(shí)要為后續(xù)工序提供必要的定位基面。具體選擇時(shí)應(yīng)考慮下列原則：(1) 具有非加工表面的工件，為保證非加工表面與加工表面之間的相對(duì)位置要求，一般應(yīng)擇非加工表面為粗基準(zhǔn)。若工件有幾個(gè)非加工表面，則粗基準(zhǔn)應(yīng)選位置精度要求較高者，以達(dá)到壁厚均勻、外形對(duì)稱等要求。(2) 具有較多加工表面的工件在選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)按下述原則合理分配各加工表面的加余量： 應(yīng)保證各加工表面都有足夠的加工余量。為保證此項(xiàng)要求，粗基準(zhǔn)應(yīng)選擇毛坯上加余量最小的表面。 對(duì)于某些重要的表面（如滑道和重要的內(nèi)孔等），應(yīng)盡可能使其加工余均勻，加工余量要求盡可能小些，以便獲得硬度

27、和耐磨性更好且均勻的表面； 使工件上各工表面的金屬切除余量最小。為了保證該項(xiàng)要求，應(yīng)選擇工件上加工面積較大、形狀比較雜、加工勞動(dòng)量較大的表面為粗基準(zhǔn)。(3) 粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用。一般情況下，同一尺寸方向上的粗基準(zhǔn)表面只能使用一次，否則因重復(fù)使用所產(chǎn)生定位誤差，會(huì)引起相應(yīng)加工表面間出現(xiàn)較大的位置誤差。(4) 粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)盡量平整，沒有澆口、冒口或飛邊等其他表面缺陷，以使工件定位靠，夾緊方便。2）精基準(zhǔn)的選擇在最終工序和中間工序中，應(yīng)采用已加工的表面定位，這種定位基面稱為精基準(zhǔn)。精基準(zhǔn)的選擇不僅影響工件的加工質(zhì)量，而且與工件安裝是否方便可靠也有很大關(guān)系。選擇精基準(zhǔn)的原則如下：(1) 基準(zhǔn)重合原

28、則。應(yīng)盡可能選用加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn)，避免基準(zhǔn)不重合造成的定位誤差。(2) 基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。當(dāng)工件以某一組精基準(zhǔn)定位，可以比較方便地加工其他各表面時(shí)，應(yīng)盡可能在多數(shù)工序中采用同一組精基準(zhǔn)定位。采用統(tǒng)一基準(zhǔn)能用同一組基面加工大多數(shù)表面，有利于保證各表面的相互位置要求，避免基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換帶來(lái)的誤差，而且簡(jiǎn)化了夾具的設(shè)計(jì)和制造，縮短了生產(chǎn)準(zhǔn)備周期。(3) 自為基準(zhǔn)原則。對(duì)于某些精度要求很高的表面，在精加工和光整加工工序中要求加工余量小而均勻，以保證表面加工的質(zhì)量并提高生產(chǎn)效率。此時(shí)，應(yīng)選擇加工表面本身作為精基準(zhǔn)，而該加工表面與其他表面之間的位置精度，則用先行工序保證。(4) 互為基準(zhǔn)原則。對(duì)于有位置

29、精度要求較高的表面，采用互為基準(zhǔn)反復(fù)加工，更有利于精度的保證。(5) 便于裝夾原則。所選擇的精基準(zhǔn)應(yīng)保證定位準(zhǔn)確、可靠，夾緊機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。所以，零件的定位基準(zhǔn)選擇：加工左端時(shí)夾緊右端毛坯外圓柱的表面以軸心線為定位基準(zhǔn)，自定心加工；加工右端時(shí)選擇左端的50外圓柱表面，以百分表找正軸心線，滿足工件同軸度要求0.02。4.2 工件的夾緊為了在工件的某一部位上加工出符合規(guī)定技術(shù)要求的表面，在機(jī)械加工前，必須使工件在機(jī)床上相對(duì)于工具占據(jù)某一正確的位置。通常把這個(gè)過(guò)程稱為工件的“定位”。工件定位后，由于在加工中受到切削力、重力等的作用，還應(yīng)采用一定的機(jī)構(gòu)將工件“夾緊”，使其確定的位置保持不變。工件從

30、“定位”到“夾緊”的整個(gè)過(guò)程，統(tǒng)稱為“安裝”。1) 軸類零件安裝方式軸類零件的安裝方式主要有以下四種： （1）用外圓表面定位裝夾對(duì)于空心軸或短小軸等不可能用中心孔定位的情況，可用軸的外圓面定位、夾緊并傳遞扭矩。一般采用三爪卡盤、四爪卡盤等通用夾具，或各種高精度的自動(dòng)定心專用夾具，如液性塑料薄壁定心夾具、膜片卡盤等。 （2）一夾一頂定位裝夾對(duì)于工件長(zhǎng)度伸出較長(zhǎng)，重量較重，端部剛性較差的工件，可采用一夾一頂裝夾進(jìn)行加工。利用三爪或四爪卡盤夾住工件一端，另一端用后頂尖頂住，形成一夾一頂裝夾結(jié)構(gòu)。 （3）兩頂尖定位裝夾用于加工較長(zhǎng)或必偵經(jīng)多道工序加工才能完成的軸類工件。用兩頂尖裝夾工件，是以軸類零件中

31、心線作為定位基準(zhǔn)，可多次審復(fù)使用，裝夾方便，個(gè)需要校正。們且定價(jià)精度很高，但地夾的必須先在工件的兩端加工出合適的中心孔。主要用于精度要求高的軸類工件精車階段。兩頂尖裝夾軸類零件時(shí)頂尖分為前頂尖和后頂尖。使用兩頂尖裝夾一般都會(huì)用到雞心夾頭。 （4）用各種堵頭或拉桿心軸定位裝夾 加工空心軸的外圓表面時(shí)，常用帶中心孔的各種堵頭或拉桿心軸來(lái)安裝工件。小錐孔時(shí)常用堵頭；大錐孔時(shí)常用帶堵頭的拉桿心軸。 2） 軸類零件夾具選擇數(shù)控車床上零件安裝方法與普通車床一樣，要盡量選用已有的通用夾具裝夾，且應(yīng)注意減少裝夾次數(shù)，盡量做到在一次裝夾中能把零件上所有要加工表面都加工出來(lái)。零件定位基準(zhǔn)應(yīng)盡量與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，以減

32、少定位誤差對(duì)尺寸精度的影響。 （1）三爪卡盤三爪卡盤的三個(gè)卡爪是同步運(yùn)動(dòng)的，能自動(dòng)定心，工件安裝后一般不需要校正。但若工件較長(zhǎng)工件離卡盤較遠(yuǎn)部分的旋轉(zhuǎn)中心不一定與車床主軸旋轉(zhuǎn)中心重合，這時(shí)工件就需要校正。如三爪卡盤使用時(shí)間較長(zhǎng)而精度下降后，工件的加工部位精度較高時(shí)，也需要進(jìn)行校正。三爪卡盤裝夾工件方便，省時(shí)，但夾緊力較小，所以適用于裝夾外形鉸規(guī)則的中小型零件。三爪自動(dòng)定心卡盤規(guī)格有：150mm、200mm、250mm。 （2）四爪卡盤四爪卡盤的四個(gè)卡爪各自獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，因此工件安裝后必須將工件的旋轉(zhuǎn)中心校正到與車床主軸的旋轉(zhuǎn)中心重合，才能車削。四爪卡盤校正工件比較麻煩，但夾緊力較大，所以使用于安裝

33、大型或不規(guī)則的工件。 （3）專用卡爪專用卡爪可按零件的定位表面不同分為硬性卡爪(簡(jiǎn)稱硬爪)與軟性卡爪(簡(jiǎn)稱軟爪)兩種。 硬爪硬爪是按零件的定位表面外形不同而設(shè)計(jì)的專用卡爪，常用W、眄或20號(hào)鋼滲碳，經(jīng)淬火制成，其硬度一般達(dá)HRC5055，適用于以毛坯表面或粗基面的定位的零件。在一般情況下，硬爪使用時(shí)不需要加工，必要時(shí)可修磨。 軟爪軟爪適用于已加工表面作為定位夾緊，可以獲得較高的定位加工精度，因此使用范圍較廣。軟爪常用低碳鋼、鋁合金、銅合金及夾布膠木等軟性材料制成，一般安裝在兩爪卡盤或三爪卡盤上，按零件已加工表面配置定位表面。若零件更換，只要將軟爪按更換零件的表面再次配置即可使用。 （4）心軸心

34、軸是一種已加工好的孔作為定位基準(zhǔn)的夾具。下面介紹軸套類零件常用的幾種典型心軸。 圓柱面心軸適宜于多種零件的加工(如薄圓片、短套等)。采用零件已加工好的圓柱孔定位，并用螺母夾緊。心軸用45號(hào)鋼制成。心軸必須兩端中心孔保持同軸。 圓錐面心軸心軸定位部分帶有1：5000的圓錐面。適用于加工公差較小、同軸度要求較高的零件。圓錐面心軸不需要夾緊裝置，而是靠錐度自鎖，因此適宜于精加工。結(jié)合零件分析，選用夾具為三爪卡盤，頂尖，以外圓表面裝夾即可。5 工藝路線設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)工藝路線的主要內(nèi)容包括選擇各加工表面的加工方法、劃分加工階段、劃分工序以及安排工序的先后順序等。加工順序的確定按由內(nèi)到外、由粗到精、由近到遠(yuǎn)的原

35、則確定，在一次裝夾中盡可能加工出較多的工件表面。結(jié)合本零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可先加工內(nèi)孔表面，然后加工外輪廓表面。由于該零件小批量生產(chǎn)，走刀路線設(shè)計(jì)考慮最短進(jìn)給路線或最短行程路線，外輪廓表面車削走刀路線可沿零件輪廓順序進(jìn)行。5.1 加工方法的確定 1）車削 車削中工件旋轉(zhuǎn)，形成主切削運(yùn)動(dòng)。刀具沿平行旋轉(zhuǎn)軸線運(yùn)動(dòng)時(shí)，就形成內(nèi)、外園柱面。刀具沿與軸線相交的斜線運(yùn)動(dòng)，就形成錐面。仿形車床或數(shù)控車床上，可以控制刀具沿著一條曲線進(jìn)給，則形成一特定的旋轉(zhuǎn)曲面。采用成型車刀，橫向進(jìn)給時(shí)，也可加工出旋轉(zhuǎn)曲面來(lái)。車削還可以加工螺紋面、端平面及偏心軸等。車削加工精度一般為IT8IT7，表面粗糙度為6.31.6m。精車時(shí)

36、，可達(dá)IT6IT5，粗糙度可達(dá)0.40.1m。車削的生產(chǎn)率較高，切削過(guò)程比較平穩(wěn)，刀具較簡(jiǎn)單。 2）銑削 主切削運(yùn)動(dòng)是刀具的旋轉(zhuǎn)。臥銑時(shí)，平面的形成是由銑刀的外園面上的刃形成的。立銑時(shí)，平面是由銑刀的端面刃形成的。提高銑刀的轉(zhuǎn)速可以獲得較高的切削速度，因此生產(chǎn)率較高。但由于銑刀刀齒的切入、切出，形成沖擊，切削過(guò)程容易產(chǎn)生振動(dòng)，因而限制了表面質(zhì)量的提高。這種沖擊，也加劇了刀具的磨損和破損，往往導(dǎo)致硬質(zhì)合金刀片的碎裂。在切離工件的一般時(shí)間內(nèi)，可以得到一定冷卻，因此散熱條件較好。按照銑削時(shí)主運(yùn)動(dòng)速度方向與工件進(jìn)給方向的相同或相反，又分為順銑和逆銑。 （1）順銑 銑削力的水平分力與工件的進(jìn)給方向相同，

37、工件臺(tái)進(jìn)給絲杠與固定螺母之間一般有間隙存在，因此切削力容易引起工件和工作臺(tái)一起向前竄動(dòng)，使進(jìn)給量突然增大，引起打刀。在銑削鑄件或鍛件等表面有硬度的工件時(shí)，順銑刀齒首先接觸工件硬皮，加劇了銑刀的磨損。 （2）逆銑 可以避免順銑時(shí)發(fā)生的竄動(dòng)現(xiàn)象。逆銑時(shí)，切削厚度從零開始逐漸增大，因而刀刃開始經(jīng)歷了一段在切削硬化的已加工表面上擠壓滑行的階段，加速了刀具的磨損。同時(shí)，逆銑時(shí)，銑削力將工件上抬，易引起振動(dòng)，這是逆銑的不利之處。銑削的加工精度一般可達(dá)IT8IT7，表面粗糙度為6.31.6m。普通銑削一般只能加工平面，用成形銑刀也可以加工出固定的曲面。數(shù)控銑床可以用軟件通過(guò)數(shù)控系統(tǒng)控制幾個(gè)軸按一定關(guān)系聯(lián)動(dòng)，

38、銑出復(fù)雜曲面來(lái)，這時(shí)一般采用球頭銑刀。數(shù)控銑床對(duì)加工葉輪機(jī)械的葉片、模具的模芯和型腔等形狀復(fù)雜的工件，具有特別重要的意義。 3）刨削刨削時(shí)，刀具的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)為切削主運(yùn)動(dòng)。因此，刨削速度不可能太高，生產(chǎn)率較低。刨削比銑削平穩(wěn)，其加工精度一般可達(dá)IT8IT7，表面粗糙度為Ra6.31.6m，精刨平面度可達(dá)0.02/1000，表面粗糙度為0.80.4m。4）磨削 磨削以砂輪或其它磨具對(duì)工件進(jìn)行加工，其主運(yùn)動(dòng)是砂輪的旋轉(zhuǎn)。砂輪的磨削過(guò)程實(shí)際上是磨粒對(duì)工件表面的切削、刻削和滑擦三種作用的綜合效應(yīng)。磨削中，磨粒本身也由尖銳逐漸磨鈍，使切削作用變差，切削力變大。當(dāng)切削力超過(guò)粘合劑強(qiáng)度時(shí)，圓鈍的磨粒脫落，露

39、出一層新的磨粒，形成砂輪的“自銳性”。但切屑和碎磨粒仍會(huì)將砂輪阻塞。因而，磨削一定時(shí)間后，需用金剛石車刀等對(duì)砂輪進(jìn)行修整。磨削時(shí)，由于刀刃很多，所以加工時(shí)平穩(wěn)、精度高。磨床是精加工機(jī)床，磨削精度可達(dá)IT6IT4，表面粗糙度Ra可達(dá)1.250.01m，甚至可達(dá)0.10.008m。磨削的另一特點(diǎn)是可以對(duì)淬硬的金屬材料進(jìn)行加工。因此，往往作為最終加工工序。磨削時(shí)，產(chǎn)生熱量大，需有充分的切削液進(jìn)行冷卻。按功能不同，磨削還可分為外園磨、內(nèi)孔磨、平磨等。 5）鉆削與鏜削 在鉆床上，用鉆頭旋轉(zhuǎn)鉆削孔，是孔加工的最常用方法。鉆削的加工精度較低，一般只能達(dá)到IT10，表面粗糙度一般為12.56.3m在鉆削后常常

40、采用擴(kuò)孔和鉸孔來(lái)進(jìn)行半精加工和精加工。擴(kuò)孔采用擴(kuò)孔鉆，鉸孔采用鉸刀進(jìn)行加工。鉸削加工精度一般為IT9IT6，表面粗糙度為Ra1.60.4m。擴(kuò)孔、鉸孔時(shí)，鉆頭、鉸刀一般順著原底孔的軸線，無(wú)法提高孔的位置精度。鏜孔可以較正孔的位置。鏜孔可在鏜床上或車床上進(jìn)行。在鏜床上鏜孔時(shí)，鏜刀基本與車刀相同，不同之處是工件不動(dòng)，鏜刀在旋轉(zhuǎn)。鏜孔加工精度一般為IT9IT7，表面粗糙度為Ra6.30.8mm。 6）齒面加工 齒輪齒面加工方法可分為兩大類：成形法和展成法。成形法加工齒面所使用的機(jī)床一般為普通銑床，刀具為成形銑刀，需要兩個(gè)簡(jiǎn)單成形運(yùn)動(dòng)：刀具的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和直線移動(dòng)。展成法加工齒面的常用機(jī)床有滾齒機(jī)、插齒機(jī)

41、等。 7）復(fù)雜曲面加工 三維曲面的切削加工，主要采用仿形銑和數(shù)控銑的方法或特種加工方法（見本節(jié)八）。仿形銑必須有原型作為靠模。加工中球頭仿形頭，一直以一定壓力接觸原型曲面。仿形頭的運(yùn)動(dòng)變換為電感量，加工放大控制銑床三個(gè)軸的運(yùn)動(dòng)，形成刀頭沿曲面運(yùn)動(dòng)的軌跡。銑刀多采用與仿形頭等半徑的球頭銑刀。數(shù)控技術(shù)的出現(xiàn)為曲面加工提供了更有效的方法。在數(shù)控銑床或加工中心上加工時(shí)，是通過(guò)球頭銑刀逐點(diǎn)按坐標(biāo)值加工而成。采用加工中心加工復(fù)雜曲面的優(yōu)點(diǎn)是：加工中心上有刀庫(kù)，配備幾十把刀具。曲面的粗、精加工，可用不同刀具對(duì)凹曲面的不同曲率半徑，也可選用適當(dāng)?shù)牡毒?。同時(shí)，可在一次安裝中加工各種輔助表面，如孔、螺紋、槽等。這

42、樣充分保證了各表面的相對(duì)位置精度。 8）特種加工 特種加工方法是指區(qū)別于傳統(tǒng)切削加工方法，利用化學(xué)、物理(電、聲、光、熱、磁)或電化學(xué)方法對(duì)工件材料進(jìn)行加工的一系列加工方法的總稱。這些加工方法包括：化學(xué)加工(CHM)、電化學(xué)加工(ECM)、電化學(xué)機(jī)械加工(ECMM)、電火花加工(EDM)、電接觸加工(RHM)、超聲波加工(USM)、激光束加工(LBM)、離子束加工(IBM)、電子束加工(EBM)、等離子體加工(PAM)、電液加工(EHM)、磨料流加工(AFM)、磨料噴射加工(AJM)、液體噴射加工(HDM)及各類復(fù)合加工等。 該零件的結(jié)構(gòu)形狀主要由外圓柱面、內(nèi)圓柱面、圓弧表面、螺紋組成。根據(jù)數(shù)

43、控加工工藝中根據(jù)各表面的表面質(zhì)量要求確定加工方法如下：此工件必須分兩次裝夾。由于工件右端外表面為螺紋，不始于做裝夾表面，52圓柱面較短，也不適于做裝夾表面，所以第一次裝夾工件右端，加工左端，使用三抓卡盤夾持，如圖1所示。第一次裝夾完成左端面、2X45倒角、50外圓、58臺(tái)階、R5圓弧、2X45倒角、78外圓的粗、精車；鉆通孔；32內(nèi)圓的粗、精加工。第二次裝夾如圖2所示，完成工件右端面、2X45倒角、螺紋、45退刀槽、42退刀槽、52外圓、軸肩、2X45倒角的粗、精加工。 圖5-1 零件的第一次裝夾圖5-2 零件第二次裝夾5.2 加工階段的劃分當(dāng)零件的加工質(zhì)量要求較高時(shí)，往往不可能用一道工序來(lái)滿

44、足其要求，而需要用幾道工序逐步達(dá)到所需要的加工質(zhì)量。按工序的性質(zhì)不同，零件的加工通?？梢苑譃榇旨庸?、半精加工、精加工和光整加工四個(gè)階段。為保證加工質(zhì)量，合理使用設(shè)備并及時(shí)發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷，根據(jù)該零件的加工質(zhì)量要求，將該零件的加工劃分為：粗加工、半精加工、精加工三個(gè)階段。對(duì)于那些加工質(zhì)量要求較高或較復(fù)雜的零件，通常將整個(gè)工藝路線劃分為以下幾個(gè)階段： 1) 粗加工階段主要任務(wù)是切除各表面上的大部分余量，其關(guān)鍵問題是提高生產(chǎn)率。 2) 半精加工階段完成次要表面的加工，并為主要表面的精加工做準(zhǔn)備。 3) 精加工階段保證各主要表面達(dá)到圖樣要求，其主要問題是如何保證加工質(zhì)量。 4)光整加工階段對(duì)于表面粗糙度要

45、求很細(xì)和尺寸精度要求很高的表面，還需要進(jìn)行光整加工階段。這個(gè)階段的主要目的是提高表面質(zhì)量，一般不能用于提高形狀精度和位置精度。常用的加工方法有金剛車(鏜)、研磨、珩磨、超精加工、鏡面磨、拋光及無(wú)屑加工等。 劃分加工階段的原因： 1) 保證加工質(zhì)量 粗加工時(shí)，由于加工余量大，所受的切削力、夾緊力也大，將引起較大的變形，如果不劃分階段連續(xù)進(jìn)行粗精加工，上述變形來(lái)不及恢復(fù)，將影響加工精度。所以，需要?jiǎng)澐旨庸るA段，使粗加工產(chǎn)生的誤差和變形，通過(guò)半精加工和精加工予以糾正，并逐步提高零件的精度和表面質(zhì)量。 2)合理使用設(shè)備 粗加工要求采用剛性好、效率高而精度較低的機(jī)床，精加工則要求機(jī)床精度高。劃分加工階段

46、后，可避免以精干粗，可以充分發(fā)揮機(jī)床的性能，延長(zhǎng)使用壽命。 3)便于安排熱處理工序，使冷熱加工工序配合的更好粗加工后，一般要安排去應(yīng)力的時(shí)效處理，以消除內(nèi)應(yīng)力。精加工前要安排淬火等最終熱處理，其變形可以通過(guò)精加工予以消除。 4)有利于及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷 如鑄件的砂眼氣孔等，粗加工時(shí)去除了加工表面的大部分余量，若發(fā)現(xiàn)了毛坯缺陷，及時(shí)予以報(bào)廢，以免繼續(xù)加工造成工時(shí)的浪費(fèi)。 加工階段的劃分不是絕對(duì)的，必須根據(jù)工件的加工精度要求和工件的剛性來(lái)決定。一般說(shuō)來(lái)，工件精度要求越高、剛性越差，劃分階段應(yīng)越細(xì)；當(dāng)工件批量小、精度要求不太高、工件剛性較好時(shí)也可以不分或少分階段；重型零件由于輸送及裝夾困難，一般在一

47、次裝夾下完成粗精加工，為了彌補(bǔ)不分階段帶來(lái)的弊端，常常在粗加工工步后松開工件，然后以較小的夾緊力重新夾緊，再繼續(xù)進(jìn)行精加工工步。5.3 工序的劃分工序的劃分采用工序集中和工序分散原則，可按所用刀具、安裝次數(shù)、粗精加工和加工部位劃分。編制精準(zhǔn)的機(jī)械制造加工工藝，首先需要對(duì)所加工的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。在機(jī)械制造中，通常按零件結(jié)構(gòu)和工藝過(guò)程的相似性，將各類零件大致分為軸類零件、套類零件、箱體類零件、齒輪類零件和叉架類零件等。不同類型的零件需要按照不同的加工工藝來(lái)完成產(chǎn)品的加工。編制精準(zhǔn)的機(jī)械制造加工工藝，其次需要對(duì)所加工產(chǎn)品的技術(shù)要求進(jìn)行分析。技術(shù)要求分析包括：1）加工表面的尺寸精度、形狀精度、位置精

48、度和表面質(zhì)量。2）工件的熱處理要求、表面處理要求和其他要求，如動(dòng)平衡、靜平衡、去磁等等。零件的尺寸精度、形狀精度、位置精度和表面粗糙度要求，對(duì)確定機(jī)械加工工藝方案和生產(chǎn)成本影響很大。因此，必須認(rèn)真審查，以避免過(guò)度精密加工使加工工藝復(fù)雜化和增加不必要的費(fèi)用。分析了產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求后，需要對(duì)產(chǎn)品的加工工序進(jìn)行編排。加工工序的劃分應(yīng)該以工序集中為原則，在一次裝夾過(guò)程中盡可能完成最多的加工步驟。工序集中就是零件的加工集中在少數(shù)工序內(nèi)完成，而每一道工序里加工的內(nèi)容卻比較多。工序分散則相反，整個(gè)工藝過(guò)程中工序數(shù)量多，而每一道工序的加工內(nèi)容則比較少。 1）工序集中的特點(diǎn)： （1）有利于采用高生產(chǎn)率的專用

49、設(shè)備和工藝裝備，如采用多刀多刃、多軸機(jī)床、數(shù)控機(jī)床和加工中心等，從而大大提高生產(chǎn)率。（2）減少了工序數(shù)目，縮短了工藝路線，從而簡(jiǎn)化了生產(chǎn)計(jì)劃和生產(chǎn)組織工作。（3）減少了設(shè)備數(shù)量，從而減少了操作工人和生產(chǎn)面積。（4）減少了工件裝夾次數(shù)，不僅縮短了輔助時(shí)間，而且在一次裝夾下能加工較多的表面，也易于保證這些表面的相對(duì)位置精度。（5）專用設(shè)備和工藝裝置復(fù)雜，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作和投資比較大。 2）工序分散的特點(diǎn)：（1）加工設(shè)備和工藝裝備結(jié)構(gòu)都比較簡(jiǎn)單，調(diào)整方便，對(duì)工人的技術(shù)水平要求低。（2）可采用最有利的切削用量，減少機(jī)動(dòng)時(shí)間。（3）容易適應(yīng)生產(chǎn)產(chǎn)品的變換。（4）設(shè)備數(shù)量多，操作工人多，占用生產(chǎn)面積大。工序集

50、中和工序分散各有特點(diǎn)，在擬訂工藝路線時(shí)，工序是集中還是分散，取決于生產(chǎn)規(guī)模和零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及技術(shù)要求。在一般情況下，單件小批量生產(chǎn)時(shí)，多將工序集中；大批量生產(chǎn)時(shí)，既可以采用多刀、多軸等高效率機(jī)床將工序集中，也可將工序分散后采用流水線生產(chǎn)。目前的發(fā)展趨勢(shì)是傾向于工序集中。5.4 加工順序的安排零件的加工工序通常包括切削加工工序、熱處理工序和輔助工序。1) 切削加工工序安排切削加工工序一般遵循以下原則：（1） 基面先行原則:應(yīng)首先安排被選作精基準(zhǔn)的表面的加工，再以加工出的精基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，安排其它表面的加工。該原則還有另外一層意思，是指精加工前應(yīng)先修一下精基準(zhǔn)。例如，精度要求高的軸類零件，第一道

51、加工工序就是以外圓面為粗基準(zhǔn)加工兩端面及頂尖孔，再以頂尖孔定位完成各表面的粗加工；精加工開始前首先要修整頂尖孔，以提高軸在精加工時(shí)的定位精度，然后再安排各外圓面的精加工。（2） 先粗后精原則:即要先安排粗加工工序，再安排精加工工序，粗車將在較短時(shí)間內(nèi)將工件表面上的大部分余量切掉，一方面提高金屬切削效率，另一方面滿足精車的余量均勻性要求，若粗車后留余量的均勻性滿足不了精加工的要求時(shí)，則要安排半精車，以此為精車做準(zhǔn)備。（3） 先主后次原則:主要表面一般指零件上的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)面和重要工作面。這些表面是決定零件質(zhì)量的主要因素，對(duì)其進(jìn)行加工是工藝過(guò)程的主要內(nèi)容，因而在確定加工順序時(shí)，要首先考慮加工主要表面的

52、工序安排，以保證主要表面的加工精度。在安排好主要表面加工順序后，常常從加工的方便與經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，安排次要表面的加工。（4） 內(nèi)外交叉原則:對(duì)既有內(nèi)表面內(nèi)型、腔），又有外表面需加工的零件，安排加工順序時(shí)，應(yīng)先進(jìn)行內(nèi)外表面粗加工，后進(jìn)行內(nèi)外表面精加工。切不可將零件上一部分表面（外表面或內(nèi)表面）加工完畢后，再加工其他表面（內(nèi)表面或外表面）。2) 熱處理工序零件的材料是機(jī)械加工行業(yè)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，眾多的工程材料之所以獲得廣泛的應(yīng)用，是因?yàn)樗鼈兙邆湓S多優(yōu)異的性能。這些性能可分為兩類：一類為使用性能，反映材料在使用中所表現(xiàn)出來(lái)的特征，如力學(xué)性能（強(qiáng)度、硬度、塑性、韌性等）、物理性能（導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、熱膨脹

53、性和磁性等）和化學(xué)性能（抗氧化性、耐腐蝕性）等；另一類為工藝性能，反映材料在加工中所表現(xiàn)出來(lái)的特征，如鑄造性、鍛造性、焊接性、切削加工性和熱處理性等。熱處理用高頻感應(yīng)淬火，淬火方法是將工件加熱到臨界溫度Ac3（亞共析鋼）或Ac1（過(guò)共析鋼）以上某一溫度，保溫一段時(shí)間，使之全部或部分奧氏體化，然后以大于臨界冷卻速度的冷速快冷到Ms以下（或Ms附近等溫）進(jìn)行馬氏體（或貝氏體）轉(zhuǎn)變的熱處理工藝。淬火的目的是使過(guò)冷奧氏體進(jìn)行馬氏體或貝氏體轉(zhuǎn)變，得到馬氏體或貝氏體組織，然后配合以不同溫度的回火，以大幅提高莫氏四號(hào)錐面的強(qiáng)度、硬度、耐磨性、疲勞強(qiáng)度以及韌性等，從而滿足各種滑塊的使用要求。對(duì)其他工序尺寸進(jìn)行

54、類似的計(jì)算，對(duì)于加工要求較高的工序尺寸及公差進(jìn)行校核。零件的加工都是按一定的工藝路線進(jìn)行的。合理安排熱處理的工序位置、改善切削加工性能具有重要意義。根據(jù)熱處理的目的和工序位置的不同，常用熱處理工藝可分為預(yù)先熱處理和最終熱處理兩大類。預(yù)先熱處理是消除坯料、半成品中的某些缺陷，為后續(xù)的冷加工和最終熱處理作組織準(zhǔn)備。最終熱處理是使工件獲得所要求的性能。其工序位置的一般規(guī)律如下：(1）退火、正火的工序位置。通常退火、正火都安排在毛坯生產(chǎn)之后、切削加工之前，以消除毛坯的內(nèi)應(yīng)力，改善切削加工性，并為最終熱處理做組織準(zhǔn)備。對(duì)于精密零件，為消除切削加工中殘余應(yīng)力，在切削加工工序之間還應(yīng)安排去應(yīng)力退火。(2）調(diào)

55、質(zhì)處理的工序一般安排在粗加工之后，精加工或半精加工之前。目的是為了獲得良好的綜合力學(xué)性能，或?yàn)橐院蟮谋砻娲慊?，或易變形的精密零件的整體淬火做好準(zhǔn)備。調(diào)質(zhì)處理一般不安排在粗加工之前，是為了避免調(diào)質(zhì)處理在粗加工時(shí)大部分被切削掉，失去調(diào)質(zhì)的作用，這對(duì)淬透性差的碳鋼零件尤為重要。 3) 輔助工序的安排輔助工序主要包括：檢驗(yàn)、清洗、去毛刺、去磁、防銹和平衡等。該零件需要檢驗(yàn)、清洗、去毛刺、磨削。綜上，將此零件的加工工序安排如下：工序1：預(yù)備熱處理工序2：裝夾80表面、加工零件左端，鉆中心孔、鉆通孔、粗糙度要求12.5工序3：粗鏜加工32內(nèi)輪廓工序4：粗車零件左側(cè)端面、2X45倒角、50外圓、58臺(tái)階、R

56、5圓弧、2X45倒角、78外圓工序5：精鏜加工32內(nèi)輪廓工序6：精加工零件左側(cè)端面、2X45倒角、50外圓、58臺(tái)階、R5圓弧、2X45倒角、78外圓工序7：第一次掉頭裝夾50外圓、加工零件右端，粗鏜加工20的內(nèi)輪廓工序8：粗車零件右端面、保證110 mm長(zhǎng)度、2x45倒角、螺紋外徑、52外圓、軸肩、2x45倒角工序9：精鏜加工20的內(nèi)輪廓工序10：精車零件右端面、保證110 mm長(zhǎng)度、2x45倒角、螺紋外徑、52外圓、軸肩、2X45倒角工序11：切4X2mm螺紋退刀槽工序12：粗、精車M45的螺紋工序13：檢驗(yàn)、清洗、去毛刺 磨削6 工裝的選擇6.1 機(jī)床的選擇1) 機(jī)床的選擇原理數(shù)控車床能對(duì)軸類或盤類等回轉(zhuǎn)體零件自動(dòng)地完成內(nèi)外圓柱面、圓錐表面、圓弧面等工序的切削加工，并能進(jìn)行切槽、鉆、擴(kuò)等的工作。根據(jù)零件的工藝要求，可以選擇經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床，一般采用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)形式半閉環(huán)伺服系統(tǒng)。選擇加工機(jī)床，首先要保證加工零件的技術(shù)要求，能夠加工出合格的零件。其次是要有利于提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。選擇加工機(jī)床一般要考慮到機(jī)床的結(jié)構(gòu)、載重、功率、行程和精度，還應(yīng)依據(jù)加工零件的材料狀態(tài)、技術(shù)狀態(tài)要求和工藝復(fù)雜程度，選用適宜、經(jīng)