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鄭 州 華 信 學(xué) 院 畢業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 摘要 主 軸 套筒 就 是鏜 床 的關(guān) 鍵 零件 之 一 ， 套 筒 中間 安 裝鏜 床 主軸 ， 它 的 精度 將 會直 接 影 響 到 鏜床 的 精度 以 及其 加 工精 度 。 所 以 它的 精 度要 求 較 高 ， 尤 其 尺寸 精度 、 形 位 精度和 表面粗糙度。 為 此 在加 工 內(nèi)孔 和 外圓 表 面時 能 很好 保 證它 的 加工 質(zhì) 量 ， 在 加 工的 最 后安 排 了研磨 工序，在加工齒條時為能保證齒條的齒間距，就要求有很好的分度，為此專為銑齒工序 設(shè) 計 了加 工 所用 的 專用 夾 具 ， 此 外 在鏜 床 主軸 套 筒的 機 械加 工 工藝 過 程 中 ， 為 了 改善工 件 的 切削 性 能、 消 除工 件 內(nèi)應(yīng) 力 、改 善 工件 材 料的 力 學(xué)性 能 和提 高 工件 表 面性 能 等 ， 在 整個加工過程中先后安排了調(diào)質(zhì)、 高溫時效、氮化和定性處理等熱處理工序，并在最后 具體安排各項精度的檢測及檢測方法。 本 論 文主 要 為由 三 大部 分 組成 ， 第一 部 分簡 單 介紹 了 機械 加 工工 藝 的相 關(guān) 概念 、 原 則 、 步 驟 等 ； 第 二 部分 重 點針對 床 主軸 套 筒加 工 工藝 進 行研 究 ， 并 編 制出 合 理 的加工文藝文件；第三部分是對主軸套筒的銑齒加工設(shè)計專用夾具。 關(guān)鍵詞： 鏜床；套筒；機械加工；工藝 鄭 州 華 信 學(xué) 院 畢業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 目錄 第一章 緒論 ............................................................................................................................... 1 第二章 工藝規(guī)程及方法簡介 .............................................................................................. 2 第一節(jié) 工藝規(guī)程基本概念 ....................................................................................... 2 一、工藝規(guī)程的作用 ........................................................................................ 2 二、機械加工工藝過程的組成 ....................................................................... 2 三、工藝規(guī)程的設(shè)計原則 ................................................................................... 3 四 、 工藝 規(guī) 程設(shè) 計 所需 原 始資料 ...................................................................... 3 第二節(jié) 加 工工藝規(guī)程設(shè)計方法 ............................................................................ 3 一、機械加工工藝規(guī)程設(shè)計的內(nèi)容步驟 ....................................................... 3 二、工藝路線的擬訂 ........................................................................................ 4 第三章 床主軸套筒加工工藝設(shè)計 ...................................................................... 9 第一節(jié) 零件圖分析 .................................................................................................... 9 一、結(jié)構(gòu)特點 .................................................................................................... 9 二、技術(shù)要求 .................................................................................................. 10 第二節(jié) 生產(chǎn)類型的確定 ...................................................................................... 12 第三節(jié) 毛坯的選擇 .................................................................................................. 13 第四節(jié) 選擇定位基準(zhǔn) .......................................................................................... 13 一、 選擇精基準(zhǔn)和確定夾緊方案 ................................................................ 13 二、選擇粗基準(zhǔn)和確定夾緊方案 ................................................................. 15 第五節(jié) 擬定套筒的工藝路線 .............................................................................. 15 一、加工階段的劃分 ...................................................................................... 15 二、確定各表面的加工方法 ......................................................................... 15 三、加工順序安排 ............................................................................................. 19 四、熱處理工序及表面處理工序的安排 ..................................................... 19 五、其他工序的安排 ...................................................................................... 21 六、工序過程安排 ............................................................................................. 21 七、確定套筒程工序加工余量及工序尺寸 ................................................. 22 第六節(jié) 機床設(shè)備和工藝裝備的選擇。 ............................................................. 24 一、 機床設(shè)備的選擇 .................................................................................... 24 鄭 州 華 信 學(xué) 院 畢業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 二、刀具的選擇 .............................................................................................. 26 三、夾具的選擇 .............................................................................................. 27 第七節(jié) 切削用量的選擇 ...................................................................................... 28 一、切削用量的選擇原則 ................................................................................. 28 二、確定各工序的切削用量 ......................................................................... 29 第八節(jié) 精度檢驗 ...................................................................................................... 35 第四章 夾具設(shè)計 ..................................................................................................................... 37 第一節(jié) 概述 ................................................................................................................ 37 三、夾具的基本要求 ...................................................................................... 38 四、夾具設(shè)計的步驟 ...................................................................................... 38 第二節(jié) 套筒銑齒夾具設(shè)計過程 .......................................................................... 39 一、分析 床主軸套筒零件圖 ......................................................... 39 二、夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計 ............................................................................................. 39 三、主要零件設(shè)計的說明 ................................................................................. 43 四、使用說明 .................................................................................................. 43 第五章 床主軸套筒機械加工工藝規(guī)程卡 ....................................................... 45 結(jié)論 ................................................................................................................................................ 69 致謝 ................................................................................................................................................ 70 參考文獻 ....................................................................................................................................... 71 鄭 州 華 信 學(xué) 院 畢業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 1 緒論 鏜 床 是主 要 用鏜 刀 對工 件 已有 的 孔進 行 鏜削 的 機床 ， 使 用 不同 的 刀具 和 附件 還 可進 行 鉆 削 、 銑 削 、 切 削 ， 它 的 加工 精 度和 表 面質(zhì) 量 要高 于 鉆床 。 鏜 床 是大 型 箱體 零 件加工 的主要設(shè)備，螺紋及加工外圓和端面等。 由于制造武器的需要，在 15 世紀(jì)就已經(jīng)出現(xiàn)了水力驅(qū)動的炮筒鏜床。 1769 年 特 取 得實 用 蒸汽 機 專利 后 ， 汽 缸 的加 工 精度 就 成了 蒸 汽機 的 關(guān)鍵 問 題 。 1774 年英國人 J. 威 爾 金森 發(fā) 明炮 筒 鏜 床 ， 次 年 用于 為 瓦特 蒸 汽機 加 工汽 缸 體 。 1776 年 他 又制 造 了一 臺 較 為 精 確的 汽 缸鏜 床 。 1880 年 前 后， 在 德國 開 始生 產(chǎn) 帶前 后 立柱 和 工作 臺 的 臥 式 鏜 床 。 為 適 應(yīng) 特 大 、 特 重 工件 的 加工 ， 20 世紀(jì) 30 年 代 發(fā)展 了 落地 鏜 床 。 隨 著 銑削 工 作量 的 增 加 ， 50 年代出現(xiàn)了落地式鏜銑床。 20 世紀(jì)初，由于鐘表儀器制造業(yè)的發(fā)展，需要加工孔距 誤差較小的設(shè)備，在瑞士出現(xiàn)了坐標(biāo)鏜床。為了提高鏜床的定位精度，已廣泛采用光學(xué) 讀數(shù)頭或數(shù)字顯示裝置。有些鏜床還采用數(shù)字控制系統(tǒng)實現(xiàn)坐標(biāo)定位和加工過程自動 化。 鏜 床 分為 臥 式鏜 床 、落 地 式鏜 銑 床、 金 剛鏜 床 和坐 標(biāo) 鏜床 等 類型 。 ①臥 式 鏜床 ： 應(yīng) 用最多、性能最廣的一種鏜床，適用于單件小批生產(chǎn)和修理車間。②落地鏜床和落地鏜 銑 床 ： 特 點 是工 件 固定 在 落地 平 臺上 ， 適 宜 于加 工 尺寸 和 重量 較 大的 工 件 ,用 于 重型 機 械 制 造 廠 。 ③金 剛 鏜床 :使 用 金剛 石 或硬 質(zhì) 合金 刀 具 ， 以 很 小的 進 給量 和 很高 的 切削 速 度鏜 削 精 度較 高 、 表 面 粗糙 度 較小 的 孔 ， 主 要 用于 大 批量 生 產(chǎn) 中 。 ④ 坐 標(biāo) 鏜床 ： 具 有 精密的 坐標(biāo)定位裝置，適于加工形狀、尺寸和孔距精度要求都很高的孔，還可用以進行劃線 、 坐 標(biāo) 測量 和 刻度 等 工 作 ， 用 于 工具 車 間和 中 小批 量 生產(chǎn) 中 。 其 他 類型 的 鏜床 還 有立 式 轉(zhuǎn) 塔鏜銑床、深孔鏜床和汽車、拖拉機修理用鏜床等。 主 軸 套筒 是 鏜床 的 關(guān)鍵 零 件之 一 ， 該 零 件質(zhì) 量 直接 影 響機 床 的精 度 和鏜 床 對工 件 的 加 工 質(zhì)量 和 精 度 ， 尤 其 尺寸 精 度 、 形 位 精度 、 表 面 粗糙 度 等的 要 求都 較 高 ， 兩 端 內(nèi)孔表 面的圓柱度公差、徑向圓跳動公差≤ 內(nèi)；鏜床主軸套筒的主要表面粗糙度 值是 之該零件是精密套筒，此外鏜床主軸套筒屬于長型薄壁套筒零 件，其最薄處僅有 件的全長為 476 從 零 件的 實 際情 況 出發(fā) ， 安 排 好合 理 正確 的 加工 方 法 ， 編 制 出正 確 可行 的 機械 加 工 工藝文件是此次設(shè)計的主要任務(wù)。 鄭 州 華 信 學(xué) 院 畢業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 2 工藝規(guī)程及方法簡介 一 臺 相同 結(jié) 構(gòu)相 同 要求 的 機器 或 一個 相 同要 求 的機 器 零件 ， 可 以 采用 幾 種不 同 的工 藝 過 程完 成 ， 但 其 中總 有 一種 工 藝過 程 在某 一 具體 條 件下 是 最合 理 的 ， 人 們 把合 理 的工 藝過程有關(guān)內(nèi)容寫在工藝文件中，用以指導(dǎo)生產(chǎn)，這些工藝文件就是工藝規(guī)程。工藝規(guī) 程 是 在總 結(jié) 工作 及 工程 技 術(shù)人 員 實踐 經(jīng) 驗基 礎(chǔ) 上 ， 依 據(jù) 科學(xué) 理 論和 必 要的 工 藝試 驗 制訂 的。經(jīng)審定批準(zhǔn)的工藝規(guī)程是指導(dǎo)生產(chǎn)的工藝文件，企業(yè)有關(guān)人員須嚴(yán)格執(zhí)行，不得有 各 行 其 是 。 當(dāng) 然 ， 工 藝 規(guī)程 也 不是 一 成不 變 的 ， 隨 著 科學(xué) 技 術(shù)的 發(fā) 展 ， 一 定 會有 新 的更 為 合 理的 工 藝規(guī) 程 代替 舊 的相 對 不合 理 的工 藝 規(guī) 程 。 但是 ， 工 藝 規(guī)程 的 修訂 必 須經(jīng) 過 充 分的試驗認(rèn)證，并須嚴(yán)格履行呈報審批手續(xù)。 第一節(jié) 工藝規(guī)程基本概念 一、工藝規(guī)程的作用 1．工藝規(guī)程是工廠進行生產(chǎn)準(zhǔn)備工作的主要依據(jù) 產(chǎn) 品 在投 入 生產(chǎn) 之 前要 作 大量 的生產(chǎn) 準(zhǔn) 備工 作 ， 包 括 材料 和 毛坯 的 供應(yīng) ， 機 床 的配 備和調(diào)理中，專用工藝裝備的設(shè)計制造，核算生產(chǎn)成本以及配備人員等，所有這些工作 都要根據(jù)工藝規(guī)程進行。 2．工藝規(guī)程是企業(yè)組織生產(chǎn)的指導(dǎo)性文件 工廠管理人員根據(jù)工藝規(guī)程規(guī)定的要求，編制生產(chǎn)作業(yè)計劃，組織工人進行生產(chǎn) ， 并 按 照工 藝 規(guī)程 要 求驗 收 產(chǎn)品。 3．工藝規(guī)程是新建和擴建機械制造廠（或車間）的重要文件 新 建 和擴 建 機械 制 造 廠 （或 車 間 ） 須 根 據(jù)工 藝 規(guī)程 確 定 機 床 和其 他 輔助 設(shè) 備的 種 類、 型號規(guī)格和數(shù)量，廠房面積，設(shè)備布置，生產(chǎn)工人的工種、等級及數(shù)量等。 此 外 ， 先進 的工 藝 規(guī)程 還 起著 交 流和 推 廣先 進 制造 技 術(shù)的 作用 。 典 型 工藝 規(guī) 程可能 縮短工廠摸索和試制的過程。 二、機械加工工藝過程的組成 1．工藝過程：改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)等，使其成為成品或 半成品的過程。工藝過程又可分為鑄造、鍛造、沖壓、焊接、機械加工、熱處理、裝配 等工藝過程。 2．機械加工工藝過程：用機械加工方法，改變毛坯形狀、尺寸和表面質(zhì)量，使其 成 為 零件 的 過 程 。 零 件 的機 械 加工 工 藝過 程 由許 多 工 序 組 合而 成 ， 每 個 工序 又 可分 為 若 干 個 安裝 、 工位 、 工步 和 走刀。 鄭 州 華 信 學(xué) 院 畢業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 3 3．工序：一個或一組工人，在一個工作地對同一個或同時對幾個工件所連續(xù)完成 的那一部分工藝過程。 4．安裝：工件經(jīng)一次裝夾（定位和夾緊）后所完成的那一部分工序。 5．工位：為了完成一定的工序部分，一次裝夾工件后，工件與夾具或設(shè)備的可動 部分一起，相對刀具或設(shè)備的固定部分所占據(jù)的每一個位置。 6．工步：當(dāng)加工表面、加工刀具和切削用量中的轉(zhuǎn)速和進給量均保持不變的情況 下完成的那一部分工序。 三、工藝規(guī)程的設(shè)計原則 工藝規(guī)程設(shè)計必須遵循以下原則： 1. 所 設(shè) 計的 工 藝規(guī) 程 必須 保 證機 器 零件 的 加工 質(zhì) 量和 機 器的 裝 配質(zhì)量 ， 達 到 設(shè)計圖 樣上規(guī)定的各項技術(shù)要求； 2. 工藝過程應(yīng)具有較高的生產(chǎn)效率，使產(chǎn)品能盡快投放市場； 3. 盡量降低制造成本； 4. 注意減輕工人的勞動強度，保證生產(chǎn)安全。 四、工藝規(guī)程設(shè)計所需原始資料 設(shè)計工藝規(guī)程必須具備以下原始資料： 1. 產(chǎn)品裝配圖； 2. 產(chǎn)品驗收質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)； 3. 產(chǎn)品的年生產(chǎn)綱領(lǐng)； 4. 毛坯材料與毛坯生產(chǎn)條件； 5. 制造廠的生產(chǎn)條件，包括機床設(shè)備和工藝裝備的規(guī)格、性能和當(dāng)前的技術(shù)狀 態(tài) ， 工人的技術(shù)水平，工廠自制工藝裝備的能力以及工廠供電、供氣的能力等有關(guān)資料； 6. 工藝規(guī)程設(shè)計所用設(shè)計手冊和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)； 7. 國內(nèi)外有關(guān)制造技術(shù)資料等。 第二節(jié) 加工工藝規(guī)程設(shè)計方法 一、機械加工工藝規(guī)程設(shè)計的內(nèi)容步驟 1．分析零件圖和產(chǎn)品裝配圖 設(shè) 計 工藝 規(guī) 程時 ， 首 先 應(yīng)分 析 零件 圖 和該 零 件所 在 部件 或 總成 的 裝配 圖 ， 了 解 該零 件 在 部件 或 總成 中 的位 置 和功 用 以及 部 件或 總 成對 該 零件 提 出的 技 術(shù)要 求 ， 分 析 其主要 技術(shù)關(guān)鍵和應(yīng)相應(yīng)采取的工藝措施，形成工藝規(guī)程設(shè)計總體構(gòu)思。 鄭 州 華 信 學(xué) 院 畢業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 4 2．對零件圖和裝配圖進行工藝審查 審 查圖樣上的視圖、尺寸公差和技術(shù)要求是否正確、統(tǒng)一、完整，對零件設(shè)計的結(jié) 構(gòu) 工 藝性 進 行評 價 ， 如 發(fā) 現(xiàn)有 不 合理 之 處應(yīng) 及 時提 出 ， 并 同 有關(guān) 設(shè) 計人 員 商討 圖 樣修改 方案，報主管領(lǐng)導(dǎo)審批。 3．由產(chǎn)品的年生產(chǎn)綱領(lǐng)研究確定零件生產(chǎn)類型 4．確定毛坯 提高毛坯制造質(zhì)量，可以減少機械加工勞動量，降低機械加工成本，但同時可能會 增 加 毛坯 的 制造 技 術(shù)成 本 ， 得 根 據(jù)生 產(chǎn) 類型 和 毛坯 制 造的 生 產(chǎn)條 件 綜合 考慮 。 應(yīng) 當(dāng) 指 出 ， 我國機械制造工廠的材料利用率較低，只要有可能，應(yīng)提出采用精密鑄造、精密鍛造 、 冷軋、冷擠壓、粉末冶金等先進制造方法來制造毛坯。 材料利用系數(shù)是衡量工藝規(guī)程是 否合理的一個重要參數(shù)。 5．?dāng)M訂工藝路線 其主要內(nèi)容包括：選擇定位基準(zhǔn)，確定各表面加工方法，劃分加工階段，確定工序 集中和分散成度，確定工序順序等。在擬定工藝路線時，需同時提出幾種可能的加工方 法方案，然后通過技術(shù)、經(jīng)濟的對比分析，最后確定一種最為合理的工藝方案。 6． 確 定 各工 序 所用 機 床設(shè) 備 和工 藝 裝 備 （含 刀 具 、 夾 具 、 輔 具 等 ） ， 對 需 要改 裝 或 設(shè)計的專用工藝裝備提出設(shè)計任務(wù)書。 7．確定各工序的加工余量，計算工序尺寸公差。 8．確定各工序的技術(shù)要求及檢驗方法。 9．確定各工序的切削 用量和工時定額。 10．編制工藝文件。 二、工藝路線的擬訂 擬訂工藝路線是設(shè)計工藝規(guī)程最為關(guān)鍵的一步，需順序完成以下幾個方面的工作。 （一）選擇定位基準(zhǔn) 在工藝規(guī)程設(shè)計中，正確選擇定位基準(zhǔn)，對保證零件技術(shù)要求、確定加工先后順序 有 著 至關(guān) 重 要的 影 響 。 定 位 基準(zhǔn) 有 精基 準(zhǔn) 與粗 基 準(zhǔn)之 分 。 用 毛 坯未 經(jīng) 加工 的 表面 定 位基 準(zhǔn) 稱 為粗 基 準(zhǔn) ； 用 加 工過 的 表面 作 定位 基 準(zhǔn)稱 為 精基 準(zhǔn) 。 在 選 擇定 位 基準(zhǔn) 時 一般 都 是先 根 據(jù) 零件 的 加工 要 求選 擇 精基 準(zhǔn) ， 然 后 再考 慮 用那 一 組表 面 作粗 基 準(zhǔn)才 能 把精 基 準(zhǔn)加工 出來 。 1．精基準(zhǔn)的選擇原則 選擇精基準(zhǔn)一般應(yīng)遵 循以下幾項原則： 鄭 州 華 信 學(xué) 院 畢業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 5 （ 1）基準(zhǔn)重合原則 為 了 較容 易 地獲 得 加工 表 面對 其 設(shè)計 基 準(zhǔn)的 相 對位 置 精度 要 求 ，應(yīng) 選 擇加 工 表面的 設(shè)計基準(zhǔn)為其定位基準(zhǔn)。這一原則稱為基準(zhǔn)重合原則 。如果加工表面的設(shè)計基準(zhǔn)與定 位基準(zhǔn)不重合，則會增大定位誤差，如果選擇所加工表面的工序基準(zhǔn)為精基準(zhǔn)，這樣可 以避免由于基準(zhǔn)一重合收起的定位誤差。 （ 2）統(tǒng)一基準(zhǔn)原則 應(yīng) 盡 可能 選 擇用 同 一組 精 基準(zhǔn) 加 工工 序 上盡 可 能多 的 表面 ， 以 保證所 加 工的 各 個表 面之間具有正確的相對位置關(guān)系。例如，加工軸類零件時，一般都采用兩個頂尖作為駐 的 精 基準(zhǔn) 來 加工 軸 類零 件 上的 所 有 外 圓 表面 和 端 面 ， 這 樣 可以 保 證各 外 圓表 面 間的 同 軸 度 和 端面 對 軸心 線 的垂 直 度 。 采 用 統(tǒng)一 基 準(zhǔn)進 行 加工 還 有減 少 夾具 種 類 、 降 低 夾具 設(shè) 計 制造費用的作用。 （ 3）互為基準(zhǔn)原則 當(dāng) 工 件上 兩 個加 工 表面 之 間的 位 置精 度 要比 較 高時 ， 可 以 采用 兩個表 面 互為 基 準(zhǔn)的 方法進行加工。例如，車床主軸前后支承軸頸與主軸錐孔間有嚴(yán)格的同軸度要求，常先 以主軸錐孔為定位基準(zhǔn)磨主軸前、后支承軸頸表面，然后再以前、后支承軸頸表面為定 位基準(zhǔn)磨主軸錐孔，最后達到圖樣上規(guī)定的同軸度要求。 （ 4）自為基準(zhǔn)原則 一 些 表面 的 精加 工 工序 ， 要 求 加工 余 量小 而 均 勻 ， 常 以 加工 表 面自 身 為精 基 準(zhǔn)進行 加工。 2．粗基準(zhǔn)的選擇原則 工 件 加工 的 第一 道 工序 所 用基 準(zhǔn) 都是 粗 基準(zhǔn) ， 粗 基 準(zhǔn)選 擇 得正 與 否 ， 不 但 與第 一 道 工 序 的加 工 有 關(guān) ， 而 且 還將 對 該工 件 加工 的 全過 程 產(chǎn)生 重 大影 響 。 選 擇 精基 準(zhǔn) ， 一 般 應(yīng) 遵循以下幾項原則： （ 1）保證零件表面相對于不加工表面具有一定位置精度的原則 被 加 工零 件 上如 有不加 工 表面 應(yīng) 選不 加 工面 作 粗基 準(zhǔn) ， 這 樣 可以 保 證不 加 工不 表 面 相對于加工表面具有一定的相對位置關(guān)系。 （ 2）合理分配加工余量的原則 從保證重要表面加工余量均勻考慮，應(yīng)選擇重要表面作為粗基準(zhǔn)。 （ 3）便于裝夾的原則 為使工件定位穩(wěn)定，夾緊可靠，要求所選用的粗基準(zhǔn)盡可能平整、光潔，不允許有 鍛造飛邊、鑄造澆冒、切痕或其他缺陷，并有足夠的支承面積。 鄭 州 華 信 學(xué) 院 畢業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 6 （ 4）粗基準(zhǔn)不重復(fù)使用原則 粗 基 準(zhǔn)通 常 只允 許 使用 一 次 ， 這 是 因為 粗 基準(zhǔn) 一 般都很 粗糙 ， 重 復(fù) 使用 同 一粗 基 準(zhǔn) 所加工的兩組表面之間的位置誤差會相當(dāng)大，所以，粗基準(zhǔn)一般不得重復(fù)使用。 （二）表面加工方法的選擇 機 器 零件 的 結(jié)構(gòu) 形 狀雖 然 多種 多 樣， 但 它們 都 是由 一 些最 基 本的 何 表面 組 成的 ， 機 器 零 件的 加 工過 程 實際 就 是獲 得 這些 幾 何表 面 的過 程 。 同 一 種表 面 可以 選 用各 種 不同的 加工方法加工，但每種方 法的加工質(zhì)量、加工時間和花費的費用卻是各不相同的。工程 技 術(shù) 人員 的 任 務(wù) ， 就 是 要根 據(jù) 具體 加 工條 件 選用 最 適當(dāng) 的 加工 方法 ， 加 工 出合 乎 圖樣要 求 的 機器 零 件。 （三）加工階段的劃分 當(dāng)零件的質(zhì)量要求較高時，一般都要經(jīng)過粗加工，半精加工和精加工等三個階段 ； 如 果 零件 的 加工 精 度要 求 特別 高 、 表 面 粗糙 度 要求 特 別小 時 ， 還 要 經(jīng)過 精 整和 光 整加工 階段。各個加工階段的主要任務(wù)是： 1．粗加工階段 高效地切除加工表面上的大部分余量，使毛坯在形狀和尺寸上接近成品零件。 2．半精加工階段 切除粗加工后留下的誤差，全被加工工件達到一定精度， 為精加工做準(zhǔn)備，并完成 一些次要的加工，例如，鉆孔、攻螺紋、銑鍵槽等。 3．精加工階段 保證主要表面達到零件圖規(guī)定的質(zhì)量要求。 4．精整和光整加工階段 其 主 要任 務(wù) 是減 小 表面 粗 糙度 和 進一 步 提高 尺 寸精 度 和開 狀 精度 ， 但 一 般沒 有 提高 表面間位置精度的作用。 （四）工序集中與分散 確 定 加工 方 法后 ， 就 要 按零 件 加工 的 生產(chǎn) 類 型和 工 廠具 體 條件 確 定工 藝 過程 的 工序 數(shù)。確定零件加工過程工序數(shù)有兩種迥然不同的原則，一種是工序集中原則，另一種是 工 序 分散 原 則 。 按 工 序集 中 原則 組 織工 藝 過程 ， 就 是 使每 個 工序 包 括的 加 工內(nèi) 容 盡量 些 ， 組成一個 集中工序；按工序分散就是使每個工序所包括的加工內(nèi)容盡量少些。 （五）工序先后順序的安排 1．機械加工工序的安排 機械加工工序先后順序的安排，一般應(yīng)遵循以下原則： 鄭 州 華 信 學(xué) 院 畢業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 7 （ 1） 先 加工 定 位基 面 ，再 加 工其 他 表面； （ 2） 先 加工 主 要表 面 ，后 加 工次 要 表面； （ 3）先安排粗加工工序，后安排精加工工序； （ 4）先加工平面，后加工孔。 2．熱處理工序及表面處理工序的安排 為改善工件材料切削性能安排的熱處理工序，例如退火、正火、調(diào)質(zhì)等，應(yīng)在切削 加工前進行。 為消除工件內(nèi)應(yīng)力安排的熱處理工序，例如人工時效、退火等，最好安排在粗 加工 階段 之后 進 行。 為了改善工件材料力學(xué)性能的熱處理工序，例如淬火、滲碳淬火等，一般都安排在 半 精 加工 和 精加 工 之間 進 行 ， 這 是 因為 淬 火處 理 后尤 其 是滲 碳 淬火 后 工件 會 有加 較 大的 變 形 產(chǎn) 生 ， 為 了 修正 滲 碳 、 淬 火 處理 產(chǎn) 生和 變 形 ， 熱 處 理后 需 要安 排 精加 工 工序 。 在淬 火處理進行之前，需將銑槽、鉆孔、攻螺紋、去行刺等次要表面的加工進行完畢。當(dāng)工 件 需 要淬 火 處理 時 ， 由 于 滲碳 過 程工 件 會有 較 大的 變 形產(chǎn) 生 ， 常 將 滲碳 過 程放 在 次要表 面加工之前進行，這樣可以減少次要表面與淬硬表面間的位置誤差。 為 提 高工 件 表面 耐 磨性 、 耐 蝕 性安 排 的熱 處 理工 序 以及 裝 飾曠 目 的而 安 排的 熱 處理 工序，例如鍍鉻、鍍鋅、發(fā)蘭等，一般都安排在工藝過程最后階段進行。 3．其他工序的安排 為保證零件制造質(zhì)量，防止產(chǎn)生廢品，需在下列場合安排檢驗工序： （ 1）粗加工全部結(jié)束之后； （ 2）送往外車間加工的前后； （ 3） 工 時較 長 工序 和 重要 工 序的 前 后來； （ 4）最終加工后。 除了安排幾何尺寸檢驗工序外，有的零件還要安排擦傷、密封、穩(wěn)重、平衡等檢驗 工序。 零 件 表層 或 內(nèi)腔 的 毛刺 對 機器 裝 配質(zhì) 量 影響 甚 大 ， 切 削 加工 之 后 ， 應(yīng) 安 排去 毛 刺工 序。 零件在進入裝配之前，一般都應(yīng)安排清洗工序。在用磁力 夾緊的工序之后，要安排 去磁工序，不讓帶有剩磁的工件進入裝配線。 （六）機床設(shè)備與工藝裝備的選擇 正 確 選擇 機 床設(shè) 備 是一 件 很重 要 的工 作 ， 它 不 但直 接 影響 工 作的 質(zhì) 量 ， 而 且 還影響 鄭 州 華 信 學(xué) 院 畢業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 8 工 件 的加 工 效率 和 制造 成 本。 所 選機 床 設(shè)備 的 尺寸 規(guī) 格應(yīng) 與 工件 的 加工 質(zhì) 量相 適 應(yīng) ， 機 床 精 度等 級 應(yīng)與 本 工序 加 工要 求 相適 應(yīng) ，電 動 機功 率 應(yīng)與 本 工序 加 工所 需 功率 適 應(yīng) ， 機 床設(shè)備的自動化程度和生產(chǎn)效率應(yīng)與工件類型相適應(yīng)。 工 藝 裝備 的 選擇 將 直接 影 響工 件 的加 工 精度 、 生 產(chǎn) 效率 和 制造 成 本 ， 應(yīng) 根 據(jù)不 同 情 況適當(dāng)選擇。在中小批生產(chǎn)條件下，應(yīng)首先考慮選用通用工藝 裝備（包括夾具、夾具 、 量 具 和輔 具 ） ； 在 大批 量 生產(chǎn) 中 ，可 根 據(jù)加 工 要求 設(shè) 計制 造 專用 工 藝裝 備 。 （七）切削用量的選擇 切 削 用量 是 指在 切 削過 程 中， 選 取的 切 削速 度 、進 給 量和 被 吃刀 量 的具 體 數(shù)值 。 合 理 選 擇切 削 用 量 ， 對 于 保證 質(zhì) 量 、 提 高 生產(chǎn) 率 和降 低 成本 具 有重 要 作用 。 提 高 切削 速 度、 加大 進給 量 和被 吃 刀 量 ， 都 使 得單 位 時間 內(nèi) 金屬 的 切除 增多 ， 因 而 都有 利 于生 產(chǎn) 率的提 高。但實際上它們受工作材料、加工要求、刀具耐用度、機床動力、機床和工件的剛性 等因素限制，不可能任意選取。合理選擇切削用量，就是在一定條件下選擇的切削用量 三要素的最 佳組合。其基本原則是：應(yīng)首先選擇一個盡可能大的切削深度，其次選擇一 個 較 大的 進給 量 ， 最 后 ， 在 刀 具耐 用 度和 機 床功 率 允許 條 件下 選 擇一 個 合理 的 切削 速 度。 鄭 州 華 信 學(xué) 院 畢業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 9 深 床主軸套筒加工工藝設(shè)計 第一節(jié) 零件圖分析 一、結(jié)構(gòu)特點 主 軸 套筒 是 鏜床 的 關(guān)鍵 零 件之 一 ， 它 的 質(zhì)量 直 接影 響 機床 的 精度 和 鏜床 對 工件 的 加 工質(zhì)量和精度，所以它的精度要求較高，尤其尺寸精度、形位精度和表面粗糙度等。 技術(shù)要求： 1、 材料為382、氮化深度 度 3、其它棱角倒角 ; 4、齒頂棱邊倒角 R . 均布 深 均布 深 鄭 州 華 信 學(xué) 院 畢業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 10 圖 床主軸套筒 圖 鏜床主軸套筒零件圖。其結(jié)構(gòu)特點如下：主軸套筒中間安裝鏜床主軸，在 兩端 φ 90 φ 85內(nèi)安裝軸承，軸承內(nèi)孔與主軸軸頸相配合用來支承主軸并保 證 主 軸的 回 轉(zhuǎn)精 度 ； 在 套 筒的 圓 表面 上 銑出 齒 條與 主 軸箱 中 的齒 輪 相嚙 合 ， 由 齒 輪帶動 齒條，使主軸套筒與主軸實現(xiàn)進給運動；主軸套筒外圓與抽軸承相配合，要求主軸套筒 既能在橫向運動時無阻滯，以要求在主軸旋轉(zhuǎn)時不 產(chǎn)生晃動，以保證主軸的回轉(zhuǎn)精度 。 所以 φ 90 φ 85和 φ 105外圓是該零件的主要加工的表面。 此外，該零件全長 476端內(nèi)孔的形狀和位置公差是不易掌握的，并且其最 薄處僅有 工 序 安排 不 易會 產(chǎn) 生變 形 ， 將 直 接影 響 到零 件 的加 工 精 度 ， 套 筒 的主 要 面 的粗 糙 度 加 工 表面 全 部需 要 磨 削 ， 并 在 磨削 前 必須 要 安排 合 理的 熱 處 理 ， 總之該零件的主要加工表面必須經(jīng)過多道加工，才能逐步提高精度以達到要求。 二、技術(shù)要求 鏜床主軸套筒的技術(shù)要求見表 表 床主軸套筒的技術(shù)要求 項目 說明 φ 90孔軸線對 φ 105圓軸線的 同軸度公差為 φ φ 90孔表面圓柱度公差 φ 90孔表面對 φ 105圓軸線的 徑向圓中跳動公差為 55± 度的左端面對 φ 90孔和 φ 85孔的 公共軸線端面 圓跳動公差 為 55± 長度的左右端面任選基準(zhǔn)的平等 度公差為 鄭 州 華 信 學(xué) 院 畢業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 11 項 目 說明 φ 105 外 圓 表 面 圓 柱 度 公 差 為 齒條齒形中心平面對 φ 105 外圓軸線的 垂直度公差為 φ 85孔表面圓柱度公差為 φ 85孔表面對 φ 105圓軸線的 徑向圓跳動公差為 32 長度右端面對 φ 90 φ 85孔 的公共軸線端面圓跳動公差為 氮化深度 處 理 氮 化 工 藝 后 ， 工 件 的 氮 化 層 深 氏硬度在 900 左右。 38碳為 中碳優(yōu)質(zhì)合金結(jié)構(gòu)鋼 1． φ 105圓表面的軸線是設(shè)計基準(zhǔn)，其尺寸公差等級很高為 ，表面粗 糙度為 m，這些技術(shù)條件都是為了保證與抽軸承的配合精度和運動的平穩(wěn)。 2．兩端 φ 85 φ 90孔表面對 φ 105圓軸線的徑向圓跳動公差為 柱度為 表面粗糙度值為 些技術(shù)條件 都是為了 滿足與軸承配合的要求，以保證主軸的回轉(zhuǎn)精度； φ 90 φ 85的內(nèi)端面對φ 90 φ 85 孔 的公 共 軸線 端 面圓 跳 動公 差 為 這 是 因為 這 兩處 端面都 是推力軸承的安裝基準(zhǔn)，它的精度直接影響軸向竄動。 鄭 州 華 信 學(xué) 院 畢業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 12 3．中間的 60○ 倒角是工藝基準(zhǔn)，專為精磨 φ 105外圓時用頂尖式心軸而設(shè)計的 ， 鄭 州 華 信 學(xué) 院 畢業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 13 以保證兩端內(nèi)孔與外圓有很高的同軸度。 4．齒條齒形中心平面對 φ 105圓軸線的垂直度公差為 項技術(shù)條 件是保證齒輪與齒條嚙合時接觸良好，傳動平穩(wěn)。 第二節(jié) 生產(chǎn)類型的確定 生 產(chǎn) 類型 是 企業(yè) 生 產(chǎn)專 業(yè) 化程 度 的分 類 ， 一 般 分為 大 量生 產(chǎn) 、 成 批 生產(chǎn) 和 單件 生 產(chǎn)， 其 中 成批 生 產(chǎn)又 分 為小 批 生 產(chǎn) 、 中 批 生產(chǎn) 和 大批 生 產(chǎn) 。 由 于 該 床 主軸 套 筒的年 產(chǎn)量定為 100 件 /年，查表 知，該生產(chǎn)類型屬于小批生產(chǎn)。 表 械加工各種生產(chǎn)類型 生產(chǎn)類型 生產(chǎn)綱領(lǐng) 單件 生產(chǎn) 成批生產(chǎn) 大量 生產(chǎn) 小批 中批 大批 產(chǎn)品類型 重型機械 1000 中型機械 5000 輕型機械 50000 小批量生產(chǎn)綱領(lǐng)的工藝特點如下： 1． 毛坯的制造方法及加工余量：自由鍛、木模手工造型；毛坯精度低余量大。 2． 機 床 設(shè)備 及 機床 布 置 ： 通 用 機床 按 機群 式 排列 ； 部 分 采用 數(shù) 控機 床 及柔 性 制 造單元。 3． 夾具及尺寸保證：通用夾具、標(biāo)準(zhǔn)附件或組合夾具；劃線試切保證尺寸。 4． 刀具及量具：通用刀具，標(biāo)準(zhǔn)量具。 5． 零件互換性：配對制造，互換性低，多采用鉗工修配。 6． 工序集中 成度：工序集中，加工工序少，每工序加工內(nèi)容多。 7． 工藝文件的要求：編制簡單的工藝過程卡片。 8． 生產(chǎn)率：用傳統(tǒng)加工方法，生產(chǎn)率低，用數(shù)控機床可提高生產(chǎn)率。 9． 成本：較高。 10． 對工人的技術(shù)要求：需要技術(shù)熟練地工人。 10．發(fā)展趨勢：采用成組工藝、數(shù)控機床、加工中心及柔性制造系統(tǒng)。 第三節(jié) 毛坯的選擇 鄭 州 華 信 學(xué) 院 畢業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 14 床 主軸 套 筒的 材 料為 38所 以 選擇 毛 坯類 型 為圓 鋼 ， 成 品 外形尺 寸為 φ 105476以參考表 圓表面加工余量表， 床主軸套筒 選 擇毛坯尺寸為 φ 120497 表 圓表面加工余量表（單位： 最大尺寸 ≤ 200 >200～ 500 零件 表面 粗 糙 度 m > 25 > 25 > 25 > 25 >件外徑 外徑 （材料） 單端面 加工余量 外徑 （材料） 單端面 加工余量 103 110 110 10 110 04 105 120 106 120 120 第四節(jié) 選擇定位基準(zhǔn) 一、 選擇精基準(zhǔn)和確定夾緊方案 圖 圓表面加工時的精基準(zhǔn) φ的軸線是該零件的設(shè)計基準(zhǔn)，根據(jù)精基準(zhǔn)的選擇原則， 鏜床主軸套筒加工 鄭 州 華 信 學(xué) 院 畢業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 15 時的精基準(zhǔn)具體選擇如下： 1．以 60○ 倒角內(nèi)錐面作為車削或磨削 φ 105 外圓表面的精基準(zhǔn)，如圖 2．以 φ 74 作為車削或磨削各內(nèi)孔的精基準(zhǔn)，如圖 3．以 φ 85 作為齒條加工的精基準(zhǔn)， 如圖 孔加工時的精基準(zhǔn) 圖 條加工的精基準(zhǔn) 二、選擇粗基準(zhǔn)和確定夾緊方案 鄭 州 華 信 學(xué) 院 畢業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 16 根據(jù)粗基準(zhǔn)的選擇原則， 鏜床主軸套筒加工時以 φ 105 外圓表面為粗基準(zhǔn)， 如圖 圖 軸套筒的粗基準(zhǔn) 一、加工階段的劃分 第五節(jié) 擬定套筒的工藝路線 床 主軸 套 筒主 要 表面 精 度很 高 （ 最 高 精度為 ， 表 面 粗糙 度 值很 小 （最 小為 ， 是 高 精度 零 件 ， 所 以 加工 階 段化 分 除了 一 般的 粗 加工 階 段 、 半 精 加工 階 段 和精加工階段外 ，還要安排精整和光整加工階段。各階段的主要任務(wù)如下： 1．粗加工階段 在該階段高效地切除加工表面的大部分余量，使毛坯形狀和尺寸上接近成品套筒 ， 主要加工完成粗車外圓和各個孔。 2．半精加工階段 切除粗加工后留下的誤差，使被加工工件達到一定精度，為精加工做準(zhǔn)備，并完成 一些次要表的加工。 3．精加工階段 保 證 各主 要 表面 達 到零 件 規(guī)定 的 加工 質(zhì) 量和 要 求 ， 主 要 有粗 磨 外圓 面 、內(nèi) 孔 和齒條。 4．精整和光整加工階段 對高精度的 φ 105 外圓表面， φ 90 和 85 的孔表面進行研磨，使其達到圖樣要求。 二、確定各表面的加工方 法 根 據(jù) 加工 表 面的 精 度和 表 面粗 糙 度要 求 ， 查表 圓 表面 的 加工 方 案 ， 表 加工方案，表 面加工方案，可得各加工表面的方案，詳見表 鄭 州 華 信 學(xué) 院 畢業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 17 表 圓表面的加工方案 序號 加工方案 經(jīng)濟加工精 度 等 級（ 加工表面 粗糙度 μ ｍ 適用范圍 1 粗車 11～ 12 50～ 用 于 淬 火 鋼 以 外 的各種金屬。 2 粗車 —半精車 8～ 10 粗車 —半精車 —精車 6～ 7 粗 車 —半精車 —精車 —液壓（拋光） 5～ 6 5 粗車 —半精車 —磨削 6～ 7 要用于淬火鋼，也 可用于未淬火鋼，但 不宜加工非鐵金屬。 6 粗車 —半精車 —粗磨 —精磨 5～ 6 粗車 —半精車 —粗磨 —精磨 —超中精加工 (輪式超精磨 ) 5～ 6 粗車 —半精車 —精車 —金剛石車 5～ 6 要 用 于 要 求 較 高 的非鐵金屬的加工。 9 粗車 —半精車 —粗磨 —精磨 —超精磨（鏡 面磨） 5 級以上 < 高 精 度 的 鋼 或 鑄 鐵的外 圓 加工。 10 粗車 —半精車 —粗磨 —精磨 —研磨 5 級以上 < 加工方案 序號 加工方案 經(jīng)濟加 工精度 （ 加工表面 粗糙度 μ ｍ 適用范圍 1 鉆 11～12 工未淬火鋼及鑄鐵的實 心毛坯 ， 也可用 于 加工非鐵 金 屬（ 但 粗 焅 度稍高 ） ， 孔 徑小于 202 鉆 —鉸 8～ 9 3 鉆 —粗鉸 —精鉸 7～ 8 州 華 信 學(xué) 院 畢業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 18 4 鉆 —擴 11 工未淬火鋼及鑄鐵的實心毛 5 鉆 —擴 —鉸 8～ 9 鉆 —鉸 —粗鉸 —精鉸 7 ， 也可用于加工非鐵金 屬 （但 粗焅度稍高 ） ，孔徑大于 207 鉆 —擴 —機鉸 —手鉸 6～ 7 鉆 —（擴） —拉（或推） 7～ 9 批大量生產(chǎn)中小零件的通孔。 9 粗鏜（擴孔） 11～12 淬火 鋼 外的各種材 料 ，毛 10 粗鏜（ 粗 擴） —半精鏜 （ 精擴） 9～ 10 1 粗 鏜 （粗?jǐn)U ） —半精 鏜 （精 擴 ） —精 鏜 （鉸） 7～ 8 有鑄出孔或鍛出孔。 12 粗鏜（粗?jǐn)U） —半精鏜（精擴） —精鏜— 浮動鏜 刀 塊精鏜 6～ 7 3 粗鏜 (擴 )—半精鏜 —磨孔 7～ 8 要用于加工淬火鋼 ， 也可用開 14 粗鏜 (擴 )—半精鏜 —粗磨 —精磨 6～ 7 淬火鋼，不宜用于非鐵金屬。 15 粗鏜 —半精鏜 —精鏜 —金剛石鏜 6～ 7 要用于精度要求較高的 非鐵金 屬 加工。 16 鉆 —（擴） —粗鉸 —精鉸 —珩磨 6～ 7 精度要求很高的孔 鉆 —（擴） —拉 —珩磨 鏜 —半精鏜 —精鏜 —珩磨 17 以研磨代替上述的珩磨 5～ 6 <8 鉆（粗鏜） —擴（半精鏜） —脈滾擠 6～ 7 批大量生產(chǎn)的非鐵金屬 零件中 的 小孔 ， 鑄鐵箱 體 上 的孔。 表 平面加工方案 序號 加工方案 經(jīng)濟加 工精度 等級 （ 加工表面粗 糙度 μｍ 適用