工艺夹具毕业设计12xz-305工艺编制及工装设计

陕西理工学院毕业设计论文 1 XZ 305 工艺编制及工装设计 侯 峰 （陕西理工学院机械工程学院机械设计制造及其自动化专业 035班 陕西 汉中 723003 ） 指导老师：周 崇 吉 摘要 论述 铣床主轴 零件的工艺编制 ，研究零件机械加工工艺规程的设计问题，介绍工艺规程的组成、制定程序等。说明零件的机械加工工艺结构性，结合生产 主要从零件分析、毛坯的选择、工艺路线的拟定、工序内容的确定等几个方面详细的讲述了 铣床主轴 零件 工艺过程设计以及 工艺编制中应注意的问题，以及如何才能达到最理想的表面质量和经济效益。 工装设计 方面，阐 述了机床专用夹具的设计原理和方法 。为了在轴上铣键槽，设计了用 V型块进行定位，手柄螺母螺旋机构进行夹紧的组合夹具。通过组合专用夹具，解决了主轴铣键槽定位和夹紧的问题。这样提高了机械加工的效率，减轻了工人的劳动强度，缩短了生产时间，增加了效益。 关键词 工艺路线 工艺编制 工装设计 铣键槽 夹具 陕西理工学院毕业设计论文 2 XZ 305 machine spindle Process Equipment Design and preparation Hou Feng （ Grade03,Class05,Major Mechanical Design and Manufacturing Automation， Mechanical Engineering Dept. ， Shaanxi University of Technology， Hanzhong723003， Shaanxi） tutor: Zhou Chong Ji Abstract： Expositions axis milling machine parts technology, research mechanical components of process design. Process order on the composition of the development procedures. Note parts of the structural mechanical processing, and combining production from the main components analysis, the choice of rough, Process design, processes to determine the contents of several aspects, such as detailed on the main axis milling machine parts design and process technology to be compiled , and the question of how we can achieve the best surface quality and economic benefits. Tooling design, the machine described the special fixture design principles and methodologies. To axis milling keyway, design a V-shaped block used for positioning the handle screw nut agencies clamping fixture combinations. By combining special fixture to solve the keyway milling spindle positioning and clamping issue. This increased machining efficiency and reduce the labor intensity, shorten production time and increased efficiency. Key word： Craft route Craft establishment Preparation Milling keyway Fixture 陕西理工学院毕业设计论文 3 目 录 引言 . 1 1. 零件分析 . 2 1.1 零件作用 . 2 1.2 零件技术要求 . 2 2.毛坯的选择 . 3 2.1 毛坯制造方法考虑因素： . 3 2.2 主轴毛坯的选择及制造方法 . 3 2.3 毛坯的热处理 . 4 3.拟定工艺路线 . 5 3.1 定位基准的选择 . 5 3.2 表面加工方法的选择 . 6 3.2.1 选择表面加工方法时应考虑的因素 . 6 3.3 加工阶段的划分 . 7 3.3.1 加工阶段的划分 . 8 3.3.2 划分加工阶段的目的 . 9 3.4.工序的集中与分散 . 10 3.4.1 工序集中的特点 . 10 3.4.2 工序分散的特点 . 10 3.5 加工顺序的安排和工序的确 定 . 10 3.5.1 机械加工工序 . 10 3.5.2 主要工序的加工方法 . 12 3.5.3 热处理工序 . 12 3.5.4 辅助工序 . 13 3.6 主轴加工工艺过程分析 . 15 3.6.1 主轴毛坯的选择及制造方法 . 15 3.6.2 毛坯的热处理 . 16 3.6.3 定位基准的选择 . 16 4. 工序内容的拟定 . 17 4.1 机床与工艺装备的选用 . 18 4.1.1 机床的选择 . 18 陕西理工学院毕业设计论文 4 4.1.2 工艺装备的选择 . 19 4.2 加工余量和工序尺寸的确定 . 20 4.2.1 加工余量的确定 . 20 4.2.2 工序尺寸及其公差的确定 . 21 4.3 切削用量的选择 . 34 4.3.1 切削用量的选择原则 . 34 4.3.2 时间定额的制定 . 35 4.4 工艺过程的技术经济分析 . 43 4.4.1 提高劳动生产率的途径 . 43 4.4.2 工艺成本及其组成 . 44 5.夹具设计部分 . 44 5.1 机床夹具的功用 . 45 5.2 机床夹具的分类 . 45 5.3 机床夹具的组成 . 45 5.4 工件在夹具中的定位及定位误差 . 46 5.4.1 定位方案的设计 . 46 5.4.2 定位误差分析 . 47 5.5 加紧装置的确定 . 48 5.5.1.夹紧装置的组成 . 48 5.5.2.夹紧装置的基本要求 . 48 5.5.3.确定夹紧力 . 49 致 谢 . 50 参考文献 . 51 陕西理工学院毕业设计论文 第 1 页 共 52 页 引 言 机械工业是为国民经济提供装备和为人民生活提供耐用消耗品的产业，国民经济各部门生产技术的进步和经济效益的高低在很大程度上取决于它所采用装备的性能和质量。所以机械工业的技术水平和规模是衡量一个国家科技水平和经济实力的重要标志。 经过建国 40 多年的发展，机械工业 已成为我国工业中产品门类比较齐全，具有相当规模和一定技术基础的支柱产业之一。改革开放以来，机械工业引进了大量的国外先进技术，目前这些技术已大批量投入生产，加上国内自行研究开发的结果，使机械产品的结构正向着合理化方向发展，对市场的适应能力也明显增强。 通过对引进技术的消化吸收，又计划的推进了企业的技术改造，引导企业走依靠科技进步的道路，使制造技术机械产品的性能及企业的经济效益都发生了显著的变化，我国机械工业综合技术水平有了较大幅度的提高，一批先进的生产技术在生产中得到应用和普及，约有近 10%的企业进入了高技术 企业的行列， 60%以上的企业建立了专门的技术开发机构，此外科技体制改革不断深化，绝大多数研究院、所已进入经济建设主战场，正发挥越来越大的作用。 按照传统的专业划分，机械制造工艺学的研究范畴是零件的机械加工和装配的工艺过程。很长时间以来，机械加工工艺最广泛采用的方法是切削加工和磨削加工，即按照一定的顺序，采用硬度比工件高的切削刀具实现机械加工。 改革开放以来，机械工业充分利用国内外的技术资源，进行技术改造，依靠科技进步，已经取得了长足的发展。但与世界先进水平相比，我国的机械制造业的产品在功能、质量等方面还有较大 的差距，产品构成落后，精度保持性差、科研开发能力较薄弱、人员技术素质还跟不上现代机械制造业飞速发展的需要。因此，我国机械制造业必须不断增强技术力量，培养高水平的人才和提高现有人员的素质，学习和引进国外先进科学技术，使我国的机械制造工业早日赶上世界先进水平 。 陕西理工学院毕业设计论文 第 2 页 共 52 页 1. 零件分析 1.1零件作用 该零件为铣床主轴，属于精密机床主轴零件。它主要起支撑和传动转矩的作用，是旋转体零件。其主要由内外圆柱面、内锥面、螺纹、键槽及横向深孔等组成，是空心类机床主轴。所以它的主要表面的精度和表面质量要求很高，而且 精度也要求稳定。 1.2零件技术要求 （ 1） 支撑主轴颈 65和 60，表面的同轴度分别是 0.003 和 0.005； （ 2） 安装铣刀的 7： 24 内锥孔相对支撑轴颈的径向圆跳动为 0.003 ，锥孔用涂色检查时，接触面积不小于 85%，而且靠近大端 ； （ 3） 大端的端面跳动为 0.005； （ 4） 轴颈 65 与前轴承过盈 -0.005 ； （ 5） 材料为 38CrMoAlA,渗氮处理后的硬度： 65HRC。 陕西理工学院毕业设计论文 第 3 页 共 52 页 2.毛坯的选择 机械加工中毛坯的种类很多 ,如铸件锻件型材挤压件冲压件及 焊接组合件等 ,同一种毛坯可能有不同的制造方法 .最常用的毛坯是铸件和锻件 当零件承受重载荷 ,冲击载荷或交变载荷时 ,其毛坯宜选用锻件 ,因为锻件的强度与冲击韧度较高 ,锻件的主要材料是各种碳钢和合金钢 .锻造方法有自由锻 ,模锻与胎模锻和精密锻造等几种 .其中自由锻生产率低 ,表面质量差 ,加工余量大 ,但成本教低 ,适用于单件小批生产及大型锻件的生产；模锻生产率高，锻件精度高，表面质量好，加工余量小，可锻制较复杂的锻件，但成本较高，适用于成批大量生产中小型锻件；胎模锻介于自由锻与模锻之间适用于中小批生产小型锻件。 2.1毛坯制 造方法考虑因素 ： 提高毛坯制造质量可以减少机械加工劳动量 ,降低机械加工成本 ,但往往会增加毛坯的制造成本 .一般地 ,选择毛坯的制造方法应考虑以下几个因素 : (1)材料的工艺性能 材料的工艺性能在很大程度上决定毛坯的制造种类和制造方法 .例如 ,铸铁铸造青铜等脆性材料不能锻造与冲压 ,由于可焊性很差也不宜用焊接方法制造组合毛坯 ,而只能铸造 .低碳钢的铸造性能差 ,很少用于铸造 ;但由于可锻性 ,可焊性均好低碳钢广泛用于制造锻件、型材、冲压件、挤压件和组合毛坯等 . (2)毛坯的尺寸形状和精度要求 毛坯的尺寸大小和复杂程度也是选 择毛坯的重要依据 .直径相差不大的阶梯轴宜采用棒料 ;直径相差较大的宜采用锻件 .尺寸很大毛坯 ,通常不宜采用模锻和压铸特种铸造方法制造 ,而宜采用自由锻造或砂型铸造 .形状复杂的毛坯 ,不宜采用型材或自由锻件 ,可采用铸件或模锻件冲压件或组合毛坯 . (3)零件的生产纲领 选择的毛坯制造方法只有于零件的生产纲领相适应才能获得最佳的经济效益 ,生产纲领大时宜采用高精度和高生产率的毛坯制造方法 ,如模锻及熔模制造等 ;生产纲领小时 .宜采用设备投资少的毛坯制造方法 . (4)采用新材料 ,新工艺 ,新技术的可能性 确定了毛坯的制造方法后 ,就 可以查表求得毛坯的尺寸和公差 . 2.2主轴毛坯的选择及制造方法 毛坯的制造方法主要和使用要求和生产类型有关 .毛坯形式有棒料与锻件两种 .铣陕西理工学院毕业设计论文 第 4 页 共 52 页 床主轴零件的材料为 38GrMoAlA 氮化钢 ,该零件为大批生产 ,故毛坯选为锻件 .通过加热锻造后 ,可使金属内部纤维组织沿表面均匀分布 ,从而获得较高的抗拉、抗弯及抗扭强度 .单件小批生产的阶梯轴一般采用自由锻 ,在大批大量生产中则采用模段自 .自由锻造时所使用的设备比较简单 ,但毛坯精度较差 ,余量较大 ,特别是贯穿于通孔的轴件 ,既浪费材料 ,生产率又低 .采用模锻毛坯 ,不但毛坯精度高、加工余量 小、而且生产率也高 .材料经模锻后 ,纤维组织的在分布有利于提高零件的强度 . 2.3毛坯的热处理 轴是传递动力的零件 ,它应有良好的机械强度和刚度 ,而其工作表面又应有良好的耐磨性 ,因此轴件要选用适当的钢材 ;为了使轴件加工后有良好的尺寸精度稳定性 ,因而又要求有适当的热处理过程 . 陕西理工学院毕业设计论文 第 5 页 共 52 页 3.拟定工艺路线 工艺路线的拟定包括 :定位基准的选择 ;各表面加工方法的确定 ;加工阶段的划分 ;工序集中程度的确定 ;工序顺序的安排 . 3.1定位基准的选择 轴件加工中 ,为了保证个主要表面的相互位置精度 ,选择定位基准时应尽 可能使其与装配基准重合和使各工序的基准统一 ,并且考虑在一次安装中尽可能加工出较多的表面 . 轴类零件加工的精度指标是各段外圆的同轴度以及锥孔和外圆的同轴度 .XZ-305 主轴的装配基准主要是前后两个支撑轴颈面 ,为了保证卡盘定位面以及前锥孔与支撑轴颈面有较高的同轴度 ,应以加工好的支撑轴颈为定位基准来终磨锥孔和卡盘定位面 ,这就能符合基准重合的原则 . 由于外圆表面的设计基准为轴的中心线 ,在加工轴时 ,若能以轴心线作为定位基准就能符合基准统一的原则 ,就可以避免误差的产生 ,所以轴类零件加工都用轴两端的顶尖孔作为精基准面 .顶 尖孔的精度越高 ,加工精度就有可能越高 .用顶尖孔作为定位基准 ,能在一次安装中加工出各段外圆表面及其端面等 ,既符合基准统一原则 ,又保证了各外圆的同轴度以及各外圆表面的垂直度要求 .所以对实心轴 (锻件或棒料毛坯 )在粗车之前 ,均先打顶尖孔 ,然后粗车外圆 .对于空心轴则以外圆定位 ,加工空心孔并在两端孔口倒角或车两端内锥孔 ,以作为以后的加工基准 .在此之后 ,实心轴始终以顶尖孔定位进行以后的加工 ,空心轴则以两端孔口倒角或者两端锥孔定位进行以后的加工 . 两端顶尖孔的质量好坏 ,对加工精度影响很大 ,应尽量做到两端顶尖孔轴线相互重合 ,孔的锥角 60要准确，它与顶尖的接触面积要大，光洁度要好，否则装卡于两顶尖间的轴在加工过程中将因接触刚度的变化而出现不圆度 .因此 ,经常注意两顶尖孔的质量 ,是轴件加工中的关键问题 . XZ-305 主轴的毛坯是实心的 ,但最后要加工成空心轴 ,从选择定位基准面的角度来考虑 ,希望采用顶尖孔来定位 ,而把深孔加工工序安排在最后 ;但深孔加工是粗加工工序 ,要切除大量金属 ,会引起主轴变形而影响加工质量 ,所以只好在粗车外圆之后就把深孔加工出来 .在成批生产中深孔加工之后 ,为了还能用顶尖孔作定位基准面 ,可考虑在轴的通孔两端加工出工艺锥 面 ,插上两个带顶尖孔的锥堵或带锥堵的心轴来安装工件 . 为了保证支撑轴颈与主轴内锥孔面的同轴度要求 ,在选择精基准时 ,要根据互为基准的原则 .例如 XZ-305主轴在车大端 7:24锥孔时 ,用的是与前支撑轴颈与后支撑轴颈的陕西理工学院毕业设计论文 第 6 页 共 52 页 外圆柱面为定位基准面 ,这样定位误差就有所减小 . 根据上述分析可知 ,对实心的轴类零件 ,精基准面就是顶尖孔 ;而对于象 XZ-305的空心主轴 ,除顶尖孔外还有轴颈外圆表面并且两者交替使用 ,互为基准 . 3.2表面加工方法的选择 工件上的加工表面往往需要通过粗加工、半精加工、精加工等才能逐步达到质量要求，加工 方法的选择一般应根据每个表面的精度要求，先选择能够保证该要求的最终加工方法，然后再选择前面一系列预备工序的加工方法和顺序。可以先提出几个方案进行比较，再结合其他条件选择其中一个比较合理的方案。 3.2.1 选择表面加工方法时应考虑的因素 (1)加工表面本身的要求 根据每个加工表面的技术要求和各种加工方法及其组合后能达到的加工经济精度和表面粗糙度，确定加工方法及加工方案。所谓加工经济精度和表面粗糙度是在正常的加工条件下（采用符合质量标准的设备、工艺装备和标准技术等级的工人，不延长加工时间）所能保证的加工精度和表 面粗糙度。 (2)被加工材料的性能 被加工材料性能不同，加工方法也不同，如有色金属磨削困难，一般采用金刚镗或高速精密车削的方法进行加工；淬火钢则采用磨削加工。 1)生产类型 在大批量生产中，可采用专用的高效设备和专用工艺装备，如平面和内孔可采用拉削加工；轴类零件可采用半自动液压仿形车床加工等。在单件小批生产中，可采用通用设备、通用工艺装备及一般的加工方法。 2)本厂的现有设备情况和技术条件 应该充分利用现有设备，发掘企业潜力，发挥工人的积极性和创造性。同时也应该考虑不断的改进现有的加工方法和设备，推广新技术 ，提高工艺水平，以及设备负荷的平衡。 各种孔的加工方法如表 3.1所示。 表 3.1 孔 的加工方法 序号 加工 方案 经济精度（ IT） 表面粗糙度 Ra/um 1 钻 11 12 12.5 2 钻 扩 10 11 12.5 6.3 陕西理工学院毕业设计论文 第 7 页 共 52 页 3 钻 扩 铰 6 9 3.2 0.32 4 钻 扩 粗铰 精铰 7 1.6 0.8 5 钻 粗铰 精铰 7 8 1.6 0.8 6 粗车半精车粗磨精磨 5 7 0.4 0.1 7 粗 镗 半精 镗 精镗 7 8 1.6 0.8 8 粗 镗 半精 镗 磨孔 7 8 0.8 0.2 根据以上孔的加工，由于主轴孔的加工精度，最后选择本主轴内孔的加工方法如下： 钻扩 ； 钻扩粗磨精磨 各种外圆的加工方法如表 3.2所示。 表 3.2 外圆表面的加工方法 序号 加工 方案 经济精度（ IT） 表面粗糙度 Ra/um 1 粗车 11 13 50 12.5 2 粗车半精车 8 9 6.3 3.2 3 粗车半精车精车 6 7 3.2 1.6 4 粗车半精车精车滚压（或抛光） 6 7 0.2 0.025 5 粗车半精车磨削 6 7 0.8 0.4 6 粗车半 精车粗磨精磨 5 7 0.4 0.1 7 粗车半精车粗磨精磨超精加工 5 0.1 0.012 8 粗车半精车精车 5 6 0.4 0.025 9 粗车半精车粗磨精磨超精磨 5级以上 0.025 0.010 10 粗车半精车精车精磨研磨 5级以上 0.10 0.01 根据以上外圆面的加工方法，根据主轴表面精度要求，最后选择表面加工方法如下： 粗车半精车粗磨精磨 3.3 加工阶段的划分 陕西理工学院毕业设计论文 第 8 页 共 52 页 3.3.1加工阶段的划分 由于主轴的精度要求高 ,并且在加工过程中要切除大量金属 ,因此 ,必须将主轴的加工过程划分为几个阶段 ,将粗加工和精加工分别安排在不同的阶段中 . XZ-305主轴加工过程大致可分为三个阶段 : （ 1）粗加工阶段 a.毛坯处理 :毛坯备料、锻造和正火 b.粗加工 :锯掉多余部分、铣端面打中心孔和粗车外圆等 这阶段的主要目的是 :用大的切削用量切除大部分余量 ,把毛坯加工至接近 工件的最终形状和尺寸 ,只留下少量的加工余量 .通过这阶段还可以及时发现锻件裂纹等缺陷 ,作出相应措施 . (2)半精加工阶段 a.半精加工前热处理 对于 38GrMoAlA氮化钢 一般采用调质处理达到 HB345 b.半精加工 车工艺锥面 (定位锥孔 )、半精车外圆端面和钻深孔等 这阶段的主要目的是 :为精加工作好准备 ,尤其是为精加工作好基面准备 .对于一些要求不高的表面 ,在这阶段达到图纸规定的要求 . (3)精加工阶段 a.精加工前的热处理 局部淬火 b.精加工前各种加工 粗磨工艺锥面 (定位锥孔 )、粗磨外圆、铣键槽等 (3)精加工 精磨外圆和内锥面及孔、磨螺纹等以保证主轴最重要表面的精度 这阶段的主要目的是 :把各表面加工到图纸规定的要求 . 根据粗、精加工分开原则来划分阶段 ,极为必要 .这是由于加工过 程中热处 理、切削力、切削热、夹紧力等对工件产生较大的加工误差和应力 ,为了消除前一道工序的加工误差和应力 ,需要进行另一次新加工 ,不过这一次加工所带来的误差和应力总是要比前一次小 .因此 ,加工次数增多以后 ,精度便逐渐提高 .精度要求越高加工次数越多 . 热处理后出现变形是显而易见的，象正火、调质和淬火等工序往往使工件弯曲或扭曲，而且调质和淬火后，往往伴随着产生内应力，因此，热处理之后，经常需要安排一次机械加工（如车削或磨削），以纠正零件的变形和消除一部份内应力。但机械加工之后，由于工件的内应力重新平衡，又会留下新的 变形和新的加工应力，虽其数值比未加工之前大为减少，但必须用新的机械加工方法加以消除，故在粗磨之后又需进行半精磨、陕西理工学院毕业设计论文 第 9 页 共 52 页 精磨等工序。对于精度要求高的主轴，又需在在粗磨或精车之后进行低温时效处理，以提高轴件的尺寸精度稳定性。 由于粗加工之前，毛坯余量较大，而且余量往往不均，因而在粗加工中需用大的切削力，并常常因此产生大量切削热，使轴件在加工中产生热变形和受力变形，而出现形状误差（如鼓形和鞍形）；由于外圆余量不均又将出现不圆度、锥度等，同时也出现大量的加工应力。故粗加工之后要进行半精加工（如半精车、精车等），这也是锻件 毛坯比帮料毛坯多车一次的原因。此后即使不插入热处理工序，也往往在半精车加工之后进行淬火处理，因而又需进一步进行一系列的精加工。后一次加工所带来的切削力和惹来热量，均比前一次小（因其余量逐渐减小），因而出现的误差和应力也随之减小，这就是进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装中完成，而应当把粗、精加工分为两个工序或者在不同的机床上进行，最后粗、精加工间隔，让上道工序加工的内应力逐步消失（自然时效）。还需指出，粗加工机床要求功率达和刚度好，要能承受大的切削力，而精加工则要求机床精度高。若 以精加工机床进行粗加工，易于丧失精度和降低机床寿命，从机床保养角度来看，粗、精加工也应分开。 3.3.2划分加工阶段的目的 （ 1）利于保证加工质量。粗加工阶段中切除较多的加工余量，生产的切削力和切削热都比较大，因而工艺系统受力变形、受热变形及工件内应力变形较大，不可能达到高的加工精度和表面粗糙度及表面质量。因此，需要在后续阶段逐步减少加工余量，来逐步修正工件的变形。同时，各加工阶段之间的时间间隔相当于自然时效，有利于消除零件的内应力，使工件有变形的时间，以便于在后续工序中加以修正，从而保证零件的加工质量。 （ 2）便于合理使用机床 粗加工时可采用功率大、精度低的高效机床；精加工时可采用相应的精加工机床，这样，不但发挥了机床各自的性能特点，也延长了高精度机床的使用寿命。 （ 3）便于安排热处理工序 为了在机械加工工序中插入必要的热处理工序，同时使热处理发挥充分的效果，这就自然而然地把机械加工工艺规程划分为几个加工阶段，并且每个阶段各有其特点及应该达到的目的。 此外，划分了加工阶段，可带来下列两个有利条件： a 粗加工各表面后可及早发现毛坯的缺陷，及时报废或修补，以免继续进行精加工而浪费工时和制造费用。 陕西理工学院毕业设计论文 第 10 页 共 52 页 b精 加工工序安排在最后，可保护精加工后的表面少受损伤或不受损伤。 3.4.工序的集中与分散 工序集中与分散是拟定工艺路线的两个不同原则。工序分散是将零件各个表面的加工分得很细，工序多，工艺路线长，而每道工序所包含的内容却很少。工序集中则相反，零件的加工只集中在少数几道工序里完成，而每道工序所包含的加工内容却很多。 3.4.1工序集中的特点 （ 1） 便于采用高效专用设备和工艺装备，来大大提高生产率； （ 2） 减少了设备数量，相应的减少了操作工人的数量和生产面积； （ 3） 减少了工序数目，减少了运输工作量，简化了生产计划 工作，缩短了生产周期； （ 4） 减少了工件安装次数，不仅有利于提高劳动生产率，而且有利于保证各加工表面之间的相互位置精度； （ 5） 因为采用了专用的设备和专用工艺装备数量多而复杂，所以机床和工艺装备的调整、维修费事，生产准备工作量很大。 3.4.2工序分散的特点 （ 1） 采用比较简单的机床和工艺装备，调整容易； （ 2） 由于工序内容简单，有利于选择合理的切削用量，也有利于平衡工序时间，组织流水线生产； （ 3） 生产准备工作量小，容易适应产品更换； （ 4） 对操作工人的技术要求低，或只需要经过较短时间的训练； （ 5） 设 备数量多，操作工人多，生产面积大。 在一般情况下，单件小批生产中为简化生产计划工作，只能采用工序集中原则，但多应用卧式机床，在大批大量生产中工序则可以集中也可以分散。 3.5 加工顺序的安排和工序的确定 3.5.1机械加工工序 具有空心和内锥特点的轴类零件，在考虑支撑轴颈、一般轴颈和内锥等主要表面的加工顺序时，可以有以下几种方案： （ 1） 外圆表面粗加工 钻 深 孔 外圆表面精加工 锥 孔 粗加工 锥孔精加工； （ 2） 外圆表面粗加工 钻深孔 锥 孔 粗加工 锥 孔 精加工 外圆表面精陕西理工学院毕业设计论文 第 11 页 共 52 页 加工 （ 3） 外圆表面粗加工 钻深孔 锥孔粗加工 外圆表面精加工 锥孔精加工 针对 XZ 305主轴的加工顺序来说，可作这样的比较分析： 第一方案：在锥孔粗加工时，由于要用已精加工过的外圆表面作为精基准面，会破坏外圆表面的精度和光洁度，故此方案不宜采用。 第二方案：在精加工外圆表面时，还要在插上锥堵，这样会破坏锥孔精度。另外，在加工锥空时不可避免的有加工误差（锥孔的磨削条件比外援磨削条件差），加上锥堵本身的误差就会造成外圆表面和内锥面的不同轴，故此方案也不宜采用。 第三方案：在锥孔精加工时，虽然也要用已用精加工过的外圆表面作为 精基准面，但由于锥面精加工的余量已很小，磨削力不大，同时锥孔的精加工已处于最终阶段，对外圆表面的精度影响不大；加上这一方案的加工顺序，可以采用外圆表面和锥孔互为基准，交替使用，能逐步提高同轴度。 因此，主轴采用第三种加工方案。 通过方案的分析比较也可看出，轴类零件各表面先后加工顺序，在很大程度上与定位基准的转化有关。当零件加工用的粗、精基准选定后，加工顺序就大致可以确定了。因为各阶段开始总是先加工定为基准面，即先行工序必须为后续的工序准备好所用的定为基准。如 XZ 305 主轴工艺过程，一开始就铣端面打中心孔， 这就是为粗车和半精车外圆准备定位基准，半精车外圆为深孔加工准备了定位基准；半精车外圆也为前后的锥孔加工准备了定位基准。反过来，前后锥孔装上锥堵后的顶尖孔，又为此后的半精加工和精加工外圆准备了定位基准；而最后磨锥孔的定位基准又是上工序磨好的轴颈表面。 安排主轴加工顺序要注意以下几点： （ 1） 基准先行 机械加工工艺安排时，总是先加工好定位基准面，即基准先行。主轴加工总是先安排铣端面打中心孔，以便为后续的工序准备好定位基准。 （ 2） 深孔加工的安排 为了使中心孔能够在多道工序中使用，希望深孔加工安排在最后。但是 ，深孔加工属于粗加工，余量大，发热多，变形也大，会使得加工精度难以保持，故不能放到最后。一般，深孔加工安排在外圆粗车之后，以便有一个较为精确的轴颈作为定位基准用来搭中心架，这样加工出的孔容易保证主轴壁厚均匀。 （ 3） 先外后内先大后小 陕西理工学院毕业设计论文 第 12 页 共 52 页 先加工外圆，在以外圆定位加工内孔。如锥孔安排在轴颈精磨之后再进行精磨；加工阶梯外圆时，先加工直径较大的，后加工直径较小的，这样可避免过早的削弱工件的刚度。加工阶梯深孔时，先加工直径较大的，后加工直径较小的，这样便于刚度较大的孔加工工具。 （ 4）次要表面加工的安排 主轴上的键槽、 螺纹等次要表面加工 ,通常均安排在外圆精车或粗磨之后、精磨外圆之前进行 .如果精车前铣出键槽 ,精车时因断续切削而易产生振动 ,即影响加工质量，又容易损坏刀具，也难控制键槽的深度。这些加工也不能放到主要表面精磨之后，否则会破坏表面已获得的精度。 3.5.2主要工序的加工方法 （ 1）中心孔的加工 成批生产均用铣端面钻中心孔机床来加工中心孔，精密主轴的中心孔加工尤为重要，而且要分多次修研，其修研方法有： 用油石或橡胶砂轮修研； 用铸铁顶尖修研； 用硬质合金顶尖修研； 用中心孔磨床磨削中心孔。 （ 2）外圆的加工 外圆车削是粗加工和半精加工外圆表面应用最广泛的加工方法。成批生产时采用转塔车床、数控车床；大批生产时，多采用多刀半自动车床、液压仿形半自动车床等。磨削是外圆表面主要精加工方法，适用于加工精度高、表面粗糙度值较小的外圆表面。特别适用于淬火钢等高硬度材料。当生产批量较大时，采用组合磨削、成形砂轮磨削及无心磨削等高效磨削方法。 （ 3）精磨锥孔 主轴锥孔对主轴支撑轴颈的径向跳动，是一项重要的精度指标，因此锥孔加工是关键工序。主轴锥孔磨削通常采用专用夹具。 3.5.3热处理工序 机械零件中常用的热处理工艺有退火、正 火、调质、时效、渗氮等。热处理工序在工艺过程中安排是否恰当，是影响零件加工质量和材料使用性能的重要因素。 热处理工序是用来改善材料的性能及消除内应力的。热处理工序在工艺路线中的安排，主要取决于零件的材料和热处理的要求。 陕西理工学院毕业设计论文 第 13 页 共 52 页 （ 1）预备热处理 预备热处理安排在机械加工之前，以改善切削性能、消除毛坯制造时的内应力为主要目的。预备热处理常用的方法有正火、退火、调质等。 （ 2）最终热处理 最终热处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强度和硬度，如淬火 -回火。由于淬火后材料的塑性和韧性很差，有很 大的内应力，易于开裂，组织不稳定，材料的性能和尺寸要发生变化等原因，所以淬火后必须进行回火。调质也作最终热处理。 （ 3）去除应力处理 最好安排在粗加工之后，精加工以前，如人工时效、退火等。为了避免过多的运输量，对于精度要求不太高的零件，一般把去除应力的人工时效和退火放在毛坯进入机械加工车间之前进行。 （ 4）为提高 工件表面耐磨性，采用渗氮处理等。 3.5.4 辅助工序 辅助工序包括工件的检验、去毛刺、去磁、清洗和涂防锈漆等。其