李清玉-轴加工工艺规程-11月11号

轴的加工工艺规程轴的加工工艺规程 李清玉 一 轴的加工工艺规程一 轴的加工工艺规程 1 11 1 毛坯的选择毛坯的选择 选择毛坯的基本任务是选定毛坯的制造方法及其制造精度 毛坯的种类 铸件 适合做形状复杂零件的毛坯 锻件 自由锻和模锻 适合做零件简单的毛坯 焊接件 适合做板料 框架类零件的毛坯 型材 适合做轴 平板类零件的毛坯 其他如冲件 冷挤压件 粉末冶金件 1 21 2 定位基准的选择定位基准的选择 基准是指用来确认生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点 线 面 根据基准作用的不同 可将基准分为设计基准和工艺基准 设计基准 在零件图上用来标注尺寸和表面相互位置的基准 称为设计 基准 工艺基准 是工件在加工或产品装配中确定其他点 线 面位置所依据 的基准 工艺基准按用途分又分为定位基准 测量基准 装配基准及工序基准 定位基准包括粗基准和精基准 1 31 3 轴类零件加工的工艺过程分析轴类零件加工的工艺过程分析 1 3 11 3 1 基本加工路线基本加工路线 外圆加工方法很多 基本加工路线可归纳为以下四种 粗车 半精车 精车 对于一般常用材料 这是外圆表面 加工采 用的最主要的加工路线 粗车 半精车 粗磨 精磨 对于钢铁材料 精度要求高和表面 粗糙度值要求小 零件需要淬硬时 其后续工序常用磨削 粗车 半精车 精车 金刚石车 对于非铁金属 用磨削加工通 常不宜得到所要求的表面粗糙度 因为有色金属一般比较软 容易堵塞沙粒间 的空隙 因此其最终工序多用精车和金刚石车 粗车 半精车 粗磨 精磨 光整加工 对于钢铁材料的淬硬零件 精度要求高和表面粗糙值要求很小时 常采用此加工路线 二机械加工工艺路线拟定二机械加工工艺路线拟定 工艺路线的拟定是制定机械加工工艺规程的关键 其主要任务是选择各个 表面的加工方法和加工方案 确定各个表面的加工顺序和工序组合等内容 2 12 1 加工顺序的安排加工顺序的安排 一个复杂零件的加工过程包括以下几种工序 机械加工工序 热处理工序 辅助工序等 2 1 12 1 1 机械加工工序的安排原则机械加工工序的安排原则 先基面后其他 作为精基准的表面应在机械加工工艺过程一开始便进行加工 因为后续工 序中加工其他表面时要用该精基准来定位 如果精基准不止一个 则应按照几 面转换的顺序和逐步提高加工精度的原则来安排基面和主要表面的加工 先粗后精 对精度和表面质量要求高的零件 应先安排粗加工 中间安排半精加工 最后安排精加工和光整加工 先主后次 先安排主要表面的加工 后安排次要表面的加工 主要表面指设计基准面 工作表面 装配基面等 次要表面指非工作表面 如键槽紧固用的光孔和螺孔 等 先面后孔 对于箱体 支架等零件 其上有较大的平面作定位基准 应以平面为精基 准加工孔 可以保证定位稳定 准确 可靠 装夹方便 2 1 22 1 2 热处理工序及表面处理工序热处理工序及表面处理工序 热处理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上 的安排 应根据零件的材料和热处理的目的来确定 预备热处理 预备热处理的目的是改善热处理性能 消除毛坯制造时的内应力和降低硬 度 因此安排在机械加工之前 最终热处理 最终热处理应安排在半精加工之后 磨削加工之前进行 目的是提高零件 材料的强度 硬度和耐磨性等 去除应力处理 去除应力处理最好安排在粗加工之后精加工之前 主轴零件的机械加工工艺路线一般为 毛坯及热处理 粗加工 热处 理 半精加工 热处理 精加工 时效处理 光整加工 终检 入 库 三主轴的加工工艺三主轴的加工工艺 3 13 1 定位基准的选择定位基准的选择 主轴属于轴类零件 主轴各外圆表面 锥孔 锥面 螺纹表面以及它们之 间的同轴度 端面 台阶面对旋转轴线的圆跳动 垂直度 其设计基准都是轴 的中心线 因此主轴的主要定位基准为两端中心孔 符合基准重合和基准统一 的原则 粗车时 切削力大 采用 一夹一顶 半精车 粗磨 半精车 精磨 锥孔时 以两个圆柱面为定位基准面 锥孔加工后 粗磨 半精磨 精磨外圆 表面 短锥 端面 台阶面时 使用锥堵 主轴支承轴颈与内锥面互为基准 交替使用 以保证支撑轴颈与主轴内锥面的同轴度要求 3 23 2 主要表面加工方法的选择主要表面加工方法的选择 主轴的主要加工表面是两个支撑轴颈 锥孔 前端短锥面及其端面 安装 齿轮的各个轴颈等 材料为 45 钢 根据主要表面的加工境度和表面粗糙度要求 参考 机械加工工艺手册 等有关资料 其加工方法选择如下 支撑轴颈 75 0 0095 mm 65 0 0085 mm 以及 75 0 0095 mm 与 85 0 0 1mm 之间的台阶面 1 4 短锥与 135mm 外圆 之间的法兰面 配合轴颈 72 0 0 03 mm 63 0 0 025 mm 72 0 0 03 mm 与 75 0 0095 mm 之间的台阶面 65 0 0085 mm 与 70 mm 之间的台 阶面 外圆表面尺寸公差等级为 IT5 IT7 表面粗糙度 Ra 值不大于 1 6 m 整体调质处理 距短锥面 110mm 的部位淬火处理 须采用粗车 半精车 粗磨 半精磨 精磨的加工方法 对于莫氏 6 号锥孔 其锥面接触面积大于 85 表面粗糙度的值 Ra 值 为 0 8 m 整体调质处理 需采用粗车 钻深孔 半精车 粗磨 半 精磨 精磨的加工方法 对于后端面 1 20 工艺锥孔 表面粗糙度 Ra 值为 1 6 m 整体调质处 理 需采用钻深孔 半精车 粗磨 半精磨的加工方法 M65 1 5 6g M72 1 5 6g 外螺纹 表面粗糙度 Ra 值为 6 3 m 宜 采用粗车 半精车 粗磨 精车的加工方法 对于 70mm 外圆 其表面粗糙度 Ra 值为 1 6 m 采用粗车 半精 车 粗磨的加工方法 对于 52 内孔 其轴线对支承轴颈轴线的同轴度公差为 0 12mm 其 表面粗糙度 Ra 值为 6 3 m 钻深孔 车的加工方法 对于 10N9 6N9 键槽 其表面粗糙度 Ra 值为 3 2 m 采用立铣加工即 可 3 33 3 加工方案分析加工方案分析 对于这种具有内锥孔的空心轴类零件 在考虑支承轴颈 一般轴颈和内锥 孔等主要表面的加工顺序时 可有以下几种加工方案 在讨论定位基准的选 择时 已确定深孔应在粗车外圆后就进行加工 方案如下 外表面粗加工 钻深孔 外表面精加工 锥孔粗加工 锥孔精 加工 外表面粗加工 钻深孔 锥孔粗加工 锥孔精加工 外表面精 加工 外表面粗加工 钻深孔 锥孔粗加工 外表面精加工 锥孔精加工 主轴的机械加工工艺过程为 锻造 钻中心孔 粗车 深孔钻 热处理 调质 半精车 钻孔 热处理淬火 粗磨 立铣 精 车 热处理 油炉定性处理 半精磨 精磨 终检 入库 3 43 4 主轴零件定位基准的选择主轴零件定位基准的选择 在轴类零件的加工中 为了保证各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 以工件的两中心孔作定位基准 由于外圆表面的设计基准为轴的中心 线 在加工轴时 若能以轴线作为定位基准就能符合基准重合与基准统一的原 则 可以避免误差的产生 所以轴类零件的加工都用轴两端的中心孔作为精基 准 中心孔的精度越高 加工精度就有可能越高 用中心孔作为定位基准 能 在一次安装中加工出各段外圆表面及其端面等 既符合基准统一的原则 又保 证了各外圆表面的同轴度 以及各外圆表面和端面的垂直度要求 对于实心轴 锻件或棒料毛坯 在粗车之前 均先钻中心孔 让后粗车外圆 以外圆和中心孔作定位基准 一夹一顶 用两中心孔定位虽然定心 精度高 但刚性差 尤其是加工较重工件时不够稳固 切削用量也不能太大 粗加工时 为了提高零件的刚度 可采用轴的外圆表面和一中心孔作为定位基 准来加工 这种定位方法能承受较大的切削力 是轴类零件最常见的一种定位 方法 以两外圆表面作定位基准 轴类零件加工的位置精度指标主要是各 段外圆的同轴度 径向圆跳 以及锥孔和外圆的同轴度 斜向圆跳动 主轴的 装配基准主要是前后两个支承轴颈面 为了保证 1 4 短锥面 莫氏 6 号锥孔与 支承轴颈面有较高的同轴度 应以加工好的支承轴颈为定位基准来终磨锥孔和 短锥面 这符合基准重合的原则 为了避免支承轴颈被拉毛或损伤 并考虑到 有些机床主轴的支承轴颈带有锥度 不便于夹具制造等因素 在实际生产中也 有不选用支承轴颈作为定位基准 而用和它靠近的圆柱轴颈作为定位基准的 以两端孔口 60 倒角或者两端锥孔作定位基准 对于内孔不大的空 心轴 以外圆定位加工孔并在两端孔口倒角或车两端内锥孔 作为以后加工的 基准 两端锥孔 或两端孔口 60 倒角 的质量好坏 对加工精度影响很大 应尽量做到两端锥孔的轴线相互重合 孔的锥角 60 要准确 它与顶尖的接触 面积要大 表面粗糙度值要小 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圆度误差 因此 经常注意两端锥孔的质量 是轴件加工 中的关键问题 以带有中心孔的锥堵作定位基准 大部分机床主轴的毛坯是实心的 但最后要加工成空心轴 重选择定位基准的角度来考虑 希望采用中心孔来定 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 主轴的支承轴颈与内锥面互为基准 为了保证支承轴颈与主轴内锥面 的同轴度要求 在选择精基准时 要采取互为基准的原则 例如上述主轴 在 车粗磨小端 1 20 锥孔和大端莫氏 6 号锥孔时 用的分别是与前后支承轴颈相邻 且用同一基准加工出来的外圆柱面为定位基准 在工序 130 半精磨各外圆 包 括两个支承轴颈 时 即是以上述前后锥孔所配锥堵的中心孔为定位基准 半 精磨莫氏 6 号锥孔 1 20 锥孔时 又以两个圆柱面为定位基准面 这就是符合 互为基准原则的基准转换 由于定位基准的精度比上一工序有所提高 故该工 序的定位误差有所减小 在工序 140 精磨两个轴承轴颈和主要外圆表面时 再 次以半精磨的锥孔所配锥堵的中心孔为定位基准 定位基准再次转换 定位精 度比前又有所提高 最后精磨莫氏 6 号锥孔时 直接以精磨后的外圆柱面为定 位基准 这又再一次转换定位基准 进一步提高了定位精度 四主轴零件工艺规程编制四主轴零件工艺规程编制 轴机械加工工艺过程卡轴机械加工工艺过程卡 产品型 号 零件 图号机械加工工艺过程机械加工工艺过程 卡片卡片 产品名 称 零件 名称 输出轴共1页 第1页 材 料 牌 号 45 钢 毛 坯 种 类 模锻件 毛坯外形 尺寸 181mm 250mm 每 台 件 数 1 备 注 工时 s 工 序 号 工序名 称 工 序 内 容 车间 工段设 备工 艺 装 备 单件 准终 1备料锻造毛坯 2热处理退火 消除内应力 3粗车 粗车圆柱面 55mm 及端 面 CA6140 卧 式车床 三爪自定心卡盘 4粗车 粗车圆柱面 176mm 60mm 65mm 75 和台阶面 CA6140 卧 式车床 对心顶尖 5粗车粗车 30 度斜面 CA6140 卧 式车床 三爪自定心卡盘 6热处理调制处理 7半精车 半精车圆柱面 55mm 60mm 75m m 和小端面 CA6140 卧 式车床 三爪自定心卡盘 126 8精车 精车圆柱面 55mm 60mm 75m m 倒角 CA6140 卧 式车床 三爪自定心卡盘 9粗镗 粗镗内孔 50mm 80mm 104m m C616A 卧式 车床 专用夹具 10半精镗半精镗内孔 80mm C616A 卧式 车床 专用夹具 11铰钻 扩 铰孔 10 20mm Z525 立式 钻床 专用夹具 12铣槽铣键槽 16 5 X62 卧式铣 床 专用夹具 13钳工去毛刺钳工台 14终检按图样要求全面检查 设 计 日 期 校 对 日期 审 核 日期 标准化 日期 会 签 日期 机械加工工序卡机械加工工序卡 产品型号零件图号 机械加工工序卡片机械加工工序卡片 产品名称零件名称输出轴 共 1 页 第 1 页 车间工序号工序名称材 料 牌 号 车削7半精车 45 钢 毛 坯 种 类 毛坯外形尺 寸 每毛坯可制 件数 每 台 件 数 模锻件 181mm 250mm 11 设备名称设备型号设备编号 同时加工件 数 卧式车床CA61401 夹具编号夹具名称切削液 三爪自定心卡 盘 工序工时 s 工位器具编号工位器具名称 准终单件 126 主轴转 速 切削速度 进给 量 背吃 刀