学习情境五轴类零件的加工

1、学习情境五 轴类零件的加工5.1 工作任务制订如图5-1所示的泵轴零件的机械加工工艺规程，生产纲领为6000件/年，中型生产企业，生产基础条件较好，每日单班制。100y-120是炼油厂中应用广泛的离心泵，它的主要作用是输送高压液体，如原油，汽油，柴油等。压力可达到10-20。而泵轴的主要作用是传递动力，在本图中，35±0.018直径安装联轴器，用以与电机上的联轴器相连，用来传递电机的功率，它的另一端直径35上安装叶轮，用来将电机传递的功率转变为流体的功率，通过叶轮，可输出高压流体，完成流体的运输功能。技术要求：1.调质处理HB290-3302.锐角倒钝0.5x45°3.表面

2、对基准的径向跳动允差0.025.图5-1 泵轴零件图5.2 学习目标5.2.1 知识目标 1 理解复杂轴类零件的技术要求，并能根据技术要求确定毛坯的类型及制造方法。 2 了解轴类零件材料的热处理方法。 3 合理选择切削刀具的材料、刀具的几何参数并正确评估刀具寿命。 4 根据具体情况选择外圆柱表面的加工方法和重要外圆柱表面加工工艺过程。 5 了解典型轴类零件的加工工艺路线，合理划分加工阶段，安排工序顺序。 6 掌握轴外圆柱面和端面的常用车削方法，正确制定轴类零件的加工工艺规程。5.2.2 能力目标1 能正确分析轴类零件加工的技术要求。 2 能正确选取各工序的定位基准和装夹方案。 3 了解金属切削

3、机床的型号、规格等，熟悉车床加工工艺，熟悉车刀的类型和选用。 4 具有正确设计、填写工艺文件卡的能力。 5 能合理选择切削液，选取并优化切削用量，编制完整的工艺文件。 6 能根据轴类零件加工要求评价工艺实施的效果。5.2.3 素质目标 1 具有团队协作的意识、良好的小组成员协作能力。 2 具备良好的沟通能力及评价自我和他人的能力。 3 具备正确面对困难和挫折的能力。 4 强烈的责任感和良好的工作习惯。5 培养节约及保护环境的意识。5.3 任务资讯加一小段话，简要概述该任务。5.3.1 知识链接1轴类零件的加工图图5-2 轴类零件轴是机械加工中常见的典型零件之一，如图5-2所示，主要用于支撑齿轮

4、、带轮、凸轮以及连杆等传动件，以传递扭矩。按结构形式不同，轴可以分为阶梯轴、锥度心轴、光轴、空心轴、曲轴、凸轮轴、偏心轴以及各种丝杠等。其中阶梯传动轴应用较为广泛，其加工工艺能较全面的反映轴类零件的加工规律和共性。1. 轴类零件的功用与结构特点（1）功用：为支承传动零件（齿轮、皮带轮等）、传动扭矩、承受载荷，以及保证装在主轴上的工件或刀具具有一定的回转精度。（2）分类：轴类零件按其结构形状的特点，可分为光轴、阶梯轴、空心轴和异形轴（包括曲轴、凸轮轴和偏心轴等）四类。如图5-3所示。a)光轴 b)空心轴 c)半轴 d)阶梯轴 e)花键轴 f)十字轴 g）偏心轴 h)曲轴 i)凸轮轴图5-3 轴的

5、分类若按轴的长度和直径的比例来分，又可分为刚性轴（L/d=12）和挠性轴（L/d12）两类。（3）表面特点：外圆、内孔、圆锥、螺纹、花键、横向孔。2. 主要技术要求（1）尺寸精度轴颈是轴类零件的主要表面，它影响轴的回转精度及工作状态。轴颈的直径精度根据其使用要求通常为IT69，精密轴颈可达IT5。（2）几何形状精度轴颈的几何形状精度（圆度、圆柱度），一般应限制在直径公差点范围内。对几何形状精度要求较高时，可在零件图上另行规定其允许的公差。（3）位置精度主要是指装配传动件的配合轴颈相对于装配轴承的支承轴颈的同轴度，通常是用配合轴颈对支承轴颈的径向圆跳动来表示的；根据使用要求，规定高精度轴为0.0

6、010.005mm，而一般精度轴为0.010.03mm。此外还有内外圆柱面的同轴度和轴向定位端面与轴心线的垂直度要求等。（4）表面粗糙度根据零件的表面工作部位的不同，可有不同的表面粗糙度值，例如普通机床主轴支承轴颈的表面粗糙度为Ra0.160.63um，配合轴颈的表面粗糙度为Ra0.632.5um，随着机器运转速度的增大和精密程度的提高，轴类零件表面粗糙度值要求也将越来越小。3. 轴类零件的材料和毛坯合理选用材料和规定热处理的技术要求，对提高轴类零件的强度和使用寿命有重要意义，同时对轴的加工过程有极大的影响。（1）轴类零件的材料一般轴类零件常用45钢，根据不同的工作条件采用不同的热处理规范（如

7、正火、调质、淬火等），以获得一定的强度、韧性和耐磨性。对中等精度而转速较高的轴类零件，可选用40Cr等合金钢。这类钢经调质和表面淬火处理后，具有较高的综合力学件能。精度较高的轴，有时还用轴承钢GCrl5和弹簧钢65Mn等材料，它们通过调质和表面淬火处理后，具有更高耐磨性和耐疲劳性能。对于高转速、重载荷等条件下工作的轴，可选用20CrMnTi、20MnZB、20Cr等低碳含金钢或38CrMoAIA氮化钢。低碳合金钢经渗碳淬火处理后，具有很高的表面硬度、抗冲击韧性和心部强度，热处理变形却很小。（2）轴类零件的毛坯轴类零件的毛坯最常用的是圆棒料和锻件，只有某些大型的、结构复杂的轴才采用铸件。4. 轴

8、类零件的预加工轴类零件在切削加工之前，应对其毛坯进行预加工。预加工包括校正、切断和切端面和钻中心孔。（1）校正：校正棒料毛坯在制造、运输和保管过程中产生的弯曲变形，以保证加工余量均匀及送料装夹的可靠。校正可在各种压力机上进行。（2）切断：当采用棒料毛坯时，应在车削外圆前按所需长度切断。切断应在锯床上进行，高硬度棒料的切断可在带有薄片砂轮的切割机上进行。（3）切端面、钻中心孔：中心孔是轴类零件加工最常用的定位基准面，为保证钻出的中心孔不偏斜，应先切端面后再钻中心孔。（4）荒车：如果轴的毛坯是自由锻件或大型铸件，则需要进行荒车加工，以减少毛坯外圆表面的形状误差，使后续工序的加工余量均匀。5. 轴类

9、零件的热处理45钢，在调质处理（235HBS）之后，再经局部高频淬火，可以使局部硬度达到HRC6265，再经过适当的回火处理，可以降到需要的硬度（例如 CA6140主轴规定为 HRC52）。9Mn2V，这是一种含碳0.9%左右的锰钒合金工具钢，淬透性、机械强度和硬度均比45钢为优。经过适当的热处理之后，适用于高精度机床主轴的尺寸精度稳定性的要求。例如，万能外圆磨床 M1432A头架和砂轮主轴就采用这种材料。38CrMoAl，这是一种中碳合金氮化钢，由于氮化温度比一般淬火温度低540550，变形更小，硬度也很高（HRC65，中心硬度HRC28）并有优良的耐疲劳性能，故高精度半自动外圆磨床MBG1

10、432的头架轴和砂轮轴均采用这种钢材。此外，对于中等精度而转速较高的轴类零件，多选用40Cr等合金结构钢，这类钢经调质和高频淬火后，具有较高的综合机械性能，能满足使用要求。有的轴件也选用滚珠轴承钢如 GCr15和弹簧钢如 66Mn等材料这些钢材经调质和表面淬火后，具有极高的耐磨性和耐疲劳性能。当要求在高速和重载条件下工作的轴类零件，可选用18CrMnTi、20Mn2B等低碳含金钢，这些钢料经渗碳淬火后具有较高的表面硬度、冲击韧性和心部强度，但热处理所引起的变形比38CrMoAl大。凡要求局部高频淬火的主轴，要在前道工序中安排调质处理（有的钢材则用正火）, 当毛坯余量较大时(如锻件)，调质放在粗

11、车之后、半精车之前，以便因粗车产生的内应力得以在调质时消除；当毛坯余量较小时（如棒料），调质可放在粗车（相当于锻件的半精车）之前进行。高频淬火处理一般放在半精车之后，由于主轴只需要局部淬硬，故精度有一定要求而不需淬硬部分的加工，如车螺纹、铣键槽等工序，均安排在局部淬火和粗磨之后。对于精度较高的主轴在局部淬火及粗磨之后还需低温时效处理，从而使主轴的金相组织和应力状态保持稳定。6. 加工阶段的划分轴类零件加工过程中的各加工工序和热处理工序均会不同程度地产生加工误差和应力，因此要划分加工阶段。轴类零件加工基本上划分为下列三个阶段。（1）粗加工阶段毛坯处理 毛坯备料、锻造和正火粗加工 锯去多余部分，铣

12、端面、钻中心孔和荒车外圆等（2）半精加工阶段半精加工前热处理 对于45钢一般采用调质处理以达到220240HBS。 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。（3）精加工阶段精加工前热处理 局部高频淬火精加工前各种加工 粗磨定位锥面、粗磨外圆、铣键槽和花键槽，以及车螺纹等。精加工 精磨外圆和内外锥面以保证主轴最重要表面的精度。7. 轴类零件典型工艺路线对于7级精度、表面粗糙度Ra在0.80.4um之间的一般传动轴，其典型工艺路线是：正火车端面、钻中心孔粗车各表面精车各表面铣花键、键槽热处理修研中心孔粗磨外圆精磨外圆检验。（1）定位基准的选择轴类零件一般采用中心孔作为定位基准，

13、以实现基准统一原则。在单件小批生产中钻中心孔工序常在普通车床上进行。在大批量生产中常在铣端面、钻中心孔专用机床上进行。中心孔是轴类零件加工全过程中使用的定位基准，其质量对加工精度有着重大影响，所以必须安排修研中心孔工序，一般在车床上用金刚石或硬质合金顶尖加压进行。（2）空心轴的加工对于空心轴（如机床主轴），为了能使用顶尖孔定位，一般均采用带顶尖孔的锥套心轴或锥堵。若外圆和锥孔需反复多次，互为基准进行加工，则在重装锥堵或心轴时，必须按外圆找正或重新修磨中心孔。（3）花键和键槽的加工轴上的花键和键槽等次要表面的加工，一般安排在外圆精车之后，磨削之前进行。如果在精车之前就铣出键槽，在精车时由于断续切

14、削而易产生振动，影响加工质量，又容易损坏刀具，也难以控制键槽的尺寸。但也不应安排在外圆精磨之后惊醒，以免破坏外圆表面的加工精度和表面质量。8. 细长轴加工工艺特点细长轴刚性很差，在加工中极易变形，对加工精度和加工质量影响很大。为此，生产中常采用下列措施予以解决。（1）改进工件的装夹方法粗加工时，由于切削余量大，工件受的切削力也大，一般采用卡顶法，尾座顶尖采用弹性顶尖，可以使工件在轴向自由伸长。但是，由于顶尖弹性的限制，轴向伸长量也受到限制，因而顶紧力不是很大。在高速、大切削量时，有使工件脱离顶尖的危险。精车时，采用双顶尖法进行装夹。（2）采用跟刀架跟刀架是车削细长轴重要的附件，采用跟刀架能抵消

15、加工时径向切削分力的影响，减少切削振动和工件变形。但必须使跟刀架的中心与机床顶尖中心保持一致。（3）采用反向进给车削细长轴时，常使车刀向尾座方向做进给运动，使刀具施加于工件上的进给力朝向尾座，有使工件产生轴向伸长的趋势，以减少工件的弯曲变形。（4）采用车削细长轴的车刀车削细长轴的车刀一般前角和主偏角较大，以使切削轻快，减小径向振动和弯曲变形。粗加工用车刀在前刀面上开有断屑槽，使断屑容易。精车用刀常有一定的负刃倾角，使切屑流向待加工面。5.3.2 知识链接2机械加工工艺规程的设计一、工艺规程的内容与作用工艺规程是在具体的生产条件下说明并规定工艺过程的工艺文件。根据生产过程工艺性质的不同，有毛坯制

16、造、零件机械加工、热处理、表面处理以及装配等不同的工艺规程。其中规定零件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件称为机械加工工艺规程。用于规定产品或部件的装配工艺过程和装配方法的工艺文件是机械装配工艺规程。它们是在具体的生产条件下，确定的最合理或较合理的制造过程、方法，并按规定的形式书写成工艺文件，指导制造过程。工艺文件表格的格式可根据工厂具体情况自行确定，一般有三种：（1）机械加工过程卡：该卡适用指导单件小批生产。（2）机械加工工艺卡：适用于批量生产及单件小批生产的关键（重要）零件。 （3）机械加工工序卡：适用于大批大量生产。工艺规程是制造过程的纪律性文件。其中机械加工工艺规程包括：工件加工工艺路

17、线及所经过的车间和工段、各工序的内容及所采用的机床和工艺装备、工件的检验项目及检验方法、切削用量、工时定额及工人技术等级等内容。机械装配工艺规程包括装配工艺路线、装配方法、各工序的具体装配内容和所用的工艺装备，技术要求及检验方法等内容。机械制造工艺规程的作用主要有：1.工艺规程是指导生产的主要技术文件合理的工艺规程是在总结生产实践经验的基础之上，依据工艺理论和必要的工艺试验而制订的，是保证产品质量与经济效益的指导性文件。在生产中应严格地执行既定的工艺规程。但是，工艺规程也不是固定不变的，工艺人员应不断总结工人的革新创造，及时地吸取国内外先进工艺技术，对现行工艺不断地予以改进和完善，以便更好地指

18、导生产。2.工艺规程是生产组织和管理工作的基本依据在生产管理中，产品投产前原材料及毛坯的供应、通用工艺装备的准备、机械负荷的调整、专用工艺装备的设计和制造、作业计划的编排、劳动力的组织，以及生产成本的核算等，都是以工艺规程作为基本依据的。3.工艺规程是新建或扩建工厂或车间的基本资料在新建或扩建工厂或车间时，只有依据工艺规程和生产纲领才能正确确定生产所需要的机床和其他设备的种类、规格和数量；确定车间的面积，机床的布置，生产工人的工种、等级及数量以及辅助部门的安排等。二、工艺规程的组成为了便于工艺规程的编制、执行和生产组织管理，需要把工艺过程划分为不同层次的单元。它们是工序、安装、工位、工步和走刀

19、。其中工序是工艺过程中的基本单元。零件的机械加工工艺过程由若干个工序组成。在一个工序中可能包含有一个或几个安装，每一个安装可能包含一个或几个工位，每一个工位可能包含一个或几个工步，每一个工步可能包括一个或几个走刀。1.工序一个或一组工人，在一个工作地点对同一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程，称为工序。划分工序的主要依据是设备（或工作地点）是否变动和加工是否连续，若改变其中任意一个就构成另一个工序。如图5-4所示阶梯轴的加工中，由于生产批量不同，其加工工序的安排也不一样。单件小批生产的工序安排见表5-1，中批生产的工序安排见表5-2。图5-4 阶梯轴简图表5-1 阶梯轴的单件小批生

20、产加工工艺过程工序号工序内容设备5车端面打中心孔，调头车另一端面打中心孔车床10车大端外圆、车槽和倒角，调头车小端外圆、车槽和倒角车床15铣键槽、去毛刺铣床20磨外圆磨床25终检表5-2 阶梯轴的单件中批生产加工工艺过程工序号工序内容设备5两边同时铣端面、钻中心孔铣端面、钻中心孔机床10车一端外圆、车槽、倒角车床15车另一端外圆、车槽、倒角车床20铣键槽铣床25去毛刺钳工台30磨外圆磨床35终检2.安装安装是指工件在加工之前，在机床或夹具上占据正确的位置（即为定位），然后加以夹紧的过程。在一个工序中，工件可能安装一次，也可能需要安装几次。如表5-1工序5和工序10都经过了两次安装。3.工位图5

21、-5 多工位加工为完成一定的工序内容，一次装夹工件后，工件（或装配单元）与夹具或机床的可动部分一起相对刀具或机床的固定部分所占据的每一个位置，称为工位。为了减少工件的安装次数，常采用各种回转工作台、回转夹具或移动夹具，使工件在一次安装中，先后处于几个不同的位置进行加工。如图5-5所示为利用回转工作台在一次安装中顺次完成装卸工件、钻孔、扩孔和铰孔四工位加工。采用多工位加工方法不仅可以减少安装次数，还可以提高加工精度和效率。4.工步在加工表面（或装配时的连接面）和加工（或装配）工具都不变的情况下，所连续完成的那一部分工序称为工步。划分工步的依据是加工表面和工具是否交化。一个工序可以包括几个工步，也

22、可以包括一个工步。如图5-6所示的底座零件底孔加工工序中，共分为3个工步。用几把刀具同时加工一个零件上的几个表面的工步，称为复合工步。如图5-7所示，在用外圆车刀加工外圆的同时，还使用钻头钻孔。在数控加工中，有时将在一次安装下用一把刀具连续切削零件的多个表面划分为一个工步。 图5-6 底座零件底孔加工工序 图5-7 复合工步5.走刀图5-8 阶梯轴的走刀走刀也称行程。在一个工步内，若被加工表面需切除的余量较大，可分几次切削，每次切削称为一次走刀。如图5-8所示的阶梯轴加工时，第一工步只进行一次走刀，第二工步进行两次走刀。三、工艺规程的类型及格式将工艺规程的内容填入一定格式的卡片，即成为生产准备

23、和施工所依据的工艺文件。机械加工工艺规程的类型很多，其中常用的有：1.机械加工工艺过程卡片该卡片是简要说明零件机械加工过程以工序为单位的一种工艺文件，主要用于单件小批生产和中批生产的零件，大批大量生产可酌情自定。本卡片是生产管理方面的文件。其格式见表5-3。表5-3 机械加工工艺过程卡片（工厂）机械加工工艺过程卡片产品型号零(部件)图号共 页产品名称零(部件)名称共 页材料牌号毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数工序号工序名称工 序 内 容车间工段设备工 艺 装 备工时准终单件编制日期审核日期会签日期标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期2.机械加工工序卡片它是在工艺过程卡片的

24、基础上，进一步按每道工序所编制的一种工艺文件。该卡片中要画出工序简图（图上应标明定位基准、工序尺寸及公差、形位公差和表面粗糙度要求，用粗实线表示加工部位等），并详细说明该工序中每个工步的加工内容、工艺参数、操作要求以及所用设备和工艺装备等。工序卡片主要用于大批大量生产中所有的零件、中批生产中的复杂产品的关键零件以及单件小批生产中的关键工序。其格式见表5-4。表5-4 机械加工工序卡片工厂机械加工工序卡片产品型号零件图号共 页产品名称零件名称共 页车间工序号工序名称材料牌号毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数设备名称设备型号设备编号同时加工件数夹具编号夹具名称切削液工位器具编号工位器具名称

25、工序工时准终单件工步号工步内容工艺设备主轴转速/r.min切削速度/m.min进给量/mm.r背吃刀量/mm进给次数工时定额机动辅助设计日期审核日期标准化日期会签日期标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期四、工艺规程设计的原则与步骤工艺规程设计的原则是：在保证产品质量的前提下，应尽量提高生产率和降低成本。应在充分利用本企业现有生产条件的基础上，尽可能采用国内外先进工艺技术和经验，并保证有良好的劳动条件。工艺规程应做到正确、完整、统一和清晰，所用术语、符号、计量单位、编号等都要符合相应标准。 1.工艺规程设计必须具备的原始资料(1)产品的装配图和零件的工作图。(2)产品验收的质量标

26、准。(3)产品的生产纲领及生产类型。(4)零件毛坯图及毛坯生产情况。零件毛坯图通常由毛坯车间技术人员设计。机械加工工艺人员应研究毛坯图并了解毛坯的生产情况，如了解毛坯的余量、结构工艺性、铸件的分型面和浇冒口位置、模锻件的出模斜度和飞边位置等，以便正确选择零件加工时的装夹部位和装夹方法，合理确定工艺过程。(5)本厂（车间）的生产条件。应全面了解工厂（车间）设备的种类、规格和精度状况，工人的技术水平，现有的刀、夹、量具规格，以及专用设备、工艺装备的设计、制造能力等。(6)各种有关手册、标准等技术资料。(7)国内外先进工艺及生产技术的发展与应用情况。2.机械加工工艺规程设计主要有以下几步：(1)分析

27、零件工作图和产品装配图。阅读零件工作图和产品装配图，以了解产品的用途、性能及工作条件，明确零件在产品中的位置、功用及其主要的技术要求。(2)工艺审查。主要审查零件图上的视图、尺寸和技术要求是否完整、正确；分析各项技术要求制订的依据，找出其中的主要技术要求和关键技术问题，以便在设计工艺规程时采取措施予以保证；审查零件的结构工艺性。(3)确定毛坯的种类及其制造方法。常用的机械零件的毛坯有铸件、锻件、焊接件、型材、冲压件以及粉末冶金和成型轧制件等。零件的毛坯种类有的已在图纸上明确，如焊接件。有的随着零件材料的选定而确定，如选用铸铁、铸钢、青铜或铸铝等，此时毛坯必须为铸件，且除了形状简单的小尺寸零件选

28、用铸造型材外，均选用单件造型铸件。对于材料为结构钢的零件，除了重要零件如曲轴、连杆明确是锻件外，大多数只规定了材料及其热处理要求，这就需要工艺规程设计人员根据零件的作用、尺寸和结构形状来确定毛坯种类。如作用一般的阶梯轴，若各阶梯的直径差较小，则可直接以圆棒料作毛坯；重要的轴或直径差大的阶梯轴，为了减少材料消耗和切削加工量，则宜采用锻件毛坯。(4)拟定机械加工工艺路线。这是机械加工工艺规程设计的核心部分，其主要内容有选择定位基准；确定加工方法；安排加工顺序以及安排热处理、检验和其他工序等。(5)确定各工序所需的机床和工艺装备。工艺装备包括夹具、刀具、量具和辅具等。机床和工艺装备的选择应在满足零件

29、加工工艺的需要和可靠地保证零件加工质量的前提下，与生产批量和生产节拍相适应，并应优先考虑采用标准化的工艺装备和充分利用现有条件，以降低生产准备费用。对必须改装或重新设计的专用机床、专用或成组工艺装备，应在进行经济性分析和论证的基础上提出设计任务书。(6)确定各工序的加工余量，计算工序尺寸和公差。(7)确定切削用量。(8)确定各工序工时定额。(9)评价工艺路线 对所制定的工艺方案应进行技术经济分析，并应对多种工艺方案进行比较，或采用优化方法，以确定出最优工艺方案。(10)填写或打印工艺文件。5.3.3 知识链接3阶梯轴加工工艺的拟定制订如图5-9所示的传动轴零件的机械加工工艺规程，生产纲领为30

30、00件/年，中型生产企业，生产基础条件较好，每日单班制。(1) 分析零件的结构特点和技术要求及工艺。从结构上看，是一个典型的阶梯轴，工件材料为45号钢，生产纲领为小批或中批生产，调质处理220350HBS。轴颈M和N：为轴承档，其尺寸为35js6(±0.008)，是其它表面的基准，为主要表面，各项精度要求均较高。配合轴颈Q和P：是安装传动零件的，与基准轴颈的径向圆跳动公差为0.02，公差等级为IT6。轴肩 H、G和I端面：为轴向定位面，其要求较高，与基准轴颈的圆跳动公差为0.02也是较重要的表面。图5-9 传动轴零件图(2) 毛坯状况 一般阶梯轴类零件材料常选用45钢 ，精度较高可选

31、用40Cr，高速重载可选20Cr、20CrMnTi （渗碳淬火 ）或38CrMoAIA氮化钢。 阶梯轴类零件的毛坯最常用的是圆棒料和锻件。 (3) 拟定工艺路线1）确定加工方案 轴类在进行外圆加工时，先粗加工，再进行半精加工和精加工，主要表面精加工放在最后进行。该轴大多是回转面，主要是采用车削和外圆磨削。由于该轴的Q、M、P、N段公差等级较高，表面粗糙度值较小，应采用磨削加工。其它外圆面采用粗车、半精车、精车加工的加工方案。 2）划分加工阶段 粗车：粗车各外圆、钻中心孔。半精车：半精车各处外圆、台肩和修研中心孔等。粗、精磨：Q、M、P、N段外圆。各加工阶段大致以热处理为界。 3）选择定位基准

32、设计基准：轴的中心线，加工定位基准：左右端两中心孔。工件定位方式：粗加工时为一夹一顶 ，精加工时用双顶尖。 4）热处理工序安排该轴需进行调质处理。它应放在粗加工后，半精加工前进行。因毛坯采用热轧钢，可不必进行正火处理。5）加工工序安排 加工顺序安排的一般原则：先粗后精、先主后次。加工工艺路线为：毛坯下料粗车外圆、端面及螺纹调质处理精车外圆、端面及螺纹铣键槽磨削外圆。 （4）确定工序尺寸毛坯下料尺寸：65×265；粗车：各外圆及各段尺寸按图纸加工尺寸均留余量2mm；半精车：螺纹大径车到44及62台阶车到图纸规定尺寸，其余台阶均留0.5mm余量。铣加工：止动垫圈槽加工到图纸规定尺寸，键槽

33、铣到比图纸尺寸多0.25mm，作为磨削的余量。精加工：螺纹加工到图纸规定尺寸M241.5-6g，各外圆车到图纸规定尺寸。磨削：各外圆面加工到图纸规定尺寸。 （5）选择设备工装外圆加工设备：普通车床CA6140磨削加工设备：万能外圆磨床M1432A铣削加工设备：铣床X52（6）填写工艺卡片表5-5阶梯轴加工工艺工序号 工种 工序内容 设备 1下料 热轧圆钢65265  2车三爪卡盘夹持工件，车端面见平，钻中心孔，用尾架顶尖顶住，粗车P、N及螺纹段三个台阶，直径、长度均留余量2mm CA6140 调头，三爪卡盘夹持工件另一端，车端面保证总长259，钻中心孔，用尾架顶尖顶住，粗车另外四个台

34、阶，直径、长度均留信余量2mm CA6140 3热调质处理2438HRC  4钳修研两端中心孔 CA6140 5车双顶尖装夹。半精车三个台阶， P、N两个台阶直径上留余量0.5mm，车槽三个,倒角三个 CA6140调头，双顶尖装夹，半精车余下的五个台阶，44及52台阶车到图纸规定的尺寸。螺纹大径车到3.83.9，,其余两个台阶直径上留余量0.5mm,车槽三个,倒角四个 CA6140车双顶尖装夹，车一端螺纹M241.5-6g，调头，双顶尖装夹，车另一端螺纹M241.5-6g CA6140钳划键槽及一个止动垫圈槽加工线  铣铣两个键槽及一个止动垫圈槽，键槽深度比图纸规定尺寸多铣

35、0.25mm，作为磨削的余量 X52 钳修研两端中心孔 CA614010磨磨外圆Q和M，并用砂轮端面靠磨台H和I。调头，磨外圆N和P，靠磨台肩G M1432A 11检验 检验  5.4 任务决策与计划学生通过分组讨论、分析比较、教师提问引导等方式，分析泵轴零件尺寸精度、表面粗糙度、毛坯材料、加工批量等，找出泵轴零件加工难点，制订实施措施。指导重点 ：（1）根据泵轴零件工程图及技术要求选择合适的机床、加工方法、装夹方式及合理的切削用量；（2）根据图样的精度要求，宜在卧式车床上车削加工。技术要求：1.调质处理HB290-3302.锐角倒钝0.5x45°3.表面对基准的径向跳动允

36、差0.025.图5-10 泵轴零件图1.分析零件的结构特点和技术要求及工艺(1)零件功能及作用 100y-120是炼油厂中应用广泛的离心泵，它的主要作用是输送高压液体，如原油，汽油，柴油等。压力可达到10-20。而泵轴的主要作用是传递动力，在本图中，35±0.018直径安装联轴器，用以与电机上的联轴器相连，用来传递电机的功率，它的另一端直径35上安装叶轮，用来将电机传递的功率转变为流体的功率，通过叶轮，可输出高压流体，完成流体的运输功能。(2)零件材料 该泵轴材料须用35CrMo或42CrMo，并经调质处理，达到一定的韧性和硬度，这样在工作时才不会轻易变形或弯曲而影响使用。切削加工性

37、较好，无特殊加工问题，故加工中不需采取特殊工艺措施。刀具材料选择范围较大，YT类硬质合金能胜任。刀具几何参数可根据不同刀具类型通过相关表格查取。(3)零件加工精度要求 零件组成表面：圆柱面两处、圆柱面一处、圆柱面两处、螺纹面一处、圆柱面一处、圆柱面一处、左旋螺纹面一处、泵轴左右两端中心孔、60105双圆头平键槽一处、2584单圆头平键槽一处、6084单圆头平键槽一处、两端Cl倒角、的圆槽一处、的圆槽一处。1)尺寸精度。由图5-10可知，该泵轴零件加工尺寸包括：长度尺寸6970.5、70、1100.20、1780.20、2510.20、67、37、20、50。2)形状精度。圆柱度、圆度一般应控制

38、在直径公差范围内，一般情况下轴的几何形状不超过直径公差的1/2。3)位置精度。两处对A基准的同轴度为0.025。4)热处理要求。调质处理220 250HBW；表面淬火45 50HRC。5)表面粗糙度。两处圆柱面、圆柱面及左旋螺纹面的表面粗糙度为。6)其他。两处倒角Cl。(4)工艺分析 该零件主要加工表面为圆柱面、螺纹面、圆柱面、圆柱面、左旋螺纹面。其中材料整体调质，加工面比较简单，主要设备可选择卧式车床和外圆磨床完成，主要定位简单，可借用中心孔，加工阶段可分为粗加工、半精加工、精加工三个阶段，调质安排在精加工之后、半精加工之前。2选择毛坯根据其形状特点和使用要求，结合生产纲领不大的特点，该零件

39、的毛坯选用自由锻造，选锻造毛坯咖134mm×510mm。毛坯精度差，制订工艺方案时要重点考虑。3选择定位基准和确定工件装夹方式零件粗加工采用一顶一夹安装，半精、精加工采用对顶安装并采用同一基准中心孔，同时逐步修磨以提高定位精度。夹具主要有三爪自定心卡盘、顶尖（拨盘）。4拟订工艺路线(1)主要加工表面及加工方法各回转面粗加工、半精加工，端面、倒角终加工采用车削，左旋螺纹面及螺纹面采用精车；圆柱面、圆柱面采用磨削的终加工方法。(2)加工路线确定：圆柱面、圆柱面：粗车一半精车一粗磨一精磨；左旋螺纹面及螺纹面：粗车一半精一精车。 5设计工序内容(1) 选择机床和工艺装备 根据批量生产类型的工

40、艺特征，选择通用机床和部分专用夹具来加工，尽量采用标准的刀具和量具，刀具有90°偏刀、中心钻、硬质合金顶尖、砂轮等。量具选用有外径千分尺、游标卡尺等。(2) 加工余量和工序尺寸的确定 由于主要加工表面的各道工序都采用同一个定位基并与设计基准重合，因此只需确定工序余量和工序所能达到的经济精度后，便可计算出工序尺寸及其公差，可由最后一道工序开始向前推算。确定加工余量的方法有计算法、经验估计法、查表修正法，计算法按公式计算最经济理，但难以获得齐全可靠的数据资料；经验估计法凭经验确定加工余量，仅用于单件小批生产；实际生产中常用的方法是查表修正法，将生产实践和试验研究积累的大量数据列成表，以便

41、使用时直接查找，同时还应根据实际情况加以修正。下面求解圆柱面的工序尺寸。先用查表法确定加工余量。由工艺手册查得：由于是自由锻造，加工总余量为7，精磨余量为0.1，粗磨余量为0.3，半精车余量为1.1，计算可得粗车余量为5.5。计算各加工工序基本尺寸。精磨后工序基本尺寸为60（设计尺寸），其他各工序基本尺寸依次为：精磨 60粗磨 （60+0.1）=60.1半精车 （60.1+0.3）=60.4粗车 （60.4+1.1）=61.5毛坯 （61.5+3.5）=65确定各工序的加工经济精度和表面粗糙度。由工艺手册查表得：精磨后选定为IT6，0.8；粗磨后选定为IT8, 1.6;半精车后选定为IT11，

42、3.2；粗车后选定为IT13，6.3。根据上述经济加工精度查公差表，将查得的公差数值按“入体原则”标注在工序基本尺寸上。查工艺手册可得锻造毛坯公差为2，则各工序尺寸及公差为：锻造，；粗车；半精车，；粗磨，；精磨，。圆柱面等其他尺寸也可按此方法求出。(3) 切削用量和工时定额的确定 参阅各种切削加工手册、工艺手册查表、计算，并结合具体生产条件来确定各工序切削用量。工时定额可采用查表计算与经验估算相结合的方法，在此不详细介绍。6. 填写工艺文件零件的机械加工工艺规程制订好以后，必须将上述各项内容填写在工艺文件上，以便遵照执行。工艺过程卡参见表5-6。表5-6 机械加工工艺过程卡（工厂）机械加工工艺

43、过程卡片产品型号零(部件)图号共 页产品名称零(部件)名称共 页材料牌号毛坯种类毛坯外形尺寸毛坯件数每台件数工序号工序名称工 序 内 容车间工段设备工 艺 装 备工时准终单件编制日期审核日期会签日期标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期表5-7 泵轴的机械加工工艺过程卡（单位名称）机械加工工艺过程卡产品型号零部件名称泵轴共1页产品名称100y-120离心泵零部件图号第1页材料牌号65圆钢毛坯种类锻造毛坯外形尺寸×毛坯件数1每台件数1备注工序号工序名称工序内容车间工段设备名称工艺装备工时定额单件准终10锯下料65×700实训中心锯床GB4040C三爪自定心卡盘2

44、0热调质处理HB290-330实训中心热处理房SX2厢式电阻炉30车卡夹一端，车外圆至62，打中心孔B4/10；调头，卡夹另一端，接平外圆，打中心孔B4/10实训中心普车一CW6263C三爪自定心卡盘、中心钻、普通外圆车刀、端面车刀40车夹顶，车外圆60成，车50+0.018+0.002至50.5，长340，车45-0.025-0.05至45.5，保37，车350+0.016至35.5，保251±0.20，车3x18退刀槽，挑M20x1.5左扣成，保67，平端面，保21。实训中心普车一CW6263C三爪自定心卡盘、中心钻、普通外圆车刀、端面车刀、切槽刀、螺纹车刀50车调头，夹60外圆

45、，平端面，保总长697±0.5，车50+0.018+0.002至50.5，保178±0.2，车M48x1.5螺纹大径48，车退刀槽3x46，保50，车45-0.025-0.050至尺寸，保20，车直径35±0.008至35.5，保110±0.2，挑M48x1.5螺纹成。实训中心普车CW6263C三爪自定心卡盘、中心钻、普通外圆车刀、端面车刀、切槽刀、螺纹车刀60磨双顶，磨Ra0.8各台阶至尺寸。实训中心外圆磨床MW3508顶尖、拨盘、砂轮70钳铣35±0.005直径上键槽10-0.015-0.051，至尺寸，保60；铣350-0.016台阶键槽

46、8-0.051-0.015至尺寸，保60；铣M48x1.5螺纹的止动垫圈槽8至尺寸，保25。实训中心钳工台FX5045虎钳、台钳80检验终检检验室外径千分尺、V形块、钳台更改内容编制（日期）校对（日期）审核（日期）会签批准（日期）标记处记更改文件号签字日期5.5 任务实施一、布置任务，明确要求1)制订零件工艺过程并完成一套工艺文件（三种工艺卡片）。2)学生根据自己编制的工艺规程，熟悉所选择的机床设备的操作手柄和按钮的功能。3)学生根据自己编制的工艺规程，正确地安装工件，选择合理的切削用量，调整好机床。4)教师首先进行正确的操作示范，学生完成正确的试切。学生根据教师的示范进行逐一的练习实践。最后

47、由教师完成零件的最终加工。二、编制泵轴零件加工工艺方案1)填写泵轴零件加工综合工艺过程卡片。2)填写泵轴零件加工机械加工工艺卡片。3)填写泵轴零件加工机械加工工序卡。三、试切加工泵轴零件1安全操作规范了解实训、生产现场安全须知，熟悉机床操作安全规范。2机床的操作手柄和按钮的功能。学生根据自己编制的工艺规程，熟悉所选择的机床设备的操作手柄和按钮的功能。3调整机床，选择合理的切削用量学生根据自己编制的工艺规程，正确地安装工件，选择合理的切削用量，调整好机床。4正确操作机床的示范演示教师首先进行正确的操作示范，学生完成正确的试切。最后学生根据教师的示范进行逐一的练习实践。(1)车削加工试切1)车削孔

48、注意滑板进、退刀方向与外圆相反。2)试切测量孔径时，应防止孔径出现喇叭口或试切刀痕。3)精车加工时，应保持切削刃锋利，防止产生让刀现象，形成锥形表面。4)车削接近台阶面、内端面时，应调整机动进给为手动进给，防止碰撞出现凹坑或小台阶面。(2)钻削加工试切1)钻模钻削，先核对钻模型号、规格正确，并调整保证钻模与工件准确定位、可靠夹紧。2)注意加切削液进行冷却和润滑。3)孔钻削加工应注意孔口倒角，去除毛刺。(3)铣削加工试切。1)先核对分度装置型号、规格正确，并注意工件正确定位、夹紧，分度调整准确。2)正确合理选择铣刀型号、规格、切削参数，注意检查刀具是否变钝、振动是否太大，注意加切削液进行冷却和润滑，防止铣削过程中的“让刀”、铣刀圆