机械制造装备 答案 4

项目8习题及答案编写下面各零件的加工工艺，并写出检测方法。(1)锥套，如图8-1所示。参考答案：（图中同轴度符号不对，此外，应标注基准A）一、零件工艺分析1.

材料：50钢2.

主要结构：外圆φ50、φ40，总长70，台阶长38，内孔为莫氏1号锥孔，倒角c13.

精度要求：尺寸精度：φ40为IT7级表面粗糙度：Ra3.2μm锥孔要求：涂色检验接触面积≥70%4.加工难点：锥孔同轴度要求高、锥度精度控制严格5.宜选择数控加工方法。

二、机床型号规格选用设备：CK6140数控车床床身最大回转直径：400mm最大加工长度：750mm主轴转速：50～2000r/min控制系统：FANUC0i-TB刀塔工位：4～6工位适用范围：满足外圆、台阶、锥孔、倒角加工三、工装夹具（定位与装夹）工装名称型号规格用途三爪自定心卡盘K11-200自动定心，夹紧工件外圆，保证同轴度回转顶尖莫氏2号一夹一顶装夹，提高刚性，减少变形中心钻A2/A3加工中心孔，作为定位基准莫氏锥柄镗刀杆莫氏4号安装内孔镗刀，加工锥孔装夹方式：三爪自定心卡盘夹紧+尾座顶尖支撑（一夹一顶）四、刀具与刀具号刀具号刀具名称用途T0190°外圆粗车刀粗车外圆、端面T0290°外圆精车刀精车外圆、台阶、倒角T03粗镗刀（莫氏锥孔）粗镗锥孔T04精镗刀（莫氏锥孔）精镗锥孔至尺寸五、数控加工工序卡工序号工序名称设备刀具切削参数技术要求1下料锯床——φ55×80mm45钢棒料2车端面、钻中心孔CK6140端面刀、中心钻S800，F0.2端面平整，中心孔合格3粗车外圆CK6140T01S800，F0.2，ap=2mm单边留余量0.5mm4半精车外圆CK6140T02S1200，F0.1，ap=0.5mm单边留余量0.15mm5精车外圆、倒角CK6140T02S1500，F0.05，ap=0.1~0.2mm尺寸合格，Ra3.26粗镗锥孔CK6140T03S600，F0.1，ap=0.5mm留精镗余量0.3mm7精镗锥孔CK6140T04S800，F0.05，ap=0.1~0.2mm锥度合格，接触面积≥70%8去毛刺手工锉刀、砂布—无锐边、无毛刺9终检检验台量检具—全项合格六、量检具型号规格检测项目量检具名称型号规格精度外圆尺寸外径千分尺25～50mm0.01mm长度尺寸游标卡尺0～150mm0.02mm锥孔精度莫氏1号锥度量规莫氏1号GB/T1443表面粗糙度粗糙度对比样块Ra3.2μm±0.2μm形位公差百分表+V型块0～10mm0.01mm七、详细检测方法1.

外圆检测用千分尺在工件两端、中间各测一次，取平均值，尺寸在公差范围内为合格。2.

长度检测用游标卡尺测量总长70、台阶38，多次测量取平均值。3.

锥孔检测锥度量规涂红丹粉，插入锥孔旋转1/4圈，拔出后接触面积≥70%且均匀为合格。4.

粗糙度检测用Ra3.2样块对比目视、手感，符合要求为合格。5.

同轴度/圆跳动检测工件放V型块，百分表测头接触外圆，转动一周，指针差值即为跳动值，在公差内合格。八、量检具使用注意事项1.

使用前必须校零、清洁，测量面无铁屑、油污。2.

千分尺必须使用棘轮测力，禁止强拧。3.

锥度量规涂油要薄而均匀，不可多圈旋转。4.

量具必须在校准有效期内使用。5.

检测时工件放置平稳，避免晃动造成误差。

(2)复合轴，如8-2所示。参考答案：一、工艺分析1.材料、结构、加工精度材料：45钢，需调质至250HB，以获得良好的强度、塑性和韧性。结构：包含外圆、内孔、台阶、圆弧、倒角、螺纹、槽等结构，属于典型的轴类零件。精度要求：外圆￠50（IT7）、内孔￠30（IT8），同轴度（未注，按0.03），垂直度（未注，按0.04），表面粗糙度￠50外圆、锥面Ra1.6µm，内孔Ra3.2µm，螺纹面Ra2.5µm，其余Ra6.3µm。2.工艺路线规划原则先粗后精：粗加工去除大部分余量，精加工保证精度。先主后次：先加工外圆、内孔等主要表面，再加工螺纹、槽等次要表面。调质工序：安排在粗加工后、精加工前，避免变形和刀具损耗。3.表面机加工方法

根据复合轴结构和表面加工精度要求，选择数控车削。二、数控加工工艺1.工艺路线下料→粗加工→调质处理→精加工→螺纹加工→去毛刺清洗→检测2.各工序详细内容（1）下料选用￠60的45钢棒料，下料长度170mm（预留10mm加工余量）。设备：锯床。（2）粗加工装夹：三爪自定心卡盘夹持毛坯一端，校正。加工内容：粗车各台阶外圆，各留1mm精加工余量；钻内孔，扩孔（留0.5mm精加工余量）；粗车端面、台阶，预留长度余量。设备、刀具：数控车床（CK6140）、粗车外圆车刀、麻花钻、扩孔钻。切削参数：主轴转速800rpm，进给量0.2mm/r。（3）调质处理淬火+高温回火，硬度达到250HB。目的：获得均匀的回火索氏体组织，改善切削性能。设备：热处理炉。（4）精加工装夹：一夹一顶（三爪卡盘夹持一端，尾座顶尖顶另一端），保证同轴度。加工内容：精车各外圆（锥面）至尺寸精度和表面粗糙度要求；精镗台阶内孔至尺寸精度和表面粗糙度要求；车削R8圆弧、C1/C2倒角、6×2槽；精车左端面，保证与内孔轴线垂直度0.04。设备选择：数控车床（CK6140）、精车外圆车刀、镗刀。切削参数：主轴转速1200rpm，进给量0.08mm/r。（5）螺纹加工采用G92循环车削M20螺纹，主轴正转，刀具径向进给。设备、刀具：数控车床（CK6140）、螺纹车刀。切削参数：主轴转速500rpm，进给量2mm/r（螺距）。（6）去毛刺清洗去除所有锐边毛刺，清洗零件表面切削液和铁屑。工具：砂纸、清洗剂。三.机床与工装机床：CK6140数控车床床身最大回转直径：400mm最大加工长度：750mm主轴转速：50～2000r/min控制系统：FANUC0i-TB刀塔工位：4～6工位适用范围：满足外圆、台阶、内孔、螺纹、倒角加工工装：三爪自定心卡盘（K11-250）、莫氏3号回转顶尖、中心钻（A3）、麻花钻、扩孔钻等四.刀具配置刀具号刀具名称用途T0190°外圆粗车刀粗车外圆、端面、台阶T0290°外圆精车刀（圆弧刃）精车外圆、R8圆弧、倒角T03切槽刀（宽6mm）加工退刀槽6×2T04普通螺纹车刀加工M20×2（左旋）螺纹、M36×2螺纹T05内孔粗车刀粗加工台阶内孔T06内孔精车刀精加工台阶内孔五.工序设计工序号工序名称切削参数（参考）技术要求1下料（φ60×170mm45钢）—毛坯尺寸满足加工余量2车端面、钻中心孔S800，F0.2端面平整，中心孔定位准确3粗车外圆、台阶、外锥S800，F0.2，ap=2mm各台阶留0.5mm精车余量4半精车外圆、台阶、外锥S1200，F0.1，ap=0.5mm各台阶留0.15mm精车余量5精车外圆、R8圆弧、倒角S1500，F0.05，ap=0.1~0.2mm尺寸合格，Ra3.2μm6切退刀槽（6×2）S600，F0.08槽宽、深度符合图纸7车M36×2右旋螺纹S500，F2.0螺纹环规检测合格8车M20×2左旋螺纹S500，F2.0，G3螺纹环规检测合格9粗镗台阶内孔S600，F0.1，ap=0.5mm留0.3mm精镗余量10精镗台阶内孔S800，F0.05，ap=0.1~0.2mm尺寸合格，Ra3.2μm11去毛刺、锐角倒钝—无尖锐毛刺，边缘光滑12终检—全项符合图纸要求六、检测方法1.尺寸检测￠50（IT7）外圆：使用外径千分尺测量，取3个角度、2个位置的平均值。内孔￠30（IT8）内孔：使用内径千分尺或塞规检测，塞规通端通过、止端不通过。长度：总长160mm、台阶尺寸等，使用游标卡尺测量。螺纹：M20，使用螺纹环规检测，通规顺利旋入，止规旋入不超过2牙。2.形位公差检测同轴度：将零件装在偏摆仪上，用百分表测头接触外圆，转动零件一周，百分表最大读数差≤0.03。垂直度：用直角尺配合百分表，沿端面径向移动，读数差≤0.04。3.表面粗糙度检测使用表面粗糙度仪直接测量，或粗糙度对比样块目视比对。4.R8圆弧检测量检具：R8圆弧R8圆弧样板、坐标测量仪R8检测方法：①

样板检测：用R8圆弧样板贴合圆弧表面，观察间隙，间隙≤0.02mm为合格。②坐标测量仪（可选）：测量圆弧上若干点的坐标，拟合圆弧半径，误差≤±0.01mm为合格。5.外锥检测（根据批量）量检具：锥度塞规/环规（匹配外锥角度）、万能角度尺、百分表+V型块。检测方法：

①涂色法（最常用、批量）：在锥度表