【正文】 used for spare parts for programming processing before the technical analysis has a very important role. The graduation of the part drawing process analysis, spare parts processing methods and carried out to determine the choice of fixture. Through the design process that will enable us to spare parts processing, the basic process analys is, familiar with processing of basic prepared steps, spare parts and the accuracy and roughness, processing, installation of programs, the craft system geometric errors and adjustment error analysis. Through a typical shaft parts CNC machining process ana lysis, for improving manufacturing quality, the actual production of a certain significance. Keywords S haft spare parts P rocess analysis Technology Analysis Error CNC machining 第一章 軸類零件 5 軸零件的功能與結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 軸類零件是機(jī)械零件中的關(guān)鍵零件之一，在機(jī)器中，主要用于支撐齒輪、帶輪、凸輪、以及連桿等傳動(dòng)件。它的主要功能是支承傳動(dòng)零件、傳遞扭矩、承受載荷，以及保證裝在軸上的零件等有一定的回轉(zhuǎn)精度。 軸類零件是回轉(zhuǎn)體零件，其長(zhǎng)度大于直徑。加工表面通常有內(nèi)外圓柱面、內(nèi)外錐面、螺紋、鍵槽、橫向孔和溝槽等。軸類零件按結(jié)果形狀可分為階梯軸、光軸、空心軸和偏心軸等類，如圖 所示。 a) b) c) d) 圖 軸的種類 a)階梯軸 b）光軸 c)空心軸 d)偏心軸 軸類零件的技術(shù)要求 軸類零件是機(jī)器中經(jīng)常遇到的典型零件之一。它主要用來支承傳動(dòng)零部件，傳遞扭矩和承受載荷。軸類零件是旋轉(zhuǎn)體零件，其長(zhǎng)度大于直徑，一般由同心軸的外圓柱面、圓錐面、內(nèi)孔和螺紋及相應(yīng)的端面所組成。根據(jù)結(jié)構(gòu)形狀的不同，軸類零件可分為光軸、階梯軸、空心軸和曲軸等 。 (1) 尺寸精度。尺寸精度包括直徑尺寸精度和長(zhǎng)度尺寸精度。精密軸頸為IT5 級(jí)，重要軸頸為 IT6～ IT8 級(jí)，一般軸頸 IT9 級(jí)。軸向尺寸一般要求較低，當(dāng)階梯軸的階梯長(zhǎng)度要求較高時(shí)，其公差可達(dá) ～ 。 6 (2) 幾何形狀精度。幾何形狀精度主要指軸頸的圓度、圓柱度，一般應(yīng)在直徑公差范 圍內(nèi)。當(dāng)幾何形狀精度要求較高時(shí)，零件圖上應(yīng)注出規(guī)定允許的偏差。 (3) 相互位置精度。相互位置精度，主要指裝配傳動(dòng)件的軸頸相對(duì)于支承軸勁的同軸度及端面對(duì)軸心線的垂直度等，通常用徑向圓跳動(dòng)來標(biāo)注。普通精度軸的配合軸頸相對(duì)支承軸徑向圓跳動(dòng)為 ～ ,高精度的軸通常為～ 。端面圓跳動(dòng)為 ~ (4) 表面粗糙度。軸類零件的表面粗糙度和尺寸精度應(yīng)與表面工作要 求相適應(yīng)。通常支承軸頸的表面粗糙度值 Ra 為 ～ ,配合軸頸的表面粗糙度值 Ra 為 ～ 。 軸類零件的材料與熱處理 軸類零件應(yīng)根據(jù)不同的工作狀況，選擇不同的材料和熱處理規(guī)范。一般軸類零件常用中碳鋼，如 45 鋼，經(jīng)正火、調(diào)質(zhì)及部分表面淬水等熱處理，得到所要求的強(qiáng)度、韌性和硬度。對(duì)中等精度而轉(zhuǎn)速較高的軸類零件，一般選用 40Cr等合金結(jié)構(gòu)鋼，經(jīng)過調(diào)質(zhì)和表面淬火處理，使其具有較高的綜合力學(xué)性能。對(duì)在高轉(zhuǎn)速、重載荷等條件下工作的軸類零件，可選用 20CrMnTi、 20Mn2B、 20Cr等低碳合 金鋼，經(jīng)滲碳淬火處理后，使其具有很高的表面硬度，心部則獲得較高的強(qiáng)度和韌性。對(duì)高精度、高轉(zhuǎn)速的軸，可選用 38CrMoAl 氮化鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)和表面氮化后，使其具有很高的心部強(qiáng)度和表面硬度，優(yōu)良的耐磨性和耐疲勞性，熱處理變形也較小。 為改善工件材料切削性能而進(jìn)行熱處理的工序（如退火，正火等），應(yīng)安排在切削加工之前；為消除內(nèi)應(yīng)力而進(jìn)行的熱處理工序（如退火，人工時(shí)效等），最好安排在粗加工之前，也可安排在切削加工之前；為了改善工件材料的物理性質(zhì)而進(jìn)行的熱處理工序（如調(diào)質(zhì)，淬火等 ） 通常安排在粗加工之前，精加工之后進(jìn)行。其中 滲碳淬火一般安排在切削加工后，磨削加工前。而表面淬火和滲氮等變形小的熱處理工序，允許安排在精加工后進(jìn)行；為了提高零件表面耐磨性或耐蝕性而進(jìn)行的熱處理工序以及裝飾為目的熱處理工序或表面處理工序（如鍍鉻，鍍鋅，氧化，發(fā)黑等）一般放在工藝過程的最后。 軸類零件的毛坯 數(shù)控車削加工零件時(shí)，加工過程是自動(dòng)的，毛坯余量的大小，如何裝夾等問題在選擇毛坯就要仔細(xì)考慮好，否則，一旦毛坯不適合數(shù)控車削，加工將很 7 難進(jìn)行下去，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，確定毛坯的余量和裝夾應(yīng)注意一下兩點(diǎn)： (1)毛坯加工余量應(yīng)充足并盡量均勻（ 2）分析毛坯 的裝夾適應(yīng)性。 軸類零件的毛坯常采用棒料、鍛件和鑄件等毛坯形式。一般光軸或外圓直徑相差不大的階梯軸采用棒料，外圓直徑相差較大或較重要的軸常采用鍛件，某些大型的或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的軸（如曲軸）可采用鑄件。根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模的不同，毛坯的鍛造方式分為自由鍛造和模鍛兩種，中小批生產(chǎn)的采用自由鍛、大批生產(chǎn)時(shí)采用模鍛。 8 第二章 零件圖的加工工藝分析圖 圖 2 軸類零件圖 工件的工藝分析 圖 2 所示是本設(shè)計(jì)的軸類零件圖。該零件表面由圓柱、圓錐、順圓弧、逆圓弧以及螺紋等表面組成，零件圖尺寸標(biāo)注 完整，加工要求明確，零件材料為45 號(hào)鋼，比較容易切削加工。通過以上分析，采用以下工藝措施。 對(duì)圖樣上帶公差的尺寸，因公差的尺寸較小，故編程地不必取平均取，而取基本尺寸即可。 左右端面均為多個(gè)尺寸的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，相應(yīng)工序加工前，應(yīng)該先將左右端面車出來。 工件裝夾方案及設(shè)備選擇 設(shè)定零件的軸線為定位基準(zhǔn)，以工件右端面與零件軸線的交點(diǎn)為工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)，左端采用三爪自定心卡盤定心夾緊。 加工順序的確定按由內(nèi)到外、由粗到精、由近到遠(yuǎn)的原則確定，在一次裝夾中盡可能加工出較多的工件表面。由于該零件為單件小批量生產(chǎn)， 走刀路線設(shè)計(jì)不必考慮最短進(jìn)給路線或最短空運(yùn)行程路線，外輪廓表面車削走刀路線沿零件輪廓順序進(jìn)行。 根據(jù)被加工零件的外形和材料等條件，選用數(shù)控車床。 9 夾具的選擇 數(shù)控車床上的夾具主要有兩類：一類用于盤類或短軸類零件，工件毛坯裝夾在帶可調(diào)卡爪的卡盤（三爪、四爪）中，由卡盤傳動(dòng)旋轉(zhuǎn)；另一類用于軸類零件，毛坯裝在主軸頂尖和尾架頂尖間，工件由主軸上的撥動(dòng)卡盤傳動(dòng)旋轉(zhuǎn)。 夾具的定位與安裝：一般使用。裝夾方便，自動(dòng)定心方便，但夾緊力較小。適用于中 尺寸、形狀規(guī)則、長(zhǎng)度不宜過長(zhǎng)的工件。提高夾持精度的措施。使用鑄鐵套圈。 精加工的表面不至于被卡爪夾壞，工作時(shí)套圈套在工件上，卡盤夾緊套圈。鑄鐵套圈也適于薄壁工件鏜孔時(shí)的裝夾，因?yàn)樗黾恿丝ㄗ凸ぜ慕佑|面積，可以減少裝夾力引起的工件變形。在本設(shè)計(jì)中，由于工件為軸類零件。所以我們選擇三角卡盤和頂尖。 加工順序及進(jìn)給路線 加工順序按由粗到精、由近到遠(yuǎn)的原則確定。先車削加工工件右端面后車削加工工件外圓，從右到左進(jìn)行粗車（留 ～ 精車余量），然后從右到左進(jìn)行精車，最后車削螺紋。數(shù)控車床 Fanuc0I 系統(tǒng)的循環(huán)指令能以設(shè)定的切削參數(shù)和進(jìn)刀路線對(duì)零件表面輪廓進(jìn)行粗、精 加工（圖 3）。