【正文】 河北機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院現(xiàn)代制造工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告論文題目: xz305銑床主軸工藝 編制及工裝設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名: 劉 素 霞 學(xué) 號: 050325060604 專業(yè)班級: 數(shù)控0606班 指導(dǎo)教師: 張 濤 填表時(shí)間: 2011年 06月20日XZ—305銑床主軸工藝編制及工裝設(shè)計(jì) [摘要] 論述銑床主軸零件的工藝編制，研究零件機(jī)械加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)問題，介紹工藝規(guī)程的組成、制定程序等。說明零件的機(jī)械加工工藝結(jié)構(gòu)性，結(jié)合生產(chǎn)主要從零件分析、毛坯的選擇、工藝路線的擬定、工序內(nèi)容的確定等幾個(gè)方面詳細(xì)的講述了銑床主軸零件工藝過程設(shè)計(jì)以及工藝編制中應(yīng)注意的問題，以及如何才能達(dá)到最理想的表面質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益。[關(guān)鍵詞] 工藝路線 工藝編制 工裝設(shè)計(jì)目 錄引言 11. 零件分析 2： 2： 2 2： 2 3 3 3 3 3 4 4 6 6 7 8 8 8 8 9 9 9 11 13 13 13 144. 工序內(nèi)容的擬定 15 機(jī)床與工藝裝備的選用 15 15 17 17 17 工序尺寸及其公差的確定 18 33 33 34 42 42 43 43 43 43 44 44 45 46 46 46 47 47 47致謝： 49參考文獻(xiàn) 50引言機(jī)械工業(yè)是為國民經(jīng)濟(jì)提供裝備和為人民生活提供耐用消耗品的產(chǎn)業(yè)，國民經(jīng)濟(jì)各部門生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)效益的高低在很大程度上取決于它所采用裝備的性能和質(zhì)量。所以機(jī)械工業(yè)的技術(shù)水平和規(guī)模是衡量一個(gè)國家科技水平和經(jīng)濟(jì)實(shí)力的重要標(biāo)志。經(jīng)過建國40多年的發(fā)展，機(jī)械工業(yè)已成為我國工業(yè)中產(chǎn)品門類比較齊全，具有相當(dāng)規(guī)模和一定技術(shù)基礎(chǔ)的支柱產(chǎn)業(yè)之一。改革開放以來，機(jī)械工業(yè)引進(jìn)了大量的國外先進(jìn)技術(shù)，目前這些技術(shù)已大批量投入生產(chǎn)，加上國內(nèi)自行研究開發(fā)的結(jié)果，使機(jī)械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)正向著合理化方向發(fā)展，對市場的適應(yīng)能力也明顯增強(qiáng)。通過對引進(jìn)技術(shù)的消化吸收，又計(jì)劃的推進(jìn)了企業(yè)的技術(shù)改造，引導(dǎo)企業(yè)走依靠科技進(jìn)步的道路，使制造技術(shù)機(jī)械產(chǎn)品的性能及企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益都發(fā)生了顯著的變化，我國機(jī)械工業(yè)綜合技術(shù)水平有了較大幅度的提高，一批先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)在生產(chǎn)中得到應(yīng)用和普及，約有近10%的企業(yè)進(jìn)入了高技術(shù)企業(yè)的行列，60%以上的企業(yè)建立了專門的技術(shù)開發(fā)機(jī)構(gòu)，此外科技體制改革不斷深化，絕大多數(shù)研究院、所已進(jìn)入經(jīng)濟(jì)建設(shè)主戰(zhàn)場，正發(fā)揮越來越大的作用。按照傳統(tǒng)的專業(yè)劃分，機(jī)械制造工藝學(xué)的研究范疇是零件的機(jī)械加工和裝配的工藝過程。很長時(shí)間以來，機(jī)械加工工藝最廣泛采用的方法是切削加工和磨削加工，即按照一定的順序，采用硬度比工件高的切削刀具實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工。改革開放以來，機(jī)械工業(yè)充分利用國內(nèi)外的技術(shù)資源，進(jìn)行技術(shù)改造，依靠科技進(jìn)步，已經(jīng)取得了長足的發(fā)展。但與世界先進(jìn)水平相比，我國的機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品在功能、質(zhì)量等方面還有較大的差距，產(chǎn)品構(gòu)成落后，精度保持性差、科研開發(fā)能力較薄弱、人員技術(shù)素質(zhì)還跟不上現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)飛速發(fā)展的需要。因此，我國機(jī)械制造業(yè)必須不斷增強(qiáng)技術(shù)力量，培養(yǎng)高水平的人才和提高現(xiàn)有人員的素質(zhì)，學(xué)習(xí)和引進(jìn)國外先進(jìn)科學(xué)技術(shù)，使我國的機(jī)械制造工業(yè)早日趕上世界先進(jìn)水平。1. 零件分析： 該零件為銑床主軸，屬于精密機(jī)床主軸零件。它主要起支撐和傳動轉(zhuǎn)矩的作用，是旋轉(zhuǎn)體零件。其主要由內(nèi)外圓柱面、內(nèi)錐面、螺紋、鍵槽及橫向深孔等組成，是空心類機(jī)床主軸。所以它的主要表面的精度和表面質(zhì)量要求很高，而且精度也要求穩(wěn)定。：（1）支撐主軸頸Φ65㎜和Φ60㎜，㎜㎜；（2）安裝銑刀的7：㎜，錐孔用涂色檢查時(shí)，接觸面積不小于85%，而且靠近大端；（3）㎜；（4）軸頸Φ65㎜㎜；（5）材料為38CrMoAlA,滲氮處理后的硬度：65HRC。機(jī)械加工常用的毛坯有鍛件、鑄件、型材件、焊接件等。選用時(shí)應(yīng)考慮很多因素。：（1）零件的材料和其力學(xué)性能： 當(dāng)零件材料為鑄鐵和青銅時(shí)采用鑄件；零件材料為鋼材時(shí)、形狀不復(fù)雜而力學(xué)性能要求較高時(shí)采用鍛件；力學(xué)性能要求不高時(shí)采用幫料。（2）零件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸： 大型零件一般用自由鍛或砂型鑄造件，中型零件可用模鍛件或特種鑄件；階梯軸零件各個(gè)臺階直徑相差不大時(shí)用幫料，相差較大時(shí)用鍛件。（3）生產(chǎn)類型： 在大批量生產(chǎn)時(shí)應(yīng)采用較多專用的設(shè)備和工具制造毛坯，如金屬模機(jī)器造型的鑄件、模鍛或精密鍛造的毛坯；在單件小批生產(chǎn)中一般采用通用設(shè)備和工具制造毛坯，如自由鍛件、木模砂型鑄件，也可以使用焊接的方法制作大件毛坯。（4）車間的生產(chǎn)能力： 應(yīng)結(jié)合車間的生產(chǎn)能力合理的選擇毛坯。（5）充分注意應(yīng)用新工藝、新技術(shù)、新材料： 目前，少無切屑加工如精密鑄造、精密鍛造、冷軋、冷擠壓、粉末冶金、異型鋼材、工程塑料等都在迅速推廣。采用這些方法制造的毛坯，只要經(jīng)過少量的機(jī)械加工，甚至不需要加工，即可使用。由該零件的工作環(huán)境，生產(chǎn)批量及材料等各個(gè)方面考慮，選擇鍛造毛坯（模鍛）。,該零件為大批生產(chǎn),可使金屬內(nèi)部纖維組織沿表面均勻分布,從而獲得較高的抗拉、,但毛坯精度較差,余量較大,特別是貫穿于通孔的軸件,既浪費(fèi)材料,不但毛坯精度高、加工余量小、,纖維組織的在分布有利于提高零件的強(qiáng)度.軸是傳遞動力的零件,它應(yīng)有良好的機(jī)械強(qiáng)度和剛度,而其工作表面又應(yīng)有良好的耐磨性,因此軸件要選用適當(dāng)?shù)匿摬摹榱耸馆S件加工后有良好的尺寸精度穩(wěn)定性,因而又要求有適當(dāng)?shù)臒崽幚磉^程. 工藝路線的擬定是制定工藝規(guī)程的總體布局，包括：選擇定位基準(zhǔn)、確定加工方法、劃分加工階段、決定工序的集中與分散、加工順序的安排，以及熱處理、檢驗(yàn)、其它輔助工序（去毛刺、倒角等）。它不但影響加工的質(zhì)量和效率，而且影響到工人的勞動強(qiáng)度、設(shè)備投資、車間面積、生產(chǎn)成本等。 定位基準(zhǔn)分粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)兩種：在選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，考慮的重點(diǎn)是如何保證加工表面有足夠的加工余量，以及保證不加工表面與加工表面間的尺寸、位置符合零件圖樣的設(shè)計(jì)要求，其選擇原則有：（1）重要表面余量均勻原則 必須首先保證工件重要表面具有較小而均勻的加工余量，應(yīng)該選擇該表面作為粗基準(zhǔn)。（2）工件表面間相互位置要求原則 必須保證工件上不加工表面與加工表面的相互位置要求，應(yīng)該以不加工表面作為粗基準(zhǔn)。（3）余量足夠原則 如果零件上各個(gè)表面均需加工，則以加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。（4）定位可靠原則 作為粗基準(zhǔn)的表面，應(yīng)該選用比較可靠、平整光潔的表面，以確保定位準(zhǔn)確，夾緊可靠。（5）不重復(fù)使用原則 粗基準(zhǔn)的定位精度低，在同一尺寸方向上只允許使用一次，不能重復(fù)使用，否則定位誤差太大。在選擇精基準(zhǔn)時(shí)，考慮的重點(diǎn)是如何減少誤差，保證加工精度和安裝方便。精基準(zhǔn)的選擇原則有：a. 基準(zhǔn)重合原則：應(yīng)該盡可能選用零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，以免產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差。 b. 基準(zhǔn)統(tǒng)一原則：應(yīng)該盡可能選用統(tǒng)一的精基準(zhǔn)定位加工各個(gè)表面，以保證各個(gè)表面之間的相互位置精度。c. 自為基準(zhǔn)原則：有些精加工或光整加工工序要求加工余量小而且均勻，應(yīng)該選擇加工表面本身作為精基準(zhǔn)。d. 互為基準(zhǔn)原則：有些相互位置精度要求較高的表面，可采用互為基準(zhǔn)反復(fù)加工的方法來保證。機(jī)械零件一般都是由一些簡單的幾何表面組合而成的，而每一個(gè)表面達(dá)到同樣質(zhì)量要求的加工方法可以由很多種，因此，在選擇各個(gè)表面的加工方法時(shí)，要綜合考慮各方面工藝因素的影響。(1)加工表面本身的要求根據(jù)每個(gè)加工表面的技術(shù)要求和各種加工方法及其組合后能達(dá)到的加工經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度，確定加工方法及加工方案。所謂加工經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度是在正常的加工條件下（采用符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備、工藝裝備和標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)等級的工人，不延長加工時(shí)間）所能保證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，如有色金屬磨削困難，一般采用金剛鏜或高速精密車削的方法進(jìn)行加工；淬火鋼則采用磨削加工。1)生產(chǎn)類型在大批量生產(chǎn)中，可采用專用的高效設(shè)備和專用工藝裝備，如平面和內(nèi)孔可采用拉削加工；軸類零件可采用半自動液壓仿形車床加工等。在單件小批生產(chǎn)中，可采用通用設(shè)備、通用工藝裝備及一般的加工方法。2)本廠的現(xiàn)有設(shè)備情況和技術(shù)條件應(yīng)該充分利用現(xiàn)有設(shè)備，發(fā)掘企業(yè)潛力，發(fā)揮工人的積極性和創(chuàng)造性。同時(shí)也應(yīng)該考慮不斷的改進(jìn)現(xiàn)有的加工方法和設(shè)備，推廣新技術(shù)，提高工藝水平，以及設(shè)備負(fù)荷的平衡。 外圓表面的加工方法序號加工路線經(jīng)濟(jì)精度（IT）表面粗糙度Ra/um10粗車11~1350~20粗車→半精車8～9～30粗車→半精車→精車6～7～40粗車→半精車→精車→滾壓（或拋光）6～7～50粗車→半精車→磨削6～7～60粗車→半精車→粗磨→精磨5～7～70粗車→半精車→粗磨→精磨→超精加工（或輪式超精磨）5～80粗車→半精車→精車→金剛車5～6～90粗車→半精車→粗磨→精磨→超精磨（或鏡面磨）5級以上～100粗車→半精車→精車→精磨→研磨5級以上～具有空心和內(nèi)錐特點(diǎn)的軸類零件，在考慮支撐軸頸、一般軸頸和內(nèi)錐等主要表面的加工順序時(shí)，可以有以下幾種方案：（1）外圓表面粗加工——鉆身孔——外圓表面精加工——錐空粗加工——錐孔精加工；（2）外圓表面粗加工——鉆深孔——錐空粗加工——錐空精加工——外圓表面精加工（3）外圓表面粗加工——鉆深孔——錐孔粗加工——外圓表面精加工——錐孔精加工針對XZ—305主軸的加工順序來說，可作這樣的比較分析：第一方案：在錐孔粗加工時(shí)，由于要用已精加工過的外圓表面作為精基準(zhǔn)面，會破壞外圓表面的精度和光潔度，故此方案不宜采用。第二方案：在精加工外圓表面時(shí)，還要在插上錐堵，這樣會破壞錐孔精度。另外，在加工錐空時(shí)不可避免的有加工誤差（錐孔的磨削條件比外援磨削條件差），加上錐堵本身的誤差就會造成外圓表面和內(nèi)錐面的不同軸，故此方案也不宜采用。第三方案：在錐孔精加工時(shí)，雖然也要用已用精加工過的外圓表面作為精基準(zhǔn)面，但由于錐面精加工的余量已很小，磨削力不大，同時(shí)錐孔的精加工已處于最終階段，對外圓表面的精度影響不大；加上這一方案的加工順序，可以采用外圓表面和錐孔互為基準(zhǔn)，交替使用，能逐步提高同軸度。因此，主軸采用第三種加工方案。 通過方案的分析比較也可看出，軸類零件各表面先后加工順序，在很大程度上與定位基準(zhǔn)的轉(zhuǎn)化有關(guān)。當(dāng)零件加工用的粗、精基準(zhǔn)選定后，加工順序就大致可以確定了。因?yàn)楦麟A段開始總是先加工定為基準(zhǔn)面，即先行工序必須為后續(xù)的工序準(zhǔn)備好所用的定為基準(zhǔn)。如XZ—305主軸工藝過程，一開始就銑端面打中心孔，這就是為粗車和半精車外圓準(zhǔn)備定位基準(zhǔn)，半精車外圓為深孔加工準(zhǔn)備了定位基準(zhǔn)；半精車外圓也為前后的錐孔加工準(zhǔn)備了定位基準(zhǔn)。反過來，前后錐孔裝上錐堵后的頂尖孔，又為此后的半精加工和精加工外圓準(zhǔn)備了定位基準(zhǔn)；而最后磨錐孔的定位基準(zhǔn)又是上工序磨好的軸頸表面。安排主軸加工順序要注意以下幾點(diǎn)：（1）基準(zhǔn)先行 機(jī)械加工工藝安排時(shí)，總是先加工好定位基準(zhǔn)面，即基準(zhǔn)先行。主軸加工總是先安排銑端面打中心孔，以便為后續(xù)的工序準(zhǔn)備好定位基準(zhǔn)。（2）深孔加工的安排 為了使中心孔能夠在多道工序中使用，希望深孔加工安排在最后。但是，深孔加工屬于粗加工，余量大，發(fā)熱多，變形也大，會使得加工精度難以保持，故不能放到最后。一般，深孔加工安排在外圓粗車之后，以便有一個(gè)較為精確的軸頸作為定位基準(zhǔn)用來搭中心架，這樣加工出的孔容易保證主軸壁厚均勻。（3）先外后內(nèi)先大后小 先加工外圓，在以外圓定位加工內(nèi)孔。如錐孔安排在軸頸精磨之后再進(jìn)行精磨；加工階梯外圓時(shí)，先加工直徑較大的，后加工直徑較小的，這樣可避免過早的削弱工件的剛度。加工階梯深孔時(shí)，先加工直徑較大的，后加工直徑較小的，這樣便于剛度較大的孔加工工具。（4）次要表面加工的安排 主軸上的鍵槽、螺紋等次要表面加工,通常均安排在外圓精車或粗磨之后、,精車時(shí)因斷續(xù)切削而易產(chǎn)生振動,即影響加工質(zhì)量，又容易損壞刀具，也難控制鍵槽的深度。這些加工也不能放到主要表面精磨之后，否則會破壞表面已獲得的精度。（1）中心孔的加工成批生產(chǎn)均用銑端面鉆中心孔機(jī)床來加工中心孔，精密主軸的中心孔加工尤為重要，而且要分多次修研，其修研方法有：①用油石或橡膠砂輪修研；②用鑄鐵頂尖修研；③用硬質(zhì)合金頂尖修研；④用中心孔磨床磨削中心孔。（2）外圓的加工外圓車削是粗加工和半精加工外圓表面應(yīng)用最廣泛的加工方法。成批生產(chǎn)時(shí)采用轉(zhuǎn)塔車床、數(shù)控車床；大批生產(chǎn)時(shí)，多采用多刀半自動車床、液壓仿形半自動車床等。磨削是外圓表面主要精加工方法，適用于加工精度高、表面粗糙度值較小的外圓表面。特別適用于淬火鋼等高硬度材料。當(dāng)生產(chǎn)批量較大時(shí)，采用組合磨削、成形砂輪磨削及無心磨削等高效磨削方法。（3）精磨錐孔 主軸錐孔對主軸支撐軸頸的徑向跳動，是一項(xiàng)重要的精度指標(biāo)，因此錐孔加工是關(guān)鍵工序。主軸錐孔磨削通常采用專用夾具。熱處理工序是用來改善材料的性能及消除內(nèi)應(yīng)力的。熱處理工序在工藝路線中的安排，主要取決于零件的材料和熱處理的要求。（1）預(yù)備熱處理 預(yù)備熱處理安排在機(jī)械加工之前，以改善切削性能、消除毛坯制造時(shí)的內(nèi)應(yīng)力為主要目的。預(yù)備熱處理常用的方法有正火、