【正文】 軸頸被埋嵌在軸承中的硬粒子磨損 軸類零件的性能要求● 綜合機(jī)械性能: 足夠強(qiáng)度、塑性和一定韌性, 以防過(guò)載斷裂、沖擊斷裂?！?足夠淬透性, 熱處理后表面要有高硬度、高耐磨性, 以防磨損失效。 軸類零件材料及選材方法● 材料：經(jīng)鍛造或軋制的低、中碳鋼或合金鋼制造（兼顧強(qiáng)度和韌性，同時(shí)考慮疲勞抗力）；一般軸類零件使用碳鋼（便宜，有一定綜合機(jī)械性能、對(duì)應(yīng)力集中敏感性較?。?，如3450鋼，經(jīng)正火、調(diào)質(zhì)或表面淬火熱處理改善性能。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，具有很高的表面硬度，心部則獲得較高的強(qiáng)度和韌性。采用球墨鑄鐵和高強(qiáng)度灰鑄鐵作曲軸的材料?！衩鞑牧闲阅芊治鲇杀菊n題的設(shè)計(jì)指導(dǎo)書知該零件材料為綜合性能較好的45鋼，45鋼為中碳鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)后，其硬度為240280 HBS左右，該硬度是機(jī)加工的最佳切削硬度，經(jīng)調(diào)質(zhì)后的45鋼具有良好的綜合機(jī)械性能。軸類零件必須具有足夠強(qiáng)度、硬度、耐磨性，故在下料以后采用正火處理提高強(qiáng)度、硬度，消除應(yīng)力，提高切削性能。⑴ 主軸毛坯的制造方法鍛件，還可獲得較高的抗拉、抗彎和抗扭強(qiáng)度。 ①毛坯熱處理采用正火，消除鍛造應(yīng)力，細(xì)化晶粒，并使金屬組織均勻。最終熱處理一般安排在半精加工之后，精加工之前，局部淬火產(chǎn)生的變形在最終精加工時(shí)得以糾正。它是程序編制首要解決的問題，也是編制程序的工藝依據(jù)。 加工方法和加工階段劃分加工方法的選擇是在保證加工精度和表面精度的前提下，兼顧生產(chǎn)效率和加工成本來(lái)綜合考慮。為了提高數(shù)控機(jī)床效率，確定定位基準(zhǔn)與夾緊方案時(shí)應(yīng)注意下列三點(diǎn)：（1）力求設(shè)計(jì)、工藝與編程計(jì)算的基準(zhǔn)統(tǒng)一，以減少基準(zhǔn)不重合誤差和數(shù)控編程中的計(jì)算工作量。（基準(zhǔn)統(tǒng)一原則）（3）避免采用占機(jī)人工調(diào)整式加工方案，以免占機(jī)時(shí)間太多，影響加工效率。 由零件圖分析知，該零件為一般軸類零件，表面精度較高，為了保證零件表面精度以及加工時(shí)的裝夾方便，首先夾持工件左端毛坯，平右端面，但要確保工件總長(zhǎng)大于145mm，然后先粗加工，再精加工毛坯右端至成型，再將工件取下，調(diào)頭裝夾，然后同樣先平端面,粗車，再精加工左端至成型。為精加工作好準(zhǔn)備把各表面都加工到圖樣規(guī)定的要求。 工序順序的安排加工路線的確定原則:（1）保證被加工工件的精度和表面粗糙度原則（2）加工路線最短，減少空行程原則（3）盡量簡(jiǎn)化數(shù)值計(jì)算工作量原則（4）充分使用指令功能，簡(jiǎn)化加工程序原則綜合考慮裝夾方便以及加工容易實(shí)現(xiàn)，制定以下工序順序： 毛坯制造——正火——車端面鉆中心孔——粗車——調(diào)質(zhì)——半精車表面淬火——粗、精磨外圓——粗、精磨圓錐面——磨錐孔。，希望始終以頂尖孔定位，避免使用錐堵，則深孔加工應(yīng)安排在最后。，粗磨之前。，故放在淬火之后的精加工階段進(jìn)行，以免受半精加工所產(chǎn)生的應(yīng)力以及熱處理變形的影響。檢驗(yàn)工序一般安排在各加工階段前后，以及重要工序前后和花費(fèi)工時(shí)較多的工序前后，總檢驗(yàn)則放在最后。本零件為一復(fù)合長(zhǎng)軸，由外圓、外槽、外螺紋、內(nèi)輪廓、及內(nèi)外錐度構(gòu)成，其表面粗糙度要求較高。從經(jīng)濟(jì)型考慮在工件精度及表面粗糙度要求可以保證的情況下，應(yīng)選擇相對(duì)便宜的設(shè)備。2）外輪廓的2處軸頸與軸承配合另2處軸頸與齒輪配合，它們的表面粗糙度要求較高為。4）其他部分尺寸粗糙度要求為。因?yàn)楣ぜ庸け砻孑^多且有要求精度較高的工作表面，綜合上述條件機(jī)床型號(hào)定為：FANUC CK6150。在第一道工序中，只能使用工件上未加工的毛坯表面來(lái)定位，這種定位基準(zhǔn)稱為粗基準(zhǔn)。綜上所述選擇定位基準(zhǔn)時(shí)，是從保證工件加工精度要求出發(fā)的，因此，定位基準(zhǔn)的選擇應(yīng)先選擇精基準(zhǔn)，再選擇粗基準(zhǔn)。根據(jù)精基準(zhǔn)的選擇原則對(duì)零件的分析如下：（1）基準(zhǔn)統(tǒng)一原則 應(yīng)采用同一基準(zhǔn)定位加工零件盡可能多的表面。（3）互為基準(zhǔn)原則 即當(dāng)對(duì)工件上兩個(gè)相互位置精度要求很高的表面進(jìn)行加工時(shí)，需要用兩個(gè)表面互相作為基準(zhǔn)，反復(fù)進(jìn)行加工，以保證位置精度要求。（5）所選精基準(zhǔn)應(yīng)保證工件安裝可靠，夾具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，操作方便。根據(jù)粗基準(zhǔn)的選擇原則，對(duì)于零件的分析如下：1)保證相互的位置度的要求的原則 2)保證加工表面的余量合理的分配原則3)作為粗基準(zhǔn)的表面，應(yīng)盡量平整光潔，有一定的面積，以使工件定位可靠、夾緊方便。該零件應(yīng)首先選擇以外圓為粗基準(zhǔn)。由于在加工過(guò)程中工件受到切削力、重力、振動(dòng)、離心力、慣性力等作用，所以還應(yīng)采用一定的機(jī)構(gòu)，使工件在加工過(guò)程中始終保持在原先確定的位置上，即夾緊。應(yīng)用機(jī)床夾具，有利于保證工件的加工精度、穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量；有利于提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低成本；有利于改善工人勞動(dòng)條件，保證安全生產(chǎn)；有利于擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍，實(shí)現(xiàn)“一機(jī)多用”。在現(xiàn)代生產(chǎn)中，機(jī)床夾具是一種不可缺少的工藝裝備，它直接影響著工件加工的精度、勞動(dòng)生產(chǎn)率和產(chǎn)品的制造成本等。根據(jù)上敘夾具的選擇原則，結(jié)合本軸實(shí)際情況即軸兩端都有莫氏6號(hào)錐孔故采用兩錐堵加雙頂尖裝夾。對(duì)定位元件有以下要求：①足夠的精度；②足夠的強(qiáng)度和鋼度；③耐磨性好；④工藝性好。 綜上所述此軸加工選擇頂尖孔為定位基準(zhǔn)。為了保證支承軸頸與兩端錐孔的同軸度要求，需要應(yīng)用互為基準(zhǔn)原則。精加工主軸外圓表面也可用外圓表面本身來(lái)定位，既在安裝工件時(shí)以支承軸頸表面本身找正。又因?yàn)楣ぜ妮S向尺寸較長(zhǎng)，為保證工件的剛度采用中心架進(jìn)行輔助裝夾。模塊化刀具是發(fā)展方向。事實(shí)上，由于模塊刀具的發(fā)展，數(shù)控刀具已形成了三大系統(tǒng)，即車削刀具系統(tǒng)、鉆削刀具系統(tǒng)和鏜銑刀具系統(tǒng)。機(jī)夾式根據(jù)刀體結(jié)構(gòu)不同，分為可轉(zhuǎn)位和不轉(zhuǎn)位； ③減振式 當(dāng)?shù)毒叩墓ぷ鞅坶L(zhǎng)與直徑之比較大時(shí)，為了減少刀具的振動(dòng)，提高加工精度，多采用此類刀具； ④內(nèi)冷式 切削液通過(guò)刀體內(nèi)部由噴孔噴射到刀具的切削刃部； ⑤特殊型式 如復(fù)合刀具、可逆攻螺紋刀具等。高速鋼刀具使用前需生產(chǎn)者自行刃磨，且刃磨方便，適于各種特殊需要的非標(biāo)準(zhǔn)刀具。硬質(zhì)合金刀片有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格系列產(chǎn)品，具體技術(shù)參數(shù)和切削性能由刀具生產(chǎn)廠家提供。 P類——適于加工鋼、長(zhǎng)屑可鍛鑄鐵（相當(dāng)于我國(guó)的YT類） M類——適于加工奧氏體不銹鋼、鑄鐵、高錳鋼、合金鑄鐵等（相當(dāng)于我國(guó)的YW類） MS類——適于加工耐熱合金和鈦合金 K類——適于加工鑄鐵、冷硬鑄鐵、短屑可鍛鑄鐵、非鈦合金（相當(dāng)于我國(guó)的YG類） KN類——適于加工鋁、非鐵合金 KH類——適于加工淬硬材料 ③陶瓷刀具 ④立方氮化硼刀具 ⑤金剛石刀具 （3）從切削工藝上可分為 ①車削刀具 分外圓、內(nèi)孔、外螺紋、內(nèi)螺紋，切槽、切端面、切端面環(huán)槽、切斷等。機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具的刀片和刀體都有標(biāo)準(zhǔn)，刀片材料采用硬質(zhì)合金、涂層硬質(zhì)合金以及高速鋼。 機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具夾固不重磨刀片時(shí)通常采用螺釘、螺釘壓板、杠銷或楔塊等結(jié)構(gòu)。 方形刀體一般用槽形刀架螺釘緊固方式固定。它 們與機(jī)床刀盤之間的聯(lián)接是通過(guò)槽形刀架和套筒接桿來(lái)聯(lián)接的。它既可以用于外圓車削又可用于內(nèi)孔鏜削，也適用于車削中心的自動(dòng)換刀系統(tǒng)。選擇刀具通常要考慮工件材質(zhì)加工輪廓類型機(jī)床允許的切削用量和剛性以及刀具耐用等因素。1．刀具材料分析：刀具材料是指刀具切削部分的材料。也就是說(shuō)，刀具切削部分是在高溫，高壓及劇烈摩擦的惡劣條件下工作。（1）較高的硬度和耐磨性；（2）足夠的強(qiáng)度和韌性；（3）較高的耐熱性；（4）較好的導(dǎo)熱性；（5）良好的工藝性。它直接參與從工件上切除余量的車削加工過(guò)程。 刀具選擇合理與否不僅影響到機(jī)床的加工效率，而且還直接影響到加工質(zhì)量。選擇刀具主要考慮如下幾方面的因素： （1） 一次連續(xù)加工的表面盡可能多； （2） 在切削加工過(guò)程中，刀具不能與工件輪廓發(fā)生干涉； （3） 有利于提高加工效率和加工表面質(zhì)量； （4） 有合理的刀具強(qiáng)度和壽命根據(jù)本課題的需要，加工過(guò)程中應(yīng)選擇五種類型的車刀，分別是：內(nèi)孔車刀，外圓車刀，端面車刀，螺紋刀，切斷刀（切槽刀）。然后對(duì)已有的孔進(jìn)行半精加工和精加工，主要選擇的刀具有：內(nèi)鏜刀。左偏外圓粗車刀1端面、粗車外輪廓2T0290176。內(nèi)孔粗車刀1粗車內(nèi)錐孔4T0493176。右偏外圓粗車刀1粗車外輪廓7T07普通外螺紋車刀1螺紋8T0845車刀1倒角9T09中心鉆1頂尖孔10T1090176。具體操作方法如下：工件和刀具裝夾完畢，驅(qū)動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)，移動(dòng)刀架至工件試切一段外圓。將其輸入到相應(yīng)的刀具參數(shù)中的刀長(zhǎng)中，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)用刀具當(dāng)前X坐標(biāo)減去試切出的那段外圓直徑，即得到工件坐標(biāo)系X原點(diǎn)的位置。 事實(shí)上，找工件原點(diǎn)在機(jī)械坐標(biāo)系中的位置并不是求該點(diǎn)的實(shí)際位置，而是找刀尖點(diǎn)到達(dá)(0，0)時(shí)刀架的位置。 2）對(duì)刀儀自動(dòng)對(duì)刀現(xiàn)在很多車床上都裝備了對(duì)刀儀，使用對(duì)刀儀對(duì)刀可免去測(cè)量時(shí)產(chǎn)生的誤差，大大提高對(duì)刀精度。需要注意的是使用對(duì)刀儀對(duì)刀一般都設(shè)有標(biāo)準(zhǔn)刀具，在對(duì)刀的時(shí)候先對(duì)標(biāo)準(zhǔn)刀。操作如下：1）令刀架回?fù)Q刀點(diǎn)，將需要對(duì)的刀選好，使主軸正轉(zhuǎn)。3）手動(dòng)x負(fù)方向移動(dòng)刀具切毛坯端面，在刀偏表對(duì)應(yīng)刀具號(hào)和z的位置上輸入0。對(duì)刀點(diǎn)是用來(lái)確定刀具與工件的相對(duì)位置關(guān)系的點(diǎn)，是確定工件坐標(biāo)系與機(jī)床坐標(biāo)系的關(guān)系的點(diǎn)。選擇合理的對(duì)刀點(diǎn)可以減少誤差，使工件尺寸更加精確。在數(shù)控車床上加工零件時(shí)，需要經(jīng)常換刀，在編程時(shí)就要設(shè)換刀點(diǎn)。普通數(shù)控車床換刀點(diǎn)由編程人員確定，不能將換刀點(diǎn)與對(duì)刀點(diǎn)混為一談。如以孔定位的零件，可將孔的中心作為對(duì)刀點(diǎn)，以提高零件的加工精度。`（3）對(duì)于使用了絕對(duì)位置檢測(cè)器的數(shù)控機(jī)床，對(duì)刀點(diǎn)最好選在該坐標(biāo)系的原點(diǎn)上，或者選在已知坐標(biāo)值的點(diǎn)上，以便于坐標(biāo)值的計(jì)算和簡(jiǎn)化程序編制。為了提高加工精度，要使“刀位點(diǎn)”與“對(duì)刀點(diǎn)”重合?！暗段稽c(diǎn)”與“對(duì)刀點(diǎn)”重合的越好，對(duì)刀精度越高。通常，對(duì)于形狀規(guī)則的毛坯材料來(lái)講，對(duì)刀點(diǎn)一般都設(shè)定在工件右端面中心，這樣對(duì)刀精確，不容易出錯(cuò)，可以使程序更加簡(jiǎn)化，有利于編程計(jì)算。換刀點(diǎn)最安全的位置是換刀時(shí)刀架或刀盤上的任何刀具都不與工件或機(jī)床其它部件發(fā)生碰撞的位置。換刀點(diǎn)的軸向位置由刀架上軸向伸出最長(zhǎng)的刀具（如內(nèi)孔鏜刀、鉆頭等）決定，換刀點(diǎn)的徑向位置則由刀架上徑向伸出最長(zhǎng)的刀具（如外圓車刀、切槽刀等）決定。每把刀各有各的換刀位置。刀具在加工完某一道工序后，再進(jìn)行下一道工序的加工時(shí)，有可能需要換刀，所以要設(shè)定換刀點(diǎn)。如（X100，Z100）即當(dāng)前換刀點(diǎn)在距離工件零點(diǎn)右方100mm的地方。同時(shí)如果將換刀點(diǎn)設(shè)置在遠(yuǎn)離毛坯的位置，當(dāng)換第二把刀后，進(jìn)行精車時(shí)的空行程路線必然較長(zhǎng)，如果近離工件且不發(fā)生任何干擾，將縮短走刀行程，利于快速加工零件，所以我選擇工件坐標(biāo)系X100Z100該點(diǎn)為換刀位置。（2）先內(nèi)腔加工，后外形加工。:（1）保證被加工工件的精度和表面粗糙度原則（2）加工路線最短，減少空行程原則（3）盡量簡(jiǎn)化數(shù)值計(jì)算工作量原則（4）充分使用指令功能，簡(jiǎn)化加工程序原則2. 數(shù)控車削加工工序的劃分：（1）以一次安裝進(jìn)行的加工作為一道工序（2）以一個(gè)完整數(shù)控程序連續(xù)加工的內(nèi)容為一道工序（3）以工件上的結(jié)構(gòu)內(nèi)容組合用一把刀具加工為一道工序（4）以粗、精加工劃分工序該零件是根據(jù)以工件上的結(jié)構(gòu)內(nèi)容按每次安裝所進(jìn)行的加工作為一道工序，一共有8道工序：（1）鉆兩端中心孔。（3）粗車大端各部。（5）車小端錐孔。（7）精車外圓。：合理選擇切削用量的原則是：（1）粗加工時(shí)，首先選取盡可能大的背吃刀量；其次要根據(jù)機(jī)床動(dòng)力和剛性的限制條件等，選取盡可能大的進(jìn)給量；最后根據(jù)刀具耐用度確定最佳的切削速度。（2）半精加工和精加工時(shí)，首先根據(jù)粗加工后的余量確定背吃刀量；其次根據(jù)已加工表面的粗糙度要求，選取較小的進(jìn)給量；最后在保證刀具耐用度的前提下，盡可能選取較高的切削速度。具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書、切削用量手冊(cè)，并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)而定。（1）切削速度Vc主軸轉(zhuǎn)速n(r/min)主要根據(jù)允許的切削速度Vc(m/min)來(lái)選取。 n=