镗主轴套筒加工工艺

镗主轴套筒加工工艺内容摘要：

足够的支承面积。 兰州交通大学毕业设计 (论文 ) 6 （ 4）粗基准不重复使用原则 粗基准通常只允许使用一次，这是因为粗基准一般都很粗糙，重复使用同一粗基准所加工的两组表面之间的位置误差会相当大，所以，粗基准一般不得重复使用。 （二）表面加工方法的选择 机器零件的结构形状虽然多种多样，但它们都是由一些最基本的何表面组成的，机器零件的加工过程实际就是获得这些几何表面的过程。 同一种表面可以选用各种不同的加工方法加工，但每种方法的加工质量、加工时间和花费的费用却是各不相同的。 工程技术人员的任务，就是要根据具体加工条件选用最 适当的加工方法，加工出合乎图样要求的机器零件。 （三）加工阶段的划分 当零 件的质量要求较高时，一般都要经过粗加工，半精加工和精加工等三个阶段；如果零件的加工精度要求特别高、表面粗糙度要求特别小时，还要经过精整和光整加工阶段。 各个加工阶段的主要任务是： 1． 粗加工阶段 高效地切除加工表面上的大部分余量，使毛坯在形状和尺寸上接近成品零件。 2． 半精加工阶段 切除粗加工后留下的误差，全被加工工件达到一定精度，为精加工做 准备，并完成一些次要的加工，例如，钻孔、攻螺纹、铣键槽等。 3．精加工阶段 保证主要表面达到零件图规定的质量要求。 4．精整和光整加工阶段 其主要任务是减小表面粗糙度和进 一步提高尺寸精度和开状精度，但一般没有提高表面间位置精度的作用。 （四）工序集中与分散 确定加工方法后，就要按零件加工的生产类型和工厂具体条件确定工艺过程的工序数。 确定零件加工过程工序数有两种迥然不同的原则，一种是工序集中原则，另一种是工序分散原则。 按工序集中原则组织工艺过程，就是使每个工序包括的加工内容尽量些，组成一个集中工序；按工序分散就是使每个工序所包括的加工内容尽量少些。 （五） 工序先后顺序的安排 1．机械加工工序的安排 机械加工工序先后顺序的安排，一般应遵循以下原则： 兰州交通大学毕业设计 (论文 ) 7 （ 1）先加工定位基面，再加工其他表面； （ 2）先加工主要表面，后加工次要表面； （ 3）先安排粗加工工序，后安排精加工工序； （ 4）先加工平面，后加工孔。 2．热处理工序及表面处理工序的安排 为改善工件材料切削性能安排的热处理工序，例如退火、正火、调质等，应在切削加工前进行。 为消除工件内应力安排的热处理工序，例如人工时效、退火等，最好安排在粗加工阶段之后进行。 为了改善工件材料力学性能的热处理工序，例如淬火、渗碳淬火等，一般都安排在半精加工和精加工之间进行，这是因为淬火处理后尤其是渗碳淬火后工件会有加较大的变形产生，为了修正渗碳、淬火处理产生和变形，热处理后需要安排精加工工序。 在淬火处理进行之前 ，需将铣槽、钻孔、攻螺纹、去行刺等次要表面的加工进行完毕。 当工件需要淬火处理时，由于渗碳过程工件会有较大的变形产生，常将渗碳过程放在次要表面加工之前进行，这样可以减少次要表面与淬硬表面间的位置误差。 为提高工件表面耐磨性、耐蚀性安排的热处理工序以及装饰旷目的而安排的热处理工 序，例如镀铬、镀锌、发兰等，一般都安 排在工艺过程最后阶段进行。 3．其他工序的安排 为保证零件制造质量，防止产生废品，需在下列场合安排检验工序： （ 1）粗加工全部结束之后； （ 2）送往外车间加工的前后； （ 3）工时较长工序和重要工序的前后来； （ 4）最终加工后。 除了安排几何尺寸检验工序外，有的零件还要安排擦伤、密封、稳重、平衡等检验工序。 零件表层或内腔的毛刺对机器装配质量影响甚大，切削加工之后，应安排去毛刺工序。 零件在进入装配之前，一般都应安排清洗工序。 在用磁力夹紧的工序之后，要安排去磁工序，不让带有 剩磁的工件进入装配线。 （六）机床设备与工艺装备的选择 正确选择机床设备 是一件很重要的工作，它不但直接影响工作的质量，而且还影响兰州交通大学毕业设计 (论文 ) 8 工件的加工效率和制造成本。 所选机床设备的尺寸规格应与工件的加工质量相适应，机床精度等级应与本工序加工要求相适应 ， 电动机功率应与本工序加工 所需功率适应，机床设备的自动化程度和生产效率应与工件类型相适应。 工艺装备的选择将直接影响工件的加工精度、生产效率和制造成本，应根据不同情况适当选择。 在中小批生产条件下，应首先考虑选用通用工艺装备（包括夹具、夹具、量具和辅具）；在大批量生产中，可根 据加工要求设计制造专用工艺装备。 （七） 切削用量的选择 切削用量是指在切削过程中，选取的切削速度、进给量和被吃刀量的具体数值。 合理选择切削用量，对于保证质量、提高生产率和降低成本具有重要作用。 提高切削速度、加大进给量和被吃刀量，都使得单位时间内金属的切除增多， 因而都有利于生产率的提高。 但实际上它们受工作材料、加工要求、刀具耐用度 、机床动力、机床和工件的刚性等因素 限制，不可能任意选取。 合理选择切削用量，就是在一定条件下选择的切削用量三要素的最佳组合。 其基本原则是：应首先选择一个尽可能大的切削深度，其次选择一个较大的进给量，最后，在刀具耐用度和机床功率允许条件下选择一个合理的切削速度。 兰州交通大学毕业设计 (论文 ) 9 第三章 T6145 镗床主轴套筒加工工艺 设计 第一节 零件图分析 一、 结构特点 主轴套筒是镗床的关键零件之一，它的质量直接影响机床的精度和镗床对工件的加工质量和精度 ，所以它的精度要求较高，尤其尺寸精度、形位精度和表面粗糙度等。 图 镗床主轴套筒 均布 深技术要求： 材料为3 8Cr MoA lA。 ，硬度H V90 0。 其它棱角倒角。 齿顶棱边倒角R .均布 深深兰州交通大学毕业设计 (论文 ) 10 图 为镗床主轴套筒零件图。 其结构特点如下：主轴套筒中间安装镗床主轴，在两端 φ 90mm 与 φ 85mm 孔内安装轴承，轴承内孔与主轴轴颈相配合用来支承主轴并保证主轴的回转精度；在套筒的圆表面上铣出齿条与主轴箱中的齿轮相啮合，由齿轮带动齿条，使主轴套筒与主轴实现进给运动；主轴套筒外圆与抽轴承相配合，要求主轴套筒既能在横向运动时无阻滞，以要求在主轴旋转时不产生晃动，以保证主轴的回转精度。 所以 φ 90mm与 φ 85mm 孔和 φ 105mm 的外圆是该零件的主要加工的 表面。 此外， 该 零件全长 476mm，两端内孔的形状和位置公差是不易掌握的，并且其最薄处仅有 ，工序安排不易会产生变形，将直接影响到零件的加工精度，套筒的主要面的粗糙度 Ra 数值是 和 ，加工表面全部需要磨削，并在磨削前必须要安排合理的热处理，总之该零件的主要加工表面必须经过多道加工，才能逐步提高精度以达到要求。 二、 技术要求 镗床主轴套筒的技术要求见表 ： 表 镗床主轴套筒的技术要求 项目 说明 φ 90−+ 内孔轴线对 φ 105++外圆轴线的同轴度公差为 φ。 φ 90−+ mm 内孔表面圆柱度公差； φ 90−+ 内孔表面对 105++ 外圆轴线的径向圆中跳动公差为。 55177。 长度 的 左端面对 φ 90−+ 内孔和 φ 85−+ 内孔的公共轴线端面圆跳动公差为。 55177。 长度的左右端面任选基准的平等度公差为。 兰州交通大学毕业设计 (论文 ) 11 项目 说明 φ 105++ mm 外圆表面圆柱度公差为。 齿条齿形中心平面对 φ 105++ 外圆轴线的垂直度公差为。 φ 85−+ mm 内孔表面圆柱度公差为； φ 85−+ 内孔表面对 φ 105++外圆轴线的径向圆跳动公差为。 32 长度右端面 对 φ 90−+ mm 和 φ85−+ 内孔的公共轴线端面圆跳动公差为。 氮化深度 ， HV900 热处理氮化工艺后，工件的氮化层深,维氏硬度在 900 左右。 38CrMoAlA 含碳为 %的中碳 优质 合金结构 钢 1． φ 105++ 外圆表面的轴线是设计基准，其尺寸公差等级很高为 IT4 级，表面粗糙度为 m，这些技术条件都是为了保证与抽轴承的配合精度和运动的平稳。 2． 两端 φ 90−+ 和 φ 85−+ 内孔表面对 φ 105++ 外圆轴线的径向圆跳动公差为 ，圆柱度为 ，其表面粗糙度值为 ，这些技术条件都是为了满足与轴承配合的要求，以保证主轴的回转精度； φ 90−+ mm 和 φ85−+ 孔的内端面对 φ 90−+ 和 φ 85−+ 内孔的公共轴线端面圆跳动公差为 ，这是因为这两处端面都是推力轴承的安装基准，它的精度直接影响轴向窜动。 兰州交通大学毕业设计 (论文 ) 12 3． 中间的 60○ 倒角是工艺基准，专为精磨 φ 105++ 外圆时用顶尖式心轴而设计的，以保证两端内孔与外圆有很高的同轴度。 4． 齿条齿形中心平面对 φ 105++ 外圆轴线的垂直度公差为 ，这项技术条件是保证齿轮与齿条啮合 时 接触良好， 传动平稳。 第二节 生产类型的确定 生产类型是企业生产专业化程度的分类，一般分为大量生产、成批生产和单件生产，其中成批生产又分为小批生产、中批生产和大批生产。 由于该 T6145 镗床主轴套筒的年产量 定 为 100 件 /年，查表 可知，该生产类型属于小批生产。 表 机械加工各种生产类型 生产类型 生产纲领 单件 生产 成批生产 大量 生产 小批 中批 大批 产 品 类 型 重型机械 5 5~100 100~300 300~1000 1000 中型机械 20 20~200 200~500 500~5000 5000 轻型机械 100 100~500 500~5000 5000~50000 50000 小批 量 生产纲领的工艺特点如下： 1． 毛坯的制造方法及加工余量：自由锻、木模手工造型；毛坯精度低余量大。 2． 机床设备及机床布置：通用机床按机群式排列；部分采用数控机床及柔性制造单元。 3． 夹具及尺寸保证：通用夹具、标准附件或组合夹具；划线试切保证尺寸。 4． 刀具及量具：通用刀具，标准量具。 5． 零件互换性：配对制造，互换性低，多采用钳工修配。 6． 工序集中成度：工序集中，加工工序少，每工序加工内容多。 7． 工艺文件的要求：编制简单的工艺过程卡片。 8． 生产率：用传统加工方法，生产率低，用数控机床可提高生产率。 9． 成本：较高。 10． 对工人的技术要求：需要技术熟练地工人。 10． 发展趋势：采用成组工艺、数控机床、加工中心及柔性制造系统。 兰州交通大学毕业设计 (论文 ) 13 第 三 节 毛坯的选择 T6145 镗床主轴套筒的材料为 38CrMoAlA， 所以选择毛坯类型为圆钢， 成品 外形尺寸为 φ 105mm 476mm， 所以参考表 外圆表面加工余量表， T6145 镗床主轴套筒选择毛坯尺寸为 φ 120mm 497mm。 表 外圆表面加工余量表 （单位： mm） 第 四 节 选择定位基准 一、 选择精基准和确定夹紧方案 图 外圆表面加工时的精基准 最大尺寸 ≤ 200 200～ 500 零件表面粗糙度 Ra/μ m ～ 25 ～ ～ 25 ～ ～ 25 ～ ～ 25 ～ 零件外径 外径 （材料） 单端面 加工余量 外径 （材料） 单端面 加工余量 103 110 110 110 110 104 105 120 106 120 120 兰州交通大学毕业设计 (论文 ) 14 φ 105++，根据精基准的选择原则， T6145 镗床主轴套筒加工时的精基准具体选择如下： 1．以 60○ 倒角内锥面作为车削或磨削 φ 105++ 圆表面的精基准，如图 ； 2．以 φ 105++，如图 ； 3．以 φ 105++ 和端面作为铣削或磨削齿条的精基准，如图。 图 内孔 加工时 的精基准 图 齿条 加工 的精基准 兰州交通大学毕业设计 (论文 ) 15 二、选择粗基准和确定夹紧方案 根据粗基准的选择原则， T6145 镗床主轴套筒加工时以 φ 105++ 表面 为 粗基准，如图。 图 主轴套筒的粗基准 第 五 节 拟定套筒的工艺路线 一、加工阶段的划分 T6145 镗床主轴套筒 主要表面精度很高（最高精度为 IT4），表面粗糙度值很小（最小为 ），是高精度零件，所以加工阶段 化分 除了一般的粗加工阶段、半精加工阶段和精加工阶段外，还要安排精整和光整加工阶段。 各阶段的主要任务如下： 1．粗加工阶段 在该阶段高效地切除加工表面的大部分余量，使毛坯形状和尺寸上接近成品套筒，主要加工完成粗车外圆和各个孔。 2．半精加工阶段 切除粗加工后留下的误差，使被加工工件。