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1、分度头主轴加工工艺分析周城西南科技大学萧山教学点机电一体化技术专业 12秋级高起专【摘要】 本文以零件图的绘制流程，加工工艺的制定，夹具设计等方面分析，并结合数控加工的特点，分别进行工艺方案分析，机床的选择，刀具加工路线的确定，数控程序的编制，最终形成可以指导生产的工艺文件。在整个工艺过程的设计过程中，要通过分析，确定最佳的工艺方案，使得零件的加工成本最低，合理的选用定位夹紧方式，使得零件加工方便、定位精准、刚性好，合理选用刀具和切削参数，使得零件的加工在保证零件精度的情况下，加工效率最高、刀具消耗最低。最终形成的工艺文件要完整，并能指导实际生产。【关键词】零件绘制 加工工艺 零件选择 夹具设
2、计目 录一、零件图的测绘31.测绘的要求和方法32.测绘的步骤3二、零件加工工艺规程制定31零件分析31.1加工内容、生产纲领、生产类型等3 1.2零件结构工艺性分析42毛坯的种类及特点43.工艺路线的制定54.工序余量及工序尺寸的确定65基准的选择6 5.1基准及其分类6 5.2定位基准的选择76机床的选择117刀具的选择及要求11三、夹具的设计111定位夹紧机构的基本要求122夹具设计思路123定位与夹紧常用方式13四、参考文献14一、零件图的测绘1.测绘的要求和方法：材料及毛坯要求。表面粗糙度要求。尺寸公差、形状和位置公差。表面处理、镀、修饰、喷漆等要求。检测、验收、包装等要求。2.测绘
3、步骤了解和分析测绘对象 首先应了解零件的名称、用途、材料以及它在机器（或部件）中的位置和作用；然后对该零件进行结构分析和制造方法的大致分析。 确定视图表达方案 先根据显示零件形状特征的原则，按零件的加工位置或工作位置确定主视图；再按零件的内外结构特点选用必要的其它视图和剖视、剖面等表达方法。 绘制零件草图 对画好的零件草图进行复核后，再画零件图二、零件加工工艺规程制定1零件分析1.1加工内容生产纲领、生产类型等一般有零件的加工工艺路线、各工序基本加工内容、切削用量、工时定额及采用的机床和工艺装备（刀具、夹具、量具、模具）等。生产纲领的大小对生产组织和零件加工工艺过程起着重要的作用，它决定了各工
4、序所需专业化和自动化的程度，决定了所应选用的工艺方法和工艺装备。根据教材中生产纲领与生产类型及产品大小和复杂程度的关系，确定其生产类型。 1.2零件结构工艺性分析 结构工艺性的概念零件的结构工艺性是指所设计的零件在满足使用要求的前提下，制造的可行性和经济性，它是评价零件结构设计优劣的主要技术经济指标之一。零件切削加工的结构工艺性涉及到零件加工时的装夹、对刀、测量和切削效率等。零件的结构工艺性差会造成加工困难，耗费工时，甚至无法加工。零件的结构工艺性的好与差是相对的，与生产的工艺过程、生产批量、工艺装备条件和技术水平等因素有关。随着科学技术的发展和新工艺的出现及生产条件的变化，零件的结构工艺性的
5、标准也随之变化。零件结构工艺性a) 零件的结构尺寸(如轴径、孔径、齿轮模数、螺纹、键槽和过渡圆角半径等)应标准化，以便采用标准刀具和通用量具，使生产成本降低。 b) 零件结构形状应尽量简单和布局合理，各加工表面应尽可能分布在同一轴线或同一平面上；否则，各加工表面最好相互平行或垂直，使加工和测量方便。 c) 尽量减少加工表面(特别是精度高的表面)的数量和面积，合理地规定零件的精度和表面粗糙度以利于减少切削加工工作量。d) 零件应便于安装，定位准确，夹紧可靠：有相互位置要求的表面，最好能在一次安装中加工。e) 零件应具有足够的刚度，能承受夹紧力和切削力，以便于提高切削用量，采用高速切削。表3-13
6、对部分零件的切削加工结构工艺性进行了比较。 2.毛坯的种类及特点在选择零件毛坯时，主要考虑以下因素：零件的材料及其力学性能 零件的材料大致确定了毛坯的种类。例如，材料为铸铁和青铜的零件就用铸件毛坯。材料为钢材的零件，当形状不复杂而机械性能要求又不高时可选用型材；形状复杂、机械性能要求较高时可选用铸件；当机械性能要求高而形状较简单时可选用锻件。零件的结构形状及外形尺寸 阶梯轴零件各台阶的直径相差不大时，可用圆棒料（型材）；直径相差较大时，宜用锻件。零件尺寸较大时，一般采用自由锻；中小型零件可选用模锻。对于形状复杂的零件，毛坯常用铸造方法。薄壁零件则不宜用砂型铸造，尺寸大的铸件宜用砂型铸造，中小型
7、零件可用较先进的压力铸造和特种铸造。生产纲领 大批量生产时应采用精度和生产率都较高的毛坯制造方法。这时所增加的毛坯制造费用可由减少材料的消耗费用和机械加工费用来补偿。如铸件可采用金属模或精密铸造；锻件可采用模锻、冷轧等方式。零件产量较小时则采用精度和生产率都较低的毛坯制造方法，以降低生产成本。 生产条件 选择毛坯时必须结合本厂毛坯制造的生产条件、生产能力、对外协作的可行性。有条件时应积极组织专业化生产，以保证毛坯质量和提高经济效益。 积极推广应用新工艺、新技术和新材料 随着机械制造技术的，毛坯制造方面的新工艺、新技术和新材料的发展很快。例如精铸、精锻、冷轧、冷挤压、粉末冶金和工程塑料等在机械制
8、造中的应用日益增加。应用这些方法后，可大大减少机械加工量，有时甚至可不再进行机械加工，其经济效益明显提高。 3.工艺路线的制定工艺路线的拟定是制定工艺规程的关键，其主要任务是选择确定各个表面的加工方法和加工方案，确定如何划分加工阶段，确定工序集中与分散程度，确定各个表面的加工顺序和装夹方式，以及详细拟订工序的具体内容等。目前还没有一套普遍完整的方法，而多是采取经过生产实践总结出的一些综合性原则。在应用这些原则时，要结合具体的生产类型及生产条件灵活处理。4.工序余量及工序尺寸的确定加工总余量与工序（工步）余量加工总余量即毛坯余量，是指毛坯尺寸与零件设计尺寸之差，也就是某加工表面上切除的金属层总厚
9、度。工步（工序）余量是指相邻两工序（工步）的尺寸之差，也就是某道工序（工步）所切除的金属层厚度。显然有 （5-1)式中 ZS - 某表面加工总余量； n - 该表面的机械加工工序（工步）数； Zi - 该表面第i个工序（工步）加工余量。工序余量计算公式：设某加工表面上道工序（工步）的尺寸为a，本道工序（工步）的尺寸b，则本道工序（工步）的基本余量Zb可表示成：对于被包容表面（图5-25a,c):(5-2)对于包容表面(图5-25 b,d)(5-3) 单边余量与多边余量工序（工步）余量有单边余量和双边余量之分。通常平面加工属于单边余量（图5-25a，b），回转面（外圆、内孔等）和某些对称平面（键
10、槽等）加工属于双边余量（图5-25c，d）。双边余量各边余量等于工序（工步）余量的一半（图5-25c，d）。5.基准的选择5.1基准及其分类基准是零件上用来确定其他点、线、面的位置所依据的点、线、面。根据基准功能不同，分为设计基准和工艺基准。1）设计基准 它是在零件设计图纸上用来确定其他点、线、面的位置的基准，轴心线O-O是外圆表面和内孔的设计基准；端面A是端面B、C的设计基准；30H7内孔的轴心线是45h6外圆表面径向跳动和端面B跳动的设计基准。2）工艺基准 它是在工艺过程中所采用的基准。包括以下基准。工序基准:是在工序图上用来确定本工序加工表面加工后的尺寸、形状、位置的基准。所注的被表面位
11、置尺寸称为工序尺寸。定位基准:是在加工中用于工件定位的基准。加工A面和B面时，以C面和D面为工件的定位基准。 测量基准:是测量工件的形状、位置和尺寸误差时采用的基准。两种测量方法，(a)为检验面A时时以小圆柱面的上母线为测量基准；(b)时以大圆柱面的下母线为测量基准。装配基准:在机器装配时，用来确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准。齿轮和轴的装配，是基准之间关系的实例。 5.2定位基准的选择 在机械加工过程中的开始，只能用未经加工的毛坯表面作为定位基准，这种基准称为粗基准。基准称为辅助基准，如工艺台，工艺孔等。根据工件加工的工艺过程，下面分别阐述粗、精基准选择的基本原则。 1）粗基准的
12、选择原则 选择粗基准时，主要考虑两个问题：一是合理地分配各加工面的加工余量：二是保证加工面与不加工面之间的相互位置关系。具体选择时应参考下列原则。为了保证加工面和不加工面之间的相互位置要求，一般选择不加工面为粗基准。如图3-14所示，毛坯铸造时内孔和外圆有偏心，若采用不加工的外圆表面为粗基准加工内孔，则内孔和外圆是同轴的，即壁厚均匀，而内孔的加工余量不均匀。当工件上有多个不加工面与加工面之间有位置要求时，应选择其中位置要求较高的不加工面为粗基准。 加工余量合理分配原则 为了保证各加工面都有足够的加工余量，应选择毛坯余量最小的面为粗基准。一阶梯轴需加工两外圆表面，因70mm外圆的余量较小，故应选70mm外圆为粗基准。如果选115mm外圆为粗基准加工70mm外圆，当两外圆轴线有3mm的偏心时，加工后70mm的外圆有一侧因余量不足（余量为-0.5mm）出现毛面，使工件报废。重要表面原则为保证重要加工表面的加工余量均匀，应选重要加工表
