轴工艺规程说明书正文

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1、辽宁工程技术大学课程设计1 第第一一章章零零件件的的分分析析 1.1零件的作用零件的作用 本次设计所给定的是主轴零件图。主轴主要位于主轴箱部分，主要作 用是传递回转和扭转。电动机的回转运动和扭矩是通过各级变速齿轮等传 递到主轴，再通过主轴传递给工件或刀具的。主轴必须具有较高的回转精 度，以保证工件几何形状的正确。影响主轴回转精度的主要有：主轴本身 的结构尺寸及动态特性；主轴及轴承的制造精度；轴承的结构及润滑；主 轴上齿轮等零件的布局；主轴及其主轴上固定件的动态平衡等。主轴 为机床附件和有关工艺装备提供安装基面，直接或间接地支持和导向作用； 当棒料需从主轴中心通孔通过作贯穿送料时，主轴内控还具有

2、支撑作用。 由于机床主轴制造质量的高低直接影响整台机床的工作精度和使用寿命， 因此主轴是机床的最主要零件之一。 【1】 1.2零零件件的的主主要要技技术术要要求求 1. 表面粗超度 主轴中间倾斜度为1:20 的轴颈的粗超度为0.8，其余地方为 1.6。 中间直径为 38mm 的通孔粗超度为1.6。 2. 主轴大端锥孔的技术要求 主轴大端锥孔的锥度为1:3 的圆锥表面，圆度允差为 0.005mm，表面粗超度为0.8，淬硬至 60HRC。 3. 其他配合表面的技术要求 主轴上直径为108mm 的轴颈外表面粗超度为1.8。倾斜轴颈的圆 度允差为 0.005mm。 4. 轴键槽的技术要求 键槽为直径为

3、10mm、为高 5mm、长度为 18mm 的椭圆轴键 ，粗 超度要求为 3.2，并且渗碳 1.2mm。 5. 螺纹的技术要求 螺纹为 6 级精度，共 3 段螺纹，粗超度为3.2，淬火但不渗碳。 辽宁工程技术大学课程设计2 第第二二章章工工艺艺规规程程的的设设计计 2.1 毛毛坯坯的的选选择择 此主轴材料为20cr 圆钢，由于毛坯加热锻打后，能使金属内部纤维 组织沿表面均匀分布，从而获得较高的机械强度，故此主轴采用锻件。根 据设计要求，为单件小批量，故选择棒料即可。根据零件尺寸，查表 取外径为 130mm，长度为 300mm。单端面加工余量为2.5mm。 2.2 定定位位基基准准的的选选择择 2

4、.2.1 粗粗基基准准的的选选择择 为取得两中心孔作为精加工的定位基准，所以机械加工的第一道工 序是切端面钻中心孔。为此可选择进出的外圆表面作为粗基准。这样当反 过来再用中心孔定位，加工外圆表面时，可以获得均匀的加工余量，有利 于保证轴颈的加工精度。 2 2. .2 2. .2 2 精精基基准准的的选选择择 为了避免基准不重合误差，考虑工艺基准与设计基准和各工序定位 基准的统一，以及尽可能在一次装夹中加工较多的工件表面，所以在主轴 精加工的全部工序中（大端锥孔面本身加工时除外），均采用而中控作 为定位基准。在主轴中心孔通孔钻出来以后，原中心孔消失，需要用锥套 心轴，借以重新建立定位精度。中心孔

5、在使用过程中的磨损会影响定位精 度，故必须经常注意保护并及时修整。特别是在关键的精加工工序之间， 为保证和提高定位精度，均需要重新修整。 2.2.3 基基准准的的转转换换 由于主轴的主要轴颈和大端锥孔的位置精度要求很高，所以在加工过 程中要采用互换基准的原则，在基准互换的过程中，精度逐步得到提高。 （1） 以外圆为粗基准加工中心孔； （2） 以中心孔为基准， 粗车、半精车 轴颈等外圆各部分； （3） 以外圆为基准， 加工通孔、 大端锥孔； （4） 以外圆为基准，粗磨大端锥孔； （5） 以中心孔（锥套心轴）为基准，精车外圆各部分； （6） 以外圆表面为基准，精磨大端锥孔。 辽宁工程技术大学课程设

6、计3 特别是最后精磨锥孔时，由于定位基准选择恰当，收到了互为基准 和基准重合双重效果，从而保证了很高的主轴跳动精度。 【3】 2 2. .3 3 加加工工阶阶段段的的划划分分 主轴的机械加工工艺可划分为以下三个阶段： （1） 粗加工阶段 该阶段是在正火后进行的，包括车端面、打中心孔和粗车外圆等工 序。其主要任务是切除毛坯上大部分余量，同时可发现锻件的裂纹或其他 缺陷。 （2） 半精加工阶段 主轴毛坯在粗加工后需要进行调质阶段，然后再进行半精加工。半 精加工阶段包括个半精车工序、中心通孔及次要表面加工工序。其主要任 务是为精加工做好准备，对于一些要求不高的表面，使之达到图样要求。 （3） 精加工

7、阶段 此加工阶段是在热处理（高频淬火并渗碳）之后进行，包括各轴 颈及大端锥孔的最终加工等工序。其主要任务是最后全面地保证工件 达到图样的要求。此外，为防止主轴键槽等工作表面在热处理过程中变 形或撞伤，故其最终加工也安排在此阶段进行。 2 2. .4 4 选选择择加加工工方方法法，制制定定工工艺艺路路线线 2 2. .4 41 1 零零件件表表面面加加工工方方法法的的选选择择 本零件的加工面有外圆、内孔、端面、螺纹、键槽、小孔等，材料 为 20cr 圆钢。 以公差等级和表面粗糙度要求，其加工方法如下： （1）主轴中部倾斜度为1:20 的外圆，未注明公差，根据技术要 求为中等级 表 2-8【5】，

8、由于长度为151mm，公差为 1mm，查 表 2- 2【5】的公差等级为IT14，表面粗糙度Ra0.8m，查表 5-14【2】可以 确定，先粗车再半精车，由于半精车后热处理，要达到粗糙度要求，要 进行磨削。 （2）主轴小端的直径为56mm、大端直径为108mm 的轴颈，粗 糙度都为 Ra1.6m，公差等级都为IT6，由表 5-14【2】查得，先粗车， 再半精车，再精车即可达到。主轴大端直径为75mm 的轴颈，公差等 级为 IT7，粗糙度为 Ra1.6m，粗车、半精车和精车也能达到要求。 辽宁工程技术大学课程设计4 （3）直径为 39mm 的内孔和直径为38.5mm 的内孔没有粗糙度要 求故钻、

9、扩之后，就能达到要求。 (4)直径为 38mm 的中间内孔， 由表 2-8【5】和表 2-3【5】确定公 差等级为 IT13，粗糙度为 Ra1.6m，由 表 5-15【2】查得，需要先钻， 然后再 半精镗 即可达到要求。 （5）对于大端锥度为1:3 的锥孔， 先粗镗 ，再半精镗，最后进 行磨孔就可达到加工要求。 （6）端面没有加工要求，只要粗车即可。 （7）键槽的公差等级为IT9 和 IT14，IT9 的粗糙度为 Ra3.2m，另一个没有粗糙度要求，由表 5-16【2】，精车即可达到加 工要求。 （8）三段螺纹的公差带为6g，粗糙度均为Ra3.2m，由 表 5- 21【2】查得，精车来达到加工

10、要求。 2.4.2 制制定定工工艺艺路路线线 由于生产类型为单件小批量生产，因此选用普通的夹具，应尽量使 零件的几何形状、尺寸精度、几何位置精度等技术要求得到合理的保证 的前提下，并尽量使工序集中起来提高生产率，还应考虑经济效果，尽 量降低生产成本。主轴的加工可按下述工艺路线进行： 工序 1：热处理，对棒料进行正火。 工序 2：以外圆为基准，粗车两端面。 工序 3：以外圆为基准，在两端面上钻中心孔。 工序 4：以两中心孔为基准，从一端分别粗车直径56mm、长度为 41mm 和直径为 64mm、长度为 25mm 的外圆 ，查表 5-32【2】得，直径余 量为 5mm，并粗车倾斜度为1:20 的外

11、表面，长度为151mm；直径为 108mm、长为 16mm 和直径为 75mm、长为 25mm 的外圆，查表5-32【2】 得，直径余量为6mm；并粗车各外圆端面 。 工序 5：进行调质热处理。 工序 6：以中心孔为基准， 半精车 大端 直径 108mm、75mm 外圆， 查表 9-9【3】得，直径余量3mm。并半精车直径72mm、长为 20mm 的外 圆，查表 9-9【3】得，直径加工余量为3mm，并半精车各端面 和倾斜度 为 1:20 的外表面进行半精车 。 工序 7：以中心孔为基准，半精车小端端面， 直径为 56mm、直径 辽宁工程技术大学课程设计5 为 64mm 的外圆 。 工序 8：

12、以外圆表面为基准，钻直径为36mm 的通孔，并自小端扩 长为 158mm、直径为 39mm 的通孔 ，自大端扩长为75mm、直径为 38.5mm 的通孔 ，扩中间 36mm 孔到 38mm。 工序 9：以外圆表面为基准，半精镗 直径为 38mm 的孔。 工序 10：以外圆表面为基准，粗镗大端锥度为1:3 的锥孔，再进 行半精镗。 工序 11：以大端内锥孔为基准，钻大端直径为8mm、高度为 13mm 的螺孔。 工序 12：进行淬火，淬硬至60HRC，并对除了螺纹以外的表面渗 碳。 工序 13：以中心孔（锥套心轴上的）为基准，精车除了倾斜表面的 各外圆表面 、端面 ，并切槽、倒角、键槽。 工序 1

13、4：以外圆轴颈为基准，粗磨大端锥孔。 工序 15：以大端内锥孔为基准，粗磨倾斜度为1:20 的外圆圆锥 表面。 工序 16：以中心孔（锥套心轴上的）为基准，精车外圆表面三段螺 纹。 工序 17：钳工。 工序 18：检验。 2 2. .5 5 工工序序设设计计 2 2. .5 5. .1 1 选选择择加加工工设设备备与与工工艺艺装装备备 1.机床的选择 （1）工序 2 是粗车端面。工序的工步数为两步，选用卧式车床就能 满足要求。 本零件外廓尺寸不大，精度要求不是很高，根据表 5- 55【2】选用最常用的C630 型卧式车床即可。 （2）工序 3 是在端面钻中心孔。选用常用的中心孔钻床即可。 （3

14、）工序 4 是粗车外圆。 工序的工步数不多，选用卧式车床就能 满足要求。本零件外 廓尺寸不大，精度要求不是很高，根据表 5- 55【2】选用最常用的C630 型卧式车床即可。 (4)工序 6 半精车各外圆表面。工序的工步数为3 步，精度要求 辽宁工程技术大学课程设计6 不是很高，根据 表 5-55【2】，选用常用的C620 型卧式车床即可。 （5）工序 7 为半精车外圆锥面，倾斜度为1:20，加工精度要求不 高，跟（ 4）中一样，选用C620 型卧式机床即可加工。 （6）工序 8 是钻通孔，并且扩孔，可选用深孔钻床。 （7）工序 9 是半精镗孔。由于是通孔的偏中部分，因此，需要用到 深孔机床方

15、能满足要求。 （8）工序 10 为粗、半精镗加工大端锥孔，根据表 5-55【2】查得， 选用 C620 车床。 （9）工序 11 为钻大端的螺孔，选用专用钻床即可。 （10）工序 13 为精车各外圆表面，并切槽、倒角、键槽，根据表 5-55【3】查得，选用 C620 车床。 （11）工序 14 为粗磨大端锥孔 ，根据表 6-24【3】查得，选用 MD2110 内圆磨床即可。 （12）工序 15 为粗磨外圆圆锥面，根据表 6-22【3】查得，选用 M1432B 外圆磨床。 （13）工序 16 是精车外圆的各档螺纹，根据表 6-1【3】查得，选用 CA6150 车床。 2.夹具的选择 由于设计时间

16、的限制，故各工序使用通用夹具。 3.刀具的选择 （1）在车床上加工的工序，一般都选用硬质合金车刀和镗刀。加工钢 制零件采用 YT 类硬质合金，粗加工用YT5，因为此类刀具，强度最高， 抗冲击性和抗震动性最好。半精车加工采用YT15，适用于碳钢及合金 钢加工中连续切削时半精车，连续面的半精车。精加工用 YT30，耐磨 性及允许的切削速度较YT15 高，适合碳钢及合金钢的精加工。加工外 圆柱和外圆锥表面， 选用外圆车刀 【3】 。 （2）在钻孔的工序中，麻花钻用来在实体材料上加工低精度和高粗糙 度的孔、扩孔。 （3）在磨大端锥孔的工序中，主轴锥孔对主轴轴颈的径向跳动，是机 床的主要精度指标。因此锥孔的磨削，是主轴加工的关键工序之一。选择 适当的夹具，用标准砂轮磨削即可。 4.量具的选择 （1）选择各外圆加工面的量具。如下表： 辽宁工程技术大学课程设计7 加工面尺寸 尺寸公差 量 具 560.019 读数值为 0.01，测量范围 0-125 的外径 千分尺 1080.003 测量范围 0-150 的游标卡尺 7