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1、一、离心机主轴工艺分析及生产类型确定 21 .离心机主轴的功用22. 离心机主轴的技术要求23 .审查离心机主轴的工艺性24 .确定离心机主轴的生产类型3二. 确定毛坯的种类和制造绘制41 .选择毛坯42 .确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量43 .零件毛坯图5三. 拟定离心机主轴的工艺路线：61 .定位基准的选择：62 .加工表面的加工方法的确定63. 加工阶段的划分74 .工序集中与分散85 .工序顺序的安排86 .确定工艺路线9四. 机床设备及工艺设备的选用111 .选择机床设备112 .选择刀具11五. 确定工序的加工余量，计算工序尺寸及公差12六切削用量、时间定额的计算191. 确定切
2、削用量的一般方法192. 选择零件的切削用量193. 时间定额的计算21七设计心得体会23八 参考文献25离心机主轴的设计一、离心机主轴工艺分析及生产类型确定：1、离心机主轴的功用离心机是利用离心力，分离液体与固体颗粒或液体与液体的混合物中各组分 的机械。离心机主要用于将悬浮液中的固体颗粒与液体分开；或将乳浊液中两种 密度不同，又互不相溶的液体分开。现在大量应用于化工、石油、食品、制药、 选矿、煤炭、水处理和船舶等部。而离心机主轴是用来支持离心器机，安装各种 零件，使离心机转动，利用离心机转子高速旋转产生的强大的离心力，加快液体 中颗粒的沉降速度。2、离心机主轴的技术要求零件图如上图所示，可知
3、道其技术要求列表如下：加工表面尺寸及偏差(mm)公差及精度等级表面粗糙度Ra(um)形位公差(mm)主轴左端面 15Oo-0。 040IT76.3主轴右端面105IT126.3主轴左端内表面 85 +0。0350IT71.6主轴右端内表面 85 +0。0350IT71.6右端锥面 142 +00IT70.8锥度1:20 150轴面 1500-0。04IT70.80.02A-B0.008 148轴面1480-0 04IT71.6主轴右端螺纹M130*26IT63.285内孔 85 +0.0350IT71.60.015A-B55内孔 55IT1212.5键槽115IT126.3 167 轴167I
4、T126.315 0 轴 15000.040IT60.83、审查离心机主轴的工艺性分析零件图可知：离心机主轴两端面和主轴的外圆表面均要求切削加工，轴 向方向上产生台阶表面，并且不同的轴段上使用的粗糙程度不同，这样不仅有利 于满足主轴高速旋转时的各表面的应力条件，同时可以不造成不必要的浪费，减 少精加工面；离心机主轴的一端有一个锥面，锥面可以满足各零件工作时安装需 要，也可以减少质量减少阻力，满足高速运转的要求，且表面精度要求不高； 85mm孔、55mm孔、105mm孔的内端面均为平面，因此要注意防止加工过 程中钻头的钻偏，以保证孔的加工精度；同时应当注意保证各个孔的同轴度，保 证相对精度，其中
5、l5h6、15k6精度等级要求最高，其尺寸精度为IT6，其余 轴孔的尺寸精度为IT7或IT12。该离心机主轴除了主要工作表面（主轴两端面及外圆、内孔 850+0.0350mm 和锥面）外，其余表面加工精度均低，不需要高精度机床加工，通过车削、钻床 的粗加工就可以达到加工要求；而主要工作表面虽然加工精度要求相对较高，但 也可以在正常的生产条件下，采用较经济的方法保质保量地加工出来。考虑材料的工艺性能， 45号钢性能 强度较高，塑性和韧性尚好，用于制 作承受负荷较大的小截面调质件和应力较小的大型正火零件。所以总体说来，该 零件的工艺性较好。4、确定离心机主轴的生产类型依设计题目知：Q=200台/年
6、，m=1，依据实际的情况，备品率a%和废品 率b%分别为3%和0.5%。其中为每台（辆）产品中该零件的数量（件/台、辆） 代入式中：N=Q*m（1+a%）（1+b%）N 零件的生产纲领（件/年）；Q 产品的年产量（台，辆/年）；m 每台（辆）产品中该零件的数量（件/台，辆）；a%备品率，一般取2%4%；b%废品率，一般取0.3%0.7%。得出生产数量为： N=200*1*（1+a%）（1+b%）=207 （台/年）离心机主轴的重量约为104.3 kg，为中型零件，生产207件为小批量生产。二、确定毛坯、绘制毛坯简图：1、选择毛坯：由于离心机主轴在工作的过程中转速较高，高速旋转会产生较大的交变扭
7、转应力和交变弯曲载荷以及冲击载荷。同时，由主轴的作用支持离心器机，安装各种零件，使离心机转动可知，主轴肯定受到挤压应力和摩擦，会引起磨损。所以为增强主轴的抗扭、弯曲强度和冲击韧性，获得纤维组织，毛坯选用锻 件。该主轴尺寸较大，且为小批量生产，为降低成本，宜采用自由锻方法制造毛 坯。2、确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量：（1）、公差等级由离心机主轴的功用和技术要求，查表确定该零件的公差等级为普通级。（2）、锻件重量由设计题目可以得出重量，重量计算结果如下：已知：45#密度p=7.8g/mm3，长度L=990mm，直径D=150mm，没有通孔时质量计算如下：TTMi=r * （匕-*140+二 一
8、*80+二*475+匕-一*45+二：*60+1052*45+1362*145）*7.8132.1kg由零件图可知，加工前零件没有通孔，可以计算出通孔的质量如下：M2J* （852*120+552*665+852*160+1052*42）*7.827.76 kgM= M1 -M2=132.1-27.76=104.34 kg根据计算可得机械加工后零件的质量为离心机主轴的重量估计值为104.3kg。由M1可初步估计机械加工前锻件毛坯的重量为160kg。（3）、锻件的形状复杂系数通过上面的计算已知毛坯和零件的质量，锻件的形状复杂系数S=mt /mN =105/160=0.656由于0.66介于0.6
9、3和1之间，故该锻件的形状复杂系数为Si级（简单）。（4）、锻件的材质系数由于该离心机主轴材料为 45 号钢，是碳的质量分数小于 0.65%的碳素钢 故该锻件的材质系数属 M1 级。（5）、零件表面的粗糙度粗糙度分为两种：Ra1.6m和Ra1.6m,读零件图可知：除了外圆左端一部分长度和右端锥面、以及外圆中间小部分为Ra=0.8ym1.6ym三、拟定离心机主轴的工艺路线：1、定位基准的选择：定位基准有精基准和粗基准之分，通常先确定精基准再确定粗基准。（1）、精基准的选择根据该离心机主轴的技术要求和装配要求，选择主轴左端面和左右两端 850+0.035为精基准，零件上的很多表面都可以采用它们作基
10、准进行加工，即遵循 “基准统一”原则。左右两端孔85O+o.o350mm的轴线是设计基准，选用其作精 基准定位加工离心机主轴两端面及内孔55mm，实现了设计基准和工艺基准的 重合，保证了被加工表面的同轴度要求，选用主轴的左端面作为精基准同样是遵 循“基准统一”的原则。（2）、粗基准的选择轴类零件的定位基准，最常用的是两中心孔。因为轴类零件各外圆表面、螺 纹表面、锥面、孔等设计的基准都是轴线，采用两中心孔定位，既符合基准重合 原则，又符合基准统一原则。但是由于离心机主轴为通孔零件，在加工过程中， 作为定位基准的中心孔因钻出通孔而消失，为了使通孔加工后还能用作中心孔作 为定位基准面，在轴有圆柱孔时
11、，可以采用锥堵，可取1：500的锥度；但当轴 孔锥堵较小时，取锥堵与工件两端定位孔锥相同。综上所述，离心机主轴零件定位基准的使用与转换，大致采用这样的方式： 开始时以外圆做粗基准铣端面钻中心孔，为粗车外圆做好定位基准。粗车外圆又 为深孔加工准备好定位基准，钻深孔时，采用一夹（夹一头外圆）一托（托一头 外圆）的夹装方式，之后即加工好前后锥孔，以便安装锥堵，为半精加工和精加 工外圆做好定位基准。2、加工表面的加工方法的确定：离心机主轴主要加工表面是孔、外圆和端面。定位基准为外圆或孔。根据精 度要求，外圆加工表面的加工可选择车削和磨削。外圆其他部分表面粗糙度为Ra=6.3,使用半精车，外圆有一部分表
12、面粗糙度 为Ra=0.8，使用磨削，外圆有一的部分表面粗糙度为Ra=1.6，使用精车。对于外 圆尺寸精度等级较高的部分，表面粗糙度为Ra=0.8，需使用精磨。对于深孔55的加工，根据精度的要求表面粗糙度为Ra=12.5，深孔的加工表面可选择钻。直径为85的孔，表面粗糙度为Ra=1.6，选用精镗；根据精度的要求，对于端面的加工可选择车削的方法，由于端面的表面粗糙度为Ra=3.2，所以选用半精车。列表如下：加工表面尺寸精度等级表面粗糙度R （卩 m ） a加工方法“ 150h7外圆面70.8粗车半精车磨削0 167外圆面96.3粗车一半精车0 150h12外圆面126.3粗车一半精车0 150k6
13、外圆面60.8粗车半精车粗磨精磨0 148h7外圆面71.6粗车一半精车一精车0 142 +0锥面090.8粗车一半精车一精车左端面76.3粗铣一半精车右端面63.2粗铣一半精车螺纹孔钻085H7 孔71.6钻一粗镗一半精镗一精镗0 55孔106.3钻0 105 孔71.6粗镗一半精镗一精镗3、加工阶段的划分：由于主轴是多阶梯带通孔的零件，切除大量的金属后，会引起残余应力重新分布而变形，故安排工序时，一定要粗精分开，先粗后精。主轴加工就是以重要表面的粗加工、半精加工和精加工为主线的3个加工阶段，适当穿插其他表面的加工工序而组成的工艺路线。所以可将该离心机主轴的加工阶段划分为粗加工、 半精加工和
14、精加工三个阶段。粗加工开始前先准备毛坯并正火；粗加工为切端面钻中心孔、粗车外圆等； 半精加工阶段是半精车外圆与表面淬火；精加工阶段是主要表面（外圆表面与锥 孔）的精加工。4、工序的集中与分散离心机主轴的生产类型为小批生产，且形状复杂，可选用工序集中原则安排 轴的加工工序。可采用万能机床配以专用的工、夹具，以减少工序数目，缩短工 艺路线，提高生产效率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数减少，缩短了 辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了很多表面，有利于保证各加工表面的相 对位置精度要求。5、工序顺序的安排、机械加工工序：（1）、基准先行：机械加工工艺安排时，总是加工好定位基准面，使零件便 于定位和加紧。主轴加工也总是首先安排端面钻中心孔，以便为后续工序准备好 定为基准。（2）、深孔加工的安排：为了使中心孔能够在多道工序中使用，希望深孔加 工安排到最后，但是深孔加工属于粗加工，加工余量大，发热多，变形也大，会 使得加工精度难得保持，故不能放到最后。一般深孔加工安排在外圆粗车之后， 以便有一个较为精确的轴颈作为定为基准来搭中心架，这样加工出的孔
