机床尺寸规格与工件的形体尺寸相适应课件

机床尺寸规格与工件的形体尺寸相适应；机床尺寸规格与工件的形体尺寸相适应；精度等级与本工序加工要求相适应；精度等级与本工序加工要求相适应；电机功率与本工序加工所需功率相适应；电机功率与本工序加工所需功率相适应；自动化程度和生产效率与生产类型相适应。自动化程度和生产效率与生产类型相适应。工工艺艺装装备备直直接接影影响响加加工工精精度度、生生产产效效率率和和制制造造成成本本。中中小小批批条条件件下下可可选选用用通通用用工工艺艺装装备备；大大批批大大量量生生产产中中可可考考虑虑制制造造专用工艺装备。专用工艺装备。机床和工艺装备的选择不仅要考虑投资的当前效益，还要机床和工艺装备的选择不仅要考虑投资的当前效益，还要考虑产品改型及转产的可能性，应使其具有足够的柔性。考虑产品改型及转产的可能性，应使其具有足够的柔性。第五第五节 工序内容的确定工序内容的确定一、机床与工一、机床与工艺装装备的的选择机床尺寸规格与工件的形体尺寸相适应；工艺装备直接影响加工11 1、加工总余量与工序余量、加工总余量与工序余量加工总余量：毛坯尺寸与零件设计尺寸之差称为总余量。加工总余量：毛坯尺寸与零件设计尺寸之差称为总余量。工序余量：每一道工序切除的金属层厚度称为工序余量。工序余量：每一道工序切除的金属层厚度称为工序余量。总余量总余量Z Z0 0与与工序余量工序余量Z Zi i 的关系：的关系：单边余量单边余量对于非对称表面，其加工余量用单边余量对于非对称表面，其加工余量用单边余量 Z Zi i 表示表示 Z Zi i=l li-1i-1-l li i双边余量双边余量 对于外圆内圆等对称表面加工余量用双边余量表示对于外圆内圆等对称表面加工余量用双边余量表示（一）加工余量的定义（一）加工余量的定义二、加工余量的确定二、加工余量的确定1、加工总余量与工序余量总余量Z0与工序余量Zi的关系：（2加工加工B面：面：Z1=A0A1加工加工C面：面：Z2=A1A2BC加工B面：Z1=A0A1BC3轴：轴：Zi=di1di孔：孔：Zi=DiDi1轴：Zi=di1di孔：Zi=DiDi4 由于各工序尺寸都有公差，故实际切除的余量也有一定的由于各工序尺寸都有公差，故实际切除的余量也有一定的公差范围，其公差大小等于本道工序尺寸公差与上道工序尺寸公差范围，其公差大小等于本道工序尺寸公差与上道工序尺寸公差之和。公差之和。一般情况下，工序尺寸公差按一般情况下，工序尺寸公差按“入体原则入体原则”标注。即对于标注。即对于被包容尺寸（轴的外径，实体长、宽、高），其最大的工序尺被包容尺寸（轴的外径，实体长、宽、高），其最大的工序尺寸就是基本尺寸（上偏差为零）；对于包容尺寸（孔的直径、寸就是基本尺寸（上偏差为零）；对于包容尺寸（孔的直径、槽的宽度），其最小工序尺寸就是基本尺寸（下偏差为零）。槽的宽度），其最小工序尺寸就是基本尺寸（下偏差为零）。毛坯尺寸公差按双向对称偏差形式标注。毛坯尺寸公差按双向对称偏差形式标注。Tz=ZmaxZmin=Tb+Ta由于各工序尺寸都有公差，故实际切除的余量也有一定的公5机床尺寸规格与工件的形体尺寸相适应课件61）上工序留下的表面粗糙度值）上工序留下的表面粗糙度值Rz和表面缺陷和表面缺陷层深度层深度Ha本工序必须把上工序留下的表面粗糙度和表面缺陷层本工序必须把上工序留下的表面粗糙度和表面缺陷层全部切去，因此本工序余量必须包括这两项因素。全部切去，因此本工序余量必须包括这两项因素。2）上道工序的尺寸公差）上道工序的尺寸公差Ta 上道工序的加工误差包括尺寸误差和位置误差，如平面上道工序的加工误差包括尺寸误差和位置误差，如平面度、圆柱度等，其总和不超过度、圆柱度等，其总和不超过Ta ，为使本工序能切去这些，为使本工序能切去这些误差，工序余量应包括误差，工序余量应包括Ta项。项。2 2、影响加工余量的因素、影响加工余量的因素1）上工序留下的表面粗糙度值Rz和表面缺陷2、影响加工余量7工序2：渗氮处理，渗氮的深度为t；粗车半精车高频淬火粗磨精磨研磨。常以设计基准（中心孔）为精基准，加工各阶段反复修定位可靠，中间导向计算法比较科学，但目前统计资料较少。一般情况下，工序尺寸公差按“入体原则”标注。主轴前端圆锥面和端面是安装卡盘的定位表面，保证锥求A、A2、A3、A4及公差验算Z3采用采用反向车削，使工件轴向受拉；尺寸链的环：是指尺寸链中的每一个尺寸。一般只在单件小批生产中应用。加工中无法观察、测量和调整刀具；面上和底面上钻孔、攻丝；(4)一般传动轴加工工艺过程TZ3/2=TA2/2+TA4/2如A1、A2是组成环；2）一次加工满足多个设计尺寸要求时工序尺寸031EIA1=0.求，还必须具有很高的回转精度。各段直径相差不大，批量5件，选60热轧40Gr圆钢料；加工表面的粗糙度与缺陷层加工表面的粗糙度与缺陷层 1缺陷层；缺陷层；2正常组织正常组织工序2：渗氮处理，渗氮的深度为t；加工表面的粗糙度与缺陷8上道工序留下的加工误差上道工序留下的加工误差上道工序留下的加工误差93）本工序的安装误差）本工序的安装误差Ea 本工序的安装误差本工序的安装误差Ea将直接影响被加工表面与切将直接影响被加工表面与切削刀具的相对位置，所以加工余量应包括这项误差削刀具的相对位置，所以加工余量应包括这项误差。综合上述各种影响因素，加工余量的计算公式如下：综合上述各种影响因素，加工余量的计算公式如下：对于平面或槽加工的单边余量：对于平面或槽加工的单边余量：Zb=Ta+Rz+Ha+Ea对于孔、轴加工的双边余量：对于孔、轴加工的双边余量：Zb=Ta+2(Rz+Ha)+Ea3）本工序的安装误差Ea本工序的安装误差Ea将直10（二）（二）加工余量的确定加工余量的确定1）计算法）计算法掌握影响加工余量的各种因素具体数据的条件下，掌握影响加工余量的各种因素具体数据的条件下，计算法比较科学，但目前统计资料较少。计算法比较科学，但目前统计资料较少。2）经验估计法）经验估计法为避免出现废品，估计余量一般偏大，用于单件小为避免出现废品，估计余量一般偏大，用于单件小批生产。批生产。3）查表法）查表法以生产实践和实验研究为基础制成数据表格，查表以生产实践和实验研究为基础制成数据表格，查表并结合实际情况加以修正。查表法确定加工余量，并结合实际情况加以修正。查表法确定加工余量，方法简便，较接近实际，应用广泛。方法简便，较接近实际，应用广泛。（二）加工余量的确定11三、三、工序尺寸及其公差的确定工序尺寸及其公差的确定1）工艺基准与设计基准重合）工艺基准与设计基准重合同同一一表表面面经经多多次次加加工工达达到到图图纸纸尺尺寸寸要要求求，其其中中间间工工序尺寸根据零件图尺寸加上或减去工序余量即可得到，序尺寸根据零件图尺寸加上或减去工序余量即可得到，即从最后一道工序向前推算，得出相应的工序尺寸，即从最后一道工序向前推算，得出相应的工序尺寸，一直推算到毛坯尺寸。一直推算到毛坯尺寸。三、工序尺寸及其公差的确定12例例题1 1：某心某心轴直径直径为60600 0 （IT5IT5）、表面粗糙度）、表面粗糙度为R Ra a0.040.04mm，心，心轴轴毛坯毛坯为锻为锻件，并要求高件，并要求高频频淬火。已知淬火。已知心心轴轴工工艺艺路路线为线为:粗粗车车半精半精车车高高频淬火淬火粗磨粗磨精磨精磨研磨研磨。现计算各工序尺寸及其上下偏差。算各工序尺寸及其上下偏差。-0.013-0.013现现以查表法确定工序余量并计算工序尺寸及其上以查表法确定工序余量并计算工序尺寸及其上下偏差。下偏差。例题1：-0.013现以查表法确定工序余量并13例题例题2 2：确定某箱体零件上孔加工的各工序尺寸和公差。确定某箱体零件上孔加工的各工序尺寸和公差。设毛坯为带孔铸件，零件孔要求达到设毛坯为带孔铸件，零件孔要求达到100H7（+0.035）,Ra为为0.8m，材料为，材料为HT200。09292+197-5=92+1-2毛坯孔毛坯孔9797+0.3599.4-2.4=97IT12（H12）5粗镗孔粗镗孔99.499.4+0.1499.9-0.5=99.4IT10（H10）2.4半精镗孔半精镗孔99.999.9+0.045100-0.1=99.9IT8（H8）0.5精镗孔精镗孔100100+0.035100IT7（H7）0.1浮动镗孔浮动镗孔工序尺寸及偏差工序尺寸及偏差工序基本尺寸工序基本尺寸工序经济精度工序经济精度工序余量工序余量工序名称工序名称工序尺寸及其偏差工序尺寸及其偏差0000-2其工艺路线为粗镗其工艺路线为粗镗半精镗半精镗精镗精镗浮动镗浮动镗例题2：092+197-5=92+1毛坯孔97+14设计基准设计基准定位基准定位基准2）工艺基准与设计基准不重合）工艺基准与设计基准不重合必须通过工艺尺寸的计算才能得到，必须通过工艺尺寸的计算才能得到，设计基准定位基准2）工艺基准与设计基准不重合15尺寸尺寸链：尺寸链就是在零件加工或机器装配过程中，由相互尺寸链就是在零件加工或机器装配过程中，由相互联系且按一定顺序首尾相接的封闭尺寸组合。联系且按一定顺序首尾相接的封闭尺寸组合。它是揭示零件加工和装配过程中尺寸内在联系的重要手段。它是揭示零件加工和装配过程中尺寸内在联系的重要手段。根据用途不同分为根据用途不同分为工艺尺寸链工艺尺寸链和和装配尺寸链装配尺寸链工艺尺寸链：工艺尺寸链：是由单个零件在工艺过程中的有关尺寸形成的尺是由单个零件在工艺过程中的有关尺寸形成的尺寸链；寸链；装配尺寸链：装配尺寸链：指机器在装配过程中由相关零件的尺寸或相互位指机器在装配过程中由相关零件的尺寸或相互位置关系所组成的置关系所组成的尺寸链尺寸链1、尺寸链的定义、尺寸链的定义第六第六节 工工艺尺寸尺寸链一、一、尺寸尺寸链的基本概念的基本概念尺寸链：尺寸链就是在零件加工或机器装配过程中，由相互联系且按162、尺寸链的基本术语尺寸链的基本术语A1和和A2是在加工过程中是在加工过程中直接获得直接获得，尺寸，尺寸A0是是间接保证间接保证的，的，A1、A2和和A0构成一个封闭的尺寸组，构成一个封闭的尺寸组，都叫尺寸链的环。都叫尺寸链的环。A1A0A2尺寸链的环：尺寸链的环：是指尺寸链中的每一个是指尺寸链中的每一个尺寸。尺寸。组成环：组成环：加工过程中直接获得的尺寸。加工过程中直接获得的尺寸。如如A1、A2是组成环；是组成环；封闭环：封闭环：在加工或装配过程中最后被在加工或装配过程中最后被间接获得的尺寸或间接保证精度的尺间接获得的尺寸或间接保证精度的尺寸，称为封闭环。如寸，称为封闭环。如A0是封闭环。是封闭环。增环：增环：它增大将使封闭环随之增大它增大将使封闭环随之增大的组成环。如的组成环。如A2叫增环；叫增环；减环：减环：它增大反使封闭环随之减小它增大反使封闭环随之减小的组成环。如的组成环。如A1叫减环。叫减环。2、尺寸链的基本术语A1和A2是在加工过程中直接获得，尺寸173、尺寸链计算的关键：、尺寸链计算的关键：正确画出尺寸链图，找出封闭环，确定增环和减环正确画出尺寸链图，找出封闭环，确定增环和减环作尺寸链图作尺寸链图按照加工顺序依次画出各工序尺寸及零件按照加工顺序依次画出各工序尺寸及零件图中要求的尺寸，形成一个封闭的图形。图中要求的尺寸，形成一个封闭的图形。找封闭环找封闭环根据工艺过程，找出间接保证的尺寸根据工艺过程，找出间接保证的尺寸A0为为封闭环。封闭环。确定增环和减环确定增环和减环可用以下简便的方法得到：可用以下简便的方法得到：从封闭环开始，给每一个环画出箭头，从封闭环开始，给每一个环画出箭头，最后再回到封最后再回到封闭环，像电流一样形成回路。凡箭头方向与封闭环方闭环，像电流一样形成回路。凡箭头方向与封闭环方向向相反者为增环（如相反者为增环（如A2），），箭头方向与封闭环方向箭头方向与封闭环方向相相同者为减环（如同者为减环（如A1）。）。3、尺寸链计算的关键：作尺寸链图按18二、二、尺寸链的基本计算公式尺寸链的基本计算公式用极值法解尺寸链的基本计算公式如下：用极值法解尺寸链的基本计算公式如下：a)a)封闭环的基本尺寸等于增环的基本尺寸之和减去减环封闭环的基本尺寸等于增环的基本尺寸之和减去减环 的基本尺寸之和，即的基本尺寸之和，即b)封闭环的最大极限尺寸等于增环最大极限尺寸之和减封闭环的最大极限尺寸等于增环最大极限尺寸之和减去减环最小极限尺寸之和，即去减环最小极限尺寸之和，即c)封闭环的最小极限尺寸等于增环最小极限尺寸之和减封闭环的最小极限尺寸等于增环最小极限尺寸之和减去减环最大极限尺寸之和，即去减环最大极限尺寸之和，即二、尺寸链的基本计算公式用极值法解尺寸链的基本计19d)封闭环的封闭环的上偏差等于增环上偏差之和减去减环下偏差之上偏差等于增环上偏差之和减去减环下偏差之 和和，即，即e)封闭环的封闭环的下偏差等于增环下偏差之和减去减环上偏差之下偏差等于增环下偏差之和减去减环上偏差之 和和，即，即f)封闭环的封闭环的公差等于组成环公差之和，公差等于组成环公差之和，即即d)封闭环的上偏差等于增环上偏差之和减去减环下偏差之e)封闭20三：工三：工艺尺寸尺寸链的案例及求解方法的案例及求解方法例题：如图所示的支承座，已知表面例题：如图所示的支承座，已知表面A A、B B、C C已加工好，现已加工好，现以以A A面定位镗孔，试求该工序的调整尺寸面定位镗孔，试求该工序的调整尺寸L L3 3。1、工艺基准与设计基准不重合的尺寸换算、工艺基准与设计基准不重合的尺寸换算三：工艺尺寸链的案例及求解方法例题：如图所示的支承21去减环最大极限尺寸之和，即机床和工艺装备的选择不仅要考虑投资的当前效益，还要考虑产品改型及转产的可能性，应使其具有足够的柔性。工序2：插槽至尺寸A1；常以设计基准（中心孔）为精基准，加工各阶段反复修在大批量生产中，刨、半精刨和宽刀精刨e)封闭环的下偏差等于增环下偏差之和减去减环上偏差之2）工艺基准与设计基准不重合细长轴刚性差，采用大主偏角、大前角、正刃倾角；试求终磨前渗氮层深度t及其公差。电机功率与本工序加工所需功率相适应；轴颈表面处于滑动摩擦中，要求较高耐磨性，使用较好轴1缺陷层；增环：它增大将使封闭环随之增大的组成环。Z0.主要加工面为同轴度要求较高的内外回转表面05-0-(-0.按照加工顺序确定封闭环A0；支承为主，中间支承为辅的三支承结构。t基本尺寸A0=A1+t-A20.A2、A3为设计尺寸，保持不变2）一次加工满足多个设计尺寸要求时工序尺寸）一次加工满足多个设计尺寸要求时工序尺寸及公差的计算及公差的计算齿轮上内孔及键槽的齿轮上内孔及键槽的加工顺序如下：加工顺序如下：工序工序1：镗内孔至：镗内孔至39.6+0.062；工序工序2：插槽至尺寸：插槽至尺寸A1；工序工序3：热处理：热处理淬火；淬火；工序工序4：磨内孔至：磨内孔至4040+0.039，同时保证键槽深度同时保证键槽深度43.343.3+0.2+0.2。000解：解：作出尺寸链图；作出尺寸链图；按照加工顺序确定封闭环按照加工顺序确定封闭环A0；画箭头分出增环画箭头分出增环A1、A3和减环和减环A2；中间工序尺寸中间工序尺寸A1的计算的计算A1基本尺寸基本尺寸A0=A1+A-A243.3=A1+2019.8得得A1=43.1验算公差验算公差T0=T1+T3+T2T1=0.20.0310.0195=0.1495A1上偏差上偏差0.2=ESA1+0.01950ESA1=0.20.0195=0.1805A1下偏差下偏差0=EIA1+00.031EIA1=0.031故插键槽时的工序尺寸故插键槽时的工序尺寸A1=43.1+0.1805+0.031去减环最大极限尺寸之和，即2）一次加工满足多个设计尺寸要求时22机床尺寸规格与工件的形体尺寸相适应课件233)保证渗碳或渗氮层深度的工序尺寸及公差的计算保证渗碳或渗氮层深度的工序尺寸及公差的计算例轴颈衬套内孔例轴颈衬套内孔145表面需渗氮处理，渗氮层深度要求表面需渗氮处理，渗氮层深度要求为为0.30.5mm(单边单边0.3+0.2，双边，双边0.6+0.4)。其加工顺序为：。其加工顺序为：工序工序1：初磨孔至：初磨孔至144.76+0.04；工序工序2：渗氮处理，渗氮的深度为：渗氮处理，渗氮的深度为t；工序工序3：终磨孔至：终磨孔至145+0.04,保证渗氮层深度为保证渗氮层深度为0.30.5mm，试求终磨前渗氮层深度试求终磨前渗氮层深度t及其公差。及其公差。0000解：解：作出尺寸链图；作出尺寸链图；按照加工顺序确定封闭环按照加工顺序确定封闭环A0；画箭头分出增环画箭头分出增环A1、t和减环和减环A2；渗氮深度渗氮深度t的计算的计算t基本尺寸基本尺寸A0=A1+t-A20.6=144.76+t145得得t=0.84验算公差验算公差T0=T1+Tt+T2Tt=0.40.040.04=0.32t上偏差上偏差0.4=0.04+Est0ESt=0.40.04=0.36t下偏差下偏差0=0+EIt0.04EIt=0.04双边渗氮深度双边渗氮深度t=0.84+0.36=0.88+0.32，单边渗层，单边渗层t/2=0.44+0.16+0.04003)保证渗碳或渗氮层深度的工序尺寸及公差的计算例轴颈衬套内244)验算加工余量验算加工余量如图一批小轴零件，加工过程如下：如图一批小轴零件，加工过程如下：1.半精车端面半精车端面A、B，保证两者之间的尺寸，保证两者之间的尺寸A1=49.6+0.20mm；2.调头，以调头，以A面为基准半精车端面面为基准半精车端面C，保证总长度，保证总长度A2=80-0.05；3.热处理；热处理；4.以以C面为基准磨端面面为基准磨端面B，保证尺寸，保证尺寸A3=30-0.15。试校核端面试校核端面B的磨削余量是否合适？若不合适，应如何调整？的磨削余量是否合适？若不合适，应如何调整？-0.2000解：解：列出尺寸链列出尺寸链判断各环性质判断各环性质Z为封闭环，为封闭环，A2为增环，为增环，A1、A3为减环为减环计算：计算：Z=80-49.6-30=0.4 BSZ=-0.05-0-(-0.15)=0.10BIZ=-0.20-0.20-0=-0.400分析分析最小余量为零，需要调整。最小余量为零，需要调整。A2、A3为设计尺寸，保持不变为设计尺寸，保持不变若令最小余量为若令最小余量为0.1mm，将工艺尺寸，将工艺尺寸A1改为改为49.6+0.10，此时，此时Z0.4+0.10。-0.3004)验算加工余量如图一批小轴零件，加工过程如255)复杂工序尺寸计算复杂工序尺寸计算有关轴向表面工艺过程如下：有关轴向表面工艺过程如下：.A定位车定位车D得全长得全长ATA1/2,车小外圆到车小外圆到B得长度得长度40-0.2；D定位车定位车A得全长得全长A2TA2/2,镗大孔到镗大孔到C得尺寸得尺寸A3TA3/2；D定位磨定位磨A保证全长保证全长A4=50-0.5。求求A、A2、A3、A4及公差验算及公差验算Z3解解作图分解尺寸链；作图分解尺寸链；确定封闭环确定封闭环A0；画箭头定增环画箭头定增环A3、A4和减环和减环A2；A1AD40-0.2A2BCA3A4=50-0.5A0=36+0.5Z3Z25)复杂工序尺寸计算有关轴向表面工艺过程如下：解作图分26用双向对称偏差注尺寸用双向对称偏差注尺寸50-0.5=49.750.2540-0.2=39.900.1036+0.5=36.250.25计算工序尺寸及偏差计算工序尺寸及偏差计算计算A2、A3的基本尺寸：的基本尺寸：A4=49.75A2=49.75+0.2=49.95A0=A3+A4-A2A3=A0+A2-A4=36.25+49.95-49.75=36.45A1=A2+Z2=49.95+2.8=52.75把封闭环公差分配给组成环把封闭环公差分配给组成环:TA0=TA3+TA4+TA2TA4=TA0应修改为应修改为TA4/2=0.05TA2/2=0.1TA3/2=0.1A1按粗车精度按粗车精度TA1/2=0.25验算工序余量验算工序余量Z3Z3为为A2、A4的封闭环，的封闭环，公称余量公称余量Z3=A2-A4=0.2TZ3/2=TA2/2+TA4/2=0.1+0.05=0.15即即Z3=0.20.15Z3max=0.35，Z3min=0.05工序余量是合理的工序余量是合理的AD40-0.2A2BCA3A4=50-0.5A0=36+0.5Z3Z2A1用双向对称偏差注尺寸计算工序尺寸及偏差把封闭环公差分27第七节第七节典型零件加工工艺过程分析典型零件加工工艺过程分析1.1.轴类零件的加工轴类零件的加工一般分为光滑轴、阶梯轴、空心轴和异形轴四类。一般分为光滑轴、阶梯轴、空心轴和异形轴四类。加工面主要有内外圆柱面、圆锥面、螺纹、花键、键槽加工面主要有内外圆柱面、圆锥面、螺纹、花键、键槽轴类零件一般在机器中支承传动零件，传递转矩、承轴类零件一般在机器中支承传动零件，传递转矩、承受载荷。对于机床主轴，它把旋转运动和转矩通过主轴受载荷。对于机床主轴，它把旋转运动和转矩通过主轴端部的夹具传递给工件或刀具，因此它除了一般轴的要端部的夹具传递给工件或刀具，因此它除了一般轴的要求，还必须具有很高的回转精度。求，还必须具有很高的回转精度。第七节典型零件加工工艺过程分析1.轴类零件的加工一般分28对于非对称表面，其加工余量用单边余量Zi表示一般分为光滑轴、阶梯轴、空心轴和异形轴四类。即Z3=0.主要加工面为同轴度要求较高的内外回转表面1）上工序留下的表面粗糙度值Rz和表面缺陷轴：Zi=di1di顶尖上，采用弹簧顶尖，以免工件热伸长受阻；TA4=TA0应修改为TA4/2=0.TA0=TA3+TA4+TA2毛坯尺寸公差按双向对称偏差形式标注。一般只在单件小批生产中应用。现计算各工序尺寸及其上下偏差。部件的装配基准，直接影响到主轴部件的回转精度。同时保证键槽深度43.t基本尺寸A0=A1+t-A20.常以设计基准（中心孔）为精基准，加工各阶段反复修计算法比较科学，但目前统计资料较少。加工面主要有内外圆柱面、圆锥面、螺纹、花键、键槽考虑轴的耐磨性、抗振性、尺寸稳定性，以及在变载荷t下偏差0=0+EIt0.(1)(1)轴类零件的技术要求分析轴类零件的技术要求分析 以以CA6140型车床主轴为例，主轴跨距较大，采用前后型车床主轴为例，主轴跨距较大，采用前后支承为主，中间支承为辅的三支承结构。支承为主，中间支承为辅的三支承结构。支承轴颈是主轴支承轴颈是主轴部件的装配基准部件的装配基准，直接影响到主轴部件的回转精度。，直接影响到主轴部件的回转精度。主轴锥孔轴线主轴锥孔轴线与支承轴颈的公共轴线尽量重合，否则将与支承轴颈的公共轴线尽量重合，否则将影响机床精度，使工件产生同轴度误差。影响机床精度，使工件产生同轴度误差。主轴前端圆锥面和端面主轴前端圆锥面和端面是安装卡盘的定位表面，保证锥是安装卡盘的定位表面，保证锥面与支承轴颈轴线同轴，端面与支承轴颈轴线垂直。面与支承轴颈轴线同轴，端面与支承轴颈轴线垂直。主轴螺纹表面中心线主轴螺纹表面中心线与支承轴颈的同轴度要求，否则引起与支承轴颈的同轴度要求，否则引起主轴的径向圆跳动。主轴的径向圆跳动。主轴轴向定位面主轴轴向定位面应与主轴回转轴线垂直，影响工件端面的应与主轴回转轴线垂直，影响工件端面的平面度及对轴线的垂直度，加工螺纹时会造成螺距误差。平面度及对轴线的垂直度，加工螺纹时会造成螺距误差。安装传动齿轮的轴颈安装传动齿轮的轴颈，若与支承轴颈不同轴，会造成齿，若与支承轴颈不同轴，会造成齿 轮啮合不良；轮啮合不良；考虑轴的耐磨性、抗振性、尺寸稳定性，以及在变载荷考虑轴的耐磨性、抗振性、尺寸稳定性，以及在变载荷 作用下所具有的抗疲劳强度等。作用下所具有的抗疲劳强度等。对于非对称表面，其加工余量用单边余量Zi表示(1)轴类29(2)(2)轴类零件材料、毛坯和热处理轴类零件材料、毛坯和热处理一般轴类零件常用一般轴类零件常用45钢，采用正火、调质、淬火等；钢，采用正火、调质、淬火等；中等精度转速较高的轴类，选用中等精度转速较高的轴类，选用40Gr等合金结构钢；等合金结构钢；高精度轴用高精度轴用GCr15或或65Mn等材料，调质或表面淬火处理；等材料，调质或表面淬火处理；高速重载轴，用高速重载轴，用20GrMnTi渗碳钢或渗碳钢或38CrMoALA渗氮钢，渗氮钢，经调质和表面氮化；经调质和表面氮化；轴颈表面处于滑动摩擦中，要求较高耐磨性，使用较好轴轴颈表面处于滑动摩擦中，要求较高耐磨性，使用较好轴瓦材料；采用滚动轴承时轴颈表面要求可较低些。瓦材料；采用滚动轴承时轴颈表面要求可较低些。轴类零件一般以棒料为主，某些大型、结构复杂情况下用轴类零件一般以棒料为主，某些大型、结构复杂情况下用铸件（如曲轴）；重要、高速轴须采用锻件，单件小批量铸件（如曲轴）；重要、高速轴须采用锻件，单件小批量采用自由锻，大批量宜采用模锻。采用自由锻，大批量宜采用模锻。(2)轴类零件材料、毛坯和热处理轴颈表面处于滑动摩30(3)(3)工艺过程特点工艺过程特点1）定位基准定位基准常以设计基准（中心孔）为精基准，加工各阶段反复修常以设计基准（中心孔）为精基准，加工各阶段反复修正中心孔不断提高精度，正中心孔不断提高精度，采用基准重合、重准统一原则采用基准重合、重准统一原则。空心轴需解决深孔加工和定位问题，常用外圆表面定位空心轴需解决深孔加工和定位问题，常用外圆表面定位加工内孔，以内孔定位加工外圆。必要时借用锥堵，仍用加工内孔，以内孔定位加工外圆。必要时借用锥堵，仍用顶尖孔定位，如此顶尖孔定位，如此内孔、外圆互为基准反复加工内孔、外圆互为基准反复加工，保证内，保证内孔、外圆的同轴度。孔、外圆的同轴度。(3)工艺过程特点31精磨主轴内锥孔头架主轴与工件间采用挠性连接，工件精磨主轴内锥孔头架主轴与工件间采用挠性连接，工件回转轴线由专用磨夹具决定，不受头架回转误差影响。回转轴线由专用磨夹具决定，不受头架回转误差影响。精磨主轴内锥孔头架主轴与工件间采用挠性连接，工件322 2）深孔加工深孔加工为减小零件变形，在调质后进行，采用特殊钻头、为减小零件变形，在调质后进行，采用特殊钻头、设备和加工方式，解决好设备和加工方式，解决好导向、排屑和冷却润滑导向、排屑和冷却润滑问题。问题。可采取下列措施：可采取下列措施：工件回转，钻头进给，使钻头具有自动定心的能力工件回转，钻头进给，使钻头具有自动定心的能力采用深孔钻削系统，如内排式深孔钻、枪钻等采用深孔钻削系统，如内排式深孔钻、枪钻等工件上预加工导向孔，深度工件上预加工导向孔，深度11.5d，精度不低于，精度不低于IT7 大量输送一定压力的冷却介质，加快刀具冷却及排屑大量输送一定压力的冷却介质，加快刀具冷却及排屑2）深孔加工33 3 3）细长轴的加工细长轴的加工工件装在前后顶尖上，紧松适当；亦可装在卡盘和后工件装在前后顶尖上，紧松适当；亦可装在卡盘和后顶尖上，采用弹簧顶尖，以免工件热伸长受阻；顶尖上，采用弹簧顶尖，以免工件热伸长受阻；细长轴刚性差，采用大主偏角、大前角、正刃倾角；细长轴刚性差，采用大主偏角、大前角、正刃倾角；采用中心架或跟刀架，以增加工艺系统刚性；采用中心架或跟刀架，以增加工艺系统刚性；采用采用反向车削，使工件轴向受拉；采用采用反向车削，使工件轴向受拉；轴左端缠一圈钢丝，卡盘夹在钢丝上，避免过定位变形；轴左端缠一圈钢丝，卡盘夹在钢丝上，避免过定位变形；充分使用切削液；充分使用切削液；3）细长轴的加工34部件的装配基准，直接影响到主轴部件的回转精度。采用采用反向车削，使工件轴向受拉；Z为封闭环，A2为增环，2、影响加工余量的因素常以设计基准（中心孔）为精基准，加工各阶段反复修验算公差T0=T1+T3+T2T1=0.工序2：渗氮处理，渗氮的深度为t；箱体是支承或安装其它零、部件的基础零件，加工质量设备和加工方式，解决好导向、排屑和冷却润滑问题。用双向对称偏差注尺寸D定位车A得全长A2TA2/2,现计算各工序尺寸及其上下偏差。t下偏差0=0+EIt0.一般只在单件小批生产中应用。A1、A3为减环4）次要表面加工在两侧面上钻孔、攻螺纹，在两端方法简便，较接近实际，应用广泛。确定封闭环A0；机床和工艺装备的选择不仅要考虑投资的当前效益，还要考虑产品改型及转产的可能性，应使其具有足够的柔性。判断各环性质(4)(4)一般传动轴加工工艺过程一般传动轴加工工艺过程各段直径相差不大，批量各段直径相差不大，批量5件，选件，选60热轧热轧40Gr圆钢料；圆钢料；主要表面主要表面M、N、P、Q的加工顺序为：的加工顺序为：粗车粗车调质调质半精车半精车磨削；磨削；在轴两端加工在轴两端加工B型中心孔为型中心孔为定位精基准面定位精基准面。部件的装配基准，直接影响到主轴部件的回转精度。(4)一般35磨床主轴加工示例(点击播放)磨床主轴加工示例(点击播放)362.2.套类零件的加工套类零件的加工(1)(1)主要特点：主要特点：起支承或导向作用；壁厚较薄易变形；长度大于直径；起支承或导向作用；壁厚较薄易变形；长度大于直径；主要加工面为同轴度要求较高的内外回转表面主要加工面为同轴度要求较高的内外回转表面2.套类零件的加工(1)主要特点：37(2)(2)保证位置精度的主要方法：保证位置精度的主要方法：一次安装完成内外圆表面及端面的加工；一次安装完成内外圆表面及端面的加工；主要加工面内外圆面互为基准反复加工；主要加工面内外圆面互为基准反复加工；采用定位精度高的夹具。采用定位精度高的夹具。(3)(3)防止套类零件变形的主要措施：防止套类零件变形的主要措施：粗精加工分开，减小切削力、切削热的影响；粗精加工分开，减小切削力、切削热的影响；减小夹紧力影响，径向改轴向夹紧，增大夹紧面积；减小夹紧力影响，径向改轴向夹紧，增大夹紧面积；热处理放在粗精加工之间，适当放大精加工余量。热处理放在粗精加工之间，适当放大精加工余量。(2)保证位置精度的主要方法：(3)防止套类零件变形的主38.箱体零件的加工箱体零件的加工1主轴箱体结构特点及技术条件分析主轴箱体结构特点及技术条件分析箱体是支承或安装其它零、部件的基础零件，加工质量箱体是支承或安装其它零、部件的基础零件，加工质量影响到机器的工作精度、使用性能和寿命。影响到机器的工作精度、使用性能和寿命。主要加工面是平面和孔。主要加工面是平面和孔。底面底面M和侧面和侧面N是装配基准、设是装配基准、设计基准。大多数孔是轴承的支承孔，有较高尺寸精度和形位计基准。大多数孔是轴承的支承孔，有较高尺寸精度和形位精度，要求最高的是主轴孔精度，要求最高的是主轴孔。.箱体零件的加工1主轴箱体结构特点及技术条件分析39（2 2）定位基准的选择）定位基准的选择 1）精基准的选择）精基准的选择根据基准重合原则根据基准重合原则选选M面和面和N面作精基准，面作精基准，定位稳定可靠，且箱体定位稳定可靠，且箱体开口朝上，镗孔时调整开口朝上，镗孔时调整刀具、测量孔径等方便。刀具、测量孔径等方便。加工箱体内部隔板上的孔时，只能使用活动结构的吊架加工箱体内部隔板上的孔时，只能使用活动结构的吊架镗模，刚度较差，精度不高，且操作费事。镗模，刚度较差，精度不高，且操作费事。一般只在单件小批生产中应用。一般只在单件小批生产中应用。（2）定位基准的选择加工箱体内部隔板上的孔时，只能使用活动结40（2）定位基准的选择定位基准的选择 1）精基准的选择）精基准的选择在大批量生产中，在大批量生产中，用顶面用顶面R和两定位销和两定位销 孔作统一的精基准。孔作统一的精基准。定位可靠，中间导向定位可靠，中间导向 支承刚度好，易保证支承刚度好，易保证 孔系位置精度，装卸孔系位置精度，装卸 工件方便。工件方便。加工中无法观察、测量和调整刀具；存在基准不重合误加工中无法观察、测量和调整刀具；存在基准不重合误差，为保证主轴孔至底面差，为保证主轴孔至底面M的尺寸要求，须提高顶面的尺寸要求，须提高顶面R至底至底面面M的加工精度。的加工精度。（2）定位基准的选择加工中无法观察、测量和调整刀具；存41 2）粗基准的选择）粗基准的选择 选主轴承孔毛坯面和距主轴孔较远的选主轴承孔毛坯面和距主轴孔较远的轴孔作粗基准。轴孔作粗基准。保证主轴孔加工余量均匀，还可保证箱体内壁与各装配件保证主轴孔加工余量均匀，还可保证箱体内壁与各装配件 间有足够的间隙。间有足够的间隙。2）粗基准的选择421）平面加工）平面加工大批量生产中采用铣平大批量生产中采用铣平面和磨平面加工方案；面和磨平面加工方案；单件小批生产中宜用粗单件小批生产中宜用粗刨、半精刨和宽刀精刨刨、半精刨和宽刀精刨平面方案。平面方案。（3 3）加工方法的选择）加工方法的选择2）孔系加工）孔系加工主轴孔精度主轴孔精度IT6，采用粗镗，采用粗镗半精镗半精镗精镗精镗金刚镗方案；金刚镗方案；其它轴孔采用粗镗其它轴孔采用粗镗半精镗半精镗精镗的加工方案。精镗的加工方案。1）平面加工（3）加工方法的选择2）孔系加工43（4 4）加工阶段的划分）加工阶段的划分 主轴箱体加工精度要求高，宜将工艺过程划分为粗加工、主轴箱体加工精度要求高，宜将工艺过程划分为粗加工、半精加工和精加工三个阶段。半精加工和精加工三个阶段。（5 5）加工顺序安排）加工顺序安排 根据先粗后精、先基准后其它、先平面后孔、先主后次根据先粗后精、先基准后其它、先平面后孔、先主后次 等原则，安排箱体加工顺序。在大批量生产中主轴箱加工等原则，安排箱体加工顺序。在大批量生产中主轴箱加工 顺序如下：顺序如下：（4）加工阶段的划分（5）加工顺序安排44轴：Zi=di1di总余量Z0与工序余量Zi的关系：Zi=li-1-li渗氮深度t的计算回转轴线由专用磨夹具决定，不受头架回转误差影响。面和磨平面加工方案；Z3max=0.2）粗基准的选择A1、A2和A0构成一个封闭的尺寸组，都叫尺寸链的环。封闭环。2）工艺基准与设计基准不重合加工内孔，以内孔定位加工外圆。A0=A3+A4-A22）一次加工满足多个设计尺寸要求时工序尺寸Z3为A2、A4的封闭环，常以设计基准（中心孔）为精基准，加工各阶段反复修例题：如图所示的支承座，已知表面A、B、C已加工好，现以A面定位镗孔，试求该工序的调整尺寸L3。总余量Z0与工序余量Zi的关系：在轴两端加工B型中心孔为定位精基准面。2）工艺基准与设计基准不重合箱体是支承或安装其它零、部件的基础零件，加工质量为减小零件变形，在调质后进行，采用特殊钻头、箱体是支承或安装其它零、部件的基础零件，加工质量工序3：终磨孔至145+0.渗氮深度t的计算平面度及对轴线的垂直度，加工螺纹时会造成螺距误差。d)封闭环的上偏差等于增环上偏差之和减去减环下偏差之(2)轴类零件材料、毛坯和热处理工序2：插槽至尺寸A1；装配尺寸链：指机器在装配过程中由相关零件的尺寸或相互位置关系所组成的尺寸链加工内孔，以内孔定位加工外圆。调头，以A面为基准半精车端面C，保证总长度A2=80-0.闭环，像电流一样形成回路。掌握影响加工余量的各种因素具体数据的条件下，采用采用反向车削，使工件轴向受拉；TA4=TA0应修改为TA4/2=0.用双向对称偏差注尺寸减环：它增大反使封闭环随之减小的组成环。6-30=0.毛坯尺寸公差按双向对称偏差形式标注。毛坯尺寸公差按双向对称偏差形式标注。1）加工精基准面）加工精基准面铣顶面铣顶面R和钻、铰和钻、铰R面上两定位孔，面上两定位孔，同时加工同时加工R面上的其它小孔；面上的其它小孔；2）主要表面的粗加工）主要表面的粗加工粗铣底平面（粗铣底平面（M、N）、侧平）、侧平面（面（O）和两端面（）和两端面（P、Q），粗镗、半精镗主轴孔），粗镗、半精镗主轴孔和其它孔；和其它孔；3）人工时效处理；）人工时效处理；4）次要表面加工）次要表面加工在两侧面上钻孔、攻螺纹，在两端在两侧面上钻孔、攻螺纹，在两端面上和底面上钻孔、攻丝；面上和底面上钻孔、攻丝；5）精加工精基准面）精加工精基准面磨顶面磨顶面R；6）主要表面精加工）主要表面精加工精镗、金刚镗主轴孔及其它孔，精镗、金刚镗主轴孔及其它孔，磨箱体主要表面。磨箱体主要表面。轴：Zi=di1di为减小零件变形，在调质后进行45