ca6140主轴的加工工艺分析3473.docx

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1、继续教育育学院毕毕业设计计（论文文）题目：CCA61140主主轴的加加工工艺艺的分析析院、系（站站）：西西安机电电信息技技术学院院机电工工程系学科专业业： 数控加加工与维维护 学 生： 刘刘党路 学 号：指导教师师： 杨双双 20122年100月继续教育育学院毕毕业设计计（论文文）题目：CCA61140主主轴的加加工工艺艺的分析析院、系（站站）：西西安机电电信息技技术学院院机电工工程系学科专业业： 数控加加工与维维护 学 生： 刘刘党路 学 号：指导教师师： 杨双双 20122年100月主轴的加加工工艺艺的分析析摘要主轴是是车床的的关键零零件之一一,其性性能好坏坏直接影影响到车车床的性性能和加

2、加工精度度.轴支支持车床床卡盘的的转动，是是转动零零件具有有确定的的工作位位置，同同时传递递运动和和扭矩，因因此要求求轴材质质具有较较高的刚刚性、疲疲劳强度度和良好好的耐磨磨性能。车车床主轴轴的作用用是将活活塞的往往复直线线运动通通过连杆杆转化为为旋转运运动，从从而实现现发动机机由化学学能转变变为机械械能的输输出。本课题仅仅CA661400型车床床主轴的的加工工工艺的分分析。工工艺路线线的拟定定是工艺艺规程制制订中的的关键阶阶段，是是工艺规规程制订订的总体体设计。所所撰写的的工艺路路线合理理与否，不不但影响响加工质质量和生生产率，而而且影响响到工人人、设备备、工艺艺装备及及生产场场地等的合理理

3、利用，从从而影响响生产成成本。关键词：机械加加工；精精度；误误差；工工艺分析析；目 录录1绪论（1)1.1轴轴类零件件的简单单介绍（1)1.2主主轴图样样（1)2 零件件加工工工艺分析析（3)2.1零零件图的的分析（3)2.1.1零件件图的工工艺分析析（3)2.1.2零件件的组成成（4)2.1.3主轴轴各主要要部分的的作用及及技术要要求（4)2.1.4主轴轴加工的的要点与与措施（5)2.2划划分加工工阶段的的理由（6)2.3工工序划分分的原则则(7)2.3.1 CCA61140车车床主轴轴主要加加工表面面加工工工序安排排(7)2.3.2 CCA61140车车床主轴轴加工工工艺过程程(9)2.4

4、轴轴类零件件的材料料、毛坏坏及热处处理的选选择(11)2.4.1轴类类零件的的材料(11)2.4.2零件件的毛坏坏(12)2.4.3类零零件的热热处理(12)3工件的的装夹(14)3.1 定位位基准的的选择(14)3.1.1 CCA61140车车床主轴轴加工定定位基准准的选择择(14)3.2零件件的定位位装夹(15)3.2.1改进进工件的的装夹方方法(15)3.2.2本题题采用的的装夹方方法(16)4零件的的加工顺顺序及切切削用量量(17)4.1加加工顺序序及刀具具选择(17)4.2刀刀具的选选择(17)4.3切切削用量量的确定定(17)4.4加加工精度度(20)结论(221)致谢词(22)参

5、考文献献(23)1 绪论论毕业设计计在我们们学完大大学的全全部基础础课、技技术基础础课之后后进行的的，这是是我们在在进行毕毕业设计计对所学学各课程程的深入入综合性性的总复复习，也也是一次次理论联联系实际际的训练练，因此此，它在在我们的的大学生生活中占占有重要要的地位位。另外外在做完完这次毕毕业设计计之后，我我得到一一次在毕毕业工作作前的综综合性训训练，我我在想我我能在下下面几方方面得到到锻炼： （11）运用用机械制制造工艺艺学课程程中的基基本理论论以及在在生产实实习中学学到的实实践知识识，正确确地解决决一个零零件在加加工中的的定位，夹夹紧以及及工艺路路线安排排，工艺艺尺寸确确定等问问题，保保证

6、零件件的加工工质量。（2）提提高结构构设计能能力。通通过设计计夹具的的训练，获获得根据据被加工工零件的的加工要要求，设设计出高高效，省省力，经经济合理理而能保保证加工工质量的的夹具的的能力。（3）学学会使用用手册以以及图表表资料。掌掌握与本本设计有有关的各各种资料料的名称称，出处处，能够够做到熟熟练的运运用。 就我个人人而言，我我希望通通过这次次毕业设设计对自自己未来来将从事事的工作作进行一一次适应应性训练练，从中中锻炼自自己发现现问题、分析问题和解决问题的能力。因此，提高机械加工零件的质量和精度是很重要的，机械车削加工质量和精度的提高有利于加工行业的整体水平、地位的发展和提升。1.1轴轴类零

7、件件的简单单介绍实际中，零零件的结结构千差差万别，但但其基本本几何构构成不外外是外圆圆、内孔孔、平面面、螺纹纹、齿面面、曲面面等。很很少有零零件是由由单一典典型表面面所构成成，往往往是由一一些典型型表面复复合而成成，其加加工方法法较单一一典型表表面加工工复杂，是是典型表表面加工工方法的的综合应应用。轴是机械械加工中中常见的的典型零零件之一一。它在在机械中中主要用用于支承承齿轮、带带轮、凸凸轮以及及连杆等等传动件件，以传传递扭矩矩。按结结构形式式不同，轴轴可以分分为阶梯梯轴、锥锥度心轴轴、光轴轴、空心心轴、曲曲轴、凸凸轮轴、偏偏心轴、各各种丝杠杠等其中中阶梯传传动轴应应用较广广，其加加工工艺艺能

8、较全全面地反反映轴类类零件的的加工规规律和共共性。本本课题是是围绕常常见的CCA61140主主轴，来来简述轴轴类零件件的加工工工艺以以及加工工方法。1.2主主轴图样样图1.11 CCA61140主主轴图样样2零件加加工工艺艺分析2.1零零件图的的分析零件图分分析是制制定数控控车削工工艺的首首要任务务。主要要进行尺尺寸标注注方法分分析、轮轮廓几何何要素分分析以及及精度和和技术要要求分析析。此外外还应分分析零件件结构和和加工要要求的合合理性，选选择工艺艺基准。典型轴类零件如图1-1所示，零件材料为40Cr，经过锻造和正火处理，对该零件进行车削工艺分析。2.1.1零件件图的工工艺分析a 尺寸寸标注方

9、方法分析析零件图上上的尺寸寸标注方方法应适适应车床床的加工工特点，以以同一基基准标注注尺寸或或直接给给出坐标标尺寸。这这种标注注方法有有利于设设计基准准、工艺艺基准、测测量基准准。如果果零件图图上各方方向的尺尺寸没有有统一的的设计基基准，可可考虑在在不影响响零件精精度的前前提下选选择统一一的工艺艺基准。计计算转化化各尺寸寸，以利利于安排排加工工工艺。b 轮廓廓几何要要素分析析该零件轮轮廓没有有大的浮浮动变化化，有利利于一次次装夹定定位加工工，且测测量比较较方便简简洁，在在加工中中要多次次进行热热处理，制制定相应应的夹具具有利于于在不影影响精度度的条件件下进行行有序的的加工。c 精度度和技术术要

10、求分分析对被加工工零件的的精度和和技术进进行分析析，是零零件工艺艺性分析析的重要要内容，只只有在分分析零件件尺寸精精度和表表面粗糙糙度的基基础上，才才能正确确合理地地选择加加工方法法、装夹夹方式、刀刀具及切切削用量量等。其其主要内内容包括括：分析析精度及及各项技技术要求求是否齐齐全、是是否合理理；分析析本工序序的车削削加工精精度能否否达到图图纸要求求，若达达不到，允允许采取取其他加加工方式式弥补时时，应给给后续工工序留有有余量；对图纸纸上有位位置精度度要求的的表面，应应保证在在一次装装夹下完完成；对对表面粗粗糙度要要求较高高的表面面，应采采用恒线线速度切切削（注注意：在在车削端端面时，应应限制

11、主主轴最高高转速)。2.1.2零件件的组成成图1.11CA661400零件简简图。由由零件简简图可知知，该主主轴呈阶阶梯状，其其上有安安装支承承轴承、传传动件的的圆柱、圆圆锥面，安安装滑动动齿轮的的花键，安安装卡盘盘及顶尖尖的内外外圆锥面面，联接接紧固螺螺母的螺螺旋面，通通过棒料料的深孔孔等零件件材料为为40CCr钢，有热处理理和硬度度要求。通过上述述分析，可可采用以以下几点点工艺措措施：a对图样样上给定定的几个个精度要要求较高高的尺寸寸，因其其公差数数值较大大，在加工工时需，而而全部取取其基本本尺寸即即可。b在轮廓廓曲线上上，有三三处为圆圆弧，其其中两处处为既过过象限又又改变进进给方向向的轮

12、廓廓曲线，因因此在加加工时应应进行机机械间隙隙补偿，以以保证轮轮廓曲线线的准确确性。c为便于于装夹，坯坯件左端端应预先先车出夹夹持部分分（双点点画线部部分），右右端面也也应先粗粗车出并并钻好中中心孔。毛毛坯选1200棒料。2.1.3主轴轴各主要要部分的的作用及及技术要要求 支承承轴颈 主轴轴二个支支承轴颈颈A、BB圆度公公差为00.0005mmm，径向向跳动公公差为00.0005mmm；而支支承轴颈颈112锥锥面的接接触率70%；表面面粗糙度度Ra为为0.44mm；支承轴轴颈尺寸寸精度为为IT55。因为为主轴支支承轴颈颈是用来来安装支支承轴承承，是主主轴部件件的装配配基准面面，所以以它的制制造

13、精度度直接影影响到主主轴部件件的回转转精度。 端部部锥孔 主轴轴端部内内锥孔（莫莫氏6号号）对支支承轴颈颈A、BB的跳动动在轴端端面处公公差为00.0005mmm，离轴轴端面3300mmm处公公差为00.011 mmm；锥面面接触率率700%；表表面粗糙糙度Raa为0.4mmm；硬度度要求445550HRRC。该该锥孔是是用来安安装顶尖尖或工具具锥柄的的，其轴轴心线必必须与两两个支承承轴颈的的轴心线线严格同同轴，否否则会使使工件（或或工具）产产生同轴轴度误差差。 端部部短锥和和端面 头部部短锥CC和端面面D对主主轴二个个支承轴轴颈A、BB的径向向圆跳动动公差为为0.0008mmm；表表面粗糙糙

14、度Raa为0.8mmm。它是是安装卡卡盘的定定位面。为为保证卡卡盘的定定心精度度，该圆圆锥面必必须与支支承轴颈颈同轴，而而端面必必须与主主轴的回回转中心心垂直。 空套套齿轮轴轴颈 空套齿齿轮轴颈颈对支承承轴颈AA、B的的径向圆圆跳动公公差为00.0115 mmm。由由于该轴轴颈是与与齿轮孔孔相配合合的表面面，对支支承轴颈颈应有一一定的同同轴度要要求，否否则引起起主轴传传动啮合合不良，当当主轴转转速很高高时，还还会影响响齿轮传传动平稳稳性并产产生噪声声。 螺纹纹 主轴轴上螺旋旋面的误误差是造造成压紧紧螺母端端面跳动动的原因因之一，所所以应控控制螺纹纹的加工工精度。当当主轴上上压紧螺螺母的端端面跳

15、动动过大时时，会使使被压紧紧的滚动动轴承内内环的轴轴心线产产生倾斜斜，从而而引起主主轴的径径向圆跳跳动。2.1.4主轴轴加工的的要点与与措施主轴加工工的主要要问题是是如何保保证主轴轴支承轴轴颈的尺尺寸、形形状、位位置精度度和表面面粗糙度度，主轴轴前端内内、外锥锥面的形形状精度度、表面面粗糙度度以及它它们对支支承轴颈颈的位置置精度。 主轴支承承轴颈的的尺寸精精度、形形状精度度以及表表面粗糙糙度要求求，可以以采用精精密磨削削方法保保证。磨磨削前应应提高精精基准的的精度。 保证主轴轴前端内内、外锥锥面的形形状精度度、表面面粗糙度度同样应应采用精精密磨削削的方法法。为了了保证外外锥面相相对支承承轴颈的

16、的位置精精度，以以及支承承轴颈之之间的位位置精度度，通常常采用组组合磨削削法，在在一次装装夹中加加工这些些表面，如如图2-1所示示。机床床上有两两个独立立的砂轮轮架，精精磨在两两个工位位上进行行，工位位精磨前前、后轴轴颈锥面面，工位位用角度度成形砂砂轮，磨磨削主轴轴前端支支承面和和短锥面面。图2.11 组合合磨削主轴锥孔孔相对于于支承轴轴颈的位位置精度度是靠采采用支承承轴颈AA、B作作为定位位基准，而而让被加加工主轴轴装夹在在磨床工工作台上上加工来来保证。以以支承轴轴颈作为为定位基基准加工工内锥面面，符合合基准重重合原则则。在精精磨前端端锥孔之之前，应应使作为为定位基基准的支支承轴颈颈A、BB

17、达到一一定的精精度。主主轴锥孔孔的磨削削一般采采用专用用夹具，如如图3所所示。夹具由底底座1、支支架2及及浮动夹夹头3三三部分组组成，两两个支架架固定在在底座上上，作为为工件定定位基准准面的两两段轴颈颈放在支支架的两两个V形形块上，VV形块镶镶有硬质质合金，以以提高耐耐磨性，并并减少对对工件轴轴颈的划划痕，工工件的中中心高应应正好等等于磨头头砂轮轴轴的中心心高，否否则将会会使锥孔孔母线呈呈双曲线线，影响响内锥孔孔的接触触精度。后后端的浮浮动卡头头用锥柄柄装在磨磨床主轴轴的锥孔孔内，工工件尾端端插于弹弹性套内内，用弹弹簧将浮浮动卡头头外壳连连同工件件向左拉拉，通过过钢球压压向镶有有硬质合合金的锥

18、锥柄端面面，限制制工件的的轴向窜窜动。采采用这种种联接方方式，可可以保证证工件支支承轴颈颈的定位位精度不不受内圆圆磨床主主轴回转转误差的的影响，也也可减少少机床本本身振动动对加工工质量的的影响。2.2划划分加工工阶段的的理由（1）粗粗加工时时切削余余量大，切切削力大大，切削削热及功功率消耗耗都较大大，因而而工艺系系统存在在严重的的受力变变形、热热变形及及共建内内应力变变形，要要由后续续阶段逐逐步修正正；（2）划划分加工工阶段可可合理使使用机床床设备。粗粗加工可可采用功功率大精精度一般般的机床床设备，精精加工用用相应精精度机床床，既能能发挥机机床各自自的性能能特点，也也延长了了精密机机床的使使用

19、寿命命；（3）零零件工艺艺过程中中插入必必要的热热处理工工序，这这样工艺艺过程以以热处理理工序为为界自然然分为上上述各阶阶段，各各具不同同的特点点和目的的。如精精密主轴轴加工中中，在粗粗加工后后进行时时效处理理去除应应力，半半精加工工后进行行淬火，精精加工后后进行冰冰冷处理理及低温温回火，最最后再进进行光整整加工。此外划分分加工阶阶段还有有两个好好处：（1）粗粗加工后后可及早早发现毛毛坯缺陷陷，及时时报废或或修补，以以免继续续加工而而造成浪浪费；（2）表表面加工工要安排排在最后后，可防防止或减减少碰坏坏损伤，只只有在自自动机床床上加工工的零件件，往往往不分阶阶段，棒棒料一次次安装完完成全部部粗

20、、精精加工2.3工工序划分分的原则则在车床上上加工零零件，常常用的工工序的划划分原则则有两种种。 a 保保持精度度原则 工序一一般要求求尽可能能地集中中，粗、精精加工通通常会在在一次装装夹中全全部完成成。为减少少热变形形和切削削力变形形对工件件的形状状、位置置精度、尺尺寸精 度和表表面粗糙糙度的影影响，则则应将粗粗、精加加工分开开进行。 b 提高生产效率原则 为减少换刀次数，节省换刀时间，提高生产效率应将需要要用同一一把刀加加工的加加工部位位都完成成后，再再换另一一把刀来来加工其其他部位位同时应尽尽量减少少空行程程。制定加工工顺序一一般遵循循下列原原则：（1）先先粗后精精 各表表面的加加工工序

21、序按前述述从粗到到精的加加工交叉叉进行；（2）先先主后次次 首先先着重考考虑主要要表面的的加工顺顺序，次次要表面面加工可可适当穿穿插在主主要表面面加工工工序之间间；（3）基基面先行行 零件件加工一一般在精精基准的的加工开开始，然然后加工工其它表表面和次次要表面面；（4）先先面后孔孔 一般般机器零零件，平平面所占占轮廓尺尺寸较大大，用平平面定位位比较稳稳定可靠靠，因此此工艺过过程总是是先加工工平面，在在加工孔孔；2.3.1 CCA61140车车床主轴轴主要加加工表面面加工工工序安排排CA61140车车床主轴轴主要加加工表面面是775h55、880h55、990g55、1105hh5轴颈颈，两支支

22、承轴颈颈及大头头锥孔。它它们加工工的尺寸寸精度在在IT55ITT6之间间，表面面粗糙度度Ra为为0.440.8mmm。 主轴加工工工艺过过程可划划分为三三个加工工阶段，即即粗加工工阶段（包包括铣端端面、加加工顶尖尖孔、粗粗车外圆圆等）；半精加加工阶段段（半精精车外圆圆，钻通通孔，车车锥面、锥锥孔，钻钻大头端端面各孔孔，精车车外圆等等）；精精加工阶阶段（包包括精铣铣键槽，粗粗、精磨磨外圆、锥锥面、锥锥孔等）。 在机械加加工工序序中间尚尚需插入入必要的的热处理理工序，这这就决定定了主轴轴加工各各主要表表面总是是循着以以下顺序序的进行行，即粗粗车调调质（预预备热处处理）半精车车精车车淬火火-回火火（

23、最终终热处理理）粗粗磨精精磨。 综上所述述，主轴轴主要表表面的加加工顺序序安排如如下： 外圆表面面粗加工工（以顶顶尖孔定定位）外圆表表面半精精加工（以以顶尖孔孔定位）钻通孔孔（以半半精加工工过的外外圆表面面定位）锥孔粗粗加工（以以半精加加工过的的外圆表表面定位位，加工工后配锥锥堵）外圆表表面精加加工（以以锥堵顶顶尖孔定定位）锥孔精精加工（以以精加工工外圆面面定位）。 当主要表表面加工工顺序确确定后，就就要合理理地插入入非主要要表面加加工工序序。对主主轴来说说非主要要表面指指的是螺螺孔、键键槽、螺螺纹等。这这些表面面加工一一般不易易出现废废品，所所以尽量量安排在在后面工工序进行行，主要要表面加加

24、工一旦旦出了废废品，非非主要表表面就不不需加工工了，这这样可以以避免浪浪费工时时。但这这些表面面也不能能放在主主要表面面精加工工后，以以防在加加工非主主要表面面过程中中损伤已已精加工工过的主主要表面面。图2.22磨主轴轴锥孔夹夹具1弹簧簧 2钢球 3浮浮动夹头头 4弹性套套内 55支架架 6底座图图2.22 磨主主轴锥孔孔夹具对凡是需需要在淬淬硬表面面上加工工的螺孔孔、键槽槽等，都都应安排排在淬火火前加工工。非淬淬硬表面面上螺孔孔、键槽槽等一般般在外圆圆精车之之后，精精磨之前前进行加加工。主主轴螺纹纹，因它它与主轴轴支承轴轴颈之间间有一定定的同轴轴度要求求，所以以螺纹安安排在以以非淬火火-回火

25、火为最终终热处理理工序之之后的精精加工阶阶段进行行，这样样半精加加工后残残余应力力所引起起的变形形和热处处理后的的变形，就就不会影影响螺纹纹的加工工精度。2.3.2 CCA61140车车床主轴轴加工工工艺过程程下表列出出了CAA61440车床床主轴的的加工工工艺过程程。 生产类型型：大批批生产；材料牌牌号：440Crr号钢；毛坯种种类：模模锻件 表2.33.2大大批生产产CA661400车床主主轴工艺艺过程大批生产产CA661400车床主主轴工艺艺过程序号工序名称称工序内容容定位基准准设备1备料2锻造模锻立式精锻锻机3热处理正火4锯头5铣端面钻钻中心孔孔毛坯外圆圆中心孔机机床6粗车外圆圆顶尖孔

26、多刀半自自动车床床7热处理调质8车大端各各部车大端外外圆、短短锥、端端面及台台阶顶尖孔卧式车床床9车小端各各部仿形车小小端各部部外圆顶尖孔仿形车床床10钻深孔钻488mm通通孔两端支承承轴颈深孔钻床床11车小端锥锥孔车小端锥锥孔（配配120锥堵堵，涂色色法检查查接触率率50%）两端支承承轴颈卧式车床床12车大端锥锥孔车大端锥锥孔（配配莫氏66号锥堵堵，涂色色法检查查接触率率30%）、外外短锥及及端面两端支承承轴颈卧式车床床13钻孔钻大头端端面各孔孔大端内锥锥孔摇臂钻床床14热处理局部高频频淬火（90g5、短锥及莫氏6号锥孔）高频淬火火设备15精车外圆圆精车各外外圆并切切槽、倒倒角锥堵顶尖尖孔数

27、控车床床16粗磨外圆圆粗磨775h55、900g5、1005h55外圆锥堵顶尖尖孔组合外圆圆磨床17粗磨大端端锥孔粗磨大端端内锥孔孔（重配配莫氏66号锥堵堵，涂色色法检查查接触率率40%）前支承轴轴颈及75hh5外圆圆内圆磨床床18铣花键铣899f6花花键锥堵顶尖尖孔花键铣床床19铣键槽铣12ff9键槽槽80hh5及M1115mmm外圆立式铣床床20车螺纹车三处螺螺纹（与与螺母配配车）锥堵顶尖尖孔卧式车床床21精磨外圆圆精磨各外外圆及EE、F两端面面锥堵顶尖尖孔外圆磨床床22粗磨外锥锥面粗磨两处处112外锥面面锥堵顶尖尖孔专用组合合磨床23精磨外锥锥面精磨两处处两处1112外锥面面、D端面及及

28、短锥面面锥堵顶尖尖孔专用组合合磨床24精磨大端端锥孔精磨大端端莫氏66号内锥锥孔（卸卸堵，涂涂色法检检查接触触率70%）前支承轴轴颈及75hh5外圆圆专用主轴轴锥孔磨磨床25钳工端面孔去去锐边倒倒角，去去毛刺26检验按图样要要求全部部检验前支承轴轴颈及75hh5外圆圆专用检具具表2.33.2 大批生生产CAA61440车床床主轴工工艺过程程2.4轴轴类零件件的材料料、毛坏坏及热处处理的选选择2.4.1轴类类零件的的材料轴类零零件材料料的选取取，主要要根据轴轴的强度度、刚度度、耐磨磨性以及及制造工工艺性而而决定，力力求经济济合理。常用的轴轴类零件件材料有有 355、45、50优质质碳素钢钢，以4

29、45钢应应用最为为广泛。对对于受载载荷较小小或不太太重要的的轴也可可用Q2235、Q2555等普普通碳素素钢。对对于受力力较大，轴轴向尺寸寸、重量量受限制制或者某某些有特特殊要求求的可采采用合金金钢。如如40CCr合金金钢可用用于中等等精度，转转速较高高的工作作场合，该该材料经经调质处处理后具具有较好好的综合合力学性性能；选选用Crr15、65MMn等合合金钢可可用于精精度较高高，工作作条件较较差的情情况，这这些材料料经调质质和表面面淬火后后其耐磨磨性、耐耐疲劳强强度性能能都较好好；若是是在高速速、重载载条件下下工作的的轴类零零件，选选用200Cr、20CCrMnnTi、20MMn2BB等低碳

30、碳钢或338CrrMoAA1A渗渗碳钢，这这些港经经渗碳淬淬火或渗渗氮处理理后，不不仅有很很高的表表面硬度度，而且且其心部部强度也也大大提提高，因因此具有有良好的的耐磨性性、抗冲冲击韧性性和耐疲疲劳强度度的性能能。a 球墨墨铸铁、高高强度铸铸铁由于于铸造性性能好，且且具有减减振性能能，常在在制造外外形结构构复杂的的轴中采采用。特特别是我我国研制制的稀土土镁球球墨铸铁铁，抗冲冲击韧性性好，同同时还具具有减摩摩、吸振振，对应应力集中中敏感性性小等优优点，已已被应用用于制造造汽车、拖拖拉机、机机床上的的重要轴轴类零件件。轴类类零件应根根据不同同的工作作条件和和使用要要求选用用不同的的材料并采采用不同

31、同的热处处理规范范（如调调质、正正火、淬淬火等），以以获得一一定的强强度、韧韧性和耐耐磨性。b 440Crr钢是轴轴类零件件的常用用材料，它它价格便便宜经过过调质（或或正火）后后，可得得到较好好的切削削性能，而而且能获获得较高高的强度度和韧性性等综合合机械性性能，淬淬火后表表面硬度度可达445552HRRC。 c 40CCr等合合金结构构钢适用用于中等等精度而而转速较较高的轴轴类零件件，这类类钢经调调质和淬淬火后，具具有较好好的综合合机械性性能。 dd 轴承承钢GCCr155和弹簧簧钢655Mn，经经调质和和表面高频频淬火后后，表面面硬度可可达500588HRCC，并具具有较高高的耐疲疲劳性能

32、能和较好好的耐磨磨性能，可可制造较较高精度度的轴。精密机床的主轴（例如磨床砂轮轴、坐标镗床主轴）可选用38CrMoAIA氮化钢。这种钢经调质和表面氮化后，不仅能获得很高的表面硬度，而且能保持较软的芯部，因此耐冲击韧性好。与渗碳淬火钢比较，它有热处理变形很小，硬度更高的特性。2.4.2零件件的毛坏坏轴类零件件的毛坯坯常见的的有型材材（圆棒棒料）和和锻件。大大型的，外外形结构构复杂的的轴也可可采用铸铸件。内内燃机中中的曲轴轴一般均均采用铸铸件毛坯坯。型材材毛坯分分热轧或或冷拉棒棒料，均均适合于于光滑轴轴或直径径相差不不大的阶阶梯轴。锻件毛坯经加热锻打后，金属内部纤维组织沿表面分布，因而有较高的抗拉

33、、抗弯及抗扭转强度，一般用于重要的轴。2.4.3轴类类零件的的热处理理机械零件件常用的的热处理理工艺有有：退火火正火、调调质、时时效、淬淬火、回回火、渗渗碳及氮氮化等。下下面简单单介绍一一下本课课题涉及及到的一一些热处处理及其其作用。 （11）退火火和正火火：目的的是改善善切削加加工性能能和消除除毛坯内内应力。含含碳量大大于0.7%的的碳钢和和合金钢钢，为降降低硬度度便于切切削常采采用退火火；含碳碳量低于于0.33%的低低碳钢和和低合金金钢，为为避免硬硬度过低低切削时时粘刀而而采用正正火以提提高硬度度。退火火和正火火尚能细细化晶粒粒，均匀匀组织，为为以后的的热处理理做好组组织准备备。退火火和正

34、火火常安排排在毛坯坯制造之之后粗加加工之前前。 （22）调质质：调质质能获得得均匀细细致的索索氏体组组织，为为以后表表面淬火火和氮化化时减少少变形作作好组织织准备，因因此调质质可作好好预备热热处理工工序。但但由于调调质后零零件的综综合力学学性能较较好，对对某些硬硬度和耐耐磨性要要求不高高的零件件，也可可作为最最终的热热处理工工序。调调质处理理常置于于粗加工工之后和和半精加加工之前前。 （33）淬火火：淬火火分为整整体淬火火和表面面淬火两两种，其其中表面面淬火因因变形、氮氮化及脱脱碳较小小而应用用较多。为为提高表表面淬火火零件的的心部性性能和获获得马氏氏体的表表层淬火火组织，常常需预先先进行调调

35、制及正正火处理理。淬火火一般安安排在半半精加工工后精加加工之前前。3工件的的装夹3.1 定位位基准的的选择3.1.1 CCA61140车车床主轴轴加工定定位基准准的选择择主轴加加工中，为为了保证证各主要要表面的的相互位位置精度度，选择择定位基基准时，应应遵循基基准重合合、基准准统一和和互为基基准等重重要原则则，并能能在一次次装夹中中尽可能能加工出出较多的的表面。由于主轴轴外圆表表面的设设计基准准是主轴轴轴心线线，根据据基准重重合的原原则考虑虑应选择择主轴两两端的顶顶尖孔作作为精基基准面。用用顶尖孔孔定位，还还能在一一次装夹夹中将许许多外圆圆表面及及其端面面加工出出来，有有利于保保证加工工面间的

36、的位置精精度。所所以主轴轴在粗车车之前应应先加工工顶尖孔孔。 为了保证证支承轴轴颈与主主轴内锥锥面的同同轴度要要求，宜宜按互为为基准的的原则选选择基准准面。如如车小端端120锥锥孔和大大端莫氏氏6号内内锥孔时时， 以以与前支支承轴颈颈相邻而而它们又又是用同同一基准准加工出出来的外外圆柱面面为定位位基准面面（因支支承轴颈颈系外锥锥面不便便装夹）；在精车车各外圆圆（包括括两个支支承轴颈颈）时，以以前、后后锥孔内内所配锥锥堵的顶顶尖孔为为定位基基面；在在粗磨莫莫氏6号号内锥孔孔时，又又以两圆圆柱面为为定位基基准面；粗、精精磨两个个支承轴轴颈的1112锥锥面时，再再次用锥锥堵顶尖尖孔定位位；最后后精磨

37、莫莫氏6号号锥孔时时，直接接以精磨磨后的前前支承轴轴颈和另另一圆柱柱面定位位。定位位基准每每转换一一次，都都使主轴轴的加工工精度提提高一步步。工序名称称划线加工中心心孔中心孔粗车外圆圆夹一端，托托另一端端钻深孔两端锥堵堵中心孔孔半精车和和精车两端锥堵堵中心孔孔粗、精磨磨外锥两端锥堵堵中心孔孔粗、精磨磨外圆两端锥堵堵中心孔孔粗、精磨磨锥孔两支撑轴轴颈外表表面或靠靠近两支支撑轴颈颈的外园园表面表3.11 不不同加工工阶段基基准面的的选择3.2零件件的定位位装夹装夹方法法:两端锥锥堵中心心孔。3.2.1改进进工件的的装夹方方法粗加工时时，由于于切削余余量大，工工件受的的切削力力也大，采采用卡顶顶法，

38、尾尾座顶尖尖采用弹弹性顶尖尖，可以以使工件件在轴向向自由伸伸长。但但是，由由于顶尖尖弹性的的限制，轴轴向伸长长量也受受到限制制，因而而顶紧力力不是很很大。在在高速、大大用量切切削时，有有使工件件脱离顶顶尖的危危险。采采用卡拉拉法可避避免这种种现象的的产生。精车时，采采用双顶顶尖法（此此时尾座座应采用用弹性顶顶尖）有有利于提提高精度度，其关关键是提提高中心心孔精度度。a采用跟跟刀架跟刀架是是车削细细长轴极极其重要要的附件件。采用用跟刀架架能抵消消加工时时径向切切削分力力的影响响，从而而减少切切削振动动和工件件变形，但但必须注注意仔细细调整，使使跟刀架架的中心心与机床床顶尖中中心保持持一致。b采用

39、反反向进给给车削细长长轴时，常常使车刀刀向尾座座方向作作进给运运动（此此时应安安装卡拉拉工具），这这样刀具具施加于于工件上上的进给给力方向向朝向尾尾座，因因而有使使工件产产生轴向向伸长的的趋势，而而卡拉工工具大大大减少了了由于工工件伸长长造成的的弯曲变变形。c采用车车削细长长轴的车车刀车削细长长轴的车车刀一般般前角和和主偏角角较大，以以使切削削轻快，减减小径向向振动和和弯曲变变形。粗粗加工用用车刀在在前刀面面上开有有断屑槽槽，使断断屑容易易。精车车用刀常常有一定定的负刃刃倾角，使使切屑流流向待加加工面。3.2.2本题题采用的的装夹方方法图3.11 锥堵堵与锥套套心轴a) 锥锥堵 b) 锥套套心

40、轴图3.11 锥堵堵与锥套套心轴主轴外圆圆表面的的加工，应应该以顶顶尖孔作作为统一一的定位位基准。但但在主轴轴的加工工过程中中，随着着通孔的的加工，作作为定位位基准面面的中心心孔消失失，工艺艺上常采采用带有有中心孔孔的锥堵堵塞到主主轴两端端孔中，如如图3.1所示示，让锥锥堵的顶顶尖孔起起附加定定位基准准的作用用。4 零零件的加加工顺序序及切削削用量4.1加加工顺序序及刀具具选择a 加工工顺序按按由粗到到精、由由近到远远（由右右到左）的的原则确确定。即即先粗车车（留00.255精车车余量），然然后从右右到左进进行精车车，最后后车削螺螺纹.从从右到左左进行。 b 刀具的的使用寿寿命除与与刀具材材料

41、相关关外，还还与刀具具的直径径有很大大的关系系。刀具具直径越越大，能能承受的的切削用用量也越越大。所所以在零零件形状状允许的的情况下下，采用用尽可能能大的刀刀具直径径是延长长刀具寿寿命，提提高生产产率的有有效措施施。数控控车削常常用的刀刀具一般般分为33类。即即尖形车车刀、圆圆弧形车车刀和成成型车刀刀。 (1)尖形车车刀 以以直线形形切削刃刃为特征征的车刀刀一般称称为尖形形车刀。其其刀尖由由直线性性的主、副副切削刃刃构成，如如外圆偏偏刀、端端面车刀刀等。这这类车刀刀加工零零件时，零零件的轮轮廓形状状主要由由一个独独立的刀刀尖或一一条直线线形主切切削刃位位移后得得到。 (2)圆弧形形车刀 除可车

42、车削内外外圆表面面外，特特别适宜宜于车削削各种光光滑连接接的成型型面。其其特征为为：构成成主切削削刃的刀刀刃形状状为一圆度误误差或线线轮廓误误差很小小的圆弧弧，该圆圆弧刃的的每一点点都是圆圆弧形车车刀的刀刀尖，因因此刀位位点不在在圆弧上上，而在在该圆弧弧的圆心心上。 (3)成型车车刀 即即所加工工零件的的轮廓形形状完全全由车刀刀刀刃的的形状和和尺寸决决定。数数控车削削加工中中，常用用的成型型车刀有有小半径径圆弧车车刀、车车槽刀和和螺纹车车刀等。为为了减少少换刀时时间和方方便对刀刀，便于于实现机机械加工工的标准准化。数数控车削削加工中中，应尽尽量采用用机夹可可转位式式车刀。4.2刀刀具的选选择选

43、用5中中心钻钻钻削中心心孔。粗车及及平端面面选用9900硬硬质合金金右偏刀刀，为防防止副后后刀面与与工件轮轮廓干涉涉（可用用作图法法检验），副副偏角不不宜太小小，选=355 0。精车选选用9000硬质质合金右右偏刀，车车螺纹选选用硬质质合金6600外外螺纹车车刀，刀刀尖圆弧弧半径应应小于轮轮廓最小小圆角半半径，取取r=0.150.22。4.3切切削用量量的确定定切削用量量的选择择原则是是：保证证零件加加工精度度和表面面粗糙度度，充分分发挥刀刀具切削削性能，保保证合理理的刀具具耐用度度；并充充分发挥挥机床的的性能，最最大限度度提高生生产率，降降低成本本。主轴转转速的确确定主轴转速速应根据据允许的

44、的切削速速度和工工件（或或刀具）直直径来选选择。根根据本例例中零件件的加工工要求，考考虑工件件材料为为铝件，刀刀具材料料为高建建工具钢钢，粗加加工选择择转速6600rr/miin,精精加工选选择8000r/minn车削外外圆，考考虑细牙牙螺纹切切削力不不大，采采用4000r/minn来车螺螺纹，而而内孔由由于刚性性较差，采采用粗车车4000 r/minn，比较较容易达达到加工工要求，切切槽的切切削刀较较大，采采用2000 rr/miin更稳稳妥。背吃刀刀量确定定背吃刀量量根据机机床、工工件和刀刀具的刚刚度来决决定，在在刚度允允许的条条件下，应应尽可能能使背吃吃刀量等等于工件件的加工工余量(除去

45、精精车量)，这样样可以减减少走刀刀次数，提提高生产产效率。为为了保证证加工表表面质量量，可留留少量精精加工余余量，一一般0.2-00.4mmm。本本例中，背背吃刀量量的选择择大致为为下表4.11：粗 精 外圆 1.5-2(mmm)0.2-0.44(mmm)内孔 1-1.5(mmm)0.1-0.33(mmm)螺纹 随进刀次次数依次次减少 槽 根据刀宽宽，分两两次进行行 表4.11 背背吃刀量量的选择择总之，切切削用量量的具体体数值应应根据机机床性能能、相关关的手册册并结合合实际经经验用类类比方法法确定。同同时，使使主轴转转速、切切削深度度及进给给速度三三者能相相互适应应，以形形成最佳佳切削用用量。 切削用量量的选择择原则，合合理选用用切削用用量对提提高车床床的加工工质量至至关重要要。确定定车床的的切削用用量时一一定要根根据机床床说明书书中规定定的要求求，以及及刀具的的耐用度度去选择择，也可可结合实实际经验验采用类类比法来来确定。一一般的选选择原则则是：粗粗车时，首首先考虑虑在机床床刚度允允许的情情况下选选择尽可可能大的的背吃刀刀量app；其次次选择较较大的进进给量ff；最后后再根据据刀具允允许的寿寿命确定定一个合合适的切切削速度度。增大大背