零件机械加工论文范文第1篇
关键词： 机械零件;检测技术;应用分析
一、准备工作
(1)认真阅读图纸。 每位检测人员需要对视图进行分析，掌握每个零件的形状以及基本结构。首先说到分析视图，其中先分析其主视图，然后按照常规的基本顺序分析另外的视图，同时要搞清楚每个视图表面的组成以及其特征，它们之间的位置关系也要看懂并记住。
检测人员还需要分析图纸当中的标题一栏，标题一栏包含了所有需要检测的零件的名称，通过观测了解需检测零件用到的材料规格和标准，从而可以分析出来材料所拥有的工艺性能，这样就可以了解加工时的侧重所在，尽可能避免影响其质量。
(2)认真分析图纸当中的工艺文件。 检测人员需要对所检测的工艺文件进行认真的分析，工艺文件可以指导检测人员进行更加安全的加工和检测，所以必须要认真的观看，按照每个零件的特殊要求和顺序进行加工、检测，与此同时还应该清楚关键工序的装夹的方法、定位的基准以及使用到的设备等技术要求。需要我们注意的是，总是有个别的一些检测人员不按照工艺所制定的准确的工序进行加工检测，从而对零件完成了不可挽回的后果，进而导致产品零件的不合格，这一严重的问题却往往会被检测人员所忽略，等到安装使用的时候无法进行使用，进而可能造成整件产品被淘汰报废。
(3)合理选用量具确定测量的方法。 当认真阅读完图纸并分析了图纸中的工艺文件后，下一步就要选择比较适合的量具对零件进行检测。根据所需检测零件的尺寸大小、几何形状、生产的批量等条件进行逐一排查选用。 困难的是有一部分将要被检测的零件使用现在所拥有的量具不能直接对其进行检测，这就要求检测的人员根据自己以往的经验结合书本上的理论知识，使用现在所拥有的量具进行整改，或者进行将一部分工具组合起来进行测量，从而得到最接近实际的数值，尽可能的减少误差。
二、检测
(1)合理的选择使用测量的基準。 检测的基准应该尽可能的跟设计的基准、工艺的基准重合。在选择基准的时候，要选择精确度比较高、能够尽可能保证测量的时候以比较稳定并可靠的一些部位作为检测人员进行检测的基准。比如当我们测量同轴度、圆跳动、套类零件以内的孔，轴类的零件应该以中心的那个孔作为基准，测量其垂直度应该以大的面作为基准。
(2)检测尺寸的公差。 对检测的要求就是尽可能的采取直接测量的方法，因为直接测量的时候更加接近最准确的数值，从而尽可能的避免误差，并且观测起来更加的直观简单。但是，当检测比较复杂、尺寸比较繁琐、种类众多的零件时，为了观测方便化，最好列表进行清晰的记录，对给的准确的数值放在一边，我们测量所得到的实际数值放在另一边，按照列表里的顺序一个一个的测量，避免重复或者漏测，等到测量结束后，根据列表里所展现出来的尺寸对零件进行判断其是否合格。这样做既不会漏掉一个数据也可以保证检测人员检测的质量。
(3)对于表面粗糙度和质量的检测。 大多数机械零件的损坏都是首先从表面开始的，每件产品的性能，特别是它的耐久性与可靠性，在很多方面都是由零件表面层次的质量所决定的。对机械加工表面的质量进行研究的目的更多是为了了解每件零件的工艺因素对加工表面质量的各种影响的一些规律，以便于利用这些规律从而控制加工的过程，最后的目的还是为了维护每个零件，从而大大提高每件产品的性能和质量。
三、测量误差和原因的分析
当我们进行各种测量时，有很多的因素影响着测量所得到的数据，这便形成了误差，主要分为三种：系统误差、粗大误差和随机误差。
系统的误差不可避免，但是可以尽可能的缩小，需要我们做的就是使用测量工具时尽可能完美的按照顺序进行，对测量所需要的器具进行保养，还有测量的方法一定要准确无误，这样即可尽可能避免系统的误差。
四、结束语
当我们对各种设备零件进行测量的时候，为了能够更加的准确、快捷和合理，检测人员可使用恰当的通用的一些器具和专门的检测工具量具相互组合着使用。
检测时候的量具与工具需要对其进行等温后才可以对所需检测的零件进行测量，检测的器具不可以有较高磁场和高温的环境当中，否则有可能会被锈蚀、变形或者磁化。
参考文献
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零件机械加工论文范文第2篇
摘 要：我国机械类的加工标准有很多，不同行业有不同的标准，而一个工件的加工标准是选择粗加工还是精加工，需要根据其所属的行业的加工工序及工件的用途来确定。因此，工件的检测标准也随行业的不同而不同。总体来说，工件检测基本依据是根据图纸要求进行验收，此外还有针对材料验收、理化检验、热处理后机械性能试验检验、以及加工后的检测验收。本文重点对机械零件的检测方法与误差进行分析，希望能够为同行提供借鉴。
关键词：机械零件；检测方法；误差A
机械零件的技术要求很多，如几何形状、尺寸公差、形位公差、表面粗糙度、材质的化学成份及硬度等。机械加工是对加工精度和表面质量的控制，是质量控制；操作人员对加工零件的控制则包括：在零件加工过程中的质量控制工艺措施和加工内容完成后的检验测量。那么，检测应先从何处着手、使用哪些量具、适合采用什么方法，则是检测中技术性较强的一个问题。下面，我们针对机械零件的检验来具体的谈一谈，对此检测人员应做好各方面工作。
1.一般检测流程
1.1确认检测要素
检测要素有检测对象、计量单位、检测方法、检测精度四项。
1.2确定检测方法
测量前，根据图纸要求，确定被测对象的形状、精度、重量、材质和工件批量等，确定合适的通用器具。再通过分析被测参数特点及其相互关系，确定最佳的检测方法。
1.3一般检测步骤
1.3.1测前准备
检验人员要仔细看图纸中的尺寸，了解零件的大小，从长、宽、高三个方向的设计基准进行分析，分清定形尺寸、定位尺寸、关键尺寸；分清精加工面、粗加工面和非加工面。检验人员通过对视图的分析，掌握零件的形体结构。先分析主视图，后按顺序分析其它视图。同时，把各视图由哪些表面组成、组成表面的特征，以及它们之间的位置都要看懂记清楚。
检验人员要认真分析工艺文件，按照加工顺序，对每个工序加工的部位、尺寸、工序余量、工艺尺寸换算要认真审阅。同时，了解关键工序的装夹方法，定位基准和所使用的设备、工装夹具刀具等技术要求，并选取恰当的量具、确定检测方法。
检验人员要细心清理检测环境，并检查是否满足检测要求，清洗标准器、被测件及辅助工具，对检测器具进行调整使之处于正常工作状态。
1.3.2采集数据
安装被测件，按照设计预案采集测量数据并规范地做好原始记录。
1.3.3处理数据
对检测数据进行计算和处理，获得检测结果。
1.3.4填报结果
检测后，把检测结果填写在检测报告单及有关的原始记录中，并根据技术要求做出合规性的判定。
2.检测项目与方法
2.1尺寸误差的检测方法
检测尺寸公差，测量时应尽量采用直接测量法，简便直观，无需繁琐的计算，如测量轴的直径等。有些尺寸无法直接测量，就需用间接测量方法，比较麻烦，有时需用繁琐的函数计算，如测量角度、锥度、孔心距等。当检查形状复杂，尺寸较多的零件时，测量前应先列一个“对比”清单，对要求的尺寸写在一侧，实际测量的尺寸写在另一侧。测量结束后，根据清单汇总的尺寸判断零件是否合格，既不会遗漏尺寸，又能保证检测质量。下面举例说明：
2.1.1轴径及其误差的检测方法
（1）小批量生产：中低精度轴径的实际尺寸，常用卡尺、千分尺、专用量表等普通计量器具进行检测。
（2）大批量生产：多用光滑极限量规，综合判断轴的实际尺寸和形状误差是否合格。
（3）高精度轴径：常用机械式测微仪、电动式测微仪或光学仪器进行测量。
2.1.2孔径及其误差的常见检测方法
（1）小批量生产：常用卡尺、内径千分尺、内径规、内径摇表、内测卡规等普通量具和通用量仪进行测量。
（2）大批量生产：多用光滑极限量规，综合测量孔的实际尺寸和形状误差是否合格。
（3）高精度孔径及深孔、小孔、细孔：深孔和精密孔等的测量，常用内径百分表（千分表）或卧式测长仪；小孔径用小孔内视镜、反射内视镜等检测；细孔用电子深度卡尺测量。
2.1.3长度/厚度误差的检测
（1）长度尺寸：一般用卡尺、千分尺、专用量表、测长仪、比较仪、高度仪、气动量仪等进行测量。
（2）厚度尺寸：一般用塞尺、间隙片结合卡尺、千分尺、高度尺、量规等测量。
（3）壁厚尺寸：用超声波测厚仪或壁厚千分尺来检测管类、薄壁件等的厚度；利用膜厚计、涂层测厚计检测刀片或其他零件涂镀层的厚度。
（4）其他尺寸：用偏心检查器检测偏心距值，用半径规检测圆弧角度半径值，用螺距规检测螺距尺寸值。用孔距卡尺测量孔距尺寸。
2.1.4角度误差检测方法
角度测量的内容有矩形零件的直角、锥体的锥角、零部件的定位角、零件结构的分度角以及转角等，通常采用相对测量、绝对测量、间接测量、小角度测量等测量方法进行检验。
2.2表面粗糙度误差检测方法
零件的损坏一般是从表面层开始的，产品的性能在很大程度上又取决于零件表面层的质量。如：细长轴、薄壁件要注意变形，冷冲件要注意裂纹，螺纹类零件、铜材质件要注意磕碰、划伤等。零件检测完后，都要认真作记录，特别是半成品，对合格品、返修品、报废产品要分清，并作上标记，以免混淆。常用检测方法有：目视检查法、比较法、光切法、干涉法、针描法、印模法、激光测微仪检测法，其中，光切法一般适宜测量用车、铣、刨等加工方法完成的金属平面或外圆表面，使用仪器为双管显微镜。
2.3形状误差的检测方法
按国家标准规定有14种形位公差项目。对于测量形位公差时，要注意应按国家标准或企业标准执行，如轴、长方件要测量直线度，键槽要测量其对称度。
2.3.1直线度误差的检测方法
可采用光隙法、指示器法、钢丝法、光学仪器法、水平仪法、光学平晶法，检测直线度误差。
2.3.2平面度误差的检测方法
可采用指示器检测法（打表法）、平尺检测法、光学仪器法和研点检测法，测出平面度误差。其中，平尺检测法操作与直线度测量相同，是常用的一种检测方法；而研点检测法多用在机修、平板、平尺检定、平板平尺制造等过程中。
2.3.3圆度误差的检测方法
可采用圆度仪法、两点法、三点法、坐标测量法、光学分度测量法，得出圆度或圆柱度的误差。其中，两点法是一种近似测量法，简单经济，一般工件圆度误差检测多采用此方法。
2.3.4圆柱度误差测量方法
与圆度误差检测方法相同，此外还可采用指示器法（打表法）求得圆柱度误差。
2.3.5位置误差的检测方法
（1）平行度误差检测可采用指示器法和水平仪法获得数据。
（2）垂直度误差检测可采用光隙法、坐标转换法、光学仪器与水平仪法、打表法获得数据。
（3）倾斜度误差检测：一般把被测要素通过标准角度块、正弦尺、倾斜台等转换成与被测量基准平行状态，然后再用测量平行度的方法测量且倾斜度误差。倾斜度误差测量方法类同小角度测量方法。
（4）同轴度误差检测可采用圆度仪法、三坐标测量法、壁厚差测量法、光轴法（光学仪器法）、指示器法（心轴打表法）。此外，还有径向圆跳动替代法、同轴度量规法等检测同轴度误差的方法。
（5）跳动误差检测可采用径向圆跳动与径向全跳动测量、端面圆跳动与端面全跳动测量、斜面圆跳动测量，可使用顶尖、心轴、套筒、V形块等装置配合千分表进行测量，生产中应用广泛。
3.误差原因分析
在由机床、工件、夹具和刀具组成的一个完整加工工艺系统中，刀具、切削用量、机床、工件、润滑等直接影响着加工质量而产生各种误差。而加工质量又包含着零件的加工精度和表面质量两方面内容，即：加工精度有尺寸精度、形状精度、位置精度的控制；表面质量控制则包含了表面粗糙度的控制与积屑瘤、鳞刺、表面硬化及应力状态的控制等。在不同情况下，这些误差以不同形式反映为加工误差，也就是我们所说的原始误差。在加工内容完成后，对机械零件或设备的检验测量，还会产生各种误差，这些误差的来源于计量器具误差、基准误差、方法误差、环境误差、人为误差、测量力引起的变形误差等后天操作产生的。
测量过程中，影响测量所得数据准确性的因素很多，主要有三种：
3.1随机误差
在相同条件下测量同一个数据时，误差的大小和方向都是变化的，没有变化规律，随机产生。引起原因是量具或者量仪各部分的间隙和变形，测量力的变化，目测或者估计的判断误差。所以，从误差根源予以消除，也可按照正态分布概率估算随机误差的大小
3.2疏忽大意
造成这种误差的原因是测量时精力不集中、疏忽大意，如读数误差、记录误差、计算误差，及其它外界的非正常干扰因素。含有这种误差的测量值，剔除不用。
3.3系统误差
系统误差是在相同条件下重复测量同一个数据时，误差的大小和方向保持不变，或测量条件改变误差仍按一定规律变化。引起原因是量具或者量仪的刻度不准确，亦或是校正量具或者量仪的校正工具存在误差。因此，测量前仔细检查计量器具，对照规程进行修正，保证刻度对准零位。
4.结语
综上所述，清洗后的机械加工零件，必须经过对其外观粗糙度、毛剌、倒角进行检验，再依据操作者填写的“检验记录单”对具体尺寸和形状进行检验，最后对加工件的机械性能进行检验。产品只有通过上述各工序要求并符合检验标准，合格后才能由检验员填写“产品合格证”并贴/挂于醒目处，或按产品技术要求规定的位置，入库保存。
零件机械加工论文范文第3篇
摘要：“机械设计”是相关专业的技术基础课，其课程设计对学生的理论知识综合应用和工程素质的培养起到相当重要的作用。针对“机械设计”课堂教学中存在的问题，提出了把“机械设计”课程设计融入“机械设计”课堂教学的方法，以提高授课效果和课程设计质量。具体的方法就是，根据授课进度，逐步完成课程设计的分析计算。通过此方法的具体实践，证明了其可行性和正确性。
关键词：机械设计；课程设计；项目教学法
作者简介：刘贺平（1975-），男，黑龙江汤原人，哈尔滨工程大学机电工程学院，副教授；罗阿妮（1978-），女，陕西乾县人，哈尔滨工程大学机电工程学院，副教授。（黑龙江 哈尔滨 150001）
基金项目：本文系黑龙江省教育科学“十二五”规划课题“基于英国BTEC教育模式的机械设计课程培养方法研究”（课题编号：GBC1212024）、黑龙江省教育科学“十二五”规划课题“三维建模技术融入工程图学教学的教学体系研究”（课题编号：GBC1212039）、黑龙江省教育科学“十二五”规划课题“基于CDIO理念的机械基础课程教学模式的研究与实践”（课题编号：GBC1212025）、哈尔滨工程大学教学改革规划课题“《机械基础》教学研究与改革”的研究成果。
“机械设计”是高校机械类和近机械类专业必修的技术基础课，具有基础性、设计性、实践性和综合性等特点，是培养学生综合应用所学知识分析和解决工程实际问题能力，训练工程师的基本技能、培养学生创新性思维和设计能力的重要课程。[1-3]其课堂教学、课程设计和课程实验等教学环节对于学生工程实践能力和创新能力的培养具有十分重要的作用。[4]“机械设计”课程设计是机械类和近机械类专业的本科生在学完“机械设计”课以后所设置的一个重要的实践教学环节，也是学生首次接受较全面的训练，把学过的各学科的理论综合应用到实际工程中去。其力求在课程内容上，在分析问题和解决问题的方法上，在设计思想上培养学生的工程设计能力。[5-6]
所以，“机械设计”及其课程设计对于此类专业的本科生来说，其作用和影响都是毋庸置疑的。
一、“机械设计”课程教学及课程设计中存在的问题
与“机械原理”课程相比，“机械设计”课程知识点多、关联性差，系统性不高。而且“机械设计”课程的专业性较强，会涉及到和具体零件设计有关的规范、经验公式等方面的内容。单纯讲解这些内容，学生在理解方面会有困难，从而导致对知识的掌握不好。这些问题都导致“机械设计”课程教学和学生学习积极性调动难度大。
在“机械设计”课程的授课过程中，作业的布置也是授课教师的一个难题。由于“机械设计”课程主要是传授给学生机械零件设计方面的理论和知识的，许多作业都是对具体零件进行设计。而且任何零件的设计都是综合性的问题，涉及的知识点多，分析、计算繁琐，工作量大。在设计参数选择过程中，许多参数值给出的是取值范围，需要计算者根据具体情况和经验来选择，这也给分析计算带来麻烦。所以，如果作业选择不当，学生完成难度大，会导致作业的完成率低。
“机械设计”课程设计是在“机械设计”授课完成之后进行的，基本上都是在学期期末，而课程设计结束后就进入考试周。所以在“机械设计”课程设计阶段，学生忙于准备考试，进行多门课程的复习，不少学生难于集中精力认真做课程设计，课程设计完成质量不好。
学生不能够正确认识课程设计的意义，从而采用应付的态度，对课程设计的分析计算不够认真，为完成任务东拼西凑，有的甚至在同学之间相互抄袭、在网上下载或购买他人的相关资料作为自己设计说明的一部分。学校对课程设计不像对毕业设计那样管理严格，缺乏对课程设计的管理文件，缺乏统一的评定标准，仅凭指导教师来处理毕业设计成绩的评定，影响课程设计评定的公平性。
二、课程设计融入教学的方法
项目教学法是以实践为导向，教师为主导的教学方法，是从工程实际出发，教师选择具有典型性的事例作为教学内容，学生在教师的指导下，按照问题的要求，自主解决问题，得出结论或完成任务。项目教学法极大地调动学生学习的主动性、参与性，使其独立学习、独立思考、团结协作，发挥想象力和创造力，有效地锻炼和提高学生的社会能力和综合职业能力。在项目教学法中，“项目”是整个方法的基础，也是调动学生学习积极性的关键。所以，与工程实际相联系的“项目”能够提高学生的学习积极性，项目教学法可以在教学过程借鉴、使用。
解决“机械设计”课程知识点多、关联性差问题的一个方法就是，把这些知识点系统化，强化其间的联系。在项目教学法的“项目”中，会涉及多方面的知识，也是把知识点系统化的一种好方法。“机械设计”课程教学中最为合适的“项目”就是“机械设计”课程设计的任务。国内几乎所有高校的“机械设计”课程设计的内容都是一般用途的，包含减速器的机械传动系统的设计。这样的课程设计囊括了机械零件中所有基本通用零件的设计，是机械基础系列课程的综合运用。与之配套的机械设计手册、课程设计指导书也很完善。笔者在接受国家机械设计精品课培训时就“机械设计”课程设计能否不采用减速器的设计？”这一问题向吴鹿鸣老师请教，吴老师说目前减速器的设计在课程设计方面的优势是其他机械机构无法替代的。所以，包含减速器的传动系统设计，是能够把“机械设计”课程中所包含的知识点系统化的最好方式。
所以，可以在“机械设计”课程授课过程中，根据授课进度，安排学生对课程设计的各方面内容进行分析计算。由于这是最终课程设计中需要完成的工作，所以学生对于分析计算都会较为认真和深入。而且，这些分析计算都是围绕着一种机构的传动系统设计而展开的，这样就把课程的各方面内容关联起来，知识点的系统化也就实现了。
把课程设计的分析计算融于课程教学过程中，这样就使得学生在课程设计开始时已经完成了一部分工作，从而增加了课程设计的时间，课程设计的质量也得到了提高。
三、具体的执行方法
笔者在“机械设计”课程教学中，进行了将课程设计融入课程教学的实践。具体的实施方法为：
在授课开始阶段，把课程设计的设计任务书发给学生，而后进行传动装置的总体设计。
在完成带传动章节学习后，计算带传动的结构参数。
在完成齿轮传动章节学习后，计算结构中各齿轮的结构参数。
在进行轴和轴承的章节学习时，绘制减速器结构草图。完成这些章节的学习后，对轴承进行选择和校核，确定轴的具体结构，并进行相应的校核计算。
这样，到了课程设计阶段，分析计算也进行了大部分，在此阶段主要完成装配图和零件图的绘制。学生的时间增加，课程设计的质量得到了提高。
四、实践结果分析
笔者在两次“机械设计”课程的授课过程中进行了融入课程设计的实践。在计算齿轮的结构参数时，学生计算的深度和积极性都大大提高，对公式的使用和图表的查询都更加认真，所有人都按时完成了所布置的任务。通过这样的分析计算，学生对授课内容的理解有所加深，掌握程度也得到加强。
在讲授轴的计算这一节内容时，主要以学生自学为主。学生利用书上的知识和材料力学方面的内容，很好地完成了课程设计中轴的计算。
在课程设计结束时，学生都按时地完成了任务，避免了期末复习的影响。而且在图纸和设计说明书方面的完成质量较以往也有提高。所以，把“机械设计”课程设计融入“机械设计”课程教学中，对课程设计有促进作用。
在授课过程中，学生作业完成质量和完成率都有所提高，对知识的掌握和理解都大大加强。
由于课程设计的分析计算是通过作业的形式分散安排下去的，这样学生有足够的时间和精力完成这些分析计算，所以抄袭问题也被大大遏制。
在实践中也存在一些问题。为了适应课程设计的计算，有些章节的授课次序需要调整。由于课程设计的分析计算过程较为分散，学生会因为专注于零件的设计而忽略整个系统的综合考虑，所以到了计算的最后阶段，发现有些结构参数需要调整，需要重新计算的概率有所提高。
五、结论
“机械设计”是高等学校机械类专业必修的一门主干技术专业基础课，是学生从理论基础向工程实践过渡的桥梁，旨在培养学生机械设计能力和创新能力，为从事专业课程和机械产品设计打下必备的基础。通过把“机械设计”课程设计融入“机械设计”课程授课过程中，既提高了授课效果，又改善了课程设计的完成质量。这样的教学方法也极大地调动了学生学习主动性，使学生由被动式学习转向主动式学习，使学生的实践技能和教学质量有了进一步提升。把此方法引入教学实践，取得了良好的效果，也证实了此方法的可行性。
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零件机械加工论文范文第4篇
摘要：工业系统，需要各种设备。设备最基础的结构便是零部件。国内工业系统发展，不断提高零部件指标要求。应与时俱进，紧随时代步伐，才能达到行业标准。有必要做好结构设计的深入学习，总结实践内容和理论知识。创新性的设计，才能获得更好的发展。机械零部件结构的设计，牵扯很多知识，最重要的永远是创新性的设计追求。应做好结构创新设计，才能保障零部件制造符合时代要求。
关键词：机械;零件;制造;结构设计;研究
一、零部件设计概念
设计零部件结构，实质就是对原有经验和原理进行改造。目前零部件的设计包括这样几种方式。
（一）理论设计
设计零部件的结构，需要充分利用过去的实践经验与理论知识。配合力学理论、金属材料、机械原理。将零部件的负载作为参考点，使用算法公式，对零件尺寸进行研究。尺寸必须从受力、零件强度、材料功能、负载能力等角度进行考虑。这样就能获得准确的零部件运算结果。得到尺寸数据以后，运算危险剖面。设计工作者有了足够多的实践经验，就可以简化运算过程。简单估算，跳转结构设计，准确校核。机械零部件的设计中，理论设计面对的是熟悉的零部件。在零部件受力以及材料性能有足够多的数据资料时，就可以使用这种办法。该方法科学性、先进性显著。
（二）经验设计
设计零部件的时候，假设设计师经验比较丰富，或是过去早已有了类似的设计方向和经验，就可以使用类比设计方法。这种方法又叫经验设计。相较于理论设计，经验本身足够科学。这种方法虽然没有足够的数据知识与理论知识支撑，但早已接受过实践考验，价值比较显著。负载零件、外形复杂零件的设计无法使用理论进行分析，此时需要配合使用拿经验设计方法。例如飞机机架、飞机箱子，这类零件没有很高的设计价值，使用经验设计即可。理论设计操作困难的时候，需要使用经验设计方式。理论设计和经验设计的相互补充，往往可以设计出令人惊艳的产品。
（三）模型设计
在设计大型零部件和复杂结构零部件的时候，理论知识不足以分析细节问题，此时需要使用模型设计方法分析结构。先设计出大概的结构，之后制作模型框架，多次尝试性试验，并不断修改实验数据。这种方法可以有效补强理论设计。相较于实验设计，该方法十分科学，能够把经验变成理论，并且转化过程直观，效果十分明显。
二、优秀设计优势分析
（一）工艺性好且足够实用
机械零部件的设计，运算是很重要的工作。应强调的是，在机械结构的设计过程中，有很多需要考虑的点。例如零部件的工艺要求、零部件的尺寸形状、零部件的制造精度。必须保障零部件最后的产品足够实用。设计制造中尽量节省材料，控制成本，降低制造难度。设计环节，零部件的结构就已经决定了后续的实用性与工艺性，需要多加留意。
（二）零件强度达标
使用机器的时候，会有零部件受力反应情况。因此必须确保零部件有足够的强度。常规工作条件，不允许零部件出现外形变化，同样的也不能有零部件断裂和损坏问题。使用高强度零部件的时候，必须做好零部件结构合理化设计。结构设计优秀与否，关系到最后的零部件受力状况。应尽可能减少零部件在使用中出现零部件应力变形，这样才能提高零部件的强度和使用寿命。
（三）结构设计原则叙述
当前，设计机械零部件的结构过程中，必须体现出工艺性特点。机械零部件，往往是各种精密仪器设备的基础。零部件工艺性，反映的是机械设备与零部件最后的产值和经济效益。必须保障其能够符合使用要求，满足生产需要，提高零部件结构工艺性能，就能避免使用中发生问题，提高了零部件使用效果和质量，是提高市场竞争力的关键手段。
首先是适应性材料。性能、工艺、受力效果，和所用零部件材料有关。因此在选择材料的时候，最重要的就是保障材料工艺性能没有问题。通常情况下，设计零部件结构的時候，考虑的主要是材料的工艺性水平。如果某产品所用零部件材料是压铸铝，就必须按照压铸铝工艺设计材料结构。这样才能够反映在铸造效果与产品质量优势。有些时候，使用铸造方法生产零部件，因为没有同时设计结构，并且成本有可能变化。为有效控制成本，一般选择一致性的材料和结构工艺。
其次适应毛坯。对于零部件结构来说，毛坯工艺影响非常大。毛坯结构形式和成型工艺有关。绝大多数时候，设计零件的时候都会用各种各样的形式，出现各种各样的变化。设计的时候，有很复杂的环境，特别是芯子的制造，更是非常复杂。铸造成型技术的使用，有着复杂的设计使用条件和工艺条件。中空能提高产品的刚性，并节省很多的材料。毛坯生产过程的调整，可以提高零部件工艺，实现成本控制。
最后适应批量生产。不同生产批次工艺完全不同。工艺标准自然大不相同。零部件结构的设计，应同时兼顾生产速度和经济效益。
结语：今后经济发展，离不开机械制造。国内机械制造产业近些年取得了非常好的成绩。必须明白的是，机械制造本身有着很强实用性，需要精准操作。机械产品性能和质量依赖前期设计。设计零部件的时候，必须充分掌握基础方法与原则，创新设计，保障产品足够优秀。
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零件机械加工论文范文第5篇
轴类零件加工工艺及夹具设计
学生姓名： 学 号: 所在院部： 所学专业： 指导老师：
完成时间：2010年03月
摘 要
轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一。它在机械中主要用于支承齿轮、带轮、凸轮以及连杆等传动件，以传递扭矩。按结构形式不同，轴可以分为阶梯轴、锥度心轴、光轴、空心轴、曲轴、凸轮轴、偏心轴、各种丝杠等轴的长径比小于5的称为短轴，大于20的称为细长轴，大多数轴介于两者之间;轴用轴承支承，与轴承配合的轴段称为轴颈。轴颈是轴的装配基准，它们的精度和表面质量一般要求较高。根据零件的结构及其功能，运用定位夹紧的知识完成了夹具设计。
关键词：轴类零件、轴颈、夹具
Abstract
The machine shaft is often encountered in one of the typical components. It is mainly used for support in mechanical gears, pulleys, cams and connecting rods and other transmission parts, to transfer torque. Different forms according to the structure, the axis can be divided into stepped shaft, taper spindle, axis, hollow shaft, crankshaft, camshaft, eccentric shafts, all kinds of screw shaft such as short axis aspect ratio of less than 5 large known as the slender shaft 20, most shaft in between; shaft bearings bearing, and bearing with the shaft segment called the journal. Journal is the axis of the assembly base, and their general requirements for precision and high surface quality. According to parts of the structure and function, using the knowledge of locating and clamping fixture design completed.
Key words：Shaft, journ 2
目录
1. 轴类零件技术要求 ................................. 3
1.1、尺寸精度 ........................................ 3 1.
2、几何形状精度 .................................... 3 1.3、 相互位臵精度 ................................... 3 1.
4、表面粗糙度 ...................................... 3 2. 轴类零件的毛胚和材料 .............................. 4 2.1 轴类零件的毛胚 ................................... 4 2.2 轴类零件的材料 ................................... 4 3. 轴类零件一般加工要求及方法 ........................ 5 3.1 轴类零件加工工艺规程注意点 ....................... 5 3.2 轴类零件加工的技术要求 ........................... 5 3.3 轴类零件的热处理 ................................. 6 4. 轴类零件工艺路线 .................................................................................................... 6 4.1、传承轴图样分析 .................................. 7 4.
2、确定毛坯 ........................................ 8 4.3、 确定主要表面的加工方法 ......................... 8 4.
4、确定定位基准 .................................... 8 4.5、划分阶段 ........................................ 9 4.
6、热处理工序安排 .................................. 9 4.7、加工尺寸和切削用量 .............................. 9 4.
8、 拟定工艺过程 ................................... 9 5.细长轴加工工艺特点 ............................................................................................... 10
5.1、 改进工件的装夹方法 ... ..10 5.
2、采用跟刀架 .................................... .10 5.3、采用反向进给 ................................... 11 5.
4、采用车削细长轴的车刀 ........................... 11 6. 夹具的设计 ................................................................................................................... 12 6.1 铣床夹具设计 ..................................................................................................... 12 6.1.1、六点定位原理 ........................................ 13 6.1.
2、应用定位原理几种情况 ................................ 11 (1)完全定位 ............................................. 11 (2)部分定位 ............................................. 11 (3)过定位(重复定位) ................................... 11 6.1.3、确定要限制的自由度 .................................. 14 6.1.
4、定位方案选择 ........................................ 14 6.1.5、计算定位误差 ........................................ 15 (1)夹紧方案 .............................................. 16 (2)对刀方案 .............................................. 16 (3)夹具体与定位键 ........................................ 16 (4)夹具总图上的尺寸、公差和技术要求 ...................... 16 (5)夹具精度分析 .......................................... 17 6.2 各类铣床夹具 ..................................................................................................... 18
6.2.1、铣床夹具 ............................................ 18 (1)铣床夹具的分类 ........................................ 18 (2)铣床常用通用夹具的结构 ................................ 18 (3)铣床夹具的设计特点 .................................... 18 6.2.
2、典型数控机床夹具 .................................... 19
1、数控铣床夹具 ............................................ 19
2、数控铣削加工常用的夹具大致有以下几种： ................... 7
结束语 ............................................. 21 谢 词 ............................................ 22 参考文献 ........................................... 23
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1. 轴类零件技术要求 2. 1.1尺寸精度
起支承作用的轴颈为了确定轴的位臵，通常对其尺寸精度要求较高(IT5～IT7)。装配传动件的轴颈尺寸精度一般要求较低(IT6～IT9)。
1.2几何形状精度
轴类零件的几何形状精度主要是指轴颈、外锥面、莫氏锥孔等的圆度、圆柱度等，一般应将其公差限制在尺寸公差范围内。对精度要求较高的内外圆表面，应在图纸上标注其允许偏差。
1.3 相互位臵精度
轴类零件的位臵精度要求主要是由轴在机械中的位臵和功用决定的。通常应保证装配传动件的轴颈对支承轴颈的同轴度要求，否则会影响传动件(齿轮等)的传动精度，并产生噪声。普通精度的轴，其配合轴段对支承轴颈的径向跳动一般为0.01～ 0.03mm ，高精度轴(如主轴)通常为0.001～ 0.005mm。
1.4表面粗糙度
一般与传动件相配合的轴径表面粗糙度为Ra2.5～0.63μm，与轴承相配合的支承轴径的表面粗糙度为Ra0.63～0.16μm。
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2.轴类零件的毛胚和材料
2.1 轴类零件的毛胚
轴类零件可根据使用要求、生产类型、设备条件及结构，选用棒料、锻件等毛坯形式。对于外圆直径相差不大的轴，一般以棒料为主;而对于外圆直径相差大的阶梯轴或重要的轴，常选用锻件，这样既节约材料又减少机械加工的工作量，还可改善机械性能。
根据生产规模的不同，毛坯的锻造方式有自由锻和模锻两种。中小批生产多采用自由锻，大批大量生产时采用模锻。
2.2 轴类零件的材料
轴类零件应根据不同的工作条件和使用要求选用不同的材料并采用不同的热处理规范(如调质、正火、淬火等)，以获得一定的强度、韧性和耐磨性。
45钢是轴类零件的常用材料，它价格便宜经过调质(或正火)后，可得到较好的切削性能，而且能获得较高的强度和韧性等综合机械性能，淬火后表面硬度可达45～52HRC。
40Cr等合金结构钢适用于中等精度而转速较高的轴类零件，这类钢经调质和淬火后，具有较好的综合机械性能。
轴承钢GCr15和弹簧钢65Mn，经调质和表面高频淬火后，表面硬度可达50～58HRC，并具有较高的耐疲劳性能和较好的耐磨性能，可制造较高精度的轴。
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。
3.轴类零件一般加工要求及方法
3.1 轴类零件加工工艺规程注意点
在学校机械加工实习课中，轴类零件的加工是学生练习车削技能的最基本也最重要的项目，但学生最后完工工件的质量总是很不理想，经过分析主要是学生对轴类零件的工艺分析工艺规程制订不够合理。
轴类零件中工艺规程的制订，直接关系到工件质量、劳动生产率和经济效益。一零件可以有几种不同的加工方法，但只有某一种较合理，在制订机械加工工艺规程中，须注意以下几点：
(1)零件图工艺分析中，需理解零件结构特点、精度、材质、热处理等技术要求，且要
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研究产品装配图，部件装配图及验收标准。
(2)渗碳件加工工艺路线一般为：下料锻造正火粗加工半精加工渗碳去碳加工(对不需提高硬度部分)淬火车螺纹、钻孔或铣槽粗磨低温时效半精磨低温时效精磨。
(3)粗基准选择：有非加工表面，应选非加工表面作为粗基准。对所有表面都需加工的铸件轴，根据加工余量最小表面找正。且选择平整光滑表面，让开浇口处。选牢固可靠表面为粗基准，同时，粗基准不可重复使用。
(4)精基准选择：要符合基准重合原则，尽可能选设计基准或装配基准作为定位基准。符合基准统一原则。尽可能在多数工序中用同一个定位基准。尽可能使定位基准与测量基准重合。选择精度高、安装稳定可靠表面为精基准。
3.2 轴类零件加工的技术要求
(1)尺寸精度轴类零件的主要表面常为两类，一类是与轴承的内圈配合的外圆轴颈，即支承轴颈，用于确定轴的位臵并支承轴，尺寸精度要求较高，通常为IT5～IT7;另一类为与各类传动件配合的轴颈，即配合轴颈，其精度稍低，通常为IT6~IT9。
(2)几何形状精度主要指轴颈表面、外圆锥面、锥孔等重要表面的圆度、圆柱度。其误差一般应限制在尺寸公差范围内，对于精密轴，需在零件图上另行规定其几何形状精度。
(3)相互位臵精度包括内、外表面，重要轴面的同轴度、圆的径向跳动、重要端面对轴心线的垂直度、端面间的平行 5
度等。
(4)表面粗糙度轴的加工表面都有粗糙度的要求，一般根据加工的可能性和经济性来确定。
3.3 轴类零件的热处理
(1)锻造毛坯在加工前，均需安排正火或退火处理，使钢材内部晶粒细化，消除锻造应力，降低材料硬度，改善切削加工性能。
(2)调质一般安排在粗车之后、半精车之前，以获得良好的物理力学性能。
(3)表面淬火一般安排在精加工之前，这样可以纠正因淬火引起的局部变形。
(4)精度要求高的轴，在局部淬火或粗磨之后，还需进行低温时效处理。
4.轴类零件工艺路线
(1)轴类零件是常见的零件之一。按轴类零件结构形式不同，一般可分为光轴、阶梯轴和异形轴三类;或分为实心轴、空心轴等。它们在机器中用来支承齿轮、带轮等传动零件，以传递转矩或运动。
(2)对于7级精度、表面粗糙度Ra0.8～0.4μm的一般传动轴，其工艺路线是：正火-车端面钻中心孔-粗车各表面-精车各表面-铣花键、键槽-热处理-修研中心孔-粗磨外圆-精磨外圆-检验。
(3)轴类零件一般采用中心孔作为定位基准，以实现基准统一的方案。在单件小批生产中钻中心孔工序常在普通车床上进行。在大批量生产中常在铣端面钻中心孔专用机床上进行。
(4)中心孔是轴类零件加工全过程中使用的定位基准，其质量对加工精度有着重大影响。所以必须安排修研中心孔工序。修研中心孔一般在车床上用金刚石或硬质合金顶尖加压进行。
(5)对于空心轴(如机床主轴)，为了能使用顶尖孔定位，一般均采用带顶尖孔的锥套心轴或锥堵。若外圆和锥孔需反复多次、互为基准进行加工，则在重装锥堵或心轴时，必须按外圆找正或重新修磨中心孔。
(6)轴上的花键、键槽等次要表面的加工，一般安排在外圆精车之后，磨削之前进行。因为如果在精车之前就铣出键槽，在精车时由于断续切削而易产生振动，影响加工质量，又容易损坏刀具，也难以控制键槽的尺寸。但也不应安排在外圆精磨之后进行，以免破坏外圆表面的加工精度和表面质量。
(7)在轴类零件的加工过程中，应当安排必要的热处理工序，以保证其机械性能和加工精度，并改善工件的切削加工性。一般毛坯锻造后安排正火工序，而调质则安排在粗加工后进行，以便消除粗加工后产生的应力及获得良好的综合机械性能。淬火工序则安排在磨削工序之前。
(8)台阶轴的加工工艺较为典型，反映了轴类零件加工的大部分内容与基本规律。下面就以减速箱中的传动轴为例，介绍一般台阶轴的加工工艺。
4.1、传承轴图样分析
图4.1
(1)图4.1所示零件是减速器中的传动轴。它属于台阶轴类零件，由圆柱面、轴肩、螺纹、螺尾退刀槽、砂轮越程槽和键槽等组成。轴肩一般用来确定安装在轴上零件的轴向位臵，各环槽的作用是使零件装配时有一个正确的位臵，并使加工中磨削外圆或车螺纹时退刀方便;键槽用于安装键，以传递转矩;螺纹用于安装各种锁紧螺母和调整螺母。
(2)根据工作性能与条件，该传动轴图样(图4.1)规定了主要轴颈M，N，外圆P、Q以及轴肩G、H、I有较高的尺寸、位臵精度和较小的表面粗糙度值，并有热处理要求。这些技术要求必须在加工中给予保证。因此，该传动轴的关键工序是轴颈M、N和外圆P、Q的加工。
4.2、确定毛坯
该传动轴材料为45钢，因其属于一般传动轴，故选45钢可满足其要求。本例传动轴属于中、小传动轴，并且各外圆直径尺寸相差不大，故选择￠60mm的热轧圆钢作毛坯。
4.3、 确定主要表面的加工方法
传动轴大都是回转表面，主要采用车削与外圆磨削成形。由于该传动轴的主要表面M、N、P、Q的公差等级(IT6)较高，表面粗糙度Ra值(Ra=0.8 um)较小，故车削后还需磨削。外圆表面的加工方案可为：粗车半精车磨削。
4.4、确定定位基准
(1)合理地选择定位基准，对于保证零件的尺寸和位臵精度有着决定性的作用。由于该传动轴的几个主要配合表面(Q、P、N、M)及轴肩面(H、G)对基准轴线A-B均有径向圆跳动和端面圆跳动的要求，它又是实心轴，所以应选择两端中心孔为基准，采用双顶尖装夹方法，以保证零件的技术要求。
(2)粗基准采用热轧圆钢的毛坯外圆。中心孔加工采用三爪自定心卡盘装夹热轧圆钢的毛坯外圆，车端面、钻中心孔。但必须注意，一般不能用毛坯外圆装夹两次钻两端中心孔，而应该以毛坯外圆作粗基准，先加工一个端面，钻中心孔，车出一端外圆;然后以已车过的外圆作基准，用三爪自定心卡盘装夹(有时在上工步已车外圆处搭中心架)，车另一端面，钻中心孔。如此加工中心孔，才能保证两中心孔同轴。
4.5、划分阶段
对精度要求较高的零件，其粗、精加工应分开，以保证零件的质量。该传动轴加工划分为三个阶段：粗车(粗车外圆、钻中心孔等)，半精车(半精车各处外圆、台阶和修研中心孔及次要表面等)，粗、精磨(粗、精磨各处外圆)。各阶段划分大致以热处理为界。
4.6、热处理工序安排
轴的热处理要根据其材料和使用要求确定。对于传动轴，正火、调质和表面淬火用得较多。该轴要求调质处理，并安排在粗车各外圆之后，半精车各外圆之前。
综合上述分析，传动轴的工艺路线如下：
下料车两端面，钻中心孔粗车各外圆调质修研中心孔半精车各外圆，车槽，倒角车螺纹划键槽加工线铣键槽修研中心孔磨削检验。
4.7、加工尺寸和切削用量
(1)传动轴磨削余量可取0.5mm，半精车余量可选用1.5mm。加工尺寸可由此而定，见该轴加工工艺卡的工序内容。
(2)车削用量的选择，单件、小批量生产时，可根据加工情况由工人确定;一般可由《机械加工工艺手册》或《切削用量手册》中选取。
4.8、 拟定工艺过程
定位精基准面中心孔应在粗加工之前加工，在调质之后和磨削之前各需安排一次修研中心孔的工序。调质之后修研中心孔为消除中心孔的热处理变形和氧化皮，磨削之前修研中心孔是为提高定位精基准面的精度和减小锥面的表面粗糙度值。拟定传动轴的工艺过程时，在考虑主要表面加工的同时，还要考虑次要表面的加工。在半精加工￠52mm、￠44mm及M24mm外圆时，应车到图样规定的尺寸，同时加工出各退刀槽、倒角和螺纹;三个键槽应在半精车后以及磨削之前铣削加工出来，这样可保证铣键槽时有较精确的定位基准，又可避免在精磨后铣键槽时破坏已精加工的外圆表面。
在拟定工艺过程时，应考虑检验工序的安排、检查项目及检验方法的确定。综上所述，所确定的该传动轴加工工艺过程见表4.1。
5.细长轴加工工艺特点
5.1、 改进工件的装夹方法
粗加工时，由于切削余量大，工件受的切削力也大，一般采用卡顶法，尾座顶尖采用弹性顶尖，可以使工件在轴向自由伸长。但是，由于顶尖弹性的限制，轴向伸长量也受到限制，因而顶紧力不是很大。在高速、大用量切削时，有使工件脱离顶尖的危险。采用卡拉法可避免这种现象的产生。
精车时，采用双顶尖法(此时尾座应采用弹性顶尖)有利于提高精度，其关键是提高中心孔精度。
5.2、采用跟刀架
跟刀架是车削细长轴极其重要的附件。采用跟刀架能抵消加工时径向切削分力的影响，从而减少切削振动和工件变形，但必须注意仔细调整，使跟刀架的中心与机床顶尖中心保持一致。
5.3、采用反向进给
车削细长轴时，常使车刀向尾座方向作进给运动(此时应安装卡拉工具)，这样刀具施加于工件上的进给力方向朝向尾座，因而有使工件产生轴向伸长的趋势，而卡拉工具大大减少了由于工件伸长造成的弯曲变形。
5.4、采用车削细长轴的车刀
车削细长轴的车刀一般前角和主偏角较大，以使切削轻快，减小径向振动和弯曲变形。粗加工用车刀在前刀面上开有断屑槽，使断屑容易。精车用刀常有一定的负刃倾角，使切屑流向待加。
6. 夹具的设计
6.1 铣床夹具设计
图6-1所示拔叉零件，要求设计铣槽工序用的铣床夹具。根据工艺规程，在铣槽之前其它各表面均已加工好，本工序的加工要求是：槽宽14H11mm，槽深7mm，槽的中心平面与Ф26H7孔轴线的垂直度公差为0.08mm，槽侧面与E面的距离12 ±0.2mm，槽底面与B面平行。
拨插零件图61 6.1.1、六点定位原理
当工件在不受任何条件约束时，其位臵是任意的不确定的。设工件为一理想的钢体，并以一个空间直角坐标作为参照来观察钢体的位臵变动。由理论力学可知，在空间处于自由状态的钢体，具有六个自由度，即沿着X、Y、Z三个坐标轴的移动和绕着这三个坐标轴的转动，如图所示。用X、Y、Z和X、Y、Z分别表示沿三个坐标轴的移动和绕着这三个坐标轴转动的自由度。
六个自由度是工件在空间位臵不确定的最高程度。定位的任务，就是要限制工件的自由度。在夹具中，用分别适当的与工件接触的六个支撑点，来限制工件六个自由度的原理，称为六点定位原理。
6.1.2、应用定位原理几种情况 (1)完全定位
工件的六个自由度全部被限制，它在夹具中只有唯一的位臵，称为完全定位。 (2)部分定位
工件定位时，并非所有情况下都必须使工件完全定位。在满足加工要求的条件下，少于六个支撑点的定位称为部分定位。
在满足加工要求的前提下，采用部分定位可简化定位装臵，在生产中应用很多。如工件装夹在电磁吸盘上磨削平面只需限制三个自由度。 (3)过定位(重复定位)
几个定位支撑点重复限制一个自由度，称为过定位。 A、一般情况下，应该避免使用过定位。
通常，过定位的结果将使工件的定位精度受到影响，定位不确定可使工件(或定位件)产生变形，所以在一般情况下，过定位是应该避免的。 B、过定位亦可合理应用
虽然工件在夹具中定位，通常要避免产生“过定位”，但是在某些条件下，合理地采用“过定位”，反而可以获得良好的效果。这对刚性弱而精度高的航空、仪表类工件更为显著。
工件本身刚性和支承刚性的加强，是提高加工质量和生产率的有效措施，生产中常有应用。大家都熟知车削长轴时的安装情况，长轴工件的一端装入三爪卡盘中，另一端用尾架尖支撑。这就是个“过定位”的定位方式。只要事先能对工件上诸定位基准和机床(夹具)有关的形位误差从严控制，过定位的弊端就可以免除。由于工件的支撑刚性得以加强，尾架的扶持有助于实现稳定，可靠的定位，所以工件安装方便，加工质量和效率也大为提高。 6.1.3、确定要限制的自由度
按照加工要求，铣通槽时应限制五个自由度，即沿x轴移动的自由度不需要限制，但若在此方向设臵一止推支撑，则可起到承受部分铣削力的作用，故可采用完全定位。 6.1.4、定位方案选择
如图6-1.1所示，有三中定位方案可供选择：
方案I：工件已E面作为主要定位面，用支承板1和短销2(与工件Ф26H7孔配合)限制工件五个自由度，另设臵一防转挡销实现六点定位。为了提高工件的装夹刚度，在C处加一辅助支承。
方案II：工件以Ф26H7孔作为主要定位基面，用长销3和支承钉4限制工件五个自由度，另设臵一防转挡销实现六点定位。在C处也加一支承。 方案III：工件以Ф26H7孔为主要定位基面，用长销3和长条支承板5限制两个自由度，限制工件六个自由度，其中绕z轴转动的自由度被重复限制了，另设臵一防挡销。在C处也加一辅助支承。
图6.1.1铣床定位方案
1-支撑板2-短销3-长销4-支撑钉5-长条支撑板
比较以上三种方案，方案I中工件绕x轴转动的自由度由E面限制，定位基准与设计基准不重合，不利于保证槽的中心平面与Ф26H7孔轴线的垂直度。方案II中虽然定位基准与设计基准重合，槽的中心平面与Ф26H7孔轴线的垂直度要求保证，但这种定位方式不利于工件的夹紧。由于辅助支承是在工件夹紧后才起作用，而是施加夹紧力P时，支承钉4的面积太小，工件极易歪斜变形，夹紧也不可靠。方案III中虽是过定位，但若在工件加工工艺方案中，安排Ф26H7孔与E面在一次装夹中加工，使Ф26H7孔与E面有较高的垂直度，则过定位的影响甚小。在对工件施加夹紧力P时，工件的变形也很小，且定位基准与设计基准重合。综上所述，方案III较好。
对于防转挡销位臵的设臵，也是三种不同的方案。当挡销放在位臵1时，由于B面与Ф26H7孔的距离较进(230 -0.3mm)，尺寸公差又大，定位精度低。挡销放在位臵2时，虽然距Ф26H7孔轴线较远，但由于工件定位是毛面，因而定位精度也较低。而当挡销放在位臵3时，距Ф26H7孔轴线较远，工件定位面的精度较高(Ф55H12)，定位精度较高，且能承受切削力所引起的转矩。因此，防转挡销应放在位臵3较好。 6.1.5、计算定位误差
除槽宽14H11由铣刀保证外，本夹具要保证槽侧面与E面的距离及槽的中心平面与Ф25H7孔轴线的垂直度，其它要求未注公差，因此只需计算上述两项加工要求的定位误：
(1)加工尺寸12±0.2mm的定位误差 采用3-1.1(c)所示定位方案时，E面既是工序基准，又是定位基准，故基准不重合误差为零。有由于E面与长条支承板始终保持接触，故基准位移误差为零。因此，加工尺寸12±0.2mm没有定位误差。
(2)槽的中心平面与Ф26H7孔轴线垂直度的定位误差 长销与工件的配合去Ф26H7 g6，则
Ф26g6=Ф26-0.009 -0.025(mm)
Ф26H7=Ф25+0.025 0(mm)
由于定位基准与设计基准重合，故基准不重合误差为零。 基准位移误差
△ y=2*8tan△a=2*8*0.000625=0.01(mm)
由于定位误差△D=△y=0.01‹0.08/3(mm)，故此定位方案可行。
(1)夹紧方案
根据工件夹紧的原则，除施加夹紧力外，还应在靠近加工面处增加一夹紧力，用螺母与开口垫圈夹压在工件圆柱的左端面，而对着支撑板的夹紧机构可采用钩形压板，使结构紧凑，操作方便。 (2)对刀方案
加工槽的铣刀需两个方向对刀，故应采用直角对刀块。 (3)夹具体与定位键
为保证工件在工作台上安装稳定，应按照夹具体的高宽比不大于1.25的原则确定其宽度，并在两端设臵耳座，以便固定。
为了使夹具在机床工作台的位臵准确及保证槽的中心平面与Ф26H7孔轴线垂直度要求，夹具体底面应设臵定位键，定位键的侧面应与长销的轴心线垂直。 (4)夹具总图上的尺寸、公差和技术要求
下面以拨叉铣槽夹具为例给予说明。
A、夹具最大轮廓尺寸为234mm，210mm，250mm。
B、影响工件定位精度的尺寸和公差为工件内孔与长销10的配合尺寸为Ф26H7g6和挡销的位臵尺寸为6±0.024mm及107±0.07mm。
C、影响夹具在机床上安装精度的尺寸和公差定位键与铣床工作台T形槽的配合尺寸14h6。
D、影响夹具精度的尺寸个公差为定位长销10的轴心线对定位键侧面B的垂直度为0.03mm;定位长销10的轴心线对夹具底面A的平行度为0.05mm;对刀块的位臵尺寸为9±0.04和13±0.04mm。
本例中，塞尺厚度为2h8mm，所以对刀块水平方向的位臵尺寸为 a=12-2=10(mm) (基本尺寸) 对刀块垂直方向的位臵尺寸为 b=23-7-2=14(mm)(基本尺寸)
对刀块位臵尺寸的公差取工件相应尺寸公差的2/1～1/5。因此 a=10±0.04mm b=14±0.04mm E、影响对刀精度的尺寸和公差;塞尺的厚度尺寸2h8=22 -0.014mm。 (5)夹具精度分析
为确使夹具能满足工序要求，在夹具技术要求指定以后，还必须对夹具进行精度分析。若工序某项精度不能被保证时，还需要夹具的有关技术要求作适当调整。
按夹具的误差分析一章中的分析方法，下面对本例中的工序要求逐项分析; A、槽宽尺寸14H11mm;此项要求由刀具精度保证，与夹具精度无关; B、槽侧面到E面尺寸12±0.2mm;对此项要求有影响的是对刀块侧面到定位板 间的尺寸10±0.04mm及塞尺的精度(2h8mm)。上述两项误差之和△D+△G+△A+△J+△T=0.094<0.4(vmm)
因此，尺寸12±0.2mm能保证;
C、槽深8mm：由于工件在Z方向的位臵由定位销确定，而该尺寸的设计基准为B面。因此有定位误差，其中△B=0.2VMM、△y=(&d+&D)/2=(0.16+0.025)/2=0.02mm(&d为销公差，&D为工件公差)。△D=△B+△y=0.22mm、另外，塞尺尺寸(2h8mm)及对刀块水平面到定位销的尺寸(13±0.04mm)也对槽深尺寸有影响，△T=0.014+0.08+0.094mm，△J、△G、△A都对槽深无影响，因此
△D+△G+△A+△J+△T=0.314(mm)
尺寸8的公差(按IT14级)为0.36mm，故尺寸8mm能保证;
D、槽的中心平面与Ф26H7孔轴线垂直度公差0.08mm;影响该项要求的因素有：
a、定位误差△D= △y=0.01mm; b、加工方法误差△G=0.012mm; c、夹具定位心轴17的轴线与夹具底面A的平行度公差0.05mm，即△A=0.05mm d、定位心轴17的轴线对定位侧面B的垂直度公差0.05mm，即△A=0.05mm;而△J△T都对垂直度无影响。由于这些误差不在同一方向，因此，槽中心平面最大位臵误差在YOZ面之上为0.01+0.012+0.05=0.072mm;在YOX平面上为 0.01+0.012+0.03=0.052mm。此两项都小于垂直度公差0.08mm，故该项要求能保证。
综上所述，该铣槽家具能满足铣槽工序要求，可行。
6.2 各类铣床夹具
6.2.1、铣床夹具 (1)铣床夹具的分类
铣床夹具按使用范围，可分为通用铣夹具、专用铣夹具和组合铣夹具三类。按工件在铣床上加工的运动特点，可分为直线进给夹具、圆周进给夹具、沿曲线进给夹具(如仿形装臵)三类。还可按自动化程度和夹紧动力源的不同(如气动、电动、液压)以及装夹工件数量的多少(如单件、双件、多件)等进行分类。其中，最常用的分类方法是按通用、专用和组合进行分类。 (2)铣床常用通用夹具的结构
铣床常用的通用夹具主要有平口虎钳，它主要用于装夹长方形工件，也可用于装夹圆柱形工件。
机用平口虎钳是通过虎钳体固定在机床上。固定钳口和钳口铁起垂直定位作用，虎钳体上的导轨平面起水平定位作用。活动座、螺母、丝杆(及方头的)和紧固螺钉可作为夹紧元件。回转底座和定位键分别起角度分度和夹具定位作用。 (3)铣床夹具的设计特点
铣床夹具与其它机床夹具的不同之处在于：它是通过定位键在机床上定位，用对刀装臵决定铣刀相对于夹具的位臵。
A、床夹具的安装 铣床夹具在铣床工作台上的安装位臵，直接影响被加工表面的位臵精度，因而在设计时必须考虑其安装方法，一般是在夹具底座下面装两个定位键。定位键的结构尺寸已标准化，应按铣床工作台的T形槽尺寸选定，它和夹具底座以及工作台T形槽的配合为H7/h
6、H8/h8。两定位键的距离应力求最大，以利提高安装精度。
作为定位键的安装是夹具通过两个定位键嵌入到铣床工作台的同一条T 形槽中，再用T 形螺栓和垫圈、螺母将夹具体紧固在工作台上，所以在夹具体上还需要提供两个穿T形螺栓的耳座。如果夹具宽度较大时，可在同侧设臵两个耳座，两耳座的距离要和铣床工作台两个T形槽间的距离一致。
B、铣床夹具的对刀装臵 铣床夹具在工作台上安装好了以后，还要调整铣刀对夹具的相对位臵，以便于进行定距加工。为了使刀具与工件被加工表面的相对位臵能迅速而正确地对准，在夹具上可以采用对刀装臵。对刀装臵是由对刀块和塞尺等组成，其结构尺寸已标准化。各种对刀块的结构，可以根据工件的具体加工要求进行选择。
由于铣削时切削力较大，振动也大，夹具体应有足够的强度和刚度，还应尽可能降低夹具的重心，工件待加工表面应尽可能靠近工作台，以提高夹具的稳定性，通常夹具体的高宽比H/B1～1.25为宜。
6.2.2、典型数控机床夹具
数控机床夹具有高效化、柔性化和高精度等特点，设计时，除了应遵循一般夹具设计的原则外，还应注意以下几点：
(1)数控机床夹具应有较高的精度，以满足数控加工的精度要求;
(2)数控机床夹具应有利于实现加工工序的集中，即可使工件在一次装夹后能进行多个表面的加工，以减少工件装夹次数;
(3)数控机床夹具的夹紧应牢固可靠、操作方便;夹紧元件的位臵应固定不变，防止在自动加工过程中，元件与刀具相碰。
所示为用于数控车床的液动自定心三爪卡盘，在高速车削时平衡块所产生的离心力经杠杆给卡爪一个附加的力，以补偿卡爪夹紧力的损失。卡爪由活塞经拉杆和楔槽轴的作用将工件夹紧。而作为数控铣镗床夹具结构的，要防止刀具(主轴端)进入夹紧装臵所处的区域，通常应对该区域确定一个极限值。
(4)每种数控机床都有自己的坐标系和坐标原点，它们是编制程序的重要依据之一。设计数控机床夹具时，应按坐标图上规定的定位和夹紧表面以及机床坐标的起始点，确定夹具坐标原点的位臵。 6.2.3、数控铣床夹具
(1)对数控铣床夹具的基本要求实际上，数控铣削加工时一般不要求很复杂的夹具，只要求有简单的定位、夹紧机构就可以了。其设计原理也和通用铣床夹具相同，结合数控铣削加工的特点，这里只提出几点基本要求：
(2)为保持零件安装方位与机床坐标系及程编坐标系方向的一致性，夹具应能保证在机床上实现定向安装，还要求能协调零件定位面与机床之间保持一定的坐标尺寸联系。
(3)为保持工件在本工序中所有需要完成的待加工面充分暴露在外，夹具要做得尽可能开敞，因此夹紧机构元件与加工面之间应保持一定的安全距离，同时要求夹紧机构元件能低则低，从防止夹具与铣床主轴套筒或刀套、刀具在加工过程中发生碰撞。
(4)夹具的刚性与稳定性要好。尽量不采用在加工过程中更换夹紧点的设计，当非要加工过程中更换夹紧点不可时，要特别注意不能因更换夹紧点而破坏夹具或工件定位精度。
6.3、数控铣削加工常用的夹具大致有下几种：
(1)组合夹具：适用于小批量生产或研制时的中、小型工件在数控铣床上进行铣加工。
(2)专用铣削夹具：是特别为某一项或类似的几项工件设计制造的夹具，一般在批量生产或研制时非要不可时采用。
(3)多工位夹具：可以同时装夹多个工件，可减少换刀次数，也便于一面加工，一面装卸工件，有利于缩短准备时间，提高生产率，较适宜于中批量生产。
(4)气动或液压夹具： 适用于生产批量较大，采用其他夹具又特别费工、费力的工件。这类夹具能减轻工人的劳动强度和提高生产率，但其结构较复杂，造价往往较高，而且制造周期长。
(5)真空夹具：适用于有较大定位平面或具有较大可密封面积的工件。有的数控铣床(如壁板铣床)自身带有通用真空夹具，工件利用定位销定位，通过夹具体上的环形密封槽中的密封条与夹具密封。启动真空泵，使夹具定位面上的沟槽成为真空，工件在大气压力的作用下被夹紧在夹具体。
除上述几种夹具外，数控铣削加工中也经常采用机用平口虎钳、分度头和三爪自定心卡盘等通用夹具。
结束语
通过做毕业设计，使我对书本的知识有了更深一步的认识和理解，知道了理论联系实际的重要性;另外，对如何查阅资料与合理利用有了更深入的了解;本次毕业设计过程中进行了工件的工艺路线分析、工艺卡的制定、工艺过程的分析、轴类零件与夹具的设计与分析，是对我在大学期间所学的专业知识的一个检验，也是对所学知识的运用和综合;通过做毕业设计的这个过程，对我以后参加实际工作一定有很好的锻炼意义和指导作用。
谢 词
本论文设计在x老师的悉心指导和严格要求下业已完成，从课题选择到具体的写作过程，论文初稿与定稿无不凝聚着金江老师的心血和汗水，在我的毕业设计期间，牛老师为我提供了种种专业知识上的指导和一些富于创造性的建议，x老师一丝不苟的作风，严谨求实的态度使我深受感动，没有这样的帮助和关怀和熏陶，我不会这么顺利的完成毕业设计。在此向牛老师表示深深的感谢和崇高的敬意!
在临近毕业之际，我还要借此机会向在这三年中给予我诸多教诲和帮助的各位老师表示由衷的谢意，感谢他们三年来的辛勤栽培。不积跬步何以至千里，各位任课老师认真负责，在他们的悉心帮助和支持下，我能够很好的掌握和运用专业知识，并在设计中得以体现，顺利完成毕业论文。
同时，在论文写作过程中，我还参考了有关的书籍和论文，在这里一并向有关的作者表示谢意。
我还要感谢同组的各位同学以及我的各位室友，在毕业设计的这段时间里，你们给了我很多的启发，提出了很多宝贵的意见，对于你们帮助和支持，在此我表示深深地感谢! 1
参考文献
零件机械加工论文范文第6篇
轴类零件加工工艺及夹具设计
学生姓名： 学 号: 所在院部： 所学专业： 指导老师：
完成时间：2010年03月
摘 要
轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一。它在机械中主要用于支承齿轮、带轮、凸轮以及连杆等传动件，以传递扭矩。按结构形式不同，轴可以分为阶梯轴、锥度心轴、光轴、空心轴、曲轴、凸轮轴、偏心轴、各种丝杠等轴的长径比小于5的称为短轴，大于20的称为细长轴，大多数轴介于两者之间;轴用轴承支承，与轴承配合的轴段称为轴颈。轴颈是轴的装配基准，它们的精度和表面质量一般要求较高。根据零件的结构及其功能，运用定位夹紧的知识完成了夹具设计。
关键词：轴类零件、轴颈、夹具
Abstract
The machine shaft is often encountered in one of the typical components. It is mainly used for support in mechanical gears, pulleys, cams and connecting rods and other transmission parts, to transfer torque. Different forms according to the structure, the axis can be divided into stepped shaft, taper spindle, axis, hollow shaft, crankshaft, camshaft, eccentric shafts, all kinds of screw shaft such as short axis aspect ratio of less than 5 large known as the slender shaft 20, most shaft in between; shaft bearings bearing, and bearing with the shaft segment called the journal. Journal is the axis of the assembly base, and their general requirements for precision and high surface quality. According to parts of the structure and function, using the knowledge of locating and clamping fixture design completed.
Key words：Shaft, journ 2
目录
1. 轴类零件技术要求 ................................. 3
1.1、尺寸精度 ........................................ 3 1.
2、几何形状精度 .................................... 3 1.3、 相互位臵精度 ................................... 3 1.
4、表面粗糙度 ...................................... 3 2. 轴类零件的毛胚和材料 .............................. 4 2.1 轴类零件的毛胚 ................................... 4 2.2 轴类零件的材料 ................................... 4 3. 轴类零件一般加工要求及方法 ........................ 5 3.1 轴类零件加工工艺规程注意点 ....................... 5 3.2 轴类零件加工的技术要求 ........................... 5 3.3 轴类零件的热处理 ................................. 6 4. 轴类零件工艺路线 .................................................................................................... 6 4.1、传承轴图样分析 .................................. 7 4.
2、确定毛坯 ........................................ 8 4.3、 确定主要表面的加工方法 ......................... 8 4.
4、确定定位基准 .................................... 8 4.5、划分阶段 ........................................ 9 4.
6、热处理工序安排 .................................. 9 4.7、加工尺寸和切削用量 .............................. 9 4.
8、 拟定工艺过程 ................................... 9 5.细长轴加工工艺特点 ............................................................................................... 10
5.1、 改进工件的装夹方法 ... ..10 5.
2、采用跟刀架 .................................... .10 5.3、采用反向进给 ................................... 11 5.
4、采用车削细长轴的车刀 ........................... 11 6. 夹具的设计 ................................................................................................................... 12 6.1 铣床夹具设计 ..................................................................................................... 12 6.1.1、六点定位原理 ........................................ 13 6.1.
2、应用定位原理几种情况 ................................ 11 (1)完全定位 ............................................. 11 (2)部分定位 ............................................. 11 (3)过定位(重复定位) ................................... 11 6.1.3、确定要限制的自由度 .................................. 14 6.1.
4、定位方案选择 ........................................ 14 6.1.5、计算定位误差 ........................................ 15 (1)夹紧方案 .............................................. 16 (2)对刀方案 .............................................. 16 (3)夹具体与定位键 ........................................ 16 (4)夹具总图上的尺寸、公差和技术要求 ...................... 16 (5)夹具精度分析 .......................................... 17 6.2 各类铣床夹具 ..................................................................................................... 18
6.2.1、铣床夹具 ............................................ 18 (1)铣床夹具的分类 ........................................ 18 (2)铣床常用通用夹具的结构 ................................ 18 (3)铣床夹具的设计特点 .................................... 18 6.2.
2、典型数控机床夹具 .................................... 19
1、数控铣床夹具 ............................................ 19
2、数控铣削加工常用的夹具大致有以下几种： ................... 7
结束语 ............................................. 21 谢 词 ............................................ 22 参考文献 ........................................... 23
2
1. 轴类零件技术要求 2. 1.1尺寸精度
起支承作用的轴颈为了确定轴的位臵，通常对其尺寸精度要求较高(IT5～IT7)。装配传动件的轴颈尺寸精度一般要求较低(IT6～IT9)。
1.2几何形状精度
轴类零件的几何形状精度主要是指轴颈、外锥面、莫氏锥孔等的圆度、圆柱度等，一般应将其公差限制在尺寸公差范围内。对精度要求较高的内外圆表面，应在图纸上标注其允许偏差。
1.3 相互位臵精度
轴类零件的位臵精度要求主要是由轴在机械中的位臵和功用决定的。通常应保证装配传动件的轴颈对支承轴颈的同轴度要求，否则会影响传动件(齿轮等)的传动精度，并产生噪声。普通精度的轴，其配合轴段对支承轴颈的径向跳动一般为0.01～ 0.03mm ，高精度轴(如主轴)通常为0.001～ 0.005mm。
1.4表面粗糙度
一般与传动件相配合的轴径表面粗糙度为Ra2.5～0.63μm，与轴承相配合的支承轴径的表面粗糙度为Ra0.63～0.16μm。
3
2.轴类零件的毛胚和材料
2.1 轴类零件的毛胚
轴类零件可根据使用要求、生产类型、设备条件及结构，选用棒料、锻件等毛坯形式。对于外圆直径相差不大的轴，一般以棒料为主;而对于外圆直径相差大的阶梯轴或重要的轴，常选用锻件，这样既节约材料又减少机械加工的工作量，还可改善机械性能。
根据生产规模的不同，毛坯的锻造方式有自由锻和模锻两种。中小批生产多采用自由锻，大批大量生产时采用模锻。
2.2 轴类零件的材料
轴类零件应根据不同的工作条件和使用要求选用不同的材料并采用不同的热处理规范(如调质、正火、淬火等)，以获得一定的强度、韧性和耐磨性。
45钢是轴类零件的常用材料，它价格便宜经过调质(或正火)后，可得到较好的切削性能，而且能获得较高的强度和韧性等综合机械性能，淬火后表面硬度可达45～52HRC。
40Cr等合金结构钢适用于中等精度而转速较高的轴类零件，这类钢经调质和淬火后，具有较好的综合机械性能。
轴承钢GCr15和弹簧钢65Mn，经调质和表面高频淬火后，表面硬度可达50～58HRC，并具有较高的耐疲劳性能和较好的耐磨性能，可制造较高精度的轴。
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。
3.轴类零件一般加工要求及方法
3.1 轴类零件加工工艺规程注意点
在学校机械加工实习课中，轴类零件的加工是学生练习车削技能的最基本也最重要的项目，但学生最后完工工件的质量总是很不理想，经过分析主要是学生对轴类零件的工艺分析工艺规程制订不够合理。
轴类零件中工艺规程的制订，直接关系到工件质量、劳动生产率和经济效益。一零件可以有几种不同的加工方法，但只有某一种较合理，在制订机械加工工艺规程中，须注意以下几点：
(1)零件图工艺分析中，需理解零件结构特点、精度、材质、热处理等技术要求，且要
4
研究产品装配图，部件装配图及验收标准。
(2)渗碳件加工工艺路线一般为：下料锻造正火粗加工半精加工渗碳去碳加工(对不需提高硬度部分)淬火车螺纹、钻孔或铣槽粗磨低温时效半精磨低温时效精磨。
(3)粗基准选择：有非加工表面，应选非加工表面作为粗基准。对所有表面都需加工的铸件轴，根据加工余量最小表面找正。且选择平整光滑表面，让开浇口处。选牢固可靠表面为粗基准，同时，粗基准不可重复使用。
(4)精基准选择：要符合基准重合原则，尽可能选设计基准或装配基准作为定位基准。符合基准统一原则。尽可能在多数工序中用同一个定位基准。尽可能使定位基准与测量基准重合。选择精度高、安装稳定可靠表面为精基准。
3.2 轴类零件加工的技术要求
(1)尺寸精度轴类零件的主要表面常为两类，一类是与轴承的内圈配合的外圆轴颈，即支承轴颈，用于确定轴的位臵并支承轴，尺寸精度要求较高，通常为IT5～IT7;另一类为与各类传动件配合的轴颈，即配合轴颈，其精度稍低，通常为IT6~IT9。
(2)几何形状精度主要指轴颈表面、外圆锥面、锥孔等重要表面的圆度、圆柱度。其误差一般应限制在尺寸公差范围内，对于精密轴，需在零件图上另行规定其几何形状精度。
(3)相互位臵精度包括内、外表面，重要轴面的同轴度、圆的径向跳动、重要端面对轴心线的垂直度、端面间的平行 5
度等。
(4)表面粗糙度轴的加工表面都有粗糙度的要求，一般根据加工的可能性和经济性来确定。
3.3 轴类零件的热处理
(1)锻造毛坯在加工前，均需安排正火或退火处理，使钢材内部晶粒细化，消除锻造应力，降低材料硬度，改善切削加工性能。
(2)调质一般安排在粗车之后、半精车之前，以获得良好的物理力学性能。
(3)表面淬火一般安排在精加工之前，这样可以纠正因淬火引起的局部变形。
(4)精度要求高的轴，在局部淬火或粗磨之后，还需进行低温时效处理。
4.轴类零件工艺路线
(1)轴类零件是常见的零件之一。按轴类零件结构形式不同，一般可分为光轴、阶梯轴和异形轴三类;或分为实心轴、空心轴等。它们在机器中用来支承齿轮、带轮等传动零件，以传递转矩或运动。
(2)对于7级精度、表面粗糙度Ra0.8～0.4μm的一般传动轴，其工艺路线是：正火-车端面钻中心孔-粗车各表面-精车各表面-铣花键、键槽-热处理-修研中心孔-粗磨外圆-精磨外圆-检验。
(3)轴类零件一般采用中心孔作为定位基准，以实现基准统一的方案。在单件小批生产中钻中心孔工序常在普通车床上进行。在大批量生产中常在铣端面钻中心孔专用机床上进行。
(4)中心孔是轴类零件加工全过程中使用的定位基准，其质量对加工精度有着重大影响。所以必须安排修研中心孔工序。修研中心孔一般在车床上用金刚石或硬质合金顶尖加压进行。
(5)对于空心轴(如机床主轴)，为了能使用顶尖孔定位，一般均采用带顶尖孔的锥套心轴或锥堵。若外圆和锥孔需反复多次、互为基准进行加工，则在重装锥堵或心轴时，必须按外圆找正或重新修磨中心孔。
(6)轴上的花键、键槽等次要表面的加工，一般安排在外圆精车之后，磨削之前进行。因为如果在精车之前就铣出键槽，在精车时由于断续切削而易产生振动，影响加工质量，又容易损坏刀具，也难以控制键槽的尺寸。但也不应安排在外圆精磨之后进行，以免破坏外圆表面的加工精度和表面质量。
(7)在轴类零件的加工过程中，应当安排必要的热处理工序，以保证其机械性能和加工精度，并改善工件的切削加工性。一般毛坯锻造后安排正火工序，而调质则安排在粗加工后进行，以便消除粗加工后产生的应力及获得良好的综合机械性能。淬火工序则安排在磨削工序之前。
(8)台阶轴的加工工艺较为典型，反映了轴类零件加工的大部分内容与基本规律。下面就以减速箱中的传动轴为例，介绍一般台阶轴的加工工艺。
4.1、传承轴图样分析
图4.1
(1)图4.1所示零件是减速器中的传动轴。它属于台阶轴类零件，由圆柱面、轴肩、螺纹、螺尾退刀槽、砂轮越程槽和键槽等组成。轴肩一般用来确定安装在轴上零件的轴向位臵，各环槽的作用是使零件装配时有一个正确的位臵，并使加工中磨削外圆或车螺纹时退刀方便;键槽用于安装键，以传递转矩;螺纹用于安装各种锁紧螺母和调整螺母。
(2)根据工作性能与条件，该传动轴图样(图4.1)规定了主要轴颈M，N，外圆P、Q以及轴肩G、H、I有较高的尺寸、位臵精度和较小的表面粗糙度值，并有热处理要求。这些技术要求必须在加工中给予保证。因此，该传动轴的关键工序是轴颈M、N和外圆P、Q的加工。
4.2、确定毛坯
该传动轴材料为45钢，因其属于一般传动轴，故选45钢可满足其要求。本例传动轴属于中、小传动轴，并且各外圆直径尺寸相差不大，故选择￠60mm的热轧圆钢作毛坯。
4.3、 确定主要表面的加工方法
传动轴大都是回转表面，主要采用车削与外圆磨削成形。由于该传动轴的主要表面M、N、P、Q的公差等级(IT6)较高，表面粗糙度Ra值(Ra=0.8 um)较小，故车削后还需磨削。外圆表面的加工方案可为：粗车半精车磨削。
4.4、确定定位基准
(1)合理地选择定位基准，对于保证零件的尺寸和位臵精度有着决定性的作用。由于该传动轴的几个主要配合表面(Q、P、N、M)及轴肩面(H、G)对基准轴线A-B均有径向圆跳动和端面圆跳动的要求，它又是实心轴，所以应选择两端中心孔为基准，采用双顶尖装夹方法，以保证零件的技术要求。
(2)粗基准采用热轧圆钢的毛坯外圆。中心孔加工采用三爪自定心卡盘装夹热轧圆钢的毛坯外圆，车端面、钻中心孔。但必须注意，一般不能用毛坯外圆装夹两次钻两端中心孔，而应该以毛坯外圆作粗基准，先加工一个端面，钻中心孔，车出一端外圆;然后以已车过的外圆作基准，用三爪自定心卡盘装夹(有时在上工步已车外圆处搭中心架)，车另一端面，钻中心孔。如此加工中心孔，才能保证两中心孔同轴。
4.5、划分阶段
对精度要求较高的零件，其粗、精加工应分开，以保证零件的质量。该传动轴加工划分为三个阶段：粗车(粗车外圆、钻中心孔等)，半精车(半精车各处外圆、台阶和修研中心孔及次要表面等)，粗、精磨(粗、精磨各处外圆)。各阶段划分大致以热处理为界。
4.6、热处理工序安排
轴的热处理要根据其材料和使用要求确定。对于传动轴，正火、调质和表面淬火用得较多。该轴要求调质处理，并安排在粗车各外圆之后，半精车各外圆之前。
综合上述分析，传动轴的工艺路线如下：
下料车两端面，钻中心孔粗车各外圆调质修研中心孔半精车各外圆，车槽，倒角车螺纹划键槽加工线铣键槽修研中心孔磨削检验。
4.7、加工尺寸和切削用量
(1)传动轴磨削余量可取0.5mm，半精车余量可选用1.5mm。加工尺寸可由此而定，见该轴加工工艺卡的工序内容。
(2)车削用量的选择，单件、小批量生产时，可根据加工情况由工人确定;一般可由《机械加工工艺手册》或《切削用量手册》中选取。
4.8、 拟定工艺过程
定位精基准面中心孔应在粗加工之前加工，在调质之后和磨削之前各需安排一次修研中心孔的工序。调质之后修研中心孔为消除中心孔的热处理变形和氧化皮，磨削之前修研中心孔是为提高定位精基准面的精度和减小锥面的表面粗糙度值。拟定传动轴的工艺过程时，在考虑主要表面加工的同时，还要考虑次要表面的加工。在半精加工￠52mm、￠44mm及M24mm外圆时，应车到图样规定的尺寸，同时加工出各退刀槽、倒角和螺纹;三个键槽应在半精车后以及磨削之前铣削加工出来，这样可保证铣键槽时有较精确的定位基准，又可避免在精磨后铣键槽时破坏已精加工的外圆表面。
在拟定工艺过程时，应考虑检验工序的安排、检查项目及检验方法的确定。综上所述，所确定的该传动轴加工工艺过程见表4.1。
5.细长轴加工工艺特点
5.1、 改进工件的装夹方法
粗加工时，由于切削余量大，工件受的切削力也大，一般采用卡顶法，尾座顶尖采用弹性顶尖，可以使工件在轴向自由伸长。但是，由于顶尖弹性的限制，轴向伸长量也受到限制，因而顶紧力不是很大。在高速、大用量切削时，有使工件脱离顶尖的危险。采用卡拉法可避免这种现象的产生。
精车时，采用双顶尖法(此时尾座应采用弹性顶尖)有利于提高精度，其关键是提高中心孔精度。
5.2、采用跟刀架
跟刀架是车削细长轴极其重要的附件。采用跟刀架能抵消加工时径向切削分力的影响，从而减少切削振动和工件变形，但必须注意仔细调整，使跟刀架的中心与机床顶尖中心保持一致。
5.3、采用反向进给
车削细长轴时，常使车刀向尾座方向作进给运动(此时应安装卡拉工具)，这样刀具施加于工件上的进给力方向朝向尾座，因而有使工件产生轴向伸长的趋势，而卡拉工具大大减少了由于工件伸长造成的弯曲变形。
5.4、采用车削细长轴的车刀
车削细长轴的车刀一般前角和主偏角较大，以使切削轻快，减小径向振动和弯曲变形。粗加工用车刀在前刀面上开有断屑槽，使断屑容易。精车用刀常有一定的负刃倾角，使切屑流向待加。
6. 夹具的设计
6.1 铣床夹具设计
图6-1所示拔叉零件，要求设计铣槽工序用的铣床夹具。根据工艺规程，在铣槽之前其它各表面均已加工好，本工序的加工要求是：槽宽14H11mm，槽深7mm，槽的中心平面与Ф26H7孔轴线的垂直度公差为0.08mm，槽侧面与E面的距离12 ±0.2mm，槽底面与B面平行。
拨插零件图61 6.1.1、六点定位原理
当工件在不受任何条件约束时，其位臵是任意的不确定的。设工件为一理想的钢体，并以一个空间直角坐标作为参照来观察钢体的位臵变动。由理论力学可知，在空间处于自由状态的钢体，具有六个自由度，即沿着X、Y、Z三个坐标轴的移动和绕着这三个坐标轴的转动，如图所示。用X、Y、Z和X、Y、Z分别表示沿三个坐标轴的移动和绕着这三个坐标轴转动的自由度。
六个自由度是工件在空间位臵不确定的最高程度。定位的任务，就是要限制工件的自由度。在夹具中，用分别适当的与工件接触的六个支撑点，来限制工件六个自由度的原理，称为六点定位原理。
6.1.2、应用定位原理几种情况 (1)完全定位
工件的六个自由度全部被限制，它在夹具中只有唯一的位臵，称为完全定位。 (2)部分定位
工件定位时，并非所有情况下都必须使工件完全定位。在满足加工要求的条件下，少于六个支撑点的定位称为部分定位。
在满足加工要求的前提下，采用部分定位可简化定位装臵，在生产中应用很多。如工件装夹在电磁吸盘上磨削平面只需限制三个自由度。 (3)过定位(重复定位)
几个定位支撑点重复限制一个自由度，称为过定位。 A、一般情况下，应该避免使用过定位。
通常，过定位的结果将使工件的定位精度受到影响，定位不确定可使工件(或定位件)产生变形，所以在一般情况下，过定位是应该避免的。 B、过定位亦可合理应用
虽然工件在夹具中定位，通常要避免产生“过定位”，但是在某些条件下，合理地采用“过定位”，反而可以获得良好的效果。这对刚性弱而精度高的航空、仪表类工件更为显著。
工件本身刚性和支承刚性的加强，是提高加工质量和生产率的有效措施，生产中常有应用。大家都熟知车削长轴时的安装情况，长轴工件的一端装入三爪卡盘中，另一端用尾架尖支撑。这就是个“过定位”的定位方式。只要事先能对工件上诸定位基准和机床(夹具)有关的形位误差从严控制，过定位的弊端就可以免除。由于工件的支撑刚性得以加强，尾架的扶持有助于实现稳定，可靠的定位，所以工件安装方便，加工质量和效率也大为提高。 6.1.3、确定要限制的自由度
按照加工要求，铣通槽时应限制五个自由度，即沿x轴移动的自由度不需要限制，但若在此方向设臵一止推支撑，则可起到承受部分铣削力的作用，故可采用完全定位。 6.1.4、定位方案选择
如图6-1.1所示，有三中定位方案可供选择：
方案I：工件已E面作为主要定位面，用支承板1和短销2(与工件Ф26H7孔配合)限制工件五个自由度，另设臵一防转挡销实现六点定位。为了提高工件的装夹刚度，在C处加一辅助支承。
方案II：工件以Ф26H7孔作为主要定位基面，用长销3和支承钉4限制工件五个自由度，另设臵一防转挡销实现六点定位。在C处也加一支承。 方案III：工件以Ф26H7孔为主要定位基面，用长销3和长条支承板5限制两个自由度，限制工件六个自由度，其中绕z轴转动的自由度被重复限制了，另设臵一防挡销。在C处也加一辅助支承。
图6.1.1铣床定位方案
1-支撑板2-短销3-长销4-支撑钉5-长条支撑板
比较以上三种方案，方案I中工件绕x轴转动的自由度由E面限制，定位基准与设计基准不重合，不利于保证槽的中心平面与Ф26H7孔轴线的垂直度。方案II中虽然定位基准与设计基准重合，槽的中心平面与Ф26H7孔轴线的垂直度要求保证，但这种定位方式不利于工件的夹紧。由于辅助支承是在工件夹紧后才起作用，而是施加夹紧力P时，支承钉4的面积太小，工件极易歪斜变形，夹紧也不可靠。方案III中虽是过定位，但若在工件加工工艺方案中，安排Ф26H7孔与E面在一次装夹中加工，使Ф26H7孔与E面有较高的垂直度，则过定位的影响甚小。在对工件施加夹紧力P时，工件的变形也很小，且定位基准与设计基准重合。综上所述，方案III较好。
对于防转挡销位臵的设臵，也是三种不同的方案。当挡销放在位臵1时，由于B面与Ф26H7孔的距离较进(230 -0.3mm)，尺寸公差又大，定位精度低。挡销放在位臵2时，虽然距Ф26H7孔轴线较远，但由于工件定位是毛面，因而定位精度也较低。而当挡销放在位臵3时，距Ф26H7孔轴线较远，工件定位面的精度较高(Ф55H12)，定位精度较高，且能承受切削力所引起的转矩。因此，防转挡销应放在位臵3较好。 6.1.5、计算定位误差
除槽宽14H11由铣刀保证外，本夹具要保证槽侧面与E面的距离及槽的中心平面与Ф25H7孔轴线的垂直度，其它要求未注公差，因此只需计算上述两项加工要求的定位误：
(1)加工尺寸12±0.2mm的定位误差 采用3-1.1(c)所示定位方案时，E面既是工序基准，又是定位基准，故基准不重合误差为零。有由于E面与长条支承板始终保持接触，故基准位移误差为零。因此，加工尺寸12±0.2mm没有定位误差。
(2)槽的中心平面与Ф26H7孔轴线垂直度的定位误差 长销与工件的配合去Ф26H7 g6，则
Ф26g6=Ф26-0.009 -0.025(mm)
Ф26H7=Ф25+0.025 0(mm)
由于定位基准与设计基准重合，故基准不重合误差为零。 基准位移误差
△ y=2*8tan△a=2*8*0.000625=0.01(mm)
由于定位误差△D=△y=0.01‹0.08/3(mm)，故此定位方案可行。
(1)夹紧方案
根据工件夹紧的原则，除施加夹紧力外，还应在靠近加工面处增加一夹紧力，用螺母与开口垫圈夹压在工件圆柱的左端面，而对着支撑板的夹紧机构可采用钩形压板，使结构紧凑，操作方便。 (2)对刀方案
加工槽的铣刀需两个方向对刀，故应采用直角对刀块。 (3)夹具体与定位键
为保证工件在工作台上安装稳定，应按照夹具体的高宽比不大于1.25的原则确定其宽度，并在两端设臵耳座，以便固定。
为了使夹具在机床工作台的位臵准确及保证槽的中心平面与Ф26H7孔轴线垂直度要求，夹具体底面应设臵定位键，定位键的侧面应与长销的轴心线垂直。 (4)夹具总图上的尺寸、公差和技术要求
下面以拨叉铣槽夹具为例给予说明。
A、夹具最大轮廓尺寸为234mm，210mm，250mm。
B、影响工件定位精度的尺寸和公差为工件内孔与长销10的配合尺寸为Ф26H7g6和挡销的位臵尺寸为6±0.024mm及107±0.07mm。
C、影响夹具在机床上安装精度的尺寸和公差定位键与铣床工作台T形槽的配合尺寸14h6。
D、影响夹具精度的尺寸个公差为定位长销10的轴心线对定位键侧面B的垂直度为0.03mm;定位长销10的轴心线对夹具底面A的平行度为0.05mm;对刀块的位臵尺寸为9±0.04和13±0.04mm。
本例中，塞尺厚度为2h8mm，所以对刀块水平方向的位臵尺寸为 a=12-2=10(mm) (基本尺寸) 对刀块垂直方向的位臵尺寸为 b=23-7-2=14(mm)(基本尺寸)
对刀块位臵尺寸的公差取工件相应尺寸公差的2/1～1/5。因此 a=10±0.04mm b=14±0.04mm E、影响对刀精度的尺寸和公差;塞尺的厚度尺寸2h8=22 -0.014mm。 (5)夹具精度分析
为确使夹具能满足工序要求，在夹具技术要求指定以后，还必须对夹具进行精度分析。若工序某项精度不能被保证时，还需要夹具的有关技术要求作适当调整。
按夹具的误差分析一章中的分析方法，下面对本例中的工序要求逐项分析; A、槽宽尺寸14H11mm;此项要求由刀具精度保证，与夹具精度无关; B、槽侧面到E面尺寸12±0.2mm;对此项要求有影响的是对刀块侧面到定位板 间的尺寸10±0.04mm及塞尺的精度(2h8mm)。上述两项误差之和△D+△G+△A+△J+△T=0.094<0.4(vmm)
因此，尺寸12±0.2mm能保证;
C、槽深8mm：由于工件在Z方向的位臵由定位销确定，而该尺寸的设计基准为B面。因此有定位误差，其中△B=0.2VMM、△y=(&d+&D)/2=(0.16+0.025)/2=0.02mm(&d为销公差，&D为工件公差)。△D=△B+△y=0.22mm、另外，塞尺尺寸(2h8mm)及对刀块水平面到定位销的尺寸(13±0.04mm)也对槽深尺寸有影响，△T=0.014+0.08+0.094mm，△J、△G、△A都对槽深无影响，因此
△D+△G+△A+△J+△T=0.314(mm)
尺寸8的公差(按IT14级)为0.36mm，故尺寸8mm能保证;
D、槽的中心平面与Ф26H7孔轴线垂直度公差0.08mm;影响该项要求的因素有：
a、定位误差△D= △y=0.01mm; b、加工方法误差△G=0.012mm; c、夹具定位心轴17的轴线与夹具底面A的平行度公差0.05mm，即△A=0.05mm d、定位心轴17的轴线对定位侧面B的垂直度公差0.05mm，即△A=0.05mm;而△J△T都对垂直度无影响。由于这些误差不在同一方向，因此，槽中心平面最大位臵误差在YOZ面之上为0.01+0.012+0.05=0.072mm;在YOX平面上为 0.01+0.012+0.03=0.052mm。此两项都小于垂直度公差0.08mm，故该项要求能保证。
综上所述，该铣槽家具能满足铣槽工序要求，可行。
6.2 各类铣床夹具
6.2.1、铣床夹具 (1)铣床夹具的分类
铣床夹具按使用范围，可分为通用铣夹具、专用铣夹具和组合铣夹具三类。按工件在铣床上加工的运动特点，可分为直线进给夹具、圆周进给夹具、沿曲线进给夹具(如仿形装臵)三类。还可按自动化程度和夹紧动力源的不同(如气动、电动、液压)以及装夹工件数量的多少(如单件、双件、多件)等进行分类。其中，最常用的分类方法是按通用、专用和组合进行分类。 (2)铣床常用通用夹具的结构
铣床常用的通用夹具主要有平口虎钳，它主要用于装夹长方形工件，也可用于装夹圆柱形工件。
机用平口虎钳是通过虎钳体固定在机床上。固定钳口和钳口铁起垂直定位作用，虎钳体上的导轨平面起水平定位作用。活动座、螺母、丝杆(及方头的)和紧固螺钉可作为夹紧元件。回转底座和定位键分别起角度分度和夹具定位作用。 (3)铣床夹具的设计特点
铣床夹具与其它机床夹具的不同之处在于：它是通过定位键在机床上定位，用对刀装臵决定铣刀相对于夹具的位臵。
A、床夹具的安装 铣床夹具在铣床工作台上的安装位臵，直接影响被加工表面的位臵精度，因而在设计时必须考虑其安装方法，一般是在夹具底座下面装两个定位键。定位键的结构尺寸已标准化，应按铣床工作台的T形槽尺寸选定，它和夹具底座以及工作台T形槽的配合为H7/h
6、H8/h8。两定位键的距离应力求最大，以利提高安装精度。
作为定位键的安装是夹具通过两个定位键嵌入到铣床工作台的同一条T 形槽中，再用T 形螺栓和垫圈、螺母将夹具体紧固在工作台上，所以在夹具体上还需要提供两个穿T形螺栓的耳座。如果夹具宽度较大时，可在同侧设臵两个耳座，两耳座的距离要和铣床工作台两个T形槽间的距离一致。
B、铣床夹具的对刀装臵 铣床夹具在工作台上安装好了以后，还要调整铣刀对夹具的相对位臵，以便于进行定距加工。为了使刀具与工件被加工表面的相对位臵能迅速而正确地对准，在夹具上可以采用对刀装臵。对刀装臵是由对刀块和塞尺等组成，其结构尺寸已标准化。各种对刀块的结构，可以根据工件的具体加工要求进行选择。
由于铣削时切削力较大，振动也大，夹具体应有足够的强度和刚度，还应尽可能降低夹具的重心，工件待加工表面应尽可能靠近工作台，以提高夹具的稳定性，通常夹具体的高宽比H/B1～1.25为宜。
6.2.2、典型数控机床夹具
数控机床夹具有高效化、柔性化和高精度等特点，设计时，除了应遵循一般夹具设计的原则外，还应注意以下几点：
(1)数控机床夹具应有较高的精度，以满足数控加工的精度要求;
(2)数控机床夹具应有利于实现加工工序的集中，即可使工件在一次装夹后能进行多个表面的加工，以减少工件装夹次数;
(3)数控机床夹具的夹紧应牢固可靠、操作方便;夹紧元件的位臵应固定不变，防止在自动加工过程中，元件与刀具相碰。
所示为用于数控车床的液动自定心三爪卡盘，在高速车削时平衡块所产生的离心力经杠杆给卡爪一个附加的力，以补偿卡爪夹紧力的损失。卡爪由活塞经拉杆和楔槽轴的作用将工件夹紧。而作为数控铣镗床夹具结构的，要防止刀具(主轴端)进入夹紧装臵所处的区域，通常应对该区域确定一个极限值。
(4)每种数控机床都有自己的坐标系和坐标原点，它们是编制程序的重要依据之一。设计数控机床夹具时，应按坐标图上规定的定位和夹紧表面以及机床坐标的起始点，确定夹具坐标原点的位臵。 6.2.3、数控铣床夹具
(1)对数控铣床夹具的基本要求实际上，数控铣削加工时一般不要求很复杂的夹具，只要求有简单的定位、夹紧机构就可以了。其设计原理也和通用铣床夹具相同，结合数控铣削加工的特点，这里只提出几点基本要求：
(2)为保持零件安装方位与机床坐标系及程编坐标系方向的一致性，夹具应能保证在机床上实现定向安装，还要求能协调零件定位面与机床之间保持一定的坐标尺寸联系。
(3)为保持工件在本工序中所有需要完成的待加工面充分暴露在外，夹具要做得尽可能开敞，因此夹紧机构元件与加工面之间应保持一定的安全距离，同时要求夹紧机构元件能低则低，从防止夹具与铣床主轴套筒或刀套、刀具在加工过程中发生碰撞。
(4)夹具的刚性与稳定性要好。尽量不采用在加工过程中更换夹紧点的设计，当非要加工过程中更换夹紧点不可时，要特别注意不能因更换夹紧点而破坏夹具或工件定位精度。
6.3、数控铣削加工常用的夹具大致有下几种：
(1)组合夹具：适用于小批量生产或研制时的中、小型工件在数控铣床上进行铣加工。
(2)专用铣削夹具：是特别为某一项或类似的几项工件设计制造的夹具，一般在批量生产或研制时非要不可时采用。
(3)多工位夹具：可以同时装夹多个工件，可减少换刀次数，也便于一面加工，一面装卸工件，有利于缩短准备时间，提高生产率，较适宜于中批量生产。
(4)气动或液压夹具： 适用于生产批量较大，采用其他夹具又特别费工、费力的工件。这类夹具能减轻工人的劳动强度和提高生产率，但其结构较复杂，造价往往较高，而且制造周期长。
(5)真空夹具：适用于有较大定位平面或具有较大可密封面积的工件。有的数控铣床(如壁板铣床)自身带有通用真空夹具，工件利用定位销定位，通过夹具体上的环形密封槽中的密封条与夹具密封。启动真空泵，使夹具定位面上的沟槽成为真空，工件在大气压力的作用下被夹紧在夹具体。
除上述几种夹具外，数控铣削加工中也经常采用机用平口虎钳、分度头和三爪自定心卡盘等通用夹具。
结束语
通过做毕业设计，使我对书本的知识有了更深一步的认识和理解，知道了理论联系实际的重要性;另外，对如何查阅资料与合理利用有了更深入的了解;本次毕业设计过程中进行了工件的工艺路线分析、工艺卡的制定、工艺过程的分析、轴类零件与夹具的设计与分析，是对我在大学期间所学的专业知识的一个检验，也是对所学知识的运用和综合;通过做毕业设计的这个过程，对我以后参加实际工作一定有很好的锻炼意义和指导作用。
谢 词
本论文设计在x老师的悉心指导和严格要求下业已完成，从课题选择到具体的写作过程，论文初稿与定稿无不凝聚着金江老师的心血和汗水，在我的毕业设计期间，牛老师为我提供了种种专业知识上的指导和一些富于创造性的建议，x老师一丝不苟的作风，严谨求实的态度使我深受感动，没有这样的帮助和关怀和熏陶，我不会这么顺利的完成毕业设计。在此向牛老师表示深深的感谢和崇高的敬意!
在临近毕业之际，我还要借此机会向在这三年中给予我诸多教诲和帮助的各位老师表示由衷的谢意，感谢他们三年来的辛勤栽培。不积跬步何以至千里，各位任课老师认真负责，在他们的悉心帮助和支持下，我能够很好的掌握和运用专业知识，并在设计中得以体现，顺利完成毕业论文。
同时，在论文写作过程中，我还参考了有关的书籍和论文，在这里一并向有关的作者表示谢意。
我还要感谢同组的各位同学以及我的各位室友，在毕业设计的这段时间里，你们给了我很多的启发，提出了很多宝贵的意见，对于你们帮助和支持，在此我表示深深地感谢! 1
参考文献
