多次装夹轴类零件加工

需二次装夹加工的零件加工问题及解决方法作者：覃德林来源：《读写算·教研版》2014年第09期摘要：在带有轴类和套类特征的零件切削过程中，零件的圆跳动或者同轴度要求往往很难达到，特别是要掉头进行二次装夹加工的，对于这类零件，如何做才能确保其加工的精度能够达到所需要的技术要求，本文以玉柴机器中的滤座螺纹连接头为例，浅谈如何有效的控制其精度，确保其符合图纸要求.关键词：心轴；工艺制定；振动中图分类号：G632 文献标识码：B 文章编号：1002-7661（2014）09-017-01在机器与机构中，零件与零件之间连接往往需要一个中间件做为连接桥梁。

以带有轴类和套类特征的零件为例。

在这类零件加工中，当批量小或者为单件的时候，传统的加工模式基本上都是采用掉头装夹加工并包上铜皮，采用百分表去校正工件的同轴度和圆跳动再进行加工.受卡盘卡爪的影响，校正的时间有时候往往会用很久，像这种加工方式对操作者劳动强度很大，精度控制不够灵活，无法实现批量生产。

针对此种情况，采用螺纹心轴进行二次装夹加工，能够保证其加工精度和提高其生产效率。

与一次性装夹的加工方式相比，采用螺纹心轴加工对于这类零件要求更高。

要求采用合理的加工方法和切削用量，制定合理严格的加工工艺。

严格按照工艺过程进行加工和检验。

解决零件加工时产生的圆跳动和振动以及表面粗糙度达不到的要求。

一、工件图样分析：每一个零件要想达到最好的加工质量和最大的加工效率，都离不开对图样的分析，通过分析零件图样，可以确定零件的加工工艺过程，选择最为合理的切削用量，规避加工过程中可能出现的问题并加以解决。

由图样可知，该零件采用一次性装夹加工时只能从孔的那一端开始加工起，采用切槽刀与60°左偏刀进行加工，在加工时由于切槽刀从工件的中间开始往前做横向进给加工，并且加工的部位直径相对较小，加工时容易把工件顶歪，甚至引起工件振动，导致工件的同轴度及圆跳动出现偏差（常出现的振动一般由几个方面构成：1、切削力的变化2、金属材料的弹性变形及加工余量不均匀3、机床传动部件的缺陷及地基振动）。

轴类零件加工工艺及夹具设计摘要轴类零件属于机器零件最为典型的零件之一。

轴类零件在机械运转过程中主要作为支撑齿轮．凸轮以及机械连杆等的传动部件，按照轴类零件结构可以将轴类零件划分为：阶梯轴，空心轴以及锥度心轴等，我们根据轴长径的长度又可以将轴划分为短轴和长轴，其中长径小于5的被称为短轴，长径大于20的被称为细长轴，一般情况下我们见到的轴都是介于这两者之间的，轴通过轴承来实现对轴的支撑，其中和轴承配合的轴断我们称之为轴颈。

轴以轴颈作为其装配的基准，因此对于它们的精度和质量要求非常高。

我们依据零件的结构种类以及零件的所具有的功能，然后根据定位夹紧的理论知识来完成夹具的设计。

关键词轴类零件；加工工艺；夹具设计目录1.轴类零件加工技术要求的分析 (1)1．1轴类零件的尺寸精度 (1)1．2轴类零件的几何形状精度 (1)1．3轴类零件的相互位置的精度 (1)1．4轴类零件的表面租糙度 (1)2．轴类零件加工的要求与工艺分析 (1)2．1加工工艺规程的特点分析 (1)2．2加工技术要求的分析 (2)3. 夹具的分类 (2)3. 1按应用范围分类 (2)3.2按使用机床分类 (3)3.3按夹具动力源分类 (4)4．关于铣床夹具设计特点的分析 (4)1.轴类零件加工技术要求的分析1．1轴类零件的尺寸精度在选择起支撑作用的轴颈时我们一般会选用精度较高的(IT5～IT7)。

而选择用于装配传动件的轴颈一般选用精度要求较低的(IT6～IT9)。

1．2轴类零件的几何形状精度轴类零件的几何形状精度主要指的是轴颈、外锥面等轴型的圆度和圆柱度等，对于正常的轴类零件来说，都要将其公差保持在尺寸的公差允许范围内。

针对那些对其几何精度要求较高的内外圆的表面，必须在图纸中明确表明其有效的误差范围。

1．3轴类零件的相互位置的精度对于轴类零件的位置精度来说，其位置精度的具体要求主要取决于该轴在机械中所处的位置和其所实现的功能。

一般情况下，轴类零件的精度必须要满足装配传动件的轴颈对支撑轴颈的同轴度的需要，如果没有满足这一需要则会导致传动齿轮之间的磨合误差，影响机械的传动效果。

文化理论课教案（首页）共5 页科目车工工艺学第二章第2节课题轴类工件的装夹授课日期月号课时2授课方式讲授作业题数3题作业时间45ˊ班级：教学目的1、掌握轴类工件装夹的四种方法。

2、了解中心孔的形状和作用。

3、了解固定顶尖和活动顶尖的优缺点。

教具挂图1、使用中心孔的挂图。

2、使用中心钻的实物。

3、使用固定顶尖和活动顶尖的挂图和实物。

重点四种不同的轴类工件装夹方法难点四种不同的轴类工件装夹方法教学回顾1、车轴类零件时，一般有那几种安装方法。

2、中心孔分为哪四种。

3、前、后顶尖的工作条件有何不同。

4、固定顶尖和活动顶尖的优缺点。

说明本次课将使用中心孔、固定顶尖和活动顶尖的挂图和实物进行讲解，其中用两顶尖装夹轴类工件将结合实操的示范和课本的内容进行分析讲解。

要让同学们理解并掌握各种方法的优、缺点和适用性。

审阅签名：课题: §2.2 轴类工件的装夹教学回顾及提问：1、车外圆和端面时，可以使用哪几种车刀。

2、粗车刀和精车刀有哪些要求。

3、切断刀的刀头长度应怎样计算。

4、反切断法有什么好处，使用时应注意什么。

课题引入:切削加工时，工件必须在机床夹具中定位和夹紧，使它在整个切削过程中始终保持正确的位置。

根据轴类工件的形状、大小和加工数量不同，常用以下几种方法装夹工件。

授课内容：一、用三爪自定心卡盘（俗称三爪卡盘）装夹自定心卡盘的三个卡爪是同步运动的，能自动定心，工件装夹后一般不需找正。

优点：自定心卡盘装夹工件方便、省时。

缺点：夹紧力没有单动卡盘大。

适用于装夹外形规则的中、小型工件。

二、用单动卡盘（俗称四爪卡盘）装夹缺点：卡盘找正比较费时。

优点：夹紧力较大。

适用于装夹大型或形状不规则的工件。

单动卡盘可装成正爪或反爪两种形式，反爪用来装夹直径较大的工件。

三、用两顶尖装夹对于较长或必须经过多道工序才能完成的轴类工件，为保证每次安装时的精度可用两顶尖装夹工件。

优点：两顶尖装夹工件方便，不需找正，装夹精度高。

缺点：用两顶尖装夹工件，必须先在工件端面钻出中心孔，夹紧力较小。

一、是非题(10分)1.任一零件可以有多个尺寸参与装配尺寸链。

（×）2.夹紧力的分布应该尽可能使夹紧力朝向工件的主要定位面，而且尽量靠近工件的加工部位。

（√）3.所有金属表面的精加工均可采用磨削加工方法得到。

（×）4.当装配精度要求较低时，可采用完全互换法装配。

（√）5.在一个尺寸链中增环的最少个数是一个。

（×）6.菱形销用在一面双销定位中，消除了垂直于连心线方向上的过定位。

（×）7.用调整法对刀时引起的工件加工误差属于随机性误差。

（×）8.表面粗糙度小的表面质量就好。

（×）9.圆偏心夹紧机构自锁性能好、生产效率高。

（×）10.设计零件的加工工艺路线时必须划分加工阶段。

（√）二、填空(20分)1.获得零件尺寸精度的方法有（试切法）、（调整法）、（定尺寸刀具法）、（自动控制法）。

2.加工细长轴时，由刀具热变形引起的工件误差属于（变值系统性误差）。

3.在选择精基准时，应遵循的原则有（基准统一）、（基准重合）、（互为基准）、（自为基准）。

4.在平面磨床上磨削平面时，若机床导轨在水平面内有直线度误差δ1，垂直面内有直线度误差δ2，则工件表面产生的形状误差是（δ2）。

5.基准位移误差是（定位）基准相对于（起始）基准发生位移造成的（工序）基准在加工尺寸方向上的最大变动量。

6.工序尺寸的公差带一般取( 入体)方向,而毛坯尺寸的公差带一般取( 双向)分布。

7.为减少毛坯形状造成的误差复映，可用如下三种方法，分别是：（增大系统刚度）、（减小毛坯误差）、（多次加工）。

8.安装是指( 定位)和( 夹紧)过程的总和。

三、概念题(16分)1.工艺系统由机床、刀具、夹具、工件组成的完整系统。

2.工位工件在机床上占据的每一个加工位置。

3.表面质量工件表面加工后，其几何形状特性和表面的物理机械性能的变化。

4.加工精度工件加工后的几何参数与理想零件相符合的程度。

机加工基础题库(车加工)一、判断题:1、普通螺纹的牙型角是60°（√）2、60切断刀的两个副后角和两个副偏角都应该磨得对称。

（√）3、由于中心钻的直径小，所以钻中心孔时，应取较低的转速。

( × )4、车刀歪斜装夹，会影响车刀前角和后角的大小。

（√）5、使用回转顶尖比使用固定顶尖车出的工件精度高。

（×）6、C630型车订主轴最大回转直径是300mm（×）7、轴类零件加工顺序安排大体如下：准备毛坯-粗车-半精车-正火-调质-精磨外圆（×）8、采用两顶尖偏心中心孔的方法加工曲轴时，应选用工作外圆为精基准（×）9、梯形螺纹小径可用大径减去两个实际牙型高度(√)10、一次进给将Φ50 mm的坯料车成Φ44mm，切削深度是6mm。

(× )11、在刚开始车削偏心轴偏心外圆时，切削用量不宜过大。

（√）12、三针测量法测量梯形螺纹属于直接测量（×）13、要随时掌握机床与中心架三个支撑爪的磨擦发热情况（×）14、偏心距较大的工件一般在三爪卡盘上加工（×）15、操作车床时，在低速状态时，应加有防护罩（×）16、刃磨步骤的第二步是粗、精磨前刀面(√)17、偏心工件图样中，偏心距为5±0.05，其公差为0.05mm（×）18、双重卡盘是把三爪自定心卡盘夹持在四爪单动卡盘上(√)19、连接盘的内孔锥孔应使用端面车刀加工（×）20、外圆与外圆或内孔与外圆的轴线平行而不重合的零件，叫做偏心工件。

（√）21、车床主轴的旋转精度、刚度，抗振性等对工件的加工精度和表面粗糙有直接影响。

（√）22、粗加工时，以确保刀具强度为主，应取较大的后角。

（×）23、车削薄壁零件时，可以将工件分粗、精车，粗车夹紧力大些精车夹紧力小些，防止工件变形。

（√）24、加工矩形36×6的外螺纹时，其牙形高度为5mm（×）25、C A6140型车床尾座压紧在床身上，扳动手柄带动偏心轴转动，可使拉杆带动杠杆和压板升降，这样就可以压紧或松开尾座(√)26、顺时针旋转槽盘时，圆柱销之间的距离减小，螺母和上，断开丝杠传动（×）27、加工脆性材料或硬度较高的材料时应选择较小的前角(√)28、一般车刀的副后角与后角取不同的数值（×）29、铰锥孔时，由于工余量大，锥铰刀一般制成2～3把一套，其中一把是精铰刀，其余是粗铰刀(√)30、精车一般刚料时，为了保证切屑流向待加工表面，应取负值的刃倾角（×）31、测量连接盘的内锥孔时，应使用万能角度尺测量(√)32、用百分表量出工件两端的高度差，若高度差不在公差范围内，说明工件锥度合格（×）33、通常刀具材料的硬度越高，耐磨性越好(√)34、车削曲轴时，其两端面中心孔应选则B型(√)35、车外螺纹时螺纹刀尖要目测对工件垂直。

机械制造技术基础复习题及答案一、填空题1、切削液的作用有冷却、润滑、清洗及防锈等作用。

2、零件的加工精度通常包括_和_尺寸精度、形状精度、位置精度、表面粗糙度3、车床的主要部件有：床身、_____ 箱、_____箱、__________箱、_____杠、_____杠、刀架、尾架等 。

主轴、溜板、进给、丝、光4、每个卡爪都能独立作径向移动、用以装夹复杂形状工件的车床附件是_四爪卡盘。

5、钻床上钻孔的主运动是____，进给运动是____。

钻头的旋转、钻头的移动6、攻螺纹是___的操作；套螺纹是_____的操作。

用丝锥加工内螺纹、用板牙加工外螺纹7.切削用量三要素是指切削速度 、 进给量 和背吃刀量。

8. 粗加工时切削用量选择的顺序是：先选（背吃刀量）p a ，再选（进给量）f 、，最后选（切削速度）c v 。

9、车刀的切削部分由“三面两刃一尖”组成，切屑流过的表面为 ，切削时与已加工表面相对的是 ，与加工表面相对的是 。

前刀面，副后刀面，主后刀面。

10、粗加工时，切削用量一般以提高 生产率 、降低生产成本为主。

精加工时，应以保证 加工质量 为主，兼顾 生产率与生产成本 。

11、切削运动分为主运动和进给运动。

在车削时，主运动是（工件的旋转运动），进给运动是（车刀的纵向或径向运动）；在铣削时，主运动是（铣刀的旋转运动），进给运动是（工作台带动工件的纵向或横向运动）；在钻床上钻削时，主运动是（麻花钻的旋转运动），进给运动是（麻花钻沿轴线的移动）。

12、车削塑性金属，取（较大）前角；粗加工，特别是加工有硬皮的铸件、锻件时，为保证切削刃有足够的强度，应取（较小）前角。

13、刃倾角有正、负、零三种，当刃倾角为正时，切屑流向（待加工表面），在断续切削和强力切削时，刃倾角应取（负）值,精加工时，刃倾角应取（正）值。

14切削用量三要素中，对刀具耐用度影响最大的是（切削速度），最小的是（被吃刀量）。

15、最常用的刀具材料有（高速钢和硬质合金）两种16、车台阶轴或镗不通孔时，主偏角应取（≧９０°）。

第六章典型零件加工第一节第一节轴类零件加工一、一、概述(一)、轴类零件的功用与结构特点1、功用：为支承传动零件（齿轮、皮带轮等）、传动扭矩、承受载荷，以及保证装在主轴上的工件或刀具具有一定的回转精度。

2、2、分类：轴类零件按其结构形状的特点，可分为光轴、阶梯轴、空心轴和异形轴（包括曲轴、凸轮轴和偏心轴等）四类。

图轴的种类a)光轴b)空心轴c)半轴d)阶梯轴e)花键轴f)十字轴g）偏心轴h)曲轴i) 凸轮轴若按轴的长度和直径的比例来分，又可分为刚性轴（L/d＜12＝和挠性轴（L/d＞12）两类。

3、表面特点：外圆、内孔、圆锥、螺纹、花键、横向孔（二）主要技术要求：1、尺寸精度轴颈是轴类零件的主要表面，它影响轴的回转精度及工作状态。

轴颈的直径精度根据其使用要求通常为IT6～9，精密轴颈可达IT5。

2、几何形状精度轴颈的几何形状精度（圆度、圆柱度），一般应限制在直径公差点范围内。

对几何形状精度要求较高时，可在零件图上另行规定其允许的公差。

3、位置精度主要是指装配传动件的配合轴颈相对于装配轴承的支承轴颈的同轴度，通常是用配合轴颈对支承轴颈的径向圆跳动来表示的；根据使用要求，规定高精度轴为0.001～0.005mm，而一般精度轴为0.01～0.03mm。

此外还有内外圆柱面的同轴度和轴向定位端面与轴心线的垂直度要求等。

4．表面粗糙度根据零件的表面工作部位的不同，可有不同的表面粗糙度值，例如普通机床主轴支承轴颈的表面粗糙度为Ra0.16～0.63um，配合轴颈的表面粗糙度为Ra0.63～2.5um，随着机器运转速度的增大和精密程度的提高，轴类零件表面粗糙度值要求也将越来越小。

(三)、轴类零件的材料和毛坯合理选用材料和规定热处理的技术要求，对提高轴类零件的强度和使用寿命有重要意义，同时，对轴的加工过程有极大的影响。

1、轴类零件的材料一般轴类零件常用45钢，根据不同的工作条件采用不同的热处理规范（如正火、调质、淬火等），以获得一定的强度、韧性和耐磨性。

适合用加工中心加工的主要零件类别加工中心适宜于加工复杂、工序多、要求较高、需用多种类型的普通机床和众多刀具夹具，且经多次装夹和调整才能完成加工的零件。

其加工的主要对象有箱体类零件、复杂曲面、异形件、盘套板类零件和特殊加工等五类。

(1)箱体类零件箱体类零件一般是指具有一个以上孔系，内部有型腔，在长、宽、高方向有一定比例的零件。

这类零件在机床、汽车、飞机制造等行业用的较多。

箱体类零件一般都需要进行多工位孔系及平面加工，公差要求较高，特别是形位公差要求较为严格，通常要经过铣、钻、扩、镗、铰、锪，攻丝等工序，需要刀具较多，在普通机床上加工难度大，工装套数多，费用高，加工周期长，需多次装夹、找正，手工测量次数多，加工时必须频繁地更换刀具，工艺难以制定，更重要的是精度难以保证。

加工箱体类零件的加工中心，当加工工位较多，需工作台多次旋转角度才能完成的零件，一般选卧式镗铣类加工中心。

当加工的工位较少，且跨距不大时，可选立式加工中心，从一端进行加工。

(2)复杂曲面复杂曲面在机械制造业，特别是航天航空工业中占有特殊重要的地位。

复杂曲面采用普通机加工方法是难以甚至无法完成的。

在我国，传统的方法是采用精密铸造，可想而知其精度是低的。

复杂曲面类零件如：各种叶轮，导风轮，球面，各种曲面成形模具，螺旋桨以及水下航行器的推进器，以及一些其它形状的自由曲面。

这类零件均可用加工中心进行加工。

比较典型的下面几种：①凸轮、凸轮机构作为机械式信息贮存与传递的基本元件，被广泛地应用于各种自动机械中，这类零件有各种曲线的盘形凸轮，圆柱凸轮、圆锥凸轮、桶形凸轮、端面凸轮等。

加工这类零件可根据凸轮的复杂程度选用三轴、四轴联动或选用五轴联动的加工中心。

②整体叶轮类这类零件常见于航空发动机的压气机，制氧设备的膨胀机，单螺杆空气压缩机等，对于这样的型面，可采用四轴以上联动的加工中心才能完成。

③模具类如注塑模具、橡胶模具、真空成形吸塑模具、电冰箱发泡模具、压力铸造模具，精密铸造模具等。

轴类零件的加工工艺一、概述1. 轴类零件的功用、结构特点⑴功用轴类零件是机械加工中经常遇到的零件之一，在机器中，主要用来支承传动零件如齿轮、带轮，传递运动与扭矩，如机床主轴；有的用来装卡工件，如心轴。

⑵结构特点轴类零件是旋转体零件，其长度大于直径，通常由外圆柱面、圆锥面、螺纹、花键、键槽、横向孔、沟槽等表面构成。

按其结构特点分类有：光轴、图5－1 轴的种类(a) 光轴(b) 空心轴(c) 半轴(d) 阶梯轴(e) 花键轴(f) 十字轴(g) 偏心轴(h) 曲轴(i) 凸轮轴阶梯轴、空心轴和异形轴（包括曲轴、半轴、凸轮轴、偏心轴、十字轴和花键轴等）四类。

如图５-1所示。

若按轴的长度和直径的比例来分，又可分为刚性轴（L/d≤12）和挠性轴（L/d＞12）两类。

2. 轴类零件的主要技术要求⑴加工精度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，用于确定轴的位置并支承轴，尺寸精度要求较高，通常为IT 5~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，常为IT6~IT9。

②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相互位置精度包括内、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、端面间的平行度等。

⑵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。

支承轴颈常为0.2~1.6μm，传动件配合轴颈为0.4~3.2μm。

3. 轴类零件的材料、毛坯及热处理⑴轴类零件材料常用45钢，精度较高的轴可选用40Cr、轴承钢GCr15、弹簧钢65Mn，也可选用球墨铸铁；对高速、重载的轴，选用20CrMnTi、20Mn2B、20Cr 等低碳合金钢或38CrMoAl氮化钢。

⑵轴类毛坯常用圆棒料和锻件；大型轴或结构复杂的轴采用铸件。