偏心套加工工艺设计

揭阳职业技术学院

毕业论文（设计）

题目：偏心套零件加工工艺设计

学生姓名黄浩跃指导教师郑芦笙

系（部）机电与电子工程系专业模具设计与制造班级模具101学号10445111

提交日期2010年4月25日答辩日期2010年月日

2010年月日

摘要

本文首先对车、铣、刨、磨、钻进行介绍，有选择性地介绍了所选零件加工用到的机床。接下介绍了所选零件的加工工艺过程，包括结构和技术要求、毛胚选择、工艺路线的确定、加工工艺卡等。其中要考虑的是零件的加工工艺性，即是否能以较高的生产率和最低的成本方便地加工出来的特性。为了更快更省地把所设计的零件加工出来，就必须对零件的结构工艺性进行详细的分析。主要考虑：是否有利于达到所要求的加工质量、是否有利于减少加工劳动量、是否有利于提高劳动生产率。

关键词：车、铣、刨、磨、钻。

目录

摘要.................................................................................................................................................................I 目录................................................................................................................................................................II 第一章车床 (1)

第一节车床的简单介绍 (1)

1、车床 (1)

2、车床加工范围主要有 (1)

3、车床的结构 (1)

4、各部分的作用 (2)

第二节车床的操作规程 (2)

第三节车床的工作原理 (3)

第二章铣床 (3)

第一节铣床的简单介绍 (3)

1、铣床 (3)

2、铣床的加工范围 (3)

3、铣削特点 (3)

4、铣床的加工范围 (3)

5、铣削特点 (3)

第二节铣床的操作规程 (5)

第三节铣床的工作原理 (5)

第三章刨床 (6)

第一节刨床的简单介绍 (6)

1、牛头刨床 (6)

2、牛头刨床的各作用如下 (7)

第二节刨床的操作规程 (8)

第三节刨床的工作原理 (9)

第四章磨床 (9)

第一节磨床的简单介绍 (9)

1、磨床的功能与类型 (9)

2、磨床的组成和技术性能 (10)

第二节磨床的操作规程 (11)

第三节磨床的工作原理 (12)

第五章钻床 (12)

第一节钻床的简单介绍 (12)

1、钻床的特点 (12)

2、钻床加工的范围 (12)

第二节钻床的操作规程 (13)

第三节钻床的工作原理 (14)

第六章偏心套零件加工工艺设计 (15)

第一节分析曲轴的结构和技术要求 (15)

第二节明确毛坯状况 (16)

第三节拟定曲轴的工艺路线 (16)

1、曲轴加工的工艺特点分析................................................................................错误！未定义书签。

第四节确定工艺路线 (16)

第五节确定工序尺寸 (18)

第六节选择加工装备 (19)

1、车床 (19)

2、磨削加工设备 (19)

3、铣削加工设备 (19)

第七节填写工艺卡片 (19)

第八节偏心工件的安装 (20)

1、偏心专用夹具安装..........................................................................................错误！未定义书签。

2、三爪卡盘或四爪卡盘上安装工件 (20)

第九节按工艺完成加工任务 (20)

第七章心得体会 (21)

谢辞 (22)

参考文献 (23)

第一章车床

第一节车床的简单介绍

1、车床做进给直线运动的车刀对做旋转主运动的工件进行切削加工的机。

2、车床加工范围主要有车外圆、车端面、切槽、钻孔、镗孔、车锥面、车螺纹、车成形面、钻中心孔及滚花等。如图1—1：

图1—1

3、车床的结构普通车床由三箱（主轴箱、进给箱、溜板箱）、两杠（光杠、丝杠）、两架（刀架、尾架）、一床身组成。如图1—2所示：

图1—2

普通车床CA6140

4、各部分的作用

①主轴箱：主轴箱是用来带动车床主轴及卡盘转动，并能使主轴得到不同的转速。

②进给箱：将主轴传来的旋转运动传给丝杠或光杠，并使丝杠或光杠得到不同的

转速。

③丝杠：用来车螺纹，它能通过溜板箱使车刀做直线运动。

④溜板箱：将丝杠或光杠的转动传给溜板使车刀做纵向或横向运动。

⑤刀架：用来装夹车刀。

⑥尾架：装夹细长工件和安装钻头、铰刀等。

⑦床身：支持和安装车床各部件用。床身导轨供纵溜板和尾架移动用。

第二节车床的操作规程

1、操作人员进入车间必须穿好工作服，并扎紧袖口，女生须戴安全帽，加工硬脆工件或高速切削时，须戴眼镜。

2、操作人员必须熟悉车床性能，掌握操作手柄的功用，否则不得动用车床。

3、车床启动前要检查手柄位置是否正常，手动操作各移动部件有无碰撞或不正常现

象，润滑部位要加油润滑。

4、工件、刀具和夹具都必须装夹牢固才能切削。

5、主轴变速、装夹工件、紧固螺钉、测量工作、清除切屑或离开机床等都必须停车。

6、装卸卡盘或装夹重工件，要有人协助，床面上必须垫木板。

7、工件转动中不准手摸工件，不准用棉纱擦拭工件，不得用手去清除切屑，不得用手强行刹车。

8、车床运转不正常、有异声或异常现象，轴承温度过高，要立即停车，报告指导师傅。

9、工作场地保持整洁，刀具、工具、量具要放在规定地方。床面上禁止放任何物品。

10、工作结束后应擦净车床，并在导轨面上加油，关闭车床电门，拉下墙壁上的电闸。

第三节车床的工作原理

车床是由电动机带动主轴，由三爪卡盘夹紧工件，带动工件做旋转运动，由装在刀架上的硬质合金刀具对比其硬度小的工件进行切削加工。车床只加工回转体例如轴，销，轮，球，圆弧面等。

第二章铣床

第一节铣床的简单介绍

1、铣床是指主要用铣刀在工件上加工各种表面的机床；如图2—1。铣刀旋转为主运动加工各种表面，工件或铣刀的移动为进给运动。

2、铣床的加工范围铣床除能铣削平面、沟槽、轮齿、螺纹和花键轴外，

还能加工比较复杂的型面。

3、铣削特点每个刀齿不均匀,不连续切削,切入与切离时均会硬气冲突与

振动；铣削时切削层参数及切削力是变化的,也易引起振动,影响加工质量；同时参加

切削的刀齿较多,生产率较高。

4、铣床的加工范围铣床除能铣削平面、沟槽、轮齿、螺纹和花键轴外，

还能加工比较复杂的型面。铣刀的种类如图2—2所示

5、铣削特点每个刀齿不均匀,不连续切削,切入与切离时均会硬气冲突与

振动；铣削时切削层参数及切削力是变化的,也易引起振动,影响加工质量；同时参加切削的刀齿较多,生产率较高。

铣床X52

图2—1

图2—2

第二节铣床的操作规程

1、操作者必须熟悉机床操作顺序和性能，严禁超性能使用设备。

2、操作者必须经过培训、考试或考核合格后，持证上岗。

3、开机前，按设备润滑图表注油，检查各手柄是否放在规定的位置上；检查油标油位，调整档块。

4、选择低速档，选定进给量，启动主电机空转10分钟，检查油路是否畅通，即可进行各种自动循环。

5、关闭机床电控总开关，关闭电控柜空气开关。

6、清洁机床，按设备润滑图表注油。

第三节铣床的工作原理

1、床身床身用来固定和支承铣床各部件。顶面上有供横梁移动用的水平导轨。前壁有燕尾形的垂直导轨，供升降台上下移动。内部装有主电动机，主轴变速机构，主轴，电

器设备及润滑油泵等部件。

2、横梁横梁一端装有吊架，用以支承刀杆,以减少刀杆的弯曲与振动。横梁可沿床身的水平导轨移动，其伸出长度由刀杆长度来进行调整。

3、主轴是用来安装刀杆并带动铣刀旋转的。主轴是一空心轴，前端有7:24的精密锥孔，其作用是安装铣刀刀杆锥柄。

4、纵向工作台纵向工作台由纵向丝杠带动在转台的导轨上作纵向移动,以带动台面上的工件作纵向进给。台面上的T形槽用以安装夹具或工件。

5、横向工作台横向工作台位于升降台上面的水平导轨上，可带动纵向工作台一起作横向进给。

6、转台转台可将纵向工作台在水平面内扳转一定的角度(正、反均为0～45o)，以便铣削螺旋槽等。具有转台的卧式铣床称为卧式万能铣床。

7、升降台升降台可以带动整个工作台沿床身的垂直导轨上下移动,以调整工件与铣刀的距离和垂直进给。

8、底座底座用以支承床身和升降台，内盛切削液。

第三章刨床

第一节刨床的简单介绍

1、牛头刨床滑枕带着刨刀，作直线住复运动的刨床，因滑枕前端的刀架形似牛头而得名。刨床由：1—横梁2—进刀机构3—变速机构4—摆杆机构5—床身6—滑枕7—刀架8—工作台等组成，如图3—1所示

图3—1

2、牛头刨床的各作用如下

床身床身5用于支承和连接刨床的各部件，其顶面导轨供滑枕6作往复运动，侧面导轨供横梁1和工作台8升降。床身内部装有传动机构。

滑枕用于带动刨刀作直线往复运动(即主运动)，其前端装有刀架7。

刀架如图3—2所示，刀架用以夹持刨刀，并可作垂直或斜向进给。扳转刀架手柄9时，滑板7即可沿转盘6上的导轨带动刨刀作垂直进给。滑板需斜向进给时，松开转盘6上的螺母，将转盘扳转所需角度即可。滑板7上装有可偏转的刀座1，刀座中的抬刀板2可绕轴5向上转动。刨刀安装在刀夹3上。在返回行程时，刨刀绕轴5自由上抬，可减少刀具后刀面与工件的摩擦。

工作台用于安装工件，可随横梁上下调整，并可沿横梁导轨横向移动或横向间歇进给。

横梁可带动工作台沿床身垂直导轨作升降运动，其空腔内装有工作台进给丝杆。

图3—2

1—刀座2—抬刀板3—刀夹4—紧固螺钉5—轴6—刻度转盘7—滑板8—刻度环9—

手柄

第二节刨床的操作规程

1、开机前必须先检查刀架、刀排与床身是否会碰撞，上紧牛头定位螺丝防止导扎滑动发生撞击。

2、工作台升降必须松动支架固定螺丝，工作时上紧，牛头运动长度不得超过规定范围，以免损坏摇臂、手轮，甚至牛头冲击伤人。龙门刨工作台变向装置的档铁应装牢防止滑下发生人身设备事故。

3、开车时操作人员应站在工作台的侧面，不准站在机床正面，观看刨削情况，铁屑不能用手清除，一定要用刷子。

4、工作台上不准堆放其他物件，工件上台要注意轻放，压卡牢固，压板垫铁要平稳牢固。

5、工作时应注意工件卡具位置与刀架或刨刀的高度，防止发生碰撞，刀架螺丝要随时紧固，以防刀具突然脱落，工作中发现工件松动，必须立即停车，紧固后再进行加工，禁止边用手推着加工，边进行紧固工作。

6、工作中如发生机床发生故障，应立即停车并及时报告领导，派机修工修理。

7、工作完毕，应将工作台移置中心，切断总电源，做好清洁工作。

第三节刨床的工作原理

滑枕带着刨刀，作直线住复运动的刨床，因滑枕前端的刀架形似牛头而得名。牛头刨床主要用于单件小批生产中刨削中小型工件上的平面、成形面和沟槽。中小型牛头刨床的主运动(见图3—1)大多采用曲柄摇杆机构传动，故滑枕的移动速度是不均匀的。大型牛头刨床多采用液压传动，滑枕基本上是匀速运动。滑枕的返回行程速度大于工作行程速度。由于采用单刃刨刀加工，且在滑枕回程时不切削，牛头刨床的生产率较低。牛头刨床主要有普通牛头刨床、仿形牛头刨床和移动式牛头刨床等。普通牛头刨床(见图3—1)由滑枕带着刨刀作水平直线住复运动，刀架可在垂直面内回转一个角度，并可手动进给，工作台带着工件作间歇的横向或垂直进给运动，常用于加工平面、沟槽和燕尾面等。

第四章磨床

第一节磨床的简单介绍

1、磨床的功能与类型

磨床是种类较为繁多的一种机床，在机械制造业中占有非常重要的地位。除能对淬火及其他高硬度材料进行加工外，在磨床上加工高于7级以上精度的零件时，比在其他机床上加厂要容易得多，而且也很经济。这是由于磨具在进行精加工时，能切下非常薄的切削余量磨床的主轴采用动压或静压滑动轴承，有很高的旋转精度和抗振性：磨床的进给运动往V采用平稳的液压传动，并和电气相结合实现半自动化和自动化工作。随着自动测量装置在磨床上的应用，磨削加工质量的可靠性大为增加，废品减少。

磨床的种类很多，其中主要类型有以下几种：

外圆磨床包括万能外圆磨床、普通外圆磨床、无心外圆磨床等。

内圆磨床包括普通内圆磨床、行星内圆磨床、无心内圆磨床等。

平面磨床包括卧轴矩台平面磨床、立轴矩台平面磨床、卧轴圆台平面磨床、立轴圆台平面磨床等。

工具磨床包括工具曲线磨床、钻头沟槽磨床等。

刀具刃磨磨床包括万能工具磨床、拉刀刃磨床、滚刀刃磨床等。

专门化磨床包括花键轴磨床、曲轴磨床、齿轮磨床、螺纹磨床等。

其他磨床包括珩磨机、研磨机、砂带磨床、砂轮机等。

2、磨床的组成和技术性能

以M1432A万能外圆磨床为例，说明磨床的组成和技术性能。

M1432A型万能外圆磨床是普通精度级，并经一次重大改进的万能外圆磨床。它主要用于磨削IT7～IT6级精度的圆柱形或圆锥形的外圆和内孔；最大磨削外圆直径为320mm，最大磨削长度有1000mm、1500mm、2000mm三种规格；最大磨削内孔直径为100mm，内孔磨削最大长度为125mm；也可以用于磨削阶梯轴的轴肩、端面、圆角等，表面粗糙度值在1.25～0.08um之间。砂轮尺寸为Φ400×50×Φ203mm，转速为1670r/min；主轴实现6级转速。这种机床的工艺范围广，但生产效率低，适用于单件、小批量生产。

图2-6所示为M1432A型万能外圆磨床，它由下列主要部件组成。

图2-6M1432A型万能外圆磨床外形图

①床身是磨床的支承部件，在其上装有头架、砂轮架、尾座及工作台等部件。床身内部装有液比缸及其他液压元件，用来驱动工作台和滑鞍的移动。

②头架用于装夹工件，并带动其旋转，可在水平面内逆时针方向转动90°。头架主轴通过顶尖或卡盘装夹工件，它的回转精度和刚度直接影响工件的加工精度。

③内圆磨装置用于支承磨内孔的砂轮主轴部件，由单独的电动机驱动。

④砂轮架用于支承并传动砂轮主轴高速旋转。砂轮架装在滑鞍上，当需磨削短圆锥时，砂轮架可在±30°内调整位置。

⑤尾座尾座的功用是利用安装在尾座套筒上的顶尖（后顶尖），与头架主轴上的前顶尖一起支承工件，使工件实现准确定位。尾座利用弹簧力顶紧工件，以实现磨削过程中工件因热膨胀而伸长时的自动补偿，避免引起工件的弯曲变形和顶尖孔的过度磨损。尾座套筒的退回可以手动，也可以液压驱动。

⑥滑鞍及横向进给机构转动横向进给手轮，通过横向进给机构带动滑鞍及砂轮架作横向移动。也可利用液压装置使砂轮架作快速进退或周期性自动切入进给。

⑦工作台由上下两层组成，上工作台可相对于下工作台在水平面内转动很小的角度（±10°），用以磨削锥度不大的长圆锥面。上工作台顶面装有头架和尾座，它们随工作台一起沿床身导轨作纵向往复运动。

第二节磨床的操作规程

1、磨床属贵重仪器设备，由专职人员负责管理，任何人员使用该设备及其工具、量具等必须服从该设备负责人的管理。未经设备负责人允许，不能任意开动机床。

2、任何人使用本机床时，必须遵守本操作规程，服从工作人员安排。在车间内禁止大声喧哗、嬉戏追逐；禁止吸烟；禁止从事一些未经工作人员同意的工作；不得随意触摸、启动各种开关。

3、砂轮是易碎品，在使用前须经目测检查有无破裂和损伤。安装砂轮前必须核对砂轮主轴的转速，不准超过砂轮允许的最高工作速度。

4、直径大于或等于200mm的砂轮装上砂轮卡盘后应先进行静平衡试验。砂轮经过第一次整形修整后或在工作中发现不平衡时，应重复进行静平衡试验。

5、砂轮安装在砂轮主轴上后，必须将砂轮防护罩重新装好，将防护罩上的护板位置调整正确，紧固后方可运转。

6、安装的砂轮应先以工作速度进行空运转。空运转时间为：直径≥400mm空运转时间大于5min；直径＜400mm空运转时间大于2min。空运转时操作者应站在安全位置，即砂轮的侧面，不应站在砂轮的前面或切线方向。

7、砂轮与工件托架之间的距离应小于被磨工件最小外形尺寸的1/2，最大不准超过3mm，调整后必须紧固。

8、磨削前必须仔细检查工件是否装夹正确、紧固是否牢靠、磁性吸盘是否失灵，用

磁性吸盘吸高而窄的工件时，在工件前后应放置挡铁块，以防工件飞出。

9、磨床操作时进给量不能过大。磨削细长工件的外圆时应装中心支架。不准开车时测量工件。严禁在砂轮旋转和砂轮架横向进给的工作范围内放置杂物。

10、用圆周表面做工作面的砂轮不宜使用侧面进行磨削，以免砂轮破碎。

11、砂轮磨损后，允许调节砂轮主轴转速以保持砂轮的工作速度，但不准超过该砂轮上标明的速度。

12、采用磨削液时，不允许砂轮局部浸入磨削液中，当磨削工作停止时应先停止加磨削液，砂轮继续旋转至磨削液甩净为止。

13、工作结束或工间休息时，应将磨床的有关操纵手柄放在“空挡”位置上。当操作时突然发生故障，操作者应立即按带自锁的急停按钮。

14、要保持工作环境的清洁，每天下班前15分钟，要清理工作场所；以及必须每天做好防火、防盗工作，检查门窗是否关好，相关设备和照明电源开关是否关好。

第三节磨床的工作原理

平面磨床首先利用矩形电磁工作台将工件吸附在工作台上。滑座和砂轮在立柱作用下上下移动，工作台左右移动，形成了磨削。根据磨削方法和机床布局不同，平面磨床要有以下四种类型：卧轴矩台平面磨床、卧轴圆台平面磨床、立轴矩台平面磨床和立轴圆台平面磨床

第五章钻床

第一节钻床的简单介绍

1、钻床的特点是加工中工件不动，而让刀具移动，将刀具中心对正待加工孔中心，并使刀具转动（主运动）、刀具移动（进给运动）来加工孔。

2、钻床加工的范围钻孔、扩孔、铰孔、攻丝等等；如图5—1

图5—1

第二节钻床的操作规程

1、工作必须夹紧在工作台或虎钳上，在任何情况下均不准用手拿着件钻孔。

2、开始钻孔和孔将要钻通时，用力不宜过大；钻通孔时，工件下面一定要加垫，以免钻伤工作台或虎钳；用机动进给钻通孔，当接近钻透时，必须停止机动改用手动进给。

3、使用接杆钻头钻深孔时，必须勤排切屑；钻孔后需要锪（铣）平面时，须用手扳动手轮微动锪（铣）削，不准机动进给。

4、拆卸钻头、钻套、钻夹头等工具时，须用标准楔铁冲下或用钻卡扳手松开，不准用其他工具随着敲打。

图5—2

5、摇臂钻床（如图5—2）

1）钻孔前，须将摇臂及主轴箱调到需要位置并夹紧后，方可工作。

2）改变主轴回转方向时，要先停主轴后换向，不准突然改变主轴回转方向。

3）用移动式摇臂钻床钻孔时，须将钻床放平、放稳、固定牢靠后，方可工作。

4）工作后，将主轴箱放在靠近立柱一边，摇臂降到立柱下部位置。

6、立式钻床：工作后，将工作台降到最低位置。

第三节钻床的工作原理

台式钻床的工作原理:就是用220V或380V电机运转通过皮带或者齿轮传动带动主轴运转从面带动钻头如图5—2主轴箱可在摇臂上移动，并随摇臂绕立柱回转的钻床。摇臂还可沿立柱上下移动，以适应加工不同高度的工件。较小的工件可安装在工作台上，较大的工件可直接放在机床底座或地面上。摇臂钻床广泛应用于单件和中小批生产中，加工体积和重量较大的工件的孔。摇臂钻床的主要变型有滑座式和万向式两种。滑座式摇臂钻床是将基型摇臂钻床的底座改成滑座而成，滑座可沿床身导轨移动，以扩大加工范围，适用于锅炉、桥梁、机车车辆和造船等行业。万向摇臂钻床的摇臂除可作垂直和回转运动外,并可作水平移动,主轴箱可在摇臂上作倾斜调整，以适应工件各部位的加

第六章偏心套零件的设计

第一节分析偏心套的结构和技术要求

1、该零件是以内孔和轴配合，并通过键进行连接。偏心套主要走支承和导向的作用，在工作中承受一定的载荷，因此要求其有一定的强度和耐磨性。

2.、偏心套的主要技术要求外圆、孔尺寸公差等级为IT7-8，表面粗糙度Ra值为0.8μm，圆柱度为0.01mm。偏心套端面长度为90mm，中间侧壁到端面距离为40mm，外端面粗糙度Ra=6.3um，中间侧壁粗糙度Ra=1.6um。槽宽由给定的尺寸求得为10mm，深为2mm，倒圆角R3，由尺寸要求和其功用可知其不是重要的配合面。

第二节明确毛坯状况

1.确定毛坯的类型，制造方法和尺寸度及其公差

①该零件的材料为GCr15，设计要求生产类型为成批生产，形状简单，选用金属模砂型机器铸造。

②选择零件的一端面作为分型面铸造出带孔的圆棒料。

③由零件图技术要求知该零件精度要求较高，毛坯为精密的铸件，铸件尺寸公差为CT9加工余量等级按CT9-MA-H/G级。各表面单边余量3.0mm。

2.确定毛坯技术要求

①铸件不应有裂纹、砂眼、和局部缩松、气孔及夹渣等缺陷，铸件表面应清除毛刺同、结瘤和粘砂等。

②球化退火处理硬度为207～229HBW，以降低硬度，改善切削加工性，并为淬火作好组织上的准备，材料为GCr15。

③未注倒角0.545，其余粗糙度Ra=6.3um。

④外表面斜度为30’,内表面起模斜度为1

第三节基准的选择

由零件图中的技术要求可知该零件的尺寸较多是以内孔中心线为设计基准,且图中外圆表面尺寸精度要求较内孔高,外圆表面素线平行度以内孔轴线为基准,根据粗精基准选择原则和基准重合统一原则,确定各表面的基准如下表所示:

序号加工部位基准选择

1孔及其端面偏心套外圆轮廓及端面(粗基准)

2外圆轮廓内孔中心线

3磨削槽和倒角内孔中心线

4键糟内孔中心线