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
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）。
《机械制造技术(第2版)》思考与练习答案15
思考与练习项目一一、填空题1．机械制造工艺过程一般包括和机械装配工艺过程。
2．工作地点、工人、和连续作业是构成工序的四个要素，其中任何一个要素发生改变即成为新的工序。
3．工件经一次装夹后所完成的那一部分工艺过程称为。
4．如果同时用几把刀具（或复合刀具）加工不同的几个表面，也可以看作是一个工步，称为。
5．在原材料或毛坯制造成为零件过程中，按照其质量m的变化，零件的成形方法可分为、材料累加方法和材料去除方法。
6．冲压是指利用冲模和冲压设备对材料施加压力，使其产生或分离，获得所需形状和尺寸的工件（冲压件）的加工方法。
7．刨削是指刨刀与工件在水平方向做运动的切削加工方法。
8．钻孔后常用和来进行半精加工和精加工。
二、选择题1．划分生产类型是根据产品的（）。
A．尺寸大小和特征B．批量C．用途D．生产纲领2．在同一台钻床上对工件上的孔进行钻—扩—铰，应划分为（）。
A．三次走刀B．三个工步C．三个工位D．一个复合工步3．（）是构成机械加工工艺过程的最小单元。
A．工序B．工步C．安装D．走刀4．在实心材料上加工孔，应选择（）。
A．钻孔B．扩孔C．铰孔D．镗孔5．车削加工方法最适于加工的零件是（）零件。
A．平板类B．轴类C．箱体类D．轮齿成形类三、判断题1．加工工件时，一次安装只能有一个工位。
（）2．刨削加工每个往复行程中的回程不进行切削，所以其加工过程不连续。
（）3．车、铣、钻、铸、锻均属于金属切削加工。
（）4．粉末冶金是一种材料累加的成形方法。
（）5．插削主要用于加工工件的内表面，如键槽、花键、多边形孔等。
（）四、问答题1．简述工序、安装、工位、工步、走刀之间的关系。
2．简述镗削与车削的异同点。
3．简述特种加工的特点。
项目二一、填空题1．根据零件表面发生线形成的方式不同，零件表面的形成方法可分为、成形法、和相切法四种。
2．在多余材料不断被刀具切除的过程中，工件上通常存在三个依次变化着的表面，即待加工表面、已加工表面和。
轴类零件加工工艺及夹具设计
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。
轴类零件的装夹
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。
部分题库
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。
轴类零件加工工艺行业相关
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24
（2）车床主轴的结构特点
既是阶梯轴，又是空心轴；是长径比小于12的刚性轴。不但传递旋 转运动和扭矩，而且是工件或刀具回转精度的基础。主要加工表面有内外 圆柱面、圆锥面，次要表面有螺纹、花键、沟槽、端面结合孔等。机械加 工工艺主要是车削、磨削，其次是铣削和钻削。 特别值得注意的工艺问题有： 1) 定位基准的选择； 2) 加工顺序的安排； 3) 深孔加工； 4) 热处理变形。
空套齿轮轴颈的技术要求
影响传动的平稳性；可能导致噪声；
有同轴度要求，对支承轴颈的径向圆跳动为0.01~0.015；
尺寸精度要求为IT5~IT6；
螺纹的技术要求
用来固定零件或调整轴承间隙；
螺母的端面圆跳动（应≤0.05）会影响轴承的内环轴线倾斜；
螺母与轴颈的同轴度误差≤0.025；
螺纹精度为6h。
主轴各表面的表面层要求
备料—锻造—正火（退火）—钻中心孔—粗车—调质——半精车、精车—低温时 效—粗磨—氮化处理—次要表面加工—精磨—光磨。 整体淬火轴类零件：
备料—锻造—正火（退火）—钻中心孔—粗车—调质——半精车、精车—次要 表面加工—整体淬火—粗磨—低温时效—精磨。
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2、短轴类零件
（1）定位基准的选择 短轴刚性大，一般以外圆柱面定位，用三爪卡盘夹紧后呈悬伸状切削。 径向力大时，用一端是工件外圆，一端中心孔定位。
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改进的短锥法兰式结构,卡盘用短锥面x(7730)和法兰端面y定位,拨销传递扭矩 优点：卡盘定位精度和连接刚度高，主轴悬伸量小，主轴制动时卡盘不会松脱。 应用：普通车床，六角车床，多刀车床、内圆磨床。 缺点：制造精度要求高。
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（2）铣床主轴轴端
轴类零件加工工艺
1.2 轴类零件加工的主要工艺问题
1.定位基准的选择:(1)用两中心孔定位。轴 类零件最常用两中心孔为定位基准。不 仅符合基准重合的原则，并能够在一次 装夹中加工出全部外圆及有关端面，这 也符合基准统一的原则。粗加工时为了 提高零件的刚度，一般用外圆表面或外 圆表面与中心孔共同作为定位基准。内 孔加工时，也以外圆作为定位基准。 (2)空心轴定位基准的选择。对于空心的轴 类零件，在加工出内孔后，为了使以后 各工序有统一的定位基准，可采用带中 心孔的锥堵或锥堵心轴，如图12-2所示。 (3)中心孔的修整。中心孔在使用过程中会 因磨损和热处理变形而影响轴类零件的 加工精度。1）用硬质合金顶尖修研, 2） 用油石、橡胶砂轮或铸铁顶尖修研, 3） 用中心孔磨床磨削。
轴类零件加工工艺
1．1 概述
1．轴类零件的功用与结构特点:轴类 零件是机械零件中的关键零件之一， 在机器中，它的主要功用是支承传 动零件、传递扭矩、承受载荷，以 及保证装在轴上的零件等有一定的 回转精度。 2．轴类零件的技术要类零件的材料与热处理: 4.轴类零件的毛坯:轴类零件的毛坯常 采用棒料、锻件和铸件等毛坯形式。 一般光轴或外圆直径相差不大的阶 梯轴采用棒料，对外圆直径相差较 大或较重要的轴常采用锻件；对某 些大型的或结构复杂的轴（如曲轴） 可采用铸件。
1.2 轴类零件加工的主要工艺问题(续)
3.其它表面的加工方法:(1)花键的加工,花键按截面形状不同可分为矩形、渐开线形、梯形和 三角形四种，其中矩形花键盘应用最广。 定心方式常见的是以小径定心和大径定心 ，轴 类零件的花键加工常用铣削、滚削和磨削三种方法。(2)螺纹的加工。螺纹是轴类零件的 常见加工表面，其加工方法很多，这里仅介绍车削、铣削、滚压和磨削螺纹的特点。
1.4 轴类零件的检验
机加工基础题库(车加工)
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。
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教学步骤
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附：主要知识
新课导入：
如图1所示，由于大部分机床同时采用左右切削生产效率不高，因
此对该类零件一般采用多次装夹完成加工。
换装后第二次对刀与第一次
对刀在Z向不同方法，需要在已加工端面找一基准完成对刀。
另外，端面切削是车削加工中不可避免的容，尤其是大余量切削需
采用不同的方法完成，故需专门对端面切削的方法进行讲解。
图1
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ppt、视频教学
资料
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一、多次装夹零件加工
如图2所示，是一个较为典型的轴类零件，需要在数控车床是完成加工。
该零件由圆弧面、圆柱面、外螺纹、槽等构成。
毛坯尺寸为Φ45mm×102mm。
图2
①分析零件图（略）
②工艺方案及加工路线的确定
以右端面中心点为原点建立工件坐标系。
根据该零件的具体形状，加工时需分两次装夹。
第一次装夹加工左边端面、外形轮廓。
第二次装夹加工右边端面、外形及螺纹。
具体加工路线为：
第一次装夹：车左端面---粗车外形轮廓，留0.5mm ---精车外形轮廓
第二次装夹：车右端面至尺寸---粗车外形轮廓，留0.5mm ---精车外形轮廓---切槽---车螺纹。
数控加工工序卡见表1
③装夹方案确定
该零件要两次装夹，第一次夹持毛坯，伸出65mm，找正并夹紧。
第二次掉头装夹已车削好的Φ35圆柱面，为了不损伤工件，夹持前通过铜皮或开槽的工装套间接夹持工件。
④刀具设计与选择
1号刀：外圆车刀，用于加工左右端面及外形轮廓粗车。
2号刀：切槽刀，用于加工螺纹退刀槽。
3号刀：60°外螺纹车刀，用于加工外螺纹。
4号刀：外圆车刀，用于外形轮廓精车。
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G1 X30
G0 X50 Z150
T0303 S300 换螺纹刀G0 X30 Z2
G92 X27.1 Z-32 F2 车螺纹X26.5 第二刀
X25.9 第三刀
X25.5 第四刀
X25.4 第五刀
X25.4 光一刀
G0 X50 Z150
T0101
M30 程序结束
二、端面切削
1、端面车削固定循环(G72)
格式： G72 W（△d）R(e)
G72 P(ns)Q(nf)U(△u)W(△w)F(f)S(s)T(t)
△t,e,ns,nf, △u, △w，f,s及t的含义与G71相同。
功能：如图6-28所示，除了是平行于X轴外，本循环与G71相同。
图3 G72循环示意图展示相关的ppt、视频教学资料
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2、外经/径啄式钻孔循环(G75)
格式：G75 R(e);
G75 X(u) Z(w) P(△i) Q(△k) R(△d) F(f)
功能：以下指令操作如图6-31所示，除X用Z代替外与G74相同，在本循环可处理断削，可在X轴割槽及X轴啄式钻孔。
图4 G75循环示意图
案例一：仿真加工
如图4所示，是一个较为复杂的轴类零件，该零件由圆弧面、圆柱面、圆锥面、外螺纹、槽等构成。
毛坯尺寸为Φ45mm×122mm。
图4 典型轴类零件展示相关的ppt、视频教学资料
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教学步骤与过程备注3.学生活动
用外径粗加工复合循环编制图示台阶轴零件的加工程序：要求循
环起始点在A(45，3)，切削深度为1.5mm（半径量）。
（毛坯：φ45×110）
图6
课后
小结
作业布置任务单4 (3)。