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机床加工工艺过程
机床加工工艺过程【1】
摘 要 在生产过程中，使生产对象(原材料，毛坯，零件或总成等)的质和量的状态发生直接变化的过程叫工艺过程，如毛坯制造，机械加工，热处理，装配等都称之为工艺过程。
在制定工艺过程中，要确定各工序的安装工位和该工序需要的工步，加工该工序的机车在设计过程中必须掌握曲轴的加工工艺的要求及其设计要点，明白利用更好的夹具可以保证加工质量，提高工作效率，降低成本，提高机床夹具的加工工艺范围等。
关键词 工艺;工装夹具;形位公差;定位方案
首先基准是用来确定工件的几何要素之间的几何关系所依据那些点、线、面。
基准可分为：设计基准，定位基准，工艺基准，工序基准，测量基准和装配基准等，这里选择的定位基准。
曲轴在加工过程中，定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定主要的精基准，然后确定粗基准从曲轴的铸造毛坯所留出工艺尺寸加工余量，还为保证尺寸、粗糙度和形位公差的加工精度等，该零件要采用精加工，半精加工和粗加工的原则来完成。
1 工艺过程分析
根据上面毛坯的制造形式，曲轴JL474Q是用的材料49MsVS3，采用翻沙件，抛丸后进行加工。
该产品的装车量较大(20万台)，已经达到了大批量生产。
在第二章中提到的粗基准和精基准等，在一以做更详细的分析和工艺分析等。
2 工 艺线路的确定
制定工艺路线的出发点，应该是使零件几何形状，尺寸精度和形位公差等技术要求能得到合理的保证，除此之外，还应该考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。
进料毛胚检测按毛坯图目视，材质、金相查看生产厂商提供的检验报告。
1)画线打中心孔，以毛坯主轴颈和扇板外形找正，画主要打孔的位置，位置偏差0.5mm，加工中心孔用5A中心钻。
车夹位，顶大小头中心孔，夹紧，车夹位φ69mm，保证其跳动0.25mm;
2)精车主轴颈、开档及扇板，为保证这一次装夹，完成多个尺寸和形位尺寸，在数控车床上采用两顶一夹的装夹方式，并且以主轴颈3作为定位基准。
为不影响在装机中把密封圈划破，两端采用R角，该角也是在数控中走出。
在加工中，不光要保证开档尺寸，还要把各分段保证好，同时注意保证主轴颈和小头的跳动尺寸。
精车连杆轴颈及扇板，夹1、5主轴颈，以扇板上精度较高的不加工的表面作为粗基准，校正后，加工扇板和瓦面尺寸，开档尺寸，还要把各分段保证好，拐径的偏心距离±0.20mm.同时确保连杆轴颈在轴心线的扭曲±0.20mm。
角度差±0.20mm和粗糙度等;
3)车扇板大外圆，夹小头，顶大头中心孔，以小头端面定位，加工φ124mm，倒角1×45°;
4)去扇板外圆四周毛刺，要有一定 的破口，注意不能伤到瓦面;
5)以车代磨，这个工序是为了降低成本和减少人员，在加工曲轴中有很大进步的一个工序，该工序采用夹小头，顶大头加工，以主轴颈3为一次定位基准，能保证一次装夹，完成多个尺寸和形位尺寸，在数控车床上采用两顶一夹的装夹方式。
为不影响在装机中把密封圈划破，大头端采用R角，该角也是在数控中走出。
在加工中，不光要保证开档尺寸，还要把各分段保证好，同时注意保证主轴颈和大头端面的跳动尺寸。
(如图3-12的尺寸)粗磨大小头，以两中心孔定位装夹，磨小头轴颈￠24.3mm, ￠32.3mm, ￠38.1mm,磨大头轴颈￠68.3mm,保证其分段尺寸和跳动;
6)钻大头孔，夹小头￠32.3mm位置，用车床辅助用具中心架支撑大头，钻孔φ17mm钻孔深18.5，φ32.5mm钻孔深3.5，倒角60°;
7)钻小头孔，夹小头￠68.3mm位置，用车床辅助用具中心架支撑小头￠24.3mm，钻孔φ10.6mm钻孔深49，φ15mm钻孔深4，倒角60°;
8)喷砂，产品喷砂均匀，不能有漏封;
9)半精磨主轴颈，以两中心孔定位装夹，磨主轴颈Ⅰ、Ⅴ￠45.2mm, 主轴颈Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ￠45.3mm,保证其分段尺寸、轴颈平行度和轴颈跳动。
粗磨连杆轴颈，夹1、5主轴颈，以轴颈外圆作为基准，校正后，加工1、4拐径面尺寸，开档尺寸，还要把各分段保证好，拐径的偏心距离±0.10mm.同时确保连杆轴颈在轴心线的扭曲±0.10mm。
角度差±0.10mm和粗糙度等，加工2、3连杆轴颈翻180°，以磨好的1瓦轴颈作为定位基准加工。
钻直油孔，夹Ⅱ、Ⅳ主轴颈，以连杆轴颈1为定位瓦，钻φ5mm的8个直油孔;
10)铣键槽，为保证键槽的对称度和角度，我们就采用了两顶一夹的专用工装，以两中心孔定位装夹，以主轴颈3为定位瓦面，保证键槽的位置，保证键槽角度以连杆轴颈1靠定位为基准，加工是为使小头应力集中，采用盯紧，及保证小头跳动和键槽的对称度;
11)铣扁方，为保证扁方的对称度和角度，我们就采用了两顶一夹的专用工装，以两中心孔定位装夹，以主轴颈3为定位瓦面，保证扁方的位置，保证扁方角度以连杆轴颈1靠定位为基准，多装夹一次，保证扁方的对称度;
12)小头螺纹孔攻丝，专用工装夹Ⅰ、Ⅴ主轴颈，攻丝M12×1.25～6H,深34mm,同时保证其形位公差垂直度;
13)精磨连杆轴颈，夹1、5主轴颈，以轴颈外圆作为基准，校正后，加工1、4拐径面尺寸，开档尺寸，还要把各分段保证好，拐径的偏心距离±0.05mm.同时确保连杆轴颈在轴心线的扭曲±0.05mm，角度差±0.05mm，圆度0.005mm,轴向平行度0.005mm,R2±0.25mm和粗糙度等;
14)精磨连杆轴颈2，3，夹1、5主轴颈，以磨好的1瓦轴颈作为定位基准，加工2、3拐径面尺寸，开档尺寸，还要把各分段保证好，拐径的偏心距离±0.05mm.同时确保连杆轴颈在轴心线的180°±0.05mm，角度差±0.05mm，圆度0.005mm,轴向平行度0.005mm,R2±0.25mm和粗糙度等。
15)曲轴做动平衡试验，其不平衡力矩不大于0.59×10 N.m(6gcm)：在扇板大外圆上钻平衡孔，孔径不大于φ8.7，深度不大于25，孔中心距不小于15，不得穿透扇板两侧面，相互平衡孔之间不得相互接通，α角视需在而定;若经钻孔后，其不平衡力矩还不符合要求时，允许采用铣削扇板的方法达到要求。
16)精磨主轴颈，以两中心孔定位装夹，磨主轴颈Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ。
φ45，R2.5±0.25mm,保证其分段尺寸、轴颈平行度、R角、粗糙度、锥度和轴颈跳动。
(如图3-23的尺寸)精磨大小头，以两中心孔定位装夹，磨小头轴颈φ24.mm, φ32 mm, φ38mm,磨大头轴颈￠68mm,保证其分段尺寸、R角、粗糙度、同柱度和跳动。
17)葱油孔，不能伤到瓦面，保证R0.5，Ra0.8。
18)磁粉探伤，粉探伤各轴颈，拐径。
19)止推瓦抛光，整个轴颈和拐径抛光，油孔口边及油槽边沿不得有毛刺，圆角必须与轴颈表面圆滑过渡，抛光时不得有拉伤现象;严格清洗各油道和各部位，不允许有任何切屑及夹杂物，清洗度20mg，斜油孔清洗5mg。
20)闷钢珠，将油孔清理干净后，将钢球(1005032)压装入曲轴油孔中，然后如图所示在曲轴上均匀铆合3点收口，且在最大油压784.532KPa下,钢球处不得泄漏存在。
21)检验，分组。
22)必须轻拿轻放，防止碰伤工作表面;清洗用油定期过滤，防锈必须干净;清洁度小于8mg，其中油孔为3mg。
打包，入库。
3结论
本篇文章中，我们设计主要是同轴加工工艺过程分析：在工艺部分中，我们涉及到要确定各工序的安装工位和该工序需要的工步，加工该工序的机车及机床的进给量，切削深度，主轴转速和切削速度，其中，工序机床的进给量，主轴转速和切削速度需要计算并查手册确定。
参考文献
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机床主轴加工工艺过程【2】
[摘 要]机床主轴指的是机床上带动工件或刀具旋转的轴。
通常由主轴、轴承和传动件(齿轮或带轮)等组成主轴部件。
本文主要阐述了机床主轴毛坯的制造、主轴的材料和热处理、加工阶段的划分、机床主轴主要加工表面加工工序安排、定位基准的选择等问题。
[关键词]主轴;加工工艺;
1.机床主轴
机床主轴主要是用来支承传动零件和传递扭矩的。
其加工质量直接影响机床的性能和精度。
2.主轴毛坯
对于单件小批量生产，尤其适用于光滑轴和外圆直径相差不大的阶梯轴，其毛坯通常采用棒料。
对于直径较大的阶梯轴则往往采用锻件。
锻件与棒料相比可获得较高的抗拉、抗弯和抗扭强度。
3.主轴的热处理
45钢是普通机床主轴的常用材料，主轴的热处理主要包括以下几方面：
(1)毛坯热处理。
机床主轴的毛坯热处理一般采正火，其目的是消除锻造应力，细化晶粒，并使金属组织均匀，以利于切削加工。
(2)预备热处理。
在粗加工之后半精加工之前，安排调质处理，目的是获得均匀细密的回火索氏体组织，提高其综合力学性能。
(3)最终热处理。
主轴的某些重要表面需经高频淬火。
最终热处理一般安排在半精加工之后，精加工之前，局部淬火产生的变形在最终精加工时得以纠正。
精度要求高的主轴，在淬火回火后还要进行定性处理。
定性处理的目的是消除加工的内应力，提高主轴的尺寸稳定性，使它能长期保持精度。
4.加工阶段的划分
为了保证加工质量，稳定加工精度，本文中主轴加工基本上划分为下列三个阶段。
(1)粗加工阶段。
毛坯处理：毛坯备料、锻造和正火(工序1～3)。
粗加工：铣端面、钻中心孔和粗车外圆等(工序4、5)。
(2)半精加工阶段。
半精加工前热处理：对于45钢一般采用调质处理，达到220～240HBS(工序6)。
半精加工：车工艺锥面(定位锥孔)、半精车外圆端面和钻深孔等(工序7～12)。
主要目的是为精加工做好准备，尤其为精加工做基面准备。
对于一些要求不高的表面，如大端端面各孔，在这个阶段加工到图样规定的要求。
(3)精加工阶段。
精加工前热处理：局部高频淬火(工序13)。
精加工前各种加工：粗磨定位锥面、粗磨外圆、铣键槽和花键槽，以及车螺纹等(工序14～19)。
精加工：精磨外圆和两处1：12外锥面及莫氏6号内锥孔，从而保证主轴最重要表面的精度(工序20～23)。
这一阶段的目的是把各表面都加工到图样规定的要求。
粗加工、半精加工、精加工阶段的划分大体以热处理为界。
5.机床主轴主要加工表面加工工序
本文中主轴主要加工表面是Φ75h5、Φ80h5、Φ90g5、Φ105h5轴颈，两支承轴颈及锥孔。
它们加工的尺寸精度在IT5～IT6之间，表面粗糙度Ra为0.4～0.8mm。
主轴加工工艺过程可划分为如下三个阶段：
粗加工阶段(包括铣端面、加工顶尖孔、粗车外圆等);半精加工阶段(半精车外圆，钻通孔，车锥面、锥孔，钻端面各孔，精车外圆等);
精加工阶段(包括精铣键槽，粗、精磨外圆、锥面、锥孔等)。
主轴加工各主要表面总是循着以下的顺序进行，即粗车→调质(预备热处理)→半精车→精车→淬火→回火(最终热处理)→粗磨→精磨。
综上所述，主轴主要表面的加工顺序安排如下：外圆表面粗加工(以顶尖孔定位)→外圆表面半精加工(以顶尖孔定位)→钻通孔(以半精加工过的外圆表面定位)→锥孔粗加工(以半精加工过的外圆表面定位，加工后配锥堵)→外圆表面精加工(以锥堵顶尖孔定位)→锥孔精加工(以精加工外圆面定位)。
当主要表面加工顺序确定后，就要合理地插入非主要表面加工工序。
对主轴来说非主要表面指的是螺孔、键槽、螺纹等。
凡是需要在淬硬表面上加工的螺孔、键槽等，都应安排在淬火前加工。
非淬硬表面上螺孔、键槽等一般在外圆精车之后，精磨之前进行加工。
6.机床主轴加工定位基准的选择
主轴加工中，为了保证各主要表面的相互位置精度，选择定位基准时，应遵循基准重合、基准统一和互为基准等重要原则，并能在一次装夹中尽可能加工出较多的表面。
由于主轴外圆表面的设计基准是主轴轴心线，根据基准重合的原则考虑应选择主轴两端的顶尖孔作为精基准面。
用顶尖孔定位，还能在一次装夹中将许多外圆表面及其端面加工出来，有利于保证加工面间的位置精度。
所以主轴在粗车之前应先加工顶尖孔。
为了保证支承轴颈与主轴内锥面的同轴度要求，宜按互为基准的原则选择基准面。
如车小端1：20锥孔和大端莫氏6号内锥孔时，以与前支承轴颈相邻而又是用同一基准加工出来的外圆柱面为定位基准面(因支承轴颈系外锥面不便装夹);在精车各外圆(包括两个支承轴颈)时，以前、后锥孔内所配锥堵的顶尖孔为定位基面;在粗磨莫氏6号内锥孔时，又以两圆柱面为定位基准面;粗、精磨两个支承轴颈的1：12锥面时，再次用锥堵顶尖孔定位;最后精磨莫氏6号锥孔时，直接以精磨后的前支承轴颈和另一圆柱面定位。
定位基准每转换一次，都使主轴的加工精度提高一步。
参考文献
[1]孟少农.机械加工工艺手册[M ]北京： 机械工业出版社，19 8 7
机床主轴加工工艺【3】
摘 要：在机械加工过程中常常进行轴类零件的加工，主要介绍了机床主轴的加工工艺路线的制定。
机床主轴加工工艺过程主要包括主轴毛坯的选择和制造、主轴材料的热处理、加工阶段的划分以及加工工序的确定等方面。
关键词：机床 主轴 加工工艺 过程 工序
在机械加工过程中常常进行轴类零件的加工，本文主要介绍了机床主轴的加工工艺路线的制定。
制定一套合理完整的加工工艺过程，首先需要进行图纸分析，确定切削表面，然后进行表面粗糙度分析，确定每个加工表面的加工精度，以确定切削加工方法。
最后根据加工零件的毛坯、热处理要求、批量生产大小以及加工条件来合理安排其他加工工序。
1 主轴毛坯选择
毛坯的选择要根据制造零件的用途以及生产类型来确定。
主轴零件要求材料具有良好的机械强度、韧性和耐磨性。
这些性质是通过热处理方法实现的。
因此要求材料具有良好的淬火硬度，同时保持材料内在的韧性。
低碳合金钢的韧性优于中碳钢，故常用于重载、高速的工作环境中。
氮化钢具有淬火变形小的特点，因此精密主轴常使用此种材料作为毛坯件。
毛坯主要包括两类形式：棒料和锻件。
棒料主要用于单件小批量生产零件，外圆尺寸变化不大或光轴零件也常使用棒料毛坯。
由于锻造过程中的金属纤维化提高了材料的机械性能，因此提高了材料的抗拉、抗弯及抗扭强度，所以多数主轴毛坯采用锻件。
2 主轴材料热处理
合理选择加工材料且合理安排热处理工序对于保障主轴力学性能极其切削加工性能具有重要作用。
一般机床的主轴用45钢。
机床主轴热处理工序主要包括：(1)毛坯热处理，机床主轴毛坯热处理主要目的是消除毛坯的锻造应力，使材料的金相组织更加均匀，利于之后的切削加工工序。
(2)预备热处理，在进行粗加工和精加工之前，需要进行材料的调质热处理，以便获得均匀细密的回火索氏体组织，提高力学性能。
(3)最终热处理，在半精加工之后，精加工之前常加入最终热处理步骤，精度要求较高的主轴，在淬火回火后还要进行定性处理，定性处理的目的是消除加工的内应力，提高主轴的尺寸稳定性，使它能长期保持精度。
定性处理是在精加工之后进行的，如低温人工时效或水冷处理。
3 加工工序划分
3.1 粗加工阶段
粗加工阶段包括毛坯处理、粗加工等步骤。
毛坯的处理包括毛坯备料、毛坯锻造和正火三个工序。
粗加工包括铣端面、钻中心孔及粗加工外圆等工序。
粗加工阶段的主要目的是用最大的切削用量切除毛坯大部分的切削余量，将毛坯加工到接近工件的最终形状和尺寸，留下少量的加工余量。
3.2 半精加工阶段
半精加工阶段包括半精加工前热处理和半精加工两方面。
半精加工前热处理是对主轴进行调质处理，使其达到220～240 HBS。
半精加工包括车定位锥孔、半精车外圆端面及钻深孔等工序。
半精加工阶段的主要目的是为精加工阶段做基面准备，为了满足后面的淬火要求，需将半精加工表面的切削余量至少为2 mm。
对于精度要求不高的端面可以在这个阶段加工到图样规定的要求。
3.3 精加工阶段
精加工阶段包括精加工前热处理、精加工前的准备加工和精加工等步骤。
精加工前热处理主要是进行局部高频淬火处理。
然后进行粗磨定位锥面、粗磨外圆、铣键槽和花键槽等工序。
最后进行精加工，粗磨外圆、外锥面以及内锥孔，保证重要表面的加工精度。
这一阶段的主要目的是将各个表面加工到图纸所规定的加工要求。
因此粗加工、半精加工以及精加工均是以热处理作为加工阶段划分的边界。
4 加工顺序需注意事项
在进行轴类零件加工时，前一工序需为后一工序准备好定位基准。
粗加工和精加工工序的定位基准选择以后，加工的顺序也就大致确定了。
在机械加工工序过程中加入必要的热处理工序，使得机床主轴加工工艺路线可基本确定为：毛坯制造—正火—车端面钻中心孔—粗车处理—调质处理—半精加工表面淬火处理—粗、精磨外圆锥面—磨锥孔。
在进行加工工序确定时，需注意以下几个问题。
第一，进行外圆加工顺序的安排时，应先加工大直径外圆，再加工小直径外圆，以免降低主轴刚度。
第二，基准最好统一，加工过程最好统一选择顶尖作为定位基准，避免使用锥堵，因此将深孔加工工序安排在最后，另一方面由于深孔加工为粗加工工序，需要将大量金属切除，容易造成主轴变形，因此深孔加工最好在粗车外圆之后进行。
第三，花键槽和键槽最好安排在精车之后，粗磨之前。
如果在精车之前加工键槽，就会使得车削加工不连续，易于损坏刀具。
另一方面键槽的表面精度很难控制，为了避免在加工过程中主轴主要表面受到损坏，因此将键槽加工工序放在主要表面加工之前进行。
第四，由于主轴的螺纹与主轴轴颈有同轴度要求，且半精加工阶段易产生应力及热处理变形等影响，另一方面为了避免在加工螺纹过程中损伤已经精加工的主要表面，因此将螺纹加工放在淬火处理之后的精加工阶段进行。
第五，由于机床主轴的加工要求很高，因此在加工过程中需要进行多次检验工序。
各个检验工序需设置在各个加工阶段的前后以及重要加工工序的前后进行，精确度要求较高的零件可以安排探伤工序。
5 结论
主轴是机床的核心部件，其加工质量的好坏直接影响着机床的工作效果及工作效率，因此在加工过程中需要根据机床的工作条件和工艺要求，制定合理有效的加工工艺和热处理方案。
近几年来数控加工飞速发展，在机床主轴的加工过程中可以借助数控加工等设备，利用数控生产能够有效提高生产效率及零件加工精度，在机械工装方面可以自制加紧套和锥度套等，以进一步满足加工要求。
因此在以后的加工过程中，需要不断总结机械加工经验，对于上述的加工要点和经验要充分吸收并探索出新的有利于生产的技巧，为轴类零件的加工提供有力保障。
参考文献
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