圓柱零件柱面圓形研磨裝置設計

⑴ 轉速器盤零件的機械加工工藝以及2 Φ9 工序工裝鑽床夾具設計

典型零件加工工藝
生產實際中，零件的結構千差萬別，但其基本幾何構成不外是外圓、內孔、平面、螺紋、齒面、曲面等。很少有零件是由單一典型表面所構成，往往是由一些典型表面復合而成，其加工方法較單一典型表面加工復雜，是典型表面加工方法的綜合應用。下面介紹軸類零件、箱體類和齒輪零件的典型加工工藝。
第一節 軸類零件的加工
一 軸類零件的分類、技術要求
軸是機械加工中常見的典型零件之一。它在機械中主要用於支承齒輪、帶輪、凸輪以及連桿等傳動件，以傳遞扭矩。按結構形式不同，軸可以分為階梯軸、錐度心軸、光軸、空心軸、曲軸、凸輪軸、偏心軸、各種絲杠等如圖6-1，其中階梯傳動軸應用較廣，其加工工藝能較全面地反映軸類零件的加工規律和共性。
根據軸類零件的功用和工作條件，其技術要求主要在以下方面:
⑴ 尺寸精度 軸類零件的主要表面常為兩類:一類是與軸承的內圈配合的外圓軸頸，即支承軸頸，用於確定軸的位置並支承軸，尺寸精度要求較高，通常為IT 5~IT7;另一類為與各類傳動件配合的軸頸，即配合軸頸，其精度稍低，常為IT6~IT9。
⑵ 幾何形狀精度 主要指軸頸表面、外圓錐面、錐孔等重要表面的圓度、圓柱度。其誤差一般應限制在尺寸公差范圍內，對於精密軸，需在零件圖上另行規定其幾何形狀精度。
⑶ 相互位置精度 包括內、外表面、重要軸面的同軸度、圓的徑向跳動、重要端面對軸心線的垂直度、端面間的平行度等。
⑷ 表面粗糙度 軸的加工表面都有粗糙度的要求，一般根據加工的可能性和經濟性來確定。支承軸頸常為0.2~1.6μm，傳動件配合軸頸為0.4~3.2μm。
⑸ 其他 熱處理、倒角、倒棱及外觀修飾等要求。
二、軸類零件的材料、毛坯及熱處理
1.軸類零件的材料
⑴ 軸類零件材料 常用45鋼，精度較高的軸可選用40Cr、軸承鋼GCr15、彈簧鋼65Mn，也可選用球墨鑄鐵;對高速、重載的軸，選用20CrMnTi、20Mn2B、20Cr等低碳合金鋼或38CrMoAl氮化鋼。
⑵ 軸類毛坯 常用圓棒料和鍛件;大型軸或結構復雜的軸採用鑄件。毛坯經過加熱鍛造後，可使金屬內部纖維組織沿表面均勻分布，獲得較高的抗拉、抗彎及抗扭強度。
2.軸類零件的熱處理
鍛造毛坯在加工前，均需安排正火或退火處理，使鋼材內部晶粒細化，消除鍛造應力，降低材料硬度，改善切削加工性能。
調質一般安排在粗車之後、半精車之前，以獲得良好的物理力學性能。
表面淬火一般安排在精加工之前，這樣可以糾正因淬火引起的局部變形。
精度要求高的軸，在局部淬火或粗磨之後，還需進行低溫時效處理。
三、軸類零件的安裝方式
軸類零件的安裝方式主要有以下三種。
1.採用兩中心孔定位裝夾
一般以重要的外圓面作為粗基準定位，加工出中心孔，再以軸兩端的中心孔為定位精基準;盡可能做到基準統一、基準重合、互為基準，並實現一次安裝加工多個表面。中心孔是工件加工統一的定位基準和檢驗基準，它自身質量非常重要，其准備工作也相對復雜，常常以支承軸頸定位，車(鑽)中心錐孔;再以中心孔定位，精車外圓;以外圓定位，粗磨錐孔;以中心孔定位，精磨外圓;最後以支承軸頸外圓定位，精磨(刮研或研磨)錐孔，使錐孔的各項精度達到要求。
2.用外圓表面定位裝夾
對於空心軸或短小軸等不可能用中心孔定位的情況，可用軸的外圓面定位、夾緊並傳遞扭矩。一般採用三爪卡盤、四爪卡盤等通用夾具，或各種高精度的自動定心專用夾具，如液性塑料薄壁定心夾具、膜片卡盤等。
3.用各種堵頭或拉桿心軸定位裝夾
加工空心軸的外圓表面時，常用帶中心孔的各種堵頭或拉桿心軸來安裝工件。小錐孔時常用堵頭;大錐孔時常用帶堵頭的拉桿心軸，如圖6-2。

四、軸類零件工藝過程示例
1.CA6140車床主軸技術要求及功用
圖6-3為CA6140車床主軸零件簡圖。由零件簡圖可知，該主軸呈階梯狀，其上有安裝支承軸承、傳動件的圓柱、圓錐面，安裝滑動齒輪的花鍵，安裝卡盤及頂尖的內外圓錐面，聯接緊固螺母的螺旋面，通過棒料的深孔等。下面分別介紹主軸各主要部分的作用及技術要求:
⑴ 支承軸頸 m;支承軸頸尺寸精度為IT5。因為主軸支承軸頸是用來安裝支承軸承，是主軸部件的裝配基準面，所以它的製造精度直接影響到主軸部件的回轉精度。主軸二個支承軸頸A、B圓度公差為0.005mm，徑向跳動公差為0.005mm;而支承軸頸1∶12錐面的接觸率≥70%;表面粗糙度Ra為0.4
⑵ 端部錐孔 主軸端部內錐孔(莫氏6號)對支承軸頸A、B的跳動在軸端面處公差為0.005mm，離軸端面300mm處公差為0.01 m;硬度要求45~50HRC。該錐孔是用來安裝頂尖或工具錐柄的，其軸心線必須與兩個支承軸頸的軸心線嚴格同軸，否則會使工件(或工具)產生同軸度誤差。mm;錐面接觸率≥70%;表面粗糙度Ra為0.4
⑶ 端部短錐和端面 頭部短錐C和端面D對主軸二m。它是安裝卡盤的定位面。為保證卡盤的定心精度，該圓錐面必須與支承軸頸同軸，而端面必須與主軸的回轉中心垂直。 個支承軸頸A、B的徑向圓跳動公差為0.008mm;表面粗糙度Ra為0.8
⑷ 空套齒輪軸頸 空套齒輪軸頸對支承軸頸A、B的徑向圓跳動公差為0.015 mm。由於該軸頸是與齒輪孔相配合的表面，對支承軸頸應有一定的同軸度要求，否則引起主軸傳動嚙合不良，當主軸轉速很高時，還會影響齒輪傳動平穩性並產生雜訊。
⑸ 螺紋 主軸上螺旋面的誤差是造成壓緊螺母端面跳動的原因之一，所以應控制螺紋的加工精度。當主軸上壓緊螺母的端面跳動過大時，會使被壓緊的滾動軸承內環的軸心線產生傾斜，從而引起主軸的徑向圓跳動。
2.主軸加工的要點與措施
主軸加工的主要問題是如何保證主軸支承軸頸的尺寸、形狀、位置精度和表面粗糙度，主軸前端內、外錐面的形狀精度、表面粗糙度以及它們對支承軸頸的位置精度。
主軸支承軸頸的尺寸精度、形狀精度以及表面粗糙度要求，可以採用精密磨削方法保證。磨削前應提高精基準的精度。
保證主軸前端內、外錐面的形狀精度、表面粗糙度同樣應採用精密磨削的方法。為了保證外錐面相對支承軸頸的位置精度，以及支承軸頸之間的位置精度，通常採用組合磨削法，在一次裝夾中加工這些表面，如圖6-4所示。機床上有兩個獨立的砂輪架，精磨在兩個工位上進行，工位Ⅰ精磨前、後軸頸錐面，工位Ⅱ用角度成形砂輪，磨削主軸前端支承面和短錐面。
主軸錐孔相對於支承軸頸的位置精度是靠採用支承軸頸A、B作為定位基準，而讓被加工主軸裝夾在磨床工作台上加工來保證。以支承軸頸作為定位基準加工內錐面，符合基準重合原則。在精磨前端錐孔之前，應使作為定位基準的支承軸頸A、B達到一定的精度。主軸錐孔的磨削一般採用專用夾具，如圖6-5所示。夾具由底座1、支架2及浮動夾頭3三部分組成，兩個支架固定在底座上，作為工件定位基準面的兩段軸頸放在支架的兩個V形塊上，V形塊鑲有硬質合金，以提高耐磨性，並減少對工件軸頸的劃痕，工件的中心高應正好等於磨頭砂輪軸的中心高，否則將會使錐孔母線呈雙曲線，影響內錐孔的接觸精度。後端的浮動卡頭用錐柄裝在磨床主軸的錐孔內，工件尾端插於彈性套內，用彈簧將浮動卡頭外殼連同工件向左拉，通過鋼球壓向鑲有硬質合金的錐柄端面，限制工件的軸向竄動。採用這種聯接方式，可以保證工件支承軸頸的定位精度不受內圓磨床主軸回轉誤差的影響，也可減少機床本身振動對加工質量的影響。

主軸外圓表面的加工，應該以頂尖孔作為統一的定位基準。但在主軸的加工過程中，隨著通孔的加工，作為定位基準面的中心孔消失，工藝上常採用帶有中心孔的錐堵塞到主軸兩端孔中，如圖6-2所示，讓錐堵的頂尖孔起附加定位基準的作用。
3.CA6140車床主軸加工定位基準的選擇
主軸加工中，為了保證各主要表面的相互位置精度，選擇定位基準時，應遵循基準重合、基準統一和互為基準等重要原則，並能在一次裝夾中盡可能加工出較多的表面。
由於主軸外圓表面的設計基準是主軸軸心線，根據基準重合的原則考慮應選擇主軸兩端的頂尖孔作為精基準面。用頂尖孔定位，還能在一次裝夾中將許多外圓表面及其端面加工出來，有利於保證加工面間的位置精度。所以主軸在粗車之前應先加工頂尖孔。
為了保證支承軸頸與主軸內錐面的同軸度要求，宜按互為基準的原則選擇基準面。如車小端1∶20錐孔和大端莫氏6號內錐孔時， 以與前支承軸頸相鄰而它們又是用同一基準加工出來的外圓柱面為定位基準面(因支承軸頸系外錐面不便裝夾);在精車各外圓(包括兩個支承軸頸)時，以前、後錐孔內所配錐堵的頂尖孔為定位基面;在粗磨莫氏6號內錐孔時，又以兩圓柱面為定位基準面;粗、精磨兩個支承軸頸的1∶12錐面時，再次用錐堵頂尖孔定位;最後精磨莫氏6號錐孔時，直接以精磨後的前支承軸頸和另一圓柱面定位。定位基準每轉換一次，都使主軸的加工精度提高一步。
4.CA6140車床主軸主要加工表面加工工序安排
m。105h5軸頸，兩支承軸頸及大頭錐孔。它們加工的尺寸精度在IT5~IT6之間，表面粗糙度Ra為0.4~0.890g5、80h5、75h5、CA6140車床主軸主要加工表面是
主軸加工工藝過程可劃分為三個加工階段，即粗加工階段(包括銑端面、加工頂尖孔、粗車外圓等);半精加工階段(半精車外圓，鑽通孔，車錐面、錐孔，鑽大頭端面各孔，精車外圓等);精加工階段(包括精銑鍵槽，粗、精磨外圓、錐面、錐孔等)。
在機械加工工序中間尚需插入必要的熱處理工序，這就決定了主軸加工各主要表面總是循著以下順序的進行，即粗車→調質(預備熱處理)→半精車→精車→淬火-回火(最終熱處理)→粗磨→精磨。
綜上所述，主軸主要表面的加工順序安排如下:
外圓表面粗加工(以頂尖孔定位)→外圓表面半精加工(以頂尖孔定位)→鑽通孔(以半精加工過的外圓表面定位)→錐孔粗加工(以半精加工過的外圓表面定位，加工後配錐堵)→外圓表面精加工(以錐堵頂尖孔定位)→錐孔精加工(以精加工外圓面定位)。
當主要表面加工順序確定後，就要合理地插入非主要表面加工工序。對主軸來說非主要表面指的是螺孔、鍵槽、螺紋等。這些表面加工一般不易出現廢品，所以盡量安排在後面工序進行，主要表面加工一旦出了廢品，非主要表面就不需加工了，這樣可以避免浪費工時。但這些表面也不能放在主要表面精加工後，以防在加工非主要表面過程中損傷已精加工過的主要表面。
對凡是需要在淬硬表面上加工的螺孔、鍵槽等，都應安排在淬火前加工。非淬硬表面上螺孔、鍵槽等一般在外圓精車之後，精磨之前進行加工。主軸螺紋，因它與主軸支承軸頸之間有一定的同軸度要求，所以螺紋安排在以非淬火-回火為最終熱處理工序之後的精加工階段進行，這樣半精加工後殘余應力所引起的變形和熱處理後的變形，就不會影響螺紋的加工精度。
5.CA6140車床主軸加工工藝過程
表6-1列出了CA6140車床主軸的加工工藝過程。
生產類型:大批生產;材料牌號:45號鋼;毛坯種類:模鍛件
表6-1 大批生產CA6140車床主軸工藝過程
序號 工序名稱 工序內容 定位基準 設備
1 備料
2 鍛造 模鍛 立式精鍛機
3 熱處理 正火
4 鋸頭
5 銑端面鑽中心孔 毛坯外圓 中心孔機床
6 粗車外圓 頂尖孔 多刀半自動車床
7 熱處理 調質
8 車大端各部 車大端外圓、短錐、端面及台階 頂尖孔 卧式車床
9 車小端各部 仿形車小端各部外圓 頂尖孔 仿形車床
48mm通孔 兩端支承軸頸 深孔鑽床10 鑽深孔 鑽
11 車小端錐孔 車小端錐孔(配1∶20錐堵，塗色法檢查接觸率≥50%) 兩端支承軸頸 卧式車床
12 車大端錐孔 車大端錐孔(配莫氏6號錐堵，塗色法檢查接觸率≥30%)、外短錐及端面 兩端支承軸頸 卧式車床
13 鑽孔 鑽大頭端面各孔 大端內錐孔 搖臂鑽床
90g5、短錐及莫氏6號錐孔) 高頻淬火設備14 熱處理 局部高頻淬火(
15 精車外圓 精車各外圓並切槽、倒角 錐堵頂尖孔 數控車床
105h5外圓 90g5、75h5、16 粗磨外圓 粗磨 錐堵頂尖孔 組合外圓磨床
17 粗磨大端錐孔 粗磨大端內錐孔(重配莫氏6號錐堵，塗色法檢查接觸率≥40%) 75h5外圓 內圓磨床前支承軸頸及
89f6花鍵 錐堵頂尖孔 花鍵銑床18 銑花鍵 銑
19 銑鍵槽 80h5及M115mm外圓 立式銑床銑12f9鍵槽
20 車螺紋 車三處螺紋(與螺母配車) 錐堵頂尖孔 卧式車床
21 精磨外圓 精磨各外圓及E、F兩端面 錐堵頂尖孔 外圓磨床
22 粗磨外錐面 粗磨兩處1∶12外錐面 錐堵頂尖孔 專用組合磨床
23 精磨外錐面 精磨兩處兩處1∶12外錐面、D端面及短錐面 錐堵頂尖孔 專用組合磨床
75h5外圓 24 精磨大端錐孔 精磨大端莫氏6號內錐孔(卸堵，塗色法檢查接觸率≥70%) 前支承軸頸及 專用主軸錐孔磨床
25 鉗工 端面孔去銳邊倒角，去毛刺
26 檢驗 按圖樣要求全部檢驗 75h5外圓 前支承軸頸及 專用檢具
五、軸類零件的檢驗
1.加工中的檢驗
自動測量裝置，作為輔助裝置安裝在機床上。這種檢驗方式能在不影響加工的情況下，根據測量結果，主動地控制機床的工作過程，如改變進給量，自動補償刀具磨損，自動退刀、停車等，使之適應加工條件的變化，防止產生廢品，故又稱為主動檢驗。主動檢驗屬在線檢測，即在設備運行，生產不停頓的情況下，根據信號處理的基本原理，掌握設備運行狀況，對生產過程進行預測預報及必要調整。在線檢測在機械製造中的應用越來越廣。
2.加工後的檢驗
單件小批生產中，尺寸精度一般用外徑千分尺檢驗;大批大量生產時，常採用光滑極限量規檢驗，長度大而精度高的工件可用比較儀檢驗。表面粗糙度可用粗糙

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⑶ 研磨機工作原理

研磨機是用塗上或嵌入磨料的研具對工件表面進行研磨的磨床。主要用於研磨工件中的高精度平面、內外圓柱面、圓錐面、球面、螺紋面和其他型面。研磨機的主要類型有圓盤式研磨機、轉軸式研磨機和各種專用研磨機。
單面研磨機的工作原理：
將被磨、拋材料放於研磨盤上，研磨盤逆時鍾轉動，修正輪帶動工件自轉，重力加壓的方式對工件施壓，工件與研磨盤作相對運轉磨擦，來達到研磨拋光目的。研磨盤修整機構採用油壓懸浮導軌前後往復運動，金剛石修面刀給研磨盤的研磨面進行精密修整，得到理想的平面效果。
雙面研磨機的工作原理：
上、下研磨盤作相反方向轉動，工件在載體內作既公轉又自轉的遊星運動。磨削阻力小不損傷工件，而且兩面均勻磨削生產效率高。有光柵厚度控制系統，加工後的產品厚度公差可控制。雙面研磨機的裝置包括兩個研磨盤，游輪，四個電機，太陽輪，修面機等。兩者相比較，雙面研磨機的構造相對要復雜一些，但是如果需要雙面研磨的工件用雙面機進行研磨比單面機的效率無形中要快一倍。這種雙面研磨機的誕生和發展為很多行業的生產效率帶來了改良。用的比較多的有光學玻璃行業的矽片，藍寶石襯底，外延片等等。

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⑸ 圓柱齒輪設計中，齒輪和模數的選擇原則是什麼

（1）齒數選擇原則：

1、閉式齒輪傳動一般轉速較高，為了提高傳動的平穩性，減小沖擊振動，以齒數多一些為好，小齒輪的齒數可取為z1=20~40。開式（半開式）齒輪傳動，由於輪齒主要為磨損失效，為使齒輪不致過小，故小齒輪不宜選用過多的齒數，一般可取z1=17~20。

2、兩齒輪嚙合時，總是一個齒輪的齒頂進入另一個齒輪的齒根，為了防止熱膨脹頂死和具有儲成潤滑油的空間，要求齒根高大於齒頂高。為 此引入了齒頂高系數和頂隙系數。

3、小齒輪齒數應避免根切，相嚙合的齒數最好互為質數，且還要考慮湊配，圓整中心距的需要。

（2）模數選擇原則：

1、在滿足彎曲強度的條件下選擇較小的模數。模數要選擇標准數值，滿足齒輪彎曲強度要求，滿足結構尺寸要求。

2、模數的標准化數值參考GB1357-87。

第一系列有：0.1，0.12，0.15，0.2，0.25，0.3，0.4，0.5，0.6，0.8，1，1.25，1.5，2，2.5，3，4，5，6，8，10，12，16，20，25，32，40，50（優先選用第一系列）。

第二系列有0.35，0.7，0.9，1.75，2.25，2.75，3.25，3.5，3.75，4.5，5.5，6.5，7，9，11，14，18，22，28，36，45。單位mm。

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1、徑節制齒輪

在一些國家裡，不同模數使用徑節作為齒輪的基本參數，用英寸為計量單位，徑節以P表示，指圓周率π與齒距ρ的比，徑節P=π/ρ，以 1/英寸為單位。

齒輪分度圓的周長=πd=z ρ,於是得分度圓的齒距ρ=πd/z。

徑節P=Z/d (d的單位是英寸)

模數m=d/Z (d的單位是mm)

可以看出：

m=（1/P）*25.4=25.4/P

P=（1/m）*25.4=25.4/m

因此，模數m與徑節P的關系是互為倒數，只是單位制不同。

即：模數與徑節的乘積恆等於1。

相應於單位的換算，徑節與模數之間有如下的關系式

P=π/ρ=25.4/m式中P為徑節（1/英寸）；ρ為齒距（英寸）；m為模數（毫米）。

徑節P與公制中模數m的作用相當。在大多數英制齒輪、齒輪聯軸器和棘輪等零件中，徑節是一項基本參數。徑節越大，輪齒尺寸（齒高與齒厚）越小。有的國家對徑節訂有標准系列值。

2、雙模數制

雙模數制是獲得短齒齒形的另一種方式，可提高抗彎強度，但穩定性較差，常用於汽車拖拉機行業。

雙模數制規定用兩個大小不等的模數來計算一個齒輪的各部尺寸，標記為分數形式m1/m2，其中較大的模數m1用來計算分度圓直徑，較小的m2用來計算輪齒的尺寸。

各尺寸的計算公式如下：

分度圓直徑：d=m1*Z

齒頂高: ha=ha*m2

齒根高： hf=(ha1+c1)*m2

齒頂圓直徑: da=d+2*ha=m1*Z+2*ha*m2

齒根圓直徑: df=d-2*hf=m1*Z-2*(ha1+c1)*m2

此外，分度圓齒厚S、齒距P、基圓直徑db和中心距a是按照m1計算。

3、雙徑節制

雙徑節制是英制齒輪中獲得短齒齒形的另一種方式，以提高抗彎強度。它規定較小的徑節P2用來計算分度圓直徑，較大的徑節P1用來計算輪齒的尺寸，標記為P2/P1,較小的P2為分子，較大的P1為分母，正好與雙模數制相反。

各尺寸的計算公式如下：

分度圓直徑：d=Z/P2

齒頂高: ha=ha/P1

齒根高： hf=(ha1+c1)/P1

齒頂圓直徑: da=d+2*ha=Z/P2+2*ha/P1

齒根圓直徑: df=d-2*hf=Z/P2-2*(ha1+c1)/P1

此外，分度圓齒厚S、齒距P、基圓直徑db和中心距a是按照P2計算。

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⑺ 設計自動裝配機里一個小型圓柱形零件怎麼運輸上料需要將零件立起來

振動盤送料，轉方向用旋轉氣缸

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防止圓柱零件在v型塊上的轉動：

添加兩個相切約束，

然後你再把零件拖到這個位置，零件就算部分定位了。

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