skjg-007 X6132主轴零件图设计与加工
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密 惠 保
前 言
本毕业设计说明书做为一名数控技术与应用专业的毕业设计说明书，是根据大专三年在学校所学专业知识的归纳、总结、实践而写的。
21世纪，机械制造业的竞争，其实质就是数控技术的竞争，也是数控人才的竞争。市场急需数控人才，为此各职业院校都家大了数控人才的培养力度，对数控专业教学的课程体系和教学方式也进行了有益的探索和实践。
近年来，数控加工和数控设备的应用呈突飞猛进之势，包括以组合机床为主的大量的生产方式现在都向数控设备为主的生产方式转变，社会上对掌握数控技术的人才需求量越来越大，特别是对掌握数控加工技术的人才需求量最大。
为了提高数控技术的本领，对所学的知识加以巩固，本论文突出了数控加工的特点，零件加工的工艺性的特点，培养我们全面的数控加工能力，能制定出合理的数控加工工艺规程，能够制定加工工艺，编制程序，进行数学处理，自己利用设备执行加工工艺的过程，加工出合格的零件。并掌握加工中夹具的合理选用，了解刀具的材料、特点、以及如何选用刀具等一系列问题。 [资料来源：http://THINK58.com]
轴类零件的功用 [来源：http://www.think58.com]
轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一。它主要用来支承传动零部件，传递扭矩和承受载荷。轴类零件是旋转体零件，其长度大于直径，一般由同心轴的外圆柱面、圆锥面、内孔和螺纹及相应的端面所组成。根据结构形状的不同，轴类零件可分为光轴、阶梯轴、空心轴和曲轴等。
3.2轴类零件的技术要求
轴的长径比小于5的称为短轴，大于20的称为细长轴，大多数轴介于两者之间。
轴用轴承支承，与轴承配合的轴段称为轴颈。轴颈是轴的装配基准，它们的精度和表面质量一般要求较高，其技术要求一般根据轴的主要功用和工作条件制定，通常有以下几项：
1）尺寸精度 轴类零件的尺寸精度主要是直径和长度的精度。直径方向的尺寸，若有一定配合要求，比其长度方向的尺寸要求要严格的多。因此，对于直径的尺寸常常规定有严格的公差。主要轴颈的直径尺寸精度根据使用要求通常为IT6~IT9，甚至为IT5。至于长度方向的尺寸要求则不那么严格，通常只规定其基本尺寸。
2）几何形状精度 轴颈的几何形状精度是指圆度、圆柱度。这些误差将影响其与配合件的接触质量。一般轴颈的几何形状精度应限制在直径公差范围之内，对几何形状精度要求较高时，要在零件图上规定形状公差。 [来源：http://www.think58.com]
3）相互位置精度 保证配合轴颈（装配传动件的轴颈）对于支撑轴颈（装配轴承的轴颈）的同轴度，是轴类零件相互位置精度的普遍要求，其次对于定位端面与轴心线的垂直度也有一定的要求。这些要求都是根据轴的工作性能制定的，在零件图上注有位置公差。
普通精度的轴，配合轴颈对支承轴颈的径向圆跳动一般为0.01~0.03mm，高精度轴为0.001 - 0.005mm。
4）表面粗糙度 随着机器运转速度的增快和精密等级的提高，要求轴类零件的表面粗糙度也越来越小。一般支承轴颈的表面粗糙度为Ra0.063~0.16µm，配合轴颈的表面粗糙度为Ra2.5~0.63µm。
在机械加工中，由于工艺系统各环节中存在有各种原始误差，才使得工件加工表面的尺寸、形状和相互位置关系发生变化，造成加工误差为了保证和提高零件的加工精度，必须采取措施消除或减少原始误差对加工精度的影响，将加工误差控制在允许的变动范围（公差）内。影响原始误差的的因素很多，一部分与工艺系统本身的初始状态有关，一部分与切削过程有关，还有一部分与工件加工后的情况有关。一般有如下几类：
3.3误差对加工精度的影响
3.3.1加工原理误差对加工精度的影响
在生产实践中，由于采用理论上完全精确的成形运动，有时会使机床或刀具在结构上极为复杂，造成制造上的困难；或由于结构环节多，机床传动中的误差增加，反而得不到高的加工精度。所以在这种情况下常常采用近似的成形运动，以获得较高的加工精度。采用近似的成形运动还可以提高加工效率，使加工更为经济。
3.3.2工艺系统几何误差及其对加工精度的影响
工艺系统的几何误差主要是指机床、夹具、刀具本身在制造时所产生的误差、使用中的调整和磨损误差以及工件的定位误差等，这些原始误差将不同程度地反映到工件表面上，形成零件的加工误差。
工艺系统的几何误差包括：机床的几何误差、调整的误差、刀具和夹具的制造误差以及工件的定位误差、工艺系统的磨损误差。
机床的几何误差主要是主轴的回转误差，回转误差主要包括轴向窜动、径向圆跳动和角度摆动。所以为了提高精度就要选用回转精度高的机床或减小主轴回转误差。
减小调整误差可根据批量大小不同时采用不同的调整方法。单件小批量生产中，通常利用机床上的刻度或利用量块进行调整。
由于刀具的制造误差对加工精度没有直接的影响，所以刀具产生的误差可以提高刀具的定位精度来提高零件的加工精度。而夹具产生的误差一般是由定位元件、导向元件及夹具体等零件的制造和装配误差所导致，所以应选用精度较高的夹具。
为减少工艺系统的磨损误差可以对机床的主要表面采用防护装置、采取有效的润滑措施、提高零件的耐磨性和选用新的耐磨刀具材料。
3.3.3工艺系统受力变形对加工精度的影响
切削力和切削作用点都对加工精度产生着影响，为了提高精度就要减少工艺系统的受力。减少工艺系统受力变形的主要工艺措施有：提高接触精度、提高工件刚度、提高机床部件刚度和合理装夹工件。
3.3.4工艺系统热变形对加工精度的影响
工艺系统的热变形主要指工件、刀具和机床的热变形。减少工件的热变形可以使粗精加工工序分开、合理选择切削用量和刀具切削参数，以及进行充分的冷却等。减少刀具的热变形可以在切削过程中采用间断切削。减少机床的 热变形可以减少发热和隔热、加强散热能力、控制温度变化、均衡温度场、采用补偿措施。
3.3.5内应力对加工精度的影响
内应力主要是由金属内部组织发生了不均匀的体积变化而产生的。起外界因素；来自热加工和冷加工。减少或消除内应力的措施有：合理设计零件的结构、采取时效处理和合理安排工艺过程。
3.4 保证加工精度的措施：
保证零件的加工精度的最终目的是保证产品的精度和质量。因此，从毛坯制造到产品装配过程中，都应注意保证加工精度的问题。
1、直接减小误差法
这种方法是生产中应用较广的一种方法，它是在查明产生加工误差的原始误差之后，设法对其进行消除或减小。
2、误差补偿法
误差补偿法是人为地造出一种新的误差，去抵消原来工艺系统中固有的原始误差。当原始误差是负值时人为的误差去正值，反而，取负值，尽量使两者大小相等方向相反。或者，利用一种原始误差去抵消另一种原始误差。也尽量使两者大小相等方向相反，从而达到减小加工误差，保证加工质量的目的。 [资料来源：THINK58.com]
3、误差分组法
在加工中，上道工序毛坯或工件误差的存在，会造成本工序的加工误差。这种上道工序加工完后工件所存在的加工误差，对本工序的影响主要有两种情况：
（1）误差复映引起本工序加工误差扩大。
（2）定位误差引起本工序位置误差扩大。
批量较大时，解决这类问题最好是采用分组调整均匀误差的办法。这种办法的实质就是把上道工序加工完后工件所存在的加工误差的大小分为n组，每组误差范围就缩小为原来的1/n。然后按各组误差的基本情况分别调整加工。
4、误差转移法
误差转移法的实质是转移工艺系统的几何误差、受力变形和热变形等，使其对加工精度不产生影响。
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