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畢業(yè)設(shè)計(jì)（或論文）說明書
第一章 概 述
1.1 SPT120-12A·5·1 送料裝置
SPT120-12A·5·1 推料裝置推料裝置主要應(yīng)用大型板材加工設(shè)備中，通過自動(dòng)快速的運(yùn)送板材提高了板材加工設(shè)備的工作效率。
SPT120-12A·5·1 推料裝置主要由傳動(dòng)軸和板料推塊組成，主要擔(dān)任板材的加工成型之后的獲取和收集，是板材加工原材料的重要加工階段。板材加工過程對(duì)板材的需求量很大，因此送料設(shè)備的工作效率至關(guān)重要。通過自動(dòng)化推料裝置的采用，提高了成型板材的收集為更大限度的提高整個(gè)板材加工的工作效率提供了上升空間。
1.2 送料裝置的作用和要求
送料裝置是板材加工工作中的一個(gè)重要部分，它通過快速對(duì)成型板材的快速收集來保證整個(gè)設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，自動(dòng)化程度高的送料裝置可以使整個(gè)設(shè)備處于告訴運(yùn)行中，而不出現(xiàn)成型板材的過度累計(jì)影響生產(chǎn)。
在板材的加工生產(chǎn)中，板材的剪切是通過專用機(jī)械快速進(jìn)行的，因此板材的送進(jìn)對(duì)板材的送進(jìn)和運(yùn)輸要求很高。如果加工過程中，送料裝置的收集能力無法符合加工設(shè)備時(shí)就會(huì)出現(xiàn)板材的過度積累，影響加工效率和生產(chǎn)安全。
送料裝置的主要功能是收集板材，但裝設(shè)在不同的機(jī)械設(shè)備中，其作用亦有所不同，但基本要求是一致的，即：
（1） 能快速收集板材，保證加工設(shè)備的正常工作。
（2） 傳動(dòng)部件對(duì)板材的磨損要小，避免在運(yùn)送過程中對(duì)板材的表面產(chǎn)生損害，降低成品的價(jià)值。
（3） 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，送料裝置在板材加工設(shè)備中不是主要部件，太過復(fù)雜會(huì)影響整個(gè)設(shè)備的制造成本，而且會(huì)造成不必要的浪費(fèi)。
（4） 噪音低，避免增加本就高噪音的設(shè)備對(duì)環(huán)境造成的污染。
1.3 送料裝置的分類和特點(diǎn)
送料裝置根據(jù)應(yīng)用的設(shè)備不同，按其傳動(dòng)方式分為不同的幾個(gè)類型。具體為：
空氣送料裝置：利用氣動(dòng)裝置進(jìn)行送料；
自動(dòng)送料裝置：通過機(jī)械手臂進(jìn)行送料；
滾輪送料裝置：通過滾輪進(jìn)行送料；
電磁送料裝置：通過電磁原理進(jìn)行送料；
本送料裝置的主要特點(diǎn)為板材的的傳動(dòng)方式為軸傳動(dòng)，軸與板材的接觸為點(diǎn)接觸，因此對(duì)板材的摩擦很小，不會(huì)對(duì)板材有很大的損傷，最大程度的保持了板材的價(jià)值。在板材收集的方面采用的若干個(gè)推塊將板材統(tǒng)一收集，不進(jìn)提高了收集速度，而且還可以使板材統(tǒng)一堆放。電動(dòng)機(jī)與推塊之間的傳動(dòng)通過皮帶傳動(dòng)，這種傳動(dòng)方式為柔性傳動(dòng)，不會(huì)對(duì)板材和電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生損害。此裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，便于普及。
1．4國(guó)內(nèi)外研究狀況
隨著技術(shù)更新的日益加快，在送料裝置的結(jié)構(gòu)上都在不斷創(chuàng)新。我國(guó)在板材推料的研究方面也有一定的成果。中南科學(xué)院廖衛(wèi)獻(xiàn)所設(shè)計(jì)的電磁式自動(dòng)下料裝置，沖壓的硅塊由84增長(zhǎng)到96塊，材料利用率增長(zhǎng)了14.28%，通過此種方法，可以實(shí)現(xiàn)沖床每年提高加工能力160~300t 。在眾多推料裝置中，其結(jié)構(gòu)形式有許多種。比如機(jī)械手式，當(dāng)板料加工完成后經(jīng)皮帶傳送到機(jī)械手部，有機(jī)械手將板料放到落料架內(nèi)，整個(gè)過程完成迅速，還可以將不同尺寸的板料分開，大大提高了工作效率。
國(guó)外的送料裝置發(fā)展多向自動(dòng)化的方向發(fā)展，氣動(dòng)和電磁式的送料裝置被大量使用，因此生產(chǎn)效率提高幅度比較大，然而這些裝置的造價(jià)比較昂貴在國(guó)內(nèi)的使用普及率比較低。
1.5 送料裝置課題研究意義
通過對(duì)此種設(shè)備的研究可以大副提高板材加工的效率。板材在當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)加工中的需求日益加大，以前的加工設(shè)備已經(jīng)漸漸難以提供足夠量生產(chǎn)原材料。在板材的批量加工日漸被企業(yè)所采用，其送料裝置的發(fā)展也應(yīng)跟上發(fā)展趨勢(shì)。所以對(duì)送料裝置的研究與開發(fā)有著十分重要的意義。
1.6課題來源
本課題是根據(jù)學(xué)校安排，由老師安排擬訂的題目。
1.7課題目的
一方面，本著要自己動(dòng)手，并在實(shí)踐中創(chuàng)新求學(xué)的認(rèn)真態(tài)度，讓理論知識(shí)與社會(huì)實(shí)踐能很好的結(jié)合，讓我們對(duì)大學(xué)四年有一個(gè)總結(jié)性認(rèn)識(shí)。另一方面，畢業(yè)設(shè)計(jì)是另一種科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新的來源所在，社會(huì)的進(jìn)步、人類的發(fā)展要我們從自己開始做事開始進(jìn)步，開始走向更廣闊的舞臺(tái)。
第二章 送料裝置各部零件的設(shè)計(jì)
2.1 SPT120-12A·5·1 推料裝置簡(jiǎn)介
SPT120-12A·5·1 推料裝置廣泛吸收國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的軸工藝，鏈傳動(dòng)的基礎(chǔ)上，針對(duì)板材的型號(hào)長(zhǎng)、厚、寬分別為5m—12m，4—10mm，300mm—500mm而開發(fā)研制的。該裝置靠軸對(duì)板材進(jìn)行傳動(dòng)，磨損小，速度快，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。通過簡(jiǎn)單的滑塊對(duì)板材產(chǎn)生推力，將板材收集到落料架中，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單效率高，傳動(dòng)平穩(wěn)，節(jié)省材料。
2.2 SPT120-12A·5·1 推料裝置的工作原理
推料裝置放在臺(tái)架上，當(dāng)工件（板材）沖完空后，從主機(jī)被拉倒輥?zhàn)由蠒r(shí)，電機(jī)7（圖示）啟動(dòng)，通過傳動(dòng)軸(2、3、4、5、6)帶動(dòng)鏈條轉(zhuǎn)動(dòng)，推塊1從下邊鏈條轉(zhuǎn)到上邊鏈條上，從工件側(cè)面推動(dòng)工件，幾個(gè)推動(dòng)同時(shí)推動(dòng)工件，工件被推倒落料箱斜面的滾輪上，從而靠重力滑進(jìn)料箱中。推塊轉(zhuǎn)到下邊鏈條上，接近開關(guān)感應(yīng)到推塊，發(fā)出信號(hào)至控制中心，控制中心發(fā)出指令，讓電機(jī)7停止，從而推塊在下邊的鏈條停住，完成一個(gè)工作循環(huán)。
圖2-1
2.3 SPT120-12A·5·1 推料裝置結(jié)構(gòu)組成及其各部分的功用
2.3.1 動(dòng)力源
該裝置的動(dòng)力通過一部減速電機(jī)提供。電機(jī)選用功率為0.55W的減速電機(jī)D43-Y0.55-4p-27.96-W3-0。推塊經(jīng)過傳動(dòng)獲得的功率為：
推塊與輥間摩擦力：N
推塊推力：0.453kw/0.22m/s=2.06N大于推塊與輥間摩擦力0.0082N
2.3.2 傳動(dòng)件
該裝置中的軸作用是通過鏈條傳動(dòng)將電機(jī)的動(dòng)力傳動(dòng)到推塊上，以完成對(duì)板材收集，整個(gè)裝置由5種長(zhǎng)度不相同的軸相連而成。
1）軸是組成機(jī)械的主要零件之一。一切作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)零件（例如齒輪，蝸輪等），都必須安裝在軸上才能進(jìn)行運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力的傳遞。因此周的主要功用是支承回狀零件及傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。
主要是碳鋼和合金鋼。由于碳鋼比合金鋼價(jià)廉，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性較低，同時(shí)也可以用熱處理或化學(xué)處理的辦法提高其耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度，故采用碳鋼制造軸尤為廣泛，其中常用的是45鋼。
合金鋼比碳鋼具有更高的力學(xué)性能和更好的淬火性能。因此，在傳遞大動(dòng)力，并要求減小尺寸與質(zhì)量，提高軸頸的耐磨性，以及處于高溫或低溫條件下工作的軸，常采用合金鋼。
根據(jù)本產(chǎn)品中所用軸的工作特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)中采用的是普通傳動(dòng)軸，材料為45鋼，其主要作用是傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩，使推塊得到動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)。
2）鏈傳動(dòng)是應(yīng)用廣泛的一種機(jī)械傳動(dòng)。它是由鏈條和主從動(dòng)鏈輪所組成。鏈輪上有特制齒形的齒，依靠鏈輪輪齒與鏈節(jié)的嚙合來傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。鏈傳動(dòng)是屬于帶有中間撓性件的嚙合傳動(dòng)。與屬于摩擦傳動(dòng)的帶傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)無彈性滑動(dòng)和打滑現(xiàn)象，因而能保持準(zhǔn)確的平均傳動(dòng)比，傳動(dòng)效率較高；又因鏈條不需要像帶那樣張得很緊，所以作用于軸上的徑向壓力較??；在同樣使用條件下，鏈傳動(dòng)結(jié)構(gòu)較為緊湊。同時(shí)鏈傳動(dòng)能在高溫及速度較低的情況下工作。與齒輪傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)的制造與安裝精度要求較低，成本低廉；在遠(yuǎn)距離傳動(dòng)時(shí)，其結(jié)構(gòu)比齒輪傳動(dòng)輕便得多。鏈傳動(dòng)的主要缺點(diǎn)是：在兩根平行軸之間只能用于同向回轉(zhuǎn)的傳動(dòng)；運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不能保持恒定的瞬間傳動(dòng)比；磨損后易發(fā)生跳齒；工作時(shí)有噪聲；不易在載荷變化很大和急速反向的傳動(dòng)中運(yùn)用。
鏈傳動(dòng)主要在要求工作可靠，且兩軸相距較遠(yuǎn)，以及其他不宜采用齒輪傳動(dòng)的場(chǎng)合。例如在摩托車上應(yīng)用了鏈傳動(dòng)，結(jié)構(gòu)上大為簡(jiǎn)化，而且使用方便可靠。鏈傳動(dòng)還可以應(yīng)用在低速重型及極為惡劣的工作條件下，例如掘土機(jī)的運(yùn)行機(jī)構(gòu)，雖常受到土塊，泥漿及瞬時(shí)過載等影響，但仍能很好的工作。
按用途不同，鏈可以分為：傳動(dòng)鏈、輸送鏈、和起重鏈。輸送鏈和起重鏈主要用于運(yùn)輸和起重機(jī)械中。而在一般機(jī)械傳動(dòng)中，常用的是傳動(dòng)鏈。
傳動(dòng)鏈傳遞的功率一般在100kW以下，鏈速一般不超過15m/s，推薦使用的最大傳動(dòng)比。傳動(dòng)鏈有短節(jié)距精密滾子鏈、齒形鏈等類型。其中滾子鏈?zhǔn)褂米顝V，齒形鏈?zhǔn)褂幂^少。
2.3.3 支撐柱
支撐柱是裝置的支撐部件，軸由支撐柱固定在裝置上。支撐柱屬于支撐部件，屬機(jī)座類。這部分部件在很大程度上影響著機(jī)器的工作精度及抗振性能，還影響著裝置的耐磨性等。本裝置的支撐柱部分采用了肋板設(shè)計(jì)從而增加了支撐柱的強(qiáng)度和剛度。這種設(shè)計(jì)在增大強(qiáng)度和剛度的同時(shí)又可以減少壁厚和質(zhì)量，進(jìn)一步減少了制造成本。對(duì)于焊接件來說薄壁更容易保證焊接的品質(zhì)。本裝置的支撐柱材料為45鋼。
2.3.4推塊
推塊 本設(shè)備的板材收集裝置通過若干個(gè)推塊來完成。采用推塊對(duì)板材進(jìn)行收集不僅動(dòng)作迅速而且可以更大程度的減少電機(jī)功率達(dá)到節(jié)約能源減少消耗的目的。推塊選用45鋼，此種材料價(jià)格低廉，加之推塊用料極少極大的節(jié)約了生產(chǎn)用料。
2.4推料裝置的技術(shù)特點(diǎn)
支撐柱和機(jī)座為焊接件它們的主要技術(shù)特點(diǎn)是：板件不得出現(xiàn)明顯焊接變形，焊后清渣，焊后去焊接應(yīng)力，銳邊倒鈍，發(fā)黑處理。軸的材料為45鋼，加工時(shí)注意銳邊倒鈍和T235。
2．5 設(shè)計(jì)的有關(guān)技術(shù)參數(shù)
鋼板：厚4—10mm，長(zhǎng)3—12m，寬300—500mm；；
鋼板翹曲最大30mm
第3章 推料裝置的工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
3.1 軸的功用
軸是該裝置的重要組成部分，是滑塊推動(dòng)板材的傳動(dòng)部件。軸按照承受載荷的不同，軸可以氛圍轉(zhuǎn)軸，心軸和傳動(dòng)軸三類。本產(chǎn)品采用的軸的類型為傳動(dòng)軸，軸的主要特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，傳動(dòng)效果好，能夠很好的完成工作任務(wù)。
3．2 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
3．2．1 確定毛坯的制造形式
軸是常用的傳動(dòng)件，要求有一定的剛度和強(qiáng)度，選擇零件的材料為45鋼。由于零件是小批量生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，故可采用鍛造成型。這從提高生產(chǎn)效率，保證加工精度上考慮，也是應(yīng)該的。
軸的毛坯采用鍛造的方法制造。根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模的不同。毛坯的鍛造方式有自由鍛和模鍛兩種。自由鍛造設(shè)備簡(jiǎn)單，但毛坯精度較差，加工余量較大，而且形狀復(fù)雜的毛坯不容易鍛造，多用于中、小批量生產(chǎn)。模鍛的毛坯制造精度高，加工余量小，生產(chǎn)率高，可鍛造形狀復(fù)雜的毛坯。而且材料經(jīng)模鍛后，纖維組織的分布更有利于提高零件的強(qiáng)度。但模鍛需要昂貴的設(shè)備，且需制造專用鍛模，因而只適用大批量生產(chǎn)。
3．2．2 軸的工藝方案
1 軸的加工工藝過程的制定
軸的加工工藝過程制定的依據(jù)是軸的結(jié)構(gòu)、技術(shù)要求=生產(chǎn)批量和設(shè)備條件。
本產(chǎn)品采用階梯軸，毛坯采用實(shí)心鍛件。
2 軸的加工工藝過程的分析
1）粗加工階段。這個(gè)階段的主要目的是用大的切削量切除大部分余量，把毛坯加工至接近工件的最終尺寸和形狀，只留下少的加工余量。改階段還可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)鍛件的裂縫等缺陷，以采取相應(yīng)的措施。
A 毛坯處理。備料、鍛造和正火
B 粗加工。去除多余的部分，銑端面，打頂尖孔和粗車外圓等
2）半精加工階段。這個(gè)階段的主要目的是為精加工作好準(zhǔn)備，對(duì)一些要求不高的表面，在這個(gè)階段加工到圖紙規(guī)定的要求。
A 半精加工前熱處理。對(duì)45鋼采用調(diào)質(zhì)處理。
B 半精加工。車定位錐孔，半精車外圓端面。
3）精加工階段。改階段的目的是把各個(gè)表面最終加工到圖紙規(guī)定的要求。
A 精加工前熱處理。局部高頻淬火
B 精加工強(qiáng)各種加工。粗磨定位錐孔，精車與粗磨外圓，銑花鍵和鍵槽，以及車螺紋等。
C 精加工。精磨外圓和內(nèi)、外錐面以保證軸最重要的表面的精度。
3定位基準(zhǔn)的選擇。頂尖孔是周類零件最常用的定位基準(zhǔn)，這是因?yàn)槠涓魍鈭A表面、錐面、錐孔、螺紋表面之間的同軸度，以及端面對(duì)回轉(zhuǎn)表面的垂直度等有較高的位置精度要求，用兩頂尖定位既符合基準(zhǔn)重合原則又符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。本產(chǎn)品的軸在加工過程中要先車端面，然后打頂尖孔，這樣可以保證軸在加工中的同軸度，使軸加工后的基準(zhǔn)符合標(biāo)準(zhǔn)。
第4章 軸的校核
軸在載荷作用下，將產(chǎn)生彎曲或扭轉(zhuǎn)變形。若變形量超過允許的限度，就會(huì)影響軸上的零件的正常工作，甚至喪失機(jī)器應(yīng)有的工作性能。例如，安裝齒輪的軸，若彎曲剛度（或扭轉(zhuǎn)剛度）不足而導(dǎo)致?lián)隙龋ɑ蚺まD(zhuǎn)角）過大時(shí)，將影響齒輪的正確嚙合，使齒輪沿齒寬和齒高方向接觸不良，造成載荷在齒面上嚴(yán)重分布不均。又如采用滑動(dòng)軸承的軸，造成不均勻磨損和過度發(fā)熱。因此，在設(shè)計(jì)有剛度要求賭咒時(shí)，必須進(jìn)行剛度的校核計(jì)算。
4.1按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計(jì)算
軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為：
式中：：扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位
T ：軸所受的扭矩，單位
：軸的抗扭截面系數(shù)，單位
：軸的轉(zhuǎn)速，單位為
P ：軸傳遞的功率，單位
d ：計(jì)算截面處軸的直徑，單位為mm
[] ：許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位為
由上式可得軸的直徑：
其中：= ，則 n==1398
P==0.550.96=0.528
由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表15-3得：
[]=45， 軸的材料為45鋼
則，=20mm
取 =35mm
對(duì)于直徑的軸，有一個(gè)鍵槽時(shí)，軸徑增大5%7%，因此，=+7%=357%+35=37.45圓整后=40
4.2確定軸的主要結(jié)構(gòu)尺寸
根據(jù)軸上的零件確定軸的結(jié)構(gòu)尺寸，如圖3-1所示
圖4-1
4.3鏈傳動(dòng)的受力分析
（1） 緊邊所受的拉力=
式中 ：有效圓周力，單位為N
：離心力，單位為N
：懸垂拉力，單位為N
（2） =1000=
式中：P ：傳遞的功率，單位為；
：鏈速 ，單位為，
V==0.22
因此，=1000=1000=2400N
（3）=
式中： 單位長(zhǎng)度鏈條的質(zhì)量，單位為，取帶為12A，則=1.5
則==1.5=0.0726N
(4) 的大小與鏈條的松邊垂度及傳動(dòng)的布置方式有關(guān)，在和中選用大者。
=
=
式中： 鏈傳動(dòng)的中心距，單位為
單位長(zhǎng)度鏈條的質(zhì)量，單位為
垂直系數(shù)
=361.95 =40° =3.62
由 《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖9-11得
=10
==101.5361.95=54.3
==57.56N
取=57.56N
因此 ==2400+0.0726+57.56=2457.63N
（5） 鏈的松邊拉緊
0.0726+57.56=57.63
4.4按彎扭合成強(qiáng)度條件計(jì)算
圖4-2
(1)根據(jù)機(jī)構(gòu)尺寸確定作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖， 如4-2所示由=0
得： =155.63N
=0
得： （a+b）=0
=
(2) a簡(jiǎn)力圖
圖4-3
彎矩
B彎矩圖
圖4-4
扭矩
C扭矩圖
圖4-5
（3）校核軸的強(qiáng)度。
式中： 軸的計(jì)算應(yīng)力，單位為
軸所受的彎矩，單位為
軸所受的扭矩，單位為
軸的抗彎截面系數(shù)，單位為，公式見機(jī)械設(shè)計(jì)（第7版）表15-4
對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力時(shí)軸的許用彎曲應(yīng)力，其值按機(jī)械設(shè)計(jì)（第7版）15-1選用
取 =1，=60
= 合格
4.5 按疲勞強(qiáng)度條件進(jìn)行精確校核
這種校核計(jì)算的實(shí)質(zhì)在于確定變應(yīng)力情況下軸的安全程度。在以知軸的外形、尺寸及載荷的基礎(chǔ)上，即可通過分析確定出一個(gè)或幾個(gè)危險(xiǎn)截面（這時(shí)不僅要考慮彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的大小，而且要考慮應(yīng)力集中和絕對(duì)尺寸等因素影響的程度），計(jì)算安全系數(shù)并應(yīng)使其稍微大于或少于等于設(shè)計(jì)安全系數(shù)S。
（1）判斷危險(xiǎn)截面
從應(yīng)力集中對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度的影響來看，截面Ⅰ、Ⅱ引起的應(yīng)力集中最為嚴(yán)重，但Ⅰ面的左側(cè)同時(shí)受力彎矩和扭矩，因此Ⅰ面比Ⅱ面危險(xiǎn)。而鍵槽的應(yīng)力集中系數(shù)比Ⅰ、Ⅱ面小，因而該軸只需校核截面Ⅰ左右兩側(cè)即可。
（2）截面Ⅰ左側(cè)
抗彎截面系數(shù)
抗扭截面系數(shù)
截面Ⅰ左側(cè)的彎矩M為：
截面Ⅰ上的扭矩T為：
截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力：
軸的材料圍45鋼，調(diào)質(zhì)處理。機(jī)械設(shè)計(jì)（第7版）表15-1查得
，
截面上由于軸肩而形成理論應(yīng)力集中系數(shù)及按機(jī)械設(shè)計(jì)（第7版）附表3-2查取。因
=， ，可查得：=，=
又由附圖4-1可得軸的材料的敏性系數(shù)為
故有效應(yīng)力集中系數(shù)按式（附4-4）為
由附圖4-2得尺寸系數(shù)；由附圖4-3得扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)
軸按精車加工，由附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為
軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即，則綜合系數(shù)值為
又由§3-1及§3-2得碳鋼的特性系數(shù)
取
，取
于是，計(jì)算安全系數(shù)值，得
故可知安全。
（1） 截面Ⅰ右側(cè)
抗彎截面系數(shù)W：
抗扭截面系數(shù)：
彎矩M及彎曲應(yīng)力為：
扭矩及扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為：T=96000
過盈配合處的值，由機(jī)械設(shè)計(jì)（第7版）附表3-8用插入法求出，并取 =
，
軸按精車加工，由附圖4-4得表面質(zhì)量系數(shù)為
故得綜合系數(shù)為：
所以軸在截面Ⅰ右側(cè)的安全系數(shù)為：
故該軸在截面Ⅰ右側(cè)的強(qiáng)度也是足夠的，宗上所述該軸符合要求。
第五章 經(jīng)濟(jì)分析與資源分析
經(jīng)濟(jì)性是機(jī)械產(chǎn)品的重要指標(biāo)之一，從產(chǎn)品設(shè)計(jì)到產(chǎn)品制造，應(yīng)始終貫徹經(jīng)濟(jì)性原則，設(shè)計(jì)中在滿足零件使用需求的前提下，從以下幾個(gè)方面來主要體現(xiàn)了本設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性：
5.1 國(guó)家宏觀調(diào)控政策有利于板材送料裝置行業(yè)的發(fā)展
國(guó)家振興裝備制造業(yè)政策，特別是最近中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議精神，國(guó)家仍將繼續(xù)執(zhí)行“雙穩(wěn)健”的財(cái)政政策和發(fā)展內(nèi)需的宏觀經(jīng)濟(jì)政策，以及國(guó)家近期出臺(tái)的有關(guān)工、農(nóng)業(yè)政策和調(diào)控政策，還有對(duì)節(jié)能降耗，環(huán)境保護(hù)的部署等，為機(jī)械工業(yè)提出了新的要求，擴(kuò)展了機(jī)械產(chǎn)品的市場(chǎng)，機(jī)械工業(yè)仍將保持高速發(fā)展，必然帶動(dòng)板材送料裝置行業(yè)的發(fā)展。
板材送料裝置行業(yè)是配套件行業(yè)，受主機(jī)行業(yè)的影響很大。據(jù)有關(guān)行業(yè)預(yù)測(cè)，目前各主機(jī)行業(yè)企業(yè)2006年在手的任務(wù)十分飽滿，特別是國(guó)家重點(diǎn)工程所需的重大裝備和大型高檔產(chǎn)品需求十分火暴，仍處于供不應(yīng)求的局面，必然拉動(dòng)板材送料裝置行業(yè)的發(fā)展。
5．2 可能影響經(jīng)濟(jì)運(yùn)行質(zhì)量的問題
燃料、動(dòng)力、原材料價(jià)格上漲，影響企業(yè)的效益
煤、油、電力以及原輔材料和鋼材的價(jià)格上漲，將直接影響板材送進(jìn)夾鉗裝置產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，降低企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。企業(yè)很難通過加強(qiáng)管理，靠企業(yè)內(nèi)部挖潛對(duì)這部分予以補(bǔ)償。在企業(yè)利潤(rùn)空間不大的情況下，會(huì)降低企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，影響行業(yè)企業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的后勁。
5．3 產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)
本產(chǎn)品通過對(duì)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)盡可能的節(jié)約材料的使用。例如：通過在支撐部件上加以筋板來增加支撐部件的剛度和強(qiáng)度，這種設(shè)計(jì)不僅能保證產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的性能，而且使材料的使用降到最低；本產(chǎn)品采用推塊來實(shí)現(xiàn)對(duì)板材的收集，這種設(shè)計(jì)使動(dòng)力對(duì)能量的消耗降到最低。產(chǎn)品所采用的電機(jī)功率為0.55w，不僅功率低能耗小而且滿足動(dòng)力要求；產(chǎn)品盡量的采用簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)，使本產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，成本進(jìn)一步降低，可以更大程度的對(duì)本產(chǎn)品在市場(chǎng)上普及。產(chǎn)品在板材運(yùn)輸板材的裝置上采用輥傳動(dòng)，這樣既節(jié)約材料降低成本而且使板材與設(shè)備間的摩擦降低，減少設(shè)備對(duì)板材的磨損。在推塊的傳動(dòng)上，本產(chǎn)品采用鏈傳動(dòng)，這種傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，其特點(diǎn)更加適合對(duì)推塊的傳動(dòng)，而且價(jià)格便宜，易于制造。
通過對(duì)本產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)性的分析，可以清楚的看到，本產(chǎn)品有著很好的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性。由于簡(jiǎn)單實(shí)用本產(chǎn)品可以很容易的應(yīng)用到各種板材加工設(shè)備中，并能很好的完成響應(yīng)的任務(wù)。當(dāng)然本產(chǎn)品也有一定的不足，在今后的研究中會(huì)加以改進(jìn)。
結(jié) 論
當(dāng)今社會(huì)對(duì)生產(chǎn)力的要求日益提高，對(duì)制造業(yè)設(shè)備的自動(dòng)化要求隨之提高。雖然我們國(guó)家再制造業(yè)的發(fā)展上還遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國(guó)家，但今年來通過國(guó)家對(duì)制造業(yè)的重視，我國(guó)的制造工業(yè)正在逐步復(fù)蘇，通過提倡科技是第一生產(chǎn)力大力發(fā)展現(xiàn)代化的制造工藝，使我國(guó)的制造業(yè)得到了長(zhǎng)足發(fā)展。與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距正在日益縮小。我所設(shè)計(jì)的板材送料裝置是一種自動(dòng)化板材收集裝置，可以進(jìn)一步降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高板材加工設(shè)備的加工效率。對(duì)制造業(yè)的發(fā)展有著重要意義。
通過這端時(shí)間內(nèi)對(duì)資料的收集整理和設(shè)備設(shè)計(jì)，SPT120-12A·5·1 推料裝置終于設(shè)計(jì)完成。通過這次機(jī)會(huì)整理資料和實(shí)際設(shè)計(jì)，幫助我將大學(xué)四年內(nèi)所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行了總結(jié)，使我更加深刻的體會(huì)了獨(dú)立思考和獨(dú)立設(shè)計(jì)。在遇到書本上無法獲得的知識(shí)時(shí)我學(xué)會(huì)了通過查詢資料，在其中總結(jié)和學(xué)期。這種重要的學(xué)習(xí)方法在日后的工作和學(xué)習(xí)中對(duì)我有著十分重要的意義。通過此次設(shè)計(jì)也為我今后在工作崗位上的發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
致 謝
畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)束了，在這3個(gè)月里我終于完成了對(duì)SPT120-12A·5·1 推料裝置的設(shè)計(jì)。在此次設(shè)計(jì)中要重要感謝指導(dǎo)老師盧玉梅老師，以及各位機(jī)制教研室老師的大力支持與幫助。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，老師給予了我極大的鼓勵(lì)和支持，幫助我戰(zhàn)勝了種種困難，在老師的指導(dǎo)下使我對(duì)所設(shè)計(jì)的內(nèi)容有了更深層次的理解。在設(shè)計(jì)過程中我苦惱過任務(wù)的繁重和資料的匱乏，但在老師的指導(dǎo)下我還是完成了此次設(shè)計(jì)任務(wù)，在收獲的同時(shí)更使我對(duì)未來產(chǎn)生了無限的向往。我將盡全力去完成以后所接受的所有困難。
我所掌握的知識(shí)還是十分有限，因此在設(shè)計(jì)過程中不免有錯(cuò)誤和不妥，希望能得到廣大老師的批評(píng)和指導(dǎo)，以便在今后的學(xué)習(xí)過程中可以有更大的提高。
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專題論文
淺談?shì)S類零件加工工藝
摘要：軸是組成機(jī)器的主要零件之一，一切作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)零件（例如齒輪，蝸輪等），都必須安裝在軸上才能進(jìn)行運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力的傳遞。它通常被用于支撐傳動(dòng)件的傳遞扭矩。軸是旋轉(zhuǎn)體零件，其長(zhǎng)度大于直徑。加工表面通常由內(nèi)外圓柱面、圓錐面、螺紋、花鍵、橫孔、溝槽等。
關(guān)鍵字：軸，精度，基準(zhǔn)
正文：軸是組成機(jī)械的主要零件之一，所以在機(jī)械加工中軸的加工工藝是做為重中之中來進(jìn)行研究的。目前我國(guó)正在大力發(fā)展制造工業(yè)，因此對(duì)軸類加工工藝的研究也提出了新的要求。在當(dāng)今各國(guó)加工工藝飛速發(fā)展，對(duì)零件的加工精度不斷提高，各種高精密設(shè)備的應(yīng)用使零件的加工速度和加工精度比以往有了很大改觀，因此我們也應(yīng)該有責(zé)任去追趕并超越。作為一名從事機(jī)械行業(yè)的學(xué)生我也要談一下自己對(duì)該方面的見解。
一 概 述
1軸類零件的功用與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
軸類零件主要用于支承傳動(dòng)零件（齒輪、帶輪等），承受載荷、傳遞轉(zhuǎn)矩以及保證裝在軸上零件的回轉(zhuǎn)精度。
根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)形狀，軸的分類如圖 6 — 1 所示。
根據(jù)軸的長(zhǎng)度 L 與直徑 d 之比，又可分為剛性軸（ L/d ≤ 12 ）和撓性軸（ L/d ＞ 12 ）兩種。
軸類零件通常由內(nèi)外圓柱面、內(nèi)外圓錐面、端面、臺(tái)階面、螺紋、鍵槽、花鍵、橫向孔及溝槽等組成。
2軸類零件的技術(shù)要求、材料和毛坯
裝軸承的軸頸和裝傳動(dòng)零件的軸頭處表面，一般是軸類零件的重要表面，其尺寸精度、形狀精度（圓度、圓柱度等）、位置精度（同軸度、與端面的垂直度等）及表面粗糙度要求均較高，是在制訂軸類零件機(jī)械加工工藝規(guī)程時(shí)，應(yīng)著重考慮的因素。
一般軸類零件常選用 45 鋼；對(duì)于中等精度而轉(zhuǎn)速較高的軸可用40Cr ；對(duì)于高速、重載荷等條件下工作的軸可選用 20Cr 、 20CrMnTi 等低碳合金鋼進(jìn)行滲碳淬火，或用 38CrMoAlA 氮化鋼進(jìn)行氮化處理。
外圓表面是軸類零件的主要表面，因此要能合理地制訂軸類零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程，首先應(yīng)了解外圓表面的各種加工方法和加工方案。本章主要介紹常用的幾種外圓加工方法和常用的外圓加工方案。軸類零件的毛坯最常用的是圓棒料和鍛件，只有某些大型的、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的軸才采用鑄件（鑄鋼或球墨鑄鐵）。
二 外圓表面的加工方法和加工方案
1 外圓表面的車削加工
根據(jù)毛坯的制造精度和工件最終加工要求，外圓車削一般可分為粗車、半精車、精車、精細(xì)車。
粗車的目的是切去毛坯硬皮和大部分余量。加工后工件尺寸精度 IT11~IT13 ，表面粗糙度 Ra50~12.5 μ m 。
半精車的尺寸精度可達(dá) IT8~IT10 ，表面粗糙度 Ra6.3~3.2 μ m 。半精車可作為中等精度表面的終加工，也可作為磨削或精加工的預(yù)加工。
精車后的尺寸精度可達(dá) IT7~IT8 ，表面粗糙度 Ra1.6~0.8 μ m 。
精細(xì)車后的尺寸精度可達(dá) IT6~IT7 ，表面粗糙度 Ra0.4~0.025 μ m 。精細(xì)車尤其適合于有色金屬加工，有色金屬一般不宜采用磨削，所以常用精細(xì)車代替磨削。
2 外圓表面的磨削加工
磨削是外圓表面精加工的主要方法之一。它既可加工淬硬后的表面，又可加工未經(jīng)淬火的表面。
根據(jù)磨削時(shí)工件定位方式的不同，外圓磨削可分為：中心磨削和無心磨削兩大類。
（1）中心磨削
中心磨削即普通的外圓磨削，被磨削的工件由中心孔定位，在外圓磨床或萬能外圓磨床上加工。磨削后工件尺寸精度可達(dá) IT6~IT8 ，表面粗糙度 Ra0.8~0.1 μ m 。按進(jìn)給方式不同分為縱向進(jìn)給磨削法和橫向進(jìn)給磨削法。
a ．縱向進(jìn)給磨削法（縱向磨法）
如圖 6-2 所示，砂輪高速旋轉(zhuǎn)，工件裝在前后頂尖上，工件旋轉(zhuǎn)并和工作臺(tái)一起縱向往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
b ．橫向進(jìn)給磨削法（切入磨法）
如圖 6-3 所示，此種磨削法沒有縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。當(dāng)工件旋轉(zhuǎn)時(shí)，砂輪以慢速作連續(xù)的橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。其生產(chǎn)率高，適用于大批量生產(chǎn)，也能進(jìn)行成形磨削。但橫向磨削力較大，磨削溫度高，要求機(jī)床、工件有足夠的剛度，故適合磨削短而粗，剛性好的工件；加工精度低于縱向磨法。
（2）無心磨削
無心磨削是一種高生產(chǎn)率的精加工方法，以被磨削的外圓本身作為定位基準(zhǔn)。目前無心磨削的方式主要有：貫穿法和切入法。
如圖 6-4 所示為外圓貫穿磨法的原理。
工件處于磨輪和導(dǎo)輪之間，下面用支承板支承。磨輪軸線水平放置，導(dǎo)輪軸線傾斜一個(gè)不大的 λ 角。這樣導(dǎo)輪的圓周速
度 υ 導(dǎo) 可以分解為帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)的 υ 工 和使工件軸向進(jìn)給的分量 υ 縱 。
如圖 6-5 為切入磨削法磨削的原理。導(dǎo)輪 3 帶動(dòng)工件 2 旋轉(zhuǎn)并壓向磨輪 1 。加工時(shí)，工件和導(dǎo)輪及支承板一起向砂輪作橫向進(jìn)給。磨削結(jié)束后，導(dǎo)輪后退，取下工件。導(dǎo)輪的軸線與砂輪的軸線平行或相交成很小的角度（ 0.5~1 o ），此角度大小能使工件與擋鐵 4 （限制工件軸向位置）很好地貼住即可。
無心磨削時(shí)，必須滿足下列條件：
a ．由于導(dǎo)輪傾斜了一個(gè) λ角度，為了保證切削平穩(wěn)，導(dǎo)輪與工件必須保持線接觸，為此導(dǎo)輪表面應(yīng)修整成雙曲線回轉(zhuǎn)體形狀。
b ．導(dǎo)輪材料的摩擦系數(shù)應(yīng)大于砂輪材料的磨擦系數(shù)；砂輪與導(dǎo)輪同向旋轉(zhuǎn)，且砂輪的速度應(yīng)大于導(dǎo)輪的速度；支承板的傾斜方向應(yīng)有助于工件緊貼在導(dǎo)輪上。
c ．為了保證工件的圓度要求，工件中心應(yīng)高出砂輪和導(dǎo)輪中心連線。高出數(shù)值 H 與工件直徑有關(guān)。當(dāng)工件直徑 d 工 =8 ～ 30mm 時(shí)， H ≈ d 工 /3 ；當(dāng) d 工 =30 ～ 70mm 時(shí)， H ≈ d 工 /4 。
d 、導(dǎo)輪傾斜一個(gè) λ 角度。如圖 6-4 ，當(dāng)導(dǎo)輪以速度 v 導(dǎo) 旋轉(zhuǎn)時(shí)，可分解為：
v 工 =v 導(dǎo) · cos λ ; v 縱 =v 導(dǎo) · sin λ
粗磨時(shí)，λ取 3°～6 °；精磨時(shí)，λ取 1 °～ 3 °。
無心磨削時(shí)，工件尺寸精度可達(dá) IT6-IT7，表面粗糙度 Ra0.8-0.2um.
?。?）外圓磨削的質(zhì)量分析
在磨削過程中，由于有多種因素的影響，零件表面容易產(chǎn)生各種缺陷。常見的缺陷及解決措施分析如下：
a ．多角形 在零件表面沿母線方向存在一條條等距的直線痕跡，其深度小于 0.5 μ m ，如圖6-6 所示。
產(chǎn)生原因主要是由于砂輪與工件沿徑向產(chǎn)生周期性振動(dòng)所致。如砂輪或電動(dòng)機(jī)不平衡；軸承剛性差或間隙 太大 ；工件中心孔與頂尖接觸不良；砂輪磨損不均勻等。消除振動(dòng)的措施，如仔細(xì)地平衡砂輪和電動(dòng)機(jī)；改善中心孔和頂尖的接觸情況；及時(shí)修整砂輪；調(diào)整軸承間隙等。
b ．螺旋形 磨削后的工件表面呈現(xiàn)一條很深的螺旋痕跡，痕跡的間距等于工件每轉(zhuǎn)的縱向進(jìn)給量。如圖 6-7 所示。
產(chǎn)生原因主要是砂輪微刃的等高性破壞或砂輪與工件局部接觸。如砂輪母線與工件母線不平行；頭架、尾座剛性不等；砂輪主軸剛性差。消除的措施，修正砂輪，保持微刃等高性；調(diào)整軸承間隙；保持主軸的位置精度；砂輪兩邊修磨成能成臺(tái)肩形或倒圓角，使砂輪兩端不參加切削；工件臺(tái)潤(rùn)滑油要合適，同時(shí)應(yīng)有卸載裝置；使導(dǎo)軌潤(rùn)滑為低壓供油。
c ．拉毛（劃傷或劃痕） 常見的工件表面拉毛現(xiàn)象如圖 6-8 所示。
產(chǎn)生原因主要是磨粒自銳性過強(qiáng)；切削液不清潔；砂輪罩上磨屑落在砂輪與工件之間等。消除拉毛的措施，選擇硬度稍高一些的砂輪；砂輪修整后用切削液和毛刷清洗；對(duì)切削液進(jìn)行過濾；清理砂輪罩上的磨屑等。
d．燒傷 可分為螺旋形燒傷和點(diǎn)燒傷，如圖 6-9 所示。
燒傷的原因主要是由于磨削高溫的作用，使工件表層金相組織發(fā)生變化，因而使工件表面硬度發(fā)生明顯變化。消除燒傷的措施，降低砂輪硬度；減小磨削深度；適當(dāng)提高工件轉(zhuǎn)速；減少砂輪與工件接觸面積；及時(shí)修正砂輪；進(jìn)行充分冷卻等。
3、外圓表面的精密加工
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)工件和加工精度和表面質(zhì)量要求也越來越高。因此在外圓表面精加工后，往往還要進(jìn)行精密加工。外圓表面的精密加工方法常用的有高精度磨削、超精度加工、研磨和滾壓加工等。
（1）高精度磨削
使軸的表面粗糙度值在 Ra0.16 μ m 以下的磨削工藝稱為高精度磨削，它包括精度磨削（ Ra0.6-0.06 μ m ）、超精密磨削（ Ra0.04-0.02 μ m ）和鏡面磨削（ Ra ﹤ 0.01 μ m）。
高精度磨削的實(shí)質(zhì)在于砂輪磨粒的作用。經(jīng)過精細(xì)修整后的砂輪的磨粒形成了同時(shí)能參加磨削的許多微刃。如圖 6 -10a,b，這些微刃等高程度好，參加磨削的切削刃數(shù)大大增加，能從工件上切下微細(xì)的切屑，形成粗糙度值較小的表面。隨著磨削過程的繼續(xù)，銳利的微刃逐漸鈍化，如圖 6 -10c。鈍化的磨粒又可起拋光作用，使粗糙度進(jìn)一步降低。
（2）超精加工
用細(xì)粒度磨具的油石對(duì)工件施加很小的壓力，油石作往復(fù)振動(dòng)和慢速沿工件軸向運(yùn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)微量磨削的一種光整加工方法。
如圖 6-11 所示為其加工原理圖。加工中有三種運(yùn)動(dòng)：工件低速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 1 ；磨頭軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 2 ；磨頭高速往復(fù)振動(dòng) 3 。如果暫不考慮磨頭軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，磨粒在工件表面上走過的軌跡是正弦曲線，如圖 6-11b 所示。
超精加工大致有四個(gè)階段：
a ．強(qiáng)烈切削階段 開始時(shí)，由于工件表面粗糙，少數(shù)凸峰與油石接觸，單位面積壓力很大，破壞了油膜，故切削作用強(qiáng)烈。
b ．正常切削階段 當(dāng)少數(shù)凸峰磨平后，接觸面積增加，單位面積壓力降低，致使切削作用減弱，進(jìn)入正常切削階段。
c．微弱切削階段 隨著接觸面積進(jìn)一步增大，單位面積壓力更小，切削作用微弱，且細(xì)小的切屑形成氧化物而嵌入油石的空隙中，因而油石產(chǎn)生光滑表面，具有摩擦拋光作用。
d ．自動(dòng)停止切削階段 工件磨平，單位面積上的壓力很小，工件與油石之間形成液體摩擦油膜，不再接觸，切削作用停止。
經(jīng)超精加工后的工件表面粗糙度值 Ra0.08-0.01 μ m. 。然而由于加工余量較小（小于 0.01mm ），因而只能去除工件表面的凸峰，對(duì)加工精度的提高不顯著。
?。?）研磨
用研磨工具和研磨劑，從工件表面上研去一層極薄的表層的精密加工方法稱為研磨。
研磨用的研具采用比工件材料軟的材料（如鑄鐵、銅、巴氏合金及硬木等）制成。研磨時(shí)，部分磨粒懸浮在工件和研具之間，部分研粒嵌入研具表面，利用工件與研具的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，磨粒應(yīng)切掉一層很薄的金屬，主要切除上工序留下來的粗糙度凸峰。一般研磨的余量為 0.01 -0.02mm 。研磨除可獲得高的尺寸精度和小的表面粗糙度值外，也可提高工件表面形狀精度，但不能改善相互位置精度。
當(dāng)兩個(gè)工件要求良好配合時(shí)，利用工件的相互研磨（對(duì)研）是一種有效的方法。如內(nèi)燃機(jī)中的氣閥與閥座，油泵油咀中的偶件等。
?。?）滾壓加工
滾壓加工是用滾壓工具對(duì)金屬材質(zhì)的工件施加壓力，使其產(chǎn)生塑性變形，從而降低工件表面粗糙度，強(qiáng)化表面性能的加工方法。它是一種無切屑加工。
圖 6-12 為滾壓加工示意圖。滾壓加工有如下特點(diǎn)：
a ．滾壓前工件加工表面粗糙度值不大于 Ra5 μ m ，表面要求清潔，直徑余量為 0.02 -0.03mm 。
b ．滾壓后的形狀精度和位置精度主要取決于前道工序。
c ．滾壓的工件材料一般是塑性材料，并且材料組織要均勻。鑄鐵件一般不適合滾壓加工。
d ．滾壓加工生產(chǎn)率高。
4、外圓表面加工方案的選擇
上面介紹了外圓表面常用的幾種加工方法及其特點(diǎn)。零件上一些精度要求較高的面，僅用一種加工方法往往是達(dá)不到其規(guī)定的技術(shù)要求的。這些表面必須順序地進(jìn)行粗加工、半精加工和精加工等加工方法以逐步提高其表面精度。不同加工方法有序的組合即為加工方案。表 6-2 即為外圓柱面的加工方案。
確定某個(gè)表面的加工方案時(shí)，先由加工表面的技術(shù)要求（加工精度、表面粗糙度等）確定最終加工方法，然后根據(jù)此種加工方法的特點(diǎn)確定前道工序的加工方法，如此類推。但由于獲得同一精度及表面粗糙度的加工方法可有若干種，實(shí)際選擇時(shí)還應(yīng)結(jié)合零件的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸大小及材料和熱處理的要求全面考慮。
表 6-2中序號(hào) 3 （粗車—半精車—精車）與序號(hào) 5 （粗車—半精車—磨）的兩種加工方案能達(dá)到同樣的精度等級(jí)。但當(dāng)加工表面需淬硬時(shí)，最終加工方法只能采用磨削。如加工表面未經(jīng)淬硬，則兩種加工方案均可采用。若零件材料為有色金屬，一般不宜采用磨削。
再如表 6-2 中序號(hào) 7 （粗車—半精車—粗磨—精磨—超精加工）與序號(hào) 10 （粗車—半精車—粗磨—精磨—研磨）兩種加工方案也能達(dá)到同樣的加工精度。當(dāng)表面配合精度要求比較高時(shí)，終加工方法采用研磨較合適；當(dāng)只需要求較小的表面粗糙度值，則采用超精加工較合適。但不管采用研磨還超精加工，其對(duì)加工表面的形狀精度和位置精度改善均不顯著，所以前道工序應(yīng)采用精磨，使加工表面的位置精度和幾何形狀精度已達(dá)到技術(shù)要求。
各種加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度精度和經(jīng)濟(jì)粗糙度等級(jí)，在機(jī)械加工的各種手冊(cè)中均能查到。
序號(hào)
加工方法
經(jīng)濟(jì)精度
( 公差等級(jí)表示 )
經(jīng)濟(jì)粗糙度值
Ra ／ um
適用范圍
1
粗車
IT18~13
12.5~50
適用于淬火鋼以外的各種金屬
2
粗車 - 半精車
IT11~10
3.2~6.3
3
粗車 - 半精車 - 精車
IT7~8
0.8~1.6
4
粗車 - 半精車 - 精車 -滾壓（或拋光）
IT7~8
0.25~0.2
5
粗車 - 半精車 -磨削
IT7~8
0.4~0.8
主要用于淬火鋼，也可用于未淬火鋼，但不宜加工有色金屬
6
粗車 - 半精車 -粗磨 -精磨
IT6~7
0.1~0.4
7
粗車 - 半精車 -粗磨 -精磨 -超精加工（或輪式超精磨）
IT5
0.012~0.1
( 或 R Z 0.1)
8
粗車 - 半精車 -精車 -精細(xì)車（金剛車）
IT6~7
0.025~0.4
主要用于要求較高的有色金屬加工
9
粗車 - 半精車 - 粗磨 -精磨 -超精磨（或鏡面磨）
IT5 以上
0.006~0.025
( 或 R Z 0.05)
極高精度的外圓加工
四、典型軸類零件加工工藝分析
1、階梯軸加工工藝過程分析
圖 6—35 為減速箱傳動(dòng)軸工作圖樣。生產(chǎn)批量為小批生產(chǎn)。材料為 45 熱軋圓鋼。零件需調(diào)質(zhì)。
（1）結(jié)構(gòu)及技術(shù)條件分析
該軸為沒有中心通孔的多階梯軸。根據(jù)該零件工作圖，其軸頸 M 、 N ，外圓 P,Q 及軸肩 G 、 H 、 I 有較高的尺寸精度和形狀位置精度，并有較小的表面粗糙度值，該軸有調(diào)質(zhì)熱處理要求。
?。?）加工工藝過程分析
a ．確定主要表面加工方法和加工方案。
傳動(dòng)軸大多是回轉(zhuǎn)表面，主要是采用車削和外圓磨削。由于該軸主要表面 M,N,P,Q 的公差等級(jí)較高（ IT6 ），表面粗糙度值較小（ Ra0.8 μ m ），最終加工應(yīng)采用磨削。其加工方案可參考表 3-14 。
b ．劃分加工階段
該軸加工劃分為三個(gè)加工階段，即粗車（粗車外圓、鉆中心孔），半精車（半精車各處外圓、臺(tái)肩和修研中心孔等），粗精磨各處外圓。各加工階段大致以熱處理為界。
c ．選擇定位基準(zhǔn)
軸類零件的定位基面，最常用的是兩中心孔。因?yàn)檩S類零件各外圓表面、螺紋表面的同軸度及端面對(duì)軸線的垂直度是相互位置精度的主要項(xiàng)目，而這些表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)一般都是軸的中心線，采用兩中心孔定位就能符合基準(zhǔn)重合原則。而且由于多數(shù)工序都采用中心孔作為定位基面，能最大限度地加工出多個(gè)外圓和端面，這也符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。
但下列情況不能用兩中心孔作為定位基面：
?。?a ）粗加工外圓時(shí)，為提高工件剛度，則采用軸外圓表面為定位基面，或以外圓和中心孔同作定位基面，即一夾一頂。
?。╞）當(dāng)軸為通孔零件時(shí)，在加工過程中，作為定位基面的中心孔因鉆出通孔而消失。為了在通孔加工后還能用中心孔作為定位基面，工藝上常采用三種方法。
①當(dāng)中心通孔直徑較小時(shí)，可直接在孔口倒出寬度不大于 2 mm 的 60 o 內(nèi)錐面來代替中心孔；
?、诋?dāng)軸有圓柱孔時(shí)，可采用圖 6 — 36 a 所示的錐堵，取 1 ∶ 500 錐度；當(dāng)軸孔錐度較小時(shí)，取錐堵錐度與工件兩端定位孔錐度相同；
?、郛?dāng)軸通孔的錐度較大時(shí)，可采用帶錐堵的心軸，簡(jiǎn)稱錐堵心軸，如圖 6 — 36 b 所示。
使用錐堵或錐堵心軸時(shí)應(yīng)注意，一般中途不得更換或拆卸，直到精加工完各處加工面，不再使 用中心孔時(shí)方能拆卸。
d ．熱處理工序的安排
該軸需進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。它應(yīng)放在粗加工后，半精加工前進(jìn)行。如采用鍛件毛坯，必須首先安排退火或正火處理。該軸毛坯為熱軋鋼，可不必進(jìn)行正火處理。
e ．加工順序安排
除了應(yīng)遵循加工順序安排的一般原則，如先粗后精、先主后次等，還應(yīng)注意：
?。╝ ）外圓表面加工順序應(yīng)為，先加工大直徑外圓 ，然后再加工小直徑外圓，以免一開始就降低了工件的剛度。
?。?b ）軸上的花鍵、鍵槽等表面的加工應(yīng)在外圓精車或粗磨之后，精磨外圓之前。
軸上矩形花鍵的加工，通常采用銑削和磨削加工，產(chǎn)量大時(shí)常用花鍵滾刀在花鍵銑床上加工。以外徑定心的花鍵軸，通常只磨削外徑鍵側(cè)，而內(nèi)徑銑出后不必進(jìn)行磨削，但如經(jīng)過淬火而使花鍵扭曲變形過大時(shí)，也要對(duì)側(cè)面進(jìn)行磨削加工。以內(nèi)徑定心的花鍵，其內(nèi)徑和鍵側(cè)均需進(jìn)行磨削加工。
（ c ）軸上的螺紋一般有較高的精度，如安排在局部淬火之前進(jìn)行加工，則淬火后產(chǎn)生的變形會(huì)影響螺紋的精度。因此螺紋加工宜安排在工件局部淬火之后進(jìn)行。
軸加工工藝在機(jī)械制造的領(lǐng)域中有這十分重要的地位，它是發(fā)展機(jī)械工業(yè)的基礎(chǔ)。在中國(guó)發(fā)展工業(yè)的重要階段，對(duì)機(jī)械行業(yè)的研究和對(duì)軸類工藝的研究更加要加以重視。因此，通過重視和努力我相信我們一定能國(guó)重新振興中國(guó)的工業(yè)，使中國(guó)的國(guó)力進(jìn)一步增強(qiáng)。
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