PXY精密零件多轴自动机加工工艺

1、 毕业设计（论文）毕业设计（论文）题题 目：目： PXYPXY 精密零件多轴自动机精密零件多轴自动机 加工工艺加工工艺 学学 院：院： 机电工程学院机电工程学院 专业班级：专业班级：机械工程及自动化机械工程及自动化 0303 级（级（3 3）班）班 指导教师：指导教师： 董友耕董友耕 职称：职称： 讲师讲师 学生姓名：学生姓名： 孙孙 红红 梅梅 学学 号：号： 03C10331 前 言前 言 .1第 1 章 绪 论 .2第 2 章 零件结构工艺分析 .42.1 概述 .42.2 零件结构工艺性的基本要求 .42.3 金属切削件加工工艺.5零件的分析.5工艺规程的设计.6第 3 章 成形刀具设

2、计 .163.1 概述.163.2 外圆车刀的设计.16刀具形状的选择.16刀具材料的选择.163.3 孔加工刀具设计.20刀具形状的选择.20刀具材料的选择.21第 4 章 专用量具设计 .234.1 内、外径量具.234.1.1 工作原理 .23量规的形状.24量规的公差.25量规工作尺寸的计算.26量规的正确使用.294.2 同轴度测量.304.3 深度测量 .314.4 角度测量 .32角度块的结构和使用.32角度块的检定.32第 5 章 反转机构 .35第 6 章 总结 .36参考文献 .38致 谢 .39本科毕业设计（论文）诚信声明 .40 前前 言言零件的工艺是指这种结构的零件在

3、加工时的难易程度。零件结构工艺好，就是指设计的零件，在保证产品使用性能的前提下，能用生产效率高、劳动量小，材料消耗少和生产成本低的加工方法制造出来。反之，就说明零件结构工艺性差。但是，随着工艺技术的发展，使原来被认为无法加工的零件，变成很容易达到加工要求。这些工艺如电加工、超声加工和激光加工。零件的结构工艺性涉及的零件各个加工工种，如毛坯制造、切削加工、热处理和装配等。所以零件的结构工艺性就是指该零件的整个加工过程中个加工工种的工艺性。在这次中,本人详细的叙诉了 PXY 精密零件的加工工艺及其加工刀具和量具设计的全部过程,其中分为四大章,分别介绍了针对 PXY 精密零件所进行的工艺分析及工艺规

4、程设计、成形刀具和专用量具的设计。由于所学知识有限，所以难免有不足之处，请老师多指导。第第 1 章章 绪绪 论论各种机械产品都是由零件组成的。机械零件如轴、轴承、齿轮、凸轮、螺杆、壳体等，一般是用不同材料制成，并且有一定的结构形状，在产品中能起到规定的作用和满足使用要求。各种产品的用途及零件的结构差别很大，但他们的制造工艺却有许多共同之处。任何一种产品都是用组成这一产品的零件装配而成的，而得到这些零件则需应用各种不同的毛坯并经过机械加工。毛坯一般都是用各种热加工工艺获得的。即一种产品的生产过程大致都可分为毛坯制造、零件加工和装配试验三个阶段。分析这三个阶段中的工艺问起可发现他们具有共同的规律性

5、。各种机械零件常用的毛坯是铸件、锻件、棒料、钣料、型材等，获得这些毛坯的工艺为铸造、锻造、焊接、压力加工等热加工工艺。其中铸造、锻造工艺可获得成形毛坯，它具有零件的雏形，而零件的最后形状和技术要求一般是在机械加工阶段获得的。零件的制造过程视所采用的毛坯和零件的结构要求而异。又铸件、锻件、棒料等制造零件的过程，是以切削加工方法为主，一般称为机械加工过程；由鈑料、棒料、型材等制造零件的过程，以材料的塑性变形为主，一般称为冷冲压过程；另外还有塑料零件的压制过程和其他一些特殊加工工艺过程。在这些制造过程中机械加工工艺是获得零件复杂形状和高精度要求的主要手段。加工后的零件大多需经过热处理和表面处理，最后

6、进入装配，并进行产品的性能试验，以确保质量。对于任何零件的制造工艺过程最基本的要求有两方面，一是满足零件从使用观点所提出的质量要求，即零件的形状、尺寸精度、表面质量，以及物理机械性能应满足设计规定的技术要求；另外要求生产时消耗的物质和劳动量最少，即生产率高，成本低。处理这两者的原则必须是首先满足质量要求，在此前提下应不断提高劳动生产率，降低生产成本。简言之，即是优质、高产、低消耗。保证零件加工质量、提高劳动生产率和经济型是设计或分析研究任何工艺过程最普遍的规律，正是在这些规律的基础上形成了整个体系。规定机械零件需要的加工精度，这是设计人员的任务，而在一定生产率和成本下达到加工精度要求就成为工艺

7、人员的主要任务。提高加工精度在生产过程各阶段都有重要意义。例如提高毛坯的制造精度可以减少机械加工工作量；而提高机械加工精度可提高零件的互换性，进而可减少装配工作量。保证零件的加工精度就必须研究造成加工误差的各种工艺因素，以便采取措施保证设备和工艺装备在达到规定加工精度时工作的稳定性和可靠性。机械制造的发展不仅标志机械结构的改进，同时也由生产工艺的不断完善来体现。在规定时间内消耗最少的物化劳动、降低生产成本，则必须采用高生产率的设备、工艺装备，并实现生产过程的机械化和自动化。机械结构的工艺性与现代技术水平、生产的可能性和方便性、制造的经济性有关。改善结构工艺性，则在相同生产条件下可提高产量并降低

8、成本。工艺学主要任务之一是研究如何制订零件制造的工艺过程。其中主要问题有加工方法的选择、余量及工序尺寸的计算、工序的集中和分散、以及工序顺序的编制等。研究这些规律是合理设计工艺过程的基础，同时为用计算机进行辅助设计、减少工艺人员的劳动两级缩短生产准备周期创造条件。在不同的生产条件下，为了综合解决零件制造的质量、生产率和经济性为题，同一零件可通过不同的工艺过程来制造。具体任务是：第一：了解零件制造工艺的基本理论，初步掌握分析研究工艺过程优质、高产、低消耗的规律。第二：掌握制定机械精简工艺规程的基本原则和具体方法。最后：从工艺的现有水平和发展方向出发，不断改进产品结构，革新工艺，进行创造性的工艺工

9、作。目前我国的机械制造工艺水平与先进国家相比还有较大的差距，表现在如加工精度低、生产劳动量大、成本高、生产的机械化及自动化程度低、新产品准备周期长等。因此大力进行工艺研究，提高工艺水平仍是迫切的繁重任务。 第第 2 章章 零件结构工艺分零件结构工艺分析析2.1 概述概述零件的工艺是指这种结构的零件在加工时的难易程度。零件结构工艺好，就是指设计的零件，在保证产品使用性能的前提下，能用生产效率高、劳动量小，材料消耗少和生产成本低的加工方法制造出来。反之，就说明零件结构工艺性差。但是，随着工艺技术的发展，使原来被认为无法加工的零件，变成很容易达到加工要求。这些工艺如电加工、超声加工和激光加工。零件的

10、结构工艺性涉及的零件各个加工工种，如毛坯制造、切削加工、热处理和装配等。所以零件的结构工艺性就是指该零件的整个加工过程中个加工工种的工艺性。2.2 零件结构工艺性的基本要求零件结构工艺性的基本要求a.零件结工的铸造工艺性零件的壁厚应合适、均匀、不得又突然变化;铸件圆角要合理,并不的有尖角;铸件的结构要尽力简化,并要有合理的拔模斜度,以减少分型面,型心和便于起模;加强筋的厚度和分布要合理,以避免冷却时铸件变形或产生裂纹;铸件的选材要合理.b.件结构的锻造工艺性结构应力求简单对称;模锻件应有合理的锻造斜度和圆角半径;材料应有可断性. c.件结构的冲压工艺性结构应力求简单对称；外形和内孔应尽量避免尖

11、角；圆角半径大小应利于成角；选材应符合工艺要求.d.零件结构的焊接工艺性焊接件所用材料应具有可焊性;焊缝的布置应有利于较小焊接应立即变形;焊接接头的形式、位置和尺寸应满足焊接质量的要求；焊接件的技术要求要合理。e.件结构的热处理工艺性对热处理件的技术要求要合理；热处理零件应尽量避免尖角、锐角和盲孔；截面要尽量均匀、对称；零件材料应与所要求的物理、机械性能相适应。f.零件结构的切削加工工艺性尺寸公差、形位公差 和表面粗糙度的要应经济、合理；各加工表面几何形状应尽量简单；有相互位置要求的表面应尽量在一次装夹中加工；零件应有合理的工艺基准并尽量与设计基准一致；零件的结构应便于装夹、加工和检验；零件的

12、结构要素应尽可能统一，并使其能尽量使用普通设备和标准刀具 进行加工；零件的结构应尽量便于多件同时加工。g.装夹工艺性应尽量避免装配时采用复杂工艺装备；在质量大于 20kg 的装配单元或其组成的结构中，应具有吊装的结构要素；在装配时应避免有关组成部分的中间拆卸和再装配；个组成部分的连接方法应尽量保证能用最少的工具快速装拆；各种连接结构形式应便于装配工作的机械化和自动化。2.3 金属切削件加工工艺金属切削件加工工艺下面通过例子（空包弹）对金属切削加工工艺进行分析： 零件的分析零件的分析.1 零件的作用空包弹射击时距枪口数米即无杀伤威力的枪弹。有战斗用和演习用两类。战斗用空包弹没有弹头，主要用于发射

13、枪榴弹。演习用空包弹分为有头和无头两种。有头空包弹的弹头一般用纸、棉花、塑料、木材和模压金属粉等轻质材料制成，射击时出枪口后即粉碎，数米外无杀伤作用。可模拟实弹射击时的声响、火光和烟雾，可用于战斗演习，或电影、电视、戏剧等的声响、焰火效果制作。无头空包弹为了顺利进入弹膛，弹壳头部都作了加长，同时采用星型收口，色漆密封，以便防潮与识别。本零件的材料为 2A12（硬铝） 。零件图如下：图 2-1 零件图.2 零件的工艺分析该零件共有两组加工表面，他们相互间有一定的位置要求。现分析如下：a.以孔为中心的加工表面。这一组加工表面包括：一个的孔及其03. 0. 0 . 07 . 403. 0. 0 .

14、07 . 4倒角，尺寸为 的一个外圆及其倒角，还有一个的槽。其中，主要03. 001. 08 . 7加工表面为的孔和 的外圆。03. 0. 0 . 07 . 4这组加工表面间有一个位置要求：孔与槽的同轴度公差为 0.1。03. 0. 0 . 07 . 403. 001. 08 . 7b.以孔为中心的加工表面。这一组加工表面包括：一个的孔及其倒006. 007 . 2006. 007 . 2角，尺寸为的一个外圆及其倒角，还有一个。其中，主要加工表面为003. 06 . 405. 001. 06 . 3的孔和的外圆。006. 007 . 2003. 06 . 4这两组加工表面间的位置要求：孔与的孔

15、同轴。006. 007 . 203. 0. 0 . 07 . 4由以上分析可知，对于这两组加工表面而言，可以先加工其中一组表面，然后借助于专用夹具加工另一组表面，并保证他们之间的位置精度要求。 工艺规程的设计工艺规程的设计.1 制定工艺路线0036. 08 . 90036. 08 . 9加工机床：多轴自动机； 原料：棒料40012a.工艺方案一：工序 1：切断材料；工序 2：粗车外圆，并钻孔；0036. 08 . 903. 0. 0 . 07 . 4工序 3：车槽，倒倒角；03. 001. 08 . 75 . 05 . 0工序 4：精车外圆，倒倒角；0036. 08 . 90.10.1工序 5

16、：精钻孔；03. 0. 0 . 07 . 4工序 6：钻孔；1.6工序 7：反转工件；工序 8：粗车外圆，并钻孔；003. 06 . 4006. 007 . 2工序 9：车槽，倒倒角；05. 001. 06 . 35 . 05 . 0工序 10：精车外圆，倒倒角；003. 06 . 40.10.1工序 11：精钻孔；006. 007 . 2工序 12：弹出工件。b.工艺方案二工序 1：切断材料；工序 2：粗车外圆，倒倒角；0036. 08 . 95 . 05 . 0工序 3：车槽；03. 001. 08 . 7工序 4：钻孔，倒倒角；03. 0. 0 . 07 . 45 . 05 . 0工序

17、5：精车外圆，精钻孔；0036. 08 . 903. 0. 0 . 07 . 4工序 6：钻孔；1.6工序 7：反转工件；工序 8：粗车外圆，倒倒角；003. 06 . 45 . 05 . 0工序 9：车槽；05. 001. 06 . 3工序 10：钻孔，倒倒角；006. 007 . 20.10.1工序 11： 精车外圆，精钻孔；003. 06 . 4006. 007 . 2工序 12：弹出工件。c.工艺方案三工序 1：切断材料;工序 2：粗车外圆，倒倒角；0036. 08 . 95 . 05 . 0工序 3：车槽；03. 001. 08 . 7工序 4：钻孔，倒倒角；03. 0. 0 . 0

18、7 . 40.10.1工序 5：钻孔;1.6工序 6：精车外圆，精钻孔；0036. 08 . 903. 0. 0 . 07 . 4工序 7：反转工件;工序 8：粗车外圆，倒倒角；003. 06 . 45 . 05 . 0工序 9：车槽；05. 001. 06 . 3工序 10：钻孔，倒倒角；006. 007 . 20.10.1工序 11： 精车外圆，精钻孔；003. 06 . 4006. 007 . 2工序 12：弹出工件。以上加工方案大致看来还是合理的.但通过仔细考虑零件的技术要求以及能采取的加工手段之后，发现仍有问题，主要表现在孔与槽的加工要03. 0. 0 . 07 . 403. 001

19、. 08 . 7求上。图样规定：孔与槽的同轴度公差为 0.1。由此可见孔与03. 0. 0 . 07 . 403. 001. 08 . 703. 0. 0 . 07 . 4槽必须在一次安装中加工。因此，最后的加工工艺方案确定如下：03. 001. 08 . 7工序 1：切断材料;工序 2：粗车外圆；0036. 08 . 9工序 3：钻孔，倒倒角；03. 0. 0 . 07 . 40.10.1工序 4：钻孔；1.6工序 5：精钻孔，车槽；03. 0. 0 . 07 . 403. 001. 08 . 7工序 6：精车外圆，倒倒角；0036. 08 . 95 . 05 . 0工序 7：反转工件;工序

20、 8：粗车外圆003. 06 . 4工序 9：钻孔，倒倒角；006. 007 . 20.10.1工序 10：车槽,精钻孔；05. 001. 06 . 3006. 007 . 2工序 11： 精车外圆，倒倒角；003. 06 . 45 . 05 . 0工序 12：弹出工件。以上工艺过程详见机械加工工艺综合卡片。.2 确定切削用量及基本工时工序 1：材料切断a.条件工件材料：硬铝， ，棒料。abGp45. 0刀具：高速钢（不加切削液） 。b.计算切削用量确定进给两 f：根据切削用量简明手册 （第三版） （以下简称切削手册 ）表1.7，当工件直径为 12，材料为硬铝时 f=0.110.14, 取 f

21、=0.11计算切削速度：按切削手册表 1.27，切削速度计算公式为（T=60min）： （2-1）vyxpmVckfaTCvvv式中，Cv=388, Xv=0.12, Yv=0.25, m=0.28,修正系数，见切削手册表 1.28,即vk ，, 8 . 0mvk, 9 . 0svk, 0 . 1kvk0 . 1krvk97. 0bvk所以min/5 .11697. 00 . 10 . 19 . 08 . 011. 086038825. 012. 02 . 0mvc 确定机床主轴转速： （2-2）min/3090125 .11610001000rdvnwcs按机械设计设计手册表 40.128

22、与 3090r/min 最近地转速为 3000r/min，所以实际切削速度为： （2-3）min)/(11310003000121000mdnv切削工时： （2-4）min03. 011. 03000282,811nflltmmlmml工序 2：粗车外圆8 . 9切削深度：单边余量 Z=1mm,可一次切除。进给量及切削速度：根据切削手册表 1.15，选 f=0.15mm/r, v=245m/min确定主轴转速：min)/(77981024510001000rdvnwcs计算切削工时 ： min012. 015. 077994104,1011nflltmmlmml工序 3：钻孔，及孔0 . 46

23、 . 1进给量及切削速度：根据切削手册表 2.27，选 f=0.03mm/r, v=100m/min确定主轴转速：min)/(7958410010001000rdvnwcs计算切削工时 ：min05. 003. 079582282,2,82121nfllltmmlmmlmml工序 4：扩孔，车槽7 . 48 . 7a.扩孔：根据切削手册表 2.10 规定，查的扩孔钻扩孔时的进给量，并选为7 . 4f=0.8mm/r扩孔钻扩孔时的切削速度，根据其他有关资料确定为： （2-5）钻0.4vv 其中，为用钻头钻同样尺寸实心孔时的切削速度。故：钻v 40m/min1000.40.4vv钻确定主轴转速：m

24、in)/(27107 . 44010001000rdvnwcs计算切削工时 ：min005. 08 . 027102282,2,82121nfllltmmlmmlmmlb.车槽8 . 7刀具：成形车刀进给量及切削速度：根据成形车刀的设计与制造表 8-1 规定，取 f=0.04mm/r由表 8-5 选 v=120m/min确定主轴转速：min)/(48978 . 712010001000rdvnwcs计算切削工时 ：min015. 004. 04897121,211nflltmmlmml工序 5：精车外圆00.036-9.8进给量及切削速度：（见切削手册表 1.6） ，因速度范围没有限r /15

25、mm. 0f 制，取为：。250m/minv 确定主轴转速：min/8120r9.82501000d1000vnwc计算切削工时 ：011min. 015. 08120410nfllt4mml ,10mml11工序 7：粗车外圆4.6mm切削深度：单边余量 Z=3.5mm,分两次切除。进给量及切削速度：根据切削手册表 1.15，选 f=0.3mm/r,v=150m/min确定主轴转速：min/3979r121501000d1000vnwc计算切削工时 ：0.01min0.3397948nfllt4mml ,8mml11工序 8：钻孔0mm. 2进给量及切削速度：根据切削手册表 2.27，选 f

26、=0.03mm/r,v=100m/min确定主轴转速：min/15915r21001000d1000vnwc计算切削工时 ：02min. 00.0315915227.8nflllt2mml2mm,l ,7.8mml2121工序 9：扩孔 ，车槽mm7 . 20.0060mm3.60.050.01-a.扩孔：根据切削手册表 2.10 规定，查的扩孔钻扩孔时的进给量，并选为mm7 . 20.0060f=0.7mm/r。扩孔钻扩孔时的切削速度，根据其他有关资料确定为：钻0.4vv 其中，为用钻头钻同样尺寸实心孔时的切削速度。故：钻v40m/min1000.40.4vv钻确定主轴转速：min/4715

27、r2.7401000d1000vnwc计算切削工时 ：004min. 00.74715227.8nflllt2mml2mm,l ,7.8mml2121b.车槽mm3.60.050.01-刀具：成形车刀进给量及切削速度：根据成形车刀的设计与制造表 8-1 规定，取 f=0.04mm/r由表 8-5 选 v=100m/min确定主轴转速：min/8841r3.61001000d1000vnwc计算切削工时 ： 013min. 00.04884121nfllt2mm,l ,1mml11工序 10：精车外圆mm4.600.03-进给量及切削速度：（见切削手册表 1.6） ，应速度范围不定任r /15m

28、m. 0f 取，取为：。160m/minv 确定主轴转速：min/11072r4.61601000d1000vnwc计算切削工时 ：0.007min0.151107248nfllt4mm,l ,8mml11最后，将以上各工序切削用量、工时定额的计算结果，连同其他加工数据，一并填入机械加工工艺综合过程卡片中。第 3 章 成形刀具设计3.1 概述概述成形车刀是加工回转体成形表面的专用刀具，其刀形是根据工件廓形设计的，主要用于批量较大的生产中。用车成形车刀加工成形表面，不需要复杂的车床运动，操作简便，不要求工人的技术水平很高。成形车刀相当于多刃刀具，其生产效率高、质量好，允许重磨次数多，使用寿命长。

29、用成形车刀加工，由于刀刃较宽，切削力较大，易引起振动，使工件表面粗糙度提高，故不适合加工长的或刚性不足的工件。用成形车刀加工，应选较低的切削速度和较小的进给量，以防止振动和产生“扎刀”现象。成形车刀的设计制造比较复杂。常用的成形车刀有平体型、棱体型和圆体型。平体形车刀除了切削刃具有一定的形状要求外，结构和普通车刀相同。用于加工外成形表面，沿前刀面可重磨次数不多。棱体型成形车刀的外型是棱柱体，可重磨次数比平体型多，也用来加工外成形面。圆体型成形车刀的外形是回转体，切削刃在圆周表面上分布，沿前刀面可重磨次数多，寿命长，用于加工各种内、外成形表面。3.2 外圆车刀的设计外圆车刀的设计刀具形状的选择刀

30、具形状的选择由于所选零件结构简单，材料为硬铝硬度不大，尺寸小，所以选择平体型车刀。刀具材料的选择刀具材料的选择理想的刀具材料应具备如下几项切削性能：a.足够的硬度刀具切削部分的硬度，必须大于工件材料的硬度，常温硬度一般在 HRC60 以上。b.足够的耐磨性刀具切削部分材料耐磨性的好坏，是材料强度、硬度和组织结构等因素的综合反映，而不是单纯地取决于硬度。组织中硬质点的性质、数量、大小和分布等等，均对耐磨性有影响，此外，耐磨性还与刀具材料对工件材料的抗粘附性有关。金属切削过程中，刀具的切削部分由于受力、热和摩擦而磨损，降低刀具寿命，所以，刀具材料必须具有较好的耐磨性。c.足够的强度和韧性 在切削过

31、程中 ，刀具切削部分承受较大的切削力，有时还承受冲击和振动，因此，要求道具材料必须有足够的强度和韧性。一般以抗弯强度表示。d.足够的热硬性刀具磨损的主要原因在于切削时产生的高温使刀具切削部分硬度下降，所以，高温下能负保持高硬度的性能，这是衡量刀具材料切削性能的主要指标。e.良好的工艺性为了便于刀具的制造，要求有良好的可加工性，可磨削性，同时要求刀具材料在热处理时变形小、不易脱碳、淬透性好。在实际生产中，上述几项性能并不一定同时具备，可根据工件材料的性能和切削要求来选择不同性能的刀具材料，以达到良好的切削效果。根据工件材料和切削要求本例选择金刚石车刀：很多精密零件，入手表摆轮、小圆盘、表盘、电子

32、计算机存储装置的磁盘及导航仪上的球面轴承等，其尺寸精度、几何形状精度要求高达，表面粗糙度不超过，且都由有色金属（如铜、铝m1 . 02 . 0Ra及其合金等）制造，很难用精密磨削法加工，而用金刚石刀具效果很好。在精密加工中，有时加工余量只有几微米，能负切下如此薄的金属层，主要取决于刀具的锋利程度。一般以刀具刃口圆弧半径的大小表示其锋利程度，越小，刀具越锋利，切下微小余量就越顺利。硬质合金刀具即使经过仔细研磨，刃口圆弧半径要达到也是很困难的，而金刚石刀具则能满足其要求。m1 . 0金刚石刀具的导热率高，与有色金属的亲和力低，摩擦系数小，硬度比硬质合金高 56 倍，因而有很高的耐磨性。与其它刀具材

33、料相比，能较长时间的保持切削刃锋利，不需要经常刃磨，耐用度为硬质合金的数千倍。用金刚石车刀加工有色金属，只要冷却润滑充足，不产生刀瘤，而且能研磨很光滑，就能得到更低的表面粗糙度。近年来，由于工艺水平的提高，金刚石刀已经被越来越多地用在钟表行业及其它精密制造业中 。.1.金刚石车刀的结构刀头由金刚石和填料组成，是刀具的切削加工部分。刀杆是安装或镶焊金刚石刀头、并固结在机床刀架上的装夹部分。压紧部分是固定金刚石于刀体上必不可少的部分，亦可以用机械夹固式，也可以用粘结式或二者混合用式。金刚石刀具的切削刃一般分为三种：直线刃、圆弧刃和多棱刃。正确的刀刃应该是直线形的，他在切削中起修光作用，使零件表面达

34、到镜面。 图 3-1 带有直线修光刃的金刚石车刀刀具前角一般有和两种。加工塑性材料时，应选大一些，使切屑能顺利地从0前倾面流出，减小切削力。因金刚石较脆，前角取大后易崩裂，故通常取 =，0但在加工薄壁零件时取=。后角一般取为 6，为改善刀具的传热和增加刀具612强度可取=。主偏角的大小，主要取决于径向和轴向力的分配。由于切削深度极5小，刀具上如磨成二个的过渡刃，实际偏角部分的切削刃未参加切削，为改善1mm. 0刀具的传热，取。30实践证明，用金刚石车刀，表面粗糙度于切削速度的关系不大。.2 金刚石车刀的刃磨目前，各厂以天然金刚石作原料。刃磨前，首先要对天然金刚石的颗粒大小和内在质量进行选择。天

35、然金刚石按着质量的差异分成六个等级。由于车削有色金属零件要求，所以要选用一级天然金刚石。毛坯的质量应是成品颗粒中mRa012. 0006. 0的两倍。颗粒选好，要选择主刀刃的工作面。主刀刃工作面要选择在没有疵病的区域，可用放大镜反复观察确定。然后选取最佳刃磨方向。最佳刃磨方向应与晶体生长线纹相垂直，与晶体轴相平行。刃磨主刀刃工作面（基面准）时，因天然金刚石颗粒小而且表面为无规则的多棱形而无法夹持，需要将颗粒镶在有柄锡斗中。锡斗（图 3-2）的成分为： 6321图 3-2 锡斗1-锡头 2-球座（锡青铜） 3-夹柄（退火紫铜，直径）6锡、铅。用煤气或酒精灯等先将锡斗加热熔化，放入金刚石颗粒，将需

36、要刃00700030磨的部分露出，锡冷却后颗粒固定，将锡斗柄夹在夹具中便可刃磨。为了防止刃磨时产生的热将锡熔化，要经常将锡斗拿起来浸在水中冷却。第一面（即基准面）磨好后，将锡斗加热熔化，取出天然金刚石颗粒，夹在专用的四角刃磨夹具中，刃磨基准面的对面，再装夹在平面夹具中，刃磨与基准面相垂直的两个面。四个面刃磨完毕，再将天然金刚石颗粒镶在锡斗上或夹在平面夹具中进行几何形状和角度的刃磨。刃磨次序是：首先刃磨中间刃带 0.18mm；刃磨两个过渡刃 0.1 mm；刃磨两个偏角；最后抛光主刀刃工作面。后角的大小，用手扳动夹具 或锡斗夹柄得到。磨料是 320 号金刚石粉与 10 号机油相伴的混合物。刃磨时，

37、一般靠夹具的自重加压。粗磨时，可适当加配重以增加刃磨作用。刀刃的几何角度和尺寸应经常在光学投影仪下检查。一边刃磨，一边检查，一边修正。刃磨的粗糙度和直线度用 40 倍双筒显微镜和 500 瓦放映灯泡制作的聚光设备检查。要特别注意刀刃的几何形状是否正确，主刀刃的带一定要保证正确的直线性。3.3 孔加工刀具设计孔加工刀具设计刀具形状的选择刀具形状的选择根据加工条件和技术要求选用孔加工刀具。麻花钻。扁钻可以在实习材料上加工或扩大已有孔的直径，也可以用于半精加工或精加工（鉸孔、镗孔、拉孔等）的预钻孔加工，加工精度较低粗糙度较大，一般只能完成新国标的 1112 级以下精度的孔加工。倒角钻用来扩大普通的锥

38、空、装配锥形螺钉头的锥空、内孔倒棱及扩中心孔。中心钻保证钻孔时中心不发生偏移。绞刀是孔的精加工刀具，用来提高空的精度和降低粗糙度。镗刀用来扩大工件上已有的孔。孔加工刀具是工作在工件内表面的，因而刀具的某些结构尺寸受到限制。同时，设计和使用时必须考虑是否容易排屑、道具的强度、刚度，导向、散热冷却和润滑等问题。直径较大的孔加工刀具，它的结构、计算参数和制造工艺在各类金属切削刀具书中已有详尽的叙述。而直径较小，特别是直径在 2.0mm 以下的小孔加工刀具，与直径较大的孔加工刀具相比，有自己的特点。例如，钻削小直径的孔，一般采用带有一条平面槽的杆状钻头，为了使钻头工作部分有较大的强度，小直径的钻通常采

39、用一条容屑槽形式，容屑槽在制造时直接磨出。普通麻花钻的后面为一曲面，而且在导向部分的外缘修磨出两条棱边，而小直径的钻头后面常采用平面，几乎不用曲面，而一般没有棱边。本设计中选用符合中心钻，其结构如图 3-31.61.6图 3-3 复合中心钻刀具材料的选择刀具材料的选择图 3-3 刀具为整体高速钢 W18CrV 复合中心钻，热处理 HRC6265。前角实际上为负值，刃磨后角为或。01210如果用工具磨床刃磨中心钻，必须按公式扳角度，其公式推导过程如下： 图 3-4 为中心钻刃磨顶角及后角示意图。如刃磨后角，工件轴在水平方向应旋转角0度。刃磨顶角 2，工件轴与轴线再扳角。0图 3-4由图 3-4

40、知：ACO,BCO,EOD11COCAtg,COCBtg11tgCACO1tgCACBtg在中，CB=OE，CA=ODODEtgODOEtg所以， (3-1)costgtg111图 3-5在图 3-5 中，可以看出与刃磨后角的关系。刃磨后角，转角0, 0111GLKFLG在中，GKFcosGFGKtgGFGKtg,tg/GFLFKGGK,LKKLLFGFtg,KLGKtg110111111110所以 (3-2)costgtg0根据公式（3-1） 、 （3-2）可以求出不同顶角及不同刃磨后角时工件应该搬的角度。第第 4 章章 专用量具设计专用量具设计4.1 内、外径量具内、外径量具内、外径测量最

41、常用的是游标卡尺、外径千分尺。游标卡尺精度不高，外径千分尺是机械制造中最常用的量具，其结构设计基本上符合阿贝原则，阿贝误差很微小，还有控制测量力的机构，测量的准确度高于游标卡尺。但它不适用大批量生产。因本零件尺寸精度要求高，而且是大批量生产，所以在此选用极限量规。极限量规是一种检验和控制被测件极限尺寸的定值量具，它成本低、检验效率高、使用方便，特别适用于检验大批量生产的工件，在生产中应用很广泛。极限量规不能测量出被检尺寸的具体数值，只能判断被检尺寸是否合格。极限量规一般用耐磨的热变形小的优质钢材制造。在此选用碳素工具钢 T12。碳素工具钢是含碳量为 0.65%1.35%的碳素钢，主要用于制作各

42、种小型工具，可进行淬火、低温回火处理获得高的硬度和高的耐磨性。T12的化学成分为：C 1.15%1.24、Mn 0.20%0.40%、Si 0.15%0.35% 。退火后 HBS 不小于 207，淬火后 HRC 不小于 62，常用作不受冲击工具，如刮倒、剃刀、锉刀、量规等。光滑极限量规（以下简称量规）是用来检验没有台阶的光滑圆柱形孔、轴直径的量规，在生产中使用广泛。按国家标准规定，量规的检验范围是基本尺寸（1500）mm，公差等级为 IT6IT16 的光滑圆柱形孔和轴。4.1.1 工作原理工作原理光滑极限量规的工作原理如图 4-1 所示，检验孔径的量规叫做塞规图 4-1（a），检验轴径的量规叫

43、做卡规图 4-1（b）。轴径也可用环轨即用高精度的完整空来检验，但操作不便，又不能检验加工中的轴件（两端都已顶持） ，故很少用。通孔公差孔最大极限尺寸孔最小极限尺寸止图 4-1a 塞规轴最大极限尺寸轴公差轴最小极限尺寸止通图 4-1b 卡规 塞规和卡尺都是成对使用的，其中一个为“通规”，用以控制孔的最小极限尺寸和轴的最大极限尺寸，另一个为“止规”，用以控制孔的最大极限尺寸和轴minDmaxdmaxD的最小极限尺寸。检验时，若通规能通过被检孔、轴，而止规不能通过，则表示被mind检孔、轴尺寸合格。量规按用途的不同分为如下 3 类：工作量规 加工者在加工工件时用来自检工件的量规；验收量规 检验部门

44、或用户单位验收工件时使用的量规；校对量规 检验工作卡规的赛规工作量规的尺寸，可用精密量仪（如光学仪、测长仪、接触干涉仪）来测量检定。但检验轴件的工作卡规测量较困难，装夹定位很麻烦，故规定可用精度更高的校对塞规来检验，而检验孔件的工作塞规很方便地用通用量仪测量，故未规定校对量规。量规的形状量规的形状所选量规的形状如图 4-2：共有三种止端测圆手柄通端测头图 4-2 a 针式塞规 图 4-2 b 双头卡规DZDT图 4-2 c 单头双极限卡规 量规的公差量规的公差量规是精密量具，制造时也要给出制造公差。a.工作量规公差带的位置按我国光滑极限量规国家标准的规定，工作量规公差带是安置在被检孔、轴公差带

45、的内侧，如图 4-2 所示。这样安排，有可能将实际尺寸位于公差带边缘的合格孔件或轴件误检成废品，但优点是不会误收，既不会把超差的废品误检为合格品，对保证产品质量有利，这与测量工件时公差带内置安全裕度的作用是一致的。另外，量规适用于大批量生产，而大批生产时零件尺寸一般是按正态分布的。正常情况下，出于公差带边缘的零件很少，误废的则更少，所以经济上损失不大。b.工作通规的磨损公差和位置要素通规在检验工件时，要频繁地通过被检孔、轴而产生磨损（正常生产废品总是很少的） 。为了保证通规都有合理的使用寿命，需要有适当的磨损储备量，于是将通规的制造公差带（公差值为 T） ，相对被检孔、轴的公差带再内移一定距离

46、，使在工作公差带边界和通规公差带之间形成一段磨损公差带（图 4-2 中有横向剖面线部分） ，当通规磨损到被检工件的公差带边界及磨损极限时，即停止使用或报废。图中通规公差带的中心到被检件公差的边界（孔的最小极限尺寸，轴的最大极限尺寸）之间的距离 Z，成为位置要素。通规加工公差的上、下偏差的位置，分别为Z+T/2 和 Z-T/2（T 为通规的公差值） 。止规磨损机会很少，故无磨损公差。止规通规/2/2轴公差带孔公差带通规止规量规的公差值 T 和位置要素 Z 见常用量具手册表 9-1。图 4-2 公差带量规工作尺寸的计算量规工作尺寸的计算计算量规尺寸时，首先要查出被检孔、轴的上、下偏差,再从表 9-

47、1 中查出工作量规的制造公差 T 和位置要素 Z，然后按图 4-2 的形式画出公差带图。各有关尺寸的计算结果列表表示如下：表 4-1 测测的塞规的工作尺寸计算表的塞规的工作尺寸计算表006. 007 . 2量规极限尺寸)(mm被检共件量规种类量规公差mTpT/ )(位置素 )( m最大最小量规工作尺寸)(mmT（通） 1 12.70152.70050001. 07015. 2006. 007 . 2Z（止） 12.7062.7050001. 0706. 24-2 测测 塞规的工作尺寸计算表塞规的工作尺寸计算表03. 007 . 4量规极限尺寸)(mm被检共件量规种类量规公差mTpT/ )(位置

48、素)( m最大最小量规工作尺寸)(mmT（通） 2.4 44.70524.7028 00024. 07052. 4 03. 007 . 4Z（止） 2.44.73004.7286 00024. 0730. 4表表 4-3 测测 的卡规的工作尺寸计算表的卡规的工作尺寸计算表0036. 08 . 9量规极限尺寸)(mm被检工件量规种类量规公差mTpT/ )(位置素)( m最大最小量规工作尺寸)(mmT（通）2.859.79649.79360028. 007936. 9Z（止）2.89.76689.76400028. 007640. 9TT1.49.79729.793600014. 07972. 9

49、ZT1.49.76549.764000014. 07654. 90036. 08 . 9TS1.49.89.798600014. 08 . 9表表 4-4 测测 卡规的工作尺寸计算表卡规的工作尺寸计算表003. 06 . 4表表 4-5 测测 卡规的工作尺寸计算表卡规的工作尺寸计算表02. 001. 06 . 3量规极限尺寸)(mm被检工件量规种类量规公差mTpT/ )(位置素)( m最大最小量规工作尺寸)(mmT（通）2.444.59724.59480024. 005948. 4Z（止）2.44.57244.570024. 0057. 4TT1.24.5964.594800012/0596.

50、 4ZT1.24.57124.5700012/05712. 4003. 06 . 4TS1.24.64.598800012/06 . 4量规极限尺寸)(mm被检工件量规种类量规公差mTpT/ )(位置素)( m最大最小量规工作尺寸)(mmT（通）2.443.61723.61480024. 006148. 3Z（止）2.43.59243.590024. 0059. 3TT1.23.60163.614800012. 06016. 3ZT1.23.59123.5900012. 05912. 302. 001. 06 . 3TS1.23.62003.618800012. 062. 3表表 4-6 测测

51、卡规的工作尺寸计算表卡规的工作尺寸计算表03. 0006. 08 . 7量规的正确使用量规的正确使用量规的结构和使用方法都比较简单，但必须注意正确使用，否则将出错。a.使用前，要先核对量规上标准的基本尺寸、公差等级及基本偏差代号等是否与被检件相符。了解量规是否经过定期检定及检定期限是否过期（过期不应使用） 。b.必须检查并清除量规工作面和被检孔、轴表面（特别是内孔孔口）上的毛刺、锈迹和铁屑末及其他污物。否则不仅检验不准确，还会磨伤量规和工件。c.检验孔件时，用手将塞规轻轻地送入被检孔，不得偏斜。条件允许时，可将被检孔垂直放置，最好是让塞规依靠自身重量滑入孔中。重量轻的塞规，可稍加压力，但不得用

52、力硬塞，硬塞和可能是塞规卡死，拔不出来，从而损伤塞规和被检孔表面，而且检验不准确。量规进而被检孔中之后，不要在孔中回转，以免加剧磨损。d.检验轴件时，用手扶正塞规（不要偏斜） ，最好让其在自重作用下滑向轴件直径位置。对重量轻的塞规，可稍加压力，但不得用力过大，否则卡规两侧量面向外扩张，把直径过大超差的废品轴件误检为合格品，有时卡规还会卡死在轴径上，拔不下来，使卡规及工件表面受损。e.检验工件时，一定要等工件冷却后再检验，特别是加工中在机床上检验加工件时量规极限尺寸)(mm被检工件量规种类量规公差mTpT/ )(位置素)( m最大最小量规工作尺寸 )(mmT（通）2.857.8267.82360

53、028. 008236. 7Z（止）2.87.79687.79400028. 007940. 7TT1.47.82507.823600014. 08250. 7ZT1.47.79547.794000014. 07954. 703. 0006. 08 . 7TS1.47.83007.828600014. 083. 7更要耐心等待冷却，否则将产生很大的热膨胀误差而造成误检。重要的检验，应将量规和被检件放在一起等温（不少于 2 小时） ，等两者温度接近后（最佳为）在检C20验。量规上应尽可能安装隔热板，以供使用时用手握持，内检验完毕后，随时放下量规，停用时不要长时间拿在手里。f.量规属精密量具，使用

54、时要轻拿轻放。用完后工作面涂一层薄防锈油，放在木盒内或专门的位置，不要将量规于其他工具杂放在一起，要注意避免磁损、锈蚀和磁化。4.2 同轴度测量同轴度测量此测量工具的测量部分由一个千分表和一根轴组成，如图 4-4 所示。轴与孔是相配合的，测量时轴端伸进零件的孔中，千分表靠在槽上，0.0304.70.0304.70.030.01-7.8调节好千分表的读数，转动零件，当千分表的读数在一定范围内变化时就说明合格，否则为不合格。千分表的规格和轴的具体尺寸具体见装配图。千分表使用注意以下几点：a.测量工件时，要将千分表稳定的装加固定在表架上。b.装夹千分表时，加紧力不能过大，以免套筒变形，使测杆卡死或运

55、动不灵活。c.用微差比较法测量时，先用标准件来调整表的零位，调零时可转动表盘，要压缩测杆（0.31），以保证一定的起始测力，同时可保证指针在测量时左右都有裕量。mm然后取出标准件，放入被测件进行测量。在放上和取下标准件或工件时，要先轻轻提起测杆，以免磨损侧头，不能将标准件或工件强行推赛在侧头下面。放下或下降侧头时要缓慢，以免产生冲击。d.测量时，测杆轴线要与被测表面垂直，否则将产生测量误差。e.测量时，当测杆与标准件或工件接触好后，应轻轻地提拉测杆几次，夹力过检查测杆上下是否灵活平稳，示值是否稳定。示值不稳定及测杆上下不灵活平稳的指示表不能用。应检查测杆上下不灵活是否因套筒所受的装夹力过大。f

56、.测量读数时，测量者的视线要垂直于表盘，以减小视差。g.测量完毕后，测头应洗干净擦干并涂防锈油。测杆上不要涂油。如有油污，应擦干净。图 4-44.3 深度测量深度测量测量深度及的量具结构如图 4-5a 及 4-5b，其原理与测同轴度的相同。0.10-7.80.10-2图 4-5 a 图 4-5b4.4 角度测量角度测量 角度块的结构和使用角度块的结构和使用角度块是由优质钢材铬锰钢制成的角度计量标准具，可用于各种角度的精密测量。角度块可以单块使用，也可借助于夹具附件，由两块或多块组合成所需的角度后使用。角度块的主要技术指标及其要求如常用量具手册表 7-6 所示其结构如下图 4-6：只有一个工作角

57、，它的标称值为 60，精度为一级。图 4-6 角度块 角度块的检定角度块的检定4.4.2.1 检定项目、工具和条件角度块的检定项目和主要检定工具列于表 4-7。表 4-7 角度块的检定项目和主要检定工具序号检定项目主要检定工具首次检定后续检定用中检验1外工作表面质量+-2工作面表面粗糙度干涉显微镜+-+3工作面平面度平面平晶+-4工作面与下非工作面垂直度90角度块、测角仪或测角比较仪+-5工作角的角值测角仪或测角比较仪和标准角度块+-角度块级别检定时环境温度环境温度每小时变化量检定用计量器具与主要工具在检定室内平衡温度时间/h1 级52013.2 检定要求和检定方法a.外观及表面质量新制造的角

58、度块的工作面及非工作面上，不得有锈迹、划痕、碰伤以及影响测量的其它缺陷。使用中的角度快，不得有影响测量准确度的上述缺陷。角度块的上非工作面上要刻有角度块工作角的标称值以及制造厂名称或商标和 MC 标志。检定方法是用目力观察与实验，必要时可借助放大镜。b.工作面的表面粗糙度工作面表面粗糙度的不大于。zRm1 . 0用干涉显微镜进行检定。c.工作面的平面度工作面的平面度要求，对一级角度块用二级平晶，以光波干涉法进行检定，所用平晶的直径不小于 80mm。确定工作面平面度误差时，分别测出沿工作面长边和短边两方向的直线度误差，当误差符号相同时，取其中绝对值最大值为平面度误差；误差符号相反，则取两者绝对值

59、和为平面度误差。在工作面长边两端 3mm 的范围内，允许有不大于塌边。m6 . 0d.工作面与下非工作面的垂直度 （垂直度公差 90）检定方法如下：用 1 级的 90角度块（或其它准确度相同的 90角度器件）在测角仪上作比较检定。 检定前将仪器调整到工作状态。调整工作台的高低位置，使角度块工作面宽度的中点处于望远镜管 1 和平行光管4 两光管光轴交点。用 90角度块的一个工作面与工作台平面接触，调整工作台，是工作台台面与度盘回转轴相垂直。调整平行光管 4 和望远镜管 1 的光轴。使其与工作台平面相平行，即垂直于度盘回转轴线，成像于望远镜指标线的零位置处（具体的详细调整见仪器说明书） 。然后将被

60、检角度块换放在工作台上，在望远镜目镜中观察并读取视场中水平线偏离零位的数值，其偏离值即为该角度快此工作面与非工作面的垂直误差。角度快其他工作面与下非工作面的垂直度要分别进行鉴定。e.工作角的角值角度快工作角的极限偏差为10。鉴定方法如下：在测角仪上鉴定对于 0 级角度块，采用 1级的测角仪，在测角仪度盘均匀分布的五个以上不同位置分别鉴定，取其测量值的算术平均值为鉴定结果。这样可消除或减少测角仪度盘的分度误差，提高鉴定的准确度。对于 1 级角度块，采用 2级的测角仪，在测角仪度盘均匀分布的 3 个以上不同位置分别鉴定，取其测量值的算术平均值为鉴定结果。对于 2 级角度块，采用 2级时的测角仪，取