第一篇：转轴加工工艺及检测方案- 张伯术
转轴加工工艺及检测方案
天重江天重工有限公司
张伯术
摘 要
军工产品转轴，加工部位形位公差精度高，刚性差，检验形位公差难度高，常规深孔工艺加工难以保证。针对这些问题，本文以实际加工的试验数据为基础，其中包括了重要工序的加工方法，机床、刀具、夹具、辅具、量具的选择，基准面的选取，定位和夹紧方案的拟定及检验方法入手，成功的解决了多项综合性加工难点，高精度，高质量地完成了新产品开发任务。关键词：转轴 检测芯棒
加工工艺制定
一、转轴图纸技术要求工艺分析
图1 转轴
转轴结构如图1所示，零件材料采用是25Cr2Ni4MoV,总长为3581.2mm，轴身尺寸为Φ1114×1113mm，两端轴颈尺寸分别为Φ319×1310.5mm和Φ319×1157.7mm，通过重量计算轴身重量占了总重的85.7%，加工时两端轴颈直径小，刚性较差，加工时余量不均容易使得内孔产生变形，且内孔与外圆形位公差精度、表面粗糙度要求高，一般常规深孔工艺加工难以保证。这些难点的存在，使得加工过程中的工艺路线拟定以及整个加工工艺过程的方法的安排等是否合理成为转轴是否合格的关键。
二、工艺路线的拟定 初定工艺路线方案：
锯头——毛坯划线——钻中心孔——粗车外圆——超声波探伤——钻吊装孔——调质处理——划线——钻中心孔及一端套料用引导孔——车外圆见圆及一端引导孔——套料及粗镗深孔留量——配堵半精车外圆——去应力处理——镗止口配堵——车外圆留量、车两端深孔架子口及找正带——精镗深孔留量——珩磨深孔——联检（穿棒法检验圆跳动）——齐端面、配堵、精车留磨量——精磨外圆成——联检（千分表检验外圆与内孔同轴度及外圆、内孔跳动）——包装。
三、装夹方案的确定
外圆加工时以两端中心孔定位，用四爪卡盘加紧，用百分表找正装夹端，保证工件左右的同轴度要求。基准的选择
遵从设计基准与工艺基准重合原则，以及先粗后精，先面后孔基准先行的原则，减少定位误差，保证内孔的加工质量，然后再以内孔为基准实配两端中心堵，再以两端中心堵为基准磨削所有外圆，最终保证内孔与外圆的同轴度要求。
四、关键工序加工方法及试验数据
4.1套料加工前，需在转轴外圆加工出与孔中心同轴的架口及找正带，同轴度＜0.05mm，车端面与架口及引导孔垂直度＜0.05mm。引导孔直径公差控制在+0.05mm。套料后进行粗镗孔，单面留余量5mm，然后经配堵半精车外圆均单面留量5mm。由于转轴形位公差精度较为严格，故增加去应力热处理工序以便消除工件的加工应力。
4.2去应力结束后镗两端孔实配中心堵，半精车所有外圆及端面见圆见平即可后，再在两端轴颈处车架子口及找正带同时检测圆度≤0.01mm。架架子，齐平两端面并修研两端中心孔同轴度≤0.01mm，中心孔大端着色率检查75%以上。再以两端中心孔为基准车各部外圆、端面均单面留1.5mm余量。再次车架子口，两端轴头外圆车找正带Ra3.2并抛光至Ra0.8。并检测架子口及找正带部位圆度≤0.01mm。4.3珩磨速度低（是磨削速度的几十分之一），且油石与孔是面接触，因此每一个磨粒的平均磨削压力小，这样工件的发热量很小，工件表面几乎无热损伤和变质层，变形小。因此为了保证深孔的形位公差要求，深孔的最终加工方案确定为珩磨。珩磨前必须安排在深孔钻进行半精镗及精镗深孔，保证孔的圆柱度满足≤0.05mm，同时为了得到较好的表面粗糙度，采用对深孔进行珩磨，珩磨前留量为0.1mm，同时为了满足深孔的圆跳动和与外圆的同轴度要求，采用刚性珩磨并在订做珩磨头时与工具厂家进行技术交流加长珩磨头增加一组。珩磨加工要求钻杆行走速度非常高，为了解决这一问题只能采用机床快速进给的方式进行加工，通过实际参数摸索，钻杆转速为45r/min，主轴转速为12 r/min，钻杆行走速度为3.1m/min，由于起初珩磨时内孔粗糙度比较高，油石耐用度很低，基本珩磨3 ～4遍就必须调整油石面与工件表面压力，使油石与深孔内壁表面接触充分。工件旋转，珩磨头与钻杆连接旋转同时做往复运动，使加工面形成交叉螺旋线切削轨迹，而且珩磨头在每一次清洗手动调整压力时，起始距离均不一样，因而多次行程间，珩磨头相对工件在周向错开一定角度，这样的运动使珩磨头上的每一个磨粒在孔壁上的运动轨迹不会重复。此外，珩磨头每转一转，油石与前一转的切削轨迹在轴向上有一段重叠长度，使前后磨削轨迹的衔接更平滑均匀。这样，在整个珩磨过程中，孔壁和油石面的每一点相互干涉的机会差不多相等。因此，随着珩磨的进行孔表面和油石表面不断产生干涉点，不断将这些干涉点磨去并产生新的更多的干涉点，又不断磨去，使孔和油石表面接触面积不断增加，相互干涉的程度和切削作用不断减弱，孔和油石的圆度和圆柱度也不断提高，最后完成深孔表面的加工过程。
4.4深孔圆跳动联检合格后，按内孔尺寸实配两端中心堵，再以两端中心堵为基准磨削所有外圆，磨圆工件外圆后及时用千分表检测工件外圆与中心堵外圆同轴度满足图纸要求后工件调头装卡，磨削另一端轴头外圆与中心堵外圆同轴，同时千分表检测另一端轴头外圆是否与之同轴度满足图纸要求，满足则磨削各部外圆尺寸见圆即可，粗糙度Ra0.8。中心堵的加工，要求所有外圆及中心孔必需一次装卡完成，同轴度＜0.01mm（装配有条件尽可能采用冷装方式进行绝对不能采用锤击的方式安装）。
4.5通过与最终客户进行深孔检验技术交流，最终确定按我公司提供的检验方案为验收标准进行检验，具体方案如下： 检测时机：
（一）圆柱度不限检测时机。检测方法及判定标准：
1、利用穿棒法检测圆跳动0.015mm，棒子尺寸形状如图2：
图2 检测芯棒
该棒φ127尺寸根据内孔尺寸配磨，配磨后直径间隙0.03mm。
2、圆跳动利用穿棒法可从孔一端入口通过全长，检测视为合格；也可分别从孔两端入口处，通过至工件一半即检测视为合格。
3、利用杠杆表检测内孔圆柱度，检测长度根据标准表杆长度执行。
（二）机床上进行检测深孔与外圆的同轴度。检测方法及判定标准：
安排在数控车床上进行，装卡方式采用一架一夹进行，为了避免传动精度带来的影响，中心架拆除托辊，采用垫传送耐磨带避免因托辊轴承精度不够带来的误差，卡盘端外圆千分表找正精度≤0.01mm，托架端外圆千分表找正精度≤0.01mm，后移动刀架分别检测内孔与外圆的同轴度，一端检测合格后，转轴调头装卡，找正后同理检测另一端。如图3：
图3 装卡找正结构图
五、转轴运输过程中的防变形包装
5.1转轴联检合格后要以汽车运输方式运送到客户指定的地点，因此在设计包装方案时主要针对各种路况设计了防震的包装理念。
5.2首先采用H型钢和不同长度的槽钢焊接成包装底座，再利用高矮不同的木块与之相连，木块与工件接触部位木型加工成圆弧形状增大接触面积。
5.3转轴外圆做好防锈包装后，轴身再包裹一层50mm后的珍珠棉，放置在包装底座上，使得轴身和两端轴颈均匀受力。
5.4检查各部接触良好后，用双头螺柱将上、下木块与底座固定牢固。具体结构形式如图4：
图4 转轴包装图
六、结语
上述工艺方法及检测方案通过实际联检结果证实，保证了图纸的各项形位公差要求，包装方案通过运输到客户指定地点后经过后续加工及检测结果反馈均满足图纸设计要求未发现运输过程中产生变形，因此为我公司进一步与军工产品的合作打下了良好的基础。
参考文献：
[1] 王启平.机械制造工艺学[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1995.[2] 吕亚臣.重型机械工艺手册.哈尔滨出版社,1998
第二篇：电主轴加工工艺方案范文
电主轴加工工艺方案
作者：管理员 来源：未知 日期：2011-8-6 8:13:17 人气：152 标签：导读：由于电主轴前后支撑径的精度，直接影响电主轴装配后的精度和轴承的预紧。
“http:/// ”>电主轴内孔的圆度及与外圆的同轴度，直接影响电主轴的动平衡。电主轴与定子内孔的配合过盈量，直接影响定子的热装。因此为防止电主轴内孔与外圆不同心，造成电主轴不平衡，电主轴粗车后钻内孔，精车后再精车内孔。为消除加工应力，电主轴淬火后采用低温时效。为保证电主轴与轴承之间的配合间隙，电主轴安装轴承外圆按轴承内环配磨，保证配作间隙0.003 ～ 0.008。 为抵消装配误差，电主轴精磨合格后，标出高低点位置（用稀释酸橡皮“O”字圆章）为部装装配做好标记。为保证电主轴与定子内孔的配合过盈量（前端0.057～0.082、后端0.09～0.12），电主轴与定子接触外径按定子内孔配磨。电主轴床头箱的装配主要针对电电主轴床头箱拆装困难，电主轴预紧力的选择，电主轴的动平衡，定子与床头箱压装，转子与电主轴热装，防漏等关键技术进行了细致的研究，制定了详细的装配工艺方案。为确定电主轴轴承预紧力，进行了预紧力测试试验。为保证电主轴的动平衡，对电主轴进行粗动平衡（不装定子）和精动平衡。为控制电主轴前后轴承温度，测量电主轴静刚度，在不安装定子和转子情况下组装床头箱，进行运车试验。 为使定子顺利压入床头箱内，装配前将箱体内涂抹润滑脂。为解决转子热装问题，对转子进行加热试验。为防止渗漏，对水套和定子进行打压试验。电电主轴最突出的问题之一是内藏高速电机的发热，由于主电机旁边就是电主轴轴承，电机的发热直接会影响电主轴轴承的温升，如果电主轴轴承预紧力过大，导致电主轴温升过高，会直接降低轴承的工作精度。如果电主轴轴承预紧力过小，又会影响电主轴的刚度。再加上电电主轴为高速电主轴，电主轴运动部分微小不平衡量，都会引起巨大的离心力造成机床的振动，影响加工精度和表面质量，降低机床寿命，因此电主轴的预紧力和电主轴组件的不平衡量必须在安装前确定好。（图文） 切削加工工艺提高工艺精度的解决方案 金属切削加工过程中刀具与工件之间相互作用和各自的变化规律是一门学科。在设计机床和刀具﹑制订机器零件的切削工艺及其定额﹑合理地使用刀具和机床以及控制切削过程时﹐都要利用金属切削原理的研究成果﹐使机器零件的加工达到经济﹑优质和高效率的目的。下面亿达渤润就简单介绍下常规的切削工艺改进方案有哪些： 一、切削刀具的选用 通常情况下，工件的精加工与粗加工选用刀具有一定区别。在粗加工中由于不必考虑精度及质量问题，可以最大限度高效切除金属材料，因此可以选择大直径刀具，减少走刀次数，缩短走刀时间。另外，在粗加工中尽量选择密齿刀具替代疏齿刀具，可以增加每转进给量，在相同的转速下切削速度可以得到增加。在精加工中，除了考虑材料高效去除的问题，还应充分考虑薄壁构件在切削中受力变形控制问题。 对于加工不同材质的工件，选用的刀具也存在差异。铝合金材料的切削加工对刀具材料要求不高，一般采用硬质合金铣刀即可，涂层可使用无涂层或金刚石涂层。航天铝合金薄壁件精加工宜选用K系列硬质合金刀具。 二、刀具角度的调整 刀具前角太小会增大切削变形和摩擦力，前刀面磨损加大降低刀具使用寿命，而刀具后角的选取会影响刀具刚度。为了减少刀具和工件之间的摩擦，后角一定要选得大一些，必要时可采用双倒棱后角，在增大后角的同时保证刀具刚度。刃倾角影响了切屑流出的方向和各切削分力的大小，在铝合金切削时宜选用较大的刃倾角。 三、切削油的选用 切削油在切削工艺中在刀具和工件起到了承接的作用，性能良好的切削油产品具有良好的极压抗磨性能，防止刀具与工件直接接触，降低切削工艺的难度，并能有效的保护刀具并大幅度提高加工效率。根据实际工艺工况选用亿达渤润专用切削油，可以解决由于油品问题导致的工件精度差，刀具磨损快，机台生锈且加工时烟雾大等问题，减少企业的设备维护成本。 四、走刀轨迹 提速增效中一个较为有效的方法就是优化走刀轨迹，在高速切削时要保证刀位路径的方向性,即刀具轨迹尽可能简化,少转折点,路径尽量平滑,减少急速转向；应减少空走刀时间,尽可能增加切削时间在整个工件中的比例；应尽量采用回路切削,通过不中断切削过程和刀具路径,减少刀具的切入和切出次数，获得稳定、高效、高精度的切削过程。 在斜面加工时，若采用横向水平走刀，每一段走刀距离都很短，在切削过程中主轴需要频繁换向，切削稳定性差，且由于切削的是斜面，不利于切削速度的提升。因此，针对此类斜面加工，走刀轨迹尽量安排为平行于最长斜边，不但走刀轨迹最长、换向次数最少，即使在高速切削下亦可减小刀具损伤。 五、切削参数 在粗加工时，一般可选择大进给量与适当大的切削深度并配以中等切削速度的“大功率”高效切削，更能达到高材料切除率，从而极大提高生产效率。而对于精加工来说，只有提高转速和增大齿数是可行的，而增大每齿进给量可能会降低表面精度，产生残余应力导致变形。所以往往通过高切削速度、低每齿进给量的“轻切快切”来保证生产效率的提高和产品的精度及表面质量。 针对不同工艺参数下的机床主轴功率与扭矩需求，进行了仿真分析运算，获取机床主轴能够很好地满足产品高速加工工艺需求的主轴转速、每齿进给量和切削深度等要素的可选范围，为切削试验参数选择提供指导性建议。 随着工业技术水平的不断提高，纳米技术、网络技术、复合材料应用、智能机器人等关键技术也日趁成熟，金属加工行业的也将面临革新。如何提高车床加工工艺以满足日益增长的企业要求将成为行业的下一个课题。第三篇：常规的切削加工工艺改进方案有哪些？
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