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机床夹具概述

一、 机床夹具的作用

1．保证加工精度

用机床夹具装夹工件，能准确确定工件与刀具、机床之间的相对位置关系，可 以保证加工精度。

2．提高生产效率

机床夹具能快速地将工件定位和夹紧，可以减少辅助时间，提高生产效率。

3．减轻劳动强度

机床夹具采用机械、气动、液动夹紧装置，可以减轻工人的劳动强度。

4． 扩大机床的工艺范围

利用机床夹具，能扩大机床的加工范围。

二、机床夹具的分类

工件在夹具中的定位

一、机床夹具定位元件

1．工 件以平面定位常用定位元件

图33－1  常用支承钉的形式

图33－2 常用支承板的结构形式

图33－3  常用可调支承的结构形式

图 33－4  自位支承的结构形式

图33－5  辅助支承

2．工件以孔定位常用定位元件

1）． 定位销

图33－6是几种常用固定式定位销的结构形式。

图33－6   固定式定位销的结构形式

用 定位销定位时，短圆柱销限制个自由度；长圆柱销可以限制四个自由度；短圆锥销限制三个自由度。

2）．心轴

图 33－7是几种常用的心轴结构形式。

图33－7 定位心轴

过盈配合心轴，限制工件四个自由度；间隙配合心轴，限制工件五 个自由度（心轴外圆部分限制四个自由度，轴肩面限制一个自由度）；小锥度心轴，装夹工件时，通过工件孔和心轴接触表面的弹性变形夹紧工件，使用小锥度心轴 定位可获得较高的定位精度，它可以限制五个自由度。

3．工件以外圆定位常用定位元件

1）．V形块

V形块的结构形式如图33－8所示。

图33－8 V形块

用V形块定位，工件的定位基准始终在V形块两定 位面的对称中心平面内，对中性能好。

一个短V形块限制两个自由度；两个短V形块组合或一个长V形块限制四个自由度；浮动式V形块只限制一 个自由度。

图33－9 定位套

2）．定位套

图33－9是常用的定位套结构形式。在工件以 端面为主要定位基面的场合，短定位套孔限制工件的两个自由度；在工件以外圆柱表面为主要定位基面的场合，长定位套孔限制工件的四个自由度；工件以圆柱面端 部轮廓为定位基面，锥孔限制工件的三个自由度。

3）．半圆孔

图33－10是半圆孔定位装置。

                                            图33－10半园孔定位装置

当工件尺寸较大，用圆柱孔定位不方便时，可将圆柱孔改成两半，下半孔用作定位，上半孔用于压紧工件。短半圆 孔定位限制工件的二个自由度；长半圆孔定位限制工件的四个自由度。

4．工件以组合表面定位常用定位元件

在 实际生产中，为满足加工要求，有时采用几个定位面相组合的方式进行定位。常见的组合形式有：两顶尖孔、一端面一孔、一端面一外圆、一面两孔等，与之相对应 的定位元件也是组合式的。

几个表面同时参与定位时，各定位基准（基面）在定位中所起的作用有主次之分。例如，轴以两顶尖孔在车床前后顶尖 上定位的情况，前顶尖孔为主要定位基面，前顶尖限制三个自由度，后顶尖只限制两个自由度。

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（５）超高硬度エンド・ミル

（６）ダイヤモンド・エンド・ミ ル

（７）医療用品エン ド・ミル設計

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箱体零件加工工艺分析

各种箱体 的工艺过程虽然随着箱体的机构、精度要求和生产批量的不同而有较大差异，但亦有共同特点。下面结合实例来分析一般箱体加工中的共性问题。

主 轴箱是整体式箱体中结构较为复杂、要求又高的一种箱体，其加工的难度较大，现以此为例来分析箱体的工艺过程。

下面表A为上图所示某车床主 轴箱小批生产的工艺过程；下面表B为该车床主轴箱大批生产的工艺过程。从这二个表所列的箱体加工工艺过程可以看出，不同批量箱体加工的工艺过程，既有共 性，又有各自的特性。

表A某主轴箱小批生产工艺过程

序号

工序内容

定位基准

1

铸造

2

时效

3

漆底漆

4

划线：考虑主 轴孔有加工余量，并尽量均匀。划C、A及E、D加工线

5

粗、精加工顶面A

按线找正

6

粗、 精加工B、C面及侧面D

顶面A并校正主轴线

7

粗、精加工两端面E、F

B、C面

8

粗、半精加工各纵向孔

B、C面

9

精加工各纵向孔

B、C面

10

粗、精加工横向孔

B、C面

11

加工螺孔及各次要孔

12

清 洗、去毛刺倒角

13

检验

表B某主轴箱大批生产工艺过程

序号

工序内容

定 位基准

1

铸造

2

时效

3

漆底漆

4

铣 顶面A

I孔与II孔

5

钻、扩、绞2-Ф8H7工艺孔（将6-M10mm先钻至Ф7.8mm,绞2- Ф8H7）

顶面A及外形

6

铣两端面E、F及前面D

顶面A及两工艺孔

7

铣导轨面B、C

顶面A及两工艺孔

8

磨顶面A

导轨面B、C

9

粗镗各纵向孔

顶面A及两工艺孔

10

精镗各纵向孔

顶面A及两工艺孔

11

精镗主轴孔I

顶面A及两工艺孔

12

加工横向孔及各面上的次要孔

13

磨 B、C导轨面及前面D

顶面A及两工艺孔

14

将2-Ф8H7及4-Ф7.8mm均扩钻至Ф8.5mm，攻 6-M10mm

15

清洗、去毛刺倒角

16

检验

一、制订箱体工艺 过程的共同性原则

1）加工顺序为先面后孔箱体类零件的加工顺序均为先加工面，以加工好的平面定位，再来加工孔。因为箱体孔的精度 要求高，加工难度大，先以孔为粗基准加工平面，再以平面为精基准加工孔，这样不仅为孔的加工提供了稳定可靠的精基准，同时还可以使孔的加工余量较为均匀。 由于箱体上的孔分布在箱体各平面上，先加工好平面，钻孔时，钻头不易引偏，扩孔或绞孔时，刀具也不易崩刃。

2）加工阶段粗、精分开箱体的 结构复杂，壁厚不均，刚性不好，而加工精度要求又高，故箱体重要加工表面都要划分粗、精加工两个阶段，这样可以避免粗加工造成的内应力、切削力、夹紧力和 切削热对加工精度的影响，有利于保证箱体的加工精度。粗、精分开也可及时发现毛坯缺陷，避免更大的浪费；同时还能根据粗、精加工的不同要求来合理选择设 备，有利于提高生产率。

3）工序间合理按排热处理箱体零件的结构复杂，壁厚也不均匀，因此，在铸造时会产生较大的残余应力。为了消除残余 应力，减少加工后的变形和保证精度的稳定，所以，在铸造之后必须安排人工时效处理。人工时效的工艺规范为：加热到500℃～550℃，保温4h～6h，冷 却速度小于或等于30℃/h，出炉温度小于或等于200℃。

普通精度的箱体零件，一般在铸造之后安排1次人工时效出理。对一些高精度或形 状特别复杂的箱体零件，在粗加工之后还要安排1次人工时效处理，以消除粗加工所造成的残余应力。有些精度要求不高的箱体零件毛坯，有时不安排时效处理，而 是利用粗、精加工工序间的停放和运输时间，使之得到自然时效。箱体零件人工时效的方法，除了加热保温法外，也可采用振动时效来达到消除残余应力的目的。

4） 用箱体上的重要孔作粗基准箱体类零件的粗基准一般都用它上面的重要孔作粗基准，这样不仅可以较好地保证重要孔及其它各轴孔的加工余量均匀，还能较好地保证 各轴孔轴心线与箱体不加工表面的相互位置。

二、定位基准的选择

1）粗基准的选择虽然箱体类零件一般都选择重要孔（如主轴 孔）为粗基准，但随着生产类型不同，实现以主轴孔为粗基准的工件装夹方式是不同的。

①中小批生产时，由于毛坯精度较低，一般采用划线装 夹，其方法如下：

图C   主轴箱的划线

首先将箱体用千斤顶安放在平台上（图C-a），

调整千斤顶，使 主轴孔I和A面与台面基本平行，D面与台面基本垂直，根据毛坯的主轴孔划出主轴孔的水平线I-I，在4个面上均要划出，作为第1校正线。划此线时，应根据 图样要求，检查所有加工部位在水平方向是否均有加工余量，若有的加工部位无加工余量，则需要重新调整I-I线的位置，作必要的借正，直到所有的加工部位均 有加工余量，才将I-I线最终确定下来。I-I线确定之后，即画出A面和C面的加工线。然后将箱体翻转90°，D面一端置于3个千斤顶上，，调整千斤顶， 使I-I线与台面垂直（用大角尺在两个方向上校正），根据毛坯的主轴孔并考虑各加工部位在垂直方向的加工余量，按照上述同样的方法划出主轴孔的垂直轴线 II-II作为第2校正线（图C-b），也在4个面上均画出。依据II-II线画出D面加工线。再将箱体翻转90°（图C-c），将E面一端至于3个千斤 顶上，使I-I线和II-II线与台面垂直。根据凸台高度尺寸，先画出F面，然后再画出E面加工线。

加工箱体平面时，按线找正装夹工件， 这样，就体现了以主轴孔为粗基准。

②大批大量生产时，毛坯精度较高，可直接以主轴孔在夹具上定位，采用图D的夹具装夹。

图D  以主轴孔为粗基准铣顶面的夹具

1、3、5—支承2—辅助支承4—支架6—挡销7—短轴8—活动支柱

9、10—操纵手柄 11—螺杆12—可调支承13—夹紧块

先将工件放在1、3、5预支承上，并使箱体侧面紧靠支架4，端面紧靠挡销6，进行工件预定位。然后 操纵手柄9，将液压控制的两个短轴7伸人主轴孔中。每个短轴上有3个活动支柱8，分别顶住主轴孔的毛面，将工件抬起，离开1、3、5各支承面。这时，主轴 孔轴心线与两短轴轴心线重合，实现了以主轴孔为粗基准定位。为了限制工件绕两短轴的回转自由度，在工件抬起后，调节两可调支承12，辅以简单找正，使顶面 基本成水平，再用螺杆11调整辅助支承2，使其与箱体底面接触。最后操纵手柄10，将液压控制的两个夹紧块13插入箱体两端相应的孔内夹紧，即可加工。

2） 精基准的选择箱体加工精基准的选择也与生产批量大小有关

①单件小批生产用装配基面做定位基准。图A车床床头箱单件小批加工孔系时，选择箱 体底面导轨B、C面做定位基准，B、C面既是床头箱的装配基准，又是主轴孔的设计基准，并与箱体的两端面、侧面及各主要纵向轴承孔在相互位置上有直接联 系，故选择B、C面作定位基准，不仅消除了主轴孔加工时的基准不重合误差，而且用导轨面B、C定位稳定可靠，装夹误差较小，加工各孔时，由于箱口朝上，所 以更换导向套、安装调整刀具、测量孔径尺寸、观察加工情况等都很方便。

这种定位方式也有它的不足之处。加工箱体中间壁上的孔时，为了提高 刀具系统的刚度，应当在箱体内部相应的部位设置刀杆的导向支承。由于箱体底部是封闭的，中间支承只能用如图E所示的吊架从箱体顶面的开口处伸人箱体内，每 加工一件需装卸一次，吊架与镗模之间虽有定位销定位，但吊架刚性差，制造安装精度较低，经常装卸也容易产生误差，且使加工的辅助时间增加，因此这种定位方 式只适用于单件小批生产。

图E吊架式镗模夹具

图F箱体以一面两孔定位

②量大时采用一面两孔作定位基准。 大批量生产的主轴箱常以顶面和两定位销孔为精基准，如图F所示。

这种定位方式是加工时箱体口朝下，中间导向支架可固定在夹具上。由于简化 了夹具结构，提高了夹具的刚度，同时工件的装卸也比较方便，因而提高了孔系的加工质量和劳动生产率。

这种定位方式的不足之处在于定位基准 与设计基准不重合，产生了基准不重合误差。为了保证箱体的加工精度，必须提高作为定位基准的箱体顶面和两定位销孔的加工精度。另外，由于箱口朝下，加工时 不便于观察各表面的加工情况，因此，不能及时发现毛坯是否有砂眼、气孔等缺陷，而且加工中不便于测量和调刀。所以，用箱体顶面和两定位销孔作精基准加工 时，必须采用定径刀具（扩孔钻和绞刀等）。

上述两种方案的对比分析，仅仅是针对类似床头箱而言，许多其它形式的箱体，采用一面两孔的定位 方式，上面所提及的问题也不一定存在。实际生产中，一面两孔的定位方式在各种箱体加工中应用十分广泛。因为这种定位方式很简便地限制了工件6个自由度，定 位稳定可靠；在一次安装下，可以加工除定位以外的所有5个面上的孔或平面，也可以作为从粗加工到精加工的大部分工序的定位基准，实现“基准统一”；此外， 这种定位方式夹紧方便，工件的夹紧变形小；易于实现自动定位和自动夹紧。因此，在组合机床与自动线上加工箱体时，多采用这种定位方式。

由 以上分析可知：箱体精基准的选择有两种方案：一是以3平面为精基准（主要定位基面为装配基面）；另一是以一面两孔为精基准。这两种定位方式各有优缺点，实 际生产中的选用与生产类型有很大的关系。通常从“基准统一”，中小批生产时，尽可能使定位基准与设计基准重合，即一般选择设计基准作为统一的定位基准；大 批大量生产时，优先考虑的是如何稳定加工质量和提高生产率，不过分地强调基准重合问题，一般多用典型的一面两孔作为统一的定位基准，由此而引起的基准不重 合误差，可采用适当的工艺措施去解决。

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一、套筒类零件的结构特点及工艺分析

套 筒类零件的加工工艺根据其功用、结构形状、材料和热处理以及尺寸大小的不同而异。就其结构形状来划分，大体可以分为短套筒和长套筒两大类。它们在加工中， 其装夹方法和加工方法都有很大的差别，以下分别予以介绍。

（一）轴承套加工工艺分析加工

如图31－1所示的轴承套，材料 为ZQSn6-6-3，每批数量为200件。

1．轴承套的技术条件和工艺分析

该轴承套属于短套筒，材料为锡青图 31－67轴承套简图铜。其主要技术要求为：Φ34js7外圆对Φ22H7孔的径向圆跳动公差为0.01mm；左端面对Φ22H7孔轴线的垂直度公差为 0.01mm。轴承套外圆为IT7级精度，采用精车可以满足要求；内孔精度也为IT7级，采用铰孔可以满足要求。内孔的加工顺序为：钻孔－车孔－铰孔。

由 于外圆对内孔的径向圆跳动要求在0.01mm内，用软卡爪装夹无法保证。因此精车外圆时应以内孔为定位基准，使轴承套在小锥度心轴上定位，用两顶尖装夹。 这样可使加工基准和测量基准一致，容易达到图纸要求。

车铰内孔时，应与端面在一次装夹中加工出，以保证端面与内孔轴线的垂直度在 0.01mm以内。

2．轴承套的加工工艺

表31－1为轴承套的加工工艺过程。粗车外圆时，可采取同时加工五件的方法来提 高生产率。

表31－1轴承套加工工艺过程

序号

工序名称

工序内容

定位与 夹紧

1

备料

棒料，按5件合一加工下料

2

钻中心孔

车端 面，钻中心孔

调头车另一端面，钻中心孔

三爪夹外圆

3

粗车

车外圆Ф42 长度为6.5mm，车外圆Ф34Js7为Ф35mm，车空刀槽2×0.5mm，取总长40.5mm，车分割槽Ф20×3mm，两端倒角1.5×45°，5 件同加工，尺寸均相同

中心孔

4

钻

钻孔Ф22H7至Ф22mm成单件

软 爪夹Ф42mm外圆

5

车、铰

车端面，取总长40mm至尺寸

车内孔Ф22H7为Ф22 mm

车内槽Ф24×16mm至尺寸

铰孔Ф22H7至尺寸

孔两端倒角

软爪夹Ф42mm外 圆

6

精车

车Ф34Js7(±0.012)mm至尺寸

Ф22H7孔心轴

7

钻

钻径向油孔Ф4mm

Ф34mm外圆及端面

8

检查

（二） 液压缸加工工艺分析

液压缸为典型的长套筒零件，与短套筒零件的加工方法和工件安装方式都有较大的差别。

1．液压缸的技术 条件和工艺分析

液压缸的材料一般有铸铁和无缝钢管两种。图31－2所示为用无缝钢管材料的液压缸。为保证活塞在液压缸内移动顺利，对该液 压缸内孔有圆柱度要求，对内孔轴线有直线度要求，内孔轴线与两端面间有垂直度要求，内孔轴线对两端支承外圆（Φ82h6）的轴线有同轴度要求。除此之外还 特别要求：内孔必须光洁无纵向刻痕；若为铸铁材料时，则要求其组织紧密，不得有砂眼、针孔及疏松。

2．液压缸的加工工艺

表 31－2为液压缸的加工工艺过程

序号

工序名称

工序内容

定位与夹紧

1

配 料

无缝钢管切断

2

车

1．车Ф82mm外圆到Ф88mm及M88×1.5mm螺纹（工艺 用）

一夹一顶

2．车端面及倒角

三爪夹一端，中心架托Ф88mm处

3．调头车Ф82mm 外圆到Ф84mm

三一夹一顶

4．车端面及倒角取总长1686mm（留加工余量1mm）

三爪卡盘夹一端， 搭中心架托Ф88mm处

3

深孔推镗

1．半精推镗孔到Ф68mm

一端用 M88×1.5mm螺纹固定在夹具中，另一端搭中心架

2．精推镗孔到Ф69.85mm

3．精铰（浮动镗刀镗孔）到 Ф70±0.02mm，表面粗糙度值Ra为2.5μm

4

滚压孔

用滚压头滚压孔至Ф70 mm,表面粗糙度值Ra为0.32μm

一端用螺纹固定在夹具中,另一端搭中心架

5

车

1． 车去工艺螺纹，车Ф82h6到尺寸，割R7槽

软爪夹一端，以孔定位顶另一端

2．镗内锥孔1°30′及车端面

软 爪夹一端，中心架托另一端(百分表找正孔)

3．调头，车Ф82h6到尺寸，割R7槽

软爪夹一端，顶另一端

4． 镗内锥孔1°30′及车端面

软爪夹一端，顶另一端

二、套筒类零件加工中的主要工艺问题

一般套筒类零件在 机械加工中的主要工艺问题是保证内外圆的相互位置精度（即保证内、外圆表面的同轴度以及轴线与端面的垂直度要求）和防止变形。

1．保证相 互位置精度

要保证内外圆表面间的同轴度以及轴线与端面的垂直度要求，通常可采用下列三种工艺方案：

（1）在一次安装中加 工内外圆表面与端面。这种工艺方案由于消除了安装误差对加工精度的影响，因而能保证较高的相互位置精度。在这种情况下，影响零件内外圆表面间的同轴度和孔 轴线与端面的垂直度的主要因素是机床精度。该工艺方案一般用于零件结构允许在一次安装中，加工出全部有位置精度要求的表面的场合。为了便于装夹工件，其毛 坯往往采用多件组合的棒料，一般安排在自动车床或转塔车床等工序较集中的机床上加工。图31－3所示的衬套零件就是采用这一方案的典型零件。其加工工艺过 程参见表31－3。

表31－3棒料毛坯的机械加工工艺过程

序号

工序内容

定位基准

1

加工端面、粗加工外圆表面，粗加工孔，半精加工或精加工外圆、精加工孔、倒角、切断(见图31－70)

外圆表面、端面 (定料用)

2

加工另一端面、倒角

外圆表面

3

钻润滑油孔

外 圆表面

4

加工油槽

精加工外圆表面(如要求不高的衬套，该工序可由工序1中的精车代替)

外 圆表面

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弊 社は専門なエンド・ミルの製造メーカーで、客先に色んな分野のニーズ、

豊富な パリエーションを満足させ、特にハイテク品質要求にサポート致します。

弊社は各領域に供給できる内容は：

（１）精密ＨＳＳエンド・ミルのＲ＆Ｄ

（２）Carbide Cutting tools設計

（３）鎢鋼エンド・ミル設計

（４）航空エンド・ミル設計

（５）超高硬度エンド・ミル

（６）ダイヤモンド・エンド・ミ ル

（７）医療用品エン ド・ミル設計

（８）自動車部品＆材料加工向けエンド・ミル設計

弊社の製品の供給調達機能は：

（１）生活産業～ハイテク工業までのエンド・ミル設計

（２）ミクロ・エ ンド・ミル～大型エンド・ミル供給

（３）小Ｌｏｔ生産～大量発注対応供給

（４）オートメーション整備調達

（５）スポット対応～流れ生産対応

弊社の 全般供給体制及び技術自慢の総合専門製造メーカーに貴方のご体験を御待ちしております。

Bewise Inc. talaşlı imalat sanayinde en fazla kullanılan ve üç eksende (x,y,z) talaş kaldırabilen freze takımlarından olan Parmak Freze imalatçısıdır. Çok geniş ürün yelpazesine sahip olan firmanın başlıca ürünlerini Karbür Parmak Frezeler, Kalıpçı Frezeleri, Kaba Talaş Frezeleri, Konik Alın Frezeler, Köşe Radyüs Frezeler, İki Ağızlı Kısa ve Uzun Küresel Frezeler, İç Bükey Frezeler vb. şeklinde sıralayabiliriz.

BW специализируется в научных исследованиях и разработках, и снабжаем самым высокотехнологичным карбидовым материалом для поставки режущих / фрезеровочных инструментов для почвы, воздушного пространства и электронной индустрии. В нашу основную продукцию входит твердый карбид / быстрорежущая сталь, а также двигатели, микроэлектрические дрели, IC картонорезальные машины, фрезы для гравирования, режущие пилы, фрезеры-расширители, фрезеры-расширители с резцом, дрели, резаки форм для шлицевого вала / звездочки роликовой цепи, и специальные нано инструменты. Пожалуйста, посетите сайт  www.tool-tool.com  для получения большей информации.

BW is specialized in R&D and sourcing the most advanced carbide material with high-tech coating to supply cutting / milling tool for mould & die, aero space and electronic industry. Our main products include solid carbide / HSS end mills, micro electronic drill, IC card cutter, engraving cutter, shell end mills, cutting saw, reamer, thread reamer, leading drill, involute gear cutter for spur wheel, rack and worm milling cutter, thread milling cutter, form cutters for spline shaft/roller chain sprocket, and special tool, with nano grade. Please visit our web  www.tool-tool.com  for more info.

传动轴机械加 工工艺实例

轴类零件是常见的典型零件之一。按轴类零件结构形式不同，一般可分为光轴、阶梯轴和异形轴三类；或分为实心轴、空心轴 等。它们在机器中用来支承齿轮、带轮等传动零件，以传递转矩或运动。

台阶轴的加工工艺较为典型，反映了轴类零件加工的大部分内容与基本规 律。下面就以减速箱中的传动轴为例，介绍一般台阶轴的加工工艺。

1．零件图样分析

图A-1  传动轴

图 A-1所示零件是减速器中的传动轴。它属于台阶轴类零件，由圆柱面、轴肩、螺纹、螺尾退刀槽、砂轮越程槽和键槽等组成。轴肩一般用来确定安装在轴上零件的 轴向位置，各环槽的作用是使零件装配时有一个正确的位置，并使加工中磨削外圆或车螺纹时退刀方便；键槽用于安装键，以传递转矩；螺纹用于安装各种锁紧螺母 和调整螺母。

根据工作性能与条件，该传动轴图样(图A-1)规定了主要轴颈M，N，外圆P、Q以及轴肩G、H、I有较高的尺寸、位置精度 和较小的表面粗糙度值，并有热处理要求。这些技术要求必须在加工中给予保证。因此，该传动轴的关键工序是轴颈M、N和外圆P、Q的加工。

2． 确定毛坯

该传动轴材料为45钢，因其属于一般传动轴，故选45钢可满足其要求。

本例传动轴属于中、小传动轴，并且各外圆 直径尺寸相差不大，故选择￠60mm的热轧圆钢作毛坯。

3．确定主要表面的加工方法

传动轴大都是回转表面，主要采用车削 与外圆磨削成形。由于该传动轴的主要表面M、N、P、Q的公差等级(IT6)较高，表面粗糙度Ra值(Ra=0.8 um)较小，故车削后还需磨削。外圆表面的加工方案(参考表A-3)可为：

粗车→半精车→磨削。

4．确定 定位基准

合理地选择定位基准，对于保证零件的尺寸和位置精度有着决定性的作用。由于该传动轴的几个主要配合表面(Q、P、N、M)及轴肩 面(H、G)对基准轴线A-B均有径向圆跳动和端面圆跳动的要求，它又是实心轴，所以应选择两端中心孔为基准，采用双顶尖装夹方法，以保证零件的技术要 求。

粗基准采用热轧圆钢的毛坯外圆。中心孔加工采用三爪自定心卡盘装夹热轧圆钢的毛坯外圆，车端面、钻中心孔。但必须注意，一般不能用毛 坯外圆装夹两次钻两端中心孔，而应该以毛坯外圆作粗基准，先加工一个端面，钻中心孔，车出一端外圆；然后以已车过的外圆作基准，用三爪自定心卡盘装夹(有 时在上工步已车外圆处搭中心架)，车另一端面，钻中心孔。如此加工中心孔，才能保证两中心孔同轴。

5．划分阶段

对精度要 求较高的零件，其粗、精加工应分开，以保证零件的质量。

该传动轴加工划分为三个阶段：粗车(粗车外圆、钻中心孔等)，半精车(半精车各处 外圆、台阶和修研中心孔及次要表面等)，粗、精磨(粗、精磨各处外圆)。各阶段划分大致以热处理为界。

6．热处理工序安排

轴 的热处理要根据其材料和使用要求确定。对于传动轴，正火、调质和表面淬火用得较多。该轴要求调质处理，并安排在粗车各外圆之后，半精车各外圆之前。

综 合上述分析，传动轴的工艺路线如下：

下料→车两端面，钻中心孔→粗车各外圆→调质→修研中心孔→半精车各外圆，车槽，倒角→车螺纹 →划键槽加工线→铣键槽→修研中心孔→磨削→检验。

7．加工尺寸和切削用量

传动轴磨削余量可取0.5mm，半精 车余量可选用1.5mm。加工尺寸可由此而定，见该轴加工工艺卡的工序内容。

车削用量的选择，单件、小批量生产时，可根据加工情况由工人 确定；一般可由《机械加工工艺手册》或《切削用量手册》中选取。

8．拟定工艺过程

定位精基准面中心孔应在粗加工之前加 工，在调质之后和磨削之前各需安排一次修研中心孔的工序。调质之后修研中心孔为消除中心孔的热处理变形和氧化皮，磨削之前修研中心孔是为提高定位精基准面 的精度和减小锥面的表面粗糙度值。拟定传动轴的工艺过程时，在考虑主要表面加工的同时，还要考虑次要表面的加工。在半精加工￠52mm、￠44mm及 M24mm外圆时，应车到图样规定的尺寸，同时加工出各退刀槽、倒角和螺纹；三个键槽应在半精车后以及磨削之前铣削加工出来，这样可保证铣键槽时有较精确 的定位基准，又可避免在精磨后铣键槽时破坏已精加工的外圆表面。

在拟定工艺过程时，应考虑检验工序的安排、检查项目及检验方法的确定。

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台阶轴的加工工艺较为典型，反映了轴类零件加工的大部分内容与基本规 律。下面就以减速箱中的传动轴为例，介绍一般台阶轴的加工工艺。

1．零件图样分析

图A-1  传动轴

图 A-1所示零件是减速器中的传动轴。它属于台阶轴类零件，由圆柱面、轴肩、螺纹、螺尾退刀槽、砂轮越程槽和键槽等组成。轴肩一般用来确定安装在轴上零件的 轴向位置，各环槽的作用是使零件装配时有一个正确的位置，并使加工中磨削外圆或车螺纹时退刀方便；键槽用于安装键，以传递转矩；螺纹用于安装各种锁紧螺母 和调整螺母。

根据工作性能与条件，该传动轴图样(图A-1)规定了主要轴颈M，N，外圆P、Q以及轴肩G、H、I有较高的尺寸、位置精度 和较小的表面粗糙度值，并有热处理要求。这些技术要求必须在加工中给予保证。因此，该传动轴的关键工序是轴颈M、N和外圆P、Q的加工。

2． 确定毛坯

该传动轴材料为45钢，因其属于一般传动轴，故选45钢可满足其要求。

本例传动轴属于中、小传动轴，并且各外圆 直径尺寸相差不大，故选择￠60mm的热轧圆钢作毛坯。

3．确定主要表面的加工方法

传动轴大都是回转表面，主要采用车削 与外圆磨削成形。由于该传动轴的主要表面M、N、P、Q的公差等级(IT6)较高，表面粗糙度Ra值(Ra=0.8 um)较小，故车削后还需磨削。外圆表面的加工方案(参考表A-3)可为：

粗车→半精车→磨削。

4．确定 定位基准

合理地选择定位基准，对于保证零件的尺寸和位置精度有着决定性的作用。由于该传动轴的几个主要配合表面(Q、P、N、M)及轴肩 面(H、G)对基准轴线A-B均有径向圆跳动和端面圆跳动的要求，它又是实心轴，所以应选择两端中心孔为基准，采用双顶尖装夹方法，以保证零件的技术要 求。

粗基准采用热轧圆钢的毛坯外圆。中心孔加工采用三爪自定心卡盘装夹热轧圆钢的毛坯外圆，车端面、钻中心孔。但必须注意，一般不能用毛 坯外圆装夹两次钻两端中心孔，而应该以毛坯外圆作粗基准，先加工一个端面，钻中心孔，车出一端外圆；然后以已车过的外圆作基准，用三爪自定心卡盘装夹(有 时在上工步已车外圆处搭中心架)，车另一端面，钻中心孔。如此加工中心孔，才能保证两中心孔同轴。

5．划分阶段

对精度要 求较高的零件，其粗、精加工应分开，以保证零件的质量。

该传动轴加工划分为三个阶段：粗车(粗车外圆、钻中心孔等)，半精车(半精车各处 外圆、台阶和修研中心孔及次要表面等)，粗、精磨(粗、精磨各处外圆)。各阶段划分大致以热处理为界。

6．热处理工序安排

轴 的热处理要根据其材料和使用要求确定。对于传动轴，正火、调质和表面淬火用得较多。该轴要求调质处理，并安排在粗车各外圆之后，半精车各外圆之前。

综 合上述分析，传动轴的工艺路线如下：

下料→车两端面，钻中心孔→粗车各外圆→调质→修研中心孔→半精车各外圆，车槽，倒角→车螺纹 →划键槽加工线→铣键槽→修研中心孔→磨削→检验。

7．加工尺寸和切削用量

传动轴磨削余量可取0.5mm，半精 车余量可选用1.5mm。加工尺寸可由此而定，见该轴加工工艺卡的工序内容。

车削用量的选择，单件、小批量生产时，可根据加工情况由工人 确定；一般可由《机械加工工艺手册》或《切削用量手册》中选取。

8．拟定工艺过程

定位精基准面中心孔应在粗加工之前加 工，在调质之后和磨削之前各需安排一次修研中心孔的工序。调质之后修研中心孔为消除中心孔的热处理变形和氧化皮，磨削之前修研中心孔是为提高定位精基准面 的精度和减小锥面的表面粗糙度值。拟定传动轴的工艺过程时，在考虑主要表面加工的同时，还要考虑次要表面的加工。在半精加工￠52mm、￠44mm及 M24mm外圆时，应车到图样规定的尺寸，同时加工出各退刀槽、倒角和螺纹；三个键槽应在半精车后以及磨削之前铣削加工出来，这样可保证铣键槽时有较精确 的定位基准，又可避免在精磨后铣键槽时破坏已精加工的外圆表面。

在拟定工艺过程时，应考虑检验工序的安排、检查项目及检验方法的确定。

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弊社の 全般供給体制及び技術自慢の総合専門製造メーカーに貴方のご体験を御待ちしております。

Bewise Inc. talaşlı imalat sanayinde en fazla kullanılan ve üç eksende (x,y,z) talaş kaldırabilen freze takımlarından olan Parmak Freze imalatçısıdır. Çok geniş ürün yelpazesine sahip olan firmanın başlıca ürünlerini Karbür Parmak Frezeler, Kalıpçı Frezeleri, Kaba Talaş Frezeleri, Konik Alın Frezeler, Köşe Radyüs Frezeler, İki Ağızlı Kısa ve Uzun Küresel Frezeler, İç Bükey Frezeler vb. şeklinde sıralayabiliriz.

BW специализируется в научных исследованиях и разработках, и снабжаем самым высокотехнологичным карбидовым материалом для поставки режущих / фрезеровочных инструментов для почвы, воздушного пространства и электронной индустрии. В нашу основную продукцию входит твердый карбид / быстрорежущая сталь, а также двигатели, микроэлектрические дрели, IC картонорезальные машины, фрезы для гравирования, режущие пилы, фрезеры-расширители, фрезеры-расширители с резцом, дрели, резаки форм для шлицевого вала / звездочки роликовой цепи, и специальные нано инструменты. Пожалуйста, посетите сайт  www.tool-tool.com  для получения большей информации.

BW is specialized in R&D and sourcing the most advanced carbide material with high-tech coating to supply cutting / milling tool for mould & die, aero space and electronic industry. Our main products include solid carbide / HSS end mills, micro electronic drill, IC card cutter, engraving cutter, shell end mills, cutting saw, reamer, thread reamer, leading drill, involute gear cutter for spur wheel, rack and worm milling cutter, thread milling cutter, form cutters for spline shaft/roller chain sprocket, and special tool, with nano grade. Please visit our web  www.tool-tool.com  for more info.

一.机械加工时间定额的组成

1．时间定额的概念

所谓时间定额是指在一定生产条件下，规定生产一件产品或完成一道工序所需消耗的时间。它是安排作业计划、核算生产成本、确定设备数量、人员编制以及规划生产面积的重要依据。

2．时间定额的组成

1）基本时间T 基本时间是指直接改变生产对象的尺寸、形状、相对位置以及表面状态或材料性质等工艺过程所消耗的时间。对于切削加工来说，基本时间就是切除金属所消耗的时间（包括刀具的切入和切出时间在内）。

2）辅助时间Ｔ 辅助时间是为实现工艺过程所必须进行的各种辅助动作所消耗的时间。它包括：装卸工件，开停机床，引进或退出刀具，改变切削用量，试切和测量工件等所消耗的时间。

基本时间和辅助时间的总和称为作业时间。它是直接用于制造产品或零部件所消耗的时间。

辅助时间的确定方法随生产类型而异。大批大量生产时，为使辅助时间规定得合理，需将辅助动作分解，再分别确定各分解动作的时间，最后予以综合；中批生产则可根据以往统计资料来确定；单件小批生产常用基本时间的百分比进行估算。

3）布置工作地时间T 布置工作地时间是为了使加工正常进行，工人照管工作地（如更换刀具，润滑机床，清理切屑，收拾工具等）所消耗的时间。它不是直接消耗在每个工件上的。而是消耗在一个工作班内的时间，再折算到每个工件上的。一般按作业时间的2%～7%估算。

4）休息与生理需要时间T 休息与生理需要时间是工人在工作班内恢复体力和满足生理上的需要所消耗的时间。T 是按一个工作班为计算单位，再折算到每个工件上的。对机床操作工人一般按作业时间的2%估算。

以上四部分时间的总和称为单件时间T_d，即

T_d=T_j＋Ｔ_f+T_b+T_x

5） 准备与终结时间Ｔ 准备与终结时间是指工人为了生产一批产品或零部件，进行准备和结束工作所消耗的时间。在单件或成批生产中，每当开始加工一批工件时，工人需要熟悉工艺文 件，领取毛坯、材料、工艺装备、安装刀具和夹具，调整机床和其它工艺装备等所消耗的时间以及加工一批工件结束后，需拆下和归还工艺装备，送交成品等所消耗 的时间。Ｔ 既不是直接消耗在每个工件上的，也不是消耗在一个工作班内的时间，而是消耗在一批工件上的时间。因而分摊到每个工件的时间为Ｔ ／n，其中n为批量。故单件和成批生产的单件工时定额的计算公式T 应为：

T ＝T ＋Ｔ ／n

大批大量生产时，由于n的数值很大，Ｔ ／n≈０，故不考虑准备终结时间，即：

T ＝T

二.提高机械加工生产率的途径

劳 动生产率是指工人在单位时间内制造的合格产品的数量或制造单件产品所消耗的劳动时间。劳动生产率是一项综合性的技术经济指标。提高劳动生产率，必须正确处 理好质量，生产率和经济性三者之间的关系。应在保证质量的前提下，提高生产率，降低成本。劳动生产率提高的措施很多，涉及到产品设计，制造工艺和组织管理 等多方面，这里仅就通过缩短单件时间来提高机械加工生产率的工艺途径作一简要分析。

由上式所示的单件时间组成，不难得知提高劳动生产率的工艺措施可有以下几个方面：

1．缩短基本时间

在大批大量生产时，由于基本时间在单位时间中所占比重较大，因此通过缩短基本时间即可提高生产率。缩短基本时间的主要途径有以下几种：

1） 提高切削用量增大切削速度、进给量和背吃刀量，都可缩短基本时间，但切削用量的提高受到刀具耐用度和机床功率、工艺系统刚度等方面的制约。随着新型刀具材 料的出现，切削速度得到了迅速的提高，目前硬质合金车刀的切削速度可达200m/min，陶瓷刀具的切削速度达500m/min。近年来出现的聚晶人造金 刚石和聚晶立方氮化硼刀具切削普通钢材的切削速度达900m/min。

在磨削方面，近年来发展的趋势是高速磨削和强力磨削。国内生产的高速磨床和砂轮磨削速度已达60m/s，国外已达90～120m/s；强力磨削的切入深度已达6～12mm，从而使生产率大大提高。

2）采用多刀同时切削

3)多件加工这种方法是通过减少刀具的切入、切出时间或者使基本时间重合，从而缩短每个零件加工的基本时间来提高生产率。多件加工的方式有以下三种：

①顺序多件加工。

②平行多件加工。。

③平行顺序多件加工。

4）减少加工余量。采用精密铸造、压力铸造、精密锻造等先进工艺提高毛坯制造精度，减少机械加工余量，以缩短基本时间，有时甚至无需再进行机械加工，这样可以大幅度提高生产效率。

2．缩短辅助时间

辅 助时间在单件时间中也占有较大比重，尤其是在大幅度提高切削用量之后，基本时间显著减少，辅助时间所占比重就更高。此时采取措施缩减辅助时间就成为提高生 产率的重要方向。缩短辅助时间有两种不同的途径，一是使辅助动作实现机械化和自动化，从而直接缩减辅助时间；二是使辅助时间与基本时间重合，间接缩短辅助 时间。

1）直接缩减辅助时间。采用专用夹具装夹工件，工件在装夹中不需找正，可缩短装卸工件的时间。大批大量生产时，广泛采用高效气动、液动夹具来缩短装卸工件的时间。单件小批生产中，由于受专用夹具制造成本的限制，为缩短装卸工件的时间，可采用组合夹具及可调夹具。

此 外，为减小加工中停机测量的辅助时间，可采用主动检测装置或数字显示装置在加工过程中进行实时测量，以减少加工中需要的测量时间。主动检测装置能在加工过 程中测量加工表面的实际尺寸，并根据测量结果自动对机床进行调整和工作循环控制，例如磨削自动测量装置。数显装置能把加工过程或机床调整过程中机床运动的 移动量或角位移连续精确地显示出来，这些都大大节省了停机测量的辅助时间。

2）间接缩短辅助时间。为了使辅助时间和基本时间全部或部分地重合，可采用多工位夹具和连续加工的方法。

3．缩短布置工作地时间

布 置工作地时间，大部分消耗在更换刀具上，因此必须减少换刀次数并缩减每次换刀所需的时间，提高刀具的耐用度可减少换刀次数。而换刀时间的减少，则主要通过 改进刀具的安装方法和采用装刀夹具来实现。如采用各种快换刀夹，刀具微调机构，专用对刀样板或对刀样件以及自动换刀装置等，以减少刀具的装卸和对刀所需时 间。例如在车床和铣床上采用可转位硬质合金刀片刀具，既减少了换刀次数，又可减少刀具装卸，对刀和刃磨的时间。

4．缩短准备与终结时间

缩短准备与终结时间的途径有二：第一，扩大产品生产批量，以相对减少分摊到每个零件上的准备与终结时间；第二，直接减少准备与终结时间。扩大产品生产批量，可以通过零件标准化和通用化实现，并可采用成组技术组织生产。

三.机械加工技术经济分析的方法

制订机械加工工艺规程时，在同样能满足工件的各项技术要求下，一般可以拟订出几种不同的加工方案，而这些方案的生产效率和生产成本会有所不同。为了选取最佳方案就需进行技术经济分析。所谓技术经济分析就是通过比较不同工艺方案的生产成本，选出最经济的加工工艺方案。

生 产成本是指制造一个零件或一台产品所必须的一切费用的总和。生产成本包括两大类费用：第一类是与工艺过程直接有关的费用叫工艺成本，约占生产成本的 70%～75%；第二类是与工艺过程无关的费用，如行政人员工资，厂房折旧，照明取暧等。由于在同一生产条件下与工艺过程无关的费用基本上是相等的，因此 对零件工艺方案进行经济分析时，只要分析与工艺过程直接有关的工艺成本即可。

1．工艺成本的组成

工艺成本由可变费用和不变费用两大部分组成。

1）可变费用可变费用是与年产量有关并与之成正比的费用，用“V”表示（元/件）。包括：材料费、操作工人的工资、机床电费、通用机床折旧费、通用机床修理费、刀具费、通用夹具费。

2）不变费用不变费用是与年产量的变化没有直接关系的费用。当产量在一定范围内变化时，全年的费用基本上保持不变，用“S”表示（元/年）。包括：机床管理人员，车间辅助工人，调整工人的工资、专用机床折旧费、专用机床修理费、专用夹具费。

全年工艺成本

2．工艺成本的计算

1）零件的全年工艺成本

E=V·N+S

式中E——零件（或零件的某工序）全年的工艺成本（元/年）；

V——可变费用（元/件）；

N——年产量（件/年）；

S——不变费用（元/年）。

由上述公式可见，全年工艺成本E和年产量N成线性关系，如图所示。它说明全年工艺成本的变化ΔE与年产量的变化ΔN成正比；又说明S为投资定值，不论生产多少，其值不变。

2）零件的单件工艺成本

（元/件）

单件工艺成本

单 件工艺成本E 与年产量N呈双曲线关系，如图所示。在曲线的A段，N很小，设备负荷也低，即单件小批生产区，单件工艺成本E 就很高，此时若产量N稍有增加（ΔN）将使单件成本迅速降低（ΔE）。在曲线B段，N很大，即大批大量生产区。此时曲线渐趋水平，年产量虽有较大变化，而 对单件工艺成本的影响却很小。这说明对于某一个工艺方案，当S值（主要是专用设备费用）一定时，就应有一个与此设备能力相适应的产量范围。产量小于这个范 围时，由于S/N比值增大，工艺成本就增加。这时采用这种工艺方案显然是不经济的，应减少使用专用设备数，即减少S值来降低工艺成本。当产量超过这个范围 时，由于S/N比值变小，这时就需要投资更大而生产率更高的设备，以便减少V而获得更好的经济效益。

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1.表面加工方法的选择

（1）加工面的技术要求——经济精度——正常工作条件下所达到的加工精度

（2）工件材料的性质及热处理

（3）工件的形状和尺寸

（4）结合生产类型考虑生产率和经济性

（5）现有生产条件

2.加工阶段的划分

粗加工阶段——尽快切除余量——高生产率

半精加工阶段——继续减少加工余量，为精加工作准备，次要面加工

精加工阶段——达到要求的加工精度和表面粗糙度

光整加工和超精密阶段——降低表面粗糙度值

原因：①保证加工质量

②合理使用设备

③便于安排热处理

④及时发现毛坯缺陷，保护精加工表面

★加工阶段划分——针对零件加工的整个过程、针对主要加工面

3.工序的集中与分散

工序集中——工序少，内容多

——装夹次数少，位置精度高，设备数量少，工人少

工序分散——工序多，内容少

——设备工装简单，调整方便，切削用量合理；设备多，工人多

单件小批生产→集中——便于组织管理

大批量生产→集中——高效设备工装

→分散——自动线、流水线

多品种、中小批量→集中——数控机床、加工中心

重型零件→集中    精密零件→分散

现代生产→集中

4.工序顺序的安排

（1）机械加工顺序的安排——

①先基准后其它

②先粗后精

③先主后次、穿插进行

④先面后孔

●基准加工→主要面粗加工→次要面加工→主要面半精加工

→次要面加工→修基准→主要面精加工

（2）热处理工序的安排

1）预备热处理——正火和退火——粗加工前

时效处理——粗加工前、后

调质处理——粗加工后，半精加工前

2）最终热处理——淬火——精加工、磨削前

渗碳淬火——半精加工后

渗氮——尽量靠后

表面处理（电镀及氧化）——最后

●毛坯制造→退火或正火→主要面粗加工→次要面加工

→调质（或时效）→主要面半精加工→次要面加工

→淬火（或渗碳淬火）→修基准→主要面精加工

（3）辅助工序的安排

检验——粗加工后，精加工0前；转车间前后；重要工序前后，完工后

去毛刺——钻、铣、刨、拉后，淬火前

辅助工序——清洗、防锈、去磁、平衡等

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Bewise Inc. talaşlı imalat sanayinde en fazla kullanılan ve üç eksende (x,y,z) talaş kaldırabilen freze takımlarından olan Parmak Freze imalatçısıdır. Çok geniş ürün yelpazesine sahip olan firmanın başlıca ürünlerini Karbür Parmak Frezeler, Kalıpçı Frezeleri, Kaba Talaş Frezeleri, Konik Alın Frezeler, Köşe Radyüs Frezeler, İki Ağızlı Kısa ve Uzun Küresel Frezeler, İç Bükey Frezeler vb. şeklinde sıralayabiliriz.

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