機械制造工藝學機械制造工藝課程組圖2-5所示為CA6140型臥式車床主軸簡圖，單件小批生產，材料為45鋼鍛件，要求零件具有良好的綜合力學性能，局部軸頸和孔做淬火處理，淬硬程度見圖示要求，試制定其機械加工工藝過程卡。項目二模塊一任務二CA6140型臥式車床主軸因其在機床中的重要位置，無論從加工精度、表面質量、形位精度方面，還是熱處理要求均較高，僅僅通過車削加工不能實現，擬定其機械加工工藝路線要詳細明確劃分加工階段，熱處理要求及其定位基準，加工機床也要選擇合理才能保證加工工藝要求。外圓表面的磨削(grinding)加工磨削是軸類零件外圓表面精加工的主要方法。它既能磨削淬火鋼，也能磨削未淬火鋼和鑄鐵。一、磨削方式及其工藝特征根據磨削時采用磨具的不同可分為砂輪磨削和砂帶磨削兩大類。根據磨削時工件定位方式的不同可分為中心磨削和無心磨削兩種方式。(一)砂輪中心磨削的工藝特點及質量分析(1)砂輪中心磨削的工藝特點工件由中心孔定位，在外圓磨床或萬能外圓磨床上進行，重型軸需在重型磨床上進行或在車床上裝上磨頭進行。公差等級可達到IT6，表面粗糙度值Ra可達0.8~0.2μm，磨削速度高(30~35m/s)，生產率高。(2)砂輪中心磨削外圓常見的缺陷及其解決方法1)多角形缺陷產生的原因主要是由砂輪與工件沿徑向產生周期性振動所致。消除振動的措施有：仔細調節砂輪靜平衡和電動機的動平衡并采取隔振措施；頂尖莫氏錐度部分與機床頭架、尾座錐孔接觸面積不應小于80%；選用合適的砂輪并及時修整；調整主軸軸承間隙；修研工件中心孔等。圖2-6多角形缺陷2)螺旋形缺陷產生原因：由于砂輪微刃的等高性破壞或砂輪與工件局部接觸所致，如砂輪母線與工件母線不平行；砂輪兩邊硬度偏高；頭架、尾座剛性不等；砂輪主軸剛性差；導軌潤滑油壓力過高或油太多使工作臺漂浮而產生擺動等都能產生螺旋形缺陷。消除缺陷的措施有：修正砂輪，保持微刃等高性；調整軸承間隙與主軸上母線精度，允許上母線翹頭0.003~0.005mm/100mm；砂輪兩邊修成臺肩形或倒圓角，使其不參與切削作用；工作臺潤滑油要合適，同時要有卸載裝置，使導軌潤滑油成為低壓供油。(2)砂輪中心磨削外圓常見的缺陷及其解決方法圖2-7幾種螺旋形缺陷3)拉毛(劃傷或劃痕)產生拉毛的原因：砂輪磨粒自銳性過強；切削液不清潔；砂輪罩上磨屑落在砂輪與工件之間，將工件拉毛。消除拉毛的措施有：砂輪磨料選擇韌性高的材料；砂輪硬度可適當提高；砂輪修正后用切削液和毛刷清洗；清理砂輪罩上的磨屑；用紙質過濾器或渦旋分離器對切削液進行過濾。(2)砂輪中心磨削外圓常見的缺陷及其解決方法圖2-8拉毛缺陷(2)砂輪中心磨削外圓常見的缺陷及其解決方法4)燒傷可分為螺旋形燒傷和點燒傷。產生燒傷的原因:砂輪硬度偏高；橫向或縱向進給量過大；砂輪切削刃變鈍；散熱不良等。消除措施有:嚴格控制進給量(特別是高精度磨削時不應有火花出現)；降低砂輪硬度；及時修正砂輪；切削液要充分。圖2-9燒傷(3)中心孔的加工及其修磨中心孔應滿足以下技術要求：1)中心孔應有足夠大的尺寸(見GB/T145—2001)和準確的錐角，以承受工件重量和加工時的切削力。2)軸兩端中心孔應在同一軸線上，以便使中心孔與頂尖接觸良好，否則影響定位精度。3)中心孔應有圓度要求。4)中心孔的位置除要求使工件加工余量均勻外，對同批工件中心孔到軸肩端面尺寸A和兩端中心孔間的距離L應保持一致(圖2-10)，否則會影響工件軸向定位精度，圖2-10中心孔的尺寸(二)砂輪無心磨削及其工藝特點無心磨削是一種高生產率的精加工方法，被磨削的工件由外圓表面本身定位，其工作原理如圖2-12所示。實現無心磨削的方法主要有:貫穿法(縱向進給磨削，工件從磨輪與導輪之間通過)；切入法(橫向進給磨削)。圖2-12無心磨削工作原理1—壓緊輪2—導輪3—支撐輪

無心磨削的特點:加工精度可達IT6級；表面粗糙度值Ra可達0.8~0.2μm；生產率很高，。但是，無心磨削難以保證工件的相互位置精度。而且圓度誤差為0.002~0.003mm時也不易達到。此外，有鍵槽和帶有縱向平面的軸也不能采用無心磨削加工。(三)砂帶磨削圖2-13外圓砂帶磨削方式a)中心磨b)無心磨c)自由磨1—工件2—砂帶3—張緊輪4—接觸輪5—導輪

砂帶磨削是采用涂滿磨粒的環形帶狀布(即砂帶)作為切削工具的一種加工方法。特點：生產率特高。砂帶磨床的加工效率超過了車、銑、刨等通用機床，幾乎領先于所有的金屬切削機床。具有設備簡單、加工成本低、功率利用率高且較為安全等優點，但其加工精度不如中心磨削。外圓砂帶磨削方式可分為中心磨、無心磨和自由磨，如圖2-13所示。二、提高外圓磨削生產率的措施(1)縮短輔助時間。其措施如自動裝卸工件，自動測量及數字顯示，砂輪自動修整與補償及發展新的磨料以提高砂輪耐用度等。(2)縮短機動時間

1)高速磨削。在高速下對工件進行磨削，砂輪速度高達45m/s以上(普通磨削時，砂輪速度在35m/s以下)，其加工精度可以提高，表面粗糙度值可以進一步減小，并可延長砂輪使