细长轴类车削加工的研究论文

汽车零件修复方法 2010-11-19 汽车维修工程 主要内容： 1.机械加工修复法； 2.修理尺寸法的计算； 3.焊接修复法：气焊、电弧焊、振动堆焊； 4.修复质量的评价与修复方法的选择。 汽车维修工程 第一节 汽车零件修复方法简介汽车零件的损伤主要有变形、断裂、锈蚀和磨 损四类。对前三类损伤一般采用冷加工、热加工 或胶粘等方法修理。 如一般零件变形可用冷压或热压校正后再进行 机械加工修理；轴类零件断裂可用镶套、焊接、 锻接等方法修理；气缸体水套出现裂纹可用焊、 铆或胶粘方法修理。 零件磨损是最常见的损伤。 汽车维修工程 用胶粘剂修复轴类零件， ③涂胶：用刮刀将胶粘剂涂塞干砂眼、气孔处，用刮刀压紧胶 层，使胶液完全接触铸件的砂眼、气孔的粘接界面。 ④固化：室温固化 (2) (2)附加柱塞法可以在铸件砂眼或气孔处，打一个适当的孔．然 后配一个销子，再用胶粘剂粘接。或者打孔后再攻螺纹，然后 配一个螺栓，再用胶粘剂粘接。 采用附加柱塞法修复铸件的砂眼或气孔缺陷时，所用的胶粘剂 为厌氧胶、密封胶等类型的胶粘剂。必须指出，不管是孔、螺 孔、圆柱销、螺栓的粘接接触界面．都需进行表面处理 汽车维修工程 一、汽车零件修复方法分类磨损零件：机械加工 堆焊、喷涂、电镀和化学镀等增补 变形零件：压力校正法 火焰校正法 损伤缺陷：焊接、钎焊、钳工机械加工 粘结修复法 汽车维修工程 二、汽车零件修理特点批量小 余量小，精度难以保证 工件硬度高 加工基准损伤，定位困难 注意点：定位基准与加工精度 轴类零件的圆角 表面粗糙度 汽车维修工程 三、机械加工修复法 1、修理尺寸法 定义：利用机械加工的方法，除去零件的磨 定义 损部分，使零件具有规定的几何形状和新的 尺寸，并选用相应尺寸的零件与之配合轴和孔 修理尺寸的确定 汽车维修工程 图中dm和Dm为轴和孔的基本尺寸； dr和Dr为轴和孔磨损后的尺寸; dr1和Dr1为轴各孔用修理尺寸法修复后的第一级修 理尺寸； C为单侧加工余量； δmax为零件单侧最大磨损量 汽车维修工程 练习题已知汽车发动机曲轴主轴颈标准尺寸为 ?66.00,测得各主轴颈最大磨损部位的尺寸 分别为?65.50，?65.53，?65.45， ?65.48，?65.41，?65.40，?65.55， 假设单侧加工余量为0.05mm，磨损不均匀 系数为0.5 ，试求该曲轴修理尺寸，并确定 是几级维修级别。（以上所有轴颈尺寸单位 均为mm） 汽车维修工程 特点： 应用： 曲轴 延长了结构复杂以及较贵 重零件的寿命 凸轮轴 由于零件强度及结构的限制， 由于零件强度及结构的限制， 加工方法简单，修理质量 转向节主销孔 采用修理尺寸法到最后一级时， 采用修理尺寸法到最后一级时气缸等 ， 较高 修理尺寸标准化 标准化（增加了 零件就应该采用其它方法进行修理。 标准化 零件就应该采用其它方法进行修理。 零件的磨损量，加大了成 不同零件的修理级别由设计时确定 本） 过多的修理尺寸限制了备 件的种类，给备件选用带 来困难 汽车维修工程 采用修理尺寸法时，应把配合副中较贵重的 零件保留下来，规定修理尺寸，将另一个零 件换掉。如：气缸与活塞修理时，修理气缸，配以相应尺寸 的活塞。 曲轴轴颈与主轴承修配时，应修理主轴承轴颈， 再配以相应尺寸的轴承 汽车维修工程 2、附加零件修理法（镶套修理法） 定义：当轴和孔磨损过甚或加工到最后一级 修理尺寸后，在零件力学容许的条件下，可 以加工至较大尺寸，镶入一个套筒或衬套， 并加以固定 固定，然后加工至标准尺寸。 固定衬套与零件必须为过盈 过盈配合，使两者紧密结 过盈 合，从而满足传热和传递力的要求； 也可以用螺纹或者焊接的方法 汽车维修工程 汽车维修工程 应用： 应用： 气缸套、气门座圈、 气门导管、飞轮齿 圈、变速器轴承孔、 后桥和轮毂壳体中 滚动轴承的配合、 螺纹孔、端轴轴颈 等 注意点： 注意点配合形式：过盈 配合or其它固定 形式 配合部位的表面 粗糙度，应达到 规定要求 汽车维修工程 3、零件的局部更换修理法 ---具有多个工作面的零件，由于各工作表面在使 用中磨损不一致，其他部分可使用，为防止浪费 定义：将零件磨损的部位去掉，按去掉部分 定义 的名义尺寸和几何形状制造新件，与其原件 余留部分焊接在一起，经最后加工恢复零件 原有性能 应用：可修复齿轮、花键 应用 汽车维修工程 特点： 应用： 可获得较高的修 理质量 节约贵重金属， 修复工艺较复杂 半轴，变速器第一轴 或第二轴齿轮，变速 器盖及轮毂等 汽车维修工程 4、转向和翻转修理法 定义：将磨损的零件转一定角度或翻面，用 定义 未磨损的部位代替磨损的部位 应用：键槽、螺栓孔、飞轮齿圈 应用 飞轮齿圈 特点：修理方法易行；修理成本低；但其应 特点 用受到结构的限制 汽车维修工程 汽车维修工程 机械加工修理法优点： 用料经济 工艺简便、质量好 能延长零件的使用寿 命 适合于修复贵重零件 缺点： 对机械加工的精度要 求高 对高硬度和交变载荷 的零件要保证其硬度 和强度 汽车维修工程 四、焊接修复法 可修复磨损量较大的零件，能增加零件的尺 寸，焊层厚度易控制 设备简单，修复成本低 定义：焊接修复法修复零件是借助于电弧或气 定义 体火焰产生的热量，将基体金属及焊丝金属 熔化和熔合，使焊丝金属填补在零件上，以 填补零件的磨损和恢复零件的完整。 汽车维修工程 焊接修复法 分类： 焊接按热源不同分为气焊、电焊。 根据熔剂层的不同又可分为：焊条电弧焊， 振动堆焊； 堆焊又可分为二氧化碳气体保护焊、埋 弧堆焊、电脉冲堆焊、等离子堆焊。 汽车维修工程 第二节 汽车零件修复质量评价与方法选择一、汽车零件修复质量的评价 汽车零件的修复质量可以用修复零件的工作 能力来表示，由耐用性指标评价。 取决于：修复层的结合强度 修复层的耐磨性 对疲劳强度的影响 汽车维修工程 1、修复层的结合强度 按受力情况可分为： 抗拉、抗剪、抗扭转、抗剥离 检验方法： 敲击法、车削法、磨削及凿剔、喷砂法 喷涂和电镀层的结合强度较低，不适宜修复 齿轮齿面、滚动轴承的滚道和轴颈、其它耐 冲击的工作表面等。 汽车维修工程 二、汽车零件修复方法的选择 ---直接影响到汽车零件的修复成本和修复质量； 广义而言：研究在给定条件下能得到最好效 果的修复方法 遵循的原则： “技术上可行 质量上可靠、经济上合理 技术上可行、质量上可靠 经济上合理” 技术上可行 质量上可靠 经济上合理 汽车维修工程 Thanks~ ? 汽车维修工程 1、气焊定义：利用可燃品乙炔气与氧混台燃烧的高 定义 温，将焊件和焊丝熔化，使焊缝弥合。这种 方法简单易行，还能使焊缝金属与基体金属 相近似 但生产效率低，焊件易变形。在汽 车修理中，一般用于铸铁、钢件和有色金属 的焊接。 汽车维修工程 2、焊条电弧焊定义：是利用电极与工件缝隙间产生的电弧 定义 热量，将焊缝和金属焊条熔化，将破缝弥合， 焊条既是填料又是电极。电焊生产效率高， 焊件变形小，但 焊缝机械性能和加工性 能比气焊差。 电焊常用于裂纹 破裂 裂纹、破裂 裂纹 破裂和 断裂等损伤零件的修复。 断裂 汽车维修工程 交流焊条电弧焊 交流焊条电弧焊 直流焊条电弧焊 汽车维修工程 汽车维修工程 3、埋弧焊又称熔剂层下焊接。焊丝是直径1.4～1.6毫 米的钢丝。将熔剂撒敷在焊道上，在熔剂下 面焊接。电弧不外露，熔剂能有效地阻止空 气侵入熔池，并有保温作用，可延缓熔池金 属的凝固。埋弧焊的优点是焊层致密 焊层致密，无裂 焊层致密 焊后变形较大,适 纹、气孔、夹碴等,但零件焊后变形较大 适 焊后变形较大 用于修理直径50毫米以上的轴类零件 毫米以上的轴类零件。 用于修理直径 毫米以上的轴类零件。 汽车维修工程 汽车维修工程 4、堆焊定义：在零件磨损的表面堆焊一层金属，然后 定义 进行加工，使零件恢复到原来尺寸的修理方法。 优点：焊层与基体熔合，结合强度高；可按零 优点 件需要选用适宜的焊条或焊丝，从而控制堆焊 层的化学成分。 缺点：零件焊后有较大的变形。 缺点 堆焊方法有手工堆焊和自动堆焊。 手工堆焊有电弧焊和氧-乙炔焊两种工艺。手工 堆焊设备简单，在汽车保修企业中应用广泛。 汽车维修工程 自动堆焊 是将零件装在堆焊机床上，一边转动，一边施 焊。常用的自动堆焊有振动堆焊、二氧化碳 保护焊和埋弧焊三种工艺，以振动堆焊应用 较为普遍。 汽车维修工程 汽车维修工程 5、振动堆焊振动堆焊：电源电压为14～18伏，电流为 130～170安。焊丝为直径1.4～1.6毫米的 高碳钢丝。 施焊时，焊丝尖端不断地振动，使电路断开 时产生自感电动势 自感电动势，熔化焊丝，进行堆焊。 自感电动势 特点：电压低、电弧热量不大、零件变形小， 特点 但焊层中气孔、夹碴、裂纹较多，降低了零 件的疲劳强度。 应用：适用于修理曲轴和各种轴销零件。 应用 汽车维修工程 焊条 汽车维修工程 6、二氧化碳保护焊在二氧化碳气体的笼罩下进行堆焊。由于二 氧化碳在电弧高温下能与熔池铁水中的碳反 应生成一氧化碳，有些一氧化碳气体自熔池 中逸出，来不及逸出的就成为焊层里的气孔， 因而影响堆焊质量。因此，为了减少气孔， 二氧化碳保护焊多采用含碳量低并有充足脱 氧剂的专用低碳锰硅合金钢焊丝，焊丝直径 为0.4～0.6毫米，堆焊层强度高、气孔少、 无裂纹，但硬度偏低。 此法适用于修理驾驶室、叶子板等薄板件。 汽车维修工程 汽车维修工程 六、电镀与刷镀修理法定义：是将金属工件浸入电解质的溶液中、 定义 并以工件为阴极通人直流电，通电后电解液 发生电解现象，使溶液中的金属析出，在镀 件表面覆盖了一层镀积物，这个过程叫电镀。 电镀除了能恢复零件尺寸 恢复零件尺寸外．还能改变零件 恢复零件尺寸 的机械性能。 在汽车修理中，常用的金属电镀有镀铬 镀 镀铬、镀 镀铬 镀铜3种。 镀铜 铁和镀铜 汽车维修工程 镀铬的电解液为铬酐(三氧化铬)、硫酸和水 的混合溶液。镀铬层具有高硬度、耐磨、耐 热、耐腐蚀、导热性好、摩擦系数小及基体 金属结合力强等优点，但镀层的限 多用于耐磨而损坏量又不大的零件和装饰， 以及防腐的零件：如活塞销、转向节主销， 凸轮轴、灯罩、门把手、轿车的装饰等。 汽车维修工程 镀铁的电镀液为氯化砸铁、水和盐酸的混台 溶液。 镀铁的特点是镀积的速度快，镀层厚，成本 低，原料丰富．对环境污染小 但由于镀层 的硬度与结台强度之间的矛盾未能很好解 决．故修复中只有少量应用。 汽车维修工程 镀铜的电解液为硫酸铜或氢氧化铜和碳酸钠 的混合液。镀铜常用于铜套、轴瓦、缸套及 轴类零件的外圆加大 汽车维修工程 刷镀叉称涂镀，是新近发展起来的零件修复工艺。 它的特点是在不解体的条件下，不用镀槽而进行 的快速修复．可用于对轴、壳体、孔类，花键轴 槽，轴瓦瓦背、平面类及盲孔、深孔等各种零件 的修复。 刷镀机动灵活，可用于零件 的局部的修复，且镀 层均匀，光滑，致密，尺寸精度容易控制，修理 成本低，因此在修理行业得到广泛推广和应用。 汽车维修工程 刷镀的基本原理刷镀的基本原理与槽镀相同。刷镀，顾名思 义就是利用刷子 似的镀笔在被镀 工件上来回摩擦 而进行电镀的 方法，其原理如图3-9所示。 汽车维修工程 零件作为阴极装在机床的卡盘上，石墨镀笔接阳极， 刷镀进用 外包吸入纤维的镀笔吸满镀液在工件上相对 运动，这时镀液中的金属离子在电场力的作用下，向 工件表面扩散，镀在工件表面形成镀层。镀笔刷到哪 里，哪里就形成镀层，直到达到所需厚度。 汽车维修工程 七、喷涂修理法此法是用高速气流将熔化的金属喷敷到零件的磨损 表面上，以恢复其原来尺寸。喷涂工艺有：电喷涂, 气体火焰喷涂，高频电喷涂，等离子喷涂以及爆炸 喷涂。 各种喷涂所形成的喷涂层系由金属小颗粒撞击堆砌 而成。每个小颗粒包有一层氧化膜，小颗粒之间以 及小颗粒与基体金属都仅仅是机械地挤结在一起, 没有熔合,因此一般喷涂层的本身强度和喷涂层同 基体的结合强度都不高 (1～4公斤／毫米2)。喷涂 层中含有10％左右的孔隙，有利于润滑油膜的吸 附，却不利于承受冲击载荷和较大的接触应力。 汽车维修工程 汽车维修工程 1、电弧喷涂（简称电喷涂）以两根金属丝为电极等速向前送给，在其尖 端产生电弧，熔化的金属由压缩空气喷敷到 零件表面上。电喷涂的特点是成本低，质量 稳定可靠，适用于修复曲轴轴颈。 汽车维修工程 2、气体火焰喷涂气体火焰喷涂又称氧-乙炔喷涂 是用火焰熔化金属,由压缩空气喷敷到零件 表面。 所用设备主要由喷涂枪，氧气瓶和乙炔发行 器等组成。 汽车维修工程 3、等离子喷涂用等离子电弧熔化金属进行喷涂。一般是由气流将 金属粉末带入喷枪，经等离子电弧熔化喷敷到零件 表面。 等离子电弧温度高，能熔化电喷涂和气喷涂难以熔 化的金属或非金属粉末。等离子喷涂设备复杂，粉 末贵，用于喷涂需要高硬度或耐高温的零件。 此外，粉末火焰喷涂是20世纪50年代出现的一种 修理方法，喷涂时先以氧－乙炔火焰把零件表面加 热到 300℃左右，开始喷涂合金粉末,然后再用氧乙炔火焰加热使喷涂层再次熔化，以提高喷涂层与 基体的结合强度。 汽车维修工程 合金粉末种类很多，可根据零件工作条 件选用。如镍包铝或铝包镍粉末用于打 底，可提高结合强度；镍基合金粉末用 于抗磨损、抗腐蚀的零件；钴基合金粉 末则用于在高温下工作的零件。合金粉 末中除金属元素外还含有硼、硅等强脱 氧剂，用以降低合金熔点，溶解氧化膜 形成熔渣及硬化喷涂层。 汽车维修工程 八、胶粘修理法用胶粘剂粘于磨损零件表面的方法。此法所 用设备和工艺简单,质量稳定可靠,成本低， 不会引起零件变形。胶粘剂的品种极多，修 理汽车零件多用环氧树脂胶，酚醛树脂胶和 氧化铜胶。 汽车维修工程 环氧树脂胶环氧树脂本身是热塑 性的，加入固化剂后 才有粘结作用。环氧 树脂胶加入铸铁粉、 石英粉、二硫化钼、 石墨粉、玻璃纤维等 填料可作为耐磨层修 补水泵轴等。 汽车维修工程 酚醛树脂酚醛树脂是由酚醛类在催化剂中 经统合而得到的一类树脂，可以 单独使用，也可以和环氧树脂混 合使用。 酚醛树脂在较高的粘接强度，耐 热性好，但其脆性较大，不耐冲击。汽车修理中常 用它来粘接制动蹄片及离合器摩擦片。 酚醛树脂与环氧树脂混合使用时，其用量为环氧树 脂的30%-40%，同时还要加增塑剂和填料，为了 加速固化，可加入5%-6%乙二胺，这样既改善了 耐热性，又提高了韧性。 汽车维修工程 氧化铜无机胶氧化铜无机胶粘剂是由氧化铜粉与无水磷酸 调合而成，特点是能耐高温,工作温度可达 600℃，用于粘补气缸体排气门附近的裂纹。 此外，70年代出现了一种厌氧胶，主要成分 为丙烯酸双酯，在空气中呈液态，隔绝空气 后迅速固化。这种胶使用方便,毒性低,粘接 强度高，韧性好，对零件表面除油程度要求 不高，宜于在装配线上使用。 汽车维修工程 汽车维修工程 目录轴的修复 圆角 螺纹 键槽 花键槽 裂纹与折断 弯曲 其它 汽车维修工程 轴的修复轴是最容易磨损或损坏的零件，常见的失效 形式、损伤特征、产生原因及维修方法见表 6—1 汽车维修工程 汽车维修工程 中心孔损坏修复前，首先除去孔内的油污和铁锈，检查 损坏情况，如果损坏不严重，用三角刮刀或 油石等进行修整；损坏严重时，应将轴安装 在车床上用中心钻加工修复，直至符合规定 的技术要求。 汽车维修工程 轴颈磨损（一）按规定尺寸修复 当轴颈磨损量小于0.5mm 时，可用机械加 工方法使轴颈恢复正确的几何形状，然后按 轴颈的实际尺寸选配新轴衬。这种用镶套方 法进行修复可避免变形，经常使用。 汽车维修工程 （二）用堆焊法修复 几乎所有的堆焊工艺都能用于轴颈的修复。 堆焊后不进行机械加工的，堆焊层厚度应保 持在1.5～2.0mm；若堆焊后仍需进行机械 加工的，堆焊层厚度应比轴颈名义尺寸大 2～3mm。 堆焊后应进行热处理退火。 汽车维修工程 （三）用电镀或喷涂修复 当轴颈磨损量在0.4mm 以下时，可用镀铬 修复，但成本较高，只适于重要的轴。为降 低成本，对于非重要的轴应用镀铁修复，用 低温镀铁效果很好，原材料便宜，成本低， 污染小，镀层厚度可达1.5mm，硬度较高。 磨损量不大的也可用喷涂修复。 汽车维修工程 （四）粘接修复 把磨损的轴颈车小1mm，然后用玻璃纤维 蘸上环氧树脂胶，一层一层地缠在轴颈上， 待固化后加工到规定的尺寸。 汽车维修工程 圆角圆角对轴的使用性能影响很大，特别是在交变载荷 作用下，因轴颈之间突变部分的圆角被破坏或圆角 半径减小，易使轴折断。因此，圆角的修复不可忽 略。 圆角的磨伤可用细锉或车削、磨削修复。当圆角磨 损很大时，需要进行堆焊，然后退火车削到原尺寸。 圆角修复后，不允许留有划痕、擦伤或刀迹，圆角 半径也不许减小，否则会减弱轴的性能并导致轴的 损坏。 汽车维修工程 螺纹当轴表面上的螺纹碰伤，螺母不能拧入时， 可用圆板牙或车削修整。若螺纹滑牙或掉牙 时，可先把螺纹全部车削掉，然后进行堆焊， 再车削加工修复。 汽车维修工程 键槽当键槽只有小凹痕、毛刺和轻微磨损时，可 用细锉、油石或刮刀等进行修整。若键槽磨 损较大时，可扩大键槽或重新开槽，并配大 尺寸的键或阶梯键；也可在原槽位置上旋转 90°或180°重新按标准开槽。开槽前需先 把旧键槽用气焊或电焊填满。 汽车维修工程 花键槽 1．当键齿磨损不大时，先将花键部分退火， 进行局部加热，然后用钝錾子对准键齿中间， 手锤敲击，并沿键长移动，使键宽增加 0.5～1.0mm。花键被挤压后，劈成的槽可 用电焊焊补，最后进行机械加工和热处理。 2．低温镀铁。按照规定的工艺规程进行低 温镀铁，镀后进行磨削，符合技术要求。 汽车维修工程 3．堆焊法。一般采用纵向或横向施焊的自动堆焊。 纵向堆焊时，把清洗好的花键轴装到堆焊机床上， 机床不转动，将振动堆焊机头旋转90°，并将焊嘴 调整到与轴中心线成45°角的键齿侧面。焊丝伸出 端与工件表面的接触点应在键齿的节径上，由床头 向尾架方向施焊。横向施焊与一般轴类零件修复时 的自动堆焊相同。为保证堆焊质量，焊前应将工件 预热。 堆焊结束时，应在焊丝离开工件后再断电，以免产 生端面弧坑。 堆焊后要重新进行铣削或磨削，达到规定的技术要 求。 汽车维修工程 裂纹和折断轴出现裂纹后若不及时修复，就有折断的危险。对 受载不大或不重要的轴，当径向裂纹不超过轴直径 的10％时，可用焊补修复。焊补前，必须认真做好 清洁工作，并在裂纹处开坡口。焊补时，先在坡口 周围加热，然后再进行焊补。为消除内应力，焊后 需进行回火处理，最后通过机械加工满足尺寸要求。 对于轻微裂纹还可用粘接修复，先在裂纹处开槽， 然后用环氧树脂胶填补和粘接，待固化后进行机械 加工。 对轴上有深度超过轴直径10％的裂纹或角度超过 10°的扭转变形，且是受载很大或重要的轴，应予 以调换。 汽车维修工程 弯曲对弯曲量较小的轴，一般小于长度的8／1000，可 用冷校法进行校正。通常对普通的轴可在车床上校 正，也可用千斤顶或螺旋压力机进行校正。这些方 法的弯曲量能达到1m长是0.05～0.15mm，可满 足一般低速运行的机械设备要求。对要求较高、需 精确校正的轴，或弯曲量较大的轴，则用热校法进 行校正。通过加热，温度达500~550℃，然后待冷 却进行校正。加热时间根据轴的直径大小，弯曲量 和加热设备确定。热校后应使轴的加热处退火，达 到原来的力学性能和技术要求。 汽车维修工程 其它外圆锥面和圆锥孔磨损，均可用车削或磨削 加工到较小和较大尺寸，达到修配要求，另 外配相应的件；轴上销孔磨损了，也可铰大 一些，另配销子；轴上的扁头、方头及球面 磨损可用堆焊或加工修整几何形状；当轴的 一端损坏，可切削损坏的一段，再焊上一段 新的，并加工到要求的尺寸。

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巧了，我的毕业课题也是轴类的，复合轴刚刚做好毕业设计可以给你参考一下这上面只能发一点，文件大呢。想要的话加我qq250762561 免费提供我的论文给你参考下面给你看看复合轴数控车工艺分析及程序编制目 录前言………………………………………………………………1第一章 绪论………………………………………………………………21.1本文的研究背景及意义………………………………………………… 21.2数控编程技术的历史…………………………………………………… 2数控编程中的加工工艺分析及设计……………………………42.1数控加工工艺…………………………………………………………… 42.1.1分析零件图…………………………………………………………… 42.1.2数控加工工艺概念与工艺过程………………………………………… 52.1.3数控车床加工工艺主要内容…………………………………………… 72.2加工方法选择及加工方案确定…………………………………………… 72.2.1数控机床的合理选用………………………………………………… 72.2.2加工方法的选择……………………………………………………… 82.2.3加工方案设计的原则………………………………………………… 82.3数控加工工艺路线的设计……………………………………………… 82.3.1数控车削加工零件的工序顺序…………………………………………92.3.2按零件装夹定位方式划分工序…………………………………………92.3.3数控车削工序的格工步顺序………………………………………… 102.3.4数控加工工序与普通加工工序的衔接…………………………………112.4走刀路线的设计…………………………………………………………112.5确定零件夹紧的方法和夹具的选择…………………………………… 122.5.1工件定位和夹紧方案的确定………………………………………… 12 2.5.2夹具的选择………………………………………………………… 122.6刀具的选择…………………………………………………………… 132.7切屑用量的确定……………………………………………………… 142.7.1吃刀量的选择……………………………………………………… 142.7.2每齿进给量的选择………………………………………………… 152.7.3主轴转速的确定…………………………………………………… 152.8数控加工工艺文件………………………………………………………16第三章 数控加工工序分析…………………………………………… 143.1分析零件图…………………………………………………………… 143.2数控加工顺序………………………………………………………… 143.3加工用量的选择与确定…………………………………………………14第四章 加工程序编写及主要操作步骤……………………………… 184.1 GSK980TD简介………………………………………………………… 184.2程序编写的基本步骤和内容…………………………………………… 184.3编写加工程序单…………………………………………………………19结论……………………………………………………………………… 20致谢……………………………………………………………………… 21参考文献………………………………………………………………… 22附录……………………………………………………………………… 23摘 要 ：能通过运用机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产实习中学到实践知识，正确的解决一个零件在加工过程中的定位.夹紧以及工艺路线安排.工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量 学会使用图表资料以及手册，掌握与本本设计有关的各种资料的名称，出处，能够做到熟练运用。因此，它在我们的大学生活中占有重要的地位。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题，解决问题的能力，为今后参加工作打下一个良好的基础。由于能力有限，设计当中可能会有不足之处，恳请各位老师给予批评指正。关键词：夹具 走刀路线 加工用量Abstract：Can through the utilization machine manufacture technology curriculum in elementary theory as well as in the productive practice middle school to the practice knowledge, a correct solution components in processing process localization. Clamp as well as craft route arrangement. Questions and so on craft size determination, guarantee components processing quality The academic society uses the graph data as well as the handbook, grasps designs the related each kind of material with the notebook the name, the source, can achieve the skilled utilization. Therefore, it holds the important status in ours university life. To my own opinion, I hoped that can the work which will be engaged to own future carry on an adaptability training through this curriculum project, will exercise itself to analyze the question, will solve the question ability, will start the work for the present to build a good foundation. Because ability is limited, middle the design will possibly have the deficiency, will request earnestly fellow teachers to give the criticism to point out mistakes.Key Words:Fixture Moving Path Processing amount前言 这次毕业设计，我的设计题目是：数控复合轴加工工艺规程设计。由于设计的需要，我仔细研究了零件图，但在设计过程中，因自己经验不足，遇到了很多实际问题，使我体会到了在现场实习调研仅证明可不可以实干，而不能代表能不能干好。所以我积极与设计指导老师、操作指导老师沟通，在各位老师的全力帮助、指导下问题得到了全面解决，同时受到各位老师优良工作品质的影响，培养出了我缓中求稳、虚心求教、实事求是、一丝不苟的工作作风，并树 立了明确的生产观、经济观和全局观，为今后从事工作打下了良好的基础。通过毕业设计，我真正认识到理论和实践相结合的重要性，并培养了我综合运用所学理论知识和实际操作知识去理性的分析问题和解决实际工作中的一般技术工程问题的能力，使我建立了正确的设计思想，掌握了工艺设计的一般程序、规范和方法，并进一步巩固、深化地吸收和运用了所学的基本理论知识和基本操作技能。还有，它提高了我设计计算、绘图、编写技术文件、编写数控程序、数控机床操作、实际加工零件和正确使用技术资料、标准、手册等工具书的独立工作能力，更培养了我勇于创新的精神及严谨的学风及工作作风。由于本人能力有限，缺少设计经验，设计中漏误在所难免，敬请各位老师指正批评，以使我对自己的不足得到及时的发现并修改，也使我在今后的工作中避免再次出现。在这里，向在这次毕业设计中给予过我鼓励、指导及帮助的每位老师表示我虔诚和衷心的感谢！绪论1.1本文的研究背景及意义：数控加工技术概况： 数字控制简称数控，是近代发展起来的一种自动控制技术，是用数字化信号对机械设备的运动及加工过程进行控制的一种方法，它所控制的一般是位置、角度、速度等机械量，也可以控制温度、压力、流量等物理量。 数控加工具有自动化程度高、加工复杂形状零件的能力、生产准备周期短、加工精度高、质量稳定、生产效率高等优点。 数控机床的加工原理可简要概述为：在数控机床上加工零件时，要是想根据零件的加工图样的要求确定零件的工艺过程、工艺参数和刀具参数，再按规定编写零件数控加工程序，然后通过手动数据输入方式或计算机通信等方式将数控加工程序送到数控系统，在数控系统控制软件的支持下，经过分析处理与计算后发出相应的指令，通过伺服系统使机床按预定的轨迹运动，从而控制机床进行零件的自动加工。 数控加工原理及加工过程： 零件图→阅读零件图→工艺分析→制定工艺→数控编程→程序传输→数控机床 数控编程的内容包括：分析零件图，确定工艺过程；数学处理；编写程序单；制作程序戒指并输入程序信息；程序校验。 1.2数控编程技术的历史目前，世界先进制造技术不断兴起，超高速切削、超精密加工等技术的应用，柔性制造系统的迅速发展和计算机集成系统的不断成熟，对数控加工技术提出了更高的要求。当今数控机床正在朝着以下几个方向发展： 1．高速度、高精度化。速度和精度是数控机床的两个重要指标，它直接关系到加工效率和产品质量。目前，数控系统采用位数、频率更高的处理器，以提高系统的基本运算速度。同时，采用超大规模的集成电路和多微处理器结构，以提高系统的数据处理能力，即提高插补运算的速度和精度，并采用直线电动机直接驱动机床工作台的直线伺服进给方式，其高速度和动态响应特性相当优越。采用前馈控制技术，使追踪滞后误差大大减小，从而改善拐角切削的加工精度。 为适应超高速加工的要求，数控机床采用主轴电动机与机床主轴合二为一的结构形式，实现了变频电动机与机床主轴一体化，主轴电机的轴承采用磁浮轴承、液体动静压轴承或陶瓷滚动轴承等形式。目前，陶瓷刀具和金刚石涂层刀具已开始得到应用。 2．多功能化。配有自动换刀机构（刀库容量可达100把以上）的各类加工中心，能在同一台机床上同时实现铣削、镗削、钻削、车削、铰孔、扩孔、攻螺纹等多种工序加工，现代数控机床还采用了多主轴、多面体切削，即同时对一个零件的不同部位进行不同方式的切削加工。数控系统由于采用了多cpu结构和分级中断控制方式，即可在一台机床上同时进行零件加工和程序编制，实现所谓的“前台加工，后台编辑”。为了适应柔性制造系统和计算机集成系统的要求，数控系统具有远距离串行接口，甚至可以联网，实现数控机床之间的数据通信，也可以直接对多台数控机床进行控制。 3．智能化。现代数控机床将引进自适应控制技术，根据切削条件的变化，自动调节工作参数，使加工过程中能保持最佳工作状态，从而得到较高的加工精度和较小的表面粗糙度，同时也能提高刀具的使用寿命和设备的生产效率。具有自诊断、自修复功能，在整个工作状态中，系统随时对cnc系统本身以及与其相连的各种设备进行自诊断、检查。一旦出现故障时，立即采用停机等措施，并进行故障报警，提示发生故障的部位、原因等。还可以自动使故障模块脱机，而接通备用模块，以确保无人化工作环境的要求。为实现更高的故障诊断要求，其发展趋势是采用人工智能专家诊断系统。 4．数控编程自动化。随着计算机应用技术的发展，目前cad／cam图形交互式自动编程已得到较多的应用，是数控技术发展的新趋势。它是利用cad绘制的零件加工图样，再经计算机内的刀具轨迹数据进行计算和后置处理，从而自动生成nc零件加工程序，以实现cad与cam的集成。随着cims技术的发展，当前又出现了cad／capp／cam集成的全自动编程方式，它与cad／cam系统编程的最大区别是其编程所需的加工工艺参数不必由人工参与，直接从系统内的capp数据库获得。 5．可靠性最大化。数控机床的可靠性一直是用户最关心的主要指标。数控系统将采用更高集成度的电路芯片，利用大规模或超大规模的专用及混合式集成电路，以减少元器件的数量，来提高可靠性。通过硬件功能软件化，以适应各种控制功能的要求，同时采用硬件结构机床本体的模块化、标准化和通用化及系列化，使得既提高硬件生产批量，又便于组织生产和质量把关。还通过自动运行启动诊断、在线诊断、离线诊断等多种诊断程序，实现对系统内硬件、软件和各种外部设备进行故障诊断和报警。利用报警提示，及时排除故障；利用容错技术，对重要部件采用“冗余”设计，以实现故障自恢复；利用各种测试、监控技术，当生产超程、刀损、干扰、断电等各种意外时，自动进行相应的保护。 6．控制系统小型化。数控系统小型化便于将机、电装置结合为一体。目前主要采用超大规模集成元件、多层印刷电路板，采用三维安装方法，使电子元器件得以高密度安装，较大规模缩小系统的占有空间。而利用新型的彩色液晶薄型显示器替代传统的阴极射线管，将使数控操作系统进一步小型化。这样可以方便地将它安装在机床设备上，更便于对数控机床的操作使用。第二章数控编程中的加工工艺分析及设2.1数控加工工艺2.1.1分析零件图1. 零件的完整性和正确性的分析 本次我们要分析的轴类零件是一根复合轴，复合轴为典型的轴类零件，生产规模为小批量加工，零件的轨迹比较复杂，必须保证曲面轴零件的尺寸精度。可以看出这根轴是由M30的螺纹；φ25长为5mm的槽，及1：10的锥度组合而成的外圆结构，在轴的右端还有深30的φ25的内孔。从整体的机构来看轴的轮廓是完整的，而且从尺寸的标准到表面粗糙度的标准都比较完整，而且整体看起来这根轴没有什么结构上的缺陷，精度的要求和粗糙度的要求也比较合理，符合轴和孔之间的配合。 总体看起来轴之间的结构是正确的，每一段螺纹后都加工了退刀槽，圆弧的大小也合适，没有超过车刀的要求；还有就是内孔的大小也比较合理，不过大也不过小。如果是内孔的直径过大那么左端的锥度的外圆柱段的壁厚就显得比较小，这时我们在数控车上加工起来就比较的困难，还要考虑更多的问题来保证轴的精度，因而我们的夹紧也就成了一个大的问题，但是在这里没有出现，也就说明作为典型的轴类零件的加工在数控车上加工的正确性，而且这根轴的表面粗糙度的要求也不高，通过精车基本上都能达到，也体现出了数控技术的精度高的特点。2.零件材料的分析 工程材料，特别是钢铁，是现代工业、农业、国防及科学技术等部门使用最广泛的材料。工程材料之所以能获得如此广泛的应用，不仅由于它的来源广泛，而且还由于它具有优良的性能。钢铁材料，又称黑色金属材料，它是可以用于制造机械构件和工具的铁基合金。可分为刚和铸铁两大类，其主要区别在于含碳量的不同。钢的含碳量低于2.11%，铸铁的含碳量则在2.11%以上。 钢的韧性、塑性较好，强度较高。常以热锻、轧制等方法成形。强度要求较高、形状较复杂的零件可用铸钢。 由于钢的强度、硬度、塑性、等综合力学性能较好，因此一般用于制作承受拉、压、弯曲、剪切、扭转等载荷的构件，如钢筋、齿轮轴。3.零件精度的分析 零件的加工精度是指零件加工后的实际几何参数（尺寸、形状和位置）与理想几何参数相符合的程度。符合程度越高则加工精度就越高。实际加工不可能做得与理想零件完全一致，总会有大小不同的偏差，零件加工后的实际几何参数对理想几何参数的偏离程度，称为加工误差。 由于在加工过程中有很多因素影响加工精度，所以同一种加工方法在不同的工作条件下所能达到的精度是不同的。任何一种加工方法，只要精心操作，细心调整，并选用合适的切削参数进行加工，都能使加工精度得到较大的提高，但这样会降低生产率，增加加工成本。由机床、夹具、刀具和工件组成的机械加工工艺系统(简称工艺系统)会有各种各样的误差产生，这些误差在各种不同的具体工作条件下都会以各种不同的方式(或扩大、或缩小)反映为工件的加工误差。 工艺系统的原始误差主要有工艺系统的几何误差、定位误差、工艺系统的受力变形引起的加工误差、工艺系统的受热变形引起的加工误差、工件内应力重新分布引起的变形以及原理误差、调整误差、测量误差等。这些都会影响到零件的加工精度。图1-2-1是各种加工方法得到的加工精度 图1-3-1 如图1-3-2就是我们本次要加工的轴：在这次的数控车削加工中，零件重要的径向加工部位有：φ40圆柱段，φ521圆柱孔，φ50 0圆柱孔，φ35圆柱沟槽。零件其他径向加工部位相对容易加工。零件的轴向加工部位：零件左端φ40圆柱段的轴向长度为25,.零件右端φ25圆柱孔的轴向长度为300mm，由上述尺寸可以确定零件的轴向尺寸应该以零件左端面为基准，这样才能保证零件的加工精度要求，零件其轴向加工部位要求较低。 图1-3-24、表面粗糙度的分析 表面粗糙度反映的是零件加工表面的微观几何形状误差，及、即指加工表面所具有的较小间距和微小峰谷不平度。它不同于宏观几何形状，也不同于表面波度。主要由加工过程中刀具和零件表面的摩擦、切削分离时表面金属层塑性变形及工艺系统变频振动等原因而形成。 表面粗糙度是衡量零件表面质量的重要指标。表面粗糙度越小，表面就越光滑；表面粗糙度越大，表面就越粗糙。 表面粗糙度大小， 对机械零件的使用性能有很大的影响。主要表现在对零件的耐磨性、配合性质的稳定性、抗腐蚀性、密封性、疲劳强度、外观质量等方面的影响。我国执行的表面粗糙度国家标准有三个： GB/T3505—2000 《表面粗糙度 术语 表面及参数》 GB/T1031—1995 《表面粗糙度 参数及其数值》 GB/T131—1993 《机械制图 表面粗糙度符号、代号及其注法》 附图（机械制造基础81页） 在这里我参考的是国标GB/T131—1993，由图1-3-2可以知道这根复合轴表面粗糙度的要求不是很高，M30的螺纹的表面粗糙值为Ra2.5；φ36+0.1 -0.1的槽表面、φ500 -0.025长度为5mm的左端面、以及φ52+0.04 -0.01、φ25+0.1 0的内孔表面的表面粗糙度值为Ra3.2；这些的粗糙度的要求都不是很高，可以通过精加工和半精加工得到，R10 ,R20长度为15mm的圆弧段表面、及左端的圆锥的表面粗糙度Ra1.6。Ra.16的精度可以通过精车之后再通过磨削可以得到。其他未注的粗糙度为Ra6.3也是通过半精车可以达到。 2.1.2数控加工工艺概念与工艺过程1.数控加工工艺概念 是采用数控机床加工零件时所运用各种方法和技术手段的总和，应用于整个数控加工工艺过程。数控加工工艺是伴随着数控机床的产生、发展而逐步完善起来的一种应用技术，它是人们大量数控加工实践的经验总结。2.数控加工工艺过程 是利用切削工具在数控机床上直接改变加工对象的形状、尺寸、表面位置、表面状态等，使其成为成品或半成品的过程。 2.1.3数控车床加工工艺的主要内容4 机械加工工艺卡 产品型号 零件图号 4 共1页 产品名称 零件名称 复合轴 第1页 车间 工序号 工序名称 材料牌号 5 车 45 毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 45号钢 1 1 设备名称 设备型号GSK980TD 设备编号 同时加工数 数控车床 GSK980TD 1工步号 工步内容 工艺设备 主轴转速/(r/min) 切削速度/(m/min) 进给量/(mm/r) 背吃刀量/mm 进给次数1 调头、精车零件左端外圆成型 800r/min F=100 2 32 车削M30的螺纹，加工后零件达到图纸的 要求。 800r/min F=100 3 车B=5mm的槽 400r/min F=40 4 倒角 600r/min 设计日期 审核日期 会签日期 标记 处数 更改文件号 签字 汤伟建 日期 2010.3..27 3010.3.27 2010.3.27 2010.3.27 在生产实际中，大部分的零件的数控加工，往往仍然需要以混合工艺的形式来进行工艺编制。本次加工零件的工艺内容如下：1.零件左、右端打B型中心孔B2.5.目的是为数控车削加工工序提供可靠的装夹工艺基准 。2. 用三爪自动定心卡盘装夹零件，采用一夹一顶进行装夹定位，数控粗车加工零件右端外形以及倒角1×45°，加工后的零件各部尺寸留下精加工的余量。3. 零件调头后用三爪自动定心卡盘装夹零件，采用一夹不顶进行装夹定位，先用φ8、φ25的钻头手动加工φ25的孔，然后数控粗车加工零件左端内、外形以及倒角1×45°，加工后的零件各部分尺寸留下精加工的余量。4. 精车、零件右端B型中心孔，为精车加工提供可靠的定位基准。5. 用三爪自动定心卡盘装夹零件，数控精车加工零件内形以及倒角1×45°与内孔空刀槽，加工后的零件各部尺寸达到图纸技术的要求。6. 用双顶尖一鸡心夹装夹零件，数控精车加工零件左端外形以及倒角1×45°与空刀槽，加工后的零件各部尺寸。7. 零件调头后用一夹一顶的方式夹紧定位好零件，数控精车加工零件右端外形，并进行B=5mm的切槽加工，加工后零件各部尺寸达到图纸的要求。2.2加工方法选择及加工方案确定2.2.1数控机床的合理选用 本次加工的零件较为简单，因为在学校期间实习过，所以选择广数GSK980TD数控车床。操作简单易掌握！2.2.2加工方法的选择 一种加工方法能够保证的加工精度有一个相当大的范围，但如果要求它保证的加工精度过高，需要采取的一些特殊的工艺措施，将使加工成本随之增大。同样理由，作为一种加工方法，有加工经济表面粗糙度的概念。每一种加工方法都有一个加工精度的范围，例如在普通车床上加工外圆，所能获得尺寸的加工经济精度为：IT8~IT9级，加工经济表面粗糙度为：Ra＞1.25~2.5μm。普通外圆磨床磨削外圆，尺寸的加工经济精度为：IT5~IT6 级，加工经济表面粗糙度Ra＞0.16~0.32μm.各种的加工方法到达的加工经济精度和加工经济表面粗糙度都可以查阅各种金属切削加工工艺手册。 机械零件都是一些简单的几何表面如外圆、孔、平面等组合而成的，因此的零件的工艺路线的就是这些表面加工路线的恰当的组合。表3-2-1、表3-2-2是外圆柱、孔的典型加工路线。 可以通过对我们这次加工的轴的分析和上表的参考，来选择我们我们零件的加工路线。由前面对轴精度和表面粗糙度的分析，知道这根轴的精度和表面粗糙度的要求都不是很高，最高的表面粗糙度值也是Ra1.6，如果是我们所使用的数控车精度比较高的话，精车也就可以达到了。 ⑴外圆加工方法：粗车—半精车—精车。它能达到的公差等级为IT7～IT8，表面粗糙度也能达到Ra0.8～1.6μm。完全复合零件的加工要求。 ⑵内孔的加工方法：钻—粗车—半精车，它能达到的公差等级是IT10～IT8,粗糙度 Ra1.6 ～6.3μm，而我们此次加工的零件的内孔的表面粗糙度的值Ra 3.2，内圆的公差最小的也有0.05mm，所以这样的的加工方法也能到达我们的要求。 ⑶端面的加工方法：粗车。端面一边是用来做基准的，因此在端面没有作具体的要求的时候我们一般只是采用粗车的方法来加工。在这里我们只采用粗车的原因主要是，我们通过粗车端面作为我们打B型中心孔的基准，然后再以B型的中心孔作为精基准来加工其他的表面。2.2.3加工方案设计的原则 本次零件加工的原则是，以达到图纸规定的要求为基础，一步步来 确保零件尺寸和图纸规定的相符。2.3数控加工工艺路线的设计 2.3.1数控车削加工零件的工序顺序 在轴的数控加工中，分为粗车加工和精车加工二次切削进行，起工序如下：粗车加工Ⅰ：使用外圆车刀车削加工零件右端各部外圆与所在端面。工件各部位均留精车余量。粗车加工Ⅱ：零件调头重新安装装夹定位后，先用φ8、φ25的钻头手动加工φ24的孔，再使用外圆车刀、内孔精镗刀。车削加工端各部内型型面与所在端面达到要求零件左端各部内、外圆型面与所在的端面，零件各部均留精车余量。精车加工Ⅰ：使用内孔镗刀精车加工零件右。精车加工Ⅱ：使用外圆精车车刀、切槽车刀，精车加工左端各部外圆型面与所在端面达到要求。零件调头重新安装装夹定位后，使用外圆精车车刀、切槽刀、螺纹刀车削加工零件右端各部外圆型面与所在端面达到精车的要求。 2.3.2按零件装夹定位方式划分工序 三抓卡盘夹住左端，先粗加工右端外圆，然后精加工右端外圆及螺纹 三抓卡盘夹住右端，先粗加工左端外形面，然后换精加工，达到图纸要求。 换镗刀，镗孔右端内形。2.3.3数控车削工序的各工步顺序数控加工工序卡1 机械加工工序卡 产品型号 零件图号 1 共1页 产品名称 零件名称 复合轴 第1页 车间 工序号 工序名称 材料牌号 1 车、钻 毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 45号钢 Φ60×150 1 1 设备名称 设备型号 GSK980TD 设备编号 同时加工数 数控车床 GSK980TD 1工步号 工步内容 工艺设备 主轴转速/(r/min) 切削速度/(m/min) 进给量/(mm/r) 背吃刀量/mm 进给次数1 车右端面 T1 600 120 1 2 左、右两端钻B形中心孔 φ2.5钻头 600 120 设计日期 审核日期 会签日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 10.3.27 2 机械加工工序卡 产品型号 零件图号 2 共1页 产品名称 零件名称 复合轴 第1页 车间 工序号 工序名称 材料牌号 2 车 45 毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 45号钢 Φ60×150 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工数 数控车床 GSK980TD 1工步号 工步内容 工艺设备 主轴转速/(r/min) 切削速度/(m/min

1.细长轴的加工特点(1) 车削时产生的径向切削力会使工件弯曲，引起振动，影响加工精度和表面粗糙度。(2) 工件的自重、变形和振动，会影响工件圆柱度和表面粗糙度。(3) 工件高速旋转时，在离心力的作用下变形，加剧了工件的弯曲和振动。(4) 产生的切削热会导致工件轴向伸长变形，使工件发生弯曲，影响加工质量。2.车削细长轴应注意的问题细长轴车削在机械加工中较为常见，由于其刚性差，加工难度较大。如果能够采用正确的切削方法，选择合适的刀具及切削用量，有效地装夹定位工件，就能够有效地降低切削温度、减少热变形，最终获得满意的加工效果。由于细长轴的特点和技术要求，在高速车削时，易产生振动、多棱、竹节、圆柱度差和弯曲等缺陷。要想顺利地把它车好，必须全面注意工艺中的问题。“车工怕车杆”。这句话反映出车削细长杆的难度。由于细长轴的特点和技术要求，在高速车削时，易产生振动、多棱、竹节、圆柱度差和弯曲等缺陷。要想顺利地把它车好，必须全面注意工艺中的问题。1 机床调整车床主轴与尾座两中心线的连线与车床大导轨上下左右必须平行，允差应小于O.02mm。2 工件安装在安装时，尽量不要产生过定位，用卡盘装夹一端时，不要超过10mm。3 刀具采用κr=75°～90°偏刀，注意副后角α'o≤4°～6°，千万不宜大。刀具安装时，应略高于中心。4 跟刀架在跟刀架安装好后必须进行修整，修整的方法，可采用研、铰、镗等方法，使跟刀架爪与工件接触的弧面R≥工件半径，千万不可小于工件半径，以防止多棱产生。在跟刀架爪调整时，使爪与工件接触即可，不要用力，以防竹节产生。5 辅助支承工件的长径比大于40时，应在车削的过程中，增设辅助支承，以防止工件振动或因离心力的作用，将工件甩弯。切削过程中注意顶尖的调整，以刚顶上工件为宜，不宜紧，并随时进行调整，防止工件热胀变形弯曲。