過程裝備制造與檢測(化機課程用)教案PPT

1、第三章第三章 典型零件的加工典型零件的加工（2學時）學時） 3.1 軸類零件的加工軸類零件的加工 3.2 桿類零件的加工桿類零件的加工 3.3 箱體類零件的加工箱體類零件的加工 機器零件種類繁多，但根據(jù)結(jié)構(gòu)形式和主要加工要求可以把無數(shù)種零件歸類為有機器零件種類繁多，但根據(jù)結(jié)構(gòu)形式和主要加工要求可以把無數(shù)種零件歸類為有限的幾種，如軸類零件、輪盤類零件、桿類零件、支架類零件和箱體類零件等。同類限的幾種，如軸類零件、輪盤類零件、桿類零件、支架類零件和箱體類零件等。同類零件的機械加工工藝過程有其相似性。零件的機械加工工藝過程有其相似性。第一節(jié)第一節(jié) 軸類零件的加工軸類零件的加工一一. 軸類零件的加工概

2、述軸類零件的加工概述（一）軸類零件的功能和結(jié)構(gòu)特點（一）軸類零件的功能和結(jié)構(gòu)特點作用：作用：在機器中，軸類零件主要用來支承傳動零件（齒輪、皮帶輪等)和傳遞扭矩。結(jié)構(gòu)特點： 1. 是回轉(zhuǎn)體零件2. 長度大于直徑3. 一般由同軸線的外圓柱面、圓錐面、內(nèi)孔和螺紋等組成。分類： 光軸、階梯軸、空心軸、曲軸圖3-1 軸的種類（一）軸類零件的技術(shù)要求（一）軸類零件的技術(shù)要求1、直徑精度、直徑精度: h5h9 2、幾何形狀精度、幾何形狀精度: 圓柱度圓柱度3、相互位置精度：、相互位置精度： 同軸度同軸度 平行度平行度4、表面粗糙度：、表面粗糙度： 配合軸頸配合軸頸 支承軸頸支承軸頸mRa4 . 06 . 1

3、mRa1 . 04 . 0圖3-2 形位公差符號（二）軸類零件的材料、毛坯和熱處理（二）軸類零件的材料、毛坯和熱處理 材料45：應用最多。如離心機主軸，活塞桿：應用最多。如離心機主軸，活塞桿65Mn40Cr材料淬透性較好，經(jīng)熱處理后可獲得較高的機械性能和耐磨性20：用于需要內(nèi)韌外硬的場合。如十字頭銷，活塞銷：用于需要內(nèi)韌外硬的場合。如十字頭銷，活塞銷毛坯圓棒料：用于光軸、直徑相差不大的階梯軸鍛件：鋼材經(jīng)過鍛造后，能使金屬內(nèi)部纖維組織沿表面均勻分布，可以得到較高的抗拉、抗彎及扭轉(zhuǎn)強度，熱處理： 用以改變零件的金屬內(nèi)部組織，獲得必要的機械性能，是主軸加工的重要工序之一。鍛件粗加工前退火或正火，以降

4、低材料硬度，改善切削性能，消除鍛造內(nèi)應力，細化晶粒，并使金屬組織均勻。主軸粗加工后常進行調(diào)質(zhì)處理，提高綜合機械性能。提高軸頸表面和工作表面硬度的表面淬火處理。 高強度球墨鑄鐵高強度球墨鑄鐵鑄件鑄件（一）曲軸的功能、結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求（一）曲軸的功能、結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求 二二. 活塞式壓縮機曲軸的加工活塞式壓縮機曲軸的加工1.壓縮機中曲軸將原動機的回轉(zhuǎn)運動變?yōu)榛钊耐鶑瓦\動，曲軸在工作中承受周期性的、復雜的交變載荷，其制造質(zhì)量直接影響到壓縮機的工作狀態(tài)和壽命，嚴重時甚至會產(chǎn)生斷裂事故。因此，曲軸制造時，從毛坯、熱處理到機械加工各道工序都要嚴格保證質(zhì)量，并需通過磁粉探傷和超聲波探傷來檢查其表面和內(nèi)部缺陷。

5、結(jié)構(gòu)見圖。2.由技術(shù)要求可知，主要加工表面為主軸頸和曲柄銷。為了保證主軸頸與滾動軸承的良好配合，保證曲柄銷與連桿大頭之間良好的油膜潤滑條件，主軸頸和曲柄銷尺寸精度(IT67級），圓柱度以及表面粗 糙度要求都較高。 為了保證皮帶輪運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，必須控制與皮帶輪 配合面相對于兩主軸頸公共軸線的徑向跳動量。 曲柄銷與主軸頸軸線間距離，會影響氣缸的余 隙容積，也需控制其距離偏差值。另外，為了 避免活塞在氣缸內(nèi)往復運動時左右擺動必須控 制曲柄銷軸線與主軸頸軸線的平行度誤差。曲 軸在工作過程中承受交變應力，鋼制曲軸對缺 口敏感性強，為防止應力集中，各連接處過渡 圓角必須平滑，以提高曲軸的疲勞強度。圖3-3 曲

6、柄銷與主軸頸軸線不平行的后果圖3-4 曲軸零件圖技術(shù)要求：主軸頸、曲拐軸頸的過渡圓弧必須圓滑光潔，不允許有接頭。曲軸不允許有裂紋、毛刺、縮松、氣孔和影響質(zhì)最的夾雜物，其摩擦表面不允許有凹痕和碰傷。磁粉探傷按JB284280中第13條有關(guān)規(guī)定驗收。曲軸的機械性能應符合GB134882的規(guī)定，并按JB284280氣體壓縮機用球墨鑄鐵件技術(shù)條件的要求進行鑄造。（二）曲軸的工藝特點（二）曲軸的工藝特點 曲軸的工藝特點是由其結(jié)構(gòu)特點決定的。由于曲柄銷與主軸須軸線偏移較大距離，使曲軸形狀復雜且剛度降低。從曲軸的加工要求來看，加工精度較高和表面粗糙度低，必須在加工過程中采取種種措施，以解決加工要求高與工件剛

7、性差的矛盾。1.離心力的平衡問題：偏心距的存在使加工各軸頸時由于不平衡而產(chǎn)生離心力，引起工件圓度誤差，采用偏心夾具或?qū)Ｓ脵C床加工曲柄銷和精磨主軸頸時都要附加配重，保持平衡。2.采用中心架提高剛性： 多拐曲軸剛性很差。加工中由于切削力、夾緊力和離心力的影響，容易彎曲變形。加工時常在中間主軸經(jīng)部安裝中心架，以增強裝夾的徑向鋼度。有時為了避免由于頂針壓力而變形，不用后頂針，改用中心架支承。3.安裝撐桿提高軸向剛度：曲柄兩內(nèi)側(cè)面之間安裝撐桿，提高工件的軸向剛度，避免工件產(chǎn)生彎曲變形。4.粗精加工分開：由于曲軸剛性差，粗加工后內(nèi)應力重新分布引起的變形大，必須將粗精加工分開。（三）定位基準的選擇（三）定位

8、基準的選擇 1.粗基準的選擇：一般曲軸加工的第一道工序是劃出主軸頸端面的十字中心線及各待加工表面的輪廓線，然后按劃線找正，將曲軸安裝在機床上加工。2.精基準的選擇：主要加工表面分為兩組。 粗、精加工主軸頸及同主軸頸在同一軸線上的其它表面時，采用兩端中心孔為統(tǒng)一基準，以保證各表面的同軸度要求。 粗、精加工曲柄銷時，均以加工過的主軸頸為定位基而，符合定位基準與設計基準重合的原則。 確定加工主要表面的工藝路線：加工中心孔粗車主軸上各表面粗車曲柄銷表面超聲波探傷人工時效修正中心孔精車主軸上各表面精車曲柄銷表面淬火磨主軸頸磨曲柄銷磁粉探傷。（四）加工方法（四）加工方法 1.外圓加工：依次為粗車，精車和外

9、圓磨削。設備為普通外圓磨床，曲軸磨床2.平面加工：先刨后銑。 刨床，銑床 （五）曲軸機械（五）曲軸機械加工工藝過程加工工藝過程的簡要分析的簡要分析 1.分成粗加工，半精加工和精加工三個階段，在各加工階段之間插入熱處理和探傷工序。 2.兩端中心孔及主軸頸分別是加工主軸頸和曲柄銷的定位基面。3.加工主軸頸時所用定位方式隨加工階段不同而異。粗加工時切削力大，為增加工藝系統(tǒng)剛度，采用一頭夾于卡盤，另一頭用頂針頂住的裝夾方式(如工序50）。精加工時，用兩端中心孔定位(如工序230) 。4.工序220，應進行尺寸換算確定銑鍵槽深度。（六）曲軸的檢驗（六）曲軸的檢驗 1.檢驗是測量和監(jiān)控曲軸加工質(zhì)量的一個重

10、要環(huán)節(jié)。除了工序間檢驗以外，在全部工序完成之后，應對曲軸的尺寸精度、形狀精度和位置精度以及表面粗糙度進行全面檢驗2.檢驗的依據(jù)是零件工作圖和工藝規(guī)程。順序是先檢驗外圓尺寸精度、形狀精度；用比較法或借助放大鏡判斷表面粗糙度；然后在專用檢驗夾具上測量位置誤差。批量生產(chǎn)時，若工藝過程穩(wěn)定，且機床精度較好，有些項目并不必檢，常采用抽檢的辦法；主要配合表面的硬度在熱處理車間檢驗。3.無損檢測：化工機器的重要零件一般都要進行無損探傷，空壓機曲軸、連桿、活塞桿、連桿螺栓和十字頭銷(或活塞銷)均應進行無損探傷。對鍛件或鑄件作超聲波探傷，應在粗加工后進行，其表面粗糙度應不高于Ra3.2m；磁粉探傷應在精加工后進

11、行，其表面粗糙度應不高于Ra1.6m 。磁粉探傷后會有剩磁，在磁粉探傷后應退磁。表3-1 曲軸機械加工典型工藝過程批量：小批 材料：45 毛坯：自由鍛造工序號工序內(nèi)容定位基準加工設備102030405060708090100110120130140150160170180190200210220230240250260鍛后正火處理銑兩端，銑平為止鉆兩端中心線及曲柄開檔線鉆兩端中心線粗車主軸頸、曲柄外圓弧，曲柄外端面粗車曲柄銷及其內(nèi)側(cè)表面粗銑曲柄兩側(cè)面刨曲柄底面超聲波探份工序間檢驗退火處理車兩端面，修正中心孔精車主軸頸及其外圓精刨（或精銑）曲柄前后側(cè)面精車曲柄銷及內(nèi)端面工序間檢驗表面淬火熱處理畫

12、各油孔及螺孔線鉆主軸頸油孔鉆交叉油孔，平衡鐵螺孔攻絲，去毛刺銑鍵槽磨主軸頸及皮帶輪配合面磨曲柄銷磁粉探傷尺寸，形狀，位置精度檢驗按劃線一頭夾外圓，另一頭中心孔主軼頸（夾具中心孔），曲柄外端面按主軸頸找正主軸頸，曲柄側(cè)面主軸頸主軸中心孔按主軸頸找正主軸頸（夾具中心孔），曲柄外端面主軸頸主軸頸中心孔主軸頸（夾具中心孔），曲柄外端面銑床鉆床車床車床銑床刨床車床車床刨床（銑床）車床高頻淬火機車床銑床磨床磨床磁粉探傷機檢驗臺第二節(jié)第二節(jié) 桿類零件的加工桿類零件的加工一一. 概述概述1.桿類零件基本組成部分：兩個帶孔的桿體(以連接不同零件)和與桿體連接的桿身，兩孔軸線平行且與上、下端面垂直，兩桿體的上、下

13、端面不一定在同一水平面上。2.桿身截面形狀：矩形、圓柱形或工字形等。3.零件的加工表面：主要是圓柱孔及與其軸線垂直的上、下端面。1.功能2.結(jié)構(gòu)二二. 往復式壓縮機連桿的加工往復式壓縮機連桿的加工（一）連桿的功能、結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求（一）連桿的功能、結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求 3.主要技術(shù)要求： 連桿的主要加工表面有大、小頭孔及其端面，大頭剖分面，連桿螺栓孔及其端面。 1 ) 大、小頭孔的精度及表面粗糙度：尺寸精度一般為IT7，圓柱度公差等級不低于7級，Ra2.5m 。 2) 兩孔中心距：影響余隙大小，因此也規(guī)定了較高要求。 3) 兩孔軸線在兩個互相垂直方向上的平行度：在連桿縱向剖面內(nèi)公差等級不低于6級；在橫

14、向剖面不低于7級 。 4) 兩螺栓孔軸線的平行度和螺栓孔端面對其軸線的垂直度：平行度公差不低于9級；垂直度公差不低于6級。 5） 連桿重量偏差不超過圖紙規(guī)定重量的3%。 6）應進行無損探傷1.材料：優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)或合金結(jié)構(gòu)鋼，如40, 45, 40Cr等；球墨鑄鐵如QT40-10，QT45-5等。2.毛坯：鑄造連桿和鍛造連桿。自由鍛連桿桿身多為圓形截面。模鍛用于中小型連桿的大批大量生產(chǎn)，需較大的鍛造設備。鑄造連桿適用于桿身為工字形截面，其桿身就不再進行機加工。3.連桿毛坯兩端增加工藝凸臺（二）連桿材料及毛坯（二）連桿材料及毛坯 圖3-6 連桿簡圖技術(shù)要求：連桿成品表面不應有毛刺、裂紋、縮松、氣孔

15、等缺陷。連桿重量偏差不大于規(guī)定重量的3%。未注鑄造圓角為R38連桿大頭剖分面對連桿中心線的垂直度誤差不大于0.05mm。連桿螺栓孔中心線與其端面垂直度用著色法檢查，接觸面積不小于70%。 為在連桿兩端加工出輔助精基準中心孔，需在連桿毛坯兩端增加工藝凸臺。圖3-7 加工連桿的基面選擇（三）定位基準的選擇（三）定位基準的選擇 1.粗基準的選擇： 連桿加工表面多，相互位置精度要求高，為保證各加工面有足夠的加工余量，重要表面有均勻的加工余量以及加工面與非加工面之間正確的相對位置，在批量不大的連桿加工中，通常在毛坯上劃線。劃對稱于桿身對稱平面的連桿厚度線，大、小頭孔中心線及兩端工藝凸臺中心孔十字線。桿身

16、中心線和大、小頭孔中心線為粗基準。2.精基準的選擇：根據(jù)每個加工表面的要求進行選擇?；鶞式y(tǒng)一原則.（四）加工順序的安排（四）加工順序的安排 1.先粗后精 2.先基準后其他 3. 先平面后孔 4. 先主后次表3-2 球鐵連桿典型工藝路線（五）連桿的檢驗（五）連桿的檢驗 1.檢驗大、小頭孔軸線平行度2.檢驗螺栓孔軸線對其端面的垂直度誤差圖3-8 螺栓孔軸線與其端面垂直度誤差檢驗圖3-9 連桿大小頭孔在兩個垂直方向的平行度誤差檢驗第三節(jié)第三節(jié) 箱體類零件的加工箱體類零件的加工一一. 概述概述1.箱體是機器的基礎(chǔ)零件，它將機器中的一些部、零件組成一個整體，并使之保持正確的相對位置，完成必需的運動。 常

17、見箱體的結(jié)構(gòu)型式有整體式、分離式等。各種箱體結(jié)構(gòu)比較復雜、箱壁較薄且不均勻、內(nèi)部腔形，在箱體壁上有各種形狀的平面以及較多的軸承支承孔和緊固孔，而這些平面和支承孔的精度較高和粗糙度較低。 箱體零件不僅需要加工的部位較多，且加工難度也較大。箱體的加工質(zhì)量直接影響著機器的性能、精度和壽命。（一）箱體類零件的功能、結(jié)構(gòu)特點和技術(shù)要求（一）箱體類零件的功能、結(jié)構(gòu)特點和技術(shù)要求 圖3-10 幾種箱體零件結(jié)構(gòu)簡圖(a)-組合機床主軸箱 (b)-減速箱(c)-汽車后橋分速器2.主要技術(shù)要求： 1）支承孔的尺寸精度、形狀精度和表面粗糙度：達不到要求會使軸承和箱體上的孔配合不好，工作時引起振動和噪聲。支承孔的公差

18、等級一般為IT6，粗糙度Ra1.60.8m 。幾何形狀精度要求高時，應不超過孔公差的1/2 1/3。 2） 支承孔之間的孔距尺寸精度及相互位置精度：孔距尺寸精度及平行度要求，同軸度要求 3） 主要平面的形狀精度、相互位置精度和表面粗糙度要求：.箱體的主要平面大多是裝配基面或加工時的定位基面，其加工質(zhì)量直接影響箱體與其它零部件總裝時的相對位置和接觸 剛度，影響箱體加工時的定位精度，因而對主要平面有較高的平面度和較低粗糙要求。 4） 支承孔與主要平面的尺寸精度和相互位置精度：箱體上各支承孔對裝配基面有一定的尺寸精度與平行度要求，對端面有垂直度要求。 1.材料：鑄鐵；鋼板焊接；鎂鋁合金或其他合金2.

19、毛坯：（二）箱體類零件的材料和毛坯（二）箱體類零件的材料和毛坯 二二. L型壓縮機機身的加工型壓縮機機身的加工作用：1.作為傳動零件的定位和導向部分。如曲軸支承在機身主軸承孔中，十字頭體以機身滑道孔導向。2.作為壓縮機承受力的部分。壓縮機中的作用力，有內(nèi)力與外力兩類。內(nèi)力是作用在活塞和氣缸蓋上的氣體壓力，外力是運動部件質(zhì)量慣性力。-3.作為氣缸的支承，并連接某些輔助部件如潤滑系統(tǒng)、盤車系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)等，以組成整臺機器。結(jié)構(gòu)：主要技術(shù)要求：（一）機身作用、結(jié)構(gòu)和主要技術(shù)要求（一）機身作用、結(jié)構(gòu)和主要技術(shù)要求 圖3-11 機身零件圖主軸承孔主軸承孔機身滑機身滑道孔道孔表3-3 機身技術(shù)要求零件名稱項目名稱最低公差等級L型機身軸承座孔對軸承孔的同軸度十字頭滑道軸線對軸承孔軸線的垂直度安裝氣缸的定位止口軸線對十字頭滑道軸線的同軸度安裝汽缸或中體的貼合面對軸承孔軸線的平行度軸承孔和軸承座孔的圓柱度 D220mm D220mm十字滑道摩擦面主軸承孔8級級6級級8級級7級級7級級8級級Ra 0.8m Ra 1.6m機身裝配要求機身裝在基礎(chǔ)上其縱橫向的水平軸承孔軸線的同軸度0.05mm/1000mm（二）定位基準的選擇（二）定位基準的選擇 1.粗基準的選擇： 機身形狀復雜，加工表面多，相互位置精度要求高，非加工表面也較