項(xiàng)目九典型零件加工工藝

項(xiàng)目九典型零件加工工藝9.1軸類零件的加工9.2

箱體類零件的加工9.3

圓柱齒輪加工9.1

軸類零件的加工

1.軸類零件的分類、特點(diǎn)及技術(shù)要求

(1)軸類零件的功用及分類軸是機(jī)械零件中常見(jiàn)的典型零件之一。圖6-34常見(jiàn)軸的類型

a)光軸b)空心軸c)半軸d)階梯軸e)花鍵軸f)十字軸g)偏心軸

h)曲軸i)凸輪軸⑤其他。熱處理、倒角、倒棱及外觀修飾等要求。

2.軸類零件的材料、毛坯及熱處理

3.軸類零件的裝夾方式

4.軸類零件工藝過(guò)程示例(CA6140車床主軸的工藝過(guò)程)

5.軸類零件的檢驗(yàn)2.軸類零件的材料、毛坯及熱處理(1)軸類零件材料軸類零件通常采用45鋼，精度較高的軸可選用40Cr、軸承鋼GCr15、彈簧鋼65Mn，也可選用球墨鑄鐵；對(duì)高速、重載的軸，選用20CrMnTi、20MnVB及20Cr等滲碳鋼或38CrMoAl滲氮鋼。

(2)軸類零件的毛坯軸類零件的毛坯常用圓棒料和鍛件，大型軸或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的軸采用鑄件。

(3)軸類零件的熱處理軸類零件大多為鍛造毛坯。3.軸類零件的裝夾方式(1)采用兩中心孔定位裝夾對(duì)于長(zhǎng)徑比較大的軸類零件，通常以重要的外圓面作為粗基準(zhǔn)定位，在軸的兩端加工出中心孔，再以軸兩端的中心孔為定位精基準(zhǔn)進(jìn)行加工，這樣一次裝夾可以加工多個(gè)表面，既可以實(shí)現(xiàn)基準(zhǔn)重合，又可以做到基準(zhǔn)統(tǒng)一。

(2)采用外圓表面定位裝夾對(duì)于空心軸、短軸等不可能用中心孔定位的軸類零件，可用軸的外圓表面定位、夾緊并傳遞轉(zhuǎn)矩。

(3)采用各種堵頭或拉桿心軸定位裝夾加工空心軸的外圓表面時(shí)，常用帶中心孔的各種堵頭或拉桿心軸來(lái)裝夾工件。(3)采用各種堵頭或拉桿心軸定位裝夾加工空心軸的外圓表面時(shí)，常用帶中心孔的各種堵頭或拉桿心軸來(lái)裝夾工件。圖6-35堵頭與拉桿心軸4.軸類零件工藝過(guò)程示例(CA6140車床主軸的工藝過(guò)程)(1)CA6140車床主軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、功用及技術(shù)要求

(2)CA6140主軸加工工藝(1)CA6140車床主軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、功用及技術(shù)要求1)CA6140車床主軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。

①它既是階梯軸，又是空心軸；是長(zhǎng)徑比小于12的剛性軸。

②它不但傳遞旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩，而且是工件或刀具回轉(zhuǎn)精度的基礎(chǔ)。

③其上有安裝支承軸承、傳動(dòng)件的圓柱面或圓錐面，安裝滑動(dòng)齒輪的花鍵，安裝卡盤及頂尖的內(nèi)、外圓錐面，聯(lián)接緊固螺母的螺旋面，通過(guò)棒料的深孔等；主要加工表面有內(nèi)外圓柱面、圓錐面；次要表面有螺紋、花鍵、溝槽、端面結(jié)合孔等。

④其機(jī)械加工工藝主要是車削、磨削，其次是銑削和鉆削。

2)CA6140車床主軸各主要部分的功用及技術(shù)要求(1)CA6140車床主軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、功用及技術(shù)要求①支承軸頸。主軸是一個(gè)三支承結(jié)構(gòu)，都是用來(lái)安裝支承軸承的，并且跨度大。其中支承軸頸A、B既是主軸上各重要表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，又是主軸部件的裝配基準(zhǔn)面，所以對(duì)它們有嚴(yán)格的位置要求，其制造精度直接影響到主軸部件的回轉(zhuǎn)精度。

②錐孔。主軸錐孔是用來(lái)安裝頂尖和刀具錐柄的，其軸心線必須與兩個(gè)支承軸頸的軸心線嚴(yán)格同軸，否則會(huì)引起工件(或工具)的同軸度誤差超差。

③軸端短錐和端面。主軸前端短圓錐面和端面是安裝卡盤的定位面。為了保證卡盤的定心精度，該短圓錐面必須與支承軸頸的軸線同軸，而端面必須與主軸的回轉(zhuǎn)中心垂直。(1)CA6140車床主軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、功用及技術(shù)要求④空套齒輪軸頸。空套齒輪軸頸是與齒輪孔相配合的表面，對(duì)支承軸頸應(yīng)有一定的同軸度要求，否則會(huì)引起主軸傳動(dòng)嚙合不良，當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速很高時(shí)，還會(huì)影響齒輪傳動(dòng)平穩(wěn)性并產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲，使工件加工表面產(chǎn)生振紋。

⑤螺紋。主軸上的螺紋是用來(lái)固定零件或調(diào)整軸承間隙的。如果螺紋中心線與支承軸頸軸心線交叉，則會(huì)造成鎖緊螺母端面與支承軸頸軸線不垂直，導(dǎo)致鎖緊螺母使被壓緊的滾動(dòng)軸承環(huán)傾斜，影響軸承的放置精度，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)引起軸承損壞或主軸彎曲變形。(1)CA6140車床主軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、功用及技術(shù)要求⑥各表面的表面層要求。主軸的支承軸頸表面、工作表面及其他配合表面都存在不同程度的摩擦。CA6140采用滾動(dòng)軸承，摩擦轉(zhuǎn)移給軸承環(huán)和滾動(dòng)體，軸頸可以不要求很高的耐磨性，但仍要求適當(dāng)?shù)靥岣咂溆捕龋愿纳扑难b配工藝性和裝配精度。34699Z6BW1.eps(2)CA6140主軸加工工藝1)CA6140車床主軸加工工藝過(guò)程。(2)CA6140主軸加工工藝表6-5大批生產(chǎn)CA6140車床主軸工藝過(guò)程(2)CA6140主軸加工工藝表6-5大批生產(chǎn)CA6140車床主軸工藝過(guò)程(2)CA6140主軸加工工藝2)主軸加工工藝問(wèn)題分析。

①定位基準(zhǔn)的選擇與轉(zhuǎn)換。主軸加工中，為了保證各主要表面的相互位置精度，選擇定位基準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)遵循基準(zhǔn)重合、基準(zhǔn)統(tǒng)一和互為基準(zhǔn)的原則，并在一次裝夾中盡可能加工出較多的表面。

②主要加工表面加工工序安排。CA6140車床主軸主要加工表面是?75h5、?80h5、?90g5、?105.8軸頸，兩支承軸頸及大頭錐孔。它們加工的尺寸公差等級(jí)在IT5~IT6之間，表面粗糙度Ra為0.4~0.8μm。

③保證加工質(zhì)量的幾項(xiàng)措施。主軸的加工質(zhì)量主要體現(xiàn)在主軸支承軸頸的尺寸、形狀、位置精度和表面粗糙度，主軸前端內(nèi)、外錐面的形狀精度、表面粗糙度以及它們對(duì)支承軸頸的位置精度。(2)CA6140主軸加工工藝圖6-37組合磨主軸加工示意圖

a)工位Ⅰb)工位Ⅱ(2)CA6140主軸加工工藝圖6-38磨主軸錐孔夾具5.軸類零件的檢驗(yàn)(1)加工中的檢驗(yàn)在加工過(guò)程中，對(duì)軸類零件的檢驗(yàn)可采用安裝在機(jī)床上的自動(dòng)測(cè)量裝置。

(2)加工后的檢驗(yàn)軸類零件加工質(zhì)量的檢驗(yàn)大多在加工完成后進(jìn)行。(1)加工中的檢驗(yàn)在加工過(guò)程中，對(duì)軸類零件的檢驗(yàn)可采用安裝在機(jī)床上的自動(dòng)測(cè)量裝置。圖6-39主軸的檢驗(yàn)

1—擋鐵2—鋼球3、4—V形塊5—檢驗(yàn)心棒9.2箱體類零件的加工1.箱體類零件概述

2.箱體類零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析

3.箱體類零件加工工藝過(guò)程及工藝分析1.箱體類零件概述(1)箱體類零件的功用、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

1)箱體類零件的功用。

2)箱體類零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。

(2)箱體類零件的主要技術(shù)要求

1)孔的尺寸精度和形狀精度。

2)孔與孔的位置精度。

3)孔與平面的位置精度。

4)主要平面的精度。

5)表面粗糙度。

(3)箱體類零件的材料與毛坯箱體零件常選用各種牌號(hào)的灰鑄鐵，因?yàn)榛诣T鐵具有良好的工藝性、耐磨性、吸振性和可加工性，價(jià)格也比較低廉。2.箱體類零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析(1)箱體的基本孔箱體的基本孔可分為通孔、不通孔、階梯孔及交叉孔等幾類。圖6-40交叉孔的結(jié)構(gòu)工藝性

a)交叉孔b)交叉孔毛坯(2)箱體的同軸孔箱體上同軸孔的孔徑有三種排列形式：一種是孔徑大小向一個(gè)方向遞減，2.箱體類零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析且相鄰兩孔直徑之差大于孔的毛坯加工余量，這樣排列形式便于鏜桿和刀具從一端伸入同時(shí)加工其他同軸孔，單件小批量生產(chǎn)中，這種結(jié)構(gòu)形式最為方便；另一種是孔徑大小從兩邊向中間遞減，加工時(shí)可使刀桿從兩邊進(jìn)入，這樣可縮短鏜桿長(zhǎng)度，提高鏜桿的剛度，而且為雙面同時(shí)加工創(chuàng)造了條件，所以大批大量生產(chǎn)時(shí)常采用這種結(jié)構(gòu)形式；還有一種是孔徑大小排列不規(guī)則，兩端的孔徑小于中間的孔徑，這種排列結(jié)構(gòu)工藝性差，應(yīng)盡量避免。

(3)箱體的端面箱體的端面加工包括內(nèi)端面和外端凸臺(tái)。

(4)箱體的裝配基面箱體的裝配基面應(yīng)盡可能大，形狀應(yīng)盡量簡(jiǎn)單，以利于加工、裝配和檢驗(yàn)。3.箱體類零件加工工藝過(guò)程及工藝分析(1)擬訂箱體類零件加工工藝規(guī)程的原則在擬訂箱體類零件的加工工藝規(guī)程時(shí)，有一些共同的基本原則應(yīng)遵循。

1)加工順序：先面后孔。

2)加工階段：粗、精分開。

3)基準(zhǔn)選擇：選重要孔為粗基準(zhǔn)；精基準(zhǔn)力求統(tǒng)一。

4)工序集中，先主后次。

5)工序間安排時(shí)效處理。

6)工裝設(shè)備依批量而定。

(2)箱體平面的加工箱體平面的加工，通常采用刨削、銑削或磨削。

(3)箱體孔系的加工箱體上一系列有相互位置精度要求的孔的組合，稱為孔系。3.箱體類零件加工工藝過(guò)程及工藝分析1)平行孔系的加工。

①找正法。找正法是指工人在通用機(jī)床上利用輔助工具來(lái)找正要加工孔的正確位置的加工方法。這種方法加工效率低，一般只適用于單件小批生產(chǎn)。3.箱體類零件加工工藝過(guò)程及工藝分析②鏜模法。鏜模法是指利用鏜模夾具加工孔系的方法。如圖6-41所示，鏜孔時(shí)，工件裝夾在鏜模上，鏜桿被支承在鏜模的導(dǎo)套里，增加了系統(tǒng)的剛性。鏜刀通過(guò)模板上的孔將工件上相應(yīng)的孔加工出來(lái)。當(dāng)用兩個(gè)或兩個(gè)以上的支承來(lái)引導(dǎo)鏜桿時(shí)，鏜桿與機(jī)床主軸必須浮動(dòng)連接，如圖6-42所示，這樣機(jī)床精度對(duì)孔系加工精度的影響就會(huì)很小，因而可以在精度較低的機(jī)床上加工出精度較高的孔系，孔距精度主要取決于鏜模，一般可達(dá)±0.05mm；加工公差等級(jí)可達(dá)IT7，表面粗糙度Ra為1.25~5μm；孔與孔之間的平行度公差可達(dá)0.02~0.03mm。3.箱體類零件加工工藝過(guò)程及工藝分析

圖6-41用鏜模加工孔系3.箱體類零件加工工藝過(guò)程及工藝分析

圖6-42鏜桿浮動(dòng)聯(lián)接頭③坐標(biāo)法。坐標(biāo)法鏜孔是在普通臥式鏜床、坐標(biāo)鏜床或數(shù)控鏜床等設(shè)備上，借助于測(cè)量裝置，調(diào)整機(jī)床主軸與工件間在水平和垂直方向的相對(duì)位置，來(lái)保證孔心距精度的一種鏜孔方法。

2)同軸孔系的加工。3.箱體類零件加工工藝過(guò)程及工藝分析①利用已加工孔作支承導(dǎo)向。一般在已加工孔內(nèi)裝一導(dǎo)向套，支承和引導(dǎo)鏜桿加工同一軸線的其他孔。

②利用鏜床后立柱上的導(dǎo)向套支承鏜桿。采用這種方法加工時(shí)，鏜桿兩端均被支承，剛性好，但調(diào)整麻煩，鏜桿長(zhǎng)而笨重，因此只適宜加工大型箱體。

③采用調(diào)頭鏜。當(dāng)箱體的箱壁相距較遠(yuǎn)時(shí)，工件在一次裝夾后，先鏜好一側(cè)的孔，再將鏜床工作臺(tái)回轉(zhuǎn)180°，調(diào)整好工作臺(tái)的位置，使已加工孔與鏜床主軸同軸，然后加工另一側(cè)的孔。

3)交叉孔系的加工。

(4)箱體零件加工工藝過(guò)程示例圖6-43所示為某車床主軸箱。

1)主要平面：箱蓋頂部的對(duì)合面、底座的底面及各軸承孔的端面等。3.箱體類零件加工工藝過(guò)程及工藝分析2)主要孔：軸承孔(?120K6、?95K6、?90K6、?52J7、?62J7、?24H7、?40J7)等。

3)其他加工部分：撥叉銷孔、連接孔、螺孔以及孔的凸臺(tái)面等。

(5)箱體零件的檢驗(yàn)箱體零件的檢驗(yàn)項(xiàng)目包括表面粗糙度及外觀、尺寸精度、形狀精度和位置精度等。

1)表面粗糙度的檢驗(yàn)通常用目測(cè)或樣板比較法，只有當(dāng)Ra值很小時(shí)，才考慮使用光學(xué)量?jī)x或使用粗糙度儀。圖6-43某車床主軸箱簡(jiǎn)圖3.箱體類零件加工工藝過(guò)程及工藝分析表6-6某主軸箱中、小批生產(chǎn)工藝過(guò)程3.箱體類零件加工工藝過(guò)程及工藝分析表6-7某主軸箱大批生產(chǎn)工藝過(guò)程2)孔的尺寸精度一般用塞規(guī)檢驗(yàn)；3.箱體類零件加工工藝過(guò)程及工藝分析單件小批生產(chǎn)時(shí)可用內(nèi)徑千分尺或內(nèi)徑千分表檢驗(yàn)；若精度要求很高可用氣動(dòng)量?jī)x檢驗(yàn)。

3)平面的直線度誤差可用平尺和塞尺或水平儀、橋尺檢驗(yàn)。

4)平面的平面度誤差可用自準(zhǔn)直儀或橋尺涂色檢驗(yàn)。

5)同軸度誤差的檢驗(yàn)常用檢驗(yàn)棒檢驗(yàn)，若檢驗(yàn)棒能自由通過(guò)同軸線上的孔，則孔的同軸度誤差在允差范圍之內(nèi)。

6)孔間距和孔的軸線平行度誤差的檢驗(yàn)，根據(jù)孔距精度的要求，可分別使用游標(biāo)卡尺或千分尺檢驗(yàn)，也可用心軸和襯套或量塊測(cè)量。

7)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)可同時(shí)對(duì)零件的尺寸、形狀和位置等進(jìn)行高精度的測(cè)量。9.3圓柱齒輪加工1.圓柱齒輪加工概述

2.圓柱齒輪齒面(形)加工方法

3.圓柱齒輪加工工藝過(guò)程示例1.圓柱齒輪加工概述(1)圓柱齒輪分類及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)圖6-44所示是常用圓柱齒輪的結(jié)構(gòu)形式，分為：盤形齒輪(圖a單聯(lián)、圖b雙聯(lián)、圖c三聯(lián))、內(nèi)齒輪(見(jiàn)圖d)、齒輪軸(見(jiàn)圖e)、套類齒輪(見(jiàn)圖f)、扇形齒輪(見(jiàn)圖g)、齒條(見(jiàn)圖h)及裝配齒輪(見(jiàn)圖i)等。圖6-44圓柱齒輪的結(jié)構(gòu)形式1.圓柱齒輪加工概述(2)圓柱齒輪的精度要求齒輪自身的制造精度對(duì)整個(gè)機(jī)器的工作性能、承載能力和使用壽命都有很大的影響，因此必須對(duì)齒輪的制造提出一定的精度要求。

1)運(yùn)動(dòng)精度。

2)工作平穩(wěn)性。

3)齒面接觸精度。

4)齒側(cè)間隙。

(3)齒輪材料、毛坯和熱處理

1)齒輪材料的選擇：齒輪應(yīng)根據(jù)使用要求和工作條件選取合適的材料。

2)齒輪的毛坯：毛坯的選擇取決于齒輪的材料、形狀、尺寸、使用條件、生產(chǎn)批量等因素，常用的毛坯種類有：1.圓柱齒輪加工概述①鑄鐵件。用于受力小、無(wú)沖擊、低速、低精度齒輪。

②棒料。用于尺寸小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、受力不大、強(qiáng)度要求不高的齒輪。

③鍛坯。用于高速重載、強(qiáng)度高、耐磨和耐沖擊的齒輪。

④鑄鋼件。用于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、尺寸較大而不宜鍛造的齒輪。

3)齒輪的熱處理：在齒輪加工工藝過(guò)程中，熱處理工序的位置安排十分重要，它直接影響齒輪的力學(xué)性能及切削加工的難易程度。

①毛坯的熱處理。為了消除鍛造和粗加工造成的殘余應(yīng)力，改善齒輪材料內(nèi)部的金相組織和切削加工性，提高齒輪的綜合力學(xué)性能，在齒輪毛坯加工前后通常安排正火或調(diào)質(zhì)等預(yù)熱處理。1.圓柱齒輪加工概述②齒面的熱處理。為了提高齒面硬度、增加齒輪的承載能力和耐磨性，有時(shí)應(yīng)進(jìn)行齒面高頻淬火、滲碳淬火、氮碳共滲和滲氮等熱處理工序。一般安排在滾齒、插齒、剃齒之后，珩齒、磨齒之前。2.圓柱齒輪齒面(形)加工方法(1)齒輪齒面加工方法的分類

1)成形法：用與被切齒輪齒槽形狀相符的成形刀具切出齒面的方法，如盤形銑刀銑齒、指形齒輪銑刀銑齒、齒輪拉刀拉齒和成形砂輪磨齒等便屬于成形法加工齒面的例子。

2)展成法：齒輪刀具與工件按齒輪副的嚙合原理作展成運(yùn)動(dòng)切出齒面的方法，如滾齒、插齒、剃齒、磨齒和珩齒等。

(2)圓柱齒輪齒面加工方法的選擇圓柱齒輪齒面的精度要求大多較高，加工工藝復(fù)雜，選擇加工方案時(shí)應(yīng)綜合考慮齒輪的結(jié)構(gòu)、尺寸、材料、精度等級(jí)、熱處理要求、生產(chǎn)批量及工廠加工條件等。2.圓柱齒輪齒面(形)加工方法表6-8常用的齒面加工方案3.圓柱齒輪加工工藝過(guò)程示例(1)圓柱齒輪加工工藝過(guò)程圓柱齒輪的加工工藝過(guò)程一般應(yīng)包括以下內(nèi)容：齒輪毛坯加工、齒面加工、熱處理及齒面的精加工。

1)制造齒輪毛坯：鍛件。

2)齒面的粗加工：切除較多的余量。

3)齒面的半精加工：滾切或插削齒面。

4)熱處理：調(diào)質(zhì)或