第7章典型零件加工

1、http:/ http:/ 車床主軸零件簡(jiǎn)圖http:/ 軸類零件加工軸類零件加工n7.2 套類零件加工套類零件加工n7.3 箱體類零件加工箱體類零件加工n7.4 圓柱齒輪加工圓柱齒輪加工n7.5 實(shí)訓(xùn)實(shí)訓(xùn)n7.6 習(xí)習(xí) 題題http:/ 概述概述n7.1.2 主軸的加工工藝分析主軸的加工工藝分析http:/ 軸的種類n(a)光軸光軸 (b)空心軸空心軸 (c)半軸半軸 (d)階梯軸階梯軸 (e)花鍵軸花鍵軸 (f)十字軸十字軸 (g)偏心軸偏心軸 (h)曲軸曲軸 (i)凸輪軸凸輪軸http:/ n2)軸類零件的毛坯軸類零件的毛坯n軸類零件最常用的毛坯是圓棒料和鍛件。除強(qiáng)度要求較高或軸類零件最

2、常用的毛坯是圓棒料和鍛件。除強(qiáng)度要求較高或軸頸尺寸相差較大的軸用鍛件外，其余軸一般采用棒料。軸頸尺寸相差較大的軸用鍛件外，其余軸一般采用棒料。 n3)軸類零件的熱處理軸類零件的熱處理n軸類零件的熱處理取決于軸的材料、毛坯形式、性能和精度軸類零件的熱處理取決于軸的材料、毛坯形式、性能和精度要求等。要求等。 http:/ n2)定位基準(zhǔn)的選擇與轉(zhuǎn)換定位基準(zhǔn)的選擇與轉(zhuǎn)換n軸類零件的定位基準(zhǔn)，最常用的是兩中心孔。因?yàn)檩S類零件的內(nèi)、外圓軸類零件的定位基準(zhǔn)，最常用的是兩中心孔。因?yàn)檩S類零件的內(nèi)、外圓表面、螺紋、鍵槽等的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)均為軸心線，以兩中心孔定位，不僅符表面、螺紋、鍵槽等的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)均為軸心線，以兩中

3、心孔定位，不僅符合基準(zhǔn)重合原則，同時(shí)符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，還能夠在一次裝夾中加工多合基準(zhǔn)重合原則，同時(shí)符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，還能夠在一次裝夾中加工多處表面，使這些表面具有較高的相對(duì)位置精度。處表面，使這些表面具有較高的相對(duì)位置精度。 http:/ “先粗后精先粗后精”的順序，逐步達(dá)到零件要求的順序，逐步達(dá)到零件要求的精度。的精度。 n4)主軸加工中的幾個(gè)工藝問題主軸加工中的幾個(gè)工藝問題n主軸外圓的車削主軸外圓的車削n軸類零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是階梯多、槽多，精度要求較高，它的粗加工和半軸類零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是階梯多、槽多，精度要求較高，它的粗加工和半精加工都采用車削。在小批量生產(chǎn)時(shí)，多在臥式車床上加工，生產(chǎn)效率精

4、加工都采用車削。在小批量生產(chǎn)時(shí)，多在臥式車床上加工，生產(chǎn)效率低。低。 n多刀加工如圖多刀加工如圖7.4所示，在半自動(dòng)車床上進(jìn)行。由于多刀復(fù)合加工，走所示，在半自動(dòng)車床上進(jìn)行。由于多刀復(fù)合加工，走刀距離縮短，調(diào)整軸向尺寸輔助時(shí)間減少，可提高生產(chǎn)率。但調(diào)整刀具刀距離縮短，調(diào)整軸向尺寸輔助時(shí)間減少，可提高生產(chǎn)率。但調(diào)整刀具花費(fèi)時(shí)間較多，而且切削力大，要求機(jī)床的功率和剛度也大?；ㄙM(fèi)時(shí)間較多，而且切削力大，要求機(jī)床的功率和剛度也大。n圖圖7.5是液壓仿形車削的示意圖。是液壓仿形車削的示意圖。 http:/ 多刀加工示意圖http:/ 液壓仿形車削示意圖http:/ n常用的中心孔修研方法如圖常用的中心孔

5、修研方法如圖7.7所示。所示。 n主軸莫氏錐孔的磨削。主軸莫氏錐孔的磨削。n主軸錐孔對(duì)主軸支承軸頸的徑向圓跳動(dòng)公差，是機(jī)床的主要主軸錐孔對(duì)主軸支承軸頸的徑向圓跳動(dòng)公差，是機(jī)床的主要精度指標(biāo)之一，因此錐孔的磨削是關(guān)鍵工序。磨削主軸錐孔精度指標(biāo)之一，因此錐孔的磨削是關(guān)鍵工序。磨削主軸錐孔的專用夾具如圖的專用夾具如圖7.8所示。所示。 http:/ 中心孔對(duì)磨削外圓的影響 http:/ 中心孔的修研n (a)用油石修研中心孔用油石修研中心孔 (b)硬質(zhì)合金頂尖硬質(zhì)合金頂尖http:/ 磨主軸錐孔夾具h(yuǎn)ttp:/ http:/ 超精加工http:/ 磨粒的微刃性和等高h(yuǎn)ttp:/ 概述概述n7.2.2

6、 套類零件加工工藝分析套類零件加工工藝分析http:/ 套筒零件示例http:/ 襯套筒圖http:/ 液壓缸筒圖http:/ n先外圓后內(nèi)孔。即先終加工外圓，然后以外圓為精基準(zhǔn)最先外圓后內(nèi)孔。即先終加工外圓，然后以外圓為精基準(zhǔn)最后加工孔。后加工孔。 n先內(nèi)孔后外圓。先終加工內(nèi)孔，再以孔為精基準(zhǔn)終加工外先內(nèi)孔后外圓。先終加工內(nèi)孔，再以孔為精基準(zhǔn)終加工外圓。圓。 n2)防止加工中套筒變形的措施防止加工中套筒變形的措施n套筒零件壁較薄，加工中常因夾緊力、切削力、內(nèi)應(yīng)力和切套筒零件壁較薄，加工中常因夾緊力、切削力、內(nèi)應(yīng)力和切削熱等因素的影響而產(chǎn)生變形。削熱等因素的影響而產(chǎn)生變形。http:/ n孔的

7、珩磨：珩磨屬于孔的光整加工方法之一，其工作原理如圖孔的珩磨：珩磨屬于孔的光整加工方法之一，其工作原理如圖7.15所所示。珩磨所用的磨具，是由幾塊粒度很細(xì)的磨料（油石）組成的珩磨頭。示。珩磨所用的磨具，是由幾塊粒度很細(xì)的磨料（油石）組成的珩磨頭。珩磨頭的油石有三種運(yùn)動(dòng)珩磨頭的油石有三種運(yùn)動(dòng)(見圖見圖7.15a)，即旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)、，即旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)、加壓力的徑向運(yùn)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)和往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)是珩磨的主體運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)加壓力的徑向運(yùn)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)和往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)是珩磨的主體運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)使油石的磨粒在孔表面上的切削軌跡成為交叉而不重復(fù)的網(wǎng)紋使油石的磨粒在孔表面上的切削軌跡成為交叉而不重復(fù)的網(wǎng)紋(

8、見圖見圖 b)，珩磨過程中油石逐步徑向加壓，當(dāng)珩到要求的孔徑時(shí)，壓力為零，珩磨珩磨過程中油石逐步徑向加壓，當(dāng)珩到要求的孔徑時(shí)，壓力為零，珩磨停止。停止。n孔的滾壓。在精鏜孔的基礎(chǔ)上進(jìn)行滾壓加工，精度可控制在孔的滾壓。在精鏜孔的基礎(chǔ)上進(jìn)行滾壓加工，精度可控制在0.01mm內(nèi)，表面粗糙度值內(nèi)，表面粗糙度值Ra0.2m或更小，工件表面因加工硬化而提高了耐或更小，工件表面因加工硬化而提高了耐磨性，生產(chǎn)效率高。磨性，生產(chǎn)效率高。 http:/ 珩磨原理http:/ 概述概述n7.3.2 箱體加工的工藝過程箱體加工的工藝過程http:/ 1)孔的精度孔的精度n支承孔是箱體上重要表面，為保證軸的回轉(zhuǎn)精度和支

9、承剛度，應(yīng)提高孔支承孔是箱體上重要表面，為保證軸的回轉(zhuǎn)精度和支承剛度，應(yīng)提高孔與軸承配合精度，其尺寸公差為與軸承配合精度，其尺寸公差為IT6IT7，形狀誤差不應(yīng)超過孔徑尺，形狀誤差不應(yīng)超過孔徑尺寸公差的一半，嚴(yán)格的可另行規(guī)定。寸公差的一半，嚴(yán)格的可另行規(guī)定。n2)孔與孔的位置精度孔與孔的位置精度n同軸線上各孔不同軸或孔與端面不垂直，裝配后會(huì)使軸歪斜，造成軸回同軸線上各孔不同軸或孔與端面不垂直，裝配后會(huì)使軸歪斜，造成軸回轉(zhuǎn)時(shí)的徑向圓跳動(dòng)和軸向竄動(dòng)，加劇軸承的磨損。同軸線上支承孔的同轉(zhuǎn)時(shí)的徑向圓跳動(dòng)和軸向竄動(dòng)，加劇軸承的磨損。同軸線上支承孔的同軸度一般為軸度一般為0.010.03mm。各平行孔之間

10、軸線的不平行，則會(huì)影響。各平行孔之間軸線的不平行，則會(huì)影響齒輪的嚙合質(zhì)量。支承孔之間的平行度為齒輪的嚙合質(zhì)量。支承孔之間的平行度為0.030.06mm，中心距公差，中心距公差一般為一般為0.020.08mm。http:/ 5)表面粗糙度表面粗糙度n重要孔和主要平面的表面粗糙度會(huì)影響結(jié)合面的配合性質(zhì)或接觸剛度，重要孔和主要平面的表面粗糙度會(huì)影響結(jié)合面的配合性質(zhì)或接觸剛度，一般要求主要軸孔的表面粗糙度為一般要求主要軸孔的表面粗糙度為Ra0.80.4m，裝配基面或定位基，裝配基面或定位基面為面為Ra3.20.8m，其余各表面為，其余各表面為Ra12.51.6m。http:/ 車床主軸箱箱體簡(jiǎn)圖n（a

11、） 外形圖外形圖http:/ 車床主軸箱箱體簡(jiǎn)圖n（a）縱向孔系展開圖）縱向孔系展開圖http:/ n2)加工順序?yàn)榧庸ろ樞驗(yàn)椤跋让婧罂紫让婧罂住眓安排箱體零件的加工順序時(shí)，要遵循安排箱體零件的加工順序時(shí)，要遵循“先面后孔先面后孔”的原則，以較精確的原則，以較精確的平面定位來加工孔。的平面定位來加工孔。 n3)箱體加工定位基準(zhǔn)的選擇箱體加工定位基準(zhǔn)的選擇n箱體的加工工藝隨生產(chǎn)批量的不同有很大差異，定位基準(zhǔn)的選擇也不箱體的加工工藝隨生產(chǎn)批量的不同有很大差異，定位基準(zhǔn)的選擇也不相同。相同。n粗基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)的選擇當(dāng)批量較大時(shí)，應(yīng)先以箱體毛坯的主要支承孔作為當(dāng)批量較大時(shí)，應(yīng)先以箱體毛坯的主要支承孔

12、作為粗基準(zhǔn)，直接在夾具上定位。采用的夾具如圖粗基準(zhǔn)，直接在夾具上定位。采用的夾具如圖7.17所示。所示。http:/ 以主軸孔為粗基準(zhǔn)銑頂面的夾具n1、4預(yù)定位支承預(yù)定位支承 2輔助支承輔助支承 3可調(diào)支承可調(diào)支承 5壓塊壓塊 6短軸短軸 7側(cè)支承側(cè)支承 8活動(dòng)支柱活動(dòng)支柱http:/ n單件、小批生產(chǎn)時(shí)一般用裝配基準(zhǔn)即箱體底面作定位基準(zhǔn)，裝夾時(shí)箱口單件、小批生產(chǎn)時(shí)一般用裝配基準(zhǔn)即箱體底面作定位基準(zhǔn)，裝夾時(shí)箱口朝上，其優(yōu)點(diǎn)是基準(zhǔn)重合，定位精度高，裝夾可靠、加工過程中便于觀朝上，其優(yōu)點(diǎn)是基準(zhǔn)重合，定位精度高，裝夾可靠、加工過程中便于觀察、測(cè)量和調(diào)整。其缺點(diǎn)是當(dāng)需要增加中間導(dǎo)向支承時(shí)，就帶來很大麻

13、察、測(cè)量和調(diào)整。其缺點(diǎn)是當(dāng)需要增加中間導(dǎo)向支承時(shí)，就帶來很大麻煩。由于箱底是封閉的，中間支承只能用如圖煩。由于箱底是封閉的，中間支承只能用如圖7.19所示的吊架從箱體頂所示的吊架從箱體頂面的開口處伸人箱體內(nèi)。面的開口處伸人箱體內(nèi)。 http:/ 用箱體頂面及兩銷定位的鏜模http:/ 吊架式夾具h(yuǎn)ttp:/ n坐標(biāo)法坐標(biāo)法在坐標(biāo)鏜床上加工孔系的方法。在坐標(biāo)鏜床上加工孔系的方法。 n數(shù)控法數(shù)控法數(shù)控法的加工原理源于坐標(biāo)法。數(shù)控法的加工原理源于坐標(biāo)法。 http:/ n利用鏜床后立柱上的導(dǎo)向套支承導(dǎo)向。利用鏜床后立柱上的導(dǎo)向套支承導(dǎo)向。鏜桿在主軸箱和后立柱之間兩鏜桿在主軸箱和后立柱之間兩端支承，剛

14、性提高，但鏜桿要長(zhǎng)，調(diào)整麻煩，只適用于大型箱體加工。端支承，剛性提高，但鏜桿要長(zhǎng)，調(diào)整麻煩，只適用于大型箱體加工。n采用調(diào)頭鏜。采用調(diào)頭鏜。當(dāng)箱體壁相距較遠(yuǎn)時(shí)，可采用調(diào)頭鏜。工件在一次裝夾，當(dāng)箱體壁相距較遠(yuǎn)時(shí)，可采用調(diào)頭鏜。工件在一次裝夾，鏜好一端后，將工作臺(tái)回轉(zhuǎn)鏜好一端后，將工作臺(tái)回轉(zhuǎn)180，調(diào)整工作臺(tái)位置，使已加工孔與鏜，調(diào)整工作臺(tái)位置，使已加工孔與鏜床主軸同軸然后再加工孔。床主軸同軸然后再加工孔。n3）對(duì)于交叉孔系，主要保證各孔軸線的交叉角度（多為）對(duì)于交叉孔系，主要保證各孔軸線的交叉角度（多為90）。）。成批成批生產(chǎn)時(shí)，交叉角都是由鏜模來保證，單件、小批生產(chǎn)時(shí)，用鏜床回轉(zhuǎn)工生產(chǎn)時(shí)，交叉

15、角都是由鏜模來保證，單件、小批生產(chǎn)時(shí)，用鏜床回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的轉(zhuǎn)角來保證。作臺(tái)的轉(zhuǎn)角來保證。http:/ 7.20 利用已加工孔導(dǎo)向適示意圖http:/ 概述概述n7.4.2 圓柱齒輪的加工工藝圓柱齒輪的加工工藝n7.4.3 圓柱齒輪齒形的加工方法圓柱齒輪齒形的加工方法http:/ http:/ 雙聯(lián)齒輪http:/ 齒輪的內(nèi)孔是齒圈的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和齒輪的裝配基準(zhǔn)。應(yīng)齒輪的內(nèi)孔是齒圈的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和齒輪的裝配基準(zhǔn)。應(yīng)盡量用內(nèi)孔作為齒輪加工的定位基準(zhǔn)。盡量用內(nèi)孔作為齒輪加工的定位基準(zhǔn)。n2)齒坯加工齒坯加工 齒輪的加工分兩部分：即齒坯加工和齒形加工。齒坯加工齒輪的加工分兩部分：即齒坯加工和齒形加工。齒坯加工的

16、內(nèi)容包括：齒坯的端面、孔的內(nèi)容包括：齒坯的端面、孔 (帶孔齒輪帶孔齒輪)、中心孔、中心孔 (軸齒輪軸齒輪)以及外園以及外園加工。加工。n3)齒形加工齒形加工 齒形加工是整個(gè)齒輪加工的關(guān)鍵工序。齒形加工方案主要齒形加工是整個(gè)齒輪加工的關(guān)鍵工序。齒形加工方案主要取決于齒輪精度、結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)類型、齒輪熱處理及工廠的現(xiàn)有生產(chǎn)條件。取決于齒輪精度、結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)類型、齒輪熱處理及工廠的現(xiàn)有生產(chǎn)條件。 n4)齒端加工齒端加工 齒端的加工方式有：倒圓、倒尖、倒棱和去毛刺。經(jīng)齒端齒端的加工方式有：倒圓、倒尖、倒棱和去毛刺。經(jīng)齒端加工后的齒輪，在沿軸向移動(dòng)換擋時(shí)容易進(jìn)入嚙合，特別是倒尖后的齒加工后的齒輪，在沿軸向移動(dòng)

17、換擋時(shí)容易進(jìn)入嚙合，特別是倒尖后的齒輪，可以在齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)過程中換擋變速（如用于汽車變速箱中的齒輪輪，可以在齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)過程中換擋變速（如用于汽車變速箱中的齒輪)。 n5)精基準(zhǔn)的修整精基準(zhǔn)的修整 齒輪淬火后其內(nèi)孔常發(fā)生變形，內(nèi)徑可縮小齒輪淬火后其內(nèi)孔常發(fā)生變形，內(nèi)徑可縮小00l005mm，為保證齒形精加工質(zhì)量，需要對(duì)基準(zhǔn)孔進(jìn)行修整。修整的，為保證齒形精加工質(zhì)量，需要對(duì)基準(zhǔn)孔進(jìn)行修整。修整的方案一般采用推孔和磨孔。方案一般采用推孔和磨孔。http:/ n1)插齒插齒n插齒的加工原理插齒的加工原理插齒加工的原理類似于一對(duì)軸線平行的圓柱齒輪嚙插齒加工的原理類似于一對(duì)軸線平行的圓柱齒輪嚙合，其中一個(gè)齒坯，另

18、一個(gè)是在端面磨有前角，齒頂與齒側(cè)均磨有后角合，其中一個(gè)齒坯，另一個(gè)是在端面磨有前角，齒頂與齒側(cè)均磨有后角的齒輪，如圖的齒輪，如圖7.23a)所示。所示。 n插齒的加工質(zhì)量插齒的加工質(zhì)量n插齒的齒形精度高這是因?yàn)椴妪X刀本身的齒形精度高，加之插齒時(shí)的插齒的齒形精度高這是因?yàn)椴妪X刀本身的齒形精度高，加之插齒時(shí)的圓周進(jìn)給量很?。梢匀我庹{(diào)節(jié)圓周進(jìn)給量很小（可以任意調(diào)節(jié))，使形成的包絡(luò)線密度高因而插齒加，使形成的包絡(luò)線密度高因而插齒加工的齒形精度較高。工的齒形精度較高。 http:/ n插齒的應(yīng)用插齒的應(yīng)用 插齒能加工外嚙合齒輪，對(duì)加工齒圈軸向距離很小的多插齒能加工外嚙合齒輪，對(duì)加工齒圈軸向距離很小的多

19、聯(lián)齒輪、內(nèi)齒輪、齒條、扇形齒輪等有優(yōu)勢(shì)。不宜加工斜齒輪。聯(lián)齒輪、內(nèi)齒輪、齒條、扇形齒輪等有優(yōu)勢(shì)。不宜加工斜齒輪。n2)滾齒滾齒n加工原理加工原理利用一對(duì)圓柱螺旋齒輪的嚙合利用一對(duì)圓柱螺旋齒輪的嚙合(見圖見圖1.18b)原理。滾刀相原理。滾刀相當(dāng)于一個(gè)齒數(shù)很少當(dāng)于一個(gè)齒數(shù)很少(單頭滾刀齒數(shù)為單頭滾刀齒數(shù)為1)、螺旋角很大、齒面很長(zhǎng)的螺旋、螺旋角很大、齒面很長(zhǎng)的螺旋齒輪。齒輪。 n滾齒加工精度滾齒加工精度滾齒的運(yùn)動(dòng)精度高于插齒，滾齒的齒形精度和齒面質(zhì)滾齒的運(yùn)動(dòng)精度高于插齒，滾齒的齒形精度和齒面質(zhì)量不如插齒。滾齒通常能獲得量不如插齒。滾齒通常能獲得710級(jí)精度的齒輪。級(jí)精度的齒輪。http:/ n滾齒的應(yīng)用范圍滾齒的應(yīng)用范圍滾齒加工具有較好的通用性，可加工直齒、斜齒圓滾齒加工具有較好的通用性，可加工直齒、斜齒圓柱齒輪，也可以加工蝸輪。柱齒輪，也可以加工蝸輪。 n3)剃齒剃齒n剃齒是齒形精加工的一種方法。剃齒是齒形精加工的一種方法。n4)珩齒珩齒n珩齒是對(duì)齒圈經(jīng)過了齒形加工和淬火后的齒輪進(jìn)行精加工的一種方法。珩齒是對(duì)齒圈經(jīng)過了齒形加工和淬火后的齒輪進(jìn)行精加工的一種方法。n5)磨齒磨齒n磨齒是現(xiàn)有齒輪加工精度最高的一種方法。磨齒是現(xiàn)有齒輪加工精度最高的一種方法。 http:/ 插齒原理http:/ 實(shí)訓(xùn)題目實(shí)訓(xùn)題目n7.5.2 實(shí)訓(xùn)目的實(shí)訓(xùn)目的n7.5.3 實(shí)訓(xùn)內(nèi)容實(shí)訓(xùn)內(nèi)