一号轴类零件加工

1、第一节第一节 概概 述述一、轴类零件的功用及结构特点一、轴类零件的功用及结构特点轴类零件是典型的机器零件。用来支承传动轴类零件是典型的机器零件。用来支承传动件件, ,传递运动和扭矩。结构类型如下图传递运动和扭矩。结构类型如下图3-13-1所所示示: :二二、轴类零件的技术要求、轴类零件的技术要求1 1、尺寸精度、尺寸精度主要轴颈主要轴颈( (指配合指配合, ,支承轴颈支承轴颈) )的尺寸精度的尺寸精度, ,一一般为般为IT9-IT6,IT9-IT6,机床主轴支承轴颈的尺寸精度机床主轴支承轴颈的尺寸精度为为IT5,IT5,甚至更高。甚至更高。2 2、几何形状精度、几何形状精度主要有圆度主要有圆度

2、, ,圆柱度的要求圆柱度的要求, ,一般控制在尺寸一般控制在尺寸公差以内。公差以内。3 3、位置精度、位置精度支承轴颈之间有同轴度要求支承轴颈之间有同轴度要求, ,工作表面工作表面, ,配合配合表面对支承轴颈有跳动要求。表面对支承轴颈有跳动要求。4 4、表面粗糙度、表面粗糙度: : 一般为一般为Ra0.8-0.16Ra0.8-0.16m m。5 5、热处理、热处理为了获得具有一定强度为了获得具有一定强度, ,硬度和耐磨性及其硬度和耐磨性及其它特殊要求的零件它特殊要求的零件, ,通常要按排热处理及表面通常要按排热处理及表面处理。一般常采用的热处理方法有处理。一般常采用的热处理方法有: :正火正火

3、, ,调质调质, ,高频淬火等。为表面的美观和防腐高频淬火等。为表面的美观和防腐, ,还按排有还按排有电镀电镀, ,发蓝等表面处理方法。发蓝等表面处理方法。6 6、其它要求、其它要求对高速回转的轴零件应有静对高速回转的轴零件应有静, ,动平衡的要求动平衡的要求; ;对有安全要求的轴件对有安全要求的轴件, ,应按排探伤检查。应按排探伤检查。三、轴类零件的材料与毛坯三、轴类零件的材料与毛坯1 1、轴类零件的材料、轴类零件的材料常用材料为常用材料为4545# #钢钢, ,中等精度中等精度, ,速度较高的轴速度较高的轴件如专用机床主轴则采用件如专用机床主轴则采用40Cr40Cr, ,强度高强度高, ,

4、尺寸尺寸大的轴零采用大的轴零采用30CrMnSi,35CrMnTi,40CrMnTi30CrMnSi,35CrMnTi,40CrMnTi等合金调质钢。高速重载工作条件下的轴零等合金调质钢。高速重载工作条件下的轴零件，则采用件，则采用2020钢、钢、20Cr20Cr、20 CrMnTi20 CrMnTi等低碳等低碳或低碳合金钢经渗碳后淬火，以获得具有较或低碳合金钢经渗碳后淬火，以获得具有较高的抗弯曲疲劳强度和较高的表面硬度、冲高的抗弯曲疲劳强度和较高的表面硬度、冲击韧性和心部硬度。击韧性和心部硬度。2 2、轴类零件的毛坯轴类零件的毛坯常用毛坯为棒料和锻件。形状复杂的轴如曲常用毛坯为棒料和锻件。形

5、状复杂的轴如曲轴轴, ,毛坯一般为铸件。毛坯一般为铸件。第二节第二节 轴类零件的工艺过程轴类零件的工艺过程一、对滚筒轴进行工艺分析一、对滚筒轴进行工艺分析滚筒轴的零件图如图滚筒轴的零件图如图3-23-2所示：所示：图图3-2图图3-3卷扬机滚筒轴装配图如图卷扬机滚筒轴装配图如图3-33-3所示所示: :1 1、了解各项技术条件、了解各项技术条件, ,提出必要的改进意见提出必要的改进意见1)1)零件的功用零件的功用, ,及使用条件分析及使用条件分析滚筒轴支承在两个轴承上滚筒轴支承在两个轴承上, ,右端通过圆锥面右端通过圆锥面和传动键同滚筒相连和传动键同滚筒相连, ,中部经花键与齿轮相连；中部经花

6、键与齿轮相连；动力经齿轮传递到滚筒轴和传动键以实现滚筒动力经齿轮传递到滚筒轴和传动键以实现滚筒的转动；为减少灰尘危害的转动；为减少灰尘危害, ,设有内喷雾装置设有内喷雾装置, ,相相应滚筒零件轴做成空心的应滚筒零件轴做成空心的, ,以便钢管通过。为以便钢管通过。为防止泄漏防止泄漏, ,还设有密封装置还设有密封装置. .由于工作负荷较大由于工作负荷较大, ,滚筒轴将承受较大的扭滚筒轴将承受较大的扭, ,弯载荷弯载荷, ,工作条件十分工作条件十分恶劣。恶劣。2) 2) 滚筒轴主要的技术要求滚筒轴主要的技术要求对支承轴颈的要求对支承轴颈的要求为保证与轴承有良好的配合及满足装配要求为保证与轴承有良好的

7、配合及满足装配要求, ,规定支承轴颈的尺寸精度为规定支承轴颈的尺寸精度为IT6,IT6,两支承轴颈两支承轴颈与定位台阶面对公共轴线的跳动为与定位台阶面对公共轴线的跳动为0.02mm0.02mm；并能综合控制形并能综合控制形, ,位误差位误差, ,表面粗糙度表面粗糙度Ra1.6Ra1.60.80.8m m。对配合锥面的要求对配合锥面的要求为使滚筒转动时为使滚筒转动时, ,不产生较大的跳动不产生较大的跳动, ,规定锥规定锥面对公共轴线的跳动为面对公共轴线的跳动为0.02mm;0.02mm;为保证锥面配为保证锥面配合的可靠性合的可靠性, ,规定锥面与锥孔配合接触面积不规定锥面与锥孔配合接触面积不小于

8、小于75%,75%,外锥面的表面粗糙度外锥面的表面粗糙度Ra2.5Ra2.51.25.25m m。平键槽。平键槽侧面对锥面轴线的对称度为侧面对锥面轴线的对称度为0.06mm0.06mm。对其它表面的要求对其它表面的要求齿轮孔与轴外花键的配合齿轮孔与轴外花键的配合, ,为减小齿轮转动为减小齿轮转动时的跳动时的跳动, ,规定花键内径对公共轴线的跳动规定花键内径对公共轴线的跳动为为0.02mm,0.02mm,为保证密封效果为保证密封效果, ,还规定还规定50H750H7对公共轴线的跳动为对公共轴线的跳动为0.02mm.0.02mm.对花键用综合对花键用综合环规检验环规检验, ,以保证装配精度。以保证

9、装配精度。热处理要求热处理要求毛坯锻造后正火毛坯锻造后正火, ,为提高材料的综合机械性为提高材料的综合机械性能粗加工后应按排调质处理，硬度能粗加工后应按排调质处理，硬度HB240-HB240-280280。2 2、结构工艺性分析、结构工艺性分析二、选择毛坯二、选择毛坯滚筒轴为阶梯轴滚筒轴为阶梯轴, ,台阶之间相差不大台阶之间相差不大, ,但使用但使用条件对工件材料有强度方面的要求条件对工件材料有强度方面的要求, ,应选择锻应选择锻件件, ,零件的生产纲领为中批生产零件的生产纲领为中批生产, ,最后确定为最后确定为模锻毛坯模锻毛坯. .三、拟定工艺过程三、拟定工艺过程( (一一) ) 定位基准的

10、选择定位基准的选择1 1、精基准的选择、精基准的选择根据定位精基准的选择原则根据定位精基准的选择原则: :基准重合与基基准重合与基准统一原则准统一原则, ,应选择轴的公共回转轴线作为统应选择轴的公共回转轴线作为统一的一的定位精基准。定位精基准。这样既可避免基准不重合误差这样既可避免基准不重合误差, ,也能保证各表也能保证各表面之间的位置精度。面之间的位置精度。由于滚筒轴是一空心轴由于滚筒轴是一空心轴, ,半精车时可采用两半精车时可采用两端中心孔作为定位精基准端中心孔作为定位精基准, ,轴心线上孔加工以轴心线上孔加工以后后, ,应再加工出两端的应再加工出两端的6060内锥面作为后续加内锥面作为后

11、续加工的定位精基准。工的定位精基准。2:2:粗基准粗基准毛坯外圆。毛坯外圆。( (二二) ) 加工方法的选择加工方法的选择1:1:主要表面主要表面, ,两支承轴颈两支承轴颈, ,尺寸精度尺寸精度IT6,Ra0.8IT6,Ra0.8m,m,应选应选: :车车磨磨, ,的加工方法。的加工方法。2 2、配合锥面、配合锥面:Ra1.6:Ra1.6m,m,应选车应选车- -磨磨, ,3 3、花键、花键: :内径内径Ra1.6Ra1.6m,m,其余其余Ra6.4-3.3 Ra6.4-3.3 m,m,选铣选铣- -磨；磨；4 4、3030深孔深孔: :车床钻削；车床钻削；5 5、3-M123-M12螺孔螺孔

12、: :钻床钻钻床钻- -攻加工；攻加工；6 6、平键槽、平键槽: :普通铣床铣削；普通铣床铣削；7 7、其它表面、其它表面: :均可采用车床车削；均可采用车床车削；( (三三) ) 划分加工阶段划分加工阶段1 1、支承表面、支承表面:(:(根据精度根据精度, ,毛坯毛坯, ,批量批量, ,结构及结构及尺寸大小尺寸大小) )应划分为应划分为: :粗车粗车- -半精车半精车- -精车精车- -磨削。磨削。2 2、锥面、锥面: :粗车粗车- -半精车半精车- -精车精车- -磨削磨削. .3 3、花键、花键: :铣两侧面铣两侧面- -铣底径铣底径- -铣空刀槽铣空刀槽- -磨底径。磨底径。4 4、

13、3030深孔深孔: :在车床上用加长钻削；在车床上用加长钻削；5 5、3-M123-M12螺孔螺孔: :钻床钻钻床钻- -攻加工；攻加工；6 6、平键槽、平键槽: :普通铣床铣削；普通铣床铣削；7 7、其它表面、其它表面: :粗车粗车- -精车；精车；( (四四) ) 按排加工顺序按排加工顺序1 1、机械加工顺序的按排、机械加工顺序的按排1)1)基准先行基准先行作为定位精基准的表面应首先按排加工；由作为定位精基准的表面应首先按排加工；由于滚筒轴毛坯为模锻于滚筒轴毛坯为模锻, ,毛坯精度较低毛坯精度较低, ,加工余量加工余量也较大。也较大。加工前应先划线加工前应先划线, ,打洋冲眼打洋冲眼, ,

14、再按划线再按划线, ,打洋冲眼打洋冲眼的位置钻中心孔的位置钻中心孔, ,作为粗车各外圆的定位精基准作为粗车各外圆的定位精基准. .在后续的半精车时在后续的半精车时, ,再平两端面再平两端面, ,重钻中心孔重钻中心孔; ;以消除调质变形的影响以消除调质变形的影响, ,提高定位精度。提高定位精度。由于滚筒轴的具体结构由于滚筒轴的具体结构, ,需在轴心线位置钻需在轴心线位置钻30mm30mm通孔通孔, ,原有的两端面定位中心孔被切除原有的两端面定位中心孔被切除, ,因此因此, ,需在两端面孔口车出两需在两端面孔口车出两6060锥面作为后面锥面作为后面加工的定位精基准。加工的定位精基准。2 2、主次分

15、开、主次分开, ,划分加工阶段划分加工阶段零件是由多个不同类型的表面组成的零件是由多个不同类型的表面组成的, ,在按排在按排这些表面的加工先后顺序时这些表面的加工先后顺序时, ,必须把主要表面和必须把主要表面和次要表面的加工分开次要表面的加工分开, ,先按排主要表面的加工先按排主要表面的加工, ,再视具体再视具体情况按排次要表面的加工，对主要表面的加情况按排次要表面的加工，对主要表面的加工应划分加工阶段。工应划分加工阶段。对滚筒轴对滚筒轴, ,中等精度中等精度, ,批量不大批量不大, ,可划分为粗加可划分为粗加工阶段工阶段: :包括包括, ,中心孔中心孔, ,各外圆的粗车各外圆的粗车; ;半精

16、加工半精加工阶段阶段: :包括各外圆的半精车包括各外圆的半精车, ,深孔的加工深孔的加工, ,孔两端孔两端台阶孔台阶孔,60,60定位锥面的加工；精加工阶段定位锥面的加工；精加工阶段: :包括包括各外圆的精车各外圆的精车, ,支承轴颈的磨削支承轴颈的磨削, ,锥面的磨削。锥面的磨削。3 3、先面后孔、先面后孔这一原则适用于支架箱体零件的加工这一原则适用于支架箱体零件的加工. .4 4、次要表面加工穿插进行、次要表面加工穿插进行使加工阶段的划分更加明显使加工阶段的划分更加明显, ,加大各加工阶段加大各加工阶段之间的时间间隔之间的时间间隔, ,使残余应力有足够的时间重使残余应力有足够的时间重新分布

17、以稳定加工尺寸新分布以稳定加工尺寸, ,保证加工精度。保证加工精度。在主要表面的半精车到精车之间穿插在主要表面的半精车到精车之间穿插:34mm:34mm深孔深孔, ,两端台阶孔两端台阶孔,60,60定位内锥面的加工。定位内锥面的加工。34mm34mm深孔的加工深孔的加工, ,按排在调质与半精车以后按排在调质与半精车以后, ,为深孔的加工提供了可靠的定位基准为深孔的加工提供了可靠的定位基准, ,并避免了并避免了热处理引起变形的影响热处理引起变形的影响, ,可使得壁厚均匀可使得壁厚均匀, ,保证保证了在加工了在加工6060定位内锥面的精度定位内锥面的精度, ,同时提高了作同时提高了作为定位精基准面

18、的为定位精基准面的6060定位内锥面的定位精度。定位内锥面的定位精度。在精车与磨削之间穿插两端面挡板固定螺孔在精车与磨削之间穿插两端面挡板固定螺孔(4-M16(4-M16及及4-M27)4-M27)的加工。的加工。花键的加工花键的加工, ,由于花键轴上由于花键轴上, ,安装动力输入齿安装动力输入齿轮轮, ,二者之间有较高的位置精度二者之间有较高的位置精度, ,把花键的加工把花键的加工放在两支承轴颈精加工的后边放在两支承轴颈精加工的后边, ,以精加工过的两以精加工过的两支承轴颈作为定位精基准支承轴颈作为定位精基准, , 能保证相关的加工能保证相关的加工精度。精度。为进一步保证花键的加工精度为进一

19、步保证花键的加工精度, ,铣花键后再按铣花键后再按排磨削排磨削, , 中间穿插锥面上平键槽的加工中间穿插锥面上平键槽的加工, ,最后按最后按排固定平键的排固定平键的3-M123-M12螺孔的加工。螺孔的加工。2 2、热处理工序的按排、热处理工序的按排毛坯锻糙后正火处理毛坯锻糙后正火处理; ;粗加工后调质处理。粗加工后调质处理。3 3、辅助工序的按排、辅助工序的按排所有工序完成以后所有工序完成以后, ,按排一次抽检。按排一次抽检。五、工序集中与工序分散程度的确定五、工序集中与工序分散程度的确定由于滚筒轴为中小批生产由于滚筒轴为中小批生产, ,宜采用工序集中宜采用工序集中的原则划分工序。如外圆的车

20、削的原则划分工序。如外圆的车削, ,粗车粗车, ,半精车半精车, ,精车各外圆表面精车各外圆表面, ,台阶面台阶面, ,都是集中在一道工序都是集中在一道工序内完成的。内完成的。六、选择机床及工艺装备六、选择机床及工艺装备, ,确定加工余量确定加工余量, ,工工序尺寸及公差序尺寸及公差, ,估算工时定额后即完成了滚筒估算工时定额后即完成了滚筒轴的工艺设计。轴的工艺设计。七、滚筒轴简要的工艺过程卡如所示七、滚筒轴简要的工艺过程卡如所示: :2701806.07.0对同一轴零件对同一轴零件, ,生产条件不同生产条件不同, ,工艺过程不工艺过程不同同; ;不同结构的轴零件不同结构的轴零件, ,生产条件

21、相同生产条件相同, ,工艺工艺过程也有所不同，但拟定工艺过程的方法过程也有所不同，但拟定工艺过程的方法是相同的。是相同的。一、不同生产批量下轴零件工艺过程特点一、不同生产批量下轴零件工艺过程特点1 1、所用机床设备不同、所用机床设备不同1)1)胞单件小批生产胞单件小批生产, ,使用通用机床设备使用通用机床设备, ,如如车削多采用普通车床车削多采用普通车床; ;铣削多采用普通铣床铣削多采用普通铣床; ;钻削多采用普通钻床等。钻削多采用普通钻床等。2) 2) 大批大量生产大批大量生产, ,使用高效率专用机床设备使用高效率专用机床设备如车削多采用转塔如车削多采用转塔, ,自动自动, ,半自动多刀车床

22、半自动多刀车床, ,液液压仿形车床和数控车床压仿形车床和数控车床; ;铣削多采用多工位或铣削多采用多工位或回转工作台专用高效率铣床及组合铣床回转工作台专用高效率铣床及组合铣床, ,龙门龙门铣床等铣床等; ;钻削多采用多刀钻削多采用多刀, ,组合刀具的专用高效组合刀具的专用高效率组合钻床等。率组合钻床等。2 2、工序集中与分散的程度不同、工序集中与分散的程度不同1) 1) 单件小批生产机械加工工序相对集中单件小批生产机械加工工序相对集中. .如如外圆的车削外圆的车削, ,阶梯轴上各外圆阶梯轴上各外圆, ,台阶面都可集中台阶面都可集中在一道工序内完成在一道工序内完成, ,件数很少时阶梯轴上各外件数

23、很少时阶梯轴上各外圆圆, ,台阶面的粗精加工也都高度集中在一道工台阶面的粗精加工也都高度集中在一道工序内完成。序内完成。2) 2) 大批大量生产大批大量生产, ,则采用工序分散则采用工序分散, ,以便组成以便组成流水作业流水作业, ,提高加工的生产率。提高加工的生产率。3 3、定位中心孔的加工方法不同、定位中心孔的加工方法不同1) 1) 单件小批量生产单件小批量生产: :中心孔在普通车床上中心孔在普通车床上加工。如图加工。如图3-43-4所示：所示：2) 2) 大批大量生产大批大量生产: :中心孔在专用机床上加中心孔在专用机床上加工。如图工。如图3-53-5所示：所示：图图3-4图图3-54

24、4、毛坯的制造方法不同、毛坯的制造方法不同1) 1) 单件小批量生产单件小批量生产: :锻件毛坯为自由锻锻件毛坯为自由锻, ,铸铸件毛坯为木模砂型手工造形方法制造的毛坯。件毛坯为木模砂型手工造形方法制造的毛坯。2) 2) 大批大量生产大批大量生产: :锻件毛坯为模锻锻件毛坯为模锻, ,铸件毛铸件毛坯为高效率毛坯制造方法制造的毛坯坯为高效率毛坯制造方法制造的毛坯, ,如金属如金属模砂型机器造形方法制造的毛坯。模砂型机器造形方法制造的毛坯。二、传动轴中批生产的工艺过程二、传动轴中批生产的工艺过程传动轴的零件图如图传动轴的零件图如图3-73-7所示：所示：三、拟定轴零件工艺过程中的几个问题三、拟定轴

25、零件工艺过程中的几个问题( (一一) ) 中心孔的修研中心孔的修研作为轴零件在加工过程中的主要定位精基准作为轴零件在加工过程中的主要定位精基准, ,对保证加工精度起着重要的作用。但是对保证加工精度起着重要的作用。但是, ,在加在加工过程中力的作用工过程中力的作用, ,及热处理的影响及热处理的影响, ,都会使中都会使中心孔定位面产生变形心孔定位面产生变形, ,将直接影响定位精度。将直接影响定位精度。为此为此, ,须对中心孔进行修研，其方法有须对中心孔进行修研，其方法有: :1 1、硬质合金顶尖修研、硬质合金顶尖修研一般在车床上进行一般在车床上进行, ,一端硬质合金顶尖一端硬质合金顶尖, ,另一端

26、另一端普通顶尖普通顶尖, ,工件安装在两定尖之间工件安装在两定尖之间, ,工人手持工工人手持工件不动硬质合金顶尖在车床主轴带动下回转件不动硬质合金顶尖在车床主轴带动下回转, ,由硬质合金顶尖，如图由硬质合金顶尖，如图3-83-8所示，所示，上的棱边切除掉一层微薄的金属上的棱边切除掉一层微薄的金属, ,从而从而校正了中心孔的定位精度。此种修研方法校正了中心孔的定位精度。此种修研方法, ,生产率较高生产率较高, ,一般一般2-52-5秒即完成修研，加工秒即完成修研，加工质量高质量高, ,圆度达圆度达0.001mm,0.001mm,粗糙度粗糙度Ra0.63Ra0.630.320.32m,m,适用于一

27、般精度轴类零件适用于一般精度轴类零件中心孔的修研。中心孔的修研。2 2、用油石或橡胶砂轮顶尖修研、用油石或橡胶砂轮顶尖修研如图如图3-93-9所示所示: :修研时间约修研时间约1-21-2分钟分钟锥面圆度误差锥面圆度误差2-1 2-1 m mRa0.16-0,08 Ra0.16-0,08 m m，适用于，适用于精密工具精密工具, ,量具的中心孔量具的中心孔的修研的修研. .但磨具磨耗快。但磨具磨耗快。图图3-9图图3-83 3、铸铁顶尖修研、铸铁顶尖修研修研精度高修研精度高, ,但效率低但效率低, ,适用于大型精度要求特适用于大型精度要求特高的轴类零件中心孔的修研。高的轴类零件中心孔的修研。(

28、 (二二) ) 花键的加工花键的加工1 1、花键铣削、花键铣削1) 1) 单件小批生产单件小批生产, ,花键在普通铣床上铣削花键在普通铣床上铣削. .铣削方法有以下两种铣削方法有以下两种: :盘铣刀铣花键盘铣刀铣花键如图如图3-103-10所示所示: :图图3-10铣削步骤铣削步骤: :先两个三面刃铣刀铣花键的两个先两个三面刃铣刀铣花键的两个侧面侧面, ,接下来铣空刀槽接下来铣空刀槽, ,最后用成形铣刀铣花键最后用成形铣刀铣花键内径。内径。这种方法加工精度和生产率都较低这种方法加工精度和生产率都较低, ,多用于多用于单件小批生产。单件小批生产。飞刀铣花键飞刀铣花键如图如图3-113-11所示所

29、示: :图图3-11铣削步骤铣削步骤: :先用镶硬质合金成形刀具铣出花先用镶硬质合金成形刀具铣出花键槽键槽, ,再用镶硬质合金的两把偏刀铣花键的两再用镶硬质合金的两把偏刀铣花键的两个侧面个侧面. .这种加工方法生产率和加工质量都有这种加工方法生产率和加工质量都有所提高所提高, ,刀头镶硬质合金刀头镶硬质合金, ,铣削速度较高铣削速度较高, ,因此因此, ,称为称为“飞刀铣花键飞刀铣花键”。2)2)大批大量生产大批大量生产, ,花键在花键铣床上花键在花键铣床上, ,采用展采用展成法加工成法加工, ,加工质量好加工质量好, ,生产效率高。生产效率高。2 2、花键磨削、花键磨削对加工质量要求高对加工

30、质量要求高, ,淬硬的花键淬硬的花键, ,还需要按排还需要按排磨削加工。磨削加工。单件小批生产在普通磨床上磨削单件小批生产在普通磨床上磨削, ,大批大量大批大量生产在专用花键磨床上磨削生产在专用花键磨床上磨削. .在普通磨床上磨在普通磨床上磨花键如图花键如图3-123-12所示所示: :( (三三) ) 单件小批生产轴零件的工艺过程单件小批生产轴零件的工艺过程由于生产批量小为简化工艺管理由于生产批量小为简化工艺管理, ,降低成本降低成本, ,往往往采用通用机床设备往采用通用机床设备, ,工序集中的原则拟定轴工序集中的原则拟定轴零件的机械加工工艺过程。零件的机械加工工艺过程。图图3-12单件小批

31、生产单件小批生产, ,轴零件工艺过程举例轴零件工艺过程举例小轴的零件图如图小轴的零件图如图3-133-13所示所示: :图图3-13工序工序 工工 序序 内内 容容 机床机床 1 车端面车端面,钻中心孔钻中心孔;粗车各外圆粗车各外圆;半精车半精车 各外圆各外圆,切槽切槽,倒角倒角,车螺纹车螺纹 车床车床 2 磨磨300.0065,350.008及及50.008 外圆至尺寸要求外圆至尺寸要求,靠磨靠磨50台阶面。台阶面。 外圆外圆 磨床磨床 3 检验检验第四节 外圆、锥面和螺纹的加工（一）外圆的车削（一）外圆的车削一一 、外圆表面的加工、外圆表面的加工1 1、外圆车削概述、外圆车削概述外圆的车削

32、,是最常用的加工方法.在一般的机械厂车床的数量约占机床总量的2050%,外圆车刀一般用主偏角90,75,45的偏刀,所加工材料的硬度在HRC30以下。大大批大量生产,外圆在转塔,自动,半自动车床或数控车床及液压仿形车床上加工。单单件小批生产外圆普通车床上加工。(2:外圆的车削阶段外圆的车削阶段11）：粗车从毛坯上尽可能多的切除多余材料.一般采用大的切深,大的进给量,中等或较低的切削速度.为加强刀尖,刀具前角后角要适当减少.r0=010,=68.尺寸公差等级:IT14IT12,表面粗糙度Ra5012.5m.22）：半精车作为高精度外圆的预备加工,亦作为中等精度外圆的终加工.其切深进给量均比粗车为

33、小.加工精度:IT11IT9,Ra6.33.2m.33）:精车精高精度外圆的终加工,亦可作光整加工前的预备加工.一般采用较高或较低的切速,以避免产生积屑瘤的切速范围,切深进给量均较小.高采用精车刀.适当加大前角r0=1215使刀刃更锋利;适当加大后角=812,减小后刀面与工件的摩擦.刀尖磨出R0.20.4的圆弧,以减小残留面积,降低表面粗糙度.刃倾角=38,为正,使切屑流向待加工表面.前后刀面均用油石打光可进一步降低表面粗糙度.加加工精度:IT8IT6,Ra1.60.8m.3:外圆车削的工艺特点外圆车削的工艺特点1）外圆车削应用广泛.各类零件上的外圆均可车削.2）圆车削生产率高.车刀结构简单,

34、安装刃磨方便,刚性好,可高速切削和强力切削.3）圆车削适应性好.一把车刀可车削不同直径和长度大小的外圆.4）圆车削加工材料范围广.如淬火钢,不淬火钢,铸铁,有色金属和非金属均可车削.二（二）：外圆磨削二）：外圆磨削1：普通磨削方法：普通磨削方法1）外圆磨削概述）外圆磨削概述外外圆磨削是高精度外圆的主要精加工方法,一般在半精车后进行,某些精确的毛坯,如精密模锻的毛坯即可直接磨削。由于所选砂轮及修整精度,磨削用量的不同,磨削可分为粗粗磨 IT8IT7, Ra0.80.4精精磨 IT6IT5, Ra0.40.22）:外圆磨床纵磨法外圆磨床纵磨法1):磨削运动磨削运动主运动：砂轮的高速回转运动；进给运

35、动：工件回转的圆周进给运动；工件随工作台的纵向进给运动；在一个往复行程后砂轮的径向进给运动。如图3-14所示：2):纵磨法的工艺特点纵磨法的工艺特点a）每次磨削深度小,磨削力小,磨削热少.b）由于工件作纵向进给,冷却散热条件好.c）在接近最终尺寸时,作几次没有径向进给的光磨行程,以消除工艺系统弹性变形所产生的加工误差.d）纵磨法适应性好,一个砂轮可磨削不同直径和长度大小的外圆;在磨外圆的同时,靠磨端面,一保证各表面之间的位置精度.e）广泛用于各种生产批量. 3）：）：外圆磨床横磨法外圆磨床横磨法1（1）：磨削运动）：磨削运动，与纵法相比，只是工件不作纵向进给运动。如图3-15所示：工（2）:工

36、艺特点工艺特点生生产率高。砂砂轮与工件的接触面积大，发热量大，冷却散热条件差，工件易产生热变形和烧伤现象。径向力大，工件易产生受力变形径砂砂轮的修整精度，直接影响工件的尺寸精度和形状精度；无纵向进给工件表面磨痕明显。2图3-15回转，由于砂轮轴线于导轮轴线有一夹角，导轮圆周上任一点的线速度即可向相互垂直两个方向分解，水平分速度为工件的纵向进给速度，垂直方向为工件的圆周进给速度。无心磨床纵磨法主要用于磨削细长轴及小套零件的外圆，但轴上若有较长的轴向沟槽，则会产生较大的圆度误差。如图3-16所示：一般用于在大批大量，生产中磨削刚性好，长度短以及两端均有台肩的轴颈。4：无心磨床纵磨法：无心磨床纵磨法

37、工件放在砂轮与导轮之间，下边由托板托住。砂轮高速回转为切削运动，导轮低速图3-165：无心磨床横磨法：无心磨床横磨法无心磨床调整费时，多用于大批大量生产。二（三）：外圆磨削与精车的比较（三）：外圆磨削与精车的比较11：加工精度：加工精度外外圆磨削比精车更容易获得高的精度及低的表面粗糙度。这是因为磨床的精度高，砂轮表面为数众多的磨粒刃口进行微刃切削，磨痕极为细浅，又可“光磨”；粒（工件不作纵向进给，砂轮作连续的径向切入，至所需尺寸。如图3-17所示：图3-17而车床精度低，将直接影响加工精度；刀具刃口半径较大，易于磨损，难以进行微刃切削，以减小因小工艺系统弹性变形引起的加工误差，而获得较细微的刀

38、痕。2：工件材料：工件材料加可磨削钢，铸铁，微淬火钢外，还可磨削淬火钢等高硬度难加工材料。而精车则难加工淬火钢等高硬度难加工材料；对于塑性大，硬度低的有色金属其磨削不如精车。3：加工零件类型：加工零件类型车车床可利用各种夹具及附件装夹各类零件对其外圆进行车削。而磨床只能磨削中小型零件上的外圆。加4：加工经济性：加工经济性一般磨削成本高于车削。但对于IT6，Ra0.8磨削，精车均能达到。成批生产较长的外圆磨削比精车经济；小批生产盘类零件上较短的外圆精车比磨削经济（ （四）：先进磨削方法（四）：先进磨削方法11：高精度低粗糙度磨削：高精度低粗糙度磨削（采用高精度磨床，提高工件定位基准精度，合理选用

39、砂轮磨粒粒度并对砂轮进行精细修整，使砂轮表面的磨粒形成许多微小切削刃，称等高微刃。使磨痕更细小。以获得更低的表面粗糙度。一三高精度低粗糙度磨削,又可细分为:精密磨削,超精磨削,璄面磨削.精密磨削:磨料粒度6080#,进行精细修整,光磨23次Ra0.10.05m,超精磨削:80240#,进行更精细的修整,光磨46次，Ra0.0250.012m;璄镜面磨削:微粉W14W5,光磨2030次,Ra小于0.01m。2:高效率磨削高效率磨削1):高速磨削高速磨削砂轮线速度50m/s,的磨削.可提高磨削效率3050%.V200m/s的高速磨削以通过了试验阶段.2):宽砂轮磨削宽砂轮磨削以以增加砂轮的宽度和采

40、用径向切入法来提高磨削效率.如图3-18所示：3):强力磨削强力磨削加大磨削深度的高效率磨削方法.磨削深度可达6mm以上,很小的纵向进给量,可将毛坯直接磨至所需尺寸，Ra0.80.4m强强力磨削磨削力,磨削热均很大,要要求磨床功率大,刚度好,并对砂砂轮进行防护和高压强制冷却.如图3-19所示：4):组合砂轮磨削组合砂轮磨削采用多个砂轮组合对多个轴颈同时磨削以提高磨削效率.研(五五):外圆研磨外圆研磨采用磨具和磨料丛工件表面上去除一层极微薄的金属,从而达到高精度低粗糙度的一种光整加工方法.尺寸公差等级:IT5IT3,Ra0.10.008m.如图3-20所示：1：研磨方法：研磨方法1）手工研磨）手

41、工研磨在在车床上进行.双顶尖装夹,工件回转,工人手持工件往复移动使得磨粒磨痕形成近45的网纹。使手工研磨不需复杂设备.方法简单易于保证加工质量,生产率较低.如图3-21所示：可可研磨淬火钢，不淬火钢,铸铁,铜及其合金。研磨不能提高表面间的位置精度，则由上道工序保证。图3-21用多用于于大批大量生产。圆柱滚子的研磨如图3-22所示：2）：机械研磨）：机械研磨在在研磨机上进行，图3-223：研具材料具研磨剂：研具材料具研磨剂研1）：研具材料）：研具材料：硬度低于工件，以便磨料嵌入研具表面，较好的发挥切削作用。材研具材料组织要均匀，应有一定的耐磨性，以保持研具原有的几何形状，常用研具材料是铸铁。研2

42、）：研磨剂）：研磨剂：磨磨料：极细的磨粒或微粉。粗研粒度号，精研粒度号。研研磨液：植物油或矿物油，在加入油酸，硬脂酸工业甘油等化学活性物质。以冷却润滑冲排屑末；并使得表面上的微观凸峰易于切除。（六）：外圆超精加工（六）：外圆超精加工用用极细油石进行光磨的一种光整加工方法。主要降低表面粗糙度。Ra0.10.01m.磨磨头以恒定压力轻压在工件表面上，工件回转（m/min），磨头作纵向进给(0.1-0.15mm/r),同时作往复振动,频率:1000-1400str/min,振幅3-8mm,磨粒在工件表面的运动轨迹应纵横交错而不重复.如图3-23所示：图3-23油石与工件之间加入润滑液,以冲排屑末并形

43、成油膜,工件上的微观凸峰被首先磨除,随着各处凸峰高度不断减小,油石于工件的接触面积逐步加大单当单位面积上的压力随之减小,当单位面积上的压力减小到油膜张力时,油石与工件被油膜分离,切削自动停止.外外圆超精加工特点由由于加工余量极小,加工过程一般3060秒,生产率高.表表面质量好,运动轨迹复杂,又从强烈切削自动过度到光整加工,网纹表面可储存润滑油,耐磨性好.仅能提高工件的表面质量.（七）（七）:外圆珩磨外圆珩磨珩珩磨轮以一定的压力作用在工件表面上,由于摩擦力的作用,工件带动珩磨轮转动同时还沿着工件轴线作往复运动即珩磨运动.实现对工件表面的微量切削.珩珩磨所能达到的精度:IT6,表面粗糙度Ra0.1

44、6m.珩珩磨原理如图3-24所示:图3-24（八）（八）:外圆滚压外圆滚压在在常温下,用滚压工具,对工件表面进行挤压,使之产生塑性变形,从而达到提高表面质量的一种加工方法.由由于加工的冷作硬化作用,工件表面的硬度,耐磨性,耐腐蚀性,及疲劳强度均有一定程度的提高.滚滚压后的加工精度:IT8IT7,Ra0.20.025m.滚滚压原理如图3-25所示:图3-25车车削(主要加工未淬火的金属非金属材料)粗粗车半精 车 IT11IT9,Ra6.33.2m.粗粗车半精 车精车IT8IT6,Ra1.60.8（九）（九）:外圆加工方案外圆加工方案粗粗车半精 车精车研磨IT6IT4,Ra0.20.012m.车车

45、磨(主要加工淬火或未淬火的钢和铸铁.等)粗粗车半精 车磨削IT7IT6,Ra0.80.4m.粗粗车半精 车粗磨精磨IT6IT5,Ra0.40.2m.粗粗车半精 车粗磨精磨研磨(超精加工)IT5IT3. Ra0.10.008m.锥面与螺纹的加工锥面与螺纹的加工二：锥面的加工二：锥面的加工 锥面配合紧密,拆卸方便,多次拆装仍能保持精确的对中性.因此,锥面广泛用于定位准确,配合紧密,又经常拆卸的配合件上.锥面的常用加工方法有车,磨,镗,铰等.（一）（一）:锥面的车削锥面的车削1：:小刀架转位法小刀架转位法如图3-26所示，可加工任意圆锥角的锥面,但锥面的长度受到小刀架行程的限制,又需手动进给,劳动强

46、度大,Ra12.53.2m,主要用于单件小批生产中车削精度较低,长度较短的锥面. 2：靠模法：靠模法在车床床身后面,加一靠模装置,将横溜板上的横向丝杠与螺母分开,当纵溜板作自动或手动进给时,横刀架与滑块一起沿靠模板方向移动如图3-27所示：即可车出锥面.靠模法可加工长度较大,圆锥半角 12的内外锥面,Ra6.31.6m,适用于成批和大量生产。3:偏移尾座法偏移尾座法工件安装在车床的前后顶尖之间,将尾架体相对底板在横向,相前或相后偏移一定的距离S,使工件的回转轴线与车床主轴的轴线之间的夹角等于要加工的圆锥角,当刀架自动或手动纵向进给时,即可车出所需要的锥面.如图3-28所示：2尾架的偏移量应附和

47、以下关系: 偏移尾架法只适用于在双顶尖装夹,加工较长工件上,圆锥半角小于8的锥面.Ra6.31.6m.多用于单件或成批生产. 4:宽刀法宽刀法宽刀法车锥面,刀刃必须平直,于工件轴线的夹角等于圆锥斜角.如图3-29所示：22tgLLldDS工件与刀具的刚性要好,表面粗糙度值取决于刀具 的刃磨质量,一般Ra6.33.2m.适用于成批生产中加工长度较短的内外锥面. （二）（二）:锥面的镗削锥面的镗削 某些较大型或结构复杂零件上的锥面,由于不便在车床上安装,其锥面可在镗床上加工.几种在镗床上安装,镗锥孔的专用工具如图3-30所示,专用镗锥孔工具的外壳由法兰与镗床平旋盘紧固连接,内部推杆锥柄安装在主轴锥

48、孔内.加工时,镗床平旋盘带动工具回转,镗床主轴外伸,推动刀杆镗刀头斜向进给.即可镗出锥孔.锥孔镗削的尺寸公差等级,表面粗糙度范围比较寛,还可以通过滚压的方法,进一步提高精度,降低表面粗糙度,在活塞泵阀箱锥孔的加工上,应用广泛.另外,锥孔还可以在钻床上, 由专用工具,进行加工.钻锥孔的工具如图3-31所示:（三）（三）:锥面磨削锥面磨削 锥面精度要求高,或淬火的锥面,车削,镗削以后还应进行磨削. 可在内圆,万能外圆磨床上磨削,磨削方式及工艺特点和磨内外圆磨削类似. 尺寸公差等级IT8IT6,表面粗糙度Ra0.80.2m,对内锥面Ra值稍高,为Ra0.80.4 m.q 磨削方法磨削方法 扳转上工作

49、台扳转上工作台:磨床的上工作台相对下工作台可扳转7,因此可磨削圆锥半角小于7的内外锥面. 磨削内锥面时,由于采用头架卡盘装夹,一般能加工锥面的长度较短.在磨床上磨削锥面的方法如图3-32所示 扳转工作头架扳转工作头架 磨床的工作头架 可以逆时针扳转90 因此,可以磨削的圆锥 半角不受限制.（四）（四）:锥面的铰削锥面的铰削 细长的锥孔则需铰削,常用的铰刀有以下几种: 1:10锥度铰刀,用于连轴节上锥孔的铰削. 莫氏锥度铰刀, 0#6#,常用于莫氏锥度锥孔的铰削 公制锥度铰刀:用于1:20.公制锥度锥孔的铰削. 1:50锥度铰刀:用于铰削1:50锥度的定位锥孔的铰削. 1:10,莫氏,公制三种,由于锥度较大,一般用二至三把铰刀, 分粗(半精)精多次铰出,铰前还应钻出阶梯孔. 1:50锥孔,由于锥度较小,加工余量小,可用一把铰刀进行铰削.三：三： 螺纹的加工螺纹的加工 （一）（一）:概述概述螺纹在联接,紧固,传动和调节等方面应用广泛.按牙型的不同,可分为:三角螺纹(普通螺纹,英制螺纹),梯形螺纹,方牙螺纹和模数螺纹.加工方法很多,常用的有:车削