第4章 典型零件加工复习思考题

第第 4 4 章章 典型零件加工典型零件加工 一 轴类零件一 轴类零件 1 轴类零件的功用为支承传动零件 传递扭矩或运动 承受载 荷 并保证装配在轴上的零件具有一定的回转精度 2 轴类零件按其结构形状的特点 可分为光轴 阶梯轴 空心 轴和异形轴 3 轴类零件是回转体零件 其长度远大于直径 按轴的长度 L 与直径 D 的比 当 L D 12 时 为刚性轴 当 L D 12 时 为挠性轴 4 轴主要由圆柱面 圆锥面 端面 螺纹 键槽 花键等组成 5 一般轴类零件常选用 45 钢 通过正火 凋质 淬火等不同 的热处理工艺 获得一定的强度 韧性和耐磨性 对于中等精度和转速较高的轴 可选用 40Cr 等合金结构钢 通 过调质和表面淬火获得较好的综合力学性能 6 轴类零件外圆表面的车削加工一般可划分为粗车 半精车 精车和精细车等 粗车是粗加工 从毛坯上切去大部分余量 以尽快获得接近于 最后的工件形状和尺寸的操作 半精车是为了进一步提高零件的加工精度和改善表面质量 精车既可作为较高精度外圆表面的终加工 又可作为光整加工 表面的预加工 精细车是高精度外圆表面的最终加工工序 适用于有色金属零 件的加工 7 细长轴外圆表面的车削 细长轴 长度与直径之比大于 20 L D 20 的轴称为细长轴 细长轴的车削特点为 细长轴刚性差 在切削过程中受切削 力的作用极易产生弯曲变形和振动 在切削热的作用下 产生很 大的线膨胀 若两端顶尖固定支承 则会弯曲变形 加工中连续 切削时间长 刀具磨损大 影响加工精度和表面质量 细长轴的先进车削方法 改进工件装夹方式一般采用一夹一 顶的方法 同时在工件端部缠绕一圈直径为 4 的钢丝 以减少接 触面积 避免夹紧时形成弯曲力矩 尾座顶尖改为弹性顶尖 避 免工件受热弯曲变形 采用跟刀架 以提高工件的刚度 为减 小背向力 尽量采用大主偏角车刀 一般取 r 75 93 采用 反向进 给切削 改变工件受力方向 可减少工件的弯曲变形 8 定位基准的选择 轴类零件的定位基准 最常用的是两中心孔 因为一般轴的设 计基准都是其中心线 用中心孔定位 可实现基准重合 且能最大 限度地在一次安装中加工尽可能多的外圆和端面 符合基准统一的 原则 9 主轴加工的工艺过程分为三个阶段 凋质以前的工序为粗加 工阶段 调质以后到表面淬火间的工序为半精加工阶段 表面淬火 以后的工序为精加工阶段 10 在主轴加工的过程中 应安排足够的热处理工序 毛坯锻 造后安排正火处理 以消除锻造应力 改善切削性能 粗加工后安 排调质处理 以提高其力学性能 并为表面淬火准备良好的金相组 织 半精加工后安排表面淬火处理 以提高其耐磨性 11 加工顺序的安排 轴主要加工表面的工序安排大致如下 锻造 正火 车端面钻中心孔 粗车 调质 半精车 精车 表面 淬火 粗 精磨外圆表面 二 套筒类零件加工二 套筒类零件加工 1 常用的套筒类零件的内孔表面加工方法有钻孔 扩孔 铰孔 镗孔 拉孔 磨孔 研磨孔 珩磨孔和滚压孔等 三 箱体类零件加工三 箱体类零件加工 1 箱体平面加工常用的方法有刨削 铣削和磨削 2 2 精基准的选择 箱体加工通常优先考虑 基准统一 原则 使具有相互位置精 度要求的大部分加工表面的大部分工序 尽可能用同一组基准定位 以避免因基准转换而带来的累积误差 有利于保证箱体各主要表面 的相互位置精度 箱体的设计基准往往也是箱体的装配基准 为保证主要表面间 的相互位置精度 也必须考虑 基准重合 原则 使定位基准与设 计基准 装配基准重合 避免基准不重合误差 有利于提高箱体各 主要表面的相互位置精度 3 箱体的定位基准常用以下两种方案 1 三面定位 2 一面两孔定位 4 粗基准的选择 在保证各加工面均有加工余量的前提下 应使重要孔的加工 余量均匀 装入箱体内的旋转零件 如齿轮 轴套等 应与箱体内 壁有足够的间隙 注意保持箱体必要的外形尺寸 还应保证定位 夹紧可靠 4 44 4 圆柱齿轮加工圆柱齿轮加工 1 齿轮是齿轮传动中的主要传动元件 其功用是按一定的速比 传递运动和动力 2 齿轮的内孔 或轴颈 端面 有时还有顶圆 常被用作齿 轮加工定位 测量及装配的基准 3 齿轮的材料按照使用时的工作条件进行选择 一般中等精度 齿轮 可选用中碳钢 如 45 钢 中碳合金钢 如 40Cr 进行调质或 表面淬火处理 4 按齿面形成的原理不同 齿面加工可以分为两类方法 一是 成形法 用与被切齿轮齿槽形状相符的成形刀具切出齿面 如铣齿 拉齿和成形磨齿等 二是展成法 齿轮刀具与工件按齿轮副的啮合 关系做展成运动 工件齿面由刀具的切削刃包络而成 如滚齿 插 齿 剃齿 珩齿和磨齿等 5 齿形加工方法 1 铣齿 铣齿是指用齿形铣刀在铣床上加工齿面的方法 模数 m 8 mm 的齿轮 一般用盘状齿形铣刀在卧式铣床上加工 m 8 mm 的齿轮 用指状齿形铣刀在立式铣床上加工 2 滚齿 滚齿加工是根据展成法原理来加工齿形的 滚刀加工齿轮 相 当于齿轮齿条的啮合过程 滚刀旋转时 就相当于齿条在连续地移动 被切齿轮的分度圆沿齿条节线作无滑动的纯滚动 滚刀切削刃的包 络 线就形成渐开线齿形 3 插齿 插齿加工原理相当于一对圆柱齿轮相啮合 一个齿轮磨出前后 角以形成切削刃即为插齿刀 通过严格的啮合运动 其包络线形成 齿形 4 剃齿 剃齿刀实质上是一个高精度的斜齿圆柱齿轮 并在每个齿面上 沿渐开线方向开出许多小沟槽 形成切削刃 剃齿时剃齿刀 1 与工 件 2 在空间成交错啮合 剃齿刀高速正反转 带动工件作双面无侧 隙的自由对滚 使两啮合面产生相对滑移 刀刃在一定压力下从工 件齿面上剃下很薄的切屑 5 珩齿 珩齿原理与剃齿相似 珩磨轮和工件在空间作交错齿轮 副无侧隙啮合传动 当珩磨轮高速带动被珩齿轮正反转时 在相啮 合齿轮的齿面上产生相对滑动 磨粒在进给压力下进行切削 为一 低速磨削 研磨和抛光等的综合过程 6 磨齿 磨齿是高精度齿面的加工方法 多用作齿面淬硬后的光整加工 磨齿有展成法和成形法两种 在生产中常用展成法 它根据齿 轮齿条的啮合原理来进行加工 按砂轮形状不同 分为以下几种 1 碟形砂轮磨齿 2 锥形砂轮磨齿 3 蜗杆砂轮磨齿 6 圆柱齿轮加工工艺过程的制定原则 根据齿轮的精度等级 技术要求 结构与尺寸大小 材料与热处理 生产批量及车间现有 设备条件而制定 7 圆柱齿轮加工工艺路线大致为 毛坯制造及热处理 齿坯加 工 齿形粗加工 齿圈热处理 精基准修正 齿形精加工 检验 8 圆柱齿轮加工定位基准的选择 1 盘类齿轮的齿形加工 一般选择内孔和一个端面作为定位基 准 符合 基准重合 原则 2 轴类齿轮的齿形加工一般选择两顶尖孔定位 某些大模数的 轴类齿轮多选择轴径和一端面定位 9 齿坯加工方案 1 大批量生产的齿坯加工 在多刀半自动车床上粗车外圆 端面和内孔 以内孔定位 端面支承 拉花键孔或圆柱孔 以 内孔在 精密心轴或可胀心轴上定位 在多刀半自动车床上精车外 圆 端面等 2 中小批生产的齿坯加工 在卧式车床上粗车齿坯各部分 在一次安装中精车内孔和基准端面 以保证基准端面对内孔的圆跳 动要求 以内孔在心轴上定位精车外圆及端面等 3 对于花键孔齿坯 在卧式车床上粗车齿坯外圆 端面和花 键底孔 以花键底孔定位 端面支承 拉花键孔 以花键孔在 心轴上定位 精车外圆 端面等 10 齿形加工方案 1 对于 8 级精度以下的调质齿轮 用滚齿或插齿就能满足要求 2 对于 6 7 级精度的齿轮 一般