机械制造工艺基础第十二章

一 轴类工件 1 轴的功用 轴类工件是机械设备中最主要和最基本的工件 主要用于支撑传动件和传递扭矩 并保证装在轴上的工件 或刀具 具有一定的回转精度 第一节轴类工件的加工 2 轴的分类 结构形状分 光轴 台阶轴 空心轴 异形轴 长度与直径比 长径比 分 刚性轴 L d 12 挠性轴 L d 12 所受载荷不同分 心轴 传动轴 转轴 光轴 台阶轴 多拐曲轴 挠性轴 花键轴 十字轴 单拐曲轴 偏心轴 凸轮轴 空心轴 3 轴的结构轴类工件的加工表面通常有内圆柱面 外圆柱面 圆锥面以及螺纹 花键 键槽 槽等 二 传动轴的功用 结构及技术要求 1 传动轴的功用 主要用来支撑传动工件和传递扭矩 2 传动轴的结构 主要结构要素有外圆柱面 螺纹 键槽等 3 传动轴的技术要求 支承轴颈是轴的基准要素 其精度和表面质量一般要求较高 三 传动轴的材料及毛坯 传动轴 四 轴类工件的加工工艺分析 1 划分加工阶段 1 粗加工阶段 钻中心孔 粗车各处外圆 2 半精加工阶段 半精车各处外圆 车削螺纹 铣键槽等 3 精加工阶段 修研中心孔 粗 精磨各处外圆 2 选择定位基准 图示的传动轴 粗加工时 以外圆表面作为定位基准 半精加工时 以外圆表面加中心孔作为定位基准 精加工时 以两个中心孔作为定位基准 3 选择装夹方法 典型轴类工件常用的装夹方法 精度要求不高的表面在半精车时就可以加工到规定尺寸 如退刀槽 越程槽 倒角和螺纹等 键槽在半精车后进行划线和铣削 淬火后安排修研中心孔工序 以消除热处理引起的变形和氧化皮 最后粗 精磨齿轮和轴承的轴颈 4 传动轴的加工工艺 5 热处理工序的安排 采用锻件毛坯 加工前应安排退火热处理 以便消除毛坯的内应力和改善材料的切削性能 传动轴最终热处理是淬火 应放在半精加工之后 粗 精磨之前进行 即在车削螺纹和铣削键槽之后进行 为了保证磨削精度 在淬火热处理之后应安排修研中心孔工序 五 传动轴的加工工艺过程 1 传动轴的加工顺序 锻造毛坯 退火 粗车 半精车 车螺纹 铣键槽 热处理 淬火 粗磨 精磨 2 传动轴的加工工艺过程 传动轴的加工工艺过程 一 套类工件 1 套类工件的功用 起支承和 或 导向作用 2 套类工件的种类 第二节套类工件的加工 套类工件的种类 3 套类工件的结构 套类工件的主要表面是内 外圆柱表面 形状精度和位置精度要求较高 表面粗糙度值较小 孔壁较薄且易变形 工件的长度一般大于孔的直径 二 轴承套的功用 结构及技术要求 轴承套 1 轴承套的功用支撑和导向作用 2 轴承套的结构短套筒类工件 3 轴承套的技术要求 44 0 015mm的外圆主要与轴承座内孔相配合 它的尺寸公差等级为IT7 表面粗糙度值为Ra1 6 m 内孔 30H7主要与传动轴相配合 它的尺寸公差等级为IT7 表面粗糙度值Ra1 6 m 两端端面的表面粗糙度值均为Ra1 6 m 外圆 44 0 015mm对 30H7孔的同轴度公差为 0 02mm 可保证轴承在传动中的平稳性 轴承套的左端面相对于 30H7孔轴线的垂直度公差为0 02mm 三 轴承套的材料及毛坯 该轴承套的材料为铸铁 形状简单 精度要求中等 但内孔尺寸较大 故毛坯选用外径为 70mm的铸铁棒料 四 轴承套的加工工艺分析 1 划分加工阶段 1 粗加工阶段 钻中心孔 粗车各处外圆 退刀槽 车轴承套内孔 2 精加工阶段 精车各处外圆 铰轴承套内孔 2 选择定位基准 粗加工时 选择外圆表面作为定位基准 精加工时 选择内孔轴线作为定位基准 3 选择装夹方法 典型套类工件常用装夹方法 五 轴承套的加工工艺过程 1 轴承套的加工顺序 轴承套外圆的精度为IT7 采用精车可以满足要求 内孔加工顺序为 钻孔 车孔 铰孔 铰孔时应与左端面一同加工 保证端面与孔轴线的垂直度 并以内孔为基准 利用小锥度心轴装夹加工外圆和另一端面 2 轴承套的加工工艺过程 一 齿轮 1 齿轮的功用传递运动和转矩 2 齿轮的种类 齿廓曲线不同 渐开线齿轮 摆线齿轮 圆弧齿轮等 分度曲面形状不同 圆柱齿轮 锥齿轮等 形状不同 直齿轮 斜齿轮等 齿顶曲面相对齿根曲面位置不同 外齿轮 内齿轮等 第三节齿轮类工件的加工 3 齿轮的主要加工表面 齿面齿轮基准表面 4 齿轮的材料 具有一定的接触疲劳强度和弯曲疲劳强度 有足够的硬度和耐磨性 具有一定的冲击韧性 从工艺角度要求热处理变形要小 切削性能要好 5 齿轮的毛坯 棒料锻造毛坯铸钢毛坯铸铁毛坯 齿轮毛坯的选择决定于齿轮的材料 结构形状 尺寸规格 使用条件及生产批量等因素 二 倒挡惰齿轮的功用 结构及技术要求 倒挡惰齿轮 1 倒挡惰齿轮的功用传递扭矩和运动的作用 2 倒挡惰齿轮的结构对称分布的盘类工件 3 倒挡惰齿轮的技术要求该齿轮为是模数为2 齿数为30的单联直齿圆柱齿轮 精度等级为766FL 分度圆对内孔轴线的同轴度为 0 03mm 齿轮右端面对内孔轴线的垂直度为0 02mm 热处理要求为碳氮共渗 淬火硬度为52HRC 三 倒挡惰齿轮的材料及毛坯 该齿轮毛坯选用锻件 材料为20MnCr5 为低碳合金钢 其材料的含碳量较低 必须通过热处理的手段来提高齿轮的强度和硬度 四 倒挡惰齿轮的加工工艺分析 1 齿坯的加工工艺 加工齿坯时的加工顺序为 粗车 半精车 车孔 铰孔 精车 2 齿面的加工工艺 齿形机械加工方案为 滚齿 剃齿 用滚齿加工方法作为该齿轮齿形的粗加工和半精加工 控制分齿精度和运动精度 用剃齿加工方法作为齿形的精加工 提高齿形精度 降低齿面粗糙度值 3 齿轮热处理工序的安排 齿坯热处理为正火 齿面热处理要求为碳氮共渗 淬火后的硬度为52HRC 最后表面抛丸处理 五 倒挡惰齿轮的加工工艺过程 1 倒挡惰齿轮的加工顺序 毛坯锻造 正火 齿坯加工 齿形加工 滚齿 剃齿 齿面热处理 碳氮共渗 淬火 齿面强化处理 抛丸 2 倒挡惰齿轮的加工工艺过程 倒挡惰齿轮的加工工艺过程 一 箱体类工件 1 箱体类工件的功用 用于将一些轴 套和齿轮等工件组装在一起 使其保持正确的相互位置 并按照一定的传动关系协调地运动 2 箱体类工件的种类 整体式箱体和剖分式箱体 第四节箱体类工件的加工 几种箱体工件的结构简图a 组合机床主轴箱b 剖分式减速器箱体c 汽车后桥差速器箱体d 车床主轴箱 3 箱体类工件的结构特点 箱体工件结构形状复杂 内部呈空腔 箱壁较薄且不均匀 其上有许多精度要求高的轴承孔和装配用的基准平面 此外还有一些精度要求不高的紧固孔和次要平面 因此 箱体上需要加工的部位较多 加工难度也较大 箱体工件多采用铸铁材料 以HT150和HT200应用最多 制成 4 箱体类工件的材料 5 箱体工件的毛坯 箱体的毛坯多采用铸件 当生产批量不大时 箱体铸件毛坯采用木模手工造型 在大批量生产时 则采用金属模机器造型 在单件生产时 有时采用焊接件作箱体毛坯 6 箱体类工件的主要技术要求 轴承孔的尺寸与形状精度 各轴承孔的中心距和轴线间的平行度 同轴线轴承孔的同轴度 轴承孔轴线对装配基准面的平行度和对端面的垂直度 箱体主要平面的精度 二 方箱体的功用 结构及技术要求 1 方箱体的功用 方箱体是叶片的加工和测量基准 2 方箱体的结构 该箱体由上 下两部分组合而成 中间的空腔是为了放置叶片的叶身 3 方箱体的技术要求 高与宽120mm的尺寸公差仅有0 004mm 长200mm的公差为0 01mm 相关表面的平行度 垂直度公差均为0 005mm 表面粗糙度值为Ra0 2 m 三 方箱体的材料和毛坯 方箱体的材料为普通灰铸铁HT200 毛坯选择铸件 铸造后应进行退火处理 以便消除铸造时的内应力 改善切削加工性能 四 方箱体的加工工艺分析 1 选择定位基准 选择方箱体的各个表面作为粗 精加工的定位基准 2 选择装夹方法 采用压板进行装夹 3 方箱体的加工工艺 应选择磨削的方式来保证尺寸精度和表面粗糙度 同时 粗磨时必须保证上 下底面与中分面的平行度和精磨余量 4 热处