机械加工工艺设计及实施 课件 项目3-5 箱体类零件加工工艺的设计与实施、齿轮类零件加工工艺设计及实施、机械部件装配与调试

项目3箱体类零件加工工艺的设计与实施

知识点3.1箱体类零件概述二一知识点3.2箱体类零件加工工艺知识点3.3箱体类零件常用加工设备四三知识点3.4箱体类零件加工质量分析五项目实施1第一部分箱体类零件概述4箱体类零件概述0101箱体类零件概述几种常见的箱体零件简图

箱体类是机器或部件的基础零件，一般起支撑、容纳、零件定位等作用。它将机器或部件中的轴、套、齿轮等有关零件组装成一个整体，使它们之间保持正确的空间位置，并按照特定的传动关系协调地传递运动或动力。01箱体类零件概述箱体类零件结构形式多种多样，零件内、外结构复杂，常由薄壁围成不同的空腔，箱体上还常有支承孔、凸台、放油孔、安装底板、肋板、销孔、螺纹孔和螺栓孔等结构。箱体类零件加工部位多，加工难度大，既有精度要求较高的平面和孔系，也有许多精度要求较低的紧固孔。一般中型机床制造厂用于箱体类零件的机械加工劳动量约占整个产品加工量的15%~20%。蜗轮减速器箱体01箱体类零件概述

箱体类零件技术要求：1）平面加工精度包括平面的形状精度与相互位置精度。箱体的主要平面作为装配基准，并且一般是加工时的定位基准，要求具备较高的平面度。通常规定底面和导向面必须平直和相互垂直，一般箱体主要平面的平面度在0.03～0.1mm，各主要平面对装配基准面垂直度为0.1/300。01箱体类零件概述

箱体类零件技术要求：2）孔径精度孔径精度包括孔的尺寸精度与几何形状精度，误差将影响轴承与箱体孔的配合精度，使轴的回转精度下降，也易使传动件（如齿轮）产生振动和噪声。一般机床主轴箱的主轴支承孔的尺寸精度为IT6，其余支承孔为IT6～IT7，圆度、圆柱度公差不超过孔径公差的1/2。01箱体类零件概述

箱体类零件技术要求：3)孔与孔的位置精度同一轴线的孔应有一定的同轴度要求，各支承孔之间也有一定的孔距尺寸精度及平行度要求，否则，不仅装配有困难，也会使轴的运转情况恶化，温度升高，轴承磨损加剧，齿轮啮合精度下降，引起振动和噪声，影响齿轮寿命。支承孔之间的孔距公差为0.05～0.12mm，平行度公差应小于孔距公差，一般在全长取0.04～0.1mm。同一轴线上孔的同轴度公差一般为0.01～0.04mm。01箱体类零件概述

箱体类零件技术要求：4)孔与平面的位置精度孔和平面的位置精度主要规定主要孔和箱体安装基面的平行度，支承孔与主要平面的平行度公差一般为0.05～0.1mm。5)表面粗糙度重要孔和主要平面的表面粗糙度会影响连接面的配合性质或接触刚度。一般箱体装配基准面和定位基准面Ra值0.8～3.2μm，其他平面Ra值1.6～12.5μm。重要支承孔Ra值0.4～0.8μm，其余支承孔Ra值0.8～3.2μm。01箱体类零件概述箱体零件材料常选灰铸铁,常用的牌号有HT200～HT400。灰铸铁具有较好的耐磨性、铸造性和可切削性,而且吸振性好,成本又低。某些简易箱体为了缩短毛坯制造的周期而采用钢板焊接结构。非铸铁材料例：飞机发动箱体采用铝镁合金，摩托车曲轴箱采用铝合金01铸件毛胚单件小批生产多用木模手工造型，毛坯精度低，加工余量大。大批生产常用金属模机器造型，毛坯精度较高，加工余量可适当减小。单件小批生产直径大于50、成批生产直径大于30的孔，铸出毛坯孔。箱体类零件概述2第二部分箱体类零件加工工艺02箱体类零件加工工艺箱体类零件的加工方法

箱体零件：平面和孔的加工平面的加工方法：车削、铣削、刨削、拉削、磨削、刮研、研磨、抛光、超精加工等。轴孔加工方法：镗、钻、扩、铰、精细镗、珩磨、研磨等。当生产批量较大时，可在组合机床上采用多轴、多面、多工位和复合刀具等方法来提高生产率。

02箱体类零件加工工艺铣削加工铣削生产率高于刨削，在中批以上生产中多用铣削加工平面，当加工尺寸较大的箱体平面时，常在多轴龙门铣床上用几把铣刀同时加工几个平面，箱体平面铣削加工见图3-3。这样既能保证平面间的相互位置精度、同时又提高了生产率。铣削加工的Ra值可达0.05μm。箱体平面铣削示意图02箱体类零件加工工艺铣削加工按铣刀的切削方式不同可分为周铣与端铣。周铣和端铣还可同时进行。周铣常用的刀具是圆柱铣刀，端铣常用的刀具是端铣刀，同时进行端铣和周铣的铣刀有立铣刀和三面刃铣刀等。02箱体类零件加工工艺刨削常用作平面的粗加工和半精加工，但在加工较大平面时，生产效率低，主要适用于单件小批生产。而在龙门刨床上可以利用几个刀架，在一次装夹中可以同时进行或依次完成若干个表面的加工，从而能经济地保证这些表面间相互位置精度要求。另外，精刨还可以代替刮削，精刨后的Ra值可达1.6μm，平面度可达0.002mm/m。刨削加工刨削加工示意图02箱体类零件加工工艺磨削加工磨削加工示意图平面磨削的加工质量比刨削、铣削都高。磨削表面的Ra值可达0.012μm。生产批量较大时，箱体的主要平面常用磨削来精加工。为了提高生产率和保证平面间的相互位置精度，还可以采用组合磨削来精加工平面。02箱体类零件加工工艺平行孔系的加工平行孔系的轴线要互相平行且孔距也有精度要求。⒈找正法⑴划线找正法——加工前按照零件图在毛坯上划出各孔的位置轮廓线，然后按划线一一进行加工。1—心轴

2—镗床主轴

3—块规

4—塞尺

5—镗床工作台用心轴和块规找正（第一工位和第二工位）02箱体类零件加工工艺(2)镗模加工孔系02箱体类零件加工工艺将孔系所有孔距尺寸及其公差换算成直角坐标系中的坐标尺寸及公差，按换算后的坐标尺寸，调整机床镗削加工。采用坐标法加工孔系时,要特别注意选择基准孔和镗孔顺序,否则,坐标尺寸累积误差会影响孔心距精度。(3)坐标法加工孔系02箱体类零件加工工艺同轴孔系的加工利用已加工孔导向调头镗孔时工件的校正02箱体类零件加工工艺找正法加工交叉孔系交叉孔系的加工精基准的选择①用装配基准定位消除基准不重合误差，箱口朝上，更换导向套、安装调整刀具、测量孔径尺寸、观察加工情况等都很方便。

加工箱体内部隔板上的孔时，设置刀杆的导向支承，使用活动结构的吊架镗模刚度较差，精度不高，且操作费事。适合生产批量不大或无中间孔壁的简单箱体02箱体类零件加工工艺②“一面两孔”定位基准统一，一次装夹，可加工除定位面以外的五个平面和孔系；夹具结构简单，装卸工件方便，定位可靠；适合大批量生产，组合机床和自动线上加工箱体02箱体类零件加工工艺26粗基准的选择①重要孔余量均匀②旋转零件与箱内壁间隙足够③保持必要外形尺寸④定位夹紧可靠。—般选择主轴轴承孔和一个与其相距较远的轴承孔作为粗基准。主轴孔为粗基准时的装夹方式单件、中小批——毛坯精度较低，划线找正法安装工件大批量——专用夹具定位，工件安装迅速，生产率高02箱体类零件加工工艺271,3,4支承5支架9挡销8操纵手柄6轴7支承柱10可调支承2辅助支承11夹紧块选主轴承孔毛坯面和距主轴孔较远的Ⅰ轴孔作粗基准。保证主轴孔加工余量均匀，还可保证箱体内壁与各装配件间有足够的间隙。02箱体类零件加工工艺28工序集中大批大量生产中，箱体类零件的加工广泛采用组合机床、专用机床或数控机床等其他高效机床来使工序集中。这样可以有效地提高生产率，减少机床数目和占地面积，同时有利于保证各表面之间的相互位置精度。合理安排热处理普通精度箱体零件毛坯铸造后人工时效处理、粗加工前进行。高精度箱体或形状特复杂箱体，通常粗加工后还要安排一次人工时效处理。02箱体类零件加工工艺3第三部分箱体类零件常用加工设备

卧式升降台铣床1—床柱；2—悬梁；3—刀杆；4—悬梁支架；

5—工作台；6—床鞍；7—升降台；8—底座铣床立式升降台铣床1—立铣头；2—主轴；3—工作台

4—床鞍；5—升降台03箱体类零件常用加工设备双轴圆形工作台铣床1—床身；2—滑座；3—工作台；

4—立柱；5—主轴箱03箱体类零件常用加工设备龙门铣床

1—工作台；2，4，8，9—铣头；3—横梁；

5，7—立柱；6—顶梁；10—床身

铣床铣床的工艺范围03箱体类零件常用加工设备刨床龙门刨床1，5，6．8—刀架；2—横梁；3，7—立柱；4—顶梁；9—工作台；10—床身牛头刨床1—床身；2—滑枕；3—刀架；

4—工作台；5—横梁插床1—床鞍；2—溜板；3—圆工作台；4—滑枕；5—分度装置03箱体类零件常用加工设备平面磨床03箱体类零件常用加工设备卧式铣镗床1—床身；2—下滑座；3—上滑座；4—后支架；5—后立柱；6—工作台；

7—镗轴；8—平旋盘；9—径向刀架；10—前立柱；11—主轴箱镗床03箱体类零件常用加工设备镗床卧式铣镗床的工艺范围03箱体类零件常用加工设备

立式单柱坐标镗床立式双柱坐标镗床1—床身；2—工作台；3—主轴箱；1—床身；2—工作台；3—横梁4，7—立柱4—立柱；5—床鞍5—顶梁；6—主轴箱镗床03箱体类零件常用加工设备台式钻床立式钻床

1—底座；2—工作台；3—主轴箱；4—立柱；5—方柄钻床摇臂钻床1—底座；2—立柱；3—摇臂；4—主轴箱；5—工作台03箱体类零件常用加工设备钻床钻床的几种典型加工表面03箱体类零件常用加工设备组合机床双面夏合单工位组合机床的组成1—立柱底座；2—立柱；3—动力箱；4—多轴箱；5—夹具03箱体类零件常用加工设备4第四部分箱体零件加工质量分析

表面粗糙度值，一般采用与标准样块比较或目测评定，还可用专用测量仪检测。外观检查只需根据工艺规程检查完工情况及加工表面有无缺陷即可。孔的尺寸精度一般采用塞规检验，也可用内径千分尺和内径千分表等进行检验；若精度要求很高时，也可用气动量仪检验。平面的直线度可用平尺和塞尺检验，也可用水平仪与桥板检验；平面的平面度可用水平仪与桥板检验或标准平板涂色检验。箱体类零件的检验04箱体类零件的加工质量分析箱体零件孔系位置精度及孔距精度的检验用检验棒与检验套检验同轴度用检验棒及百分表检验同轴度偏差04箱体类零件的加工质量分析

孔距的检验

04箱体类零件的加工质量分析孔平行度的检验

04箱体类零件的加工质量分析

孔轴线与端面垂直度的检验

04箱体类零件的加工质量分析5第五部分任务解读05减速器箱体零件加工工艺过程的设计减速器箱体零件加工工艺过程的设计减速器箱体零件加工工艺过程的设计

箱体的结构复杂，形式多样，其主要加工面为孔和平面。因此，应主要围绕这些加工面和具体结构的特点来制订工艺过程。项目以减速器箱体中的箱座加工为例。按照箱体类零件加工要求，了解产品减速箱体工艺的基本内容，并分析零件图纸确定零件的具体加工要求。选用适用的各类加工设备与检测工具，拟定工艺路线，完成减速器箱座零件工艺规程的制定。任务引入0505减速器箱体零件加工工艺过程的设计图纸05减速器箱体零件加工工艺过程的设计图纸05减速器箱体零件加工工艺过程的设计实施要求（1）3人一组，以组为单位，读懂部件的图纸，识别关键要求；（2）以组为单位，讨论减速器箱座零件的工艺过程；（3）每组汇报，完成减速器箱座零件的工艺流程图。05减速器箱体零件加工工艺过程的设计工艺过程工序号工序名称工序内容10毛坯铸造铸造箱盖毛胚，清砂20热处理人工时效处理30钳划各平面加工线40粗铣粗铣上箱结合面、安装面50钻钻上箱结合面螺栓孔60粗铣粗铣窥视孔面70精铣精铣窥视孔面至图样要求80钻钻窥视孔面90攻丝窥视孔面螺孔攻丝100锪平锪平螺栓孔至图样要求110精铣精铣安装面、结合面至图样要求120检查按图样要求检查工序工序名称工序内容10毛坯铸造

20热处理进行人工时效处理30粗铣粗铣下箱结合面40粗铣粗铣下箱底面50粗铣粗铣下箱油孔面60钻钻下箱底面螺栓孔及油孔70攻丝油孔攻丝80钻钻下箱结合面螺栓孔90锪平下箱安装面螺栓孔锪平100精铣精铣下箱结合面至图样要求110检查按图样要求检查箱盖加工工艺箱座加工工艺05减速器箱体零件加工工艺过程的设计工艺过程工序工序名称工序内容10钳合箱，螺栓联接、钻两定位销孔、打入定位销20粗铣粗铣轴承孔端面30精铣精铣轴承孔端面至图样尺寸40镗粗镗、半精精镗两轴承孔50钻钻轴承孔端面螺孔60攻丝轴承孔端面螺孔攻丝70钳拆箱，去毛刺，清洗，合箱，打标记80终检查按图样要求检查90入库打包入库合箱后加工工艺05减速器箱体零件加工工艺过程的设计考核评价序号评分项目评分标准分值得分1识图写出箱体需要加工表面以及加工表面的相应要求20

2箱体的加工过程零件加工顺序的安排30

3编制箱体的机械加工工序过程卡1、画出加工过程中各工序的简图；2、每3人一组，按企业标准上交机械加工工序过程卡50

谢

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项目4齿轮类零件加工工艺的设计与实施

项目导读齿轮是机械传动中应用极为广泛的传动零件之一，其功用是按照规定的传动比传递运动和动力。齿轮的加工质量将直接影响机器或部件的精度、性能及寿命。然而其结构形式多种多样，加工部位多，加工难度大。怎样实现齿轮类零件的加工制造以达到装配精度的要求，是该项目所要解决的问题。任务描述学生以企业制造部门产品制造工艺员的身份进入齿轮类零件加工工艺模块，根据产品的特点制定合理的加工工艺路线。首先了解齿轮类零件的基本知识，制订加工工艺规程的原则和步骤。其次对齿轮类零件工艺进行分析，确定产品的加工方法、定位基准及选用设备。最后确定各加工过程的安排、检测量具的选用及其检验项目等内容。通过对齿轮类零件工艺规程的制定，对编制工艺过程中存在的问题进行研讨和交流。工作任务按照齿轮类零件图纸要求，了解齿轮类零件工艺的基本内容，分析图纸；确定合理的工艺过程，选用适用的加工设备与检测工具；确定零件加工的工艺路线；完成工艺规程制定。知识点4.1齿轮类零件概述二一知识点4.2齿轮类零件加工工艺知识点4.3齿轮类零件常用加工设备、刀具四三知识点4.4项目实施五任务目标信息处理与调试、飞行器系统整体联调与测试1第一部分齿轮类零件概述01齿轮类零件概述齿轮的功能：用来按规定的速比传递运动和动力的零件，是机械传动中的重要零件01齿轮类零件概述齿轮的功能：用来按规定的速比传递运动和动力的零件，是机械传动中的重要零件齿轮的特点：有传动比准确、传动力大、效率高、结构紧凑、寿命长、可靠性好等齿轮的结构：由齿圈和轮体两部分构成01齿轮类零件概述齿轮的功能：用来按规定的速比传递运动和动力的零件，是机械传动中的重要零件齿轮的特点：有传动比准确、传动力大、效率高、结构紧凑、寿命长、可靠性好等齿轮的结构：由齿圈和轮体两部分构成01齿轮类零件技术要求齿轮传动要求：传递运动准确性、传递运动平稳性、载荷分布均匀性、传动侧隙的合理性

01齿轮类零件概述齿轮材料的选择：20Cr、40Cr、20CrMnTi、38CrMoAlA、铸铁、夹布胶木、尼龙01齿轮类零件概述齿轮的热处理：正火、调质、渗碳淬火、高频感应加热淬火、碳氮共渗、渗氮01齿轮类零件的材料与毛坯齿轮的毛坯：主要有棒料、锻件和铸件棒料：小尺寸、结构简单且对强度要求不太高锻件：齿轮强度要求高，并要求耐磨损、耐冲击时铸造：大尺寸、低精度的齿轮其他成形毛坯方法：精密铸造、压力铸造、精密锻造、粉末冶金、热轧和冷挤2第二部分齿轮类零件加工工艺02齿轮类零件加工方法毛坯加工：主要有车、铣齿面加工：滚齿、插齿、剃齿、磨齿、铣齿、刨齿、梳齿、挤齿、研齿和珩齿02齿轮类零件加工方法加工方法刀具机床加工精度及适应范围仿形法成形铣盘形铣刀铣床加工精度和生产效率都较低指形铣刀滚齿机或铣床同上，是大型无槽认字齿轮的只要加工方法拉齿齿轮拉刀拉床加工精度和生产率较高，拉刀专用，适用于大批生产，尤其是内齿轮加工展成法滚齿齿轮滚刀滚齿机加工精度6~10级，Ra6.3~Ra3.2常用于加工直齿轮、斜齿轮及蜗轮插齿和刨齿插齿刀刨齿刀插齿机刨齿机加工精度7~9级，Ra6.3~Ra3.2适用于加工内外啮合的圆柱齿轮，双联齿轮、三联齿轮，齿条和锥齿轮等剃齿剃齿刀剃齿机加工精度6~7级，常用于滚齿、插齿后，淬火前的精加工珩齿珩磨轮珩齿机剃齿机加工精度6~7级，常用于剃齿后或高频淬火后的齿形精加工磨齿砂轮磨齿机加工精度3~6级，Ra1.6~Ra0.8，常用于齿轮淬火后的精加工02齿轮类零件加工方法滚齿属于展成法，可将看作无啮合间隙的齿轮与齿条传动。当滚齿旋转一周时，相当于齿条在法向移动一个刀齿，滚刀的连续传动，犹如一根无限长的齿条在连续移动。当滚刀与滚齿坯间严格按照齿轮于齿条的传动比强制啮合传动时，滚刀刀齿在一系列位置上的包络线就形成了工件的渐开线齿形。02齿轮类零件加工方法插齿特别适合于加工内齿轮和多联齿轮。采用特殊刀具和附件后，还可加工无声链轮、棘轮、内外花键、齿形皮带轮、扇形齿轮、非完整齿齿轮、特殊齿形结合子、齿条、端面齿轮和锥度齿轮等。02齿轮类零件加工方法磨齿是获得高精度齿轮最有效和可靠的方法。发达国家都用硬齿面齿轮，磨齿成为高精度齿轮的主要加工方法。目前碟形砂轮和大平面砂轮磨齿精度可达DIN2级，但效率很低。蜗杆砂轮磨齿精度达DIN3~4级，效率高，适用于中、小模数齿轮磨齿，但砂轮修正较为复杂。磨齿的主要问题是效率低、成本高，尤其是大尺寸的齿轮。02齿轮类零件加工方法铣齿属成形法加工齿轮，刀具的截形与被加工齿轮的齿槽形状相同，刀具沿齿轮的齿槽方向进给，一个齿槽铣完，被加工齿轮分度后，再铣第二个齿槽，齿轮的齿节距由分度控制。由于齿轮的齿槽形状与齿轮的齿数、修正量、甚至齿厚公差有关，成形法铣齿难于实现刀具齿形与被加工齿轮齿槽都相同，实际上铣齿大都是近似齿形。02齿轮类零件加工方法梳齿是用齿条刀插削圆柱齿轮。特点是加工精度高，可达DIN5级。由于刀具结构简单、制造刃磨方便，精度高、刃磨次数多，便于采用硬质合金刀片和立方氮化硼刀片加工淬硬齿轮。02齿轮类零件加工方法刨齿一般是用刨齿刀加工直齿圆柱齿轮、锥齿轮或齿条等的齿面。刨刀有两个运动：一是刨刀的直线切削往复运动；二是刨刀随摇台的平面回转运动，刀具与被加工锥齿轮的运动关系，相当于一个平顶或平面齿轮的齿与被加工锥齿轮的啮合。02齿轮类零件加工特点1、应选择基准重合、统一的定位方式；2、内孔定位时，配合间隙应近可能减少；3、定位端面与定位孔或外圆应在一次装夹中加工出来，以保证垂直度要求。基准的选择：以内孔和端面定位、以外圆和端面定位02齿轮类零件加工特点1、当以齿顶圆作为测量基准时，应严格控制齿顶圆的尺寸精度；2、保证定位端面和定位孔或外圆间的垂直度；3、提高齿轮内孔的制造精度，减少与夹具心轴的配合间隙；齿轮毛坯的加工：02齿轮类零件加工特点1、当以齿顶圆作为测量基准时，应严格控制齿顶圆的尺寸精度；2、保证定位端面和定位孔或外圆间的垂直度；3、提高齿轮内孔的制造精度，减少与夹具心轴的配合间隙；齿轮毛坯的加工：02齿轮类零件加工特点1、当以齿顶圆作为测量基准时，应严格控制齿顶圆的尺寸精度；2、保证定位端面和定位孔或外圆间的垂直度；3、提高齿轮内孔的制造精度，减少与夹具心轴的配合间隙；齿轮毛坯的加工：02齿轮类零件加工特点齿轮加工过程中的热处理要求：名称处理概况使用目的退火将钢加热到一定温度，保温一定时间，然后缓慢冷却（1）消除前道工序所产生的内应力；（2）提高塑性和韧性；（3）细化晶粒，均匀组织，提高钢的力学性能；（4）为以后热处理作准备淬火将钢加热到临界温度以上，保温一定时间，在冷却剂（1）提高硬度和强度（2）提高耐磨性表面淬火用火焰或高频电流将刚健表面迅速加热到临界温度以上，快速冷却零件表面具有较高的硬度，而心部保持原有的韧性和塑性，使齿轮既能具有一定耐磨性又能承受一定的冲击载荷渗碳淬火在渗碳剂中加热至900~950℃，保持一定时间，然后淬火及回火（1）提高零件表面的硬度和耐磨性；（2）提高材料的疲劳极限强度；（3）轮齿体心有一定韧性调质淬火后，在450~650℃作高温回火完全消除内应力，获得较高的综合机械性能正火将钢加热到临界温度以上，保温一定时间，从炉中取出并空冷（1）细化晶粒，提高强度和韧性；（2）对机械性能要求不高的零件，常用正火作为最终处理；（3）改善低碳钢的切削性能；（4）含碳钢小于0.5%的钢件，常用正火代替退火氮化向钢件表面渗入氮原子的过程提高轮齿表面的硬度、哎模型、疲劳强度和耐蚀性氰化向钢件表面同时渗入碳和氮原子的过程提高齿轮表面的硬度、耐磨性、疲劳强度和耐蚀性02齿轮类零件加工特点齿轮精加工：目前工业应用的齿轮精加工方式主要是剃齿、磨齿、挤齿、研齿和珩齿。挤齿珩齿3第三部分齿轮类零件常用加工设备、刀具03切削齿轮方法齿轮加工机床的种类很多，构造及加工方法也各不相同。但按齿形形成的原理分类，切削齿轮的方法可分为成形法和展成法两类。成形法加工展成法加工03齿轮刀具齿轮刀具是用于加工各种齿轮齿形的刀具。由于齿轮的种类很多，相应地齿轮刀具种类也极其繁多。一般按照齿轮的齿形可分为加工渐开线齿轮刀具和非渐开线齿轮刀具。渐开线齿轮刀具非渐开线齿轮刀具03齿轮加工机床的类型按照被加工齿轮种类不同，齿轮加工机床可分为圆柱齿轮和锥齿轮加工机床两大类。圆柱齿轮加工机床主要有滚齿机、插齿机等，锥齿轮加工机床有加工直齿锥齿轮的刨齿机、铣齿机、拉齿机和加工弧齿锥齿轮的铣齿机。用来精加工齿轮齿面的机床有珩齿机、剃齿机和磨齿机等。03齿轮加工机床的类型Y3180滚齿机03齿轮加工机床的类型YS5165插齿机03齿轮加工机床的类型Y7250磨齿机4第四部分项目实施04任务引入齿轮零件工艺规程的编制箱体的结构复杂，形式多样，其主要加工面为孔和平面。因此，应主要围绕这些加工面和具体结构的特点来制订工艺过程。项目以机床主轴箱加工为例。按照箱体类零件加工要求，了解产品主轴箱工艺的基本内容，并分析零件图纸确定零件的具体加工要求。选用适用的各类加工设备与检测工具，拟定工艺路线，完成主轴箱零件工艺规程的制定。04实施过程齿轮图纸04实施要求（1）3人一组，以组为单位，读懂部件的图纸，识别关键要求；（2）以组为单位，讨论齿轮零件的工艺过程；（3）每组汇报，完成齿轮零件的工艺流程图。

04实施步骤分析要求：所示齿轮主要由齿轮齿表面、内圆和键表面组成，其中精度要求较高的表面有两处；Ф192.87H11外圆一处，齿表面粗糙度为0.8um；Ф35H7内圆一处，表面粗糙度为1.6um，两端径向跳动0.01um、圆柱度0.01um。其加工的关键表面见图2-26，形位精度要求分别是：1）齿轮内圆面Ф35H7的线性公关0.025mm、圆柱度公差为0.01mm；2）两端面与Ф35H7的轴线径向跳动公差为0.01mm。3）齿轮表面粗糙度0.8um04实施过程齿轮图纸04实施过程加工基准及设备名称结果车削、内磨削加工基准

滚齿、磨齿加工基准

线切割加工基准

加工装备（1）车削加工设备采用通用机床；滚齿加工主要采用数控滚齿机；磨齿加工主要采用数控磨齿机；线切割加工主要采用中走丝与慢走丝；（2）夹具主要采用液压三爪软卡盘装夹、心轴；（3）刀具采用具外圆车、内孔车刀、切槽刀、滚齿刀等；（4）量具采用游标卡尺、外径千分尺、内径千分尺等。04实施过程加工方案加工表面精度要求表面粗糙度Ra/μm加工方案Ф192外圆IT116.3粗车、精车Ф35内圆IT71.6钻、车→磨轮齿精密级0.8滚齿、磨齿04实施过程工艺过程工序号工序名称工序内容工艺装备10热处理齿轮材料正火处理；

20下料下料Ø180*45；

30车精车、调头精车内孔、端面、外圆至工序图纸要求，外圆接平；

40滚齿低台阶面和内孔定位，粗、精滚齿到工序尺寸；滚齿芯轴50倒角齿顶修倒角C0.8；

60清洗将齿轮清洗干净，准备热处理；

70热处理齿面渗碳淬火处理，成品有效硬化层深度0.5-0.6mm，齿面硬度HRC57+4,齿芯部硬度HRC35-40，淬火后对齿部进行喷丸处理；

80平磨基准面朝下安放，贴平吸信，磨平面至工序尺寸；

90内磨找正已磨固定明天齿轮节圆，磨内孔；

100磨齿以已加工内孔和端面定位装夹，磨齿；磨齿芯轴110探伤磁粉控伤无裂纹；

120线切割已磨端面朝下装夹，贴平，找正内孔径跳动允差≤0.01mm；

130清洗将产品清洗干净；

140终检按照产品图纸进行产品检验；

150入库产品涂油、入库；5第五部分项目拓展05零件结构工艺性及毛坯选择项目训练1：1．齿轮齿加工方法有哪些？2．齿轮齿加工刀具有哪些？05零件结构工艺性及毛坯选择项目训练2：编写齿轮轴加工工艺，并分析工艺过程谢

谢

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项目五

机械部件装配与调试

知识点5.1

机器装配的基本概念二一知识点5.2机器装配质量的控制知识点5.3识读装配图三1第一部分机器装配的基本概念1.装配的概念组成机器的最小单元，由整块金属或其他材料制成。在一个基准零件上，装上若干零件而构成的。在一个基准零件上，装上若干组件和零件构成的。按规定的技术要求，将零件、组件和部件进行接合，使之成为半成品或成品的工艺过程。装配：组件零件部件01机器装配的基本概念1.2装配工作的基本内容（1）清洗（2）连接（3）校正、调整与配作（4）平衡（5）验收试验01机器装配的基本概念2装配工作的基本内容（1）清洗目的机械产品要求精度很高，防止微小的赃物、杂质掉落在零件上影响产品的质量。清洗方法擦洗、浸洗、喷洗和超声波清洗。清洗液一般用煤油、汽油、碱液及各种化学清洗液。01机器装配的基本概念定义：将两个或两个以上的零件

结合在一起的工作（2）连接连接方式可拆卸连接：不可拆卸连接：装配后可以很容易拆卸而不致损坏任何零件，且拆卸后仍可重新装配在一起。（螺纹联接、键连接和销连接等）装配后一般不再拆卸，如果拆卸会损坏其中的某些零件。（焊接、铆接和过盈连接等）01机器装配的基本概念（3）校正、调整与配作指产品中相关零、部件间相互位置的找正，找平并通过各种调整方法以保证达到装配精度要求。校正调整配作调节相关零件的相互位置，除配合校正所做的调整之外，还有各运动副间的间隙。指配钻、配铰、配刮、配磨等在装配过程中所附加的一些钳工和机加工工作。01机器装配的基本概念（4）平衡（5）验收试验根据有关技术标准和规定，对其进行比较全面的检验和试验。目的：为了防止在使用的过程中因旋转件质量不平衡产生的离心惯性力而引起振动，装配时必须对有关旋转零件进行平衡。平衡方法静平衡：动平衡：对于长度比直径小很多的圆盘类零件对于长度较大的零件，如机床主轴、电机转子等01机器装配的基本概念3装配的组织形式分类固定式装配：移动式装配：产品固定在某一工作地装配。将产品或部件置于装配线上，通过连续或间歇的移动使其顺次经过各装配工作地以完成全部装配工作，有固定节奏和自由节奏两种方式。01机器装配的基本概念2第二部分机器装配质量的控制4装配精度是装配工艺的质量指标，可根据机器的工作性能来确定。分类部件间的配合精度和接触精度距离精度相互位置精度相对运动精度02机器装配质量的控制（2）当装配精度要求较高时，采用适当的工艺措施（零件按经济精度加工）保证装配精度。5装配精度与零件精度的关系（1）零件的精度特别是关键零件的精度影响相应的装配精度。02机器装配质量的控制1装配尺寸链的基本概念是产品或部件在装配过程中，由相关零件的尺寸或位置关系所组成的封闭的尺寸系统，即由一个封闭环和若干个与封闭环关系密切的组成环组成。

装配尺寸链：02机器装配质量的控制装配尺寸链的特点：（1）装配尺寸链的封闭环一定是机器产品或部件的某项装配精度，因此，装配尺寸链的封闭环是十分明显的。（2）装配精度只有机械产品装配后才能测量。因此，封闭环只有在装配后才能形成，不具有独立性。（3）装配尺寸链中的各组成环不是仅在一个零件上的尺寸，而是在几个零件或部件之间与装配精度有关的尺寸。02机器装配质量的控制（按各环的几何特征和所处空间位置不同）线性尺寸链角度尺寸链平面尺寸链空间尺寸链装配尺寸链的分类02机器装配质量的控制2装配尺寸链的建立

在装配图上，根据装配图精度的要求，找出与该项装配精度有关的零件及其有关的尺寸，按照封闭与环数最少的原则去组成尺寸链。02机器装配质量的控制（1）封闭环的确定封闭环定义为装配过程最后形成的那个尺寸环。（2）组成环的查找组成环的查找就是要找出相关零件及其相关尺寸。装配尺寸链的建立的步骤：02机器装配质量的控制3画出尺寸链图画尺寸链图时，应以封闭环为基准，从其尺寸的一端出发，一一把组成环的尺寸连接起来，直到封闭环尺寸的另一端为止。在建立装配尺寸链时应注意原则

简化原则最短路线原则精度原则方向性原则封闭的原则：：

4装配尺寸链的计算方法用最大极限尺寸和最小极限尺寸进行运算的方法，它的计算简单，并能保证零件在装配时的完全互换，所以也称之为完全互换法。极值法：概率法：根据概率论的原理进行运算的方法，因为加工一批零件，其尺寸总是按一定规律分布的，处于最大极限尺寸和最小极限尺寸的零件是极少数，大部分尺寸处于公差带范围的中间部分。02机器装配质量的控制常用装配方法：互换法选配法修配法调整法完全互换法部分互换法02机器装配质量的控制实质

其实质是用控制零件加工误差来保证装配精度。1互换装配法

根据零件的互换程度不同，互换法又可分为完全互换法和不完全互换法

在装配过程中，零件互换后仍能达到装配精度要求的装配方法。02机器装配质量的控制

合格的零件在进入装配时，不经任何选择、调整和修配就可以使装配对象全部达到装配精度的装配方法，称之为完全互换法。定义方法

其方法是各有关零件公差之和应小于或等于装配公差。（1）完全互换法02机器装配质量的控制特点应用

装配工作简单，生产率高，有利于组成流水生产、协作生产，同时也有利于维修和配件制造，生产成本低。但当装配精度要求较高，组成环较多时，零件难以按经济精度制造。用于少环尺寸链或精度不高的多环尺寸链中。适用于任何生产类型。

02机器装配质量的控制例1（图1）所示为车床主轴部件的局部装配图，要求装配后保证轴向间隙A0＝0.1～0.35mm。已知各组成环的基本尺寸为：A1=43mm，A2=5mm，A3=30mm，A5=5mm，A4为标准件的尺寸，试按极值法求出各组成环的公差及上、下偏差。解：（1）建立装配尺寸链，其中，减环：A2，A3，A4，A5增环：A1（2）确定各组成环的公差，组成环的平均极限公差为：

根据实际情况确定：T(A1)=T(A3)0.06mm，T(A2)=T(A5)＝0.045mm，A4为标准件，即T(A4)＝0.04mm。02机器装配质量的控制

以A3作为协调环，其它各组成环按入体原则标注上、下偏差，即：计算协调环A3的上、下偏差：EI（A3）＝－0.16mmES（A3）＝－0.10mm∴02机器装配质量的控制图1装配尺寸链举例02机器装配质量的控制（2）不完全互换法定义实质方法机器或部件的所有合格零件，在装配时无须选择、修配或改变其大小或位置，装入后即能使绝大多数装配对象达到装配精度的装配方法。零件按经济精度制造，公差适当放大，零件加工容易，但会使少数产品装配精度达不到要求，但这是小概率事情，总体经济可行。各有关零件公差平方之和应小于或等于装配公差的平方。02机器装配质量的控制特点：扩大了组成环的制造公差，零件制造成本

低，装配过程简单，生产效率高。

但会有少数产品达不到规定的装配精度要求，要采取另外的返修措施。应用：用于大批大量生产中装配精度要求高、组成

环较多的尺寸链中。02机器装配质量的控制

例2已知条件与例1相同，试用不完全互换法确定各组成环的公差及其上、下偏差。解：装配尺寸链与前相同组成环的平均公差Tav为

以Tav作参考，根据实际情况确定T(A1)=0.15mm，T(A2)=T(A5)＝0.10mm，A4为标准件，即T(A4)＝0.04mm。选A3为协调环，其公差T（A3）可从下式算出。02机器装配质量的控制

确定各组成环的上、下偏差。除协调环A3以外，其它组成环均按入体原则标注，即：计算协调环A3的上、下偏差：根据公式计算协调环的中间偏差Δ30.025＝0.075－（－0.05+Δ3－0.02－0.05）Δ3＝－0.03mm02机器装配质量的控制3第三部分识读装配图03识读装配图知识点1：装配图基础知识1、装配图的作用

装配图是表达机器或部件的图样。通常用来表达机器或部件的工作原理以及零部件间的装配、连接关系，是机械设计和生产中的重要技术文件之一。在产品设计中，一般先根据产品的工作原理图画出装配草图，由装配草图整理成装配图，然后再根据装配图进行零件设计并画出零件图；在产品制造中，装配图是制定装配工艺规程，进行装配和检验的技术依据；在机器使用和维修时，也需要通过装配图来了解机器的工作原理和构造。2、装配图的内容一张完整的装配图应包括以下内容：（1）一组视图用一组视图完整、清晰、准确的表达出机器的工作原理，各零件的相对位置及装配关系、连接方式和重要零件的形状结构。（2）必要的尺寸装配图上要有表示机器或部件的规格、装配、检验和安装时所需要的一些（部分）尺寸。（3）技术要求

技术要求就是说明机器或部件的性能和装配、调整、试验等所必须满足的技术条件。（4）零件的序号、明细栏和标题栏

装配图中的零件编号、明细栏用于说明每个零件的名称、代号、数量和材料等。标题栏包括零部件名称、比例、绘图及审核人员的签名等。03识读装配图装配图的表达方法装配图的表示法和零件图基本相同，都是通过各种视图、剖视图和断面图等来表示的，所以零件图中所应用的各种表示法都适用于装配图。1、装配图画法的基本规定

（1）两相邻零件的接触面和配合面只画一条线。但是，如果两相邻零件的基本尺寸不相同时，即使间隙很小，也必须画成两条线。图

配合间隙03识读装配图（2）相邻两个或多个零件的剖面线应有所区别，或者方向相反，或者方向一致但间隔不同，明显相互错开。如下图所示。但应注意：在装配图中，所有剖视图、断面图中同一零件的剖面线方向和间隔必须一致。这样有利于找出同一个零件的各个视图，想象其形状和装配关系。（3）对于紧固件以及实心的球、手柄、键等零件，若剖切平面通过其对称平面或轴线时，则这些零件均按不剖绘制；如需表明零件的凹槽、键槽、销、孔等构造，可用局部剖视表示。如下图所示。剖视03识读装配图2、装配图画法的特殊规定（1）拆卸画法：当某些零件的图形遮住了后面的需要表达的零件，或在某一视图上不需要画出某些零件时，可以拆去某些零件后再画；也可选择沿零件结合面进行剖切的画法。（2）单独表达某零件的画法：如所选择的视图已将大部分零件的形状、结构表达清楚，但仍有少数零件的某些方面还未表达清楚时，可单独画出这些零件的视图或剖视图。03识读装配图（3）假想画法：为了表示部件或机器的作用、安装方法，可将其他相邻零件、部件的部分轮廓用双点画线画出，假想轮廓的剖面区域内不画剖面线。当需要表示运动零件的运动范围或运动的极限位置时，可按其运动的一个极限位置绘制图形，再用细双点画线画出另一个极限位置的图形。03识读装配图3、装配图的简化画法（1）对于装配图中若干相同的零、部件组，如螺栓连接等，可以详细的画出一组，其余只需用细点画线表示其位置即可。如下图螺钉中心线所示。（2）在装配图中，对薄的垫片等不易画出的零件可将其涂黑。如下图的垫片。（3）在装配图中，零件的工艺结构，如小圆角、倒角、退刀槽、拔模斜度等可不画出。03识读装配图装配图尺寸、技术要求及零部件序号、明细栏1、尺寸标注装配图的作用是表达零、部件的装配关系，因此其尺寸标注的要求不同于零件图。不需要标注出每个零件的全部尺寸，只需要标注出规格尺寸、装配尺寸、安装尺寸、外形尺寸和其他重要尺寸五大类尺寸。（1）规格尺寸：说明部件规格或性能的尺寸，它是设计和选用产品时的主要依据。（2）装配尺寸：是保证部件正确安装，并说明配合性质及装配要求的尺寸。（3）安装尺寸：将部件安装到其他零、部件或基础上所需要的尺寸。（4）外形尺寸：机器或部件的总长、总宽、总高尺寸，它反映了机器或部件的体积大小，即该机器或部件在包装、运输和安装过程中所占据的空间的大小。（5）其他重要尺寸：除了以上四类尺寸外，在装配或使用中必须加以说明的尺寸，如运动零件的位移尺寸等。

需要说明的是：装配图上的某些尺寸有时兼备有几种意义，而且每一张图上也不一定都具有上述五类尺寸。在标注尺寸时，必须明确每一个尺寸的作用，对装配图没有意义的结构尺寸不需要注出。03识读装配图2、零、部件编号

在生产中，为便于图纸管理、生产准备、机器装配和看懂装配图，对装配图上的各零、部件都要编注序号和代号。序号是为了看图方便而编制的，代号是该零件或部件的图号或国标代号，零、部件图的序号和代号要和明细栏中的序号和代号相一致，不能产生差错。（1）一般规定①装配图上所有的零、部件都必须编注序号，规格相同的零件只编一个序号，标准化组件如滚动轴承、电动机等，可看成是一个整体编注一个序号。②装配图中零件序号应与明细栏中的序号一致。03识读装配图装配图尺寸、技术要求及零部件序号、明细栏（2）序号的组成装配图上的序号一般由指引线（细实线）、圆点（或箭头）、横线（或圆圈）和序号数字组成。图12-16序号的组成具体要求如下：①指引线不要与轮廓线或剖面线等图线平行；指引线之间不允许相交，但指引线允许弯折一次。②指引线末端不便画出圆点时，可在指引线末端画出箭头，箭头指向该零件的轮廓线。③序号数字比装配图中的尺寸数字大一号或大两号。03识读装配图装配图尺寸、技术要求及零部件序号、明细栏（3）零件组序号

对紧固件组或装配关系清楚的零件组，允许采用公共指引线。

零件组序号的组成（4）序号的排列零件的序号应沿水平或垂直方向按顺时针或逆时针方向排列，并尽量使序号间隔相等。03识读装配图装配图尺寸、技术要求及零部件序号、明细栏3、标题栏和明细栏

标题栏格式由前述的GB/T10609.1-1989确定；明细栏则由GB/T10609.2-1989规定绘制。

各个工厂企业有时也各有各自的标题栏、明细栏格式。

明细栏03识读装配图4第四部分任务解读任务1装配工艺规程的编制二一任务2装配、检测与调整主轴轴组04任务1装配工艺规程的编制任务1装配工艺规程的编制装配工艺规程制订的基本原则：1)保证产品的装配质量；2)缩短装配周期，提高生产率；3)合理安排装配工序，尽量减少钳工装配的工作量。4)尽量减少装配成本；5)装配工艺规程应做到正确、完整、协调、规范。6)充分利用现有生产条件，尽可能采用国内外先进

工艺技术。7)充分考虑安全生产和防止环境污染问题。04任务1装配工艺规程的编制内容、方法与步骤：1．研究产品图样及验收技术条件产品分析：2．装配尺寸链分析计算、装配结构工艺性分析3．将产品分解为独立的装配单元04任务1装配工艺规程的编制装配组织形式确定：全部的装配工作在一个固定的工作地上进行。装配过程中装配对象的位置不变，装配所需要的零部件都汇集在工作地附近。固定式装配移动式装配装配过程在装配对象的连续或间歇的移动中完成。04任务1装配工艺规程的编制装配方法

适用范围应用举例完全互换法

适用于零件数较少、批量很大、零件可用经济精度加工时

汽车、拖拉机、中小型柴油机、缝纫机及小型电机的部分部件不完全互换法

适用于零件数稍多、批量大、零件加工精度可适当放宽时机床、仪器仪表中的某些部件

分组法

适用于成批或大量生产中，装配精度很高，零件数很少，又不采用调整装配时

中小型柴油机的活塞与缸套、活塞与活塞销、滚动轴承的内外圈与滚子修配法

单件小批生产中，装配精度要求高且零件数较多的场合车床尾座垫板、滚齿机分度蜗轮与工作台装配后精加工齿形调整法

除必须采用分组法选配的精度配件外，调整法可用于各种装配场合机床导轨的楔形镶条、滚动轴承调整间隙的间隔套垫圈装配方法的选择：04任务1装配工艺规程的编制装配工艺规程确定：装配内容：装配顺序：清洗、刮削、平衡、过盈连接、螺纹连接、校正、检验、试车、油漆、包装等。先下后上，先内后外，先难后易，先精密后一般，先重后轻。04任务1装配工艺规程的编制装配工艺规程的整理与编写：

通常不需要编制装配工艺过程卡片，而是用装配工艺流程图来代替。装配时，工人按照装配图和装配工艺