《机械加工工艺》-模块二

项目一分析减速器传动轴任务引入减速器是原动机与工作机之间独立的减速机械传动装置。能降低转速和增大转矩。其中传动轴起支承齿轮、传递转矩和运动的作用。如图２－１所示减速器传动轴。其材料为４５钢。生产批量为中批生产。试拟订其机械加工工艺过程。【任务说明】１.分析轴类零件的功能及结构特点。２.分析轴类零件的加工精度要求。３.选择轴类零件材料、毛坯与热处理方法。下一页返回项目一分析减速器传动轴

【知识点、技能点】１。轴的类别与功能。２。轴的精度要求类别。３。轴类零件的材料类别。４。轴类零件的毛坯种类。５。轴类零件的热处理方法。任务分析分析报告。【课题任务】上一页下一页返回项目一分析减速器传动轴

分析不同轴类零件的结构、功能及其尺寸精度、几何形状精度和位置精度。介绍轴类零件的材料、毛坯和常用的热处理方法。【课题分析】轴类零件是机械及传动过程中的重要零件。其结构对功能有着重要影响。功用不同。则其材料、毛坯、热处理方法、精度和表面粗糙度要求也不同。相关知识一、轴类零件的功用及结构特点轴是组成机械的重要零件。它支承着其他转动件回转并传递转矩。同时它又通过轴承与机架连接。所有轴上零件都围绕轴心线做回转运动。形成一个以轴为基准的组合体———轴系部件。上一页下一页返回项目一分析减速器传动轴

轴类零件结构组成中具有许多外圆、轴肩、螺纹、螺尾退刀槽、砂轮越程槽和键槽等。外圆用于安装轴承、齿轮、带轮等。轴肩用于轴上零件和轴本身的轴向定位。螺纹用于安装各种锁紧螺母和高速螺母。螺尾退刀槽供加工螺纹时退刀用。砂轮越程槽用于完整磨削出外圆和端面等。键槽用来安装键。以传递扭矩。轴按受载情况可分为转轴、心轴和传动轴。１。转轴既支承传动机件又传递动力。即承受弯矩和扭矩两种作用。２。心轴只起支承旋转机件作用而不传递动力。即只承受弯矩作用。上一页下一页返回项目一分析减速器传动轴

心轴又可分为固定心轴(工作时不转动)和转动心轴(工作时轴转动)两种。３。传动轴主要传递动力。即主要承受扭矩作用。按几何轴线形状。轴可分为直轴、曲轴和钢丝软轴。按结构特点。轴可分为光轴、空心轴、阶梯轴、十字轴和曲轴等。如图２－２所示。二、轴类零件的加工精度要求１。尺寸精度轴颈是轴类零件的主要表面。其直径精度根据其使用要求通常为ＩＴ９~ＩＴ６。精密轴颈可达ＩＴ５。上一页下一页返回项目一分析减速器传动轴

２。几何形状精度轴颈的几何形状精度(圆度、圆柱度)一般应限制在直径公差范围内。几何形状精度要求较高时。可在零件图上另行规定其允许的公差。３。位置精度位置精度主要是指装配传动件的配合轴颈相对于装配轴承的支承轴颈的同轴度。通常是用配合轴颈对支承轴颈的径向圆跳动来表示的。根据使用要求。规定高精度轴径向圆跳动为０。００１~０.００５ｍｍ。而一般精度轴为０.０１~０.０３ｍｍ。三、轴类零件材料、毛坯及热处理合理选用材料和热处理要求。对提高轴类零件的强度和使用寿命有重要意义。上一页下一页返回项目一分析减速器传动轴

同时对轴的加工过程有极大的影响。１。轴类零件材料轴的常用材料是３５、４５、５０号优质碳素结构钢。对于受载较小或不太重要的轴。也可以用Ｑ２３５、Ｑ２７５等普通碳素结构钢。受力较大、轴的尺寸和重量受到限制以及有些特殊要求的轴可采用合金钢。球墨铸件和一些高强度铸铁由于铸造性能好。容易铸成复杂形状。且减振性能好。应力集中敏感性低。支点位移的影响小。故常用于制造外形复杂的轴。根据工作条件要求。轴可在加工前或加工后经过整体或表面处理以及表面强化处理(如喷丸、滚压等)和化学处理(如渗碳、渗氮、氮化等)。以提高其强度(尤其疲劳强度)或耐磨、耐腐蚀等性能。上一页下一页返回项目一分析减速器传动轴

２。轴类零件毛坯轴一般由轧制圆钢或锻件经切削加工制造。直径较小的轴可用圆棒料制造。重要的、大直径或阶梯直径变化较大的轴采用锻坯。为节约金属和提高工艺性。直径大的轴还可以制成空心的。带有焊接的或者锻造的凸缘。形状复杂的轴(如凸轮轴、曲轴)可采用铸造方式生产规模的大小决定毛坯的锻造方式。模锻件因需要昂贵的设备和专用锻模。成本高。故适用于大批量生产。单位小批量生产时。一般宜采用自由锻件。轴类零件的主要加工表面是外圆。不同精度等级和表面粗糙度要求的外圆表面。可采用不同的加工方案来获得。上一页下一页返回项目一分析减速器传动轴

３。轴类零件热处理轴的质量除与所选的钢材种类有关。还与热处理有关。轴的锻造毛坯在机械加工之前均需进行正火(低碳钢)或退火(高碳钢)处理。使钢材的晶粒细化。消除残余应力。改善切削性能。上一页返回项目二确定减速器传动轴加工工艺任务引入【任务说明】拟订中等复杂程度轴类零件加工工艺。【知识点、技能点】１。表面成形运动种类。２。外圆表面加工方法。任务分析传动轴加工工艺过程表。下一页返回项目二确定减速器传动轴加工工艺

【课题任务】如图２－１所示减速器传动轴。试初拟其加工工艺过程。【课题分析】本项目以典型轴类零件的加工工艺设计为载体。介绍了表面成形运动的概念。车削、磨削等典型外圆表面加工方法。然后根据所给零件图初拟加工工艺过程。最后。对学习效果进行评价并总结实训成果。学生在学习过程中。需要熟悉外圆表面的加工方案。具备初拟中等复杂轴类零件机械加工工艺过程的能力。相关知识一、零件表面切削加工成形方法与机床的运动上一页下一页返回项目二确定减速器传动轴加工工艺

１。零件表面切削加工成形方法与机床的运动在切削加工过程中。机床上的刀具和工件按一定的规律做相对运动。通过刀具对工件毛坯的切削运动。切除毛坯上的多余金属。从而得到要求的零件表面形状。机械零件的任何表面都可以看作是一条线(母线)沿另一条线(导线)运动的轨迹。如图２－３所示。平面是由一条直线(母线)沿另一条直线(导向)运动而形成的。圆柱面和圆锥面是由一条直线(母线)沿着一个圆(导向)运动而形成的。普通螺纹的螺旋面是由Ａ形线(母线)沿螺旋线(导向)运动而形成的。直线圆柱齿轮的渐开线齿廓表面是渐开线(母线)沿直线(导向)运动而形成的。母线和导线统称为发生线。切削加工中发生线是由刀具和切削刃与工件间的相对运动得到的。一般情况下。上一页下一页返回项目二确定减速器传动轴加工工艺

由切削刃本身或与工件相对运动配合形成一条发生线(一般是母线)。而另一条发生线则完全是由刀具和工件之间的相对运动而得到。刀具和工件之间的相对运动由机床来提供。２。机床的运动在加工过程中。必须形成一定形状的发生线(母线和导线)。才能获取所需的工件表面形状。因此。机床必须完成一定的运动。这种运动称为表面成形运动。此外。还有多种辅助运动。１)表面成形运动表面成形运动按其组成情况不同。可分为简单成形和复合成形运动两种。如果一个独立的成形运动是由单独的旋转运动或直线运动构成的。则此成形运动称为简单成形运动。上一页下一页返回项目二确定减速器传动轴加工工艺

例如。用车刀车削外圆柱面时。如图２－４(ａ)所示。工件的旋转运动Ｂ１产生圆导线。刀具纵向直线运动Ａ２产生直线母线。即加工出圆柱面。运动Ｂ１和Ａ２是两个相互独立的表面成形运动。因此。用车刀车削外圆属于简单成形运动。如果一个独立的成形运动是由两个以上的旋转运动或(和)直线运动。按某种确定的运动关系组合而成的。则此成形运动称为复合成形运动。例如。用螺纹车刀车削螺纹表面时。如图２－４(ｂ)所示。工件的旋转运动Ｂ１１和Ａ１２由于螺纹导程限定而不能彼此独立。它们必须保持严格的运动关系。因此。Ｂ１１和Ａ１２这两个简单运动组成了一个复合成形运动。又上一页下一页返回项目二确定减速器传动轴加工工艺

如。用齿轮滚刀加工直齿圆柱齿轮时。如图２－４(ｃ)所示。需要一个复合成形运动Ｂ１１、Ａ１２(展成运动)。而形成渐开线母线又需要一个简单直线成形运动Ａ２。才能得到整个渐开线齿面。根据成形运动中各单元运动在切削中所起的作用不同。其又可分为主运动和进给运动。２)辅助运动机床在加工过程中还需要一系列辅助运动。其功能是实现机床的各种辅助动作。为表面成形运动创造条件。它的种类很多。如进给运动前后的快进和快退。调整刀具和工件之间正确相对位置的调位运动、切入运动、分度运动。以及工件夹紧、松开等操纵控制运动。上一页下一页返回项目二确定减速器传动轴加工工艺

二、外圆表面加工１。外圆表面常用机械加工方法轴类、套类和盘类零件是具有外圆表面的典型零件。外圆表面常用的机械加工方法有车削、磨削和各种光整加工。车削加工是外圆表面最经济有效的加工方法。但就其经济精度来说。一般适于作为外圆表面粗加工和半精加工方法。磨削加工是外圆表面主要精加工方法。特别适用于各种高硬度和淬火后零件的精加工。光速加工是精加工之后进行的超精密加工方法(如滚压、抛光、研磨等)。适用于某些精度和表面质量要求很高的零件。由于各种加工方法所能达到的经济加工精度、表面粗糙度、生产率和生产成本各不相同。因此必须根据具体情况。上一页下一页返回项目二确定减速器传动轴加工工艺

选用合理的加工方法。从而加工出满足图纸要求的合格零件。２。外加表面的车削加工１)外圆车削的形式和加工精度车削外圆是一种最常见、最基本的车削方法。其主要形式如图２－５所示。车削外圆一般可分为荒车、粗车、半精车、精车和精细车。各种车削方案所能达到的加工精度和表面粗糙度各不相同。必须合理选用。详见表２－１。２)外圆车削工件的装夹方法外圆车削加工时。最常见的工件装夹见表２－２。上一页下一页返回项目二确定减速器传动轴加工工艺

三、外圆磨削加工用磨具以较高的线速度对工件表面进行加工的方法称为磨削。磨削加工是一种多刀多刃的高速切削方法。适用于零件精加工和硬表面的加工。磨削的工艺范围很广。可以划分为粗磨、精磨、细磨及镜面磨。各种磨削方案所能达到的经济加工精度和表面粗糙度值见表２－１。磨削加工采用的磨具(或磨料)具有颗粒小、硬度高、耐热性好等特点。因此可以加工较硬的金属材料和非金属材料。如淬硬钢、硬质合金刀具、陶瓷等。加工过程中同时参与切削运动的颗粒多。能切除极薄、极细的切屑。上一页下一页返回项目二确定减速器传动轴加工工艺

因而加工精度高、表面粗糙度值小。磨削加工作为一种精加工方法。在生产中得到广泛应用。目前。由于强力磨削的发展。也可以直接将毛坯磨削到所需要的尺寸和精度。从而获得较高的生产率。上一页返回项目三选择减速器传动轴加工机床任务引入【任务说明】正确选择轴类零件加工机床。【知识点、技能点】１。机床型号编制方法。２。车床类别。３。外圆磨床磨削方法。４。万能外圆磨床基本结构。任务分析传动轴机械加工各工序机床选择表。下一页返回项目三选择减速器传动轴加工机床【课题任务】初拟工艺规程后。就要考虑选择合适的设备实现对工件的加工。轴类零件主要由圆柱面构成。能够实现外圆柱面加工的机床有车床和外圆磨床等。本项目的主要任务是识别机床型号。掌握机床传动与运动计算、普通卧式车床的结构和外圆磨床的加工方法等。【课题分析】选择轴类零件加工设备。首先需了解普通卧式车床和万能外圆磨床。这两种类型的机床具有加工范围广、通用性强和普及率高等特点。故必须先掌握这两种机床的结构、功能和加工特点。本项目也介绍了金属切削机床的有关内容。包括机床型号的编制方法和机床的传动与运动计算等。使学生对轴类零件机床有一个较为全面的认识上一页下一页返回项目三选择减速器传动轴加工机床相关知识一、金属切削机床基础知识金属切削机床是用切削、磨削或特种加工方法加工各类金属工件。使之获得所要求的几何形状、尺寸精度和表面质量的机床。切削加工是机械制造过程中获取具有一定尺寸、形状和精度的零件的主要加工方法。所以机床是机械制造系统中最重要的组成部分。它为加工过程提供刀具与工件之间的相对位置和相对运动。为改变工件形状、质量提供能量。１。机床的分类目前金属切削的品种和规格繁多。为便于区别、使用和管理。上一页下一页返回项目三选择减速器传动轴加工机床需对机床进行分类。根据国家标准ＧＢ/Ｔ１５３７５—２００８«金属切削机床型号编制方法»。按工作原理的不同。机床可分为１１大类:车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、铣床、刨插床、拉床、锯床和其他机床。除了上述基本分类方法之外。根据机床的特征。还有其他分类方法。(１)按机床通用性程度。可分为通用机床(或称万能机床)、专门化机床和专用机床三类。通用机床适用于单件小批量生产。加工范围较广。可以加工多种零件的不同工序。例如普通车床、卧式镗床和万能升降台铣床等。专门化机床用于大批量生产。加工范围较窄。可加工不同尺寸的一类或几类零件的某一种(或几种)特定工序。上一页下一页返回项目三选择减速器传动轴加工机床例如精密丝杠车床、曲轴轴颈车床等。专用机床通常应用于成批及大量生产中。这类机床是根据工艺要求专门设计制造的。用于加工某一种(或几种)零件的某一特定工序。例如加工车床主轴箱的专用镗床和组合机床等。(３)按机床的质量和尺寸不同。可分为仪表机床、中型(一般)机床、大型机床(质量达１０ｔ)、重型机床(质量３０ｔ以上)和超重型机床(质量在１００ｔ以上)。(４)按机床自动化程度不同。可分为手动、机动、半自动和自动机床。(５)按机床主要工作部件的数目。可分为单刀机床、多刀机床、单轴机床和多轴机床等。上一页下一页返回项目三选择减速器传动轴加工机床２。机床型号的编制方法机床型号是机床产品的代号。用以简明地表示机床的类型、通用和结构特性、主要技术参数等。ＧＢ/Ｔ１５３７５—２００８规定。我国的机床型号由汉语拼音字母和阿拉伯数字按一定规律组合而成。适用于各类通用机床和专用机床(组合机床、特种加工机床除外)。１)通用机床型号的编制方法通用机床型号的编制方法如图２－７所示。上一页下一页返回项目三选择减速器传动轴加工机床(１)机床的类别代号。机床的类别代号用大写的汉语拼音字母表示。并按相应的汉字字意读音。当需要时。每类又可分为若干分类。分类代号用阿拉伯数字表示。放在类别代号之前。但第一分类不予表示。机床类别代号、分类代号及其读音见表２－４。(２)机床的通用特性和结构特性代号。通用特性代号位于类别代号之后。用大写汉语拼音字母表示。当某种类型机床除具有普遍性外。还有某种通用特性时。则在类别代号之后加上相应特性代号。如“ＣＫ”表示数控车床。如果同时具有两种通用特性时。则可按重要程度排列。用两个代号表示。如“ＭＢＧ”表示半自动高精度磨床。机床通用特性代号见表２－５。上一页下一页返回项目三选择减速器传动轴加工机床对于主参数相同。而结构、性能不同的机床。在型号中用结构特性区分。结构特性代号在型号中无统一含义。它在同类机床中主要起区分结构、性能等作用。当机床具有通用特性代号时。结构特性代号位于通用特性代号之后。用大写汉语拼音字母表示。如ＣＡ６１４０中的“Ａ”和“ＣＹ６１４０”中的“Ｙ”。均为结构特性代号。它们分别表示为沈阳第一机床厂和云南机床厂生产的基本型号的卧式车床。为了避免混淆。通用特性代号已用的字母的“Ｉ”和“Ｏ”都不能作为结构特性代号使用。(３)机床的组别和系列代号。组别和系列代号用两位阿拉伯数字表示。前一位表示组别。后一位表示系别。上一页下一页返回项目三选择减速器传动轴加工机床每类机床按其结构性能及使用范围划分为用数字０~９表示的１０个组。在同一组机床中。又按主参数、主要结构及布局形式划分为用数字０~９表示的１０个系。金属切削机床类、组、系别的划分见表２－６。(４)机床主参数、设计顺序号及第二主参数。机床主参数是表示机床规格大小的一种尺寸参数。在机床型号中。用阿拉伯数字给出主参数的折算值。位于机床系代号之后。折算系数一般是１/１０或１/１００。也有少数为１。例如。ＣＡ６１４０型卧式车床中主参数的折算值为４０(折算系数是１/１０)。其主要参数表示在床身导轨面上能车削工件的最大回转直径为４００ｍｍ。各类主要机床的主参数及折算系数见表２－７。上一页下一页返回项目三选择减速器传动轴加工机床(５)机床的重大改进顺序号。当机床的性能及结构有重大改进。并按新产品重新设计、试制和鉴定时。在原机床型号尾部按改进的先后顺序。用Ａ、Ｂ、Ｃ等汉语拼音字母加重大改进顺序号。(６)其他特性代号。其他特性代号用以反映各类机床的特性。如对于数控机床。可用来反映不同的数控系统。对于一般机床。可用来反映同一型号机床的变型等。其他特性代号可用汉语拼音字母或阿拉伯数字或二者的组合来表示。２)专用机床型号的编制方法上一页下一页返回项目三选择减速器传动轴加工机床如图２－８所示设计单位代号包括机床生产厂和机床研究单位代号(位于型号之首)。设计顺序号按各单位设计制造专用机床的先后顺序排列。例如。沈阳第一机床厂设计制造的第一种专用机床为专用车床。其型号为Ｓ１－００１。二、机床传动原理与运动计算１。机床的传动原理为了实现加工过程中所需的各种运动。机床必须具备以下三个基本部分。１)运动源运动源是为执行件提供动力和运动的装置。通常为电动机。上一页下一页返回项目三选择减速器传动轴加工机床如交流异步电动机、直流电动机、直流和交流伺服电动机、步进电动机和交流变频调速电动机等。２)传动件传动件是传递动力和运动的零件。如齿轮、链轮、带轮、丝杠、螺母等。除机械传动件外。还有液压传动和电气传动件等。３)执行件执行件是夹持刀具或工件执行运动的部件。常用执行件有主轴、刀架和工作台等。是传递运动的末端件。为了在机床上得到所需要的运动。必须通过一系列的传动件把运动源和执行件。上一页下一页返回项目三选择减速器传动轴加工机床或把执行件与执行件联系起来。以构成传动联系。构成一个传动联系的一系列传动件。称为传动链。根据传动链的性质。传动链可分为外联系传动链和内联系传动链两类。联系运动源与执行件的传动链。称为外联系传动链。它的作用是使执行件得到预定速度的运动。并传递一定的动力。此外。还起到使执行件变速和换向等作用。外联系传动链传动比的变化。只影响生产率或表面粗糙度。不影响加工表面的形状。因此。外联系传动链不要求两末端件之间有严格的传动关系。如卧式车床中。从主电动机到主轴之间的传动链就是典型的外联系传动链。联系两个执行件。以形成复合成形运动的传动链。称为内联系传动链。上一页下一页返回项目三选择减速器传动轴加工机床它的作用是保证两个末端件之间的相对速度或相对位移保持严格的比例关系。以保证被加工表面的性质。如在卧式车床上车螺纹时。连接主轴和刀具之间的传动链就属于内联系传动链。此时。必须保证主轴(工件)每转一转。车刀移动工件螺纹一个导程。才能得到要求的螺纹导程。又如。滚齿机的展成运动传动链也属于内联系传动链。在机床的运动分析中。为了便于分析机床运动和传动联系。常用一些简明的符号来表示运动源与执行件、执行件与执行件之间的传动联系。这就是传动原理图。图２－９所示为传动原理图常用的部分符号。上一页下一页返回项目三选择减速器传动轴加工机床２。机床的传动系统图和运动计算１)机床传动系统图机床的传动系统图是表示机床全部运动传动关系的示意图。它比传动原理图更准确、更清楚、更全面地反映了机床的传动关系。在传动系统图中一般用简单的规定符号代表各种传动元件。机床的传动系统通常画在一个能反映机床外形和各主要部件相互位置的投影图上。并尽可能绘制在机床外形的轮廓线内。图中的各传动元件是按照运动传递的先后顺序。以展开图的形式画出来的。该图只表示传动关系。并不代表各传动元件的实际尺寸和空间位置。在图中通常注明齿轮及蜗轮的齿数、带轮直径、丝杠的导程和头数、电动机功率和转数、传动轴的编号等。上一页下一页返回项目三选择减速器传动轴加工机床传动轴的编号。通常从运动源(电动机)开始按运动传递顺序。依次用罗马数字Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ表示。图２－１１所示为一台１２级变速中型卧式车床的主传动系统图。２)传动路线表达式为便于说明及了解机床的传动路线。通常把传动系统图数字化。即用传动路线表达式(传动结构表达式)来表达机床的传动路线。如图２－１１所示的车床主传动路线表达式如下:上一页下一页返回项目三选择减速器传动轴加工机床３)主轴转速计算根据主传动路线表达式可知。主轴正转时。利用各滑移齿轮组齿轮轴向位置的各种不同组合。主轴可得到３×２×２＝１２(级)正转转速。同理。当电动机反转时。主轴可得到１２级反转转速。４)运动计算机床运动计算通常有以下两种情况。(１)根据传动路线表达式提供的有关数据。确定某些执行件的运动速度或位移量。(２)根据执行件所需的运动速度、位移量。或有关执行件之间需要保持的运动关系。确定相应传动链中换置机构的传动比。以便进行调整。上一页下一页返回项目三选择减速器传动轴加工机床三、车床车床主要用于加工零件的各种回转表面。如内外圆柱表面、内外圆锥表面、成形回转表面和回转体的端面等。有些车床还能车削螺纹表面。由于大多数机器零件都具有回转表面。并且大部分需要用车床来加工。因此。车床是一般机器制造厂中应用最广泛的一类机床。占机床总数的３５％~５０％。在车床上。除使用车刀进行加工之外。还可以使用各种孔加工刀具(如钻头、铰刀、镗刀等)进行孔加工。或者使用螺纹刀具(丝锥、板牙)进行内、外螺纹加工。上一页下一页返回项目三选择减速器传动轴加工机床１。车削运动为形成工件加工表面形状。车床必须具备以下运动。１)主运动工件的旋转运动是车床的主运动。其功用是使工件得到所需要的切削速度。其特点是速度较高、消耗功率较大。２)进给运动刀具的直线移动是车床的进给运动。其功用是使毛坯上新的金属层被不断投入切削。以便切削出整个加工表面。３)辅助运动车床的切入运动以及刀架纵向或横向的快速运动。称为辅助运动。其功用是为表面成形运动创造条件。也是车床必不可少的运动。上一页下一页返回项目三选择减速器传动轴加工机床２。车床分类为适应不同的加工要求。车床分为很多种类。按其结构和用途不同。可分为卧式车床、立式车床、转塔车床、仿形车床、卡盘多刀车床、单轴自动车床、卧式多轴自动(半自动)车床、数控车床和加工中心等。１)卧式车床卧式车床类型较多。有普通型、万能型、轻型和重型卧式车床。普通型卧式车床包括普通型卧式车床(见图２－１３)、精密卧式车床、高精密卧式车床、卡盘车床和轴车床。万能型卧式车床包括万能卧式车床、精密万能卧式车床、马鞍车床、轻型万能卧式车床、长轴车床和万能卡盘车床。上一页下一页返回项目三选择减速器传动轴加工机床轻型卧式车床包括轻型卧式车床、精密轻型卧式车床、轻型马鞍车床、多用车床和家用车床。重型卧式车床包括基型车床、轻型卧式车床和加重型卧式车床。２)立式车床立式车床适合加工直径大而轴向尺寸相对较小(高度与直径之比Ｈ/Ｄ＝０.３２~０.８)且复杂的大型和重型零件。如各种机架和壳体类零件。立式车床可以进行内外圆柱面、圆锥面、端面、沟槽、切断及钻、扩、镗和铰孔等加工。借助于附加装置还可以车螺纹、车端面、仿形、铣削和磨削等。立式车床在结构布局上的主要特点是主轴垂直布置。并有一个直径很大的圆形工作台用以安装工件。上一页下一页返回项目三选择减速器传动轴加工机床工作台台面处于水平位置。使笨重工件的装夹和校正较为方便。图２－１４所示为双立柱式车床。立式车床通常用于单件小批量生产。一般加工精度为ＩＴ８。精密型可达ＩＴ７。工件几何精度:圆度为０.０１~０.０３ｍｍ。圆柱度为０.０１/３００ｍｍ。平面度为０.０２~０.０４ｍｍ。它是汽轮机、水轮机、重型电动机、矿山冶金等重型机械制造不可缺少的设备。３)转塔车床转塔车床与卧式车床相比。其主要结构特点是没有尾架和丝杠。而在尾架的位置上装有一个能纵向移动的多工位主切削刀架(如转塔刀架)。上一页下一页返回项目三选择减速器传动轴加工机床另外还具有辅助刀架(如前、后刀架)。能完成卧式车床上的各种加工工序。是一种多刀、多工位的高效机床。加工效率比卧式车床高２~３倍。转塔车床的调整需花费较多时间。适合成批生产。图２－１５所示为ＣＢ３４６３－１型自动转塔车床。４)仿形车床仿形车床是通过仿形刀架按样板或样件表面做纵、横向随动运动。使车刀自动复制出相应形状的被加工零件。适用于大批大量生产的圆柱形、圆锥形、阶梯形及其他成形旋转曲面的轴、套、盘、环类工件的车削加工。机床的仿形装置有机械仿形、液压仿形和电气仿形。机械仿形装置如图２－１６所示。由样板１、滚轮２、刀架３和工件４组成。刀架直接靠压在样板上进行仿形车削。其结构简单。但靠模压力大。上一页下一页返回项目三选择减速器传动轴加工机床样板容易磨损。仿形精度和效率低。一般只用于卧式车床改装。加工形状简单的工件。液压仿形车床的效率和精度较高。结构简单紧凑。加工质量稳定。并可采用可编程控制器(ＰＬＣ)进行电气控制。仿形车床加工形状复杂工件的生产率比卧式车床高出１５倍左右。工件形状越复杂、批量越大。效果越显著。一般仿形误差为０.０２~０.０５ｍｍ。加工表面粗糙度Ｒａ为３.２~１.６μｍ。尺寸精度为0.０２ｍｍ。圆度为０.００８ｍｍ。圆柱度为０.０２ｍｍ。５)卡盘多刀车床卡盘多刀车床是一种专门用于加工盘类、环类零件的外圆、内孔、端面、沟槽和倒角等的高效半自动车床。毛坯一般是铸件、锻件或冲压件。生产率比普通车床可提高３~５倍。上一页下一页返回项目三选择减速器传动轴加工机床加工精度:粗加工可达ＩＴ１０~ＩＴ９。表面粗糙度Ｒａ为６.３~３.２μｍ。精加工可达ＩＴ８~ＩＴ７。表面粗糙度Ｒａ为３.２~２.５μｍ。６)单轴自动车床单轴自动车床能按一定程序自动完成加工循环。主要用于棒料、盘类零件加工。一般采用凸轮和挡块或数控系统自动控制刀架、主轴箱的运动和其他辅助运动。７)卧式多轴自动(半自动)车床卧式多轴自动或半自动车床是一种高效自动化车床。有４轴、６轴和８轴三种。适合加工大批大量生产的复杂棒料、轴类和盘类零件上一页下一页返回项目三选择减速器传动轴加工机床广泛应用于汽车、拖拉机、轴承、纺织机械、军工和通用机械行业。按照工艺特征。卧式多轴自动车床可分为平行作业和顺序作业两种类型。８)数控车床数控车床与卧式车床一样。也是用来加工轴类或盘类的回转体零件。图２－１９所示为ＭＪ－５０数控车床。数控车床能自动完成内外圆柱面、圆锥面、圆弧面、端面和螺纹等工序的切削加工。并能进行切槽、钻孔、镗孔、扩孔、铰孔等加工。除此之外。数控车床还特别适合加工形状复杂、精度要求较高的轴类或盘类零件。数控车床具有灵活、通用性强、能适应产品的品种和规格频繁变化的特点上一页下一页返回项目三选择减速器传动轴加工机床９)车削中心车削中心是在数控卧式车床基础上发展起来的一种复杂加工机床。除具有一般两轴联动数控车床的各种车削功能外。车削中心的转塔刀架上有能使刀具旋转的动力刀座。主轴具有按轮廓成形要求连续回转(不等速回转)运动和进行连续精确分度的Ｃ轴功能。并能与Ｘ轴与Ｚ轴联运。控制轴除了Ｘ、Ｚ、Ｃ轴外。还有Ｙ轴。Ｘ、Ｙ、Ｚ轴交叉构成三维空间。可进行端面和圆周上任意部位的钻削、铣削和攻螺纹加工。在具有插补功能的条件下。还可以实现各种典型面的铣削加工。３。ＣＡ６１４０型卧式车床上一页下一页返回项目三选择减速器传动轴加工机床ＣＡ６１４０型卧式车床的工艺范围很广。适用于各种回转表面的加工。如车削内外圆柱面、圆锥面、环槽及成形回转面。车削端面及各种常用螺纹。进行钻孔、扩孔、铰孔、滚花、攻螺纹和套螺纹等工作。其加工的典型表面如图２－２０所示。ＣＡ６１４０型卧式车床的通用性很强。但机床的结构复杂且自动化程度低。加工过程中辅助时间较长。适用于单件、小批量生产及修理车间。四、外围磨床用磨料和磨具(砂轮、沙袋、油石等)对工件表面进行切削和加工的机床统称为磨床。磨床加工材料广泛。但主要用于磨削淬火钢和各种难加工材料。磨床可用于磨削内、外圆柱面和圆锥面、平面、螺旋面各种形成面及花键、齿轮导轨、刀具等。应用范围非常广泛。上一页下一页返回项目三选择减速器传动轴加工机床磨床一般用于非加工。但也可以将毛坯磨成成品。磨床的品种很多。约占全部金属切削机床的１/３。磨床的主要类型有外圆磨床、内圆磨床、坐标磨床、平面及端面磨床、工具磨床、刀具刃磨机床和各种专门化磨床(如曲轴磨床、凸轮轴磨床、花键轴磨床等)。还有砂袋磨床、光整加工机、抛光机、研磨机、超精加工机和数控磨床机等。１。外围磨床的磨削方法外围磨床是加工圆柱面、圆锥面或其他回转体的外表面和轴尖端面的磨床。外圆表面磨削一般在外圆磨床或无心外圆磨床上进行。也可采用磨带磨床磨削。在外围磨床上磨削工件外圆时。轴类零件常用顶尖装夹。其方法与车削时基本相同。但磨床所用顶尖不随工作一起转动。上一页下一页返回项目三选择减速器传动轴加工机床主轴与轴承的制造误差、轴承间隙、顶端的同轴度误差等就不会反映到工件上。可提高加工精度以及表面粗糙程度。磨削短又无中心孔的轴类工件时。可用三爪自定心卡盘或四爪单动卡盘装夹。在外圆磨床上常用的磨削方法有纵磨法、横磨法、综合磨法和深磨法。２。无心外圆磨床的磨削方法无心外圆磨床一般简称无心磨床。在无心磨床磨削工件外圆时。工件不用顶尖来定心和支承。而是直接将工件放在砂轮和导轮(用摩擦系数较大的树脂或橡胶做结合剂制成的刚玉砂轮)之间。由托板支承。以工件被磨削的外圆面作定位面。如图２－４２所示。砂轮１和导轮３的旋转方向相同。但由于磨削砂轮１的圆周速度很大(为导轮３的７０~８０倍)。故通过切向磨削力带动工件２旋转。上一页下一页返回项目三选择减速器传动轴加工机床但导轮３则依靠摩擦力限制工件２旋转(制作)。使工件２的圆周线速度基本上等于导轮３的线速度。从而在轮１和工件２间形成很大的速度差。产生磨削作用。改变导轮的转速。便可调节工件的圆周进给速度。无心磨削时。工件的中心必须高于磨削轮和导轮的中心连线。如图２－４３(ｂ)所示。这样便能使工件与磨削砂轮和导轮之间接触点不对称。于是工件上某些凸起的表面(即棱圆部分)在多次转动中被逐渐磨圆。如果托板的顶面是水平的。而且经调整使工件中心与磨削砂轮和导轮的中心处于同一高度。如图２－４３(ａ)所示。工件回转１８０°后。凸起的点与磨削砂轮接触。此时凹坑也正好与导轮相接触。凸起的点无法被磨平。上一页下一页返回项目三选择减速器传动轴加工机床此时工件外圆表面为一个等直径的棱圆。所以。工件中心高于砂轮和导轮的连心线是工件磨圆的关键。但高出的距离ｈ不能太大。否则导轮对工件的向上垂直力有可能引起工件跳动。影响加工表面质量。一般ｈ＝(0.１５~０.２５)ｄ。ｄ为工件直径。无心外圆磨床有两种磨削方法:纵磨法(贯穿磨削法)和横磨法(切入磨法)。３。Ｍ１４３２Ａ型万能外圆磨床Ｍ１４３２Ａ型万能外圆磨床的结构特点是具有内圆磨削装置及头架和磨头的回转装置。且头架主轴可带有顶尖或卡盘。主要用于磨削内外圆柱面、内外圆锥面、阶梯轴轴肩以及端面和简单的成形回转表面等。上一页下一页返回项目三选择减速器传动轴加工机床它属于普遍精度级机床。磨削精度可达ＩＴ７~ＩＴ６。表面粗糙度Ｒａ值为１.２５~０.０８μｍ。这种机床通用性强。但自动化程度较低。磨削效率不高。适用于工具车间、维修车间和单件小批生产类型。其主要参数:最大磨削直径为３２０ｍｍ。图２－４５所示为Ｍ１４３２Ａ型万能外圆磨床的外形图。床身１的纵向导轨上装有工作台８。台面上装有头架２和尾架５。用以夹持不同长度的工件。头架带动工件旋转。工作台由液压传动沿床身导轨往复移动。使工件实现纵向进给运动。工作台由上、下两层组成。其上部可相对下部在水平面内偏转一定的角度(一般不大于±１０°)。上一页下一页返回项目三选择减速器传动轴加工机床以便磨削锥度不大的圆锥面。砂轮架４安装在滑鞍６上。转动横向进给手轮７。通过横向进给机构带动滑鞍及砂轮架做快速进退或周期性自动切入进给。当将内圆磨具３放下时。可磨削内圆(图示处于抬起状态)。图２－４６所示为万能外圆磨床的典型加工方法。图２－４６(ａ)所示为用纵磨法磨削外圆柱面。图２－４６(ｂ)所示为扳转工作台用纵磨法磨削长圆锥面。图２－４６(ｃ)所示为扳动砂轮架用切入法磨削短圆锥面。图２－４６(ｄ)所示为扳动头架用纵磨法磨削圆锥面。图２－４６(ｅ)所示为用内圆磨具磨削圆柱孔。分析Ｍ１４３２Ａ型万能外圆磨床的典型加工方法可知。上一页下一页返回项目三选择减速器传动轴加工机床机床必须具备以下运动:外圆磨和内圆磨砂轮的旋转主运动。工件圆周进给运动。工件(工作台)往复纵向进给运动。砂轮横向进给运动。此外。机床还应有砂轮横向快速进退和尾架套筒缩回两个辅助运动。以便装卸工件。砂轮架是万能外圆磨床的重要部件。在图２－４５中砂轮架４用于支承并传动高速旋转的砂轮主轴。装在滑鞍６上。Ｍ１４３２Ａ型外圆磨床砂轮架结构如图２－４７所示。主轴的两端以锥体定位。前端通过压盘轴承１安装砂轮。末端通过锥体安装Ｖ带轮１３。并用轴端的螺母进行压紧。主轴由两个扇形轴瓦调位动压轴承来支承。每个轴承各由三块均布在主轴轴颈周围。包角约为６０°的扇形轴瓦１９组成。每块轴瓦上都由可以调节的球头螺钉２０支承。而球头螺钉的球面与轴瓦的球面经过配作。能保证有良好的接触刚度。并可使轴瓦灵活地绕球头螺钉自由摆动。上一页下一页返回项目三选择减速器传动轴加工机床螺钉的球头(支承点)位置在轴向处于轴瓦的正中。而在周向则与中间位置稍有偏离。其内表面与主轴轴颈间形成楔形间隙。于是在轴颈周围产生三个独立的压力油膜。使主轴悬浮在三块轴瓦的中间。形成液体摩擦作用。以保证主轴有较高的精度保持性。当砂轮主轴受磨削载荷而产生向某一轴瓦偏移时。这一轴瓦的楔隙变小。油膜压力升高。而在另一方向的轴瓦的楔隙变大。油膜压力减小。这样。砂轮主轴就能自动调节到原中心位置。保持主轴有高的旋转精度。轴承间隙用球头螺钉进行调整。调整时。先卸下封口螺钉２３、锁紧螺钉２２和螺套２１。然后转动球头螺钉。直到使轴瓦与轴径间的间隙合适为止(一般情况下。其间隙为０.０１~０.０２ｍｍ)。一般只调整最下面的一块轴瓦即可。调整好后。必须重新用螺套、锁紧螺钉将球头螺钉锁紧在壳体４的螺孔中。以保证支撑刚度。上一页返回项目四选择减速器传动轴加工刀具任务引入【任务说明】１。识别常用刀具。２。了解结构机械加工工艺过程。能独立选择合适的刀具。【知识点、技能点】１。刀具材料性能。２。常用刀具材料种类及适用范围。３。车刀切削部分的组成和正交平面参考系标注角度。４。车刀的种类。５。砂轮的特性与选择。下一页返回项目四选择减速器传动轴加工刀具

任务分析传动轴加工过程各工序刀具表。【课题任务】通过本项目的学习。实现学生对刀具的认知、识别。熟悉各类刀具的特点和分类。从而最终达到合理选择刀具的目的。【课题分析】刀具是工业生产的“牙齿”。没有合适的刀具。就无法加工出合格的产品。所以对于学生来说。刀具的识别和选择至关重要。本课题从常用刀具材料、刀具的切削角度、常用的外圆加工刀具(车刀和砂轮)几个方面进行分析。最后通过实例介绍外圆加工常用刀具的选择方法。上一页下一页返回项目四选择减速器传动轴加工刀具

相关知识一、刀具材料刀具材料是指刀具切削部分的材料。刀具切削性能的优劣取决于刀具材料、切削部分几何形状以及刀具的结构。切削加工生产率和刀具耐用度的高低、零件加工精度和表面质量的优劣等。在很大程度上都取决于刀具材料的选择是否合理。１。刀具材料应具备的性能金属切削过程中。刀具切削部分是在很大的切削力、较高的切削温度及剧烈摩擦等条件下工作的。同时。由于切削余量和工件材质不均匀或切削时形不成带状切屑。还伴随冲击和振动。为避免刀具迅速磨损或破损。刀具材料应具有以下基本性能。上一页下一页返回项目四选择减速器传动轴加工刀具

１)高的硬度和耐磨性硬度是刀具材料最基本的性能。刀具材料的硬度必须高于工件材料的硬度。以便刀具切入工件。在常温下刀具材料的硬度应在６０ＨＲＣ以上。耐磨性是刀具抵抗磨损的能力。在剧烈的摩擦下刀具磨损要小。一般来说。材料的硬度越高。耐磨性越好。刀具材料含有耐磨的合金碳化物越多、晶粒越细、分布越均匀。耐磨性越好。２)足够的强度和韧性刀具材料只有具备足够的强度和韧性。才能承受较大的切削力和切削时生产的振动。以防刀具断裂和崩刃。上一页下一页返回项目四选择减速器传动轴加工刀具

３)较高的耐热性高耐热性是指刀具在高温下仍能保持原有的硬度、强度、韧性和耐磨性的性能。４)良好的工艺性为便于刀具本身的制造。刀具材料还应具有良好的工艺性能。如切削性能、磨削性能、焊接性能及热处理性能等。５)经济性经济性是评价刀具材料的重要性能指标之一。刀具材料的价格低廉则便于推广。有些材料虽然单件成本很高。但因其使用寿命长。故分摊到每个工件上的成本不一定很高。上一页下一页返回项目四选择减速器传动轴加工刀具

２。常用刀具材料常用刀具材料有碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、硬质合金、陶瓷、立方氮化硼和金刚石等。碳素工具钢及合金工具钢因耐磨性、耐热性较差。故仅用于手工切削或切削速度较低的刀具。如手用丝锥、铰刀等。目前。在生产中所用的刀具材料主要是高速钢和硬质合金两类。各类刀具材料硬度和韧性如图２－４８所示。１)高速钢高速钢是含有较多的钨(Ｗ)、钼(Ｍｏ)、铬(Ｃｒ)、钒(Ｖ)等合金元素的高合金工具钢。用于制造高速切削刃具。其主要性能特点是热硬性高、淬透性强。空冷即可淬火。俗称锋钢或白钢。上一页下一页返回项目四选择减速器传动轴加工刀具

高速钢按切削性能可分为普通高速钢和高性能高速钢。２)硬质合金硬质合金是用高硬度、难熔的金属碳化物(ＷＣ、ＴｉＣ等)和金属黏合剂(Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｏ等)在高温条件下烧结而成的粉末冶金制品。硬质合金的常温硬度达８９~９３ＨＲＡ。在８００℃~１０００℃时硬质合金还能进行切削。刀具寿命比高速钢刀具高几倍到几十倍。可以加工包括淬硬钢在内的多种材料。但硬质合金的抗弯强度低。冲击韧性差。使用中很少制成整体刀具。一般制成各种形状的刀片焊接或夹固在刀体上。ＩＳＯ(国际标准化组织)把切削用硬质合金分为三类:Ｐ类、Ｋ类和Ｍ类。上一页下一页返回项目四选择减速器传动轴加工刀具

二、金属切削刀具几何角度的选择金属切削加工的刀具种类很多。尽管有的刀具结构相差很大。但刀具切削部分却具有相同的几何特征。其中较典型、较简单的是车刀。其他刀具的切削部分可以看成是以车刀为基本形态演变而来的刀具。因此以车刀为例来介绍刀具几何角度。１。刀具切削部分的组成车刀由刀头和刀杆组成。如图２－４９所示。刀杆用于夹持刀具。又称夹持部分。刀头用于切削。又称为切削部分。切削部分由三个面、两条切削刃和一个刀尖组成。前刀面Ａγ:切削过程中切屑流出所经过的刀具表面。上一页下一页返回项目四选择减速器传动轴加工刀具

主后刀面Ａα:切削过程中与工件上加工表面相对的刀具表面。副后刀面Ａ′α:切削过程中与工件上已加工表面相对的刀具表面。主切削刃ｓ:前刀面与主后刀面的交线。它担负着主要的切削工作。副切削刃ｓ′:前刀面与副后刀面的交线。它配合主切削刃完成切削工作。刀尖是主切削刃和副切削刃的交点。为了改善刀尖的切削性能。常将刀尖磨成直线或圆弧形过渡刃。不同类型的刀具。其刀面、切削刃的数量不完全相同。上一页下一页返回项目四选择减速器传动轴加工刀具

２。刀具的切削角度刀具要从工件上切除材料。就必须有一定的切削角度。切削角度决定了刀具切削部分各表面之间的相对位置。定义刀具的几何角度需要建立参考关系。在刀具设计、制造、刃磨和测量时用于定义刀具几何参数的参考系称为标注角度参考系或静止参考系。在次参考系中定义的角度称为刀具的标注角度。下面主要介绍刀具静止参考系中常用的正交平面参考系。１)正交平面参考系正交平面参考系是由基面Ｐｒ、切削面Ｐｓ和正交平面Ｐｏ三个平面组成的空间直角坐标系。如图２－５０所示。上一页下一页返回项目四选择减速器传动轴加工刀具

基面Ｐｒ是指过主切削刃上的选定点并垂直于该点假定切削速度方向的平面。切削平面Ｐｓ是指过主切削刃上的选定点。与主切削刃相切。并垂直于该点基面的平面。正交平面Ｐｏ是指通过主切削刃上的选定点。同时垂直于该点基面和切削平面的平面。２)刀具的标注角度如图２－５１所示。在正交平面内标注的角度有以下几种。上一页下一页返回项目四选择减速器传动轴加工刀具

前角γｏ是指前刀面与基面之间的夹角。前刀面与基面平行时前角为零。刀尖位于前刀面最高点时。前角为正。刀尖位于前刀面最低点时。前角为负。前角对刀具切削性能影响很大。后角αｏ是指后刀面与切削平面之间的夹角。刀尖位于后刀面最前点时。后角为正。刀尖位于后刀面最后点时。后角为负。后角的主要作用是减小后刀面与工作表面之间的摩擦。在基面内标注的角度有以下几种。主偏角κｒ是指主切削刃在基面上的投影与假定进给方向之间的夹角。主偏角一般为０°~９０°。副偏角κ′ｒ是指副切削刃在基面上的投影与假定进给反方向之间的夹角。上一页下一页返回项目四选择减速器传动轴加工刀具

在切削平面内标注的角度是刃倾角λｓ。刃倾角λｓ是指主切削刃与基面之间的夹角。切削刃与基面平行时。刃倾角为零。刀尖位于刀刃最高点时。刃倾角为正。刀尖位于刀刃最低点时。刃倾角为负。如图２－５２所示。在副正交平面内标注的角度有副后角α′０。参照主切削刃的研究方法。在副切削刃上同样可以定义标注的角度有副后角α′０。是指副后刀面与副切削平面之间的夹角。３。刀具的工作角度刀具的标注角度是在假定运动条件和假定安装条件情况下得出的。实际上。在切削中。由于进给运动的影响。上一页下一页返回项目四选择减速器传动轴加工刀具或刀具相对于工件安装位置发生变化时。会使刀具的实际切削角度发生变化。刀具在工作状态下的切削角度。称为刀具的工作角度。工作角度记作γｏｅ、αｏｅ、κｒｅ、λｓｅ、α′ｏｅ等。三、车刀车刀是金属切削加工中应用最广的一种刀具。种类很多。车刀按用途可分为外圆车刀、端面车刀、仿形车刀、切断车刀、内孔车刀和螺纹车刀等。如图２－５７所示。车刀按结构可分为整体式、焊接式、机夹式和可转位式。如图２－５８所示。上一页下一页返回项目四选择减速器传动轴加工刀具

１。整体式车刀整体式车刀的刀头部分和刀杆部分为同一种材料。用作整体式车刀的刀具材料一般为整体高速钢。因为高速钢具有较高的强度和韧性。故比较适合用于制造整体式刀具。切削加工中。刀具钝化以后需要进行刃磨。２。焊接式车刀焊接式车刀是将硬质合金刀片钎焊在碳素结构钢刀柄刀槽内的车刀。其优点是结构简单、制造方便。可按需刃磨。并且刚性好。故得到广泛使用。上一页下一页返回项目四选择减速器传动轴加工刀具

１)刀片选择主要是选择刀片材料和刀片型号。首先是根据被加工材料合理地选择硬质合金刀片材料。其次刀片型号也很重要。刀片型号用一个字母和三个数字表示:第一个字母和第一个数字表示刀片形状。后两位数字表示刀片的主要尺寸。若个别结构尺寸不同。则在后两位数字后再加一个字母。以便区别。若为左切刀片。则在型号末尾标以字母“Ｚ”。右切刀片末尾不标代号。２)刀槽的形状和尺寸常用的刀槽形状有开口槽、半封闭槽、封闭槽和切口槽四种。如图２－５９所示。上一页下一页返回项目四选择减速器传动轴加工刀具

(１)开口槽。制造简单。焊接面积最小。刀片内应力小。适用于Ａ１、Ｃ３、Ｃ４、Ｂ１、Ｂ２型刀片。(２)半封闭槽。刀片焊接面积大。刀片焊接牢靠。制造时只能用立铣刀单件加工。生产效率低。适用于Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ６、Ｂ３和Ｄ１型刀片。(３)封闭槽和切口槽。刀片焊接面积最大。刀片焊接牢靠。焊接后。刀片内应力大。易产生裂缝。适用于Ｃ１刀片。３)车刀刀柄与刀头形状尺寸刀柄横刨面形状有矩形、正方形和圆形三种。其中以矩形刀柄应用最多。因为在矩形刀柄上铣出刀槽后。强度削弱不多。上一页下一页返回项目四选择减速器传动轴加工刀具

当刀柄高度受到限制时。可增加宽度做成正方形。以提高刚度和强度。常用于内孔车刀和自动车床的车刀。刀柄的长度一般取其高度的６倍。内孔车刀的刀柄。其工作部分横刨面形状一般做成圆形。长度需大于工件孔深。刀头形状可分为直头和偏头两种。常用焊接式车刀如图２－６０所示。３。机夹式车刀机夹式车刀是采用机械夹固方式。将预先刃磨好但不能转位使用的刀片或刀头夹紧在刀柄上的车刀。有的刀片或刀头磨损后。可卸下刃磨后再继续使用。目前常用的机夹式车刀有切断车刀、切槽车刀、螺纹车刀和大型车刨刀。上一页下一页返回项目四选择减速器传动轴加工刀具

常用机夹式车刀的夹紧结构形式有上压式、自锁式和弹性压紧式。如图２－６１所示。按国际标准生产的机夹式切断车刀和内、外螺纹车刀都采用上压式。如图２－６２所示。且一般都采用Ｖ形槽底的刀片。以防止切削受力后刀片发生转动。４。可转位车刀如图２－６３所示。可转位车刀是用机械夹固方法。将可转位刀片夹紧在刀柄上的车刀。可转位车刀主要由刀片、刀垫、夹紧元件和刀柄组成。与焊接车刀相比。它避免了焊接、刃磨所引起的内应力。可使用涂层刀片。上一页下一页返回项目四选择减速器传动轴加工刀具

有合理槽型和几何参数。刀片转位迅速、更换方便。因而具有较高的寿命和生产率。并且能实现一刀多用。减少刀具储备量。简化了刀具管理工作。四、砂轮砂轮是磨削加工中最主要的一类磨具。砂轮是在磨料中加入结合剂。经压坯、干燥和焙烧而制成的多孔体。由于磨料、结合剂及制造工艺等不同。砂轮的特性差别很大。因此对磨削的加工质量、生产率和经济性有着重要影响。砂轮的特性主要是由磨料、粒度、结合剂、硬度、组织、形状和尺寸等因素决定的。上一页下一页返回项目四选择减速器传动轴加工刀具

１。磨料磨料是砂轮的主要组成成分。它应具有很高的硬度、耐磨性、耐热性和一定的韧性。以承受磨削时的切削热和切削力。同时还应具备锋利的尖角。以利于磨削金属。常用磨料代号、特点及适用范围见表２－１３。２。粒度粒度是指磨料颗粒尺寸的大小。粒度分为磨粒和微粒两类。颗粒尺寸大于４０μｍ的磨料称为磨粒。用筛选法分级。粒度号以磨粒通过的筛网上每英寸长度内的孔眼数表示。如６０＃的磨粒表示其大小刚好能通过每英寸长度上有６０孔眼的筛网。上一页下一页返回项目四选择减速器传动轴加工刀具

颗粒尺寸小于４０μｍ的磨料称为微粉。微粉用显微测量法分级。用Ｗ和后面的数字表示粒度号。其Ｗ后的数值代表微粉的实际尺寸。如Ｗ２０表示微粉实际尺寸为２０μｍ。砂轮的粒度对磨削表面的表面粗糙度和磨削效率影响很大。磨粒粗。磨削深度大。生产率高。但表面粗糙度值大。反之。则磨削深度均匀。表面粗糙度值小。因此。粗磨时一般选粗粒度。精磨时选细粒度。磨软金属时。多选用粗磨粒。磨削脆而硬的材料时。则选用较细的磨粒。粒度的选用见表２－１４。３。结合剂结合剂是把磨粒黏结在一起组成磨具的材料。砂轮的强度、抗冲击性、耐热性及耐腐蚀性。主要取决于结合剂的种类和性质。上一页下一页返回项目四选择减速器传动轴加工刀具

常用结合剂的种类、性能及适用范围见表２－１５。４。硬度砂轮硬度是指砂轮工作时。磨粒在外力作用下脱落的难易程度。砂轮硬。表示磨粒难以脱落。砂轮软。表示磨粒容易脱落。砂轮的硬度等级及代号见表２－１６。５。组织砂轮的组织是指组成砂轮的磨粒、结合剂、气孔三部分体积的比例关系。通常以磨粒所占砂轮体积的百分比来分级。砂轮有三种组织状态:紧密、中等、疏松。细分成０~１４号。共１５级。组织号越小。上一页下一页返回项目四选择减速器传动轴加工刀具

磨粒所占比例越大。砂轮越紧密。反之。组织号越大。磨粒比例越小。砂轮越疏松。见表２－１７。６、形状和尺寸砂轮的形状和尺寸是根据磨床类型、加工方法及工件的加工要求来确定的。砂轮的特性均标记在砂轮的侧面上。其顺序是形状代号、尺寸、磨料、粒度号、硬度、组织号、结合剂和线速度。例如。外径３００ｍｍ。厚度５０ｍｍ。孔径７５ｍｍ。棕刚玉。粒度６０。硬度Ｌ。５号组织。陶瓷结合剂。最高工作线速度３５ｍｍ/ｓ的平行砂轮。其标记:砂轮１－３００×５０×７５－Ａ６０Ｌ５Ｖ－３５ｍｍ/ｓ。上一页下一页返回项目四选择减速器传动轴加工刀具

任务实施传动轴加工过程各工序刀具选择练习。通过分析。结合介绍的机械加工工艺规程。选择各工序的刀具。见表２－１９。上一页返回项目五确定减速器传动轴加工余量和工序尺寸任务引入【任务说明】１.独立查阅机械加工工艺手册。选择需要的数据。２.分析、计算轴类工序尺寸和加工余量。【知识点、技能点】１.通过机械加工工艺手册查阅加工余量的方法。２.轴类零件工序尺寸确定方法。３.轴类零件各类工艺方法及加工精度与公差的查阅和确定方法。下一页返回项目五确定减速器传动轴加工余量和工序尺寸任务分析传动轴详细机械加工工艺过程表。【课题任务】培养学生分析轴类零件的主要加工尺寸。确定毛坯总余量及工序余量。查阅相关工艺资料。分析正确的轴类零件机械加工工序尺寸。【课题分析】工序尺寸是工序卡中工序简图的重要信息。是机床操作人员完成工序任务的重要依据。也是检验员检测零件和产品的重要参照。正确确定工序尺寸和加工余量。对于机械加工工艺至关重要。通过本项目的学习。学生能够学会轴类零件工序尺寸和加工余量的确定方法。能够独立完成中等复杂轴类零件工序尺寸和加工余量的确定。上一页下一页返回项目五确定减速器传动轴加工余量和工序尺寸相关知识一、加工余量和工序尺寸的确定１。工序尺寸及其公差的确定工序尺寸及其公差的确定与加工余量大小、工序尺寸标注方法及定位基准的选择和变换有着密切的关系。工序尺寸的确定有两种情况:工序尺寸与设计基准重合。工序基准与设计基准不重合。当工序基准与设计基准不重合时。工序尺寸的确定需通过尺寸链计算来解决。当工序基准与设计基准重合时。工序尺寸与设计尺寸和加工余量有关。前后两道工序的工序尺寸仅相差工序加工余量。工序尺寸的计算可从最后一道工序开始逐步向前推算。工序尺寸的公差一般按经济精度加工。但当加工面需作定位基准用时。上一页下一页返回项目五确定减速器传动轴加工余量和工序尺寸可按定位精度的要求提高其加工精度。偏差的取向一般按入体方向选取。下面阐述几种常见情况的工序尺寸及其公差的确定方法。１)从同一基准对同一表面多次加工时工序尺寸及其公差的确定属于这种情况的有内外圆柱面和某些平面加工。计算时只需考虑各工序的余量和该种加工方法所能达到的经济精度。其计算顺序是从最后一道工序开始向前推算的。计算步骤如下。(１)确定各工序余量和毛坯总余量。(２)确定各工序尺寸公差及表面粗糙度。最终工序尺寸公差等于设计公差。表面粗糙度为设计表面粗糙度。上一页下一页返回项目五确定减速器传动轴加工余量和工序尺寸其他工序公差和表面粗糙度按此工序加工方法的经济精度和表面粗糙度确定。(３)求工序基本尺寸。从零件图的设计尺寸开始。一直往前推算到毛坯尺寸。某工序基本尺寸等于后道工序基本尺寸加上(对于外形尺寸)或减去(对于内形尺寸)后道工序余量。(４)标注工序尺寸公差。最后一道工序按设计尺寸公差标注。其余工序尺寸制造偏差应按入体原则标注为单向公差。２)基准变换后。工序尺寸及其公差的确定在零件的加工过程中。为了便于工件的定位或测量。有时难以采用零件的设计基准作为定位基准或测量基准。这时就需要应用工艺尺寸链的原则进行工序尺寸及偏差的计算。上一页下一页返回项目五确定减速器传动轴加工余量和工序尺寸(１)测量基准与设计基准不重合时须采用工艺尺寸链方法计算工艺尺寸及其公差。在工件加工过程中。有时会遇到一些表面加工之后。按设计尺寸不便直接测量的情况。因此需要在零件上另选一容易测量的表面作为测量基准进行测量。以间接保证设计尺寸的要求。这时就需要进行工艺尺寸的换算。(２)定位基准与设计基准不重合时工序尺寸计算。在零件加工过程中有时为方便定位或加工。常选用不是设计基准的几何要素作定位基准。在这种定位基准与设计基准不重合的情况下。需要利用工艺尺寸链计算引入的工序尺寸。并通过该工序尺寸的加工来间接保证设计尺寸的精度。上一页下一页返回项目五确定减速器传动轴加工余量和工序尺寸(３)中间工序的工序尺寸及其公差。在工件加工过程中。有时一个基面的加工会同时影响两个设计尺寸的数值。这时。需要直接保证其中公差要求较严的一个设计尺寸。而另一设计尺寸需由该工序前面的某一中间工序的合理工序尺寸间接保证。为此。需要对中间工序尺寸进行计算。(４)表面处理时需采用工艺尺寸链方法计算工艺尺寸及其公差。表面处理一般分渗层和镀层。镀层后不加工。而渗层后还要加工。零件渗碳或渗氮后。表面一般要经磨削保证尺寸精度。同时要求磨后保留有规定的渗层深度。这就要求在进行渗碳或渗氮热处理时应保证一定的渗层深度及偏差(用控制热处理时间保证)。上一页下一页返回项目五确定减速器传动轴加工余量和工序尺寸并对这一合理渗层深度及偏差进行计算。２。确定加工余量的方法１)查表修正法根据工艺手册或工厂中的统计经验资料查表。并结合工厂的实际情况进行适当修正来确定加工余量。这种方法目前应用最广。查表时应注意表中的数据为公称值。对称表面(轴孔等)的加工余量是双边余量。非对称表面的加工余量是单边余量。２)经验估计法根据实践经验确定加工余量。为防止加工余量不足而产生废品。往往估计的数值偏大。因而这种方法只适用于单件、小批生产。上一页下一页返回项目五确定减速器传动轴加工余量和工序尺寸３)分析计算法分析计算法是根据加工余量计算公式和一定的试验资料。通过计算确定加工余量的一种方法。根据影响加工余量的因素。可得出加工余量的计算式。对于单边余量(如平面):对于双边余量(如回转面):上一页下一页返回项目五确定减速器传动轴加工余量和工序尺寸分析计算法确定的加工余量比较经济合理。但目前比较全面可靠的数据不齐全。只有在材料数量十分贵重以及军工生产或少数大量生产的工厂中采用。这里主要运用查表法。查阅有关机械加工工艺手册。确定主要加工表面的工序余量及毛坯总余量。具体实施过程是按工艺路线的安排。逐步确定各工序的加工余量。关于加工余量的选择。一般应不小于文献中查到的参考数值。若小于此参考数值。则不能消除工件表面残留的各种缺陷和误差。会造成次品或废品。故加工余量可选择等于或略大于文献中查到的参考数值。选择加工余量等工艺参数是一项经验性较强的工作。有时需要适当地进行圆整。上一页下一页返回项目五确定减速器传动轴加工余量和工序尺寸任务实施传动轴详细机械加工工艺过程内容(包括各工序尺寸)填表练习。通过分析。结合相关内容。可得传动轴较为详细的机械加工工艺过程。见表２－２６。上一页返回项目六选择减速器传动轴机械加工切削用量任务引入【任务说明】１.通过机械加工工艺手册查阅轴类零件切削用量。２.合理选择轴类零件切削用量。【知识点、技能点】１.通过机械加工工艺手册查阅轴类零件切削用量的方法。２.合理选择轴类零件切削用量的方法。任务分析传动轴机械加工各工序切削用量计算过程与结果。下一页返回项目六选择减速器传动轴机械加工切削用量【课题任务】本项目主要实现图２－１所示减速器传动轴类零件主要工序切削用量的确定。通过此项目的学习。培养学生查阅机械加工工艺手册等资料及合理选择切削用量的能力。【课题分析】切削用量三要素是机械加工的重要参数。可以通过查表法、经验估计法和参照比较法等方法来确定。本项目主要采用查表法和经验估计法来确定传动轴主要工序的切削用量。相关知识切削用量对于生产加工至关重要。上一页下一页返回项目六选择减速器传动轴机械加工切削用量产品的表面质量和生产率都与切削用量有着密切的关系。正确选择切削三要素(切削速度、进给量和背吃刀量)对生产加工至关重要。也是机械加工工艺设计的重要内容。但需要工艺设计人员具有一定的实践经验。本课题将对主要工序的切削用量的选择方法进行介绍一、工序２０工序２０:车端面。打中心孔。１。车端面查表２－２７硬质合金车刀粗车外圆和端面的进给量。由工件直径为４０ｍｍ。选取硬质合金车刀。刀杆尺寸为１６ｍｍ×２５ｍｍ。背吃刀量为３ｍｍ。进给量为０.４ｍｍ。上一页下一页返回项目六选择减速器传动轴机械加工切削用量２。打中心孔选择转速６００ｒ/ｍｉｎ。开始钻时。进给速度应该慢些。二、工序３０工序３０:粗车右端外圆。(１)选取焊接式硬质合金刀。刀杆尺寸选择１６ｍｍ×２５ｍｍ。查表２－２７可得:背吃刀量为４ｍｍ。进给量为０.４ｍｍ。选择切削速度。工件材料４５号钢(含碳量为０.４５％)为中碳钢(含碳量介于０.３％到０.６％之间)。上一页下一页返回项目六选择减速器传动轴机械加工切削用量选取切削速度为１００ｍ/ｍｉｎ。对于直径为４０ｍｍ的外圆。其主轴转速为上一页返回项目七选择减速器传动轴检验方法和量具任务引入【任务说明】１。使用游标卡尺和千分尺测量轴类零件。２。读取游标卡尺和千分尺的测量数值。【知识点、技能点】１。游标卡尺、千分尺和百分表的使用方法。２。游标卡尺、千分尺和百分表的读数方法。任务分析测量数据表。下一页返回

项目七选择减速器传动轴检验方法和量具

【课题任务】本课题主要讲解游标卡尺、千分尺和百分表的结构、使用方法和读数原理。培养学生在轴类零件加工中合理使用量具的能力。培养学生准确读取和测量数据的能力。【课题分析】生产加工过程中经常需要对轴类零件进行检验和测量。这就要用到游标卡尺、千分尺和百分表等量具。掌握此类量具的使用方法显得尤为重要。通过此课题的实训。学生能够独立实现对轴类零件的相关测量和检验。上一页下一页返回

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相关知识一、游标卡尺游标卡尺是一种应用游标原理制成的量具。由于其具有结构简单、使用方便、测量范围较大等特点。故在生产中最为常用。游标卡尺按所测量位置的尺寸分为普通长度游标卡尺、深度游标注尺和高度游标卡尺。１。普通游标卡尺的结构游标卡尺的式样很多。现以常用的双用游标卡尺为例来说明。其结构形状如图２－６７所示。它主要由主尺７和游标６组成。旋松固定游标的锁紧螺钉５即可进行测量。上一页下一页返回

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下量爪１、２用来测量工件的外径和长度。上量爪３、４可以测量孔径或槽宽。深度尺８用来测量工件的深度尺寸。测量时移动游标。使量爪与工件接触。取得尺寸后。最好把锁紧螺钉旋紧后再读数。以防尺寸变动。２。游标卡尺读数原理读数装置由主尺和游标两部分组成。主尺读取被测数值的整数部分。而小于１ｍｍ的小数部分则由游标读取。设主尺每格刻线间隔为ａ(一般为１ｍｍ)。游标每格刻线间隔为ｂ。游标上的刻线数为ｎ。若令(ｎ－１)ａ＝ｎｂ。则ａ－ｂ＝ａ/ｎ。因主尺ａ＝１ｍｍ。故ａ－ｂ＝１/ｎ。上一页下一页返回

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由上述可知。主尺上每格与游标上每格刻线间距不相同。即始终有一差量。其值等于１/ｎ。参见图２－６８。在图２－６８(ａ)中。ｎ＝１０时。ａ－ｂ＝１/１０ｍｍ(此时ｂ＝０.９ｍｍ)。在图２－６８(ｂ)中。ｎ＝２０时。ａ－ｂ＝１/２０ｍｍ(此时ｂ＝０.９５ｍｍ)。在图２－６８(ｃ)中。ｎ＝５０时。ａ－ｂ＝１/５０ｍｍ(此时ｂ＝０.９８ｍｍ)。３。游标卡尺读数方法以图２－６９为例。图中被测数值ｘ由两部分组成。上一页下一页返回

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其中整数部分可由主尺读出(图中为１５ｍｍ)。而小数部分ｙ则由游标读出。从游标零线向右看。找到与尺身上相重合的线(第四条线)。从游标与尺身相重合的线(第４条线)向左看。要读出的小数值ｙ正好为尺身每格与游标每格差值的累积值。所以要读的被测数值为ｘ＝１５＋４×０.１。游标上已经将４×０.１直接刻出了。不用去数有多少格。为了快速读数。下面介绍一种简单方法。(１)先看与游标零线靠近的