第2章 典型零件加工.ppt

1、第二章 典型零件加工,第一节 轴、套类零件加工 第二节 箱体类零件加工 第三节 圆柱齿轮加工,第一节 轴、套类零件加工,一、轴类零件概述 (一)轴类零件功用与结构特点 轴类零件是机器中的主要零件之一它通常被用于支承传动零件(回轮、带轮等).承受载荷、传递转矩以及保证装在轴上的零件的回转精度。轴是旋转体零件.其长度大于直径。其加工表面通常有内外圆柱面、圆锥面、螺纹、花键、横孔、沟槽等。图2一1为几种结构形状的轴类零件。,下一页,返回,第一节 轴、套类零件加工,轴类零件的分类方式较多.若按承受载荷类型不同.轴可分为心轴(只承受弯矩)、传动轴(只承受扭矩)和转轴(同时承受弯矩和扭矩);按其结构形状的

2、特点.轴可分为光轴、阶梯轴、空心轴和异形轴(包括曲轴、凸轮轴和偏心轴等)四类;若按轴的长度和直径的比例来分.轴可分为刚性轴和挠性轴两类等。,下一页,返回,上一页,第一节 轴、套类零件加工,(二)轴类零件主要技术要求 1.尺寸精度 轴颈是轴类零件的主要表面.它影响轴的回转精度及工作状态。 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。对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。 4.表面粗糙度 根据零件的表面工作部

3、位的不同.可有不同的表面粗糙度值。,下一页,返回,上一页,第一节 轴、套类零件加工,(三)轴类零件的材料和毛坯 一般轴类零件常用45钢.根据不同的工作条件采用不同的热处理规范(如正火、调质、淬火等).以获得一定的强度、韧性和耐磨性。 对中等精度而转速较高的轴类零件.可选用40Cr:等合金钢。精度较高的轴.有时还用GCr15轴承钢和65Mn弹簧钢等材料. 对于在高转速、重载荷等条件下工作的轴.可选用20CrMnTi,20Mn2B,20Cr:等低碳合金钢或38CrMoAl中碳合金渗氮钢.,下一页,返回,上一页,第一节 轴、套类零件加工,2.轴类零件的毛坯 轴类零件的毛坯最常用的是圆棒料和锻件.只有

4、某些大型的、结构复杂的轴(如曲轴).在质量允许时才采用铸件(铸钢或球墨铸铁)。由于毛坯经过加热锻造后.能使金属内部的纤维组织沿表面均匀分布.可获得较高的抗拉、抗弯及抗扭强度.所以除光轴、直径相差不大的阶梯轴可使用热轧棒料或冷拉棒料外一般比较重要的轴大都采用锻件.这样既可改善力学性能.又能节约材料、减少机械加工量。 根据生产规模的大小.毛坯的锻造方式有自由锻和模锻两种.,下一页,返回,上一页,第一节 轴、套类零件加工,(四)轴类零件的预加工 1.校正 校正棒料毛坯在制造、运输和保管过程中产生的弯曲变形.以保证加工余量均匀及送料装夹的可靠。校正可在各种压力机上进行。 2.切断 当采用棒料毛坯时.应

5、在车削外圆前按所需长度切断。切断可在弓锯床上进行.高硬度棒料的切断可在带有薄片砂轮的切割机上进行。,下一页,返回,上一页,第一节 轴、套类零件加工,3.切端面钻中心孔 中心孔是轴类零件加工最常用的定位基准面.为保证钻出的中心孔不偏斜.应先切端面后再钻中心孔。 4.荒车 如果轴的毛坯是锻件或大型铸件.则需要进行荒车加工.以减少毛坯外圆表面的形状误差.使后续工序的加工余量均匀.,下一页,返回,上一页,第一节 轴、套类零件加工,(五)轴类零件的热处理 轴的质量除与所选钢材的种类有关外.还与热处理有关。轴的锻造毛坯在机械加工之前.均需进行正火或退火处理。使钢材的晶粒细化。以消除锻造后的残余应力.降低毛

6、坯硬度.改善切削加工性能。,下一页,返回,上一页,第一节 轴、套类零件加工,凡要求局部表面淬火以提高耐磨性的轴.须在淬火前安排调质处理。当毛坯余量较大时.调质放在粗车之后、半精车之前.以便使粗车产生的内应力得以在调质时消除;当毛坯余量较小时.调质可放在粗车之前进行高频淬火处理一般放在半精车之后.由于主轴只需要局部淬硬.故对精度有一定要求。而不需淬硬部分的加工.如车螺纹、铣键槽等工序.均安排在局部淬火和粗磨之后。对于精度较高的主轴在局部淬火及粗磨之后还需低温时效处理.以消除淬火及磨削中产生的残余应力和残余奥氏体.控制尺寸稳定;对于整体淬火的精密主轴.在淬火粗磨后.要经过较长时间的低温时效处理;对

7、于精度要求更高的主轴.在淬火之后.还要进行定性处理.定性处理一般采用冰冷处理方法.以进一步消除加工应力.保持主轴精度。,下一页,返回,上一页,第一节 轴、套类零件加工,(六)工艺过程分析 轴类零件的加工工艺因其用途、结构形状、技术要求、产量大小的不同而有差异。而轴的工艺规程编制是生产中最常遇到的工艺工作。 轴类零件加工的主要问题是如何保证各加工表面的尺寸精度、表面粗糙度和主要表面之间的相互位置精度。 轴类零件加工的典型工艺路线如下: 毛坯及其热处理预加工车削外圆铣键槽等热处理磨削。,下一页,返回,上一页,第一节 轴、套类零件加工,1.定位基准的选择 对实心的轴类零件.精基准面就是顶尖孔.满足基

8、准重合和基准统一，而对于像CA6140的空心主轴.除顶尖孔外还有轴颈外圆表面并且两者交替使用.互为基准。 2.加工阶段的划分 主轴加工过程中的各加工工序和热处理工序均会不同程度地产生加工误差和应力.因此要划分加工阶段主轴加工基本上划分为下列三个阶段：粗加工阶段半精加工阶段、精加工阶段。,下一页,返回,上一页,第一节 轴、套类零件加工,3.加工顺序的安排和工序的确定 工序的确定要按加工顺序进行.应当掌握两个原则: (1)工序中的定位基准面要安排在该工序之前加工。例如.深孔加工所以安排在外圆表面粗车之后.是为了要有较精确的轴颈作为定位基准面.以保证深孔加工时壁厚均匀。 (2)对各表面的加工要粗、精

9、分开.先粗后精.多次加工.以逐步提高其精度和粗糙度。主要表面的精加工应安排在最后,下一页,返回,上一页,第一节 轴、套类零件加工,4.大批生产和小批生产工艺过程的比较 1)定位基准的选择 2)轴端两顶尖孔的加工 3)外圆表面的加工 4)深孔加工 5)花键轴加工 6)前后支承轴颈以及与其有较严格的位置精度要求的表面精加工,下一页,返回,上一页,第一节 轴、套类零件加工,(七)主轴加工中的几个工艺问题 1.锥堵和锥堵心轴的使用 对于空心的轴类零件.若通孔直径较小的轴.可直接在孔口倒出宽度不大于2的60锥面.代替中心孔。而当通孔直径较大时.则不官用倒角锥面代之一般都采用锥堵或锥堵心轴的顶尖孔作为定位

10、基准。,下一页,返回,上一页,第一节 轴、套类零件加工,2.顶尖孔的研磨 因热处理、切削力、重力等的影响.常常会降低顶尖孔的精度.因此在热处理工序之后和磨削加工之前.对顶尖孔要进行研磨.以消除误差。常用的研磨方法有以下几种: (1)用铸铁顶尖研磨。 (2)用油石或橡胶轮研磨。 (3)用硬质合金顶尖刮研。 (4)用中心孔磨床磨削。,下一页,返回,上一页,第一节 轴、套类零件加工,3.外圆加工方法 1)外圆表面的车削加工 2)外圆表面的磨削加工 3)外圆表面的精密加工 4)外圆表面超精加工 5)研磨 6)滚压加工,下一页,返回,上一页,第一节 轴、套类零件加工,4.深孔加工 1)加工方式 加工深孔

11、时.工件和刀具的相对运动方式有三种:工件不动.刀具转动并送进. 工件转动.刀具做轴向送进运动. 工件转动.同时刀具转动并送进. 2)深孔加工的冷却与排屑,下一页,返回,上一页,第一节 轴、套类零件加工,二、典型轴类零件加工工艺分析 (一)卧式车床主轴加工工艺过程 1.卧式车床主轴技术条件的分析 1)支承轴颈的技术要求 2)锥孔的技术要求 3)短锥的技术要求 4)空套齿轮轴颈的技术要求 5)螺纹的技术要求,下一页,返回,上一页,第一节 轴、套类零件加工,2.加工工艺过程 生产类型为大批量生产;材料为45钢;毛坯为模锻件。 经过对主轴的结构特点与技术要求的分析后.根据生产批量、设备条件等因索.考虑

12、主轴的工艺过程.,下一页,返回,上一页,第一节 轴、套类零件加工,3.工艺过程分析 从上述加工工艺过程可以看出.在拟定主轴工艺过程时.应考虑下列一些共同性的问题。 1)合理选择定位基准面 2)加工阶段划分 3)应安排足够的热处理工序 4)加工顺序的安排,下一页,返回,上一页,第一节 轴、套类零件加工,(二)冷轧工作辊零件加工工艺过程 冷轧工作辊是冷轧机的关键零件之一。它在工作过程中直接与轧制的金属板材接触并使金属发生变形.因此冷轧辊不仅应有相当高的表面硬度和小的表面粗糙度参数值.而且应有足够的抵抗扭转和弯曲的能力.以保证轧制产品的质量和轧辊的使用寿命。冷轧辊的几何形状不复杂.但工艺过程较复杂.

13、工序多、生产周期长.这是冷轧辊的技术要求所决定的。,下一页,返回,上一页,第一节 轴、套类零件加工,1.冷轧辊的技术要求 冷轧辊的主要技术要求有以下几点。 (1)为了保证轧辊的强度及使用寿命.轧辊的材料、化学成分必须符合性能要求，且要求各处硬度均匀一致.有效淬火层深度应超过辊身半径的4%5%;辊颈表面硬度应达到3550 HS。 (2)轧辊表面不应有肉眼可见的缺陷.,下一页,返回,上一页,第一节 轴、套类零件加工,(3)为了保证轧板质量.避免板材厚薄不均匀和不平整.辊颈和辊身的圆度要求其允差分别应小于0.03与0.035,辊颈与辊身的圆柱度允差也分别小于0.03与0.035,辊颈与辊身的同轴度误

14、差应小于0.05。 (4)轧辊两端之槽须按样板加工.槽中心线对轧辊轴线的位置度公差为0.1.而两槽中心线的位置度公差不得大于0.05.不然将影响两端键受力的均匀性。 (5)成对工作辊直径差不得大于0.2.不然将引起板材两面轧制速度不同.使板材发生翘曲。,下一页,返回,上一页,第一节 轴、套类零件加工,2.冷轧辊的毛坯与热处理按技术要求.冷轧辊应选用高强度、高韧度.并具有良好淬硬性和淬透性的材料。在机械加工前.锻件须经退火处理.以消除内应力。粗加工后再进行调质处理.目的是要进一步消除内应力并改善金属组织、提高力学性能。为保证热处理质量.在调质处理前.须详细检查零件的各部情况。冷轧辊的淬火处理是轧

15、辊制造过程中的关键工序之一，一般在最后精加工之前进行.以提高其表面硬度.大型冷轧辊的淬火工艺相当复杂.也是影响轧辊使用寿命的重要因索。目前主要应用中频电感应加热淬火.但缺点是加热速度快、加热层浅且表面温度高、里层温度低.过渡区存在较大内应力。,下一页,返回,上一页,第一节 轴、套类零件加工,3.冷轧辊的机械加工工艺 冷轧辊加工工艺的主要特点:工艺过程长、热处理工序多.淬火后须经两次退火.这是由于冷轧辊淬火后表面硬度高且有效深度深.经过激冷和深冷而存在较大内应力.所以须经两次退火来消除另外.粗磨后的低温退火也可消除粗磨时产生的磨削应力。,下一页,返回,上一页,第一节 轴、套类零件加工,工艺过程可

16、分四个阶段。 (1)调质前的机械加工.主要是粗加工(粗车外圆与钻中心通孔)切除锻件大部分余量.为调质处理作准备。 (2)淬火前的机械加工.主要是半精车各部分尺寸.去掉调质过程中轧辊表面形成的退碳层并车到一定尺寸.表面不得有尖棱、凹痕和锐角.并套取试样.为淬火作准备。 (3)淬火后精加工.考虑到淬火变形大、所留余量大.常先车去辊身与辊颈的大部分余量再粗磨削加工.以提高生产率。 (4)光整加工.此时主要采用精磨削加工。,下一页,返回,上一页,第一节 轴、套类零件加工,三、丝杠加工工艺分析 (一)概述 1.丝杠的功用、分类与结构特点 丝杠是通过丝杠螺母副将旋转运动变换为执行件的直线运动.它不仅要传递

17、一定的转矩.而且要准确地传递运动可作精密直线分度元件).所以对丝杠的强度、精度和耐磨性都有较高的技术要求。 丝杠按摩擦特性可分为滑动丝杠、滚动丝杠及静压丝杠三大类其中滑动丝杠的结构比较简单、容易加工、应用最广;滚动丝杠摩擦因数小、制造精度高.适用于高精度、高转速的传动;静压丝杠可减少摩擦损失.用于重载大型机械传动。机床滑动丝杠的螺纹牙形大多采用梯形. 滚珠丝杠螺纹牙形也有多种.应用最广的是双圆弧形.双圆弧滚道接触刚度好、摩擦力小.承载能力强。,下一页,返回,上一页,第一节 轴、套类零件加工,丝杠结构有整体式与接长式之分.通常丝杠均为单根整体。对于过长的丝杠,由于受热处理与加工设备的限制.需采用

18、分段加工.然后逐段连接成整体.称为接长丝杠。 丝杠就其结构形状来看是细而长的挠性轴.它的长径比很大一般在20-50左右.刚性很差.加上其结构比较复杂.有要求很高的螺纹表面.又有阶梯及沟槽.因此.在加工过程中很容易产生变形。这是丝杠加工中影响精度的一个主要因索。为此.在编制丝杠的工艺过程时.应主要考虑如何防止弯曲变形.减少内应力和提高螺距精度等问题。,下一页,返回,上一页,第一节 轴、套类零件加工,2.丝杠的技术要求 机床梯形螺纹丝杠、螺母精度分为6个等级(4一9级).有关精度等级见表2一1. 3.丝杠材料及热处理 在丝杠材料选择时.应注意以下几点。 (1)丝杠材料要有足够的强度.以保证传递一定

19、的动力。 (2)金相组织要有较高的稳定性.以保证丝杠在长期使用中不丧失原有的精度 (3)具有良好的热处理工艺(淬透性好、热处理变形小、不易产生裂纹).并能获得较高的硬度、良好的耐磨性 (4)应有良好的加工性、易切削、不易发生粘刀或啃刀。,下一页,返回,上一页,第一节 轴、套类零件加工,(二)细长轴车削加工特点 细长轴车削时容易产生弯曲变形.引起弯曲变形的主要因素如下： 工件自重影响。 背向切削力的影响。 切削热的影响。 内应力的影响。 离心力的影响。,下一页,返回,上一页,第一节 轴、套类零件加工,1)机械加工方面的措施 (1)合理选择车刀角度 (2)车外圆时采用跟刀架作辅助支承.以提高工件刚

20、性 (3)采用大进给反向车削法 (4)合理选用纠正丝杠弯曲变形的方法 (5)合理选择切削用量和工序余量 (6)充分使用切削液 2)合理存放丝杠 丝杠属细长轴.容易产生弯曲变形.因此在存放丝杠时一般应采用垂直吊挂。另外丝杠加工完后装夹在车床上的时间也不宜太长。,下一页,返回,上一页,第一节 轴、套类零件加工,四、套筒类零件概述 (一)套筒类零件的功用与结构 套筒类零件是机械中常见的一种零件.它的应用范围很广。如支承旋转轴的各种形式的滑动轴承、夹具上引导刀具的导向套、内燃机气缸套、液压系统中的液压缸以及一般用途的套筒.由于其功用不同.套筒类零件的结构和尺寸有着很大的差别.但其结构上仍有共同点.即零

21、件的主要表面为同轴度要求较高的内外圆表面;零件壁的厚度较薄且易变形;零件长度一般大于直径等。,下一页,返回,上一页,第一节 轴、套类零件加工,1.套筒类零件的技术要求 套筒类零件的主要表面是孔和外圆.其主要技术要求如下。 1)孔的技术要求 孔是套筒类零件起支承或导向作用的最主要表面.通常与运动的轴、刀具或活塞相配合。孔的直径尺寸公差等级一般为IT7.精密轴套可达IT6.气缸和液压缸由于与其配合的活塞上有密封圈.要求较低.通常取IT9。孔的形状精度应控制在孔径公差以内一些精密套筒控制在孔径公差的1/31/2.甚至更严。对于长的套筒.除了圆度要求以外.还应注意孔的圆柱度。为了保证零件的功用和提高其

22、耐磨性孔的表面粗糙度值为Ra1.60.16m。要求高的精密套筒表面粗糙度值可达Ra0.04m。,下一页,返回,上一页,第一节 轴、套类零件加工,2)外圆表面的技术要求 外圆是套筒类零件的支承面.常以过盈配合或过渡配合与箱体或机架上的孔相连接。外径尺寸公差等级通常取IT67.其形状精度控制在外径公差以内.表面粗糙度值为Ra3.20.63m。 3)孔与外圆的同轴度要求 当孔的最终加工是将套筒装人箱体或机架后进行时.套筒内外圆间的同轴度要求较低;若最终加工是在装配前完成的.则同轴度要求较高一般为0.010.05. 4)孔轴线与端面的垂直度要求 套筒的端面(包括凸缘端面)若在工作中承受载荷.或在装配和

23、加工时作为定位基准.则端面与孔轴线垂直度要求较高一般为0.010.05.,下一页,返回,上一页,第一节 轴、套类零件加工,2.套筒类零件的材料与毛坯 套筒类零件一般用钢、铸铁、青铜或黄铜制成。有些滑动轴承采用双金属结构.以离心铸造法在钢或铸铁内壁上浇注巴氏合金等轴承合金材料.既可节省贵重的有色金属.又能提高轴承的使用寿命。 套筒零件毛坯的选择与其材料、结构、尺寸及生产批量有关。孔径小的套筒一般选择热轧或冷拉棒料.也可采用实心铸件;孔径较大的套筒.常选择无缝钢管或带孔的铸件、锻件;大量生产时.可采用冷挤压和粉末冶金等先进的毛坯制造工艺.既提高生产效率.又节约材料.,下一页,返回,上一页,第一节

24、轴、套类零件加工,(三)套筒类零件的工艺分析 一般套筒类零件机械加工中的主要工艺问题是保证内外圆的相互位置精度(即保证内外圆表面的同轴度以及轴线和端面的垂直度要求)和防止变形. 1.保证相互位置精度的方法 要保证内外圆表面间的同轴度以及轴线与端面的垂直度要求.通常可采用下列3种工艺方案。 (1)在一次安装中加工内外圆表面与端面. (2)全部加工分在几次安装中进行.先加工孔.然后以孔为定位基准加工外圆表面. (3)全部加工分在几次安装中进行.先加工外圆.然后以外圆表面为定位基准加工内孔.,下一页,返回,上一页,第一节 轴、套类零件加工,2.防止变形的方法 薄壁套筒在加工过程中.往往由于夹紧力、切

25、削力和切削热的影响而引起变形.致使加工精度降低。需要热处理的薄壁套筒.如果热处理工序安排不当.也会造成不可校正的变形。防止薄壁套筒的变形.可以采取以下措施。 1)减小夹紧力对变形的影响 2)减少切削力对变形的影响 3)减少热变形引起的误差,下一页,返回,上一页,第一节 轴、套类零件加工,3.套筒类零件内孔加工方法及选择 套筒类零件的内孔加工方法有以下几种:钻孔、扩孔、锁孔、铰孔、磨孔、拉孔、珩孔、研磨孔及滚压加工。其中钻孔、扩孔与锁孔作为粗加工与半精加工(锁孔也可作为精加工).而铰孔、磨孔、珩孔、研磨孔、拉孔及滚压加工则为孔的精加工方法。孔加工方法的选择.需根据孔径大小、深度与孔的精度和表面粗

26、糙度.工件结构形状、材料以及孔在工件上的部位而定。孔的加工方案见本章孔加工方案的确定.通常考虑以下特点与原则:,下一页,返回,上一页,第一节 轴、套类零件加工,当孔径较小时.大多采用钻扩铰方案;其精度与生产率均很高。 当孔较大时.大多采用钻孔后锁孔或直接锁孔.以及进一步精加工方案。 箱体上的孔多采用精镗、浮动镗孔.缸筒件的孔则多采用精镗后珩磨或滚压加工。 淬硬套筒类零件.多采用磨削孔方案。,下一页,返回,上一页,第一节 轴、套类零件加工,五、典型套筒类零件加工工艺 (一)轴承套加工工艺分析 1.车由承套的技术条件和工艺分析 2.轴承套的加工工艺 (二)液压缸加工工艺分析 液压缸为典型的长套筒零

27、件.与短套筒零件的加工方法和工件安装方式都有较大的差别。 1.液压缸的技术条件和工艺分析 2.液压缸的加工工艺,返回,上一页,第二节 箱体类零件加工,一、概述 (一)箱体类零件的功用及结构特点 箱体类是机器或部件的基础零件.它将机器或部件中的轴、套、回轮等有关零件组装成一个整体.使它们之间保持正确的相互位置.并按照一定的传动关系协调地传递运动或动力因此.箱体的加工质量将直接影响机器或部件的精度、性能和使用寿命。,下一页,返回,第二节 箱体类零件加工,常见的箱体类零件有机床主轴箱、机床进给箱、变速箱体、减速箱体、发动机缸体和机座等。根据箱体零件的结构形式不同.可分为整体式箱体和分离式箱体两大类。

28、前者是整体铸造、整体加工.加工较困难.但装配精度高;后者可分别制造.便于加工和装配.但增加了装配工作量。 箱体的结构形式虽然多种多样.但仍有共同的主要特点:形状复杂、壁薄且不均匀.内部呈腔形.加工部位多.加工难度大.既有精度要求较高的孔系和平面.也有许多精度要求较低的紧固孔。因此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%一20%。,下一页,返回,上一页,第二节 箱体类零件加工,(二)箱体类零件的主要技术要求、材料、毛坯和热处理 1.箱体零件的主要技术要求 箱体类零件中以机床主轴箱的精度要求最高。以某车床主轴箱.箱体零件的技术要求主要可归纳如下。 1)主要平面的形

29、状精度和表面粗糙度 2)孔的尺寸精度、几何形状精度和表面粗糙度 3)主要孔和平面相互位置精度,下一页,返回,上一页,第二节 箱体类零件加工,2.箱体的材料及毛坯 箱体材料一般选用HT200-400的各种牌号的灰铸铁.而最常用的为HT200。灰铸铁不仅成本低.而且具有较好的耐磨性、可铸性、可切削性和阻尼特性。在单件生产或某些简易机床的箱体时.为了缩短生产周期和降低成本.可采用钢材焊接结构。此外.精度要求较高的坐标锁床主轴箱则选用耐磨铸铁。负荷大的主轴箱也可采用铸钢件。在特定条件下.可采用铝镁合金或其他铝合金材料。,下一页,返回,上一页,第二节 箱体类零件加工,毛坯的加工余量与生产批量、毛坯尺寸、

30、结构、精度和铸造方法等因索有关。有关数据可查有关资料及根据具体情况决定。 铸铁毛坯在单件小批生产时一般采用木模手工造型.毛坯精度较低.余量大;在大批量生产时.通常采用金属模机械造型.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的孔.成批生产大于30的孔一般都铸出预孔.以减少加工余量。铝合金箱体常用压铸制造.毛坯精度很高.余量很小，一些表面不必经切削加工即可使用。,下一页,返回,上一页,第二节 箱体类零件加工,3.箱体的热处理 箱体零件一般结构都比较复杂.壁厚不匀.铸造时会形成较大的内应力。为了保证其加工后精度的稳定性.在毛坯铸造之后需安排一次人工时效.以消除其内应力。通常.对普通

31、精度箱体一般在毛坯铸造之后安排一次人工时效即可而对一些高精度箱体或形状特另别复杂的箱体.应在粗加工之后再安排一次人工时效处理.以消除粗加工所造成的内应力.进一步提高箱体加工精度的稳定性。箱体人工时效的方法.除常用的加热保温的方法外.还可采用振动时效。,下一页,返回,上一页,第二节 箱体类零件加工,二、箱体类零件加工工艺分析 (一)主要表面加工方法的选择 箱体的主要表面有平面和轴承支承孔。 主要平面的加工.对于中、小件一般在牛头刨床或普通铣床上进行。对于大件一般在龙门刨床或龙门铣床上进行。刨削的刀具结构简单.机床成本低.调整方便.但生产率低;在大批、大量生产时.多采用铣削;当生产批量大且精度又较

32、高时可采用磨削。单件小批生产精度较高的平面时.除一些高精度的箱体仍需手工刮研外一般采用宽刃精刨。当生产批量较大或为保证平面间的相互位置精度.可采用组合铣削和组合磨削.,下一页,返回,上一页,第二节 箱体类零件加工,箱体支承孔的加工.对于直径小于如50的孔一般不铸出.可采用钻一扩(或半精锁)一铰(或精锁)的方案。对于已铸出的孔.可采用粗锁一半精锁-精锁(用浮动锁刀片)的方案。由于主轴轴承孔精度和表面质量要求比其余轴孔高.所以.在精锁后.还要用浮动锁刀片进行精细锁对于箱体上的高精度孔.最后精加工工序也可采用珩磨、滚压等工艺方法。,下一页,返回,上一页,第二节 箱体类零件加工,(二)拟定工艺过程的原

33、则 1.先面后孔的加工顺序 箱体主要是由平面和孔组成.这也是其主要表面先加工平面.后加工孔.是箱体加工的一般规律。一般规律。因为主要平面是箱体往机器上的装配基准.先加工主要平面后加工支承孔.使定位基准与设计基准和装配基准重合.从而消除因基准不重合而引起的误差。另外.先以孔为粗基准加工平面.再以平面为精基准加工孔.这样.可为孔的加工提供稳定可靠的定位基准.并且加工平面时切去了铸件的硬皮和凹凸不平.对后序孔的加工有利.可减少钻头引偏和崩刃现象.对刀调整也比较方便。,下一页,返回,上一页,第二节 箱体类零件加工,2.粗精加工分阶段进行 粗、精加工分开的原则:对于刚性差、批量较大、要求精度较高的箱体一

34、般要粗、精加工分开进行.即在主要平面和各支承孔的粗加工之后再进行主要平面和各支承孔的精加工。这样.可以消除由粗加工所造成的内应力、切削力、切削热、夹紧力对加工精度的影响.并且有利于合理地选用设备等。 粗、精加工分开进行.会使机床、夹具的数量及工件安装次数增加.使成本提高.所以对单件、小批生产、精度要求不高的箱体.常常将粗、精加工合并在一道工序进行.但必须采取相应措施.以减少加工过程中的变形。例如粗加工后松开工件.让工件充分冷却.然后用较小的夹紧力、以较小的切削用量.多次走刀进行精加工。,下一页,返回,上一页,第二节 箱体类零件加工,3.合理地安排热处理工序 为了消除铸造后铸件中的内应力.在毛坯

35、铸造后安排一次人工时效处理.有时甚至在半精加工之后还要安排一次时效处理.以便消除残留的铸造内应力和切削加工时产生的内应力。对于特别精密的箱体.在机械加工过程中还应安排较长时间的自然时效(如坐标锁床主轴箱箱体)箱体人工时效的方法.除加热保温外.也可采用振动时效。,下一页,返回,上一页,第二节 箱体类零件加工,(三)定位基准的选择 (1)在选择粗基准时.通常应满足以下几点要求。 第一，在保证各加工面均有余量的前提下.应使重要孔的加工余量均匀.孔壁的厚薄尽量均匀.其余部位均有适当的壁厚。第二，装人箱体内的回转零件(如齿轮、轴套等)应与箱壁有足够的间隙。第三，注意保持箱体必要的外形尺寸此外.还应保证定

36、位稳定.夹紧可靠。 (2)为了保证箱体零件孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的相互位置和距离尺寸精度.箱体类零件精基准选择常用两种原则:基准统一原则、基准重合原则。,下一页,返回,上一页,第二节 箱体类零件加工,(四)箱体零件平面加工方法 箱体平面加工常用的方法有刨削、铣削和磨削.在大批量生产中也可采用拉削;此外还有刮研、研磨等光整加工方法。 1.刨削 刨削是成批生产中平面加工最常采用的加工方法.加工精度一般可达IT610.表面粗糙度值Ra12.51.6m。刨削加工的机床、刀具结构简单调整方便通用性好。 2.铣削 铣削是平面加工中最常采用的加工方法.加工精度一般可达IT6 10.表面粗糙度值Ra

37、12.50.8m。,下一页,返回,上一页,第二节 箱体类零件加工,3.磨削 平面磨削和其他磨削方法一样.具有切削速度高、进给量小、尺寸精度易于控制及能获得较小的表面粗糙度值等特点加工精度一般可达IT59.表面粗糙度值为Ra1.60.2m。 4.刮研 刮研平面用于末淬火的工件.它可使两平面之间达到很好的接触及紧密吻合.能获得较高的形状精度和相互位置精度加工精度一般可达IT5以上，表面粗糙度值Ra1.60.1m。,下一页,返回,上一页,第二节 箱体类零件加工,(五)箱体零件孔系加工 一系列有相互位置精度要求的孔称为孔系。箱体上的孔不仅孔本身的精度要求高.而且孔距精度和相互位置精度要求也很高.这是箱

38、体加工的关键。孔系可分为平行孔系、同轴孔系和交又孔系. 根据生产规模和孔系的精度要求可采用不同的加工方法。 1.平行孔系的加工 平行孔系的主要技术要求是各平行孔中心线之间及孔中心线与基准面之间的距离尺寸精度和相互位置精度。生产中常采用以下几种方法。镗模法、找正法、坐标法。 普通锁床的坐标位移精度不高，为了能获得精度较高的坐标位移尺寸.可采用下述方法:用量块、百分表等精密测量装置找正坐标尺。改装机床，提高其坐标位移精度。原始孔与锁孔顺序的选择。,下一页,返回,上一页,第二节 箱体类零件加工,2.同轴孔系的加工 同轴孔系的主要技术要求为同轴线上各孔的同轴度。生产中常采用以下几种方法。镗模法、导向法

39、、找正法。 3.交叉孔系的加工 交叉孔系的主要技术要求为各孔间的垂直度生产中常采用以下方法:镗模法、找正法。,下一页,返回,上一页,第二节 箱体类零件加工,三、典型箱体零件加工工艺 (一)主轴箱加工工艺过程及其分析 图2一2为某车床主轴箱简图.表2一2为该主轴箱小批量生产的工艺过程。表2一3为该主轴箱大批量生产的工艺过程。 (二)分离式齿轮箱体加工工艺过程及其分析 一般减速箱.为了制造与装配的方便.常做成可分离的.,下一页,返回,上一页,第二节 箱体类零件加工,1.分离式箱体的主要技术要求 (1)对合面对底座的平行度误差不超过0.5/1000. (2)对合面的表面粗糙度值小于Ra1.6m.两对

40、合面的接合间隙不超过0.03; (3)轴承支承孔必须在对合面上.误差不超过士0.2; (4)轴承支承孔的尺寸公差为H7.表面粗糙度值小于Ra1.6m.圆柱度误差不超过孔径公差之半.孔距精度误差为士0.05士0.08 .,下一页,返回,上一页,第二节 箱体类零件加工,2.分离式箱体的工艺特点 1)加工路线 分离式箱体工艺路线与整体式箱体工艺路线的主要区别在于:整个加工过程分为两个大均阶段。第一阶段先对箱盖和底座分别进行加工.主要完成对合面及其他平面.紧固孔和定位孔的加工.为箱体的合装作准备;第二阶段在合装好的箱体上加工孔及其端面。在两个阶段之司安排钳工工序.将箱盖和底座合装成箱体.并用两销定位.

41、使其保持一定的位置关系.以保证油承孔的加工精度和拆装后的重复精度.,下一页,返回,上一页,第二节 箱体类零件加工,2)定位基准 (1)粗基准的选择。分离式箱体最先加工的是箱盖和箱座的对合面。分离式箱体一般不能以轴承孔的毛坯面作为粗基准.而是以凸缘不加工面为粗基准. (2)精基准的选择。分离式箱体的对合面与底面(装配基面)有一定的尺寸精度和相互位置精度要求;轴承孔轴线应在对合面上.与底面也有一定的尺寸精度和相互位置精度要求。,返回,上一页,第三节 圆柱齿轮加工,一、概述 (一)齿轮的功用与结构特点 齿轮传动在现代机器和仪器中的应用极为广泛.其功用是按规定的速比传递运动和动力。 齿轮的结构由于使用

42、要求不同而具有各种不同的形状.但从工艺角度可将齿轮看成是由齿圈和轮体两部分构成。按照齿圈上轮齿的分布形式.可分为直齿、斜齿、人字齿等;按照轮体的结构特点.齿轮大致分为盘形齿轮、套筒齿轮、轴齿轮、扇形齿轮和齿条等.,下一页,返回,第三节 圆柱齿轮加工,在上述各种齿轮中.以盘形齿轮应用最广。盘形齿轮的内孔多为精度较高的圆柱孔和花键孔。其轮缘具有一个或几个齿圈。单齿圈齿轮的结构工艺性最好.可采用任何一种齿形加工方法加工轮齿;双联或三联等多齿圈齿轮。当其轮缘间的轴向距离较小时.小齿圈齿形的加工方法的选择就受到限制.通常只能选用插齿。如果小齿圈精度要求高.需要精滚或磨齿加工.而轴向距离在设计上又不允许加

43、大时.可将此多齿圈齿轮做成单齿圈齿轮的组合结构.以改善加工的工艺性。,下一页,返回,上一页,第三节 圆柱齿轮加工,(二)齿轮的主要技术要求 1.齿轮的传动精度要求 1)传递运动准确性 2)传递运动平稳性 3)载荷分布均匀性 4)传动侧隙的合理性,下一页,返回,上一页,第三节 圆柱齿轮加工,2.齿坯的主要技术要求 齿坯的内孔(或轴颈)、端面(有时还有顶圆)常被用作齿轮加工、检验和安装的基准.所以齿坯加工精度对齿轮加工和传动的精度均有较大的影响。 齿坯主要技术要求包括基准孔(或轴)的直径公差和基准端面的端面跳动。标准规定了对应于不同齿轮精度等级的齿坯公差等级和公差值。,下一页,返回,上一页,第三节

44、 圆柱齿轮加工,1.齿轮的材料与热处理 1)材料的选择 齿轮应按照使用时的工作条件选用合适的材料。齿轮材料的合适与否对齿轮的加工性能和使用寿命都有直接的影响。 一般来说.对于低速重载的传力齿轮.齿面受压产生塑性变形和磨损.且轮齿易折断。应选用机械强度、硬度等综合力学性能较好的材料. 线速度高的传力齿轮.齿面容易产生疲劳点蚀.所以齿面应有较高的硬度. 承受冲击载荷的传力齿轮.应选用韧性好的材料. 非传力齿轮可以选用不淬火钢、铸铁及夹布胶木、尼龙等非金属材料。一般用途的齿轮均用45钢等中碳结构钢和低碳结构钢。,下一页,返回,上一页,第三节 圆柱齿轮加工,2)齿轮的热处理 回轮加工中根据不同的目的.

45、安排两类热处理工序。 (1)毛坯热处理。在齿坯加工前后安排预备热处理(正火或调质)。其主要目的是消除锻造及粗加工所引起的残余应力.改善材料的切削性能和提高综合力学性能。 (2) 齿面热处理。回形加工完毕后.为提高回面的硬度和耐磨性.常进行渗碳淬火、高频淬火、碳氮共渗和氮化处理等热处理工序。,下一页,返回,上一页,第三节 圆柱齿轮加工,2.齿轮毛坯 齿轮毛坯形式主要有棒料、锻件和铸件。棒料用于小尺寸、结构简单且对强度要求不太高的齿轮。当齿轮强度要求高.并要求耐磨损、耐冲击时.多用锻件毛坯。当齿轮的直径大于起400 600时.常用铸造齿坯。为了减少机械加工量.对大尺寸、低精度的齿轮.可以直接铸出轮

46、齿;对于小尺寸、形状复杂的齿轮.可以采用精密铸造、压力铸造、精密锻造、粉末冶金、热轧和冷挤等新工艺制造出具有轮齿的齿坯.以提高劳动生产率.节约原材料。,下一页,返回,上一页,第三节 圆柱齿轮加工,二、齿轮类零件的工艺分析 齿轮加工的工艺过程根据齿轮材质和热处理要求、齿轮结构及尺寸大小、精度要求、生产批量和车间设备条件而定。 (一)齿坯加工 齿形加工之前的齿轮加工称为齿坯加工.齿坯的内孔(或轴颈)、端面或外圆经常是齿轮加工、测量和装配的基准.齿坯的精度对齿轮的加工精度有着重要的影响。因此.齿坯加工在整个齿轮加工中占有重要的地位。,下一页,返回,上一页,第三节 圆柱齿轮加工,1.齿坯加工精度 齿坯

47、加工中.主要要求保证的是基准孔(或轴颈)的尺寸精度和形状精度、基准端面相对于基准孔(或轴颈)的位置精度。 2.齿坯加工方案 齿坯加工方案的选择主要与齿轮的轮体结构、技术要求和生产批量等因索有关。对轴、套筒类齿轮的齿坯.其加工工艺与一般轴、套筒类零件的加工工艺相同。下面主要对盘状齿轮的齿坯加工方案作一介绍。,下一页,返回,上一页,第三节 圆柱齿轮加工,1)中、小批生产的齿坯加工 中小批生产尽量采用通用机床加工。对刊员柱孔齿坯.可采用粗车一精车的加工方案: (1)在卧式车床上粗车齿轮各部分。 (2)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跳动要求。 (3)以内孔在心轴上定位.精车外圆

48、、端面及其他部分。 对于花键孔齿坯.采用粗车一拉一精车的加工方案。,下一页,返回,上一页,第三节 圆柱齿轮加工,2)大批量生产的齿坯加工 大批量生产中.无论花键孔或圆柱孔.均采用高生产率的机床(如拉床、多轴自动或多刀半自动车床等).其加工方案如下: (1)以外圆定位加工端面和孔(留拉削余量)。 (2)以端面支承拉孔。 (3)以孔在心轴上定位.在多刀半自动车床上粗车外圆、端面和切槽。 (4)不卸下心轴.在另一台车床上继续精车外圆、端面、切槽和倒角。,下一页,返回,上一页,第三节 圆柱齿轮加工,(二)齿形加工方案选择 1.定位基准选择 为保证齿轮的加工质量.齿形加工时应根据“基准重合”原则.选择齿

49、轮的装配基准和测量基准为定位基准.而且尽可能在整个加工过程中保持基准的统一。 对于带孔齿轮一般选择内孔和一个端面定位.基准端面相对内孔的端面跳动应符合标准规定。当批量较小不采用专用心轴以内孔定位时.也可选择外圆作找正基准.但外圆相对内孔的径向跳动应有严格的要求。 对于直径较小的轴类齿轮一般选择中心孔定位.但对于直径或模数较大的轴类齿轮.由于自重和切削力较大.不官再选择中心孔定位.而多选择轴颈和端面跳动较小的端面定位。,下一页,返回,上一页,第三节 圆柱齿轮加工,2.齿形加工方案选择 一个齿轮的加工过程是由若干工序组成的为了获得符合精度要求的齿轮.整个加工过程都是围绕着齿形加工工序服务的。回形加工方法很多.按加工中有无切削.可分为无切削加工和有切削加工