試談機(jī)械零件加工工藝（doc 17頁(yè)）.doc

機(jī)械零件加工工藝2011-06-19 23:22:06|分類： 技術(shù)交流 |標(biāo)簽： |字號(hào)大中小訂閱 軸加工工藝 介紹典型軸加工工藝 介紹典型軸加工工藝課題：軸類零件加工工藝一、 教學(xué)目的：熟悉軸類零件加工的主要工藝，其中包括 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求分析、定位基準(zhǔn)選擇用一般工藝 路線的擬定。掌握階梯軸的加工工藝分析和工藝路線 的擬訂。二、 教學(xué)重點(diǎn)：軸類零件加工工藝分析 三、 教學(xué)難點(diǎn)：軸類零件加工工藝路線的擬定 四、教學(xué)時(shí) 數(shù)： 2 五、習(xí)題： 學(xué)時(shí)，其中實(shí)踐性教學(xué) 學(xué)時(shí)。六、教學(xué)后記： 第六章 典型零件加工第一節(jié) 第一節(jié) 軸類零件加工概述 (一)、軸類零件的功用與結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 、傳動(dòng)扭矩、承受載荷，以及 1、功用：為支承傳動(dòng)零件（齒輪、皮帶輪等） 保證裝在主軸上的工件或刀具具有一定的回轉(zhuǎn)精度。 2、 分類：軸類零件按其結(jié)構(gòu)形狀的特點(diǎn)，可分為光軸、階梯 軸、空心軸和異形軸（包括曲軸、凸輪軸和偏心軸等）四類。 圖 軸的種類 a)光軸 b)空心軸 c)半軸 d)階梯軸 e)花鍵軸 f)十字軸 g）偏心軸 h)曲軸 i) 凸 輪軸 若按軸的長(zhǎng)度和直徑的比例來(lái)分， 又可分為剛性軸 （L/d12和撓性軸 （L/d 12）兩類。 3、表面特點(diǎn)：外圓、內(nèi)孔、圓錐、螺紋、花鍵、橫向孔 （二）主要技術(shù)要求： 1、尺寸精度 軸頸是軸類零件的主要表面，它影響軸的回轉(zhuǎn)精度及工作狀態(tài)。軸頸的直 徑精度根據(jù)其使用要求通常為 IT69，精密軸頸可達(dá) IT5。 2、幾何形狀精度 軸頸的幾何形狀精度（圓度、圓柱度） ，一般應(yīng)限制在直徑公差點(diǎn)范圍內(nèi)。 對(duì)幾何形狀精度要求較高時(shí)，可在零件圖上另行規(guī)定其允許的公差。 3、位置精度 主要是指裝配傳動(dòng)件的配合軸頸相對(duì)于裝配軸承的支承軸頸的同軸度， 通常 是用配合軸頸對(duì)支承軸頸的徑向圓跳動(dòng)來(lái)表示的；根據(jù)使用要求，規(guī)定高精度軸 為 0.0010.005mm，而一般精度軸為 0.010.03mm。 此外還有內(nèi)外圓柱面的同軸度和軸向定位端面與軸心線的垂直度要求等。 4表面粗糙度 根據(jù)零件的表面工作部位的不同，可有不同的表面粗糙度值，例如普通 機(jī)床主軸支承軸頸的表面粗糙度為 Ra0.160.63um，配合軸頸的表面粗糙度為 Ra0.632.5um，隨著機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)速度的增大和精密程度的提高，軸類零件表面粗 糙度值要求也將越來(lái)越小。(三)、軸類零件的材料和毛坯 合理選用材料和規(guī)定熱處理的技術(shù)要求， 對(duì)提高軸類零件的強(qiáng)度和使用 壽命有重要意義，同時(shí)，對(duì)軸的加工過(guò)程有極大的影響。 1、軸類零件的材料 一般軸類零件常用 45 鋼，根據(jù)不同的工作條件采用不同的熱處理規(guī)范（如 正火、調(diào)質(zhì)、淬火等） ，以獲得一定的強(qiáng)度、韌性和耐磨性。 對(duì)中等精度而轉(zhuǎn)速較高的軸類零件，可選用 40Cr 等合金鋼。這類鋼經(jīng)調(diào)質(zhì) 和表面淬火處理后，具有較高的綜合力學(xué)件能。精度較高的軸，有時(shí)還用軸承鋼 GCrls 和彈簧鋼 65Mn 等材料，它們通過(guò)調(diào)質(zhì)和表面淬火處理后，具有更高耐磨 性和耐疲勞性能。 對(duì)于高轉(zhuǎn)速、重載荷等條件下工作的軸，可選用 20CrMnTi、20MnZB、20Cr 等低碳含金鋼或 38CrMoAIA 氮化鋼。低碳合金鋼經(jīng)滲碳淬火處理后，具有很高 的表面硬度、抗沖擊韌性和心部強(qiáng)度，熱處理變形卻很小。 2、軸類零件的毛坯 軸類零件的毛坯最常用的是圓棒料和鍛件，只有某些大型的、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的軸 才采用鑄件。 （四） 、軸類零件的預(yù)加工 輪類零件在切削加工之前，應(yīng)對(duì)其毛坯進(jìn)行預(yù)加工。預(yù)加工包括校正、切斷 和切端面和鉆中心孔。 1、校正：校正棒料毛坯在制造、運(yùn)輸和保管過(guò)程中產(chǎn)生的彎曲變形，以保 證加工余量均勻及送料裝夾的可靠。校正可在各種壓力機(jī)上進(jìn)行。 2、切斷：當(dāng)采用棒料毛坯時(shí)，應(yīng)在車削外圓前按所需長(zhǎng)度切斷。切斷叮在 弓鋸床上進(jìn)行，高硬度棒料的切斷可在帶有薄片砂輪的切割機(jī)上進(jìn)行。 3、切端面鉆中心孔：中心孔是軸類零件加工最常用的定位基準(zhǔn)面，為保證 鉆出的中心孔不偏斜，應(yīng)先切端面后再鉆中心孔。 4、荒車：如果軸的毛坯是向由鍛件或大型鑄件，則需要進(jìn)行荒車加工，以 減少毛坯外國(guó)表面的形狀誤差，使后續(xù)工序的加工余景均勻。 二、 典型主軸類零件加工工藝分析 軸類零件的加工工藝因其用途、結(jié)構(gòu)形狀、技術(shù)要求、產(chǎn)量大小的不同而有 差異。而軸的工藝規(guī)程編制是生產(chǎn)中最常遇到的工藝工作。 （一）軸類零件加工的主要問(wèn)題 軸類零件加工的主要問(wèn)題是如何保證各加工表面的尺寸精度、 表面粗糙度和 主要表面之間的相互位置精度。 軸類零件加工的典型工藝路線如下： 毛坯及其熱處理預(yù)加工車削外圓銑鍵槽等熱處理磨削 （二）CA6140 主軸加工工藝分析 1、CA6140 主軸技術(shù)條件的分析 （1） 、支承軸頸的技術(shù)要求 主軸兩支承軸頸 A、B 的圓度允差 0.005 毫米，徑向跳動(dòng)允差 0.005 毫米， 兩支承軸頸的 1：12 錐面接觸率70%，表面粗糙度 Ra0.4um。支承軸頸直徑按 IT5-7 級(jí)精度制造。 主軸外圓的圓度要求，對(duì)于一般精度的機(jī)床，其允差通常不超過(guò)尺寸公差的 50， 對(duì)于提高精度的機(jī)床， 則不超過(guò) 25%， 對(duì)于高精度的機(jī)床， 則應(yīng)在 510 之間。 （2） 、錐孔的技術(shù)要求 主軸錐孔（莫氏 6 號(hào)）對(duì)支承軸頸 A、B 的跳動(dòng)，近軸端允差 0.005mm， 離軸端 300mm 處允差 0.01 毫米，錐面的接觸率 70，表面粗糙度 Ra0.4um， 硬度要求 HRC48。 （3） 、短錐的技術(shù)要求 短錐對(duì)主軸支承軸頸 A、B 的徑向跳動(dòng)允差 0.008mm，端面 D 對(duì)軸頸 A、B 的端面跳動(dòng)允差 0.008mm，錐面及端面的粗糙度均為 Ra0.8um。 （4） 、空套齒輪軸頸的技術(shù)要求 空套齒輪的軸頸對(duì)支承軸頸 A、B 的徑向跳動(dòng)允差為 0.015 毫米。 （5） 、螺紋的技術(shù)要求 這是用于限制與之配合的壓緊螺母的端面跳動(dòng)量所必須的要求。 因此在加工 主軸螺紋時(shí)，必須控制螺紋表面軸心線與支承軸頸軸心線的同軸度，一般規(guī)定不 超過(guò) 0.025mm。 從上述分析可以看出，主軸的主要加工表面是兩個(gè)支承軸頸、錐孔、前端短 錐面及其端面、以及裝齒輪的各個(gè)軸頸等。而保證支承軸頸本身的尺寸精度、幾 何形狀精度、兩個(gè)支承軸頸之間的同軸度、支承軸頸與其它表面的相互位置精度 和表面粗糙度，則是主軸加工的關(guān)鍵。 （三） 、CA6140 主軸加工工藝過(guò)程 看錄像 課題：軸類零件加工工藝 四、 四、 教學(xué)目的：熟悉軸類零件加工的主要工藝，其中包括 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求分析、定位基準(zhǔn)選擇用一般工藝 路線的擬定。掌握階梯軸的加工工藝分析和工藝路線 的擬訂。 五、 五、 教學(xué)重點(diǎn)：軸類零件加工工藝分析 六、 六、 教學(xué)難點(diǎn)：軸類零件加工工藝路線的擬定 四、教學(xué)時(shí) 數(shù)： 2 五、習(xí)題： 學(xué)時(shí)，其中實(shí)踐性教學(xué) 學(xué)時(shí)。 六、教學(xué)后記： （四） 、主軸加工工藝過(guò)程分析 1、 (1)材料 在單件小批生產(chǎn)中，軸類零件的毛坯往往使用熱軋棒料。 對(duì)于直徑差較大的階梯軸，為了節(jié)約材料和減少機(jī)械加工的勞動(dòng)量，則往往 采用鍛件。單件小批生產(chǎn)的階梯軸一般采用自由鍛，在大批大量生產(chǎn)時(shí)則采用模 鍛。 （2）熱處理 45 鋼，在調(diào)質(zhì)處理（235HBS）之后，再經(jīng)局部高頻淬火，可以使局部硬度 達(dá)到 HRC6265，再經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)幕鼗鹛幚?，可以降到需要的硬度（例?CA6140 主軸規(guī)定為 HRC52） 。 9Mn2V，這是一種含碳 0.9%左右的錳釩合金工具鋼，淬透性、機(jī)械強(qiáng)度和 硬度均比 45 鋼為優(yōu)。經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)臒崽幚碇螅m用于高精度機(jī)床主軸的尺寸精 度穩(wěn)定性的要求。例如，萬(wàn)能外圓磨床 M1432A 頭架和砂輪主軸就采用這種材 料。 38CrMoAl，這是一種中碳合金氮化鋼，由于氮化溫度比一般淬火溫度為低 540550，變形更小，硬度也很高（HRC65，中心硬度 HRC28）并有優(yōu) 良的耐疲勞性能，故高精度半自動(dòng)外圓磨床 MBG1432 的頭架軸和砂輪軸均采用 這種鋼材。 此外，對(duì)于中等精度而轉(zhuǎn)速較高的軸類零件，多選用 40Cr 等合金結(jié)構(gòu)鋼， 這類鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)和高頻淬火后，具有較高的綜合機(jī)械性能，能滿足使用要求。有的 軸件也選用滾珠軸承鋼如 GCr15 和彈簧鋼如 66Mn 等材料這些鋼材經(jīng)調(diào)質(zhì)和 表面淬火后，具有極高的耐磨性和耐疲勞性能。當(dāng)要求在高速和重載條件下工作 的軸類零件，可選用 18CrMnTi、20Mn2B 等低碳含金鋼，這些鋼料經(jīng)滲碳淬火 后具有較高的表面硬度、沖擊韌性和心部強(qiáng)度，但熱處理所引起的變形比 38CrMoAl 為大。 凡要求局部高頻淬火的主軸，要在前道工序中安排調(diào)質(zhì)處理（有的鋼材則用 正火）, 當(dāng)毛坯余量較大時(shí)(如鍛件)，調(diào)質(zhì)放在粗車之后、半精車之前，以便因 粗車產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力得以在調(diào)質(zhì)時(shí)消除；當(dāng)毛坯余量較小時(shí)（如棒料） ，調(diào)質(zhì)可放 在粗車（相當(dāng)于鍛件的半精車）之前進(jìn)行。高頻淬火處理一般放在半精車之后， 由于主軸只需要局部淬硬， 故精度有一定要求而不需淬硬部分的加工， 如車螺紋、 銑鍵槽等工序，均安排在局部淬火和粗磨之后。對(duì)于精度較高的主軸在局部淬火 1、 主軸毛坯的制造方法及熱處理 批量：大批；材料：45 鋼；毛坯：模鍛件 及粗磨之后還需低溫時(shí)效處理，從而使主軸的金相組織和應(yīng)力狀態(tài)保持穩(wěn)定。 2、定位基準(zhǔn)的選擇 對(duì)實(shí)心的軸類零件，精基準(zhǔn)面就是頂尖孔，滿足基準(zhǔn)重合和基準(zhǔn)統(tǒng)一，而對(duì) 于象 CA6140A 的空心主軸，除頂尖孔外還有軸頸外圓表面并且兩者交替使用， 互為基準(zhǔn)。 3、加工階段的劃分 主軸加工過(guò)程中的各加工工序和熱處理工序均會(huì)不同程度地產(chǎn)生加工誤差 和應(yīng)力，因此要?jiǎng)澐旨庸るA段。主軸加工基本上劃分為下列三個(gè)階段。 （1） 、粗加工階段 1）毛坯處理 毛坯備料、鍛造和正火 2）粗加工 鋸去多余部分，銑端面、鉆中心孔和荒車外圓等 （2） 、半精加工階段 ）半精加工前熱處理 對(duì)于 45 鋼一般采用調(diào)質(zhì)處理以達(dá)到 220240HBS。 2）半精加工 車工藝錐面（定位錐孔） 半精車外圓端面和鉆深孔等。 （3） 、精加工階段 1）精加工前熱處理 局部高頻淬火 2）精加工前各種加工 粗磨定位錐面、粗磨外圓、銑鍵槽和花鍵槽，以及車 螺紋等。 3）精加工 精磨外圓和內(nèi)外錐面以保證主軸最重要表面的精度。 4、加工順序的安排和工序的確定 具有空心和內(nèi)錐特點(diǎn)的軸類零件，在考慮支承軸頸、一般軸頸和內(nèi)錐等主要 表面的加工順序時(shí)，可有以下幾種方案。 外表面粗加工鉆深孔外表面精加工錐孔粗加工錐孔精加工； 外表面粗加工鉆深孔錐孔粗加工錐孔精加工外表面精加工； 外表面粗加工鉆深孔錐孔粗加工外表面精加工錐孔精加工。針對(duì) CA6140 車床主軸的加工順序來(lái)說(shuō)，可作這樣的分析比較： 第一方案：在錐孔粗加工時(shí)，由于要用已精加工過(guò)的外圓表面作精基準(zhǔn)面， 會(huì)破壞外圓表面的精度和粗糙度，所以此方案不宜采用。 第二方案：在精加工外圓表面時(shí)，還要再插上錐堵，這樣會(huì)破壞錐孔精度。 另外，在加工錐孔時(shí)不可避免地會(huì)有加工誤差（錐孔的磨削條件比外圓磨削條件 差人 加上錐堵本身的誤差等就會(huì)造成外圓表面和內(nèi)錐面的不同軸，故此方案也 不宜采用。 第三方案：在錐孔精加工時(shí)，雖然也要用已精加工過(guò)的外圓表面作為精基準(zhǔn) 面；但由于錐面精加工的加工余量已很小，磨削力不大；同時(shí)錐孔的精加工已處 于軸加工的最終階段，對(duì)外圓表面的精度影響不大；加上這一方案的加工順序， 可以采用外圓表面和錐孔互為基準(zhǔn)，交替使用，能逐步提高同軸度。 經(jīng)過(guò)這一比較可知， CA6140 主軸這類的軸件加工順序， 象 以第三方案為佳。 通過(guò)方案的分析比較也可看出，軸類零件各表面先后加工順序，在很大程度 上與定位基準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換有關(guān)。當(dāng)零件加工用的粗、精基準(zhǔn)選定后，加工順序就大致 可以確定了。因?yàn)楦麟A段開(kāi)始總是先加工定位基準(zhǔn)面，即先行工序必須為后面的 工序準(zhǔn)備好所用的定位基準(zhǔn)。例如 CA6140 主軸工藝過(guò)程，一開(kāi)始就銑端面打中 心孔。這是為粗車和半精車外圓準(zhǔn)備定位基準(zhǔn)；半精車外圓又為深孔加工準(zhǔn)備了 定位基準(zhǔn)；半精車外圓也為前后的錐孔加工準(zhǔn)備了定位基準(zhǔn)。反過(guò)來(lái)，前后錐孔 裝上錐堵后的頂尖孔，又為此后的半精加工和精加工外圓準(zhǔn)備了定位基準(zhǔn)；而最 后磨錐孔的定位基準(zhǔn)則又是上工序磨好的軸頸表面。 工序的確定要按加工順序進(jìn)行，應(yīng)當(dāng)掌握兩個(gè)原則： 1） 工序中的定位基準(zhǔn)面要安排在該工序之前加工。例如，深孔加工所以安 排在外圓表面粗車之后，是為了要有較精確的軸頸作為定位基準(zhǔn)面，以保證深孔 加工時(shí)壁厚均勻。 2）對(duì)各表面的加工要粗、精分開(kāi)，先粗后精，多次加工，以逐步提高其精 度和粗糙度。主要表面的精加工應(yīng)安排在最后。 為了改善金屬組織和加工性能而安排的熱處理工序，如退火、正火等，一般 應(yīng)安排在機(jī)械加工之前。 為了提高零件的機(jī)械性能和消除內(nèi)應(yīng)力而安排的熱處理工序，如調(diào)質(zhì)、時(shí)效 處理等，一般應(yīng)安排在粗加工之后，精加工之前。 5、大批生產(chǎn)和小批生產(chǎn)工藝過(guò)程的比較 （1）定位基準(zhǔn)的選擇 表：不同生產(chǎn)類型下主軸加工定位基準(zhǔn)的選擇 工 序 名 稱 加工頂尖孔 粗車外圓 鉆深孔 半精車和精車 粗、精磨外錐 粗、精磨外國(guó) 定 位 基 準(zhǔn) 面 大 批 生 產(chǎn) 毛坯外圓 頂尖孔 粗車后的支承軸頸 兩端錐堵的頂尖孔 兩端錐堵的頂尖孔 兩端錐堵的頂尖孔 小 批 生 產(chǎn) 劃 線 頂尖孔 夾一端，托另一端 夾一端，頂另一端 兩端錐堵的頂尖孔 兩端錐堵的頂尖孔 粗、精磨難孔 兩 支 承 軸 頸 外表 面 或靠 近 兩支承軸頸的外圓表面 夾小端，托大端 （2）軸端兩頂尖孔的加工 在單件小批生產(chǎn)時(shí)，多在車床或鉆床上通過(guò)劃線找正加工。 在成批生產(chǎn)時(shí)，可在中心孔鉆床上加工。專用機(jī)床可在同一工序中銑出兩端 面并打好頂尖孔。 （3）外圓表面的加工 在單件小批生產(chǎn)時(shí)，多在普通車床上進(jìn)行；而在大批生產(chǎn)時(shí)，則廣泛采用高 生產(chǎn)率的多刀半自動(dòng)車床或液壓仿形車床等設(shè)備。 （4）深孔加工 在單件小批生產(chǎn)時(shí)，通常在車床上用麻花鉆頭進(jìn)行加工。在大批量生產(chǎn)中， 可采用鍛造的無(wú)縫鋼管作為毛坯， 從根本上免去了深孔加工工序； 若是實(shí)心毛坯， 可用深孔鉆頭在深孔鉆床上進(jìn)行加工； 如果孔徑較大， 還可采用套料的先進(jìn)工藝。 （5）花鍵軸加工 在單件小批生產(chǎn)時(shí)，常在臥式銑床上用分度頭分度以圓盤(pán)銑刀銑削；而在成 批生產(chǎn)（甚至小批生產(chǎn)）都廣泛采用花鍵滾刀在專用花鍵軸銑床上加工。 （6）前后支承軸頸以及與其有較嚴(yán)格的位置精度要求的表面精加工，在單 件小批生產(chǎn)時(shí)，多在普通外圓磨床上加工；而在成批大量生產(chǎn)中多采用高效的組 合磨床加工。 （四） 、主軸加工中的幾個(gè)工藝問(wèn)題 1、1、錐堵和錐堵心軸的使用 對(duì)于空心的軸類零件，若通孔直徑較小的軸，可直接在孔口倒出寬度不大 于 2mm 的 60 度錐面，代替中心孔。而當(dāng)通孔直徑較大時(shí)，則不宜用倒角錐面代 之，一般都采用錐堵或錐堵心軸的頂尖孔作為定位基準(zhǔn)。 使用錐堵或錐堵心軸時(shí)應(yīng)注意事項(xiàng)： （1）一般不中途更換或拆裝，以免增加安裝誤差。 （2）錐堵心軸要求兩個(gè)錐面應(yīng)同軸，否則擰緊螺母后會(huì)使工件變形。 2、頂尖孔的研磨 因熱處理、切削力、重力等的影響，常常會(huì)損壞頂尖孔的精度，因此在 熱處理工序之后和磨削加工之前，對(duì)頂尖孔要進(jìn)行研磨，以消除誤差。常用 的研磨方法有以下幾種。 （1）用鑄鐵頂尖研磨 （2）用油石或橡膠輪研磨 （3）用硬質(zhì)合金頂尖刮研 （4）用中心孔磨床磨削 2、2、外圓加工方法 略 4、 深孔加工 一般孔的深度與孔徑之比 l/d5 就算深孔。CA6140 主軸內(nèi)孔 l/d=18，屬深 孔加工。 （1） 加工方式 加工深孔時(shí)，工件和刀具的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方式有三種： 1）工件不動(dòng)，刀具轉(zhuǎn)動(dòng)并送進(jìn)。這時(shí)如果刀具的回轉(zhuǎn)中心線對(duì)工件的中心 ）工件不動(dòng)，刀具轉(zhuǎn)動(dòng)并送進(jìn) 線有偏移或傾斜。加工出的孔軸心線必然是偏移或傾斜的。因此，除笨重或外形 復(fù)雜而不便于轉(zhuǎn)動(dòng)的大型工件外，一般不采用。 2）工件轉(zhuǎn)動(dòng)，刀具作軸向送進(jìn)運(yùn)動(dòng)。這種方式鉆出的孔軸心線與工件的回 ）工件轉(zhuǎn)動(dòng)，刀具作軸向送進(jìn)運(yùn)動(dòng) 轉(zhuǎn)中心線能達(dá)到一致。如果鉆頭偏斜，則鉆出的孔有錐度；如果鉆頭中心線與工 件回轉(zhuǎn)中心線在空間斜交，則鉆出的孔的軸向截面是雙曲線，但不論如何，孔的 軸心線與工件的回轉(zhuǎn)中心線仍是一致的，故軸的深孔加夠采用這種方式。 3）工件轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)刀具轉(zhuǎn)動(dòng)并送進(jìn)。由于工件與刀具的回轉(zhuǎn)方向相反，所 ） 工件轉(zhuǎn)動(dòng)， 同時(shí)刀具轉(zhuǎn)動(dòng)并送進(jìn) 以相對(duì)切削速度大，生產(chǎn)率高，加工出來(lái)的孔的精度也較高。但對(duì)機(jī)床和刀桿的 剛度要求較高，機(jī)床的結(jié)構(gòu)也較復(fù)雜，因此應(yīng)用不很廣泛。 （2）深孔加工的冷卻與排屑 在單件、小批生產(chǎn)中，加工深孔時(shí)，常用接長(zhǎng)的麻花鉆頭，以普通的冷卻潤(rùn) 滑方式，在改裝過(guò)的普通車床上進(jìn)行加工。為了排屑，每加工一定長(zhǎng)度之后，須 把鉆頭退出。這種加工方法，不需要特殊的設(shè)備和工具。由于鉆頭有橫刃，軸向 力較大，兩邊切削刃又不容易磨得對(duì)稱，因此加工時(shí)鉆頭容易偏斜。此法的生產(chǎn) 率很低。 在批量生產(chǎn)中，深孔加工常采用專門(mén)的深孔鉆床和專用刀具，以保證質(zhì)量和 生產(chǎn)率。這些刀具的冷卻和切屑的排出，很大程度上決定于刀具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和冷卻 液的輸入方法。目前應(yīng)用的冷卻與排屑的方法有兩種： 1）內(nèi)冷卻外排屑法 ） 加工時(shí)冷卻液從鉆頭的內(nèi)部輸入，從鉆頭外部排出。高壓冷卻液直接噴射到 切削區(qū)，對(duì)鉆頭起冷卻潤(rùn)滑作用，并且?guī)е行紡牡稐U和孔壁之間的空間排 出。 2）外冷卻內(nèi)排屑法 ） 冷卻液從鉆頭外部輸入， 有一定壓力的冷卻液經(jīng)刀桿與孔壁之間的通道進(jìn)入 切削區(qū)，起冷卻潤(rùn)滑作用，然后經(jīng)鉆頭和刀桿內(nèi)孔帶著大量切屑排出。三、絲桿加工 (一)、絲杠的功用、分類及結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 1、絲杠的功用 絲杠是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成直線運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)副零件，它被用來(lái)完成機(jī)床的進(jìn)給運(yùn) 動(dòng)。機(jī)床絲杠不僅要能傳遞準(zhǔn)確的運(yùn)動(dòng)，而且還要能傳遞一定的動(dòng)力。所以它在 精度、強(qiáng)度以及耐磨性各個(gè)方面，都有一定的要求。 2、絲杠的分類 機(jī)床絲杠按其摩擦特性分： 滑動(dòng)絲杠 絲杠 滾動(dòng)絲杠 靜壓絲杠 滾柱絲杠 滾珠絲杠 按其使用性能要求分： 不淬硬絲杠 絲杠 淬硬絲杠 按其精度要求分： 普通絲杠 絲杠 精密絲杠 3、絲杠結(jié)構(gòu)的工藝特點(diǎn) 絲杠是細(xì)而長(zhǎng)的柔性軸，它的長(zhǎng)徑比往往很大，一般都在 2050 左右，剛 度很差。加上其結(jié)構(gòu)形狀比較復(fù)雜，有要求很高的螺紋表面，又有階梯及溝 槽，因此，在加工過(guò)程中，很容易產(chǎn)生變形。這是絲杠加工中影響精度的一個(gè)主 要矛盾。 （二） 、絲杠的精度要求 1、精度等級(jí)按絲杠的螺紋精度標(biāo)準(zhǔn)分，國(guó)家有標(biāo)準(zhǔn)。 2、具體指標(biāo)有： （1）單個(gè)螺距允差 （2）中徑圓度允差； （3）外徑相等性允差； （4）外徑跳動(dòng)允差； （5）牙形半角允差； （6）中徑為尺寸公差； （7）外徑為尺寸公差； （8）內(nèi)徑為尺寸公差。 （三） 、絲桿加工的基本工藝路線： 對(duì)不淬硬絲杠： 毛坯（熱處理）校直車端面打中心孔外圓粗加工校直熱處理重打 中心孔（修正）外圓半精加工加工螺紋校直、低溫時(shí)效修正中心孔 外圓、螺紋精加工。 對(duì)淬硬絲杠： 毛坯（熱處理）校直車端面打中心孔外圓粗加工校直熱處理重打 中心孔（修正）外圓半精加工加工螺紋淬火、回火探傷修正中心孔 外圓、螺紋半精磨加工探傷修正中心孔外圓、螺紋精磨加工。 （四）絲杠加工工藝主要問(wèn)題分析 1、絲杠的校直及熱處理： 絲杠工藝除毛坯工序外，在粗加工及半精加工階 段，都安排了校直及熱處理工序。校直的目的是為了減少工件的彎曲度，使機(jī) 械加工余量均勻。時(shí)效熱處理以消除工件的殘余應(yīng)力，保證工件加工精度的穩(wěn) 定性。一般情況下，需安排三次。一次是校直及高溫時(shí)效，它安排在粗車外圓 以后，還有兩次是校直及低溫時(shí)效，它們分別安排在螺紋的粗加工及半精加工 以后。 2、定位基準(zhǔn)面的加工： 絲杠兩端的中心孔是定位基準(zhǔn)面，在安排工藝路 線時(shí)，應(yīng)一首先將它加工出來(lái)，中心孔的精度對(duì)加工質(zhì)量有很大影響，絲杠多選 用帶有 120。保護(hù)錐的中心孔。此外，在熱處理后，最后精車螺紋以前，還應(yīng)適 當(dāng)修整中心孔以保持其精度。 絲杠加工的定位基準(zhǔn)面除中心孔外，還要用絲杠外圓表面作為輔助基準(zhǔn)面， 以便在加工中采用跟刀架，增加剛度。 3、螺紋的粗、精加工 粗車螺紋工序一般安排在精車外圓以后，半精車及 精車螺紋工序則分別安排在粗磨及精磨外圓以后。不淬硬絲杜一般采用車削工 藝，經(jīng)多次加工，逐漸減少切削力和內(nèi)應(yīng)力；對(duì)于淬硬絲杠，則采用“先車后磨” 或“全磨”兩種不同的工藝。后者是從淬硬后的光杜上直接用單線或多線砂輪粗 磨出螺紋，然后用單線砂輪精磨螺紋。 4、重鉆中心孔：工件熱處理后，會(huì)產(chǎn)生變形。其外圓面需要增加的加工余 量，為減少其加工余量，而采用重鉆中心孔的方法。在重鉆中心孔之前，先找出 工件上徑向圓跳動(dòng)為最大值的一半的兩點(diǎn)，以這兩點(diǎn)后作為定位基準(zhǔn)面，用個(gè)端 面的方法切去原來(lái)的中心孔，重新鉆中心孔。當(dāng)使用新的中心孔定位時(shí)，工件所 必須切會(huì)的額外的加工余量將減少到原有值。 課題：箱體類零件加工工藝 七、 教學(xué)目的：了解箱體類零件加工的主要工藝問(wèn)題，掌 握擬定其工藝過(guò)程的主要原則，掌握各種孔系加工及 保證其精度要求的常用方法和整體式箱體不同生產(chǎn) 類型時(shí)的加工工藝及分離式箱體的加工工藝特點(diǎn)。 八、 教學(xué)重點(diǎn)：各種孔系加工及其精度分析，箱體類零件的 加工工藝分析 九、 教學(xué)難點(diǎn)：箱體類零件的加工工藝分析 四、教學(xué)時(shí) 數(shù)： 2 五、習(xí)題： 六、教學(xué)后記： 學(xué)時(shí)，其中實(shí)踐性教學(xué) 學(xué)時(shí)。 第二節(jié) 箱體加工一、 概述 （一） 箱體零件的功用及結(jié)構(gòu)： 1、 1、 功用：箱體是用來(lái)支承或安置其它零件或部件的基礎(chǔ)零件。它將機(jī)器和部件中 的軸、套、齒輪等有關(guān)零件連接成一個(gè)整體，并使之保持正確的相互位置，以傳遞轉(zhuǎn)矩或改 變轉(zhuǎn)速來(lái)完成規(guī)定的動(dòng)作。 2、 箱體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：箱體的壁厚較薄約 1030mm 且壁厚不均勻，形狀比其它 零件復(fù)雜。 盡管箱體零件的結(jié)構(gòu)形狀隨其在機(jī)器中的功用不同而有很大差別， 但也有其共同 的特點(diǎn)其內(nèi)部呈腔形， 在箱體壁上有多種形狀的凸起平面及較多的軸承交承孔和緊固孔。 這 些平面和軸承孔的精度要求較高、粗糙度要求較低，且有較高的相互位置精度要求。箱體零 件不但加工部位較多，而且加工的難度也較大。箱體的加工表面主要是平面和孔系。 3、 分類：箱體零件從結(jié)構(gòu)功能上看可分為兩大類： 整體式 箱體 分體式 （二）箱體零件的主要技術(shù)要求： 1、孔的尺寸精度、幾何形狀精度和表面粗糙度。 一般情況下，主軸孔的尺寸精度為 IT6，表面粗糙度 Ra 為 1。60。4um，其他支承孔 的尺寸精度一般應(yīng)在孔的公差范圍內(nèi)，要求高的孔的形狀公差不超過(guò)孔公差的 1/21/3。 2、支承孔之間的相互位置精度和孔距尺寸精度。 同軸孔之間應(yīng)有一定的同軸度要求。否則，軸的裝配困難，軸承的運(yùn)轉(zhuǎn)情況惡化，磨損 加劇及溫度升高，從而影響機(jī)器的精度和正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 一般，各支承孔軸心線的平行度為（0.010.02）/100mm，主軸孔的同軸度為 0.012mm， 其他支承孔的同軸度為 0.02mm。 3、主要平面的加工精度和表面粗糙度。 平面加工精度包括平面的形狀精度和相互位置精度。 因?yàn)橄潴w的主要平面往往是裝配基 面或是加工中的定位基面，故其加工精度直接影響機(jī)器的總裝精度和加工時(shí)的定位精度。 一般，主要平面的平面度為 0.030.06mm；表面粗糙度 Ra 為 1.60.4um；平面間的 平行度在全長(zhǎng)范圍內(nèi)約為 0.050.2mm；垂直度為 0.1/300mm。 3、支承孔與主要平面間的尺寸精度及相互位置精度。 箱體上各支承孔對(duì)裝配基面有一定的距離尺寸精度和平行度要求， 對(duì)端面有一定的垂直 度要求。這些精度要求都將影響箱體部件裝配后的精度。 (三)、零件的材料與毛坯 一般箱體零件的材料多采用灰鑄鐵。常用牌號(hào)為 HT150 和 HT200。 鑄造毛坯的造型方式一般與生產(chǎn)批量有關(guān)。當(dāng)單件小批生產(chǎn)時(shí)，采用木模手工造型，其 缺點(diǎn)是毛坯鑄造精度低，加工余量較大；當(dāng)大批大量生產(chǎn)且毛坯尺寸不太大時(shí)，常采用金屬 模機(jī)器造型。這種毛坯的精度較高，加工余量可適當(dāng)減小。根據(jù)工廠的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，下列數(shù)據(jù) 可供參考：一般平面的加工總余量為 612mm；孔半徑方向的總余量為 515mm，對(duì)手 工木模造型應(yīng)取大值。成批生產(chǎn)直徑小于 30mm 的孔，或單件小批生產(chǎn)直徑小于 50mm 的 孔，均不預(yù)先鑄出。零件鑄造后應(yīng)進(jìn)行時(shí)效處理，以便消除鑄件內(nèi)應(yīng)力，保證其加工后精度 的穩(wěn)定性。 在單件小批生產(chǎn)條件下，形狀簡(jiǎn)單的箱體也可采用鋼板焊接。對(duì)其些特定場(chǎng)合，也可采 用其它材料。如飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)箱體，為減輕重量，常用鎂鋁合金。 二、零件的結(jié)構(gòu)工藝性 箱體零件的結(jié)構(gòu)形狀比較復(fù)雜， 不同的結(jié)構(gòu)形狀和使用要求有其不同的結(jié)構(gòu)工藝性。 下面 僅從機(jī)械加工的角度，分析箱體零件結(jié)構(gòu)工藝性的共性問(wèn)題。 1、基本孔 箱體上的孔通常有通孔、 階梯孔、 盲孔和相交孔等。 通孔最為常見(jiàn)， 其中以短圓柱孔為多。 在通孔內(nèi)又以孔長(zhǎng) L 與孔徑 D 之比 L/D1.5 的短圓柱孔工藝性為最好（箱體外壁上 多為這種孔） 。 階梯孔的工藝性與“孔徑比”有關(guān)。孔徑相差越小則工藝性越好；孔徑相差越大，且 其中最小孔徑又很小，則工藝性越差。階梯孔的孔徑相差越小，其工藝性越好，若孔徑相差 較大，即存在較大的內(nèi)端面時(shí)，則一般情況下，锪鏜內(nèi)端面比較困難，難以達(dá)到精度和表面 粗糙度的要求。 相貫通的交叉孔的工藝性也較差，如圖所示,為改善工藝性，可將其中直徑小的孔不鑄 通，先加工主軸大孔，再加工小孔。 盲孔的工藝性最差，不易加工，在精鏜或精鉸盲孔時(shí)，要用手動(dòng)送進(jìn)，其內(nèi)端面更難 加工，故盲孔的工藝性差，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)量避免。若結(jié)構(gòu)上允許，可將盲孔鉆通而改成階梯孔， 以改善其工藝性。 2、同軸線上的孔 同一軸線上孔徑的大小向一個(gè)方向遞減， 可使鏜孔時(shí)， 鏜桿從一端 伸入， 逐個(gè)加工或同時(shí)加工同軸線上的幾個(gè)孔， 以保證較高的同軸度和 生產(chǎn)率。 為使同軸線的各孔能同時(shí)加工，必須使相鄰兩孔的直徑差大于加 工余量，否則刀具無(wú)法通過(guò)前孔到達(dá)后孔的加工位置（如圖所示）此外，在設(shè)有中間導(dǎo)向時(shí) 如圖所示，除導(dǎo)套直徑 D2 應(yīng)小于前孔尺寸 D1 減去余量外，后孔尺寸 D3 也應(yīng)小于導(dǎo)套尺寸 D2，以免刀具刮中間導(dǎo)套。 同軸線上的孔的直徑大小從兩邊向中間遞減， 可使刀桿從兩邊進(jìn) 入箱體加工同軸線上各孔，這樣，不僅縮短了鏜桿的長(zhǎng)度，提高了鏜 桿的剛性， 而且為雙面同時(shí)加工創(chuàng)造了條件， 所以大批大量生產(chǎn)的床 頭箱，常采用此種孔徑分布形式。 同軸線上孔的 徑大于外壁上的孔 裝刀、對(duì)刀，結(jié)構(gòu)工 3、工藝孔 為加工或裝配的需要，可增設(shè)必要的工藝孔。 4、裝配基面 為便于加工和檢驗(yàn)，箱體的裝配基面尺寸應(yīng)盡量大，形狀應(yīng)盡量簡(jiǎn)單。 5、凸臺(tái) 箱體外壁上的凸臺(tái)應(yīng)盡可能在一個(gè)平面上，以便可以在一次走刀中加工出來(lái)，而 無(wú)須調(diào)整刀具的位置，使加工簡(jiǎn)單方便。 直徑的分布形式， 應(yīng)盡量避免中間隔壁上的孔 徑。 因?yàn)榧庸み@種孔時(shí)， 要將刀桿伸進(jìn)箱體后 藝性差。 6、緊固孔與螺孔 箱體上的緊固孔和螺孔的尺寸規(guī)格應(yīng)盡量一致，以減少刀具數(shù)量和換刀次數(shù)。此外， 為保證箱體有足夠的動(dòng)剛度與抗振性，應(yīng)酌情合理使用筋板、筋條，加大圓角半徑，收小箱 口，加厚主軸前軸承口厚度。 三、箱體加工工藝過(guò)程及分析 （一） 箱體零件機(jī)械加工工藝過(guò)程： 錄像： 1、某車床床頭箱加工工藝過(guò)程整體式箱體 2、某減速器箱體加工工藝過(guò)程分體式箱體 課題：箱體類零件加工工藝 一、教學(xué)目的：了解箱體類零件加工的主要工藝問(wèn)題，掌握擬定其工 藝過(guò)程的主要原則， 掌握各種孔系加工及保證其精度要求的常用方法 和整體式箱體不同生產(chǎn)類型時(shí)的加工工藝及分離式箱體的加工工藝 特點(diǎn)。 二、教學(xué)重點(diǎn)：各種孔系加工及其精度分析，箱體類零件的加工工藝 分析 三、教學(xué)難點(diǎn)：箱體類零件的加工工藝分析 四、教學(xué)時(shí) 數(shù)： 2 五、習(xí)題： 學(xué)時(shí)，其中實(shí)踐性教學(xué) 學(xué)時(shí)。 六、教學(xué)后記： （二）箱體加工工藝分析： 箱體加工工藝分析 1、箱體類零件加工的一般工藝路線 對(duì)于中小批生產(chǎn)，其加工工藝路線大致是： 鑄造劃線平面加工孔系加工鉆小孔攻絲； 大批大量生產(chǎn)的工藝路線大致是： 鑄造加工精基準(zhǔn)平面及兩工藝孔粗加工其它各平面精加工精基準(zhǔn)平面 粗、精鏜各縱向孔加工各橫向孔和各次要孔鉗工去毛刺。 以上為整體式箱體的加工工藝路線，對(duì)于分離式箱體，同樣按“先面后孔”及“粗、 精分階段加工” 這兩個(gè)原則安排工藝路線。 但是整個(gè)加工過(guò)程必須先對(duì)箱蓋和底座分別加工 對(duì)合面、底面、緊固孔和定位銷孔，然后再合箱加工軸承孔及其端面等。 2、不同批量箱體生產(chǎn)的共性 (1) 加工順序?yàn)橄让婧罂?(2) 加工階段粗、精分開(kāi) (3)工序間安排時(shí)效處理 普通精度的箱體，一般在鑄造之后安排一次人工時(shí)效處理。 一些高精度的箱體或形狀特別復(fù)雜的箱體，在粗加工之后還要安排一次人工時(shí)效處理， 以消除粗加工所造成的殘余應(yīng)力。 (4)一般都用箱體上的重要孔作粗基準(zhǔn) 箱體零件的粗基準(zhǔn)一般都用它上面的重要孔作粗基準(zhǔn)，如主軸箱都用主軸孔作粗基準(zhǔn)。 3、不同批量箱體生產(chǎn)的特殊性 (1)粗基準(zhǔn)的選擇 雖然箱體類零件一般都選擇重要孔為粗基準(zhǔn)， 隨著生產(chǎn)類型不同， 實(shí)現(xiàn)以主軸孔為粗基 準(zhǔn)的工件裝夾方式是不同的。 中小批生產(chǎn)時(shí)，由于毛壞精度較低，一般采用劃線裝夾。 大批大量生產(chǎn)時(shí)，毛坯精度較高，可采用夾具裝夾。 (2)精基準(zhǔn)的選擇 箱體加工精基準(zhǔn)的選擇也與生產(chǎn)批量大小有關(guān)。 單件小批生產(chǎn)用裝配基準(zhǔn)作定位基準(zhǔn)。符合基準(zhǔn)重合原則，消除了基準(zhǔn)不重合誤差，這 種定位方式也有它的不足之處。刀具系統(tǒng)的剛度不足，當(dāng)在箱體內(nèi)部相應(yīng)的部位設(shè)置 鏜 桿導(dǎo)向支承時(shí)， 由于箱體底部是封閉的， 中間支承只能從箱體頂面的開(kāi)口處把吊架伸入箱體 內(nèi)， 每加工一件需裝卸一次， 且吊架剛性差， 制造安裝精度較低， 經(jīng)常裝卸也容易產(chǎn)生誤差， 增加輔助時(shí)間，因此這種定位方式只適用于單件小批生產(chǎn)。 大批量生產(chǎn)時(shí)采用一面雙孔作為精基準(zhǔn)。 主軸箱常以頂面和兩定位銷孔為精基準(zhǔn)， 這種 定位方式，箱口朝下，中間導(dǎo)向支架可固定在夾具上。由于簡(jiǎn)化了夾具結(jié)構(gòu)，提高了夾具的 剛度，同時(shí)工件裝卸也比較方便，因而提高了孔系的加工質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率。 應(yīng)該指出：這一定位方式也存在一定的問(wèn)題，由于定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，產(chǎn)生了 基準(zhǔn)不重合誤差。 為保證箱體的加工精度， 必須提高作為定位基準(zhǔn)的箱體頂面和兩定位銷孔 的加工精度。 (3)所用設(shè)備依批量不同而異 單件小批生產(chǎn)一般都在通用機(jī)床上加工， 各工序原則上靠工人技術(shù)熟練程度和機(jī)床工作 精度來(lái)保證。而大批量箱體的加工則廣泛采用組合加工機(jī)床、專用夾具等，這就大大地提高 了生產(chǎn)率。四、箱體零件的平面加工（略）五、箱體類零件的孔系加工 孔系在箱體上一系列有相互位置精度要求的孔 平行孔系 孔系 同軸孔系 交叉孔系 孔系的加工方法不僅與生產(chǎn)規(guī)模有關(guān)， 而且也與孔系的精度要求相關(guān)。 下面分別介紹各 種孔系加工及其保證精度要求的方法。 (一)、平行孔系加工 平行孔系的主要技術(shù)要求是各孔中心線之間及孔中心線與基準(zhǔn)面之間的距離尺寸精度 和相互位置精度。平行孔系精度要求的方法有以下幾種： 1、找正法 找正法是在通用機(jī)床上借助一些輔助裝置去找正各個(gè)被加工孔的正確位置。 （1）劃線找正法 (2)心軸塊規(guī)找正法 1、心軸 (3)樣板找正法 2、主軸 3、塊規(guī) 4、塞尺 5、鏜床工作臺(tái) 2、鏜模法 鏜模是一種鏜孔夾具。它既具有工件的定位夾緊裝置，又有 支承和引導(dǎo)鏜刀桿的模板裝置如圖所示。由于鏜桿與機(jī)床多采用 浮動(dòng)連接，故機(jī)床精度對(duì)加工精度的影響甚小。 3、坐標(biāo)法 （1）定義：坐標(biāo)法是把被加工孔之間的孔距尺寸換算 為兩個(gè)互相垂直的坐標(biāo)尺寸，然后按此坐標(biāo)尺寸，通過(guò)控制 機(jī)床的坐標(biāo)位移，精確地調(diào)整機(jī)床主軸與工件在水平和垂直方向的相對(duì)位置，以間 接保證孔距精度。如圖所示 （2）測(cè)量裝置：為保證工作臺(tái)和主軸的位移精度，必須在鏜床上加上坐標(biāo)測(cè) 量裝置。 金屬線紋尺鏜床坐標(biāo)測(cè)量精密測(cè)量裝置 光學(xué)讀數(shù)頭 用塊規(guī)和百分表的測(cè)量裝置 光柵數(shù)字顯示裝置 鏜床測(cè)量裝置 用游標(biāo)尺加放大鏡的測(cè)量裝置 精密絲桿（加校正尺） 坐標(biāo)鏜床的坐標(biāo)精密測(cè)量裝置 光電瞄準(zhǔn)、光柵、磁尺 激光干涉儀 （3）原始孔的選擇 首先加工的第一排孔應(yīng)位于箱壁的一側(cè)， 依次加工其他各孔時(shí)， 工作臺(tái)只朝一個(gè)方向移 動(dòng)。 原始孔還應(yīng)有較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度， 以保證加工過(guò)程中重新校驗(yàn)坐標(biāo)原 點(diǎn)的準(zhǔn)確性。 另外， 安排加工順序時(shí)要把有孔距要求的兩孔緊密地連在一起， 以減少坐標(biāo)尺寸的累積 誤差對(duì)孔距精度的影響。 （二）同軸孔系加工 在成批生產(chǎn)中為保證同軸孔系的同軸度常用鏜模加工。 單件小批生產(chǎn)時(shí)，在通用機(jī)床上加工，一般不采用鏜模。這時(shí)可用如下方法保證同軸 線孔的同軸度。 1、利用已加工孔作交承導(dǎo)向 如圖所示，箱體前壁孔加工好后，在孔內(nèi)裝一導(dǎo)向套，借 以支承和引導(dǎo)鏜桿來(lái)加工后壁上的同軸孔。這種方法適用于加 工前后兩壁相隔較近時(shí)的同軸孔。一般需有專用的導(dǎo)套。 2、利用鏜床后立柱上的導(dǎo)向套作支承導(dǎo)向 利用鏜床后立柱上的導(dǎo)向套作支承導(dǎo)向解決了因鏜桿懸伸過(guò)長(zhǎng)而撓度大。進(jìn)而影響同 軸度的問(wèn)題。但需用較長(zhǎng)的鏜桿，且后立柱導(dǎo)套的調(diào)整麻煩、費(fèi)時(shí)。因此，適用于大型箱體 的孔系加工。 3、從箱體兩側(cè)進(jìn)行鏜孔 從箱體兩側(cè)進(jìn)行鏜孔，即采用調(diào)頭鏜或兩次裝夾的辦法。 (三)、交叉孔系加工 交叉（或相交）孔系主要應(yīng)保證各孔的垂直度要求。加工時(shí)應(yīng)先將精度要求高或表面 粗糙度要求較低的孔全部加工好，然后加工另外與之相交叉（或相交）的孔。一般在普通鏜 床上用工作臺(tái)上的直角對(duì)準(zhǔn)裝置進(jìn)行加工控制。由于它是擋塊裝置，故結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但精度較 低。欲提高精度，可用芯棒與百分表找正法找正。 六、孔系加工的精度分析 （一） 、鏜孔時(shí)的受力變形 1、鏜桿受力變形的影響 如果忽略工件材質(zhì)和切削余量不均勻等所引起的 切削力變化， 在鏜孔過(guò)程中， 相對(duì)于被加工孔表面 Fyz 力的方向 隨著鏜桿的回傳 而不斷改變，若由力 Fyz 所引起的 fF，則鏜桿中心偏離了原來(lái)的理想 動(dòng)軌跡仍然呈圓形，所鏜出孔的直 2fF。 鏜桿自重 刀尖徑向位移為 中心， 但刀尖的運(yùn) 徑比原來(lái)減少 鏜桿自重的大小和方向是不變的，由力所產(chǎn)生的鏜桿最大撓曲變形 fQ 也始終鉛垂 向下。如圖看出，此時(shí)鏜刀實(shí)際回轉(zhuǎn)中心低于理想中心 fQ 值，刀尖的運(yùn)動(dòng)軌跡仍呈圓形， 且圓的大小基本上不變。高速鏜削時(shí)，fQ 很??；低速精鏜時(shí)，由于切削力及其所產(chǎn)生的 fF 較小，故相比之下 fQ 較大，即自重對(duì)孔加工精度的影響較大。 實(shí)際上， 鏜桿在每一瞬間的撓曲變形， 是切削力和自重所產(chǎn)生的撓曲變形的合成。 而且， 由于材質(zhì)和加工余量的不均勻、 切削用量的不一及鏜桿伸出長(zhǎng)度的變化等， 故鏜桿的實(shí)際回 轉(zhuǎn)中心在鏜孔過(guò)程中作無(wú)規(guī)律變化，從而引起孔系加工的多種誤差。 由上分析可知， 為了減少鏜桿的撓曲變形， 以提高孔系加工的幾何精度和相對(duì)位置精度， 通?？刹捎孟铝写胧?1）加大鏜桿直徑和減小懸伸長(zhǎng)度； 2）采用導(dǎo)向裝置，以約束鏜桿撓曲變形； 3）減小鏜桿自重和切削力對(duì)撓曲變形的影響。 2、鏜床受力變形的影響 鏜床的受力變形主要產(chǎn)生在主軸本身和主軸軸承上。 3、工件夾緊變形的影響 （二） 、鏜桿與導(dǎo)套幾何形狀精度及配合間隙的影響 當(dāng)采用固定式導(dǎo)向裝置時(shí)，鏜桿軸頸在導(dǎo)套內(nèi)回轉(zhuǎn)。精鏜時(shí)，由于Fyz 故切削力不 能抬起鏜桿。隨著鏜桿的回轉(zhuǎn)，鏜桿軸頸表面以不同部位沿導(dǎo)套內(nèi)孔下方一小范圍內(nèi)接觸。 因此，鏜桿及導(dǎo)套內(nèi)孔的圓度誤差將引起被加工孔的圓度誤差。如圖所示： （三） 、鏜削方式的影響 1、懸臂鏜、鏜桿送進(jìn) 采用鏜桿送進(jìn)時(shí)，在鏜桿不斷伸長(zhǎng)過(guò)程中，由于切削力的作用，使刀尖的撓 度值不斷增大。切削力與自重綜合對(duì)被加工孔的影響見(jiàn)圖 b，使孔徑不斷減小， 軸線彎曲。 圖a 圖b 2、懸臂鏜工作臺(tái)送進(jìn)（圖 a） 雖然刀尖在切削力與重力作用下有撓度，但由于采用工作臺(tái)送進(jìn)，鏜刀伸 出長(zhǎng)度不變，這個(gè)撓度為定值。所以被加工孔的孔徑減小一個(gè)定值，同時(shí)孔的直 線性好圖 b 所示。此法的缺點(diǎn)是，機(jī)床工作臺(tái)導(dǎo)軌的不直度會(huì)引起孔軸線的偏移 和彎曲。 當(dāng)工作臺(tái)送進(jìn)方向與主軸回轉(zhuǎn)軸線不平行時(shí)， 會(huì)使孔出現(xiàn)橢圓度。 當(dāng)然， 如前所述，這項(xiàng)誤差并不十分嚴(yán)重。 圖a 圖b 3、支承鏜、工作臺(tái)送進(jìn)（圖 a） 顯然，由于工作臺(tái)送進(jìn)，兩支承點(diǎn)間距離 很長(zhǎng)，要超過(guò)孔長(zhǎng)的兩倍。但由于是支承 鏜，其刀尖撓度比以上的減小一倍 本方案 的特征和方案 2 相同，即孔軸線的直線性 好，孔徑尺寸只均勻減小一個(gè)更小的定值。 4、支承鏜、鏜桿送進(jìn) 本方案鏜桿伸出長(zhǎng)度不變。當(dāng)?shù)都馓幱趦?支承中間時(shí)， 切削力產(chǎn)生的撓度比方案 3 ?。核?以，抗振性好，但是，由于是鏜桿送進(jìn)，故鍵 刀在支承間的位置是變化的，因而鏜桿自重造 成的彎曲度就會(huì)影響工件孔軸線的彎曲誤差，所以盡 管本方案鏜桿變形比方案小，但因軸線的彎曲不易進(jìn)一步糾正。故并不如方案 3 好。 5、在鏜模里加工 本方案和前四個(gè)方案相比，其變形最小。但由于鏜模是和工件以一個(gè)整體 送進(jìn)的， 在鏜削過(guò)程中， 刀尖處的撓度是一個(gè)變值， 故鏜出的孔的軸線是彎曲的。 而糾正孔軸線的彎曲度是不容易的。 6、雙支承鏜、工作臺(tái)送進(jìn) 這時(shí)雖然這時(shí)鏜桿的跨距比方案 4 大一倍，但因 僅僅由工件送進(jìn)，雙支承與刀具的相對(duì)位置關(guān)系未 變， 所以刀尖撓度為定值， 加工出的孔的軸線是直的。 就這一點(diǎn)看，比工件鏜模里加工又有優(yōu)越之處。課題： 齒輪零件的加工工藝（圓盤(pán)類） 一、教學(xué)目的：掌握各種齒形加工方法的加工原理、工藝特點(diǎn)、及應(yīng) 用場(chǎng)合。 了解齒輪加工的主要技術(shù)要求、 主要工藝問(wèn) 題及一般工藝路線。 掌握普通精度齒輪的加工工藝分 析及工藝過(guò)程擬定。 一般了解蝸輪輪齒的加工方法及 其工藝特點(diǎn)。 二、教學(xué)重點(diǎn)：各種齒形加工的加工原理及工藝特點(diǎn)、普通精度齒輪 的加工工藝分析及工藝過(guò)程擬定。 三、教學(xué)難點(diǎn)：齒輪的加工工藝分析 四、教學(xué)時(shí) 數(shù)： 2 五、習(xí)題： 學(xué)時(shí)，其中實(shí)踐性教學(xué) 學(xué)時(shí)。 六、教學(xué)后記： 第三節(jié)一、 概述 （一） 齒輪的功用與結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 齒輪加工 1、 功用：按規(guī)定的速比傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。 2、 結(jié)構(gòu) 齒圈 3、 分類 輪體 直齒 （1）按齒圈的分布形式 斜齒 人字齒 盤(pán)形最廣泛 套筒 （2）按輪體 軸 扇形 齒條 （二） 齒輪的技術(shù)要求： 齒輪傳動(dòng)有如下幾方面的精度要求： 1、傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性。 2、工作的平穩(wěn)性。 3、齒面接觸的均勻性。 4、有一定的齒側(cè)間隙。 在我國(guó) GB10095-88 標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了齒輪傳動(dòng)有 12 個(gè)精度等級(jí)，精度由高到低依次為 1 級(jí)、2 級(jí)12 級(jí)。其中常用的精度等級(jí)為 69 級(jí)。7 級(jí)精度是基礎(chǔ)級(jí)，是設(shè)計(jì)中普遍采用 且在一般條件下用滾、插、剃三種切齒方法就能得到的精度等級(jí)。 按齒輪各項(xiàng)誤差對(duì)傳動(dòng)性能的主要影響， 標(biāo)準(zhǔn)中將齒輪每個(gè)精度等級(jí)的各項(xiàng)公差分成三 個(gè)公差組 傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性 三大公差組 傳動(dòng)的平穩(wěn)性 載荷的均勻性 根據(jù)齒輪的精度等級(jí)，齒輪的工作齒面和基準(zhǔn)面應(yīng)有相應(yīng)的表面粗糙度要求。 表：齒輪孔、齒輪軸和齒面的表面粗糙度（Ra：um） 精度等級(jí) 齒輪孔 齒輪軸 齒形面 5 0.40.2 0.2 0.4 6 0.8 0.4 0.80.4 7 1.60.8 0.8 0.8 8 1.6 1.6 3.2 9 3.2 1.6 6.3二、 齒輪的毛坯與材料，熱處理 1、 1、 齒輪的材料 對(duì)一般傳力齒輪，齒輪材料應(yīng)具有一定的接觸疲勞強(qiáng)度、彎曲疲勞強(qiáng)度和耐磨性要求； 對(duì)受沖擊載荷的齒輪傳動(dòng)，其輪齒容易折斷。此時(shí)，要求材料有較大的機(jī)械強(qiáng)度和較 好的沖擊韌性； 對(duì)高精度齒輪，要求材料淬火時(shí)變形小，并具有較好的精度保持性。 此外，還應(yīng)考慮齒輪的結(jié)構(gòu)情況，如大直徑齒輪可選用鑄鋼和鑄鐵。 中碳鋼 中碳含金結(jié)構(gòu)鋼 滲碳鋼 齒輪材料 鑄鋼 鑄鐵 膠布膠木 尼龍 2、齒輪的毛坯 (1)圓鋼。 (2)鍛件。 (3)鑄鋼。用于直徑較大、形狀復(fù)雜且受力較大的齒輪。一般適用于齒輪直徑在 400 600mm 以上。 (4)鑄鐵。機(jī)械強(qiáng)度較差，但加工性能好，成本低，故適用于受力不大、無(wú)沖擊的低速 齒輪。 除上述毛坯外，對(duì)高速輕載齒輪，為減少噪音，可用夾布膠木制造，或用尼龍、塑料 壓鑄成形。 3、齒輪的熱處理 (1)切齒前的預(yù)備熱處理 切齒前常用的熱處理方法有： 退火。鑄鐵毛坯應(yīng)進(jìn)行退火，以便使內(nèi)部組織均勻，消除內(nèi)應(yīng)力和改善切削性能。 正火。鑄鋼毛坯要正火，其作用與退火相同、低碳鋼的鍛件毛坯，其正火主要是為 改善材料的切削性能。 調(diào)質(zhì)。中碳鋼鍛件毛坯調(diào)質(zhì)處理的目的，一是為了提高材料的機(jī)械性能，二是對(duì)切 齒后需淬火的齒輪提供良好的條件。 (2)切齒后的熱處理 切齒后熱處理主要是為了提高齒面硬度。具體方法有： 高頻表面淬火。淬火后輪齒變形較小，齒面硬度較高，芯部韌性好，是最常用的表 面淬火方法。 整體淬火。這種方法簡(jiǎn)便易行，但淬火后常引起內(nèi)孔變形、端面翹曲及徑向跳動(dòng)增 大。由于齒芯韌性不好，故輪齒容易沖擊折斷。 化學(xué)熱處理。對(duì)含碳量比較低的齒坯材料，可采用齒面滲碳淬火及滲氮、氰化等處 理。 這種齒面硬度很高， 齒芯韌性較好， 可用于高速或有沖擊的齒輪。 由于表面硬化層較薄， 故不宜用于重載齒輪。三、齒輪加工的一般工藝路線 齒輪加工過(guò)程可大致分為齒坯加工和齒形加工兩個(gè)階段。 其主要工藝有兩方面， 一是齒 坯內(nèi)孔（或軸頸）和基準(zhǔn)端面的加工精度，它是齒輪加工、檢驗(yàn)和裝配的基準(zhǔn)，對(duì)齒輪質(zhì)量 影響很大；二是齒形加工精度，它直接影響齒輪傳動(dòng)質(zhì)量，是整個(gè)齒輪加工的核心。 1、齒坯加工階段 齒坯加工主要包含毛坯制備、內(nèi)孔和基準(zhǔn)端面加工、圓和其他表面加工等過(guò)程。 內(nèi)孔和基準(zhǔn)端面應(yīng)在一次裝夾中加工， 以保證基準(zhǔn)端面對(duì)內(nèi)孔的垂直度要求， 外圓精加 工應(yīng)以內(nèi)孔在芯軸上定位，以保證外圓對(duì)內(nèi)孔的同軸度要求。 齒坯的加工方案與輪體結(jié)構(gòu)、技術(shù)要求及生產(chǎn)規(guī)模等多種因素有關(guān)，具體加工過(guò)程四。 2、齒形加工階段 齒形加工方案的選擇，主要取決于齒輪的精度等級(jí)、生產(chǎn)批量和熱處理方法等。對(duì)于 8 級(jí)及 8 級(jí)以下精度的不淬硬齒輪，用銑齒、滾齒或插齒等方法都可直接達(dá)到加工精度要求； 對(duì)淬硬齒輪，需在淬火前將精度提高一級(jí)，以保證淬火后達(dá)到預(yù)期精度，其加工方案可 采用： 滾（插）齒齒端加工齒面淬火修正內(nèi)孔。 67 級(jí)精度淬硬齒輪有如下兩種加工方案： （1）剃-珩齒方案：滾（插）齒齒端加工剃齒表面淬火修正基準(zhǔn) 珩齒。 （2）磨齒方案：滾（插）齒齒端加工滲碳淬火修正基準(zhǔn)磨齒。 剃-珩齒方案生產(chǎn)率高，廣泛用于 7 級(jí)精度齒輪的成批生產(chǎn)中。磨齒方案的生產(chǎn)率 低， 一般用于 6 級(jí)精度以上或淬火后變形較大的齒輪。 單件小批生產(chǎn)或 5 級(jí)精度以上的齒輪 一般采用磨齒方案。 對(duì)于不淬硬的 7 級(jí)精度齒輪，可用滾齒方案。 目前一些機(jī)床廠和汽車拖拉機(jī)廠使用滾（插）齒冷擠齒的加工方案，此方案可穩(wěn)定 地獲得 7 級(jí)精度，適用于大批量生產(chǎn)。 課題： 齒輪零件的加工工藝（圓盤(pán)類） 十、 教學(xué)目的：掌握各種齒形加工方法的加工原理、工藝 特