機(jī)械工程師入職培訓(xùn)(六)典型零件加工工藝分析

1、第一節(jié)第一節(jié) 軸類零件加工軸類零件加工 軸類零件的功用軸類零件的功用主要起支承傳動(dòng)件和傳遞轉(zhuǎn)矩的作用。 軸類零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)軸類零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有光軸、空心軸、半軸、階梯軸、花鍵軸、十字軸、偏心軸、曲軸及凸輪軸等。1）主軸的支承軸頸是裝配基準(zhǔn)，其制造精度直接影響到主軸部件的回轉(zhuǎn)精度，故對(duì)支承軸頸提出較高的要求。2）主軸前端莫氏6號(hào)錐孔用來(lái)安裝頂尖或工具錐柄，其錐孔軸線必須與支承軸頸軸線同軸，否則會(huì)引起被加工的工件出現(xiàn)相對(duì)位置誤差。3）主軸前端圓錐面和端面是安裝卡盤(pán)或車(chē)床夾具的定位表面。4）主軸上的螺紋是用來(lái)固定與調(diào)節(jié)主軸軸承間隙的。因此螺紋中徑與支承軸徑有同軸度要求。5）主軸零件的各加工表面均有表面粗

2、糙度的要求。車(chē)床主軸零件的主要技術(shù)要求車(chē)床主軸零件的主要技術(shù)要求主軸零件的材料、毛坯及熱處理主軸零件的材料、毛坯及熱處理常用常用4545鋼，精度較高的軸可選用鋼，精度較高的軸可選用40Cr40Cr、軸承鋼、軸承鋼GCr15GCr15、彈簧鋼、彈簧鋼65Mn65Mn，也可選用球墨鑄鐵；，也可選用球墨鑄鐵；對(duì)高速、重載的軸，選用對(duì)高速、重載的軸，選用20CrMnTi20CrMnTi、20Mn2B20Mn2B、20Cr20Cr等低碳合金鋼或等低碳合金鋼或38CrMoAl38CrMoAl氮化鋼。氮化鋼。材料材料毛坯毛坯常用圓棒料和鍛件；大型軸或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的軸采用常用圓棒料和鍛件；大型軸或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的軸采用

3、鑄件。毛坯經(jīng)過(guò)加熱鍛造后，可使金屬內(nèi)部纖維鑄件。毛坯經(jīng)過(guò)加熱鍛造后，可使金屬內(nèi)部纖維組織沿表面均勻分布，獲得較高的抗拉、抗彎及組織沿表面均勻分布，獲得較高的抗拉、抗彎及抗扭強(qiáng)度?？古?qiáng)度。熱處理熱處理鍛造毛坯在加工前，均需安排正火或退火處理，鍛造毛坯在加工前，均需安排正火或退火處理，使鋼材內(nèi)部晶粒細(xì)化，消除鍛造應(yīng)力，降低材料硬使鋼材內(nèi)部晶粒細(xì)化，消除鍛造應(yīng)力，降低材料硬度，改善切削加工性能。度，改善切削加工性能。調(diào)質(zhì)一般安排在粗車(chē)之后、半精車(chē)之前，以獲得調(diào)質(zhì)一般安排在粗車(chē)之后、半精車(chē)之前，以獲得良好的物理力學(xué)性能。良好的物理力學(xué)性能。表面淬火一般安排在精加工之前，這樣可以糾正表面淬火一般安排在

4、精加工之前，這樣可以糾正因淬火引起的局部變形。因淬火引起的局部變形。精度要求高的軸，在局部淬火或粗磨之后，還需精度要求高的軸，在局部淬火或粗磨之后，還需進(jìn)行低溫時(shí)效處理。進(jìn)行低溫時(shí)效處理。工藝過(guò)程分析加工階段的劃分粗精分開(kāi)，先粗后精。以重要表面（特別是支承軸頸）的粗加工、半精加工和精加工為主線，適當(dāng)穿插其它表面的加工工序而組成的工藝路線。定位基準(zhǔn)的選擇采用兩中心孔為定位基準(zhǔn)；采用兩中心孔為定位基準(zhǔn)；以支承軸頸定位，車(chē)錐孔；以支承軸頸定位，車(chē)錐孔；以錐堵中心孔定位，精車(chē)外圓；以錐堵中心孔定位，精車(chē)外圓；以外圓定位，粗磨錐孔；以外圓定位，粗磨錐孔；以錐堵中心孔定位，粗精磨外圓；以錐堵中心孔定位，粗

5、精磨外圓；最后以支承軸頸定位，精磨錐孔。最后以支承軸頸定位，精磨錐孔。使錐孔的各項(xiàng)精度達(dá)到要求。使錐孔的各項(xiàng)精度達(dá)到要求?；鶞?zhǔn)統(tǒng)一基準(zhǔn)統(tǒng)一互為基準(zhǔn)互為基準(zhǔn)工序順序的安排工序順序的安排先銑端面鉆中心孔先銑端面鉆中心孔基準(zhǔn)先行基準(zhǔn)先行深孔加工安排在外圓半精車(chē)之后，以便有一個(gè)較為精確的軸頸作為定位基準(zhǔn)，這樣加工出的孔容易保證主軸壁厚均勻。深孔加工工深孔加工工序的安排序的安排主軸上的花鍵、鍵槽、螺紋等次要表面加工，通常安排在外圓精車(chē)或粗磨之后、精磨外圓之前進(jìn)行。如果精車(chē)前已銑出鍵槽，精車(chē)時(shí)因斷續(xù)切削而易產(chǎn)生振動(dòng)，既影響加工質(zhì)量，又容易損壞刀具，也難控制鍵槽的深度。次要表面加次要表面加工工序安排工工序安

6、排主軸檢驗(yàn)主軸檢驗(yàn)自動(dòng)測(cè)量裝置，作為輔助裝置安裝在機(jī)床上。這種檢驗(yàn)方式能在不影響加工的情況下，根據(jù)測(cè)量結(jié)果，主動(dòng)地控制機(jī)床的工作過(guò)程，如改變進(jìn)給量，自動(dòng)補(bǔ)償?shù)毒吣p，自動(dòng)退刀、停車(chē)等，使之適應(yīng)加工條件的變化，防止產(chǎn)生廢品，故又稱為主動(dòng)檢驗(yàn)。主動(dòng)檢驗(yàn)屬在線檢測(cè)，即在設(shè)備運(yùn)行，生產(chǎn)不停頓的情況下，根據(jù)信號(hào)處理的基本原理，掌握設(shè)備運(yùn)行狀況，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)及必要調(diào)整。在線檢測(cè)在機(jī)械制造中的應(yīng)用越來(lái)越廣。加工中檢驗(yàn)加工中檢驗(yàn)v單件小批生產(chǎn)中，尺寸精度一般用外徑千分尺檢驗(yàn)；v大批大量生產(chǎn)時(shí)，常采用光滑極限量規(guī)檢驗(yàn)，長(zhǎng)度大而精度高的工件可用比較儀檢驗(yàn)。v表面粗糙度可用粗糙度樣板進(jìn)行檢驗(yàn)；要求較高時(shí)則

7、用光學(xué)顯微鏡或輪廓儀檢驗(yàn)。v圓度誤差可用千分尺測(cè)出的工件同一截面內(nèi)直徑的最大差值之半來(lái)確定，也可用千分表借助V形鐵來(lái)測(cè)量，若條件許可，可用圓度儀檢驗(yàn)。圓柱度誤差通常用千分尺測(cè)出同一軸向剖面內(nèi)最大與最小值之差的方法來(lái)確定。v主軸相互位置精度檢驗(yàn)一般以軸兩端頂尖孔或工藝錐堵上的頂尖孔為定位基準(zhǔn)，在兩支承軸頸上方分別用千分表測(cè)量。加工后檢驗(yàn)加工后檢驗(yàn)主軸檢驗(yàn)主軸檢驗(yàn)第二節(jié)第二節(jié) 箱體零件加工箱體零件加工 箱體零件的功用箱體零件的功用箱體是機(jī)器的基礎(chǔ)零件，它將機(jī)器中有箱體是機(jī)器的基礎(chǔ)零件，它將機(jī)器中有關(guān)部件的軸、套、齒輪等相關(guān)零件連接關(guān)部件的軸、套、齒輪等相關(guān)零件連接成一個(gè)整體，并使之保持正確的相互位

8、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)定置，以傳遞轉(zhuǎn)矩或改變轉(zhuǎn)速來(lái)完成規(guī)定的運(yùn)動(dòng)。的運(yùn)動(dòng)。 箱體零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)箱體零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，壁薄且不均勻，加工部位多，加工結(jié)構(gòu)復(fù)雜，壁薄且不均勻，加工部位多，加工難度大。難度大。軸頸支承孔孔徑精度及相互之間的位置精度軸頸支承孔孔徑精度及相互之間的位置精度定位銷(xiāo)孔的精度與孔距精度定位銷(xiāo)孔的精度與孔距精度主要平面的精度主要平面的精度表面粗糙度表面粗糙度箱體零件的主要技術(shù)要求箱體零件的主要技術(shù)要求 一般采用鑄件。因曲軸箱是大批大量生產(chǎn)，且毛一般采用鑄件。因曲軸箱是大批大量生產(chǎn)，且毛坯的形狀復(fù)雜，故采用壓鑄毛坯，鑲套與箱體在壓鑄坯的

9、形狀復(fù)雜，故采用壓鑄毛坯，鑲套與箱體在壓鑄時(shí)鑄成一體。壓鑄的毛坯精度高，加工余量小，有利時(shí)鑄成一體。壓鑄的毛坯精度高，加工余量小，有利于機(jī)械加工。于機(jī)械加工。 為減少毛坯鑄造時(shí)產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，箱體鑄造后為減少毛坯鑄造時(shí)產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，箱體鑄造后應(yīng)安排人工時(shí)效。應(yīng)安排人工時(shí)效。箱體零件的材料及毛坯箱體零件的材料及毛坯材材 料料箱體零件常選用灰鑄鐵，箱體零件常選用灰鑄鐵，摩托車(chē)的曲軸箱選用鋁合金摩托車(chē)的曲軸箱選用鋁合金作為曲軸箱的主體材料。作為曲軸箱的主體材料。毛坯毛坯一般箱體零件的粗基準(zhǔn)都用它上面的重要孔和另一個(gè)相距較遠(yuǎn)的孔作為粗基準(zhǔn)，以保證孔加工時(shí)余量均勻。工藝過(guò)程分析先面后孔先面后孔粗精分開(kāi)

10、、先粗后精粗精分開(kāi)、先粗后精粗基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)的選擇精基準(zhǔn)的選擇精基準(zhǔn)的選擇常以箱體零件的裝配基準(zhǔn)或?qū)ｉT(mén)加工的一面兩孔定位。使得基準(zhǔn)統(tǒng)一。一般在毛坯鑄造之后安排一次人工時(shí)效即可；對(duì)一些高精度或形狀特別復(fù)雜的箱體，應(yīng)在粗加工之后再安排一次人工時(shí)效，以消除粗加工產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，保證箱體加工精度的穩(wěn)定性。工序集中，先主后次工序集中，先主后次箱體零件上相互位置要求較高的孔系和平面，一般盡量集中在同一工序中加工，以減少裝夾次數(shù)，從而減少安裝誤差的影響，有利于保證其相互位置精度要求。合理安排時(shí)效處理合理安排時(shí)效處理（1）找正法 一般只適合單件小批生產(chǎn)。（2）鏜模法 在成批生產(chǎn)中，廣泛采用鏜模加工孔系。（3）坐標(biāo)法 坐標(biāo)法鏜孔是先將被加工孔系的孔距尺寸換算成兩個(gè)互相垂直的坐標(biāo)尺寸，然后在普通臥式鏜床、坐標(biāo)鏜床或數(shù)控鏜銑床等設(shè)備上，利用坐標(biāo)尺寸測(cè)量裝置，使機(jī)床主軸與工件間按坐標(biāo)尺寸作精確的相對(duì)位移，從而間接保證孔距尺寸的加工精度的一種方法?？紫导庸た紫导庸は潴w上若干有相互位置精度要求的孔的組合箱體上若干有相互位置精度要求的孔的組合孔系孔系平行孔系加工平行孔系加工表面粗糙度檢驗(yàn)通常用目測(cè)或樣板比較法，只有當(dāng)Ra值很小時(shí)，才考慮使用光學(xué)量?jī)x；孔的尺寸精度一般用塞規(guī)檢驗(yàn)；單件小批生產(chǎn)時(shí)可用內(nèi)徑千分尺或內(nèi)徑千分表檢驗(yàn)；若精度要