典型零件加工工藝

1、箱體類(lèi)零件加工工藝箱體零件是機(jī)器或部件的基礎(chǔ)零件，軸、軸承、齒輪等有關(guān)零件按規(guī)定的技術(shù)要求裝配到箱體上，連接成部件或機(jī)器，使其按規(guī)定的要求工作，因此箱體零件的加工質(zhì)量不僅影響機(jī)器的裝配精度和運(yùn)動(dòng)精度，而且影響機(jī)器的工作精度、使用性能和壽命。下面以圖1所示齒輪減速箱體零件的加工為例討論箱體類(lèi)零件的工藝過(guò)程。圖1某車(chē)床主軸箱體簡(jiǎn)圖箱體類(lèi)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)要求分析圖3所示零件為某車(chē)床主軸箱體類(lèi)零件，屬于中批生產(chǎn)，零件的材料為HT200鑄鐵。一般來(lái)說(shuō)，箱體零件的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，內(nèi)部呈腔形，其加工表面主要是平面和孔。對(duì)箱體類(lèi)零件的技術(shù)要求分析，應(yīng)針對(duì)平面和孔的技術(shù)要求進(jìn)行分析。1平面的精度要求 箱體零件的

2、設(shè)計(jì)基準(zhǔn)一般為平面，本箱體各孔系和平面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為G面、H面和P面，其中G面和H面還是箱體的裝配基準(zhǔn)，因此它有較高的平面度和較小表面粗糙度要求。2孔系的技術(shù)要求箱體上有孔間距和同軸度要求的一系列孔，稱(chēng)為孔系。為保證箱體孔與軸承外圈配合及軸的回轉(zhuǎn)精度，孔的尺寸精度為IT7，孔的幾何形狀誤差控制在尺寸公差范圍之內(nèi)。為保證齒輪嚙合精度，孔軸線(xiàn)間的尺寸精度、孔軸線(xiàn)間的平行度、同一軸線(xiàn)上各孔的同軸度誤差和孔端面對(duì)軸線(xiàn)的垂直度誤差，均應(yīng)有較高的要求。3孔與平面間的位置精度 箱體上主要孔與箱體安裝基面之間應(yīng)規(guī)定平行度要求。本箱體零件主軸孔中心線(xiàn)對(duì)裝配基面（G、H面）的平行度誤差為0.04mm。4表面粗糙度

3、重要孔和主要表面的粗糙度會(huì)影響連接面的配合性質(zhì)或接觸剛度，本箱體零件主要孔表面粗糙度為0.8m，裝配基面表面粗糙度為1.6m。箱體類(lèi)零件的材料及毛坯箱體零件的材料常用鑄鐵，這是因?yàn)殍T鐵容易成形，切削性能好，價(jià)格低，且吸振性和耐磨性較好。根據(jù)需要可選用HT150350，常用HT200。在單件小批量生產(chǎn)情況下，為縮短生產(chǎn)周期，可采用鋼板焊接結(jié)構(gòu)。某些大負(fù)荷的箱體有時(shí)采用鑄鋼件。在特定條件下，可采用鋁鎂合金或其它鋁合金材料。鑄鐵毛坯在單件小批生產(chǎn)時(shí)，一般采用木模手工造型，毛坯精度較低，余量大；在大批量生產(chǎn)時(shí)，通常采用金屬模機(jī)器造型，毛坯精度較高，加工余量可適當(dāng)減小。單件小批生產(chǎn)直徑大于50mm的孔，

4、成批生產(chǎn)大于30mm的孔，一般都鑄出預(yù)孔，以減少加工余量。鋁合金箱體常用壓鑄制造，毛坯精度很高，余量很小，一些表面不必經(jīng)切削加即可使用。箱體類(lèi)零件的加工工藝過(guò)程箱體零件的主要加工表面是孔系和裝配基準(zhǔn)面。如何保證這些表面的加工精度和表面粗糙度，孔系之間及孔與裝配基準(zhǔn)面之間的距離尺寸精度和相互位置精度，是箱體零件加工的主要工藝問(wèn)題。箱體零件的典型加工路線(xiàn)為：平面加工孔系加工次要面（緊固孔等）加工。圖1車(chē)床主軸箱體零件，其生產(chǎn)類(lèi)型為中小批生產(chǎn)；材料為HT200；毛坯為鑄件。該箱體的加工工藝路線(xiàn)如表1。表1車(chē)床主軸箱體零件的加工工藝過(guò)程箱體類(lèi)零件的加工工藝過(guò)程分析一、主要表面的加工方法選擇箱體的主要加

5、工表面有平面和軸承支承孔。箱體平面的粗加工和半精加工主要采用刨削和銑削，也可采用車(chē)削。當(dāng)生產(chǎn)批量較大時(shí)，可采用各種組合銑床對(duì)箱體各平面進(jìn)行多刀、多面同時(shí)銑削；尺寸較大的箱體，也可在多軸龍門(mén)銑床上進(jìn)行組合銑削，可有效提高箱體平面加工的生產(chǎn)率。箱體平面的精加工，單件小批量生產(chǎn)時(shí)，除一些高精度的箱體仍需手工刮研外，一般多用精刨代替?zhèn)鹘y(tǒng)的手工刮研；當(dāng)生產(chǎn)批量大而精度又較高時(shí)，多采用磨削。為提高生產(chǎn)效率和平面間的位置精度，可采用專(zhuān)用磨床進(jìn)行組合磨削等。 箱體上公差等級(jí)為IT 7級(jí)精度的軸承支承孔，一般需要經(jīng)過(guò)34次加工。可采用擴(kuò)一粗鉸一精鉸，或采用粗鏜半精鏜一精鏜的工藝方案進(jìn)行加工(若未鑄出預(yù)孔應(yīng)先鉆孔

6、）。以上兩種工藝方案，表面粗糙度值可達(dá)Ra0. 81. 6m。鉸的方案用于加工直徑較小的孔，鏜的方案用于加工直徑較大的孔。當(dāng)孔的加工精度超過(guò)IT 6級(jí)，表面粗糙度值Ra小于0. 4m時(shí)，還應(yīng)增加一道精密加工工序，常用的方法有精細(xì)鏜、滾壓、珩磨、浮動(dòng)鏜等。二、箱體加工定位基準(zhǔn)的選擇1粗基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)的選擇對(duì)零件主要有兩個(gè)方面影響，即影響零件上加工表面與不加工表面的位置和加工表面的余量分配。為了滿(mǎn)足上述要求，一般宜選箱體的重要孔的毛坯孔作粗基準(zhǔn)。本箱體零件就是宜主軸孔和距主軸孔較遠(yuǎn)的軸孔作為粗基準(zhǔn)。本箱體不加工面中，內(nèi)壁面與加工面（軸孔）間位置關(guān)系重要，因?yàn)橄潴w中的大齒輪與不加工內(nèi)壁間隙很小，

7、若是加工出的軸承孔與內(nèi)壁有較大的位置誤差，會(huì)使大齒輪與內(nèi)壁相碰。從這一點(diǎn)出發(fā)，應(yīng)選擇內(nèi)壁為粗基準(zhǔn)，但是夾具的定位結(jié)構(gòu)不易實(shí)現(xiàn)以?xún)?nèi)壁定位。由于鑄造時(shí)內(nèi)壁和軸孔是同一個(gè)型心澆鑄的，以軸孔為粗基準(zhǔn)可同時(shí)滿(mǎn)足上述兩方的要求，因此實(shí)際生產(chǎn)中，一般以軸孔為粗基準(zhǔn)。2精基準(zhǔn)的選擇 選擇精基準(zhǔn)主要是應(yīng)能保證加工精度，所以一般優(yōu)先考慮基準(zhǔn)重合原則和基準(zhǔn)同一原則，本零件的各孔系和平面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)為為G、H面和P蓋，因此可采用G、H面和P三面作精基準(zhǔn)定位。三、箱體加工順序的安排箱體機(jī)械加工順序的安排一般應(yīng)遵循以下原則：1先面后孔的原則 箱體加工順序的一般規(guī)律是先加工平面，后加工孔。先加工平面，可以為孔加工提

8、供可靠的定位基準(zhǔn)，再以平面為精基準(zhǔn)定位加工孔。平面的面積大，以平面定位加工孔的夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠，反之則夾具結(jié)構(gòu)復(fù)雜、定位也不可靠。由于箱體上的孔分布在平面上，先加工平面可以去除鑄件毛坯表面的凹凸不平、夾砂等缺陷，對(duì)孔加工有利，如可減小鉆頭的歪斜、防止刀具崩刃，同時(shí)對(duì)刀調(diào)整也方便。2先主后次的原則 箱體上用于緊固的螺孔、小孔等可視為次要表面，因?yàn)檫@些次要孔往往需要依據(jù)主要表面（軸孔）定位，所以這些螺孔的加工應(yīng)在軸孔加工后進(jìn)行。對(duì)于次要孔與主要孔相交的孔系，必須先完成主要孔的精加工，再加工次要孔，否則會(huì)使主要孔的精加工產(chǎn)生斷續(xù)切削、振動(dòng)，影響主要孔的加工質(zhì)量。3孔系的數(shù)控加工由于箱體零件具有加工

9、表面多，加工的孔系的精度高，加工量大的特點(diǎn)，生產(chǎn)中常使用高效自動(dòng)化的加工方法。過(guò)去在大批、大量生產(chǎn)中，主要采用組合機(jī)床和加工自動(dòng)線(xiàn)，現(xiàn)在數(shù)控加工技術(shù)，如加工中心、柔性制造系統(tǒng)等已逐步應(yīng)用于各種不同的批量的生產(chǎn)中。車(chē)床主軸箱體的孔系也可選擇在臥式加工中心上加工，加工中心的自動(dòng)換刀系統(tǒng)，使得一次裝夾可完成鉆、擴(kuò)、鉸、鏜、銑、攻螺紋等加工，減少了裝夾次數(shù)，實(shí)行工序集中的原則，提高了生產(chǎn)率。齒輪知識(shí)介紹齒輪簡(jiǎn)介齒輪是能互相嚙合的有齒的機(jī)械零件，它在機(jī)械傳動(dòng)及整個(gè)機(jī)械領(lǐng)域中的應(yīng)用極其廣泛?，F(xiàn)代齒輪技術(shù)已達(dá)到：齒輪模數(shù)0.004100毫米；齒輪直徑由1毫米150米；傳遞功率可達(dá)上十萬(wàn)千瓦；轉(zhuǎn)速可達(dá)幾十萬(wàn)轉(zhuǎn)

10、/分；最高的圓周速度達(dá)300米/秒。 齒輪在傳動(dòng)中的應(yīng)用很早就出現(xiàn)了。公元前三百多年，古希臘哲學(xué)家亞里士多德在機(jī)械問(wèn)題中，就闡述了用青銅或鑄鐵齒輪傳遞旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題。中國(guó)古代發(fā)明的指南車(chē)中已應(yīng)用了整套的輪系。不過(guò)，古代的齒輪是用木料制造或用金屬鑄成的，只能傳遞軸間的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，不能保證傳動(dòng)的平穩(wěn)性，齒輪的承載能力也很小。 19世紀(jì)出現(xiàn)的滾齒機(jī)和插齒機(jī)，解決了大量生產(chǎn)高精度齒輪的問(wèn)題。1900年，普福特為滾齒機(jī)裝上差動(dòng)裝置，能在滾齒機(jī)上加工出斜齒輪，從此滾齒機(jī)滾切齒輪得到普及，展成法加工齒輪占了壓倒優(yōu)勢(shì)，漸開(kāi)線(xiàn)齒輪成為應(yīng)用最廣的齒輪。齒輪種類(lèi)齒輪應(yīng)用廣泛，種類(lèi)很多。按齒廓曲線(xiàn)可分為漸開(kāi)線(xiàn)齒輪、擺線(xiàn)

11、齒輪、圓弧齒輪等。按外形可分為圓柱齒輪、錐齒輪、非圓齒輪、齒條、蝸桿-蝸輪等；按輪齒所在的表面可分為外齒輪和內(nèi)齒輪；按齒線(xiàn)形狀可分為直齒輪、斜齒輪、人字齒輪、曲線(xiàn)齒輪等。按制造方法可分為鑄造齒輪、切制齒輪、軋制齒輪、燒結(jié)齒輪等。按齒面硬度可分為軟齒面和硬齒面兩種。齒輪圖示： 齒輪材料制造齒輪常用的鋼有調(diào)質(zhì)鋼、淬火鋼、滲碳淬火鋼和滲氮鋼。鑄鋼的強(qiáng)度比鍛鋼稍低，常用于尺寸較大的齒輪；灰鑄鐵的機(jī)械性能較差，可用于輕載的開(kāi)式齒輪傳動(dòng)中；球墨鑄鐵可部分地代替鋼制造齒輪；塑料齒輪多用于輕載和要求噪聲低的地方，與其配對(duì)的齒輪一般用導(dǎo)熱性好的鋼齒輪。齒輪加工設(shè)備按照被加工齒輪種類(lèi)不同，齒輪加工機(jī)床可分為兩大類(lèi)

12、：1.圓柱齒輪加工機(jī)床（1）滾齒機(jī)，（2）插齒機(jī)，（3）車(chē)齒機(jī)等。 2.錐齒輪加工機(jī)床（1）加工直齒錐齒輪：刨齒機(jī)、銑齒機(jī)、拉齒機(jī)。（2）加工弧齒錐齒輪：銑齒機(jī)。（3）加工齒線(xiàn)形狀為延伸漸開(kāi)線(xiàn)：錐齒輪銑齒機(jī)。（4) 精加工齒輪齒面：珩齒機(jī)、剃齒機(jī)和磨齒機(jī)。設(shè)備特點(diǎn)：(1)滾齒機(jī)滾齒：可以加工8模數(shù)以下的斜齒(2)銑床銑齒：可以加工直齒條 (3)插床插齒：可以加工內(nèi)齒 (4)冷打機(jī)打齒：可以無(wú)屑加工 (5)刨齒機(jī)刨齒：可以加工16模數(shù)大齒輪(6)精密鑄齒：可以大批量加工廉價(jià)小齒輪 (7)磨齒機(jī)磨齒：可以加工精密母機(jī)上的齒輪 (8)壓鑄機(jī)鑄齒：多數(shù)加工有色金屬齒輪 (9)剃齒機(jī)：是一種齒輪精加工用

13、的金屬切削機(jī)床典型齒輪加工工藝齒輪加工工藝路線(xiàn)序號(hào)工序名稱(chēng)技術(shù)內(nèi)容1下料 2毛坯制造鍛造：（1）自由鍛造：用于品種多，單件小批量生產(chǎn)（2）模鍛：主要用于大批量生產(chǎn)；鑄造：用于鑄鐵齒輪毛坯生產(chǎn)3齒坯加工軸類(lèi)齒坯加工：（1）銑兩端面（2）打兩中心孔（3）精車(chē)頸、外圓、圓錐和端面（4）磨工藝軸頸和定位端面盤(pán)類(lèi)齒輪加工：（1）車(chē)端面，鏜內(nèi)孔，粗精加工分兩道工完成（2）車(chē)端面，鏜內(nèi)孔，粗精加工在一次裝夾中完成（3）拉內(nèi)孔，車(chē)端面和外圓工藝4加工花鍵、鍵槽、螺紋等根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模，設(shè)備情況和精度要求，可以靈活采用多種組合方案；根據(jù)不同精度要求選擇相應(yīng)的加工方法，如拉、插、車(chē)、磨等。5齒形粗加工和半精加工根據(jù)精

14、度要求，從整體毛坯上切出齒槽，有時(shí)在槽側(cè)留出適當(dāng)?shù)木庸び嗔俊A柱齒輪：成形銑削、滾齒、插齒等；直齒圓錐齒輪：成形銑削、精鍛、粗拉齒、刨齒等曲線(xiàn)齒錐齒輪：精鍛，專(zhuān)用粗切機(jī)銑齒等6齒形精加工（熱處理前）圓柱齒輪：滾、插、剃、擠直齒圓錐齒輪：刨齒、雙刀盤(pán)銑齒、圓拉法拉齒曲線(xiàn)齒錐齒輪：銑齒7齒端倒角去毛刺換檔齒輪：齒端按一定要求修整成一定形狀一般齒輪：去掉齒兩邊銳邊、毛刺8齒輪幾何精度檢驗(yàn)不要求熱處理的齒輪，本工序?yàn)榻K檢，否則為中間檢驗(yàn)9熱處理根據(jù)材料不同，要求不同而異，常用：調(diào)質(zhì)、滲碳淬火、高頻淬火10安裝基準(zhǔn)面的精加工軸類(lèi)齒輪：精磨各安裝軸頸和定位端面，修整中心孔盤(pán)類(lèi)齒輪：精磨內(nèi)孔及定位端面本工

15、序多用于分度圓或分度圓錐作定位基準(zhǔn)11齒形加工（熱處理后）根據(jù)齒輪的精度要求、生產(chǎn)批量和尺寸形狀選擇加工方法磨齒：用于精度要求較高的圓柱、圓錐齒輪，生產(chǎn)效率低王行 齒：用于降低表面粗糙度，降低噪聲，生產(chǎn)效率很高，主要用于大批量生產(chǎn)研齒：用于曲線(xiàn)齒錐齒輪，可降低表面粗糙度，降低噪聲及改善接觸區(qū)12強(qiáng)力噴丸提高齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度和接觸疲勞強(qiáng)度13磷化處理為減小齒面間的摩擦，齒面最好進(jìn)行磷化處理作用：降低摩擦系數(shù)；在高載荷下防止擦面膠合14清理齒面去除齒面的毛刺、污物15成品齒輪的配對(duì)檢驗(yàn)或最終檢驗(yàn)圓柱齒輪：按圖紙要求檢驗(yàn)其幾何精度、接觸區(qū)、噪聲圓錐齒輪：在滾動(dòng)檢驗(yàn)機(jī)上配對(duì)，檢驗(yàn)接觸區(qū)位置、大小和形

16、狀，并檢驗(yàn)噪聲，按配對(duì)齒輪打上標(biāo)記，以便成對(duì)裝配使用16防銹和包裝入庫(kù) 齒輪加工工藝分析（圓柱齒輪為例）圓柱齒輪的加工工藝程一般應(yīng)包括以下內(nèi)容：齒輪毛坯加工、齒面加工、熱處理工藝及齒面的的精加工。在編制工藝過(guò)程中，常因齒輪結(jié)構(gòu)、精度等級(jí)、生產(chǎn)批量和生產(chǎn)環(huán)境的不同，而采取各種不同的工藝方案。 編制齒輪加工工藝過(guò)程大致可以劃分如下幾個(gè)階段： 1)齒輪毛坯的形成：鍛件、棒料或鑄件； 2)粗加工：切除較多的余量； 3)半精加工：車(chē)、滾、插齒； 4)熱處理：調(diào)質(zhì)、滲碳淬火、齒面高頻感應(yīng)加熱淬火等 5)精加工：精修基準(zhǔn)、精加工齒形 1、基準(zhǔn)的選擇 對(duì)于齒輪加工基準(zhǔn)的選擇常因齒輪的結(jié)構(gòu)形狀不同而有所差異。帶

17、軸齒輪主要采用頂點(diǎn)孔定位；對(duì)于空心軸，則在中心內(nèi)孔鉆出后，用兩端孔口的斜面定位；孔徑大時(shí)則采用錐堵。頂點(diǎn)定位的精度高，且能作到基準(zhǔn)重合和統(tǒng)一。對(duì)帶孔齒輪在齒面加工時(shí)常采用以下兩種定位、夾緊方式。 （1）以?xún)?nèi)孔和端面定位 這種定位方式是以工件內(nèi)孔定位，確定定位位置，再以端面作為軸向定位基準(zhǔn)，并對(duì)著端面夾緊。這樣可使定位基準(zhǔn)、設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、裝配基準(zhǔn)和測(cè)量基準(zhǔn)重合，定位精度高，適合于批量生產(chǎn)。但對(duì)于夾具的制造精度要求較高。 （2）以外圓和端面定位 當(dāng)工件和加劇心軸的配合間隙較大時(shí)，采用千分表校正外圓以確定中心的位置，并以端面進(jìn)行軸向定位，從另一端面夾緊。這種定位方式因每個(gè)工件都要校正，故生產(chǎn)率低；同時(shí)對(duì)

18、齒坯的內(nèi)、外圓同軸要求高，而對(duì)夾具精度要求不高，故適用于單件、小批生產(chǎn)。 綜上所述，為了減少定位誤差，提高齒輪加工精度，在加工時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足以下要求： 1)應(yīng)選擇基準(zhǔn)重合、統(tǒng)一的定位方式； 2)內(nèi)孔定位時(shí)，配合間隙應(yīng)近可能減少； 3)定位端面與定位孔或外圓應(yīng)在一次裝夾中加工出來(lái)，以保證垂直度要求。 2、齒輪毛坯的加工 齒面 加工前的齒輪毛坯加工，在整個(gè)齒輪加工過(guò)程中占有很重要的地位。因?yàn)辇X面加工和檢測(cè)所用的基準(zhǔn)必須在此階段加工出來(lái)，同時(shí)齒坯加工所占工時(shí)的比例較大，無(wú)論從提高生產(chǎn)率，還是從保證齒輪的加工質(zhì)量，都必須重視齒輪毛坯的加工。 在齒輪圖樣的技術(shù)部要求中，如果規(guī)定以分度圓選齒厚的減薄量來(lái)測(cè)定齒側(cè)

19、間隙時(shí)，應(yīng)注意齒頂圓的精度要求，因?yàn)辇X厚的檢測(cè)是以齒頂圓為測(cè)量基準(zhǔn)的。齒頂圓精度太低，必然使測(cè)量出的齒厚無(wú)法正確反映出齒側(cè)間隙的大小，所以，在這一加工過(guò)程中應(yīng)注意以下三個(gè)問(wèn)題： 1)當(dāng)以齒頂圓作為測(cè)量基準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制齒頂圓的尺寸精度； 2)保證定位端面和定位孔或外圓間的垂直度； 3)提高齒輪內(nèi)孔的制造精度，減少與夾具心軸的配合間隙； 3、齒形及齒端加工 齒形加工是齒輪加工的關(guān)鍵，其方案的選擇取決于多方面的因素，如設(shè)備條件、齒輪精度等級(jí)、表面粗糙度、硬度等。常用的齒形加工方案在上節(jié)已有講解，在此不再敘述。 齒輪的齒端加工有倒圓、倒尖、倒棱和去毛刺等方式。經(jīng)倒圓、倒尖后的齒輪在換檔時(shí)容易進(jìn)入嚙合

20、狀態(tài)，減少撞擊現(xiàn)象。倒棱可除去齒端尖角和毛刺。倒圓時(shí)，銑刀告訴旋轉(zhuǎn)，并沿圓弧作擺動(dòng)，加工完一個(gè)齒后，工件退離銑刀，經(jīng)分度再快速向銑刀靠近加工下一個(gè)齒的齒端。 齒端加工必須在淬火之前進(jìn)行，通常都在滾（插）齒之后，剃齒之前安排齒端加工。 4、輪加工過(guò)程中的熱處理要求 在齒輪加工工藝過(guò)程中，熱處理工序的位置安排十分重要，它直接影響齒輪的力學(xué)性能及切削加工性。一般在齒輪加工中進(jìn)行兩種熱處理工序，即毛坯熱處理和齒形熱處理。軸類(lèi)零件加工工藝軸類(lèi)零件是機(jī)器中的常見(jiàn)零件，也是重要零件，其主要功用是用于支承傳動(dòng)零部件（如齒輪、帶輪等），并傳遞扭矩。軸的基本結(jié)構(gòu)是由回轉(zhuǎn)體組成，其主要加工表面有內(nèi)、外圓柱面、圓錐面

21、，螺紋，花鍵，橫向孔，溝槽等。軸類(lèi)零件的技術(shù)要求主要有以下幾個(gè)方面：（l）直徑精度和幾何形狀精度 軸上支承軸頸和配合軸頸是軸的重要表面，其直徑精度通常為IT5IT9級(jí)，形狀精度（圓度、圓柱度）控制在直徑公差之內(nèi)，形狀精度要求較高時(shí)，應(yīng)在零件圖樣上另行規(guī)定其允許的公差。（2）相互位置精度 軸類(lèi)零件中的配合軸頸（裝配傳動(dòng)件的軸頸）對(duì)于支承軸頸的同軸度是其相互位置精度的普遍要求。普通精度的軸，配合軸頸對(duì)支承軸頸的徑向圓跳動(dòng)一般為0.010.03mm，高精度軸為0.0010 . 005mm。此外，相互位置精度還有內(nèi)外圓柱面間的同軸度，軸向定位端面與軸心線(xiàn)的垂直度要求等。（3）表面粗糙度 根據(jù)機(jī)器精密程

22、度的高低，運(yùn)轉(zhuǎn)速度的大小，軸類(lèi)零件表面粗糙度要求也不相同。支承軸頸的表面粗糙度Ra值一般為0.160. 63m，配合軸頸Ra值為0.632.5m。各類(lèi)機(jī)床主軸是一種典型的軸類(lèi)零件，圖1所示為車(chē)床主軸簡(jiǎn)圖。下面以該車(chē)床主軸加工為例，分析軸類(lèi)零件的工藝過(guò)程。 圖1 車(chē)床主軸簡(jiǎn)圖主軸的主要技術(shù)要求分析1支承軸頸的技術(shù)要求一般軸類(lèi)零件的裝配基準(zhǔn)是支承軸頸，軸上的各精密表面也均以其支承軸頸為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，因此軸件上支承軸頸的精度最為重要，它的精度將直接影響軸的回轉(zhuǎn)精度。由圖1見(jiàn)本主軸有三處支承軸頸表面，（前后帶錐度的、面為主要支承，中間為輔助支承）其圓度和同軸度（用跳動(dòng)指標(biāo)限制）均有較高的精度要求。2螺紋的

23、技術(shù)要求主軸螺紋用于裝配螺母，該螺母是調(diào)整安裝在軸頸上的滾動(dòng)軸承間隙用的，如果螺母端面相對(duì)于軸頸軸線(xiàn)傾斜，會(huì)使軸承內(nèi)圈因受力而傾斜，軸承內(nèi)圈歪斜將影響主軸的回轉(zhuǎn)精度。所以主軸螺紋的牙形要正，與螺母的間隙要小。必須控制螺母端面的跳動(dòng)，使其在調(diào)整軸承間隙的微量移動(dòng)中，對(duì)軸承內(nèi)圈的壓力方向正。3前端錐孔的技術(shù)要求主軸錐孔是用于安裝頂尖或工具的莫氏錐炳，錐孔的軸線(xiàn)必須與支承軸頸的軸線(xiàn)同軸，否則影響頂尖或工具錐炳的安裝精度，加工時(shí)使工件產(chǎn)生定位誤差。4前端短圓錐和端面的技術(shù)要求主軸的前端圓錐和端面是安裝卡盤(pán)的定位面，為保證安裝卡盤(pán)的定位精度其圓錐面必須與軸頸同軸，端面必須與主軸的回轉(zhuǎn)軸線(xiàn)垂直。5其它配合

24、表面的技術(shù)要求如對(duì)軸上與齒輪裝配表面的技術(shù)要求是：對(duì)、軸頸連線(xiàn)的圓跳動(dòng)公差為0.015mm，以保證齒輪傳動(dòng)的平穩(wěn)性，減少噪音。上述的（1）、（2）項(xiàng)技術(shù)要求影響主軸的回轉(zhuǎn)精度，而（3）、（4）項(xiàng)技術(shù)要求影響主軸作為裝配基準(zhǔn)時(shí)的定位精度，而第（5）項(xiàng)技術(shù)要求影響工作噪音，這些表面的技術(shù)要求是主軸加工的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。綜上所述，對(duì)軸類(lèi)零件，可以從回轉(zhuǎn)精度、定位精度、工作噪音這三個(gè)方面分析其技術(shù)要求。主軸的材料、毛坯和熱處理1主軸材料和熱處理的選擇。一般軸類(lèi)零件常用材料為45鋼，并根據(jù)需要進(jìn)行正火、退火、調(diào)質(zhì)、淬火等熱處理以獲得一定的強(qiáng)度、硬度、韌性和耐磨性。對(duì)于中等精度而轉(zhuǎn)速較高的軸類(lèi)零件，可選用4

25、0Cr等牌號(hào)的合金結(jié)構(gòu)鋼，這類(lèi)鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)和表面淬火處理，使其淬火層硬度均勻且具有較高的綜合力學(xué)性能。精度較高的軸還可使用軸承鋼GCr15和彈簧鋼65Mn，它們經(jīng)調(diào)質(zhì)和局部淬火后，具有更高的耐磨性和耐疲勞性。在高速重載條件下工作的軸，可以選用20CrMnTi、20Mn2B、20Cr等滲碳鋼，經(jīng)滲碳淬火后，表面具有很高的硬度，而心部強(qiáng)度和沖擊韌性好。在實(shí)際應(yīng)用中可以根據(jù)軸的用途選用其材料。如車(chē)床主軸屬一般軸類(lèi)零件，材料選用45鋼，預(yù)備熱處理采用正火和調(diào)質(zhì)，最后熱處理采用局部高頻淬火。2主軸的毛坯。軸類(lèi)毛坯一般使用鍛件和圓鋼，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的軸件（如曲軸）可使用鑄件。光軸和直徑相差不大的階梯軸一般以圓鋼為主

26、。外圓直徑相差較大的階梯軸或重要的軸宜選用鍛件毛坯，此時(shí)采用鍛件毛坯可減少切削加工量，又可以改善材料的力學(xué)性能。主軸屬于重要的且直徑相差大的零件，所以通常采用鍛件毛坯。主軸加工的工藝過(guò)程一般軸類(lèi)零件加工簡(jiǎn)要的典型工藝路線(xiàn)是：毛坯及其熱處理軸件預(yù)加工車(chē)削外圓銑鍵槽等最終熱處理磨削。根據(jù)車(chē)床主軸如圖1所示，其生產(chǎn)類(lèi)型為大批生產(chǎn)；材料為45鋼；毛坯為模鍛件。該主軸的加工工藝路線(xiàn)如表1。表1 車(chē)床主軸加工工藝過(guò)程 主軸加工工藝過(guò)程分析1定位基準(zhǔn)的選擇在一般軸類(lèi)零件加工中，最常用的定位基準(zhǔn)是兩端中心孔。因?yàn)檩S上各表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)一般都是軸的中心線(xiàn)，所以用中心孔定位符合基準(zhǔn)重合原則。同時(shí)以中心孔定位可以加工

27、多處外圓和端面，便于在不同的工序中都使用中心孔定位，這也符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。當(dāng)加工表面位于軸線(xiàn)上時(shí)，就不能用中心孔定位，此時(shí)宜用外圓定位，例如表1中的第10序鉆主軸上的通孔，就是采用以外圓定位方法，軸的一端用卡盤(pán)夾外圓，另一端用中心架架外圓，即夾一頭，架一頭。作為定位基準(zhǔn)的外圓面應(yīng)為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的支承軸頸，以符合基準(zhǔn)重合原則。如上述工藝過(guò)程中的17和23序所用的定位面。 此外，粗加工外圓時(shí)為提高工件的剛度，采取用三爪卡盤(pán)夾一端（外圓），用頂尖頂一端（中心孔）的定位方式，如上述工藝過(guò)程的6、8、9序中所用的定位方式。由于主軸軸線(xiàn)上有通孔，在鉆通孔后（第10序）原中心孔就不存在了，為仍能夠用中心孔定位，

28、一般常用的方法是采用錐堵或錐套心軸，即在主軸的后端加工一個(gè)1：20錐度的工藝錐孔，在前端莫氏錐孔和后端工藝錐孔中配裝帶有中心孔的錐堵，如圖2-所示，這樣錐堵上的中心孔就可作為工件的中心孔使用了。使用時(shí)在工序之間不許卸換錐堵，因?yàn)殄F堵的再次安裝會(huì)引起定位誤差。當(dāng)主軸錐孔的錐度較大時(shí)，可用錐套心軸，如圖2-所示。圖2 錐堵與錐套心軸為了保證以支承軸頸為基準(zhǔn)的前錐孔跳動(dòng)公差（控制二者的同軸度），采用互為基準(zhǔn)的原則選擇精基準(zhǔn)，即第11、12序以外圓為基準(zhǔn)定位車(chē)加工錐孔（配裝錐堵），第16序以中心孔（通過(guò)錐堵）為基準(zhǔn)定位粗磨外圓；第17序再一次以支承軸頸附近的外圓為基準(zhǔn)定位磨前錐孔（配裝錐堵），第21、

29、22序，再一次以中心孔（通過(guò)錐堵）為基準(zhǔn)定位磨外圓和支承軸頸；最后在第23序又是以軸頸為基準(zhǔn)定位磨前錐孔。這樣在前錐孔與支承軸頸之間反復(fù)轉(zhuǎn)換基準(zhǔn)，加工對(duì)方表面，提高相互位置精度（同軸度）。2劃分加工階段主軸的加工工藝過(guò)程可劃分為三個(gè)階段：調(diào)質(zhì)前的工序?yàn)榇旨庸るA段；調(diào)質(zhì)后至表面淬火前的工序?yàn)榘刖庸るA段；表面淬火后的工序?yàn)榫庸るA段。表面淬火后首先磨錐孔，重新配裝錐堵，以消除淬火變形對(duì)精基準(zhǔn)的影響，通過(guò)精修基準(zhǔn)，為精加工做好定位基準(zhǔn)的準(zhǔn)備。3熱處理工序的安排45鋼經(jīng)鍛造后需要正火處理，以消除鍛造產(chǎn)生的應(yīng)力，改善切削性能。粗加工階段完成后安排調(diào)質(zhì)處理，一是可以提高材料的力學(xué)性能，二是作為表面淬火的

30、預(yù)備熱處理，為表面淬火準(zhǔn)備了良好的金相組織，確保表面淬火的質(zhì)量。對(duì)于主軸上的支承軸頸、莫氏錐孔、前短圓錐和端面，這些重要且在工作中經(jīng)常摩擦的表面，為提高其耐磨性均需表面淬火處理，表面淬火安排在精加工前進(jìn)行，以通過(guò)精加工去除淬火過(guò)程中產(chǎn)生的氧化皮，修正淬火變形。4安排加工順序的幾個(gè)問(wèn)題1）深孔加工應(yīng)安排在調(diào)質(zhì)后進(jìn)行 鉆主軸上的通孔雖然屬粗加工工序，但卻宜安排在調(diào)質(zhì)后進(jìn)行。因?yàn)橹鬏S經(jīng)調(diào)質(zhì)后徑向變形大，如先加工深孔后調(diào)質(zhì)處理，會(huì)使深孔變形，而得不到修正（除非增加工序），安排調(diào)質(zhì)處理后鉆深孔，就避免了熱處理變形對(duì)孔的形狀的影響。2）外圓表面的加工順序 對(duì)軸上的各階梯外圓表面，應(yīng)先加工大直徑的外圓，后加

31、工小直徑外圓，避免加工初始就降低工件剛度。3）銑花鍵和鍵槽等次要表面的加工安排在精車(chē)外圓之后，否則在精車(chē)外圓時(shí)產(chǎn)生斷續(xù)切削，影響車(chē)削精度，也易損壞刀具。主軸上的螺紋要求精度高，為保證與之配裝的螺母的端面跳動(dòng)公差，要求螺紋與螺母成對(duì)配車(chē)，加工后不許將螺母卸下，以避免弄混。所以車(chē)螺紋應(yīng)安排在表面淬火后進(jìn)行。4）數(shù)控車(chē)削加工 數(shù)控機(jī)床的柔性好，加工適應(yīng)性強(qiáng)，適用于中、小批生產(chǎn)。本主軸加工雖然屬于大批生產(chǎn)，但是為便于產(chǎn)品的更新?lián)Q代，提高時(shí)生產(chǎn)效率，保證加工精度的穩(wěn)定性，在主軸工藝過(guò)程中的第15序也可采用數(shù)控機(jī)床加工，在數(shù)控加工工序中，自動(dòng)的車(chē)削各階梯外圓并自動(dòng)換刀切槽，采用工序集中方式加工，既提高了加

32、工精度，又保證了生產(chǎn)的高效率。由于是自動(dòng)化加工，排除了人為錯(cuò)誤的干擾，確保加工質(zhì)量的穩(wěn)定性。取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)采用數(shù)控加工設(shè)備為生產(chǎn)的現(xiàn)代化提供了基礎(chǔ)。在大批生產(chǎn)時(shí)，一些關(guān)鍵工序也可以采用數(shù)控機(jī)床加工。套筒類(lèi)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工藝分析套筒類(lèi)零件的加工工藝根據(jù)其功用、結(jié)構(gòu)形狀、材料和熱處理以及尺寸大小的不同而異。就其結(jié)構(gòu)形狀來(lái)劃分，大體可以分為短套筒和長(zhǎng)套筒兩大類(lèi)。它們?cè)诩庸ぶ?，其裝夾方法和加工方法都有很大的差別，以下分別予以介紹。軸承套加工工藝分析加工如圖1所示的軸承套，材料為ZQSn6-6-3，每批數(shù)量為200件。 圖1 軸承套1軸承套的技術(shù)條件和工藝分析該軸承套屬于短套筒，材料為錫青

33、銅。其主要技術(shù)要求為：34js7外圓對(duì)22H7孔的徑向圓跳動(dòng)公差為0.01mm；左端面對(duì)22H7孔軸線(xiàn)的垂直度公差為0.01mm。軸承套外圓為IT7級(jí)精度，采用精車(chē)可以滿(mǎn)足要求；內(nèi)孔精度也為IT7級(jí)，采用鉸孔可以滿(mǎn)足要求。內(nèi)孔的加工順序?yàn)椋恒@孔車(chē)孔鉸孔。由于外圓對(duì)內(nèi)孔的徑向圓跳動(dòng)要求在0.01mm內(nèi)，用軟卡爪裝夾無(wú)法保證。因此精車(chē)外圓時(shí)應(yīng)以?xún)?nèi)孔為定位基準(zhǔn)，使軸承套在小錐度心軸上定位，用兩頂尖裝夾。這樣可使加工基準(zhǔn)和測(cè)量基準(zhǔn)一致，容易達(dá)到圖紙要求。車(chē)鉸內(nèi)孔時(shí)，應(yīng)與端面在一次裝夾中加工出，以保證端面與內(nèi)孔軸線(xiàn)的垂直度在0.01mm以?xún)?nèi)。2軸承套的加工工藝表1為軸承套的加工工藝過(guò)程。粗車(chē)外圓時(shí)，可采

34、取同時(shí)加工五件的方法來(lái)提高生產(chǎn)率。表1軸承套加工工藝過(guò)程序號(hào)工序名稱(chēng)工序內(nèi)容定位與夾緊1備料棒料，按5件合一加工下料 2鉆中心孔車(chē)端面，鉆中心孔 調(diào)頭車(chē)另一端面，鉆中心孔三爪夾外圓3粗車(chē)車(chē)外圓42長(zhǎng)度為6.5mm，車(chē)外圓34Js7為35mm，車(chē)空刀槽2×0.5mm，取總長(zhǎng)40.5mm，車(chē)分割槽20×3mm，兩端倒角1.5×45°，5件同加工，尺寸均相同中心孔4鉆鉆孔22H7至22mm成單件軟爪夾42mm外圓5車(chē)、鉸車(chē)端面，取總長(zhǎng)40mm至尺寸 車(chē)內(nèi)孔22H7為22 mm 車(chē)內(nèi)槽24×16mm至尺寸 鉸孔22H7至尺寸 孔兩端倒角軟爪夾42mm外

35、圓6精車(chē)車(chē)34Js7(±0.012)mm至尺寸22H7孔心軸7鉆鉆徑向油孔4mm34mm外圓及端面8檢查 液壓缸加工工藝分析液壓缸為典型的長(zhǎng)套筒零件，與短套筒零件的加工方法和工件安裝方式都有較大的差別。1液壓缸的技術(shù)條件和工藝分析液壓缸的材料一般有鑄鐵和無(wú)縫鋼管兩種。圖2所示為用無(wú)縫鋼管材料的液壓缸。為保證活塞在液壓缸內(nèi)移動(dòng)順利，對(duì)該液壓缸內(nèi)孔有圓柱度要求，對(duì)內(nèi)孔軸線(xiàn)有直線(xiàn)度要求，內(nèi)孔軸線(xiàn)與兩端面間有垂直度要求，內(nèi)孔軸線(xiàn)對(duì)兩端支承外圓（82h6）的軸線(xiàn)有同軸度要求。除此之外還特別要求：內(nèi)孔必須光潔無(wú)縱向刻痕；若為鑄鐵材料時(shí)，則要求其組織緊密，不得有砂眼、針孔及疏松。 圖2液壓缸2液壓

36、缸的加工工藝表2為液壓缸的加工工藝過(guò)程序號(hào)工序名稱(chēng)工序內(nèi)容定位與夾緊1下料無(wú)縫鋼管切斷 2車(chē)1車(chē)82mm外圓到88mm及M88×1.5mm螺紋（工藝用）三爪卡盤(pán)夾一端，大頭頂尖頂另一端2車(chē)端面及倒角三爪卡盤(pán)夾一端，搭中心架托88mm處3調(diào)頭車(chē)82mm外圓到84mm三爪卡盤(pán)夾一端，大頭頂尖頂另一端4車(chē)端面及倒角取總長(zhǎng)1686mm（留加工余量1mm）三爪卡盤(pán)夾一端，搭中心架托88mm處3深孔推鏜1半精推鏜孔到68mm一端用M88×1.5mm螺紋固定在夾具中，另一端搭中心架2精推鏜孔到69.85mm3精鉸（浮動(dòng)鏜刀鏜孔）到70±0.02mm，表面粗糙度值Ra為2.5m4

37、滾壓孔用滾壓頭滾壓孔至70 mm,表面粗糙度值Ra為0.32m一端用螺紋固定在夾具中, 另一端搭中心架5車(chē)1車(chē)去工藝螺紋，車(chē)82h6到尺寸，割R7槽軟爪夾一端，以孔定位頂另一端2鏜內(nèi)錐孔1°30及車(chē)端面軟爪夾一端，中心架托另一端(百分表找正孔)3調(diào)頭，車(chē)82h6到尺寸，割R7槽軟爪夾一端，頂另一端4鏜內(nèi)錐孔1°30及車(chē)端面軟爪夾一端，頂另一端套筒類(lèi)零件加工中的主要工藝問(wèn)題一般套筒類(lèi)零件在機(jī)械加工中的主要工藝問(wèn)題是保證內(nèi)外圓的相互位置精度（即保證內(nèi)、外圓表面的同軸度以及軸線(xiàn)與端面的垂直度要求）和防止變形。保證相互位置精度要保證內(nèi)外圓表面間的同軸度以及軸線(xiàn)與端面的垂直度要求，通

38、?？刹捎孟铝腥N工藝方案：（1）在一次安裝中加工內(nèi)外圓表面與端面。這種工藝方案由于消除了安裝誤差對(duì)加工精度的影響，因而能保證較高的相互位置精度。在這種情況下，影響零件內(nèi)外圓表面間的同軸度和孔軸線(xiàn)與端面的垂直度的主要因素是機(jī)床精度。該工藝方案一般用于零件結(jié)構(gòu)允許在一次安裝中，加工出全部有位置精度要求的表面的場(chǎng)合。為了便于裝夾工件，其毛坯往往采用多件組合的棒料，一般安排在自動(dòng)車(chē)床或轉(zhuǎn)塔車(chē)床等工序較集中的機(jī)床上加工。圖3所示的襯套零件就是采用這一方案的典型零件，其加工工藝過(guò)程參見(jiàn)表3和圖4加工圖。 圖3所示的襯套 圖4加工圖表3棒料毛坯的機(jī)械加工工藝過(guò)程序號(hào)工序內(nèi)容定位基準(zhǔn)1加工端面、粗加工外圓表面，粗