典型零件加工工藝

1、. . . . 典型零件加工工藝(軸類，盤類，箱體類，齒輪類等）實際中，零件的結(jié)構(gòu)千差萬別，但其基本幾何構(gòu)成不外是外圓、孔、平面、螺紋、齒面、曲面等。很少有零件是由單一典型表面所構(gòu)成，往往是由一些典型表面復合而成，其加工方法較單一典型表面加工復雜，是典型表面加工方法的綜合應用。下面介紹軸類零件、箱體類和齒輪零件的典型加工工藝。第一節(jié)   軸類零件的加工一軸類零件的分類、技術(shù)要求軸是機械加工中常見的典型零件之一。它在機械中主要用于支承齒輪、帶輪、凸輪以與連桿等傳動件，以傳遞扭矩。按結(jié)構(gòu)形式不同，軸可以分為階梯軸、錐度心軸、光軸、空心軸、曲軸、凸輪軸、偏心軸、各種絲杠等如圖6-

2、1，其中階梯傳動軸應用較廣，其加工工藝能較全面地反映軸類零件的加工規(guī)律和共性。根據(jù)軸類零件的功用和工作條件，其技術(shù)要求主要在以下方面： 尺寸精度   軸類零件的主要表面常為兩類：一類是與軸承的圈配合的外圓軸頸，即支承軸頸，用于確定軸的位置并支承軸，尺寸精度要求較高，通常為IT 5IT7；另一類為與各類傳動件配合的軸頸，即配合軸頸，其精度稍低，常為IT6IT9。 幾何形狀精度   主要指軸頸表面、外圓錐面、錐孔等重要表面的圓度、圓柱度。其誤差一般應限制在尺寸公差圍，對于精密軸，需在零件圖上另行規(guī)定其幾何形狀精度。 相互位置精度   包括

3、、外表面、重要軸面的同軸度、圓的徑向跳動、重要端面對軸心線的垂直度、端面間的平行度等。 表面粗糙度   軸的加工表面都有粗糙度的要求，一般根據(jù)加工的可能性和經(jīng)濟性來確定。支承軸頸常為0.21.6m，傳動件配合軸頸為0.43.2m。 其他   熱處理、倒角、倒棱與外觀修飾等要求。二、軸類零件的材料、毛坯與熱處理1軸類零件的材料 軸類零件材料   常用45鋼，精度較高的軸可選用40Cr、軸承鋼GCr15、彈簧鋼65Mn，也可選用球墨鑄鐵；對高速、重載的軸，選用20CrMnTi、20Mn2B、20Cr等低碳合金鋼或38CrMoAl氮化鋼。

4、軸類毛坯   常用圓棒料和鍛件；大型軸或結(jié)構(gòu)復雜的軸采用鑄件。毛坯經(jīng)過加熱鍛造后，可使金屬部纖維組織沿表面均勻分布，獲得較高的抗拉、抗彎與抗扭強度。2軸類零件的熱處理鍛造毛坯在加工前，均需安排正火或退火處理，使鋼材部晶粒細化，消除鍛造應力，降低材料硬度，改善切削加工性能。調(diào)質(zhì)一般安排在粗車之后、半精車之前，以獲得良好的物理力學性能。表面淬火一般安排在精加工之前，這樣可以糾正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，還需進行低溫時效處理。三、軸類零件的安裝方式軸類零件的安裝方式主要有以下三種。1采用兩中心孔定位裝夾一般以重要的外圓面作為粗基準定位，加工出中心

5、孔，再以軸兩端的中心孔為定位精基準；盡可能做到基準統(tǒng)一、基準重合、互為基準，并實現(xiàn)一次安裝加工多個表面。中心孔是工件加工統(tǒng)一的定位基準和檢驗基準，它自身質(zhì)量非常重要，其準備工作也相對復雜，常常以支承軸頸定位，車（鉆）中心錐孔；再以中心孔定位，精車外圓；以外圓定位，粗磨錐孔；以中心孔定位，精磨外圓；最后以支承軸頸外圓定位，精磨（刮研或研磨）錐孔，使錐孔的各項精度達到要求。2用外圓表面定位裝夾對于空心軸或短小軸等不可能用中心孔定位的情況，可用軸的外圓面定位、夾緊并傳遞扭矩。一般采用三爪卡盤、四爪卡盤等通用夾具，或各種高精度的自動定心專用夾具，如液性塑料薄壁定心夾具、膜片卡盤等。3用各種堵頭或拉桿心

6、軸定位裝夾加工空心軸的外圓表面時，常用帶中心孔的各種堵頭或拉桿心軸來安裝工件。小錐孔時常用堵頭；大錐孔時常用帶堵頭的拉桿心軸，如圖6-2。四、軸類零件工藝過程示例1CA6140車床主軸技術(shù)要求與功用圖6-3為CA6140車床主軸零件簡圖。由零件簡圖可知，該主軸呈階梯狀，其上有安裝支承軸承、傳動件的圓柱、圓錐面，安裝滑動齒輪的花鍵，安裝卡盤與頂尖的外圓錐面，聯(lián)接緊固螺母的螺旋面，通過棒料的深孔等。下面分別介紹主軸各主要部分的作用與技術(shù)要求： 支承軸頸   主軸二個支承軸頸A、B圓度公差為0.005mm，徑向跳動公差為0.005mm；而支承軸頸112錐面的接觸率70%；表面粗糙

7、度Ra為0.4mm；支承軸頸尺寸精度為IT5。因為主軸支承軸頸是用來安裝支承軸承，是主軸部件的裝配基準面，所以它的制造精度直接影響到主軸部件的回轉(zhuǎn)精度。 端部錐孔   主軸端部錐孔（莫氏6號）對支承軸頸A、B的跳動在軸端面處公差為0.005mm，離軸端面300mm處公差為0.01 mm；錐面接觸率70%；表面粗糙度Ra為0.4mm；硬度要求4550HRC。該錐孔是用來安裝頂尖或工具錐柄的，其軸心線必須與兩個支承軸頸的軸心線嚴格同軸，否則會使工件（或工具）產(chǎn)生同軸度誤差。 端部短錐和端面   頭部短錐C和端面D對主軸二個支承軸頸A、B的徑向圓跳動公差為0.

8、008mm；表面粗糙度Ra為0.8mm。它是安裝卡盤的定位面。為保證卡盤的定心精度，該圓錐面必須與支承軸頸同軸，而端面必須與主軸的回轉(zhuǎn)中心垂直。   空套齒輪軸頸   空套齒輪軸頸對支承軸頸A、B的徑向圓跳動公差為0.015 mm。由于該軸頸是與齒輪孔相配合的表面，對支承軸頸應有一定的同軸度要求，否則引起主軸傳動嚙合不良，當主軸轉(zhuǎn)速很高時，還會影響齒輪傳動平穩(wěn)性并產(chǎn)生噪聲。 螺紋主軸上螺旋面的誤差是造成壓緊螺母端面跳動的原因之一，所以應控制螺紋的加工精度。當主軸上壓緊螺母的端面跳動過大時，會使被壓緊的滾動軸承環(huán)的軸心線產(chǎn)生傾斜，從而引起主軸的徑向圓跳動。

9、2主軸加工的要點與措施主軸加工的主要問題是如何保證主軸支承軸頸的尺寸、形狀、位置精度和表面粗糙度，主軸前端、外錐面的形狀精度、表面粗糙度以與它們對支承軸頸的位置精度。主軸支承軸頸的尺寸精度、形狀精度以與表面粗糙度要求，可以采用精密磨削方法保證。磨削前應提高精基準的精度。保證主軸前端、外錐面的形狀精度、表面粗糙度同樣應采用精密磨削的方法。為了保證外錐面相對支承軸頸的位置精度，以與支承軸頸之間的位置精度，通常采用組合磨削法，在一次裝夾中加工這些表面，如圖6-4所示。機床上有兩個獨立的砂輪架，精磨在兩個工位上進行，工位精磨前、后軸頸錐面，工位用角度成形砂輪，磨削主軸前端支承面和短錐面。主軸錐孔相對于

10、支承軸頸的位置精度是靠采用支承軸頸A、B作為定位基準，而讓被加工主軸裝夾在磨床工作臺上加工來保證。以支承軸頸作為定位基準加工錐面，符合基準重合原則。在精磨前端錐孔之前，應使作為定位基準的支承軸頸A、B達到一定的精度。主軸錐孔的磨削一般采用專用夾具，如圖6-5所示。夾具由底座1、支架2與浮動夾頭3三部分組成，兩個支架固定在底座上，作為工件定位基準面的兩段軸頸放在支架的兩個V形塊上，V形塊鑲有硬質(zhì)合金，以提高耐磨性，并減少對工件軸頸的劃痕，工件的中心高應正好等于磨頭砂輪軸的中心高，否則將會使錐孔母線呈雙曲線，影響錐孔的接觸精度。后端的浮動卡頭用錐柄裝在磨床主軸的錐孔，工件尾端插于彈性套，用彈簧將浮

11、動卡頭外殼連同工件向左拉，通過鋼球壓向鑲有硬質(zhì)合金的錐柄端面，限制工件的軸向竄動。采用這種聯(lián)接方式，可以保證工件支承軸頸的定位精度不受圓磨床主軸回轉(zhuǎn)誤差的影響，也可減少機床本身振動對加工質(zhì)量的影響。主軸外圓表面的加工，應該以頂尖孔作為統(tǒng)一的定位基準。但在主軸的加工過程中，隨著通孔的加工，作為定位基準面的中心孔消失，工藝上常采用帶有中心孔的錐堵塞到主軸兩端孔中，如圖6-2所示，讓錐堵的頂尖孔起附加定位基準的作用。3CA6140車床主軸加工定位基準的選擇主軸加工中，為了保證各主要表面的相互位置精度，選擇定位基準時，應遵循基準重合、基準統(tǒng)一和互為基準等重要原則，并能在一次裝夾中盡可能加工出較多的表面

12、。由于主軸外圓表面的設計基準是主軸軸心線，根據(jù)基準重合的原則考慮應選擇主軸兩端的頂尖孔作為精基準面。用頂尖孔定位，還能在一次裝夾中將許多外圓表面與其端面加工出來，有利于保證加工面間的位置精度。所以主軸在粗車之前應先加工頂尖孔。為了保證支承軸頸與主軸錐面的同軸度要求，宜按互為基準的原則選擇基準面。如車小端120錐孔和大端莫氏6號錐孔時，以與前支承軸頸相鄰而它們又是用同一基準加工出來的外圓柱面為定位基準面（因支承軸頸系外錐面不便裝夾）；在精車各外圓（包括兩個支承軸頸）時，以前、后錐孔所配錐堵的頂尖孔為定位基面；在粗磨莫氏6號錐孔時，又以兩圓柱面為定位基準面；粗、精磨兩個支承軸頸的112錐面時，再次

13、用錐堵頂尖孔定位；最后精磨莫氏6號錐孔時，直接以精磨后的前支承軸頸和另一圓柱面定位。定位基準每轉(zhuǎn)換一次，都使主軸的加工精度提高一步。4CA6140車床主軸主要加工表面加工工序安排CA6140車床主軸主要加工表面是Ø75h5、Ø80h5、Ø90g5、Ø105h5軸頸，兩支承軸頸與大頭錐孔。它們加工的尺寸精度在IT5IT6之間，表面粗糙度Ra為0.40.8mm。主軸加工工藝過程可劃分為三個加工階段，即粗加工階段（包括銑端面、加工頂尖孔、粗車外圓等）；半精加工階段（半精車外圓，鉆通孔，車錐面、錐孔，鉆大頭端面各孔

14、，精車外圓等）；精加工階段（包括精銑鍵槽，粗、精磨外圓、錐面、錐孔等）。在機械加工工序中間尚需插入必要的熱處理工序，這就決定了主軸加工各主要表面總是循著以下順序的進行，即粗車調(diào)質(zhì)（預備熱處理）半精車精車淬火-回火（最終熱處理）粗磨精磨。綜上所述，主軸主要表面的加工順序安排如下：外圓表面粗加工（以頂尖孔定位）外圓表面半精加工（以頂尖孔定位）鉆通孔（以半精加工過的外圓表面定位）錐孔粗加工（以半精加工過的外圓表面定位，加工后配錐堵）外圓表面精加工（以錐堵頂尖孔定位）錐孔精加工（以精加工外圓面定位）。當主要表面加工順序確定后，就要合理地插入非主要表面加工工序。對主軸來說非主要表面指的是螺孔、鍵槽、螺紋

15、等。這些表面加工一般不易出現(xiàn)廢品，所以盡量安排在后面工序進行，主要表面加工一旦出了廢品，非主要表面就不需加工了，這樣可以避免浪費工時。但這些表面也不能放在主要表面精加工后，以防在加工非主要表面過程中損傷已精加工過的對凡是需要在淬硬表面上加工的螺孔、鍵槽等，都應安排在淬火前加工。非淬硬表面上螺孔、鍵槽等一般在外圓精車之后，精磨之前進行加工。主軸螺紋，因它與主軸支承軸頸之間有一定的同軸度要求，所以螺紋安排在以非淬火-回火為最終熱處理工序之后的精加工階段進行，這樣半精加工后殘余應力所引起的變形和熱處理后的變形，就不會影響螺紋的加工精度。5CA6140車床主軸加工工藝過程表6-1列出了CA6140車床

16、主軸的加工工藝過程。生產(chǎn)類型：大批生產(chǎn)；材料牌號：45號鋼；毛坯種類：模鍛件表6-1 大批生產(chǎn)CA6140車床主軸工藝過程序號工序名稱工序容定位基準設備1備料2鍛造模鍛立式精鍛機3熱處理正火4鋸頭5銑端面鉆中心孔毛坯外圓中心孔機床6粗車外圓頂尖孔多刀半自動車床7熱處理調(diào)質(zhì)8車大端各部車大端外圓、短錐、端面與臺階頂尖孔臥式車床9車小端各部仿形車小端各部外圓頂尖孔仿形車床10鉆深孔鉆Ø48mm通孔兩端支承軸頸深孔鉆床11車小端錐孔車小端錐孔（配120錐堵，涂色法檢查接觸率50%）兩端支承軸頸臥式車床12車大端錐孔車大端錐孔（配莫氏6號錐堵，涂色法檢查接觸率30%）、外短錐與端

17、面兩端支承軸頸臥式車床13鉆孔鉆大頭端面各孔大端錐孔搖臂鉆床14熱處理局部高頻淬火（Ø90g5、短錐與莫氏6號錐孔）高頻淬火設備15精車外圓精車各外圓并切槽、倒角錐堵頂尖孔數(shù)控車床16粗磨外圓粗磨Ø75h5、Ø90g5、Ø105h5外圓錐堵頂尖孔組合外圓磨床17粗磨大端錐孔粗磨大端錐孔（重配莫氏6號錐堵，涂色法檢查接觸率40%）前支承軸頸與Ø75h5外圓圓磨床18銑花鍵銑Ø89f6花鍵錐堵頂尖孔花鍵銑床19銑鍵槽銑12f9鍵槽Ø80h5與M1

18、15mm外圓立式銑床20車螺紋車三處螺紋（與螺母配車）錐堵頂尖孔臥式車床21精磨外圓精磨各外圓與E、F兩端面錐堵頂尖孔外圓磨床22粗磨外錐面粗磨兩處112外錐面錐堵頂尖孔專用組合磨床23精磨外錐面精磨兩處兩處112外錐面、D端面與短錐面錐堵頂尖孔專用組合磨床24精磨大端錐孔精磨大端莫氏6號錐孔（卸堵，涂色法檢查接觸率70%）前支承軸頸與Ø75h5外圓專用主軸錐孔磨床25鉗工端面孔去銳邊倒角，去毛刺26檢驗按圖樣要求全部檢驗前支承軸頸與Ø75h5外圓專用檢具五、軸類零件的檢驗1加工中的檢驗自動測量裝置，作為輔助裝置安裝在機床上。這種檢驗方式能在不影響加

19、工的情況下，根據(jù)測量結(jié)果，主動地控制機床的工作過程，如改變進給量，自動補償?shù)毒吣p，自動退刀、停車等，使之適應加工條件的變化，防止產(chǎn)生廢品，故又稱為主動檢驗。主動檢驗屬在線檢測，即在設備運行，生產(chǎn)不停頓的情況下，根據(jù)信號處理的基本原理，掌握設備運行狀況，對生產(chǎn)過程進行預測預報與必要調(diào)整。在線檢測在機械制造中的應用越來越廣。2加工后的檢驗單件小批生產(chǎn)中，尺寸精度一般用外徑千分尺檢驗；大批大量生產(chǎn)時，常采用光滑極限量規(guī)檢驗，長度大而精度高的工件可用比較儀檢驗。表面粗糙度可用粗糙度樣板進行檢驗；要求較高時則用光學顯微鏡或輪廓儀檢驗。圓度誤差可用千分尺測出的工件同一截面直徑的最大差值之半來確定，也可用

20、千分表借助V形鐵來測量，若條件許可，可用圓度儀檢驗。圓柱度誤差通常用千分尺測出同一軸向剖面最大與最小值之差的方法來確定。主軸相互位置精度檢驗一般以軸兩端頂尖孔或工藝錐堵上的頂尖孔為定位基準，在兩支承軸頸上方分別用千分表測量。第二節(jié)箱體類零件的加工一、箱體零件概述箱體類零件通常作為箱體部件裝配時的基準零件。它將一些軸、套、軸承和齒輪等零件裝配起來，使其保持正確的相互位置關(guān)系，以傳遞轉(zhuǎn)矩或改變轉(zhuǎn)速來完成規(guī)定的運動。因此，箱體類零件的加工質(zhì)量對機器的工作精度、使用性能和壽命都有直接的影響。箱體零件結(jié)構(gòu)特點：多為鑄造件，結(jié)構(gòu)復雜，壁薄且不均勻，加工部位多，加工難度大。箱體零件的主要技術(shù)要求：軸頸支承孔

21、孔徑精度與相互之間的位置精度，定位銷孔的精度與孔距精度；主要平面的精度；表面粗糙度等。箱體零件材料與毛坯：箱體零件常選用灰鑄鐵，汽車、摩托車的曲軸箱選用鋁合金作為曲軸箱的主體材料，其毛坯一般采用鑄件，因曲軸箱是大批大量生產(chǎn)，且毛坯的形狀復雜，故采用壓鑄毛坯，鑲套與箱體在壓鑄時鑄成一體。壓鑄的毛坯精度高，加工余量小，有利于機械加工。為減少毛坯鑄造時產(chǎn)生的殘余應力，箱體鑄造后應安排人工時效。 齒輪毛坯   毛坯的選擇取決于齒輪的材料、形狀、尺寸、使用條件、生產(chǎn)批量等因素，常用的毛坯種類油：1）鑄鐵件：用于受力小、無沖擊、低速的齒輪；2）棒料：用于尺寸小、結(jié)構(gòu)簡單、受力不大的齒輪

22、；3）鍛坯：用于高速重載齒輪；4）鑄鋼坯：用于結(jié)構(gòu)復雜、尺寸較大不宜鍛造的齒輪。 齒輪熱處理   在齒輪加工工藝過程中，熱處理工序的位置安排十分重要，它直接影響齒輪的力學性能與切削加工的難易程度。一般在齒輪加工中有兩種熱處理工序：1）毛坯的熱處理   為了消除鍛造和粗加工造成的殘余應力、改善齒輪材料部的金相組織和切削加工性能，在齒輪毛坯加工前后通常安排正火或調(diào)質(zhì)等預熱處理。2）齒面的熱處理   為了提高齒面硬度、增加齒輪的承載能力和耐磨性而進行的齒面高頻淬火、滲碳淬火、氮碳共滲和滲氮等熱處理工序。一般安排在滾齒、插齒、剃齒之后，珩齒、

23、磨齒之前。二、圓柱齒輪齒面（形）加工方法1齒輪齒面加工方法的分類按齒面形成的原理不同，齒面加工可以分為兩類方法： 成形法   用與被切齒輪齒槽形狀相符的成形刀具切出齒面的方法，如銑齒、拉齒和成型磨齒等； 展成法   齒輪刀具與工件按齒輪副的嚙合關(guān)系作展成運動切出齒面的方法，工件的齒面由刀具的切削刃包絡而成，如滾齒、插齒、剃齒、磨齒和珩齒等。2圓柱齒輪齒面加工方法選擇齒輪齒面的精度要求大多較高，加工工藝復雜，選擇加工方案時應綜合考慮齒輪的結(jié)構(gòu)、尺寸、材料、精度等級、熱處理要求、生產(chǎn)批量與工廠加工條件等。常用的齒面加工方案見表6-3。表6-3  &

24、#160;齒面加工方案齒 面 加 工 方 案齒輪精度等   級齒面粗糙度Ram適   用      圍銑齒9級以下6.33.2單件修配生產(chǎn)中，加工低精度的外圓柱齒輪、齒條、錐齒輪、蝸輪拉齒7級1.60.4大批量生產(chǎn)7級齒輪，外齒輪拉刀制造復雜，故少用滾齒87級3.21.6各種批量生產(chǎn)中，加工中等質(zhì)量外圓柱齒輪與蝸輪插齒1.6各種批量生產(chǎn)中，加工中等質(zhì)量的、外圓柱齒輪、多聯(lián)齒輪與小型齒條滾（或插）齒淬火珩齒0.80.4用于齒面淬火的齒輪滾齒剃齒76級0.80.4主要用于大批量生產(chǎn)滾齒剃齒淬火珩齒0.40.2滾（插）齒

25、淬火磨齒63級0.40.2用于高精度齒輪的齒面加工，生產(chǎn)率低，成本高滾（插）齒磨齒63級三、圓柱齒輪零件加工工藝過程示例1   工藝過程示例圓柱齒輪的加工工藝過程一般應包括以下容：齒輪毛坯加工、齒面加工、熱處理工藝與齒面的精加工。在編制齒輪加工工藝過程中，常因齒輪結(jié)構(gòu)、精度等級、生產(chǎn)批量以與生產(chǎn)環(huán)境的不同，而采用各種不同的方案。圖6-8為一直齒圓柱齒輪的簡圖，表6-4列出了該齒輪機械加工工藝過程。從中可以看出，編制齒輪加工工藝過程大致可劃分如下幾個階段：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，滾、插齒面；4）熱處理：調(diào)質(zhì)、滲碳淬火

26、、齒面高頻淬火等；5）精加工：精修基準、精加工齒面（磨、剃、珩、研齒和拋光等）。（沿用吳拓主編機械制造工程（第2版）機械工業(yè)2005年9月圖5-40）圖68 直齒圓柱齒輪零件圖表64 直齒圓柱齒輪加工工藝過程工序號工序名稱工序容定位基準1鍛造毛坯鍛造2熱處理正火3粗車粗車外形、各處留加工余量2mm外圓和端面4精車精車各處，孔至Ø84.8,留磨削余量0.2mm，其余至尺寸外圓和端面5滾齒滾切齒面，留磨齒余量0.250.3mm孔和端面A6倒角倒角至尺寸（倒角機）孔和端面A7鉗工去毛刺8熱處理齒面：HRC529插鍵槽至尺寸孔和端面A10磨平面靠磨大端面A孔11磨平面平面磨削B面

27、端面A12磨孔磨孔至Ø85H5孔和端面A13磨齒齒面磨削孔和端面A14檢驗終結(jié)檢驗2齒輪加工工藝過程分析 定位基準的選擇   對于齒輪定位基準的選擇常因齒輪的結(jié)構(gòu)形狀不同，而有所差異。帶軸齒輪主要采用頂尖定位，孔徑大時則采用錐堵。頂尖定位的精度高，且能做到基準統(tǒng)一。帶孔齒輪在加工齒面時常采用以下兩種定位、夾緊方式：1）以孔和端面定位   即以工件孔和端面聯(lián)合定位，確定齒輪中心和軸向位置，并采用面向定位端面的夾緊方式。這種方式可使定位基準、設計基準、裝配基準和測量基準重合，定位精度高，適于批量生產(chǎn)。但對夾具的制造精度要求較高。2）以外

28、圓和端面定位   工件和夾具心軸的配合間隙較大，用千分表校正外圓以決定中心的位置，并以端面定位；從另一端面施以夾緊。這種方式因每個工件都要校正，故生產(chǎn)效率低；它對齒坯的、外圓同軸度要求高，而對夾具精度要求不高，故適于單件、小批量生產(chǎn)。 齒輪毛坯的加工   齒面加工前的齒輪毛坯加工，在整個齒輪加工工藝過程中占有很重要的地位，因為齒面加工和檢測所用的基準必須在此階段加工出來；無論從提高生產(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。在齒輪的技術(shù)要求中，應注意齒頂圓的尺寸精度要求，因為齒厚的檢測是以齒頂圓為測量基準的，齒頂圓精度太低，必然使所測量出

29、的齒厚值無確反映齒側(cè)間隙的大小。所以，在這一加工過程中應注意下列三個問題：1）當以齒頂圓直徑作為測量基準時，應嚴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相互的垂直度；3）提高齒輪孔的制造精度，減小與夾具心軸的配合間隙。 齒端的加工   齒輪的齒端加工有倒圓、倒尖、倒棱和去毛刺等方式。倒圓、倒尖后的齒輪在換檔時容易進人嚙合狀態(tài)，減少撞擊現(xiàn)象。倒棱可除去齒端尖邊和毛刺。倒圓時，銑刀高速旋轉(zhuǎn)，并沿圓弧作擺動，加工完一個齒后，工件退離銑刀，經(jīng)分度再快速向銑刀靠近加工下一個齒的齒端。齒端加工必須在齒輪淬火之前進行，通常都在滾（插）齒之后，剃齒之前安排齒端加工。典型零件的

30、加工工藝 箱體零件加工工藝    箱體類零件是機器與其部件的基礎件，它將機器與其部件中的軸、軸承、套和齒輪等零件按一定的相互位置關(guān)系裝配成一個整體，并按預定傳動關(guān)系協(xié)調(diào)其運動。因此，箱體的加工質(zhì)量不僅影響其裝配精度與運動精度，而且影響到機器的工作精度、使用性能和壽命。    一、箱體類零件功用、結(jié)構(gòu)特點和技術(shù)要求    (一)箱體零件的功用    箱體零件是機器與部件的基礎件，它將機器與部件中的軸、軸承和齒輪等零件按一定的相互位置關(guān)系裝配成一個整體，并按預定傳動關(guān)系協(xié)調(diào)其運動

31、。    (二)箱體類零件的結(jié)構(gòu)特點    箱體的種類很多，其尺寸大小和結(jié)構(gòu)形式隨著機器的結(jié)構(gòu)和箱體在機器中功用的不同有著較大的差異。但從工藝上分析它們?nèi)杂性S多共同之處，其結(jié)構(gòu)特點是：    1外形基本上是由六個或五個平面組成的封閉式多面體，又分成整體式和組合式兩種；    2結(jié)構(gòu)形狀比較復雜。部常為空腔形，某些部位有“隔墻”，箱體壁薄且厚薄不均。    3箱壁上通常都布置有平行孔系或垂直孔系；    4箱體上的加工

32、面，主要是大量的平面，此外還有許多精度要求較高的軸承支承孔和精度要求較低的緊固用孔。    (三) 箱體類零件的技術(shù)要求    1軸承支承孔的尺寸精度和、形狀精度、表面粗糙度要求。    2位置精度   包括孔系軸線之間的距離尺寸精度和平行度，同一軸線上各孔的同軸度，以與孔端面對孔軸線的垂直度等。    3此外，為滿足箱體加工中的定位需要與箱體與機器總裝要求，箱體的裝配基準面與加工中的定位基準面應有一定的平面度和表面粗糙度要求；各支承孔與裝配基準面之間應有

33、一定距離尺寸精度的要求。    (四)箱體類零件的材料和毛坯    箱體類零件的材料一般用灰口鑄鐵，常用的牌號有HT100HT400。    毛坯為鑄鐵件，其鑄造方法視鑄件精度和生產(chǎn)批量而定。單件小批生產(chǎn)多用木模手工造型，毛坯精度低，加工余量大。有時也采用鋼板焊接方式。大批生產(chǎn)常用金屬模機器造型，毛坯精度較高，加工余量可適當減小。    為了消除鑄造時形成的應力，減少變形，保證其加工精度的穩(wěn)定性，毛坯鑄造后要安排人工時效處理。精度要求高或形狀復雜的箱體還應在粗加工后多加一次人

34、工時效處理，以消除粗加工造成的應力，進一步提高加工精度的穩(wěn)定性。    二、箱體零件加工工藝分析    (一) 工藝路線的安排    車床主軸箱要求加工的表面很多。在這些加工表面中，平面加工精度比孔的加工精度容易保證，于是，箱體中主軸孔（主要孔）的加工精度、孔系加工精度就成為工藝關(guān)鍵問題。因此，在工藝路線的安排中應注意三個問題：    1工件的時效處理    箱體結(jié)構(gòu)復雜壁厚不均勻，鑄造應力較大。由于應力會引起變形，因此鑄造后應安排人工時效處理以

35、消除應力減少變形。一般精度要求的箱體，可利用粗、精加工工序之間的自然停放和運輸時間，得到自然時效的效果。但自然時效需要的時間較長，否則會影響箱體精度的穩(wěn)定性。    對于特別精密的箱體，在粗加工和精加工工序間還應安排一次人工時效，迅速充分地消除應力，提高精度的穩(wěn)定性。    2安排加工工藝的順序時應先面后孔    由于平面面積較大定位穩(wěn)定可靠，有利與簡化夾具結(jié)構(gòu)檢少安裝變形。從加工難度來看，平面比孔加工容易。先加工批平面，把鑄件表面的凹凸不平和夾砂等缺陷切除，在加工分布在平面上的孔時，對便于孔的加工和保證

36、孔的加工精度都是有利的。因此，一般均應先加工平面。    3粗、精加工階段要分開    箱體均為鑄件，加工余量較大，而在粗加工中切除的金屬較多，因而夾緊力、切削力都較大，切削熱也較多。加之粗加工后，工件應力重新分布也會引起工件變形，因此，對加工精度影響較大。為此，把粗精加工分開進行，有利于把已加工后由于各種原因引起的工件變形充分暴露出來，然后在精加工中將其消除。    (二) 定位基準的選擇    箱體定位基準的選擇，直接關(guān)系到箱體上各個平面與平面之間，孔與平面之間，孔與孔之

37、間的尺寸精度和位置精度要否能夠保證。在選擇基準時，首先要遵守“基準重合”和“基準統(tǒng)一”的原則，同時必須考慮生產(chǎn)批量的大小，生產(chǎn)設備、特別是夾具的選用等因素。     1. 粗基準的選擇    粗基準的作用主要是決定不加工面與加工面的位置關(guān)系，以與保證加工面的余量均勻。    箱體零件上一般有一個（或幾個）主要的大孔，為了保證孔的加工余量均勻，應以該毛坯孔為粗基準（如主軸箱上的主軸孔）。箱體零件上的不加工面主要考慮腔表面，它和加工面之間的距離尺寸有一定的要求，因為箱體中往往裝有齒輪等傳動件，它們與

38、不加工的壁之間的間隙較小，如果加工出的軸承孔端面與箱體壁之間的距離尺寸相差太大，就有可能使齒輪安裝時與箱體壁相碰。從這一要求出發(fā)，應選       壁為粗基準。但這將使夾具結(jié)構(gòu)十分復雜，甚至不能實現(xiàn)。考慮到鑄造時壁與主要孔都是同一個泥心澆注的，因此實際生產(chǎn)中常以孔為主要粗基準，限制四個自由度，而輔之以腔或其它毛坯孔為次要基準面，以達到完全定位的目的。    11   精基準的選擇    箱體零件精基準的選擇一般有兩種方案：一種是以裝配面為精基準。以車床主軸

39、箱鏜孔夾具為例，該夾具如圖9-8所示。它的優(yōu)點是對于孔與底面的距離和平行度要求，基準是重合的，沒有基準不重合誤差，而且箱口向上，觀察和測量、調(diào)刀都比較方便。但是在鏜削中間壁上的孔時，由于無法安裝中間導向支承，而不得不采用吊架的形式（見圖中件3）。這種吊架剛性差，操作不方便，安裝誤差大，不易實現(xiàn)自動化，故此方案一般只能適用于無中間孔壁的簡單箱體或批量不大的場合。    針對上述采用吊架式中間導向支承的問題，采用箱口向下的安裝方式，以箱體頂面R和頂面上的兩個工藝孔為精基準。如圖9-9所示。在鏜孔時，由于中間導向支承直接固定在夾具上，使夾具的剛度提高，有利于保證各支承孔

40、的尺寸和位置精度。并且工件裝卸方便減少了輔助時間，有利于提高生產(chǎn)率。但是這種定位方式也有不足之處，如箱口向下無法觀察和測量中間壁上孔的加工情況；以頂面和兩個工藝孔作為定位基準，要提高頂面和孔的加工要求；加工基準與裝配基準不重合需要進行尺寸鏈的計算或采用裝配時用修刮尾座底板的辦法來保證裝配精度。    (三)主要表面的加工    1箱體的平面加工    箱體平面的粗加工和半精加工常選擇刨削和銑削加工。    刨削箱體平面的主要特點是：刀具結(jié)構(gòu)簡單；機床調(diào)整方便；在龍門刨床上可以

41、用幾個刀架，在一次安裝工件中，同時加工幾個表面，于是，經(jīng)濟地保證了這些表面的位置精度。    箱體平面銑削加工的生產(chǎn)率比刨削高。在成批生產(chǎn)中，常采用銑削加工。當批量較大時，常在多軸龍門銑床上用幾把銑刀同時加工幾個平面，即保證了平面間的位置精度，又提高了生產(chǎn)率。    2主軸孔的加工    由于主軸孔的精度比其它軸孔精度高，表面粗糙度值比其它軸孔小，故應在其它軸孔加工后再單獨進行主軸孔的精加工（或光整加工）。    目前機床主軸箱主軸孔的精加工方案有：  &

42、#160; 精鏜浮動鏜；金剛鏜珩磨；金剛鏜滾壓。    上述主軸孔精加工方案中的最終工序所使用的刀具都具有徑向“浮動”性質(zhì)，這對提高孔的尺寸精度、減小表面粗糙度值是有利的，但不能提高孔的位置精度?？椎奈恢镁葢汕耙还ば颍ɑ蚬げ剑┯枰员ＷC。    從工藝要求上，精鏜和半精鏜應在不同的設備上進行。若設備條件不足，也應在半精鏜之后，把被夾緊的工件松開，以便使夾緊壓力或應力造成的工件變形在精鏜工序中得以糾正。    3孔系加工    車床箱體的孔系，是有位置精度要求的各軸承孔的總和

43、，其中有平行孔系和同軸孔系兩類。     平行孔系主要技術(shù)要各平行孔中心線之間以與孔中心線與基準面之間的尺寸精度和平行精度根據(jù)生產(chǎn)類型的不同，可以在普通鏜床上或?qū)Ｓ苗M床上加工。    單件小批生產(chǎn)箱體時，為保證孔距精度主要采用劃線法。為了提高劃線找正的精度，可采用試切法，雖然精度有所提高，但由于劃線、試切、測量都要消耗較多的時間，所以生產(chǎn)率仍很低。    坐標法加工孔系，許多工廠在單件小批生產(chǎn)中也廣泛采用，特別是在普通鏜床上加裝較精密的測量裝置（如數(shù)顯等）后，可以較提高其坐標位移精度。 

44、;   必須指出，采用坐標法加工孔系時，原始孔和加工順序的選定是很重要的。因為，各排孔的孔距是靠坐標尺寸保證的。坐標尺寸的積累誤差會影響孔距精度。如果原始孔和孔的假定順序選擇的合理，就可以減少積累誤差。    成批或大量生產(chǎn)箱體時，加工孔系都采用鏜模?？拙嗑戎饕Q于鏜模的精度和安裝質(zhì)量。雖然鏜模制造比較復雜，造價較高，但可利用精度不高的機床加工出精度較高的工件。因此，在某些情況下，小批生產(chǎn)也可考慮使用鏜模加工平行孔系。同軸孔系的主要技術(shù)要各孔的同軸度精度。成批生產(chǎn)時，箱體的同軸孔系的同軸度大部分是用鏜模保證，單件小批生產(chǎn)中，在普通鏜床上用以

45、下兩種方法進行加工：    1）從箱體一端進行加工    加工同軸孔系時，出現(xiàn)同軸度誤差的主要原因是：    當主軸進給時，鏜桿在重力作用下，使主軸產(chǎn)生撓度而引起孔的同軸度誤差；    當工作臺進給時，導軌的直線度誤差會影響各孔的同軸度精度。    對于箱壁較近的同軸孔，可采用導向套加工同軸孔。對于大型箱體，可利用鏜床后立柱導套支承鏜桿。    2）從箱體兩端進行鏜孔    一般是采用“

46、調(diào)頭鏜”使工件在一次安裝下，鏜完一端的孔后，將鏜床工作臺回轉(zhuǎn)1800，再鏜另一端的孔。具體辦法是：加工好一端孔后，將工件退出主軸，使工作臺回轉(zhuǎn)1800，用百（千）分表找正已加工孔壁與主軸同軸，即可加工另一孔。    “調(diào)頭鏜”不用夾具和長刀桿，鏜桿懸伸長度短，剛性好。但調(diào)整比較麻煩和費時，適合于箱體壁相距較遠的同軸孔。 軸類零件加工工藝    一、軸類零件的功用、結(jié)構(gòu)特點與技術(shù)要求    軸類零件是機器中經(jīng)常遇到的典型零件之一。它主要用來支承傳動零部件，傳遞扭矩和承受載荷。軸類零件是旋轉(zhuǎn)體零件，其長度大于

47、直徑，一般由同心軸的外圓柱面、圓錐面、孔和螺紋與相應的端面所組成。根據(jù)結(jié)構(gòu)形狀的不同，軸類零件可分為光軸、階梯軸、空心軸和曲軸等。    軸的長徑比小于5的稱為短軸，大于20的稱為細長軸，大多數(shù)軸介于兩者之間。    軸用軸承支承，與軸承配合的軸段稱為軸頸。軸頸是軸的裝配基準，它們的精度和表面質(zhì)量一般要求較高，其技術(shù)要求一般根據(jù)軸的主要功用和工作條件制定，通常有以下幾項：    (一)尺寸精度    起支承作用的軸頸為了確定軸的位置，通常對其尺寸精度要求較高（IT5IT7）。

48、裝配傳動件的軸頸尺寸精度一般要求較低（IT6IT9）。    (二)幾何形狀精度    軸類零件的幾何形狀精度主要是指軸頸、外錐面、莫氏錐孔等的圓度、圓柱度等，一般應將其公差限制在尺寸公差圍。對精度要求較高的外圓表面，應在圖紙上標注其允許偏差。    (三)相互位置精度    軸類零件的位置精度要求主要是由軸在機械中的位置和功用決定的。通常應保證裝配傳動件的軸頸對支承軸頸的同軸度要求，否則會影響傳動件（齒輪等）的傳動精度，并產(chǎn)生噪聲。普通精度的軸，其配合軸段對支承軸頸的徑向跳

49、動一般為0.010.03mm，高精度軸（如主軸）通常為0.0010.005mm。    (四)表面粗糙度    一般與傳動件相配合的軸徑表面粗糙度為Ra2.50.63m，與軸承相配合的支承軸徑的表面粗糙度為Ra0.630.16m。     二、軸類零件的毛坯和材料     (一)軸類零件的毛坯     軸類零件可根據(jù)使用要求、生產(chǎn)類型、設備條件與結(jié)構(gòu)，選用棒料、鍛件等毛坯形式。對于外圓直徑相差不大的軸，一般以棒料為主

50、；而對于外圓直徑相差大的階梯軸或重要的軸，常選用鍛件，這樣既節(jié)約材料又減少機械加工的工作量，還可改善機械性能。     根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模的不同，毛坯的鍛造方式有自由鍛和模鍛兩種。中小批生產(chǎn)多采用自由鍛，大批大量生產(chǎn)時采用模鍛。     (二)軸類零件的材料     軸類零件應根據(jù)不同的工作條件和使用要求選用不同的材料并采用不同的熱處理規(guī)（如調(diào)質(zhì)、正火、淬火等），以獲得一定的強度、韌性和耐磨性。     45鋼是軸類零件的常用材料，它價格便宜經(jīng)過調(diào)質(zhì)（或正火）后，可得到較好的切削性能，而且能獲得較高的強度和韌性等綜合機械性能，淬火后表面硬度可達4552HRC。     40Cr等合金結(jié)構(gòu)鋼適用于中等精度而轉(zhuǎn)速較高的軸類零件，這類鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)和淬火后，具有較好的綜合機械性能。     軸承鋼GCr15和彈簧鋼65Mn，經(jīng)調(diào)質(zhì)和表面高頻淬火后，表面硬度可達5058HRC，并具有較高的耐疲勞性能和較好的耐磨性能，可制造較高精度的軸。