機械加工工藝

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上機械制造工藝金屬切削基本知識：切削用量三要素：切削速度、進給量、背吃刀量。刀具：前刀面-切屑流過的表面主后刀面-與工件上過度的表面相對的表面副后刀面-與工件上已加工表面相對的表面主切屑刃-前刀面與主后刀面的交線工件加工分類1 旋轉(zhuǎn)表面 車床、鉆床、鏜床、外圓磨床2 縱向表面 刨床、插床、銑床、平面磨床3特性表面 齒輪加工機床、仿形機床毛坯的選擇：毛坯的種類; 1 鑄件 形狀復(fù)雜的的零件毛坯，宜采用鑄造方法制造。目前鑄件大多用砂型鑄造，只有質(zhì)量要求高的小型鑄件可采用特種鑄造（金屬型鑄造、壓力鑄造、離心鑄造和熔模鑄造）2 鍛件自由鍛件可用手工鍛打（小型毛坯）機械鍛打或壓力

2、壓鍛等方法。這種鍛件的精度低，生產(chǎn)率不高，加工余量較大，而且零件的結(jié)構(gòu)必須簡單，。模鍛件的精度和表面質(zhì)量都比自由鍛件好，而且段件的形狀也可較為復(fù)雜。3 型材型材分熱軋合冷軋兩種4 組合毛坯。 表面加工方案的選擇： 外圓表面加工方案序號加工方法經(jīng)濟精度表面粗糙度適用范圍1粗車IT11以下5012.5適用粹火鋼以外的各種金屬2粗車-半精車IT8IT106.33.23粗車-半精車-精車IT7IT81.60.84粗車-半精車-精車-滾壓（拋光）IT7IT80.20.0255粗車-半精車-磨削IT7IT80.80.4主要用于淬火鋼，也可用于未淬火鋼，但不宜加工有色金屬6粗車-半精車-粗磨-精磨IT6IT

3、70.40.17粗車-半精車-粗磨-精磨-超精加工IT50.1RZ.18粗車-半精車-精車-金剛石車IT6IT70.40.025主要用于要求較高的有色金屬加工9粗車-半精車-粗磨-精磨-超精磨或鏡面磨IT5以上0.025RZ0.05極高精度的外圓加工10粗車-半精車-粗磨-精磨-研磨IT5以上0.1RZ0.05 孔加工方案序號加工方法經(jīng)濟精度級表面粗糙度適用范圍1鉆IT11IT1212.5加工未淬火鋼及鑄鐵的實心毛坯，也可用于加工有色金屬（單表面粗糙度稍粗糙，孔徑小于1520mm2鉆-鉸IT93.21.63鉆-鉸-精鉸IT7IT81.60.84鉆-擴IT10IT1112.56.3同上，但孔徑大

4、于1520mm5鉆-擴-鉸IT8IT93.21.66鉆-擴-粗鉸-精鉸IT71.60.87鉆-擴-機鉸-手鉸IT6IT70.40.18鉆-擴-拉IT7IT91.60.1大批大量生產(chǎn)（精度有拉刀的精度而定）9粗鏜IT11IT1212.56.3出淬火鋼外的各種材料，毛坯有鑄出孔或鍛出孔的10粗鏜（粗擴）-半精鏜IT8IT93.21.611粗鏜-半精鏜-精鏜IT7IT81.60.812粗鏜-半精鏜-精鏜-浮動鏜刀精鏜IT6IT70.80.413粗鏜-半精鏜-磨孔IT7IT80.80.2主要用于淬火鋼也可以用于未淬火鋼，但不宜用于有色金屬14粗鏜-半精鏜-粗磨-精磨IT6IT70.20.115粗鏜-半

5、精鏜-精鏜-金剛鏜IT6IT70.40.05主要用于精度要求高的有色金屬加工16鉆-粗鉸-精鉸-IT6IT70.20.025精度要求高的孔17以研磨代替上述方案中的IT6以上平面加工方案序號加工方法經(jīng)濟精度表面粗糙度適用范圍1粗車-半精車IT96.33.22粗車-半精車-精車IT7IT81.60.8端面3粗車-半精車-磨削IT8IT90.80.24粗刨（粗銑）-精刨精銑IT8IT96.31.6一般不淬硬平面（端銑表面粗糙度較細）5粗刨（粗銑）-精刨（精銑）-刮研IT6IT70.80.1精度要求交goad不淬硬平面；批量較大時宜采用寬刃精刨方案6一寬刃刨削代替上述方案刮研IT70.80.27粗刨

6、（粗銑）-精刨（精銑）-磨削IT70.80.2精度要求較高的淬硬平面或不淬硬平面8粗刨（粗銑）-精刨（精銑）-粗磨-精磨IT6IT70.40.029粗銑-拉IT7IT90.80.2大量生產(chǎn)，較小的平面（精度視拉刀精度而定）10粗銑-精銑-磨削-研磨IT6以上0.1Rz0.05高精度平面工序的安排1） 機械加工工序的安排：基準先行先粗后精先主后次先平面后孔2） 熱處理工序安排 1 正火、退火和調(diào)質(zhì) 正火、退火和調(diào)質(zhì)等改善材料力學性能的預(yù)備熱處理，應(yīng)安排在粗加工之前或在粗加工和半精加工之間進行。在粗加工前可改善粗加工的加工性能，并可減少轉(zhuǎn)換車間的次數(shù)；在粗加工和半精加工之間可消除粗加工產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力

7、。由于調(diào)質(zhì)后零件的綜合力學性能較好，對某些硬度和耐磨性要求不高的零件，也可以作為最終的熱處理工序。 2 時效處理 時效處理主要用于消除毛坯制造和機械加工中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。對鑄件的時效處理，應(yīng)安排在鑄造之后或在粗加工之后進行。對精度要求高且剛性較差的零件，為了消除加工中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定零件的尺寸精度，在粗加工、半精加工和精加工之間安排多次時效處理工序。 3 淬火 淬火分整體淬火和表面淬火。淬火工序應(yīng)安排在半精加工與精加工之間進行，因為淬火后工件的硬度很高，只能再進行磨削或研磨加工。在淬火工序之前需將銑健槽、車螺紋、鉆螺紋底孔、攻螺紋等次要表面加工進行完畢。表面淬火因變形氧化和脫碳較少，常用于機床

8、主軸、齒輪等。為提高主軸等重要零件的內(nèi)部性能和獲得細馬氏體的表面淬火組織，在表面淬火之前驚醒正火及調(diào)治處理。其加工路線是：下料正火（退火）粗加工調(diào)質(zhì)半精加工表面淬火半精加工 4 滲碳淬火 經(jīng)滲碳淬火的工件，由于滲碳是產(chǎn)生變形，常將滲碳工序安排在次要表面加工之前進行，這樣可以減少次要表面與主要表面之間位置誤差且保證次要表面不被淬硬。其加工路線：下料鍛造正火粗、半精加工滲碳半精加工淬火精加工。滲碳后淬火前所進行的半精加工，除加工次要表面外，還要將零件不需要滲碳部位在滲碳前加大加工余量的部分切除，使這些部位不受滲碳淬火的影響。 5 氮化處理 氮化處理時因工件變形小，氮化層薄，本身硬度很高，氮化后不需

9、進行淬火，因此常安排在精加工之間進行，即在粗磨后精磨前進行。為減少氮化時的變形，氮化前要增加處應(yīng)力工序。氮化零件的加工路線：下料鍛造退火粗加工調(diào)質(zhì)半精加工除應(yīng)力處理粗磨氮化精磨超精磨或研磨3） 檢驗工序的安排 檢驗工序一般安排在粗加工后，精加工前；送往外車間前、后；重要工序和工時長的工序前、后；零件加工結(jié)束后、入庫前。4） 輔助工序的安排1 表面強化工序 如滾壓、噴丸處理等，一般安排在工藝過程最后2 表面處理工序 如發(fā)藍、電鍍等一般安排在工藝過程的最后3 探傷工序 特別是大型零件4 平衡工序 包括動、靜平衡，一般安排在精加工前后制定機械加工工藝規(guī)程的實例現(xiàn)以中批生產(chǎn)CA6140車床主軸上的滑動

10、齒輪為例 1 零件主要結(jié)構(gòu)和技術(shù)條件的分析 滑動齒輪一花鍵孔裝于CA6140車床主軸中部的花鍵軸上，花鍵為內(nèi)徑定心的滑動配合。當外齒與傳動軸上的固定雙聯(lián)齒輪吻合時，實現(xiàn)主軸高速旋轉(zhuǎn)，當內(nèi)結(jié)合齒與主軸上的空套齒輪合時，實現(xiàn)主軸低速旋轉(zhuǎn)。齒輪通過拔叉在主軸花鍵上滑動，將由外齒傳來的高速小轉(zhuǎn)矩傳遞給主軸，或通過內(nèi)結(jié)合齒將空套齒輪傳來的低速大轉(zhuǎn)矩傳遞給主軸。因此，內(nèi)花鍵的精度、強度、表面硬度、與外齒分度圓的同軸度、與內(nèi)結(jié)合齒 的分度圓的同軸度均有較高的要求。外齒面與內(nèi)結(jié)合面均需高頻淬火，以保持心部具有強度高、韌性好，同時表面硬而耐磨的良好性能。2 毛坯的選擇因齒輪所用材料為40Cr合金鋼，外形比較簡單

11、，可采用自由鍛造，此時內(nèi)孔可以鍛出。當中批以上生產(chǎn)時，可采用模段工藝，以減少加工余量，節(jié)約合金鋼材，并提高毛坯精度。模鍛時，內(nèi)孔兩邊只能沖出凹坑，不能穿通，故應(yīng)增加鉆孔工序或工步。3 定位基準的選擇根據(jù)齒輪傳動的要求，應(yīng)選擇花鍵孔的軸心線作為精基準，來加工內(nèi)外表面和孔齒形面。選擇毛坯外圓作為基準，先夾右端外圓，粗車左端面和外圓，再調(diào)頭裝夾，粗車右端兩段外圓和端面，粗車內(nèi)齒輪孔和花鍵孔，然后半精車花鍵孔。 本著“基準先行”的原則，以半精車后的花鍵孔作為“自為基準”拉內(nèi)孔，再以內(nèi)孔引導(dǎo)花鍵拉刀拉出內(nèi)花鍵，拉削分兩個工序進行而不采用內(nèi)孔花鍵復(fù)合拉刀一次拉出，有利于縮短拉刀長度和提高花鍵孔的拉削加工質(zhì)

12、量。花鍵孔拉削后，即以花鍵孔作為精基準定位，精加工各內(nèi)外表面、端面、插齒、磨齒和端面洗槽。這樣安排就能同時符合基準重合、基準統(tǒng)一和基準先行的原則。4 熱處理工序的安排車床主軸處于啟動、停止、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和低速、高速頻繁變化的情況下工作，作為傳遞轉(zhuǎn)矩的齒輪同樣承受著沖擊交變載荷，因此材料選用40Cr中碳合金鋼是適宜的。但為消除鍛造時高溫加熱引起的粗晶，需經(jīng)正火處理。另外還需經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，以提高其強度和韌性。調(diào)質(zhì)可安排在粗加工后。內(nèi)外齒面均需進行高頻淬火，以提高其表面硬度，高頻淬火須安排在齒形加工后進行，由于零件形狀簡單，可不安排時效處理。5 加工階段的劃分和工序的安排 加工階段可根據(jù)所安排的熱處理工

13、序來劃分。在調(diào)質(zhì)后至高頻淬火前為半精加工和精加工階段，高頻淬火后為精加工齒階段。 其加工工藝路線：鍛造正火粗車調(diào)質(zhì)半精車拉花鍵孔精車插齒洗槽高頻淬火磨齒。 在半精加工后可安排檢驗工序，主要檢驗孔的尺寸精度，以保證拉花鍵孔工序能順利進行。插內(nèi)外齒時均以內(nèi)花鍵定位，為確保其同軸度，花鍵心軸應(yīng)取較緊一級的間隙配合，否則會因配合間隙過大而引起同軸度誤差。 軸類零件的加工 軸類零件的種類于結(jié)構(gòu)： 軸類零件是用來支承傳動零件傳遞轉(zhuǎn)矩和承受載荷，并保證裝在軸上的零件具有一定的回轉(zhuǎn)精度。 軸類零件的加工表面，通常有內(nèi)外圓柱面、內(nèi)外圓錐面和螺紋、花鍵、溝槽等。 軸類零件按其結(jié)構(gòu)形狀可分為光軸、階梯軸、花鍵軸和曲

14、軸等。 軸類零件的技術(shù)要求： 1 尺寸精度： 主要是指軸的直徑尺寸精度和長度尺寸精度根據(jù)使用要求主要軸頸直徑尺寸的公差等級通常為IT6IT9，特別精密的軸頸為IT5。長度尺寸精度一般按未注公差尺寸的要求，階臺軸各階臺的長度要求較高時，其公差約為0.050.2mm. 2 相互位置精度： 保證裝配傳動件的配合軸頸與裝配軸承的支承軸頸的同軸度，是軸類零件相互位置精度的普遍要求。普通精度的軸，配合軸頸對支承軸頸的徑向圓跳動一般為0.010.03mm：高精度軸為0.0010.005mm. 3 表面粗糙度： 配合軸頸的表面粗糙度值為Ra1.60.4um,支承軸頸的表面粗糙度值為Ra0.040.1um，一般

15、非配合表面約為Ra6.31.6um。軸類零件的材料和毛坯：機床主軸常用材料及熱處理機床主軸種類材料預(yù)備熱處理方法最終熱處理方法表面硬度（HRC）車床、銑床、鉆床主軸45正火或調(diào)質(zhì)局部淬火后回火4552平面磨床主軸外圓磨床砂輪架、頭架主軸9Mn2V鍛造后球化退火 調(diào)質(zhì)淬火后去應(yīng)力回火62精密車床主軸40Cr調(diào)質(zhì)局部淬火后回火5256齒輪磨床主軸20CrMnTi正火滲碳淬火后回火5863臥式鏜床主軸高精度外圓磨床砂輪架主軸38CrMoA1A調(diào)質(zhì)除應(yīng)力處理氮化65以上軸類零件加工路線：粗車IT11IT13Ra5012.5um半精車IT9IT10Ra6.33.2um精車IT7IT8Ra1.60.8um

16、精磨IT8Ra1.60.8um細車IT6Ra0.40.02um滾壓IT7IT8Ra0.20.025um精磨IT6IT7Ra0.40.1um超精加工、鏡面磨IT5Ra<0.025um研磨IT5Ra<0.1um拋光IT6Ra<0.1um超精加工IT5IT6Ra<0.1um軸類零件的精密加工：1 高速精細車 高速精細車的特點是切削速度高（100300m/min）切削深度小（=0.10.3mm），進給量?。╢=0.040.08mm），因為切削速度很高，而切削面小，故切削塑性變形小，切削力小，發(fā)熱小，所以表面質(zhì)量好。加工尺寸公差等級可達IT5IT7，表面粗糙度為Ra0.80.1u

17、m 高速精車是加工小型有色金屬零件的主要方法，比加工鑄鐵和鋼料能獲得較細的表面粗糙度 高速精車一般采用硬質(zhì)合金刀具，當要求達到Ra值小于0.005um時須采用金剛石刀具，通常稱為鏡面車削。金剛石車刀的幾何角度為：前角 后角 主偏角 副偏角 刀尖圓弧半徑，切削刃可制成直線形、圓弧形、多棱形等形狀。在車削時一般采用酒精噴霧冷卻。2 超精密磨削 超精密磨削的實質(zhì)在于砂輪表面的顆粒的作用，經(jīng)過精細修整后砂輪表面的磨粒形成許多微刃3 超精加工超精加工是用細粒度的石油，以較低的壓力和切削速度對工件表面驚醒精密加工。4研磨 5滾壓加工 滾壓加工是利用金屬產(chǎn)生塑性變形，從而達到該變工件的表面粗糙度、形狀和尺寸

18、的目的。 滾壓加工是采用高硬度的滾珠或滾輪，對工件表面擠壓產(chǎn)生塑性變形，是表面粗糙度值達到0.630.08軸類零件的中心孔加工方法：1）轉(zhuǎn)中心孔 2）精加工中心孔：(1)用硬質(zhì)合金頂尖刮研中心孔 （2）用油石研磨中心孔 （3）用中心孔磨床修磨中心孔套類零件加工套類零件的種類和結(jié)構(gòu)：套類零件按其結(jié)構(gòu)特點可分為整體式和剖開式兩種套類零件的技術(shù)要求:1) 內(nèi)孔內(nèi)孔氏套類零件起支承火導(dǎo)向作用最主要的表面。內(nèi)孔直徑的尺寸公差等級一般為IT7，精密軸套有時取IT6，液壓缸的內(nèi)孔一般取IT8，若與其相匹配的活塞上有密封圈，則可降低為IT9。表面粗糙度一般為Ra1.60.1；要求高的一般為：Ra0.042) 外圓外徑公差等級通常為IT6IT7;表面粗糙度為Ra3.20.43）內(nèi)外圓之間的同軸度 當內(nèi)孔的最終加工是將套壓入箱體或機座后進行時，套內(nèi)外圓肩的同軸度要求較低；若套的最終加工是在裝配前完成時，內(nèi)外圓的同軸度要求較高，一般為0.010.0