典型零件加工工藝1

1、機(jī)械制造工程學(xué)本學(xué)期內(nèi)容重點(diǎn) 機(jī)床概述（續(xù)機(jī)械制造工程學(xué)內(nèi)容） 機(jī)床設(shè)計(jì) 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)原理 機(jī)械加工質(zhì)量 機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 典型零件加工工藝 裝配工藝8 典型零件加工工藝講述零件加工過(guò)程中的若干問(wèn)題講述零件加工過(guò)程中的若干問(wèn)題本章概述 補(bǔ)充：典型表面的加工方法 主軸加工 箱體類零件加工8.0 典型表面的加工方法(補(bǔ)充) 機(jī)器零件結(jié)構(gòu)：多種多樣；由最基本幾何表面組成 同一種表面，可選用加工精度、生產(chǎn)率和加工成本各不相同的加工方法進(jìn)行加工 工程技術(shù)人員任務(wù)：根據(jù)具體的生產(chǎn)條件選用最適當(dāng)?shù)募庸し椒?，以最好的?jīng)濟(jì)效益，加工出合乎圖樣要求的零件外圓、內(nèi)圓、平面外圓、內(nèi)圓、平面8.0.1 外圓表面 外

2、圓表面的技術(shù)要求： 形狀精度 位置精度 表面質(zhì)量 外圓表面的加工方法 車外圓 磨削外圓粗車：粗車：迅速切去毛坯上多余的金屬層，通常采用較大的背吃刀量、較大的進(jìn)給量迅速切去毛坯上多余的金屬層，通常采用較大的背吃刀量、較大的進(jìn)給量和中速車削，以盡可能提高生產(chǎn)率。車刀應(yīng)選取較小的前角、后角和負(fù)值的刃傾和中速車削，以盡可能提高生產(chǎn)率。車刀應(yīng)選取較小的前角、后角和負(fù)值的刃傾角角,以增強(qiáng)切削部分的強(qiáng)度以增強(qiáng)切削部分的強(qiáng)度精度等級(jí)精度等級(jí) IT13，表面粗糙度，表面粗糙度Ra為為5012.5 m。半精車：半精車：在粗車之后進(jìn)行。進(jìn)一步提高工件的精度和降低表面粗糙度；在粗車之后進(jìn)行。進(jìn)一步提高工件的精度和降低

3、表面粗糙度；可作為中等可作為中等精度表面的終加工精度表面的終加工,也可作磨削或精車前的預(yù)加工也可作磨削或精車前的預(yù)加工精度等級(jí)精度等級(jí) IT10IT9,表面粗糙度表面粗糙度Ra為為6.33.2 m。精車：精車：在半精車之后進(jìn)行，一般在高精度車床上加工以確保零件的加工精度和表在半精車之后進(jìn)行，一般在高精度車床上加工以確保零件的加工精度和表面粗面粗 糙度符合圖紙要求。采用很小的切削深度和進(jìn)給量，進(jìn)行低速或高速車削糙度符合圖紙要求。采用很小的切削深度和進(jìn)給量，進(jìn)行低速或高速車削車刀應(yīng)選用較大的前角、后角和正值的刃傾角，以提高表面質(zhì)量。車刀應(yīng)選用較大的前角、后角和正值的刃傾角，以提高表面質(zhì)量。一般作為

4、較高精度外圓的終加工或作為光整加工的預(yù)加工。一般作為較高精度外圓的終加工或作為光整加工的預(yù)加工。精度等級(jí)為精度等級(jí)為IT8IT6，表面粗糙度，表面粗糙度Ra為為 1.6 m。(1) 車外圓方式：粗車、半精車、精車、精細(xì)車車外圓方式：粗車、半精車、精車、精細(xì)車精細(xì)車：精細(xì)車：所用車床應(yīng)具有很高的精度和剛度。刀具采用金剛石或細(xì)晶粒的硬質(zhì)合所用車床應(yīng)具有很高的精度和剛度。刀具采用金剛石或細(xì)晶粒的硬質(zhì)合金，經(jīng)仔細(xì)刃磨和研磨后可獲得很鋒利的刀刃。采用高的切削速度、小的背吃刀金，經(jīng)仔細(xì)刃磨和研磨后可獲得很鋒利的刀刃。采用高的切削速度、小的背吃刀量和小的進(jìn)給量。其加工精度可達(dá)量和小的進(jìn)給量。其加工精度可達(dá)I

5、T6以上，表面粗糙度以上，表面粗糙度 Ra在在0.4 m以下，精細(xì)車以下，精細(xì)車用于高精度有色金屬零件精加工，也用于加工大型精密外圓表面，以代替磨削。用于高精度有色金屬零件精加工，也用于加工大型精密外圓表面，以代替磨削。 外圓車削的特點(diǎn)外圓車削的特點(diǎn) 外圓車刀結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、剛性好，制造、刃磨和裝夾均方便，刀具價(jià)格低。 車削過(guò)程比較平穩(wěn)。 車削除了加工外圓表面外，還可以在一次裝夾下加工同一零件上的其他表面， 車削適于加工各種材料(2) 磨外圓 中心磨床磨削外圓 無(wú)心磨外圓 砂帶磨削8.0.2 孔加工 孔的分類 非配合孔 配合孔 深孔 孔表面的技術(shù)要求 尺寸及形狀精度 位置精度 表面質(zhì)量孔加工的特點(diǎn)

6、孔加工的加工精度和表面質(zhì)量都不容易控制 刀具尺寸受被加工孔尺寸的限制 刀具剛性較差，容易產(chǎn)生彎曲變形及振動(dòng) 孔加工的尺寸取決于刀具的尺寸，刀具的制造誤差和磨損將直接影響孔加工的精度 排屑、散熱條件均較差 孔加工的工作條件比外圓表面加工差，加工孔要比加工同樣精度要求的外圓困難 當(dāng)零件要求孔與外圓表面必須保持某一正確關(guān)系時(shí)，總是先加工孔，然后再以孔定位加工外圓表面，容易達(dá)到加工要求(1) 孔加工方式：鉆擴(kuò)鉸 鉆孔的工藝特點(diǎn) 容易產(chǎn)生“引偏” 排屑困難 鉆頭易磨損 鉆孔操作簡(jiǎn)便，適應(yīng)性強(qiáng)，應(yīng)用很廣 加工精度和表面質(zhì)量均較低（公差等級(jí)為IT13ITll，表面粗糙度Ra5012.5m），屬于孔的粗加工

7、鉆孔主要用于質(zhì)量要求不高的孔的終加工（如螺栓孔、螺釘孔、油孔等），也可作為質(zhì)量要求較高的孔的預(yù)加工擴(kuò)孔： 擴(kuò)孔：用擴(kuò)孔鉆對(duì)已經(jīng)鉆出、鑄出或鍛出的孔作進(jìn)一步加工，作為精加工前的預(yù)加工，也可以作為要求不高的孔的終加工 擴(kuò)孔精度一般為IT11ITl0，表面粗糙度Ra為102.5m 擴(kuò)孔一般用于100mm以下孔的加工。當(dāng)孔徑很大時(shí)，切削力和扭矩大，擴(kuò)孔鉆笨重，此時(shí)宜改用鏜孔。鉸孔用鉸刀從工件孔壁上切除微量金屬，以提高孔的尺寸精度和減小表面用鉸刀從工件孔壁上切除微量金屬，以提高孔的尺寸精度和減小表面粗糙度的加工方法，稱為鉸孔。它是在擴(kuò)孔或半精鏜孔后進(jìn)行的一種粗糙度的加工方法，稱為鉸孔。它是在擴(kuò)孔或半精鏜

8、孔后進(jìn)行的一種精加工。精加工。 鉸孔的質(zhì)量主要取決于鉸刀的結(jié)構(gòu)和精度、切削用量和切削液。鉸孔的質(zhì)量主要取決于鉸刀的結(jié)構(gòu)和精度、切削用量和切削液。 鉸孔尺寸的公差等級(jí)為鉸孔尺寸的公差等級(jí)為IT8IT6，表面粗糙度，表面粗糙度Ra為為1.60.2 m。它適。它適宜于加工中批、大批大量中不宜拉削的孔，也可加工單件小批生產(chǎn)中宜于加工中批、大批大量中不宜拉削的孔，也可加工單件小批生產(chǎn)中的小孔的小孔(D15mm)或細(xì)長(zhǎng)孔或細(xì)長(zhǎng)孔(L/D5)。對(duì)于中等尺寸以下較精密的孔，鉆對(duì)于中等尺寸以下較精密的孔，鉆-擴(kuò)擴(kuò)-鉸是生產(chǎn)中經(jīng)常采用的典型工鉸是生產(chǎn)中經(jīng)常采用的典型工藝方案。藝方案。(2) 鏜孔 孔徑尺寸不受刀具

9、尺寸限制 具有較強(qiáng)的誤差修正能力：修正孔中心線偏斜誤差；能保證被加工孔和其它表面一定的相互位置精度 鏜孔刀具、刀桿系統(tǒng)的剛性比較差，散熱、排屑條件比較差，工件和刀具的熱變形傾向比較大，故其加工質(zhì)量和生產(chǎn)率都不如車外圓高 鏜孔可加工各種不同尺寸和不同精度的孔。對(duì)于大尺寸孔，鏜孔幾乎是唯一的加工方法 鏜孔可以達(dá)到的公差等級(jí)為IT11IT7，表面粗糙度為0.63 m Ra10m。(3) 拉孔 拉孔能達(dá)到公差等級(jí)IT9IT6，表面粗糙度為0.16 mRa2.5m 拉孔時(shí)，由于拉刀本身就是工件的定位元件，故拉孔不易保證孔與其它表面的相互位置精度(4) 磨孔 經(jīng)濟(jì)等級(jí)IT9IT7，表面粗糙度0.32Ra5

10、m， 受被磨孔徑大小的限制砂輪直徑一般都很小，為取得必要的磨削速度，砂輪轉(zhuǎn)速要非常高。小直徑砂輪的磨損快，砂輪壽命低 內(nèi)圓磨頭在懸臂狀態(tài)下工作，且磨頭主軸的直徑受工件孔徑大小的限制，一般都很小，因此內(nèi)圓磨頭主軸的剛度差，容易產(chǎn)生振動(dòng)8.0.3 平面加工 平面的分類 非結(jié)合平面 結(jié)合平面、導(dǎo)向平面 精密量具表面 平面的技術(shù)要求 形狀精度 位置精度 表面質(zhì)量 加工平面方法：刨、銑、車，拉、磨、研磨、超精加工、刮研(1) 刨削平面 速度低、生產(chǎn)效率低，適用于在單件小批生產(chǎn)中 在生產(chǎn)車間里，牛頭刨床已逐漸被各種銑床代替，但龍門刨床仍廣泛應(yīng)用于大件加工 寬刃精刨工藝可以減少甚至完全取代刮研工作，在機(jī)床制

11、造行業(yè)中獲得了廣泛的應(yīng)用(2) 銑平面 周銑和端銑兩種方式 周銑：逆銑、順銑 端銑：對(duì)稱銑、不對(duì)稱銑 工藝特點(diǎn) 工藝范圍廣； 生產(chǎn)效率高； 刀齒散熱條件較好； 容易產(chǎn)生振動(dòng)； 銑削與刨削的加工質(zhì)量大致相當(dāng)，可達(dá)到中等精度 粗銑：IT13IT11，Ra12.5m 精銑：IT9IT7,Ra3.21.6m(3)拉平面拉平面 應(yīng)用：批量較大、表面粗糙度要求較小的平面也可采用拉削的方式進(jìn)行加工 拉削平面的工藝特征： 效率高、質(zhì)量好 刀具成本高 工件剛性要求高(4) 磨平面 適用范圍：平面度、相互位置精度要求較高、粗糙度要求小 能加工一般金屬刀具所不能加工的零件表面，如帶有不均勻鑄鍛硬皮的工件表面、淬硬表

12、面等 由于加工過(guò)程中同時(shí)參與切削運(yùn)動(dòng)的磨粒數(shù)量多，能切除極薄極細(xì)的切屑，因而加工精度高，表面粗糙度值小 精加工方法，單件小批生產(chǎn)、中批生產(chǎn)，大批大量生產(chǎn)(5) 刮研 刮研：利用刮刀在工件上刮去很薄金屬的光整加工方法，一般在精刨之后 可獲得很高的表面質(zhì)量，表面粗糙度Ra0.80.1m，平面的直線度可達(dá)0.01mm/m0.0025mm/m 常用于單件小批生產(chǎn)，加工未淬火的要求高的固定聯(lián)接面（如車床床頭箱底面）、導(dǎo)向面（如各種導(dǎo)軌面）及大型精密平板和直尺等。在大批大量生產(chǎn)中，刮研多為專用磨床磨削或?qū)捜芯偎?.1 主軸加工 主軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及技術(shù)要求 主軸加工工藝過(guò)程 主軸加工工序分析8.1.1

13、主軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 主軸結(jié)構(gòu)要素：外圓表面、端面、越程槽、退刀槽、螺紋、平鍵槽、花鍵、圓柱孔、外錐面、錐孔前端有錐孔前端有錐孔的空心軸的空心軸前端有外錐前端有外錐的實(shí)心軸的實(shí)心軸前端有錐孔前端有錐孔的實(shí)心軸的實(shí)心軸車床主軸前支承軸頸前支承軸頸(1:12錐度錐度)后支承軸頸后支承軸頸(1:12錐度錐度)配合軸頸配合軸頸外錐面外錐面內(nèi)錐孔內(nèi)錐孔8.1.1 主軸的技術(shù)要求 尺寸精度：前后支承軸頸和安裝齒輪的配合軸頸 IT5 形狀精度：前后支承軸頸的圓度 位置精度： 前后支承軸頸間徑向跳動(dòng) 裝配齒輪的配合軸頸對(duì)前后支承軸徑的徑向跳動(dòng) 內(nèi)外錐面對(duì)前后支承軸徑的徑向跳動(dòng)1:128.1.1 主軸的技術(shù)要求(續(xù))

14、 表面粗糙度：前后支承軸徑表面、前端內(nèi)外錐面和齒輪裝配軸頸表面0.40-0.10um 常用材料：考慮因素為耐磨性、熱處理方式、熱處理后變形；普通機(jī)床選用45鋼，有較好綜合物理性能、淬火后HRC4552；其他65Mn等 其他要求：表面硬度、表面修飾(鍍鉻或發(fā)蘭)1:128.1.2 主軸加工工藝過(guò)程序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容定位基準(zhǔn)設(shè)備1備料2鍛造模鍛立式精鍛機(jī)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(jī)床6粗車外圓頂尖孔多刀半自動(dòng)車床7熱處理調(diào)質(zhì)8車大端各部車大端外圓、短錐、端面及臺(tái)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48mm通孔兩端支承軸頸深孔鉆床11車小端

15、錐孔車小端錐孔兩端支承軸頸臥式車床12車大端錐孔車大端錐孔、外短錐及端面兩端支承軸頸臥式車床13鉆孔鉆大頭端面各孔大端內(nèi)錐孔搖臂鉆床14熱處理局部高頻淬火高頻淬火設(shè)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75h5、90g5、105h5外圓錐堵頂尖孔組合外圓磨床17粗磨大端錐孔粗磨大端內(nèi)錐孔前支承軸頸及75h5外圓內(nèi)圓磨床18銑花鍵銑89f6花鍵錐堵頂尖孔花鍵銑床19銑鍵槽銑12f9鍵槽80及M115外圓立式銑床20車螺紋車三處螺紋錐堵頂尖孔臥式車床21精磨外圓精磨各外圓及E、F兩端面錐堵頂尖孔外圓磨床22粗磨外錐面粗磨兩處1 12外錐面錐堵頂尖孔專用組合磨床23精

16、磨外錐面精磨兩處1 12外錐面及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(hào)內(nèi)錐孔前支承軸頸及75h5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(yàn)按圖樣要求全部檢驗(yàn)前支承軸頸及75h5外圓專用檢具主軸加工主要工藝過(guò)程工序號(hào)工序名稱定位基準(zhǔn)1鍛造：模鍛2熱處理：正火3銑端面鉆中心孔毛坯外圓4粗車外圓頂尖孔5熱處理：調(diào)質(zhì)6半精車外圓頂尖孔7車錐孔支承軸頸8熱處理：局部高頻淬火9精車/粗磨外圓錐堵頂尖孔10粗磨大端錐孔支承軸頸11精磨外圓錐堵頂尖孔12磨外錐面錐堵頂尖孔13精磨大端錐孔支承軸頸8.1.3 主軸加工工序分析 附加：毛坯制造方法、主軸材料和熱處理 主軸加工

17、階段劃分 定位基準(zhǔn)的選擇 加工順序的確定 主軸外圓表面的車削 主軸外圓表面的精加工和光整加工 主軸中心通孔的加工 花鍵加工 主軸的檢驗(yàn)附加：毛坯制造方法、主軸材料和熱處理 根據(jù)使用要求和生產(chǎn)類型而定 鍛件：直徑相差較大、強(qiáng)度要求高 自由鍛：?jiǎn)渭∨a(chǎn) 模鍛：批量生產(chǎn) 棒料：?jiǎn)渭∨?、光滑軸或外圓直徑相差不大的軸、精度和受力要求不高附加：主軸材料和熱處理 毛坯熱處理：消除鍛造應(yīng)力、細(xì)化晶粒、均勻組織、利于切削 預(yù)備熱處理：粗加工后的調(diào)質(zhì)，提高綜合力學(xué)性能 最終熱處理：高頻淬火，提高表面硬度1 主軸加工階段劃分：三階段 粗加工 完成工作：荒車外圓，去除大部分余量、鉆中心孔 目的：接近最終尺寸，及

18、時(shí)發(fā)現(xiàn)鍛件缺陷 半精加工 完成工作：熱處理、車工藝錐孔、半精車外圓端面，鉆深孔 目的：準(zhǔn)備精加工重要表面、完成要求不高的表面 精加工： 完成工作：熱處理、精加工前準(zhǔn)備(粗磨定位錐面、外圓、銑花鍵、鍵槽、車螺紋) 、精磨外圓、錐面至要求 目的：完成圖樣要求2 定位基準(zhǔn)的選擇 基準(zhǔn)統(tǒng)一：保證主要表面的相互位置精度 頂尖孔(工藝錐孔或錐堵)：各外圓表面同軸度 支承軸頸：支承軸頸與外錐面、內(nèi)錐面、齒輪安裝軸頸的同軸度 基準(zhǔn)重合：頂尖孔、支承軸頸為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，同時(shí)也為加工時(shí)的定位基準(zhǔn) 互為基準(zhǔn)：主軸頸和前端錐孔外圓外圓 頂尖孔頂尖孔 外圓外圓 錐堵錐堵 外圓外圓鉆頂尖孔鉆頂尖孔車外圓車外圓鉆通孔、車錐孔鉆通孔、車錐孔精車、磨削外圓、外錐精車、磨削外圓、外錐磨削前端錐孔磨削前端錐孔3 加工順序的確定 加工順序取決于定位基準(zhǔn)面 銑端面打中心孔粗車外圓中心通孔與前后錐孔外圓表面精加工終磨前錐孔 次要表面的加工：外圓表面半精加工后、磨削之前 熱處理工序： 正火(退火)：粗加工之前 調(diào)質(zhì)：半精加工之前 淬