第4章機(jī)械加工工藝工程設(shè)計(jì)第2講

4.1軸類(lèi)零件加工4.1.1概述1.軸類(lèi)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)軸類(lèi)零件的功用為支承傳動(dòng)零件（齒輪、皮帶輪等），傳遞扭矩或運(yùn)動(dòng)，承受載荷，并保證裝配在軸上的零件具有一定的回轉(zhuǎn)精度。軸類(lèi)零件按其結(jié)構(gòu)形狀的特點(diǎn)，可分為光軸、階梯軸、空心軸（如機(jī)床主軸）和異形軸（如曲軸、凸輪軸、偏心軸和花鍵軸等）四大類(lèi)。軸類(lèi)零件是回轉(zhuǎn)體零件，其長(zhǎng)度遠(yuǎn)大于直徑。按軸的長(zhǎng)度與直徑的比又可分為剛性軸（L/d≤12）和撓性軸（L/d＞12）兩類(lèi)。軸主要由圓柱面、圓錐面、端面、溝槽、連接圓弧等組成，有時(shí)還帶有螺紋、鍵槽、花鍵和其他表面等。第4章典型零件加工2.軸類(lèi)零件的技術(shù)要求軸頸是軸類(lèi)零件的主要表面，它影響軸的回轉(zhuǎn)精度及工作狀態(tài)。軸頸的直徑精度根據(jù)其使用要求通常為IT9-6級(jí)，精密軸頸可達(dá)IT5級(jí)。軸頸的幾何形狀精度(圓度、圓柱度等)的公差可取軸頸公差的1／2；精密軸頸，其允差取軸頸公差的1／4。軸類(lèi)零件的相互位置精度主要指裝配傳動(dòng)件的配合軸頸相對(duì)于裝配軸承的支承軸頸的同軸度，通常用配合軸頸對(duì)支承軸頸的徑向圓跳動(dòng)來(lái)表示。根據(jù)使用要求，規(guī)定高精度軸為0.001-0.005mm，一般精度軸為0.01～0.03mm。

根據(jù)零件的表面工作，有不同的表面粗糙度要求。一般支承軸頸的表面粗糙度值為Ra0.8～0.2μm，配合軸頸或工作表面的表面粗糙度值為Ra3.2-0.8μm。根據(jù)軸的強(qiáng)度和耐磨性需要，軸的支承軸頸、配合軸頸或工作表面還有熱處理(表面淬火、滲碳淬火等)的要求；有些高轉(zhuǎn)速的軸類(lèi)零件有動(dòng)平衡試驗(yàn)要求；有些特殊用途的軸類(lèi)零件須經(jīng)探傷檢查等；一些軸類(lèi)零件為了提高強(qiáng)度、避免或減少應(yīng)力集中，在軸肩處還有過(guò)渡圓角要求。

3．軸類(lèi)零件的材料及毛坯軸類(lèi)零件選材時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足其力學(xué)性能(包括材料強(qiáng)度、韌性和耐磨性等)，同時(shí)，選擇合理的熱處理方法，使其達(dá)到良好的強(qiáng)度、剛度和表面硬度。一般軸類(lèi)零件常選用45鋼；對(duì)于中等精度和轉(zhuǎn)速較高的軸，選用40Cr等合金結(jié)構(gòu)鋼；對(duì)于高精度軸，選用軸承鋼GCrl5和彈簧鋼65Mn等材料，通過(guò)調(diào)質(zhì)和表面淬火獲得更好的耐磨性和耐疲勞性。高轉(zhuǎn)速和重載荷軸，可選用20CrMnTi、20Cr等低碳鋼或38CrMoAlA氮化鋼，經(jīng)過(guò)滲碳淬火或氮化處理獲得高的表面硬度、耐磨性和心部強(qiáng)度。結(jié)構(gòu)復(fù)雜的軸類(lèi)零件(如曲軸等)也可用高強(qiáng)度鑄鐵和球墨鑄鐵來(lái)制造。常用的鑄鐵材料有：HT400、QT600、QT450、QT400等。軸類(lèi)零件最常用的毛坯是圓棒料和鍛件。光軸、直徑相差不大的軸一般選用棒料；重要的軸大都采用鍛件，以保證金屬內(nèi)部纖維組織的均勻連續(xù)分布，獲得較高的抗拉、抗彎及抗扭強(qiáng)度；某些大型的或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的軸可采用鑄件毛坯。4.1.2軸類(lèi)零件的外圓表面加工1．外圓表面的車(chē)削加工(1)車(chē)削外圓各個(gè)加工階段(2)細(xì)長(zhǎng)軸外圓表面的車(chē)削1)細(xì)長(zhǎng)軸的車(chē)削特點(diǎn)長(zhǎng)度與直徑之比大于20(L／D>20)的軸稱(chēng)為細(xì)長(zhǎng)軸。其車(chē)削特點(diǎn)為：①細(xì)長(zhǎng)軸剛性差，在切削過(guò)程中受切削力的作用極易產(chǎn)生彎曲變形和振動(dòng)；②在切削熱的作用下，產(chǎn)生很大的線(xiàn)膨脹，若兩端頂尖固定支承，則會(huì)彎曲變形；③加工中連續(xù)切削時(shí)間長(zhǎng)，刀具磨損大，影響加工精度和表面質(zhì)量。2)細(xì)長(zhǎng)軸的先進(jìn)車(chē)削方法①改進(jìn)工件裝夾方式一般采用一夾一頂?shù)姆椒?。同時(shí)在工件端部纏繞一圈直徑為φ4的鋼絲，以減少接觸面積，避免夾緊時(shí)形成彎曲力矩；②尾座頂尖改為彈性頂尖，避免工件受熱彎曲變形；③采用跟刀架，以提高工件的剛度。④為減小背向力，盡量采用大主偏角車(chē)刀，一般取κr=75°-93°；⑤采用反向進(jìn)給切削，改變工件受力方向，可減少工件的彎曲變形。2.外圓表面的磨削加工磨削可分為粗磨、精磨、細(xì)磨和鏡面磨削等。粗磨后工件表面可達(dá)IT8、IT9級(jí)精度，表面粗糙度值為Ra1.6-0.8μm；精磨后可達(dá)到IT6、IT7級(jí)精度，表面粗糙度值為Ra0.8-0.2μm；細(xì)磨(精密磨削)后精度達(dá)IT5、IT6級(jí)，表面粗糙度值為Ra0.2-0.1μm；鏡面磨削后表面粗糙度值Ra可達(dá)0.01μm。(1)中心磨削在外圓磨床上以工件的兩頂尖孔定位進(jìn)行磨削外圓。(2)無(wú)心磨削如圖4.3所示，工件放在無(wú)心磨床的砂輪和導(dǎo)輪之間，用托板支承。導(dǎo)輪用橡膠結(jié)合劑將磨粒粘結(jié)而成，導(dǎo)輪的安裝傾斜一角度a，導(dǎo)輪速度υ導(dǎo)分解為水平和垂直的兩個(gè)分量，一個(gè)帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)，一個(gè)帶動(dòng)工件作軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。砂輪高速旋轉(zhuǎn)以磨削工件。無(wú)心磨削精度可達(dá)IT6、IT7級(jí)，表面粗糙度值可達(dá)Ra0.8～0.2μm，但相互位置精度不高，且不能加工表面圓周不連續(xù)的工件。無(wú)心磨生產(chǎn)率高，配備適當(dāng)?shù)淖詣?dòng)上料機(jī)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)磨削，適合于大批量生產(chǎn)。3.外圓表面的精密加工（1）高精度磨削使工件表面粗糙度值小于Ra0.1μm的磨削工藝，通常稱(chēng)為高精度磨削。它可分為精密磨削（Ra0.1-0.05μm）、超精密磨削（Ra0.05-0.025μm）和鏡面磨削（Ra0.01μm）。高精度磨削的實(shí)質(zhì)在于砂輪磨粒的作用。經(jīng)過(guò)精細(xì)修整的砂輪的磨粒形成許多微刃，這些微刃的等高性程度高，參加磨削的磨粒大大增加，從工件表面切下微細(xì)的切屑，形成表面粗造度值較小的表面。隨著磨削過(guò)程的進(jìn)行，微刃逐漸磨損而進(jìn)入半鈍期。半鈍化的磨粒在一定壓力作用下產(chǎn)生摩擦拋光作用，表面粗糙度值進(jìn)一步減小。最后磨粒處于鈍化期，起擠壓拋光作用，使工件獲得更小的表面粗糙度值。（2）超精加工超精加工是用細(xì)粒度的油石對(duì)工件施加很小的壓力，并作往復(fù)振動(dòng)和慢速縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，工件低速回轉(zhuǎn)，磨粒在工件表面上形成不重復(fù)的軌跡。超精加工過(guò)程可分為四個(gè)階段：①?gòu)?qiáng)烈切削階段，開(kāi)始時(shí)工件表面粗糙，油石與凸峰接觸壓強(qiáng)大，油膜被破壞，切削作用強(qiáng)烈；②正常切削階段，當(dāng)表面少數(shù)凸峰磨平后，接觸面積增加，壓強(qiáng)降低，使切削作用減弱而進(jìn)入正常切削階段；③微弱切削階段，隨著接觸面積增大，壓強(qiáng)更低，磨粒磨鈍，起摩擦拋光作用，使工件表面光滑；④自動(dòng)停止切削階段，油石和工件表面的接觸面積大為增加，壓強(qiáng)很小，形成油膜而不再接觸，切削作用停止。整個(gè)加工過(guò)程時(shí)間為30s左右，生產(chǎn)率高。由于磨粒具有較復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)軌跡，有摩擦拋光作用，工件表面形成交叉網(wǎng)紋，表面粗糙度值可達(dá)Ra0.1～0.01μm。同時(shí)由于切削速度低，油石壓力小，故磨削發(fā)熱少，工件表面不會(huì)被燒傷。只能切除工件表面凸峰，不能糾正工件的形狀和位置誤差，故主要用來(lái)降低表面粗糙度值。(3)研磨研磨是用研具在一定壓力下與加工面作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，附著或壓嵌在研具表面上的磨粒和研磨劑，從工件表面上研去一層極薄的材料的精加工方法。研具一般采用比工件軟的材料(鑄鐵、銅等)制作，研磨劑是磨料、研磨液和輔助材料的混合劑。研磨過(guò)程中，大量磨粒受壓力作用滾動(dòng)、刮擦和擠壓，切除微細(xì)材料，是機(jī)械切削作用；磨粒與工件接觸點(diǎn)局部壓力大，瞬時(shí)產(chǎn)生高溫、擠壓作用，是物理作用；研磨劑使工件表面層氧化變軟，加速研磨過(guò)程，是化學(xué)作用研磨時(shí)研具和工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)較復(fù)雜，每一個(gè)磨粒不會(huì)重復(fù)自己的運(yùn)動(dòng)軌跡，有利于去除工件表面上的凸峰；表面粗糙度值可達(dá)Ra0.2-0.01μm，可提高工件的尺寸和形狀精度，但不能提高表面的相互位置精度；研磨不需要復(fù)雜的設(shè)備，方法簡(jiǎn)便可靠。但生產(chǎn)率低，手工研磨勞動(dòng)強(qiáng)度大。（4）滾壓滾壓是利用滾輪或滾珠，對(duì)旋轉(zhuǎn)工件的表面進(jìn)行常溫下加壓，使受壓表面產(chǎn)生彈性和塑性變形，不僅能降低表面粗糙度值(Ra0.4-0.05μm)，還使表面的金屬組織結(jié)構(gòu)和性能發(fā)生變化，晶粒變細(xì)，并沿變形方向延伸呈纖維狀，表面留下殘余壓應(yīng)力，使零件表面的抗疲勞強(qiáng)度、耐磨性和耐腐蝕性都有顯著提高，但不能提高零件的形狀和位置精度。滾壓設(shè)備簡(jiǎn)單，生產(chǎn)率高，工藝范圍廣，適用于塑性材料，并要求材料組織均勻。4.2套筒類(lèi)零件加工套筒類(lèi)零件的主要表面為同軸度要求較高的內(nèi)外回轉(zhuǎn)面；壁厚較薄易變形；長(zhǎng)度一般大于直徑等。2.套筒類(lèi)零件的技術(shù)要求內(nèi)孔是套筒類(lèi)零件起支承和導(dǎo)向作用的最主要表面，通常與旋轉(zhuǎn)軸、刀具和活塞等相配合?？椎闹睆匠叽缇纫话銥镮T6、IT7級(jí)，汽缸和液壓缸由于與其相配合的活塞上有密封圈，要求較低，一般取IT9級(jí)?？椎男螤罹纫话憧刂圃诳讖焦钜?xún)?nèi)，有些精密套筒為孔徑公差的1/2-1/3，甚至更嚴(yán)。對(duì)于長(zhǎng)的套筒，還應(yīng)限制孔的圓柱度公差?？椎谋砻娲植诙戎禐镽a1.6-0.2μm，甚至0.04μm外圓是套筒類(lèi)零件的支承面，常以過(guò)盈配合或過(guò)渡配合同箱體或機(jī)架上的孔相連接。外徑的尺寸精度通常為IT6、IT7級(jí)，形狀精度控制在外徑公差以?xún)?nèi)，表面粗糙度值為Ra3.2-0.8μm。內(nèi)孔與外圓的同軸度要求一般為0.01-0.05mm，還有端面與軸線(xiàn)垂直度要求等。3.套筒類(lèi)零件的材料及毛坯套筒類(lèi)零件所用的材料一般有鋼、鑄鐵、粉末冶金、銅及其合金、尼龍和工程塑料等。套筒類(lèi)零件的毛坯:孔徑較小的套筒，一般選擇熱軋或冷拉棒料，也可采用實(shí)心鑄件；孔徑較大時(shí)，常采用無(wú)縫鋼管或帶孔的空心鑄件和鍛件。4.2.2套筒類(lèi)零件的內(nèi)孔表面加工常用的套筒類(lèi)零件的內(nèi)孔表面加工方法有鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、鏜孔、拉孔、磨孔、研磨孔、珩磨孔和滾壓孔等。1．套筒類(lèi)零件內(nèi)孔的一般加工方法(1)鉆孔鉆孔是用鉆頭在實(shí)體材料上加工孔的方法，常用的刀具是麻花鉆。鉆孔的特點(diǎn)是鉆孔時(shí)鉆頭易偏斜；鉆孔排屑困難，切削熱不易散發(fā)；鉆孔軸向力大；精度低，表面粗糙度值大。工藝上常采用鉆孔前先加工端面，采用工件回轉(zhuǎn)等措施以防止和減少鉆頭的偏斜。(2)擴(kuò)孔擴(kuò)孔是用擴(kuò)孔鉆來(lái)擴(kuò)大已有的孔徑進(jìn)行半精加工的方法。擴(kuò)孔鉆剛性好，刀齒較多，切削深度小，易排屑，所以切削平穩(wěn)，導(dǎo)向性好，可矯正鉆孔軸線(xiàn)的偏斜。擴(kuò)孔常作為鉸孔等精加工前的準(zhǔn)備工序，也可作為要求不高的孔的最終工序。

(3)鉸孔鉸孔是用鉸刀對(duì)未淬硬的中小尺寸的孔進(jìn)行精加工的一種方法。鉸削余量小，切削速度較低，鉸刀齒數(shù)多，剛性好且制造準(zhǔn)確，排屑潤(rùn)滑條件好，鉸孔時(shí)鉸刀在工件孔內(nèi)自定位，所以一般不能修正孔的位置誤差，孔的位置誤差應(yīng)由鉸孔前的工序來(lái)保證鉸孔后孔的尺寸精度、形狀精度得到提高。鉸刀在機(jī)床上常采用浮動(dòng)夾頭與主軸浮動(dòng)連接。

(4)鏜孔鏜孔是用鏜刀對(duì)工件上已有的未淬硬孔作進(jìn)一步加工的方法，既可作為粗加工，也可作為精加工。鏜孔可以在鏜床、車(chē)床、銑床等上進(jìn)行，可加工通孔、盲孔、階梯孔和孔內(nèi)凹槽等表面，適用性強(qiáng)，鏜刀結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低；經(jīng)濟(jì)性好。鏜孔常用單刃刀具，糾正原有孔的位置偏差的能力強(qiáng)，能獲得較高的位置精度。(5)拉孔拉孔是在拉床上用拉刀加工孔的高效的精加工方法，加工平穩(wěn)，尺寸精度高，表面粗糙度值小。拉孔時(shí)，以工件端面為支承面，工件一般不夾緊。拉刀在工件孔內(nèi)自定位，故拉孔難以保證孔與其他表面間的相互位置精度。拉刀是多刃刀具，同時(shí)參加切削的刀刃多，一次拉削可完成粗、精加工，生產(chǎn)效率高。(6)磨孔磨孔是用高速旋轉(zhuǎn)的砂輪對(duì)淬硬或未淬硬孔進(jìn)行精加工的方法。磨孔的適用性廣，被加工孔的相互位置精度高，在單件小批生產(chǎn)中應(yīng)用很廣。特別對(duì)于淬硬的孔、盲孔、大直徑孔、短的精密孔以及斷續(xù)表面的孔(帶鍵槽或花鍵孔)，磨孔是主要的加工方法。2.套筒類(lèi)零件內(nèi)孔的精密加工（1）珩磨珩磨是對(duì)精加工過(guò)的孔進(jìn)行光整加工的一種方法，是低速、大面積接觸的磨削加工。珩磨所用的磨具是幾根粒度很細(xì)的砂條所組成的珩磨頭。珩磨時(shí)，主軸與珩磨頭浮動(dòng)連接并驅(qū)動(dòng)珩磨頭作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和往復(fù)運(yùn)動(dòng)，砂條還有加壓力的徑向運(yùn)動(dòng)。徑向加壓運(yùn)動(dòng)是砂條的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，壓力越大，進(jìn)給量就越大。圖4.16珩磨時(shí)砂條與孔接觸面積大，參加磨削的磨粒很多，每個(gè)磨粒的磨削力很小，珩磨的速度很低，發(fā)熱少，孔表面不易燒傷，且變形層極薄，孔的表面質(zhì)量很高。珩磨能獲得很高的尺寸精度和形狀精度。但由于珩磨頭與機(jī)床主軸浮動(dòng)聯(lián)結(jié)，珩磨頭在孔內(nèi)自定位，故珩磨不能糾正被加工孔的相互位置精度。珩磨可加工鑄鐵件、淬火和不淬火鋼件以及青銅件等，但不宜加工易堵塞砂輪的韌性金屬工件。加工的孔徑為φ5-500mm，孔的深徑比可達(dá)10以上。珩磨廣泛用于大批量生產(chǎn)中，如加工內(nèi)燃機(jī)的汽缸、液壓裝置的液壓缸等。單件小批生產(chǎn)可在立式鉆床或改裝的簡(jiǎn)易設(shè)備上利用珩磨頭進(jìn)行珩磨。4．3箱體類(lèi)零件加工1．箱體類(lèi)零件的功用和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)2．箱體類(lèi)零件的主要技術(shù)要求箱體類(lèi)零件的軸承支承孔的尺寸精度、形狀精度、位置精度與表面粗糙度對(duì)軸承的工作質(zhì)量影響很大，它們直接影響機(jī)器的回轉(zhuǎn)精度、傳動(dòng)平穩(wěn)性、噪聲和壽命。支承孔的尺寸精度一般為IT6、IT7級(jí)，形狀精度不超過(guò)其孔徑尺寸公差的一半，表面粗糙度值為Ra1.6-0.4μm；同軸線(xiàn)上支承孔的同軸度一般為φ0.01-0.03mm，各支承孔之間的平行度為0.03-0.06mm，中心距公差一般為±0.02-0.08mm。箱體裝配基面、定位基面的平面精度與表面粗糙度直接影響箱體安裝時(shí)的位置精度及加工中的定位精度，影響機(jī)器的接觸精度和有關(guān)的使用性能。其平面度一般為0.02-0.1mm，表面粗糙度值為Ra3.2-0.8μm。主要平面間的平行度、垂直度為300:（0.02-0.1）mm。各支承孔與裝配基面間的距離尺寸及相互位置精度(平行度、垂直度)也是影響機(jī)器與設(shè)備的使用性能和工作精度的重要因素。一般支承孔與裝配基面間的平行度為0.03-0．1mm。3．箱體類(lèi)零件的材料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HTl50-HT350，常用HT200。在單件小批生產(chǎn)情況下，為了縮短生產(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他鋁合金材料。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，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。1.刨削刨削是單件小批生產(chǎn)中平面加工最常用的加工方法，加工精度一般可達(dá)ITl0～6級(jí)，表面粗糙度值為Ral2．5～1．6μm。采用寬刃精刨時(shí)，切削速度較低(2-12m／min)，加工余量較小(預(yù)刨余量0.08-0.12mm，終刨余量0.03-0.05mm)，工件發(fā)熱變形小，可獲得較小的表面粗糙度值(Ral.6-0.8μm)和較高的加工精度(直線(xiàn)度為0．02／1000)，且生產(chǎn)率也較高。4.3.2箱體類(lèi)零件的平面加工方法2．銑削銑削是平面加工中最常用的方法。加工精度一般可達(dá)ITl0～6級(jí)，表面粗糙度值為Ral2.5～0.8μm。當(dāng)加工尺寸較大的平面時(shí)，在多軸龍門(mén)銑床上，采用多刀銑削，既可保證平面之間的相互位置精度，也可獲得較高的生產(chǎn)率。平面銑削有端銑和周銑兩種方法，端銑同時(shí)參加切削的刀齒數(shù)較多，切削較平穩(wěn)，銑刀盤(pán)端面上一般裝有修光齒，加工精度較高，表面粗糙度值較小,生產(chǎn)率較高，在生產(chǎn)中端銑加工應(yīng)用較多。周銑一般采用臥式銑床，其通用性較好，適用范圍較廣，故在單件小批生產(chǎn)中應(yīng)用較多。3．磨削平面磨削具有切削速度高，進(jìn)給量小，尺寸精度易于控制及能獲得較小的表面粗糙度值等特點(diǎn)，加工精度一般可達(dá)IT5級(jí)，表面粗糙度值Ral.6～0.2μm，因而多用于零件的半精加工和精加工。平面磨削可在電磁工作臺(tái)上同時(shí)安裝多個(gè)工件，進(jìn)行連續(xù)加工，因此在精加工中小零件，尤其是要求保持一定尺寸和相互位置精度的表面時(shí)，不僅加工質(zhì)量高，而且可獲得較高的生產(chǎn)率。平面磨削的方法有周磨和端磨兩種，周磨通常適用于加工精度要求較高的零件，生產(chǎn)率較低；端磨適用于大批生產(chǎn)中精度要求不太高的零件表面加工，加工效率高。

4.3.3箱體類(lèi)零件加工工藝分析

箱體類(lèi)零件的主要加工表面是軸承支承孔和裝配基準(zhǔn)平面，這些支承孔有相互位置精度要求，稱(chēng)為孔系。如何保證這些表面的加工精度和表面粗糙度，孔系之間以及孔與裝配基準(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。(1)粗基準(zhǔn)的選擇由于箱體的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，加工表面多，粗基準(zhǔn)選擇通常應(yīng)滿(mǎn)足以下幾點(diǎn)要求：①在保證各加工面均有加工余量的前提下，應(yīng)使重要孔的加工余量均勻；②裝入箱體內(nèi)的旋轉(zhuǎn)零件(如齒輪、軸套等)應(yīng)與箱體內(nèi)壁有足夠的間隙；③注意保持箱體必要的外形尺寸。

(2)精基準(zhǔn)的選擇箱體加工通常優(yōu)先考慮“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，使具有相互位置精度要求的大部分加工表面的大部分工序，盡可能用同一組基準(zhǔn)定位，以避免因基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換而帶來(lái)的累積誤差，有利于保證箱體各主要表面的相互位置精度。其次，箱體的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)往往也是箱體的裝配基準(zhǔn)，為保證主要表面間的相互位置精度，也必須考慮“基準(zhǔn)重合”原則，使定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、裝配基準(zhǔn)重合，避免基準(zhǔn)不重合誤差，有利于提高箱體各主要表面的相互位置精度。(3)主要表面加工方法的選擇箱體平面的粗加工和半精加工，主要采用銑削和刨削。箱體上公差等級(jí)為IT7級(jí)的軸承支承孔，一般需要經(jīng)過(guò)3-4次加工。可采用擴(kuò)—粗鉸—精鉸，或采用粗鏜一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)。以上兩種工藝方案，表面粗糙度值可達(dá)Ra01.6～0.8μm。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)孔的加工精度高于IT7級(jí)，表面粗糙度值Ra小于0。4μm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、浮動(dòng)鏜、滾壓、珩磨等。(4)擬定工藝過(guò)程的原則1)先面后孔的加工順序主軸箱的加工是按先面后孔的順序進(jìn)行的，這也是箱體加工的一般規(guī)律。先以孔為粗基準(zhǔn)加工平面，再以平面為精基準(zhǔn)加工孔，不僅為孔的加工提供了穩(wěn)定可靠的精基準(zhǔn)，同時(shí)可使孔的加工余量較為均勻。2)粗精加工分階段進(jìn)行因?yàn)橄潴w的結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜，主要表面的精度高，粗精加工分開(kāi)進(jìn)行，可以消除由粗加工所造成的切削力、夾緊力、切削熱以及內(nèi)應(yīng)力對(duì)加工精度的影響，有利于保證箱體的加工精度；同時(shí)還能根據(jù)粗、精加工的不同要求來(lái)合理地選用設(shè)備，有利于提高生產(chǎn)率。3)合理安排熱處理工序箱體的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，壁厚不均，鑄造時(shí)產(chǎn)生了較大的內(nèi)應(yīng)力。為了保證其加工后精度的穩(wěn)定性，在毛坯鑄造后安排一次人工時(shí)效處理，以改善加工性能，消除內(nèi)應(yīng)力。而對(duì)于一些高精度的箱體或形狀特別復(fù)雜的箱體，應(yīng)在粗加工之后再安排一次人工時(shí)效處理，以消除粗加工造成的內(nèi)應(yīng)力，進(jìn)一步提高箱體加工精度和穩(wěn)定性。4.4圓柱齒輪加工1.圓柱齒輪的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)2.圓柱齒輪的技術(shù)要求分析（1）圓柱齒輪傳動(dòng)精度要求齒輪傳動(dòng)質(zhì)量直接影響到整個(gè)機(jī)器的工作性能、承載能力和使用壽命。1)傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性要求齒輪在一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)角誤差不超過(guò)規(guī)定值，即要求齒輪在一轉(zhuǎn)中傳動(dòng)比的變化小，以保證傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確。2)傳遞運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性要求齒輪在一齒范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)角誤差應(yīng)在規(guī)定范圍內(nèi)，以保證齒輪傳動(dòng)的瞬時(shí)傳動(dòng)比的變化小，以減少振動(dòng)、沖擊和噪聲3)載荷分布的均勻性指齒輪在傳遞過(guò)程中，要求齒輪工作齒面接觸良好，以保證載荷分布均勻，以免產(chǎn)生應(yīng)力集中和齒面過(guò)早磨損，而降低齒輪的使用壽命。4)傳動(dòng)側(cè)隙的合理性要求嚙合齒輪的非工作齒面間應(yīng)有一定的齒側(cè)間隙，用于貯存潤(rùn)滑油，補(bǔ)償齒輪的制造與安裝誤差以及彈性變形和熱變形，以免在齒輪工作時(shí)出現(xiàn)卡死和燒傷現(xiàn)象。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)CB10095—88《漸開(kāi)線(xiàn)圓柱齒輪精度》對(duì)齒輪及齒輪副規(guī)定了12個(gè)精度等級(jí)。1、2級(jí)為有待于發(fā)展的精度級(jí)，3-5級(jí)屬于高精度級(jí)，6-8級(jí)屬于中等精度級(jí)，9-12級(jí)為低精度級(jí)。

（2）圓柱齒輪的齒坯精度要求齒輪的內(nèi)孔（或軸頸）、端面（有時(shí)還有頂圓）常被用作齒輪加工定位、測(cè)量及裝配的基準(zhǔn)，所以齒坯加工的精度對(duì)齒輪加工和傳動(dòng)的精度均有很大的影響。齒坯主要技術(shù)要求包括基準(zhǔn)孔（或軸）的直徑公差和基準(zhǔn)端面的端面跳動(dòng)。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了對(duì)應(yīng)于不同精度等級(jí)的齒坯公差等級(jí)和公差值。4.4.2齒輪零件的齒形加工按齒面形成的原理不同，齒面加工可以分為兩類(lèi)方法：一是成形法，用與被切齒輪齒槽形狀相符的成形刀具切出齒面，如銑齒、拉齒和成形磨齒等；二是展成法，齒輪刀具與工件按齒輪副的嚙合關(guān)系做展成運(yùn)動(dòng)，工件齒面由刀具的切削刃包絡(luò)而成，如滾齒、插齒、剃齒、珩齒和磨齒等，加工精度和生產(chǎn)率都較高，應(yīng)用十分廣泛。3.齒輪的材料、毛坯及熱處理(1)齒輪的材料及熱處理齒輪的材料按照使用時(shí)的工作條件進(jìn)行選擇。一般中等精度齒輪，可選用中碳鋼(如45鋼)、中碳合金鋼(如40Cr)進(jìn)行調(diào)質(zhì)或表面淬火處理。(2)齒輪的毛坯常用的齒輪毛坯有棒料、鍛件和鑄件等。棒料用于小尺寸、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且對(duì)強(qiáng)度要求低的齒輪。鍛件用于要求強(qiáng)度高、耐磨、耐沖擊的齒輪。鑄鋼件用于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、尺寸大的齒輪；鑄鐵件用于受力小、無(wú)沖擊的開(kāi)式傳動(dòng)齒輪。鑄件一般可直接鑄出輪齒。1．銑齒銑齒是指用齒形銑刀在銑床上加工齒面的方法。模數(shù)m≤8mm的齒輪，一般用盤(pán)狀齒形銑刀在臥式銑床上加工；m>8mm的齒輪，用指狀齒形銑刀在立式銑床上加工，銑出一個(gè)齒槽后，由分度盤(pán)分度，銑下一齒槽。銑齒精度較低，僅能達(dá)到IT9級(jí)，表面粗糙度值為Ra6.3-3.2μm，且生產(chǎn)率低。但銑齒不需專(zhuān)用的齒輪加工設(shè)備，而且齒輪銑刀結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，如圖1.51所示。故銑齒一般用在單件或修配生產(chǎn)中低精度齒輪的制造。2．滾齒滾齒加工是根據(jù)展成法原理來(lái)加工齒形的。滾刀加工齒輪，相當(dāng)于齒輪齒條的嚙合過(guò)程，如圖a所示，齒輪滾刀是一個(gè)經(jīng)過(guò)開(kāi)槽和鏟齒的蝸桿，具有切削刃和后角，其軸向剖面近似齒條；滾刀旋轉(zhuǎn)時(shí)，就相當(dāng)于齒條在連續(xù)地移動(dòng)，被切齒輪的分度圓沿齒條節(jié)線(xiàn)作無(wú)滑動(dòng)的純滾動(dòng)，滾刀切削刃的包絡(luò)線(xiàn)就形成漸開(kāi)線(xiàn)齒形。

用一把滾刀可加工模數(shù)和壓力角相同的直齒輪和任意螺旋角的斜齒輪，滾齒還可加工蝸輪。滾齒的加工精度為7-8級(jí)。精密滾齒可達(dá)到6級(jí)。齒面粗糙度值為Ra3.2-1.6μm。滾齒的生產(chǎn)率較高。3．插齒插齒加工原理相當(dāng)于一對(duì)圓柱齒輪相嚙合，一個(gè)齒輪磨出前后角以形成切削刃即為插齒刀，如圖4.31所示，通過(guò)嚴(yán)格的嚙合運(yùn)動(dòng)，其包絡(luò)線(xiàn)形成齒形。4.剃齒

剃齒刀實(shí)質(zhì)上是一個(gè)高精度的斜齒圓柱齒輪，并在每個(gè)齒面上沿漸開(kāi)線(xiàn)方向開(kāi)出許多小溝槽，形成切削刃。剃齒時(shí)剃齒刀1與工件2在空間成交錯(cuò)嚙合，剃齒刀高速正反轉(zhuǎn)，帶動(dòng)工件作雙面無(wú)側(cè)隙的自由對(duì)滾，使兩嚙合面產(chǎn)生相對(duì)滑移，刀刃在一定壓力下從工件齒面上剃下很薄的切屑。剃齒主要用于未經(jīng)過(guò)淬火的直齒和斜齒圓柱齒輪的精加工，精度可達(dá)6-7級(jí)，齒面粗糙度值Ra可達(dá)0.8-0.2μm。5.珩齒珩齒原理與剃齒相似，珩磨輪和工件在空間作交錯(cuò)齒輪副無(wú)側(cè)隙嚙合傳動(dòng)。珩磨輪是由磨料（金剛砂或白剛玉）與環(huán)氧樹(shù)脂等材料混合后，澆鑄或熱壓而成的斜齒輪。當(dāng)珩磨輪高速帶動(dòng)被珩齒輪正反轉(zhuǎn)時(shí)，在相嚙合齒輪的齒面上產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，磨粒在進(jìn)給壓力下進(jìn)行切削，為一低速磨削、研磨和拋光等的綜合過(guò)程。

珩齒設(shè)備簡(jiǎn)單，珩輪成本低，珩齒生產(chǎn)率高，故多用于成批大量生產(chǎn)中淬火后齒形的精加工，加工精度可達(dá)6-7級(jí)。6．磨齒1)碟形砂輪磨齒兩片碟形砂輪傾斜安裝，構(gòu)成假想齒條的兩個(gè)齒面,加工精度可達(dá)3～5級(jí)。

2)錐形砂輪磨齒砂輪截面修整成假想齒條的一個(gè)齒廓，加工精度5-6級(jí)，生產(chǎn)率比碟形砂輪磨齒高。