項(xiàng)目2.1盤套類零件機(jī)械加工工藝編制

項(xiàng)目2盤套類零件機(jī)械加工工藝編制教學(xué)內(nèi)容：零件毛坯種類及選擇方法、加工余量和工序尺寸的確定。教學(xué)目標(biāo)：了解零件毛坯種類及選擇方法、加工余量的組成及確定方法，掌握工序尺寸的確定方法。重點(diǎn)難點(diǎn)：1、毛坯類型和余量確定方法；2、盤套類零件的工藝路線擬定。任務(wù)2.1了解毛坯類型和余量確定方法2.1.1了解毛坯的種類和選擇方法材料的毛坯成形過程機(jī)械制造的重要工藝過程。零件毛坯形式有：鑄件、鍛造件、焊接件、型材、沖壓件、粉末冶金件等，機(jī)器制造中，大部分零件是先通過鑄造、鍛壓、焊接或非金屬材料成形方法制得毛坯，再經(jīng)過切削加工制成?？梢?，常見毛坯類型是：鑄件、鍛造件、焊接件、型材毛坯成形方法的選擇，對機(jī)械制造質(zhì)量、成本、使用性能等有重要的影響，是機(jī)械設(shè)計(jì)和制造中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。一、毛坯選擇的原則毛坯成形方法選擇的原則：1.零件材料及其力學(xué)性能2.結(jié)構(gòu)形狀及外形尺寸3.生產(chǎn)類型4.現(xiàn)有的生產(chǎn)條件5.充分考慮新材料、新工藝技術(shù)表2.1-1常用毛坯的種類、特點(diǎn)及應(yīng)用1、加工余量的基本概念1.1概念（1）加工余量：指加工過程當(dāng)中所切去的多余金屬層的厚度。（2）工序余量：指同一被加工表面相鄰兩工序尺寸之差。（3）加工總余量：指某一表面毛坯尺寸與零件圖樣的設(shè)計(jì)尺寸之差。1.2工序余量的計(jì)算

被包容面：Z=a–b

包容面：Z=b–a軸：Z=(da-db)/2回轉(zhuǎn)體表面孔：Z=(db–da)/2注：非回轉(zhuǎn)體表面的加工余量指單邊余量，它等于實(shí)際切削的金屬層厚度；回轉(zhuǎn)體表面的加工余量指雙邊余量,實(shí)際切削的金屬層厚度為加工余量的一半。加工總余量與工序余量的關(guān)系：ZO=∑Zi1.3工序余量與工序尺寸公差的計(jì)算工序尺寸按入體原則標(biāo)注極限偏差，即按被包容面的工序尺寸取上偏差為零；包容面的工序尺寸取下偏差為零；毛坯尺寸按雙向布置上、下偏差。計(jì)算公式如下：Zmin=Z-TaZmax=Z+TbTz=Zmax–Zmin=Ta+Tb式中：Zmin——最小工序余量

Zmax——最大工序余量

Ta——上工序尺寸的公差

Tb——本工序尺寸公差

Tz——工序余量公差2、加工余量的確定2.1確定加工余量應(yīng)考慮的的問題（1）上工序的各種表面缺陷和誤差因素（2）上工序的尺寸公差（3）上工序的形位誤差ρａ（4）本工序加工時(shí)的裝夾誤差2.2確定加工余量的方法（1）經(jīng)驗(yàn)估計(jì)法：根據(jù)工藝人員的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)確定；（2）查表法：（3）分析計(jì)算法：3、工序尺寸及公差的確定3.1基準(zhǔn)重合時(shí)工序尺寸及其公差的確定只考慮各工序的加工余量，可由最后一道工序開始向前推算。3.2基準(zhǔn)不重合時(shí)工序尺寸及其公差的確定這種情況下，應(yīng)利用工藝尺寸鏈的計(jì)算方法求解計(jì)算。任務(wù)2.2盤套類零件的工藝路線擬定2.2.1盤類零件的工藝路線擬定：齒輪加工（一）齒輪的功用與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1、功用：按規(guī)定的速比傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。2、結(jié)構(gòu)：輪體、齒圈3、分類（1）按齒圈的分布形式：直齒、斜齒、人字齒（2）按輪體：盤形(最廣泛)、套筒、軸、扇形、齒條

（二）齒輪的技術(shù)要求：齒輪傳動(dòng)有如下幾方面的精度要求：1、傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性。2、工作的平穩(wěn)性。3、齒面接觸的均勻性。4、有一定的齒側(cè)間隙。按齒輪各項(xiàng)誤差對傳動(dòng)性能的主要影響，標(biāo)準(zhǔn)中將齒輪每個(gè)精度等級的各項(xiàng)公差分成三個(gè)公差組：傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性、傳動(dòng)的平穩(wěn)性、載荷的均勻性。二、齒輪的毛坯與材料、熱處理1、

齒輪的材料對一般傳力齒輪，齒輪材料應(yīng)具有一定的接觸疲勞強(qiáng)度、彎曲疲勞強(qiáng)度和耐磨性要求；對受沖擊載荷的齒輪傳動(dòng)，其輪齒容易折斷。此時(shí)，要求材料有較高的機(jī)械強(qiáng)度和較好的沖擊韌性；對高精度齒輪，要求材料淬火時(shí)變形小，并具有較好的精度保持性。此外，還應(yīng)考慮齒輪的結(jié)構(gòu)情況，如大直徑齒輪可選用鑄鋼和鑄鐵。齒輪材料有：中碳鋼、中碳合金結(jié)構(gòu)鋼、滲碳鋼、鑄鋼、鑄鐵、膠布膠木、尼龍2、齒輪的毛坯(1)圓鋼。(2)鍛件。(3)鑄鋼。用于直徑較大、形狀復(fù)雜且受力較大的齒輪。一般適用于齒輪直徑在400～600mm以上。(4)鑄鐵。機(jī)械強(qiáng)度較差，但加工性能好，成本低，故適用于受力不大、無沖擊的低速齒輪。除上述毛坯外，對高速輕載齒輪，為減少噪音，可用夾布膠木制造，或用尼龍、塑料壓鑄成形。3、齒輪的熱處理(1)切齒前的預(yù)備熱處理①退火。②正火。③調(diào)質(zhì)。(2)切齒后的熱處理①高頻表面淬火。②整體淬火。③化學(xué)熱處理。三、齒輪加工的一般工藝路線齒輪加工過程可大致分為齒坯加工和齒形加工兩個(gè)階段。其主要工藝有兩方面，一是齒坯內(nèi)孔（或軸頸）和基準(zhǔn)端面的加工精度，它是齒輪加工、檢驗(yàn)和裝配的基準(zhǔn)，對齒輪質(zhì)量影響很大；二是齒形加工精度，它直接影響齒輪傳動(dòng)質(zhì)量，是整個(gè)齒輪加工的核心。1、齒坯加工階段齒坯加工主要包含毛坯制備、內(nèi)孔和基準(zhǔn)端面加工、圓和其他表面加工等過程。內(nèi)孔和基準(zhǔn)端面應(yīng)在一次裝夾中加工，以保證基準(zhǔn)端面對內(nèi)孔的垂直度要求，外圓精加工應(yīng)以內(nèi)孔在芯軸上定位，以保證外圓對內(nèi)孔的同軸度要求。齒坯的加工方案與輪體結(jié)構(gòu)、技術(shù)要求及生產(chǎn)規(guī)模等多種因素有關(guān)。2、齒形加工階段齒形加工方案的選擇，主要取決于齒輪的精度等級、生產(chǎn)批量和熱處理方法等。對于8級及8級以下精度的不淬硬齒輪，用銑齒、滾齒或插齒等方法都可直接達(dá)到加工精度要求；對淬硬齒輪，需在淬火前將精度提高一級，以保證淬火后達(dá)到預(yù)期精度，其加工方案可采用：滾（插）齒→齒端加工→齒面淬火→修正內(nèi)孔。6～7級精度淬硬齒輪有如下兩種加工方案：（1）剃-珩齒方案：滾（插）齒→齒端加工→剃齒→表面淬火→修正基準(zhǔn)→珩齒。（2）磨齒方案：滾（插）齒→齒端加工→滲碳淬火→修正基準(zhǔn)→磨齒。剃-珩齒方案生產(chǎn)率高，廣泛用于7級精度齒輪的成批生產(chǎn)中。磨齒方案的生產(chǎn)率低，一般用于6級精度以上或淬火后變形較大的齒輪。單件小批生產(chǎn)或5級精度以上的齒輪一般采用磨齒方案。對于不淬硬的7級精度齒輪，可用滾齒或冷擠齒的加工方案，此方案可穩(wěn)定地獲得7級精度，適用于大批量生產(chǎn)。四、齒坯機(jī)械加工齒坯加工工藝主要取決于輪體結(jié)構(gòu)形狀和生產(chǎn)批量，對軸類和盤類齒輪其齒坯的加工工藝與一般軸和圓盤零件基本相同，唯加工時(shí)應(yīng)重點(diǎn)保證齒形加工基準(zhǔn)面的精度要求。軸齒輪的基準(zhǔn)面是軸頸，盤形齒輪的基準(zhǔn)面是孔和端面。由于齒坯的外圓，端面或內(nèi)孔常是作為齒形加工，測量和裝配的基準(zhǔn)，這些對齒形的加工有重要的影響。下面以盤形齒輪為例分析齒坯加工的主要過程。1、中、小批生產(chǎn)的齒坯加工(1)以齒坯外圓或凸緣作為粗基準(zhǔn)，三爪卡盤裝夾，在普通車床或轉(zhuǎn)塔車床上粗加工外圓、端面和內(nèi)孔；(2)夾緊外圓，精鏜內(nèi)孔和基準(zhǔn)端面；(3)以內(nèi)孔在芯軸上定位，精車外圓、端面及其它表面。對花鍵孔齒坯，其加工方案大致相仿，為：粗加工外圓、端面和花鍵底孔→以花鍵底孔定位，端面支承拉出花鍵→以花鍵孔在芯軸上定位，精車外圓、端面及其它表面。2、大批量生產(chǎn)的齒坯加工無論圓柱孔或花鍵孔的齒輪，其齒坯均采用高生產(chǎn)率機(jī)床加工，如拉床、多軸自動(dòng)或多刀半自動(dòng)車床等。其加工方案為：(1)以外圓為粗基準(zhǔn)，粗加工端面和內(nèi)孔(或花鍵底孔)。(2)以端面支承拉孔（內(nèi)孔或花鍵孔）。(3)以孔在芯軸上定位，在多刀半自動(dòng)車床上粗車外圓、端面。(4)不卸下芯軸，在另一臺車床上繼續(xù)精車外圓、端面及其它表面。對直徑較小的齒坯，可采用棒料在臥式多軸自動(dòng)或半自動(dòng)車床上將外圓、基準(zhǔn)端面和內(nèi)孔在一道工序中全部加工完成。五、齒形加工方法

成形法有：銑齒、拉齒；展成法有：滾齒、插齒、剃齒、磨齒、珩齒。(一)、滾齒1、滾齒工藝特點(diǎn)滾齒是加工外嚙合直齒和斜齒圓柱齒輪最常用的一種方法。滾齒加工的尺寸范圍很大，小至儀器儀表中的小模數(shù)齒輪，大到礦山和化工機(jī)械中的大型齒輪。滾齒用于未淬硬齒形的粗精加工。對于8、9級精度的齒輪，滾齒后可直接獲得。對于7級精度以上的齒輪，通常用滾齒作為剃齒或磨齒等精加工前的粗加工和半精加工工序。（二）、插齒1、加工原理與工藝特點(diǎn)插齒加工是運(yùn)用一對圓柱齒輪嚙合的展成原理加工齒形。插齒時(shí)，插齒刀與齒坯之間保持一定的嚙合關(guān)系，插齒刀作往復(fù)切削運(yùn)動(dòng)、圓周和徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)及讓刀運(yùn)動(dòng)，工件作相應(yīng)的展成運(yùn)動(dòng)。插齒的生產(chǎn)率與滾齒相比較，由于滾齒是連續(xù)銑削，而插齒有空回程，故生產(chǎn)率比滾齒低。但對于模數(shù)較小和寬度窄的齒輪，由于滾刀的切入長度大，如不采用多件疊合加工，則插齒的生產(chǎn)率反而高于滾齒。從加工精度看，插齒加工的齒形誤差較小。但插齒時(shí)引起齒輪切向誤差的環(huán)節(jié)比滾齒多，使被加工齒輪產(chǎn)生更大的周節(jié)累積誤差。故插齒所得齒輪的公法線長度變動(dòng)較大。（三）、剃齒1、加工原理剃齒是齒輪的一種精加工方法。利用刀具和工件齒面之間的相對滑動(dòng)進(jìn)行切削，這就是剃齒的基本原理。剃齒加工有如下工藝特點(diǎn)：（1）剃齒時(shí)，對齒圈徑向跳動(dòng)有修正作用。但剃齒對公法線長度變動(dòng)沒有修正作用。由于剃齒刀本身的修正作用，剃齒對基節(jié)偏差和齒形誤差有較強(qiáng)的修正能力。（2）剃齒前的齒輪精度應(yīng)比剃齒后低一級。但由于剃齒后不能修正齒輪公法線長度變動(dòng)，故剃齒前此項(xiàng)精度不能低于剃齒后的要求。此外，還應(yīng)控制剃齒前的齒圈徑向跳動(dòng)。因?yàn)檫^大的徑向跳動(dòng)量可能會(huì)轉(zhuǎn)化為公法線長度變動(dòng)。（3）剃齒只能加工未淬硬的齒輪。（4）剃齒生產(chǎn)率很高（四）、珩齒珩齒原理與剃齒相似，珩輪與工件類似于一對螺旋齒輪呈無側(cè)隙嚙合，利用嚙合處的相對滑動(dòng)，并在齒面間施加一定的壓力來進(jìn)行珩齒。在珩輪帶動(dòng)工件高