機械零件加工工藝

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2０1１－06-１923:２2：0６｜

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訂閱軸加工工藝介紹典型軸加工工藝介紹典型軸加工工藝課題：軸類零件加工工藝

一、教學目的：熟悉軸類零件加工的主要工藝，其中包括結(jié)構(gòu)特點、技術(shù)要求分析、定位基準選擇用一般工藝路線的擬定.掌握階梯軸的加工工藝分析和工藝路線的擬訂。

二、

教學重點：軸類零件加工工藝分析三、教學難點：軸類零件加工工藝路線的擬定四、教學時數(shù):2五、習題：學時,其中實踐性教學學時.

六、教學后記：第六章

典型零件加工第一節(jié)第一節(jié)軸類零件加工

概述(一）、軸類零件的功用與結(jié)構(gòu)特點、傳動扭矩、承受載荷，以及１、功用：為支承傳動零件（齒輪、皮帶輪等)保證裝在主軸上的工件或刀具具有一定的回轉(zhuǎn)精度。

2、分類:軸類零件按其結(jié)構(gòu)形狀的特點，可分為光軸、階梯軸、空心軸和異形軸(包括曲軸、凸輪軸和偏心軸等）四類。圖軸的種類a）光軸b）空心軸c)半軸d）階梯軸ｅ）花鍵軸f)十字軸g)偏心軸h)曲軸i）凸輪軸若按軸的長度和直徑的比例來分,又可分為剛性軸（Ｌ/ｄ<12=和撓性軸(L/d＞12)兩類。3、表面特點：外圓、內(nèi)孔、圓錐、螺紋、花鍵、橫向孔（二）主要技術(shù)要求：1、尺寸精度軸頸是軸類零件的主要表面,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ＩT6～9，精密軸頸可達IＴ5。２、幾何形狀精度軸頸的幾何形狀精度(圓度、圓柱度），一般應(yīng)限制在直徑公差點范圍內(nèi)。對幾何形狀精度要求較高時，可在零件圖上另行規(guī)定其允許的公差。3、位置精度主要是指裝配傳動件的配合軸頸相對于裝配軸承的支承軸頸的同軸度，通常是用配合軸頸對支承軸頸的徑向圓跳動來表示的；根據(jù)使用要求，規(guī)定高精度軸為０.001~０。005mｍ，而一般精度軸為０.０1~0。0３mm。此外還有內(nèi)外圓柱面的同軸度和軸向定位端面與軸心線的垂直度要求等。４．表面粗糙度根據(jù)零件的表面工作部位的不同，可有不同的表面粗糙度值,例如普通機床主軸支承軸頸的表面粗糙度為Rａ0。16~0.63um，配合軸頸的表面粗糙度為Ra0.6３～2．5um，隨著機器運轉(zhuǎn)速度的增大和精密程度的提高,軸類零件表面粗糙度值要求也將越來越小。

（三)、軸類零件的材料和毛坯合理選用材料和規(guī)定熱處理的技術(shù)要求,對提高軸類零件的強度和使用壽命有重要意義，同時,對軸的加工過程有極大的影響。1、軸類零件的材料一般軸類零件常用45鋼，根據(jù)不同的工作條件采用不同的熱處理規(guī)范（如正火、調(diào)質(zhì)、淬火等），以獲得一定的強度、韌性和耐磨性。對中等精度而轉(zhuǎn)速較高的軸類零件，可選用40Ｃr等合金鋼.這類鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)和表面淬火處理后，具有較高的綜合力學件能。精度較高的軸，有時還用軸承鋼GCrlｓ和彈簧鋼6５Mｎ等材料，它們通過調(diào)質(zhì)和表面淬火處理后，具有更高耐磨性和耐疲勞性能.對于高轉(zhuǎn)速、重載荷等條件下工作的軸,可選用20CｒＭnTi、２0ＭｎZB、20Cr等低碳含金鋼或3８CrMoAIA氮化鋼。低碳合金鋼經(jīng)滲碳淬火處理后,具有很高的表面硬度、抗沖擊韌性和心部強度，熱處理變形卻很小.２、軸類零件的毛坯軸類零件的毛坯最常用的是圓棒料和鍛件,只有某些大型的、結(jié)構(gòu)復雜的軸才采用鑄件。（四）、軸類零件的預加工輪類零件在切削加工之前，應(yīng)對其毛坯進行預加工。預加工包括校正、切斷和切端面和鉆中心孔。1、校正:校正棒料毛坯在制造、運輸和保管過程中產(chǎn)生的彎曲變形，以保證加工余量均勻及送料裝夾的可靠。校正可在各種壓力機上進行。2、切斷:當采用棒料毛坯時，應(yīng)在車削外圓前按所需長度切斷。切斷叮在弓鋸床上進行，高硬度棒料的切斷可在帶有薄片砂輪的切割機上進行.3、切端面鉆中心孔：中心孔是軸類零件加工最常用的定位基準面,為保證鉆出的中心孔不偏斜，應(yīng)先切端面后再鉆中心孔.4、荒車：如果軸的毛坯是向由鍛件或大型鑄件，則需要進行荒車加工,以減少毛坯外國表面的形狀誤差，使后續(xù)工序的加工余景均勻。

二、典型主軸類零件加工工藝分析軸類零件的加工工藝因其用途、結(jié)構(gòu)形狀、技術(shù)要求、產(chǎn)量大小的不同而有差異。而軸的工藝規(guī)程編制是生產(chǎn)中最常遇到的工藝工作。（一）軸類零件加工的主要問題軸類零件加工的主要問題是如何保證各加工表面的尺寸精度、表面粗糙度和主要表面之間的相互位置精度。軸類零件加工的典型工藝路線如下：毛坯及其熱處理→預加工→車削外圓→銑鍵槽等→熱處理→磨削（二）CA6140主軸加工工藝分析1、CA6１40主軸技術(shù)條件的分析(１)、支承軸頸的技術(shù)要求主軸兩支承軸頸Ａ、B的圓度允差0.00５毫米，徑向跳動允差0。005毫米,兩支承軸頸的1：１２錐面接觸率＞7０％，表面粗糙度Ｒa0。4uｍ.支承軸頸直徑按ＩT5—7級精度制造。主軸外圓的圓度要求,對于一般精度的機床，其允差通常不超過尺寸公差的50％,對于提高精度的機床,則不超過25％，對于高精度的機床，則應(yīng)在5～10％之間。（2)、錐孔的技術(shù)要求主軸錐孔（莫氏6號）對支承軸頸Ａ、Ｂ的跳動，近軸端允差0.005ｍｍ，離軸端30０ｍｍ處允差0。01毫米，錐面的接觸率＞70%,表面粗糙度Ra0。4uｍ,硬度要求ＨRC48.(3）、短錐的技術(shù)要求短錐對主軸支承軸頸A、B的徑向跳動允差０。008mm，端面D對軸頸Ａ、B的端面跳動允差0．008ｍm，錐面及端面的粗糙度均為Rａ０．8ｕｍ。（４)、空套齒輪軸頸的技術(shù)要求空套齒輪的軸頸對支承軸頸Ａ、B的徑向跳動允差為0．0１5毫米。(５）、螺紋的技術(shù)要求這是用于限制與之配合的壓緊螺母的端面跳動量所必須的要求。因此在加工主軸螺紋時,必須控制螺紋表面軸心線與支承軸頸軸心線的同軸度，一般規(guī)定不超過0.0２5mｍ。從上述分析可以看出，主軸的主要加工表面是兩個支承軸頸、錐孔、前端短錐面及其端面、以及裝齒輪的各個軸頸等。而保證支承軸頸本身的尺寸精度、幾何形狀精度、兩個支承軸頸之間的同軸度、支承軸頸與其它表面的相互位置精度和表面粗糙度，則是主軸加工的關(guān)鍵。（三）、ＣA６140主軸加工工藝過程看錄像課題：軸類零件加工工藝四、四、教學目的：熟悉軸類零件加工的主要工藝,其中包括結(jié)構(gòu)特點、技術(shù)要求分析、定位基準選擇用一般工藝路線的擬定。掌握階梯軸的加工工藝分析和工藝路線的擬訂。五、五、教學重點:軸類零件加工工藝分析六、六、教學難點：軸類零件加工工藝路線的擬定四、教學時數(shù):２五、習題:學時，其中實踐性教學學時。六、教學后記：(四）、主軸加工工藝過程分析1、（1）材料在單件小批生產(chǎn)中,軸類零件的毛坯往往使用熱軋棒料.對于直徑差較大的階梯軸,為了節(jié)約材料和減少機械加工的勞動量，則往往采用鍛件。單件小批生產(chǎn)的階梯軸一般采用自由鍛，在大批大量生產(chǎn)時則采用模鍛。（2）熱處理４5鋼,在調(diào)質(zhì)處理（２３5HＢS）之后,再經(jīng)局部高頻淬火，可以使局部硬度達到HRC62～6５，再經(jīng)過適當?shù)幕鼗鹛幚?可以降到需要的硬度（例如CA6140主軸規(guī)定為HRC5２).9Ｍn2V，這是一種含碳0。9％左右的錳釩合金工具鋼，淬透性、機械強度和硬度均比45鋼為優(yōu)。經(jīng)過適當?shù)臒崽幚碇?，適用于高精度機床主軸的尺寸精度穩(wěn)定性的要求.例如，萬能外圓磨床M1432A頭架和砂輪主軸就采用這種材料。３8CrMoＡl，這是一種中碳合金氮化鋼,由于氮化溫度比一般淬火溫度為低540—550℃，變形更小，硬度也很高（HＲＣ＞６5，中心硬度HRC>28)并有優(yōu)良的耐疲勞性能，故高精度半自動外圓磨床MBG14３２的頭架軸和砂輪軸均采用這種鋼材。此外，對于中等精度而轉(zhuǎn)速較高的軸類零件，多選用４０Cr等合金結(jié)構(gòu)鋼，這類鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)和高頻淬火后，具有較高的綜合機械性能,能滿足使用要求。有的軸件也選用滾珠軸承鋼如GCr１5和彈簧鋼如66Mn等材料.這些鋼材經(jīng)調(diào)質(zhì)和表面淬火后，具有極高的耐磨性和耐疲勞性能。當要求在高速和重載條件下工作的軸類零件，可選用18CｒMnＴi、２0Mn2Ｂ等低碳含金鋼，這些鋼料經(jīng)滲碳淬火后具有較高的表面硬度、沖擊韌性和心部強度,但熱處理所引起的變形比３8CｒＭｏAl為大。凡要求局部高頻淬火的主軸,要在前道工序中安排調(diào)質(zhì)處理(有的鋼材則用正火),當毛坯余量較大時(如鍛件)，調(diào)質(zhì)放在粗車之后、半精車之前，以便因粗車產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力得以在調(diào)質(zhì)時消除;當毛坯余量較小時（如棒料)，調(diào)質(zhì)可放在粗車（相當于鍛件的半精車)之前進行。高頻淬火處理一般放在半精車之后,由于主軸只需要局部淬硬,故精度有一定要求而不需淬硬部分的加工，如車螺紋、銑鍵槽等工序,均安排在局部淬火和粗磨之后。對于精度較高的主軸在局部淬火1、主軸毛坯的制造方法及熱處理批量:大批;材料：45鋼；毛坯：模鍛件及粗磨之后還需低溫時效處理，從而使主軸的金相組織和應(yīng)力狀態(tài)保持穩(wěn)定。2、定位基準的選擇對實心的軸類零件，精基準面就是頂尖孔，滿足基準重合和基準統(tǒng)一,而對于象CA6１４０A的空心主軸，除頂尖孔外還有軸頸外圓表面并且兩者交替使用，互為基準。3、加工階段的劃分主軸加工過程中的各加工工序和熱處理工序均會不同程度地產(chǎn)生加工誤差和應(yīng)力，因此要劃分加工階段.主軸加工基本上劃分為下列三個階段.（1)、粗加工階段1)毛坯處理毛坯備料、鍛造和正火2）粗加工鋸去多余部分，銑端面、鉆中心孔和荒車外圓等(2)、半精加工階段1)半精加工前熱處理對于45鋼一般采用調(diào)質(zhì)處理以達到220～2４0HBS。2）半精加工車工藝錐面（定位錐孔）半精車外圓端面和鉆深孔等.（３)、精加工階段1)精加工前熱處理局部高頻淬火２）精加工前各種加工粗磨定位錐面、粗磨外圓、銑鍵槽和花鍵槽，以及車螺紋等。3)精加工精磨外圓和內(nèi)外錐面以保證主軸最重要表面的精度。4、加工順序的安排和工序的確定具有空心和內(nèi)錐特點的軸類零件,在考慮支承軸頸、一般軸頸和內(nèi)錐等主要表面的加工順序時，可有以下幾種方案。①外表面粗加工→鉆深孔→外表面精加工→錐孔粗加工→錐孔精加工；②外表面粗加工→鉆深孔→錐孔粗加工→錐孔精加工→外表面精加工；③

針對CA6140車床主軸的加工順序來說,可作這樣的分析比較：第一方案：在錐孔粗加工時,由于要用已精加工過的外圓表面作精基準面,會破壞外圓表面的精度和粗糙度，所以此方案不宜采用。第二方案:在精加工外圓表面時，還要再插上錐堵,這樣會破壞錐孔精度。另外，在加工錐孔時不可避免地會有加工誤差(錐孔的磨削條件比外圓磨削條件差人加上錐堵本身的誤差等就會造成外圓表面和內(nèi)錐面的不同軸，故此方案也不宜采用。第三方案：在錐孔精加工時，雖然也要用已精加工過的外圓表面作為精基準面;但由于錐面精加工的加工余量已很小，磨削力不大；同時錐孔的精加工已處于軸加工的最終階段，對外圓表面的精度影響不大；加上這一方案的加工順序,可以采用外圓表面和錐孔互為基準,交替使用，能逐步提高同軸度。經(jīng)過這一比較可知,CＡ6140主軸這類的軸件加工順序，象以第三方案為佳.通過方案的分析比較也可看出，軸類零件各表面先后加工順序，在很大程度上與定位基準的轉(zhuǎn)換有關(guān)。當零件加工用的粗、精基準選定后，加工順序就大致可以確定了。因為各階段開始總是先加工定位基準面，即先行工序必須為后面的工序準備好所用的定位基準。例如ＣA６14０主軸工藝過程，一開始就銑端面打中心孔。這是為粗車和半精車外圓準備定位基準;半精車外圓又為深孔加工準備了定位基準；半精車外圓也為前后的錐孔加工準備了定位基準。反過來，前后錐孔裝上錐堵后的頂尖孔，又為此后的半精加工和精加工外圓準備了定位基準；而最后磨錐孔的定位基準則又是上工序磨好的軸頸表面。工序的確定要按加工順序進行,應(yīng)當掌握兩個原則：1）工序中的定位基準面要安排在該工序之前加工.例如，深孔加工所以安排在外圓表面粗車之后，是為了要有較精確的軸頸作為定位基準面，以保證深孔加工時壁厚均勻。2）對各表面的加工要粗、精分開，先粗后精，多次加工，以逐步提高其精度和粗糙度。主要表面的精加工應(yīng)安排在最后。為了改善金屬組織和加工性能而安排的熱處理工序，如退火、正火等，一般應(yīng)安排在機械加工之前。為了提高零件的機械性能和消除內(nèi)應(yīng)力而安排的熱處理工序，如調(diào)質(zhì)、時效處理等，一般應(yīng)安排在粗加工之后,精加工之前.5、大批生產(chǎn)和小批生產(chǎn)工藝過程的比較(1）定位基準的選擇表：不同生產(chǎn)類型下主軸加工定位基準的選擇工序名稱加工頂尖孔粗車外圓鉆深孔半精車和精車粗、精磨外錐粗、精磨外國定位基準面大批生產(chǎn)毛坯外圓頂尖孔粗車后的支承軸頸兩端錐堵的頂尖孔兩端錐堵的頂尖孔兩端錐堵的頂尖孔小批生產(chǎn)劃線頂尖孔夾一端,托另一端夾一端，頂另一端兩端錐堵的頂尖孔兩端錐堵的頂尖孔粗、精磨難孔兩支承軸頸外表面或靠近兩支承軸頸的外圓表面夾小端,托大端(2）軸端兩頂尖孔的加工在單件小批生產(chǎn)時,多在車床或鉆床上通過劃線找正加工.在成批生產(chǎn)時，可在中心孔鉆床上加工。專用機床可在同一工序中銑出兩端面并打好頂尖孔。（3）外圓表面的加工在單件小批生產(chǎn)時,多在普通車床上進行;而在大批生產(chǎn)時，則廣泛采用高生產(chǎn)率的多刀半自動車床或液壓仿形車床等設(shè)備.（4）深孔加工在單件小批生產(chǎn)時，通常在車床上用麻花鉆頭進行加工.在大批量生產(chǎn)中,可采用鍛造的無縫鋼管作為毛坯，從根本上免去了深孔加工工序；若是實心毛坯,可用深孔鉆頭在深孔鉆床上進行加工；如果孔徑較大，還可采用套料的先進工藝。(5)花鍵軸加工在單件小批生產(chǎn)時，常在臥式銑床上用分度頭分度以圓盤銑刀銑削;而在成批生產(chǎn)（甚至小批生產(chǎn)）都廣泛采用花鍵滾刀在專用花鍵軸銑床上加工.(6）前后支承軸頸以及與其有較嚴格的位置精度要求的表面精加工,在單件小批生產(chǎn)時,多在普通外圓磨床上加工；而在成批大量生產(chǎn)中多采用高效的組合磨床加工。（四）、主軸加工中的幾個工藝問題１、１、錐堵和錐堵心軸的使用對于空心的軸類零件，若通孔直徑較小的軸，可直接在孔口倒出寬度不大于2mm的60度錐面,代替中心孔.而當通孔直徑較大時，則不宜用倒角錐面代之，一般都采用錐堵或錐堵心軸的頂尖孔作為定位基準。使用錐堵或錐堵心軸時應(yīng)注意事項：（1)一般不中途更換或拆裝，以免增加安裝誤差。（2）錐堵心軸要求兩個錐面應(yīng)同軸，否則擰緊螺母后會使工件變形.2、頂尖孔的研磨因熱處理、切削力、重力等的影響,常常會損壞頂尖孔的精度,因此在熱處理工序之后和磨削加工之前，對頂尖孔要進行研磨，以消除誤差。常用的研磨方法有以下幾種。（1）用鑄鐵頂尖研磨（2)用油石或橡膠輪研磨(3)用硬質(zhì)合金頂尖刮研(4）用中心孔磨床磨削2、2、外圓加工方法略4、．深孔加工一般孔的深度與孔徑之比l/d＞５就算深孔.CA6１４0主軸內(nèi)孔l/ｄ＝18,屬深孔加工.(１）加工方式加工深孔時,工件和刀具的相對運動方式有三種：1）工件不動，刀具轉(zhuǎn)動并送進.這時如果刀具的回轉(zhuǎn)中心線對工件的中心）工件不動，刀具轉(zhuǎn)動并送進線有偏移或傾斜。加工出的孔軸心線必然是偏移或傾斜的.因此，除笨重或外形復雜而不便于轉(zhuǎn)動的大型工件外，一般不采用.２)工件轉(zhuǎn)動，刀具作軸向送進運動。這種方式鉆出的孔軸心線與工件的回)工件轉(zhuǎn)動，刀具作軸向送進運動轉(zhuǎn)中心線能達到一致.如果鉆頭偏斜,則鉆出的孔有錐度;如果鉆頭中心線與工件回轉(zhuǎn)中心線在空間斜交,則鉆出的孔的軸向截面是雙曲線，但不論如何，孔的軸心線與工件的回轉(zhuǎn)中心線仍是一致的，故軸的深孔加夠采用這種方式。3）工件轉(zhuǎn)動，同時刀具轉(zhuǎn)動并送進。由于工件與刀具的回轉(zhuǎn)方向相反，所)工件轉(zhuǎn)動,同時刀具轉(zhuǎn)動并送進以相對切削速度大，生產(chǎn)率高，加工出來的孔的精度也較高。但對機床和刀桿的剛度要求較高，機床的結(jié)構(gòu)也較復雜，因此應(yīng)用不很廣泛.（2）深孔加工的冷卻與排屑在單件、小批生產(chǎn)中，加工深孔時,常用接長的麻花鉆頭，以普通的冷卻潤滑方式，在改裝過的普通車床上進行加工。為了排屑,每加工一定長度之后，須把鉆頭退出。這種加工方法,不需要特殊的設(shè)備和工具。由于鉆頭有橫刃，軸向力較大,兩邊切削刃又不容易磨得對稱,因此加工時鉆頭容易偏斜。此法的生產(chǎn)率很低。在批量生產(chǎn)中，深孔加工常采用專門的深孔鉆床和專用刀具，以保證質(zhì)量和生產(chǎn)率。這些刀具的冷卻和切屑的排出，很大程度上決定于刀具結(jié)構(gòu)特點和冷卻液的輸入方法。目前應(yīng)用的冷卻與排屑的方法有兩種：1）內(nèi)冷卻外排屑法）加工時冷卻液從鉆頭的內(nèi)部輸入，從鉆頭外部排出。高壓冷卻液直接噴射到切削區(qū)，對鉆頭起冷卻潤滑作用，并且?guī)е行紡牡稐U和孔壁之間的空間排出。2)外冷卻內(nèi)排屑法)冷卻液從鉆頭外部輸入，有一定壓力的冷卻液經(jīng)刀桿與孔壁之間的通道進入切削區(qū)，起冷卻潤滑作用,然后經(jīng)鉆頭和刀桿內(nèi)孔帶著大量切屑排出。

三、絲桿加工（一）、絲杠的功用、分類及結(jié)構(gòu)特點1、絲杠的功用絲杠是將旋轉(zhuǎn)運動變成直線運動的傳動副零件,它被用來完成機床的進給運動。機床絲杠不僅要能傳遞準確的運動，而且還要能傳遞一定的動力。所以它在精度、強度以及耐磨性各個方面,都有一定的要求。2、絲杠的分類機床絲杠按其摩擦特性分:滑動絲杠絲杠滾動絲杠靜壓絲杠滾柱絲杠滾珠絲杠按其使用性能要求分：不淬硬絲杠絲杠淬硬絲杠按其精度要求分：普通絲杠絲杠精密絲杠3、絲杠結(jié)構(gòu)的工藝特點絲杠是細而長的柔性軸，它的長徑比往往很大，一般都在2０~50左右,剛度很差。加上其結(jié)構(gòu)形狀比較復雜,有要求很高的螺紋表面,又有階梯及溝槽，因此,在加工過程中,很容易產(chǎn)生變形。這是絲杠加工中影響精度的一個主要矛盾。(二）、絲杠的精度要求1、精度等級按絲杠的螺紋精度標準分,國家有標準。2、具體指標有：（１）單個螺距允差（2）中徑圓度允差；（3）外徑相等性允差;(4)外徑跳動允差；(5）牙形半角允差；（6）中徑為尺寸公差；（7)外徑為尺寸公差;（8）內(nèi)徑為尺寸公差。（三)、絲桿加工的基本工藝路線：對不淬硬絲杠:毛坯(熱處理）—校直—車端面打中心孔—外圓粗加工—校直熱處理-重打中心孔（修正)—外圓半精加工—加工螺紋—校直、低溫時效—修正中心孔—外圓、螺紋精加工。對淬硬絲杠:毛坯（熱處理）—校直-車端面打中心孔—外圓粗加工—校直熱處理—重打中心孔（修正）—外圓半精加工加工螺紋—淬火、回火—探傷—修正中心孔-外圓、螺紋半精磨加工—探傷—修正中心孔—外圓、螺紋精磨加工。（四）絲杠加工工藝主要問題分析1、絲杠的校直及熱處理：絲杠工藝除毛坯工序外,在粗加工及半精加工階段,都安排了校直及熱處理工序。校直的目的是為了減少工件的彎曲度，使機械加工余量均勻。時效熱處理以消除工件的殘余應(yīng)力，保證工件加工精度的穩(wěn)定性。一般情況下，需安排三次.一次是校直及高溫時效，它安排在粗車外圓以后，還有兩次是校直及低溫時效,它們分別安排在螺紋的粗加工及半精加工以后。2、定位基準面的加工:絲杠兩端的中心孔是定位基準面，在安排工藝路線時，應(yīng)一首先將它加工出來，中心孔的精度對加工質(zhì)量有很大影響，絲杠多選用帶有１20。保護錐的中心孔。此外，在熱處理后,最后精車螺紋以前，還應(yīng)適當修整中心孔以保持其精度.絲杠加工的定位基準面除中心孔外,還要用絲杠外圓表面作為輔助基準面，以便在加工中采用跟刀架，增加剛度.3、螺紋的粗、精加工粗車螺紋工序一般安排在精車外圓以后,半精車及精車螺紋工序則分別安排在粗磨及精磨外圓以后。不淬硬絲杜一般采用車削工藝，經(jīng)多次加工，逐漸減少切削力和內(nèi)應(yīng)力；對于淬硬絲杠，則采用“先車后磨"或“全磨"兩種不同的工藝。后者是從淬硬后的光杜上直接用單線或多線砂輪粗磨出螺紋，然后用單線砂輪精磨螺紋。4、重鉆中心孔:工件熱處理后，會產(chǎn)生變形。其外圓面需要增加的加工余量,為減少其加工余量,而采用重鉆中心孔的方法。在重鉆中心孔之前，先找出工件上徑向圓跳動為最大值的一半的兩點,以這兩點后作為定位基準面，用個端面的方法切去原來的中心孔,重新鉆中心孔.當使用新的中心孔定位時,工件所必須切會的額外的加工余量將減少到原有值。課題：箱體類零件加工工藝七、

教學目的:了解箱體類零件加工的主要工藝問題,掌握擬定其工藝過程的主要原則,掌握各種孔系加工及保證其精度要求的常用方法和整體式箱體不同生產(chǎn)類型時的加工工藝及分離式箱體的加工工藝特點。八、教學重點:各種孔系加工及其精度分析，箱體類零件的加工工藝分析九、

教學難點:箱體類零件的加工工藝分析四、教學時數(shù)：2五、習題:六、教學后記:學時，其中實踐性教學學時。第二節(jié)箱體加工一、

概述(一）

箱體零件的功用及結(jié)構(gòu):1、1、功用：箱體是用來支承或安置其它零件或部件的基礎(chǔ)零件。它將機器和部件中的軸、套、齒輪等有關(guān)零件連接成一個整體，并使之保持正確的相互位置,以傳遞轉(zhuǎn)矩或改變轉(zhuǎn)速來完成規(guī)定的動作.2、

箱體的結(jié)構(gòu)特點：箱體的壁厚較薄約10～３0mm且壁厚不均勻，形狀比其它零件復雜。盡管箱體零件的結(jié)構(gòu)形狀隨其在機器中的功用不同而有很大差別，但也有其共同的特點其內(nèi)部呈腔形，在箱體壁上有多種形狀的凸起平面及較多的軸承交承孔和緊固孔.這些平面和軸承孔的精度要求較高、粗糙度要求較低，且有較高的相互位置精度要求。箱體零件不但加工部位較多，而且加工的難度也較大。箱體的加工表面主要是平面和孔系。3、分類：箱體零件從結(jié)構(gòu)功能上看可分為兩大類：整體式箱體分體式

（二）

箱體零件的主要技術(shù)要求:1、孔的尺寸精度、幾何形狀精度和表面粗糙度。一般情況下,主軸孔的尺寸精度為IT6，表面粗糙度Ｒa為1。６~0。4um，其他支承孔的尺寸精度一般應(yīng)在孔的公差范圍內(nèi)，要求高的孔的形狀公差不超過孔公差的１/2～1/3。2、支承孔之間的相互位置精度和孔距尺寸精度。同軸孔之間應(yīng)有一定的同軸度要求。否則，軸的裝配困難，軸承的運轉(zhuǎn)情況惡化，磨損加劇及溫度升高，從而影響機器的精度和正常運轉(zhuǎn)。一般，各支承孔軸心線的平行度為（0.0１～0.02）/１00mm，主軸孔的同軸度為０.012mm，其他支承孔的同軸度為0.０2mm.３、主要平面的加工精度和表面粗糙度。平面加工精度包括平面的形狀精度和相互位置精度。因為箱體的主要平面往往是裝配基面或是加工中的定位基面，故其加工精度直接影響機器的總裝精度和加工時的定位精度。一般,主要平面的平面度為０．03～０.06mm；表面粗糙度Rａ為１．６～0．4uｍ;平面間的平行度在全長范圍內(nèi)約為０.0５～0．２ｍm;垂直度為0.1/300ｍｍ。3、支承孔與主要平面間的尺寸精度及相互位置精度。箱體上各支承孔對裝配基面有一定的距離尺寸精度和平行度要求，對端面有一定的垂直度要求.這些精度要求都將影響箱體部件裝配后的精度.（三）、零件的材料與毛坯一般箱體零件的材料多采用灰鑄鐵。常用牌號為HT15０和HT200.鑄造毛坯的造型方式一般與生產(chǎn)批量有關(guān)。當單件小批生產(chǎn)時，采用木模手工造型,其缺點是毛坯鑄造精度低,加工余量較大；當大批大量生產(chǎn)且毛坯尺寸不太大時，常采用金屬模機器造型。這種毛坯的精度較高,加工余量可適當減小。根據(jù)工廠的生產(chǎn)經(jīng)驗,下列數(shù)據(jù)可供參考：一般平面的加工總余量為6～１2mm；孔半徑方向的總余量為5～15mｍ，對手工木模造型應(yīng)取大值。成批生產(chǎn)直徑小于30ｍm的孔，或單件小批生產(chǎn)直徑小于50mｍ的孔,均不預先鑄出。零件鑄造后應(yīng)進行時效處理,以便消除鑄件內(nèi)應(yīng)力,保證其加工后精度的穩(wěn)定性。在單件小批生產(chǎn)條件下，形狀簡單的箱體也可采用鋼板焊接。對其些特定場合,也可采用其它材料.如飛機發(fā)動機箱體，為減輕重量，常用鎂鋁合金。二、零件的結(jié)構(gòu)工藝性箱體零件的結(jié)構(gòu)形狀比較復雜，不同的結(jié)構(gòu)形狀和使用要求有其不同的結(jié)構(gòu)工藝性。下面僅從機械加工的角度，分析箱體零件結(jié)構(gòu)工藝性的共性問題。1、基本孔箱體上的孔通常有通孔、階梯孔、盲孔和相交孔等。通孔最為常見，其中以短圓柱孔為多。在通孔內(nèi)又以孔長L與孔徑D之比Ｌ/Ｄ＜1．5的短圓柱孔工藝性為最好（箱體外壁上多為這種孔）。階梯孔的工藝性與“孔徑比"有關(guān).孔徑相差越小則工藝性越好；孔徑相差越大，且其中最小孔徑又很小，則工藝性越差.階梯孔的孔徑相差越小,其工藝性越好,若孔徑相差較大,即存在較大的內(nèi)端面時，則一般情況下,锪鏜內(nèi)端面比較困難，難以達到精度和表面粗糙度的要求。相貫通的交叉孔的工藝性也較差，如圖所示，為改善工藝性，可將其中直徑小的孔不鑄通,先加工主軸大孔,再加工小孔。盲孔的工藝性最差,不易加工,在精鏜或精鉸盲孔時,要用手動送進，其內(nèi)端面更難加工,故盲孔的工藝性差,設(shè)計時應(yīng)量避免。若結(jié)構(gòu)上允許,可將盲孔鉆通而改成階梯孔,以改善其工藝性。2、同軸線上的孔同一軸線上孔徑的大小向一個方向遞減，可使鏜孔時，鏜桿從一端伸入,逐個加工或同時加工同軸線上的幾個孔,以保證較高的同軸度和生產(chǎn)率。為使同軸線的各孔能同時加工,必須使相鄰兩孔的直徑差大于加工余量，否則刀具無法通過前孔到達后孔的加工位置（如圖所示)此外,在設(shè)有中間導向時如圖所示，除導套直徑Ｄ2應(yīng)小于前孔尺寸Ｄ1減去余量外，后孔尺寸D3也應(yīng)小于導套尺寸Ｄ2，以免刀具刮中間導套。同軸線上的孔的直徑大小從兩邊向中間遞減,可使刀桿從兩邊進入箱體加工同軸線上各孔，這樣,不僅縮短了鏜桿的長度，提高了鏜桿的剛性，而且為雙面同時加工創(chuàng)造了條件，所以大批大量生產(chǎn)的床頭箱，常采用此種孔徑分布形式。同軸線上孔的徑大于外壁上的孔裝刀、對刀,結(jié)構(gòu)工3、工藝孔為加工或裝配的需要,可增設(shè)必要的工藝孔。4、裝配基面為便于加工和檢驗,箱體的裝配基面尺寸應(yīng)盡量大,形狀應(yīng)盡量簡單。5、凸臺箱體外壁上的凸臺應(yīng)盡可能在一個平面上，以便可以在一次走刀中加工出來,而無須調(diào)整刀具的位置,使加工簡單方便。直徑的分布形式，應(yīng)盡量避免中間隔壁上的孔徑。因為加工這種孔時,要將刀桿伸進箱體后藝性差。6、緊固孔與螺孔箱體上的緊固孔和螺孔的尺寸規(guī)格應(yīng)盡量一致,以減少刀具數(shù)量和換刀次數(shù)。此外，為保證箱體有足夠的動剛度與抗振性，應(yīng)酌情合理使用筋板、筋條，加大圓角半徑，收小箱口，加厚主軸前軸承口厚度。三、箱體加工工藝過程及分析(一)箱體零件機械加工工藝過程：錄像：1、某車床床頭箱加工工藝過程——整體式箱體２、某減速器箱體加工工藝過程——分體式箱體課題:箱體類零件加工工藝一、教學目的：了解箱體類零件加工的主要工藝問題,掌握擬定其工藝過程的主要原則，掌握各種孔系加工及保證其精度要求的常用方法和整體式箱體不同生產(chǎn)類型時的加工工藝及分離式箱體的加工工藝特點。二、教學重點:各種孔系加工及其精度分析，箱體類零件的加工工藝分析三、教學難點：箱體類零件的加工工藝分析四、教學時數(shù)：2五、習題：學時，其中實踐性教學學時。六、教學后記：（二)箱體加工工藝分析：箱體加工工藝分析１、箱體類零件加工的一般工藝路線對于中小批生產(chǎn)，其加工工藝路線大致是：鑄造-—劃線——平面加工--孔系加工—-鉆小孔——攻絲;大批大量生產(chǎn)的工藝路線大致是:鑄造-—加工精基準平面及兩工藝孔—-粗加工其它各平面——精加工精基準平面——粗、精鏜各縱向孔—-加工各橫向孔和各次要孔——鉗工去毛刺。以上為整體式箱體的加工工藝路線，對于分離式箱體，同樣按“先面后孔”及“粗、精分階段加工”這兩個原則安排工藝路線。但是整個加工過程必須先對箱蓋和底座分別加工對合面、底面、緊固孔和定位銷孔,然后再合箱加工軸承孔及其端面等。2、不同批量箱體生產(chǎn)的共性（1)

加工順序為先面后孔(2)

加工階段粗、精分開（3）工序間安排時效處理普通精度的箱體,一般在鑄造之后安排一次人工時效處理.一些高精度的箱體或形狀特別復雜的箱體，在粗加工之后還要安排一次人工時效處理,以消除粗加工所造成的殘余應(yīng)力.（４）一般都用箱體上的重要孔作粗基準箱體零件的粗基準一般都用它上面的重要孔作粗基準，如主軸箱都用主軸孔作粗基準。3、不同批量箱體生產(chǎn)的特殊性（1）粗基準的選擇雖然箱體類零件一般都選擇重要孔為粗基準，隨著生產(chǎn)類型不同，實現(xiàn)以主軸孔為粗基準的工件裝夾方式是不同的。中小批生產(chǎn)時，由于毛壞精度較低,一般采用劃線裝夾。大批大量生產(chǎn)時,毛坯精度較高，可采用夾具裝夾。（2)精基準的選擇箱體加工精基準的選擇也與生產(chǎn)批量大小有關(guān)。單件小批生產(chǎn)用裝配基準作定位基準。符合基準重合原則，消除了基準不重合誤差，這種定位方式也有它的不足之處。刀具系統(tǒng)的剛度不足，當在箱體內(nèi)部相應(yīng)的部位設(shè)置鏜桿導向支承時，由于箱體底部是封閉的,中間支承只能從箱體頂面的開口處把吊架伸入箱體內(nèi),每加工一件需裝卸一次，且吊架剛性差，制造安裝精度較低，經(jīng)常裝卸也容易產(chǎn)生誤差，增加輔助時間，因此這種定位方式只適用于單件小批生產(chǎn)。大批量生產(chǎn)時采用一面雙孔作為精基準。主軸箱常以頂面和兩定位銷孔為精基準，這種定位方式，箱口朝下,中間導向支架可固定在夾具上。由于簡化了夾具結(jié)構(gòu)，提高了夾具的剛度，同時工件裝卸也比較方便，因而提高了孔系的加工質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率.應(yīng)該指出:這一定位方式也存在一定的問題,由于定位基準與設(shè)計基準不重合，產(chǎn)生了基準不重合誤差。為保證箱體的加工精度，必須提高作為定位基準的箱體頂面和兩定位銷孔的加工精度。(3）所用設(shè)備依批量不同而異單件小批生產(chǎn)一般都在通用機床上加工，各工序原則上靠工人技術(shù)熟練程度和機床工作精度來保證。而大批量箱體的加工則廣泛采用組合加工機床、專用夾具等，這就大大地提高了生產(chǎn)率。

四、箱體零件的平面加工（略)

五、箱體類零件的孔系加工孔系——在箱體上一系列有相互位置精度要求的孔平行孔系孔系同軸孔系交叉孔系孔系的加工方法不僅與生產(chǎn)規(guī)模有關(guān)，而且也與孔系的精度要求相關(guān)。下面分別介紹各種孔系加工及其保證精度要求的方法。（一)、平行孔系加工平行孔系的主要技術(shù)要求是各孔中心線之間及孔中心線與基準面之間的距離尺寸精度和相互位置精度。平行孔系精度要求的方法有以下幾種：1、找正法找正法是在通用機床上借助一些輔助裝置去找正各個被加工孔的正確位置.（1)劃線找正法(2)心軸塊規(guī)找正法1、心軸（3）樣板找正法２、主軸3、塊規(guī)4、塞尺５、鏜床工作臺2、鏜模法鏜模是一種鏜孔夾具。它既具有工件的定位夾緊裝置，又有支承和引導鏜刀桿的模板裝置如圖所示。由于鏜桿與機床多采用浮動連接，故機床精度對加工精度的影響甚小。3、坐標法(1）定義：坐標法是把被加工孔之間的孔距尺寸換算為兩個互相垂直的坐標尺寸，然后按此坐標尺寸,通過控制機床的坐標位移，精確地調(diào)整機床主軸與工件在水平和垂直方向的相對位置，以間接保證孔距精度。如圖所示（2）測量裝置：為保證工作臺和主軸的位移精度，必須在鏜床上加上坐標測量裝置。金屬線紋尺鏜床坐標測量精密測量裝置光學讀數(shù)頭用塊規(guī)和百分表的測量裝置光柵數(shù)字顯示裝置鏜床測量裝置用游標尺加放大鏡的測量裝置精密絲桿（加校正尺)坐標鏜床的坐標精密測量裝置光電瞄準、光柵、磁尺激光干涉儀(3)原始孔的選擇首先加工的第一排孔應(yīng)位于箱壁的一側(cè)，依次加工其他各孔時，工作臺只朝一個方向移動.原始孔還應(yīng)有較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度，以保證加工過程中重新校驗坐標原點的準確性。另外,安排加工順序時要把有孔距要求的兩孔緊密地連在一起，以減少坐標尺寸的累積誤差對孔距精度的影響。（二）同軸孔系加工在成批生產(chǎn)中為保證同軸孔系的同軸度常用鏜模加工。單件小批生產(chǎn)時，在通用機床上加工,一般不采用鏜模。這時可用如下方法保證同軸線孔的同軸度。1、利用已加工孔作交承導向如圖所示,箱體前壁孔加工好后，在孔內(nèi)裝一導向套，借以支承和引導鏜桿來加工后壁上的同軸孔。這種方法適用于加工前后兩壁相隔較近時的同軸孔。一般需有專用的導套。2、利用鏜床后立柱上的導向套作支承導向利用鏜床后立柱上的導向套作支承導向解決了因鏜桿懸伸過長而撓度大.進而影響同軸度的問題。但需用較長的鏜桿，且后立柱導套的調(diào)整麻煩、費時。因此,適用于大型箱體的孔系加工。3、從箱體兩側(cè)進行鏜孔從箱體兩側(cè)進行鏜孔，即采用調(diào)頭鏜或兩次裝夾的辦法.（三)、交叉孔系加工交叉(或相交）孔系主要應(yīng)保證各孔的垂直度要求。加工時應(yīng)先將精度要求高或表面粗糙度要求較低的孔全部加工好，然后加工另外與之相交叉（或相交)的孔。一般在普通鏜床上用工作臺上的直角對準裝置進行加工控制。由于它是擋塊裝置,故結(jié)構(gòu)簡單，但精度較低。欲提高精度，可用芯棒與百分表找正法找正。六、孔系加工的精度分析（一）、鏜孔時的受力變形1、鏜桿受力變形的影響如果忽略工件材質(zhì)和切削余量不均勻等所引起的切削力變化,在鏜孔過程中,相對于被加工孔表面Fｙz力的方向隨著鏜桿的回傳而不斷改變，若由力Fyz所引起的ｆF，則鏜桿中心偏離了原來的理想動軌跡仍然呈圓形，所鏜出孔的直２fF。鏜桿自重刀尖徑向位移為中心，但刀尖的運徑比原來減少鏜桿自重q的大小和方向是不變的，由Q力所產(chǎn)生的鏜桿最大撓曲變形fQ也始終鉛垂向下。如圖看出，此時鏜刀實際回轉(zhuǎn)中心低于理想中心fＱ值,刀尖的運動軌跡仍呈圓形，且圓的大小基本上不變。高速鏜削時，fQ很小；低速精鏜時，由于切削力及其所產(chǎn)生的fＦ較小,故相比之下fＱ較大,即自重Q對孔加工精度的影響較大.實際上，鏜桿在每一瞬間的撓曲變形，是切削力和自重所產(chǎn)生的撓曲變形的合成。而且,由于材質(zhì)和加工余量的不均勻、切削用量的不一及鏜桿伸出長度的變化等，故鏜桿的實際回轉(zhuǎn)中心在鏜孔過程中作無規(guī)律變化，從而引起孔系加工的多種誤差。由上分析可知，為了減少鏜桿的撓曲變形，以提高孔系加工的幾何精度和相對位置精度，通常可采用下列措施:1)加大鏜桿直徑和減小懸伸長度；2)采用導向裝置,以約束鏜桿撓曲變形；３）減小鏜桿自重和切削力對撓曲變形的影響.2、鏜床受力變形的影響鏜床的受力變形主要產(chǎn)生在主軸本身和主軸軸承上。3、工件夾緊變形的影響(二）、鏜桿與導套幾何形狀精度及配合間隙的影響當采用固定式導向裝置時，鏜桿軸頸在導套內(nèi)回轉(zhuǎn)。精鏜時,由于Ｑ＞Fｙz故切削力不能抬起鏜桿。隨著鏜桿的回轉(zhuǎn)，鏜桿軸頸表面以不同部位沿導套內(nèi)孔下方一小范圍內(nèi)接觸.因此，鏜桿及導套內(nèi)孔的圓度誤差將引起被加工孔的圓度誤差.如圖所示:(三)、鏜削方式的影響１、懸臂鏜、鏜桿送進采用鏜桿送進時，在鏜桿不斷伸長過程中,由于切削力的作用，使刀尖的撓度值不斷增大。切削力與自重綜合對被加工孔的影響見圖b，使孔徑不斷減小,軸線彎曲。圖a圖b2、懸臂鏜工作臺送進（圖a）雖然刀尖在切削力與重力作用下有撓度，但由于采用工作臺送進，鏜刀伸出長度不變，這個撓度為定值。所以被加工孔的孔徑減小一個定值，同時孔的直線性好圖b所示.此法的缺點是，機床工作臺導軌的不直度會引起孔軸線的偏移和彎曲。當工作臺送進方向與主軸回轉(zhuǎn)軸線不平行時,會使孔出現(xiàn)橢圓度。當然，如前所述，這項誤差并不十分嚴重。圖a圖b3、支承鏜、工作臺送進(圖a）顯然，由于工作臺送進，兩支承點間距離很長，要超過孔長的兩倍.但由于是支承鏜,其刀尖撓度比以上的減小一倍本方案的特征和方案2相同,即孔軸線的直線性好,孔徑尺寸只均勻減小一個更小的定值。4、支承鏜、鏜桿送進本方案鏜桿伸出長度不變。當?shù)都馓幱趦芍С兄虚g時,切削力產(chǎn)生的撓度比方案3?。核?抗振性好，但是，由于是鏜桿送進,故鍵刀在支承間的位置是變化的，因而鏜桿自重造成的彎曲度就會影響工件孔軸線的彎曲誤差,所以盡管本方案鏜桿變形比方案３小，但因軸線的彎曲不易進一步糾正。故并不如方案3好。5、在鏜模里加工本方案和前四個方案相比，其變形最小。但由于鏜模是和工件以一個整體送進的，在鏜削過程中,刀尖處的撓度是一個變值，故鏜出的孔的軸線是彎曲的.而糾正孔軸線的彎曲度是不容易的。6、雙支承鏜、工作臺送進這時雖然這時鏜桿的跨距比方案4大一倍,但因僅僅由工件送進，雙支承與刀具的相對位置關(guān)系未變，所以刀尖撓度為定值，加工出的孔的軸線是直的。就這一點看,比工件鏜模里加工又有優(yōu)越之處。

課題：齒輪零件的加工工藝(圓盤類）一、教學目的：掌握各種齒形加工方法的加工原理、工藝特點、及應(yīng)用場合.了解齒輪加工的主要技術(shù)要求、主要工藝問題及一般工藝路線.掌握普通精度齒輪的加工工藝分析及工藝過程擬定。一般了解蝸輪輪齒的加工方法及其工藝特點。二、教學重點:各種齒形加工的加工原理及工藝特點、普通精度齒輪的加工工藝分析及工藝過程擬定。三、教學難點：齒輪的加工工藝分析四、教學時數(shù):2五、習題：學時,其中實踐性教學學時。六、教學后記：第三節(jié)一、概述（一）

齒輪的功用與結(jié)構(gòu)特點齒輪加工1、

功用：按規(guī)定的速比傳遞運動和動力。2、

結(jié)構(gòu)齒圈3、分類輪體直齒（1）按齒圈的分布形式斜齒人字齒盤形——最廣泛套筒(2)按輪體軸扇形齒條（二）

齒輪的技術(shù)要求：齒輪傳動有如下幾方面的精度要求：1、傳遞運動的準確性.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。在我國GB1０095-８8標準中規(guī)定了齒輪傳動有12個精度等級，精度由高到低依次為１級、２級…12級。其中常用的精度等級為6~９級。7級精度是基礎(chǔ)級，是設(shè)計中普遍采用且在一般條件下用滾、插、剃三種切齒方法就能得到的精度等級。按齒輪各項誤差對傳動性能的主要影響,標準中將齒輪每個精度等級的各項公差分成三個公差組傳遞運動的準確性三大公差組傳動的平穩(wěn)性載荷的均勻性根據(jù)齒輪的精度等級，齒輪的工作齒面和基準面應(yīng)有相應(yīng)的表面粗糙度要求.表：齒輪孔、齒輪軸和齒面的表面粗糙度（Ｒa:um）精度等級齒輪孔齒輪軸齒形面50．4～０．20.２０.４60.80.40．8～0。471．6~0。80.80．88１。６1。6３．293.２１.6６.3

二、齒輪的毛坯與材料，熱處理1、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度、彎曲疲勞強度和耐磨性要求；對受沖擊載荷的齒輪傳動，其輪齒容易折斷。此時，要求材料有較大的機械強度和較好的沖擊韌性；對高精度齒輪，要求材料淬火時變形小，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.中碳鋼中碳含金結(jié)構(gòu)鋼滲碳鋼齒輪材料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.機械強度較差,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)切齒前的預備熱處理切齒前常用的熱處理方法有:①退火.鑄鐵毛坯應(yīng)進行退火,以便使內(nèi)部組織均勻，消除內(nèi)應(yīng)力和改善切削性能。②正火.鑄鋼毛坯要正火,其作用與退火相同、低碳鋼的鍛件毛坯,其正火主要是為改善材料的切削性能.③調(diào)質(zhì)。中碳鋼鍛件毛坯調(diào)質(zhì)處理的目的，一是為了提高材料的機械性能,二是對切齒后需淬火的齒輪提供良好的條件.（2)切齒后的熱處理切齒后熱處理主要是為了提高齒面硬度。具體方法有：①高頻表面淬火。淬火后輪齒變形較小,齒面硬度較高，芯部韌性好，是最常用的表面淬火方法。②整體淬火。這種方法簡便易行,但淬火后常引起內(nèi)孔變形、端面翹曲及徑向跳動增大。由于齒芯韌性不好，故輪齒容易沖擊折斷。③化學熱處理.對含碳量比較低的齒坯材料，可采用齒面滲碳淬火及滲氮、氰化等處理.這種齒面硬度很高,齒芯韌性較好,可用于高速或有沖擊的齒輪.由于表面硬化層較薄，故不宜用于重載齒輪。

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階段。其主要工藝有兩方面，一是齒坯內(nèi)孔（或軸頸）和基準端面的加工精度,它是齒輪加工、檢驗和裝配的基準，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質(zhì)量，是整個齒輪加工的核心.1、齒坯加工階段齒坯加工主要包含毛坯制備、內(nèi)孔和基準端面加工、圓和其他表面加工等過程。內(nèi)孔和基準端面應(yīng)在一次裝夾中加工,以保證基準端面對內(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)，具體加工過程四。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,以保證淬火后達到預期精度,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-→珩齒。(2)磨齒方案：滾(插）齒—→齒端加工-→滲碳淬火-→修正基準—→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，可用滾齒方案。目前一些機床廠和汽車拖拉機廠使用滾（插）齒—→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).課題：齒輪零件的加工工藝（圓盤類)十、

教學目的：掌握各種齒形加工方法的加工原理、工藝特點、及應(yīng)用場合。了解齒輪加工的主要技術(shù)要求、主要工藝問題及一般工藝路線。掌握普通精度齒輪的加工工藝分析及工藝過程擬定。一般了解蝸輪輪齒的加工方法及其工藝特點。十一、

教學重點:各種齒形加工的加工原理及工藝特點、普通精度齒輪的加工工藝分析及工藝過程擬定.十二、

教學難點:齒輪的加工工藝分析四、教學時數(shù)：2五、習題：學時，其中實踐性教學學時。六、教學后記:四、齒坯機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,唯加工時應(yīng)重點保證齒形加工基準面的精度要求.軸齒輪的基準面是軸頸，盤形齒輪的基準面是孔和端面。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，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，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，可以為：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)率機床加工,如拉床、多軸自動或多刀半自動車床等。其加工方案為：(１)以外圓為粗基準，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，在多刀半自動車床上粗車外圓、端面；（4）不卸一下芯軸，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或半自動車床上將外圓、基準端面和內(nèi)孔在一道工序中全部加工完成。十三、

齒形加工方法銑齒仿形法齒形加工方法展成法磨齒拉齒滾齒插齒剃齒磨齒珩齒(一)、滾齒1、滾齒工藝特點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。如果采用A級齒輪滾刀和高精度滾齒機，也可直接加工出7級精度的齒輪。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。滾齒加工時，齒面是由滾刀的刀齒包絡(luò)而成的,由于參加切削的刀齒數(shù)有限，且滾刀沿工件軸向進給時，會在齒面留一下縱向波紋,故齒面較為粗糙。2、滾齒加工精度分析(二）、插齒1、1、加工原理與工藝特點插齒加工是運用一對圓柱齒輪嚙合的展成原理加工齒形.插齒時，插齒刀與齒坯之間保持一定的嚙合關(guān)系，插齒刀作往復切削運動、圓周和徑向進給運動及讓刀運動，工件作相應(yīng)的展成運動.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進行切削，這就是剃齒的基本原理。2、2、工藝特點剃齒加工有如下工藝特點：（１）剃齒時，對齒圈徑向跳動有修正作用。但剃齒對公法線長度變動沒有修正作用。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，故剃齒前此項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。因為過大的徑向跳動量可能會轉(zhuǎn)化為公法線長度變動.（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，并在齒面間施加一定的壓力來進行珩齒。在珩輪帶動工件高速正反向轉(zhuǎn)動，工件沿軸向往復運動及工件徑向進給運動.與剃齒不同的是開車后一次徑向進給到預定位置,故開始時齒面壓力接大,隨后逐漸減小，直至壓力消失時傷齒便結(jié)束。與剃齒相比較，珩齒具有以下工藝特點：(1)珩齒速度低(2）齒面質(zhì)量高(3)珩輪彈性較大，對各項誤差修正作用不強。（４)珩齒余量小(5)珩齒生產(chǎn)率甚高.(五）、磨齒磨齒是目前齒形加工中精度最高的一種方法。它既可磨削未淬硬齒輪，也可磨削淬硬的齒輪。課題:套筒類零件的加工工藝十四、

教學目的：熟悉零件的功用、結(jié)構(gòu)特點和主要技術(shù)要求.掌握套筒類零件內(nèi)孔一般加工方法的工藝特點、應(yīng)用場合、了解套筒類零件內(nèi)孔表面精密加工方法的加工原理、工藝特點及應(yīng)用場合;掌握并能擬訂長、短套筒零件的加工藝十五、

教學重點：孔各種加工方法的工藝特點和應(yīng)用范圍，長、短套筒零件的加工工藝分析、工藝規(guī)程的編制.十六、加工十六、教學難點：套筒零件的工藝規(guī)程編制，孔的精密四、教學時數(shù)：2五、習題:學時，其中實踐性教學學時.六、教學后記:第四節(jié)一、概述(一）、零件的功用與結(jié)構(gòu)1、2、

套筒類零件的加工功用：支承、導向作用結(jié)構(gòu):主要表面為同軸度要求較高的內(nèi)、外圓表面,零件壁厚較薄，長度大于直徑。常見的有軸承襯套、鉆套、液壓油缸，如圖所示:(二)、技術(shù)要求1、孔的技術(shù)要求孔是套筒零件與回轉(zhuǎn)軸頸,刀具或移動活塞相配合，是起支承或?qū)蜃饔?孔的直徑尺寸一般IＴ7，精密軸套IT6,氣缸液壓缸為IT9形狀精度在尺寸公差內(nèi)，精密軸套控制在1/2－１／3T,長套筒要圓柱度要求，表面粗糙度Rａ１。６～０.16ｕm,高的可達Ra０。4。2、2、外圓表面要求外圓一般以過盈或過渡配合與機座或箱體上的孔相連接，它是套筒零件的支承表面。外圓的尺寸精度一般為IT6～IT7，形狀尺寸精度控制在外徑公差范圍內(nèi)表面粗糙度Rａ3．2~０．63。3、孔與外圓的同軸度當孔的終加工是在套筒裝入機座后加工的,要求較低,最終加工是在裝配前完成的，一般同軸度為0．0１～0．05４、軸線與端面的垂直度要求端面(包括凸緣端面）若在工作中受軸向或作定位基準(裝配基準)時，其垂直度為0。01～0．05.（三）、材料與毛坯１、1、材料：鋼、鑄鐵、青銅或黃銅，或雙金屬結(jié)構(gòu)如滑動軸承以離心鑄造法澆注巴氏合金.2、2、毛坯：孔徑小的用熱軋或冷拉棒料，也可用實心鑄件,孔徑大的用無縫鋼管或帶孔鑄件,鍛件大量生產(chǎn)時采用冷擠壓或粉末冶金.（四）、加工工藝套筒類零件加工的主要工藝問題是如何保證其主要加工表面（內(nèi)孔和外圓）之間的相互位置精度,以及內(nèi)孔本身的加工精度和表面粗糙度要求。尤其是薄壁、深孔的套筒零件,由于受力后容易變形，加上深孔刀具的剛性及排屑與散熱條件差，故其深孔加工經(jīng)常成為套筒零件加工的技術(shù)關(guān)鍵。套筒類零件的加工順序一般有兩種情況：第一種情況為：粗加工外圓—-粗、精加工內(nèi)孔—-最終精加工外圓。這種方案適用于外圓表面是最重要表面的套筒類零件加工第二種情況為：粗加工內(nèi)孔——粗、精加工外圓—-最終精加工內(nèi)孔。這種方案適用于內(nèi)孔表面是最重要表面的套筒類零件加工。套筒類零件的外圓表面加工方法，根據(jù)精度要求可選擇車削和磨削。內(nèi)表面加工方法的選擇則需考慮零件的結(jié)構(gòu)特點、孔徑大小、長徑比、材料、技術(shù)要求及生產(chǎn)類型等多種因素.二、套筒類零件的內(nèi)孔加工內(nèi)孔是套筒類零件的主要加工表面,加工方法選擇的原則具體根據(jù)孔的大小，深度，精度,結(jié)構(gòu)形狀等面定。①①當孔徑較小時（〈Φ50mｍ〉宜采用鉆擴，較方案②②孔較大時采用鉆孔后鏜或直接鏜孔③③箱體上孔多采用精鏜,浮動鏜，缸筒件用精鏜，珩磨，滾壓④④淬硬套筒,宜采用磨孔⑤⑤精密孔用高精度磨削，研磨,珩磨或拋光等常見孔的加工方法:鉆孔擴孔鉸孔孔的加工方法鏜孔拉孔磨孔、珩孔,研磨孔（一)、鉆孔滾壓加工鉆孔是在實心材料上加工孔的第一道工序。它主要用于精度要求較高孔的預加工或精度低于IT１1級的孔的終加工。鉆孔刀具常用麻花鉆.由于麻花鉆具有寬而深的容屑槽、鉆頭頂部有橫刃及鉆頭只有兩條很窄的螺旋棱帶與孔壁接觸等結(jié)構(gòu)特點,因而鉆頭的剛性差、導向性能差，鉆孔時容易引偏，易出現(xiàn)孔徑擴大現(xiàn)象,孔壁加工質(zhì)量較差。措施：加工前先加工孔的端面，采用工件回轉(zhuǎn)方式或先鉆引導錐等使用范圍:孔徑≤φ75mm，當孔徑≥φ35ｍｍ時分兩次鉆，第一次鉆孔的直徑為所需孔徑的１/2—７／１0。第二次鉆到所需孔徑，這時橫刃不參加切削,軸向抗力小，切削較輕小。(二)、擴孔擴孔是用擴孔鉆對工件上已鉆出、鑄出或鍛出孔作進一步加工的方法.擴孔加工有如下特點：１、加工精度比鉆孔高:切深小,鉆頭無橫刃,刀體剛度大,導向作用好ＩT11～10，Ra6.3～3.22、擴孔能糾正原孔軸線的歪斜3、生產(chǎn)率高，由于余量?。?/８φ）擴孔齒數(shù)較多,ｆ＝0。4—2mm/r4、孔徑＞φ1０0的孔,多用鏜孔而不用擴孔(三)、鉸孔鉸孔是未淬硬的中小尺寸孔進行精加工的一種方法，加工的孔徑范圍一般為φ３～φ８0mm。鉸孔的工藝特點:1、１、鉸孔精度主要取決于鉸刀精度。2、2、鉸孔比鏜孔容易保證尺寸精度和形狀精度，且生產(chǎn)率較高。一般ＩT7～IＴ8,手鉸達IT6。Ｒa1．６～０.2。３、3、適應(yīng)性差,一種鉸刀只能加工一種尺寸和一種精度的孔。４、4、不能校正原孔軸線的偏斜。(四）、鏜孔鏜孔是常用的孔的加工方法，可作為粗加工，也可以作精加工。其主要工藝特點：１、１、加工范圍廣，非標孔、大直徑孔、短孔以及盲孔、有色金屬孔及孔系等加工.2、２、獲得較高的精度與低表面粗糙度，IＴ8～IＴ6，Ra1.6～0.4用金剛鏜則更低３、４、3、4、修正前道工序的孔軸線的偏斜和不直，生產(chǎn)率較低可在車，銑，鏜及數(shù)控機床上進行(五）、磨孔磨孔是單件小批生間中常用的孔精加工方法，它特別適宜于加工淬硬的孔，表面精度斷續(xù)的孔和長度很短的精密孔.對于中小型回轉(zhuǎn)零件，磨孔在內(nèi)圓磨床或萬能磨床上進行對于大型薄零件,可采用無心內(nèi)圓磨削。內(nèi)圓磨削的工藝特點:1、１、輪直徑D受到工件孔徑刀的限制（Ｄ＝0。5~０。9D),砂輪尺寸小,損耗快，經(jīng)常要更換影響效益2、磨削速度低因此，磨削精度較難控制3、砂輪軸受孔徑與長度限制,剛性差，易彎曲，振動，影響加工精度與表面粗糙度4、砂輪與工件內(nèi)切,接觸面積大，散熱條件差，易燒傷，宜用較砂輪5、切削液不易進入磨削區(qū)，排屑困難。內(nèi)孔磨削方法：中心圓磨:用于中小型工件，在萬能磨，內(nèi)圓磨床上進行磨削方法行星式內(nèi)圓磨:用于重量大,形狀不對稱的內(nèi)孔，用行星或磨床無心內(nèi)圓磨:用于直徑短套孔.（五)、拉孔：拉孔是拉刀在拉床上對已預加工的孔進行半精加工或精加工的方法拉孔方法的特點：1、尺寸精度高,表面質(zhì)量好ＩT7~9，Rａ１．６～0。12、不能糾正軸線的偏斜3、拉刀結(jié)構(gòu)復雜，成本高,制造周期長4、一把拉刀只拉一種規(guī)格尺寸的孔，要求工件材質(zhì)均勻。薄壁孔，盲孔，階梯孔，深孔,大直徑孔和很小的孔及淬硬孔不宜拉。拉削范圍為φ１0~１00三、孔的精密加工當套筒類零件內(nèi)孔的加工精度和表面粗糙度要求很高時，則精加工后還需進行精密加工。

孔的精密加工方法(一)、精細鏜金剛鏜（精細鏜）研磨,珩磨滾壓精細鏜是由于最初使用金剛石作鏜刀材料而得名。精細鏜的工藝特點：１、1、用精度高，剛度大，高轉(zhuǎn)速的金剛鏜床（轉(zhuǎn)速高達50０r／miｎ）切鑄鐵１00m/mｉｎ,鋼200m/ｍin，鋁3０0m/min２、高3、3、生產(chǎn)率高加工范圍廣2、削用量小,切削刀熱小，加工精度（二）、珩磨珩磨是用若干細粒度磨條組成的珩磨頭進行內(nèi)孔光整加工的方法，通常在磨削或精鏜后進行。1、2、(１)（２）（3)(２）磨頭與主軸浮動聯(lián)接（３）精度高，ＩＴ6，Ｒa0．8～0。025能修正幾何誤差交叉網(wǎng)紋有利于油膜形成.3、3、影響珩磨質(zhì)量和生產(chǎn)率的因素1、2、珩磨工作原理珩磨孔的工藝特點：(1）加工范圍廣（1)珩磨的圓周速度VP和往復速度Vw的因素ＶP↑、Vw↑質(zhì)量好效率高，但磨損↑、熱↑、易堵塞ＶP/Vｗ的比值影響網(wǎng)紋交叉角α（２)珩磨頭行程L與越程量aＬ＝Lｋ+2a—Ｌs式中Lk:被加工表面長度Ls:磨條長度但磨條不宜過長α=４０～60°（３）珩磨壓力。Ｆ↑η↑F↑磨損↑切削能力↓(4)冷卻與潤滑.(三）研磨略(四)滾壓

四、套筒類零件加工工藝分析套筒類零件由于其功用、結(jié)構(gòu)形狀、尺寸、材料及熱處理等的不同，其工藝差別很大.就結(jié)構(gòu)形狀而言，可分為短套筒與長套筒兩類,這兩類套筒在裝夾與加工方法上有很大的差別。下面分別分析其工藝特點。(一）、短套筒零件的加工-—氣缸套零件加工工藝如圖為A１10型柴油機氣缸零件圖，由于L/D≈３,屬短套。內(nèi)孔G是重要表面，其加工工藝過程如下:氣缸套零件加工工藝工序號工序名稱工序內(nèi)容定位夾緊010鑄造毛坯020人工時效030粗鏜內(nèi)孔鏜內(nèi)孔至Φ108Φ13５mm。0４０粗車外圓粗車各級外圓050熱處理060半精車正火半精車法蘭凸臺端面及外國半精鏜內(nèi)孔Φ1０9２６90８0精車09０去氧化皮10０半精車110精鏜1２0精車13０粗珩１４0精珩+０.5？0.５+0.２0ｍm和一端臺階外圓內(nèi)孔氣壓脹胎夾具內(nèi)孔氣壓脹胎夾具+0。1070半精鏜mm及總長外圓法蘭凸臺端面及外圓mm.內(nèi)孔氣壓脹胎夾具精車法蘭凸臺端面,外圓割槽用圓弧車刀R１０車外圓并用靠模樣板半精車密封槽鏜精內(nèi)孔Φ110?0。1０mｍ？０．04３?0。085？0.065外圓法蘭凸臺端面及外圓外圓法蘭凸臺端面及外圓精車外圓Φ129？0。065mm，Φ132?0。１48mm內(nèi)孔氣壓脹胎夾具粗珩磨內(nèi)孔Φ1１０?0.06精珩磨內(nèi)孔Φ１10０?0。02５外圓法蘭凸臺端面及外圓外圓法蘭凸臺端面及外圓＋0.035（二）、長套加工——油缸零件的加工工藝圖所示為液壓油缸零件.該零件的孔長與直徑之比L/D=２4,屬典型的長套筒零件．：圖中主要技術(shù)要求為：(1）內(nèi)孔必須光滑無縱向劃痕;（2）內(nèi)孔圓柱度誤差不大于0．０4mm；（3)內(nèi)孔軸線的直線度誤差不大于0。1/100０mｍ；（4）內(nèi)孔軸線與端面的垂直度誤差不大于０.03mｍ；（5）內(nèi)孔對兩端支承外圓(Φ82h6））的同軸度允差為Φ0。０4mm。對于油缸這類長套筒零件,為保證內(nèi)外圓同軸度，加工外圓時，其裝夾方式常采用下面兩種：用頂尖頂住兩端孔口的倒角;一頭夾緊外圓另一頭用中心架支承(一夾一托)或一頭夾緊外圓另一頭用后頂尖頂?。ㄒ粖A一頂）.加工內(nèi)孔時,一般采用夾一頭、另一頭用中心架支承外圓。粗加工孔采用鏜削，半精加工和精加工孔多用浮動鉸孔方式。若內(nèi)孔表面要求粗糙度很低時,還須選用折磨或滾壓加工。本例采用一夾一托或一夾一頂方式來加工外圓;采用工藝螺紋固夾一頭、中心架托