機(jī)械加工工藝

機(jī)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(jìn)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旋轉(zhuǎn)表面 車床、鉆床、鏜床、外圓磨床縱向表面 刨床、插床、銑床、平面磨床特性表面 齒輪加工機(jī)床、仿形機(jī)床毛坯的選擇：毛坯的種類;1鑄件（鍛件自由鍛件可用手工鍛打（小型毛坯）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。型材型材分熱軋合冷軋兩種組合毛坯。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(jì)精度表面粗糙度適用范圍1粗車IT11以下50~12.5適用粹火鋼以外2粗車-半精車IT8~IT106.3~3.2的各種金屬3粗車-半精車-精車IT7~IT81.6~0.84粗車-半精車-精車-滾壓（拋光）IT7~IT80.2~0.0255粗車-半精車-磨削IT7~IT80.8~0.4主要用于淬火鋼，6粗車-半精車-粗磨-精磨IT6~IT70.4~0.1也可用于未淬火7粗車-半精車-粗磨-精磨-超精加工IT50.1~RZ.1鋼，但不宜加工有色金屬8粗車-半精車-精車-金剛石車IT6~IT70.4~0.025主要用于要求較高的有色金屬加工99粗車-半精車-粗磨-精磨-超精磨或鏡面磨粗車-半精車-粗磨-精磨-研磨IT5以上0.025~RZ0.05極高精度的外圓加工10IT5以上0.1~RZ0.05孔加工方案序號加工方法經(jīng)濟(jì)精度級表面粗糙度適用范圍1鉆IT11~IT1212.5加工未淬火鋼及2鉆-鉸IT93.2~1.6鑄鐵的實心毛3鉆-鉸-精鉸IT7~IT81.6~0.8坯，也可用于加工有色金屬（單表面粗糙度稍粗糙，孔徑小于15~20mm4鉆-擴(kuò)IT10~IT1112.5~6.3同上，但孔徑大5鉆-擴(kuò)-鉸IT8~IT93.2~1.6于15~20mm6鉆-擴(kuò)-粗鉸-精鉸IT71.6~0.87鉆-擴(kuò)-機(jī)鉸-手鉸IT6~IT70.4~0.18鉆-擴(kuò)-拉IT7~IT91.6~0.1大批大量生產(chǎn)（精度有拉刀的精度而定）9粗鏜IT11~IT1212.5~6.3出淬火鋼外的各10粗鏜（粗?jǐn)U）-半精鏜IT8~IT93.2~1.6種材料，毛坯有11粗鏜-半精鏜-精鏜IT7~IT81.6~0.8鑄出孔或鍛出孔12粗鏜-半精鏜-精鏜-浮動鏜IT6~IT70.8~0.4的刀精鏜13粗鏜-半精鏜-磨孔IT7~IT80.8~0.2主要用于淬火鋼14粗鏜-半精鏜-粗磨-精磨IT6~IT70.2~0.1也可以用于未淬火鋼，但不宜用于有色金屬15粗鏜-半精鏜-精鏜-金剛鏜IT6~IT70.4~0.05主要用于精度要求高的有色金屬加工16鉆-粗鉸-精鉸-IT6~IT70.2~0.025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(jì)精度表面粗糙度適用范圍1粗車-半精車IT96.3~3.22粗車-半精車-精車IT7~IT81.6~0.8端面3粗車-半精車-磨削IT8~IT90.8~0.24粗刨（粗銑）-IT8~IT96.3~1.6一般不淬硬平面精刨精銑（端銑表面粗糙度較細(xì)）5粗刨（粗銑）-精刨（精銑）-IT6~IT70.8~0.1精度要求交goad不淬硬平面；批刮研量較大時宜采用6一寬刃刨削代替IT70.8~0.2寬刃精刨方案上述方案刮研7粗刨（粗銑）-精刨（精銑）-IT70.8~0.2精度要求較高的淬硬平面或不淬磨削硬平面8粗刨（粗銑）-精刨（精銑）粗磨精磨IT6~IT70.4~0.029粗銑-拉IT7~IT90.8~0.2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-IT6以上0.1~Rz0.05高精度平面研磨工序的安排機(jī)械加工工序的安排：基準(zhǔn)先行—先粗后精—先主后次—先平面后孔熱處理工序安排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(xué)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(jìn)行。在粗加工前可改善粗加工的加工性能，由于調(diào)質(zhì)后零件的綜合力學(xué)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(jī)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(jìn)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。淬火間進(jìn)行，因為淬火后工件的硬度很高，只能再進(jìn)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(jìn)行完畢。表面淬火因變形氧化和脫碳較少，常用于機(jī)床主軸、齒輪等。為提高主軸等重要零件的內(nèi)部性能和獲得細(xì)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(jìn)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(jìn)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。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，氮化后不需進(jìn)行淬火，因此常安排在精加工之間進(jìn)行，即在粗磨后精磨前進(jìn)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。輔助工序的安排表面強化工序 如滾壓、噴丸處理等，一般安排在工藝過程最后表面處理工序 如發(fā)藍(lán)、電鍍等一般安排在工藝過程的最后探傷工序 特別是大型零件平衡工序 包括動、靜平衡，一般安排在精加工前后制定機(jī)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)徑定心的毛坯的選擇40Cr合金鋼，外形比較簡單，可采用自由鍛造，此時內(nèi)孔可坯精度。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。定位基準(zhǔn)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(zhǔn)，來加工內(nèi)外表面和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(zhǔn)先行”的原則，以半精車后的花鍵孔作為“自為基準(zhǔn)”拉內(nèi)孔，再以熱處理工序的安排作為傳遞轉(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。但后進(jìn)行，由于零件形狀簡單，可不安排時效處理。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、花鍵軸和曲軸等。軸類零件的技術(shù)要求：求主要軸頸直徑尺寸的公差等級通常為IT6~IT9，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0.05~0.2mm.0.01~0.03mm0.001~0.005mm.Ra1.6~0.4um,面粗糙度值為Ra0.04~0.1um，一般非配合表面約為Ra6.3~1.6um。軸類零件的材料和毛坯：機(jī)床主軸常用材料及熱處理機(jī)床主軸種類材料預(yù)備熱處理方法最終熱處理方法（HRC）車床、銑床、鉆床主軸45正火或調(diào)質(zhì)局部淬火后回火45~52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52~56齒輪磨床主軸20CrMnTi正火滲碳淬火后回火58~63臥式鏜床主軸高精度外圓磨床38CrMoA1A調(diào)質(zhì)除應(yīng)力處理氮化65以上砂輪架主軸砂輪架主軸軸類零件加工路線：粗車粗車IT11~IT13Ra50~12.5um半精車IT9~IT10Ra6.3~3.2um精車IT7~IT8Ra1.6~0.8um精磨IT8Ra1.6~0.8um細(xì)車IT6Ra0.4~0.02um滾壓IT7~IT8Ra0.2~0.025u精磨IT6~IT7Ra0.4~0.1um超精加工、鏡面磨IT5Ra<0.025um研磨IT5Ra<0.1um超精加工IT5~IT6Ra<0.1um拋光IT6Ra<0.1um軸類零件的精密加工 ：高速精細(xì)車高速精細(xì)車的特點是切削速度高（100~300m/min）切削深度?。╝p=0.1~0.3m，進(jìn)給量小f=0.04~0.08m，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(dá)IT5~IT7，表面粗糙度為Ra0.8~0.1um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(xì)的表面粗糙度高速精車一般采用硬質(zhì)合金刀具，當(dāng)要求達(dá)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 0

~60 后角 60~150 主偏角 k0

50~450 副偏角 k'50~120刀尖圓弧半徑rr 0.15~5mm，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0用酒精噴霧冷卻。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(xì)修整后砂輪表面的磨粒形成許多微刃超精加工超精加工是用細(xì)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。研磨滾壓加工滾壓加工是利用金屬產(chǎn)生塑性變形，從而達(dá)到該變工件的表面粗糙度、形狀和尺寸的目的。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(dá)到0.63~0.08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: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Ra1.6~0.1；要求高的一般為：Ra0.04外圓外徑公差等級通常為IT6~IT7;表面粗糙度為Ra3.2~0.43）內(nèi)外圓之間的同軸度當(dāng)內(nèi)孔的最終加工是將套壓入箱體或機(jī)座后進(jìn)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0.01~0.054）孔軸線與端面的垂直度套的端面在工作時若承受軸