機械制造工藝PPT5

項目五典型零件的加工任務(wù)一軸類零件加工任務(wù)二套類零件加工任務(wù)三箱體類零件加工任務(wù)四圓柱齒輪加工任務(wù)一軸類零件加工一、概述1.軸類零件的功用與結(jié)構(gòu)特點軸類零件是機器中的主要零件之一，其功用是支撐傳動件和傳遞扭矩。軸的結(jié)構(gòu)特點是長度大于直徑的回轉(zhuǎn)體。軸的加工表面主要為內(nèi)外圓柱面、圓錐面、螺紋、花鍵、溝槽等。圖5一1所示為幾種典型結(jié)構(gòu)形狀的軸。圖5-1(a)、圖5-1(b)、圖5-1(c)、圖5-1(d)、圖5-1(e)所示的結(jié)構(gòu)較為常見，圖5-1(f)、圖5-1(g)、圖5-1(h)、圖5-1(i)所示為比較復(fù)雜的軸。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。下一頁返回任務(wù)一軸類零件加工2.軸類零件的技術(shù)要求以圖5-2所示的車床主軸為例，軸類零件的主要表面是軸頸，與軸承配合的表面稱為支撐軸頸，其精度要求最高;與傳動件(如齒輪)配合的表面稱為配合軸頸。除此之外，主軸前端的平面、短錐及內(nèi)錐孔，也是要求較高的表面。(1)尺寸精度車床主軸屬于精度要求較高的零件，其支撐軸頸的尺寸精度要求最高，通常為IT5~T6，其余軸頸的尺寸精度一般為IT7~IT9。(2)形狀精度支撐軸頸的形狀精度會直接影響主軸的回轉(zhuǎn)精度，所以圓度要求較高，圓度公差為0.005mm，其余軸頸的形狀精度低于支撐軸頸，如無特殊要求，一般應(yīng)控制在尺寸公差的二分之一以內(nèi)。上一頁下一頁返回任務(wù)一軸類零件加工(3)位置精度軸類零件的位置精度主要是保證配合軸頸相對支撐軸頸的同軸度。為便于檢驗，常采用徑向圓跳動公差，它既包含被測要素與基準(zhǔn)要素的位置誤差，也包含被測要素本身的形狀誤差。在圖5-2所示中，配合軸頸對支撐軸頸的徑向圓跳動公差為0.005mm;C面對支撐軸頸的圓跳動公差為0.008mm(高精度主軸的這兩項跳動公差達(dá)0.005~0.001mm。另外，主軸零件還有前端內(nèi)錐孔對支撐軸頸的徑向圓跳動公差為0.005mm,D面對支撐軸頸的端面圓跳動公差為0.008mm。(4)表面粗糙度支撐軸頸和重要工作表面的粗糙度要求最高，Ra達(dá)0.8~0.4μm，配合軸頸和其他表面一般為Ra1.6~0.8μm。上一頁下一頁返回任務(wù)一軸類零件加工3.軸類零件的材料、毛坯及熱處理(1)軸類零件的材料軸類零件最常用的材料為45鋼，根據(jù)要求采用不同的熱處理(如正火、調(diào)質(zhì)、淬火等)，以獲得需要的機械性能。45鋼的缺點是淬透性較差，淬火后易形成較大的內(nèi)應(yīng)力。對于中等精度且轉(zhuǎn)速較高的軸，可選用40Cr等合金結(jié)構(gòu)鋼。這類鋼淬火時用油冷卻，這樣熱處理后的內(nèi)應(yīng)力小，并且有良好的韌性。精度較高的軸，可選用軸承鋼GGr15和彈簧鋼65Mn等，這類材料經(jīng)調(diào)質(zhì)和表面處理后，具有較高的耐磨性和抗疲勞強度，缺點是韌性較差。對于高轉(zhuǎn)速、重載荷等條件下工作的軸，選用20CrMnTi,2OCr等低碳合金鋼，經(jīng)滲碳淬火，使表層具有很高的硬度和耐磨性，而心部又有較高的強度和韌性，缺點是滲碳淬火的變形較大。上一頁下一頁返回任務(wù)一軸類零件加工對于高精度、高轉(zhuǎn)速的主軸，需選用38CrMoAIA專用滲氮鋼，調(diào)質(zhì)后再經(jīng)滲氮處理，因滲氮處理的溫度較低且不需要淬火。熱處理變形很小，心部的強度和表層的硬度、耐磨性、抗疲勞強度都很好，加工后軸的精度穩(wěn)定性好。(2)軸類零件的毛坯軸類零件最常用的毛坯是圓棒料和鍛件。除強度要求較高或軸頸尺寸相差較大的軸用鍛件外，其余軸一般采用棒料。鍛件中，對于中、小批量生產(chǎn)，結(jié)構(gòu)簡單的軸，采用自由鍛，大批量生產(chǎn)時，采用模鍛。(3)軸類零件的熱處理軸類零件的熱處理取決于軸的材料、毛坯形式、性能和精度要求等。上一頁下一頁返回任務(wù)一軸類零件加工鍛造毛坯在機械加工之前，均需進(jìn)行正火或退火(高碳鋼和高碳合金鋼)處理，以使鋼的晶粒細(xì)化(或球化)，消除鍛造后的內(nèi)應(yīng)力，降低毛坯的硬度，改善切削加工性能。調(diào)質(zhì)是軸類零件最常用的熱處理工藝，調(diào)質(zhì)既可獲得良好的綜合力學(xué)性能，又可作為后續(xù)表面熱處理的預(yù)備熱處理。調(diào)質(zhì)處理一般安排在粗加工后、半精加工之前，主要為消除粗加工所產(chǎn)生的殘余內(nèi)應(yīng)力。另外，經(jīng)調(diào)質(zhì)后的工件硬度比較適合于半精加工。對于加工余量很小的軸，調(diào)質(zhì)也可安排在粗加工之前。局部淬火、表面淬火及滲碳淬火等熱處理一般安排在半精加工之后、精加工之前。對于精度較高的軸，在局部淬火或粗磨后，為了保持加工后尺寸的穩(wěn)定，需進(jìn)行低溫時效處理(在160℃油中進(jìn)行長時間的低溫時效)，以消除磨削所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力、淬火內(nèi)應(yīng)力和殘余奧氏體。上一頁下一頁返回任務(wù)一軸類零件加工通常，軸的精度越高，為保證其精度的穩(wěn)定性，其材料及熱處理要求也愈高，需要進(jìn)行的熱處理次數(shù)越多。二、主軸的加工工藝分析1.主軸的加工工藝過程圖5-2所示的車床主軸零件，該軸材料為45鋼，其結(jié)構(gòu)有臺階、螺紋、花鍵、圓錐等表面，而且是空心軸，精度要求比較高。其大批生產(chǎn)時的工藝過程如表5-1所示。

2.主軸加工的工藝特點(1)加工階段的劃分上一頁下一頁返回任務(wù)一軸類零件加工分析表5-1的加工工藝過程，可以將加工過程分為4個階段:工序1~4為毛坯準(zhǔn)備階段;工序5~14為粗加工階段;工序16~24為半精加工階段;工序25~28為精加工階段。較具特殊性的是調(diào)質(zhì)和表面淬火兩道熱處理工序都安排得比較靠前，這是因為工序6切除了大部分余量，調(diào)質(zhì)處理可緊隨其后，將表面淬火提前，磨削莫氏6號錐孔后再進(jìn)行精車，則是為了提高定位基準(zhǔn)的精度和充分消除熱處理后的變形。(2)定位基準(zhǔn)的選擇與轉(zhuǎn)換軸類零件的定位基準(zhǔn)，最常用的是兩中心孔。因為軸類零件的內(nèi)、外圓表面、螺紋、鍵槽等的設(shè)計基準(zhǔn)均為軸心線，以兩中心孔定位，不僅符合基準(zhǔn)重合原則，同時符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，還能夠在一次裝夾中加工多處表面，使這些表面具有較高的相對位置精度。上一頁下一頁返回任務(wù)一軸類零件加工因此，只要有可能，總是盡量采用中心孔作為定位基準(zhǔn)。但有時為了提高零件的裝夾剛度，也采用一夾一頂(一頭用卡盤夾緊，一頭使用頂尖)定位。在車削錐孔時，用外圓定位是為了保證錐孔對支撐軸頸的徑向圓跳動要求。磨削錐孔時，按基準(zhǔn)重合原則，應(yīng)選支撐軸頸定位，但由于支撐軸頸為圓錐面，為簡化夾具的結(jié)構(gòu)，故選擇其相鄰的有較高精度的圓柱表面定位。由于空心軸在鉆出通孔后就失去了中心孔，為了能繼續(xù)用雙頂尖定位，一般都采用帶有中心孔的錐堵或錐套心軸。當(dāng)主軸孔的錐度較小時，可用錐堵(如圖5-3(a)所示);當(dāng)主軸孔的錐度較大或為圓柱孔時，則用錐套心軸(如圖5-3(b)所示)。堵的中心孔既是錐堵本身制造的定位基準(zhǔn)，又作為主軸加工的精基準(zhǔn)，因此必須有較高的精度，其中心孔與圓錐面要有較高的同軸度要求。另外在使用過程中，應(yīng)盡量減少錐堵的裝拆次數(shù)，以減少安裝誤差。上一頁下一頁返回任務(wù)一軸類零件加工在表5-1主軸工藝過程中，定位基準(zhǔn)的選擇與轉(zhuǎn)換過程如下:以外圓面為粗基準(zhǔn)，銑端面鉆中心孔，為粗車外圓準(zhǔn)備好定位基準(zhǔn);粗車好的外圓又為鉆通孔準(zhǔn)備了定位基準(zhǔn);之后加工前后錐孔，以便安裝錐堵，為半精加工外圓準(zhǔn)備基準(zhǔn)。為提高主軸莫氏錐孔與外圓的同軸度，可互為基準(zhǔn)加工對方。在外圓粗、精磨和鍵槽、花鍵、螺紋加工前先拆下錐堵，用外圓定位粗磨莫氏錐孔，重裝上錐堵后再用兩中心孔定位完成花鍵、螺紋及外圓的加工，最后，用精磨好的軸頸定位終磨莫氏錐孔。另外，為了提高定位基準(zhǔn)的精度和消除高頻淬火產(chǎn)生的變形，安排了反復(fù)修研頂尖孔。上一頁下一頁返回任務(wù)一軸類零件加工(3)加工順序的安排在安排主軸的加工工序時，應(yīng)以支撐軸頸和內(nèi)錐孔的加工作為主線，其他表面的加工穿插進(jìn)行，按先粗后精的順序，逐步達(dá)到零件要求的精度。具體的工序安排還應(yīng)注意:①“基準(zhǔn)先行”。前一工序應(yīng)為后工序準(zhǔn)備基準(zhǔn)。首道加工工序是加工中心孔，為粗車外圓準(zhǔn)備好基準(zhǔn)，后續(xù)的工序也應(yīng)如此，如表5-1中工序11鉆通孔，之后加工兩端錐孔并配錐堵，接著用錐堵中心孔定位鉆大端軸向孔;工序20磨削莫氏錐孔，將基準(zhǔn)精度提高后作為加工花鍵、螺紋和外圓各表面的精基準(zhǔn);精加工后的外圓表面又作為莫氏錐孔終磨的精基準(zhǔn)。由此可以看出，整個工藝過程是貫穿“基準(zhǔn)先行”原則的。上一頁下一頁返回任務(wù)一軸類零件加工②先大端后小端。安排外圓各表面的加工順序時，一般先加工大端外圓，再加工小端外圓，避免一開始就降低工件的剛度。③鉆孔工序的安排。鉆通孔屬于粗加工，應(yīng)靠前，但鉆孔后定位用的中心孔消失，不便定位。所以，深孔加工應(yīng)安排在外圓粗車或半精車之后，這時就有較精確的軸頸定位(搭中心架用)，避免使用錐堵。另外，鉆孔要安排在調(diào)質(zhì)之后進(jìn)行，因為調(diào)質(zhì)處理引起的工件變形較大(孔歪斜)，而鉆通孔無后續(xù)工序糾正這種歪斜變形，主軸孔的歪斜將影響加工時棒料的通過。鉆孔不能安排在外圓精加工之后，因為鉆孔加工是粗加工，發(fā)熱量大，會破壞外圓的加工精度。上一頁下一頁返回任務(wù)一軸類零件加工④次要表面的安排。主軸上的鍵槽、花鍵、螺紋、橫向孔等都屬于次要表面，它們一般都安排在外圓的精車或粗磨之后加工。因為如果在精車前就銑出鍵槽和花鍵，精車外圓時因斷續(xù)切削而產(chǎn)生振動，既影響加工質(zhì)量，又容易損壞刀具。另外，鍵槽的深度也難以控制。但是也不宜放在外圓表面精磨之后，避免破壞主要表面已獲得的精度。主軸上的螺紋是配上螺母后用來調(diào)整軸承間隙或?qū)S承預(yù)緊的，要求螺母的端面與主軸軸線垂直，否則會使軸承歪斜產(chǎn)生回轉(zhuǎn)誤差，另外會使主軸承受彎曲應(yīng)力。這類螺紋的要求較高，若安排在淬火前加工，會因淬火而產(chǎn)生變形甚至開裂。因此，螺紋加工必須安排在局部淬火之后，且其定位基準(zhǔn)應(yīng)與精磨外圓的定位基準(zhǔn)相同，以保證其與外圓的同軸度要求。對于高精度主軸上需要淬硬的螺紋，則必須在外圓精磨后直接用螺紋磨床磨出。上一頁下一頁返回任務(wù)一軸類零件加工(4)主軸加工中的幾個工藝問題①主軸外圓的車削。軸類零件的結(jié)構(gòu)特點是階梯多、槽多、精度要求較高，它的粗加工和半精加工都采用車削。在小批量生產(chǎn)時，多在臥式車床上加工，生產(chǎn)效率低。大批量生產(chǎn)時，常采用多刀加工或液壓仿形加工。多刀加工如圖5-4所示，一般在半自動車床上進(jìn)行。多刀復(fù)合加工走刀距離縮短、調(diào)整軸向尺寸輔助時間減少，可提高生產(chǎn)率。但調(diào)整刀具花費時間較多，而且切削力大，要求機床的功率和剛度也大。圖5-5所示是液壓仿形車削的示意圖。床鞍縱向進(jìn)給，通過觸頭隨樣件4的形狀移動，由液壓隨動閥5使油缸6驅(qū)動中滑板1跟隨觸頭動作，從而車出工件的外圓輪廓。上一頁下一頁返回任務(wù)一軸類零件加工此時，切削各階梯無需調(diào)整，生產(chǎn)效率高，質(zhì)量較穩(wěn)定。由于液壓仿形系統(tǒng)具有通用性，加工對象變化時，更換樣件就可適應(yīng)加工，所以這種方法多用于中、小批量生產(chǎn)。目前生產(chǎn)中用數(shù)控車床加工多階梯軸，不僅切削過程可自動進(jìn)行，加工精度也高于液壓仿形(一般為±0.01mm)，而且只要改變數(shù)控程序和刀具即可適應(yīng)加工對象的變化，所以對大、小批量的生產(chǎn)均適用。車削加工中心則更具有復(fù)合加工能力及自動換刀裝置，可采用工序高度集中的方式加工。例如，車完各外圓后，就可換切槽刀加工溝槽，還可以更換銑刀銑鍵槽或平面、鉆孔、攻螺紋等，除中心孔加工和磨削外，其余大部分表面都有可能在一次裝夾中完成，使零件的生產(chǎn)周期大為縮短。上一頁下一頁返回任務(wù)一軸類零件加工②中心孔的作用與修研方法實踐證明，中心孔的質(zhì)量對軸類零件外圓的加工有很大影響。作為定位基準(zhǔn)，除了中心孔的位置會影響定位精度外，中心孔本身的圓度誤差將直接反映到工件上去。圖5-6所示為磨削外圓時中心孔不圓對工件的影響。受磨削力的作用，工件始終被推向一側(cè)，砂輪與頂尖保持不變的距離為a,因此，工件外圓的形狀就取決于中心孔的形狀。為了提高外圓表面的加工質(zhì)量，修研中心孔是重要手段之一。軸的精度要求越高，需要修研中心孔的次數(shù)就越多。常用的中心孔修研方法如圖5-7所示。圖5-7(a)是用鑄鐵、油石或橡膠砂輪做成頂尖狀作為研具，然后再用尾架頂尖將工作夾持在研具與頂尖之間，在中心孔里加入少許潤滑油，在卡盤高速轉(zhuǎn)動時，手持工件緩緩轉(zhuǎn)動。上一頁下一頁返回任務(wù)一軸類零件加工該方法修研中心孔的質(zhì)量好、效率高、應(yīng)用較多，缺點是研具要經(jīng)常修正。另一種方法是用硬質(zhì)合金制成錐面上帶槽和刃帶的頂尖(如圖5-7(b)所示)修研，通過刃帶對中心孔的切削和擠壓作用提高中心孔的精度。這種方法生產(chǎn)率高，但質(zhì)量稍差。③主軸莫氏錐孔的磨削。主軸錐孔對主軸支撐軸頸的徑向圓跳動公差，是機床的主要精度指標(biāo)之一，因此，磨削是關(guān)鍵工序。磨削主軸錐孔的專用夾具如圖5-8所示。夾具由底座、支架及浮動夾頭三部分組成。支架6固定在底座上，工件軸頸放在支架內(nèi)的V形體上定位，其軸線必須與磨頭中心等高，否則磨出的錐孔會產(chǎn)生雙曲線誤差。上一頁下一頁返回任務(wù)一軸類零件加工后端的浮動夾頭錐柄2裝在磨床頭架主軸錐孔內(nèi)，工件尾部插入彈性套5內(nèi)夾緊，用彈簧8將夾頭外殼9連同工件軸向左拉，通過鋼球4壓向帶有硬質(zhì)合金的錐柄2端面，限制工件的軸向竄動。這樣，工件軸的定位精度將不受內(nèi)圓磨床頭架軸回轉(zhuǎn)精度的影響。3.外圓表面的精密加工當(dāng)外圓的精度在ITS以上，或表面粗糙度為Ra0.2μm以下時，需要在精加工之后再安排精密加工或超精密加工。精密加工的主要方法有:(1)研磨研磨是在研具和工件之間放入研磨劑，施加一定的作用力并給予復(fù)雜的相對運動，通過磨粒和研磨液對工件表面的機械、化學(xué)作用，從工件表面切除一層極薄的金屬而完成光整加工。上一頁下一頁返回任務(wù)一軸類零件加工研具材料應(yīng)比工件軟，常用鑄鐵、青銅等制成，其形狀與工件形狀相適應(yīng)。研磨外圓時，研具為彈性套。手工研磨時，將工件裝在車床卡盤或頂尖上，由主軸帶動低速旋轉(zhuǎn)，手持研具做往復(fù)直線運動。手工研磨簡單、方便，但工作量大、生產(chǎn)率低，研磨質(zhì)量與工人技術(shù)水平有關(guān)，一般適用于單件、小批生產(chǎn)。機械研磨在研磨機上進(jìn)行，適于批量生產(chǎn)。研磨的尺寸一般可達(dá)到IT6~IT4級形狀精度(圓度為0.003~0.001mm，表面粗糙度為Ra0.1~0.08μm。因研磨余量極小(一般為0.005~0.003mm，又沒有強制的運動約束，故不能提高工件的位置精度。上一頁下一頁返回任務(wù)一軸類零件加工(2)超精加工超精加工是用細(xì)粒度的油石，以較小的壓力(約1.5MPa)作用在工件表面上，并做3種運動(如圖5-9所示):工件低速轉(zhuǎn)動、裝在磨頭上的油石沿工件軸向進(jìn)給和高速往復(fù)振動。因此，磨粒在工件表面留下近似正弦曲線的復(fù)雜軌跡。在加工的初期，由于工件表面粗糙，只有少數(shù)的凸峰與油石接觸，比壓大，切削作用強烈;隨著凸峰逐漸磨平，接觸面積增大，比壓降低，切削作用逐漸減弱，而摩擦拋光作用漸強;到最后，工件與油石之間形成液體摩擦的油膜，切削作用停止，完全是拋光作用。超精加工可獲得表面粗糙度Ra值為0.08~0.01μm，其加工余量為0.005~0.025mm,但是它只能磨平工件表面的凸峰，不能糾正形狀和位置誤差。上一頁下一頁返回任務(wù)一軸類零件加工(3)精密及超精密磨削加工精密磨削是指加工誤差為1~0.1μm，表面粗糙度為Ra0.16~0.06μm的磨削工藝;而超精密磨削是指加工誤差在0.1μm以下，表面粗糙度為Ra0.04~0.02μm以下的磨削工藝;鏡面磨削則是表面粗糙度達(dá)Ra0.01μm的磨削工藝。精密磨削的關(guān)鍵技術(shù)在于修整砂輪。如圖5-10所示，普通砂輪表面每一顆磨粒就是一個切削刃(如圖5-10(a)所示)，由于這些磨粒不等高，較突出的磨粒在工件表面切出較深的痕跡，使加工表面粗糙。精細(xì)修整砂輪后，使磨粒形成更細(xì)的微刃，且具有等高性(如圖5-10(b)所示)。當(dāng)這種微刃達(dá)到半鈍化狀態(tài)時(如圖5-10(c)所示)，磨削的切削作用降低，但在壓力作用下，能產(chǎn)生摩擦拋光作用，使工件獲得很細(xì)的表面粗糙度。上一頁下一頁返回任務(wù)一軸類零件加工超精密磨削采用人造金剛石、立方氮化硼等超硬磨料，用等高的微刃進(jìn)行超微量切削;鏡面磨削的特點是用半鈍化的微刃對工件表面進(jìn)行摩擦、擠壓和拋光作用形成鏡面，最后進(jìn)行反復(fù)多次的無火花清磨。上一頁返回任務(wù)二套類零件加工一、概述1.套類零件的功用與結(jié)構(gòu)特點套類零件在機械產(chǎn)品中的應(yīng)用很廣，其主要作用是支撐運動軸，如軸承、鉆套、鏜套、氣缸套、液壓缸等，其結(jié)構(gòu)如圖5-11所示。套類零件的結(jié)構(gòu)特點是:長度大于直徑;主要由同軸度要求較高的內(nèi)外旋轉(zhuǎn)表面組成;零件壁的厚度較薄、易變形等。2.套類零件的技術(shù)要求(1)孔的要求孔是套類零件起支撐和導(dǎo)向作用最主要的表面，通常與運動著的軸、刀具或活塞等相配合。下一頁返回任務(wù)二套類零件加工孔的直徑尺寸公差一般為IT7級，精密軸套為IT6級?？椎男螤罹纫话憧刂圃诳讖焦钪畠?nèi)，精密套筒應(yīng)控制在孔徑公差的1/2~1/3以內(nèi)，或更嚴(yán)格。孔的表面粗糙度Ra值一般在3.2~0.2μm范圍內(nèi)，要求特別高而超出此范圍的，需要采用精密加工工藝。對于氣缸和液壓缸等零件，由于與其相配的活塞上有密封圈，故其尺寸精度要求不高，通常為IT9級，為保證密封性和相對運動的特性，孔的形狀精度和表面粗糙度要求卻很高。(2)外圓面的要求外圓是套筒的支撐面，常以過盈配合或過渡配合裝人箱體或機架。外徑尺寸公差為IT6~IT7級，形狀精度控制在外徑公差以內(nèi)，表面粗糙度Ra值一般為3.2~0.4μm。上一頁下一頁返回任務(wù)二套類零件加工(3)位置精度要求孔的位置精度有孔與外圓的同軸度以及端面對孔、外圓的垂直度，一般為0.01~0.05mm。孔的位置精度是套類零件加工時要重點考慮和保證的。3.套類零件的材料與毛坯套類零件一般用鋼、鑄鐵、青銅或黃銅等制成，有些滑動軸承采用雙金屬結(jié)構(gòu)，即以離心鑄造法在鋼或鑄鐵壁上澆注巴氏合金等軸承合金材料，既保證基體有一定的強度，又使工作表面具有減摩性，并節(jié)省了貴重的有色金屬。套筒的毛坯選擇與其材料、結(jié)構(gòu)、尺寸及生產(chǎn)批量有關(guān)。孔徑小的套筒，一般選擇熱軋鋼或冷拉棒料，也可采用實心鑄件。孔徑大的套筒，常選擇無縫鋼管或帶孔的鑄件或鍛件。大批量生產(chǎn)時，采用冷擠壓和粉末冶金等工藝，可節(jié)約材料和提高生產(chǎn)率。上一頁下一頁返回任務(wù)二套類零件加工二、套類零件加工工藝分析1.套類零件加工工藝過程長套筒和短套筒的裝夾及加工方法有很大差別，圖5-12所示為一個短襯套，材料為鑄造錫青銅，中批生產(chǎn)。圖5-13所示是一個液壓缸的簡圖，材料為20鋼，屬于長套筒零件。兩工件的加工工藝分別列于表5-2和表5-3。2.套類零件加工的工藝特點(1)保證套類零件內(nèi)外圓同軸度的方法①“一刀下”，即在一次裝夾中完成內(nèi)、外圓柱面和端面的終加工。這時工件內(nèi)外圓的同軸度及端面與內(nèi)孔的垂直度主要取決于機床的幾何精度，而機床的幾何精度較高，因此，工件的位置精度高。但“一刀下”的加工，一般只適合于小型套類零件的車削加工。上一頁下一頁返回任務(wù)二套類零件加工②先外圓后內(nèi)孔，即先終加工外圓，然后以外圓為精基準(zhǔn)最后加工孔。采用這種方法保證位置精度的關(guān)鍵，是必須采用定心精度高的夾具，如彈性膜片卡盤、液性塑料定心夾具及經(jīng)過就地修磨的三爪自定心卡盤或就地車削的軟爪等。③先內(nèi)孔后外圓。先終加工內(nèi)孔，再以孔為精基準(zhǔn)終加工外圓。這種方法由于所用的夾具(心軸)結(jié)構(gòu)簡單、定心精度高而得到廣泛應(yīng)用。與短套筒不同，加工長套筒外圓時，一般以兩端頂或一夾一頂(一頭夾緊、一頭用尾架頂尖頂)定位，而加工內(nèi)孔時，采用一夾一托(一頭夾緊、一頭用中心架托)。位置精度要求高時，要互為基準(zhǔn)反復(fù)多次加工，與空心主軸的工藝過程有類似之處。上一頁下一頁返回任務(wù)二套類零件加工(2)防止加工中套筒變形的措施套筒零件壁較薄，加工中常因夾緊力、切削力、內(nèi)應(yīng)力和切削熱等因素的影響而產(chǎn)生變形。因此，在工藝上要注意以下問題。①粗精分開。為了減少切削力和切削熱的影響，粗、精加工應(yīng)分開進(jìn)行，使粗加工時產(chǎn)生的變形在精加工中得到糾正。②盡量減少夾緊力的影響。套筒零件徑向的剛度最差，按通常的徑向夾緊很容易產(chǎn)生變形，因此，可使用寬爪卡盤或通過過渡套、彈簧套等來夾緊工件(如圖5-14(a),圖5-14(b)所示)，剛性特別差的或精度高的套筒一般不宜用徑向夾緊，可在端部設(shè)計凸臺結(jié)構(gòu)，采用軸向夾緊或用工藝螺紋夾緊(如圖5-14(c)所示)。上一頁下一頁返回任務(wù)二套類零件加工③減少熱處理變形的影響。一般將熱處理安排在粗、精加工之間，使熱處理變形在精加工中得到糾正。(3)套筒孔加工的幾種工藝方法①深孔加工。一般將孔的長度L與直徑D之比L/D>5的孔稱為深孔。深孔加工時因刀具剛性差使孔的軸線易歪斜，并且因刀具的散熱差、排屑難，給加工帶來困難。為此，深孔加工一般采用工件旋轉(zhuǎn)的方式來減輕軸線歪斜問題，并采用強制冷卻和排屑。深孔鉆削:深孔鉆削是深孔加工的基本方法，單件小批生產(chǎn)時，常采用接長的麻花鉆在臥式車床上進(jìn)行。為了排屑和冷卻刀具，鉆孔每進(jìn)給一小段距離就要退出一次。鉆頭的頻繁進(jìn)退既會影響鉆孔效率，又會增加勞動強度。上一頁下一頁返回任務(wù)二套類零件加工在成批生產(chǎn)中的深孔鉆削，常采用深孔鉆頭在深孔鉆床上進(jìn)行。深孔鏜削:經(jīng)過鉆削的深孔，當(dāng)需要進(jìn)一步提高精度和減小表面粗糙度值時，還可進(jìn)行深孔鏜削。深孔鏜仍在深孔鉆床上進(jìn)行。②孔的珩磨。珩磨屬于孔的光整加工方法之一，其工作原理如圖5-15所示。珩磨所用的磨具是由幾塊粒度細(xì)的磨料(油石)組成的珩磨頭。珩磨頭的油石有3種運動(如圖5-15(a)所示)，即旋轉(zhuǎn)運動、往復(fù)直線運動、加壓力的徑向運動。旋轉(zhuǎn)和往復(fù)直線運動是珩磨的主體運動，這種運動使油石的磨粒在孔表面上的切削軌跡成為交叉而不重復(fù)的網(wǎng)紋(如圖5-15(b)所示)，珩磨過程中油石逐步徑向加壓，當(dāng)珩到要求的孔徑時，壓力為零，珩磨停止。上一頁下一頁返回任務(wù)二套類零件加工珩磨在精磨孔之后進(jìn)行，油石與孔壁接觸面積大，磨粒的切削負(fù)荷很小，切削速度又遠(yuǎn)比普通磨削低，所以發(fā)熱小，不易燒傷孔的表面，并能獲得很高的形狀精度。珩磨的公差尺寸精度可達(dá)IT6級，圓度和圓柱度可達(dá)0.003~0.005mm，表面粗糙度為Ra0.4~0.05μm,甚至可達(dá)Ra0.01μm的鏡面，其交叉網(wǎng)紋表面有利于貯存潤滑液，這尤其適用于各種發(fā)動機的氣缸內(nèi)孔。③孔的滾壓。在精鏜孔的基礎(chǔ)上進(jìn)行滾壓加工，精度可控制在0.01mm內(nèi)，表面粗糙度值Ra0.2μm或更小，工件表面因加工硬化而提高了耐磨性，生產(chǎn)效率高。上一頁返回任務(wù)三箱體類零件加工一、概述1.箱體零件的功用與結(jié)構(gòu)特點箱體是機器的基礎(chǔ)件，其功用是將軸、軸承、齒輪等傳動件按一定的相互關(guān)系連接成一個整體，并實現(xiàn)預(yù)定的運動。因此，箱體的加工質(zhì)量將直接影響機器的性能、精度和使用壽命。箱體零件的結(jié)構(gòu)一般都比較復(fù)雜，呈封閉或半封閉形，且壁薄、厚不均勻。箱體上面大都孔多，其尺寸、形狀和相互位置精度要求都比較高。2.箱體零件的主要技術(shù)要求(1)孔的精度支撐孔是箱體上的重要表面，為保證軸的回轉(zhuǎn)精度和支撐剛度，應(yīng)提高孔與軸承配合精度，其尺寸公差為IT6~IT7，形狀誤差不應(yīng)超過孔徑尺寸公差的一半，嚴(yán)格的可另行規(guī)定。下一頁返回任務(wù)三箱體類零件加工(2)孔與孔的位置精度同軸線上各孔不同軸或孔與端面不垂直，裝配后會使軸歪斜，造成軸回轉(zhuǎn)時的徑向圓跳動和軸向竄動，加劇軸承的磨損。同軸線上支撐孔的同軸度一般為φ0.01~0.03mm。各平行孔之間軸線的不平行，則會影響齒輪的嚙合質(zhì)量。支撐孔之間的平行度為0.03~0.06mm，中心距公差一般為士(0.02~0.08)mm。(3)孔和平面的位置精度各支撐孔與裝配基面間的距離尺寸及相互位置精度也是影響機器與設(shè)備的使用性能和工作精度的重要因素。一般支撐孔與裝配基面間的平行度為0.03~0.1mm。上一頁下一頁返回任務(wù)三箱體類零件加工(4)主要平面的精度箱體裝配基面、定位基面的平面度與表面粗糙度直接影響箱體安裝時的位置精度及加工中的定位精度，影響機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。主要平面間的平行度、垂直度為300:(0.02~0.1)mm。(5)表面粗糙度重要孔和主要平面的表面粗糙度會影響結(jié)合面的配合性質(zhì)或接觸剛度，一般要求主要軸孔的表面粗糙度為Ra0.8~0.4μm，裝配基面或定位基面為Ra3.2~0.8μm，其余各表面為Ra12.5~1.6μm。上一頁下一頁返回任務(wù)三箱體類零件加工3.箱體的材料及毛坯箱體的材料一般采用鑄鐵，或選用HT150~350，常用HT200,因為箱體零件形狀比較復(fù)雜，而鑄鐵容易成型，且具有良好的切削性、吸振性和耐磨性。結(jié)構(gòu)小而負(fù)荷大的箱體可采用鑄鋼件，其成本將比灰鑄鐵件高出許多。一般的箱體鑄件為消除內(nèi)應(yīng)力要進(jìn)行一次時效處理，重要鑄件要增加一次時效，以進(jìn)一步提高箱體加工精度的穩(wěn)定性。鑄鐵毛坯在單件小批生產(chǎn)時，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，通常采用金屬模機器造型，毛坯精度較高，加工余量可適當(dāng)減小。單件小批生產(chǎn)孔徑大于50mm、成批生產(chǎn)大于30mm的孔，一般都鑄出底孔，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。上一頁下一頁返回任務(wù)三箱體類零件加工二、箱體加工的工藝過程箱體的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，形式多樣，其主要加工面為孔和平面。因此，應(yīng)主要圍繞這些加工面和具體結(jié)構(gòu)的特點來制定工藝過程。下面就車床主軸箱的加工過程分析其工藝特點。1.主軸箱的加工工藝過程圖5-16所示為某車床主軸箱簡圖，材料為HT200，大批生產(chǎn)時的工藝過程見表5-4。2.主軸箱加工的工藝特點(1)加工階段的劃分箱體零件的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，壁厚不均勻，并存有鑄造內(nèi)應(yīng)力。箱體零件不僅有較高的精度要求，還要求加工精度的穩(wěn)定性好。上一頁下一頁返回任務(wù)三箱體類零件加工因此，擬訂箱體加工工藝時，要劃分加工階段，以減少內(nèi)應(yīng)力和熱變形對加工精度的影響。劃分階段后還能及時發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷，采取措施，以避免更大浪費。在表5-4中，工序4~8為粗加工階段，通過時效消除內(nèi)應(yīng)力后，再進(jìn)行主要表面的半精加工和精加工，加工余量較小的次要表面安排在外表面精加工之前進(jìn)行。箱體零件一般裝夾比較費時，粗、精加工分開后，必然要分幾次裝夾，這對于小批量生產(chǎn)或用加工中心機床的加工來說顯得很不經(jīng)濟。這時，也可以把粗、精加工安排在一個工序內(nèi)，將粗、精加工工步分開，同時采取相應(yīng)的工藝措施，如在粗加工后將工件松開一點，然后再用較小的夾緊力夾緊工件，使工件因夾緊力而產(chǎn)生的彈性變形在精加工之前得以恢復(fù);減少切削用量、增加走刀次數(shù)、減少切削力和切削熱的影響等。上一頁下一頁返回任務(wù)三箱體類零件加工(2)加工順序為“先面后孔”安排箱體零件的加工順序時，要遵循“先面后孔”的原則，以較精確的平面定位來加工孔。其理由為:一是孔比平面難加工，先加工面就為加工孔提供了穩(wěn)定可靠的基準(zhǔn)，還能使孔的加工余量均勻;二是加工平面時切除了孔端面上的不平和夾砂等缺陷，減少了刀具的引偏和崩刃。(3)箱體加工定位基準(zhǔn)的選擇箱體的加工工藝隨生產(chǎn)批量的不同有很大差異，定位基準(zhǔn)的選擇也不相同。①粗基準(zhǔn)的選擇。當(dāng)批量較大時，應(yīng)先以箱體毛坯的主要支撐孔作為粗基準(zhǔn)，直接在夾具上定位。采用的夾具如圖5-17所示。上一頁下一頁返回任務(wù)三箱體類零件加工工件先放在預(yù)定位支撐1,4上，箱體側(cè)面緊靠側(cè)支撐7，操縱液壓手柄控制兩短軸6插入主軸孔兩端，兩短軸6上各有3個活動短柱8，分別頂在主軸孔的毛面上，實現(xiàn)了主軸孔的預(yù)定位，同時工件被抬起，脫離了預(yù)定位支撐。為了限制工件繞兩短軸轉(zhuǎn)動的自由度，需調(diào)節(jié)兩可調(diào)支撐3(位于前部)，并用校正板校正Ⅰ軸孔的位置，將輔助支撐2(位于后部)調(diào)整到與箱體底面接觸，再將液壓控制的兩壓塊5伸入兩端孔內(nèi)壓緊工件，完成工件的裝夾。如果箱體零件是單件小批生產(chǎn)，由于毛坯的精度較低，不宜直接用夾具定位裝夾，而常采用劃線找正裝夾。上一頁下一頁返回任務(wù)三箱體類零件加工②精基準(zhǔn)的選擇。大批量生產(chǎn)時，在大多數(shù)工序中，以頂面及兩個工藝孔作為定位基準(zhǔn)，符合“基準(zhǔn)統(tǒng)一”的原則，這時箱體口朝下(如圖5-18所示)，其優(yōu)點是采用了統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)，各工序夾具結(jié)構(gòu)類似，夾具設(shè)計簡單;當(dāng)工件兩壁的孔跨距大，需要增加中間導(dǎo)向支撐時，支撐架可以很方便地固定在夾具體上。這種定位方式的缺點是基準(zhǔn)不重合，由于箱體頂面不是設(shè)計基準(zhǔn)，存在基準(zhǔn)不重合誤差，精度不易保證;另外，由于箱口朝下，加工時無法觀察加工情況和測量加工尺寸，也不便調(diào)整刀具。單件、小批生產(chǎn)時一般用裝配基準(zhǔn)即箱體底面作定位基準(zhǔn)，裝夾時箱口朝上，其優(yōu)點是基準(zhǔn)重合，定位精度高，裝夾可靠，加工過程中便于觀察、測量和調(diào)整。其缺點是當(dāng)需要增加中間導(dǎo)向支撐時，就帶來很大麻煩。上一頁下一頁返回任務(wù)三箱體類零件加工由于箱底是封閉的，中間支撐只能用圖5-19所示的吊架從箱體頂面的開口處伸入箱體內(nèi)。因每加工一個零件吊架需裝卸一次，所需輔助時間多，且吊架的剛性差，制造和安裝精度也不可能很高，影響了箱體的加工質(zhì)量和生產(chǎn)率。(4)箱體的孔系加工箱體上一系列有相互位置精度要求的孔稱為孔系?？紫悼煞譃槠叫锌紫?、同軸孔系和交叉孔系。保證孔系的位置精度是箱體加工的關(guān)鍵。由于箱體的結(jié)構(gòu)特點，孔系的加工方法大多采用鏜孔。①對于平行孔系，主要保證各孔軸線的平行度和孔距精度。根據(jù)箱體的生產(chǎn)批量和精度要求的不同，有以下幾種加工方法。上一頁下一頁返回任務(wù)三箱體類零件加工a.找正法。這是靠工人在通用機床(鏜床、銑床)上利用輔助工具來找正要加工孔的正確位置的加工方法。加工前按照圖紙要求在箱體毛坯上劃出各孔的加工位置線，然后按劃好的線調(diào)整加工。此法劃線和找正時間較長，生產(chǎn)率低，加工出來的孔距精度也一般在0.5~1mm左右。若再結(jié)合試切法，經(jīng)過幾次測量、調(diào)整，可達(dá)到較高的孔距精度，但加工時間較長。用樣板或塊規(guī)找正有可能獲得較高的孔距精度，但對操作者的技術(shù)要求很高，所需的輔助時間也較多。找正法所需設(shè)備簡單，適于單件、小批生產(chǎn)。上一頁下一頁返回任務(wù)三箱體類零件加工b.鏜模法。鏜模法是用鏜床夾具來加工的方法。使用鏜模來加工孔系，孔的位置精度完全由鏜模決定，與機床的精度無關(guān)，加工時的剛性好，生產(chǎn)率高。在大批量生產(chǎn)時，還可在組合機床上進(jìn)行多軸、多刀以及多方向加工。用鏜模法加工的孔距精度在0.1mm左右，加工質(zhì)量比較穩(wěn)定。因為鏜模成本高，故一般用于成批生產(chǎn)。c.坐標(biāo)法。在坐標(biāo)鏜床上加工孔系的方法。此法先將箱體加工孔的孔距尺寸換算成為兩個互相垂直的坐標(biāo)尺寸，然后按此坐標(biāo)尺寸精確地調(diào)整機床主軸與工件的相對位置，加工出平行孔系。根據(jù)坐標(biāo)鏜床上坐標(biāo)讀數(shù)精度不同，坐標(biāo)法能達(dá)到的孔距精度在0..05~005mm，精度較高，但生產(chǎn)率低，適用于單件、小批生產(chǎn)。上一頁下一頁返回任務(wù)三箱體類零件加工d.數(shù)控法。數(shù)控法的加工原理源于坐標(biāo)法。將加工要求編成指令程序，由數(shù)控系統(tǒng)按指令完成加工，精度和生產(chǎn)率大大提高，當(dāng)加工對象改變時，只要改變程序，即可令機床按新的程序工作，適合各種生產(chǎn)類型。數(shù)控法加工一般在數(shù)控銑鏜床或銑鏜加工中心上進(jìn)行，能保證孔距精度為士0.01mm。②對于同軸孔系，主要保證各同軸孔的同軸度成批生產(chǎn)時，同軸度幾乎都是由鏜模來保證，單件、小批生產(chǎn)時，其同軸度可用下面幾種方法保證。a.利用已加工孔作支撐導(dǎo)向如圖5-20所示，當(dāng)箱體前壁上的孔加工好后，在孔內(nèi)裝一導(dǎo)向套，支撐和導(dǎo)引鏜桿加工后壁上的孔。此法適于加工箱壁較近的同軸孔。上一頁下一頁返回任務(wù)三箱體類零件加工b.利用鏜床后立柱上的導(dǎo)向套支撐導(dǎo)向鏜桿在主軸箱和后立柱之間兩端支撐，剛性提高，但鏜桿要長，調(diào)整麻煩，只適用于大型箱體加工。c.采用調(diào)頭鏜。當(dāng)箱體壁相距較遠(yuǎn)時，可采用調(diào)頭鏜。工件在一次裝夾，鏜好一端后將工作臺回轉(zhuǎn)1800，調(diào)整工作臺位置，使已加工孔與鏜床主軸同軸然后再加工孔。③對于交叉孔系，主要保證各孔軸線的交叉角度(多為900)。成批生產(chǎn)時，交叉角都是由鏜模來保證，單件、小批生產(chǎn)時，用鏜床回轉(zhuǎn)工作臺的轉(zhuǎn)角來保證。上一頁返回任務(wù)四圓柱齒輪加工一、概述齒輪是變速機構(gòu)中最常用的零件之一，其功用是傳遞動力和運動。1.圓柱齒輪的結(jié)構(gòu)特點齒輪由齒圈和輪體兩部分組成，在齒圈上切出直齒、斜齒等齒形，而輪體的結(jié)構(gòu)可以是實心軸或帶孔的盤。由于齒輪輪體的結(jié)構(gòu)形狀直接影響齒輪的工藝性，所以，齒輪多以輪體的結(jié)構(gòu)形狀來分類，如圖5-21所示。圖5-21中的扇形齒輪屬于齒圈不完整的齒輪，齒條是齒圈半徑無限大的齒輪。各種結(jié)構(gòu)形式的齒輪中，以盤類齒輪的應(yīng)用最廣。一個圓柱齒輪可以有一個或多個齒圈。多齒圈的齒輪結(jié)構(gòu)有時會妨礙加工，這時可將齒輪做成幾個單齒圈齒輪的組合結(jié)構(gòu)。下一頁返回任務(wù)四圓柱齒輪加工2.圓柱齒輪傳動的精度要求國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T10095-2001規(guī)定齒輪及齒輪副有12個精度等級，其中1,2級為尚待開發(fā)的超高精度等級，通常稱3,4級為超高精度，5,6級為精密級，7,8級為普通級，9~12級為低精度級。圓柱齒輪的傳動精度包括以下4個方面:(1)運動精度所規(guī)定的是傳遞運動的準(zhǔn)確性。要求齒輪能準(zhǔn)確的傳遞運動，傳動比恒定，即在齒輪轉(zhuǎn)動中，轉(zhuǎn)角誤差不超過一定范圍。(2)工作平穩(wěn)性要求齒輪傳遞運動平穩(wěn)，沖擊、振動和噪聲要小。這就要求限制齒輪傳動瞬時傳動比的變化，也就是要限制短周期內(nèi)的轉(zhuǎn)角誤差。上一頁下一頁返回任務(wù)四圓柱齒輪加工(3)接觸精度為保證齒輪在傳動過程中齒面所受載荷分布的均勻性，要求齒輪工作時齒面接觸均勻，并且保證有一定的接觸面積和符合要求的接觸位置，以免因載荷不均勻使接觸應(yīng)力過大，引起輪齒過早局部磨損或折斷。(4)齒側(cè)間隙在齒輪運動中，轉(zhuǎn)動方向相反一側(cè)的非工作齒面間應(yīng)留有一定間隙，以儲存潤滑油，減少磨損，齒側(cè)間隙還可以補償齒輪的誤差和變形，以防止發(fā)生卡死或齒面燒灼現(xiàn)象。上一頁下一頁返回任務(wù)四圓柱齒輪加工3.齒輪的材料、熱處理與毛坯(1)齒輪的材料與熱處理齒輪的材料應(yīng)根據(jù)其用途和工作條件來選擇。一般齒輪常選用45鋼或中、低碳合金鋼，如20Cr,40Cr,20CrMnTi等;低速重載的齒輪傳動，齒易折斷又易磨損，應(yīng)選用綜合力學(xué)性能好、齒面硬度也高的材料，如18CrMnTi滲碳淬火;速度較高的傳動齒輪，齒面易產(chǎn)生疲勞點蝕，所以齒面硬度要高，可用38CrMoAI滲氮;非傳力齒輪可以用不淬火鋼、鑄鐵、夾布膠木或尼龍等材料。齒輪毛坯一般安排正火處理，中碳鋼可在齒坯粗加工后安排調(diào)質(zhì)處理，齒形加工后根據(jù)需要安排齒面高頻感應(yīng)加熱淬火、滲碳淬火或滲氮處理。上一頁下一頁返回任務(wù)四圓柱齒輪加工(2)齒輪的毛坯齒輪的毛坯形式主要有棒料、鍛件和鑄件。棒料用于小尺寸、結(jié)構(gòu)簡單且對強度要求不高的齒輪。當(dāng)齒輪要求強度高、耐磨及耐沖擊時，多用鍛件。直徑大于400~600mm的齒輪，常用鑄造齒坯。為了減少機械加工量，對大尺寸、低精度的齒輪，可以直接鑄出輪齒;對于小尺寸、形狀復(fù)雜的齒輪，可采用精密鑄造、壓力鑄造、精密鍛造、粉末冶金、熱軋和冷擠等新工藝制造出具有輪齒的齒坯。二、圓柱齒輪的加工工藝1.圓柱齒輪的加工工藝過程齒輪加工的工藝路線應(yīng)根據(jù)齒輪材質(zhì)和熱處理要求、齒輪結(jié)構(gòu)及尺寸大小、精度要求、生產(chǎn)批量和工廠的生產(chǎn)條件而定。上一頁下一頁返回任務(wù)四圓柱齒輪加工一般可歸納成如下的工藝路線。毛坯制造→齒坯熱處理→齒坯加工→檢驗→齒形加工→齒端加工→齒面熱處理→精基準(zhǔn)修正→齒形精加工一檢驗。圖5-22所示為一雙聯(lián)齒輪，材料為40Cr，齒面高頻淬火，精度為5級，齒部熱處理;52HRC。其加工工藝過程如表5-5所示。2.圓柱齒輪加工的工藝特點(1)定位基準(zhǔn)選擇齒輪的內(nèi)孔是齒圈的設(shè)計基準(zhǔn)和齒輪的裝配基準(zhǔn)。應(yīng)盡量用內(nèi)孔作為齒輪加工的定位基準(zhǔn)。對于帶孔齒輪，一般選擇內(nèi)孔和一個端面作為定位基準(zhǔn)，表5-5中從工序5開始就一直以花鍵孔和一端面作定位基準(zhǔn)。對于小直徑軸齒輪，可采用兩端的中心孔作統(tǒng)一的定位基準(zhǔn);對于大直徑的軸齒輪，通常以支撐軸頸和一個較大的端面定位。上一頁下一頁返回任務(wù)四圓柱齒輪加工定位基準(zhǔn)的精度對齒輪的加工精度，尤其對齒輪的齒圈徑向圓跳動和齒向精度影響很大，而提高定位基準(zhǔn)的精度并不困難，因此，實踐中常壓縮標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的齒坯公差，來提高齒輪的加工精度。(2)齒坯加工齒輪的加工分兩部分，即齒坯加工和齒形加工。齒坯加工的內(nèi)容包括:齒坯的端面、孔(帶孔齒輪)、中心孔(軸齒輪)以及外圓加工。齒坯內(nèi)孔的加工主要采用以下3種方案:①鉆-打-鉸。②鉆-打-拉-磨。③鏜-拉-磨。上一頁下一頁返回任務(wù)四圓柱齒輪加工齒坯外圓和端面主要采用車削加工。大批量生產(chǎn)時，常采用高生產(chǎn)率的機床加工齒坯;單件小批生產(chǎn)時，一般采用臥式車床加工齒坯。但必須注意內(nèi)孔和基準(zhǔn)端面的精加工應(yīng)在一次安裝內(nèi)完成，并在基準(zhǔn)端面上作記號。(3)齒形加工齒形加工是整個齒輪加工的關(guān)鍵工序。齒形加工方案主要取決于齒輪精度、結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)類型、齒輪熱處理及工廠的現(xiàn)有生產(chǎn)條件。常用的齒形加工方案如下:①9級精度以下齒輪。單件、小批生產(chǎn)時可采用銑齒。②8級精度以下的齒輪。調(diào)質(zhì)齒輪用滾齒或插齒加工。對于淬硬齒輪可采用滾齒或插齒-齒端加工-淬火-校正孔的加工方案。但在淬火前齒形加工的精度應(yīng)提高一級。上一頁下一頁返回任務(wù)四圓柱齒輪加工③6~7級精度齒輪。對于淬硬齒輪可采用:滾(或插)齒-齒端加工-剃齒-表面淬火-校正-一珩齒。如齒面不需淬硬，則上述工藝路線到剃齒為止。這種方案生產(chǎn)率高，設(shè)備簡單，成本較低，適于成批或大量生產(chǎn)齒輪。④5級精度以上齒輪。一般采用粗滾齒-精滾齒-齒端加工-淬火-校正基準(zhǔn)-粗磨齒-精磨齒。磨齒是目前齒形加工中精度最高、表面粗糙度值最小的一種加工方法。但一般的磨齒方法生產(chǎn)率低，成本高。(4)齒端加工齒端的加工方式有:倒圓、倒尖、倒棱和去毛刺。經(jīng)齒端加工后的齒輪，在沿軸向移動換擋時容易嚙合，特別是倒尖后的齒輪，可以在齒輪轉(zhuǎn)動過程中換擋變速(如用于汽車變速箱中的齒輪)。上一頁下一頁返回任務(wù)四圓柱齒輪加工倒棱后齒端去掉了銳邊，可避免在熱處理時因應(yīng)力集中而產(chǎn)生微裂紋。齒端倒圓因其相對較方便而應(yīng)用最多。(5)精基準(zhǔn)的修整齒輪淬火后其內(nèi)孔常發(fā)生變形，內(nèi)徑可縮小0.01~0.05mm，為保證齒形精加工質(zhì)量需要對基準(zhǔn)孔進(jìn)行修整。修整的方案一般采取推孔或磨孔。三、圓柱齒輪齒形的加工方法1.成型法加工齒形用與齒輪齒槽形狀完成相符的成型刀具加工出齒形的方法稱為成型加工法。常用的方法有銑齒和拉齒等。上一頁下一頁返回任務(wù)四圓柱齒輪加工銑刀每次進(jìn)給只能加工出齒輪的一個齒槽，然后按齒輪的齒數(shù)進(jìn)行分度，再加工下一個齒槽。這種方法的優(yōu)點是所用刀具和機床的機構(gòu)比較簡單，其缺點是:同一模數(shù)的齒輪只要齒數(shù)不同齒形曲線就不同，若要加工出準(zhǔn)確的齒形，就要備有數(shù)量很多的成型刀具，這顯然是不經(jīng)濟的。通常情況下，工具廠供應(yīng)的齒輪銑刀，每種模數(shù)只有8把或巧把刀具，每種刀具適用加工一定齒數(shù)范圍的一組齒輪。每把刀具的齒形曲線是按其加工范圍內(nèi)的最小齒數(shù)制造的，當(dāng)用于加工其他齒數(shù)的齒輪時，均存在不同程度的尺寸誤差。同時由于分度裝置的誤差，銑齒加工的精度等級只能達(dá)到9~10級，生產(chǎn)率不高，常用于單件、小批生產(chǎn)及修配業(yè)中。拉齒一般用于加工內(nèi)齒輪，其特點是生產(chǎn)率高，但拉刀的成本很高。上一頁下一頁返回任務(wù)四圓柱齒輪加工2.展成法加工齒形展成法加工齒形是利用齒輪嚙合的原理，將刀具和工件模擬成一對齒輪副做嚙合運動(即展成運動)，在運動過程中把齒坯切成齒形的。常見的展成法加工有插齒、滾齒，剃齒、珩齒和磨齒等，其中插齒和滾齒是齒形的粗加工方法，后幾種都是齒形的精加工方法。(1)插齒①插齒的加工原理。插齒的加工原理類似于一對軸線平行的圓柱齒輪嚙合，其中一個是齒坯，另一個是在端面磨有前角，齒頂與齒側(cè)均磨有后角的齒輪，如圖5-23(a)所示。在加工過程中，刀具每往復(fù)運動一次，僅切出齒槽很小的一部分，工件齒槽的齒形曲線是由插齒刀刃多次切削包絡(luò)線形成的，如圖5-23(b)所示。上一頁下一頁返回任務(wù)四圓柱齒輪加工