第2章 典型零件加工

第二章典型零件加工第一節(jié)軸、套類零件加工第二節(jié)箱體類零件加工第三節(jié)圓柱齒輪加工第一節(jié)軸、套類零件加工一、軸類零件概述(一)軸類零件功用與結(jié)構(gòu)特點軸類零件是機器中的主要零件之一它通常被用于支承傳動零件(回輪、帶輪等).承受載荷、傳遞轉(zhuǎn)矩以及保證裝在軸上的零件的回轉(zhuǎn)精度。軸是旋轉(zhuǎn)體零件.其長度大于直徑。其加工表面通常有內(nèi)外圓柱面、圓錐面、螺紋、花鍵、橫孔、溝槽等。圖2一1為幾種結(jié)構(gòu)形狀的軸類零件。下一頁返回第一節(jié)軸、套類零件加工

軸類零件的分類方式較多.若按承受載荷類型不同.軸可分為心軸(只承受彎矩)、傳動軸(只承受扭矩)和轉(zhuǎn)軸(同時承受彎矩和扭矩);按其結(jié)構(gòu)形狀的特點.軸可分為光軸、階梯軸、空心軸和異形軸(包括曲軸、凸輪軸和偏心軸等)四類;若按軸的長度和直徑的比例來分.軸可分為剛性軸和撓性軸兩類等。下一頁返回上一頁第一節(jié)軸、套類零件加工(二)軸類零件主要技術(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)。

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。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。下一頁返回上一頁第一節(jié)軸、套類零件加工(三)軸類零件的材料和毛坯一般軸類零件常用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。精度較高的軸.有時還用GCr15軸承鋼和65Mn彈簧鋼等材料.對于在高轉(zhuǎn)速、重載荷等條件下工作的軸.可選用20CrMnTi,20Mn2B,20Cr:等低碳合金鋼或38CrMoAl中碳合金滲氮鋼.下一頁返回上一頁第一節(jié)軸、套類零件加工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(fù)雜的軸(如曲軸).在質(zhì)量允許時才采用鑄件(鑄鋼或球墨鑄鐵)。由于毛坯經(jīng)過加熱鍛造后.能使金屬內(nèi)部的纖維組織沿表面均勻分布.可獲得較高的抗拉、抗彎及抗扭強度.所以除光軸、直徑相差不大的階梯軸可使用熱軋棒料或冷拉棒料外一般比較重要的軸大都采用鍛件.這樣既可改善力學(xué)性能.又能節(jié)約材料、減少機械加工量。根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模的大小.毛坯的鍛造方式有自由鍛和模鍛兩種.下一頁返回上一頁第一節(jié)軸、套類零件加工(四)軸類零件的預(yù)加工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(dāng)采用棒料毛坯時.應(yīng)在車削外圓前按所需長度切斷。切斷可在弓鋸床上進行.高硬度棒料的切斷可在帶有薄片砂輪的切割機上進行。

下一頁返回上一頁第一節(jié)軸、套類零件加工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鍛件或大型鑄件.則需要進行荒車加工.以減少毛坯外圓表面的形狀誤差.使后續(xù)工序的加工余量均勻.下一頁返回上一頁第一節(jié)軸、套類零件加工(五)軸類零件的熱處理軸的質(zhì)量除與所選鋼材的種類有關(guān)外.還與熱處理有關(guān)。軸的鍛造毛坯在機械加工之前.均需進行正火或退火處理。使鋼材的晶粒細化。以消除鍛造后的殘余應(yīng)力.降低毛坯硬度.改善切削加工性能。

下一頁返回上一頁第一節(jié)軸、套類零件加工凡要求局部表面淬火以提高耐磨性的軸.須在淬火前安排調(diào)質(zhì)處理。當(dāng)毛坯余量較大時.調(diào)質(zhì)放在粗車之后、半精車之前.以便使粗車產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力得以在調(diào)質(zhì)時消除;當(dāng)毛坯余量較小時.調(diào)質(zhì)可放在粗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.故對精度有一定要求。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及粗磨之后還需低溫時效處理.以消除淬火及磨削中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力和殘余奧氏體.控制尺寸穩(wěn)定;對于整體淬火的精密主軸.在淬火粗磨后.要經(jīng)過較長時間的低溫時效處理;對于精度要求更高的主軸.在淬火之后.還要進行定性處理.定性處理一般采用冰冷處理方法.以進一步消除加工應(yīng)力.保持主軸精度。下一頁返回上一頁第一節(jié)軸、套類零件加工(六)工藝過程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。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(yù)加工→車削外圓→銑鍵槽等→熱處理→磨削。下一頁返回上一頁第一節(jié)軸、套類零件加工1.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，而對于像CA6140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。2.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：粗加工階段半精加工階段、精加工階段。下一頁返回上一頁第一節(jié)軸、套類零件加工3.加工順序的安排和工序的確定工序的確定要按加工順序進行.應(yīng)當(dāng)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)安排在最后下一頁返回上一頁第一節(jié)軸、套類零件加工4.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2)軸端兩頂尖孔的加工3)外圓表面的加工4)深孔加工5)花鍵軸加工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下一頁返回上一頁第一節(jié)軸、套類零件加工(七)主軸加工中的幾個工藝問題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2㎜的60°錐面.代替中心孔。而當(dāng)通孔直徑較大時.則不官’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。下一頁返回上一頁第一節(jié)軸、套類零件加工2.頂尖孔的研磨因熱處理、切削力、重力等的影響.常常會降低頂尖孔的精度.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。下一頁返回上一頁第一節(jié)軸、套類零件加工3.外圓加工方法1)外圓表面的車削加工2)外圓表面的磨削加工3)外圓表面的精密加工4)外圓表面超精加工5)研磨6)滾壓加工下一頁返回上一頁第一節(jié)軸、套類零件加工4.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:工件不動.刀具轉(zhuǎn)動并送進.工件轉(zhuǎn)動.刀具做軸向送進運動.工件轉(zhuǎn)動.同時刀具轉(zhuǎn)動并送進.2)深孔加工的冷卻與排屑下一頁返回上一頁第一節(jié)軸、套類零件加工二、典型軸類零件加工工藝分析(一)臥式車床主軸加工工藝過程1.臥式車床主軸技術(shù)條件的分析1)支承軸頸的技術(shù)要求2)錐孔的技術(shù)要求3)短錐的技術(shù)要求4)空套齒輪軸頸的技術(shù)要求5)螺紋的技術(shù)要求下一頁返回上一頁第一節(jié)軸、套類零件加工2.加工工藝過程生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn);材料為45鋼;毛坯為模鍛件。經(jīng)過對主軸的結(jié)構(gòu)特點與技術(shù)要求的分析后.根據(jù)生產(chǎn)批量、設(shè)備條件等因索.考慮主軸的工藝過程.下一頁返回上一頁第一節(jié)軸、套類零件加工3.工藝過程分析從上述加工工藝過程可以看出.在擬定主軸工藝過程時.應(yīng)考慮下列一些共同性的問題。1)合理選擇定位基準面2)加工階段劃分3)應(yīng)安排足夠的熱處理工序4)加工順序的安排下一頁返回上一頁第一節(jié)軸、套類零件加工(二)冷軋工作輥零件加工工藝過程冷軋工作輥是冷軋機的關(guān)鍵零件之一。它在工作過程中直接與軋制的金屬板材接觸并使金屬發(fā)生變形.因此冷軋輥不僅應(yīng)有相當(dāng)高的表面硬度和小的表面粗糙度參數(shù)值.而且應(yīng)有足夠的抵抗扭轉(zhuǎn)和彎曲的能力.以保證軋制產(chǎn)品的質(zhì)量和軋輥的使用壽命。冷軋輥的幾何形狀不復(fù)雜.但工藝過程較復(fù)雜.工序多、生產(chǎn)周期長.這是冷軋輥的技術(shù)要求所決定的。下一頁返回上一頁第一節(jié)軸、套類零件加工1.冷軋輥的技術(shù)要求冷軋輥的主要技術(shù)要求有以下幾點。(1)為了保證軋輥的強度及使用壽命.軋輥的材料、化學(xué)成分必須符合性能要求，且要求各處硬度均勻一致.有效淬火層深度應(yīng)超過輥身半徑的4%~5%;輥頸表面硬度應(yīng)達到35~50HS。(2)軋輥表面不應(yīng)有肉眼可見的缺陷.下一頁返回上一頁第一節(jié)軸、套類零件加工(3)為了保證軋板質(zhì)量.避免板材厚薄不均勻和不平整.輥頸和輥身的圓度要求其允差分別應(yīng)小于0.03㎜與0.035㎜,輥頸與輥身的圓柱度允差也分別小于0.03㎜與0.035㎜,輥頸與輥身的同軸度誤差應(yīng)小于0.05㎜。(4)軋輥兩端之槽須按樣板加工.槽中心線對軋輥軸線的位置度公差為0.1㎜.而兩槽中心線的位置度公差不得大于0.05㎜.不然將影響兩端鍵受力的均勻性。(5)成對工作輥直徑差不得大于0.2㎜.不然將引起板材兩面軋制速度不同.使板材發(fā)生翹曲。下一頁返回上一頁第一節(jié)軸、套類零件加工

2.冷軋輥的毛坯與熱處理按技術(shù)要求.冷軋輥應(yīng)選用高強度、高韌度.并具有良好淬硬性和淬透性的材料。在機械加工前.鍛件須經(jīng)退火處理.以消除內(nèi)應(yīng)力。粗加工后再進行調(diào)質(zhì)處理.目的是要進一步消除內(nèi)應(yīng)力并改善金屬組織、提高力學(xué)性能。為保證熱處理質(zhì)量.在調(diào)質(zhì)處理前.須詳細檢查零件的各部情況。冷軋輥的淬火處理是軋輥制造過程中的關(guān)鍵工序之一，一般在最后精加工之前進行.以提高其表面硬度.大型冷軋輥的淬火工藝相當(dāng)復(fù)雜.也是影響軋輥使用壽命的重要因索。目前主要應(yīng)用中頻電感應(yīng)加熱淬火.但缺點是加熱速度快、加熱層淺且表面溫度高、里層溫度低.過渡區(qū)存在較大內(nèi)應(yīng)力。

下一頁返回上一頁第一節(jié)軸、套類零件加工3.冷軋輥的機械加工工藝冷軋輥加工工藝的主要特點:工藝過程長、熱處理工序多.淬火后須經(jīng)兩次退火.這是由于冷軋輥淬火后表面硬度高且有效深度深.經(jīng)過激冷和深冷而存在較大內(nèi)應(yīng)力.所以須經(jīng)兩次退火來消除另外.粗磨后的低溫退火也可消除粗磨時產(chǎn)生的磨削應(yīng)力。下一頁返回上一頁第一節(jié)軸、套類零件加工

工藝過程可分四個階段。(1)調(diào)質(zhì)前的機械加工.主要是粗加工(粗車外圓與鉆中心通孔)切除鍛件大部分余量.為調(diào)質(zhì)處理作準備。(2)淬火前的機械加工.主要是半精車各部分尺寸.去掉調(diào)質(zhì)過程中軋輥表面形成的退碳層并車到一定尺寸.表面不得有尖棱、凹痕和銳角.并套取試樣.為淬火作準備。(3)淬火后精加工.考慮到淬火變形大、所留余量大.常先車去輥身與輥頸的大部分余量再粗磨削加工.以提高生產(chǎn)率。(4)光整加工.此時主要采用精磨削加工。下一頁返回上一頁第一節(jié)軸、套類零件加工三、絲杠加工工藝分析(一)概述1.絲杠的功用、分類與結(jié)構(gòu)特點絲杠是通過絲杠螺母副將旋轉(zhuǎn)運動變換為執(zhí)行件的直線運動.它不僅要傳遞一定的轉(zhuǎn)矩.而且要準確地傳遞運動可作精密直線分度元件).所以對絲杠的強度、精度和耐磨性都有較高的技術(shù)要求。絲杠按摩擦特性可分為滑動絲杠、滾動絲杠及靜壓絲杠三大類其中滑動絲杠的結(jié)構(gòu)比較簡單、容易加工、應(yīng)用最廣;滾動絲杠摩擦因數(shù)小、制造精度高.適用于高精度、高轉(zhuǎn)速的傳動;靜壓絲杠可減少摩擦損失.用于重載大型機械傳動。機床滑動絲杠的螺紋牙形大多采用梯形.滾珠絲杠螺紋牙形也有多種.應(yīng)用最廣的是雙圓弧形.雙圓弧滾道接觸剛度好、摩擦力小.承載能力強。下一頁返回上一頁第一節(jié)軸、套類零件加工

絲杠結(jié)構(gòu)有整體式與接長式之分.通常絲杠均為單根整體。對于過長的絲杠,由于受熱處理與加工設(shè)備的限制.需采用分段加工.然后逐段連接成整體.稱為接長絲杠。絲杠就其結(jié)構(gòu)形狀來看是細而長的撓性軸.它的長徑比很大一般在20-50左右.剛性很差.加上其結(jié)構(gòu)比較復(fù)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因索。為此.在編制絲杠的工藝過程時.應(yīng)主要考慮如何防止彎曲變形.減少內(nèi)應(yīng)力和提高螺距精度等問題。下一頁返回上一頁第一節(jié)軸、套類零件加工

2.絲杠的技術(shù)要求機床梯形螺紋絲杠、螺母精度分為6個等級(4一9級).有關(guān)精度等級見表2一1.3.絲杠材料及熱處理在絲杠材料選擇時.應(yīng)注意以下幾點。(1)絲杠材料要有足夠的強度.以保證傳遞一定的動力。(2)金相組織要有較高的穩(wěn)定性.以保證絲杠在長期使用中不喪失原有的精度(3)具有良好的熱處理工藝(淬透性好、熱處理變形小、不易產(chǎn)生裂紋).并能獲得較高的硬度、良好的耐磨性(4)應(yīng)有良好的加工性、易切削、不易發(fā)生粘刀或啃刀。

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(二)細長軸車削加工特點細長軸車削時容易產(chǎn)生彎曲變形.引起彎曲變形的主要因素如下：①工件自重影響。②背向切削力的影響。③切削熱的影響。④內(nèi)應(yīng)力的影響。⑤離心力的影響。下一頁返回上一頁第一節(jié)軸、套類零件加工

1)機械加工方面的措施(1)合理選擇車刀角度(2)車外圓時采用跟刀架作輔助支承.以提高工件剛性(3)采用大進給反向車削法(4)合理選用糾正絲杠彎曲變形的方法(5)合理選擇切削用量和工序余量(6)充分使用切削液

2)合理存放絲杠絲杠屬細長軸.容易產(chǎn)生彎曲變形.因此在存放絲杠時一般應(yīng)采用垂直吊掛。另外絲杠加工完后裝夾在車床上的時間也不宜太長。下一頁返回上一頁第一節(jié)軸、套類零件加工四、套筒類零件概述(一)套筒類零件的功用與結(jié)構(gòu)套筒類零件是機械中常見的一種零件.它的應(yīng)用范圍很廣。如支承旋轉(zhuǎn)軸的各種形式的滑動軸承、夾具上引導(dǎo)刀具的導(dǎo)向套、內(nèi)燃機氣缸套、液壓系統(tǒng)中的液壓缸以及一般用途的套筒.由于其功用不同.套筒類零件的結(jié)構(gòu)和尺寸有著很大的差別.但其結(jié)構(gòu)上仍有共同點.即零件的主要表面為同軸度要求較高的內(nèi)外圓表面;零件壁的厚度較薄且易變形;零件長度一般大于直徑等。下一頁返回上一頁第一節(jié)軸、套類零件加工

1.套筒類零件的技術(shù)要求套筒類零件的主要表面是孔和外圓.其主要技術(shù)要求如下。1)孔的技術(shù)要求孔是套筒類零件起支承或?qū)蜃饔玫淖钪饕砻?通常與運動的軸、刀具或活塞相配合。孔的直徑尺寸公差等級一般為IT7.精密軸套可達IT6.氣缸和液壓缸由于與其配合的活塞上有密封圈.要求較低.通常取IT9?？椎男螤罹葢?yīng)控制在孔徑公差以內(nèi)一些精密套筒控制在孔徑公差的1/3~1/2.甚至更嚴。對于長的套筒.除了圓度要求以外.還應(yīng)注意孔的圓柱度。為了保證零件的功用和提高其耐磨性·孔的表面粗糙度值為Ra1.6~0.16μm。要求高的精密套筒表面粗糙度值可達Ra0.04μm。下一頁返回上一頁第一節(jié)軸、套類零件加工

2)外圓表面的技術(shù)要求外圓是套筒類零件的支承面.常以過盈配合或過渡配合與箱體或機架上的孔相連接。外徑尺寸公差等級通常取IT6~7.其形狀精度控制在外徑公差以內(nèi).表面粗糙度值為Ra3.2~0.63μm。3)孔與外圓的同軸度要求當(dāng)孔的最終加工是將套筒裝人箱體或機架后進行時.套筒內(nèi)外圓間的同軸度要求較低;若最終加工是在裝配前完成的.則同軸度要求較高一般為Ф0.01~Ф0.05㎜.4)孔軸線與端面的垂直度要求套筒的端面(包括凸緣端面)若在工作中承受載荷.或在裝配和加工時作為定位基準.則端面與孔軸線垂直度要求較高一般為0.01~0.05㎜.下一頁返回上一頁第一節(jié)軸、套類零件加工2.套筒類零件的材料與毛坯套筒類零件一般用鋼、鑄鐵、青銅或黃銅制成。有些滑動軸承采用雙金屬結(jié)構(gòu).以離心鑄造法在鋼或鑄鐵內(nèi)壁上澆注巴氏合金等軸承合金材料.既可節(jié)省貴重的有色金屬.又能提高軸承的使用壽命。套筒零件毛坯的選擇與其材料、結(jié)構(gòu)、尺寸及生產(chǎn)批量有關(guān)?？讖叫〉奶淄惨话氵x擇熱軋或冷拉棒料.也可采用實心鑄件;孔徑較大的套筒.常選擇無縫鋼管或帶孔的鑄件、鍛件;大量生產(chǎn)時.可采用冷擠壓和粉末冶金等先進的毛坯制造工藝.既提高生產(chǎn)效率.又節(jié)約材料.下一頁返回上一頁第一節(jié)軸、套類零件加工

(三)套筒類零件的工藝分析一般套筒類零件機械加工中的主要工藝問題是保證內(nèi)外圓的相互位置精度(即保證內(nèi)外圓表面的同軸度以及軸線和端面的垂直度要求)和防止變形.1.保證相互位置精度的方法要保證內(nèi)外圓表面間的同軸度以及軸線與端面的垂直度要求.通?？刹捎孟铝?種工藝方案。(1)在一次安裝中加工內(nèi)外圓表面與端面.(2)全部加工分在幾次安裝中進行.先加工孔.然后以孔為定位基準加工外圓表面.(3)全部加工分在幾次安裝中進行.先加工外圓.然后以外圓表面為定位基準加工內(nèi)孔.下一頁返回上一頁第一節(jié)軸、套類零件加工2.防止變形的方法薄壁套筒在加工過程中.往往由于夾緊力、切削力和切削熱的影響而引起變形.致使加工精度降低。需要熱處理的薄壁套筒.如果熱處理工序安排不當(dāng).也會造成不可校正的變形。防止薄壁套筒的變形.可以采取以下措施。1)減小夾緊力對變形的影響2)減少切削力對變形的影響3)減少熱變形引起的誤差下一頁返回上一頁第一節(jié)軸、套類零件加工

3.套筒類零件內(nèi)孔加工方法及選擇套筒類零件的內(nèi)孔加工方法有以下幾種:鉆孔、擴孔、鎖孔、鉸孔、磨孔、拉孔、珩孔、研磨孔及滾壓加工。其中鉆孔、擴孔與鎖孔作為粗加工與半精加工(鎖孔也可作為精加工).而鉸孔、磨孔、珩孔、研磨孔、拉孔及滾壓加工則為孔的精加工方法。孔加工方法的選擇.需根據(jù)孔徑大小、深度與孔的精度和表面粗糙度.工件結(jié)構(gòu)形狀、材料以及孔在工件上的部位而定?？椎募庸し桨敢姳菊驴准庸し桨傅拇_定.通?？紤]以下特點與原則:下一頁返回上一頁第一節(jié)軸、套類零件加工

①當(dāng)孔徑較小時.大多采用鉆擴鉸方案;其精度與生產(chǎn)率均很高。②當(dāng)孔較大時.大多采用鉆孔后鎖孔或直接鎖孔.以及進一步精加工方案。③箱體上的孔多采用精鏜、浮動鏜孔.缸筒件的孔則多采用精鏜后珩磨或滾壓加工。④淬硬套筒類零件.多采用磨削孔方案。下一頁返回上一頁第一節(jié)軸、套類零件加工五、典型套筒類零件加工工藝

(一)軸承套加工工藝分析1.車由承套的技術(shù)條件和工藝分析2.軸承套的加工工藝(二)液壓缸加工工藝分析液壓缸為典型的長套筒零件.與短套筒零件的加工方法和工件安裝方式都有較大的差別。1.液壓缸的技術(shù)條件和工藝分析2.液壓缸的加工工藝返回上一頁第二節(jié)箱體類零件加工一、概述(一)箱體類零件的功用及結(jié)構(gòu)特點箱體類是機器或部件的基礎(chǔ)零件.它將機器或部件中的軸、套、回輪等有關(guān)零件組裝成一個整體.使它們之間保持正確的相互位置.并按照一定的傳動關(guān)系協(xié)調(diào)地傳遞運動或動力因此.箱體的加工質(zhì)量將直接影響機器或部件的精度、性能和使用壽命。下一頁返回第二節(jié)箱體類零件加工常見的箱體類零件有機床主軸箱、機床進給箱、變速箱體、減速箱體、發(fā)動機缸體和機座等。根據(jù)箱體零件的結(jié)構(gòu)形式不同.可分為整體式箱體和分離式箱體兩大類。前者是整體鑄造、整體加工.加工較困難.但裝配精度高;后者可分別制造.便于加工和裝配.但增加了裝配工作量。箱體的結(jié)構(gòu)形式雖然多種多樣.但仍有共同的主要特點:形狀復(fù)雜、壁薄且不均勻.內(nèi)部呈腔形.加工部位多.加工難度大.既有精度要求較高的孔系和平面.也有許多精度要求較低的緊固孔。因此一般中型機床制造廠用于箱體類零件的機械加工勞動量約占整個產(chǎn)品加工量的15%一20%。下一頁返回上一頁第二節(jié)箱體類零件加工(二)箱體類零件的主要技術(shù)要求、材料、毛坯和熱處理1.箱體零件的主要技術(shù)要求箱體類零件中以機床主軸箱的精度要求最高。以某車床主軸箱.箱體零件的技術(shù)要求主要可歸納如下。1)主要平面的形狀精度和表面粗糙度2)孔的尺寸精度、幾何形狀精度和表面粗糙度3)主要孔和平面相互位置精度下一頁返回上一頁第二節(jié)箱體類零件加工2.箱體的材料及毛坯箱體材料一般選用HT200-400的各種牌號的灰鑄鐵.而最常用的為HT200?；诣T鐵不僅成本低.而且具有較好的耐磨性、可鑄性、可切削性和阻尼特性。在單件生產(chǎn)或某些簡易機床的箱體時.為了縮短生產(chǎn)周期和降低成本.可采用鋼材焊接結(jié)構(gòu)。此外.精度要求較高的坐標鎖床主軸箱則選用耐磨鑄鐵。負荷大的主軸箱也可采用鑄鋼件。在特定條件下.可采用鋁鎂合金或其他鋁合金材料。下一頁返回上一頁第二節(jié)箱體類零件加工毛坯的加工余量與生產(chǎn)批量、毛坯尺寸、結(jié)構(gòu)、精度和鑄造方法等因索有關(guān)。有關(guān)數(shù)據(jù)可查有關(guān)資料及根據(jù)具體情況決定。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.通常采用金屬模機械造型.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50㎜的孔.成批生產(chǎn)大于30㎜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，一些表面不必經(jīng)切削加工即可使用。下一頁返回上一頁第二節(jié)箱體類零件加工3.箱體的熱處理箱體零件一般結(jié)構(gòu)都比較復(fù)雜.壁厚不勻.鑄造時會形成較大的內(nèi)應(yīng)力。為了保證其加工后精度的穩(wěn)定性.在毛坯鑄造之后需安排一次人工時效.以消除其內(nèi)應(yīng)力。通常.對普通精度箱體一般在毛坯鑄造之后安排一次人工時效即可而對一些高精度箱體或形狀特另別復(fù)雜的箱體.應(yīng)在粗加工之后再安排一次人工時效處理.以消除粗加工所造成的內(nèi)應(yīng)力.進一步提高箱體加工精度的穩(wěn)定性。箱體人工時效的方法.除常用的加熱保溫的方法外.還可采用振動時效。下一頁返回上一頁第二節(jié)箱體類零件加工二、箱體類零件加工工藝分析(一)主要表面加工方法的選擇箱體的主要表面有平面和軸承支承孔。主要平面的加工.對于中、小件一般在牛頭刨床或普通銑床上進行。對于大件一般在龍門刨床或龍門銑床上進行。刨削的刀具結(jié)構(gòu)簡單.機床成本低.調(diào)整方便.但生產(chǎn)率低;在大批、大量生產(chǎn)時.多采用銑削;當(dāng)生產(chǎn)批量大且精度又較高時可采用磨削。單件小批生產(chǎn)精度較高的平面時.除一些高精度的箱體仍需手工刮研外一般采用寬刃精刨。當(dāng)生產(chǎn)批量較大或為保證平面間的相互位置精度.可采用組合銑削和組合磨削.下一頁返回上一頁第二節(jié)箱體類零件加工箱體支承孔的加工.對于直徑小于如Ф50㎜的孔一般不鑄出.可采用鉆一擴(或半精鎖)一鉸(或精鎖)的方案。對于已鑄出的孔.可采用粗鎖一半精鎖-精鎖(用浮動鎖刀片)的方案。由于主軸軸承孔精度和表面質(zhì)量要求比其余軸孔高.所以.在精鎖后.還要用浮動鎖刀片進行精細鎖對于箱體上的高精度孔.最后精加工工序也可采用珩磨、滾壓等工藝方法。下一頁返回上一頁第二節(jié)箱體類零件加工

(二)擬定工藝過程的原則1.先面后孔的加工順序箱體主要是由平面和孔組成.這也是其主要表面先加工平面.后加工孔.是箱體加工的一般規(guī)律。一般規(guī)律。因為主要平面是箱體往機器上的裝配基準.先加工主要平面后加工支承孔.使定位基準與設(shè)計基準和裝配基準重合.從而消除因基準不重合而引起的誤差。另外.先以孔為粗基準加工平面.再以平面為精基準加工孔.這樣.可為孔的加工提供穩(wěn)定可靠的定位基準.并且加工平面時切去了鑄件的硬皮和凹凸不平.對后序孔的加工有利.可減少鉆頭引偏和崩刃現(xiàn)象.對刀調(diào)整也比較方便。下一頁返回上一頁第二節(jié)箱體類零件加工2.粗精加工分階段進行粗、精加工分開的原則:對于剛性差、批量較大、要求精度較高的箱體一般要粗、精加工分開進行.即在主要平面和各支承孔的粗加工之后再進行主要平面和各支承孔的精加工。這樣.可以消除由粗加工所造成的內(nèi)應(yīng)力、切削力、切削熱、夾緊力對加工精度的影響.并且有利于合理地選用設(shè)備等。粗、精加工分開進行.會使機床、夾具的數(shù)量及工件安裝次數(shù)增加.使成本提高.所以對單件、小批生產(chǎn)、精度要求不高的箱體.常常將粗、精加工合并在一道工序進行.但必須采取相應(yīng)措施.以減少加工過程中的變形。例如粗加工后松開工件.讓工件充分冷卻.然后用較小的夾緊力、以較小的切削用量.多次走刀進行精加工。下一頁返回上一頁第二節(jié)箱體類零件加工3.合理地安排熱處理工序為了消除鑄造后鑄件中的內(nèi)應(yīng)力.在毛坯鑄造后安排一次人工時效處理.有時甚至在半精加工之后還要安排一次時效處理.以便消除殘留的鑄造內(nèi)應(yīng)力和切削加工時產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。對于特別精密的箱體.在機械加工過程中還應(yīng)安排較長時間的自然時效(如坐標鎖床主軸箱箱體)箱體人工時效的方法.除加熱保溫外.也可采用振動時效。下一頁返回上一頁第二節(jié)箱體類零件加工

(三)定位基準的選擇(1)在選擇粗基準時.通常應(yīng)滿足以下幾點要求。第一，在保證各加工面均有余量的前提下.應(yīng)使重要孔的加工余量均勻.孔壁的厚薄盡量均勻.其余部位均有適當(dāng)?shù)谋诤?。第二，裝人箱體內(nèi)的回轉(zhuǎn)零件(如齒輪、軸套等)應(yīng)與箱壁有足夠的間隙。第三，注意保持箱體必要的外形尺寸此外.還應(yīng)保證定位穩(wěn)定.夾緊可靠。(2)為了保證箱體零件孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的相互位置和距離尺寸精度.箱體類零件精基準選擇常用兩種原則:基準統(tǒng)一原則、基準重合原則。下一頁返回上一頁第二節(jié)箱體類零件加工

(四)箱體零件平面加工方法箱體平面加工常用的方法有刨削、銑削和磨削.在大批量生產(chǎn)中也可采用拉削;此外還有刮研、研磨等光整加工方法。1.刨削刨削是成批生產(chǎn)中平面加工最常采用的加工方法.加工精度一般可達IT6~10.表面粗糙度值Ra12.5~1.6μm。刨削加工的機床、刀具結(jié)構(gòu)簡單·調(diào)整方便·通用性好。

2.銑削銑削是平面加工中最常采用的加工方法.加工精度一般可達IT6~10.表面粗糙度值Ra12.5~0.8μm。下一頁返回上一頁第二節(jié)箱體類零件加工3.磨削平面磨削和其他磨削方法一樣.具有切削速度高、進給量小、尺寸精度易于控制及能獲得較小的表面粗糙度值等特點·加工精度一般可達IT5~9.表面粗糙度值為Ra1.6~0.2μm。4.刮研刮研平面用于末淬火的工件.它可使兩平面之間達到很好的接觸及緊密吻合.能獲得較高的形狀精度和相互位置精度·加工精度一般可達IT5以上，表面粗糙度值Ra1.6~0.1μm。下一頁返回上一頁第二節(jié)箱體類零件加工

(五)箱體零件孔系加工一系列有相互位置精度要求的孔稱為孔系。箱體上的孔不僅孔本身的精度要求高.而且孔距精度和相互位置精度要求也很高.這是箱體加工的關(guān)鍵。孔系可分為平行孔系、同軸孔系和交又孔系.根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模和孔系的精度要求可采用不同的加工方法。1.平行孔系的加工平行孔系的主要技術(shù)要求是各平行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。生產(chǎn)中常采用以下幾種方法。鏜模法、找正法、坐標法。普通鎖床的坐標位移精度不高，為了能獲得精度較高的坐標位移尺寸.可采用下述方法:①用量塊、百分表等精密測量裝置找正坐標尺。②改裝機床，提高其坐標位移精度。③原始孔與鎖孔順序的選擇。下一頁返回上一頁第二節(jié)箱體類零件加工2.同軸孔系的加工同軸孔系的主要技術(shù)要求為同軸線上各孔的同軸度。生產(chǎn)中常采用以下幾種方法。鏜模法、導(dǎo)向法、找正法。3.交叉孔系的加工交叉孔系的主要技術(shù)要求為各孔間的垂直度生產(chǎn)中常采用以下方法:鏜模法、找正法。下一頁返回上一頁第二節(jié)箱體類