《機械制造基礎(chǔ)》課件 模塊7 典型零件加工

典型零件加工（一）《機械制造基礎(chǔ)》12軸類零件的加工——以車床主軸為例箱體類零件的加工——以車床主軸箱為例一、軸類零件的加工——以車床主軸為例車床主軸的功用：傳遞旋轉(zhuǎn)運動和扭矩、支承傳動零件；車床主軸的結(jié)構(gòu)特點：單軸線、階梯軸、空心軸、剛性軸（長徑比小于12）；車床主軸的主要加工表面：內(nèi)外旋轉(zhuǎn)表面（包括圓柱面、錐面）；車床主軸的次要加工表面：鍵槽、花鍵、螺紋、端面結(jié)合孔等。一、軸類零件的加工——以車床主軸為例它的機械加工主要是車削和磨削，其次是銑削和鉆削。一、軸類零件的加工——以車床主軸為例圖7-1-1車床主軸裝配圖一、軸類零件的加工——以車床主軸為例圖7-1-2車床主軸零件圖三處螺紋四處軸承三處齒輪一、軸類零件的加工——以車床主軸為例（一）車床主軸技術(shù)條件分析⒈主軸支承軸頸的技術(shù)要求⒉主軸工作表面的技術(shù)要求⒊空套齒輪軸頸的技術(shù)要求⒋螺紋的技術(shù)要求⒌主軸各表面的表面層要求一、軸類零件的加工——以車床主軸為例（二）主軸的機械加工工藝過程

經(jīng)過對主軸的分析，即可根據(jù)生產(chǎn)批量、設(shè)備條件等編制主軸的工藝規(guī)程。

編制過程中應(yīng)著重考慮主要表面和加工比較困難的表面（如深孔）的工藝措施，注意安排熱處理工序。正確地選擇定位基準(zhǔn)，合理安排工序。一、軸類零件的加工——以車床主軸為例一、軸類零件的加工——以車床主軸為例一、軸類零件的加工——以車床主軸為例一、軸類零件的加工——以車床主軸為例一、軸類零件的加工——以車床主軸為例一、軸類零件的加工——以車床主軸為例一、軸類零件的加工——以車床主軸為例一、軸類零件的加工——以車床主軸為例一、軸類零件的加工——以車床主軸為例一、軸類零件的加工——以車床主軸為例（三）主軸加工工藝過程分析

先行工序必須為后續(xù)工序準(zhǔn)備好定位基準(zhǔn)。

主軸工藝路線安排大體如下：毛坯制造—正火—車端面鉆中心孔—粗車—調(diào)質(zhì)—半精車—表面淬火—粗、精磨外圓—粗、粗磨圓錐面—磨錐孔。還應(yīng)注意：⑴為保證基準(zhǔn)統(tǒng)一，盡量使用頂尖孔定位，深孔加工應(yīng)安排在最后；但為避免深孔加工引起的變形，最好在粗車外圓后加工；⑵外圓加工順序安排要照顧主軸本身的剛度，先大后?。虎腔ㄦI和鍵槽加工應(yīng)安排在精車之后，粗磨之前；⑷主軸的螺紋對支承軸頸有一定的同軸度要求，放在淬火后進行；⑸主軸系加工要求很高的零件，需安排多次檢驗工序。二、箱體類零件的加工——以車床主軸箱為例二、箱體類零件的加工——以車床主軸箱為例（一）箱體零件的功用和結(jié)構(gòu)特點圖7-1-3車床主軸箱箱體是機器的基礎(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)定的運動。二、箱體類零件的加工——以車床主軸箱為例（二）箱體零件的主要技術(shù)要求箱體類零件中，機床主軸箱的精度要求最高，以此為例歸納以下五項精度要求：

⑴孔徑精度 ⑵孔與孔的位置精度 ⑶孔和平面的位置精度 ⑷主要平面的精度 ⑸表面粗糙度二、箱體類零件的加工——以車床主軸箱為例（三）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，因為灰鑄鐵不僅成本低，而且具有較好的耐磨性、可鑄削性和阻尼特性。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素有關(guān)。毛坯鑄造時，應(yīng)防止砂眼和氣孔的產(chǎn)生。二、箱體類零件的加工——以車床主軸箱為例（四）箱體結(jié)構(gòu)工藝性⒈基本孔——箱體的基本孔可分為通孔、階梯孔、盲孔、交叉孔等幾類。⒉同軸孔⒊裝配基面⒋凸臺⒌緊固孔和螺孔此外，為保證箱體有足夠的動剛度和抗振性，應(yīng)酌情合理使用肋板、肋條，加大圓角半徑，收小箱口，加厚主軸前軸承口厚度。圖7-1-4交叉孔的工藝性二、箱體類零件的加工——以車床主軸箱為例（五）箱體機械加工工藝過程及工藝分析二、箱體類零件的加工——以車床主軸箱為例（五）箱體機械加工工藝過程及工藝分析⒈箱體零件機械加工工藝過程7-1二、箱體類零件的加工——以車床主軸箱為例（五）箱體機械加工工藝過程及工藝分析⒈箱體零件機械加工工藝過程7-2二、箱體類零件的加工——以車床主軸箱為例（五）箱體機械加工工藝過程及工藝分析2.箱體類零件機械加工工藝過程分析（1）不同批量箱體生產(chǎn)的共性

·加工順序為先面后孔·加工階段粗、精分開

·工序間安排時效處理·一般都用箱體上的重要孔作基準(zhǔn)二、箱體類零件的加工——以車床主軸箱為例（五）箱體機械加工工藝過程及工藝分析2.箱體類零件機械加工工藝過程分析（2）不同批量箱體生產(chǎn)的特殊性粗基準(zhǔn)的選擇——雖然箱體類零件一般都選擇重要孔為粗基準(zhǔn)，隨著生產(chǎn)類型不同，實現(xiàn)以主軸為粗基準(zhǔn)的工件裝夾方式是不同的。圖7-1-5中小批生產(chǎn)主軸箱的劃線圖7-1-6大批量生產(chǎn)主軸箱銑頂面的專用夾具二、箱體類零件的加工——以車床主軸箱為例（五）箱體機械加工工藝過程及工藝分析2.箱體類零件機械加工工藝過程分析（2）不同批量箱體生產(chǎn)的特殊性精基準(zhǔn)的選擇——單件小批生產(chǎn)用裝配基準(zhǔn)B、C作定位基準(zhǔn)。圖7-1-7吊架式鏜模夾具二、箱體類零件的加工——以車床主軸箱為例（五）箱體機械加工工藝過程及工藝分析2.箱體類零件機械加工工藝過程分析（2）不同批量箱體生產(chǎn)的特殊性精基準(zhǔn)的選擇——大批量生產(chǎn)時采用一面雙孔定位基準(zhǔn)圖7-1-8用箱體頂面和兩銷定位的鏜模二、箱體類零件的加工——以車床主軸箱為例（五）箱體機械加工工藝過程及工藝分析2.箱體類零件機械加工工藝過程分析（2）不同批量箱體生產(chǎn)的特殊性

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，各工序原則上靠人工技術(shù)熟練和機床工作精度來保證。除個別必須用專用夾具才能保證質(zhì)量的工序外，一般很少采用專用夾具。大批量箱體的加工則廣泛采用組合加工機床。專用夾具用得也很多，這就大大地提高了生產(chǎn)率。二、箱體類零件的加工——以車床主軸箱為例（六）箱體的檢驗1.各加工的表面粗糙度及外觀檢查2.孔的尺寸精度檢驗3.孔和平面的幾何形狀精度4.孔系的相互位置精度小結(jié)1、能夠編制軸類零件的工藝過程，并選擇或設(shè)計工裝設(shè)備。2、能夠編制箱體零件的工藝過程，并選擇或設(shè)計工裝設(shè)備。《機械制造基礎(chǔ)》典型零件加工（二）《機械制造基礎(chǔ)》12叉架類零件的加工——以連桿為例齒輪類零件的加工——以圓柱齒輪為例一、叉架類零件的加工——以連桿為例（一）連桿的結(jié)構(gòu)連桿是較細長的變截面非圓形桿件，其桿身截面從大頭到小頭逐步變小，以適應(yīng)在工作中承受的急劇變化的動載荷。連桿由連桿體和連桿蓋兩部分組成，兩部分用螺栓和螺母與曲軸主軸頸配合在一起。一、叉架類零件的加工——以連桿為例活塞銷連桿曲軸連桿小頭孔連桿大頭孔一、叉架類零件的加工——以連桿為例圖7-2-1某發(fā)動機的連桿合件（一）連桿的結(jié)構(gòu)和材料為了減少磨損和磨損后便于修理，在連桿小頭孔中壓入青銅襯套，大頭孔中裝有薄壁軸瓦。連桿材料一般采用45鋼或40Cr、45Mn2等優(yōu)質(zhì)鋼或合金鋼。也有采用球墨鑄鐵的。毛坯用模鍛制造。可整體鍛造，也可將連桿體和連桿蓋分開鍛造。一、叉架類零件的加工——以連桿為例（二）連桿的主要技術(shù)條件1、小頭襯套底孔為IT7~IT9級，Ra3.2，小頭襯套孔為IT5級，Ra0.4。

為保證與活塞銷的精密裝配間隙，小頭襯套孔在加工后，以每組間隔為0.0025mm分組。2、大頭孔鑲有薄壁剖分軸瓦，底孔IT6級，Ra0.8。3、大小頭孔軸線應(yīng)位于同一平面，其平行度允差每100mm長度上不大于0.06mm。

大小頭孔間距尺寸公差為±0.05mm；

大小頭孔對端面的垂直度允差，每100mm長度上不大于0.1mm。4、為保證發(fā)動運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，對于連桿的重量及裝于同一臺發(fā)動機中的一組連桿重量都有要求。

對連桿大頭重量和小頭重量都分別規(guī)定，涂色分組，以供選擇裝配。一、叉架類零件的加工——以連桿為例（三）連桿的機械加工工藝過程1、連桿的尺寸精度、形狀精度和位置精度的要求都很高，但剛度又較差，容易產(chǎn)生變形。

2、連桿的主要加工表面為：大小頭孔、兩端面、連桿蓋與連桿體的接合面和螺栓等。3、工藝過程的安排：粗磨上下端面—鉆、拉小頭孔—拉側(cè)面—切開—拉半圓孔、接合面、螺栓孔—配對加工螺栓孔—裝成合件—精加工合件—大小頭孔光整加工—去重分組、檢驗一、叉架類零件的加工——以連桿為例其他工藝編制方法參考粗鏜一、叉架類零件的加工——以連桿為例其他工藝編制方法參考一、叉架類零件的加工——以連桿為例（三）連桿的機械加工工藝過程

4、定位基面的選擇連桿加工中可供作定位基準(zhǔn)的表面有：大頭孔、小頭孔、上下兩平面、大小頭孔兩側(cè)面等。這些表面在加工過程中不斷地轉(zhuǎn)換基準(zhǔn)，由粗到精逐步形成。連桿加工粗基準(zhǔn)選擇，要保證其對稱性和孔的壁厚均勻?？梢砸孕☆^外圓定位，來保證孔與外圓的同軸度，使壁厚均勻。圖7-2-2連桿以兩端面互為基準(zhǔn)加工一、叉架類零件的加工——以連桿為例（三）連桿的機械加工工藝過程

4、定位基面的選擇連桿加工中可供作定位基準(zhǔn)的表面有：大頭孔、小頭孔、上下兩平面、大小頭孔兩側(cè)面等。這些表面在加工過程中不斷地轉(zhuǎn)換基準(zhǔn)，由粗到精逐步形成。連桿加工粗基準(zhǔn)選擇，要保證其對稱性和孔的壁厚均勻?？梢砸孕☆^外圓定位，來保證孔與外圓的同軸度，使壁厚均勻。圖7-2-3鉆小頭孔鉆模一、叉架類零件的加工——以連桿為例（三）連桿的機械加工工藝過程

5、確定合理的夾緊方法連桿相對剛性較差，要十分注意夾緊力的大小、方向及著力點的選擇，不能夾緊在剛性較差的中部，以免變形。圖7-2-4連桿的夾緊變形一、叉架類零件的加工——以連桿為例（三）連桿的機械加工工藝過程

6、連桿兩端面加工如果毛坯精度高，可以不經(jīng)粗銑而直接粗磨。精磨工序應(yīng)安排在精加工大小頭孔之前，以保證孔與端面的相互垂直度要求。如圖7-2-5所示，在雙軸立式平面磨床上磨削端面。磨床上有兩根主軸，分別裝有高速旋轉(zhuǎn)的砂1和2。粗磨和精磨應(yīng)在不同的機床上進行。圖7-2-5粗磨連桿兩端面示意圖一、叉架類零件的加工——以連桿為例（三）連桿的機械加工工藝過程7、連桿大小孔的加工小頭的孔徑由鉆孔、倒棱、拉孔三道工序而成。小頭孔壓入青銅襯套后，以襯套內(nèi)孔定位，在金剛鏜床上精鏜內(nèi)孔。大頭孔經(jīng)粗鏜后切開，連桿體與蓋的圓弧均不成半圓，故在精拉連桿體和蓋的側(cè)面及接口面時，同時拉出圓弧面。此后，大頭孔的粗鏜、精鏜、珩磨或冷擠壓工序，都是在合裝后進行。一、叉架類零件的加工——以連桿為例（三）連桿的機械加工工藝過程

8、螺栓孔的加工對于整體鍛造的連桿，螺栓孔的加工是在切開后，接合面經(jīng)精加工后進行的。易于保證螺栓孔與結(jié)合面的垂直度。其精度要求較高，一般需經(jīng)鉆-擴-锪-鉸等工序。在工序安排上，分兩個階段：第一階段是在桿、蓋分開狀況下的加工；第二階段是在桿、蓋合裝后的加工。二、齒輪類零件的加工——以圓柱齒輪為例二、齒輪類零件的加工——以圓柱齒輪為例（一）齒輪傳動圖7-2-6齒輪齒輪傳動在機器中應(yīng)用相當(dāng)廣泛，其功用是按規(guī)定的速比傳遞運動和動力。齒輪基本上是由齒圈和輪體兩部分構(gòu)成。按輪體結(jié)構(gòu)不同，有盤形齒輪、套筒齒輪、軸齒輪和齒條等，其中使用最多的是盤形齒輪。二、齒輪類零件的加工——以圓柱齒輪為例（二）齒輪的技術(shù)要求對齒輪的一般要求：傳遞運動準(zhǔn)確、工作平衡、齒面接觸良好、齒側(cè)間隙適當(dāng)。漸開線圓柱齒輪國家標(biāo)準(zhǔn)對齒輪和齒輪副規(guī)定了12個精度等級。齒輪公差分為三組：第I組主要控制齒輪在一轉(zhuǎn)內(nèi)回轉(zhuǎn)角誤差第II組主要控制齒輪在一個周節(jié)角范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)角誤差第III組主要控制齒輪向線的接觸痕跡二、齒輪類零件的加工——以圓柱齒輪為例（三）齒輪的材料、熱處理和毛坯1、齒輪的材料低速、重載的傳力齒輪線速度高的傳力齒輪承受沖擊載荷的傳力齒輪非傳力齒輪選用機械強度、硬度等較好的材料，如18CrMnTi輪齒易折斷選用齒面硬度較高好的材料，如38CrMoAlA滲氮鋼齒面易疲勞點蝕選用韌性好的材料，如低碳合金鋼18CrMoTi選用非淬火鋼、鑄鐵、夾布膠木、尼龍等非金屬材料一般用途齒輪45鋼等中碳結(jié)構(gòu)鋼、低中碳合金鋼二、齒輪類零件的加工——以圓柱齒輪為例（三）齒輪的材料、熱處理和毛坯2、齒輪的熱處理毛坯熱處理齒面熱處理正火或調(diào)質(zhì)去應(yīng)力滲碳淬火、高頻淬火、碳氮共滲、滲氮處理等齒面易疲勞點蝕3、齒輪的材料棒料——小尺寸、結(jié)構(gòu)簡單且對強度要求不太高的齒輪

鍛件——強度要求高，需耐磨損、耐沖擊的齒輪

鑄件——齒輪直徑較大時（大于φ400~600mm）二、齒輪類零件的加工——以圓柱齒輪為例（四）齒坯的機械加工齒形加工前的齒輪加工統(tǒng)稱為齒坯加工。均應(yīng)以中心孔作為齒坯加工、齒形加工和檢驗的基準(zhǔn)。圖7-2-7在六角車床加工齒坯圖7-2-8多刀切削齒坯二、齒輪類零件的加工——以圓柱齒輪為例（五）齒形的加工方法齒形加工方法刀具機床加工精度及適用范圍成形法成形銑齒模數(shù)銑刀銑床加工精度及生產(chǎn)率均較低，一般精度為9級下拉齒齒輪拉刀拉床精度和生產(chǎn)率均較高，但拉刀多為專用，制造困難價格高，故只用于大量生產(chǎn)，宜于拉內(nèi)齒輪磨齒砂輪成形砂輪磨齒機

適用于大批量生產(chǎn)，適用于磨削內(nèi)齒輪和齒數(shù)極少的齒輪

二、齒輪類零件的加工——以圓柱齒輪為例（五）齒形的加工方法齒形加工方法刀具機床加工精度及適用范圍展成法滾齒齒輪滾刀滾齒機通常加工6~10級精度齒輪，最高能達4級；生產(chǎn)率較高，通用性大，常用以加工直、斜齒圓柱齒輪和蝸輪插齒插齒刀插齒機通常能加工7~9級精度齒輪，最高能達6級；生產(chǎn)率較高，通用性大，適于加工內(nèi)齒輪、多聯(lián)齒輪剃齒剃齒刀剃齒機能加工5~7級精度齒輪，生產(chǎn)率較高，主要用于齒輪滾插預(yù)加工后、淬火前的精加工冷擠齒輪擠輪擠齒機無切屑加工，能加工6～8級精度齒輪，生產(chǎn)率比剃齒高，成本低多用于淬火前的齒形精加工，已代替剃齒珩齒珩磨輪