1、機械制造工藝與機床夾具 第七章第七章 典型零件加典型零件加工工藝工工藝 第一節第一節 車床主軸加工車床主軸加工 第二節第二節 箱體加工箱體加工 第三節第三節 圓柱齒輪加工圓柱齒輪加工 第一節第一節 車床主軸加工車床主軸加工 本節內容本節內容 一、車床主軸概述一、車床主軸概述 二、主軸加工工藝過程分析二、主軸加工工藝過程分析 三、主軸加工中的幾個工藝問題三、主軸加工中的幾個工藝問題 軸類零件軸類零件是指長度大于直徑的回轉體類零件的總稱。主要功能是支承傳是指長度大于直徑的回轉體類零件的總稱。主要功能是支承傳 動件和傳遞扭矩。動件和傳遞扭矩。 1 1、軸類零件結構特點、功用及技術要求？、軸類零件結構

2、特點、功用及技術要求？ 2 2、軸類零件材料、毛坯及熱處理？、軸類零件材料、毛坯及熱處理？ 4 4、軸類零件定位基準的選擇？、軸類零件定位基準的選擇？ 3 3、軸類零件加工要點？、軸類零件加工要點？ 5 5、加工階段的劃分、加工順序的安排？、加工階段的劃分、加工順序的安排？ 一、概述一、概述 1 1、車床主軸的功用和結構特點、車床主軸的功用和結構特點 結構特點：結構特點： 1 1）單軸線的階梯軸、空心軸，長徑比小于）單軸線的階梯軸、空心軸，長徑比小于12的剛性軸；的剛性軸； 2 2）主要表面是內外圓柱面、圓錐面，次要表面有鍵槽、花）主要表面是內外圓柱面、圓錐面，次要表面有鍵槽、花 鍵、螺紋和端

3、面結合孔等；鍵、螺紋和端面結合孔等； 3 3）機械加工工藝主要是車削、磨削，其次是銑削和鉆削。）機械加工工藝主要是車削、磨削，其次是銑削和鉆削。 功用：功用： 1 1）支承傳動零部件；）支承傳動零部件； 2 2）傳遞扭矩和承受載荷。）傳遞扭矩和承受載荷。 2 2、車床主軸技術條件分析、車床主軸技術條件分析 車床主軸的設計要求：車床主軸的設計要求： 3 3）制造精度高。）制造精度高。 1 1）扭轉和彎曲剛度高；）扭轉和彎曲剛度高； 2 2）回轉精度高（徑向圓跳動、端面圓跳動、回轉軸線穩定）；）回轉精度高（徑向圓跳動、端面圓跳動、回轉軸線穩定）； 1 1）支承軸頸）支承軸頸 2 2）前端錐孔）前端

4、錐孔 3 3）軸端外錐（短錐）軸端外錐（短錐） 4 4）螺紋）螺紋 主軸在機床上的安裝基面和運動基準。主軸在機床上的安裝基面和運動基準。 卡盤的安裝基準面?？ūP的安裝基準面。 用來安裝頂尖或刀具錐柄的定心表面。用來安裝頂尖或刀具錐柄的定心表面。 主軸加工工藝過程制訂的依據：主軸加工工藝過程制訂的依據： 主軸的結構、技術要求、生產批量、設備條件主軸的結構、技術要求、生產批量、設備條件 主軸加工要解決的主要問題：主軸加工要解決的主要問題： 如何保證如何保證主軸支撐軸頸、錐孔、主軸前端內外錐面、鎖緊螺母主軸支撐軸頸、錐孔、主軸前端內外錐面、鎖緊螺母 的螺紋的螺紋等表面的尺寸、形狀、位置精度和表面粗糙

5、度。等表面的尺寸、形狀、位置精度和表面粗糙度。 加工表面粗糙度 Ra/m 硬度 HRC 精度要求允許值 支承軸頸0.320.634050尺寸精度 圓度 同軸度 IT5 0.0050.008mm 0.0050.01mm 莫氏錐孔0.631.254050對支承軸頸的徑向跳動0.320.63尺寸精度 圓度 對支承軸頸的徑向跳動 IT6 0.005mm 0.631.2545以上尺寸精度 對支承軸頸的徑向跳動 IT6 0.631.2545以上對支承軸頸的端面跳動0.005mm 車床主軸技術條件車床主軸技術條件 二、主軸加工工藝過程分析二、主軸加工工藝過程分析 1 1、主軸毛坯的制造方法、主軸毛坯的制造方

6、法 毛坯形式有毛坯形式有棒料棒料和和鍛件鍛件兩種。兩種。 2 2、主軸的材料和熱處理、主軸的材料和熱處理 毛坯熱處理毛坯熱處理消除鍛造應力，細化晶粒，以利切削加工；消除鍛造應力，細化晶粒，以利切削加工； 預備熱處理預備熱處理獲均勻細密的回火索氏體，提高綜合力學性能；獲均勻細密的回火索氏體，提高綜合力學性能； 最終熱處理最終熱處理高頻淬火，便于糾正局部淬火產生的變形。高頻淬火，便于糾正局部淬火產生的變形。 3 3、加工階段的劃分、加工階段的劃分 1 1）粗加工階段）粗加工階段 毛坯處理毛坯處理 粗加工粗加工 用大切削量切除大部分余量，把毛用大切削量切除大部分余量，把毛 坯加工至接近工件的最終形狀

7、和尺坯加工至接近工件的最終形狀和尺 寸，只留下少量的加工余量。寸，只留下少量的加工余量。 2 2）半精加工階段）半精加工階段 半精加工前熱處理半精加工前熱處理 半精加工半精加工 為精加工作好準備。為精加工作好準備。 3 3）精加工階段）精加工階段 精加工前熱處理精加工前熱處理 精加工前各種加工精加工前各種加工 精加工精加工 把各表面都加工到圖樣規把各表面都加工到圖樣規 定的要求。定的要求。 4 4、定位基準的選擇、定位基準的選擇 以以兩頂尖孔兩頂尖孔作為軸類零件的定位基準，作為軸類零件的定位基準，既符合基準重合原既符合基準重合原 則，又能使基準統一。則，又能使基準統一。 兩頂尖的質量對加工精度

8、影響很大，應盡量做到兩頂尖孔軸兩頂尖的質量對加工精度影響很大，應盡量做到兩頂尖孔軸 線重合、頂尖接觸面積大、表面粗糙度低。線重合、頂尖接觸面積大、表面粗糙度低。 深孔加工后，可以采用深孔加工后，可以采用帶頂尖孔的錐堵帶頂尖孔的錐堵作為定位基準。為保證作為定位基準。為保證 支承軸頸與兩端錐孔的同軸度要求，需應用支承軸頸與兩端錐孔的同軸度要求，需應用互為基準原則互為基準原則。 5 5、工序的安排順序、工序的安排順序 先行工序必須為后續工序準備好定位基準。先行工序必須為后續工序準備好定位基準。 主軸工藝路線安排大體如下：主軸工藝路線安排大體如下： 毛坯制造毛坯制造正火正火車端面鉆中心孔車端面鉆中心孔

9、粗車粗車調質調質半精車半精車 表面淬火表面淬火粗、精磨外圓粗、精磨外圓粗、精磨圓錐面粗、精磨圓錐面磨錐孔。磨錐孔。 安排車床主軸加工順序時，應注意哪些問題？ 1）深孔加工應安排在調質以后進行；）深孔加工應安排在調質以后進行； 2）外圓表面的加工順序（先大后小）；）外圓表面的加工順序（先大后小）； 3）次要表面的加工安排；）次要表面的加工安排； 調質處理時工件變形大；安排在粗車或半精車之后，有一個調質處理時工件變形大；安排在粗車或半精車之后，有一個 較精確的軸頸作定位基準。較精確的軸頸作定位基準。 一般應安排在精車或粗磨之后。主軸上的螺紋和不淬火部位一般應安排在精車或粗磨之后。主軸上的螺紋和不淬

10、火部位 的精密小孔，應安排在淬火之后（為減小變形）。的精密小孔，應安排在淬火之后（為減小變形）。 序號工序名稱工序內容定位基準 1備料 2鍛造模鍛 3熱處理正火 4鋸頭 5銑端面鉆中心孔毛坯外圓 6粗車外圓頂尖孔 7熱處理調質 8車大端各部車大端外圓、短錐、端面及臺階頂尖孔 9車小端各部仿形車小端各部外圓頂尖孔 10鉆深孔鉆48mm深孔兩端支承軸頸 11車小端錐孔車小端錐孔（配1：20錐堵）兩端支承軸頸 12車大端錐孔車大端錐孔（配莫氏6號錐堵）、外短錐及端面兩端支承軸頸 13鉆孔鉆大頭端面各孔大端內錐孔 14熱處理局部高頻淬火 大批生產大批生產CA6140CA6140車床主軸工藝過程車床主軸

11、工藝過程 序號工序名稱工序內容定位基準 1515精車外圓精車各外圓并切槽、倒角錐堵頂尖孔 1616粗磨外圓粗磨75h5、 90g5、 105h5外圓外圓錐堵頂尖孔 1717粗磨大端錐孔粗磨大端內錐孔（重配莫氏6號錐堵）前支承軸頸及 75h5外圓外圓 1818銑花鍵銑89f6花鍵花鍵錐堵頂尖孔 1919銑鍵槽銑12f9鍵鍵槽80h5外圓外圓 2020車螺紋車三處螺紋（與螺母配車）錐堵頂尖孔 2121精磨外圓精磨各外圓及E、F兩端面錐堵頂尖孔 2222粗磨外錐面粗磨兩處1：12外錐面錐堵頂尖孔 2323精磨外錐面精磨兩處1：12外錐面、D端面及短錐面錐堵頂尖孔 2424精磨大端錐孔精磨大端莫氏6號

12、內錐孔（卸堵）前支承軸頸75h5 外圓外圓 2525鉗工端面孔去銳邊倒角，去毛刺 2626檢驗按圖樣要求全部檢驗 三、主軸加工中的幾個工藝問題三、主軸加工中的幾個工藝問題 1 1、錐堵和錐堵心軸的使用、錐堵和錐堵心軸的使用 當通孔直徑小時，可直接在孔口倒出當通孔直徑小時，可直接在孔口倒出6060錐面，代替中心孔；錐面，代替中心孔； 當通孔直徑較大時，則要采用錐堵或錐堵心軸。當通孔直徑較大時，則要采用錐堵或錐堵心軸。 注意：注意： 1 1）一般不中途更換或拆裝，以免增加安裝誤差；）一般不中途更換或拆裝，以免增加安裝誤差； 2 2）錐堵和錐堵心軸要求兩個錐面應同軸，否則擰緊螺母后會）錐堵和錐堵心軸

13、要求兩個錐面應同軸，否則擰緊螺母后會 使工件變形。使工件變形。 錐堵錐堵 錐堵心軸錐堵心軸 2 2、頂尖孔的研磨、頂尖孔的研磨 頂尖孔的深度頂尖孔的深度：影響定位軸向位置；：影響定位軸向位置； 兩頂尖孔同軸度兩頂尖孔同軸度：影響同軸度、影響位置精度；：影響同軸度、影響位置精度； 頂尖孔錐角和圓度誤差頂尖孔錐角和圓度誤差：直接反映到工件的圓度上。：直接反映到工件的圓度上。 誤差消除：誤差消除： 1 1）用鑄鐵頂尖研磨；）用鑄鐵頂尖研磨； 2 2）用油石研磨頂尖孔；）用油石研磨頂尖孔； 3 3）用硬質合金頂尖刮研。）用硬質合金頂尖刮研。 3 3、主軸深孔的加工、主軸深孔的加工（長度與直徑比大于長度

14、與直徑比大于5 5的孔）的孔） 加工難點：加工難點： 1 1）刀具細長，剛性差，鉆頭容易引偏；）刀具細長，剛性差，鉆頭容易引偏； 2 2）排屑困難；）排屑困難； 3 3）冷卻困難，鉆頭散熱條件差，易喪失切削能力。）冷卻困難，鉆頭散熱條件差，易喪失切削能力。 采取措施：采取措施： 1 1）采用工件旋轉、刀具進給的加工方法；）采用工件旋轉、刀具進給的加工方法； 2 2）采用特殊結構的深孔鉆；）采用特殊結構的深孔鉆； 3 3）預先加工出一段精確的導向孔，防止引偏；）預先加工出一段精確的導向孔，防止引偏； 4 4）采用壓力傳送的切削潤滑液，并利用在壓力下）采用壓力傳送的切削潤滑液，并利用在壓力下 的冷

15、卻潤滑液排屑。的冷卻潤滑液排屑。 4 4、軸類零件的檢驗、軸類零件的檢驗 1 1）表面粗糙度和硬度的檢驗）表面粗糙度和硬度的檢驗 2 2）精度檢驗）精度檢驗 形狀精度、尺寸精度及位置精度檢驗形狀精度、尺寸精度及位置精度檢驗 第二節第二節 箱體加工箱體加工 2、箱體類零件加工工藝有哪些要點？ 1、箱體類零件的結構特點、功用及技術要求？ 3、箱體零件選擇定位基準時應考慮哪些問題？ 四、箱體平面及孔系的加工方法四、箱體平面及孔系的加工方法 本節內容本節內容 一、概述一、概述 二、箱體結構工藝性二、箱體結構工藝性 三、箱體機械加工工藝過程及工藝分析三、箱體機械加工工藝過程及工藝分析 一、概述一、概述

16、1 1、箱體零件的功用、箱體零件的功用 將機器和部件中的軸、套、齒輪等有關零件連接成一個整體，將機器和部件中的軸、套、齒輪等有關零件連接成一個整體， 并使之保持正確的相互位置，以傳遞轉矩或改變轉速來實現并使之保持正確的相互位置，以傳遞轉矩或改變轉速來實現 規定的運動。規定的運動。 2 2、結構特點、結構特點 結構復雜，壁薄且不均勻；結構復雜，壁薄且不均勻； 加工部位多，加工難度大。加工部位多，加工難度大。 3 3、箱體零件的主要技術要求、箱體零件的主要技術要求 1）孔徑精度）孔徑精度 2）孔與孔的位置精度）孔與孔的位置精度 3）孔和平面的位置精度）孔和平面的位置精度 4）主要平面的精度）主要平

17、面的精度 孔徑的尺寸誤差和形狀誤差會造成軸承與孔的配合不良?？讖降某叽缯`差和形狀誤差會造成軸承與孔的配合不良。 主軸孔主軸孔IT6IT6，其余孔，其余孔IT6IT6IT7IT7。 同一軸線上各孔的同軸度誤差和孔端面對軸線的垂直度誤差同一軸線上各孔的同軸度誤差和孔端面對軸線的垂直度誤差 主軸徑向圓跳動和軸向圓跳動。主軸徑向圓跳動和軸向圓跳動。 影響主軸箱與床身的連接剛度。影響主軸箱與床身的連接剛度。 主要孔和主軸箱安裝基面的平行度。主要孔和主軸箱安裝基面的平行度。 箱體結構圖箱體結構圖 4 4、箱體的材料及毛坯、箱體的材料及毛坯 材料一般選材料一般選HT200-400；要求較高者可采用耐磨合金鑄

18、鐵（高；要求較高者可采用耐磨合金鑄鐵（高 磷鑄鐵）。磷鑄鐵）。 鑄造鑄造 焊接焊接 毛坯類型毛坯類型 二、箱體結構工藝性二、箱體結構工藝性 1、基本孔、基本孔 通孔、階梯孔、盲孔、交叉孔通孔、階梯孔、盲孔、交叉孔 通孔工藝性最好；深孔、階梯孔、相貫通的交叉孔工藝性較通孔工藝性最好；深孔、階梯孔、相貫通的交叉孔工藝性較 差；盲孔工藝性最差，應盡量避免。差；盲孔工藝性最差，應盡量避免。 2、同軸孔、同軸孔 應避免中間隔壁上的孔徑大于外壁上的孔徑。應避免中間隔壁上的孔徑大于外壁上的孔徑。 同一軸線方向孔徑向一個方向遞減；同一軸線方向孔徑向一個方向遞減； 鏜孔時鏜桿可從一端伸入，逐個加工或同時加工同一

19、軸線上的鏜孔時鏜桿可從一端伸入，逐個加工或同時加工同一軸線上的 幾個孔。幾個孔。 單向排列單向排列雙向排列雙向排列無規則排列無規則排列 3、裝配基面、裝配基面 為便于加工、裝配和檢驗，尺寸盡可能大，形狀盡可能簡單。為便于加工、裝配和檢驗，尺寸盡可能大，形狀盡可能簡單。 4、凸臺、凸臺 5、緊固孔和螺孔、緊固孔和螺孔 應盡可能在同一平面上。應盡可能在同一平面上。 尺寸和規格應盡可能一致。尺寸和規格應盡可能一致。 6、肋板、肋條、圓角等、肋板、肋條、圓角等 保證箱體的動剛度和抗振性。保證箱體的動剛度和抗振性。 三、箱體機械加工工藝過程及工藝分析三、箱體機械加工工藝過程及工藝分析 鑄造毛坯鑄造毛坯時

20、效時效油漆油漆劃線劃線粗、精加工基準面粗、精加工基準面粗、精粗、精 加工各平面加工各平面粗、半精加工各主要孔粗、半精加工各主要孔精加工主要孔精加工主要孔粗、粗、 精加工各次要孔精加工各次要孔加工各螺孔、緊固孔、油孔等加工各螺孔、緊固孔、油孔等去毛刺去毛刺 清洗清洗檢驗；檢驗； 不同批量箱體生產的共性不同批量箱體生產的共性 1、加工順序為先面后孔、加工順序為先面后孔 提供基準的需要；提供基準的需要； 切去毛坯上的缺陷，方便后面的加工；切去毛坯上的缺陷，方便后面的加工； 使孔加工余量均勻；使孔加工余量均勻； 保護刀具，有利于對刀、調整保護刀具，有利于對刀、調整 2、加工階段粗、精分開、加工階段粗、

21、精分開 3、工序間安排時效、工序間安排時效 4、一般都用箱體上的重要孔作粗基準、一般都用箱體上的重要孔作粗基準 不同批量箱體生產的特殊性不同批量箱體生產的特殊性 1、粗基準的選擇、粗基準的選擇 單件小批量生產時單件小批量生產時，毛坯精度低，一般采用劃線裝夾；，毛坯精度低，一般采用劃線裝夾； 大批大量生產時大批大量生產時，毛坯精度高，可采用專用夾具安裝；，毛坯精度高，可采用專用夾具安裝； 2、精基準的選擇、精基準的選擇 單件小批量生產單件小批量生產用裝配基準作定位基準；用裝配基準作定位基準； 大批大量生產大批大量生產采用一面雙孔作定位基準。采用一面雙孔作定位基準。 3、所用設備依批量不同而異、所用設備依批量不同而異 四、箱體平面及孔系的加工方法四、箱體平面及孔系的加工方法 刨、銑、磨刨、銑、磨 1