1、模塊五模塊五 典型零件的加工典型零件的加工1概述概述（1）軸類零件的功用和分類 1） 軸類零件的功用： 支承傳動零件（如齒輪、帶輪、凸輪等） 傳遞轉矩 承受載荷 保證裝在軸上的零件(或刀具)具有一定的回轉精度。4.6.1 軸類零件的加工軸類零件的加工1概述概述2）軸類零件的結構特點：）軸類零件的結構特點：長度大于直徑；加工表面為內外圓柱面、圓錐面、螺紋、花鍵、溝槽等；有一定的回轉精度。3）軸類零件的分類：）軸類零件的分類：按其結構形狀可分為光軸、階臺軸、空心軸和異形軸(如曲軸、凸輪軸、偏心軸等)四類。按軸的長度與直徑之比值(長徑比)又可分為剛性軸(L/d12)和撓性軸(L/d12)兩類。軸的種

2、類 （2）軸類零件的材料和毛坯）軸類零件的材料和毛坯 1）軸類零件的材料： 一般為碳素結構鋼和合金結構鋼兩類，以中碳鋼45鋼應用最多，一般須經調質、表面淬火等熱處理以獲得一定的強度、硬度、韌性和耐磨性。 對精度和轉速要求較高的軸則可采用中碳合金鋼，如40Cr，40MnB，35SiMn，38SiMnMo等。 對高轉速、重載荷條件下工作的軸，可采用低碳合金鋼，如20Cr，20CrMnTi，20MnVB等，這類合金鋼經滲碳淬火處理后，一方面能使心部保持良好的韌性，另一方面能獲得較高的耐磨性，但熱處理后變形較大。 采用氮化鋼38CrMoAl等，經調質和滲氮后，不僅具有良好的耐磨性和抗疲勞性能，其熱處理

3、變形也較小。2 2）軸類零件的常用毛坯：）軸類零件的常用毛坯： 光軸、直徑相差不大的階臺軸常采用熱軋或冷光軸、直徑相差不大的階臺軸常采用熱軋或冷拉的圓棒料；拉的圓棒料； 直徑相差較大的階臺軸和比較重要的軸大都采直徑相差較大的階臺軸和比較重要的軸大都采用鍛件。用鍛件。 當軸的結構形狀復雜或尺寸較大時，也有采用當軸的結構形狀復雜或尺寸較大時，也有采用鑄件的。鑄件的。 （1）尺寸精度和幾何形狀精度）尺寸精度和幾何形狀精度 軸類零件的主要表面為軸頸，裝配傳動零件的稱配合軸頸，裝配軸承的稱支承軸頸。 軸頸的尺寸精度軸頸的尺寸精度 通常為IT8IT6； 高精度的軸頸為IT5。 軸頸的形狀精度軸頸的形狀精度

4、（圓度、圓柱度）應限制在直徑公差范圍內，對形狀精度要求較高時，則應在零件圖樣上規定允許的偏差。2軸類零件的主要技術要術軸類零件的主要技術要術（2）相互位置精度）相互位置精度 1）配合軸頸軸線相對支承軸頸軸線的同軸度； 2）配合軸頸相對支承軸頸軸線的圓跳動。 普通精度的軸，同軸度誤差為0.010.03mm，高精度的軸為0.0010.005 mm。 3）其他的相互位置精度如軸肩端面對軸線的垂直度等。（3）表面粗糙度）表面粗糙度 配合軸頸的表面粗糙度值Ra一般為1.60.8m， 支承軸頸的表面粗糙度值Ra一般為0.80.4m。（1 1）定位基準）定位基準 軸類零件加工時最常用的軸類零件加工時最常用的

5、定位基準是中心孔，其次是外定位基準是中心孔，其次是外圓表面圓表面。 “二頂尖二頂尖”裝夾，以軸兩端的中心孔作精基準符合基準裝夾，以軸兩端的中心孔作精基準符合基準重合原則和基準統一原則，加工后的各外圓表面可以獲得很重合原則和基準統一原則，加工后的各外圓表面可以獲得很高的位置精度。高的位置精度。 粗加工時切削力很大，為提高工藝系統的剛度，常采用粗加工時切削力很大，為提高工藝系統的剛度，常采用軸的外圓或外圓與中心孔共同作為定位基準軸的外圓或外圓與中心孔共同作為定位基準，“一夾一頂一夾一頂”裝夾。裝夾。3軸類零件機械加工的主要工藝問題軸類零件機械加工的主要工藝問題 帶通孔的軸加工外圓時，可使用帶中心孔

6、的錐堵或錐套心軸(圖4-34)裝夾。 通孔直徑較小時，可直接在孔口加工出寬度不大于2mm的錐面，以代替中心孔。（2）加工順序的安排）加工順序的安排 先粗后精的原則，將粗、精加工分開進行。先粗后精的原則，將粗、精加工分開進行。 軸是回轉體，軸是回轉體，各外圓表面的粗、半精加工一般采用各外圓表面的粗、半精加工一般采用車削，精加工采用磨削車削，精加工采用磨削，有些精密軸類零件的軸頸表面，有些精密軸類零件的軸頸表面還需要進行光整加工。還需要進行光整加工。 粗加工外圓表面時，應先加工大直徑外圓，再加工粗加工外圓表面時，應先加工大直徑外圓，再加工小直徑外圓，小直徑外圓，以免因直徑差距增大而使小直徑處的剛度

7、以免因直徑差距增大而使小直徑處的剛度下降，成為極易引起彎曲變形和振動的薄弱環節。下降，成為極易引起彎曲變形和振動的薄弱環節。 軸上的花鍵、鍵槽、螺紋等表面的加工，一般都安軸上的花鍵、鍵槽、螺紋等表面的加工，一般都安排在外圓半精加工以后、精加工以前進行。排在外圓半精加工以后、精加工以前進行。（3 3）熱處理工序的安排）熱處理工序的安排結構尺寸不大的中碳鋼普通軸類鍛件，一般在切削加工前進行調質熱處理。 對于重要的軸類零件(如機床主軸)，則： 一般在毛坯鍛造后安排正火處理，達到消除鍛造應力，改善切削性能的目的； 粗加工后安排調質處理，以提高零件的綜合力學性能，并作為需要表面淬火或氮化處理的零件的預備

8、熱處理； 軸上有相對運動的軸頸和經常拆卸的表面，需要進行表面淬火處理，安排在精加工前。（3）軸類零件的典型工藝過程）軸類零件的典型工藝過程 毛坯準備毛坯準備正火正火加工端面和中心孔加工端面和中心孔粗粗車車調質調質半精車半精車花鍵、鍵槽、螺紋等加工花鍵、鍵槽、螺紋等加工表面淬火表面淬火粗磨粗磨精磨。精磨。3軸類零件的加工實例軸類零件的加工實例車床主軸的加工車床主軸的加工 （1）零件分析）零件分析 對機床主軸的共同要求是必須滿足機床對機床主軸的共同要求是必須滿足機床的工作性能：即回轉精度、剛度、熱變形、的工作性能：即回轉精度、剛度、熱變形、抗振性、使用壽命等多方面的要求。抗振性、使用壽命等多方面的

9、要求。 車床主軸是帶有通孔的多階臺軸，普通車床主軸是帶有通孔的多階臺軸，普通精度等級，材料為精度等級，材料為45鋼。鋼。 生產類型為大批生產。生產類型為大批生產。1）主要表面及其精度要求）主要表面及其精度要求支承軸頸支承軸頸 是兩個錐度為1:12的圓錐面，分別與兩個雙列短圓錐軸承相配合。 支承軸頸是主軸部件的裝配基準，其精度直接影響主軸部件的回轉精度，尺寸精度一般為IT5。 主軸兩支承軸頸的圓度允差和對其公共軸線的斜向圓跳動允差均為0.005 mm，表面粗糙度Ra值不大于0.4m。配合軸頸配合軸頸 是與齒輪傳動件連接的表面，共有80h5、 89f6和90g5三段，前兩段與齒輪分別采用鍵連接與花

10、鍵連接， 90g5上齒輪空套，工作時兩者有相對運動，因此該軸頸表面須淬火。 配合軸頸的尺寸精度為IT6IT5，表面粗糙度值Ra不大于0.4m。莫氏莫氏6號錐孔號錐孔 用于安裝夾具或刀具，是主軸的主要工作表面之一。 對支承軸頸公共軸線的斜向圓跳動允差在軸端處為0.005mm，在離軸端300mm處為0.01 mm； 表面粗糙度值不大于0.4m。 該錐孔因工作中經常裝卸夾具，表面須淬火以提高其耐磨性。軸端短圓錐軸端短圓錐 是安裝通用夾具卡盤或撥盤的定位面，錐角(錐度1:4)。 此圓錐面對支承軸頸公共軸線的斜向圓跳動允差為0.008mm，表面粗糙度值不大于0.8m，須表面淬火。2）毛坯選擇）毛坯選擇

11、主軸是機床的重要零件，其質量直接影響機床的工作精度和使用壽命；結構為多階臺空心軸，直徑差很大(本例最大外圓直徑195mm，最小外圓直徑70mm)。從上述兩方面考慮，使用鍛造毛坯不僅能改善和提高主軸的力學性能，而且可以節省材料和切削工作量，由于屬大批生產，因此，采用模鍛毛坯。3）定位基準選擇）定位基準選擇 主要定位基準為兩端中心孔。粗車時切削力大，采用“一夾一頂”。在通孔加工后，加工外圓表面時使用錐堵。精加工內錐孔時用有較高精度的外圓表面及階臺端面定位。4）主要表面加工方法選擇）主要表面加工方法選擇支承軸頸、配合軸頸及短圓錐：粗車-半精車-粗磨-精磨。莫氏6號錐孔：鉆孔-車內錐-粗磨-精磨。其他

12、表面：花鍵：粗銑-精銑。螺紋：車。5）熱處理安排）熱處理安排正火：毛坯鍛造后。調質：粗車后、半精車前。表面淬火：磨削前 （2）加工工藝過程）加工工藝過程（1）套類零件的功用和種類 套類零件在機械產品中通常起支承或導向作用。根據其功用，套類零件可分為軸承類、導套類和缸套類，如圖4-36所示。套類零件用作滑動軸承時，起支承回轉軸及軸上零件作用，承受回轉部件的重力和慣性力，而在與軸頸接觸處有強烈的滑動摩擦；用作導套、鉆套時，對導柱、鉆頭等起導向作用；用作油缸、氣缸時，承受較高的工作壓力，同時還對活塞的軸向往復運動起導向作用。 套類零件的主要表面是內、外圓柱表面。1概述4.6.2套類零件加工套類零件加

13、工圖4-36 套類零件示例a)、b)滑動軸承 c)鉆套 d)軸承襯套 e)氣缸套 f)油缸（2）套類零件的材料和毛坯）套類零件的材料和毛坯 套類零件所用材料隨零件工作條件而異，常用材料有低碳鋼、中碳鋼、合金鋼、鑄鐵、青銅、黃銅等。有些滑動軸承采用雙金屬材料結構，即用離心鑄造法在鋼或鑄鐵套的內壁上澆注巴氏合金等軸承合金材料，這樣既可提高軸承壽命，又可節約貴重的有色金屬。 套類零件的毛坯選擇與零件的材料、結構及尺寸等因素有關?？讖捷^小的套類零件(直徑d20mm)，一般選用熱軋或冷拉棒料、實心鑄件；孔徑較大時，常采用35或45鋼、合金鋼無縫鋼管、帶孔的鑄件或鍛件。大量生產時可采用冷擠壓、粉末冶金等先

14、進的毛坯制造工藝，既可提高生產率，又可節約金屬材料。（1）尺寸精度和幾何形狀精度）尺寸精度和幾何形狀精度 套類零件的內圓表面是起支承或導向作用的主要表面，它通常與運動著的軸、刀具或活塞相配合。套類零件內圓直徑的尺寸精度一般為IT7，精密的軸套有時達IT6；形狀精度應控制在孔徑公差以內，一些精密軸套的形狀精度則應控制在孔徑公差的1/21/3，甚至更嚴。對于長的套筒零件，形狀精度除圓度要求外，還應有圓柱度要求。 套類零件的外圓表面是自身的支承表面，常以過盈配合或過渡配合同箱體、機架上的孔相連接。外圓直徑的尺寸精度一般為IT7IT6，形狀精度控制在外徑公差以內。2套類零件的主要技術要求（2）相互位置

15、精度）相互位置精度 內、外圓之間的同軸度是套類零件最主要的相互位置精度要求，一般為0.0050.01mm。 當套類零件的端面(包括凸緣端面)在工作中須承受軸向載荷，或雖不承受軸向載荷，但加工時用作定位面時，則端面對內孔軸線應有較高的垂直度要求，一般為0.050.02mm。（3）表面粗糙度）表面粗糙度 為保證零件的功用和提高其耐磨性，內圓表面粗糙度值應為1.60.1m，要求更高的內圓，值應達到0.025m。外圓的表面粗糙度值一般為3.20.4m。 （1）孔的加工方法）孔的加工方法 孔的加工方法很多，選擇時需要考慮零件結構特點、材料、孔徑的大小、長徑比、精度及表面粗糙度要求，以及生產規模等各種因素

16、。常用的粗加工和半精加工方法有鉆孔、擴孔、車孔、鏜孔、銑孔等；常用的精加工方法有鉸孔、磨孔、拉孔、珩孔、研孔等。3套類零件機械加工的主要工藝問題（2）表面相互位置精度的保證方法）表面相互位置精度的保證方法 套類零件的內孔和外圓表面間的同軸度及端面和內孔軸線間的垂直度一般均有較高的要求。為達到這些要求，常用以下的方法： 1）在一次安裝中完成內孔、外圓及端面的全部加工。由于消除了工件安裝誤差的影響，可以獲得很高的相互位置精度；但這種方法工序比較集中，不適合于尺寸較大(尤其是長徑比較大時)工件的裝夾和加工，故多用于尺寸較小的軸套零件的加工。 2）在不能于一次安裝中同時完成內、外圓表面加工時，內孔與外

17、圓的加工應遵循互為基準的原則。 內、外圓表面須經幾次安裝，反復加工時，常采用先終加工孔，再以孔為精基準終加工外圓的加工順序。因為這種方法所用夾具(心軸)結構簡單，制造和安裝誤差較小，可保證較高的位置精度。 如由于工藝需要先終加工外圓，再以外圓為精基準終加工內孔，為獲得較高的位置精度，必須采用定心精度高的夾具，如彈性膜片卡盤、液性塑料夾具、經修磨后的三爪自定心卡盤及軟爪等。（3）防止套類零件變形的工藝措施）防止套類零件變形的工藝措施 套類零件的結構特點是孔壁較薄，加工中因夾緊力、切削力、內應力和切削熱等因素的影響容易產生變形，精度不易保證。相應地，在工藝上應注意以下幾點: 1）為減小切削力和切削

18、熱的影響，粗、精加工應分開進行，使粗加工產生的變形在精加工中得以糾正。對于壁厚很薄、加工中極易變形的工件，采用工序分散原則，并在加工時控制切削用量。 2）為減小夾緊力的影響，工藝上可采取改變夾緊力方向的措施，將徑向夾緊改為軸向夾緊。當只能采用徑向夾緊時，應盡可能使徑向夾緊力沿圓周均勻分布，如使用過渡套、彈性套等。 3）為減小熱處理的影響，熱處理工序應安排在粗、精加工階段之間，并適當增加精加工工序的加工余量，以保證熱處理引起的變形在精加工中得以糾正。（1）鉆床主軸套筒的加工）鉆床主軸套筒的加工 1）零件分析 主要表面及其精度要求，外圓50j7mm，是套筒最主要的表面，尺寸精度為IT7，形狀精度圓

19、柱度公差為0.004mm，表面粗糙度值為0.4m，其軸線是零件各項位置精度要求的基準要素?？變冉Y構復雜，兩端40J70mm的階臺孔精度為IT7，圓度公差0.01mm，對外圓軸線的同軸度公差為0.02mm，表面粗糙度值為1.6m；其階臺端面對外圓軸線的端面圓跳動公差為0.01mm，表面粗糙度值為0.8m。外圓表面上的齒條精度等級為8級，齒面表面粗糙度值為1.6m。4套類零件加工實例 毛坯選擇 根據零件所用材料和結構形狀，宜采用45鋼無縫鋼管作毛坯,以節約原材料和省去鉆通孔的工作量。 主要表面加工方法選擇 a.50j7外圓各項要求均高，宜通過精磨完成。 b.兩個40J7階臺孔采用精車。 c.齒條齒

20、形采用銑齒方法加工。 熱處理安排 調質處理安排在粗車后、半精車前進行。為削除工藝過程中形成的各種應力，在精磨前安排低溫時效。2)加工工藝過程工序號工序號工序名稱工序名稱工序內容工序內容裝夾方法裝夾方法加工機床加工機床0 0備料備料4545鋼無縫鋼管鋼無縫鋼管D Dd dL L：54 mm54 mm22 22 mmmm179mm179mm1 1車車車兩端面，孔口倒角車兩端面，孔口倒角, ,保持總長保持總長177mm177mm夾、托外圓夾、托外圓臥式車床臥式車床2 2車車粗車外圓，留直徑余量粗車外圓，留直徑余量1.51.52mm2mm兩頂尖頂住孔口兩頂尖頂住孔口臥式車床臥式車床 3 3車車24mm

21、24mm內孔至尺寸內孔至尺寸夾、托外圓夾、托外圓臥式車床臥式車床4 4熱處理熱處理調質調質210210240 HB240 HB5 5車車(1)(1)車右端面，車車右端面，車40J740J7孔，留直徑余量孔，留直徑余量0.30.30.4mm0.4mm，其余各階臺孔車至尺寸；外圓，其余各階臺孔車至尺寸；外圓倒角，倒角，2828mmmm孔口倒中心錐孔孔口倒中心錐孔6060，寬，寬2mm 2mm (2)(2)調頭裝夾，車左端面，總長至尺寸；車調頭裝夾，車左端面，總長至尺寸；車4040J7J7孔，留直徑余量孔，留直徑余量0.30.30.4mm0.4mm，其余各，其余各階臺孔車至尺寸；切內槽階臺孔車至尺寸

22、；切內槽46 mm46 mm2mm2mm；車；車螺紋；外圓倒角，螺紋；外圓倒角，mmmm孔口倒孔口倒6060 夾、托外圓夾、托外圓臥式車床臥式車床6 6車車半精車外圓，留直徑余量半精車外圓，留直徑余量0.30.30.4mm0.4mm 孔口兩頂尖裝夾孔口兩頂尖裝夾臥式車床、臥式車床、表4-21 鉆床主軸套筒加工工藝過程工序號工序號工序名稱工序名稱工序內容工序內容裝夾方法裝夾方法加工機床加工機床7磨磨粗磨外圓至粗磨外圓至50.10 50.10 mm同工序同工序6外圓磨床外圓磨床8銑銑粗、精銑齒條（注意外圓留有余量）粗、精銑齒條（注意外圓留有余量）外圓與中心孔外圓與中心孔“一夾一頂一夾一頂”臥式銑床

23、臥式銑床9銑銑銑銑8mm1.5mm兩處槽兩處槽同工序同工序8臥式銑床臥式銑床10熱處理熱處理低溫時效低溫時效11鉗鉗修研兩端孔口修研兩端孔口60錐面錐面專用研具專用研具12磨磨50j7至尺寸至尺寸兩頂尖裝夾兩頂尖裝夾外圓磨床外圓磨床13車車40J7孔及階臺端面至尺寸，孔口倒角孔及階臺端面至尺寸，孔口倒角夾、托外圓夾、托外圓臥式車床臥式車床14檢驗檢驗按零件圖樣技術要求項目檢查按零件圖樣技術要求項目檢查0050（2）隔離襯套的加工）隔離襯套的加工 1）零件分析 隔離襯套是某航空發動機螺旋槳軸上的支承襯套。內孔與螺旋槳軸軸頸相配合(間隙0.010.05mm)，用平鍵周向定位，兩油孔7mm在圓周方向

24、成900分布，內側有寬度為10mm的貯油槽。其主要技術要求如下： a、外圓軸線對內孔軸線的同軸度公差為0.02mm， b、外圓與內孔的圓柱度公差為0.02mm， c、右端面對內孔軸線的垂直度公差為0.03mm， d、 兩端面的平行度公差為0.02 mm, e、外圓的尺寸精度為IT6，表面粗糙度Ra值為0.2m， f、內孔的尺寸精度為IT7，表面粗糙度Ra值為0.4m。 零件隔離襯套內孔直徑達60mm左右，壁厚僅有3mm，為典型的薄壁套筒，且孔內有一直通鍵槽，圓周上還有兩個油孔，故零件剛性很差，因此，加工中零件的變形是主要工藝問題。為防止和減小變形，工藝上應采取以下措施： 毛坯選擇模鍛件，選用合

25、適的無縫鋼管以減小鍛造時的內應力，鍛造后進行正火處理以消除鍛造應力。模鍛件尺寸精確，可減小加工余量，從而減小切削引起的變形。 調質在切削前(毛坯狀態)進行，以減小熱處理變形。 減小切削力和切削熱是防止和減小加工中產生變形的重要措施。因此，在工藝過程中應注意下面要點： 粗、半精、精加工階段劃分明顯；采取工序分散原則； 內、外圓表面須經多次反復加工達到最終要求； 規定合理的切削用量及走刀次數。 粗加工后應安排一道低溫回火工序，用以消除內應力。 減小夾緊引起的變形。如采用開口套、寬軟爪、彈性可漲夾緊裝置、塑料可漲夾具等。 為保證內、外圓表面粗糙度要求和形狀精度；內孔采用研磨，外圓增加拋光工序。表表4

26、-22 隔離襯套機械加工工藝過程隔離襯套機械加工工藝過程工序號工序號工序名稱工序名稱工序內容工序內容定位基準定位基準加工機床加工機床0備料備料70mm7mm50mm1鍛造鍛造鍛造毛坯鍛造毛坯2熱處理熱處理調質調質340390HB3車車車內孔至車內孔至 mm；車端面總長不??；車端面總長不小于于55.5mm；孔口倒角；孔口倒角 外圓外圓臥式車床臥式車床4車車車另一端面，保持總長車另一端面，保持總長 mm；車；車外圓至外圓至 mm 內孔內孔臥式車床臥式車床5磨磨磨外圓至磨外圓至 66.7mm內孔內孔無心外圓磨床無心外圓磨床6車車車內孔至于車內孔至于 mm；車端面保持；車端面保持總長總長 mm 外圓外

27、圓臥式車床臥式車床7鉆鉆鉆鉆2 mm孔孔 鍵槽兩側、端面鍵槽兩側、端面鉆床鉆床8銑銑銑兩銑兩 孔口油槽，寬孔口油槽，寬10mm鍵槽兩側、端面鍵槽兩側、端面銑床銑床2005902085402067050065901206542010720107工序號工序號工序名稱工序名稱工序內容工序內容定位基準定位基準加工機床加工機床9熱處理熱處理低溫回火低溫回火10磨磨磨外圓至磨外圓至 mm無心外圓磨床無心外圓磨床11磨磨磨內孔至磨內孔至 mm外圓外圓內圓磨床內圓磨床12鉗鉗研磨內孔至研磨內孔至 mm13鉗鉗去全部毛刺，銳邊磨圓去全部毛刺，銳邊磨圓R0.20.4mm14檢驗檢驗按以上加工尺寸檢查按以上加工尺寸

28、檢查15表面處理表面處理內孔鍍銅，鍍后尺寸保證內孔鍍銅，鍍后尺寸保證 mm16檢驗檢驗鍍銅表面應無劃傷、拉溝、銹蝕鍍銅表面應無劃傷、拉溝、銹蝕17磨磨磨外圓至磨外圓至 mm，并靠磨端面至并靠磨端面至尺寸尺寸 內孔內孔外圓磨床外圓磨床18磨磨磨另一端面，保證總長磨另一端面，保證總長540.1mm端面端面平面磨床平面磨床19車車車兩端孔口，倒角，外棱倒圓車兩端孔口，倒角，外棱倒圓外圓外圓20車車拋光外圓至尺寸拋光外圓至尺寸 mm 內孔內孔臥式車床臥式車床21檢驗檢驗按零件圖樣尺寸要求檢查按零件圖樣尺寸要求檢查22表面處理表面處理氧化氧化015008455906003085590200404 .66

29、0600308590100306602004066（1）箱體類零件的功用和種類）箱體類零件的功用和種類 箱體零件是機器的基礎零件之一，用于將一些軸、套和齒輪等零件組裝在一起，使其保持正確的相互位置，并按照一定的傳動關系協調地運動。組裝后的箱體部件，用箱體的基準平面安裝在機器上。因此，箱體零件的加工質量，對箱體部件裝配后的精度有著決定性的影響。 各種箱體由于應用不同，其結構形狀差異很大，一般可分為整體式箱體與剖分式箱體兩類，如圖4-39所示，其中圖a)為整體式箱體，圖b)為剖分式箱體。4.6.3箱體類零件加工箱體類零件加工1概概 述述箱體零件共同的結構特點是： 結構形狀復雜，內部呈空腔，箱壁較薄

30、且不均勻，其上有許多精度要求很高的軸承孔和裝配用的基準平面，此外還有一些精度要求不高的緊固孔和次要平面。因此，箱體上需要加工的部位較多，加工難度也較大。圖圖4-39 4-39 幾種箱體零件的結構簡圖幾種箱體零件的結構簡圖a)組合機床主軸箱 b)剖分式減速器箱體 c)汽車后橋差速器箱體 d)車床主軸箱（2）箱體類零件的材料和毛坯）箱體類零件的材料和毛坯 箱體類零件的材料常采用灰鑄鐵，如HT200，它具有容易成形、吸振性好、耐磨性及切削性好等特點。一些負荷較大的減速箱體，也可采用鑄鋼件。航空發動機的箱體則常采用鋁合金或鎂鋁合金材料，以減輕質量。 當生產批量不大時箱體鑄件毛坯采用木模手工造型，制作簡

31、單但毛坯精度較低，余量也較大；大批、大量生產時則采用金屬模機器造型，毛坯精度高，余量可適當減??；在單件生產時，有時采用焊接件作箱體毛坯，以縮短生產周期。（1）軸承孔的尺寸、形狀精度要求）軸承孔的尺寸、形狀精度要求 箱體軸承孔的尺寸精度、形狀精度和表面粗糙度直接影響與軸承的配合精度和軸的回轉精度。特別是機床主軸的軸承孔，對機床的工作精度影響較大。普通機床的主軸箱，主軸軸承孔的尺寸精度為IT6，形狀誤差小于孔徑公差的1/2，表面粗糙度Ra值為1.60.8m；其他軸承孔的尺寸精度為IT6，形狀誤差小于孔徑公差，表面粗糙度Ra值為3.21.6m。2箱體類零件的主要技術要求（2）軸承孔的相互位置精度要求

32、）軸承孔的相互位置精度要求 1）各軸承孔的中心距和軸線的平行度 箱體上有齒輪嚙合關系的相鄰軸承孔之間，有一定的孔距尺寸精度與軸線的平行度要求，以保證齒輪副的嚙合精度，減小工作中的噪聲與振動，還可減小齒輪的磨損。一般機床箱體軸承孔的中心距偏差為(0.0250.06)mm，軸線的平行度公差在300mm長度內為0.03mm。 2）同軸線的軸承孔的同軸度 安裝同一軸的前、后軸承孔之間有同軸度要求，以保證軸的順利裝配和正?；剞D。機床主軸軸承孔的同軸度誤差一般小于0.008mm，一般孔的同軸度誤差不超過最小孔徑的公差之半。 3）軸承孔軸線對裝配基準面的平行度和對端面的垂直度）軸承孔軸線對裝配基準面的平行度

33、和對端面的垂直度要求要求 機床主軸軸線對裝配基準面的平行度誤差會影響機床的加工精度，對端面的垂直度誤差會引起機床主軸端面圓跳動。一般機床主軸軸線對裝配基準面的平行度公差在650 mm長度內為0.03 mm，對端面的垂直度公差為0.0150.02mm。 4）箱體主要平面的精度要求）箱體主要平面的精度要求 箱體的主要平面是指裝配基準面和加工中的定位基準面，它們直接影響箱體在加工中的定位精度，影響箱體與機器總裝后的相對位置與接觸剛度，因而具有較高的形狀精度(平面度)和表面粗糙度要求。一般機床箱體裝配基準面和定位基準面的平面度公差在0.030.10 mm范圍內，表面粗糙度Ra值為3.21.6m。箱體上

34、其他平面對裝配基準面的平行度公差，一般在全長范圍內為0.050.20mm，垂直度公差在300mm長度內為0.060.10mm。（1）定位基準的選擇）定位基準的選擇 1）粗基準的選擇 首先考慮箱體上要求最高的軸承孔(如主軸軸承孔)的加工余量應均勻，并要兼顧其余加工面均有適當的余量。其次要糾正箱體內壁非加工表面與加工表面的相對位置偏差，防止因內壁與軸承孔位置不正而引起齒輪碰壁。般選擇主軸軸承孔和一個與其相距較遠的軸承孔作為粗基準。 2）精基準的選擇 首先考慮基準統一原則，以保證箱體上諸多軸承孔和平面之間有較高的相互位置精度，通常選擇裝配基準面為精基準。由于裝配基準面是諸多孔系和平面的設計基準，因此

35、能使定位基準與設計基準重合。3箱體類零件機械加工的主要工藝問題（2）加工順序的安排）加工順序的安排 加工順序按照先粗后精、先主后次、先加工基準面的原則安排。箱體類零件有許多較大的平面和孔，一般按先平面后孔的順序加工，以便于劃線和找正，并使孔的加工余量均勻，加工孔時不會因端面不平而使刀具產生沖擊振動。（3）熱處理工序的安排）熱處理工序的安排 箱體結構復雜，壁厚不均勻，鑄造時因冷卻速度不一致，內應力較大，且表面較硬。為了改善切削性能及保持加工后精度的穩定性，毛坯鑄造后，應進行一次人工時效處理。對于普通精度的箱體，粗加工后可安排自然時效；對于高精度或形狀復雜的箱體，在粗加工后，還應安排一次人工時效處

36、理，以消除內應力。 （1）主軸箱箱體的加工）主軸箱箱體的加工 臥式車床主軸箱結構示意如圖4-40所示。 圖4-40 主軸箱箱體 4箱體類零件加工實例 1）零件分析）零件分析 主要表面及其精度要求 箱體底面及導向面是裝配基準面，其平面度允差為0.040.06mm，表面粗糙度Ra值為1.6m。其他平面有側面和頂面，側面對底面的垂直度允差為0.040.06mm；頂面對底面的平行度允差為0.1mm。主軸軸承孔的孔徑 精度為IT6，表面粗糙度Ra值為0.8m;其余軸承孔的精度為IT7IT6，表面粗糙度Ra值為1.6m。各軸承孔的圓度和圓柱度公差不超過孔徑公差的1/2，主軸軸承孔軸線與基準面距離的尺寸公差

37、為0.050.10mm；各軸承孔軸線與端面的垂直度允差為0.060.10mm。同軸孔的同軸度允差為最小孔徑公差的1/2；各相關軸線間的平行度允差為0.060.10mm。 材料與毛坯 工件材料為灰鑄鐵HT150，毛坯為鑄件，加工余量為：底面8mm，頂面9mm，側面和端面7mm，鑄孔7mm。2）單件小批生產時的加工工藝過程）單件小批生產時的加工工藝過程臥式車床主軸箱加工工藝過程見表4-23。工序工序工序名稱工序名稱工序內容工序內容定位基準定位基準加工機床加工機床0鑄造鑄造鑄造毛坯，清砂鑄造毛坯，清砂1熱處理熱處理人工時效人工時效2鉗鉗劃各平面加工線劃各平面加工線主軸軸承孔和與相主軸軸承孔和與相距最

38、遠的一個孔距最遠的一個孔3刨刨粗刨頂面，留精刨余量粗刨頂面，留精刨余量22.5mm按劃線找正按劃線找正龍門刨床龍門刨床4刨刨粗刨底面和導向面，留余粗刨底面和導向面，留余22.5mm頂面頂面龍門刨床龍門刨床5刨刨粗刨側面和兩端面，留余量粗刨側面和兩端面，留余量2mm底面及導向底面及導向(V形形)面面龍門刨床龍門刨床6鏜鏜粗加工縱向各孔，主軸軸承孔留余量粗加工縱向各孔，主軸軸承孔留余量22.5mm，其，其余各孔留余量余各孔留余量1.52mm底面及導向面底面及導向面臥式鏜床臥式鏜床7熱處理熱處理人工時效人工時效8刨刨精刨頂面至尺寸精刨頂面至尺寸底面及導向面底面及導向面龍門刨床龍門刨床9刨刨精刨底面和

39、導向面，留刮研量精刨底面和導向面，留刮研量0.1mm頂面及側面頂面及側面龍門刨床龍門刨床10鉗鉗刮研底面和導向面至尺寸刮研底面和導向面至尺寸11刨刨精刨側面和兩端面至尺寸精刨側面和兩端面至尺寸底面及導向面底面及導向面龍門刨床龍門刨床12鏜鏜 (1)半精加工各縱向孔，主軸軸承孔留余量半精加工各縱向孔，主軸軸承孔留余量0.150.2mm，其余各孔留余量，其余各孔留余量0.10.15 mm; (2)精加工各縱向孔，主軸軸承孔留余量精加工各縱向孔，主軸軸承孔留余量0.050.08 mm，其余各孔至尺寸，其余各孔至尺寸(3)精細鏜主軸軸承孔至尺寸精細鏜主軸軸承孔至尺寸底面及導向面底面及導向面臥式鏜床臥式

40、鏜床13鉗鉗(1)加工螺紋底孔、緊固孔及油孔加工螺紋底孔、緊固孔及油孔;(2)攻螺紋，去毛刺攻螺紋，去毛刺鉆床鉆床14檢驗檢驗按圖樣要求檢查按圖樣要求檢查表423 車床主軸箱箱體機械加工工藝過程（2）減速箱箱體的加工）減速箱箱體的加工 圖4-41所示為剖分式減速箱箱體。 1）零件分析 結構特點 箱體為剖分式，工藝過程的制定原則與整體式箱體相同。由于各對軸承孔的軸線在箱蓋和底座的對合面(即剖分面)上，所以軸承孔及兩端面必須待對合面加工后裝配成整體箱體再進行加工。整個加工過程分為兩個階段：第一階段將箱蓋與底座分開加工，完成主要平面(對合面、底面)、連接孔、定位孔的加工，為箱體對合做準備；第二階段先

41、配合好箱體，然后完成兩側端面和軸承孔的加工。在兩階段之間，由鉗工工序將箱蓋和底座合成一體，并用銷子定位。 圖4-41剖分式減速箱箱體 主要表面及其精度要求 三對軸承孔的尺寸精度為1T7，表面粗糙度Ra值為1.6m，三對同軸軸承孔的同軸度公差為0.073mm(圖4-42)，軸線間的平行度公差為0.073 mm，各軸線對對合面的位置度公差為0.3mm。 定位基準的選擇 剖分式減速箱箱體的粗基準，是指在加工箱蓋和底座的對合面前，劃加工參照線所依據的基準。為了保證不加工的凸緣(12mm)至對合面間的高度一致，應選擇凸緣的上、下不加工表面為粗基準。底座的對合面粗加工后，就可作為加工底平面、連接孔、工藝孔

42、等的精基準，而精加工對合面以及在箱蓋、底座對合后加工兩側端面和各對軸承孔時則以底平面為主要精基準，并以位于底面對角線上的兩孔為輔助基準(兩孔一面定位方式) 。2）加工工藝過程剖分式減速箱箱蓋(圖4-42)加工工藝過程見表4-24。剖分式減速箱底座(圖4-43)加工工藝過程見表4-25。剖分式減速箱整體加工工藝過程見表4-26。圖4-42 剖分式減速器箱蓋圖4-43 剖分式減速器箱底座表4-24 減速箱箱蓋的機械加工工藝過程工序工序工序名稱工序名稱工序內容工序內容定位基準定位基準0鑄造鑄造鑄造毛坯，清砂鑄造毛坯，清砂1熱處理熱處理人工時效人工時效2油漆油漆涂紅丹底漆涂紅丹底漆3鉗鉗劃各平面加工線

43、劃各平面加工線凸緣上表面凸緣上表面4刨刨刨對合面，留余量刨對合面，留余量0.5mm按劃線找正按劃線找正5刨刨刨頂面至圖樣要求刨頂面至圖樣要求對合面及對合面及-側面側面6磨磨(或精刨或精刨)磨磨(或精刨或精刨)對合面，平面度公差對合面，平面度公差 0.03mm，Ra1.6m 頂面及頂面及-側面側面7鉆鉆鉆鉆10- 14mm14mm孔孔, ,锪锪10-10-28mm孔，鉆孔，鉆2-M12底孔并倒角，攻底孔并倒角，攻2-M12螺孔螺孔對合面對合面8鉆鉆鉆鉆6-M6底孔并倒角，攻底孔并倒角，攻6-M6螺孔螺孔對合面對合面9檢驗檢驗表4-25 減速箱底座的機械加工工藝過程工序工序工序名稱工序名稱工序內容

44、工序內容定位基準定位基準0鑄造鑄造鑄造毛坯，清砂鑄造毛坯，清砂1熱處理熱處理人工時效人工時效2油漆油漆涂紅丹底漆涂紅丹底漆3鉗鉗劃各平面加工線劃各平面加工線凸緣下表面凸緣下表面4刨刨刨對合面，留余量刨對合面，留余量0.5mm按劃線找正按劃線找正5刨刨刨底面刨底面對合面對合面6鉆鉆鉆鉆4-17mm孔，锪其中對角兩孔至孔，锪其中對角兩孔至 mm(工藝用工藝用)，锪，锪4-35mm孔孔 對合面對合面7鉆鉆鉆、鉸鉆、鉸 mm量油孔至要求，锪量油孔至要求，锪20mm孔孔 底面及兩工藝孔底面及兩工藝孔8鉆鉆鉆鉆M161.5放油螺孔底孔，锪放油螺孔底孔，锪28mm孔，攻孔，攻M161.5螺孔螺孔 底面及兩工

45、藝孔底面及兩工藝孔9磨（或精刨）磨（或精刨）磨（或精刨）對合面，平面度公差磨（或精刨）對合面，平面度公差0.03mm，Ra1.6 m底面底面10檢驗檢驗018005170350012表4-26 減速箱整體加工的機械加工工藝過程工序工序工序名稱工序名稱工序內容工序內容定位基準定位基準l鉗鉗將箱蓋、底座對準合攏并夾緊，鉆、鉸將箱蓋、底座對準合攏并夾緊，鉆、鉸2-2- 10mm10mm錐銷錐銷孔，打入錐銷孔，打入錐銷 2鉆鉆鉆鉆10-10-14mm14mm孔，锪孔，锪10-10-28mm28mm孔（配鉆）孔（配鉆） 底面、頂面底面、頂面3鉗鉗拆箱，分開箱蓋與底座，清除對合面上的毛刺與切拆箱，分開箱蓋

46、與底座，清除對合面上的毛刺與切屑，再合攏箱體，打入錐銷，擰緊屑，再合攏箱體，打入錐銷，擰緊2M12螺栓螺栓4銑銑銑兩端面，保證銑兩端面，保證 mm底面及兩工藝孔底面及兩工藝孔5鏜鏜粗鏜粗鏜3對軸承孔，留精鏜余量對軸承孔，留精鏜余量11.5mm底面及兩工藝孔底面及兩工藝孔6鏜鏜精鏜精鏜3對軸承孔，鏜對軸承孔，鏜6個卡簧槽個卡簧槽 mm底面及兩工藝孔底面及兩工藝孔7鉗鉗拆開箱體，清除毛刺和切屑拆開箱體，清除毛刺和切屑8檢驗檢驗05023008005（1）齒輪的主要加工面）齒輪的主要加工面 齒輪的主要加工表面有齒面和齒輪基準表面，后者包括帶孔齒輪的基準孔、連軸齒輪的基準軸、切齒加工時的安裝端面，以及

47、用以找正齒坯位置或測量齒厚時用作測量基準的齒頂圓柱面。（2）齒輪的材料和毛坯）齒輪的材料和毛坯 常用的齒輪材料有15鋼、45鋼等碳素結構鋼；速度高、受力大、精度高的齒輪常用合金結構鋼，如20Cr，40Cr，38CrMoAl，20CrMnTiA等。 齒輪的毛坯決定于齒輪的材料、結構形狀、尺寸規格、使用條件及生產批量等因素，常用的有棒料、鍛造毛坯、鑄鋼或鑄鐵毛坯等。1概述4.6.4直齒圓柱齒輪加工直齒圓柱齒輪加工（1）齒輪精度和齒側間隙）齒輪精度和齒側間隙 漸開線圓柱齒輪精度對齒輪及齒輪副規定：12級為超精密等級；35級為高精度等級；68級為中等精度等級；912級為低精度等級。用切齒工藝方法加工、

48、機械中普遍應用的等級為7級。按照齒輪各項誤差的特性及它們對傳動性能的主要影響，齒輪的各項公差和極限偏差分為三個公差組(表4-27)。2直齒圓柱齒輪的主要技術要求 齒輪副的側隙是指齒輪副嚙合時，兩非工作齒面沿法線方向的距離(即法向側隙)，側隙用以保證齒輪副的正常工作。加工齒輪時，用齒厚的極限偏差來控制和保證齒輪副側隙的大小。（2）齒輪基準表面的精度）齒輪基準表面的精度 齒輪基準表面的尺寸誤差和形狀位置誤差直接影響齒輪與齒輪副的精度。因此GB10095附錄中對齒坯公差作了相應規定。對于精度等級為68級的齒輪，帶孔齒輪基準孔的尺寸公差和形狀公差為IT6IT7，連軸齒輪基準軸的尺寸公差和形狀公差為IT5IT6，用作測量基準的齒頂圓直徑公差為IT8；基準面的徑向和端面圓跳動公差，在1122m之間(分度圓直徑不大于400mm的中小齒輪)。（3）表面粗糙度）表面粗糙度 齒輪齒面及齒坯基準面的表面粗糙度，對齒輪的壽命、傳動中的噪聲有一定的影響。68級精度的齒輪，齒面表面粗糙度Ra值一般為0.83.2m，基準孔為0.81.6m，基準軸頸為