情境一轴类零件加工工艺编制PPT课件

1、1.1 机械零件加工工艺编制基础知识一、工艺过程及其组成一、工艺过程及其组成1、生产过程和工艺过程、生产过程和工艺过程1）生产过程：原材料原材料成品（机器）成品（机器）原材料供应、原材料供应、运输、保存运输、保存 生 产 的生 产 的技 术 准技 术 准备备毛 坯 的毛 坯 的生产生产零 件 的零 件 的加工加工装配装配调试调试油 漆 包油 漆 包装装成品成品第1页/共126页1.1 机械零件加工工艺编制基础知识例、汽车产品的生产过程铸铁铸铁废钢废钢铝锭铝锭辅 助 材辅 助 材料料热处理热处理机械加机械加工工部件装部件装配配铸铸 造造铁粉铁粉碳粉碳粉粉 末 冶粉 末 冶金金烧结烧结粉 末 冶

2、金粉 末 冶 金件件铸件铸件锻件锻件钢板钢板冲冲 压压铆、焊铆、焊接接装装 配配油油 漆漆缸体缸体曲轴曲轴变 速 箱 壳变 速 箱 壳体体齿轮齿轮发动机发动机变速器变速器转向器转向器驱动桥驱动桥协作件、协作件、电器系统电器系统 轮胎轮胎其它部件其它部件总装配总装配试试 车车汽汽 车车钢材钢材锻锻 造造图图 汽车生产过程汽车生产过程第2页/共126页2）工艺过程： 生产过程中，改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等使其成为成品或半成品的过程称为工艺过程。1.1 机械零件加工工艺编制基础知识 工艺过程包括：(1) 毛坯制造工艺过程(2) 机械加工工艺过程(3) 热处理工艺过程(4) 装配工艺过

3、程第3页/共126页1.1 机械零件加工工艺编制基础知识2、工艺过程的组成、工艺过程的组成 1）工序 (1) 定义：一个或一组工人，在一个工作地（设备）对一个或几个相同的零件所连续完成的工艺过程的一部分工作，是工艺过程的基本单元。 (2) 要素：（工）人、（工作）地、物（工件）、连续 (3) 判别：工作地（或设备）是否变动，工艺内容是否连续 (4) 举例：阶梯轴 机械加工工艺过程是由一个或若干个顺序排列的工序组成，而工序又分为若干个安装、工位、工步、走刀 第4页/共126页1.1 机械零件加工工艺编制基础知识6.36.3145145R第5页/共126页1.1 机械零件加工工艺编制基础知识单件小

4、批量生产的工艺过程工序号工序号工工 序序 内内 容容设设 备备1车一端面，钻中心孔；调头车另一端面，车一端面，钻中心孔；调头车另一端面，钻中心孔钻中心孔车床车床2车大外圆及倒角；调头车小外圆及倒角车大外圆及倒角；调头车小外圆及倒角车床车床3铣键槽、去毛刺铣键槽、去毛刺铣床铣床工序号工序号工工 序序 内内 容容设设 备备1铣端面、钻中心孔铣端面、钻中心孔组合机床组合机床2车大外圆及倒角车大外圆及倒角车床车床3车小外圆及倒角车小外圆及倒角车床车床4铣键槽铣键槽键槽铣床键槽铣床5去毛刺去毛刺钳工台钳工台大批量生产的工艺过程第6页/共126页2） 安装与工位安装：工件经一次装夹后所完成的那一部分工序内

5、容，称为安装。 1.1 机械零件加工工艺编制基础知识定位定位夹紧夹紧卸下卸下 关于安装的几个问题：关于安装的几个问题： （1 1）安装与工序的关系：一个工序中可能有几次安装）安装与工序的关系：一个工序中可能有几次安装工序号工序号工工 序序 内内 容容设设 备备1车一端面，钻中心孔；调头车另一端面，车一端面，钻中心孔；调头车另一端面，钻中心孔钻中心孔车床车床2车大外圆及倒角；调头车小外圆及倒角车大外圆及倒角；调头车小外圆及倒角车床车床3铣键槽、去毛刺铣键槽、去毛刺铣床铣床两次两次两次两次一次一次第7页/共126页（2 2）安装的次数：）安装的次数： 措施：回转式夹具；回转式工作台；复合刀具措施：

6、回转式夹具；回转式工作台；复合刀具 原因：减少误差；辅助时间短。原因：减少误差；辅助时间短。 原则上越少越好原则上越少越好 工件夹具回转部分夹具固定部分分度机构工位：一次安装中，工件在机床中占有的位置 1.1 机械零件加工工艺编制基础知识多工位加工第8页/共126页3） 工步与走刀 （1）工步：指加工表面和加工工具不变的情况下所连续完成的那一部分工序。一个工序内可包括一个工步，也可以是几个工步。（2 2）工步的要素：加工表面、切削刀具、切削用量）工步的要素：加工表面、切削刀具、切削用量 （3 3）工步判别：三要素中任一要素发生改变，即更换了工步）工步判别：三要素中任一要素发生改变，即更换了工步

7、工序号工序号工工 序序 内内 容容设设 备备1车一端面，钻中心孔；调头车另一端面，车一端面，钻中心孔；调头车另一端面，钻中心孔钻中心孔车床车床2车大外圆及倒角；调头车小外圆及倒角车大外圆及倒角；调头车小外圆及倒角车床车床3铣键槽、去毛刺铣键槽、去毛刺铣床铣床四个四个四个四个一个一个1.1 机械零件加工工艺编制基础知识第9页/共126页（4 4） 工步简化和复合工步：工步简化和复合工步： a a、连续进行若干个相同的工步，习惯上可作为一个工步。连续进行若干个相同的工步，习惯上可作为一个工步。 b b、采用多把刀同时加工几个表面的工步称为复合工步。采用多把刀同时加工几个表面的工步称为复合工步。图2

8、-3 复合工步图2-4 加工四个相同表面的工步（5 5）走刀：在工步中，切削工具在被加工表面移动一次，切去一）走刀：在工步中，切削工具在被加工表面移动一次，切去一层金属所完成的工作。层金属所完成的工作。 1.1 机械零件加工工艺编制基础知识第10页/共126页1.1 机械零件加工工艺编制基础知识工 序安 装1安 装2工 位1工 位2工 位1工 步1工 步2工 步1工 步1走 刀1走 刀2走 刀1走 刀1走 刀1第11页/共126页二、生产类型及其工艺特点二、生产类型及其工艺特点 1、 生产纲领 生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品产量。 零件在计划期一年中的生产纲领N可按下式计算：%)1%

9、)(1 (baQnN式中 Q产品的年生产纲领，单位：台/年； n每台产品中所含零件的数量，单位：件/台； a%备品率，对易损件应考虑一定数量的备品，以供用户修配的需要； b%废品率。 1.1 机械零件加工工艺编制基础知识第12页/共126页 2. 生产类型 生产类型是指企业（或车间、工段、班组、工作地）生产专业化程度的分类。一般分为：1）单件生产2）成批生产3）大量生产1.1 机械零件加工工艺编制基础知识第13页/共126页1）单件生产 产品数量少，但种类、规格较多，多数产品只能单个或少数几个地生产，很少重复。 例如，重型机器、大型船舶制造及新产品试制等2）成批生产 产品数量较多，每年生产的产

10、品结构和规格可以预先确定，而且在某一段时间内是比较固定的，生产可以分批进行，大部分工作地的加工对象是周期轮换的。 根据批量的大小，又可分为小批生产、中批生产和大批生产。 例如，通用机床（一般为车、铣、刨、钻、磨床） 3）大量生产 产品的数量很大，产品的结构和规格比较固定，产品生产可以连续进行，大部分工作地的加工对象是单一不变的。 例如，汽车、拖拉机、轴承等1.1 机械零件加工工艺编制基础知识第14页/共126页生产类型零件的年生产纲领/件重型零件（30kg以上）中型零件（430kg）轻型零件（4kg以下）单件生产小于5小于10小于100小批量生产510010200100500中批量生产1003

11、002005005005000大批量生产30010005005000500050000大量生产大于1000大于5000大于50000生产类型和生产纲领的关系生产类型和生产纲领的关系 1.1 机械零件加工工艺编制基础知识第15页/共126页3. 生产类型的工艺特征 见表26 （P14）1.1 机械零件加工工艺编制基础知识第16页/共126页三、零件的结构工艺性三、零件的结构工艺性 2、零件结构工艺性示例 1、 概念 所谓零件结构工艺性，是指所设计的零件在满足使用要求的前提下制造的可行性和经济性。它包括零件的各个制造过程中的工艺性和切削加工工艺性等。 1.1 机械零件加工工艺编制基础知识第17页/

12、共126页1.1 机械零件加工工艺编制基础知识第18页/共126页1.1 机械零件加工工艺编制基础知识第19页/共126页工艺凸台abcd图2-7 工件便于装夹(a)(b)(c)(d)图2-8 减轻零件重量1.1 机械零件加工工艺编制基础知识第20页/共126页a） b）c） d）零件结构工艺性分析示例1.1 机械零件加工工艺编制基础知识第21页/共126页e） f）g） h）i） j）零件结构工艺性分析示例1.1 机械零件加工工艺编制基础知识第22页/共126页a)b)k） l）m） n）o） p）零件结构工艺性分析示例1.1 机械零件加工工艺编制基础知识第23页/共126页q） r）s）

13、t）u） v）零件结构工艺性分析示例1.1 机械零件加工工艺编制基础知识第24页/共126页w） x）y） z）零件结构工艺性分析示例1.1 机械零件加工工艺编制基础知识第25页/共126页1.1 机械零件加工工艺编制基础知识 工件在加工前在机床或夹具内所占据的工件在加工前在机床或夹具内所占据的准确位准确位置置，然后再夹紧的过程称为，然后再夹紧的过程称为装夹装夹 制定机械加工规程时制定机械加工规程时,定位基准选择是否合理定位基准选择是否合理,将直将直接影响零件加工表面的尺寸精度和相互位置精度接影响零件加工表面的尺寸精度和相互位置精度,同时同时对于加工顺序的安排也有重量影响。精度和加工顺序对于加

14、工顺序的安排也有重量影响。精度和加工顺序是工艺规程的核心问题是工艺规程的核心问题 （一）基准的概念和分类（一）基准的概念和分类（1）基准的定义： 四、工件的装夹及基准四、工件的装夹及基准第26页/共126页 MN 图2-9 柴油机机体（2）基准的分类）基准的分类 1.1 机械零件加工工艺编制基础知识第27页/共126页1.1 机械零件加工工艺编制基础知识1）定位基准 零件在加工时，使工件在机床或夹具中占据正确位置所用的基准 第28页/共126页1.1 机械零件加工工艺编制基础知识 2）工序基准 在工序图上，用来确定本工序所加工表面加工后的尺寸、位置的基准称为工序基准。 工序基准可以采用工件上的

15、实际点、线、面，也可以是工件表面的几何中心、对称面或对称线等。第29页/共126页1.1 机械零件加工工艺编制基础知识3）测量基准 零件加工后，用检测被加工的表面能依据的基准 第30页/共126页 4）装配基准 机器装配时，用来确定零件或部件在产品中相对位置所采用的基准1.1 机械零件加工工艺编制基础知识第31页/共126页（二）工件的定位方法（二）工件的定位方法 零件在加工前，工件在机床或夹具中占据某一正确位置的过程 1.1 机械零件加工工艺编制基础知识1）直接找正装夹 效率低，找正精度较高；适用单件小批量中形状简单的工件。 2）划线找正装夹通用性好，但效率低，精度不高；适用于单件小批量中形

16、状复杂的铸件。3） 夹 具 装 夹 操作简单，效率高，容易保证加工精度，适用于各种生产类型 。 第32页/共126页直接找正法示例直接找正法示例a a）磨内孔时工件的找正磨内孔时工件的找正 b b）刨槽时工件的找正刨槽时工件的找正1.1 机械零件加工工艺编制基础知识第33页/共126页划线找正法示例划线找正法示例1.1 机械零件加工工艺编制基础知识毛坯孔加工线找正线第34页/共126页用专用夹具安装工件用专用夹具安装工件1.1 机械零件加工工艺编制基础知识第35页/共126页支承板支承板支承板支承板支承钉支承钉支承钉支承钉支承钉支承钉钻套钻套用专用夹具安装用专用夹具安装工件工件1.1 机械零件

17、加工工艺编制基础知识第36页/共126页（三）工件定位原理简介（三）工件定位原理简介1、六点定位原理、六点定位原理物体的六个自由度物体的六个自由度1.1 机械零件加工工艺编制基础知识第37页/共126页六点定位简图六点定位简图 在机械加工中，要完全确定工件在夹具中的正确位在机械加工中，要完全确定工件在夹具中的正确位置，必须用六个相应的支承点来限制工件的六个自由度，置，必须用六个相应的支承点来限制工件的六个自由度，称为称为“六点定位原理六点定位原理”。1.1 机械零件加工工艺编制基础知识第38页/共126页（2）常见定位分析）常见定位分析技术技术要求要求必须限必须限制自由制自由度数目度数目定位基

18、定位基面及支面及支承点数承点数目目要求：不欠、不超、不重复要求：不欠、不超、不重复 影响尺寸精度的自由度第一类自由度，非要不可。 影响夹紧力和切削力的自由度第二类自由度，可要可不要1.1 机械零件加工工艺编制基础知识第39页/共126页 限制六个自由度 限制一个或几个(少于六个)自由度1.1 机械零件加工工艺编制基础知识第40页/共126页ZXYa）ZXYb）ZXYc）ZXYd） e）ZXYf）ZXY工件应限制的自由度1.1 机械零件加工工艺编制基础知识第41页/共126页1.1 机械零件加工工艺编制基础知识(a)100： ；对称度： ； 垂直度（或平行度）(b)15： ；对称度： ；垂直度：

19、 。 ZXYXZXYZY第42页/共126页（1）垂直度： ； 对称度： 。（2）200.05： ； 垂直度： ； 对称度： 。XYZXXYYZ1.1 机械零件加工工艺编制基础知识第43页/共126页1.1 机械零件加工工艺编制基础知识定位基准定位基准粗基准粗基准精基准精基准用毛坯表面作的定位基用毛坯表面作的定位基准，起始工序所用。准，起始工序所用。用已经加工过的表面作用已经加工过的表面作的定位基准，中间工序的定位基准，中间工序和最终工序所用。和最终工序所用。 当根据工件加工要求确定工件应限制的自由当根据工件加工要求确定工件应限制的自由度后，某一方向自由度的限制往往会有几个定位度后，某一方向自

20、由度的限制往往会有几个定位基准可选择基准可选择 （四）定位基准的选择（四）定位基准的选择第44页/共126页1.1 机械零件加工工艺编制基础知识1.粗基准的选择床身加工粗基准的两种方案比较床身加工粗基准的两种方案比较 1) 1)若工件必须首先保证某重要表面的加工余若工件必须首先保证某重要表面的加工余量均匀，则应选择该表面为粗基准。量均匀，则应选择该表面为粗基准。第45页/共126页1.1 机械零件加工工艺编制基础知识 2)2) 在没有要求保证重要表面加工余量均匀的情在没有要求保证重要表面加工余量均匀的情况下，若零件的所有表面都要加工，则应以加工余况下，若零件的所有表面都要加工，则应以加工余量最

21、小的表面作为粗基准。量最小的表面作为粗基准。阶梯轴粗基准的选择阶梯轴粗基准的选择第46页/共126页1.1 机械零件加工工艺编制基础知识 3) 3)在没有要求保证重要表面加工余量均匀的情在没有要求保证重要表面加工余量均匀的情况下，若零件有的表面不需要加工，则应以不加工况下，若零件有的表面不需要加工，则应以不加工表面中与加工表面的位置精度要求较高的表面为粗表面中与加工表面的位置精度要求较高的表面为粗基准。基准。以不加工表面为粗基准以不加工表面为粗基准第47页/共126页1.1 机械零件加工工艺编制基础知识 4) 4)选作粗基准的表面，应尽可能平整和光洁，选作粗基准的表面，应尽可能平整和光洁，不能

22、有飞边、浇口、冒口及其它缺陷，以便定位准不能有飞边、浇口、冒口及其它缺陷，以便定位准确、装夹可靠。确、装夹可靠。 5) 5)一般只使用毛坯表面作一次粗基准，以后不一般只使用毛坯表面作一次粗基准，以后不再重复使用。再重复使用。第48页/共126页1.1 机械零件加工工艺编制基础知识2.精基准的选择 选择精基准时，应从整个工艺过程来考虑，选择精基准时，应从整个工艺过程来考虑，如何保证工件的尺寸精度和位置精度，并使工如何保证工件的尺寸精度和位置精度，并使工件装夹方便可靠。件装夹方便可靠。1) 1) “基准重合基准重合”原则原则 应尽量选择被加工表面的设计基准作为精基准，应尽量选择被加工表面的设计基准

23、作为精基准，这样可以避免基准不重合而引起的定位误差。这样可以避免基准不重合而引起的定位误差。设计基准设计基准= =定位基准定位基准第49页/共126页1.1 机械零件加工工艺编制基础知识CAaBCBAaca铣刀jTacccaCATa图2-13 基准不重合误差示例 图2-14 基准重合工件示例A-加紧面 B-定位机面 C-加工面(a)(b)(c)BCAaBCBAaca铣刀jTacccaCATa图2-13 基准不重合误差示例 图2-14 基准重合工件示例A-加紧面 B-定位机面 C-加工面(a)(b)(c)B第50页/共126页1.1 机械零件加工工艺编制基础知识2) 2) “基准统一基准统一”原

24、则原则 应选择各加工表面都能共同使用的定位基准作为精应选择各加工表面都能共同使用的定位基准作为精基准。这样，便于保证各加工表面间的相互位置精基准。这样，便于保证各加工表面间的相互位置精度，避免基准转换所产生的定位误差，并简化夹具度，避免基准转换所产生的定位误差，并简化夹具的设计和制造工作的设计和制造工作。 诸工序采用共同的一组精基准诸工序采用共同的一组精基准图2-15 基准统一第51页/共126页1.1 机械零件加工工艺编制基础知识3) 3) “互为基准互为基准”原则原则 当两个表面相互位置精度要求很高，可以采取当两个表面相互位置精度要求很高，可以采取互为精基准的原则，反复多次进行精加工。互为

25、精基准的原则，反复多次进行精加工。2311后轴径；2前轴径；3前锥孔 图2-17 互为基准第52页/共126页1.1 机械零件加工工艺编制基础知识4) 4) “自为基准自为基准”原则原则 在有些精加工或光整加工工序中，要求余量尽量在有些精加工或光整加工工序中，要求余量尽量小而均匀，在加工时就尽量选择加工表面本身作为小而均匀，在加工时就尽量选择加工表面本身作为基准。基准。图图2-16 2-16 自为基准实例自为基准实例第53页/共126页1.1 机械零件加工工艺编制基础知识5) 5) 一定要保证工件定位准确，夹紧稳定可靠，夹一定要保证工件定位准确，夹紧稳定可靠，夹具结构简单，工人操作简便。具结构

26、简单，工人操作简便。第54页/共126页1.1 机械零件加工工艺编制基础知识五.机械加工工艺规程（文件）1. 工艺规程的概念 将零件的合理加工步骤形成文件。是规定零件机械加将零件的合理加工步骤形成文件。是规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。工工艺过程和操作方法等的工艺文件。 2. 工艺规程的内容 它是以工序为单位说明一个零件全部加工过程它是以工序为单位说明一个零件全部加工过程(简明的简明的加工顺序加工顺序)的工艺卡片。这种卡片包括零件各个工序的名称、的工艺卡片。这种卡片包括零件各个工序的名称、工序内容，经过的车间、工段、所用的机床、刀具、夹具、工序内容，经过的车间、工段、所用的机床

27、、刀具、夹具、量具，工时定额等。主要用于单件小批生产以及生产管理量具，工时定额等。主要用于单件小批生产以及生产管理中。中。（1）机械加工工艺过程卡片）机械加工工艺过程卡片（一）.机械加工工艺规程含义第55页/共126页1.1 机械零件加工工艺编制基础知识 它是以工步为单位，根据工艺卡片的每一道工序制订的，它是以工步为单位，根据工艺卡片的每一道工序制订的，主要用来具体指导操作工人进行生产的一种工艺文件。多用主要用来具体指导操作工人进行生产的一种工艺文件。多用于大批大量生产或成批生产中比较重要的零件。该卡片中附于大批大量生产或成批生产中比较重要的零件。该卡片中附有工序简图，并详细记载了该工序加工所

28、需的资料，如定位有工序简图，并详细记载了该工序加工所需的资料，如定位基准选择、工序尺寸及公差以及机床、刀具、夹具、量具、基准选择、工序尺寸及公差以及机床、刀具、夹具、量具、切削用量和工时定额等。切削用量和工时定额等。（2）机械加工工艺卡）机械加工工艺卡 它是以工序为单位，详细说明零件的机械加工工艺过程它是以工序为单位，详细说明零件的机械加工工艺过程,其内容介于工艺过程卡片和工序卡片之间。它用来指导工人其内容介于工艺过程卡片和工序卡片之间。它用来指导工人进行生产和帮助车间干部和技术人员掌握整个零件加工过程进行生产和帮助车间干部和技术人员掌握整个零件加工过程的一种主要工艺文件，广泛用于成批生产和单

29、件小批生产中的一种主要工艺文件，广泛用于成批生产和单件小批生产中比较重要的零件或工序。比较重要的零件或工序。 （3） 机械加工工序卡机械加工工序卡第56页/共126页1.1 机械零件加工工艺编制基础知识3. 工艺规程的作用1) 工艺规程是指导生产的主要技术文件工艺规程是指导生产的主要技术文件2)工艺规程是组织生产和管理工作的基本依据工艺规程是组织生产和管理工作的基本依据3)工艺规程是新建或扩建工厂或车间的基本资料工艺规程是新建或扩建工厂或车间的基本资料（二）制订工艺规程的原则（1）保证加工质量）保证加工质量（2）保证生产效率）保证生产效率（3）较低制造成本）较低制造成本（4）良好劳动条件）良好

30、劳动条件第57页/共126页1.1 机械零件加工工艺编制基础知识（三）制订工艺规程的原始资料产品整套装配图、零件图质量标准生产纲领、生产类型毛坯情况本厂现有生产条件先进技术、工艺有关手册、图册第58页/共126页1.1 机械零件加工工艺编制基础知识（四）制订工艺规程的步骤确定确定生产生产类型类型产品产品图样图样研究研究选择选择毛坯毛坯种类种类拟定拟定工艺工艺路线路线 确定工确定工序尺寸序尺寸及公差及公差 选择机床、选择机床、工装、切工装、切削用量、削用量、工时定额工时定额 填写填写工艺工艺文件文件 第59页/共126页1.2 轴类零件分析及毛坯选择一、轴类零件功用及结构特点一、轴类零件功用及结

31、构特点 轴类零件的功用轴类零件的功用1）支撑传动零件）支撑传动零件2）承受载荷）承受载荷3）传递转矩）传递转矩第60页/共126页1.2 轴类零件分析及毛坯选择 轴类零件的特点轴类零件的特点1）旋转体，长度大于直径；）旋转体，长度大于直径；2）加工表面为）加工表面为内外圆柱面、内外圆锥内外圆柱面、内外圆锥面、螺纹、花键、键槽、沟槽及横面、螺纹、花键、键槽、沟槽及横向孔向孔 ；3）有一定的回转精度。）有一定的回转精度。第61页/共126页1.2 轴类零件分析及毛坯选择 轴类零件的分类轴类零件的分类第62页/共126页1.2 轴类零件分析及毛坯选择第63页/共126页1.2 轴类零件分析及毛坯选择

32、二、轴类零件的主要技术要求二、轴类零件的主要技术要求1）尺寸精度：直径）尺寸精度：直径IT6 6IT9 9 ；长度长度2）形状精度：）形状精度：圆度、圆柱度圆度、圆柱度 尺寸误差尺寸误差3）位置精度：）位置精度：同轴度同轴度 、垂直度垂直度 、跳动跳动 4）表面粗糙度：）表面粗糙度：Ra 0.2 6.3 形状误差位置误差尺寸误差形状误差位置误差尺寸误差第64页/共126页1.2 轴类零件分析及毛坯选择应用举例应用举例第65页/共126页1.2 轴类零件分析及毛坯选择 在进行具体的零件分析以前，应先熟悉产品的装配图，明确零件在产品中的位置和功用，找出主要技术要求与技术关键。 右图为减速箱部装图，

33、由图可知，传动轴上30js6、35js6（两处）、46js6表面（即图中Q、M、N、P面）分别与齿轮、轴承和蜗轮内孔配合，是配合面，有较高的精度等级（IT6）和较小的表面粗糙度值（Ra0.8m）。而轴肩（即图中的G、H、I面）是定位面，有较高的形位公差要求。零件的材料选用45钢调质，能满足使用要求。第66页/共126页1.2 轴类零件分析及毛坯选择 轴类零件的材料轴类零件的材料1 1）一般轴类零件材料常用）一般轴类零件材料常用4545钢；钢； 2 2）中等精度而转速较高的轴，可选用）中等精度而转速较高的轴，可选用4040CrCr等合金等合金结构钢结构钢 ；3 3）精度较高的轴，可选用轴承钢）精

34、度较高的轴，可选用轴承钢GCrl5GCrl5和弹簧钢和弹簧钢6565MnMn等，也可选用球墨铸铁等，也可选用球墨铸铁 ；4 4）对于高转速、重载荷条件下工作的轴，选用）对于高转速、重载荷条件下工作的轴，选用2020CrMnTiCrMnTi、20Mn2B20Mn2B、20Cr20Cr等低碳合金钢或等低碳合金钢或3838CrMoAlCrMoAl氮化钢。氮化钢。 三、轴类零件的材料、毛坯及热处理三、轴类零件的材料、毛坯及热处理第67页/共126页1.2 轴类零件分析及毛坯选择 轴类零件的毛坯轴类零件的毛坯1 1）最常用的毛坯是圆棒料和锻件；最常用的毛坯是圆棒料和锻件； 2 2）大型、结构复杂的轴采用

35、铸件大型、结构复杂的轴采用铸件 ；3 3）比较重要的轴，多采用锻件。比较重要的轴，多采用锻件。 中小批生产用自由锻；大批大量生产用模锻中小批生产用自由锻；大批大量生产用模锻 第68页/共126页1.2 轴类零件分析及毛坯选择 轴类零件的热处理轴类零件的热处理1 1）锻造毛坯在加工前，均需安排正火或退火处理锻造毛坯在加工前，均需安排正火或退火处理，以以细化晶粒，消除应力，改善切削加工性能细化晶粒，消除应力，改善切削加工性能 ； 2 2）为了获得较好的综合力学性能，轴类零件常要求为了获得较好的综合力学性能，轴类零件常要求调质处理，常安排在粗车之后、半精车之前调质处理，常安排在粗车之后、半精车之前；

36、3 3）表面淬火一般安排在精加工之前表面淬火一般安排在精加工之前 。 4 4）对于氮化钢对于氮化钢( (如如3838GrMoAl)GrMoAl)，需在渗氮之前进行需在渗氮之前进行调质和低温时效处理。调质和低温时效处理。 第69页/共126页一、加工阶段的划分粗加工粗加工半精加工半精加工精加工精加工1 1、工艺过程的四个阶段、工艺过程的四个阶段光整加工光整加工完成次要完成次要面终加工面终加工为精加工准为精加工准备余量备余量 保证主要表保证主要表面达到图纸面达到图纸要求要求 以提高表面以提高表面质量和表面质量和表面精度为主精度为主 ，但不能提高但不能提高形状和位置形状和位置精度精度荒加工阶段：荒加

37、工阶段：当毛坯余量特别大，表面非常粗糙时，在粗加工阶段当毛坯余量特别大，表面非常粗糙时，在粗加工阶段前还有荒加工阶段。为能及时发现毛坯缺陷，减少运输量，荒加工前还有荒加工阶段。为能及时发现毛坯缺陷，减少运输量，荒加工阶段常在毛坯准备车间进行。阶段常在毛坯准备车间进行。去除大部去除大部分余量分余量( (采采用大功率机用大功率机床床, ,较大切较大切削用量削用量) )为半精加工为半精加工准备余量准备余量 1.3 轴类零件的加工方案第70页/共126页2 2、划分阶段的原因、划分阶段的原因（1）有利于保证加工质量 。（2）合理的使用设备 。（3）及时暴露缺陷及避免损伤己加工表面 。（4）便于安排热处

38、理工序和检验工序 。（5）可保护精加工和光整加工过的表面少受磕碰损坏。1.3 轴类零件的加工方案第71页/共126页1.3 轴类零件的加工方案二、 加工顺序的安排1 1、切削工序顺序安排、切削工序顺序安排 1）先粗后精 2）先主后次 3）先面后孔 4）先基面后其它第72页/共126页2 2、热处理工序安排、热处理工序安排1.3 轴类零件的加工方案预备热处理最终热处理去除内应力处理位置：粗加工前、后，半精加工前目的：改善切削性能，消除内应力位置：半精加工后，精加工前目的：提高强度、硬度 位置：粗加工前、后，半 精加工后，精加工前 目的：消除内应力，防止 变形、开裂。淬火、渗碳、氮化等自然时效人工

39、时效退火：用于高碳钢、合金钢等，降低硬度，便于切削；正火：用于低碳钢，提高硬度，便于切削；调质：淬火后高温回火第73页/共126页1.3 轴类零件的加工方案毛坯粗加工退火或正火精密加工超精密加工淬火磨削加工其它精加工方式半精加工时效调质图2201 热处理工序在工艺过程中的安排第74页/共126页1.3 轴类零件的加工方案3 3、辅助工序安排、辅助工序安排金属镀层非金属镀层氧化膜表面处理工序检验工序其它工序安排位置：工艺过程最后目的：美观 位置：去毛刺、倒钝锐边应在淬火前目的：安全 位置：粗加工后、关键工序 后、送往外车间加工前后、 零件全部加工结束之后 目的：质量控制。质量检验特种检验（无损探

40、伤、磁力探伤、水压、超速试验）去毛刺、倒钝锐边去磁清洗涂防锈油第75页/共126页三、轴类零件表面加工方法选择精度精度和粗和粗糙度糙度要求要求最终最终加工加工方法方法准备准备工序工序加工加工方法方法 与经济精度和经济粗糙度相匹配 加工经济精度是指在正常加工条件下（采用合理标准的设备、工艺装备和标准技术等级的工人，不延长加工时间）所能保证的加工精度。相应粗糙度为经济粗糙度。 1.3 轴类零件的加工方案第76页/共126页1.3 轴类零件的加工方案外圆表面加工方案及经济精度加工方法加工方法经济精度经济精度经济粗糙度经济粗糙度使用范围使用范围1 1粗车粗车IT13IT13IT11IT11505012

41、.512.5适用于淬火钢以外的适用于淬火钢以外的各种金属各种金属2 2粗车半精车粗车半精车IT10IT10IT9IT96.36.33.23.23 3粗车半精车精车粗车半精车精车IT7IT7IT6IT61.61.60.80.84 4粗车半精车精车抛光（滚压）粗车半精车精车抛光（滚压）IT7IT7IT6IT60.020.020.0250.0255 5粗车半精车磨削粗车半精车磨削IT7IT7IT6IT60.80.80.40.4适用于淬火钢、未淬适用于淬火钢、未淬火钢、铸铁等，不宜火钢、铸铁等，不宜加工强度低、韧度高加工强度低、韧度高的有色金属的有色金属6 6粗车半精车粗磨精磨粗车半精车粗磨精磨IT6

42、IT6IT5IT50.40.40.20.27 7粗车半精车粗磨精磨高精度磨削粗车半精车粗磨精磨高精度磨削IT5IT5IT3IT30.10.10.0080.0088 8粗车半精车粗磨精磨研磨粗车半精车粗磨精磨研磨IT5IT5IT3IT30.010.010.0080.0089 9粗车半精车精车精细车（研磨）粗车半精车精车精细车（研磨）IT6IT6IT5IT50.40.40.0250.025适用于有色金属适用于有色金属第77页/共126页1.3 轴类零件的加工方案孔的加工方案及经济精度序号序号加工方法加工方法经济精度经济精度经济粗糙度经济粗糙度使用范围使用范围1 1钻钻IT13IT13IT11IT1

43、112.512.5用于淬火钢以外的各种金属用于淬火钢以外的各种金属实心工件实心工件2 2钻铰钻铰IT9IT93.23.21.61.6用于淬火钢以外的各种金属用于淬火钢以外的各种金属实心工件，但孔径实心工件，但孔径D20mmD20mm3 3钻扩铰钻扩铰IT9IT9IT8IT83.23.21.61.6用于淬火钢以外的各种金属用于淬火钢以外的各种金属实心工件，但孔径为实心工件，但孔径为101080804 4钻扩粗铰精铰钻扩粗铰精铰IT7IT71.61.60.40.45 5钻拉钻拉IT9IT9IT7IT71.61.60.40.4用于大批量生产用于大批量生产6 6（钻）粗镗半精镗（钻）粗镗半精镗IT10

44、IT10IT9IT96.36.33.23.2用于淬火钢以外的各种材料用于淬火钢以外的各种材料7 7（钻）粗镗半精镗精镗（钻）粗镗半精镗精镗IT8IT8IT7IT71.61.60.80.88 8（钻）粗镗半精镗磨（钻）粗镗半精镗磨IT8IT8IT7IT70.80.80.40.4用于淬火钢、未淬火钢、铸用于淬火钢、未淬火钢、铸铁等，不宜加工强度低、韧铁等，不宜加工强度低、韧度高的有色金属度高的有色金属9 9（钻）粗镗半精镗粗磨精磨（钻）粗镗半精镗粗磨精磨IT7IT7IT6IT60.40.40.20.21010粗镗半精镗精镗珩磨粗镗半精镗精镗珩磨IT7IT7IT6IT60.40.40.0250.02

45、51111粗镗半精镗精镗研磨粗镗半精镗精镗研磨IT7IT7IT6IT60.40.40.0250.025用于钢件、铸铁件和有色金用于钢件、铸铁件和有色金属件的加工属件的加工粗镗半精镗精镗精细镗粗镗半精镗精镗精细镗第78页/共126页选择加工方法应考虑的因素：1. 加工方法的经济精度、表面粗糙度与加工表面的技术要求相适应。2. 加工方法与被加工材料的性质、工件形状和尺寸相适应。3. 加工方法与生产类型相适应。4. 加工方法与本厂现有设备和加工条件相适应。5. 特殊要求。1.3 轴类零件的加工方案第79页/共126页1.3 轴类零件的加工方案1 1、外圆表面车削加工外圆表面车削加工第80页/共126

46、页1.3 轴类零件的加工方案2 2、外圆表面磨削加工外圆表面磨削加工 磨削加工的工艺范围磨削加工的工艺范围第81页/共126页 外圆磨削加工方法外圆磨削加工方法1.3 轴类零件的加工方案第82页/共126页1.3 轴类零件的加工方案第83页/共126页1.3 轴类零件的加工方案第84页/共126页1.3 轴类零件的加工方案第85页/共126页1.3 轴类零件的加工方案第86页/共126页 外圆磨削常见缺陷及解决措施外圆磨削常见缺陷及解决措施1.3 轴类零件的加工方案第87页/共126页1.3 轴类零件的加工方案第88页/共126页3 3、外圆表面精密加工外圆表面精密加工1.3 轴类零件的加工方

47、案第89页/共126页四、四、轴类零件的一般加工工艺路线轴类零件的一般加工工艺路线 轴类零件的主要表面是各个轴颈的外圆表面，空心轴的内孔精度一般要求不轴类零件的主要表面是各个轴颈的外圆表面，空心轴的内孔精度一般要求不高，而精密主轴上的螺纹、花键、键槽等次要表面的精度要求也比较高。因此高，而精密主轴上的螺纹、花键、键槽等次要表面的精度要求也比较高。因此, ,轴类零件的加工工艺路线主要是考虑外圆的加工顺序，并将次要表面的加工合理轴类零件的加工工艺路线主要是考虑外圆的加工顺序，并将次要表面的加工合理地穿插其中。下面是生产中常用的不同精度、不同材料轴类零件的加工工艺路线：地穿插其中。下面是生产中常用的

48、不同精度、不同材料轴类零件的加工工艺路线： (1) (1) 一般渗碳钢的轴类零件加工工艺路线一般渗碳钢的轴类零件加工工艺路线: :备料备料锻造锻造正火正火打顶尖孔打顶尖孔粗车粗车半精车、精车半精车、精车渗碳渗碳( (或碳氮共渗或碳氮共渗)淬火、低温回火淬火、低温回火粗磨粗磨次要表面次要表面加工加工精磨精磨 (2) (2) 一般精度调质钢的轴类零件加工工艺路线一般精度调质钢的轴类零件加工工艺路线: :备料备料锻造锻造正火正火( (退退火火)打顶尖孔打顶尖孔粗车粗车调质调质半精车、精车半精车、精车表面淬火、回火表面淬火、回火粗磨粗磨次要表次要表面加工面加工精磨精磨 1.3 轴类零件的加工方案第90

49、页/共126页 (3) (3) 精密氮化钢轴类零件的加工工艺路线：备料精密氮化钢轴类零件的加工工艺路线：备料锻造锻造正火正火( (退火退火)打顶尖孔打顶尖孔粗车粗车调质调质半精车、精车半精车、精车低温时效低温时效粗磨粗磨氮化处理氮化处理次要次要表面加工表面加工精磨精磨光磨。光磨。 (4) (4) 整体淬火轴类零件的加工工艺路线：备料整体淬火轴类零件的加工工艺路线：备料锻造锻造正火（退火）正火（退火）打顶尖孔打顶尖孔粗车粗车调质调质半精车、精车半精车、精车次要表面加工次要表面加工整体淬火整体淬火粗磨粗磨低温时效低温时效精磨精磨 一般精度轴类零件，最终工序采用精磨就足以保证加工质量。精密轴一般精度

50、轴类零件，最终工序采用精磨就足以保证加工质量。精密轴类零件，除了精加工外，还应安排光整加工。对于除整体淬火之外的轴类零类零件，除了精加工外，还应安排光整加工。对于除整体淬火之外的轴类零件，其精车工序可根据具体情况不同，安排在淬火热处理之前进行，或安排件，其精车工序可根据具体情况不同，安排在淬火热处理之前进行，或安排在淬火热处理之后，次要表面加工之前进行。在淬火热处理之后，次要表面加工之前进行。 应该注意的是应该注意的是: 经淬火后的部位，不能用一般刀具切削，所以一些沟、槽、小孔等须经淬火后的部位，不能用一般刀具切削，所以一些沟、槽、小孔等须在淬火之前加工完。在淬火之前加工完。1.3 轴类零件的

51、加工方案第91页/共126页1.3 轴类零件的加工方案第92页/共126页1.3 轴类零件的加工方案 例：图7-14所示方头小轴，中批生产，材料为20Cr，要求12h7 mm段渗碳（深0.8mm 1.1mm），淬火硬度为50 HRC 55 HRC，试拟定其工艺路线。方头小轴方头小轴五、五、轴类零件加工工艺方案举例轴类零件加工工艺方案举例第93页/共126页1.3 轴类零件的加工方案1.分析零件图 ;2. 加工方法 ;3. 拟订工艺路线 。第94页/共126页1.3 轴类零件的加工方案表表7-10 方头小轴制造工艺路线方头小轴制造工艺路线下料：下料：20Cr钢棒钢棒 22mm470mm若干段若干

52、段粗粗加加工工1车车车右端面及右端外圆，留磨余量每面车右端面及右端外圆，留磨余量每面0.2mm( 7mm不车不车)，按长度切断，每段切留余量，按长度切断，每段切留余量(23)mm。2车车夹右端柱段，车左端面，留余量夹右端柱段，车左端面，留余量2mm；车左端外圆至车左端外圆至 20mm。3检验检验 4 渗碳渗碳半半精精加加工工5车车夹左端夹左端 20mm段，车右端面，留余量段，车右端面，留余量1mm，打中心孔；车打中心孔；车 7mm、 12mm圆柱段。圆柱段。6车车夹夹 12部分，车左端面至尺寸，打中心孔。部分，车左端面至尺寸，打中心孔。7铣铣铣削铣削17mm17mm方头。方头。8检验检验 9

53、淬火淬火 HRC=5060 。精精加加工工10研中心孔研中心孔 粗糙度粗糙度Ra0.4 m11磨磨磨磨 12h7 mm外圆，达到图纸要求。外圆，达到图纸要求。12检验检验 13清洗、油封、包装清洗、油封、包装第95页/共126页1.4轴类零件加工工序设计一、 加工余量的确定1 1、加工余量的概念：、加工余量的概念：第96页/共126页1.4轴类零件加工工序设计2 2、工序余量、工序尺寸及偏差：、工序余量、工序尺寸及偏差：工序余量与工序尺寸及其公差的关系工序余量与工序尺寸及其公差的关系 ZbmaxZbZbminbminbamina加工方向ZbmaxZbZbmin加工方向TbTaTaTbbmaxb

54、amaxa(a)被包容面（轴）(b)包容面（孔）第97页/共126页对于轴类零件的外尺寸：工序尺寸偏差取单向负偏差（h），工序的基本尺寸等于最大极限尺寸，如，对于孔类等零件的内尺寸：工序尺寸偏差取单向正偏差（H），工序的基本尺寸等于最小极限尺寸，如，对于毛坯的制造偏差：取正负偏差。 TDD0TAA210Tdd1.4轴类零件加工工序设计工序尺寸及偏差（入体原则）工序尺寸及偏差（入体原则）第98页/共126页-+T3精加工基本尺寸A3T2半精加工基本尺寸A2T1粗加工基本尺寸A1毛坯尺寸A0T0Z3Z2Z1Z总-+T0毛坯尺寸B0T1粗加工基本尺寸B1T2半精加工基本尺寸A2T3精加工基本尺寸B3

55、Z1Z2Z3Z总(a)被包容面（轴）(b)包容面（孔）图图2-21 加工余量和工序尺寸分布图加工余量和工序尺寸分布图 1.4轴类零件加工工序设计第99页/共126页3 3、影响加工余量的因素、影响加工余量的因素（1）上工序的表面粗糙度和表面缺陷层 加工表面的粗糙度与缺陷层加工表面的粗糙度与缺陷层 1缺陷层；缺陷层；2正常组织正常组织1.4轴类零件加工工序设计第100页/共126页2、上工序的尺寸公差上工序留下的形状误差上工序留下的形状误差1.4轴类零件加工工序设计第101页/共126页3、上工序各表面间相互位置的形位误差轴的弯曲对加工余量的影响轴的弯曲对加工余量的影响1.4轴类零件加工工序设计

56、第102页/共126页4、本工序安装误差三爪卡盘上的装夹误差三爪卡盘上的装夹误差1.4轴类零件加工工序设计第103页/共126页1.4轴类零件加工工序设计4 4、加工余量的确定、加工余量的确定(1)分析计算法:用于大批量或贵重零件加工(2)经验估计法:用于单件小批量(3)查表修正法:工厂广泛采用第104页/共126页1.4轴类零件加工工序设计5. 简单工序尺寸及公差的确定举例图7-21 小轴例：如图所示小轴零件，毛坯为普通精度的热轧例：如图所示小轴零件，毛坯为普通精度的热轧圆钢，装夹在车床前、后顶尖间加工，主要工序；圆钢，装夹在车床前、后顶尖间加工，主要工序；下料下料车端面车端面钻中心孔钻中心

57、孔粗车外圆粗车外圆精车精车外圆外圆磨削外圆。磨削外圆。第105页/共126页1.4轴类零件加工工序设计工序工序名称名称工序工序余量余量工序所达到工序所达到 的经济精度的经济精度工序基本尺寸工序基本尺寸工序尺寸及上下工序尺寸及上下偏差偏差磨削磨削IT7 IT7 0.0210.02125.0025.0025.025.0 0 0-0.021-0.021精车精车粗车粗车毛坯毛坯第106页/共126页1.4轴类零件加工工序设计工序工序名称名称工序工序余量余量工序所达到工序所达到 的经济精度的经济精度工序基本尺寸工序基本尺寸工序尺寸及上下工序尺寸及上下偏差偏差磨削磨削IT7 IT7 0.0210.0212

58、5.0025.0025.025.0 0 0-0.021-0.021精车精车粗车粗车毛坯毛坯3.03.0IT14 IT14 1.01.0 28 28 0.50.5第107页/共126页1.4轴类零件加工工序设计工序工序名称名称工序工序余量余量工序所达到工序所达到 的经济精度的经济精度工序基本尺寸工序基本尺寸工序尺寸及上下工序尺寸及上下偏差偏差磨削磨削0.30.3IT7 IT7 0.0210.02125.0025.0025.025.0 0 0-0.021-0.021精车精车0.80.8粗车粗车1.91.9毛坯毛坯3.03.0IT14 IT14 1.01.0 28 28 0.50.5第108页/共1

59、26页1.4轴类零件加工工序设计工序工序名称名称工序工序余量余量工序所达到工序所达到 的经济精度的经济精度工序基本尺寸工序基本尺寸工序尺寸及上下工序尺寸及上下偏差偏差磨削磨削0.30.3IT7 IT7 0.0210.02125.0025.0025.025.0精车精车0.80.8IT10 IT10 0.0840.084粗车粗车1.91.9IT12 IT12 0.2100.210毛坯毛坯3.03.0IT14 IT14 1.01.0 28 28 0.50.5第109页/共126页工序工序名称名称工序工序余量余量工序所达到工序所达到 的经济精度的经济精度工序基本尺寸工序基本尺寸工序尺寸及上下工序尺寸及上下偏差偏差磨削磨削0.30.3IT7 IT7 0.0210.02125.0025.0025.025.0 0 0-0.021-0.021精车精车0.80.8IT10 IT10 0.0840.08425+0.3=25.325+0.3=25.3粗车粗车1.91.9IT12 IT12 0.2100.21025.3+0.8=26.125.3+0.8=26.1毛坯毛坯3.03.0IT14 I