第四章典型零件的加工工艺

1、第四章第四章 典型零件的加工工艺典型零件的加工工艺第四章第四章 典型零件的加工工艺典型零件的加工工艺第四章第四章 典型零件的加工工艺典型零件的加工工艺学习的目的与基本要求学习的目的与基本要求: : 通过本章学习，使学生掌握轴类加工、通过本章学习，使学生掌握轴类加工、熟悉套筒加工、了解箱体加工的具体原则熟悉套筒加工、了解箱体加工的具体原则和工艺要求；齿轮加工的一些具体方法。和工艺要求；齿轮加工的一些具体方法。第四章第四章 典型零件的加工工艺典型零件的加工工艺重点：重点：1 1、轴类零件的加工；、轴类零件的加工；2 2、箱体加工；、箱体加工；3 3、其他典型零件的加工。、其他典型零件的加工。难点难

2、点：1 1、箱体加工；、箱体加工；2 2、其他典型零件的加工。、其他典型零件的加工。n第一节第一节 概概 述述n一、轴类零件的功用及结构特点一、轴类零件的功用及结构特点n轴类零件是典型的机器零件。用来支承传动轴类零件是典型的机器零件。用来支承传动件件, ,传递运动和扭矩。结构类型如下图传递运动和扭矩。结构类型如下图3-13-1所所示示: :轴类零件的加工轴类零件的加工n二二、轴类零件的技术要求、轴类零件的技术要求n1 1、尺寸精度、尺寸精度n主要轴颈主要轴颈( (指配合指配合, ,支承轴颈支承轴颈) )的尺寸精度的尺寸精度, ,一一般为般为IT9-IT6,IT9-IT6,机床主轴支承轴颈的尺寸

3、精度机床主轴支承轴颈的尺寸精度为为IT5,IT5,甚至更高。甚至更高。n2 2、几何形状精度、几何形状精度n主要有圆度主要有圆度, ,圆柱度的要求圆柱度的要求, ,一般控制在尺寸一般控制在尺寸公差以内公差以内。n3 3、位置精度、位置精度n支承轴颈之间有同轴度要求支承轴颈之间有同轴度要求, ,工作表面工作表面, ,配合配合表面对支承轴颈有跳动要求。表面对支承轴颈有跳动要求。n4 4、表面粗糙度、表面粗糙度: :一般为一般为R Ra a0.8-0.16m0.8-0.16m。n5 5、热处理、热处理n为了获得具有一定强度为了获得具有一定强度, ,硬度和耐磨性及其它硬度和耐磨性及其它特殊要求的零件特

4、殊要求的零件, ,通常要按排热处理及表面处通常要按排热处理及表面处理。一般常采用的热处理方法有理。一般常采用的热处理方法有: :正火正火, ,调质调质, ,高频淬火高频淬火等。为表面的美观和防腐等。为表面的美观和防腐, ,还按排有还按排有电镀电镀, ,发蓝等表面处理方法。发蓝等表面处理方法。n6 6、其它要求、其它要求n对高速回转的轴零件应有静、动平衡的要求对高速回转的轴零件应有静、动平衡的要求; ;对有安全要求的轴件对有安全要求的轴件, ,应按排探伤检查。应按排探伤检查。n三、轴类零件的材料与毛坯三、轴类零件的材料与毛坯n1 1、轴类零件的材料、轴类零件的材料n常用材料为常用材料为4545#

5、 #钢钢, ,中等精度中等精度, ,速度较高的轴速度较高的轴件如专用机床主轴则采用件如专用机床主轴则采用40C40Cr r, ,强度高强度高, ,尺寸尺寸大的轴采用大的轴采用30CrMnSi,35CrMnTi,40CrMnTi30CrMnSi,35CrMnTi,40CrMnTi等等合金调质钢。高速重载工作条件下的轴零件，合金调质钢。高速重载工作条件下的轴零件，则采用则采用2020钢、钢、20Cr20Cr、20CrMnTi20CrMnTi等低碳或低碳等低碳或低碳合金钢经渗碳后淬火，以获得具有较高的抗合金钢经渗碳后淬火，以获得具有较高的抗弯曲疲劳强度和较高的表面硬度、冲击韧性弯曲疲劳强度和较高的表

6、面硬度、冲击韧性和心部硬度。和心部硬度。n2 2、轴类零件的毛坯轴类零件的毛坯n常用毛坯为常用毛坯为棒料棒料和和锻件锻件。形状复杂的轴如曲。形状复杂的轴如曲轴轴, ,毛坯一般为铸件。毛坯一般为铸件。n四、轴类零件加工工艺分析四、轴类零件加工工艺分析n1 1、轴类零件定位基准与装夹方法的选择、轴类零件定位基准与装夹方法的选择n 在轴类零件加工中，为保证各主要表面的相互在轴类零件加工中，为保证各主要表面的相互位置精度，选择位置精度，选择定位基准定位基准时，应尽可能使其与装配时，应尽可能使其与装配基准重合并使各工序的基准统一，且考虑在一次安基准重合并使各工序的基准统一，且考虑在一次安装中尽可能加工多

7、的面。装中尽可能加工多的面。轴类零件加工时，精基准的选择一般有两种：轴类零件加工时，精基准的选择一般有两种：1 1）采用顶尖孔作为定位基准。符合基准统一原则。）采用顶尖孔作为定位基准。符合基准统一原则。 粗加工前，先打顶尖孔，以后的工序都以顶粗加工前，先打顶尖孔，以后的工序都以顶尖孔定位。此外对细长轴还应有辅助支撑。尖孔定位。此外对细长轴还应有辅助支撑。2 2）采用支撑轴颈作为定位基准。符合基准重合原则）采用支撑轴颈作为定位基准。符合基准重合原则2 2、轴类零件中心孔的修研轴类零件中心孔的修研常用方法：常用方法：3 3、轴类零件典型的加工工艺路线、轴类零件典型的加工工艺路线对一般的传动轴：对一

8、般的传动轴： 下料下料锻造锻造正火正火车端面、钻中心孔车端面、钻中心孔粗车各表粗车各表面面调质调质精车各表面精车各表面铣花键、键槽等铣花键、键槽等热处理（淬热处理（淬火）火）修研中心孔修研中心孔粗磨外圆粗磨外圆精磨外圆精磨外圆检验。检验。4 4、车床主轴加工工艺、车床主轴加工工艺工作条件和性能要求：工作条件和性能要求：1 1）承受交变的弯曲应力和扭转应力，有时还受到冲击载荷）承受交变的弯曲应力和扭转应力，有时还受到冲击载荷作用；作用；2 2）主轴大端内锥孔，经常与卡盘、顶尖有相对摩擦；）主轴大端内锥孔，经常与卡盘、顶尖有相对摩擦；3 3）花键部分经常有磕碰或相对滑动。）花键部分经常有磕碰或相对

9、滑动。4 4）整体调质后硬度为，金相组织为回火索氏体；）整体调质后硬度为，金相组织为回火索氏体；5 5）B B、D D、C C轴颈、法兰圆部分硬度为轴颈、法兰圆部分硬度为5258HRC5258HRC。6 6）大端内锥孔硬度）大端内锥孔硬度4550HRC4550HRC。工艺过程如下表：工艺过程如下表：工艺过程分析：工艺过程分析：1 1、加工阶段的划分、加工阶段的划分粗、精分开，以重要的表面粗、半精、精加工为主粗、精分开，以重要的表面粗、半精、精加工为主线，适当穿插其他表面的加工工序。线，适当穿插其他表面的加工工序。2 2、定位基准的选择、定位基准的选择1 1）粗基准：毛坯外圆。）粗基准：毛坯外圆

10、。2 2）精基准：中心孔，粗车外圆和端面。）精基准：中心孔，粗车外圆和端面。3 3）精基准：外圆表面，钻中心通孔。）精基准：外圆表面，钻中心通孔。4 4）精基准：外圆表面，半精加工中心通孔，大端锥）精基准：外圆表面，半精加工中心通孔，大端锥孔和小端锥孔。孔和小端锥孔。3 3、工序顺序的安排、工序顺序的安排1 1）先定位基面）先定位基面2 2）其他表面和次要表面）其他表面和次要表面3 3）深孔加工）深孔加工4 4、加工方法的选择、加工方法的选择1 1）各外圆表面的加工）各外圆表面的加工2 2）大端锥孔的精加工）大端锥孔的精加工3 3）中心通孔的加工）中心通孔的加工5 5、检验、检验五、细长轴加工

11、工艺特点五、细长轴加工工艺特点1 1、改进工件的装夹方法、改进工件的装夹方法2 2、选择合理的切削方法、选择合理的切削方法3 3、合理的选择刀具、合理的选择刀具第二节第二节 轴类零件的工艺过程轴类零件的工艺过程一、对滚筒轴进行工艺分析一、对滚筒轴进行工艺分析滚筒轴的零件图如图滚筒轴的零件图如图3-23-2所示：所示：图图3-2图图3-3卷扬机滚筒轴装配图如图卷扬机滚筒轴装配图如图3-33-3所示所示: :n1 1、了解各项技术条件、了解各项技术条件, ,提出必要的改进意见提出必要的改进意见n1)1)零件的功用零件的功用, ,及使用条件分析及使用条件分析n滚筒轴支承在两个轴承上滚筒轴支承在两个轴

12、承上, ,右端通过圆锥面和右端通过圆锥面和传动键同滚筒相连传动键同滚筒相连, ,中部经花键与齿轮相连；中部经花键与齿轮相连；动力经齿轮传递到滚筒轴和传动键以实现滚筒动力经齿轮传递到滚筒轴和传动键以实现滚筒的转动；为减少灰尘危害的转动；为减少灰尘危害, ,设有内喷雾装置设有内喷雾装置, ,相相应滚筒零件轴做成空心的应滚筒零件轴做成空心的, ,以便钢管通过。为以便钢管通过。为防止泄漏防止泄漏, ,还设有密封装置。由于工作负荷较还设有密封装置。由于工作负荷较大大, ,滚筒轴将承受较大的扭滚筒轴将承受较大的扭, ,弯载荷弯载荷, ,工作条件工作条件十分恶劣。十分恶劣。n2) 2) 滚筒轴主要的技术要求

13、滚筒轴主要的技术要求n对支承轴颈的要求对支承轴颈的要求n为保证与轴承有良好的配合及满足装配要求为保证与轴承有良好的配合及满足装配要求, ,规定支承轴颈的尺寸精度为规定支承轴颈的尺寸精度为IT6,IT6,两支承轴颈两支承轴颈与定位台阶面对公共轴线的跳动为与定位台阶面对公共轴线的跳动为0.020.02mmmm；并能综合控制形并能综合控制形, ,位误差位误差, ,表面粗糙度表面粗糙度Ra1.6Ra1.60.8m0.8m。n对配合锥面的要求对配合锥面的要求n为使滚筒转动时为使滚筒转动时, ,不产生较大的跳动不产生较大的跳动, ,规定锥规定锥面对公共轴线的跳动为面对公共轴线的跳动为0.02mm;0.02

14、mm;为保证锥面配为保证锥面配合的可靠性合的可靠性, ,规定锥面与锥孔配合接触面积不规定锥面与锥孔配合接触面积不小于小于75%,75%,外锥面的表面粗糙度外锥面的表面粗糙度Ra2.5Ra2.51.25m.25m。平键槽平键槽侧面对锥面轴线的对称度为侧面对锥面轴线的对称度为0.06mm0.06mm。n对其它表面的要求对其它表面的要求n齿轮孔与轴外花键的配合齿轮孔与轴外花键的配合, ,为减小齿轮转动为减小齿轮转动时的跳动时的跳动, ,规定花键内径对公共轴线的跳动规定花键内径对公共轴线的跳动为为0.020.02mm,mm,为保证密封效果为保证密封效果, ,还规定还规定50H750H7对公共轴线的跳动

15、为对公共轴线的跳动为0.02mm.0.02mm.对花键用综合对花键用综合环规检验环规检验, ,以保证装配精度。以保证装配精度。n热处理要求热处理要求n毛坯锻造后正火毛坯锻造后正火, ,为提高材料的综合机械性为提高材料的综合机械性能粗加工后应按排调质处理，硬度能粗加工后应按排调质处理，硬度HB240-HB240-280280。n2 2、结构工艺性分析、结构工艺性分析n二、选择毛坯二、选择毛坯n滚筒轴为阶梯轴滚筒轴为阶梯轴, ,台阶之间相差不大台阶之间相差不大, ,但使用但使用条件对工件材料有强度方面的要求条件对工件材料有强度方面的要求, ,应选择锻应选择锻件件, ,零件的生产纲领为中批生产零件的

16、生产纲领为中批生产, ,最后确定为最后确定为模锻毛坯模锻毛坯. .n三、拟定工艺过程三、拟定工艺过程n( (一一) ) 定位基准的选择定位基准的选择n1 1、精基准的选择、精基准的选择n根据定位精基准的选择原则根据定位精基准的选择原则: :基准重合与基准基准重合与基准统一原则统一原则, ,应选择轴的公共回转轴线作为统一应选择轴的公共回转轴线作为统一的定位精基准。的定位精基准。这样既可避免基准不重合误差这样既可避免基准不重合误差, ,也能保证各表也能保证各表面之间的位置精度。面之间的位置精度。n由于滚筒轴是一空心轴由于滚筒轴是一空心轴, ,半精车时可采用两端中心半精车时可采用两端中心孔作为定位精

17、基准孔作为定位精基准, ,轴心线上孔加工以后轴心线上孔加工以后, ,应再加应再加工出两端的工出两端的6060 内锥面作为后续加工的定位精基准。内锥面作为后续加工的定位精基准。n2 2、粗基准、粗基准n毛坯外圆。毛坯外圆。n( (二二) ) 加工方法的选择加工方法的选择n1 1、主要表面、主要表面, ,两支承轴颈两支承轴颈, ,尺寸精度尺寸精度IT6,Ra0.8m,IT6,Ra0.8m,应选应选: :车车磨磨, ,的加工方法。的加工方法。2 2、配合锥面、配合锥面: :Ra1.6m,Ra1.6m,应选车应选车- -磨磨, ,3 3、花键、花键: :内径内径Ra1.6m,Ra1.6m,其余其余Ra

18、6.4-3.3 m,Ra6.4-3.3 m,选铣选铣- -磨；磨；4 4、3030深孔深孔: :车床钻削；车床钻削；5 5、3-M123-M12螺孔螺孔: :钻床钻钻床钻- -攻加工；攻加工；6 6、平键槽、平键槽: :普通铣床铣削；普通铣床铣削；7 7、其它表面、其它表面: :均可采用车床车削；均可采用车床车削；( (三三) ) 划分加工阶段划分加工阶段1 1、支承表面、支承表面:(:(根据精度根据精度, ,毛坯毛坯, ,批量批量, ,结构及尺结构及尺寸大小寸大小) )应划分为应划分为: :粗车粗车- -半精车半精车- -精车精车- -磨削。磨削。2 2、锥面、锥面: :粗车粗车- -半精车

19、半精车- -精车精车- -磨削。磨削。3 3、花键、花键: :铣两侧面铣两侧面- -铣底径铣底径- -铣空刀槽铣空刀槽- -磨底径。磨底径。4 4、 3030深孔深孔: :在车床上用加长钻削；在车床上用加长钻削；5 5、3-M123-M12螺孔螺孔: :钻床钻钻床钻- -攻加工；攻加工；6 6、平键槽、平键槽: :普通铣床铣削；普通铣床铣削；7 7、其它表面、其它表面: :粗车粗车- -精车；精车；( (四四) ) 按排加工顺序按排加工顺序1 1、机械加工顺序的按排、机械加工顺序的按排1)1)基准先行基准先行作为定位精基准的表面应首先按排加工；由于作为定位精基准的表面应首先按排加工；由于滚筒轴

20、毛坯为模锻滚筒轴毛坯为模锻, ,毛坯精度较低毛坯精度较低, ,加工余量也加工余量也较大。较大。加工前应先划线加工前应先划线, ,打洋冲眼打洋冲眼, ,再按划线再按划线, ,打洋冲眼打洋冲眼的位置钻中心孔的位置钻中心孔, ,作为粗车各外圆的定位精基准。作为粗车各外圆的定位精基准。在后续的半精车时在后续的半精车时, ,再平两端面再平两端面, ,重钻中心孔重钻中心孔; ;以以消除调质变形的影响消除调质变形的影响, ,提高定位精度。提高定位精度。由于滚筒轴的具体结构由于滚筒轴的具体结构, ,需在轴心线位置钻需在轴心线位置钻30mm30mm通孔通孔, ,原有的两端面定位中心孔被切除原有的两端面定位中心孔

21、被切除, ,因此因此, ,需在两端面孔口车出两需在两端面孔口车出两6060锥面作为后面锥面作为后面加工的定位精基准。加工的定位精基准。2 2、主次分开、主次分开, ,划分加工阶段划分加工阶段零件是由多个不同类型的表面组成的零件是由多个不同类型的表面组成的, ,在按排这在按排这些表面的加工先后顺序时些表面的加工先后顺序时, ,必须把主要表面和次必须把主要表面和次要表面的加工分开要表面的加工分开, ,先按排主要表面的加工先按排主要表面的加工, ,再视具体况按排次要表面的加工，对主要表面再视具体况按排次要表面的加工，对主要表面的加工应划分加工阶段。的加工应划分加工阶段。对滚筒轴对滚筒轴, ,中等精度

22、中等精度, ,批量不大批量不大, ,可划分为粗加工可划分为粗加工阶段阶段: :包括包括, ,中心孔中心孔, ,各外圆的粗车各外圆的粗车; ;半精加工阶半精加工阶段段: :包括各外圆的半精车包括各外圆的半精车, ,深孔的加工深孔的加工, ,孔两端台孔两端台阶孔阶孔,60,60 定位锥面的加工；精加工阶段定位锥面的加工；精加工阶段: :包括各包括各外圆的精车外圆的精车, ,支承轴颈的磨削支承轴颈的磨削, ,锥面的磨削。锥面的磨削。3 3、先面后孔、先面后孔这一原则适用于支架箱体零件的加工。这一原则适用于支架箱体零件的加工。4 4、次要表面加工穿插进行、次要表面加工穿插进行使加工阶段的划分更加明显使

23、加工阶段的划分更加明显, ,加大各加工阶段加大各加工阶段之间的时间间隔之间的时间间隔, ,使残余应力有足够的时间重新使残余应力有足够的时间重新分布以稳定加工尺寸分布以稳定加工尺寸, ,保证加工精度。保证加工精度。在主要表面的半精车到精车之间穿插在主要表面的半精车到精车之间穿插: :34mm34mm深深孔孔, ,两端台阶孔两端台阶孔,60,60定位内锥面的加工。定位内锥面的加工。34mm34mm深孔的加工深孔的加工, ,按排在调质与半精车以后按排在调质与半精车以后, ,为深孔的加工提供了可靠的定位基准为深孔的加工提供了可靠的定位基准, ,并避免了并避免了热处理引起变形的影响热处理引起变形的影响,

24、 ,可使得壁厚均匀可使得壁厚均匀, ,保证保证了在加工了在加工6060定位内锥面的精度定位内锥面的精度, ,同时提高了作同时提高了作为定位精基准面的为定位精基准面的6060定位内锥面的定位精度。定位内锥面的定位精度。在精车与磨削之间穿插两端面挡板固定螺孔在精车与磨削之间穿插两端面挡板固定螺孔(4-(4-M16M16及及4-M27)4-M27)的加工。的加工。n花键的加工花键的加工, ,由于花键轴上由于花键轴上, ,安装动力输入齿轮安装动力输入齿轮, ,二者之间有较高的位置精度二者之间有较高的位置精度, ,把花键的加工放在把花键的加工放在两支承轴颈精加工的后边两支承轴颈精加工的后边, ,以精加工

25、过的两支承以精加工过的两支承轴颈作为定位精基准轴颈作为定位精基准, , 能保证相关的加工精度。能保证相关的加工精度。n为进一步保证花键的加工精度为进一步保证花键的加工精度, ,铣花键后再按铣花键后再按排磨削排磨削, , 中间穿插锥面上平键槽的加工中间穿插锥面上平键槽的加工, ,最后按最后按排固定平键的排固定平键的3-M123-M12螺孔的加工。螺孔的加工。n2 2、热处理工序的按排、热处理工序的按排n毛坯锻糙后正火处理毛坯锻糙后正火处理; ;粗加工后调质处理。粗加工后调质处理。n3 3、辅助工序的按排、辅助工序的按排n所有工序完成以后所有工序完成以后, ,按排一次抽检。按排一次抽检。五、工序集

26、中与工序分散程度的确定五、工序集中与工序分散程度的确定由于滚筒轴为中小批生产由于滚筒轴为中小批生产, ,宜采用工序集中的宜采用工序集中的原则划分工序。如外圆的车削原则划分工序。如外圆的车削, ,粗车粗车, ,半精车半精车, ,精车各外圆表面精车各外圆表面, ,台阶面台阶面, ,都是集中在一道工序都是集中在一道工序内完成的。内完成的。六、选择机床及工艺装备六、选择机床及工艺装备, ,确定加工余量确定加工余量, ,工序工序尺寸及公差尺寸及公差, ,估算工时定额后即完成了滚筒轴估算工时定额后即完成了滚筒轴的工艺设计。的工艺设计。七、滚筒轴简要的工艺过程卡如所示七、滚筒轴简要的工艺过程卡如所示: :工

27、序号工序号名名 称称 工工 序序 加加 工工 内内 容容定位基面定位基面机床机床01下料下料锯床锯床02锻造锻造03正火正火0405060708091011钳工钳工钻钻粗车粗车热热车车车车车车车车划中心孔线划中心孔线,打洋冲眼打洋冲眼钻中心孔钻中心孔粗车各外圆留粗车各外圆留5mm余量余量调质调质HB240270半精车各外圆、两端面，钻中半精车各外圆、两端面，钻中心孔心孔钻钻34通孔通孔车两端台阶孔两车两端台阶孔两60锥面锥面 精车各外圆精车各外圆,各处余量各处余量0.6 Ra1.60.8,花键外圆尺寸花键外圆尺寸1800.1 其余按图车到要求尺寸其余按图车到要求尺寸毛坯外圆毛坯外圆找正线找正线

28、中心孔中心孔外圆、外圆、中中心孔心孔两支承轴两支承轴颈颈两两60锥面锥面车床车床车床车床车床车床车床车床车床车床2701806.07.012钻钻钻钻-攻攻4-M16及及4-M27螺纹螺纹轴颈表面轴颈表面钻床钻床13磨磨磨削各外圆，靠磨端面至要求磨削各外圆，靠磨端面至要求花键外圆磨至尺寸花键外圆磨至尺寸两两60内内锥面锥面磨床磨床14磨磨磨磨1：8锥面至图纸要求锥面至图纸要求两两60内内锥面锥面磨床磨床15铣铣铣花键两侧面铣花键两侧面两两60内内锥面锥面卧铣卧铣16铣铣铣花键底径，留铣花键底径，留0.40.5mm余量余量卧铣卧铣17铣铣铣底径空刀槽铣底径空刀槽卧铣卧铣18铣铣铣键槽铣键槽立铣立铣

29、19磨磨磨花键底径磨花键底径花键磨花键磨20钳钳钻钻-攻攻3-M12螺孔螺孔,花键两侧到角花键两侧到角并去除各处毛刺并去除各处毛刺21检检按图样检验按图样检验钳工台钳工台n对同一轴零件对同一轴零件, ,生产条件不同生产条件不同, ,工艺过程不工艺过程不同同; ;不同结构的轴零件不同结构的轴零件, ,生产条件相同生产条件相同, ,工艺工艺过程也有所不同，但拟定工艺过程的方法过程也有所不同，但拟定工艺过程的方法是相同的。是相同的。n一、不同生产批量下轴零件工艺过程特点一、不同生产批量下轴零件工艺过程特点n1 1、所用机床设备不同、所用机床设备不同n1)1)单件小批生产单件小批生产, ,使用通用机床

30、设备使用通用机床设备, ,如车如车削多采用普通车床削多采用普通车床; ;铣削多采用普通铣床铣削多采用普通铣床; ;钻削多采用普通钻床等。钻削多采用普通钻床等。第三节其他轴零件的工艺过程第三节其他轴零件的工艺过程2) 2) 大批大量生产大批大量生产, ,使用高效率专用机床设备如使用高效率专用机床设备如车削多采用转塔车削多采用转塔, ,自动自动, ,半自动多刀车床半自动多刀车床, ,液压液压仿形车床和数控车床仿形车床和数控车床; ;铣削多采用多工位或回铣削多采用多工位或回转工作台专用高效率铣床及组合铣床转工作台专用高效率铣床及组合铣床, ,龙门铣龙门铣床等床等; ;钻削多采用多刀钻削多采用多刀,

31、,组合刀具的专用高效率组合刀具的专用高效率组合钻床等。组合钻床等。2 2、工序集中与分散的程度不同、工序集中与分散的程度不同1) 1) 单件小批生产机械加工工序相对集中单件小批生产机械加工工序相对集中. .如外如外圆的车削圆的车削, ,阶梯轴上各外圆阶梯轴上各外圆, ,台阶面都可集中在台阶面都可集中在一道工序内完成一道工序内完成, ,件数很少时阶梯轴上各外圆件数很少时阶梯轴上各外圆, ,台阶面的粗精加工也都高度集中在一道工序内台阶面的粗精加工也都高度集中在一道工序内完成。完成。2) 2) 大批大量生产大批大量生产, ,则采用工序分散则采用工序分散, ,以便组成以便组成流水作业流水作业, ,提高

32、加工的生产率。提高加工的生产率。3 3、定位中心孔的加工方法不同、定位中心孔的加工方法不同1) 1) 单件小批量生产单件小批量生产: :中心孔在普通车床上加中心孔在普通车床上加工。如图工。如图3-43-4所示：所示：2) 2) 大批大量生产大批大量生产: :中心孔在专用机床上加工。中心孔在专用机床上加工。如图如图3-53-5所示：所示：图图3-4图图3-54 4、毛坯的制造方法不同、毛坯的制造方法不同1) 1) 单件小批量生产单件小批量生产: :锻件毛坯为自由锻锻件毛坯为自由锻, ,铸件铸件毛坯为木模砂型手工造形方法制造的毛坯。毛坯为木模砂型手工造形方法制造的毛坯。2) 2) 大批大量生产大批

33、大量生产: :锻件毛坯为模锻锻件毛坯为模锻, ,铸件毛坯铸件毛坯为高效率毛坯制造方法制造的毛坯为高效率毛坯制造方法制造的毛坯, ,如金属模如金属模砂型机器造形方法制造的毛坯。砂型机器造形方法制造的毛坯。三、拟定轴零件工艺过程中的几个问题三、拟定轴零件工艺过程中的几个问题( (一一) ) 中心孔的修研中心孔的修研作为轴零件在加工过程中的主要定位精基准作为轴零件在加工过程中的主要定位精基准, ,对保证加工精度起着重要的作用。但是对保证加工精度起着重要的作用。但是, ,在加在加工过程中力的作用工过程中力的作用, ,及热处理的影响及热处理的影响, ,都会使中都会使中心孔定位面产生变形心孔定位面产生变形

34、, ,将直接影响定位精度。将直接影响定位精度。为此为此, ,须对中心孔进行修研，其方法有须对中心孔进行修研，其方法有: :1 1、硬质合金顶尖修研、硬质合金顶尖修研一般在车床上进行一般在车床上进行, ,一端硬质合金顶尖一端硬质合金顶尖, ,另一端另一端普通顶尖普通顶尖, ,工件安装在两定尖之间工件安装在两定尖之间, ,工人手持工工人手持工件不动硬质合金顶尖在车床主轴带动下回转件不动硬质合金顶尖在车床主轴带动下回转, ,由硬质合金顶尖，如图由硬质合金顶尖，如图3-83-8所示，所示，n上的棱边切除掉一层微薄的金属上的棱边切除掉一层微薄的金属, ,从而校从而校正了中心孔的定位精度。此种修研方法正了

35、中心孔的定位精度。此种修研方法, ,生产率较高生产率较高, ,一般一般2-52-5秒即完成修研，加工秒即完成修研，加工质量高质量高, ,圆度达圆度达0.0010.001mm,mm,粗糙度粗糙度Ra0.630.32m,Ra0.630.32m,适用于一般精度轴类零适用于一般精度轴类零件中心孔的修研。件中心孔的修研。n2 2、用油石或橡胶砂轮顶尖修研、用油石或橡胶砂轮顶尖修研n如图如图3-93-9所示所示: :修研时间约修研时间约1-21-2分钟分钟n锥面圆度误差锥面圆度误差2-1 m2-1 mnRa0.16-0,08 mRa0.16-0,08 m，适用于，适用于n精密工具精密工具, ,量具的中心孔

36、量具的中心孔n的修研的修研. .但磨具磨耗快。但磨具磨耗快。图图3-9图图3-83 3、铸铁顶尖修研、铸铁顶尖修研修研精度高修研精度高, ,但效率低但效率低, ,适用于大型精度要求特适用于大型精度要求特高的轴类零件中心孔的修研。高的轴类零件中心孔的修研。n( (二二) ) 花键的加工花键的加工n1 1、花键铣削、花键铣削n1) 1) 单件小批生产单件小批生产, ,花键在普通铣床上铣削花键在普通铣床上铣削. .铣削方法有以下两种铣削方法有以下两种: :n盘铣刀铣花键盘铣刀铣花键n如图如图3-103-10所示所示: :图图3-10n铣削步骤铣削步骤: :先两个三面刃铣刀铣花键的两个侧先两个三面刃铣

37、刀铣花键的两个侧面面, ,接下来铣空刀槽接下来铣空刀槽, ,最后用成形铣刀铣花键内最后用成形铣刀铣花键内径。径。n这种方法加工精度和生产率都较低这种方法加工精度和生产率都较低, ,多用于单多用于单件小批生产。件小批生产。n飞刀铣花键飞刀铣花键n如图如图3-113-11所示所示: :图图3-11n铣削步骤铣削步骤: :先用镶硬质合金成形刀具铣出花键先用镶硬质合金成形刀具铣出花键槽槽, ,再用镶硬质合金的两把偏刀铣花键的两个再用镶硬质合金的两把偏刀铣花键的两个侧面侧面. .这种加工方法生产率和加工质量都有所这种加工方法生产率和加工质量都有所提高提高, ,刀头镶硬质合金刀头镶硬质合金, ,铣削速度较

38、高铣削速度较高, ,因此因此, ,称称为为“飞刀铣花键飞刀铣花键”。n2)2)大批大量生产大批大量生产, ,花键在花键铣床上花键在花键铣床上, ,采用展采用展成法加工成法加工, ,加工质量好加工质量好, ,生产效率高。生产效率高。n2 2、花键磨削、花键磨削n对加工质量要求高对加工质量要求高, ,淬硬的花键淬硬的花键, ,还需要按排还需要按排磨削加工。磨削加工。n单件小批生产在普通磨床上磨削单件小批生产在普通磨床上磨削, ,大批大量生大批大量生产在专用花键磨床上磨削产在专用花键磨床上磨削. .在普通磨床上磨花在普通磨床上磨花键如图键如图3-123-12所示所示: :n( (三三) ) 单件小批

39、生产轴零件的工艺过程单件小批生产轴零件的工艺过程由于生产批量小为简化工艺管理由于生产批量小为简化工艺管理, ,降低成本降低成本, ,往往往采用通用机床设备往采用通用机床设备, ,工序集中的原则拟定轴工序集中的原则拟定轴零件的机械加工工艺过程。零件的机械加工工艺过程。图图3-12单件小批生产单件小批生产, ,轴零件工艺过程举例轴零件工艺过程举例n小轴的零件图如图小轴的零件图如图3-133-13所示所示: :图图3-13工序工序 工工 序序 内内 容容 机床机床n1 车端面车端面,钻中心孔钻中心孔;粗车各外圆粗车各外圆;半精车半精车 各外圆各外圆,切槽切槽,倒角倒角,车螺纹车螺纹 车床车床n2 磨

40、磨300.0065,350.008及及50.008 外圆至尺寸要求外圆至尺寸要求,靠磨靠磨50台阶面。台阶面。 外圆磨床外圆磨床n3 检验检验外圆外圆表面表面的加工的加工外圆外圆表面表面的加工的加工1 1、外圆车削概述、外圆车削概述外圆的车削外圆的车削, ,是最常用的加工方法。在一般的机是最常用的加工方法。在一般的机械厂，车床的数量约占机床总量的械厂，车床的数量约占机床总量的2050%,2050%,外圆外圆车刀一般用主偏角车刀一般用主偏角90,75,4590,75,45的偏刀的偏刀, ,所加工材所加工材料的硬度在料的硬度在30HRCHRC以下。以下。大批大量生产大批大量生产, ,外圆在转塔外圆

41、在转塔, ,自动自动, ,半自动车床或半自动车床或数控车床及液压仿形车床上加工。数控车床及液压仿形车床上加工。单件小批生产在外圆普通车床上加工。单件小批生产在外圆普通车床上加工。2 2、外圆的车削阶段、外圆的车削阶段1 1）粗车）粗车从毛坯上尽可能多的切除多余材料。一般采用从毛坯上尽可能多的切除多余材料。一般采用大的切深，大的进给量，中等或较低的切削速大的切深，大的进给量，中等或较低的切削速度。为加强刀尖度。为加强刀尖, ,刀具前角后角要适当减少，刀具前角后角要适当减少，r r0 0=0=0 10,=6 10,=6 88尺寸公差等级：尺寸公差等级：IT14 IT14 IT12,IT12,表面粗

42、糙：表面粗糙：Ra50 Ra50 12.5m12.5m。2 2）半精车）半精车作为高精度外圆的预备加工，亦作为中等作为高精度外圆的预备加工，亦作为中等精度外圆的终加工。其切深进给量均比粗精度外圆的终加工。其切深进给量均比粗车为小。车为小。加工精度加工精度:IT11 :IT11 IT9,Ra6.3 IT9,Ra6.3 3.2m3.2m。3 3）精车）精车精高精度外圆的终加工，亦可作光整加工前的预备精高精度外圆的终加工，亦可作光整加工前的预备加工。一般采用较高或较低的切速，以避免产生积加工。一般采用较高或较低的切速，以避免产生积屑瘤的切速范围，切深进给量均较小。屑瘤的切速范围，切深进给量均较小。高

43、采用精车刀，适当加大前角高采用精车刀，适当加大前角r r0 0=12 =12 1515使刀刃更使刀刃更锋利；适当加大后角锋利；适当加大后角=8 =8 1212，减小后刀面与工件，减小后刀面与工件的摩擦。刀尖磨出的摩擦。刀尖磨出R0.2 R0.2 0.40.4的圆弧，以减小残留的圆弧，以减小残留面积面积, ,降低表面粗糙度。刃倾角降低表面粗糙度。刃倾角=3 =3 88，为正，使，为正，使切屑流向待加工表面。前后刀面均用油石打光可进切屑流向待加工表面。前后刀面均用油石打光可进一步降低表面粗糙度。一步降低表面粗糙度。加加工精度加加工精度:IT8 :IT8 IT6IT6，Ra1.6 Ra1.6 0.8

44、m.0.8m.3 3、外圆车削的工艺特点、外圆车削的工艺特点1 1）外圆车削应用广泛。各类零件上的外圆均可车削。）外圆车削应用广泛。各类零件上的外圆均可车削。2 2）外圆外圆车削生产率高。车刀结构简单，安装刃磨方便车削生产率高。车刀结构简单，安装刃磨方便，刚性好，刚性好, ,可高速切削和强力切削。可高速切削和强力切削。3 3）外圆外圆车削适应性好。一把车刀可车削不同直径和长车削适应性好。一把车刀可车削不同直径和长度大小的外圆。度大小的外圆。4 4）外圆外圆车削加工材料范围广。如淬火钢、不淬火钢、车削加工材料范围广。如淬火钢、不淬火钢、铸铁、有色金属和非金属均可车削。铸铁、有色金属和非金属均可车

45、削。4 4、外圆加工方案、外圆加工方案车削车削( (主要加工未淬火的金属非金属材料主要加工未淬火的金属非金属材料) )粗粗车车半精车半精车 IT11IT9IT11IT9，Ra6.33.2Ra6.33.2mm。粗车粗车半精车半精车精车精车 IT8IT6IT8IT6，Ra1.60.8Ra1.60.8mm。粗车粗车半精车半精车精车精车研磨研磨 IT6IT6 IT4,Ra0.20.012IT4,Ra0.20.012mm。车车磨磨( (主要加工淬火或未淬火的钢和铸铁等主要加工淬火或未淬火的钢和铸铁等) )粗车粗车半精车半精车磨削磨削 IT7IT6IT7IT6，Ra0.80.4Ra0.80.4mm。粗车粗

46、车半精车半精车粗磨粗磨精磨精磨 IT6IT5IT6IT5，Ra0.40.2Ra0.40.2mm。粗车粗车半精车半精车粗磨粗磨精磨精磨研磨研磨( (超精加工超精加工) )IT5IT3IT5IT3，Ra0.10.008Ra0.10.008mm。第一节第一节 概述概述一、套筒类零件的功用及结构特点，如图一、套筒类零件的功用及结构特点，如图4-14-1所示：所示：功用：功用：1 1、支承、支承2 2、导向、导向特点：特点：1 1、长度尺寸大于直径尺寸。、长度尺寸大于直径尺寸。2 2、主要表面为同轴度要求较高的内、外旋转表面，、主要表面为同轴度要求较高的内、外旋转表面，壁厚较薄，易变形。壁厚较薄，易变形

47、。3 3、内孔起支承和导向作用，常与端面作为设、内孔起支承和导向作用，常与端面作为设计基准。计基准。4 4、外圆是支承表面，常以过盈或过度配合同箱体或、外圆是支承表面，常以过盈或过度配合同箱体或机架上的孔相连接。机架上的孔相连接。1 1、隔套、隔套传动件的轴向定位；传动件的轴向定位；2 2、衬套、衬套过渡套、过渡套、3 3、轴承套、轴承套支承轴颈支承轴颈4 4、花键套、花键套联接作用联接作用5 5、油缸、油缸液压动力元件液压动力元件6 6、导向套、导向套支承导向作用支承导向作用二、套筒类零件的技术要求二、套筒类零件的技术要求1 1、内孔内孔: :起支承起支承, ,导向作用导向作用, ,尺寸精一

48、般尺寸精一般IT7- IT7- IT6,IT6,Ra3.2-0.8m;Ra3.2-0.8m;油缸内孔尺寸精一般要求较低，油缸内孔尺寸精一般要求较低，为为IT10-IT9IT10-IT9粗糙度值则较低，粗糙度值则较低，Ra0.4-0.2 mRa0.4-0.2 m。内孔形状精度内孔形状精度一般控制在尺寸公差以内，为防止泄漏，除对孔一般控制在尺寸公差以内，为防止泄漏，除对孔有圆度要求外，还有圆柱度，直线度等形状公差有圆度要求外，还有圆柱度，直线度等形状公差的要求。的要求。2 2、外圆：外圆：一般是套类零件的支承表面，与机体上一般是套类零件的支承表面，与机体上的孔相配合。尺寸精度为的孔相配合。尺寸精度

49、为IT7-IT6IT7-IT6，粗糙度值粗糙度值Ra6.3 - 0.8mRa6.3 - 0.8m，有的达有的达0.2 m0.2 m。3 3、内外圆的同轴度一般为、内外圆的同轴度一般为0.0510.051mm,mm,同轴度要求同轴度要求高的为高的为0.060.06mmmm。4 4、内孔轴线对端面的垂直度，如在使用或加工、内孔轴线对端面的垂直度，如在使用或加工 过程中承受轴向力，其垂直度一般为：过程中承受轴向力，其垂直度一般为：0.010.040.010.04mmmm。三、套筒类零件的材料与毛坯三、套筒类零件的材料与毛坯1 1、材料、材料: :大多数为低碳钢或中碳钢大多数为低碳钢或中碳钢, ,如如

50、A3,45A3,45# #钢钢; ;少少数采用合金钢如数采用合金钢如:25:25CrMo,30CrMnSi,18CrNiWACrMo,30CrMnSi,18CrNiWA等等, ,有时也选用铸铁有时也选用铸铁, ,青铜青铜, ,黄铜等。黄铜等。2 2、毛坯、毛坯: :棒料棒料, ,锻件锻件, ,铸件铸件, ,无缝钢管等无缝钢管等. .如油缸常采如油缸常采用用20,35,2720,35,27SiMnSiMn热扎或冷拔无缝钢管。热扎或冷拔无缝钢管。 套筒类零件虽然种类众多，形态各异，但按套筒类零件虽然种类众多，形态各异，但按其结构形状来分，大体上可分为其结构形状来分，大体上可分为短套筒短套筒和和长套

51、筒长套筒两类。两类。由于这两类套筒零件结构形状上的差异，由于这两类套筒零件结构形状上的差异，其工艺过程有很大的差别其工艺过程有很大的差别。第二节第二节 长套筒类零件工艺过程分析长套筒类零件工艺过程分析一长套筒零件的加工分析一长套筒零件的加工分析 液压系统中的油缸体如图液压系统中的油缸体如图4-24-2所示，是比较典所示，是比较典型的长套筒零件，一般结构简单，薄壁容易变形，型的长套筒零件，一般结构简单，薄壁容易变形，加工面比较少，加工方法变化不多。加工面比较少，加工方法变化不多。n1.1.油缸体零件的技术要求油缸体零件的技术要求n主要的加工表面为内孔及两端口内外表面。内孔主要的加工表面为内孔及两

52、端口内外表面。内孔作为油缸零件导向表面，要求有较高的尺寸精度作为油缸零件导向表面，要求有较高的尺寸精度及较低的表面粗糙度，对形状精度要求更严。内及较低的表面粗糙度，对形状精度要求更严。内孔孔7070作为活塞运动的导向元件，尺寸精度为作为活塞运动的导向元件，尺寸精度为IT11IT11，不算太高，但表面粗糙度为，不算太高，但表面粗糙度为Ra0.4mRa0.4m，要，要求较严，圆柱度要求在求较严，圆柱度要求在1685mm1685mm内为内为0.04mm0.04mm，有较，有较大的加工难度，两端口处通常与支承件相配合有大的加工难度，两端口处通常与支承件相配合有较高的位置精度要求，两孔口端面对轴线的垂直

53、较高的位置精度要求，两孔口端面对轴线的垂直度为度为0.04mm0.04mm。材料为中碳钢无缝钢管，生产批量。材料为中碳钢无缝钢管，生产批量为小批。为小批。n2.2.加工方法的选择加工方法的选择n内孔内孔 70H770H7为深孔（深径比为深孔（深径比L/D=1685/7024.1L/D=1685/7024.1）, ,其加工方案有以下几种。其加工方案有以下几种。n1 1）粗镗）粗镗- -精镗精镗- -珩磨珩磨( (或滚压或滚压),),符合粗精分开的原符合粗精分开的原则。则。n有利于清洗缸筒及时发现和排除废品次品有利于清洗缸筒及时发现和排除废品次品, ,刀具简刀具简单，易于调整单，易于调整, ,能保

54、证加工质量能保证加工质量, ,生产率低生产率低, ,适用于适用于生产批量不大的场合。生产批量不大的场合。n2 2）半精镗）半精镗- -精镗精镗- -精铰精铰- -滚压，同样也符合粗精分滚压，同样也符合粗精分开的原则开的原则, ,有利于清洗缸筒及时发现和排除废品次有利于清洗缸筒及时发现和排除废品次n品品, ,刀具简单，易于调整刀具简单，易于调整, ,能保证加工质量能保证加工质量, ,生产率生产率低低, ,适用于毛坯精度高（如热轧或冷拔无缝钢管）适用于毛坯精度高（如热轧或冷拔无缝钢管）的场合。的场合。n3 3） 粗镗粗镗- -复合滚镗复合滚镗( (精镗滚压合一精镗滚压合一),),使用组合刀使用组合

55、刀具具, ,减少了一道工序减少了一道工序, ,生产率高生产率高, ,但需要复杂的组合但需要复杂的组合刀具刀具, ,并进行精细调整并进行精细调整, ,多用于大批大量生产。多用于大批大量生产。n4 4）复合滚镗）复合滚镗( (粗镗粗镗, ,精镗精镗, ,滚压三道工序合一滚压三道工序合一),),一一次走刀完成粗精光整加工次走刀完成粗精光整加工, ,生产率高生产率高, ,但刀具复杂但刀具复杂, , 不易发现加工过程中的质量问题不易发现加工过程中的质量问题, ,多用于加工低碳多用于加工低碳制造的缸筒。制造的缸筒。n5 5）粗镗）粗镗- -精镗精镗- -珩磨珩磨, ,是目前常用的一种加工方法是目前常用的一

56、种加工方法, ,砂条的寿命低砂条的寿命低, ,比滚压生产率低比滚压生产率低, ,但质量稳定但质量稳定, ,多用多用于大批大量生产。于大批大量生产。n6 6）强力珩磨）强力珩磨, ,生产效率高生产效率高, ,钢材利用率高钢材利用率高, ,加工质加工质量高量高, ,但需要专用强力珩磨设备但需要专用强力珩磨设备, ,工艺条件要求高工艺条件要求高, ,投资费用高，主要用于大批大量生产，广泛应用投资费用高，主要用于大批大量生产，广泛应用受到限制。受到限制。n经以上六种加工方案对比分析经以上六种加工方案对比分析, ,对液缸体在小批量对液缸体在小批量生产条件下，采用方案生产条件下，采用方案2 2是比较经济合

57、理。是比较经济合理。n3.3.拟定工艺路线拟定工艺路线n按照按照基准先行基准先行的原则作为定位精准面的原则作为定位精准面, ,应首先按排应首先按排加工。液缸体为一个薄壁深孔零件加工。液缸体为一个薄壁深孔零件, ,为防止夹紧力为防止夹紧力过大或不均匀而引起缸孔径向变形过大或不均匀而引起缸孔径向变形, ,影响加工精度，影响加工精度，应按照基准重合应按照基准重合, ,基准统一基准统一, ,互为基准原则互为基准原则, ,选择定选择定位精基准。对于位精基准。对于套筒类零件套筒类零件, ,一般以轴线部位的孔一般以轴线部位的孔或外圆作为精基准或外圆作为精基准, ,这符合上述定位基准的选这符合上述定位基准的选

58、n择原则，由于为深孔加工，在机床上的安装方式有择原则，由于为深孔加工，在机床上的安装方式有以下几种以下几种: :n（1 1）如图）如图4-3(a)4-3(a)所示，缸筒以一端止口定位所示，缸筒以一端止口定位, ,用用弹性夹头夹紧弹性夹头夹紧; ;另一端以架窝支承在中心架上。这另一端以架窝支承在中心架上。这种方法装卸工件比较麻烦种方法装卸工件比较麻烦, ,定位精度低定位精度低, ,但不需要但不需要专用设备，适用于单件小批生产；专用设备，适用于单件小批生产；n（2 2）如图）如图4-3(b)4-3(b)所示，缸筒以一端止口定位所示，缸筒以一端止口定位, ,用用弹性夹头夹紧弹性夹头夹紧; ;另一端以

59、另一端以30-6030-60外圆锥面与压力外圆锥面与压力头上的专用内锥套定位和夹紧。这种方法装卸工头上的专用内锥套定位和夹紧。这种方法装卸工件比较方便件比较方便, ,定位精度高定位精度高, ,须有压力头，适用于中、须有压力头，适用于中、小批生产。小批生产。n（3 3）如图）如图4-3(c)4-3(c)所示，缸筒以一端止口定位所示，缸筒以一端止口定位, ,用用螺纹与连接盘连接在机床主轴上螺纹与连接盘连接在机床主轴上; ;另一端以架窝支另一端以架窝支承在中心架上。这种方法承在中心架上。这种方法, ,用螺纹传递扭矩用螺纹传递扭矩, ,缸体缸体基本不受径向夹紧力作用基本不受径向夹紧力作用, ,能保证加

60、工精度，但加能保证加工精度，但加工完毕后工完毕后, ,须切除螺纹部分须切除螺纹部分, ,增加了工序材料的浪增加了工序材料的浪费，适用于无专用设备费，适用于无专用设备, ,小批量小批量, ,试制新产品时采试制新产品时采用。用。n（4 4）如图）如图4-3(d)4-3(d)所示，缸筒两端均采用加工出的所示，缸筒两端均采用加工出的30-6030-60的外锥面定位的外锥面定位, ,一端锥面与专用卡盘的内一端锥面与专用卡盘的内锥面配合定位锥面配合定位; ;另一端与压力头的内锥面配合定位另一端与压力头的内锥面配合定位, ,并轴向夹紧并轴向夹紧. .这种方法工件装卸方便这种方法工件装卸方便, ,定位精度高定