第7章典型零件加工

1、http:/ http:/ 车床主轴零件简图http:/ 轴类零件加工轴类零件加工n7.2 套类零件加工套类零件加工n7.3 箱体类零件加工箱体类零件加工n7.4 圆柱齿轮加工圆柱齿轮加工n7.5 实训实训n7.6 习习 题题http:/ 概述概述n7.1.2 主轴的加工工艺分析主轴的加工工艺分析http:/ 轴的种类n(a)光轴光轴 (b)空心轴空心轴 (c)半轴半轴 (d)阶梯轴阶梯轴 (e)花键轴花键轴 (f)十字轴十字轴 (g)偏心轴偏心轴 (h)曲轴曲轴 (i)凸轮轴凸轮轴http:/ n2)轴类零件的毛坯轴类零件的毛坯n轴类零件最常用的毛坯是圆棒料和锻件。除强度要求较高或轴类零件最

2、常用的毛坯是圆棒料和锻件。除强度要求较高或轴颈尺寸相差较大的轴用锻件外，其余轴一般采用棒料。轴颈尺寸相差较大的轴用锻件外，其余轴一般采用棒料。 n3)轴类零件的热处理轴类零件的热处理n轴类零件的热处理取决于轴的材料、毛坯形式、性能和精度轴类零件的热处理取决于轴的材料、毛坯形式、性能和精度要求等。要求等。 http:/ n2)定位基准的选择与转换定位基准的选择与转换n轴类零件的定位基准，最常用的是两中心孔。因为轴类零件的内、外圆轴类零件的定位基准，最常用的是两中心孔。因为轴类零件的内、外圆表面、螺纹、键槽等的设计基准均为轴心线，以两中心孔定位，不仅符表面、螺纹、键槽等的设计基准均为轴心线，以两中

3、心孔定位，不仅符合基准重合原则，同时符合基准统一原则，还能够在一次装夹中加工多合基准重合原则，同时符合基准统一原则，还能够在一次装夹中加工多处表面，使这些表面具有较高的相对位置精度。处表面，使这些表面具有较高的相对位置精度。 http:/ “先粗后精先粗后精”的顺序，逐步达到零件要求的顺序，逐步达到零件要求的精度。的精度。 n4)主轴加工中的几个工艺问题主轴加工中的几个工艺问题n主轴外圆的车削主轴外圆的车削n轴类零件的结构特点是阶梯多、槽多，精度要求较高，它的粗加工和半轴类零件的结构特点是阶梯多、槽多，精度要求较高，它的粗加工和半精加工都采用车削。在小批量生产时，多在卧式车床上加工，生产效率精

4、加工都采用车削。在小批量生产时，多在卧式车床上加工，生产效率低。低。 n多刀加工如图多刀加工如图7.4所示，在半自动车床上进行。由于多刀复合加工，走所示，在半自动车床上进行。由于多刀复合加工，走刀距离缩短，调整轴向尺寸辅助时间减少，可提高生产率。但调整刀具刀距离缩短，调整轴向尺寸辅助时间减少，可提高生产率。但调整刀具花费时间较多，而且切削力大，要求机床的功率和刚度也大。花费时间较多，而且切削力大，要求机床的功率和刚度也大。n图图7.5是液压仿形车削的示意图。是液压仿形车削的示意图。 http:/ 多刀加工示意图http:/ 液压仿形车削示意图http:/ n常用的中心孔修研方法如图常用的中心孔

5、修研方法如图7.7所示。所示。 n主轴莫氏锥孔的磨削。主轴莫氏锥孔的磨削。n主轴锥孔对主轴支承轴颈的径向圆跳动公差，是机床的主要主轴锥孔对主轴支承轴颈的径向圆跳动公差，是机床的主要精度指标之一，因此锥孔的磨削是关键工序。磨削主轴锥孔精度指标之一，因此锥孔的磨削是关键工序。磨削主轴锥孔的专用夹具如图的专用夹具如图7.8所示。所示。 http:/ 中心孔对磨削外圆的影响 http:/ 中心孔的修研n (a)用油石修研中心孔用油石修研中心孔 (b)硬质合金顶尖硬质合金顶尖http:/ 磨主轴锥孔夹具http:/ http:/ 超精加工http:/ 磨粒的微刃性和等高http:/ 概述概述n7.2.2

6、 套类零件加工工艺分析套类零件加工工艺分析http:/ 套筒零件示例http:/ 衬套筒图http:/ 液压缸筒图http:/ n先外圆后内孔。即先终加工外圆，然后以外圆为精基准最先外圆后内孔。即先终加工外圆，然后以外圆为精基准最后加工孔。后加工孔。 n先内孔后外圆。先终加工内孔，再以孔为精基准终加工外先内孔后外圆。先终加工内孔，再以孔为精基准终加工外圆。圆。 n2)防止加工中套筒变形的措施防止加工中套筒变形的措施n套筒零件壁较薄，加工中常因夹紧力、切削力、内应力和切套筒零件壁较薄，加工中常因夹紧力、切削力、内应力和切削热等因素的影响而产生变形。削热等因素的影响而产生变形。http:/ n孔的

7、珩磨：珩磨属于孔的光整加工方法之一，其工作原理如图孔的珩磨：珩磨属于孔的光整加工方法之一，其工作原理如图7.15所所示。珩磨所用的磨具，是由几块粒度很细的磨料（油石）组成的珩磨头。示。珩磨所用的磨具，是由几块粒度很细的磨料（油石）组成的珩磨头。珩磨头的油石有三种运动珩磨头的油石有三种运动(见图见图7.15a)，即旋转运动、往复直线运动、，即旋转运动、往复直线运动、加压力的径向运动。旋转和往复直线运动是珩磨的主体运动，这种运动加压力的径向运动。旋转和往复直线运动是珩磨的主体运动，这种运动使油石的磨粒在孔表面上的切削轨迹成为交叉而不重复的网纹使油石的磨粒在孔表面上的切削轨迹成为交叉而不重复的网纹(

8、见图见图 b)，珩磨过程中油石逐步径向加压，当珩到要求的孔径时，压力为零，珩磨珩磨过程中油石逐步径向加压，当珩到要求的孔径时，压力为零，珩磨停止。停止。n孔的滚压。在精镗孔的基础上进行滚压加工，精度可控制在孔的滚压。在精镗孔的基础上进行滚压加工，精度可控制在0.01mm内，表面粗糙度值内，表面粗糙度值Ra0.2m或更小，工件表面因加工硬化而提高了耐或更小，工件表面因加工硬化而提高了耐磨性，生产效率高。磨性，生产效率高。 http:/ 珩磨原理http:/ 概述概述n7.3.2 箱体加工的工艺过程箱体加工的工艺过程http:/ 1)孔的精度孔的精度n支承孔是箱体上重要表面，为保证轴的回转精度和支

9、承刚度，应提高孔支承孔是箱体上重要表面，为保证轴的回转精度和支承刚度，应提高孔与轴承配合精度，其尺寸公差为与轴承配合精度，其尺寸公差为IT6IT7，形状误差不应超过孔径尺，形状误差不应超过孔径尺寸公差的一半，严格的可另行规定。寸公差的一半，严格的可另行规定。n2)孔与孔的位置精度孔与孔的位置精度n同轴线上各孔不同轴或孔与端面不垂直，装配后会使轴歪斜，造成轴回同轴线上各孔不同轴或孔与端面不垂直，装配后会使轴歪斜，造成轴回转时的径向圆跳动和轴向窜动，加剧轴承的磨损。同轴线上支承孔的同转时的径向圆跳动和轴向窜动，加剧轴承的磨损。同轴线上支承孔的同轴度一般为轴度一般为0.010.03mm。各平行孔之间

10、轴线的不平行，则会影响。各平行孔之间轴线的不平行，则会影响齿轮的啮合质量。支承孔之间的平行度为齿轮的啮合质量。支承孔之间的平行度为0.030.06mm，中心距公差，中心距公差一般为一般为0.020.08mm。http:/ 5)表面粗糙度表面粗糙度n重要孔和主要平面的表面粗糙度会影响结合面的配合性质或接触刚度，重要孔和主要平面的表面粗糙度会影响结合面的配合性质或接触刚度，一般要求主要轴孔的表面粗糙度为一般要求主要轴孔的表面粗糙度为Ra0.80.4m，装配基面或定位基，装配基面或定位基面为面为Ra3.20.8m，其余各表面为，其余各表面为Ra12.51.6m。http:/ 车床主轴箱箱体简图n（a

11、） 外形图外形图http:/ 车床主轴箱箱体简图n（a）纵向孔系展开图）纵向孔系展开图http:/ n2)加工顺序为加工顺序为“先面后孔先面后孔”n安排箱体零件的加工顺序时，要遵循安排箱体零件的加工顺序时，要遵循“先面后孔先面后孔”的原则，以较精确的原则，以较精确的平面定位来加工孔。的平面定位来加工孔。 n3)箱体加工定位基准的选择箱体加工定位基准的选择n箱体的加工工艺随生产批量的不同有很大差异，定位基准的选择也不箱体的加工工艺随生产批量的不同有很大差异，定位基准的选择也不相同。相同。n粗基准的选择粗基准的选择当批量较大时，应先以箱体毛坯的主要支承孔作为当批量较大时，应先以箱体毛坯的主要支承孔

12、作为粗基准，直接在夹具上定位。采用的夹具如图粗基准，直接在夹具上定位。采用的夹具如图7.17所示。所示。http:/ 以主轴孔为粗基准铣顶面的夹具n1、4预定位支承预定位支承 2辅助支承辅助支承 3可调支承可调支承 5压块压块 6短轴短轴 7侧支承侧支承 8活动支柱活动支柱http:/ n单件、小批生产时一般用装配基准即箱体底面作定位基准，装夹时箱口单件、小批生产时一般用装配基准即箱体底面作定位基准，装夹时箱口朝上，其优点是基准重合，定位精度高，装夹可靠、加工过程中便于观朝上，其优点是基准重合，定位精度高，装夹可靠、加工过程中便于观察、测量和调整。其缺点是当需要增加中间导向支承时，就带来很大麻

13、察、测量和调整。其缺点是当需要增加中间导向支承时，就带来很大麻烦。由于箱底是封闭的，中间支承只能用如图烦。由于箱底是封闭的，中间支承只能用如图7.19所示的吊架从箱体顶所示的吊架从箱体顶面的开口处伸人箱体内。面的开口处伸人箱体内。 http:/ 用箱体顶面及两销定位的镗模http:/ 吊架式夹具http:/ n坐标法坐标法在坐标镗床上加工孔系的方法。在坐标镗床上加工孔系的方法。 n数控法数控法数控法的加工原理源于坐标法。数控法的加工原理源于坐标法。 http:/ n利用镗床后立柱上的导向套支承导向。利用镗床后立柱上的导向套支承导向。镗杆在主轴箱和后立柱之间两镗杆在主轴箱和后立柱之间两端支承，刚

14、性提高，但镗杆要长，调整麻烦，只适用于大型箱体加工。端支承，刚性提高，但镗杆要长，调整麻烦，只适用于大型箱体加工。n采用调头镗。采用调头镗。当箱体壁相距较远时，可采用调头镗。工件在一次装夹，当箱体壁相距较远时，可采用调头镗。工件在一次装夹，镗好一端后，将工作台回转镗好一端后，将工作台回转180，调整工作台位置，使已加工孔与镗，调整工作台位置，使已加工孔与镗床主轴同轴然后再加工孔。床主轴同轴然后再加工孔。n3）对于交叉孔系，主要保证各孔轴线的交叉角度（多为）对于交叉孔系，主要保证各孔轴线的交叉角度（多为90）。）。成批成批生产时，交叉角都是由镗模来保证，单件、小批生产时，用镗床回转工生产时，交叉

15、角都是由镗模来保证，单件、小批生产时，用镗床回转工作台的转角来保证。作台的转角来保证。http:/ 7.20 利用已加工孔导向适示意图http:/ 概述概述n7.4.2 圆柱齿轮的加工工艺圆柱齿轮的加工工艺n7.4.3 圆柱齿轮齿形的加工方法圆柱齿轮齿形的加工方法http:/ http:/ 双联齿轮http:/ 齿轮的内孔是齿圈的设计基准和齿轮的装配基准。应齿轮的内孔是齿圈的设计基准和齿轮的装配基准。应尽量用内孔作为齿轮加工的定位基准。尽量用内孔作为齿轮加工的定位基准。n2)齿坯加工齿坯加工 齿轮的加工分两部分：即齿坯加工和齿形加工。齿坯加工齿轮的加工分两部分：即齿坯加工和齿形加工。齿坯加工的

16、内容包括：齿坯的端面、孔的内容包括：齿坯的端面、孔 (带孔齿轮带孔齿轮)、中心孔、中心孔 (轴齿轮轴齿轮)以及外园以及外园加工。加工。n3)齿形加工齿形加工 齿形加工是整个齿轮加工的关键工序。齿形加工方案主要齿形加工是整个齿轮加工的关键工序。齿形加工方案主要取决于齿轮精度、结构、生产类型、齿轮热处理及工厂的现有生产条件。取决于齿轮精度、结构、生产类型、齿轮热处理及工厂的现有生产条件。 n4)齿端加工齿端加工 齿端的加工方式有：倒圆、倒尖、倒棱和去毛刺。经齿端齿端的加工方式有：倒圆、倒尖、倒棱和去毛刺。经齿端加工后的齿轮，在沿轴向移动换挡时容易进入啮合，特别是倒尖后的齿加工后的齿轮，在沿轴向移动

17、换挡时容易进入啮合，特别是倒尖后的齿轮，可以在齿轮转动过程中换挡变速（如用于汽车变速箱中的齿轮轮，可以在齿轮转动过程中换挡变速（如用于汽车变速箱中的齿轮)。 n5)精基准的修整精基准的修整 齿轮淬火后其内孔常发生变形，内径可缩小齿轮淬火后其内孔常发生变形，内径可缩小00l005mm，为保证齿形精加工质量，需要对基准孔进行修整。修整的，为保证齿形精加工质量，需要对基准孔进行修整。修整的方案一般采用推孔和磨孔。方案一般采用推孔和磨孔。http:/ n1)插齿插齿n插齿的加工原理插齿的加工原理插齿加工的原理类似于一对轴线平行的圆柱齿轮啮插齿加工的原理类似于一对轴线平行的圆柱齿轮啮合，其中一个齿坯，另

18、一个是在端面磨有前角，齿顶与齿侧均磨有后角合，其中一个齿坯，另一个是在端面磨有前角，齿顶与齿侧均磨有后角的齿轮，如图的齿轮，如图7.23a)所示。所示。 n插齿的加工质量插齿的加工质量n插齿的齿形精度高这是因为插齿刀本身的齿形精度高，加之插齿时的插齿的齿形精度高这是因为插齿刀本身的齿形精度高，加之插齿时的圆周进给量很小（可以任意调节圆周进给量很小（可以任意调节)，使形成的包络线密度高因而插齿加，使形成的包络线密度高因而插齿加工的齿形精度较高。工的齿形精度较高。 http:/ n插齿的应用插齿的应用 插齿能加工外啮合齿轮，对加工齿圈轴向距离很小的多插齿能加工外啮合齿轮，对加工齿圈轴向距离很小的多

19、联齿轮、内齿轮、齿条、扇形齿轮等有优势。不宜加工斜齿轮。联齿轮、内齿轮、齿条、扇形齿轮等有优势。不宜加工斜齿轮。n2)滚齿滚齿n加工原理加工原理利用一对圆柱螺旋齿轮的啮合利用一对圆柱螺旋齿轮的啮合(见图见图1.18b)原理。滚刀相原理。滚刀相当于一个齿数很少当于一个齿数很少(单头滚刀齿数为单头滚刀齿数为1)、螺旋角很大、齿面很长的螺旋、螺旋角很大、齿面很长的螺旋齿轮。齿轮。 n滚齿加工精度滚齿加工精度滚齿的运动精度高于插齿，滚齿的齿形精度和齿面质滚齿的运动精度高于插齿，滚齿的齿形精度和齿面质量不如插齿。滚齿通常能获得量不如插齿。滚齿通常能获得710级精度的齿轮。级精度的齿轮。http:/ n滚齿的应用范围滚齿的应用范围滚齿加工具有较好的通用性，可加工直齿、斜齿圆滚齿加工具有较好的通用性，可加工直齿、斜齿圆柱齿轮，也可以加工蜗轮。柱齿轮，也可以加工蜗轮。 n3)剃齿剃齿n剃齿是齿形精加工的一种方法。剃齿是齿形精加工的一种方法。n4)珩齿珩齿n珩齿是对齿圈经过了齿形加工和淬火后的齿轮进行精加工的一种方法。珩齿是对齿圈经过了齿形加工和淬火后的齿轮进行精加工的一种方法。n5)磨齿磨齿n磨齿是现有齿轮加工精度最高的一种方法。磨齿是现有齿轮加工精度最高的一种方法。 http:/ 插齿原理http:/ 实训题目实训题目n7.5.2 实训目的实训目的n7.5.3 实训内容实训内