典型零件加工工艺(DOC)

箱体类零件加工工艺装配到箱体上，连接成部件或机器，使其按规定的要求工作，因此箱体零件的加工质量不仅影响机器的装配精度和运动精度，而且影响机器的工作精度、使用性能和寿命。下面以图1所示齿轮减速箱体零件的加工为例讨论箱体类零件的工艺过程。图1某车床主轴箱体简图图3所示零件为某车床主轴箱体类零件，属于中批生产，零件的材料为HT200铸铁。一般来说，箱体零件的结构较复杂，内部呈腔形，其加工表面主要是平面和孔。对箱体类零件的技术要求分析，应针对平面和孔的技术要求进行分析。箱体零件的设计基准一般为平面，本箱体各孔系和平面的设计基准为G面、H面和P面，其中G面和H面还是箱体的装配基准，因此它有较高的平面度和较小表面粗糙度要求。2．孔系的技术要求箱体上有孔间距和同轴度要求的一系列孔，称为孔系。为保证箱体孔与轴承外圈配合及轴的回转精度，孔的尺寸精度为IT7，孔的几何形状误差控制在尺寸公差范围之内。为保证齿轮啮合精度，孔轴线间的尺寸精度、孔轴线间的平行度、同一轴线上各孔的同轴度误差和孔端面对轴线的垂直度误差，均应有较高的要求。3．孔与平面间的位置精度箱体上主要孔与箱体安装基面之间应规定平行度要求。本箱体零件主轴孔中心线对装配基面（G、H面）的平行度误差为0.04mm。4．表面粗糙度重要孔和主要表面的粗糙度会影响连接面的配合性质或接触刚度，本箱体零件主要孔表面粗糙度为0.8μm，装配基面表面粗糙度为1.6μm。箱体零件的材料常用铸铁，这是因为铸铁容易成形，切削性能好，价格低，且吸振为缩短生产周期，可采用钢板焊接结构。某些大负荷的箱体有时采用铸钢件。在特定条件下，可采用铝镁合金或其它铝合金材料。铸铁毛坯在单件小批生产时，一般采用木模手工造型，毛坯精度较低，余量大；在大批量生产时，通常采用金属模机器造型，毛坯精度较高，加工余量可适当减小。单件小批生产直径大于50mm的孔，成批生产大于30mm的孔，一般都铸出预孔，以减少加工余量。铝合金箱体常用压铸制造，毛坯精度很高，余量很小，一些表面不必经切削加即可使用。面粗糙度，孔系之间及孔与装配基准面之间的距离尺寸精度和相互位置精度，是箱体零件加工的主要工艺问题。箱体零件的典型加工路线为：平面加工－孔系加工－次要面（紧固孔等）加工。箱体的加工工艺路线如表1。表1车床主轴箱体零件的加工工艺过程箱体的主要加工表面有平面和轴承支承孔。面和P盖，因此可采用G、H面和P三面作精基准定位。1．先面后孔的原则箱体加工顺序的一般规律是先加工平面，后加工孔。先加工平以平面定位加工孔的夹具结构简单、可靠，反之则夹具结构复杂、定位也不可靠。由于对孔加工有利，如可减小钻头的歪斜、防止刀具崩刃，同时对刀调整也方便。2．先主后次的原则箱体上用于紧固的螺孔、小孔等可视为次要表面，因为这些次要孔往往需要依据主要表面（轴孔）定位，所以这些螺孔的加工应在轴孔加工后进行。对于次要孔与主要孔相交的孔系，必须先完成主要孔的精加工，再加工次要孔，否则会使主要孔的精加工产生断续切削、振动，影响主要孔的加工质量。3．孔系的数控加工由于箱体零件具有加工表面多，加工的孔系的精度高，加工量大的特点，生产中常使用高效自动化的加工方法。过去在大批、大量生产中，主要采用组合机床和加工自动线，现在数控加工技术，如加工中心、柔性制造系统等已逐步应用于各种不同的批量的统，使得一次装夹可完成钻、扩、铰、镗、铣、攻螺纹等加工，减少了装夹次数，实行工序集中的原则，提高了生产率。齿轮在中，就阐述了用青铜或铸铁齿轮传递旋转运动的问题。中国古代发明的指南车中已应用了整套的轮系。不过，古代的齿轮是用木料制造或用金属铸成的，只能传递轴间的回转运动，不能保证传动的平稳性，齿轮的承载能力也很小。19世纪出现的滚齿机和插齿机，解决了大量生产高精度齿轮的问题。1900年，普福特为滚齿机装上差动装置，能在渐开线齿轮成为应用最广的齿轮。齿轮应用广泛，种类很多。按齿廓曲线可分为渐开线齿轮、摆线齿轮、圆弧齿轮等。按外形可分为圆柱齿轮、锥齿轮、非圆齿轮、齿条、蜗杆-蜗轮等；按轮齿所在的表面可分为外齿轮和内齿轮；按齿线形状可分为直齿轮、斜齿轮、人字齿轮、曲线齿轮等。按制造方法可分为铸造齿轮、切制齿轮、轧制齿轮、烧结齿轮等。按齿面硬度可分为软齿面和硬齿面两种。齿轮图示：齿轮加工设备按照被加工齿轮种类不同，齿轮加工机床可分为两大类：1.圆柱齿轮加工机床2.锥齿轮加工机床(1)滚齿机滚齿：可以加工8模数以下的斜齿(2)铣床铣齿：可以加工直齿条典型齿轮加工工艺毛坯制造锻：主要用于大批量生产；铸造：用于铸铁齿轮毛坯生产齿坯加工外圆、圆锥和端面（4）磨工艺轴颈和定位端面成（2）车端面，镗内孔，粗精加工在一次装夹中完成（3）拉内孔，车端面和外圆工艺加工花键、根据生产规模，设备情况和精度要求，可以灵活采用多种组等齿形粗加根据精度要求，从整体毛坯上切出齿槽，有时在槽侧留出适当的精加工余量。圆柱齿轮：成形铣削、滚齿、插齿等；直齿圆锥齿轮：成形铣削、精锻、粗拉齿、刨齿等曲线齿锥齿轮：精锻，专用粗切机铣齿等圆柱齿轮：滚、插、剃、挤6齿形精加工直齿圆锥齿轮：刨齿、双刀盘铣齿、圆拉法拉齿齿端倒角去毛刺齿轮几何精度换档齿轮：齿端按一定要求修整成一定形状一般齿轮：去掉齿两边锐边、毛刺不要求热处理的齿轮，本工序为终检，否则为中间检验根据材料不同，要求不同而异，常用：调质、渗碳淬火、高频淬火轴类齿轮：精磨各安装轴颈和定位端面，修整中心孔盘类齿轮：精磨内孔及定位端面本工序多用于分度圆或分度圆锥作定位基准根据齿轮的精度要求、生产批量和尺寸形状选择加工方法磨齿：用于精度要求较高的圆柱、圆锥齿轮，生产效率低王行齿：用于降低表面粗糙度，降低噪声，生产效率很高，主要用于大批量生研齿：用于曲线齿锥齿轮，可降低表面粗糙度，降低噪声及改善接触区圆柱齿轮：按图纸要求检验其几何精度、接触区、噪声的配对检圆锥齿轮：在滚动检验机上配对，检验接触区位置、大小和形状，并检验噪声，按配对齿轮打上标记，以便成对装配使用圆柱齿轮的加工工艺程一般应包括以下内容：齿轮毛坯加工、齿面加工、热处理工艺及齿面的的精加工。在编制工艺过程中，常因齿轮结构、精度等级、生产批量和生产环境的不同，而采取各种不同的工艺方案。编制齿轮加工工艺过程大致可以划分如下几个阶段：1)齿轮毛坯的形成：锻件、棒料或铸件；4)热处理：调质、渗碳淬火、齿面高频感应加热淬火等顶点孔定位；对于空心轴，则在中心内孔钻出后，用两端孔口的斜面定位；孔径大时则采用锥堵。顶点定位的精度高，且能作到基准重合和统一。对带孔齿轮在齿面加工时常采用以下两种定位、夹紧方式。（1）以内孔和端面定位这种定位方式是以工件内孔定位，确定定位位置，再以端面作为轴向定位基准，并对着端面夹紧。这样可使定位基准、设计基准、装配基准和测量基准重合，定位精度高，适合于批量生产。但对于夹具的制造精度要求较高。圆以确定中心的位置，并以端面进行轴向定位，从另一端面夹紧。这种定位方式因每个工件都要校正，故生产率低；同时对齿坯的内、外圆同轴要求高，而对夹具精度要求不高，故适用于单件、小批生产。综上所述，为了减少定位误差，提高齿轮加工精度，在加工时应满足以下要求：1)应选择基准重合、统一的定位方式；3)定位端面与定位孔或外圆应在一次装夹中加工出来，以保证垂直度要求。2、齿轮毛坯的加工齿面加工前的齿轮毛坯加工，在整个齿轮加工过程中占有很重要的地位。因为齿面加工和检测所用的基准必须在此阶段加工出来，同时齿坯加工所占工时的比例较大，无论从提高生产率，还是从保证齿轮的加工质量，都必须重视齿轮毛坯的加工。在齿轮图样的技术部要求中，如果规定以分度圆选齿厚的减薄量来测定齿侧间隙时，应注意齿顶圆的精度要求，因为齿厚的检测是以齿顶圆为测量基准的。齿顶圆精度太低，必然使测量出的齿厚无法正确反映出齿侧间隙的大小，所以，在这一加工过程中应注意以下三个问题：3)提高齿轮内孔的制造精度，减少与夹具心轴的配合间隙；3、齿形及齿端加工齿形加工是齿轮加工的关键，其方案的选择取决于多方面的因素，如设备条件、齿轮精度等级、表面粗糙度、硬度等。常用的齿形加工方案在上节已有讲解，在此不再叙述。齿轮的齿端加工有倒圆、倒尖、倒棱和去毛刺等方式。经倒圆、倒尖后的齿轮在换档时容易进入啮合状态，减少撞击现象。倒棱可除去齿端尖角和毛刺。倒圆时，铣刀告诉旋转，并沿圆弧作摆动，加工完一个齿后，工件退离铣刀，经分度再快速向铣刀靠近加工下一个齿的齿端。4、轮加工过程中的热处理要求在齿轮加工工艺过程中，热处理工序的位置安排十分重要，它直接影响齿轮的力学性能及切削加工性。一般在齿轮加工中进行两种热处理工序，即毛坯热处理和齿形热处理。轴类零件加工工艺轴类零件是机器中的常见零件，也是重要零件，其主要功用是用于支承传动零部件内、外圆柱面、圆锥面，螺纹，花键，横向孔，沟槽等。轴类零件的技术要求主要有以下几个方面：轴上支承轴颈和配合轴颈是轴的重要表面，其直径精度通常为IT5~IT9级，形状精度（圆度、圆柱度）控制在直径公差之内，形状精度要求较高时，应在零件图样上另行规定其允许的公差。（2）相互位置精度轴类零件中的配合轴颈（装配传动件的轴颈）对于支承轴颈的同轴度是其相互位置精度的普遍要求。普通精度的轴，配合轴颈对支承轴颈的径向圆跳动一般为0.01~0.03mm，高精度轴为0.001~0.005mm。此外，相互位置精度还有内外圆柱面间的同轴度，轴向定位端面与轴心线的垂直度要求等。（3）表面粗糙度根据机器精密程度的高低，运转速度的大小，轴类零件表面粗糙度要求也不相同。支承轴颈的表面粗糙度Ra值一般为0.16~0.63μm，配合轴颈Ra值为0.63~2.5μm。各类机床主轴是一种典型的轴类零件，图1所示为车床主轴简图。下面以该车床主轴加工为例，分析轴类零件的工艺过程。综上所述，对轴类零件，可以从回转精度、定位精度、工作噪音这三个方面分析其技术要求。主轴的材料、毛坯和热处理1．主轴材料和热处理的选择。一般轴类零件常用材料为45钢，并根据需要进行正火、退火、调质、淬火等热处理以获得一定的强度、硬度、韧性和耐磨性。调质和表面淬火处理，使其淬火层硬度均匀且具有较高的综合力学性能。精度较高的轴还可使用轴承钢GCr15和弹簧钢65Mn，它们经调质和局部淬火后，具有更高的耐磨性和耐疲劳性。淬火后，表面具有很高的硬度，而心部强度和冲击韧性好。用45钢，预备热处理采用正火和调质，最后热处理采用局部高频淬火。2．主轴的毛坯。轴类毛坯一般使用锻件和圆钢，结构复杂的轴件（如曲轴）可使重要的轴宜选用锻件毛坯，此时采用锻件毛坯可减少切削加工量，又可以改善材料的力学性能。主轴属于重要的且直径相差大的零件，所以通常采用锻件毛坯。主轴加工的工艺过程圆→铣键槽等→最终热处理→磨削。根据车床主轴如图1所示，其生产类型为大批生产；材料为45钢；毛坯为模锻件。该主轴的加工工艺路线如表1。表1车床主轴加工工艺过程主轴加工工艺过程分析1．定位基准的选择3．热处理工序的安排为表面淬火准备了良好的金相组织，确保表面淬火的质量。对于主轴上的支承轴颈、莫氏锥孔、前短圆锥和端面，这些重要且在工作中经常摩擦的表面，为提高其耐磨性均需表面淬火处理，表面淬火安排在精加工前进行，以通过精加工去除淬火过程中产生的氧化皮，修正淬火变形。4．安排加工顺序的几个问题钻主轴上的通孔虽然属粗加工工序，但却宜安排在调质后进行。因为主轴经调质后径向变形大，如先加工深孔后调质处理，会使深孔变孔的形状的影响。2）外圆表面的加工顺序对轴上的各阶梯外圆表面，应先加工大直径的外圆，后加工小直径外圆，避免加工初始就降低工件刚度。3）铣花键和键槽等次要表面的加工安排在精车外圆之后，否则在精车外圆时产生断续切削，影响车削精度，也易损坏刀具。主轴上的螺纹要求精度高，为保证与之配装的螺母的端面跳动公差，要求螺纹与螺母成对配车，加工后不许将螺母卸下，以避免弄混。所以车螺纹应安排在表面淬火后进行。4）数控车削加工数控机床的柔性好，加工适应性强，适用于中、小批生产。本主轴加工虽然属于大批生产，但是为便于产品的更新换代，提高时生产效率，保证加工精度的稳定性，在主轴工艺过程中的第15序也可采用数控机床加工，在数控加工工序中，自动的车削各阶梯外圆并自动换刀切槽，采用工序集中方式加工，既提高了加工精度，又保证了生产的高效率。由于是自动化加工，排除了人为错误的干扰，确保加工质量的稳定性。取得了良好的经济效益。同时采用数控加工设备为生产的现代化提供了基础。在大批生产时，一些关键工序也可以采用数控机床加工。套筒类零件的结构特点及工艺分析套筒类零件的加工工艺根据其功用、结构形状、材料和热处理以及尺寸大小的不同而异。就其结构形状来划分，大体可以分为短套筒和长套筒两大类。它们在加工中，其装夹方法和加工方法都有很大的差别，以下分别予以介绍。轴承套加工工艺分析加工如图1所示的轴承套，材料为ZQSn6-6-3，每批数量为200件。图1轴承套1．轴承套的技术条件和工艺分析车铰内孔时，应与端面在一次装夹中加工出，以保证端面与内孔轴线的垂直度在0.01mm以内。2．轴承套的加工工艺产率。序工序名工序内容号称定位与夹紧1备料钻中心车端面，钻中心孔23三爪夹外圆中心孔孔调头车另一端面，钻中心孔车外圆Ф42长度为6.5mm，车外圆Ф34Js7为Ф35mm2×0.5mm40.5mm，车粗车分割槽Ф×3mm，两端倒角×455件同加工，尺寸均相同软爪夹Ф42mm外圆钻孔Ф22H7至Ф22mm成单件4钻车端面，取总长40mm至尺寸车内孔Ф为Ф22mm车内槽Ф×16mm至尺寸软爪夹Ф42mm外圆56车、铰铰孔Ф22H7至尺寸孔两端倒角车Ф34Js7(±0.012)mm至尺寸Ф22H7孔心精车轴钻径向油孔Ф4mmФ34mm外78钻圆及端面检查液压缸加工工艺分析差别。1．液压缸的技术条件和工艺分析液压缸的材料一般有铸铁和无缝钢管两种。图2所示为用无缝钢管材料的液压缸。为保证活塞在液压缸内移动顺利，对该液压缸内孔有圆柱度要求，对内孔轴线有直线度）的轴线图2液压缸2．液压缸的加工工艺表2为液压缸的加工工艺过程定位与夹紧无缝钢管切断1．车Ф82mm外圆到Ф88mm及M88×1.5mm螺纹（工艺用）三爪卡盘夹一端，大头顶尖顶另一端三爪卡盘夹一端，搭中心架2．车端面及倒角三爪卡盘夹一端，大头顶尖顶另一端3．调头车Ф82mm外圆到Ф84mm定在夹具中，另一端搭中心架2．精推镗孔到Ф69.85mm3．精铰（浮动镗刀镗孔）到Ф70±0.02mm，表面粗糙度值Ra为2.5m用滚压头滚压孔至Ф70表面粗糙度值Ra为0.32μm一端用螺纹固定在夹具中,4滚压孔另一端搭中心架1．车去工艺螺纹，车82h6到尺寸，软爪夹一端，以孔定位顶另一端割R7槽软爪夹一端，中心架托另一2．镗内锥孔1°30′及车端面5车端(百分表找正孔)3．调头，车Ф82h6到尺寸，割R7槽软爪夹一端，顶另一端4．镗内锥孔1°30′及车端面软爪夹一端，顶另一端套筒类零件加工中的主要工艺问题证内、外圆表面的同轴度以及轴线与端面的垂直度要求）和防止变形。保证相互位置精度工艺方案：（1）在一次安装中加工内外圆表面与端面。这种工艺方案由于消除了安装误差对加工精度的影响，因而能保证较高的相互位置精度。在这种情况下，影响零件内外圆表机床上加工。图3所示的衬套零件就是采用这一方案的典型零件，其加工工艺过程参见表3和图