第四章 典型零件加工工艺

第四章

典型零件加工工艺目录123轴类零件加工工艺箱体零件加工工艺圆柱齿轮加工工艺工作任务一：编制图示挂轮轴的机械加工工艺轴类零件加工工艺轴类零件加工工艺轴类零件的功用与结构特点1）功用：主要起支承传动件、传递转矩及承载作用并保证一定的回转精度2）轴的类型及结构特点：轴类零件加工工艺轴类零件的主要技术要求

尺寸精度轴颈直接影响回转精度一般轴径精度（IT5-IT9）几何形状精度圆度、圆柱度、主轴轴颈有锥度位置精度“配合轴颈”与“支承轴颈”之间的同轴度，与“支承端面”间的垂直度表面粗糙度支承轴颈的表面粗糙度要求较高，Ra0.63～0.16μm配合轴颈次之Ra2.5～0.63μm主轴的主要技术要求举例轴类零件加工工艺轴类零件加工工艺轴零件的材料、毛坯及热处理

材料：一般用45＃钢；中等精度轴用40Cr合金钢（要求调质及淬火）；高精度轴用轴承钢或弹簧钢（GCr15，65Mn）高速重载轴采用20CrMnTi,20Cr

毛坯：

棒料小型、结构简单铸件大型、结构复杂锻件自由锻中小批生产、精度不太高模锻大批、高精度、结构复杂轴类零件加工工艺热处理正火、退火加工前细化组织，消除内应力，提高切削性能调质粗车、半精车前表面淬火精加工之前局部淬火及低温时效、渗碳、渗氮精加工之后消除残余应力，稳定尺寸空心主轴的加工工艺过程及分析功用：

主轴通过端部（D、C）传递旋转运动/扭矩给刀具,并获回转精度主轴的整体结构设计:

空心贯穿孔型的轴、两头细中间粗有合理刚度精度

轴类零件加工工艺

轴的主要工作表面：装配基准：轴颈AB（IT5级）配合轴颈：φ75h5、φ70h6等（5～6级）装刀具或工件夹具的表面：莫氏锥孔6号及前端短锥C、D

锁紧连接表面：M74×1.5、M100×1.5及M1.5×1.5轴类零件加工工艺主轴的材料及热处理：

45＃热处理有：正火（荒车前）→调质（在荒车之后）时效、→高频淬火（放在半精及精加工之间）主轴的加工工艺过程轴类零件加工工艺

主轴加工工艺分析

1、主轴加工中阶段划分

零件多阶梯直径、通孔，切削余量大，引起的残余应力会重新分布而使零件变形，安排工序时要粗、精加工分开：a.毛坯准备阶段（1－3）b.荒加工阶段（4－7）去硬皮、查看毛坯c.粗加工阶段（8－14）粗车各外圆及端面、粗钻各孔d.半精加工阶段（15－19）半精车外圆、槽、内孔、端面、锥孔及螺纹e.精加工阶段（20－24）主要表面轴颈、莫氏锥孔、外圆及端面半精磨精磨

轴类零件加工工艺●毛坯准备阶段1备料2精锻3热处理正火●荒加工阶段4、5大外圆定位、6大端面＋外圆＋小端中心孔定位●

调质放在粗加工前轴类零件加工工艺4锯头锻件两端切平5铣端面、钻中心孔同时铣削两端面，钻中心孔6荒车车各外圆7热处理调质220～240HBS●粗加工阶段轴类零件加工工艺10：钻深孔通孔φ48

“一夹一托/双托定位”（小端面＋大小端外圆定位）

“双托定位”（大小端外圆及大端面）11：车小端内锥孔12：车大端锥孔短锥C“一夹一托/双托”13：钻大端面上各孔“大端面D及短锥C定位”轴类零件加工工艺内表面的加工次要表面的加工●热处理

放在半精加工之前14：热处理

高频淬火（局部在φ90g6及短锥C和莫氏锥孔处)轴类零件加工工艺轴类零件加工工艺●半精加工阶段轴类零件加工工艺18：粗、精铣花键

“锥堵上双顶”

19：铣键槽

“φ80.4h8外圆及端面”

20：车螺纹三段“锥堵上双顶”

（M74、M100

M115×1.5）次要表面的加工轴类零件加工工艺●精加工阶段轴类零件加工工艺2、定位基准的选择及转换a、主轴以两顶尖孔作为统一定位基准符合基准重合及统一的原则;b、车、磨削锥孔时，为提高工件装夹刚度采用“一夹一顶”或“双托”定位;C、AB和莫氏锥孔的加工中采用了“互为基准反复加工”的原则，保证它们之间的相互位置精度;d、定位基准的转换：整个工艺过程采用“顶尖孔←→外圆”的交替.3、安排工序是采用的原则a.“基准先行”原则的使用

b.深孔加工的安排

c.先外后内及先大后小d.次要表面加工穿插安排轴类零件加工工艺4、主要工序加工方法a.中心孔的加工：修研方法有:用铸铁顶尖修研；用硬质合金顶尖修研；用中心孔磨床磨削中心孔b.外圆的加工:车削：成批生产时采用转塔车床、数控车；大批生产时采用多刀半自动车床、液压仿形半自动车床。磨削：一般磨削主轴材料是钢件淬火，批量大时采用组合磨削(上图)，成形砂轮磨削及无心磨削。轴类零件加工工艺c.花键加工：用铣床分度头铣削：单件小批生产中采用三面刃铣刀在卧式铣床上加工，精度差效率低。产量较大也可以用花键滚刀在花键铣床上展成加工用飞刀铣花键：铣削时飞刀高速回转，花键轴只作轴向移动轴类零件加工工艺▲以大径定心磨花键轴：通常只磨削大径，键侧及内径铣出后一般不再磨削。▲小径定心磨花键：其小径和键侧均需磨削。精密磨床主轴加工工艺分析轴类零件加工工艺精密磨床主轴技术要求：1）主轴支承轴颈：

AB轴向位置尺寸130，φ60－0.026-0.035；相对轴肩端面跳动↑/0.001/A-B；◎0.001（↑/0.001/A-B）;Ra0.02μm

2）安装砂轮处的主要轴颈要求:1:5锥度、Ra0.02μm、径跳同轴度◎（↑/0.001/A-B）3）前轴肩的端面跳动：端面⊥AB（↑/0.001/A-B）4）两端螺纹两段：

M36×3左和M25×1.5材料：38CrMoAlA渗碳处理后的硬度65HRC(合金钢渗碳处理)轴类零件加工工艺加工工艺路线：轴类零件加工工艺1）锻造毛坯

2）毛坯退火处理(去硬皮，提高切削性能)

3）粗车各外圆、两端，总长730mm4）调质HRC26-32，在右端切6mm试片，平磨试样两面(将试样送金相车间检验,为后边渗氮准备，合格后转下边工序)5）精车各外圆，留磨削加工余量；精车端面至长度6）除应力处理7）研磨顶尖孔，顶尖着色检查（Ra为0.63μm以下，接触面积为60%)

8)粗磨各外圆留精磨加工余量

9）渗氮处理，硬度为65HRC.深度为0.3mm（渗氮后进行磁力探伤，检查有无渗氮引起的脆性显微裂纹,螺纹处保护不渗氮)

10）研磨顶尖孔（Ra≤0.32μm,接触检验面积65%）11)半精磨AB外圆、两端螺纹外圆及1：5圆锥处12)磨两端螺纹13）研磨中心孔（表面粗糙度为Ra0.32µm，接触面积不小于75%）14）精磨AB外圆及1：5圆锥处16）研磨中心孔（表面粗糙度为Ra0.32µm；接触面积不小于80%，用磨床顶尖检查）17）高精磨AB18）检验

轴类零件加工工艺工艺特点1）定位：统一基准，互为基准定位

加工外圆两顶尖孔多次使用;加工端面及顶尖孔时使用两轴颈AB2）以主要表面外圆（AB轴颈）的加工为主线，阶段划分很细

毛坯、粗加工、半精加工、精加工、超精加工（5个阶段）3）顶尖孔四次修研

为保证同轴度要求，多次安排修研顶尖孔工序，Ra由0.63-0.32μm，接触精度面积由60%→65%→75%→80%4）合理安排热处理工序

在不同阶段穿插着热处理：退火→调质→渗氮（精加工之前）→消除应力5）精密主轴螺纹在螺纹磨床上磨出轴类零件加工工艺细长轴的加工1）细长轴的特点

L/D＞20,刚性差，切削中极易产生弯曲变形、振动且连续切削时间长，刀具磨损量大，不易获得较高的精度及质量2）细长轴加工采取的措施a.改进工件的装夹方法：轴类零件加工工艺c.采用跟刀架(三爪支承)车细长轴b.采用反向进给d.合理选择车刀的几何形状和角度：

轴类零件加工工艺轴类零件的先进加工方法1、多刀半自动车削及仿形车削2、仿形加工轴类零件加工工艺轴类零件加工工艺3、高速磨削、强力磨削、砂带磨削小结轴类零件的功用与结构特点轴类零件的主要技术要求轴零件的材料、毛坯及热处理空心主轴的加工工艺过程及分析精密主轴的加工工艺过程及分析细长轴的加工轴类零件的先进加工方法轴类零件加工工艺请完成工作任务一箱体类零件的功用与结构特点箱体零件加工工艺1）功用：

机器的基础件，连接有关部件的轴、套、齿轮等相关零件为一个整体；并使之保持正确的相互位置，以传递转矩或完成规定的运动箱体零件加工工艺2）常用箱体零件：

主轴箱、进给箱、减速箱/变速箱、曲轴箱、尾座壳体、泵壳、发动机箱体等。箱体零件加工工艺3）箱体零件的结构特点：

a.结构形状复杂，壁薄不均匀且内部呈腔形

b.加工部位多，加工难度大。一般中型机床制造厂花在箱体类零件的机械加工工时约占整个产品加工工时的15一20%。

c.结构要求刚性好，中间隔板不变形

箱体类零件的主要技术要求箱体零件加工工艺箱体零件加工工艺孔径精度孔和孔位置精度孔和平面位置精度主要平面精度表面粗糙度箱体类零件的主要技术要求箱体零件的材料及毛坯箱体零件加工工艺1）箱体零件材料：最常用各种牌号灰铸铁HT，有时负荷较大的