機(jī)械零件加工工藝.ppt

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1、1本章要點(diǎn)軸類零件的加工軸類零件的加工套筒類零件的加工套筒類零件的加工箱體類零件的加工箱體類零件的加工齒輪類零件的加工齒輪類零件的加工2軸類零件的加工軸類零件的加工34.1.1 4.1.1 軸類零件加工軸類零件加工概述概述n 軸類零件的功用與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)軸類零件的功用與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)u 功用功用支承傳動(dòng)件、傳遞扭矩或運(yùn)動(dòng)、承受載荷，一支承傳動(dòng)件、傳遞扭矩或運(yùn)動(dòng)、承受載荷，一定的回轉(zhuǎn)精度定的回轉(zhuǎn)精度u 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)回轉(zhuǎn)體零件，長(zhǎng)度大于直徑回轉(zhuǎn)體零件，長(zhǎng)度大于直徑 組成：組成：圓柱面、圓錐面、端面、溝槽、圓弧、螺紋、鍵圓柱面、圓錐面、端面、溝槽、圓弧、螺紋、鍵槽、花鍵、其他表面（槽、花鍵、其他表面（如橫向孔等如

2、橫向孔等) ) 分類：光軸、階梯軸、空心軸、異形軸（曲軸、凸輪軸、分類：光軸、階梯軸、空心軸、異形軸（曲軸、凸輪軸、偏心軸和花鍵軸等）偏心軸和花鍵軸等）圖圖4-14-1所示。所示。剛性軸（剛性軸（L/d12L/d12） 撓性軸（撓性軸（L/dL/d1212）4圖4-1軸的種類 4.1.1 4.1.1 軸類零件加工軸類零件加工概述概述5n 軸類零件的主要技術(shù)要求軸類零件的主要技術(shù)要求軸類零件的重要表面是軸頸和軸肩，軸類零件的重要表面是軸頸和軸肩，包括配合軸頸包括配合軸頸( (裝裝配傳動(dòng)件配傳動(dòng)件) )和支承軸頸和支承軸頸( (裝配軸承裝配軸承) )。根據(jù)零件的使用性能要求，其主要技術(shù)要求有：主要

3、技術(shù)要求有：u 尺寸精度和幾何形狀精度尺寸精度和幾何形狀精度 直徑精度通常為IT6IT9,有時(shí)可達(dá)IT5。 幾何形狀精度(圓度、圓柱度)應(yīng)限制在直徑公差范圍之內(nèi)。 要求較高時(shí),則應(yīng)在零件圖上專門標(biāo)注形狀公差，取公公差的差的1/2，1/4 。4.1.1 4.1.1 軸類零件加工軸類零件加工概述概述6u 位置精度位置精度 普通精度的軸普通精度的軸,配合軸頸相對(duì)支承軸頸的徑向圓跳動(dòng)一般為配合軸頸相對(duì)支承軸頸的徑向圓跳動(dòng)一般為 0.010.03mm, 高精度的軸為高精度的軸為0.0010.005mm。 端面圓跳動(dòng)為端面圓跳動(dòng)為0.0050.01mm。u 表面粗糙度表面粗糙度 一般說(shuō)來(lái)一般說(shuō)來(lái), ,軸類

4、零件的各加工表面均有表面粗糙度的要求。軸類零件的各加工表面均有表面粗糙度的要求。 支承軸頸的表面粗糙度要求為支承軸頸的表面粗糙度要求為R Ra a0.160.160.8m0.8m。 配合軸頸的表面粗糙度配合軸頸的表面粗糙度R Ra a為為0.630.633.2m3.2m。u 其他技術(shù)要求其他技術(shù)要求 熱處理（表面淬火、滲碳淬火等），動(dòng)平衡，探傷，過(guò)渡熱處理（表面淬火、滲碳淬火等），動(dòng)平衡，探傷，過(guò)渡圓角等。圓角等。4.1.1 4.1.1 軸類零件加工軸類零件加工概述概述7n 軸類零件的材料、毛坯及熱處理u 軸類零件的材料軸類零件的材料不重要的軸：普通碳素鋼不重要的軸：普通碳素鋼Q235、Q25

5、5、Q275等，不經(jīng)熱處理；等，不經(jīng)熱處理； 一般軸類零件：一般軸類零件：35、40、45、50鋼鋼等等，正火、調(diào)質(zhì)、淬火正火、調(diào)質(zhì)、淬火 中等精度而轉(zhuǎn)速較高的軸：中等精度而轉(zhuǎn)速較高的軸：40Cr40Cr等合金結(jié)構(gòu)鋼，等合金結(jié)構(gòu)鋼，調(diào)質(zhì)和表面淬火調(diào)質(zhì)和表面淬火 精度較高的軸：可選用軸承鋼精度較高的軸：可選用軸承鋼GCr15GCr15和彈簧鋼和彈簧鋼65Mn65Mn等，也可選用球墨鑄等，也可選用球墨鑄鐵，鐵，調(diào)質(zhì)和表面淬火調(diào)質(zhì)和表面淬火 對(duì)于高轉(zhuǎn)速、重載荷條件下工作的軸對(duì)于高轉(zhuǎn)速、重載荷條件下工作的軸,選用選用20CrMnTi、20Mn2B、20Cr等低碳合金鋼或等低碳合金鋼或38CrMoAl氮

6、化鋼，氮化鋼，滲碳淬火或氮化滲碳淬火或氮化 。 結(jié)構(gòu)復(fù)雜（曲軸）結(jié)構(gòu)復(fù)雜（曲軸）HT400、QT600、QT450、QT400 4.1.1 4.1.1 軸類零件加工軸類零件加工概述概述8u 軸類零件的毛坯軸類零件的毛坯軸類零件最常用的毛坯是圓棒料和鍛件 光軸、直徑相差不大的階梯軸，采用圓鋼作為毛坯；光軸、直徑相差不大的階梯軸，采用圓鋼作為毛坯； 直徑相差較大的階梯軸比較重要的軸，應(yīng)采用鍛件直徑相差較大的階梯軸比較重要的軸，應(yīng)采用鍛件; ; 只有某些大型、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的只有某些大型、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的異形軸，可采用球墨鑄鐵異形軸，可采用球墨鑄鐵鑄鑄件；件； 毛坯經(jīng)過(guò)加熱鍛造后,可使金屬內(nèi)部纖維組織沿表面均勻

7、分布,從而獲得較高的抗拉、抗彎及抗扭強(qiáng)度,故一般比較一般比較重要的軸重要的軸, ,多采用鍛件。多采用鍛件。 自由鍛造多用于中小批生產(chǎn)自由鍛造多用于中小批生產(chǎn),模鍛適用于大批大量生產(chǎn)。模鍛適用于大批大量生產(chǎn)。 4.1.1 4.1.1 軸類零件加工軸類零件加工概述概述9u 軸類零件的熱處理 鍛造毛坯在加工前,均需安排正火或退火處理正火或退火處理(含碳量大于(C)=0.5的碳鋼和合金鋼),以使鋼材內(nèi)部晶粒細(xì)化,消除鍛造應(yīng)力,降低材料硬度,改善切削加工性能。 為了獲得較好的綜合力學(xué)性能，常要求調(diào)質(zhì)處理調(diào)質(zhì)處理，一般分兩種情況： (1)毛坯余量大時(shí)，調(diào)質(zhì)安排在粗車之后、半精車之前,以便消除粗車時(shí)產(chǎn)生的殘

8、余應(yīng)力。 (2)毛坯余量小時(shí)，調(diào)質(zhì)可安排在粗車之前進(jìn)行。 4.1.1 4.1.1 軸類零件加工軸類零件加工概述概述10 表面淬火表面淬火一般安排在精加工之前，這樣可糾正因淬火引起的局部變形。對(duì)精度要求高的軸，在局部淬火后或粗磨之后,還需進(jìn)行低溫時(shí)效處理(在160油中進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的低溫時(shí)效)，以保證尺寸的穩(wěn)定。 對(duì)于氮化鋼(如38GrMoAl)，需在滲氮滲氮之前進(jìn)行調(diào)質(zhì)和低之前進(jìn)行調(diào)質(zhì)和低溫時(shí)效處理。溫時(shí)效處理。對(duì)調(diào)質(zhì)的質(zhì)量要求也很嚴(yán)格，對(duì)調(diào)質(zhì)的質(zhì)量要求也很嚴(yán)格，不僅要求調(diào)質(zhì)后索氏體組織要均勻細(xì)化，而且要求離表面0.80.10mm層內(nèi)鐵素體含量不超過(guò)(C)5，否則會(huì)造成氮化脆性而影響其質(zhì)量。 4.

9、1.1 4.1.1 軸類零件加工軸類零件加工概述概述114.1.2 4.1.2 傳動(dòng)軸加工工藝及其分析傳動(dòng)軸加工工藝及其分析如圖為減速箱傳動(dòng)軸工作圖樣。124.1.2 4.1.2 傳動(dòng)軸加工工藝及其分析傳動(dòng)軸加工工藝及其分析134.1.2 4.1.2 傳動(dòng)軸加工工藝及其分析傳動(dòng)軸加工工藝及其分析144.1.2 4.1.2 傳動(dòng)軸加工工藝及其分析傳動(dòng)軸加工工藝及其分析如圖為減速箱傳動(dòng)軸工作圖樣。 左圖的技術(shù)要求 ：公差都是以軸頸M和N的公共軸線為基準(zhǔn)。外圓Q和P徑向圓跳動(dòng)公差為0.02，軸肩H、G和I端面圓跳動(dòng)公差為0.02。 154.1.2 4.1.2 傳動(dòng)軸加工工藝及其分析傳動(dòng)軸加工工藝及其

10、分析161傳動(dòng)軸工藝分析傳動(dòng)軸工藝分析1) 傳動(dòng)軸的主要表面及其技術(shù)要求傳動(dòng)軸的主要表面及其技術(shù)要求 軸頸M、N、P、Q：IT6; Ra0.8 m ；P,Q對(duì)M,N軸線徑 向圓跳動(dòng)公差為0.02mm。 軸肩G、H、I： Ra0.8 m ；均對(duì)M,N軸線端面圓跳動(dòng) 公差為0.02mm。 螺紋M241-6g：6級(jí)精度。 鍵槽8和12：IT9；側(cè)面 Ra3.2 m ； 材料40Cr，調(diào)質(zhì)220240HBS。4.1.2 4.1.2 傳動(dòng)軸加工工藝及其分析傳動(dòng)軸加工工藝及其分析172) 工藝方案分析工藝方案分析 傳動(dòng)軸大多是回轉(zhuǎn)表面，主要是采用車削和外圓磨削。由于該軸主要表面M,N,P,Q的公差等級(jí)較高

11、（IT6），表面粗糙度值較小（Ra0.8m），最終加工應(yīng)采用磨削。其加工方案： 軸頸M、N、P、Q和軸肩G、H、I等主要表面應(yīng)先車后磨， 主要工藝路線為：粗車調(diào)質(zhì)半精車磨削。 車、磨均以兩端中心孔為定位精基準(zhǔn)。兩端中心孔可在粗 車之前加工出。 兩段螺紋在半精車階段車出。 兩個(gè)鍵槽在磨削之前銑出。 毛坯選用60熱軋圓鋼料。 下料粗車調(diào)質(zhì)修研中心孔 銑鍵槽修研中心孔磨削 檢驗(yàn)3) 工藝過(guò)程工藝過(guò)程4.1.2 4.1.2 傳動(dòng)軸加工工藝及其分析傳動(dòng)軸加工工藝及其分析184.1.2 4.1.2 傳動(dòng)軸加工工藝及其分析傳動(dòng)軸加工工藝及其分析表4-2194.1.2 4.1.2 傳動(dòng)軸加工工藝及其分析傳動(dòng)軸

12、加工工藝及其分析204.1.2 4.1.2 傳動(dòng)軸加工工藝及其分析傳動(dòng)軸加工工藝及其分析212、劃分加工階段 該軸加工劃分為三個(gè)加工階段，即粗車（粗車外圓、鉆中心孔），半精車（半精車各處外圓、臺(tái)肩和修研中心孔等），粗精磨各處外圓。各加工階段大致以熱處理為界。3、選擇定位基準(zhǔn) 軸類零件的定位基面，最常用的是兩中心孔。軸類零件的定位基面，最常用的是兩中心孔。因?yàn)檩S類零件各外圓表面、螺紋表面的同軸度及端面對(duì)軸線的垂直度是相互位置精度的主要項(xiàng)目，而這些表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)一般都是軸的中心線，采用兩中心孔定位就能符合基準(zhǔn)重合原則符合基準(zhǔn)重合原則。而且由于多數(shù)工序都采用中心孔作為定位基面，能最大限度地加工出多個(gè)

13、外圓和端面，這也符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則也符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。 4.1.2 4.1.2 傳動(dòng)軸加工工藝及其分析傳動(dòng)軸加工工藝及其分析224.1.2 4.1.2 傳動(dòng)軸加工工藝及其分析傳動(dòng)軸加工工藝及其分析 u 但下列情況不能用兩中心孔作為定位基面：但下列情況不能用兩中心孔作為定位基面：（1）粗加工外圓時(shí)，為提高工件剛度，則采用軸外圓表面為定位基面，或以外圓和中心孔同作定位基面，即一夾一頂。（2）當(dāng)軸為通孔零件時(shí)，在加工過(guò)程中，作為定位基面的中心孔因鉆出通孔而消失。為了在通孔加工后還能用中心孔作為定位基面，工藝上常采用三種方法。當(dāng)中心通孔直徑較小時(shí)，可直接在孔口倒出寬度不大于2mm的60內(nèi)錐面來(lái)代替中心孔

14、；當(dāng)軸有圓柱孔時(shí)，可采用圖右所示的錐堵，取1500錐度；當(dāng)軸孔錐度較小時(shí)，取錐堵錐度與工件兩端定位孔錐度相同；當(dāng)軸通孔的錐度較大時(shí)，可采用帶錐堵的心軸，簡(jiǎn)稱錐堵心軸，如右圖b所示。使用錐堵或錐堵心軸時(shí)應(yīng)注意，一般中途不得更換或拆卸，直到精加工完各處加工面，不再使 用中心孔時(shí)方能拆卸。 4.1.2 4.1.2 傳動(dòng)軸加工工藝及其分析傳動(dòng)軸加工工藝及其分析244、熱處理工序的安排該軸需進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。它應(yīng)放在粗加工后，半精加工前進(jìn)行。如采用鍛件毛坯，必須首先安排退火或正火處理。該軸毛坯為熱軋鋼，可不必進(jìn)行正火處理。5、加工順序安排除了應(yīng)遵循加工順序安排的一般原則，如先粗后精、先主后次等，還應(yīng)注意：（

15、1）外圓表面加工順序應(yīng)為，先加工大直徑外圓 ，然后再加工小直徑外圓，以免一開始就降低了工件的剛度。（2）軸上的花鍵、鍵槽等表面的加工應(yīng)在外圓精車或粗磨之后，精磨外圓之前。軸上矩形花鍵的加工，通常采用銑削和磨削加工，產(chǎn)量大時(shí)常用花鍵滾刀在花鍵銑床上加工。以外徑定心的花鍵軸，通常只磨削外徑鍵側(cè)，而內(nèi)徑銑出后不必進(jìn)行磨削，但如經(jīng)過(guò)淬火而使花鍵扭曲變形過(guò)大時(shí)，也要對(duì)側(cè)面進(jìn)行磨削加工。以內(nèi)徑定心的花鍵，其內(nèi)徑和鍵側(cè)均需進(jìn)行磨削加工。（3）軸上的螺紋一般有較高的精度，如安排在局部淬火之前進(jìn)行加工，則淬火后產(chǎn)生的變形會(huì)影響螺紋的精度。因此螺紋加工宜安排在工件局部淬火之后進(jìn)行。該軸的加工工藝過(guò)程見(jiàn)表4-24.

16、1.2 4.1.2 傳動(dòng)軸加工工藝及其分析傳動(dòng)軸加工工藝及其分析251.1.主軸的主要技術(shù)條件主軸的主要技術(shù)條件支承軸頸、是主軸部件的裝配基準(zhǔn),它的制造精度直接影響主軸部件的回轉(zhuǎn)精度,故對(duì)它提出的要求很高。主軸錐孔安裝頂尖和工具錐柄,其中心線必須與支承軸頸的中心線嚴(yán)格同軸,否則會(huì)使工件產(chǎn)生圓度和同軸度誤差。主軸前端圓錐面、端面是安裝卡盤的定位表面。為保證卡盤的定心精度,主軸前端圓錐面與支承軸頸同軸,端面與主軸的回轉(zhuǎn)中心線垂直。主軸上的螺紋是固定與調(diào)節(jié)軸承間隙的。當(dāng)螺紋中徑對(duì)支承軸頸歪斜時(shí)會(huì)引起鎖緊螺母的端面跳動(dòng),軸承位置發(fā)生變動(dòng),引起主軸徑向圓跳動(dòng)。因此對(duì)螺紋的要求高。 4.1.3 4.1.3

17、 機(jī)床主軸加工工藝及其分析機(jī)床主軸加工工藝及其分析26圖4-2CA6140型車床主軸簡(jiǎn)圖 4.1.3 4.1.3 機(jī)床主軸加工工藝及其分析機(jī)床主軸加工工藝及其分析272.2.加工工藝過(guò)程加工工藝過(guò)程通過(guò)對(duì)主軸的技術(shù)要求和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行深入分析,根據(jù)生產(chǎn)批量、設(shè)備條件、工人技術(shù)水平等因素,就可以擬定其機(jī)械加工工藝過(guò)程。表4-1為CA6140型車床主軸加工工藝過(guò)程簡(jiǎn)表。 4.1.3 4.1.3 機(jī)床主軸加工工藝及其分析機(jī)床主軸加工工藝及其分析28表表4-14-1CA6140CA6140型車床主軸加工工藝過(guò)程簡(jiǎn)表型車床主軸加工工藝過(guò)程簡(jiǎn)表序號(hào) 工序名稱 工序內(nèi)容 定位 基準(zhǔn) 加工設(shè)備 1 備料 2 鍛

18、造 精鍛 立式精鍛機(jī) 3 熱處理 正火 4 鋸頭 銑削切除毛坯兩端 專用機(jī)床 5 銑端面、鉆頂尖孔 外圓柱面 專用機(jī)床 6 粗車（荒車） 粗車各外圓面 中心孔及外圓 臥工車床C620B 7 熱處理 調(diào)質(zhì) 220240HBS 8 車大端名部 臥式車床 C620B 4.1.3 4.1.3 機(jī)床主軸加工工藝及其分析機(jī)床主軸加工工藝及其分析29表表4-14-1CA6140CA6140型車床主軸加工工藝過(guò)程簡(jiǎn)表型車床主軸加工工藝過(guò)程簡(jiǎn)表9 仿形車小端各部 中心孔、短 錐 外圓 仿形車床 CE7120 10 鉆深孔 夾小端、架大端 專用深孔鉆床 11 車 小 端 內(nèi) 錐 孔（配 1：20 錐堵）；用涂色法

19、檢查 1： 20 錐孔，接觸率50 夾大端、架小端 臥式車床C620B 4.1.3 4.1.3 機(jī)床主軸加工工藝及其分析機(jī)床主軸加工工藝及其分析30表表4-14-1CA6140CA6140型車床主軸加工工藝過(guò)程簡(jiǎn)表型車床主軸加工工藝過(guò)程簡(jiǎn)表12 車大端錐面（配Morse No.6 號(hào)錐堵）；車前端錐面及端面；用涂色法檢查 Morse No.6 錐孔，接觸率30 夾小端、架大端 臥式車床C620B 13 鉆大端端面各孔 大 端 錐孔 Z55 鉆床 14 熱處理 高頻淬火前后支撐軸頸， 前錐孔、590g外圓、 短錐及 Morse No.6 錐孔，4550HRC 高頻淬火設(shè)備 4.1.3 4.1.3

20、 機(jī)床主軸加工工藝及其分析機(jī)床主軸加工工藝及其分析31表表4-14-1CA6140CA6140型車床主軸加工工藝過(guò)程簡(jiǎn)表型車床主軸加工工藝過(guò)程簡(jiǎn)表15 精車各外圓并車槽 中 心孔 數(shù)控車床 CSK6163 16 粗磨二段外圓 堵 頭中 心孔 萬(wàn)能外圓磨床 M1432A 4.1.3 4.1.3 機(jī)床主軸加工工藝及其分析機(jī)床主軸加工工藝及其分析32表表4-14-1CA6140CA6140型車床主軸加工工藝過(guò)程簡(jiǎn)表型車床主軸加工工藝過(guò)程簡(jiǎn)表17 粗磨 Morse No.6錐 孔 （ 重 配Morse No.6 錐堵） 外圓柱面 內(nèi)圓磨床 M2120 18 粗精銑花鍵 堵頭中心孔 花鍵銑床YB6016

21、 4.1.3 4.1.3 機(jī)床主軸加工工藝及其分析機(jī)床主軸加工工藝及其分析33表表4-14-1CA6140CA6140型車床主軸加工工藝過(guò)程簡(jiǎn)表型車床主軸加工工藝過(guò)程簡(jiǎn)表19 銑鍵槽 外圓柱面 銑床 X52 20 車大端內(nèi)側(cè)面及三段螺紋（配螺母） 堵頭中心孔 臥式車床CA6140 21 粗精磨各外圓及E、F 兩端面 堵頭中心孔 萬(wàn)能外圓磨床M1432A 4.1.3 4.1.3 機(jī)床主軸加工工藝及其分析機(jī)床主軸加工工藝及其分析34表表4-14-1CA6140CA6140型車床主軸加工工藝過(guò)程簡(jiǎn)表型車床主軸加工工藝過(guò)程簡(jiǎn)表 22 粗精磨圓錐面 堵頭中心孔 專用組合磨床 23 精磨 Morse No

22、.6內(nèi)錐孔，Morse No.6 內(nèi)錐孔用涂色檢查，接觸率30，Morse No.6 內(nèi)錐孔對(duì)主軸端面的位移為2mm 外圓柱面 主軸錐孔磨床 24 檢驗(yàn) 按圖樣技術(shù)要求項(xiàng)目檢驗(yàn)(終檢) 4.1.3 4.1.3 機(jī)床主軸加工工藝及其分析機(jī)床主軸加工工藝及其分析353.3.加工工藝過(guò)程分析加工工藝過(guò)程分析1)加工階段的劃分由于主軸是多階梯帶通孔的零件,切除大量金屬后,會(huì)引起殘余應(yīng)力重新分布而變形,故安排工序時(shí),一定要粗精分開,先粗后精。(1)粗加工階段:切端面鉆中心孔、粗車外圓等。毛坯處理:備料,鍛造,熱處理(正火),工序13。粗加工:工序46。目的:切除大部分余量,接近最終尺寸,只留少量余量,及

23、時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷。 4.1.3 4.1.3 機(jī)床主軸加工工藝及其分析機(jī)床主軸加工工藝及其分析36(2)半精加工階段:半精車外圓，各輔助表面(鍵槽、花鍵、螺紋等)的加工與表面淬火。半精加工前熱處理:工序7。半精加工:工序813。目的:為精加工作準(zhǔn)備,次要表面達(dá)到圖紙要求。(3)精加工階段:主要表面(外圓表面與錐孔)的精加工。精加工前熱處理:工序14。精加工前各種加工:工序1520。精加工:工序2123。目的:各表面都加工到圖紙要求。 4.1.3 4.1.3 機(jī)床主軸加工工藝及其分析機(jī)床主軸加工工藝及其分析372)定位基準(zhǔn)的選擇軸類零件的定位基準(zhǔn),最常用的是兩中心孔。因?yàn)檩S類零件各外圓表面、錐孔、螺紋等

24、表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)都是軸的中心線,采用兩中心孔定位,既符合基準(zhǔn)重合原則又符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。不能用中心孔或粗加工時(shí),采用軸的外圓表面或外圓表面與中心孔組合作為定位基準(zhǔn)。磨、車錐孔時(shí)采用主軸的裝配基準(zhǔn)前后支承軸頸定位,符合基準(zhǔn)重合原則。由于主軸是帶通孔的零件,作為定位基準(zhǔn)的中心孔,因鉆出通孔而消失。為了在通孔加工之后還能使用中心孔作為定位基準(zhǔn),常采用帶有中心孔的錐堵或錐套心軸,當(dāng)主軸孔的錐度較小時(shí)(如車床主軸錐孔,錐度為MorseNo.6),可使用錐堵,如圖4-3 (a)所示;當(dāng)主軸孔的錐度較大(如銑床主軸)或?yàn)閳A柱孔時(shí),則用錐套心軸,如圖4-3(b)所示。 4.1.3 4.1.3 機(jī)床主軸加工工藝及

25、其分析機(jī)床主軸加工工藝及其分析38圖4-3錐堵與錐套心軸 4.1.3 4.1.3 機(jī)床主軸加工工藝及其分析機(jī)床主軸加工工藝及其分析39采用錐堵應(yīng)注意以下幾點(diǎn):錐堵應(yīng)具有較高的精度,其中心孔既是錐堵本身制造的定位基準(zhǔn),又是磨削主軸的精基準(zhǔn),因而必須保證錐堵的錐面與中心孔有較高的同軸度。另外,在使用錐堵時(shí),應(yīng)盡量減少錐堵裝夾次數(shù)。這是因?yàn)楣ぜF孔與錐堵的錐角不可能完全一樣,重新裝夾勢(shì)必引起安裝誤差,故中、小批生產(chǎn)時(shí),錐堵安裝后一般不中途更換。綜上所述,空心主軸零件定位基準(zhǔn)的使用與轉(zhuǎn)換,大致采用這樣的方式:開始時(shí)以外圓作粗基準(zhǔn)銑端面鉆中心孔,為粗車外圓準(zhǔn)備好定位基準(zhǔn)。粗車外圓又為深孔加工準(zhǔn)備好定位基

26、準(zhǔn),鉆深孔時(shí)采用一夾(夾一頭外圓)一托(托一頭外圓)的裝夾方式。之后即加工好前后錐孔,以便安裝錐堵,為半精加工和精加工外圓準(zhǔn)備好定位基準(zhǔn)。終磨錐孔之前,必須磨好軸頸表面,以便用支承軸頸定位來(lái)磨錐孔,從而保證錐孔的精度。 4.1.3 4.1.3 機(jī)床主軸加工工藝及其分析機(jī)床主軸加工工藝及其分析403)工序順序的安排安排主軸加工工序的順序時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn):(1)基準(zhǔn)先行。在安排機(jī)械加工工藝時(shí),總是先加工好定位基準(zhǔn)面,即基準(zhǔn)先行。主軸加工也總是首先安排銑端面鉆中心孔,以便為后續(xù)工序準(zhǔn)備好定位基準(zhǔn)。(2)深孔加工的安排。為了使中心孔能夠在多道工序中使用,希望深孔加工安排在最后。但是,深孔加工屬粗加工,

27、余量大,發(fā)熱多,變形也大,會(huì)使得加工精度難以保持,故不能放到最后。一般深孔加工安排在外圓粗車之后,以便有一個(gè)較為精確的軸頸作定位基準(zhǔn)用來(lái)搭中心架,這樣加工出的孔容易保證主軸壁厚均勻。 4.1.3 4.1.3 機(jī)床主軸加工工藝及其分析機(jī)床主軸加工工藝及其分析41(3)先外后內(nèi)與先大后小。先加工外圓,再以外圓定位加工內(nèi)孔。如上述主軸錐孔安排在軸頸精磨之后再進(jìn)行精磨;加工階梯外圓時(shí),先加工直徑較大的,后加工直徑較小的,這樣可避免過(guò)早地削弱工件的剛度。加工階梯深孔時(shí),先加工直徑較大的,后加工直徑較小的,這樣便于使用剛度較大的孔加工工具。(4)次要表面加工的安排。主軸上的花鍵、鍵槽、螺紋等次要表面加工,

28、通常均安排在外圓精車或粗磨之后、精磨外圓之前進(jìn)行。如果精車前就銑出鍵槽,精車時(shí)因斷續(xù)切削而易產(chǎn)生振動(dòng),既影響加工質(zhì)量,又容易損壞刀具,也難控制鍵槽的深度。這些加工也不能放到主要表面精磨之后,否則會(huì)破壞主要表面已獲得的精度。 4.1.3 4.1.3 機(jī)床主軸加工工藝及其分析機(jī)床主軸加工工藝及其分析424)主要工序加工方法(1)外圓表面的加工。外圓表面粗加工和半精加工應(yīng)用車削的方法。成批生產(chǎn)時(shí)采用轉(zhuǎn)塔車床、數(shù)控車床;大批量生產(chǎn)時(shí),采用多刀半自動(dòng)車床、液壓仿形半自動(dòng)車床等。外圓表面的精加工應(yīng)用磨削方法,放在熱處理工序后進(jìn)行,用來(lái)糾正在熱處理中產(chǎn)生的變形,最后達(dá)到所需的精度和表面粗糙度。當(dāng)生產(chǎn)批量較大

29、時(shí),常采用組合磨削(如圖4-4所示)、成形砂輪磨削及無(wú)心磨削等高效磨削方法。 4.1.3 4.1.3 機(jī)床主軸加工工藝及其分析機(jī)床主軸加工工藝及其分析43圖4-4組合磨削 44(2)精磨錐孔。主軸錐孔對(duì)主軸支承軸頸的徑向圓跳動(dòng),是一項(xiàng)重要的精度指標(biāo),因此錐孔加工是關(guān)鍵工序。主軸錐孔磨削通常均采用專用夾具。如圖4-5所示,夾具由底座、支架及浮動(dòng)夾頭三部分組成。支架固定在底座上,支承前后各有一個(gè)V形塊,其上鑲有硬質(zhì)合金(提高耐磨性),工件放在V形塊上,工件中心與磨頭中心必須等高,否則會(huì)出現(xiàn)雙曲線誤差,影響其接觸精度。后端的浮動(dòng)夾頭錐柄裝在磨床主軸錐孔內(nèi),工件尾部插入彈性套內(nèi),用彈簧將夾頭外殼連同主

30、軸向左拉,通過(guò)鋼球壓向帶有硬質(zhì)合金的錐柄端面,限制工件軸向竄動(dòng)。這種磨削方式,可使主軸錐孔磨削精度不受內(nèi)圓磨床頭架主軸回轉(zhuǎn)誤差的影響。 45圖4-5磨主軸錐孔夾具 46(3)主軸中心通孔的加工。主軸的中心通孔一般都是深孔(長(zhǎng)度與直徑之比大于5)。深孔比一般孔的加工要困難和復(fù)雜得多。針對(duì)深孔加工的不利條件,要解決好刀具引導(dǎo)、順利排屑和充分潤(rùn)滑三個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。一般采取下列措施:采用工件旋轉(zhuǎn)、刀具送進(jìn)的加工方式,使鉆頭有自定中心能力,防止孔中心線偏斜;采用特殊結(jié)構(gòu)的刀具深孔鉆,以增加其導(dǎo)向的穩(wěn)定性和斷屑性能;在工件上預(yù)先加工出一段精確的導(dǎo)向孔,保證鉆頭從一開始就不引偏;采用壓力輸送的冷卻潤(rùn)滑液,利用壓

31、力將冷卻潤(rùn)滑液送入切削區(qū)域,對(duì)鉆頭起冷卻潤(rùn)滑作用,并帶著切屑排出。4.1.3 4.1.3 機(jī)床主軸加工工藝及其分析機(jī)床主軸加工工藝及其分析471.1.精密機(jī)床主軸零件的加工工藝特點(diǎn)精密機(jī)床主軸零件的加工工藝特點(diǎn)對(duì)于精密機(jī)床主軸,不僅一些主要表面的精度和表面質(zhì)量要求很高,而且精度也要求穩(wěn)定。這就使得精密主軸在材料選擇、工藝安排、熱處理等方面具有一些特點(diǎn)。下面以高精度磨床砂輪主軸的加工為例來(lái)討論精密主軸加工的工藝特點(diǎn)。圖4-6為某高精度磨床砂輪主軸的簡(jiǎn)圖。 4.1.4 其它軸類零件的加工工藝特點(diǎn)其它軸類零件的加工工藝特點(diǎn)48主要技術(shù)要求如下:(1)支承軸頸60-0.025-0.035mm表面的圓度

32、和圓柱度均為0.001mm,兩軸頸相對(duì)徑向圓跳動(dòng)為0.001mm;(2)安裝砂輪的15錐面相對(duì)支承軸頸的徑向圓跳動(dòng)為0.001mm;錐面涂色檢驗(yàn)時(shí),應(yīng)均勻著色,接觸面積不得小于80%;(3)前軸肩的端面圓跳動(dòng)為0.001mm;(4)兩端螺紋應(yīng)直接磨出;(5)材料為38CrMoAlA,滲氮處理后的硬度為HRC65。 4.1.4 其它軸類零件的加工工藝特點(diǎn)其它軸類零件的加工工藝特點(diǎn)49圖4-6高精度磨床砂輪主軸簡(jiǎn)圖 4.1.4 其它軸類零件的加工工藝特點(diǎn)其它軸類零件的加工工藝特點(diǎn)50為滿足以上技術(shù)要求,采取以下加工工藝路線:(1)鍛造毛坯;(2)毛坯退火處理;(3)粗車外圓(外圓徑向圓跳動(dòng)應(yīng)小于0

33、.2mm);(4)調(diào)質(zhì)(外圓徑向圓跳動(dòng)應(yīng)小于1mm);(5)割試樣(在M363左端割取),并在零件端一面和試樣外圓作相同編號(hào);(6)在試樣任意位置鉆出3mm的孔; 4.1.4 其它軸類零件的加工工藝特點(diǎn)其它軸類零件的加工工藝特點(diǎn)51(7)平磨試樣兩面,將試樣送淬火車間進(jìn)行金相檢查,待檢查合格后,零件方可轉(zhuǎn)下道工序加工,試樣由淬火車間保存,備滲氮檢查;(8)精車外圓(外圓徑向圓跳動(dòng)小于0.1mm),留磨削加工余量0.70.8mm;(9)銑鍵槽至尺寸深度;(10)除應(yīng)力處理;(11)研磨頂尖孔,表面粗糙度為Ra0.63m以下,用標(biāo)準(zhǔn)頂尖著色檢查,接觸面積為60;(12)粗磨外圓,留精磨加工余量0.

34、060.08mm; 4.1.4 其它軸類零件的加工工藝特點(diǎn)其它軸類零件的加工工藝特點(diǎn)52(13)滲氮處理硬度:HRC65,深度0.3mm,滲氮后進(jìn)行磁力探傷。各外圓徑向圓跳動(dòng)不大于0.03mm。鍵槽應(yīng)加保護(hù),不使?jié)B氮;(14)研磨頂尖孔,表面粗糙度為Ra0.32m,接觸面積為65;(15)半精磨外圓,加工余量不大于0.01mm;(16)磨螺紋;(17)精研頂尖孔,表面粗糙度為Ra0.32m,接觸面積為75;(18)精磨外圓(在恒溫室內(nèi)進(jìn)行),尺寸達(dá)公差上限; 4.1.4 其它軸類零件的加工工藝特點(diǎn)其它軸類零件的加工工藝特點(diǎn)53(19)研頂尖孔,表面粗糙度為Ra0.32m,接觸面積為80(用磨床

35、頂尖檢查);(20)終磨外圓(磨削過(guò)程中允許研頂尖孔),在恒溫室內(nèi)進(jìn)行,室溫201,充分冷卻,表面粗糙度和精度達(dá)到圖樣要求。 4.1.4 其它軸類零件的加工工藝特點(diǎn)其它軸類零件的加工工藝特點(diǎn)54從上面工藝路線可以看出精密主軸加工有以下特點(diǎn):(1) 主要表面的加工工序分得很細(xì)。如支承軸頸60-0.025-0.035mm表面經(jīng)過(guò)粗車、精車、粗磨、精磨和終磨多道加工工序,其中還穿插一些熱處理工序,以減少由內(nèi)應(yīng)力所引起的變形。(2) 頂尖孔要多次修研。先后安排了四次修研頂尖孔工序,而且逐步使頂尖孔的表面粗糙度值減小,以提高接觸精度,最后一次以終磨外圓的磨床頂尖來(lái)檢驗(yàn)頂尖孔的接觸精度。 4.1.4 其它

36、軸類零件的加工工藝特點(diǎn)其它軸類零件的加工工藝特點(diǎn)55(3) 合理安排熱處理工序。為保證滲氮處理的質(zhì)量和主軸精度的穩(wěn)定,滲氮處理前需安排調(diào)質(zhì)和消除應(yīng)力兩道熱處理工序。調(diào)質(zhì)處理對(duì)滲氮主軸非常重要,因?yàn)閷?duì)滲氮主軸,不僅要求調(diào)質(zhì)后獲得均勻細(xì)致的索氏體組織,而且要求離表面0.80.10mm的表面層內(nèi)的鐵素體含量不得超過(guò)5。表層鐵素體的存在,會(huì)造成滲氮脆性,引起滲氮質(zhì)量下降。故滲氮主軸在調(diào)質(zhì)后,必須每件割試樣進(jìn)行金相組織的檢查,不合格者不得轉(zhuǎn)入下道工序加工。滲氮主軸由于滲氮層很薄,滲氮前如果主軸內(nèi)應(yīng)力消除不好,滲氮后會(huì)出現(xiàn)較大的彎曲變形,以至滲氮層的厚度不夠抵消磨削加工時(shí)糾正彎曲變形的余量,所以精密主軸滲

37、氮處理前,都要安排除應(yīng)力工序。對(duì)于非滲氮精密主軸,雖然表面淬火前不必安排除應(yīng)力處理,但是在淬火及粗磨后,為了穩(wěn)定淬硬鋼中的殘余奧氏體組織。使工件尺寸穩(wěn)定和消除加工應(yīng)力,需要安排低溫人工時(shí)效。時(shí)效的次數(shù)視零件的精度和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)而定。 4.1.4 其它軸類零件的加工工藝特點(diǎn)其它軸類零件的加工工藝特點(diǎn)56(4)精密主軸上的螺紋在螺紋磨床上直接磨出。為了避免裝卸砂輪和帶輪時(shí)將螺紋碰傷,一般要求對(duì)螺紋部分進(jìn)行淬火處理。但若對(duì)已車好的螺紋進(jìn)行淬火,則會(huì)因應(yīng)力集中而產(chǎn)生裂紋,故精密主軸上的螺紋多不采用車削,而在淬火、粗磨外圓后用螺紋磨床直接磨出。 4.1.4 其它軸類零件的加工工藝特點(diǎn)其它軸類零件的加工工藝特

38、點(diǎn)572.2.細(xì)長(zhǎng)軸和絲杠加工細(xì)長(zhǎng)軸和絲杠加工1)細(xì)長(zhǎng)軸加工長(zhǎng)度與直徑之比大于20(L/D20)的軸稱為細(xì)長(zhǎng)軸。細(xì)長(zhǎng)軸零件由于長(zhǎng)徑比大,剛性差,切削時(shí)間長(zhǎng),刀具磨損量大,不易獲得良好的加工精度和表面質(zhì)量。車削細(xì)長(zhǎng)軸對(duì)刀具、機(jī)床精度、輔助工具的精度、切削用量的選擇,以及工藝安排、具體操作技能等都應(yīng)有較高的要求。可以說(shuō)細(xì)長(zhǎng)軸加工是一項(xiàng)工藝性較強(qiáng)的綜合技術(shù)。為了保證加工質(zhì)量,通常在車削細(xì)長(zhǎng)軸外圓時(shí)采取以下措施： 4.1.4 其它軸類零件的加工工藝特點(diǎn)其它軸類零件的加工工藝特點(diǎn)58(1)(1)減少減少受熱變形對(duì)加工的影響受熱變形對(duì)加工的影響A、改進(jìn)工件的裝夾方法。在車削細(xì)長(zhǎng)軸時(shí),一般均采用一頭夾和一頭

39、頂?shù)难b夾方法。同時(shí)在卡盤的卡爪下面墊入直徑約4mm為的鋼絲,使工件與卡爪之間為線接觸,避免工件夾緊時(shí)被卡爪夾壞。尾座頂尖采用彈性活頂尖,使工件在受熱變形而伸長(zhǎng)時(shí),頂尖能作軸向伸縮,以補(bǔ)償工件的變形,減小工件的彎曲,如圖4-7所示。 B、加切削液。切削中，充分澆注切削液，降低工件溫度。C、保持車刀銳利，減少切削中的摩擦發(fā)熱。4.1.4 其它軸類零件的加工工藝特點(diǎn)其它軸類零件的加工工藝特點(diǎn)59圖4-7細(xì)長(zhǎng)軸的裝夾 4.1.4 其它軸類零件的加工工藝特點(diǎn)其它軸類零件的加工工藝特點(diǎn)60(2)(2)中心架和跟刀架的使用中心架和跟刀架的使用A、用中心架支承：用中心架支承：a）當(dāng)工件可以進(jìn)行分段切削時(shí)，中心

40、當(dāng)工件可以進(jìn)行分段切削時(shí)，中心架支承在工件中間。先在毛坯中部車出一段支承中心架支架支承在工件中間。先在毛坯中部車出一段支承中心架支承爪的溝槽（承爪的溝槽（其直徑比最終尺寸略大其直徑比最終尺寸略大），其表面粗糙及圓），其表面粗糙及圓柱誤差要小，并在支承爪與工件接觸處經(jīng)常加潤(rùn)滑油。為柱誤差要小，并在支承爪與工件接觸處經(jīng)常加潤(rùn)滑油。為提高工件精度，車削前應(yīng)將工件軸線調(diào)整到與機(jī)床主軸回提高工件精度，車削前應(yīng)將工件軸線調(diào)整到與機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)中心同軸。轉(zhuǎn)中心同軸。4.1.4 其它軸類零件的加工工藝特點(diǎn)其它軸類零件的加工工藝特點(diǎn)61b）當(dāng)車削支承中心架的溝槽比較困難或一些中段不需加工的細(xì)長(zhǎng)軸時(shí)，可用過(guò)渡套筒，

41、使支承爪與過(guò)渡套筒的外表面接觸，如圖所示，過(guò)渡套筒的兩端各裝有四個(gè)螺釘，用這些螺釘夾住毛坯表面，并調(diào)整套筒外圓的軸線與主軸旋轉(zhuǎn)軸線相重合。4.1.4 其它軸類零件的加工工藝特點(diǎn)其它軸類零件的加工工藝特點(diǎn)62c）一端用卡盤夾持，一端用中心架支承：用于加工細(xì)長(zhǎng)軸端面、鉆中心孔和車削較長(zhǎng)端內(nèi)孔、內(nèi)螺紋等。 a）、）、b）一般用于粗加工。）一般用于粗加工。B、采用跟刀架采用跟刀架。 對(duì)不適宜調(diào)頭車削的細(xì)長(zhǎng)軸，不能用中心架支承，而要用跟刀架支承進(jìn)行車削，以增加工件的剛性。跟刀架固定在床鞍上。4.1.4 其它軸類零件的加工工藝特點(diǎn)其它軸類零件的加工工藝特點(diǎn)63 跟刀架一般有兩個(gè)支承爪，它可以跟隨車刀移動(dòng)，

42、抵消跟刀架一般有兩個(gè)支承爪，它可以跟隨車刀移動(dòng)，抵消徑向切削力，提高車削細(xì)長(zhǎng)軸的形狀精度和減小表面粗糙徑向切削力，提高車削細(xì)長(zhǎng)軸的形狀精度和減小表面粗糙度，度， 如圖如圖a a所示為兩爪跟刀架，因?yàn)檐嚨督o工件的切削抗力所示為兩爪跟刀架，因?yàn)檐嚨督o工件的切削抗力FrFr，使工件貼在跟刀架的兩個(gè)支承爪上，但由于工件本，使工件貼在跟刀架的兩個(gè)支承爪上，但由于工件本身的向下重力，以及偶然的彎曲，車削時(shí)會(huì)瞬時(shí)離開支承身的向下重力，以及偶然的彎曲，車削時(shí)會(huì)瞬時(shí)離開支承爪、接觸支承爪時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)。爪、接觸支承爪時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)。 所以比較理想的中心架需要用三爪中心架，如圖所以比較理想的中心架需要用三爪中心架，如圖b

43、 b所示。所示。此時(shí)，由三爪和車刀抵住工件，使之上下、左右都不能移此時(shí)，由三爪和車刀抵住工件，使之上下、左右都不能移動(dòng)，車削時(shí)穩(wěn)定，不易產(chǎn)生振動(dòng)。使用三爪支承的跟刀架動(dòng)，車削時(shí)穩(wěn)定，不易產(chǎn)生振動(dòng)。使用三爪支承的跟刀架車削細(xì)長(zhǎng)軸能大大提高工件剛性車削細(xì)長(zhǎng)軸能大大提高工件剛性, ,防止工件彎曲變形和抵防止工件彎曲變形和抵消加工時(shí)徑向切削分力的影響消加工時(shí)徑向切削分力的影響, ,減少振動(dòng)和工件變形。減少振動(dòng)和工件變形。4.1.4 其它軸類零件的加工工藝特點(diǎn)其它軸類零件的加工工藝特點(diǎn)64 使用跟刀架必須注意仔細(xì)調(diào)整,保證跟刀架的支承爪與工件表面保持良好的接觸,跟刀架中心高與機(jī)床頂尖中心須保持一致,若跟

44、刀架的支承爪在加工中磨損,則應(yīng)及時(shí)調(diào)整。4.1.4 其它軸類零件的加工工藝特點(diǎn)其它軸類零件的加工工藝特點(diǎn)65圖4-8反向進(jìn)給車削法 4.1.4 其它軸類零件的加工工藝特點(diǎn)其它軸類零件的加工工藝特點(diǎn)(3)采用反向進(jìn)給。采用反向進(jìn)給。車削細(xì)長(zhǎng)軸時(shí)改變進(jìn)給方向,使中滑板由車頭向尾座移動(dòng)(如圖4-8所示),這樣,刀具施加于工件上的軸向力方向朝向尾座,工件已加工部位受軸向拉伸,軸向變形則可由尾座彈性頂尖來(lái)補(bǔ)償,減少了工件彎曲變形。 66(4)合理選擇車刀的幾何形狀和角度。合理選擇車刀的幾何形狀和角度。在不影響刀具強(qiáng)度的情況下,為減少切削力和降低切削熱,車削細(xì)長(zhǎng)軸的車刀前角應(yīng)選擇大些,一般取01530;盡

45、量增大主偏角,一般取r=8093,車刀前刀面應(yīng)開有斷屑槽,以便斷屑;刃傾角選擇1303為好,這樣能使切屑流向待加工表面,卷屑效果良好。切削刃表面粗糙度要求在Ra0.4m以下,并應(yīng)保持鋒利。 (5)合理選擇切削用量。合理選擇切削用量。工件剛性較差，切削用量比車削普通工件時(shí)要小些。4.1.4 其它軸類零件的加工工藝特點(diǎn)其它軸類零件的加工工藝特點(diǎn)672)絲杠加工(1)絲杠結(jié)構(gòu)的工藝特點(diǎn)與技術(shù)要求。絲杠是細(xì)而長(zhǎng)的柔性軸,它的長(zhǎng)徑比為2050,剛性很差。其結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)雜,既有要求很高的螺紋表面,又有階梯及溝槽。在加工過(guò)程中易變形,這是影響絲杠精度的主要問(wèn)題。按JB2884-81規(guī)定,絲杠及螺母的精度根據(jù)

46、使用要求分為六級(jí):4、5、6、7、8、9(精度依次降低)。各級(jí)精度的絲杠,除規(guī)定有螺紋大徑、中徑和小徑的公差外,還規(guī)定了螺距公差、牙形半角的極限偏差、表面粗糙度、全長(zhǎng)中徑尺寸變動(dòng)量的公差、中徑跳動(dòng)公差等。 4.1.4 其它軸類零件的加工工藝特點(diǎn)其它軸類零件的加工工藝特點(diǎn)68(2)絲杠的材料。為保證絲杠的質(zhì)量,其材料應(yīng)有足夠的強(qiáng)度、較高的穩(wěn)定性和良好的加工性。絲杠有淬硬絲杠和不淬硬絲杠之分,前者耐磨性較好,能較長(zhǎng)時(shí)間保持精度。不淬硬絲杠材料有45鋼,Y40Mn易切削鋼和具有珠光體組織的優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼T10A、T12A等。淬硬絲杠常用中碳合金鋼和微變形鋼,如9Mn2V,CrWMn,GCr15(用于

47、小于50mm的絲杠)及GCr15SiMn(用于大于50mm的絲杠)等。它們淬火變形小、磨削時(shí)組織比較穩(wěn)定,淬硬性好,硬度可達(dá)HRC5862。 4.1.4 其它軸類零件的加工工藝特點(diǎn)其它軸類零件的加工工藝特點(diǎn)69(3)絲杠加工工藝分析。表4-2列出了成批生產(chǎn)臥式車床母絲杠(如圖4-9所示)和小批生產(chǎn)萬(wàn)能螺紋磨床母絲杠(如圖4-10所示)的工藝過(guò)程,在編制絲杠工藝規(guī)程時(shí),要考慮如何防止彎曲、減少內(nèi)應(yīng)力和提高螺距精度等問(wèn)題。 4.1.4 其它軸類零件的加工工藝特點(diǎn)其它軸類零件的加工工藝特點(diǎn)70表表4-2絲杠工藝過(guò)程絲杠工藝過(guò)程 零件名稱 臥式車床母絲杠 （不淬硬絲杠） 萬(wàn)能螺紋磨床母絲杠 （淬硬絲杠

48、） 精度等級(jí) 8級(jí) 6級(jí) 工 藝 過(guò) 程 1.下料 2.正火，校直（徑向圓跳動(dòng)1.5mm) 3.切端面，鉆中心孔 4.粗車兩端及外圓 5.校直（徑向圓跳動(dòng) 0.6mm) 6.高溫時(shí)效（徑向圓跳動(dòng) lmm) 7.取總長(zhǎng)，鉆中心孔 8.半精車兩端及外圓 9.無(wú)心磨粗磨外圓 10.旋風(fēng)切螺紋 11.校直，低溫時(shí)效（t=170C, 12h)（徑向圓跳動(dòng)0.1mm) 12.無(wú)心磨精磨外圓 13.修研中心孔 14.車兩端軸頸（車前在車床上檢查性校直） 15.精車螺紋至圖樣尺寸（車后再車床上檢查性校直） 1鍛造 2球化退火 3車端面，鉆中心孔 4粗車外圓 5高溫時(shí)效 6車端面，鉆中心孔 7半精車外圓 8粗磨

49、外圓 9.淬火，中溫回火 10研磨兩中心孔 11粗磨外圓 12粗磨出螺紋槽 13低溫時(shí)效 14研磨兩中心孔 15半精磨外圓 16半精磨螺紋 17低溫時(shí)效 18研磨兩中心孔 19.精磨外圓，檢查 20.精磨螺紋（磨出小徑） 21研磨兩中心孔 22終磨螺紋，檢查 23終磨外圓，檢查 24研磨止推端面，檢查 71圖4-9臥式車床母絲杠零件簡(jiǎn)圖 4.1.4 其它軸類零件的加工工藝特點(diǎn)其它軸類零件的加工工藝特點(diǎn)72圖4-10萬(wàn)能螺紋磨床母絲杠零件簡(jiǎn)圖 4.1.4 其它軸類零件的加工工藝特點(diǎn)其它軸類零件的加工工藝特點(diǎn)73從表4-2中可見(jiàn),對(duì)絲杠外圓及螺紋分階段分多次加工,以逐步減少切削量。對(duì)不淬硬絲杠一般

50、采用車削加工;對(duì)淬硬絲杠,則采用“先車后磨,或“全磨”兩種不同的工藝。后者是從淬硬后的光杠上先直接用單片或多片砂輪粗磨出螺紋,然后用單片砂輪精磨螺紋。在絲杠加工過(guò)程中,中心孔為主要定位基準(zhǔn),但因絲杠為細(xì)長(zhǎng)軸,剛度很差,加工時(shí)需用跟刀架。為了使外圓表面與跟刀架的爪或套有良好的接觸,絲杠外圓表面的圓度及與套的配合精度均應(yīng)嚴(yán)格控制。每次時(shí)效后都修磨或重鉆中心孔,以消除時(shí)效產(chǎn)生的變形,使下道工序加工有可靠的、精確的定位基面。每次加工螺紋時(shí),都要先加工絲杠外圓,然后以兩端中心孔和外圓作為定位基準(zhǔn)加工螺紋,逐步提高螺紋的加工精度。 4.1.4 其它軸類零件的加工工藝特點(diǎn)其它軸類零件的加工工藝特點(diǎn)74為了糾

51、正絲桿加工過(guò)程中的彎曲變形,在絲杠工藝過(guò)程中常常安排校直工序。熱校直是把絲杠毛坯加熱到正火溫度860900,保溫4560分鐘,然后放在三個(gè)滾筒之間進(jìn)行的。對(duì)于普通機(jī)床絲杠,在粗加工及半精加工階段都安排了冷校直工序。粗加工階段工件彎曲較大,采用壓高點(diǎn)的方法,但在螺紋半精加工以后,工件的彎曲己變小,可采用砸凹點(diǎn)的方法。此法是將絲杠置于兩V形鐵間,使彎曲部分凸點(diǎn)向下,凹點(diǎn)向上,下墊硬木或黃銅塊,如圖4-11所示,用錘及扁鏨敲擊絲杠凹點(diǎn)螺紋內(nèi)徑,使錘擊面凹下處金屬向兩邊伸展,以達(dá)到校直目的。 4.1.4 其它軸類零件的加工工藝特點(diǎn)其它軸類零件的加工工藝特點(diǎn)75圖4-11砸凹點(diǎn)校直示意圖 4.1.4 其

52、它軸類零件的加工工藝特點(diǎn)其它軸類零件的加工工藝特點(diǎn)76絲杠工藝過(guò)程中的熱處理可以分為以下幾類:(1)毛坯的熱處理。對(duì)45鋼材料的普通絲杠,用正火處理;對(duì)于T10A或9Mn2V材料的絲杠,采用球化退火,以獲得穩(wěn)定的球狀珠光體組織。毛坯熱處理的目的是消除鍛造或軋制時(shí)毛坯中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力,細(xì)化晶粒,改善切削性能。 4.1.4 其它軸類零件的加工工藝特點(diǎn)其它軸類零件的加工工藝特點(diǎn)77(2)機(jī)械加工中的時(shí)效處理。絲杠精度的不同,時(shí)效處理次數(shù)也不同。精度要求高的絲杠,時(shí)效次數(shù)多。一般在每次加工外圓及螺紋后均安排時(shí)效處理。機(jī)械加工中安排時(shí)效處理的目的是消除內(nèi)應(yīng)力,以便絲杠精度能長(zhǎng)期保持穩(wěn)定。(3)淬火、回火及

53、冰冷處理。對(duì)于要求高的絲杠經(jīng)精車外圓或粗磨外圓(未車螺紋)后進(jìn)行淬火處理,待絲杠均勻冷至180左右,若檢查彎曲度大于0.3mm,則應(yīng)進(jìn)行校直,并進(jìn)行中溫回火,再進(jìn)行-60冰冷處理2小時(shí),自然升溫到室溫后,再中溫回火4小時(shí),使絲杠硬度達(dá)到所需值,從而使絲杠具有良好的耐磨性、尺寸穩(wěn)定性和好的磨削性能。 4.1.4 其它軸類零件的加工工藝特點(diǎn)其它軸類零件的加工工藝特點(diǎn)78絲杠螺紋的加工螺紋的加工有車削、銑削和磨削幾種方法。(1)車削螺紋。車削是加工不淬硬絲杠螺紋的主要方法。車削是加工不淬硬絲杠螺紋的主要方法。車削螺紋時(shí)切削穩(wěn)定車削螺紋時(shí)切削穩(wěn)定,加工精度好加工精度好,但生產(chǎn)率較低但生產(chǎn)率較低,適于單

54、件小適于單件小批生產(chǎn)。批生產(chǎn)。切削時(shí),余量分次逐漸切除。如切削梯形螺紋時(shí),生產(chǎn)中采用較多的有四種余量分次切除方法。圖4-12是這四種方法的切削圖形。圖(a)適用于螺距小于8mm,材料切削性能較好的工件;圖 (b)適用于螺距小于8mm,材料強(qiáng)度、硬度較高,切削性能差的工件;圖(c)適用于螺距大于8mm的大多數(shù)工件;圖(d)適用于螺距大于12mm,牙槽大而深,材料硬度高的工件。 4.1.4 其它軸類零件的加工工藝特點(diǎn)其它軸類零件的加工工藝特點(diǎn)79圖4-12車梯形螺紋的切削圖形 4.1.4 其它軸類零件的加工工藝特點(diǎn)其它軸類零件的加工工藝特點(diǎn)80車削螺紋的設(shè)備是絲杠車床。對(duì)7級(jí)以上不淬硬絲杠的精車工

55、序,都在精密絲杠車床上進(jìn)行,該車床剛性好、精度高。加工時(shí)用導(dǎo)套式跟刀架提高工件剛度。(2)銑削螺紋。銑削螺紋為斷續(xù)切削,振動(dòng)大,但是刀具冷卻好,切削速度高,生產(chǎn)效率高。故批量較大的生產(chǎn)故批量較大的生產(chǎn), ,多采多采用旋風(fēng)銑削螺紋或采用螺紋銑床。用旋風(fēng)銑削螺紋或采用螺紋銑床。銑削螺紋質(zhì)量比車削螺紋差,只適于螺紋的粗加工。(3)磨削螺紋。對(duì)于淬硬絲杠的精加工對(duì)于淬硬絲杠的精加工,通常采用螺紋磨通常采用螺紋磨床磨螺紋。床磨螺紋。 4.1.4 其它軸類零件的加工工藝特點(diǎn)其它軸類零件的加工工藝特點(diǎn)81（4）螺紋滾扎（壓）：一般傳遞運(yùn)動(dòng)的批量較大的絲桿，可用硬質(zhì)合金滾輪在扎絲機(jī)上扎制。一般螺紋加工：用成形

56、滾壓模具使工件產(chǎn)生塑性變形以獲得螺紋的加工方法。螺紋滾壓一般在滾絲機(jī)。搓絲機(jī)或在附裝自動(dòng)開合螺紋滾壓頭的自動(dòng)車床上進(jìn)行,適用于大批量生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)緊固件和其它螺紋聯(lián)接件的外螺紋。螺紋滾壓的優(yōu)點(diǎn)是表面粗糙度小于車削銑削和磨削;滾壓后的螺紋表面因冷作硬化而能提高強(qiáng)度和硬度;材料利用率高;生產(chǎn)率比切削加工成倍增長(zhǎng),且易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化;滾壓模具壽命很長(zhǎng)。但滾壓螺紋要求工件材料的硬度不超過(guò)HRC40;對(duì)毛坯尺寸精度要求較高按滾壓模具的不同,螺紋滾壓可分搓絲和滾絲兩類。 4.1.4 其它軸類零件的加工工藝特點(diǎn)其它軸類零件的加工工藝特點(diǎn)824、偏心軸的加工、偏心軸的加工采用工藝搭子，打多組中心孔；如曲軸加工。在三爪

57、卡盤上加墊片或四爪卡盤加工；用于單件或形狀復(fù)雜但精度不高的工件。 墊片厚度4.1.4 其它軸類零件的加工工藝特點(diǎn)其它軸類零件的加工工藝特點(diǎn))33(2122DeDex83采用花盤夾持；采用花盤夾持；用于加工較短、偏心距較大而精度不高的工件采用偏心卡盤夾持；采用偏心卡盤夾持；用于短軸、盤套類較精密的偏心工件采用雙層卡盤夾持；采用雙層卡盤夾持；用于偏心距較小而尺寸不大的批量不大的工件雙頂尖；先加工偏心的中心孔雙頂尖；先加工偏心的中心孔；用于加工較長(zhǎng)、偏心距較小的工件采用專用夾具加工采用專用夾具加工。長(zhǎng)度較短，批量較大的工件4.1.4 其它軸類零件的加工工藝特點(diǎn)其它軸類零件的加工工藝特點(diǎn)841.1.多

58、刀半自動(dòng)車削和仿形車削多刀半自動(dòng)車削和仿形車削軸類零件批量較大時(shí),多采用多刀切削和仿形加工。圖4-13為多刀切削;圖4-14為仿形加工。多刀切削是指用兩把或兩把以上刀具同時(shí)加工工件上的幾個(gè)表面。多刀切削可以把幾個(gè)工步合并起來(lái),使機(jī)動(dòng)時(shí)間重疊。要指出的是,這種加工方法調(diào)整刀具時(shí)間較多,且切削力較大,要求機(jī)床的剛性及功率要大。 4.1.5 軸類零件的先進(jìn)加工方法軸類零件的先進(jìn)加工方法85圖4-13多刀車削 4.1.5 軸類零件的先進(jìn)加工方法軸類零件的先進(jìn)加工方法86圖4-14仿形加工 4.1.5 軸類零件的先進(jìn)加工方法軸類零件的先進(jìn)加工方法87仿形加工是指按照預(yù)制的仿形靠模順序?qū)⒐ぜ庑渭庸こ鰜?lái)的

59、方法。它有機(jī)械靠模仿形和液壓隨動(dòng)靠模仿形兩種。液壓仿形加工可在液壓半自動(dòng)車床上進(jìn)行,也能在臥式車床上采用液壓仿形刀架來(lái)實(shí)現(xiàn)。液壓仿形加工不僅能大大減少零件加工的輔助時(shí)間,而且產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,調(diào)整方便,減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,因此已成為提高軸類零件外圓車削生產(chǎn)率的重要方法。 4.1.5 軸類零件的先進(jìn)加工方法軸類零件的先進(jìn)加工方法882.2.高速磨削、強(qiáng)力磨削和砂帶磨削高速磨削、強(qiáng)力磨削和砂帶磨削1)高速磨削砂輪線速度高于6080m/s的磨削,稱為高速磨削。高速磨削有以下特點(diǎn):(1)提高了生產(chǎn)率。砂輪速度提高后,單位時(shí)間進(jìn)入磨削的磨粒數(shù)成比例增加,如果還保持每顆磨粒切屑厚度與普通磨削相同,則進(jìn)給量可

60、以成比例加大,磨削時(shí)間相應(yīng)縮短。(2)提高砂輪耐用度。砂輪速度提高后,若進(jìn)給量仍與普通磨削相同,則每顆磨粒切去的切屑厚度減小,每顆磨粒承受的切削負(fù)荷也就小了。磨粒切削能力相對(duì)提高,每次修整砂輪后可以磨去更多的金屬。 4.1.5 軸類零件的先進(jìn)加工方法軸類零件的先進(jìn)加工方法89(3)減小表面粗糙度值。因?yàn)槊款w磨粒切削厚度變小,表面切痕深度淺,表面粗糙度值小,作用在工件上的法向磨削力也相應(yīng)減小,所以又可提高加工精度。但高速磨削對(duì)砂輪、機(jī)床均有一些特殊要求,應(yīng)予充分注意。(1)必須提高砂輪的強(qiáng)度,以免砂輪因離心力而破裂,按切削速度規(guī)范選用砂輪。(2)砂輪主軸的軸承間隙要適當(dāng)加大,冷態(tài)間隙為0.040

61、.05mm,熱態(tài)間隙為0.03mm左右。(3)砂輪防護(hù)罩應(yīng)加厚,開口角度減少,以確保安全。(4)改善切削液供給方式。高速磨削區(qū)溫度極高,而砂輪周圍因高速回轉(zhuǎn)形成一股強(qiáng)大氣流,切削液不易進(jìn)入磨削區(qū),須采用特殊噴嘴且增加切削液流量和壓力。 4.1.5 軸類零件的先進(jìn)加工方法軸類零件的先進(jìn)加工方法902)強(qiáng)力磨削強(qiáng)力磨削采用較高的砂輪速度,較大的磨削深度,一次切深可達(dá)6mm以上。進(jìn)給量較小,直接從毛坯上磨出加工表面。它可“以磨代車”、“以磨代銑”,而且效率比車削、銑削高。強(qiáng)力磨削力及磨削熱比高速磨削顯著增加,因此除提高電動(dòng)機(jī)功率外,還要加強(qiáng)砂輪防護(hù)罩的強(qiáng)度和加大切削液的供應(yīng)量,而且還需合理選擇砂輪和

62、加強(qiáng)機(jī)床剛度等措施,以免發(fā)生危險(xiǎn)。 4.1.5 軸類零件的先進(jìn)加工方法軸類零件的先進(jìn)加工方法913)砂帶磨削砂帶磨削是用涂滿砂料的環(huán)形帶狀布(即砂帶)作為切削工具的一種加工方法。它是多刀多刃連續(xù)切削,因而砂帶磨床加工效率超過(guò)車、銑、刨等通用機(jī)床加工效率,幾乎領(lǐng)先于所有金屬切削機(jī)床。砂帶磨削時(shí),砂帶和工件是彈性接觸,砂帶不能修整,故其加工精度要低于砂輪磨削。圖4-15為砂帶磨削的三種方式。 4.1.5 軸類零件的先進(jìn)加工方法軸類零件的先進(jìn)加工方法92圖4-15砂帶磨削的三種方式 4.1.5 軸類零件的先進(jìn)加工方法軸類零件的先進(jìn)加工方法93盤套類零件的加工盤套類零件的加工941.1.結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特

63、點(diǎn)套筒類零件是一種應(yīng)用范圍很廣,在機(jī)器中主要起支承、定位或?qū)蜃饔玫牧慵?。例?支承回轉(zhuǎn)軸的各種形式的軸承和定位套、液壓系統(tǒng)中的液壓缸、電液伺服閥的閥套、夾具上的鉆套和導(dǎo)向套、內(nèi)燃機(jī)上的氣缸套等都屬套筒類零件,其結(jié)構(gòu)形式如圖4-16所示。 4.2.1 套筒類零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)要求套筒類零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)要求95圖4-16套筒類零件的結(jié)構(gòu)形式 4.2.1 套筒類零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)要求套筒類零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)要求96各種套筒類零件雖然結(jié)構(gòu)和尺寸有很大差異,但卻具有以下共同特點(diǎn):(1)外圓直徑D一般小于其長(zhǎng)度L,通常長(zhǎng)徑比(L/D)小于5。(2)內(nèi)孔與外圓直徑之差較小,即零件壁厚較小,易變形

64、。(3)內(nèi)外圓回轉(zhuǎn)表面的同軸度公差很小。(4)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。 4.2.1 套筒類零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)要求套筒類零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)要求972.2.套筒類零件的毛坯制造方式套筒類零件的毛坯制造方式毛坯制造方式主要取決于其結(jié)構(gòu)尺寸、材料和生產(chǎn)批量的大小?？讖捷^大(如d20mm)時(shí),常采用無(wú)縫鋼管或帶孔的鑄件和鍛件?？讖捷^小時(shí),多選用熱軋或冷拉棒料,也可采用實(shí)心鑄件。大批量生產(chǎn)時(shí),可采用冷擠壓棒料、粉末冶金棒料等。套筒類零件的材料以鋼、鑄鐵、青銅或黃銅為主,也有采用雙金屬結(jié)構(gòu)(即在鋼或鑄鐵套的內(nèi)壁上澆注一層軸承合金材料)的。套筒類零件常用的熱處理方法有滲碳、淬火、表面淬火、調(diào)質(zhì)、高溫時(shí)效及滲氮等。

65、4.2.1 套筒類零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)要求套筒類零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)要求983.套筒類零件的技術(shù)要求套筒類零件的技術(shù)要求套筒類零件的外圓表面多以過(guò)盈或過(guò)渡配合與機(jī)架或箱體孔配合,起支承作用。內(nèi)孔主要起導(dǎo)向作用或支承作用,常與傳動(dòng)軸、主軸、活塞、滑閥相配合。有些套的端面或凸緣端面有定位或承受載荷作用。套筒類零件的主要技術(shù)要求為(1)內(nèi)孔與外圓的尺寸精度一般為IT7IT6。為保證內(nèi)孔的耐磨性和功能要求,其表面粗糙度要求Ra2.50.16m,外圓的表面粗糙度為Ra50.63m。4.2.1 套筒類零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)要求套筒類零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)要求99(2)通常將外圓與內(nèi)孔的幾何形狀精度控制在直徑公

66、差以內(nèi)即可,較精密的可控制在直徑公差的1213,甚至更小。較長(zhǎng)的套筒零件除有外圓的圓柱度要求外,還有孔的圓柱度要求。(3)內(nèi)、外圓表面之間的同軸度公差按零件的裝配要求而定。當(dāng)內(nèi)孔的最終加工是將套裝入機(jī)座或箱體之后進(jìn)行(如連桿小端襯套)時(shí),內(nèi)、外圓表面的同軸度公差可以較大;若內(nèi)孔的最終加工是在裝配之前完成,則同軸度公差較小,通常為0.060.01mm。套的端面(包括凸緣端面)如在工作中承受載荷或加工中作為定位面時(shí),端面與外圓或內(nèi)孔軸線的垂直度要求較高,一般為0.050.02mm。 4.2.1 套筒類零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)要求套筒類零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)要求1004.2.24.2.2套筒類零件加工工藝過(guò)程套筒類零件加工工藝過(guò)程套筒類零件由于功用、結(jié)構(gòu)形狀及尺寸、材料、熱處理方法的不同,其工藝過(guò)程差別較大。其中,保證內(nèi)孔與外圓的同軸度公差,以及端面與內(nèi)圓(外圓)軸線的垂直度公差,是擬定工藝規(guī)程時(shí)需要關(guān)注的主要問(wèn)題。4.2.1 套筒類零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)要求套筒類零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)要求101一、法蘭盤零件工藝過(guò)程一、法蘭盤零件工藝過(guò)程4.2.2 4.2.2 典型套筒類零件的加工工藝分析典型套筒類