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1、第七章 機(jī)械加工工藝規(guī)程,7.1 概述 7.2 定位與安裝 7.3 零件加工的結(jié)構(gòu)工藝性 7.4 工藝規(guī)程的編制過程 7.6 典型零件的工藝規(guī)程編制舉例,目錄,7.1.1 生產(chǎn)過程與工藝過程,機(jī)械制造中與產(chǎn)品生成直接有關(guān)的生產(chǎn)過程常被稱為機(jī)械制造工藝過程,機(jī)械制造工藝過程,毛坯和零件成形鑄造、鍛壓、沖壓、焊接 、壓制、燒結(jié)、注塑、壓塑 機(jī)械加工切削、磨削、特種加工 材料改性與處理熱處理、電鍍、轉(zhuǎn)化膜、涂裝、熱噴涂 機(jī)械裝配把零件按一定的關(guān)系和要求連接在一起，組合成部件和整臺(tái)機(jī)械產(chǎn)品，包括零件的固定、連接、調(diào)整、平衡、檢驗(yàn)和試驗(yàn)等工作,7.1 概述,7.1.2 工藝過程的組成,工序是指由一個(gè)或一
2、組工人在同一臺(tái)機(jī)床或同一個(gè)工作地，對(duì)一個(gè)或同時(shí)對(duì)幾個(gè)工件所連續(xù)完成的那一部分機(jī)械加工工藝過程。 安裝在一道工序中，工件每經(jīng)一次裝夾后所完成的那部分工序稱為安裝。,工位工件在機(jī)床上占據(jù)每一個(gè)位置所完成的那部分工序稱為工位。,工步指在加工表面不變、切削刀具不變的情況下所連續(xù)完成的那部分工序。（在一個(gè)工步內(nèi)，若有幾把刀具同時(shí)加工幾個(gè)不同表面，稱此工步為復(fù)合工步）,走刀同一加工表面加工余量較大，可以分作幾次工作進(jìn)給，每次工作進(jìn)給所完成的工步稱為一次走刀。,a）立軸轉(zhuǎn)塔車床的一個(gè)復(fù)合工步 b）鉆孔、擴(kuò)孔復(fù)合工步 復(fù)合工步,7.1.3 生產(chǎn)綱領(lǐng)、生產(chǎn)類型及其工藝特征,1.生產(chǎn)綱領(lǐng) 生產(chǎn)綱領(lǐng)是指企業(yè)在計(jì)劃期
3、內(nèi)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進(jìn)度計(jì)劃。計(jì)劃期通常為1年，所以生產(chǎn)綱領(lǐng)也稱產(chǎn)品的年生產(chǎn)量。 零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)要計(jì)入備品及廢品的數(shù)量，一般按下式計(jì)算： N = Q n (1+)(1) 式中:N 零件年產(chǎn)量，單位為件年； Q產(chǎn)品的年產(chǎn)量單位為臺(tái)年； n每臺(tái)產(chǎn)品中，該零件的數(shù)量，單位為件臺(tái)； 備品的百分率（）； 廢品的百分率（）；,7.1.3 生產(chǎn)綱領(lǐng)、生產(chǎn)類型及其工藝特征,2.生產(chǎn)類型 根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)、產(chǎn)品的復(fù)雜程度和質(zhì)量的大小， 生產(chǎn)類型可分為大量生產(chǎn)、成批生產(chǎn)（根據(jù)批量的大小又可分為大批、中批與小批生產(chǎn)）和單件生產(chǎn)三種類型。 1）單件生產(chǎn) 單件生產(chǎn)的基本特點(diǎn)是生產(chǎn)的產(chǎn)品品種繁多，每種產(chǎn)品僅制造一個(gè)或少數(shù)幾
4、個(gè)，很少再重復(fù)生產(chǎn)。 2）成批生產(chǎn) 一年中分批輪流地制造幾種不同的產(chǎn)品，每種產(chǎn)品均有一定的數(shù)量，工作地的加工對(duì)象周期性地重復(fù)。 3）大量生產(chǎn) 產(chǎn)品的數(shù)量很大，大多數(shù)工作地按照一定的生產(chǎn)節(jié)拍進(jìn)行某種零件的某道工序的重復(fù)加工。,7.1.3 生產(chǎn)綱領(lǐng)、生產(chǎn)類型及其工藝特征,按批量的多少，成批生產(chǎn)又可分為小批、中批和大批生產(chǎn)三種。在工藝上，小批生產(chǎn)和單件生產(chǎn)相似，常合稱為單件小批生產(chǎn)， 大批生產(chǎn)和大量生產(chǎn)相似，常合稱為大批大量生產(chǎn)。,7.2 安裝與定位 7.2.1 工件的安裝與基準(zhǔn),劃線找正裝夾 精度不高，效率低，多用于形狀復(fù)雜的鑄件,直接找正裝夾 精度高，效率低，對(duì)工人技術(shù)水平高,夾具裝夾 精度和效
5、率均高，廣泛采用,定位 使工件在機(jī)床或夾具上占有正確位置 夾緊 對(duì)工件施加一定的外力，使其已確定的位置在加工過程中保持不變,工件在夾具上裝夾（滾齒夾具）,基準(zhǔn)及其分類 按基準(zhǔn)的作用不同，常把基準(zhǔn)分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和制造基準(zhǔn)兩大類。 1）設(shè)計(jì)基準(zhǔn) 在設(shè)計(jì)零件圖樣時(shí)， 用以確定其他點(diǎn)、線、面位置的基準(zhǔn)稱為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。,2）制造基準(zhǔn) 工序基準(zhǔn)：在工序簡圖上用來確定本工序加工表面加工后的尺寸、形狀、位置的基準(zhǔn)。 工序尺寸的起點(diǎn)也是工序基準(zhǔn)。,定位基準(zhǔn)：是工件在夾具或機(jī)床上定位時(shí)， 用以確定工件在工序尺寸方向上相對(duì)于刀具的正確位置的基準(zhǔn)。 度量基準(zhǔn)：用于檢驗(yàn)已加工表面的尺寸及各表面之間位置精度的基準(zhǔn)。 裝配基準(zhǔn)
6、：在機(jī)器裝配中， 用于確定零件或部件在機(jī)器中正確位置的基準(zhǔn)。 必須指出，作為定位基準(zhǔn)的點(diǎn)或線，總是以具體表面來體現(xiàn)的，這種表面稱為基面。,7.2.2 工件在夾具中的定位,1. 定位與夾緊 工件在夾具中定位就是要確定工件與夾具定位元件的相對(duì)位置，并通過導(dǎo)引元件或?qū)Φ堆b置來保證工件與刀具之間的相對(duì)位置，從而滿足加工精度的要求。 在工件定位以后，為了使工件在切削力等作用下能保持既定的位置不變，通常還需要夾緊工件，將工件緊固。,7.2.2 工件在夾具中的定位,2. 工件定位的基本原理 工件空間位置的這種不確定性可用自由度(或不定度)來描述。 工件有六個(gè)自由度。 要使工件在某方向有確定的位置，就必須限制
7、該方向的自由度。 當(dāng)工件的六個(gè)自由度均被限制后，工件在空間的位置就唯一地被確定下來。,7.2.2 工件在夾具中的定位,2. 工件定位的基本原理 在夾具中，限制工件的自由度可用定位支承點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)，一個(gè)定位支承點(diǎn)限制一個(gè)自由度。,7.2.2 工件在夾具中的定位,在實(shí)際定位中，定位支承點(diǎn)并不一定就是一個(gè)真正的點(diǎn)，也可能是一線段或一小面積；所以， 通常所說“幾點(diǎn)定位”僅是指某種定位中數(shù)個(gè)定位支承點(diǎn)的綜合結(jié)果。,7.2.2 工件在夾具中的定位,3、限制工件自由度與加工技術(shù)要求的關(guān)系 工件在夾具中定位時(shí)，并非所有情況都必須完全定位，即工件的六個(gè)自由度不必全部限制。,工件的6個(gè)自由度均被限制，稱為完全定位。工
8、件6個(gè)自由度中有1個(gè)或幾個(gè)自由度未被限制，稱為不完全定位。,完全定位與不完全定位,不完全定位主要有兩種情況： 工件本身相對(duì)于某個(gè)點(diǎn)、線是完全對(duì)稱的，則工件繞此點(diǎn)、線旋轉(zhuǎn)的自由度無法被限制（即使被限制也無意義）。例如球體繞過球心軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)，圓柱體繞自身軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)等。 工件加工要求不需要限制某一個(gè)或某幾個(gè)自由度。如加工平板上表面，要求保證平板厚度及與下平面的平行度，則只需限制 3 個(gè)自由度就夠了。,完全定位與不完全定位,工件應(yīng)限制的自由度,7.2.2 工件在夾具中的定位,4. 欠定位與過定位 欠定位：所謂欠定位，是指工件實(shí)際定位所限制的自由度數(shù)目，少于按其加工要求所必須限制的自由度數(shù)目。欠定位不能
9、保證工件的加工技術(shù)要求，是不允許出現(xiàn)的。,欠定位,工件加工時(shí)必須限制的自由度未被完全限制，稱為欠定位。欠定位不能保證工件的正確安裝，因而是不允許的。,過定位,過定位工件某一個(gè)自由度（或某幾個(gè)自由度）被兩個(gè)（或兩個(gè)以上）約束點(diǎn)約束，稱為過定位。,過定位是否允許，要視具體情況而定： 1）如果工件的定位面經(jīng)過機(jī)械加工，且形狀、尺寸、位置精度均較高，則過定位是允許的。有時(shí)還是必要的，因?yàn)楹侠淼倪^定位不僅不會(huì)影響加工精度，還會(huì)起到加強(qiáng)工藝系統(tǒng)剛度和增加定位穩(wěn)定性的作用。 2）反之，如果工件的定位面是毛坯面，或雖經(jīng)過機(jī)械加工，但加工精度不高，這時(shí)過定位一般是不允許的，因?yàn)樗赡茉斐啥ㄎ徊粶?zhǔn)確，或定位不穩(wěn)定
10、，或發(fā)生定位干涉等情況。,過定位分析,圖2-18 過定位示例,過定位討論,過定位引起夾緊變形,過定位處理分析,討論,分析圖示定位方案： 各方案限制的自由度 有無欠定位或過定位 對(duì)不合理的定位方案提出改進(jìn)意見。,過定位分析,過定位示例分析,過定位示例分析,在加工時(shí)用于工件定位的基準(zhǔn)稱為定位基準(zhǔn)。又可進(jìn)一步分為：,7.2.3 定位基準(zhǔn)的選擇,使用未經(jīng)機(jī)械加工表面作為定位基準(zhǔn)，稱為粗基準(zhǔn)。,使用經(jīng)過機(jī)械加工表面作為定位基準(zhǔn)，稱為精基準(zhǔn)。,精基準(zhǔn),從定位的作用來看，它主要是為了保證加工表面的位置精度，因此，選擇定位基準(zhǔn)的總原則，應(yīng)該是從有位置精度要求的表面中進(jìn)行選擇。,選取不加工的表面作粗基準(zhǔn)如果首先
11、要求保證工件上加工面與不加工面的相互位置要求，則應(yīng)以不加工面作為粗基準(zhǔn)。,余量均勻分配原則如果首先要求保證工件某重要表面加工余量均勻時(shí)，應(yīng)選擇該表面的毛坯面作為粗基準(zhǔn)。,1. 粗基準(zhǔn)的選擇,它應(yīng)該保證所有加工表面都具有足夠的加工余量，而且各加工表面對(duì)不加工表面具有一定的位置精度。,便于工件裝夾原則要求選用的粗基準(zhǔn)面盡可能平整、光潔，且有足夠大的尺寸，不允許有鍛造飛邊、鑄造澆、冒口或其它缺陷。也不宜選用鑄造分型面作粗基準(zhǔn)。,粗基準(zhǔn)一般不得重復(fù)使用原則,2. 精基準(zhǔn)的選擇,基準(zhǔn)重合原則：盡可能選用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，防止引起定位誤差。加工帶孔齒輪和套類零件，用心軸定位。,主軸箱零件精基準(zhǔn)選擇,統(tǒng)一
12、基準(zhǔn)原則當(dāng)工件以某一表面作精基準(zhǔn)定位，可以方便地加工大多數(shù)（或全部）其余表面時(shí)，應(yīng)盡早將這個(gè)基準(zhǔn)面加工出來，并達(dá)到一定精度，以后大多數(shù)（或全部）工序均以它為精基準(zhǔn)進(jìn)行加工,在實(shí)際生產(chǎn)中，經(jīng)常使用的統(tǒng)一基準(zhǔn)形式有： 1）軸類零件常使用兩頂尖孔作統(tǒng)一基準(zhǔn)； 2）箱體類零件常使用一面兩孔（一個(gè)較大的平面和兩個(gè)距離較遠(yuǎn)的銷孔）作統(tǒng)一基準(zhǔn)； 3）盤套類零件常使用止口面（一端面和一短圓孔）作統(tǒng)一基準(zhǔn)； 4）套類零件用一長孔和一止推面作統(tǒng)一基準(zhǔn)。 采用統(tǒng)一基準(zhǔn)原則好處： 1）有利于保證各加工表面之間的位置精度； 2）可以簡化夾具設(shè)計(jì)，減少工件搬動(dòng)和翻轉(zhuǎn)次數(shù)。 注意：采用統(tǒng)一基準(zhǔn)原則常常會(huì)帶來基準(zhǔn)不重合問題。
13、此時(shí)，需針對(duì)具體問題進(jìn)行具體分析，根據(jù)實(shí)際情況選擇精基準(zhǔn)。,互為基準(zhǔn)原則,主軸零件精基準(zhǔn)選擇,【例】主軸零件精基準(zhǔn)選擇,自為基準(zhǔn)原則,【例】床身導(dǎo)軌面磨削加工,浮動(dòng)鏜刀塊 1工件 2鏜刀塊 3鏜桿,便于裝夾原則所選擇的精基準(zhǔn)，應(yīng)能保證工件定位準(zhǔn)確、可靠，并盡可能使夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便。,外圓研磨示意圖,【例】鉸孔、拉孔、研磨,【例】浮動(dòng)鏜刀塊鏜孔,7.3 零件加工的結(jié)構(gòu)工藝性,1.零件的結(jié)構(gòu)便于加工 1）應(yīng)留有空刀槽和退刀槽、越程槽,7.3 零件加工的結(jié)構(gòu)工藝性,2）凸臺(tái)的孔要留有加工空間,3）避免彎曲孔,4）孔軸線應(yīng)與其端面垂直,5）同類要素要統(tǒng)一,6）盡量減少走刀次數(shù),7）將零件中難加工
14、的部位進(jìn)行合理的拆分。,2.盡量減少不必要的加工面積,3.零件的結(jié)構(gòu)應(yīng)便于安裝 1）增加工藝凸臺(tái),2）增加輔助安裝面,4.提高標(biāo)準(zhǔn)化程度 1）應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件和標(biāo)準(zhǔn)化參數(shù)設(shè)計(jì)，降低成本。 2）應(yīng)能使用標(biāo)準(zhǔn)刀具加工。零件上的結(jié)構(gòu)要素如孔徑及孔底形狀、中心孔、溝槽寬度或角度、圓角半徑、錐度、螺紋的直徑和螺距、齒輪的模數(shù)等，其參數(shù)值應(yīng)盡量與標(biāo)準(zhǔn)刀具相符以便能使用標(biāo)準(zhǔn)刀具加工。,7.4 工藝規(guī)程的編制過程,擬定零件的機(jī)械加工工藝路線是制訂工藝規(guī)程的一項(xiàng)重要工作，擬定工藝路線時(shí)需要解決的主要問題是：選定各表面的加工方法；劃分加工階段；安排工序的先后順序；確定工序的集中與分散程度。,1）零件加工表面的精度
15、和表面粗糙度要求 2）零件材料的加工性 3）生產(chǎn)批量和生產(chǎn)節(jié)拍要求 4）企業(yè)現(xiàn)有加工設(shè)備和加工能力 5）經(jīng)濟(jì)性,外圓表面加工常用的工藝路線： 粗車一半精車 對(duì)于中等精度和粗糙度要求的未淬硬工件的外圓面，均可采用此方案。 粗車一半精車一磨(粗磨精磨) 此方案最適于加工精度較高、粗糙度較小，且淬硬的鋼件外圓面，也廣泛地用于加工未淬硬的鋼件或鑄鐵件。 粗車一精車一精細(xì)車 此方案主要適用于精度要求高的有色金屬零件的加工。,孔的典型加工工藝路線,孔加工常用加工路線 鉆一擴(kuò)一鉸 主要用于直徑小于50mm的中小孔加工。由于鉸削加工對(duì)孔的位置誤差的糾正能力差，因此孔的位置精度主要由鉆一擴(kuò)來保證。位置精度要求高
16、的孔不宜采用此加工方案。 鉆(粗鏜)半精鏜精鏜一浮動(dòng)鏜(或金剛鏜) 用于加工未經(jīng)淬火的黑色金屬及有色金屬等材料的高精度孔和孔系。與鉆擴(kuò)鉸工藝路線不同的是：所能加工的孔徑范圍大，一般孔徑不小于 18mm即可采用裝夾式鏜刀鏜孔；加工出孔的位置精度高常用于加工位置精度要求高的孔或孔系。 鉆(粗鏜)半精鏜一粗磨一精磨一研磨(或珩磨) 用于黑色金屬特別是淬硬零件的高精度的孔加工。 鉆（粗鏜）粗拉精拉 適于大批量生產(chǎn)，可加工復(fù)雜形狀孔。,平面加工常用工藝路線： 粗銑半精銑精銑高速精銑 銑削是平面加工中用得最多的方法。 粗刨半精刨精刨寬刀精刨或刮研 此工藝路線以刨削加工為主。目前在單件小批生產(chǎn)，特別在重型機(jī)
17、械生產(chǎn)中還得到廣泛的應(yīng)用。 粗銑(刨)半精銑(刨)粗磨精磨研磨 主要用于淬硬表面或高精度表面的加工，淬火工序可安排在半精銑(刨)之后。 粗拉一精拉 適合于大批量生產(chǎn)，生產(chǎn)率高，特別是對(duì)臺(tái)階面或有溝槽的表面，優(yōu)點(diǎn)更為突出。 粗車半精車精車金剛石車 主要用于有色金屬零件的平面加工，有時(shí)就是外圓或內(nèi)孔的端面。如果是黑色金屬，則在精車以后安排精磨、砂帶磨等工序。,7.4.2 加工階段的劃分 一個(gè)零件加工工藝過程通?？蓜澐譃橐韵聨讉€(gè)階段： 1）粗加工階段 此階段的主要任務(wù)是切除各加工表面上的大部分余量，并加工出精基準(zhǔn)。 2）半精加工階段 此階段的主要目的是使主要表面消除粗加工后留下的誤差，使其達(dá)到一定的
18、精度，為精加工作好準(zhǔn)備，并完成一些次要表面的加工（如鉆、攻絲、銑鍵槽等）。,3）精加工階段 此階段的任務(wù)是保證各主要加工表面達(dá)到圖紙所規(guī)定的質(zhì)量要求。 4）光整加工階段 對(duì)于精度要求很高（IT5級(jí)以上）、表面粗糙度值要求很?。≧a0.2m以下）的零件,必須有光整加工階段。 劃分加工階段的必要性在于： 1）保證加工質(zhì)量。 2）合理地使用機(jī)床設(shè)備。 3）粗、精加工分開，便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷，及時(shí)修補(bǔ)或報(bào)廢，避免工時(shí)浪費(fèi)。 4）表面精加工安排在最后，可避免或減少在夾緊和運(yùn)輸過程中損傷已精加工過的表面。,7.4.3 工序集中與工序分散,使每個(gè)工序中包括盡可能多的工步內(nèi)容，從而使總的工序數(shù)目減少 優(yōu)點(diǎn)
19、： 1）有利于保證工件各加工面之間的位置精度； 2）有利于采用高效機(jī)床，可節(jié)省工件裝夾時(shí)間，減少工件搬運(yùn)次數(shù)； 3）可減小生產(chǎn)面積，并有利于管理。,使每個(gè)工序的工步內(nèi)容相對(duì)較少，從而使總的工序數(shù)目較多 工序分散優(yōu)點(diǎn)：每個(gè)工序使用的設(shè)備和工藝裝備相對(duì)簡單，調(diào)整、對(duì)刀比較容易，對(duì)操作工人技術(shù)水平要求不高,傳統(tǒng)的流水線、自動(dòng)線生產(chǎn)，多采用工序分散的組織形式（個(gè)別工序亦有相對(duì)集中的情況）,由于市場需求的多變性，對(duì)生產(chǎn)過程的柔性要求越來越高，加之加工中心等先進(jìn)設(shè)備的采用，工序集中將越來越成為生產(chǎn)的主流方式,多品種、中小批量生產(chǎn)，為便于轉(zhuǎn)換和管理，多采用工序集中方式,7.4.4 加工順序的安排,先基準(zhǔn)后其
20、他先加工基準(zhǔn)面，再加工其他表面 先面后孔有兩層含義： 1）當(dāng)零件上有較大的平面可以作定位基準(zhǔn)時(shí)，先將其加工出來，再以面定位，加工孔，可以保證定位準(zhǔn)確、穩(wěn)定 2）在毛坯面上鉆孔或鏜孔，容易使鉆頭引偏或打刀，先將此面加工好，再加工孔，則可避免上述情況的發(fā)生 先主后次也有兩層含義： 1）先考慮主要表面加工，再安排次要表面加工，次要表面加工常常從加工方便與經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)進(jìn)行安排 2）次要表面和主要表面之間往往有相互位置要求，常常要求在主要表面加工后，以主要表面定位進(jìn)行加工 先粗后精,為改善工件材料切削性能而進(jìn)行的熱處理工序（如退火、正火等），應(yīng)安排在切削加工之前進(jìn)行 為消除內(nèi)應(yīng)力而進(jìn)行的熱處理工序（如退
21、火、人工時(shí)效等），最好安排在粗加工之后，也可安排在切削加工之前 為了改善工件材料的力學(xué)物理性質(zhì)而進(jìn)行的熱處理工序（如調(diào)質(zhì)、淬火等）通常安排在粗加工后、精加工前進(jìn)行。其中滲碳淬火一般安排在切削加工后，磨削加工前。而表面淬火和滲氮等變形小的熱處理工序，允許安排在精加工后進(jìn)行 為了提高零件表面耐磨性或耐蝕性而進(jìn)行的熱處理工序以及以裝飾為目的的熱處理工序或表面處理工序（如鍍鉻、鍍鋅、氧化、煮黑等）一般放在工藝過程的最后。,除操作工人自檢外，下列情況應(yīng)安排檢驗(yàn)工序： 零件加工完畢后； 從一個(gè)車間轉(zhuǎn)到另一個(gè)車間前后； 重要工序前后。,去毛刺工序 通常安排在切削加工之后。 清洗工序 在零件加工后裝配之前，研
22、磨、珩磨等光整加工工序之后，以及采用磁力夾緊加工去磁后，應(yīng)對(duì)工件進(jìn)行認(rèn)真地清洗。,7.6 典型零件的工藝規(guī)程編制舉例,7.6.1軸類零件的加工工藝 1.概述 1）軸的功能與結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 2）軸的技術(shù)要求 尺寸精度及表面粗糙度：IT6IT9，表面粗糙Ra為6.30.4m。 幾何形狀精度：圓度、圓柱度等要求較高時(shí)，應(yīng)在零件圖上規(guī)定其允許的偏差值。 相互位置精度：主要有軸頸之間的同軸度，定位面與軸線的垂直度，鍵槽對(duì)軸的對(duì)稱度等。,3）軸的材料及熱處理 對(duì)于不重要的軸，可采用普通碳素鋼Q235A、Q255A、Q275A等，不經(jīng)熱處理。 對(duì)于一般的軸，可采用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼35、40、45、50等，并根據(jù)不同
23、的工作條件進(jìn)行不同的熱處理(如正火、調(diào)質(zhì)、淬火等)以獲得一定的強(qiáng)度、韌性和耐磨性。 對(duì)于重要的軸，可采用合金結(jié)構(gòu)鋼40cr軸承鋼GCrl5、彈簧鋼65Mn等，進(jìn)行調(diào)質(zhì)和表面淬火處理，具有較高的綜合力學(xué)性能。 4）軸的毛坯 對(duì)于光軸和直徑相差不大的階梯軸，一般采用圓鋼作為毛坯。 對(duì)于直徑相差較大的階梯軸以及比較重要的軸，應(yīng)采用鍛件作為毛坯。 對(duì)于某些大型的、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的異形軸，可采用球墨鑄鐵作為毛坯。,2.軸的加工過程 預(yù)備加工：包括校直、切斷、端面加工和鉆中心孔等。 粗車：粗車直徑不同的外圓和端面。 熱處理：對(duì)質(zhì)量要求較高的軸，在粗車后應(yīng)進(jìn)行正火、調(diào)質(zhì)等熱處理。 精車：修研中心孔后精車外圓、端面
24、及螺紋等。 其他工序：如銑鍵槽、花鍵、鉆孔等。 熱處理：耐磨部位的表面熱處理。 磨削工序：修研中心孔后磨外圓、端面。,典型零件工藝過程,軸類零件的加工過程,0.02,300-0.014,24-0.02-0.04,22-0.02-0.04,200-0.014,審查圖紙及技術(shù)要求,（1）重要的尺寸：30、 20、 24和 22精度要 求高，表面粗糙度低，相當(dāng)于IT7的精度。同時(shí)以 上圓柱面對(duì)軸線的徑向跳動(dòng)要求在0.02mm。 （2）材料及性能：45鋼，硬度HRC4045。 （3）批量：單件小批。,制定工藝路線 外圓面和端面： 粗車-半精車-淬火+中溫回火-粗磨-精磨 鍵槽：粗銑-精銑,基準(zhǔn)的選擇,
25、（1）兩端面的中心孔為粗、精加工的定位基準(zhǔn)。 （2）毛坯外圓為兩端面的定位基準(zhǔn)。 熱處理后應(yīng)修研中心孔。,工序分析,1.車端面、鉆中心孔；2.車外圓面、切槽和倒角；3.銑鍵槽； 4.熱處理；5.修研中心孔；6.磨外圓；7.質(zhì)量檢驗(yàn)。,7.6.2 齒輪類零件的加工工藝,1.齒輪零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 從工藝觀點(diǎn)可將齒輪看成是由齒圈和輪體兩部分構(gòu)成。 齒圈的結(jié)構(gòu)形狀和位置是評(píng)價(jià)齒輪結(jié)構(gòu)工藝性的一項(xiàng)重要指標(biāo)。單聯(lián)齒輪圈齒輪的結(jié)構(gòu)工藝性最好。多齒圈齒輪由于輪緣間的軸向距離較小，加工方法受限制(一般只能選插齒加工)。 2.機(jī)械加工的一般工藝過程 加工一個(gè)精度較高的圓柱齒輪，大致經(jīng)過如下工藝路線： 毛坯制造及熱處
26、理齒坯加工齒形加工齒端加工輪齒熱處理定位面的精加工齒形精加工。,1）齒輪的材料及熱處理 當(dāng)前生產(chǎn)中常用的材料及熱處理大致如下： 中碳結(jié)構(gòu)鋼(如45鋼)進(jìn)行調(diào)質(zhì)或表面淬火。經(jīng)正火或調(diào)質(zhì)后，提高了材料的可加工性。但這種材料可淬透性較差，一般只用于齒面表面淬火。常用于低速、輕載或中載的普通精度齒輪。 中碳合金結(jié)構(gòu)鋼(如40Cr)進(jìn)行調(diào)質(zhì)或表面淬火。這種材料經(jīng)熱處理后綜合力學(xué)性能好熱處理變形小。適用于制造速度較高、載荷較大、精度高的齒輪。 滲碳鋼(如20Cr、20CrMnTi等)經(jīng)滲碳淬火，齒面硬度可達(dá)5863HRC，而心部又有較好的韌性，既能耐磨又能承受沖擊載荷，這些材料適于制作高速、小載荷或具有沖
27、擊載荷的齒輪。,鑄鐵及其他非金屬材料，這些材料強(qiáng)度低容易加工，適用于制造輕載荷的傳動(dòng)齒輪. 2）毛坯制造 尺寸較小、結(jié)構(gòu)簡單而且對(duì)強(qiáng)度要求不高的鋼制造齒輪可采用軋棒做毛坯。 強(qiáng)度、耐磨性和耐沖擊要求較高的齒輪多采用鍛件。 尺寸較大(直徑大于400600mm)且結(jié)構(gòu)復(fù)雜的齒輪，常采用鑄造方法制造毛坯。小尺寸而形狀復(fù)雜的齒輪可以采用精密鑄造或壓鑄方法制造毛坯。,3）齒坯加工 齒形加工前的齒輪加工稱為齒坯加工。 主要包括：齒坯的孔加工(對(duì)于盤類、套類和圈形齒輪)、端面和頂尖孔加工(對(duì)于軸類齒輪)以及齒圈外圓和端面的加工。 盤類齒輪的齒坯加工過程: 大批大量加工中等尺寸齒坯時(shí)采用鉆拉多刀車的工藝方案：
28、 以毛坯外圓及端面定位進(jìn)行鉆孔或擴(kuò)孔。 以端面支承進(jìn)行拉孔。 以內(nèi)孔定位在多刀半自動(dòng)車床上粗、精車外圓、端面、切槽及倒角等。,成批生產(chǎn)齒坯時(shí)，常采用車一拉的工藝方案： 以齒坯外圓或輪轂定位，粗車外圓、端面和內(nèi)孔。 以端面支承拉出內(nèi)孔(或花鍵孔)。 以內(nèi)孔定位精車外圓及端面等。 單件小批生產(chǎn)齒輪時(shí)，一般齒坯的孔、端面及外圓的粗、精加工都在通用車床上經(jīng)兩次安裝完成。,4）齒形加工 齒形加工是整個(gè)齒輪加工的核心與關(guān)鍵。 常用的齒形加工方案如下： 8級(jí)精度以下的齒輪：調(diào)質(zhì)齒輪用滾齒或插齒就能滿足要求。對(duì)于淬硬齒輪可采用：滾(插)齒齒端面加工淬火校正內(nèi)孔的方案，但在淬火前齒形加工精度應(yīng)提高一級(jí)。 67級(jí)
29、精度齒輪：對(duì)于齒面不需淬硬的齒輪，采用滾(插)齒齒端加工剃齒的加工方案。 對(duì)于淬硬齒輪可采用：滾(插)齒齒端加工剃齒表面淬火校正基準(zhǔn)珩齒。,5級(jí)以上精度的齒輪：一般采用：粗滾齒精滾齒齒端加工淬火校正基準(zhǔn)粗磨齒精磨齒。 5）齒端加工 齒端加工的方式有倒圓、倒尖、倒棱和去毛刺。齒端加工必須安排在齒形淬火之前，通常在滾(插)齒之后進(jìn)行。,6）齒輪的熱處理 分為齒坯的預(yù)備熱處理和輪齒的表面淬硬熱處理。 齒坯的熱處理通常為正火和調(diào)質(zhì)，正火一般安排在粗加工之前，調(diào)質(zhì)則安排在齒坯加工之后。 為延長齒輪壽命，常常對(duì)輪齒進(jìn)行表面淬硬熱處理，根據(jù)齒輪材料與技術(shù)要求不同，常安排滲碳淬火和表面淬硬等熱處理。 7）精基準(zhǔn)校正 輪齒淬火后其內(nèi)孔常發(fā)生變形，內(nèi)孔直徑可縮小0.010.05mm，為確保齒形加工質(zhì)量，必須對(duì)基準(zhǔn)孔加以修整。修整的方法一般采用推孔和磨孔。 8）齒輪精加工 以磨過(修正后)的內(nèi)孔定位，在磨齒機(jī)上磨齒面或在珩齒機(jī)上珩齒。,
機(jī)械工藝制造基礎(chǔ)課程第六章.ppt
