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1、第第第第6 6章章章章 典型零件加工工典型零件加工工典型零件加工工典型零件加工工艺艺分析分析分析分析6.1 6.1 轴类零件加工工艺分析轴类零件加工工艺分析6.2 6.2 盘套类零件加工工艺分析盘套类零件加工工艺分析6.3 6.3 箱体支架类零件加工工艺分析箱体支架类零件加工工艺分析6.1 6.1 6.1 6.1 轴类轴类轴类轴类零件加工工零件加工工零件加工工零件加工工艺艺艺艺分析分析分析分析6.1.1 6.1.1 轴类轴类零件的功用、分零件的功用、分类类及构造特点及构造特点轴轴的的作作用用：支支承承传传动动件件、接接受受载载荷荷，传传送送运运动动和扭矩。和扭矩。构构造造：普普通通由由同同心心
2、轴轴的的外外圆圆柱柱面面、圆圆锥锥面面、内孔和螺内孔和螺纹纹及相及相应应的端面所的端面所组组成成 轴轴的的分分类类：光光轴轴、阶阶梯梯轴轴、空空心心轴轴、异异形形轴轴 曲曲轴轴、凸、凸轮轴轮轴、偏心、偏心轴轴等等 刚刚性性轴轴 L/d12L/d12 挠挠性性轴轴 L/dL/d1212 轴的分类：轴的分类：光光轴、阶梯梯轴、空空心心轴、异异形形轴曲曲轴、凸凸轮轴、偏心、偏心轴等等 刚性性轴L/d12 挠性性轴L/d12曲轴、挠性钢丝轴 减速器中的轴转 轴接受弯矩、接受转矩自行车的前轮轴 固定心轴支承转动零件铁路机车轮轴 转动心轴接受弯矩而不传送转矩汽车中联接变速箱与后桥之间的轴传动轴用于传送转矩
3、而不接受弯矩6.1.2 6.1.2 轴类零件技术条件的分析轴类零件技术条件的分析1、轴的表面粗糙度要求、轴的表面粗糙度要求Ra（m）项项 目目一般要求轴一般要求轴精密轴精密轴支承轴颈支承轴颈滑动轴承滑动轴承0.20.10.05滚动轴承滚动轴承0.40.4与传动件配合轴颈与传动件配合轴颈0.80.40.40.2重要定位配合面重要定位配合面0.80.40.40.05一般表面一般表面6.31.63.20.82、尺寸精度一类支承轴颈：用于确定轴的位置并支承轴，通常为IT5IT7；另一类配合轴颈：为与各类传动件配合的轴颈，通常为IT6IT9。3、几何外形精度主要指轴颈外表、外圆锥面、锥孔等重要外表的圆度
4、、圆柱度。其误差普通应限制在尺寸公差范围内，对于精细轴，需在零件图上另行规定其几何外形精度。4、相互位置精度包括内、外外表，重要轴面的同轴度、圆的径向跳动、重要端面对轴心线的垂直度、端面间的平行度等。6.1.3 轴类零件的资料、毛坯和热处置轴类零件的资料、毛坯和热处置 l l 轴类零件的零件的资料及料及热处置置11普普通通轴常常用用4545钢，热处置置可可根根据据要要求求选正火、正火、调质或淬火等；或淬火等；2 2精精度度和和转速速较高高的的轴选中中碳碳合合金金钢如如40Cr40Cr、 轴 承承 钢 如如 GCr15GCr15、 弹 簧簧 钢 如如65Mn65Mn等，等，热处置置为调质和和轴颈
5、高高频淬火。淬火。 3 3 高高 速速 重重 载 轴 采采 用用 低低 碳碳 合合 金金 钢 如如18CrMnTi18CrMnTi、20Cr20Cr、20Mn2B20Mn2B等等，热处置置为正正火火后后外外表表渗渗碳碳淬淬火火；也也可可用用38CrMoAl38CrMoAl等氮化等氮化钢，调质后外表氮化。后外表氮化。l l 轴类轴类零件的毛坯零件的毛坯1热轧/冷拔冷拔圆棒料：适用于中、小型棒料：适用于中、小型强度要度要求不高的光求不高的光轴或直径相差不大的或直径相差不大的轴。2锻件：机械件：机械强度要求高或直径差度要求高或直径差别较大的大的阶段段轴、异形、异形轴。锻造可使金属造可使金属组织均匀分
6、均匀分布，布，获得得较高的抗拉、抗弯及抗扭高的抗拉、抗弯及抗扭强度。度。3铸件：大型件：大型轴或构造复或构造复杂的的轴，如，如铸铁轧辊、球、球铁曲曲轴等。等。6.1.4 轴类零件加工的工艺分析轴类零件加工的工艺分析 质量工艺工艺(1)轴类零件加工的工艺道路1)根本加工道路外圆加工的方法很多，根本加工道路可归纳为四条。粗车半精车精车对于普通常用资料，这是外圆外表加工采用的最主要的工艺道路。粗车半精车粗磨精磨对于黑色金属资料，精度要求高和外表粗糙度值要求较小、零件需求淬硬时，其后续工序只能用磨削而采用的加工道路。粗车半精车精车金刚石车对于有色金属，用磨削加工通常不易得到所要求的外表粗糙度，由于有色
7、金属普通比较软，容易堵塞沙粒间的空隙，因此其最终工序多用精车和金刚石车。粗车半精粗磨精磨光整加工对于黑色金属资料的淬硬零件，精度要求高和外表粗糙度值要求很小，常用此加工道路。序号序号加工方法加工方法经济精度经济精度( (公差等级公差等级) )经济粗糙度经济粗糙度RaRa值值/m/m使用范围使用范围1 1粗车粗车IT13IT13IT11IT11505012.512.5适用于淬火钢以适用于淬火钢以2 2粗车粗车- -半精车半精车IT10IT10IT8IT86.36.33.23.2外的其它金属外的其它金属3 3粗车粗车- -半精车半精车- -精车精车IT8IT8IT7IT71.61.60.80.84
8、 4粗车粗车- -半精车半精车- -精车精车- -滚压滚压IT8IT8IT7IT70.20.20.02550.02555 5粗车粗车- -半精车半精车- -磨削磨削IT8IT8IT7IT70.80.80.40.4主要用于淬火钢主要用于淬火钢, ,6 6粗车粗车- -半精车半精车- -粗磨粗磨- -精磨精磨IT7IT7IT6IT60.40.40.10.1也可用于未淬火也可用于未淬火钢钢, ,7 7粗车粗车- -半精车半精车- -粗磨粗磨- -精磨精磨- -超精超精加工加工( (或轮式超精磨或轮式超精磨) )IT5IT50.10.10.012 0.012 ( (或或Rz0.1)Rz0.1)但不适用
9、于有色但不适用于有色金属。金属。8 8粗车粗车- -半精车半精车- -精车精车- -精细车精细车( (金金刚车刚车) )T7T7IT6IT60.40.40.0250.025用于有色金属用于有色金属9 9粗车粗车- -半精车半精车- -粗磨粗磨- -精磨精磨- -超精超精磨磨( (或镜面磨或镜面磨) )IT5IT5以上以上0.0250.0250.0060.006( (或或Rz0.1)Rz0.1)极高精度的外圆极高精度的外圆加加1010粗车粗车- -半精车半精车- -粗磨粗磨- -精磨精磨- -研磨研磨IT5IT5以上以上0.10.10.012 0.012 ( (或或Rz0.1)Rz0.1)工工2
10、典型加工工艺道路对普通精度的轴类零件加工，其典型的工艺道路如下：毛坯及其热处置预加工车削外圆铣键槽花键槽、沟槽热处置磨削终检。轴类零件的预加工轴类零件的预加工是指加工的预备工序，即车削外圆之前的工艺。校直毛坯在制造、运输和保管过程中，常会发生弯曲变形，为保证加工余量的均匀及装夹可靠，普通冷态下在各种压力机或校值机上进展校直。切断按所需的长度进展。切端面打顶尖孔得到定位基准。(3)轴类零件加工的定位基准和装夹零件进展机械加工之前，为了保证加工外表的尺寸精度和相互位置精度的要求，便于合理安排加工顺序，必需正确选择定位基准。这是由于在加工阶段开场，前道工序必需为后续工序提供好定位基准面。所谓的定位基
11、准面，是指加工时，使工件在机床或夹具中占据一正确位置所根据的零件上的点、线、面。(3)轴类零件加工的定位基准和装夹1以工件的中心孔定位在轴的加工中，零件各外圆外表，锥孔、螺纹外表的同轴度，端面对旋转轴线的垂直度是其相互位置精度的主要工程，这些外表的设计基准普通都是轴的中心线，假设用两中心孔定位，符合基准重合的原那么。中心孔不仅是车削时的定位基准，也是其它加工工序的定位基准和检验基准，又符合基准一致原那么。当采用两中心孔定位时，还可以最大限制地在一次装夹中加工出多个外圆和端面。2以外圆和中心孔作为定位基准一夹一顶用两中心孔定位虽然定心精度高，但刚性差，尤其是加工较重的工件时不够稳定，切削用量也不
12、能太大。粗加工时，为了提高零件的刚度，可采用轴的外圆外表和一中心孔作为定位基准来加工。这种定位方法能接受较大的切削力矩，是轴类零件最常见的一种定位方法。3以两外圆外表作为定位基准在加工空心轴的内孔时，例如：机床上莫氏锥度的内孔加工，不能采用中心孔作为定位基准，可用轴的两外圆外表作为定位基准。当工件是机床主轴时，常以两支撑轴颈装配基准为定位基准，可保证锥孔相对支撑轴颈的同轴度要求，消除基准不重合而引起的误差。4以带有中心孔的锥堵作为定位基准在加工空心轴的外圆外表时，往往还采用代中心孔的锥堵或锥套心轴作为定位基准。锥堵和锥套心轴上的中心孔即是其本身制造的定位基准，又是空心轴外圆精加工的基准4工艺阶
13、段1粗加工阶段：加工定位基准，切除大部分余量，发现毛坯缺陷；2半精加工阶段：完成普通精度外表及螺纹、键槽等外表加工，为轴颈等高精度外表精加工做预备。3精加工阶段：完成高精度外表加工。特点：先粗后精 先主后次 先面后孔 先基准后其它外圆外表加工顺序：先加工大直径外圆再加工小直径外圆。轴上的花键、键槽等外表的加工应在外圆精车或粗磨之后，精磨外圆之前。轴上矩形花键的加工，通常采用铣削和磨削加工，产量大时常用花键滚刀在花键铣床上加工。以外径定心的花键轴，通常只磨削外径，但如经过淬火而使花键扭曲变形过大时，也要对侧面进展磨削加工。以内径定心的花键，其内径和键侧均需进展磨削加工。轴上的螺纹普通有较高的精度
14、，宜安排在工件部分淬火之后进展，否那么淬火后产生的变形会影响螺纹的精度。留意点留意点5轴类零件的热处置1锻造毛坯在加工前，均需安排正火或退火处置，使钢材内部晶粒细化，消除锻造应力，降低资料硬度，改善切削加工性能。2调质普通安排在粗车之后、半精车之前，以获得良好的物理力学性能。3外表淬火普通安排在精加工之前，这样可以纠正因淬火引起的部分变形。4精度要求高的轴，在部分淬火或粗磨之后，还需进展低温时效处置。案例案例 ：某阶梯轴加工工艺分析：某阶梯轴加工工艺分析阶梯轴的构造分析阶梯轴的技术要求分析尺寸精度和外形精度：配合轴颈尺寸公差等级通常为IT8IT6，该轴配合轴颈两处为IT7；支承轴颈普通为IT7
15、IT6，精细的为IT5，该轴支承轴颈17及15为IT6；轴颈的外形精度圆度、圆柱度要求限制在直径公差范围之内，要求较高的应标注在零件图上，该轴外形公差均未注出。位置精度：配合轴颈对支承轴颈普通有径向圆跳动或同轴度要求，装配定位用的轴肩对支承轴颈普通有端面圆跳动或垂直度要求。径向圆跳动和端面圆跳动公差通常为0.010.03，高精度轴为0.0010.005，该轴有一个同轴度要求，其值为0.032.外表粗糙度；轴颈的外表粗糙度值Ra应与尺寸公差等级相顺应。公差等级为IT5的Ra值为0.40.2m；公差等级为IT6的Ra值为0.80.4m；公差等级为IT8IT7的Ra值为0.80.6m。装配定位用的轴
16、肩Ra值通常为1.60.8m。非配合的次要外表Ra值常取6.3m。该轴的两支承外表及22配合外表为0.8m，15配合外表为1.6m，键槽底孔为6.3m，其他为12.5m.热处置：轴的热处置要根据其资料和运用要求确定。对于传动轴，正火、调质和外表淬火用得较多。该轴要求调质处置。阶梯轴的加工工艺过程下料车两端面，钻中心孔粗车各外圆调质修研中心孔半精车各外圆，切槽，倒角车螺纹划键槽加工线铣键槽修研中心孔磨削检验。贵州电子信息职业技术学院机电工程系机械加工工艺过程卡产品型号零件图号共页产品名称零件名称第页材料牌号毛坯种类毛坯尺寸毛坯单件毛重（公斤）工序号工序名称工步号工序、工步内容程序号设备型号工艺装
17、备工艺简图夹具刀具与刀号量具12345678表A-1 传动轴机械加工工艺卡贵电学院机电系贵电学院机电系产品名称图 号零件名称传动传动轴轴共 1 1页第 1 1 页毛坯种类圆圆 钢钢材料牌号4545钢钢毛坯尺寸60mm2660mm265mm5mm序号工种工步工 序 内 容设备工 具夹 具刃 具量具1下料 60mm265mm 2车三爪自定心卡盘夹持工件毛坯外圆 车床1车端面见平 C61402钻中心孔中心钻2mm用尾座顶尖顶住中心孔 3粗车46mm外圆至48mm，长118mm 4粗车35mm外圆至37mm，长66mm 5粗车M24mm外圆至26mm，长14mm 调头，三爪自定心卡盘夹持48mm处 (
18、44mm外圆)机床主轴机床主轴序号序号工序称号工序称号工序内容工序内容定位基准及夹紧定位基准及夹紧设备设备1锻造锻造2热处置热处置正火正火3铣端面，打中心孔铣端面，打中心孔外圆外圆专机专机4粗车外圆粗车外圆外圆和顶尖孔外圆和顶尖孔普通车床普通车床主主轴轴加加工工工工艺艺螺钉加工螺钉加工6.2 盘套类零件加工工艺分析盘套类零件加工工艺分析6.2.1 概述概述 盘盘套套类类零零件件有有轴轴系系的的大大部部分分零零件件如如传传动动轮轮、轴承套、轴承端盖、套筒等。轴承套、轴承端盖、套筒等。6.2.2 盘套类零件的技术条件分析盘套类零件的技术条件分析 l 孔的技术要求：配合孔普通为IT7IT8，精细孔I
19、T6 l 外圆外表的技术要求：配合面IT6IT7，普通面自在公差 l 孔与外圆的同轴度要求 l 孔轴先与端面的垂直度要求 在加工时，为了保证套筒外表位置精度，常采用一次装夹完成内外圆和端面的加工；也可以先加工孔，再以孔为精基准用心轴定位加工外圆；同样也可以先加工外圆，再以外圆为精基准用弹性夹头、软三爪等定心夹具装夹加工内孔。短套加工短套加工液液压压缸缸加加工工衬套加工6.3 箱体支架类零件加工工艺分析箱体支架类零件加工工艺分析6.3.1 概述概述箱体支架箱体支架类类零件构造特点零件构造特点构造构造较较复复杂杂，加工外表多，相互位置精度要求高。，加工外表多，相互位置精度要求高。技技术术要求要求
20、1 支承孔要求支承孔要求较较高高 2 支承孔之支承孔之间间中心距、位置精度影响支承件的运中心距、位置精度影响支承件的运用用 3 主要平面精度主要平面精度 4 主要平面与支承孔的位置精度主要平面与支承孔的位置精度t 毛坯与资料毛坯与资料通常通常为铸件或件或焊接件，接件，焊接件的接件的资料常料常为低碳低碳钢构造工构造工艺性性6.3.2 箱体支架箱体支架类零件加工零件加工过程程定位基准：批量消定位基准：批量消费时，一面两孔；，一面两孔；单件消件消费时，以装配基准以装配基准为基准。基准。箱体加工箱体加工6.3.3 孔系的加工孔系的加工 箱体上一系列又相互位置要求的孔，合箱体上一系列又相互位置要求的孔，合称孔系。根据位置关系不同分称孔系。根据位置关系不同分为：平行孔系平行孔系同同轴孔系孔系交叉孔系交叉孔系孔系的加工孔系的加工
