項目九典型零件加工工藝9.1軸類零件的加工9.2

箱體類零件的加工9.3

圓柱齒輪加工9.1

軸類零件的加工

1.軸類零件的分類、特點及技術要求

(1)軸類零件的功用及分類軸是機械零件中常見的典型零件之一。圖6-34常見軸的類型

a)光軸b)空心軸c)半軸d)階梯軸e)花鍵軸f)十字軸g)偏心軸

h)曲軸i)凸輪軸⑤其他。熱處理、倒角、倒棱及外觀修飾等要求。

2.軸類零件的材料、毛坯及熱處理

3.軸類零件的裝夾方式

4.軸類零件工藝過程示例(CA6140車床主軸的工藝過程)

5.軸類零件的檢驗2.軸類零件的材料、毛坯及熱處理(1)軸類零件材料軸類零件通常采用45鋼，精度較高的軸可選用40Cr、軸承鋼GCr15、彈簧鋼65Mn，也可選用球墨鑄鐵；對高速、重載的軸，選用20CrMnTi、20MnVB及20Cr等滲碳鋼或38CrMoAl滲氮鋼。

(2)軸類零件的毛坯軸類零件的毛坯常用圓棒料和鍛件，大型軸或結構復雜的軸采用鑄件。

(3)軸類零件的熱處理軸類零件大多為鍛造毛坯。3.軸類零件的裝夾方式(1)采用兩中心孔定位裝夾對于長徑比較大的軸類零件，通常以重要的外圓面作為粗基準定位，在軸的兩端加工出中心孔，再以軸兩端的中心孔為定位精基準進行加工，這樣一次裝夾可以加工多個表面，既可以實現基準重合，又可以做到基準統一。

(2)采用外圓表面定位裝夾對于空心軸、短軸等不可能用中心孔定位的軸類零件，可用軸的外圓表面定位、夾緊并傳遞轉矩。

(3)采用各種堵頭或拉桿心軸定位裝夾加工空心軸的外圓表面時，常用帶中心孔的各種堵頭或拉桿心軸來裝夾工件。(3)采用各種堵頭或拉桿心軸定位裝夾加工空心軸的外圓表面時，常用帶中心孔的各種堵頭或拉桿心軸來裝夾工件。圖6-35堵頭與拉桿心軸4.軸類零件工藝過程示例(CA6140車床主軸的工藝過程)(1)CA6140車床主軸的結構特點、功用及技術要求

(2)CA6140主軸加工工藝(1)CA6140車床主軸的結構特點、功用及技術要求1)CA6140車床主軸的結構特點。

①它既是階梯軸，又是空心軸；是長徑比小于12的剛性軸。

②它不但傳遞旋轉運動和轉矩，而且是工件或刀具回轉精度的基礎。

③其上有安裝支承軸承、傳動件的圓柱面或圓錐面，安裝滑動齒輪的花鍵，安裝卡盤及頂尖的內、外圓錐面，聯接緊固螺母的螺旋面，通過棒料的深孔等；主要加工表面有內外圓柱面、圓錐面；次要表面有螺紋、花鍵、溝槽、端面結合孔等。

④其機械加工工藝主要是車削、磨削，其次是銑削和鉆削。

2)CA6140車床主軸各主要部分的功用及技術要求(1)CA6140車床主軸的結構特點、功用及技術要求①支承軸頸。主軸是一個三支承結構，都是用來安裝支承軸承的，并且跨度大。其中支承軸頸A、B既是主軸上各重要表面的設計基準，又是主軸部件的裝配基準面，所以對它們有嚴格的位置要求，其制造精度直接影響到主軸部件的回轉精度。

②錐孔。主軸錐孔是用來安裝頂尖和刀具錐柄的，其軸心線必須與兩個支承軸頸的軸心線嚴格同軸，否則會引起工件(或工具)的同軸度誤差超差。

③軸端短錐和端面。主軸前端短圓錐面和端面是安裝卡盤的定位面。為了保證卡盤的定心精度，該短圓錐面必須與支承軸頸的軸線同軸，而端面必須與主軸的回轉中心垂直。(1)CA6140車床主軸的結構特點、功用及技術要求④空套齒輪軸頸。空套齒輪軸頸是與齒輪孔相配合的表面，對支承軸頸應有一定的同軸度要求，否則會引起主軸傳動嚙合不良，當主軸轉速很高時，還會影響齒輪傳動平穩性并產生振動和噪聲，使工件加工表面產生振紋。

⑤螺紋。主軸上的螺紋是用來固定零件或調整軸承間隙的。如果螺紋中心線與支承軸頸軸心線交叉，則會造成鎖緊螺母端面與支承軸頸軸線不垂直，導致鎖緊螺母使被壓緊的滾動軸承環傾斜，影響軸承的放置精度，嚴重時還會引起軸承損壞或主軸彎曲變形。(1)CA6140車床主軸的結構特點、功用及技術要求⑥各表面的表面層要求。主軸的支承軸頸表面、工作表面及其他配合表面都存在不同程度的摩擦。CA6140采用滾動軸承，摩擦轉移給軸承環和滾動體，軸頸可以不要求很高的耐磨性，但仍要求適當地提高其硬度，以改善它的裝配工藝性和裝配精度。34699Z6BW1.eps(2)CA6140主軸加工工藝1)CA6140車床主軸加工工藝過程。(2)CA6140主軸加工工藝表6-5大批生產CA6140車床主軸工藝過程(2)CA6140主軸加工工藝表6-5大批生產CA6140車床主軸工藝過程(2)CA6140主軸加工工藝2)主軸加工工藝問題分析。

①定位基準的選擇與轉換。主軸加工中，為了保證各主要表面的相互位置精度，選擇定位基準時，應遵循基準重合、基準統一和互為基準的原則，并在一次裝夾中盡可能加工出較多的表面。

②主要加工表面加工工序安排。CA6140車床主軸主要加工表面是?75h5、?80h5、?90g5、?105.8軸頸，兩支承軸頸及大頭錐孔。它們加工的尺寸公差等級在IT5~IT6之間，表面粗糙度Ra為0.4~0.8μm。

③保證加工質量的幾項措施。主軸的加工質量主要體現在主軸支承軸頸的尺寸、形狀、位置精度和表面粗糙度，主軸前端內、外錐面的形狀精度、表面粗糙度以及它們對支承軸頸的位置精度。(2)CA6140主軸加工工藝圖6-37組合磨主軸加工示意圖

a)工位Ⅰb)工位Ⅱ(2)CA6140主軸加工工藝圖6-38磨主軸錐孔夾具5.軸類零件的檢驗(1)加工中的檢驗在加工過程中，對軸類零件的檢驗可采用安裝在機床上的自動測量裝置。

(2)加工后的檢驗軸類零件加工質量的檢驗大多在加工完成后進行。(1)加工中的檢驗在加工過程中，對軸類零件的檢驗可采用安裝在機床上的自動測量裝置。圖6-39主軸的檢驗

1—擋鐵2—鋼球3、4—V形塊5—檢驗心棒9.2箱體類零件的加工1.箱體類零件概述

2.箱體類零件的結構工藝性分析

3.箱體類零件加工工藝過程及工藝分析1.箱體類零件概述(1)箱體類零件的功用、結構特點

1)箱體類零件的功用。

2)箱體類零件的結構特點。

(2)箱體類零件的主要技術要求

1)孔的尺寸精度和形狀精度。

2)孔與孔的位置精度。

3)孔與平面的位置精度。

4)主要平面的精度。

5)表面粗糙度。

(3)箱體類零件的材料與毛坯箱體零件常選用各種牌號的灰鑄鐵，因為灰鑄鐵具有良好的工藝性、耐磨性、吸振性和可加工性，價格也比較低廉。2.箱體類零件的結構工藝性分析(1)箱體的基本孔箱體的基本孔可分為通孔、不通孔、階梯孔及交叉孔等幾類。圖6-40交叉孔的結構工藝性

a)交叉孔b)交叉孔毛坯(2)箱體的同軸孔箱體上同軸孔的孔徑有三種排列形式：一種是孔徑大小向一個方向遞減，2.箱體類零件的結構工藝性分析且相鄰兩孔直徑之差大于孔的毛坯加工余量，這樣排列形式便于鏜桿和刀具從一端伸入同時加工其他同軸孔，單件小批量生產中，這種結構形式最為方便；另一種是孔徑大小從兩邊向中間遞減，加工時可使刀桿從兩邊進入，這樣可縮短鏜桿長度，提高鏜桿的剛度，而且為雙面同時加工創造了條件，所以大批大量生產時常采用這種結構形式；還有一種是孔徑大小排列不規則，兩端的孔徑小于中間的孔徑，這種排列結構工藝性差，應盡量避免。

(3)箱體的端面箱體的端面加工包括內端面和外端凸臺。

(4)箱體的裝配基面箱體的裝配基面應盡可能大，形狀應盡量簡單，以利于加工、裝配和檢驗。3.箱體類零件加工工藝過程及工藝分析(1)擬訂箱體類零件加工工藝規程的原則在擬訂箱體類零件的加工工藝規程時，有一些共同的基本原則應遵循。

1)加工順序：先面后孔。

2)加工階段：粗、精分開。

3)基準選擇：選重要孔為粗基準；精基準力求統一。

4)工序集中，先主后次。

5)工序間安排時效處理。

6)工裝設備依批量而定。

(2)箱體平面的加工箱體平面的加工，通常采用刨削、銑削或磨削。

(3)箱體孔系的加工箱體上一系列有相互位置精度要求的孔的組合，稱為孔系。3.箱體類零件加工工藝過程及工藝分析1)平行孔系的加工。

①找正法。找正法是指工人在通用機床上利用輔助工具來找正要加工孔的正確位置的加工方法。這種方法加工效率低，一般只適用于單件小批生產。3.箱體類零件加工工藝過程及工藝分析②鏜模法。鏜模法是指利用鏜模夾具加工孔系的方法。如圖6-41所示，鏜孔時，工件裝夾在鏜模上，鏜桿被支承在鏜模的導套里，增加了系統的剛性。鏜刀通過模板上的孔將工件上相應的孔加工出來。當用兩個或兩個以上的支承來引導鏜桿時，鏜桿與機床主軸必須浮動連接，如圖6-42所示，這樣機床精度對孔系加工精度的影響就會很小，因而可以在精度較低的機床上加工出精度較高的孔系，孔距精度主要取決于鏜模，一般可達±0.05mm；加工公差等級可達IT7，表面粗糙度Ra為1.25~5μm；孔與孔之間的平行度公差可達0.02~0.03mm。3.箱體類零件加工工藝過程及工藝分析

圖6-41用鏜模加工孔系3.箱體類零件加工工藝過程及工藝分析

圖6-42鏜桿浮動聯接頭③坐標法。坐標法鏜孔是在普通臥式鏜床、坐標鏜床或數控鏜床等設備上，借助于測量裝置，調整機床主軸與工件間在水平和垂直方向的相對位置，來保證孔心距精度的一種鏜孔方法。

2)同軸孔系的加工。3.箱體類零件加工工藝過程及工藝分析①利用已加工孔作支承導向。一般在已加工孔內裝一導向套，支承和引導鏜桿加工同一軸線的其他孔。

②利用鏜床后立柱上的導向套支承鏜桿。采用這種方法加工時，鏜桿兩端均被支承，剛性好，但調整麻煩，鏜桿長而笨重，因此只適宜加工大型箱體。

③采用調頭鏜。當箱體的箱壁相距較遠時，工件在一次裝夾后，先鏜好一側的孔，再將鏜床工作臺回轉180°，調整好工作臺的位置，使已加工孔與鏜床主軸同軸，然后加工另一側的孔。

3)交叉孔系的加工。

(4)箱體零件加工工藝過程示例圖6-43所示為某車床主軸箱。

1)主要平面：箱蓋頂部的對合面、底座的底面及各軸承孔的端面等。3.箱體類零件加工工藝過程及工藝分析2)主要孔：軸承孔(?120K6、?95K6、?90K6、?52J7、?62J7、?24H7、?40J7)等。

3)其他加工部分：撥叉銷孔、連接孔、螺孔以及孔的凸臺面等。

(5)箱體零件的檢驗箱體零件的檢驗項目包括表面粗糙度及外觀、尺寸精度、形狀精度和位置精度等。

1)表面粗糙度的檢驗通常用目測或樣板比較法，只有當Ra值很小時，才考慮使用光學量儀或使用粗糙度儀。圖6-43某車床主軸箱簡圖3.箱體類零件加工工藝過程及工藝分析表6-6某主軸箱中、小批生產工藝過程3.箱體類零件加工工藝過程及工藝分析表6-7某主軸箱大批生產工藝過程2)孔的尺寸精度一般用塞規檢驗；3.箱體類零件加工工藝過程及工藝分析單件小批生產時可用內徑千分尺或內徑千分表檢驗；若精度要求很高可用氣動量儀檢驗。

3)平面的直線度誤差可用平尺和塞尺或水平儀、橋尺檢驗。

4)平面的平面度誤差可用自準直儀或橋尺涂色檢驗。

5)同軸度誤差的檢驗常用檢驗棒檢驗，若檢驗棒能自由通過同軸線上的孔，則孔的同軸度誤差在允差范圍之內。

6)孔間距和孔的軸線平行度誤差的檢驗，根據孔距精度的要求，可分別使用游標卡尺或千分尺檢驗，也可用心軸和襯套或量塊測量。

7)三坐標測量機可同時對零件的尺寸、形狀和位置等進行高精度的測量。9.3圓柱齒輪加工1.圓柱齒輪加工概述

2.圓柱齒輪齒面(形)加工方法

3.圓柱齒輪加工工藝過程示例1.圓柱齒輪加工概述(1)圓柱齒輪分類及結構特點圖6-44所示是常用圓柱齒輪的結構形式，分為：盤形齒輪(圖a單聯、圖b雙聯、圖c三聯)、內齒輪(見圖d)、齒輪軸(見圖e)、套類齒輪(見圖f)、扇形齒輪(見圖g)、齒條(見圖h)及裝配齒輪(見圖i)等。圖6-44圓柱齒輪的結構形式1.圓柱齒輪加工概述(2)圓柱齒輪的精度要求齒輪自身的制造精度對整個機器的工作性能、承載能力和使用壽命都有很大的影響，因此必須對齒輪的制造提出一定的精度要求。

1)運動精度。

2)工作平穩性。

3)齒面接觸精度。

4)齒側間隙。

(3)齒輪材料、毛坯和熱處理

1)齒輪材料的選擇：齒輪應根據使用要求和工作條件選取合適的材料。

2)齒輪的毛坯：毛坯的選擇取決于齒輪的材料、形狀、尺寸、使用條件、生產批量等因素，常用的毛坯種類有：1.圓柱齒輪加工概述①鑄鐵件。用于受力小、無沖擊、低速、低精度齒輪。

②棒料。用于尺寸小、結構簡單、受力不大、強度要求不高的齒輪。

③鍛坯。用于高速重載、強度高、耐磨和耐沖擊的齒輪。

④鑄鋼件。用于結構復雜、尺寸較大而不宜鍛造的齒輪。

3)齒輪的熱處理：在齒輪加工工藝過程中，熱處理工序的位置安排十分重要，它直接影響齒輪的力學性能及切削加工的難易程度。

①毛坯的熱處理。為了消除鍛造和粗加工造成的殘余應力，改善齒輪材料內部的金相組織和切削加工性，提高齒輪的綜合力學性能，在齒輪毛坯加工前后通常安排正火或調質等預熱處理。1.圓柱齒輪加工概述②齒面的熱處理。為了提高齒面硬度、增加齒輪的承載能力和耐磨性，有時應進行齒面高頻淬火、滲碳淬火、氮碳共滲和滲氮等熱處理工序。一般安排在滾齒、插齒、剃齒之后，珩齒、磨齒之前。2.圓柱齒輪齒面(形)加工方法(1)齒輪齒面加工方法的分類

1)成形法：用與被切齒輪齒槽形狀相符的成形刀具切出齒面的方法，如盤形銑刀銑齒、指形齒輪銑刀銑齒、齒輪拉刀拉齒和成形砂輪磨齒等便屬于成形法加工齒面的例子。

2)展成法：齒輪刀具與工件按齒輪副的嚙合原理作展成運動切出齒面的方法，如滾齒、插齒、剃齒、磨齒和珩齒等。

(2)圓柱齒輪齒面加工方法的選擇圓柱齒輪齒面的精度要求大多較高，加工工藝復雜，選擇加工方案時應綜合考慮齒輪的結構、尺寸、材料、精度等級、熱處理要求、生產批量及工廠加工條件等。2.圓柱齒輪齒面(形)加工方法表6-8常用的齒面加工方案3.圓柱齒輪加工工藝過程示例(1)圓柱齒輪加工工藝過程圓柱齒輪的加工工藝過程一般應包括以下內容：齒輪毛坯加工、齒面加工、熱處理及齒面的精加工。

1)制造齒輪毛坯：鍛件。

2)齒面的粗加工：切除較多的余量。

3)齒面的半精加工：滾切或插削齒面。

4)熱處理：調質或