机械制造工艺基础第六版第十二章典型工件的加工

第十二章典型工件的加工第三节齿轮类工件的加工31第一节轴类工件的加工2第二节套类工件的加工第四节箱体类工件的加工4第十二章典型工件的加工一、轴类工件1．轴的功用轴类工件是机械设备中最主要和最基本的工件，主要用于支撑传动件和传递扭矩，并保证装在轴上的工件（或刀具）具有一定的回转精度。第一节轴类工件的加工第十二章典型工件的加工2．轴的分类结构形状分：光轴、台阶轴、空心轴、异形轴。长度与直径比（长径比）分：刚性轴（L/d≤12）、挠性轴（L/d＞12）。所受载荷不同分：心轴、传动轴、转轴。光轴台阶轴第十二章典型工件的加工多拐曲轴挠性轴花键轴十字轴单拐曲轴偏心轴凸轮轴空心轴第十二章典型工件的加工3．轴的结构轴类工件的加工表面通常有内圆柱面、外圆柱面、圆锥面以及螺纹、花键、键槽、槽等。第十二章典型工件的加工二、传动轴的功用、结构及技术要求1．传动轴的功用主要用来支撑传动工件和传递扭矩。2．传动轴的结构主要结构要素有外圆柱面、螺纹、键槽等。3．传动轴的技术要求支承轴颈是轴的基准要素，其精度和表面质量一般要求较高。第十二章典型工件的加工三、传动轴的材料及毛坯传动轴第十二章典型工件的加工四、轴类工件的加工工艺分析1．划分加工阶段（1）粗加工阶段——钻中心孔，粗车各处外圆。（2）半精加工阶段——半精车各处外圆，车削螺纹，铣键槽等。（3）精加工阶段——修研中心孔，粗、精磨各处外圆。第十二章典型工件的加工2．选择定位基准图示的传动轴，粗加工时，以外圆表面作为定位基准；半精加工时，以外圆表面加中心孔作为定位基准；精加工时，以两个中心孔作为定位基准。第十二章典型工件的加工3．选择装夹方法典型轴类工件常用的装夹方法第十二章典型工件的加工精度要求不高的表面在半精车时就可以加工到规定尺寸，如退刀槽、越程槽、倒角和螺纹等。键槽在半精车后进行划线和铣削。淬火后安排修研中心孔工序，以消除热处理引起的变形和氧化皮。最后粗、精磨齿轮和轴承的轴颈。4．传动轴的加工工艺第十二章典型工件的加工5．热处理工序的安排采用锻件毛坯，加工前应安排退火热处理，以便消除毛坯的内应力和改善材料的切削性能。传动轴最终热处理是淬火，应放在半精加工之后，粗、精磨之前进行，即在车削螺纹和铣削键槽之后进行。为了保证磨削精度，在淬火热处理之后应安排修研中心孔工序。第十二章典型工件的加工五、传动轴的加工工艺过程1．传动轴的加工顺序锻造毛坯—退火—粗车—半精车—车螺纹—铣键槽—热处理（淬火）—粗磨—精磨。2．传动轴的加工工艺过程传动轴的加工工艺过程第十二章典型工件的加工一、套类工件1．套类工件的功用起支承和（或）导向作用。2．套类工件的种类：第二节套类工件的加工套类工件的种类第十二章典型工件的加工3．套类工件的结构套类工件的主要表面是内、外圆柱表面，形状精度和位置精度要求较高，表面粗糙度值较小，孔壁较薄且易变形，工件的长度一般大于孔的直径。第十二章典型工件的加工二、轴承套的功用、结构及技术要求轴承套第十二章典型工件的加工1．轴承套的功用支撑和导向作用。2．轴承套的结构短套筒类工件。第十二章典型工件的加工3．轴承套的技术要求ϕ44±0.015mm的外圆主要与轴承座内孔相配合，它的尺寸公差等级为IT7，表面粗糙度值为Ra1.6μm；内孔ϕ30H7主要与传动轴相配合，它的尺寸公差等级为IT7，表面粗糙度值Ra1.6μm；两端端面的表面粗糙度值均为Ra1.6μm；外圆ϕ44±0.015mm对ϕ30H7孔的同轴度公差为ϕ0.02mm，可保证轴承在传动中的平稳性，轴承套的左端面相对于ϕ30H7孔轴线的垂直度公差为0.02mm。第十二章典型工件的加工三、轴承套的材料及毛坯该轴承套的材料为铸铁，形状简单，精度要求中等，但内孔尺寸较大，故毛坯选用外径为ϕ70mm的铸铁棒料。四、轴承套的加工工艺分析1．划分加工阶段（1）粗加工阶段——钻中心孔，粗车各处外圆、退刀槽，车轴承套内孔。（2）精加工阶段——精车各处外圆，铰轴承套内孔。第十二章典型工件的加工2．选择定位基准粗加工时，选择外圆表面作为定位基准；精加工时，选择内孔轴线作为定位基准。3．选择装夹方法典型套类工件常用装夹方法第十二章典型工件的加工五、轴承套的加工工艺过程1．轴承套的加工顺序轴承套外圆的精度为IT7，采用精车可以满足要求，内孔加工顺序为：钻孔—车孔—铰孔。铰孔时应与左端面一同加工，保证端面与孔轴线的垂直度，并以内孔为基准，利用小锥度心轴装夹加工外圆和另一端面。第十二章典型工件的加工2．轴承套的加工工艺过程工序号工序名称工序内容定位与夹紧1备料棒料下料2钻中心孔（1）车端面，钻中心孔（2）调头车另一端面，钻中心孔三爪自定心卡盘装夹3粗车（1）车φ60mm外圆长度（2）车φ44mm外圆（3）车退刀槽（4）车分割槽（5）两端面倒角一夹一顶装夹4钻孔钻孔三爪自定心卡盘装夹5车、铰（1）车端面（2）车孔（3）铰孔（4）孔两端倒角三爪自定心卡盘装夹6精车车外圆心轴配合双顶尖装夹7检检验第十二章典型工件的加工一、齿轮1．齿轮的功用传递运动和转矩。2．齿轮的种类齿廓曲线不同：渐开线齿轮、摆线齿轮、圆弧齿轮等。分度曲面形状不同：圆柱齿轮、锥齿轮等。形状不同：直齿轮、斜齿轮等。齿顶曲面相对齿根曲面位置不同：外齿轮、内齿轮等。第三节齿轮类工件的加工第十二章典型工件的加工3．齿轮的主要加工表面齿面齿轮基准表面4．齿轮的材料具有一定的接触疲劳强度和弯曲疲劳强度。有足够的硬度和耐磨性。具有一定的冲击韧性。从工艺角度要求热处理变形要小，切削性能要好。第十二章典型工件的加工5．齿轮的毛坯棒料锻造毛坯铸钢毛坯铸铁毛坯齿轮毛坯的选择决定于齿轮的材料、结构形状、尺寸规格、使用条件及生产批量等因素。第十二章典型工件的加工二、倒挡惰齿轮的功用、结构及技术要求倒挡惰齿轮第十二章典型工件的加工1．倒挡惰齿轮的功用传递扭矩和运动的作用。2．倒挡惰齿轮的结构对称分布的盘类工件。3．倒挡惰齿轮的技术要求该齿轮为是模数为2、齿数为30的单联直齿圆柱齿轮，精度等级为766FL，分度圆对内孔轴线的同轴度为ϕ0.03mm，齿轮右端面对内孔轴线的垂直度为0.02mm。热处理要求为碳氮共渗，淬火硬度为52HRC。第十二章典型工件的加工三、倒挡惰齿轮的材料及毛坯该齿轮毛坯选用锻件，材料为20MnCr5，为低碳合金钢。其材料的含碳量较低，必须通过热处理的手段来提高齿轮的强度和硬度。四、倒挡惰齿轮的加工工艺分析1．齿坯的加工工艺加工齿坯时的加工顺序为：粗车—半精车—车孔、铰孔—精车。第十二章典型工件的加工2．齿面的加工工艺齿形机械加工方案为：滚齿+剃齿。用滚齿加工方法作为该齿轮齿形的粗加工和半精加工，控制分齿精度和运动精度。用剃齿加工方法作为齿形的精加工，提高齿形精度，降低齿面粗糙度值。3．齿轮热处理工序的安排齿坯热处理为正火，齿面热处理要求为碳氮共渗，淬火后的硬度为52HRC，最后表面抛丸处理。第十二章典型工件的加工五、倒挡惰齿轮的加工工艺过程1．倒挡惰齿轮的加工顺序毛坯锻造—正火—齿坯加工—齿形加工（滚齿、剃齿）—齿面热处理（碳氮共渗、淬火）—齿面强化处理（抛丸）。2．倒挡惰齿轮的加工工艺过程倒挡惰齿轮的加工工艺过程第十二章典型工件的加工一、箱体类工件1．箱体类工件的功用用于将一些轴、套和齿轮等工件组装在一起，使其保持正确的相互位置，并按照一定的传动关系协调地运动。2．箱体类工件的种类整体式箱体和剖分式箱体。第四节箱体类工件的加工第十二章典型工件的加工几种箱体工件的结构简图a）组合机床主轴箱b）剖分式减速器箱体c）汽车后桥差速器箱体d）车床主轴箱第十二章典型工件的加工3．箱体类工件的结构特点箱体工件结构形状复杂，内部呈空腔，箱壁较薄且不均匀，其上有许多精度要求高的轴承孔和装配用的基准平面，此外还有一些精度要求不高的紧固孔和次要平面。因此，箱体上需要加工的部位较多，加工难度也较大。箱体工件多采用铸铁材料（以HT150和HT200应用最多）制成。4．箱体类工件的材料第十二章典型工件的加工5．箱体工件的毛坯箱体的毛坯多采用铸件。当生产批量不大时，箱体铸件毛坯采用木模手工造型。在大批量生产时，则采用金属模机器造型。在单件生产时，有时采用焊接件作箱体毛坯。第十二章典型工件的加工6．箱体类工件的主要技术要求轴承孔的尺寸与形状精度。各轴承孔的中心距和轴线间的平行度。同轴线轴承孔的同轴度。轴承孔轴线对装配基准面的平行度和对端面的垂直度。箱体主要平面的精度。第十二章典型工件的加工二、方箱体的功用、结构及技术要求第十二章典型工件的加工1．方箱体的功用方箱体是叶片的加工和测量基准。2．方箱体的结构该箱体由上、下两部分组合而成，中间的空腔是为了放置叶片的叶身。3．方箱体的技术要求高与宽120mm的尺寸公差仅有0.004mm，长200mm的公差为0.01mm，相关表面的平行度、垂直度公差均为0.005mm，表面粗糙度值为Ra0.2μm。第十二章典型工件的加工三、方箱体的材料和毛坯方箱体的材料为普通灰铸铁HT200，毛坯选择铸件，铸造后应进行退火处理，以便消除铸造时的内应力，改善切削加工性能。四、方箱体的加工工艺分析1．选择定位基准选择方箱体的各个表面作为粗、精加工的定位基准。第十二章典型工件的加工2．选择装夹方法采用压板进行装夹。3．方箱体的加工工艺应选择磨削的方式来保证尺寸精度和表面粗糙度。同时，粗磨时必须保证上、下底面与中分面的平行度和精磨余量。4．热处理工序的安排方箱体选择退火热处理，在粗加工后再安排一次人工时效。第十二章典型工件的加工五、方箱体的加工工艺过程1．方箱体的加工顺序铸造—退火—刨上、下箱体六面—人工时效—粗磨上、下箱体上、下平面及中间接合平面—精磨上、下箱体中间接合平面—划线—钻孔，攻螺纹，配钻销孔，装螺钉及圆柱销—粗磨宽和长四面—精磨六面。第十二章典型工件的加工2．方箱体的加工工艺过程方箱体组合件的加工工艺过程