典型零件加工两次课.ppt

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1、第5章 典型零件加工 5.1 5.1 轴类零件加工轴类零件加工 5.2 5.2 套筒类零件加工套筒类零件加工 5.3 5.3 箱体零件加工箱体零件加工 5.4 5.4 圆柱齿轮加工圆柱齿轮加工 5.15.1轴类零件加工轴类零件加工5.1.15.1.1概述概述 1.1.轴类零件的功用与结构特点轴类零件的功用与结构特点 轴轴类类零零件件是是机机械械加加工工中中最最常常见见的的典典型型零零件件之之一一。它主要起支承传动件和传递转矩的作用。它主要起支承传动件和传递转矩的作用。轴轴类类零零件件是是旋旋转转体体零零件件,长长度度大大于于直直径径,主主要要由由内内外外圆圆柱柱面面、内内外外圆圆锥锥面面、螺螺

2、纹纹、花花键键、键键槽槽、沟沟槽槽及及横横向向孔孔等等组组成成。根根据据结结构构形形状状的的不不同同可可分分为为光光轴轴、空空心心轴轴、半半轴轴、阶阶梯梯轴轴、花花键键轴轴、十十字字轴、偏心轴、曲轴及凸轮轴等轴、偏心轴、曲轴及凸轮轴等,如图如图5-15-1所示。所示。图5-1轴的种类2.2.轴类零件的主要技术要求轴类零件的主要技术要求（1 1）加工精度）加工精度1)1)尺寸精度尺寸精度 轴轴颈颈是是轴轴类类零零件件的的重重要要表表面面,它它的的直直径径精精度度根根据据使使用用要要求求通通常常为为IT6IT6IT9,IT9,有有时时可可达达IT5IT5。轴轴颈颈的的几几何何形形状状精精度度(圆圆

3、度度、圆圆柱柱度度)应应限限制制在在直直径径公差范围之内。公差范围之内。2 2）几何形状精度）几何形状精度对对几几何何形形状状精精度度要要求求较较高高时时,则则应应在在零零件件图图上上专专门标注形状公差。门标注形状公差。3)3)位置精度位置精度 配合轴颈配合轴颈(装配传动件的轴颈装配传动件的轴颈)相对支承相对支承轴颈轴颈(装配轴承的轴颈装配轴承的轴颈)的同轴度以及轴颈与的同轴度以及轴颈与支承端面的垂直度通常要求较高。普通精度支承端面的垂直度通常要求较高。普通精度的轴的轴,配合轴颈相对支承轴颈的径向圆跳动配合轴颈相对支承轴颈的径向圆跳动一般为一般为0.010.010.03mm,0.03mm,高精

4、度的轴为高精度的轴为0.0010.0010.005mm0.005mm。端面圆跳动为。端面圆跳动为0.0050.0050.01mm0.01mm。（2 2）表面粗糙度）表面粗糙度 轴轴类类零零件件的的各各加加工工表表面面均均有有表表面面粗粗糙糙度度的的要要求求。一一般般说说来来,支支承承轴轴颈颈的的表表面面粗粗糙糙度度要要求求为为R Ra a0.630.630.16m0.16m。配配合合轴轴颈颈的的表表面面粗粗糙糙度度R Ra a为为2.52.50.63m0.63m。图图5-25-2为为CA6140CA6140型型车车床床主主轴轴简简图图,在该图上标明了主要技术要求。在该图上标明了主要技术要求。图

5、5-2CA6140型车床主轴简图3.3.轴类零件的材料、毛坯及热处理轴类零件的材料、毛坯及热处理（1 1）轴类零件的材料）轴类零件的材料 一一般般轴轴类类零零件件材材料料常常用用4545钢钢;中中等等精精度度而而转转速速较较高高的的轴轴,可可选选用用40Cr40Cr等等合合金金结结构构钢钢;精精度度较较高高的的轴轴,可可选选用用轴轴承承钢钢GCr15GCr15和和弹弹簧簧钢钢65Mn65Mn等等,也也可可选选用用球球墨墨铸铸铁铁;对对于于高高转转速速、重重载载荷荷条条件件下下工工作作的的轴轴,选选用用20CrMnTi20CrMnTi、20Mn2B20Mn2B、20Cr20Cr等等低低碳碳合合金

6、金钢钢或或38CrMoAl38CrMoAl氮化钢。氮化钢。2)2)轴类零件的毛坯轴类零件的毛坯轴轴类类零零件件最最常常用用的的毛毛坯坯是是圆圆棒棒料料和和锻锻件件;只只有有某某些些大大型型、结结构构复复杂杂的的轴轴采采用用铸铸件件。毛毛坯坯经经过过加加热热锻锻造造后后,可可使使金金属属内内部部纤纤维维组组织织沿沿表表面面均均匀匀分分布布,从从而而获获得得较较高高的的抗抗拉拉、抗抗弯弯及及抗抗扭扭强强度度,故故一一般般比比较较重要的轴重要的轴,多采用锻件。多采用锻件。依依据据生生产产批批量量的的大大小小,毛毛坯坯的的锻锻造造方方式式分分为为自自由由锻锻造造和和模模锻锻两两种种。自自由由锻锻造造多

7、多用用于于中中小小批批生生产产,模锻适用于大批大量生产。模锻适用于大批大量生产。4.4.轴类零件的一般加工工艺路线轴类零件的一般加工工艺路线轴轴类类零零件件的的主主要要表表面面是是各各个个轴轴颈颈的的外外圆圆表表面面，空空心心轴轴的的内内孔孔精精度度一一般般要要求求不不高高，而而精精密密主主轴轴上上的的螺螺纹纹、花花键键、键键槽槽等等次次要要表表面面的的精精度度要要求求也也比比较较高高。因因此此，轴轴类类零零件件的的加加工工工工艺艺路路线线主主要要是是考考虑虑外外圆圆的的加加工工顺顺序序，并并将将次次要要表表面面的的加加工工合合理理的的穿穿插其中。插其中。(1)(1)一一般般渗渗碳碳钢钢的的轴

8、轴类类零零件件加加工工工工艺艺路路线线：备备料料-锻锻造造-正正火火-钻钻中中心心孔孔-粗粗车车-半半精精车车、精精车车-渗渗碳碳-淬火、低温回火淬火、低温回火-粗磨粗磨-次要表面加工次要表面加工-精磨。精磨。（2 2）一般精度调质钢的轴类零件加工工艺路线：）一般精度调质钢的轴类零件加工工艺路线：备料备料-锻造锻造-正火（退火）正火（退火）-钻中心孔钻中心孔-粗车粗车-调质调质-半精车、精车半精车、精车-表面淬火、回火表面淬火、回火-粗磨粗磨-次要表面加次要表面加工工-精磨。精磨。（3 3）精密氮化钢轴类零件的加工工艺路线：备料）精密氮化钢轴类零件的加工工艺路线：备料-锻造锻造-正火（退火）正

9、火（退火）-钻中心孔钻中心孔-粗车粗车-调质调质-半精半精车、精车车、精车-低温时效低温时效-粗磨粗磨-氮化处理氮化处理-次要表面加次要表面加工工-精磨。精磨。（4 4）整体淬火轴类零件的加工工艺路线：备料）整体淬火轴类零件的加工工艺路线：备料-锻造锻造-正火（退火）正火（退火）-钻中心孔钻中心孔-粗车粗车-调质调质-半精车、半精车、精车精车-次要表面加工次要表面加工-粗磨粗磨-低温时效低温时效-精磨。精磨。5.1.25.1.2普普通通机机床床主主轴轴加加工工工工艺艺过过程程及及分分析析 1.1.主轴的技术条件分析主轴的技术条件分析 主主轴轴的的支支承承轴轴颈颈是是主主轴轴部部件件的的装装配配

10、基基准准,它它的的制制造造精精度度直直接接影影响响主主轴轴部部件件的的回回转转精精度度,故对它提出的要求很高。故对它提出的要求很高。主主轴轴锥锥孔孔安安装装顶顶尖尖和和工工具具锥锥柄柄,其其中中心心线线必必须须与与支支承承轴轴颈颈的的中中心心线线严严格格同同轴轴,否否则则会会使使工件产生圆度和同轴度误差。工件产生圆度和同轴度误差。主轴前端圆锥面、端面是安装卡盘的定位主轴前端圆锥面、端面是安装卡盘的定位表面。为保证卡盘的定心精度表面。为保证卡盘的定心精度,主轴前端圆锥主轴前端圆锥面与支承轴颈同轴面与支承轴颈同轴,端面与主轴的回转中心线端面与主轴的回转中心线垂直。垂直。主轴上的螺纹是固定与调节轴承

11、间隙的。主轴上的螺纹是固定与调节轴承间隙的。当螺纹中径对支承轴颈歪斜时会引起锁紧螺母当螺纹中径对支承轴颈歪斜时会引起锁紧螺母的端面跳动的端面跳动,轴承位置发生变动轴承位置发生变动,引起主轴径向引起主轴径向圆跳动。因此对螺纹的要求高圆跳动。因此对螺纹的要求高。2.2.主轴加工工艺过程主轴加工工艺过程 通通过过对对主主轴轴的的技技术术要要求求和和结结构构特特点点进进行行深深入入分分析析,根根据据生生产产批批量量、设设备备条条件件、工工人人技技术术水水平平等等因因素素,就就可可以以拟拟定定其其机机械械加加工工工工艺艺过过程程。表表5-15-1为为车床主轴加工工艺过程简表。车床主轴加工工艺过程简表。表

12、表5-15-1车床主轴加工工艺过程简表车床主轴加工工艺过程简表 序号工序名称工序内容定位基准加工设备1备料 2锻造 精锻立 式精 锻机 3热处理 正火 4锯头 铣削切除毛坯两端专 用机床5铣端面、钻顶尖孔 外 圆柱面专 用机床 6粗车（荒车）粗车各外圆面 中 心孔 及外圆卧 工车 床C620B 7热处理 调质220240HBS 8车大端名部 卧 式车床 C620B表表5-15-1车床主轴加工工艺过程简表车床主轴加工工艺过程简表表表5-15-1车床主轴加工工艺过程简表车床主轴加工工艺过程简表表表5-15-1车床主轴加工工艺过程简表车床主轴加工工艺过程简表表表5-1 5-1 型车床主轴加工工艺过程

13、简表型车床主轴加工工艺过程简表表表5-15-1车床主轴加工工艺过程简表车床主轴加工工艺过程简表表表5-15-1车床主轴加工工艺过程简表车床主轴加工工艺过程简表3.3.加工工艺过程分析加工工艺过程分析（1 1）加工阶段的划分加工阶段的划分 由由于于主主轴轴是是多多阶阶梯梯带带通通孔孔的的零零件件,切切除除大大量量金金属属后后,会会引引起起残残余余应应力力重重新新分分布布而而变变形形,故故安安排排工工序时序时,一定要粗精分开一定要粗精分开,先粗后精。先粗后精。1)1)粗加工阶段粗加工阶段:切端面钻中心孔、粗车外圆等。切端面钻中心孔、粗车外圆等。毛毛坯坯处处理理:备备料料,锻锻造造,热热处处理理(正

14、正火火),),工工序序1 13 3。粗加工粗加工:工序工序4 46 6。目的目的:切除大部分余量切除大部分余量,接近最终尺寸接近最终尺寸,只留少只留少量余量量余量,及时发现缺陷。及时发现缺陷。2)2)半半精精加加工工阶阶段段:半半精精车车外外圆圆，各各辅辅助助表表面面(键键槽槽、花键、螺纹等花键、螺纹等)的加工与表面淬火。的加工与表面淬火。半精加工前热处理半精加工前热处理:工序工序7 7。半精加工半精加工:工序工序8 81313。目目的的:为为精精加加工工作作准准备备,次次要要表表面面达达到到图图纸纸要要求。求。3)3)精精加加工工阶阶段段:主主要要表表面面(外外圆圆表表面面与与锥锥孔孔)的的

15、精精加加工。工。精加工前热处理精加工前热处理:工序工序1414。精加工前各种加工精加工前各种加工:工序工序15152020。精加工精加工:工序工序21212323。目的目的:各表面都加工到图纸要求。各表面都加工到图纸要求。（2)2)定位基准的选择定位基准的选择 轴轴类类零零件件的的定定位位基基准准,最最常常用用的的是是两两中中心心孔孔。因因为为轴轴类类零零件件各各外外圆圆表表面面、锥锥孔孔、螺螺纹纹等等表表面面的的设设计计基基准准都都是是轴轴的的中中心心线线,采采用用两两中中心心孔孔定定位位,既既符合基准重合原则又符合基准统一原则。符合基准重合原则又符合基准统一原则。不不能能用用中中心心孔孔或

16、或粗粗加加工工时时,采采用用轴轴的的外外圆圆表表面面或或外外圆圆表表面面与与中中心心孔孔组组合合作作为为定定位位基基准准。磨磨、车车锥锥孔孔时时采采用用主主轴轴的的装装配配基基准准前前后后支支承承轴轴颈颈定位定位,符合基准重合原则。符合基准重合原则。（3 3）工序顺序的安排）工序顺序的安排 安排主轴加工工序的顺序时应注意以下几点安排主轴加工工序的顺序时应注意以下几点:1)1)基基准准先先行行。在在安安排排机机械械加加工工工工艺艺时时,总总是是先先加加工工好好定定位位基基准准面面,即即基基准准先先行行。主主轴轴加加工工也也总总是是首首先先安安排排铣铣端端面面钻钻中中心心孔孔,以以便便为为后后续续

17、工工序序准准备备好好定位基准。定位基准。2)2)深深孔孔加加工工的的安安排排。为为了了使使中中心心孔孔能能够够在在多多道道工工序序中中使使用用,希希望望深深孔孔加加工工安安排排在在最最后后。但但是是,深深孔孔加加工工属属粗粗加加工工,余余量量大大,发发热热多多,变变形形也也大大,会会使使得得加加工工精精度度难难以以保保持持,故故不不能能放放到到最最后后。一一般般深深孔孔加加工工安安排排在在外外圆圆粗粗车车之之后后,以以便便有有一一个个较较为为精精确确的的轴轴颈颈作作定定位位基基准准用用来来搭搭中中心心架架,这这样样加加工工出出的的孔孔容易保证主轴壁厚均匀。容易保证主轴壁厚均匀。3)3)先先外外

18、后后内内与与先先大大后后小小。先先加加工工外外圆圆,再再以以外外圆圆定定位位加加工工内内孔孔。加加工工阶阶梯梯深深孔孔时时,先先加加工工直直径径较较大大的的,后后加加工工直直径径较较小小的的,这这样样便便于于使用刚度较大的孔加工工具。使用刚度较大的孔加工工具。4)4)次次要要表表面面加加工工的的安安排排。主主轴轴上上的的花花键键、键键槽槽、螺螺纹纹等等次次要要表表面面加加工工,通通常常均均安安排排在在外外圆精车或粗磨之后、精磨外圆之前进行。圆精车或粗磨之后、精磨外圆之前进行。图5-3锥堵与锥套心轴4 4、轴类零件加工中的几个重要工艺问题、轴类零件加工中的几个重要工艺问题（1 1）锥堵和锥堵心轴

19、的使用）锥堵和锥堵心轴的使用 由由于于主主轴轴是是带带通通孔孔的的零零件件,作作为为定定位位基基准准的的中中心心孔孔,因因钻钻出出通通孔孔而而消消失失。为为了了在在通通孔孔加加工工之之后后还还能能使使用用中中心心孔孔作作为为定定位位基基准准,常常采采用用带带有有中中心心孔孔的的锥锥堵堵或或锥锥套套心心轴轴,当当主主轴轴孔孔的的锥锥度度较较小小时时，可可使使用用锥锥堵堵,如如图图5-3(a)5-3(a)所所示示;当当主主轴轴孔孔的的锥锥度度较较大大(如如铣铣床床主主轴轴)或或为圆柱孔时为圆柱孔时,则用锥套心轴则用锥套心轴,如如5 53(b)3(b)所示。所示。2)2)外外圆圆表表面面的的加加工工

20、。外外圆圆表表面面粗粗加加工工和和半半精精加加工工应应用用车车削削的的方方法法。成成批批生生产产时时采采用用转转塔塔车车床床、数数控控车车床床;大大批批量量生生产产时时,采采用用多多刀刀半半自自动动车车床床、液液压仿形半自动车床等。压仿形半自动车床等。外外圆圆表表面面的的精精加加工工应应用用磨磨削削方方法法,放放在在热热处处理理工工序序后后进进行行,用用来来纠纠正正在在热热处处理理中中产产生生的的变变形形,最最后后达达到到所所需需的的精精度度和和表表面面粗粗糙糙度度。当当生生产产批批量量较较大大时时,常常采采用用组组合合磨磨削削(如如图图5 54 4所所示示)、成成形形砂砂轮轮磨削及无心磨削等

21、高效磨削方法。磨削及无心磨削等高效磨削方法。图5-4组合磨削(3)(3)主主轴轴中中心心通通孔孔的的加加工工。主主轴轴的的中中心心通通孔孔一一般般都都是是深深孔孔(长长度度与与直直径径之之比比大大于于5)5)。深深孔孔比比一一般般孔孔的的加加工工要要困困难难和和复复杂杂得得多多。针针对对深深孔孔加加工工的的不不利利条条件件,要要解解决决好好刀刀具具引引导导、顺顺利利排排屑屑和和充充分分润润滑滑三三个个关关键键问问题题。一一般般采采取取下列措施下列措施:采采用用工工件件旋旋转转、刀刀具具送送进进的的加加工工方方式式,使使钻钻头头有有自自定定中中心心能能力力,防防止止孔孔中中心心线线偏偏斜斜;采采

22、用用特特殊殊结结构构的的刀刀具具深深孔孔钻钻,以以增增加其导向的稳定性和断屑性能加其导向的稳定性和断屑性能;在工件上预先加工出一段精确的导向在工件上预先加工出一段精确的导向孔孔,保证钻头从一开始就不引偏保证钻头从一开始就不引偏;采用压力输送的冷却润滑液采用压力输送的冷却润滑液,利用压力利用压力将冷却润滑液送入切削区域将冷却润滑液送入切削区域,对钻头起冷却润对钻头起冷却润滑作用滑作用,并带着切屑排出。并带着切屑排出。5.25.2套筒类零件加工套筒类零件加工 5.2.15.2.1概述概述1 1、套筒类零件的功能和结构特点、套筒类零件的功能和结构特点 套套筒筒类类零零件件是是一一种种应应用用范范围围

23、很很广广,在在机机器器中中主主要要起起支支承承、定定位位或或导导向向作作用用的的零零件件。例例如如:支支承承回回转转轴轴的的各各种种形形式式的的轴轴承承和和定定位位套套、液液压压系系统统中中的的液液压压缸缸、电电液液伺伺服服阀阀的的阀阀套套、夹夹具具上上的的钻钻套套和和导导向向套套、内内燃燃机机上上的的气气缸缸套套等等都都属属套套筒筒类类零零件件,其其结结构形式如图构形式如图5-55-5所示。所示。结结构构特特点点：零零件件的的主主要要表表面面为为同同轴轴度度要要求求较较高高的的内内外外回回转转面面；零零件件的的壁壁厚厚较较薄薄易易变变形形；长长径径比比大大于于1 1等。等。图5-5套筒类零件

24、的结构形式2 2、套类零件的技术要求、套类零件的技术要求（1 1）尺寸精度）尺寸精度 内孔是套类零件起支承作用或导向作用的最内孔是套类零件起支承作用或导向作用的最主要的表面，它通常与运动着的轴、刀具、或活主要的表面，它通常与运动着的轴、刀具、或活塞等相配合。内孔直径的尺寸精度一般为塞等相配合。内孔直径的尺寸精度一般为7 7级，级，精密轴套有时取精密轴套有时取6 6级，液压缸由于与其相配合的级，液压缸由于与其相配合的活塞上有密封圈，要求较低，一般取活塞上有密封圈，要求较低，一般取9 9级。级。外圆表面一般是套类零件本身的支承面，常外圆表面一般是套类零件本身的支承面，常以过盈配合或过渡配合同箱体或

25、机架上的孔联接。以过盈配合或过渡配合同箱体或机架上的孔联接。有些套类的外圆表面无需加工。有些套类的外圆表面无需加工。（2 2）几何形状精度）几何形状精度内内孔孔的的形形状状精精度度应应控控制制在在孔孔径径公公差差内内，有有些些精精密轴套控制在孔径公差的密轴套控制在孔径公差的1/21/2至至1/31/3，甚至更严。，甚至更严。（3 3）相互位置关系）相互位置关系当当内内孔孔的的最最终终加加工工是是在在装装配配后后进进行行时时，套套类类零零件件本本身身的的内内外外圆圆之之间间的的同同轴轴度度要要求求较较低低；反反之之，要求较高。要求较高。（4 4）表面粗糙度）表面粗糙度为为保保证证套套类类零零件件

26、的的功功用用和和提提高高其其耐耐磨磨性性，内内孔孔表面粗糙度值有一定要求。表面粗糙度值有一定要求。3 3、套类零件的材料和毛坯、套类零件的材料和毛坯 套套筒筒类类零零件件的的材材料料以以钢钢、铸铸铁铁、青青铜铜或或黄黄铜铜为为主主,也也有有在在钢钢或或铸铸铁铁套套的的内内壁壁上上浇浇注注一一层层轴轴承承合合金金材料的。材料的。毛毛坯坯制制造造方方式式主主要要取取决决于于其其结结构构尺尺寸寸、材材料料和和生生产产批批量量的的大大小小。孔孔径径较较大大(如如d d20mm)20mm)时时,常常采采用用无无缝缝钢钢管管或或带带孔孔的的铸铸件件和和锻锻件件。孔孔径径较较小小时时,多多选选用用热热轧轧或

27、或冷冷拉拉棒棒料料,也也可可采采用用实实心心铸铸件件。大大批批量量生生产时产时,可采用冷挤压棒料、粉末冶金棒料等。可采用冷挤压棒料、粉末冶金棒料等。5.2.25.2.2套类零件加工工艺及其分析套类零件加工工艺及其分析1 1、套筒类零件的技术要求（发动机轴套件为例）、套筒类零件的技术要求（发动机轴套件为例）该该轴轴套套在在中中温温和和高高速速下下工工作作，从从整整体体结结构构上上看看，各各个个表表面面并并不不复复杂杂，但但从从零零件件的的整整体体结结构构来来看看，则则是是一一个个刚刚度度很很低低的的薄薄壁壁件件，最最小小壁壁厚厚为为2mm2mm。2 2、轴套加工工艺过程分析、轴套加工工艺过程分析

28、该该轴轴套套属属于于薄薄壁壁件件，刚刚性性很很差差。同同时时，主主要要表表面面的的精精度度高高，加加工工余余量量较较大大。因因此此，在在加加工工时时须须划划分分成成三三个个阶阶段段（粗粗加加工工阶阶段段、半半精精加加工工阶阶段段、精精加工阶段）加工，以保证低刚度时的高精度要求。加工阶段）加工，以保证低刚度时的高精度要求。5.2.35.2.3盘套类加工工艺盘套类加工工艺法兰盘是一种典型的盘套类零件。法兰盘是一种典型的盘套类零件。5.2.45.2.4无台阶套筒加工工艺特点无台阶套筒加工工艺特点1 1、三爪定心卡盘夹住工件中间部位，粗车端面、三爪定心卡盘夹住工件中间部位，粗车端面、孔和外圆的一部分，

29、并倒角。孔和外圆的一部分，并倒角。2 2、调头，三爪卡盘夹住已加工过的外圆表面，粗、调头，三爪卡盘夹住已加工过的外圆表面，粗车另一端面和外圆的另一部分；精加工孔和端面；车另一端面和外圆的另一部分；精加工孔和端面；精加工孔和端面以及内、外圆倒角。精加工孔和端面以及内、外圆倒角。3 3、以孔定位装夹在心轴上，精车全部外圆及另一、以孔定位装夹在心轴上，精车全部外圆及另一端面，保证图样规定的总长尺寸。端面，保证图样规定的总长尺寸。5.2.55.2.5套类零件加工中的关键工艺问题套类零件加工中的关键工艺问题为了防止夹紧力、切削力、内应力、切削热等因为了防止夹紧力、切削力、内应力、切削热等因素对加工精度的

30、影响，套类零件应注意以下关键素对加工精度的影响，套类零件应注意以下关键工艺问题：工艺问题：1 1、为了减少切削力和切削热的影响，粗、精加、为了减少切削力和切削热的影响，粗、精加工应分开进行。使粗加工中产生的变形在精加工工应分开进行。使粗加工中产生的变形在精加工中得到纠正。中得到纠正。2 2、尽量采用轴向压紧，以减少夹紧对加工精度、尽量采用轴向压紧，以减少夹紧对加工精度的影响。的影响。3 3、热处理工序应放在粗、精加工之间，以便使、热处理工序应放在粗、精加工之间，以便使热处理变形在精加工中得到纠正。热处理变形在精加工中得到纠正。4 4、中小型套类零件的内外圆表面及端面，应、中小型套类零件的内外圆

31、表面及端面，应尽量在一次安装中加工出来，以减少基准转换尽量在一次安装中加工出来，以减少基准转换和多次装夹带来的加工误差。和多次装夹带来的加工误差。5 5、在安排孔和外圆加工顺序时，应尽量采用、在安排孔和外圆加工顺序时，应尽量采用先加工内孔然后以内孔定位加工外圆的加工顺先加工内孔然后以内孔定位加工外圆的加工顺序。序。5.35.3箱体零件加工箱体零件加工5.3.15.3.1概述概述 1.1.箱体零件的功用与结构特点箱体零件的功用与结构特点 箱箱体体是是机机器器的的基基础础零零件件,它它将将机机器器中中有有关关部部件件的的轴轴、套套、齿齿轮轮等等相相关关零零件件连连接接成成一一个个整整体体,并并使使

32、之之保保持持正正确确的的相相互互位位置置,以以传传递递转转矩矩或或改改变变转转速速来来完完成成规规定定的的运运动动。故故箱箱体体的的加加工工质质量量,直直接接影影响响到到机机器器的的性性能能、精精度度和和寿寿命。命。箱箱体体类类零零件件的的结结构构复复杂杂,壁壁薄薄且且不不均均匀匀,加加工工部部位位多多,加加工工难难度度大大。据据统统计计资资料料表表明明,一一般般中中型型机机床床制制造造厂厂花花在在箱箱体体类类零零件件的的机机械械加加工工工时约占整个产品加工工时的工时约占整个产品加工工时的l5l52020。2.2.箱体零件的主要技术要求箱体零件的主要技术要求(1)(1)箱箱体体上上的的孔孔大大

33、都都是是轴轴承承支支承承孔孔，加加工工质质量量要要求求较较高高，否否则则，孔孔本本身身的的尺尺寸寸误误差差和和几几何何形形状状误误差差会会使使轴轴承承与与孔孔配配合合不不良良，使使轴轴的的旋旋转转精精度度降降低低；有有齿齿轮轮啮啮合合关关系系的的平平行行孔孔系系之之间间，应应有有一一定定孔孔距距尺尺寸寸精精度度和和平平行行度度要要求求，否否则则齿齿轮轮啮啮合合精精度度降降低低，工工作作时时会会产产生生过过大大的的振振动动和和噪噪声声，并并降降低低齿齿轮轮的的寿寿命命；同同轴轴线线上上的的空空应应有有一一定定的的同同轴轴度度要要求求，否否则则，不不仅仅轴轴的的装装配配困困难难，而而且且使使轴轴的

34、的运运转转情情况况恶恶化化，轴轴承承的的磨磨损损加加剧剧，温温升升增增高高，影影响响机机器器的的精精度和正常运转。度和正常运转。（2 2）箱体的装配基准面和加工中的定位基准面）箱体的装配基准面和加工中的定位基准面应有较高的平面度和较小的表面粗糙度要求。应有较高的平面度和较小的表面粗糙度要求。（3 3）各支承孔与装配装基准之间应有一定的尺）各支承孔与装配装基准之间应有一定的尺寸精度和平行度，与端面应有一定的垂直度；各寸精度和平行度，与端面应有一定的垂直度；各平面与装配基准面之间要有一定的平行度和垂直平面与装配基准面之间要有一定的平行度和垂直度。度。3.3.箱体零件的材料及毛坯箱体零件的材料及毛坯

35、 箱箱体体零零件件材材料料常常选选用用各各种种牌牌号号的的灰灰铸铸铁铁,因因为为灰灰铸铸铁铁具具有有较较好好的的耐耐磨磨性性、铸铸造造性性和和可可切切削削性性,而而且且吸吸振振性性好好,成成本本又又低低。某某些些负负荷荷较较大大的的箱箱体体采采用用铸铸钢钢件件,某某些些简简易易箱箱体体为为了了缩缩短短毛毛坯坯制制造造的的周周期期而而采用钢板焊接结构。采用钢板焊接结构。毛毛坯坯铸铸造造时时,应应防防止止砂砂眼眼和和气气孔孔的的产产生生。铸铸件件毛毛坯坯的的加加工工余余量量视视生生产产批批量量而而定定，单单件件小小批批量量时时，一一般般采采用用木木模模手手工工造造型型，毛毛坯坯的的精精度度低低，加

36、加工工余余量量较较大大；而而大大批批量量生生产产时时，通通常常采采用用金金属属模模机机械械造型，毛坯精度较高，加工余量可适当减少。造型，毛坯精度较高，加工余量可适当减少。4 4、箱体零件的结构工艺性、箱体零件的结构工艺性箱箱体体的的结结构构复复杂杂，加加工工表表面面数数量量多多，要要求求高高，机机械械加加工工量量大大。因因此此，箱箱体体机机械械加加工工的的结结构构工工艺艺性性对对提提高高产产品品质质量量、降降低低成成本本和和提提高高劳劳动动生生产产率率都都有有重重要要的的意意义义。箱箱体体机机械械加加工工的的结结构构工工艺艺性性要要注注意以下几方面的问题：意以下几方面的问题：（1 1）基本孔）

37、基本孔箱箱体体的的基基本本孔孔可可以以分分为为通通孔孔、阶阶梯梯孔孔、盲盲孔孔和和交交叉叉孔孔等等几几类类。最最常常见见的的孔孔是是通通孔孔，其其工工艺艺性性最最好好，特特别别是是长长径径比比在在1 1至至1.51.5间间的的短短圆圆柱柱孔孔。而而长长径径比比大大于于5 5的的深深孔孔，其其工工艺艺性性不不好好，加加工工比比较较困困难难。阶阶梯梯孔孔的的工工艺艺性性较较差差。相相贯贯通通的的交交叉叉孔孔的的工工艺艺性性也也较较差差。盲盲孔孔的的工工艺艺性性最最差差，常常将将盲盲孔孔改改为为阶阶梯梯孔孔或尽量避免盲孔。或尽量避免盲孔。（2 2）同轴线上的孔）同轴线上的孔 同同一一轴轴线线上上的的

38、孔孔其其孔孔径径的的大大小小应应向向一一个个方方向向递递减减，这这样样可可使使镗镗孔孔时时，镗镗杆杆从从一一端端伸伸入入，逐逐个个的的加加工工或或同同时时加加工工同同轴轴线线上上的的孔孔，以以保保证证较较高高的的质量和生产率。质量和生产率。同同轴轴孔孔的的直直径径从从两两边边向向中中间间递递减减，可可使使刀刀杆杆从从两两边边进进入入箱箱体体加加工工同同轴轴线线上上的的各各孔孔，这这样样，不不仅仅缩缩短短了了镗镗杆杆的的长长度度，提提高高了了镗镗杆杆的的刚刚性性，而而且且为为双双面面同同时时加加工工提提供供了了条条件件，大大批批量量生生产产时时具具有有较好的结构工艺性。较好的结构工艺性。同同轴轴

39、线线上上的的孔孔径径排排列列形形式式，应应尽尽量量避避免免中中间间隔壁上的孔径大于外壁上的孔径。隔壁上的孔径大于外壁上的孔径。（3 3）箱箱体体的的内内端端面面加加工工比比较较困困难难，如如果果结结构构上上要要求求必必须须加加工工时时，应应尽尽可可能能使使内内端端面面的的尺尺寸寸小小于于刀刀具具需需穿穿过过之之孔孔加加工工前前的的直直径径，这这样样便便于于镗镗杆直接穿过该孔而到达加工端面处。杆直接穿过该孔而到达加工端面处。（4 4）箱箱体体外外壁壁上上的的凸凸台台应应尽尽可可能能在在同同一一平平面面上上，以便于再一次走刀中加工出来。以便于再一次走刀中加工出来。（5 5）箱箱体体上上的的装装配配

40、基基准准面面尺尺寸寸应应尽尽量量大大，形形状状力力求求简简单单，以以利利加加工工、装装配配和和检检验验；箱箱体体上上的的紧紧固固孔孔、螺螺纹纹孔孔的的尺尺寸寸规规格格应应尽尽量量一一致致，以以减减少换刀次数。少换刀次数。5 5、箱体零件的一般加工工艺路线、箱体零件的一般加工工艺路线 中小批生产箱体零件加工工艺路线一般为：中小批生产箱体零件加工工艺路线一般为：铸造毛坯铸造毛坯-时效时效-油漆油漆-划线划线-粗、精加工基准面粗、精加工基准面-粗、精加工各平面粗、精加工各平面-粗、精加工各主要孔粗、精加工各主要孔-精加精加工主要孔工主要孔-粗、精加工各次要孔粗、精加工各次要孔-加工各螺孔、加工各螺孔

41、、紧固孔、油孔等紧固孔、油孔等-去毛刺去毛刺-清洗清洗-检验。检验。大批量生产时工艺路线一般为：铸造毛坯大批量生产时工艺路线一般为：铸造毛坯-时效时效-油漆油漆-粗、半精加工基准面粗、半精加工基准面-粗、半精加工粗、半精加工各平面各平面-精加工精基准精加工精基准-粗、半精加工主要孔粗、半精加工主要孔-精精加工主要孔加工主要孔-精加工各平面精加工各平面-去毛刺去毛刺-清洗清洗-检验。检验。5.3.25.3.2箱体零件加工工艺及其分析箱体零件加工工艺及其分析 箱箱体体零零件件一一般般结结构构比比较较复复杂杂，且且壁壁厚厚不不均均、刚刚度度较较低低、加加工工面面较较多多、加加工工精精度度要要求求较较

42、高高。确确保箱体加工精度是箱体加工中的主要工艺问题。保箱体加工精度是箱体加工中的主要工艺问题。5.3.5.3.3 3箱箱体体零零件件加加工工中中关关键键工工艺艺问问题题及及解决办法解决办法 箱箱体体零零件件的的主主要要加加工工面面为为平平面面和和孔孔，由由于于平平面面易易加加工工，如如何何保保证证支支承承轴轴孔孔的的尺尺寸寸和和型型号号钻钻工工精精度度、孔孔和和孔孔间间、孔孔与与平平面面间间的的位位置置精精度度就成为箱体加工中的关键。就成为箱体加工中的关键。由由于于主主轴轴孔孔的的精精度度要要求求比比其其他他孔孔高高。因因此此，在在其其他他轴轴孔孔精精加加工工后后，还还需需单单独独对对主主轴轴

43、孔孔进进行行精加工和光整加工。精加工和光整加工。5.45.4圆柱齿轮加工圆柱齿轮加工 5.4.15.4.1概述概述 1.1.圆柱齿轮的结构特点圆柱齿轮的结构特点 齿轮尽管由于它们在机器中的功用不同而齿轮尽管由于它们在机器中的功用不同而设计成不同的形状和尺寸设计成不同的形状和尺寸,但总是可以把它们划但总是可以把它们划分为齿圈和轮体两个部分。常见的圆柱齿轮有分为齿圈和轮体两个部分。常见的圆柱齿轮有以下几类以下几类(如图如图5-55-5所示所示):):盘类齿轮、套类齿轮、盘类齿轮、套类齿轮、内齿轮、轴类齿轮、扇形齿轮、齿条内齿轮、轴类齿轮、扇形齿轮、齿条(即齿圈半即齿圈半径无限大的圆拄齿轮径无限大的

44、圆拄齿轮)等。其中盘类齿轮应用最等。其中盘类齿轮应用最广。其功用就是按规定的速比传递运动和动力。广。其功用就是按规定的速比传递运动和动力。图5-5圆柱齿轮的结构形式2.2.圆柱齿轮的精度要求圆柱齿轮的精度要求 齿齿轮轮本本身身的的制制造造精精度度,对对整整个个机机器器的的工工作作性性能能、承承载载能能力力及及使使用用寿寿命命都都有有很很大大影影响响。根根据据齿齿轮轮的的使使用用条条件件,对对齿齿轮轮传传动动提提出出以以下下几几方方面面的的要要求求:(1)(1)运运动动精精度度。要要求求齿齿轮轮能能准准确确地地传传递递运运动动,传传动动比比恒恒定定,即即要要求求齿齿轮轮在在一一转转中中,转转角角

45、误误差差不不超超过一定范围。过一定范围。(2)(2)工作平稳性。工作平稳性。要要求求齿齿轮轮传传递递运运动动平平稳稳,冲冲击击、振振动动和和噪噪声声要要小小。这这就就要要求求限限制制齿齿轮轮转转动动时时瞬瞬时时速速比比的的变变化化要小要小,也就是要限制短周期内的转角误差。也就是要限制短周期内的转角误差。(3)(3)接触精度。接触精度。(4)(4)齿齿侧侧间间隙隙。要要求求齿齿轮轮传传动动时时,非非工工作作齿齿面面间间留留有有一一定定间间隙隙,以以储储存存润润滑滑油油,补补偿偿因因温温度度、弹弹性性变变形形所所引起的尺寸变化和加工、装配时的一些误差。引起的尺寸变化和加工、装配时的一些误差。齿齿轮

46、轮的的制制造造精精度度和和齿齿侧侧间间隙隙主主要要根根据据齿齿轮轮的的用用途途和和工工作作条条件件加加以以规规定定。对对于于分分度度传传动动用用齿齿轮轮,主主要要的的要要求求是是齿齿轮轮运运动动精精度度,使使得得传传递递的的运运动动准准确确可可靠靠;对对于于高高速速动动力力传传动动用用的的齿齿轮轮,必必须须要要求求工工作作平平稳稳,没没有有冲冲击击和和噪噪声声;对对于于重重载载低低速速传传动动用用的的齿齿轮轮,则则要要求求齿齿的的接接触触精精度度要要好好,使使啮啮合合齿齿的的接接触触面面积积大大,不不致致引引起起齿齿面面过过早早的的磨磨损损;对对于于换换向向传传动动和和读读数数机机构构,齿齿侧

47、间隙应严格控制侧间隙应严格控制,必要时还须消除间隙。必要时还须消除间隙。3.3.齿轮的材料与毛坯齿轮的材料与毛坯（1 1）材料的选择）材料的选择 齿齿轮轮应应按按照照使使用用的的工工作作条条件件选选用用合合适适的的材材料料。齿齿轮轮材材料料的的选选择择对对齿齿轮轮的的加加工工性性能能和和使使用用寿命都有直接的影响。寿命都有直接的影响。一般齿轮选用下列材料：一般齿轮选用下列材料：中中碳碳钢钢：采采用用4545钢钢等等进进行行调调质质或或表表面面淬淬火火。经经热热处处理理后后，综综合合力力学学性性能能较较好好，但但切切削削性性能能较较差差，齿齿面面粗粗糙糙度度值值较较大大，适适用用于于制制造造低低

48、速速，载载荷不大的齿轮。荷不大的齿轮。中中碳碳合合金金结结构构钢钢：如如20Cr20Cr、40Cr40Cr等等采采用用调调质质或或表表面面淬淬火火。经经热热处处理理后后其其力力学学性性能能较较4545钢钢好好，热热处处理理变变形形小小，用用于于制制造造速速度度、精精度度较较高高，载载荷荷较较大大的的齿齿轮轮。某某些些高高速速齿齿轮轮，为为提提高高齿齿面面的的耐耐磨磨性性，减减少少热热处处理理后后变变形形，且且热热处处理理后后不不再再进行磨齿，可选用氮化钢进行氮化处理。进行磨齿，可选用氮化钢进行氮化处理。铸铁及非金属材料：如夹布胶木与尼龙等这些铸铁及非金属材料：如夹布胶木与尼龙等这些材料强度低，

49、容易加工，适用于一些轻载的齿材料强度低，容易加工，适用于一些轻载的齿轮传动。轮传动。渗渗碳碳钢钢：采采用用 20Cr20Cr、40Cr40Cr等等进进行行渗渗碳碳或或碳碳氮氮共共渗渗。经经渗渗碳碳淬淬火火后后齿齿面面硬硬度度高高，芯芯部部有有较较高高的的韧韧性性，既既耐耐磨磨损损又又耐耐冲冲击击，适适于于制制造造高高速速、中中载载或或承承受受冲冲击击载载荷荷的的齿齿轮轮。渗渗碳碳处处理理后后的的齿齿轮轮变变形形较较大大，尚尚需需进进行行磨磨齿齿加加以以纠纠正正，成成本本较较高高。采采用用碳碳氮氮共共渗渗热热处处理理变变形形较较小小，由由于于渗渗层层较薄，承载能力不如前者。较薄，承载能力不如前者

50、。（2 2）齿轮的毛坯）齿轮的毛坯 齿齿轮轮毛毛坯坯的的选选择择取取决决于于齿齿轮轮的的材材料料、结结构构形形状状、尺尺寸寸大大小小、使使用用条条件件以以及及生生产产批批量量等等多多种种因因素。素。对对于于钢钢质质齿齿轮轮，除除了了尺尺寸寸较较小小且且不不太太重重要要的的齿齿轮轮直直接接采采用用轧轧制制棒棒料料外外，一一般般均均采采用用锻锻制制毛毛坯坯。生生产产批批量量较较小小或或尺尺寸寸较较大大的的齿齿轮轮采采用用自自由由锻锻造造；生产批量较大的中小齿轮采用模锻。生产批量较大的中小齿轮采用模锻。对对于于直直径径较较大大且且结结构构复复杂杂、不不便便锻锻造造的的齿齿轮轮，可采用铸钢毛坯。可采用