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1、第二章第二章 典型零件加工典型零件加工第一节第一节 轴、套类零件加工轴、套类零件加工第二节第二节 箱体类零件加工箱体类零件加工第三节第三节 圆柱齿轮加工圆柱齿轮加工第一节第一节 轴、套类零件加工轴、套类零件加工一、轴类零件概述一、轴类零件概述 (一一)轴类零件功用与结构特点轴类零件功用与结构特点 轴类零件是机器中的主要零件之一它通常被用于支承传动零件轴类零件是机器中的主要零件之一它通常被用于支承传动零件(回轮、带轮等回轮、带轮等).承受载荷、传递转矩以及保证装在轴上的零承受载荷、传递转矩以及保证装在轴上的零件的回转精度。轴是旋转体零件件的回转精度。轴是旋转体零件.其长度大于直径。其加工表其长度
2、大于直径。其加工表面通常有内外圆柱面、圆锥面、螺纹、花键、横孔、沟槽等。面通常有内外圆柱面、圆锥面、螺纹、花键、横孔、沟槽等。图图2一一1为几种结构形状的轴类零件。为几种结构形状的轴类零件。下一页返回第一节第一节 轴、套类零件加工轴、套类零件加工 轴类零件的分类方式较多轴类零件的分类方式较多.若按承受载荷类型不同若按承受载荷类型不同.轴可分为轴可分为心轴心轴(只承受弯矩只承受弯矩)、传动轴、传动轴(只承受扭矩只承受扭矩)和转轴和转轴(同时承受弯同时承受弯矩和扭矩矩和扭矩);按其结构形状的特点按其结构形状的特点.轴可分为光轴、阶梯轴、空轴可分为光轴、阶梯轴、空心轴和异形轴心轴和异形轴(包括曲轴、
3、凸轮轴和偏心轴等包括曲轴、凸轮轴和偏心轴等)四类四类;若按轴的若按轴的长度和直径的比例来分长度和直径的比例来分.轴可分为刚性轴和挠性轴两类等。轴可分为刚性轴和挠性轴两类等。下一页返回上一页第一节第一节 轴、套类零件加工轴、套类零件加工 (二二)轴类零件主要技术要求轴类零件主要技术要求 1.尺寸精度尺寸精度 轴颈是轴类零件的主要表面轴颈是轴类零件的主要表面.它影响轴的回转精度及工作状态。它影响轴的回转精度及工作状态。2.几何形状精度几何形状精度 轴颈的几何形状精度轴颈的几何形状精度(圆度、圆柱度圆度、圆柱度)一般应限制在直径公差一般应限制在直径公差范围内。对几何形状精度要求较高时范围内。对几何形
4、状精度要求较高时.可在零件图上另行规定可在零件图上另行规定其允许的公差。其允许的公差。3.位置精度位置精度 位置精度主要是指装配传动件的配合轴颈相对于装配轴承的位置精度主要是指装配传动件的配合轴颈相对于装配轴承的支承轴颈的同轴度支承轴颈的同轴度.通常是用配合轴颈对支承轴颈的径向圆跳通常是用配合轴颈对支承轴颈的径向圆跳动来表示的。动来表示的。4.表面粗糙度表面粗糙度 根据零件的表面工作部位的不同根据零件的表面工作部位的不同.可有不同的表面粗糙度值。可有不同的表面粗糙度值。下一页返回上一页第一节第一节 轴、套类零件加工轴、套类零件加工 (三三)轴类零件的材料和毛坯轴类零件的材料和毛坯 一般轴类零件
5、常用一般轴类零件常用45钢钢.根据不同的工作条件采用不同的热根据不同的工作条件采用不同的热处理规范处理规范(如正火、调质、淬火等如正火、调质、淬火等).以获得一定的强度、韧性以获得一定的强度、韧性和耐磨性。和耐磨性。对中等精度而转速较高的轴类零件对中等精度而转速较高的轴类零件.可选用可选用40Cr:等合金钢。等合金钢。精度较高的轴精度较高的轴.有时还用有时还用GCr15轴承钢和轴承钢和65Mn弹簧钢等材弹簧钢等材料料.对于在高转速、重载荷等条件下工作的轴对于在高转速、重载荷等条件下工作的轴.可选用可选用20CrMnTi,20Mn2B,20Cr:等低碳合金钢或等低碳合金钢或38CrMoAl中碳合
6、金渗氮钢中碳合金渗氮钢.下一页返回上一页第一节第一节 轴、套类零件加工轴、套类零件加工 2.轴类零件的毛坯轴类零件的毛坯 轴类零件的毛坯最常用的是圆棒料和锻件轴类零件的毛坯最常用的是圆棒料和锻件.只有某些大型的、只有某些大型的、结构复杂的轴结构复杂的轴(如曲轴如曲轴).在质量允许时才采用铸件在质量允许时才采用铸件(铸钢或球铸钢或球墨铸铁墨铸铁)。由于毛坯经过加热锻造后。由于毛坯经过加热锻造后.能使金属内部的纤维组能使金属内部的纤维组织沿表面均匀分布织沿表面均匀分布.可获得较高的抗拉、抗弯及抗扭强度可获得较高的抗拉、抗弯及抗扭强度.所所以除光轴、直径相差不大的阶梯轴可使用热轧棒料或冷拉棒以除光轴
7、、直径相差不大的阶梯轴可使用热轧棒料或冷拉棒料外一般比较重要的轴大都采用锻件料外一般比较重要的轴大都采用锻件.这样既可改善力学性能这样既可改善力学性能.又能节约材料、减少机械加工量。又能节约材料、减少机械加工量。根据生产规模的大小根据生产规模的大小.毛坯的锻造方式有自由锻和模锻两种毛坯的锻造方式有自由锻和模锻两种.下一页返回上一页第一节第一节 轴、套类零件加工轴、套类零件加工 (四四)轴类零件的预加工轴类零件的预加工 1.校正校正 校正棒料毛坯在制造、运输和保管过程中产生的弯曲变形校正棒料毛坯在制造、运输和保管过程中产生的弯曲变形.以以保证加工余量均匀及送料装夹的可靠。校正可在各种压力机保证加
8、工余量均匀及送料装夹的可靠。校正可在各种压力机上进行。上进行。2.切断切断 当采用棒料毛坯时当采用棒料毛坯时.应在车削外圆前按所需长度切断。切断可应在车削外圆前按所需长度切断。切断可在弓锯床上进行在弓锯床上进行.高硬度棒料的切断可在带有薄片砂轮的切割高硬度棒料的切断可在带有薄片砂轮的切割机上进行。机上进行。下一页返回上一页第一节第一节 轴、套类零件加工轴、套类零件加工 3.切端面钻中心孔切端面钻中心孔 中心孔是轴类零件加工最常用的定位基准面中心孔是轴类零件加工最常用的定位基准面.为保证钻出的中为保证钻出的中心孔不偏斜心孔不偏斜.应先切端面后再钻中心孔。应先切端面后再钻中心孔。4.荒车荒车 如果
9、轴的毛坯是锻件或大型铸件如果轴的毛坯是锻件或大型铸件.则需要进行荒车加工则需要进行荒车加工.以减以减少毛坯外圆表面的形状误差少毛坯外圆表面的形状误差.使后续工序的加工余量均匀使后续工序的加工余量均匀.下一页返回上一页第一节第一节 轴、套类零件加工轴、套类零件加工 (五五)轴类零件的热处理轴类零件的热处理 轴的质量除与所选钢材的种类有关外轴的质量除与所选钢材的种类有关外.还与热处理有关。轴的还与热处理有关。轴的锻造毛坯在机械加工之前锻造毛坯在机械加工之前.均需进行正火或退火处理。使钢材均需进行正火或退火处理。使钢材的晶粒细化。以消除锻造后的残余应力的晶粒细化。以消除锻造后的残余应力.降低毛坯硬度
10、降低毛坯硬度.改善改善切削加工性能。切削加工性能。下一页返回上一页第一节第一节 轴、套类零件加工轴、套类零件加工 凡要求局部表面淬火以提高耐磨性的轴凡要求局部表面淬火以提高耐磨性的轴.须在淬火前安排调质须在淬火前安排调质处理。当毛坯余量较大时处理。当毛坯余量较大时.调质放在粗车之后、半精车之前调质放在粗车之后、半精车之前.以便使粗车产生的内应力得以在调质时消除以便使粗车产生的内应力得以在调质时消除;当毛坯余量较小当毛坯余量较小时时.调质可放在粗车之前进行高频淬火处理一般放在半精车之调质可放在粗车之前进行高频淬火处理一般放在半精车之后后.由于主轴只需要局部淬硬由于主轴只需要局部淬硬.故对精度有一
11、定要求。而不需故对精度有一定要求。而不需淬硬部分的加工淬硬部分的加工.如车螺纹、铣键槽等工序如车螺纹、铣键槽等工序.均安排在局部淬均安排在局部淬火和粗磨之后。对于精度较高的主轴在局部淬火及粗磨之后火和粗磨之后。对于精度较高的主轴在局部淬火及粗磨之后还需低温时效处理还需低温时效处理.以消除淬火及磨削中产生的残余应力和残以消除淬火及磨削中产生的残余应力和残余奥氏体余奥氏体.控制尺寸稳定控制尺寸稳定;对于整体淬火的精密主轴对于整体淬火的精密主轴.在淬火粗在淬火粗磨后磨后.要经过较长时间的低温时效处理要经过较长时间的低温时效处理;对于精度要求更高的对于精度要求更高的主轴主轴.在淬火之后在淬火之后.还要
12、进行定性处理还要进行定性处理.定性处理一般采用冰冷定性处理一般采用冰冷处理方法处理方法.以进一步消除加工应力以进一步消除加工应力.保持主轴精度。保持主轴精度。下一页返回上一页第一节第一节 轴、套类零件加工轴、套类零件加工 (六六)工艺过程分析工艺过程分析 轴类零件的加工工艺因其用途、结构形状、技术要求、产量轴类零件的加工工艺因其用途、结构形状、技术要求、产量大小的不同而有差异。而轴的工艺规程编制是生产中最常遇大小的不同而有差异。而轴的工艺规程编制是生产中最常遇到的工艺工作。到的工艺工作。轴类零件加工的主要问题是如何保证各加工表面的尺寸精度、轴类零件加工的主要问题是如何保证各加工表面的尺寸精度、
13、表面粗糙度和主要表面之间的相互位置精度。表面粗糙度和主要表面之间的相互位置精度。轴类零件加工的典型工艺路线如下轴类零件加工的典型工艺路线如下:毛坯及其热处理毛坯及其热处理预加工预加工车削外圆车削外圆铣键槽等铣键槽等热处理热处理磨削。磨削。下一页返回上一页第一节第一节 轴、套类零件加工轴、套类零件加工 1.定位基准的选择定位基准的选择 对实心的轴类零件对实心的轴类零件.精基准面就是顶尖孔精基准面就是顶尖孔.满足基准重合和基满足基准重合和基准统一，而对于像准统一，而对于像CA6140的空心主轴的空心主轴.除顶尖孔外还有轴除顶尖孔外还有轴颈外圆表面并且两者交替使用颈外圆表面并且两者交替使用.互为基准
14、。互为基准。2.加工阶段的划分加工阶段的划分 主轴加工过程中的各加工工序和热处理工序均会不同程度地主轴加工过程中的各加工工序和热处理工序均会不同程度地产生加工误差和应力产生加工误差和应力.因此要划分加工阶段主轴加工基本上划因此要划分加工阶段主轴加工基本上划分为下列三个阶段：粗加工阶段半精加工阶段、精加工阶段。分为下列三个阶段：粗加工阶段半精加工阶段、精加工阶段。下一页返回上一页第一节第一节 轴、套类零件加工轴、套类零件加工 3.加工顺序的安排和工序的确定加工顺序的安排和工序的确定 工序的确定要按加工顺序进行工序的确定要按加工顺序进行.应当掌握两个原则应当掌握两个原则:(1)工序中的定位基准面要
15、安排在该工序之前加工。例如工序中的定位基准面要安排在该工序之前加工。例如.深深孔加工所以安排在外圆表面粗车之后孔加工所以安排在外圆表面粗车之后.是为了要有较精确的轴是为了要有较精确的轴颈作为定位基准面颈作为定位基准面.以保证深孔加工时壁厚均匀。以保证深孔加工时壁厚均匀。(2)对各表面的加工要粗、精分开对各表面的加工要粗、精分开.先粗后精先粗后精.多次加工多次加工.以逐以逐步提高其精度和粗糙度。主要表面的精加工应安排在最后步提高其精度和粗糙度。主要表面的精加工应安排在最后下一页返回上一页第一节第一节 轴、套类零件加工轴、套类零件加工 4.大批生产和小批生产工艺过程的比较大批生产和小批生产工艺过程
16、的比较 1)定位基准的选择定位基准的选择 2)轴端两顶尖孔的加工轴端两顶尖孔的加工 3)外圆表面的加工外圆表面的加工 4)深孔加工深孔加工 5)花键轴加工花键轴加工 6)前后支承轴颈以及与其有较严格的位置精度要求的表面精前后支承轴颈以及与其有较严格的位置精度要求的表面精加工加工下一页返回上一页第一节第一节 轴、套类零件加工轴、套类零件加工(七七)主轴加工中的几个工艺问题主轴加工中的几个工艺问题 1.锥堵和锥堵心轴的使用锥堵和锥堵心轴的使用 对于空心的轴类零件对于空心的轴类零件.若通孔直径较小的轴若通孔直径较小的轴.可直接在孔口倒可直接在孔口倒出宽度不大于出宽度不大于2的的60锥面锥面.代替中心
17、孔。而当通孔直径较代替中心孔。而当通孔直径较大时大时.则不官则不官用倒角锥面代之一般都采用锥堵或锥堵心轴的顶用倒角锥面代之一般都采用锥堵或锥堵心轴的顶尖孔作为定位基准。尖孔作为定位基准。下一页返回上一页第一节第一节 轴、套类零件加工轴、套类零件加工 2.顶尖孔的研磨顶尖孔的研磨 因热处理、切削力、重力等的影响因热处理、切削力、重力等的影响.常常会降低顶尖孔的精度常常会降低顶尖孔的精度.因此在热处理工序之后和磨削加工之前因此在热处理工序之后和磨削加工之前.对顶尖孔要进行研磨对顶尖孔要进行研磨.以消除误差。常用的研磨方法有以下几种以消除误差。常用的研磨方法有以下几种:(1)用铸铁顶尖研磨。用铸铁顶
18、尖研磨。(2)用油石或橡胶轮研磨。用油石或橡胶轮研磨。(3)用硬质合金顶尖刮研。用硬质合金顶尖刮研。(4)用中心孔磨床磨削。用中心孔磨床磨削。下一页返回上一页第一节第一节 轴、套类零件加工轴、套类零件加工 3.外圆加工方法外圆加工方法 1)外圆表面的车削加工外圆表面的车削加工 2)外圆表面的磨削加工外圆表面的磨削加工 3)外圆表面的精密加工外圆表面的精密加工 4)外圆表面超精加工外圆表面超精加工 5)研磨研磨 6)滚压加工滚压加工下一页返回上一页第一节第一节 轴、套类零件加工轴、套类零件加工 4.深孔加工深孔加工 1)加工方式加工方式 加工深孔时加工深孔时.工件和刀具的相对运动方式有三种工件和
19、刀具的相对运动方式有三种:工件不动工件不动.刀刀具转动并送进具转动并送进.工件转动工件转动.刀具做轴向送进运动刀具做轴向送进运动.工件转动工件转动.同同时刀具转动并送进时刀具转动并送进.2)深孔加工的冷却与排屑深孔加工的冷却与排屑下一页返回上一页第一节第一节 轴、套类零件加工轴、套类零件加工二、典型轴类零件加工工艺分析二、典型轴类零件加工工艺分析 (一一)卧式车床主轴加工工艺过程卧式车床主轴加工工艺过程 1.卧式车床主轴技术条件的分析卧式车床主轴技术条件的分析 1)支承轴颈的技术要求支承轴颈的技术要求 2)锥孔的技术要求锥孔的技术要求 3)短锥的技术要求短锥的技术要求 4)空套齿轮轴颈的技术要
20、求空套齿轮轴颈的技术要求 5)螺纹的技术要求螺纹的技术要求下一页返回上一页第一节第一节 轴、套类零件加工轴、套类零件加工 2.加工工艺过程加工工艺过程 生产类型为大批量生产生产类型为大批量生产;材料为材料为45钢钢;毛坯为模锻件。毛坯为模锻件。经过对主轴的结构特点与技术要求的分析后经过对主轴的结构特点与技术要求的分析后.根据生产批量、根据生产批量、设备条件等因索设备条件等因索.考虑主轴的工艺过程考虑主轴的工艺过程.下一页返回上一页第一节第一节 轴、套类零件加工轴、套类零件加工 3.工艺过程分析工艺过程分析 从上述加工工艺过程可以看出从上述加工工艺过程可以看出.在拟定主轴工艺过程时在拟定主轴工艺
21、过程时.应考应考虑下列一些共同性的问题。虑下列一些共同性的问题。1)合理选择定位基准面合理选择定位基准面 2)加工阶段划分加工阶段划分 3)应安排足够的热处理工序应安排足够的热处理工序 4)加工顺序的安排加工顺序的安排下一页返回上一页第一节第一节 轴、套类零件加工轴、套类零件加工 (二二)冷轧工作辊零件加工工艺过程冷轧工作辊零件加工工艺过程 冷轧工作辊是冷轧机的关键零件之一。它在工作过程中直接冷轧工作辊是冷轧机的关键零件之一。它在工作过程中直接与轧制的金属板材接触并使金属发生变形与轧制的金属板材接触并使金属发生变形.因此冷轧辊不仅应因此冷轧辊不仅应有相当高的表面硬度和小的表面粗糙度参数值有相当
22、高的表面硬度和小的表面粗糙度参数值.而且应有足够而且应有足够的抵抗扭转和弯曲的能力的抵抗扭转和弯曲的能力.以保证轧制产品的质量和轧辊的使以保证轧制产品的质量和轧辊的使用寿命。冷轧辊的几何形状不复杂用寿命。冷轧辊的几何形状不复杂.但工艺过程较复杂但工艺过程较复杂.工序工序多、生产周期长多、生产周期长.这是冷轧辊的技术要求所决定的。这是冷轧辊的技术要求所决定的。下一页返回上一页第一节第一节 轴、套类零件加工轴、套类零件加工 1.冷轧辊的技术要求冷轧辊的技术要求 冷轧辊的主要技术要求有以下几点。冷轧辊的主要技术要求有以下几点。(1)为了保证轧辊的强度及使用寿命为了保证轧辊的强度及使用寿命.轧辊的材料
23、、化学成分轧辊的材料、化学成分必须符合性能要求，且要求各处硬度均匀一致必须符合性能要求，且要求各处硬度均匀一致.有效淬火层深有效淬火层深度应超过辊身半径的度应超过辊身半径的4%5%;辊颈表面硬度应达到辊颈表面硬度应达到3550 HS。(2)轧辊表面不应有肉眼可见的缺陷轧辊表面不应有肉眼可见的缺陷.下一页返回上一页第一节第一节 轴、套类零件加工轴、套类零件加工 (3)为了保证轧板质量为了保证轧板质量.避免板材厚薄不均匀和不平整避免板材厚薄不均匀和不平整.辊颈和辊颈和辊身的圆度要求其允差分别应小于辊身的圆度要求其允差分别应小于0.03与与0.035,辊颈辊颈与辊身的圆柱度允差也分别小于与辊身的圆柱
24、度允差也分别小于0.03与与0.035,辊颈与辊颈与辊身的同轴度误差应小于辊身的同轴度误差应小于0.05。(4)轧辊两端之槽须按样板加工轧辊两端之槽须按样板加工.槽中心线对轧辊轴线的位置槽中心线对轧辊轴线的位置度公差为度公差为0.1.而两槽中心线的位置度公差不得大于而两槽中心线的位置度公差不得大于0.05.不然将影响两端键受力的均匀性。不然将影响两端键受力的均匀性。(5)成对工作辊直径差不得大于成对工作辊直径差不得大于0.2.不然将引起板材两面不然将引起板材两面轧制速度不同轧制速度不同.使板材发生翘曲。使板材发生翘曲。下一页返回上一页第一节第一节 轴、套类零件加工轴、套类零件加工 2.冷轧辊的
25、毛坯与热处理按技术要求冷轧辊的毛坯与热处理按技术要求.冷轧辊应选用高强度、冷轧辊应选用高强度、高韧度高韧度.并具有良好淬硬性和淬透性的材料并具有良好淬硬性和淬透性的材料。在机械加工前在机械加工前.锻件须经退火处理锻件须经退火处理.以消除内应力。粗加工后再进行调质处理以消除内应力。粗加工后再进行调质处理.目的是要进一步消除内应力并改善金属组织、提高力学性能。目的是要进一步消除内应力并改善金属组织、提高力学性能。为保证热处理质量为保证热处理质量.在调质处理前在调质处理前.须详细检查零件的各部情须详细检查零件的各部情况。冷轧辊的淬火处理是轧辊制造过程中的关键工序之一况。冷轧辊的淬火处理是轧辊制造过程
26、中的关键工序之一，一般在最后精加工之前进行一般在最后精加工之前进行.以提高其表面硬度以提高其表面硬度.大型冷轧辊大型冷轧辊的淬火工艺相当复杂的淬火工艺相当复杂.也是影响轧辊使用寿命的重要因索。目也是影响轧辊使用寿命的重要因索。目前主要应用中频电感应加热淬火前主要应用中频电感应加热淬火.但缺点是加热速度快、加热但缺点是加热速度快、加热层浅且表面温度高、里层温度低层浅且表面温度高、里层温度低.过渡区存在较大内应力过渡区存在较大内应力。下一页返回上一页第一节第一节 轴、套类零件加工轴、套类零件加工 3.冷轧辊的机械加工工艺冷轧辊的机械加工工艺 冷轧辊加工工艺的主要特点冷轧辊加工工艺的主要特点:工艺过
27、程长、热处理工序多工艺过程长、热处理工序多.淬淬火后须经两次火后须经两次退退火火.这是由于冷轧辊淬火后表面硬度高且有效这是由于冷轧辊淬火后表面硬度高且有效深度深深度深.经过激冷和深冷而存在较大内应力经过激冷和深冷而存在较大内应力.所以须经两次所以须经两次退退火来消除另外火来消除另外.粗磨后的低温粗磨后的低温退退火也可消除粗磨时产生的磨削火也可消除粗磨时产生的磨削应力应力。下一页返回上一页第一节第一节 轴、套类零件加工轴、套类零件加工 工艺过程可分四个阶段。工艺过程可分四个阶段。(1)调质前的机械加工调质前的机械加工.主要是粗加工主要是粗加工(粗车外圆与钻中心通粗车外圆与钻中心通孔孔)切除锻件大
28、部分余量切除锻件大部分余量.为调质处理作准备。为调质处理作准备。(2)淬火前的机械加工淬火前的机械加工.主要是半精车各部分尺寸主要是半精车各部分尺寸.去掉调质去掉调质过程中轧辊表面形成的退碳层并车到一定尺寸过程中轧辊表面形成的退碳层并车到一定尺寸.表面不得有尖表面不得有尖棱、凹痕和锐角棱、凹痕和锐角.并套取试样并套取试样.为淬火作准备。为淬火作准备。(3)淬火后精加工淬火后精加工.考虑到淬火变形大、所留余量大考虑到淬火变形大、所留余量大.常先车常先车去辊身与辊颈的大部分余量再粗磨削加工去辊身与辊颈的大部分余量再粗磨削加工.以提高生产率。以提高生产率。(4)光整加工光整加工.此时主要采用精磨削加
29、工此时主要采用精磨削加工。下一页返回上一页第一节第一节 轴、套类零件加工轴、套类零件加工三、丝杠加工工艺分析三、丝杠加工工艺分析 (一一)概述概述 1.丝杠的功用、分类与结构特点丝杠的功用、分类与结构特点 丝杠是通过丝杠螺母副将旋转运动变换为执行件的直线运动丝杠是通过丝杠螺母副将旋转运动变换为执行件的直线运动.它不仅要传递一定的转矩它不仅要传递一定的转矩.而且要准确地传递运动而且要准确地传递运动可可作精密直作精密直线分度线分度元元件件).所以对丝杠的强度、精度和耐磨性都有较高的所以对丝杠的强度、精度和耐磨性都有较高的技术要求。技术要求。丝杠按摩擦特性可分为滑动丝杠、滚动丝杠及静压丝杠三大丝杠按
30、摩擦特性可分为滑动丝杠、滚动丝杠及静压丝杠三大类其中滑动丝杠的结构比较简单、容易加工、应用最广类其中滑动丝杠的结构比较简单、容易加工、应用最广;滚动滚动丝杠摩擦因数小、制造精度高丝杠摩擦因数小、制造精度高.适用于高精度、高转速的传动适用于高精度、高转速的传动;静压丝杠可减少摩擦损失静压丝杠可减少摩擦损失.用于重载大型机械传动。机床滑用于重载大型机械传动。机床滑动丝杠的螺纹牙形大多采用梯形动丝杠的螺纹牙形大多采用梯形.滚珠丝杠螺纹牙形也有多滚珠丝杠螺纹牙形也有多种种.应用最广的是双圆弧形应用最广的是双圆弧形.双圆弧滚道接触刚度好、摩擦力双圆弧滚道接触刚度好、摩擦力小小.承载能力强承载能力强。下一
31、页返回上一页第一节第一节 轴、套类零件加工轴、套类零件加工 丝杠结构有整体式与接长式之分丝杠结构有整体式与接长式之分.通常丝杠均为单根整体。对通常丝杠均为单根整体。对于过长的丝杠于过长的丝杠,由于受热处理与加工设备的限制由于受热处理与加工设备的限制.需采用分段需采用分段加工加工.然后逐段连接成整体然后逐段连接成整体.称为接长丝杠。称为接长丝杠。丝杠就其结构形状来看是细而长的挠性轴丝杠就其结构形状来看是细而长的挠性轴.它的长径比很大一它的长径比很大一般在般在20-50左右左右.刚性很差刚性很差.加上其结构比较复杂加上其结构比较复杂.有要求很有要求很高的螺纹表面高的螺纹表面.又有阶梯及沟槽又有阶梯
32、及沟槽.因此因此.在加工过程中很容易产在加工过程中很容易产生变形。这是丝杠加工中影响精度的一个主要因索。为此生变形。这是丝杠加工中影响精度的一个主要因索。为此.在在编制丝杠的工艺过程时编制丝杠的工艺过程时.应主要考虑如何防止弯曲变形应主要考虑如何防止弯曲变形.减少减少内应力和提高螺距精度等问题内应力和提高螺距精度等问题。下一页返回上一页第一节第一节 轴、套类零件加工轴、套类零件加工 2.丝杠的技术要求丝杠的技术要求 机床梯形螺纹丝杠、螺母精度分为机床梯形螺纹丝杠、螺母精度分为6个等级个等级(4一一9级级).有关精有关精度等级见度等级见表表2一一1.3.丝杠材料及热处理丝杠材料及热处理 在丝杠材
33、料选择时在丝杠材料选择时.应注意以下几点。应注意以下几点。(1)丝杠材料要有足够的强度丝杠材料要有足够的强度.以保证传递一定的动力。以保证传递一定的动力。(2)金相组织要有较高的稳定性金相组织要有较高的稳定性.以保证丝杠在长期使用中不以保证丝杠在长期使用中不丧失原有的精度丧失原有的精度 (3)具有良好的热处理工艺具有良好的热处理工艺(淬透性好、热处理变形小、不易淬透性好、热处理变形小、不易产生裂纹产生裂纹).并能获得较高的硬度、良好的耐磨性并能获得较高的硬度、良好的耐磨性 (4)应有良好的加工性、易切削、不易发生粘刀或啃刀应有良好的加工性、易切削、不易发生粘刀或啃刀。下一页返回上一页第一节第一
34、节 轴、套类零件加工轴、套类零件加工 (二二)细长轴车削加工特点细长轴车削加工特点 细长轴车削时容易产生弯曲变形细长轴车削时容易产生弯曲变形.引起弯曲变形的主要因引起弯曲变形的主要因素素如如下下：工件自重影响。工件自重影响。背向切削力的影响。背向切削力的影响。切削热的影响。切削热的影响。内应力的影响。内应力的影响。离心力的影响。离心力的影响。下一页返回上一页第一节第一节 轴、套类零件加工轴、套类零件加工 1)机械加工方面的措施机械加工方面的措施 (1)合理选择车刀角度合理选择车刀角度 (2)车外圆时采用跟刀架作辅助支承车外圆时采用跟刀架作辅助支承.以提高工件刚性以提高工件刚性 (3)采用大进给
35、反向车削法采用大进给反向车削法 (4)合理选用纠正丝杠弯曲变形的方法合理选用纠正丝杠弯曲变形的方法 (5)合理选择切削用量和工序余量合理选择切削用量和工序余量 (6)充分使用切削液充分使用切削液 2)合理存放丝杠合理存放丝杠 丝杠属细长轴丝杠属细长轴.容易产生弯曲变形容易产生弯曲变形.因此在存放丝杠时一般应因此在存放丝杠时一般应采用垂直吊挂。另外丝杠加工完后装夹在车床上的时间也不采用垂直吊挂。另外丝杠加工完后装夹在车床上的时间也不宜宜太长太长。下一页返回上一页第一节第一节 轴、套类零件加工轴、套类零件加工四、套筒类零件概述四、套筒类零件概述 (一一)套筒类零件的功用与结构套筒类零件的功用与结构
36、 套筒类零件是机械中常见的一种零件套筒类零件是机械中常见的一种零件.它的应用范围很广。如它的应用范围很广。如支承旋转轴的各种形式的滑动轴承、夹具上引导刀具的导向支承旋转轴的各种形式的滑动轴承、夹具上引导刀具的导向套、内燃机气缸套、液压系统中的液压缸以及一般用途的套套、内燃机气缸套、液压系统中的液压缸以及一般用途的套筒筒.由于其功用不同由于其功用不同.套筒类零件的结构和尺寸有着很大的差套筒类零件的结构和尺寸有着很大的差别别.但其结构上仍有共同点但其结构上仍有共同点.即零件的主要表面为同轴度要求即零件的主要表面为同轴度要求较高的内外圆表面较高的内外圆表面;零件壁的厚度较薄且易变形零件壁的厚度较薄且
37、易变形;零件长度一零件长度一般大于直径等。般大于直径等。下一页返回上一页第一节第一节 轴、套类零件加工轴、套类零件加工 1.套筒类零件的技术要求套筒类零件的技术要求 套筒类零件的主要表面是孔和外圆套筒类零件的主要表面是孔和外圆.其主要技术要求如下。其主要技术要求如下。1)孔的技术要求孔的技术要求 孔是套筒类零件起支承或导向作用的最主要表面孔是套筒类零件起支承或导向作用的最主要表面.通常与运动通常与运动的轴、刀具或活塞相配合。孔的直径尺寸公差等级一般为的轴、刀具或活塞相配合。孔的直径尺寸公差等级一般为IT7.精密轴套精密轴套可可达达IT6.气缸和液压缸由于与其配合的活塞上气缸和液压缸由于与其配合
38、的活塞上有密封圈有密封圈.要求较低要求较低.通常取通常取IT9。孔的形状精度应控制在孔。孔的形状精度应控制在孔径公差以内一些精密套筒控制在孔径公差的径公差以内一些精密套筒控制在孔径公差的1/31/2.甚至甚至更严。对于长的套筒更严。对于长的套筒.除了圆度要求以外除了圆度要求以外.还应注意孔的圆柱还应注意孔的圆柱度。为了保证零件的功用和提高其耐磨性度。为了保证零件的功用和提高其耐磨性孔的表面粗糙度孔的表面粗糙度值为值为Ra1.60.16m。要求高的精密套筒表面粗糙度值可。要求高的精密套筒表面粗糙度值可达达Ra0.04m。下一页返回上一页第一节第一节 轴、套类零件加工轴、套类零件加工 2)外圆表面
39、的技术要求外圆表面的技术要求 外圆是套筒类零件的支承面外圆是套筒类零件的支承面.常以过盈配合或过渡配合与箱体常以过盈配合或过渡配合与箱体或机架上的孔相连接。外径尺寸公差等级通常取或机架上的孔相连接。外径尺寸公差等级通常取IT67.其其形状精度控制在外径公差以内形状精度控制在外径公差以内.表面粗糙度值为表面粗糙度值为Ra3.20.63m。3)孔与外圆的同轴度要求孔与外圆的同轴度要求 当孔的最终加工是将套筒装人箱体或机架后进行时当孔的最终加工是将套筒装人箱体或机架后进行时.套筒内外套筒内外圆间的同轴度要求较低圆间的同轴度要求较低;若最终加工是在装配前完成的若最终加工是在装配前完成的.则同则同轴度要
40、求较高一般为轴度要求较高一般为0.010.05.4)孔轴线与端面的垂直度要求孔轴线与端面的垂直度要求 套筒的端面套筒的端面(包括凸缘端面包括凸缘端面)若在工作中承受载荷若在工作中承受载荷.或在装配和或在装配和加工时作为定位基准加工时作为定位基准.则端面与孔轴线垂直度要求较高一般为则端面与孔轴线垂直度要求较高一般为0.010.05.下一页返回上一页第一节第一节 轴、套类零件加工轴、套类零件加工 2.套筒类零件的材料与毛坯套筒类零件的材料与毛坯 套筒类零件一般用钢、铸铁、青铜或黄铜制成。有些滑动轴套筒类零件一般用钢、铸铁、青铜或黄铜制成。有些滑动轴承采用双金属结构承采用双金属结构.以离心铸造法在钢
41、或铸铁内壁上浇注巴氏以离心铸造法在钢或铸铁内壁上浇注巴氏合金等轴承合金材料合金等轴承合金材料.既可节省贵重的有色金属既可节省贵重的有色金属.又能提高轴又能提高轴承的使用寿命。承的使用寿命。套筒零件毛坯的选择与其材料、结构、尺寸及生产批量有关。套筒零件毛坯的选择与其材料、结构、尺寸及生产批量有关。孔径小的套筒一般选择热轧或冷拉棒料孔径小的套筒一般选择热轧或冷拉棒料.也可采用实心铸件也可采用实心铸件;孔径较大的套筒孔径较大的套筒.常选择无缝钢管或带孔的铸件、锻件常选择无缝钢管或带孔的铸件、锻件;大量大量生产时生产时.可采用冷挤压和粉末冶金等先进的毛坯制造工艺可采用冷挤压和粉末冶金等先进的毛坯制造工
42、艺.既既提高生产效率提高生产效率.又节约材料又节约材料.下一页返回上一页第一节第一节 轴、套类零件加工轴、套类零件加工 (三三)套筒类零件的工艺分析套筒类零件的工艺分析 一般套筒类零件机械加工中的主要工艺问题是保证内外圆的一般套筒类零件机械加工中的主要工艺问题是保证内外圆的相互位置精度相互位置精度(即保证内外圆表面的同轴度以及轴线和端面的即保证内外圆表面的同轴度以及轴线和端面的垂直度要求垂直度要求)和防止变形和防止变形.1.保证相互位置精度的方法保证相互位置精度的方法 要保证内外圆表面间的同轴度以及轴线与端面的垂直度要求要保证内外圆表面间的同轴度以及轴线与端面的垂直度要求.通常可采用下列通常可
43、采用下列3种工艺方案。种工艺方案。(1)在一次安装中加工内外圆表面与端面在一次安装中加工内外圆表面与端面.(2)全部加工分在几次安装中进行全部加工分在几次安装中进行.先加工孔先加工孔.然后以孔为定位然后以孔为定位基准加工外圆表面基准加工外圆表面.(3)全部加工分在几次安装中进行全部加工分在几次安装中进行.先加工外圆先加工外圆.然后以外圆表然后以外圆表面为定位基准加工内孔面为定位基准加工内孔.下一页返回上一页第一节第一节 轴、套类零件加工轴、套类零件加工 2.防止变形的方法防止变形的方法 薄壁套筒在加工过程中薄壁套筒在加工过程中.往往往往由于夹紧力、切削力和切削热的由于夹紧力、切削力和切削热的影
44、响而引起变形影响而引起变形.致使加工精度降低。需要热处理的薄壁套筒致使加工精度降低。需要热处理的薄壁套筒.如果热处理工序安排不当如果热处理工序安排不当.也会造成不可校正的变形。防止薄也会造成不可校正的变形。防止薄壁套筒的变形壁套筒的变形.可以采取以下措施。可以采取以下措施。1)减小夹紧力对变形的影响减小夹紧力对变形的影响 2)减少切削力对变形的影响减少切削力对变形的影响 3)减少热变形引起的误差减少热变形引起的误差下一页返回上一页第一节第一节 轴、套类零件加工轴、套类零件加工 3.套筒类零件内孔加工方法及选择套筒类零件内孔加工方法及选择 套筒类零件的内孔加工方法有以下几种套筒类零件的内孔加工方
45、法有以下几种:钻孔、扩孔、锁孔、钻孔、扩孔、锁孔、铰孔、磨孔、拉孔、珩孔、研磨孔及滚压加工。其中钻孔、铰孔、磨孔、拉孔、珩孔、研磨孔及滚压加工。其中钻孔、扩孔与锁孔作为粗加工与半精加工扩孔与锁孔作为粗加工与半精加工(锁孔也可作为精加工锁孔也可作为精加工).而而铰孔、磨孔、珩孔、研磨孔、拉孔及滚压加工则为孔的精加铰孔、磨孔、珩孔、研磨孔、拉孔及滚压加工则为孔的精加工方法。孔加工方法的选择工方法。孔加工方法的选择.需根据孔径大小、深度与孔的精需根据孔径大小、深度与孔的精度和表面粗糙度度和表面粗糙度.工件结构形状、材料以及孔在工件上的部位工件结构形状、材料以及孔在工件上的部位而定。孔的加工方案见本章
46、孔加工方案的确定而定。孔的加工方案见本章孔加工方案的确定.通常考虑以下通常考虑以下特点与原则特点与原则:下一页返回上一页第一节第一节 轴、套类零件加工轴、套类零件加工 当孔径较小时当孔径较小时.大多采用钻扩铰方案大多采用钻扩铰方案;其精度与生产率均很其精度与生产率均很高。高。当孔较大时当孔较大时.大多采用钻孔后锁孔或直接锁孔大多采用钻孔后锁孔或直接锁孔.以及进一步以及进一步精加工方案。精加工方案。箱体上的孔多采用精镗、浮动镗孔箱体上的孔多采用精镗、浮动镗孔.缸筒件的孔则多采用精缸筒件的孔则多采用精镗后镗后珩珩磨或滚压加工。磨或滚压加工。淬硬套筒类零件淬硬套筒类零件.多采用磨削孔方案。多采用磨削
47、孔方案。下一页返回上一页第一节第一节 轴、套类零件加工轴、套类零件加工五、典型套筒类零件加工工艺五、典型套筒类零件加工工艺 (一一)轴承套加工工艺分析轴承套加工工艺分析 1.车由承套的技术条件和工艺分析车由承套的技术条件和工艺分析 2.轴承套的加工工艺轴承套的加工工艺 (二二)液压缸加工工艺分析液压缸加工工艺分析 液压缸为典型的长套筒零件液压缸为典型的长套筒零件.与短套筒零件的加工方法和工件与短套筒零件的加工方法和工件安装方式都有较大的差别。安装方式都有较大的差别。1.液压缸的技术条件和工艺分析液压缸的技术条件和工艺分析 2.液压缸的加工工艺液压缸的加工工艺返回上一页第二节第二节 箱体类零件加
48、工箱体类零件加工一、概述一、概述 (一一)箱体类零件的功用及结构特点箱体类零件的功用及结构特点 箱体类是机器或部件的基础零件箱体类是机器或部件的基础零件.它将机器或部件中的轴、套、它将机器或部件中的轴、套、回回轮等有关零件组装成一个整体轮等有关零件组装成一个整体.使它们之间保持正确的相互使它们之间保持正确的相互位置位置.并按照一定的传动关系协调地传递运动或动力因此并按照一定的传动关系协调地传递运动或动力因此.箱箱体的加工质量将直接影响机器或部件的精度、性能和使用寿体的加工质量将直接影响机器或部件的精度、性能和使用寿命。命。下一页返回第二节第二节 箱体类零件加工箱体类零件加工 常见的箱体类零件有
49、机床主轴箱、机床进给箱、变速箱体、常见的箱体类零件有机床主轴箱、机床进给箱、变速箱体、减速箱体、发动机缸体和机座等。根据箱体零件的结构形式减速箱体、发动机缸体和机座等。根据箱体零件的结构形式不同不同.可分为整体式箱体和分离式箱体两大类。前者是整体铸可分为整体式箱体和分离式箱体两大类。前者是整体铸造、整体加工造、整体加工.加工较困难加工较困难.但装配精度高但装配精度高;后者可分后者可分别别制造制造.便于加工和装配便于加工和装配.但增加了装配工作量。但增加了装配工作量。箱体的结构形式虽然多种多样箱体的结构形式虽然多种多样.但仍有共同的主要特点但仍有共同的主要特点:形状形状复杂、壁薄且不均匀复杂、壁
50、薄且不均匀.内部呈腔形内部呈腔形.加工部位多加工部位多.加工难度大加工难度大.既有精度要求较高的孔系和平面既有精度要求较高的孔系和平面.也有许多精度要求较低的紧也有许多精度要求较低的紧固孔。因此一般中型机床制造厂用于箱体类零件的机械加工固孔。因此一般中型机床制造厂用于箱体类零件的机械加工劳动量约占整个产品加工量的劳动量约占整个产品加工量的15%一一20%。下一页返回上一页第二节第二节 箱体类零件加工箱体类零件加工 (二二)箱体类零件的主要技术要求、材料、毛坯和热处理箱体类零件的主要技术要求、材料、毛坯和热处理 1.箱体零件的主要技术要求箱体零件的主要技术要求 箱体类零件中以机床主轴箱的精度要求