第6章 典型零件加工工艺.ppt

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1、第六章第六章 典型零件的加工典型零件的加工1概述概述（1）轴类零件的功用和分类 1）轴类零件的功用：支承传动零件（如齿轮、带轮、凸轮等）传递转矩 承受载荷 保证装在轴上的零件(或刀具)具有一定的回转精度。6.1 轴类零件的加工轴类零件的加工1概述概述2）轴类零件的结构特点：）轴类零件的结构特点：长度大于直径；加工表面为内外圆柱面、圆锥面、螺纹、花键、沟槽等；有一定的回转精度。3）轴类零件的分类：）轴类零件的分类：按其结构形状可分为光轴、阶台轴、空心轴和异形轴(如曲轴、凸轮轴、偏心轴等)四类。按轴的长度与直径之比值(长径比)又可分为刚性轴(L/d12)和挠性轴(L/d12)两类。轴的种类（2）轴

2、类零件的材料和毛坯）轴类零件的材料和毛坯 1）轴类零件的材料：一般为碳素结构钢和合金结构钢两类，以中碳钢45钢应用最多，一般须经调质、表面淬火等热处理以获得一定的强度、硬度、韧性和耐磨性。对精度和转速要求较高的轴则可采用中碳合金钢，如40Cr，40MnB，35SiMn，38SiMnMo等。对高转速、重载荷条件下工作的轴，可采用低碳合金钢，如20Cr，20CrMnTi，20MnVB等，这类合金钢经渗碳淬火处理后，一方面能使心部保持良好的韧性，另一方面能获得较高的耐磨性，但热处理后变形较大。采用氮化钢38CrMoAl等，经调质和渗氮后，不仅具有良好的耐磨性和抗疲劳性能，其热处理变形也较小。2 2）

3、轴类零件的常用毛坯：）轴类零件的常用毛坯：光轴、直径相差不大的阶台轴常采用热轧或冷光轴、直径相差不大的阶台轴常采用热轧或冷拉的圆棒料；拉的圆棒料；直径相差较大的阶台轴和比较重要的轴大都采直径相差较大的阶台轴和比较重要的轴大都采用锻件。用锻件。当轴的结构形状复杂或尺寸较大时，也有采用当轴的结构形状复杂或尺寸较大时，也有采用铸件的。铸件的。（1）尺寸精度和几何形状精度）尺寸精度和几何形状精度 轴类零件的主要表面为轴颈，装配传动零件的称配合轴颈，装配轴承的称支承轴颈。轴颈的尺寸精度轴颈的尺寸精度 通常为IT8IT6；高精度的轴颈为IT5。轴颈的形状精度轴颈的形状精度（圆度、圆柱度）应限制在直径公差范

4、围内，对形状精度要求较高时，则应在零件图样上规定允许的偏差。2轴类零件的主要技术要术轴类零件的主要技术要术（2）相互位置精度）相互位置精度 1）配合轴颈轴线相对支承轴颈轴线的同轴度；2）配合轴颈相对支承轴颈轴线的圆跳动。普通精度的轴，同轴度误差为0.010.03mm，高精度的轴为0.0010.005 mm。3）其他的相互位置精度如轴肩端面对轴线的垂直度等。（3）表面粗糙度）表面粗糙度 配合轴颈的表面粗糙度值Ra一般为1.60.8m，支承轴颈的表面粗糙度值Ra一般为0.80.4m。（1 1）定位基准）定位基准 轴类零件加工时最常用的轴类零件加工时最常用的定位基准是中心孔，其次是外定位基准是中心孔

5、，其次是外圆表面圆表面。“二顶尖二顶尖”装夹，以轴两端的中心孔作精基准符合基准重装夹，以轴两端的中心孔作精基准符合基准重合原则和基准统一原则，加工后的各外圆表面可以获得很高合原则和基准统一原则，加工后的各外圆表面可以获得很高的位置精度。的位置精度。粗加工时切削力很大，为提高工艺系统的刚度，常采用粗加工时切削力很大，为提高工艺系统的刚度，常采用轴的外圆或外圆与中心孔共同作为定位基准轴的外圆或外圆与中心孔共同作为定位基准，“一夹一顶一夹一顶”装夹。装夹。3轴类零件机械加工的主要工艺问题轴类零件机械加工的主要工艺问题 带通孔的轴加工外圆时，可使用带中心孔的锥堵或锥套心轴(图4-34)装夹。通孔直径较

6、小时，可直接在孔口加工出宽度不大于2mm的锥面，以代替中心孔。（2）加工顺序的安排）加工顺序的安排 先粗后精的原则，将粗、精加工分开进行。先粗后精的原则，将粗、精加工分开进行。轴是回转体，轴是回转体，各外圆表面的粗、半精加工一般采用各外圆表面的粗、半精加工一般采用车削，精加工采用磨削车削，精加工采用磨削，有些精密轴类零件的轴颈表面，有些精密轴类零件的轴颈表面还需要进行光整加工。还需要进行光整加工。粗加工外圆表面时，应先加工大直径外圆，再加工粗加工外圆表面时，应先加工大直径外圆，再加工小直径外圆，小直径外圆，以免因直径差距增大而使小直径处的刚度以免因直径差距增大而使小直径处的刚度下降，成为极易引

7、起弯曲变形和振动的薄弱环节。下降，成为极易引起弯曲变形和振动的薄弱环节。轴上的花键、键槽、螺纹等表面的加工，一般都安轴上的花键、键槽、螺纹等表面的加工，一般都安排在外圆半精加工以后、精加工以前进行。排在外圆半精加工以后、精加工以前进行。（3 3）热处理工序的安排）热处理工序的安排结构尺寸不大的中碳钢普通轴类锻件，一般在切削加工前进行调质热处理。对于重要的轴类零件(如机床主轴)，则：一般在毛坯锻造后安排正火处理，达到消除锻造应力，改善切削性能的目的；粗加工后安排调质处理，以提高零件的综合力学性能，并作为需要表面淬火或氮化处理的零件的预备热处理；轴上有相对运动的轴颈和经常拆卸的表面，需要进行表面淬

8、火处理，安排在精加工前。（3）轴类零件的典型工艺过程）轴类零件的典型工艺过程 毛坯准备毛坯准备正火正火加工端面和中心孔加工端面和中心孔粗粗车车调质调质半精车半精车花键、键槽、螺纹等加工花键、键槽、螺纹等加工表面淬火表面淬火粗磨粗磨精磨。精磨。3轴类零件的加工实例轴类零件的加工实例车床主轴的加工车床主轴的加工（1）零件分析）零件分析 对机床主轴的共同要求是必须满足机床对机床主轴的共同要求是必须满足机床的工作性能：即回转精度、刚度、热变形、的工作性能：即回转精度、刚度、热变形、抗振性、使用寿命等多方面的要求。抗振性、使用寿命等多方面的要求。车床主轴是带有通孔的多阶台轴，普通车床主轴是带有通孔的多阶

9、台轴，普通精度等级，材料为精度等级，材料为45钢。钢。生产类型为大批生产。生产类型为大批生产。1）主要表面及其精度要求）主要表面及其精度要求支承轴颈支承轴颈 是两个锥度为1:12的圆锥面，分别与两个双列短圆锥轴承相配合。支承轴颈是主轴部件的装配基准，其精度直接影响主轴部件的回转精度，尺寸精度一般为IT5。主轴两支承轴颈的圆度允差和对其公共轴线的斜向圆跳动允差均为0.005 mm，表面粗糙度Ra值不大于0.4m。配合轴颈配合轴颈 是与齿轮传动件连接的表面，共有80h5、89f6和90g5三段，前两段与齿轮分别采用键连接与花键连接，90g5上齿轮空套，工作时两者有相对运动，因此该轴颈表面须淬火。配

10、合轴颈的尺寸精度为IT6IT5，表面粗糙度值Ra不大于0.4m。莫氏莫氏6号锥孔号锥孔 用于安装夹具或刀具，是主轴的主要工作表面之一。对支承轴颈公共轴线的斜向圆跳动允差在轴端处为0.005mm，在离轴端300mm处为0.01 mm；表面粗糙度值不大于0.4m。该锥孔因工作中经常装卸夹具，表面须淬火以提高其耐磨性。轴端短圆锥轴端短圆锥 是安装通用夹具卡盘或拨盘的定位面，锥角(锥度1:4)。此圆锥面对支承轴颈公共轴线的斜向圆跳动允差为0.008mm，表面粗糙度值不大于0.8m，须表面淬火。2）毛坯选择）毛坯选择 主轴是机床的重要零件，其质量直接影响机床的工作精度和使用寿命；结构为多阶台空心轴，直径

11、差很大(本例最大外圆直径195mm，最小外圆直径70mm)。从上述两方面考虑，使用锻造毛坯不仅能改善和提高主轴的力学性能，而且可以节省材料和切削工作量，由于属大批生产，因此，采用模锻毛坯。3）定位基准选择）定位基准选择 主要定位基准为两端中心孔。粗车时切削力大，采用“一夹一顶”。在通孔加工后，加工外圆表面时使用锥堵。精加工内锥孔时用有较高精度的外圆表面及阶台端面定位。4）主要表面加工方法选择）主要表面加工方法选择支承轴颈、配合轴颈及短圆锥：粗车-半精车-粗磨-精磨。莫氏6号锥孔：钻孔-车内锥-粗磨-精磨。其他表面：花键：粗铣-精铣。螺纹：车。5）热处理安排）热处理安排正火：毛坯锻造后。调质：粗

12、车后、半精车前。表面淬火：磨削前（2）加工工艺过程）加工工艺过程（1）套类零件的功用和种类 套类零件在机械产品中通常起支承或导向作用。根据其功用，套类零件可分为轴承类、导套类和缸套类，如图4-36所示。套类零件用作滑动轴承时，起支承回转轴及轴上零件作用，承受回转部件的重力和惯性力，而在与轴颈接触处有强烈的滑动摩擦；用作导套、钻套时，对导柱、钻头等起导向作用；用作油缸、气缸时，承受较高的工作压力，同时还对活塞的轴向往复运动起导向作用。套类零件的主要表面是内、外圆柱表面。1概述6.2套类零件加工套类零件加工图 套类零件示例a)、b)滑动轴承 c)钻套 d)轴承衬套 e)气缸套 f)油缸（2）套类零

13、件的材料和毛坯）套类零件的材料和毛坯 套类零件所用材料随零件工作条件而异，常用材料有低碳钢、中碳钢、合金钢、铸铁、青铜、黄铜等。有些滑动轴承采用双金属材料结构，即用离心铸造法在钢或铸铁套的内壁上浇注巴氏合金等轴承合金材料，这样既可提高轴承寿命，又可节约贵重的有色金属。套类零件的毛坯选择与零件的材料、结构及尺寸等因素有关。孔径较小的套类零件(直径d20mm)，一般选用热轧或冷拉棒料、实心铸件；孔径较大时，常采用35或45钢、合金钢无缝钢管、带孔的铸件或锻件。大量生产时可采用冷挤压、粉末冶金等先进的毛坯制造工艺，既可提高生产率，又可节约金属材料。（1）尺寸精度和几何形状精度）尺寸精度和几何形状精度

14、 套类零件的内圆表面是起支承或导向作用的主要表面，它通常与运动着的轴、刀具或活塞相配合。套类零件内圆直径的尺寸精度一般为IT7，精密的轴套有时达IT6；形状精度应控制在孔径公差以内，一些精密轴套的形状精度则应控制在孔径公差的1/21/3，甚至更严。对于长的套筒零件，形状精度除圆度要求外，还应有圆柱度要求。套类零件的外圆表面是自身的支承表面，常以过盈配合或过渡配合同箱体、机架上的孔相连接。外圆直径的尺寸精度一般为IT7IT6，形状精度控制在外径公差以内。2套类零件的主要技术要求（2）相互位置精度）相互位置精度 内、外圆之间的同轴度是套类零件最主要的相互位置精度要求，一般为0.0050.01mm。

15、当套类零件的端面(包括凸缘端面)在工作中须承受轴向载荷，或虽不承受轴向载荷，但加工时用作定位面时，则端面对内孔轴线应有较高的垂直度要求，一般为0.050.02mm。（3）表面粗糙度）表面粗糙度 为保证零件的功用和提高其耐磨性，内圆表面粗糙度值应为1.60.1m，要求更高的内圆，值应达到0.025m。外圆的表面粗糙度值一般为3.20.4m。（1）孔的加工方法）孔的加工方法 孔的加工方法很多，选择时需要考虑零件结构特点、材料、孔径的大小、长径比、精度及表面粗糙度要求，以及生产规模等各种因素。常用的粗加工和半精加工方法有钻孔、扩孔、车孔、镗孔、铣孔等；常用的精加工方法有铰孔、磨孔、拉孔、珩孔、研孔等

16、。3套类零件机械加工的主要工艺问题（2）表面相互位置精度的保证方法）表面相互位置精度的保证方法 套类零件的内孔和外圆表面间的同轴度及端面和内孔轴线间的垂直度一般均有较高的要求。为达到这些要求，常用以下的方法：1）在一次安装中完成内孔、外圆及端面的全部加工。由于消除了工件安装误差的影响，可以获得很高的相互位置精度；但这种方法工序比较集中，不适合于尺寸较大(尤其是长径比较大时)工件的装夹和加工，故多用于尺寸较小的轴套零件的加工。2）在不能于一次安装中同时完成内、外圆表面加工时，内孔与外圆的加工应遵循互为基准的原则。内、外圆表面须经几次安装，反复加工时，常采用先终加工孔，再以孔为精基准终加工外圆的加

17、工顺序。因为这种方法所用夹具(心轴)结构简单，制造和安装误差较小，可保证较高的位置精度。如由于工艺需要先终加工外圆，再以外圆为精基准终加工内孔，为获得较高的位置精度，必须采用定心精度高的夹具，如弹性膜片卡盘、液性塑料夹具、经修磨后的三爪自定心卡盘及软爪等。（3）防止套类零件变形的工艺措施）防止套类零件变形的工艺措施 套类零件的结构特点是孔壁较薄，加工中因夹紧力、切削力、内应力和切削热等因素的影响容易产生变形，精度不易保证。相应地，在工艺上应注意以下几点:1）为减小切削力和切削热的影响，粗、精加工应分开进行，使粗加工产生的变形在精加工中得以纠正。对于壁厚很薄、加工中极易变形的工件，采用工序分散原

18、则，并在加工时控制切削用量。2）为减小夹紧力的影响，工艺上可采取改变夹紧力方向的措施，将径向夹紧改为轴向夹紧。当只能采用径向夹紧时，应尽可能使径向夹紧力沿圆周均匀分布，如使用过渡套、弹性套等。3）为减小热处理的影响，热处理工序应安排在粗、精加工阶段之间，并适当增加精加工工序的加工余量，以保证热处理引起的变形在精加工中得以纠正。（1）钻床主轴套筒的加工）钻床主轴套筒的加工 1）零件分析 主要表面及其精度要求，外圆50j7mm，是套筒最主要的表面，尺寸精度为IT7，形状精度圆柱度公差为0.004mm，表面粗糙度值为0.4m，其轴线是零件各项位置精度要求的基准要素。孔内结构复杂，两端40J70mm的

19、阶台孔精度为IT7，圆度公差0.01mm，对外圆轴线的同轴度公差为0.02mm，表面粗糙度值为1.6m；其阶台端面对外圆轴线的端面圆跳动公差为0.01mm，表面粗糙度值为0.8m。外圆表面上的齿条精度等级为8级，齿面表面粗糙度值为1.6m。4套类零件加工实例 毛坯选择 根据零件所用材料和结构形状，宜采用45钢无缝钢管作毛坯,以节约原材料和省去钻通孔的工作量。主要表面加工方法选择 a.50j7外圆各项要求均高，宜通过精磨完成。b.两个40J7阶台孔采用精车。c.齿条齿形采用铣齿方法加工。热处理安排 调质处理安排在粗车后、半精车前进行。为削除工艺过程中形成的各种应力，在精磨前安排低温时效。2)加工

20、工艺过程工序号工序号工序名称工序名称工序内容工序内容装装夹夹方法方法加工机床加工机床0 0备料备料4545钢无缝钢管钢无缝钢管DdLDdL：54 mm22 54 mm22 mm179mmmm179mm1 1车车车两端面，孔口倒角车两端面，孔口倒角,保持总长保持总长177mm177mm夹、托外圆夹、托外圆卧式车床卧式车床2 2车车粗车外圆，留直径余量粗车外圆，留直径余量1.51.52mm2mm两顶尖顶住孔口两顶尖顶住孔口卧式车床卧式车床 3 3车车24mm24mm内孔至尺寸内孔至尺寸夹、托外圆夹、托外圆卧式车床卧式车床4 4热处理热处理调质调质210210240 HB240 HB5 5车车(1)

21、(1)车右端面，车车右端面，车40J740J7孔，留直径余量孔，留直径余量0.30.30.4mm0.4mm，其余各阶台孔车至尺寸；外圆倒，其余各阶台孔车至尺寸；外圆倒角，角，2828mmmm孔口倒中心锥孔孔口倒中心锥孔6060，宽，宽2mm 2mm (2)(2)调头装夹，车左端面，总长至尺寸；车调头装夹，车左端面，总长至尺寸；车4040J7J7孔，留直径余量孔，留直径余量0.30.30.4mm0.4mm，其余各，其余各阶台孔车至尺寸；切内槽阶台孔车至尺寸；切内槽46 mm2mm46 mm2mm；车；车螺纹；外圆倒角，螺纹；外圆倒角，mmmm孔口倒孔口倒60 60 夹、托外圆夹、托外圆卧式车床卧

22、式车床6 6车车半精车外圆，留直径余量半精车外圆，留直径余量0.30.30.4mm0.4mm 孔口两顶尖装夹孔口两顶尖装夹卧式车床、卧式车床、表4-21 钻床主轴套筒加工工艺过程工序号工序号工序名称工序名称工序内容工序内容装装夹夹方法方法加工机床加工机床7磨磨粗磨外粗磨外圆圆至至50.10 50.10 mm同工序同工序6外外圆圆磨床磨床8铣铣粗、精粗、精铣齿铣齿条（注意外条（注意外圆圆留有余量）留有余量）外外圆圆与中心孔与中心孔“一一夹夹一一顶顶”卧式卧式铣铣床床9铣铣铣铣8mm1.5mm两两处处槽槽同工序同工序8卧式卧式铣铣床床10热处热处理理低温低温时时效效11钳钳修研两端孔口修研两端孔口

23、60锥锥面面专专用研具用研具12磨磨50j7至尺寸至尺寸两两顶顶尖装尖装夹夹外外圆圆磨床磨床13车车40J7孔及阶台端面至尺寸，孔口倒角孔及阶台端面至尺寸，孔口倒角夹夹、托外、托外圆圆卧式卧式车车床床14检验检验按零件按零件图样图样技技术术要求要求项项目目检查检查（2）隔离衬套的加工）隔离衬套的加工 1）零件分析 隔离衬套是某航空发动机螺旋桨轴上的支承衬套。内孔与螺旋桨轴轴颈相配合(间隙0.010.05mm)，用平键周向定位，两油孔7mm在圆周方向成900分布，内侧有宽度为10mm的贮油槽。其主要技术要求如下：a、外圆轴线对内孔轴线的同轴度公差为0.02mm，b、外圆与内孔的圆柱度公差为0.0

24、2mm，c、右端面对内孔轴线的垂直度公差为0.03mm，d、两端面的平行度公差为0.02 mm,e、外圆的尺寸精度为IT6，表面粗糙度Ra值为0.2m，f、内孔的尺寸精度为IT7，表面粗糙度Ra值为0.4m。零件隔离衬套内孔直径达60mm左右，壁厚仅有3mm，为典型的薄壁套筒，且孔内有一直通键槽，圆周上还有两个油孔，故零件刚性很差，因此，加工中零件的变形是主要工艺问题。为防止和减小变形，工艺上应采取以下措施：毛坯选择模锻件，选用合适的无缝钢管以减小锻造时的内应力，锻造后进行正火处理以消除锻造应力。模锻件尺寸精确，可减小加工余量，从而减小切削引起的变形。调质在切削前(毛坯状态)进行，以减小热处理

25、变形。减小切削力和切削热是防止和减小加工中产生变形的重要措施。因此，在工艺过程中应注意下面要点：粗、半精、精加工阶段划分明显；采取工序分散原则；内、外圆表面须经多次反复加工达到最终要求；规定合理的切削用量及走刀次数。粗加工后应安排一道低温回火工序，用以消除内应力。减小夹紧引起的变形。如采用开口套、宽软爪、弹性可涨夹紧装置、塑料可涨夹具等。为保证内、外圆表面粗糙度要求和形状精度；内孔采用研磨，外圆增加抛光工序。表表 隔离隔离衬衬套机械加工工套机械加工工艺过艺过程程工序号工序号工序名称工序名称工序内容工序内容定位基准定位基准加工机床加工机床0备备料料70mm7mm50mm1锻锻造造锻锻造毛坯造毛坯

26、2热处热处理理调质调质340390HB3车车车车内孔至内孔至 mm；车车端面端面总长总长不小不小于于55.5mm；孔口倒角；孔口倒角 外外圆圆卧式卧式车车床床4车车车车另一端面，保持另一端面，保持总长总长 mm；车车外外圆圆至至 mm 内孔内孔卧式卧式车车床床5磨磨磨外圆至磨外圆至 66.7mm内孔内孔无心外无心外圆圆磨床磨床6车车车车内孔至于内孔至于 mm；车车端面保持端面保持总长总长 mm 外外圆圆卧式卧式车车床床7钻钻钻钻2 mm孔孔 键键槽两槽两侧侧、端面、端面钻钻床床8铣铣铣两铣两 孔口油槽，宽孔口油槽，宽10mm键键槽两槽两侧侧、端面、端面铣铣床床工序号工序号工序名称工序名称工序内

27、容工序内容定位基准定位基准加工机床加工机床9热处热处理理低温回火低温回火10磨磨磨外圆至磨外圆至 mm无心外无心外圆圆磨床磨床11磨磨磨内孔至磨内孔至 mm外外圆圆内内圆圆磨床磨床12钳钳研磨内孔至研磨内孔至 mm13钳钳去全部毛刺，去全部毛刺，锐边锐边磨磨圆圆R0.20.4mm14检验检验按以上加工尺寸按以上加工尺寸检查检查15表面表面处处理理内孔镀铜，镀后尺寸保证内孔镀铜，镀后尺寸保证 mm16检验检验镀铜镀铜表面表面应应无划无划伤伤、拉沟、拉沟、锈蚀锈蚀17磨磨磨外圆至磨外圆至 mm，并靠磨端面至并靠磨端面至尺寸尺寸 内孔内孔外外圆圆磨床磨床18磨磨磨另一端面，保磨另一端面，保证总长证总

28、长540.1mm端面端面平面磨床平面磨床19车车车车两端孔口，倒角，外棱倒两端孔口，倒角，外棱倒圆圆外圆外圆20车车抛光外圆至尺寸抛光外圆至尺寸 mm 内孔内孔卧式卧式车车床床21检验检验按零件按零件图样图样尺寸要求尺寸要求检查检查22表面表面处处理理氧化氧化（1）箱体类零件的功用和种类）箱体类零件的功用和种类 箱体零件是机器的基础零件之一，用于将一些轴、套和齿轮等零件组装在一起，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。组装后的箱体部件，用箱体的基准平面安装在机器上。因此，箱体零件的加工质量，对箱体部件装配后的精度有着决定性的影响。各种箱体由于应用不同，其结构形状差异很大，一般

29、可分为整体式箱体与剖分式箱体两类，如图4-39所示，其中图a)为整体式箱体，图b)为剖分式箱体。6.3箱体类零件加工箱体类零件加工1概概 述述箱体零件共同的结构特点是：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很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。图图 几种箱体零件的结构简图几种箱体零件的结构简图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（2）箱体类零件的材料和毛坯）箱体类零件的材料和毛坯 箱体类零件的材料常采用灰铸铁，如HT200，它具有容易成形、吸

30、振性好、耐磨性及切削性好等特点。一些负荷较大的减速箱体，也可采用铸钢件。航空发动机的箱体则常采用铝合金或镁铝合金材料，以减轻质量。当生产批量不大时箱体铸件毛坯采用木模手工造型，制作简单但毛坯精度较低，余量也较大；大批、大量生产时则采用金属模机器造型，毛坯精度高，余量可适当减小；在单件生产时，有时采用焊接件作箱体毛坯，以缩短生产周期。（1）轴承孔的尺寸、形状精度要求）轴承孔的尺寸、形状精度要求 箱体轴承孔的尺寸精度、形状精度和表面粗糙度直接影响与轴承的配合精度和轴的回转精度。特别是机床主轴的轴承孔，对机床的工作精度影响较大。普通机床的主轴箱，主轴轴承孔的尺寸精度为IT6，形状误差小于孔径公差的1

31、/2，表面粗糙度Ra值为1.60.8m；其他轴承孔的尺寸精度为IT6，形状误差小于孔径公差，表面粗糙度Ra值为3.21.6m。2箱体类零件的主要技术要求（2）轴承孔的相互位置精度要求）轴承孔的相互位置精度要求 1）各轴承孔的中心距和轴线的平行度 箱体上有齿轮啮合关系的相邻轴承孔之间，有一定的孔距尺寸精度与轴线的平行度要求，以保证齿轮副的啮合精度，减小工作中的噪声与振动，还可减小齿轮的磨损。一般机床箱体轴承孔的中心距偏差为(0.0250.06)mm，轴线的平行度公差在300mm长度内为0.03mm。2）同轴线的轴承孔的同轴度 安装同一轴的前、后轴承孔之间有同轴度要求，以保证轴的顺利装配和正常回转

32、。机床主轴轴承孔的同轴度误差一般小于0.008mm，一般孔的同轴度误差不超过最小孔径的公差之半。3）轴承孔轴线对装配基准面的平行度和对端面的垂直度）轴承孔轴线对装配基准面的平行度和对端面的垂直度要求要求 机床主轴轴线对装配基准面的平行度误差会影响机床的加工精度，对端面的垂直度误差会引起机床主轴端面圆跳动。一般机床主轴轴线对装配基准面的平行度公差在650 mm长度内为0.03 mm，对端面的垂直度公差为0.0150.02mm。4）箱体主要平面的精度要求）箱体主要平面的精度要求 箱体的主要平面是指装配基准面和加工中的定位基准面，它们直接影响箱体在加工中的定位精度，影响箱体与机器总装后的相对位置与接

33、触刚度，因而具有较高的形状精度(平面度)和表面粗糙度要求。一般机床箱体装配基准面和定位基准面的平面度公差在0.030.10 mm范围内，表面粗糙度Ra值为3.21.6m。箱体上其他平面对装配基准面的平行度公差，一般在全长范围内为0.050.20mm，垂直度公差在300mm长度内为0.060.10mm。（1）定位基准的选择）定位基准的选择 1）粗基准的选择 首先考虑箱体上要求最高的轴承孔(如主轴轴承孔)的加工余量应均匀，并要兼顾其余加工面均有适当的余量。其次要纠正箱体内壁非加工表面与加工表面的相对位置偏差，防止因内壁与轴承孔位置不正而引起齿轮碰壁。般选择主轴轴承孔和一个与其相距较远的轴承孔作为粗

34、基准。2）精基准的选择 首先考虑基准统一原则，以保证箱体上诸多轴承孔和平面之间有较高的相互位置精度，通常选择装配基准面为精基准。由于装配基准面是诸多孔系和平面的设计基准，因此能使定位基准与设计基准重合。3箱体类零件机械加工的主要工艺问题（2）加工顺序的安排）加工顺序的安排 加工顺序按照先粗后精、先主后次、先加工基准面的原则安排。箱体类零件有许多较大的平面和孔，一般按先平面后孔的顺序加工，以便于划线和找正，并使孔的加工余量均匀，加工孔时不会因端面不平而使刀具产生冲击振动。（3）热处理工序的安排）热处理工序的安排 箱体结构复杂，壁厚不均匀，铸造时因冷却速度不一致，内应力较大，且表面较硬。为了改善切

35、削性能及保持加工后精度的稳定性，毛坯铸造后，应进行一次人工时效处理。对于普通精度的箱体，粗加工后可安排自然时效；对于高精度或形状复杂的箱体，在粗加工后，还应安排一次人工时效处理，以消除内应力。（1）主轴箱箱体的加工）主轴箱箱体的加工 卧式车床主轴箱结构示意如图4-40所示。图 主轴箱箱体 4箱体类零件加工实例 1）零件分析）零件分析 主要表面及其精度要求 箱体底面及导向面是装配基准面，其平面度允差为0.040.06mm，表面粗糙度Ra值为1.6m。其他平面有侧面和顶面，侧面对底面的垂直度允差为0.040.06mm；顶面对底面的平行度允差为0.1mm。主轴轴承孔的孔径 精度为IT6，表面粗糙度R

36、a值为0.8m;其余轴承孔的精度为IT7IT6，表面粗糙度Ra值为1.6m。各轴承孔的圆度和圆柱度公差不超过孔径公差的1/2，主轴轴承孔轴线与基准面距离的尺寸公差为0.050.10mm；各轴承孔轴线与端面的垂直度允差为0.060.10mm。同轴孔的同轴度允差为最小孔径公差的1/2；各相关轴线间的平行度允差为0.060.10mm。材料与毛坯 工件材料为灰铸铁HT150，毛坯为铸件，加工余量为：底面8mm，顶面9mm，侧面和端面7mm，铸孔7mm。2）单件小批生产时的加工工艺过程）单件小批生产时的加工工艺过程卧式车床主轴箱加工工艺过程见表。工序工序工序名称工序名称工序内容工序内容定位基准定位基准加

37、工机床加工机床0铸铸造造铸铸造毛坯，清砂造毛坯，清砂1热处热处理理人工人工时时效效2钳钳划各平面加工划各平面加工线线主主轴轴轴轴承孔和与相承孔和与相距最距最远远的一个孔的一个孔3刨刨粗刨粗刨顶顶面，留精刨余量面，留精刨余量22.5mm按划按划线线找正找正龙门龙门刨床刨床4刨刨粗刨底面和粗刨底面和导导向面，留余向面，留余22.5mm顶顶面面龙门龙门刨床刨床5刨刨粗刨粗刨侧侧面和两端面，留余量面和两端面，留余量2mm底面及底面及导导向向(V形形)面面龙门龙门刨床刨床6镗镗粗加工粗加工纵纵向各孔，主向各孔，主轴轴轴轴承孔留余量承孔留余量22.5mm，其，其余各孔留余量余各孔留余量1.52mm底面及底

38、面及导导向面向面卧式卧式镗镗床床7热处热处理理人工人工时时效效8刨刨精刨精刨顶顶面至尺寸面至尺寸底面及底面及导导向面向面龙门龙门刨床刨床9刨刨精刨底面和精刨底面和导导向面，留刮研量向面，留刮研量0.1mm顶顶面及面及侧侧面面龙门龙门刨床刨床10钳钳刮研底面和刮研底面和导导向面至尺寸向面至尺寸11刨刨精刨精刨侧侧面和两端面至尺寸面和两端面至尺寸底面及底面及导导向面向面龙门龙门刨床刨床12镗镗(1)半精加工各半精加工各纵纵向孔，主向孔，主轴轴轴轴承孔留余量承孔留余量0.150.2mm，其余各孔留余量，其余各孔留余量0.10.15 mm;(2)精加工各精加工各纵纵向孔，主向孔，主轴轴轴轴承孔留余量承

39、孔留余量0.050.08 mm，其余各孔至尺寸，其余各孔至尺寸(3)精精细镗细镗主主轴轴轴轴承孔至尺寸承孔至尺寸底面及底面及导导向面向面卧式卧式镗镗床床13钳钳(1)加工螺加工螺纹纹底孔、底孔、紧紧固孔及油孔固孔及油孔;(2)攻螺攻螺纹纹，去毛刺，去毛刺钻钻床床14检验检验按按图样图样要求要求检查检查表 车床主轴箱箱体机械加工工艺过程（2）减速箱箱体的加工）减速箱箱体的加工 图 所示为剖分式减速箱箱体。1）零件分析 结构特点 箱体为剖分式，工艺过程的制定原则与整体式箱体相同。由于各对轴承孔的轴线在箱盖和底座的对合面(即剖分面)上，所以轴承孔及两端面必须待对合面加工后装配成整体箱体再进行加工。整

40、个加工过程分为两个阶段：第一阶段将箱盖与底座分开加工，完成主要平面(对合面、底面)、连接孔、定位孔的加工，为箱体对合做准备；第二阶段先配合好箱体，然后完成两侧端面和轴承孔的加工。在两阶段之间，由钳工工序将箱盖和底座合成一体，并用销子定位。图 剖分式减速箱箱体 主要表面及其精度要求 三对轴承孔的尺寸精度为1T7，表面粗糙度Ra值为1.6m，三对同轴轴承孔的同轴度公差为0.073mm(图4-42)，轴线间的平行度公差为0.073 mm，各轴线对对合面的位置度公差为0.3mm。定位基准的选择 剖分式减速箱箱体的粗基准，是指在加工箱盖和底座的对合面前，划加工参照线所依据的基准。为了保证不加工的凸缘(1

41、2mm)至对合面间的高度一致，应选择凸缘的上、下不加工表面为粗基准。底座的对合面粗加工后，就可作为加工底平面、连接孔、工艺孔等的精基准，而精加工对合面以及在箱盖、底座对合后加工两侧端面和各对轴承孔时则以底平面为主要精基准，并以位于底面对角线上的两孔为辅助基准(两孔一面定位方式)。2）加工工艺过程剖分式减速箱箱盖(图4-42)加工工艺过程见表4-24。剖分式减速箱底座(图4-43)加工工艺过程见表4-25。剖分式减速箱整体加工工艺过程见表4-26。图 剖分式减速器箱盖图 剖分式减速器箱底座表 减速箱箱盖的机械加工工艺过程工序工序工序名称工序名称工序内容工序内容定位基准定位基准0铸铸造造铸铸造毛坯

42、，清砂造毛坯，清砂1热处热处理理人工人工时时效效2油漆油漆涂红丹底漆涂红丹底漆3钳钳划各平面加工划各平面加工线线凸凸缘缘上表面上表面4刨刨刨刨对对合面，留余量合面，留余量0.5mm按划按划线线找正找正5刨刨刨刨顶顶面至面至图样图样要求要求对对合面及合面及-侧侧面面6磨磨(或精刨或精刨)磨磨(或精刨或精刨)对合面，平面度公差对合面，平面度公差 0.03mm，Ra1.6m 顶顶面及面及-侧侧面面7钻钻钻钻10-14mm14mm孔孔,锪锪10-10-28mm孔，孔，钻钻2-M12底孔并倒角，攻底孔并倒角，攻2-M12螺孔螺孔对对合面合面8钻钻钻钻6-M6底孔并倒角，攻底孔并倒角，攻6-M6螺孔螺孔对

43、对合面合面9检验检验表 减速箱底座的机械加工工艺过程工序工序工序名称工序名称工序内容工序内容定位基准定位基准0铸铸造造铸铸造毛坯，清砂造毛坯，清砂1热处热处理理人工人工时时效效2油漆油漆涂涂红红丹底漆丹底漆3钳钳划各平面加工划各平面加工线线凸凸缘缘下表面下表面4刨刨刨刨对对合面，留余量合面，留余量0.5mm按划按划线线找正找正5刨刨刨底面刨底面对对合面合面6钻钻钻钻4-17mm孔，锪其中对角两孔至孔，锪其中对角两孔至 mm(工艺用工艺用)，锪，锪4-35mm孔孔 对对合面合面7钻钻钻、铰钻、铰 mm量油孔至要求，锪量油孔至要求，锪20mm孔孔 底面及两工底面及两工艺艺孔孔8钻钻钻钻M161.5

44、放油螺孔底孔，锪放油螺孔底孔，锪28mm孔，攻孔，攻M161.5螺孔螺孔 底面及两工底面及两工艺艺孔孔9磨（或精刨）磨（或精刨）磨（或精刨）对合面，平面度公差磨（或精刨）对合面，平面度公差0.03mm，Ra1.6 m底面底面10检验检验表 减速箱整体加工的机械加工工艺过程工序工序工序名称工序名称工序内容工序内容定位基准定位基准l钳钳将箱盖、底座对准合拢并夹紧，钻、铰将箱盖、底座对准合拢并夹紧，钻、铰2-2-10mm10mm锥锥销孔，打入锥销销孔，打入锥销 2钻钻钻钻10-10-14mm14mm孔，锪孔，锪10-10-28mm28mm孔（配钻）孔（配钻）底面、底面、顶顶面面3钳钳拆箱，分开箱盖与

45、底座，清除拆箱，分开箱盖与底座，清除对对合面上的毛刺与切屑，合面上的毛刺与切屑，再合再合拢拢箱体，打入箱体，打入锥销锥销，拧紧拧紧2M12螺栓螺栓4铣铣铣两端面，保证铣两端面，保证 mm底面及两工底面及两工艺艺孔孔5镗镗粗粗镗镗3对轴对轴承孔，留精承孔，留精镗镗余量余量11.5mm底面及两工底面及两工艺艺孔孔6镗镗精镗精镗3对轴承孔，镗对轴承孔，镗6个卡簧槽个卡簧槽 mm底面及两工底面及两工艺艺孔孔7钳钳拆开箱体，清除毛刺和切屑拆开箱体，清除毛刺和切屑8检验检验（1）齿轮的主要加工面）齿轮的主要加工面 齿轮的主要加工表面有齿面和齿轮基准表面，后者包括带孔齿轮的基准孔、连轴齿轮的基准轴、切齿加工

46、时的安装端面，以及用以找正齿坯位置或测量齿厚时用作测量基准的齿顶圆柱面。（2）齿轮的材料和毛坯）齿轮的材料和毛坯 常用的齿轮材料有15钢、45钢等碳素结构钢；速度高、受力大、精度高的齿轮常用合金结构钢，如20Cr，40Cr，38CrMoAl，20CrMnTiA等。齿轮的毛坯决定于齿轮的材料、结构形状、尺寸规格、使用条件及生产批量等因素，常用的有棒料、锻造毛坯、铸钢或铸铁毛坯等。1概述6.4直齿圆柱齿轮加工直齿圆柱齿轮加工（1）齿轮精度和齿侧间隙）齿轮精度和齿侧间隙 渐开线圆柱齿轮精度对齿轮及齿轮副规定：12级为超精密等级；35级为高精度等级；68级为中等精度等级；912级为低精度等级。用切齿工

47、艺方法加工、机械中普遍应用的等级为7级。按照齿轮各项误差的特性及它们对传动性能的主要影响，齿轮的各项公差和极限偏差分为三个公差组(表4-27)。2直齿圆柱齿轮的主要技术要求 齿轮副的侧隙是指齿轮副啮合时，两非工作齿面沿法线方向的距离(即法向侧隙)，侧隙用以保证齿轮副的正常工作。加工齿轮时，用齿厚的极限偏差来控制和保证齿轮副侧隙的大小。（2）齿轮基准表面的精度）齿轮基准表面的精度 齿轮基准表面的尺寸误差和形状位置误差直接影响齿轮与齿轮副的精度。因此GB10095附录中对齿坯公差作了相应规定。对于精度等级为68级的齿轮，带孔齿轮基准孔的尺寸公差和形状公差为IT6IT7，连轴齿轮基准轴的尺寸公差和形

48、状公差为IT5IT6，用作测量基准的齿顶圆直径公差为IT8；基准面的径向和端面圆跳动公差，在1122m之间(分度圆直径不大于400mm的中小齿轮)。（3）表面粗糙度）表面粗糙度 齿轮齿面及齿坯基准面的表面粗糙度，对齿轮的寿命、传动中的噪声有一定的影响。68级精度的齿轮，齿面表面粗糙度Ra值一般为0.83.2m，基准孔为0.81.6m，基准轴颈为0.41.6m，基准端面为1.63.2m，齿顶圆柱面为3.2m。（1）定位基准）定位基准 齿轮加工定位基准的选择应符合基准重合的原则，尽可能与装配基准、测量基准一致，同时在齿轮加工的整个过程中(如滚、剃、珩齿等)应选用同一定位基准，以保持基准统一。连轴齿

49、轮的齿坯和齿面加工与一般轴类零件加工相似。直径较小的连轴齿轮，一般采用两端中心孔作为定位基准；直径较大的连轴齿轮，由于自重及切削力较大，不宜用中心孔作定位基准，而应选用轴颈和端面圆跳动较小的端平面作为定位基准。带孔齿轮或装配式齿轮的齿圈，常使用专用心轴，以齿坯内孔和端面作定位基准。这种方法定位精度高，生产率也高，适用于成批生产。单件小批生产时，则常用外圆和端面作定位基准，以省去心轴，但要求外圆对孔的径向圆跳动要小，这种方法生产率较低。3直齿圆柱齿轮机械加工的主要工艺问题（2）齿坯加工）齿坯加工 齿坯加工主要包括带孔齿轮的孔和端面、连轴齿轮的中心孔及齿圈外圆和端面的加工。1）齿坯孔加工的主要方案

50、如下：钻孔-扩孔-铰孔-插键槽 钻孔-扩孔-拉键槽-磨孔 车孔或镗孔-拉或插键槽-磨孔 2）齿坯外圆和端面主要采用车削。大批、大量生产时，常采用高生产率机床加工齿坯，如多轴或多工位、多刀半自动机床；单件、小批生产时，一般采用通用车床，但必须注意内孔和基准端面的精加工应在一次安装内完成，并在基准端面作标记。（3）齿面切削方法的选择）齿面切削方法的选择 齿面切削方法的选择主要取决于齿轮的精度等级、生产批量、生产条件和热处理要求。78级精度不淬硬的齿轮可用滚齿或插齿达到要求；67级精度不淬硬的齿轮可用滚齿-剃齿达到要求；67级精度淬硬的齿轮在生产批量较小时可采用滚齿(或插齿)-齿面热处理-磨齿的加工