典型零件加工工艺过程最新版本

非淬硬表面的键槽、螺纹等应在精车后、 精磨前加工；
检验工序应安排在适当工序之后，必要还 应探伤。
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6. 主轴加工中的几个工艺问 ➢题锥堵和锥堵心轴的使用
锥堵和锥堵心轴的功用：
空心轴加工通孔后，定位基准——顶尖孔 被破坏。通孔直径小时，可直接在孔口倒
出一60°锥面代替中心孔；当通孔直径较 大时，要采用锥堵或锥堵心轴。
支承轴颈为三支承结构，并且跨度大；
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支承轴颈采用锥面 (1：12) 结构，接触 率≥70%，可用来调整轴承间隙；
中间支承为IT5~IT6，粗糙度为：
Ra 0.63m
支承轴颈圆度误差为0.005mm，径向跳 动为0.005mm；
其他外圆的圆度要求，误差小于50%尺 寸公差，高精度者为5~10%；
理。
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➢加工阶段的划分
如前所述，分为三个阶段。
鉴于主轴的技术要求高，毛坯为模锻件， 加工余量大，精度高，故应分阶段加工；
分粗、精加工阶段有利于去应力并可加入 热处理；
多次切削有利于消除复映误差；
粗、精加工二阶段应间隔一定时间；
粗、精加工二阶段应分粗、精加工机床进
行，合理利用设备，保护机床。
锻件
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➢工艺过程： 分为三个阶段：
粗加工：工序1~6 半精加工：工序7~13（7为预备） 精加工：工序14~26（14为预备）
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5. 主轴加工工艺过程分析 ➢主轴毛坯的制造方法 自由锻件：小批量或单件生产； 模锻件：大批量生产。
➢同轴孔 同一轴线方向孔径向一个方向递减 镗孔时镗杆可从一端伸入，逐个加工或
同时加工同一轴线上的几个孔 应避免中间隔壁上精品孔文档径大于外壁上孔径62
➢装配基面 为便于加工、装配和检验，尺寸应尽可
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➢外圆表面的车削加工
• 车削加工的工艺作用
1) 粗加工：切除大部分余量；
2) 半精加工：修整预备热处理后的 变形；
3) 精加工：使磨削前各表面具有一 定的同轴度和合理的磨削余量；精 加工螺纹及各端面等。
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• 车削加工值得考虑的问题 1) 生产效率； 2) 工序精度（复映误差）；
材料一般选HT200~400；因为灰铸铁 成本低，耐磨性、可铸性、可切削性 和阻尼特性好；
毛坯为铸件；毛坯余量视生产批量和 铸造方法等而定；浇铸后应退火。
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2．箱体结构的工艺性 ➢基本孔 可分为通孔、阶梯孔、盲孔、交叉孔等 通孔工艺性最好；深孔、阶梯孔、相贯
通的交叉孔工艺性较差；盲孔工艺性最 差，应尽量避免
不但传递旋转运动和扭矩，而且是工件 或刀具回转精度的基础
主要加工表面有内外圆柱面、圆锥面， 次要表面有螺纹、花键、沟槽、端面结 合孔等
机械加工工艺主要是车削、磨削，其次
是铣削和钻削
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➢ 特别值得注意的工艺问题有：
1) 定位基准的选择；
2) 加工顺序的安排；
3) 深孔加工；
4) 热处理变形。
采用很小的切削用量和单位切削力，变 形小；
对上道工序要求高，一般要求，表面无 较深的加工痕迹；
采用浮动的加工方法（自定心）；
加工余量很小，一般不超过0.02mm。
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➢轴类零件的检验 • 检验项目 表面粗糙度； 表面硬度； 尺寸精度； 相互位置精度； 表面几何形状精度。 • 检验顺序 几何精度→尺寸精度→位置精度
平面度、垂直度公差等级为5级。
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• 表面粗糙度 影响连接面的配合性质或接触刚度
主轴孔为 Ra 0.4m ，其它各纵向孔为 Ra 1.6m，孔的端面为 Ra 3.2m；
装配基准面和定位基准面为
Ra0.63~2.5m，其它平面则为
Ra2.5~10 .m。
Hale Waihona Puke 精品文档60• 箱体的材料及毛坯
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➢主轴结构的设计要求： 1) 合理的结构设计； 2) 足够的刚度； 3) 有具有一定的尺寸、形状、位置精度
和表面质量； 4) 足够的耐磨性、抗振性及尺寸稳定性 5) 足够的抗疲劳强度
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3．车床主轴技术条件的分析
➢主轴支承轴颈的技术要求
支承轴颈是主轴的装配基准，其精度直 接影响主轴的回转精度；主轴上各重要 表面又以支承轴颈为设计基准，有严格 的位置要求；
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➢空套齿轮轴颈的技术要求 影响传动的平稳性；可能导致噪声； 有同轴度要求，对支承轴颈的径向圆
跳动为0.01~0.015； 尺寸精度要求为IT5~IT6；
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➢螺纹的技术要求 用来固定零件或调整轴承间隙； 螺母的端面圆跳动（应≤0.05）会影响
轴承的内环轴线倾斜； 螺母与轴颈的同轴度误差≤0.025； 螺纹精度为6h。
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➢主轴各外圆表面的精加工和光整加工 • 主轴的精加工 主要采用磨削加工； 应在热处理之后进行，纠正热处理后
的变形； 磨削加工能达到的精度为IT6，表面粗
糙度为 Ra0.8~0.2m。
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• 光整加工的作用及特点
用于精密主轴上尺寸公差等级为IT5以上 或表面粗糙度的加工表面；
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。
➢轴类零件的分类
光滑轴；
阶梯轴；
空心轴；
异形轴（曲轴、齿轮轴、偏心轴、十字
轴、凸轮轴、花键精品轴文档）。
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2．车床主轴的功用和结构特点及设计要求
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➢车床主轴的结构特点
既是阶梯轴，又是空心轴；是长径比小 于12的刚性轴
➢车床主轴的功用
承受扭转力矩；
承受弯曲力矩；
保证回转运动精度。
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➢车床主轴的设计要求
扭转和弯曲刚度高；
回转精度高（径向圆跳动、端面圆跳动、 回转轴线稳定）；
制造精度高：
1) 结构尺寸及动态特性要好；
2) 主轴本身及其轴承精度高；
3) 轴承的结构和润滑；
4) 齿轮的布置；
5) 固定件的平衡等精品。文档
要求较高。
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• 磨削主轴锥孔一般以支承轴颈作为定 位基准，有三种安装方式：
前支承装于中心架，后支承用卡盘装夹
前、后支承装于两个中心架，用万向节 与主轴相联；
采用专用夹具。
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剖分轴承、V型夹具、浮动卡头等，使 磨头误差及机床振动不影响工件。
由底座、支承架及浮动卡头三部分组成； 前、后两支架与底座连成一体
Ra 0.63m，
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➢主轴轴端外锥（短锥）的技术要求 用来安装卡盘或花盘的；也是定心表面； 对锥面的尺寸精度、形状精度、粗糙度、
接触精度都要求高； 轴心线应与支承轴颈同轴； 对支承轴颈的径向圆跳动为0.008；端面
圆跳动为0.008；
粗糙度 Ra 1.25m，硬度为HRC45~50。
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4) 顶尖孔锥角和圆度误差：直接反映到 工件的圆度上
5) 热处理、切削力、重力等的影响，会 损坏顶尖孔的精度
6) 热处理后和磨削加工前需要消除误差
• 研磨方法
1) 用铸铁顶尖研磨；
2) 用油石或橡胶砂轮夹在车床的卡盘 上，用金刚钻研磨；
3) 用硬质合金顶尖精品刮文档 研。
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• 结构特点
结构复杂，壁薄且不均匀；
加工部位多，加工精品难文档度大。
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➢箱体零件的主要技术要求 • 孔径精度
影响回转精度，引起噪声、振动、径 向跳动，影响寿命。
孔的尺寸精度和几何形状误差会使轴 承与孔配合不良 (松、紧、不圆)；
主轴孔尺寸精度为IT6级，其余孔为 IT6~IT7级
第五章
工
机械制造工程
典型表面加工与特种加
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第一节 典型表面加工
本节内容将在 《金属切削加工及装备》 课程中详细讲解，在此从略
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第二节 典型零件加工工艺过 一、轴类零件加程工
1．轴类零件的作用、特点及分类 ➢轴类零件的作用 支撑传动零件； 承受载荷； 传递扭矩。
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➢轴类零件的特点
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➢主轴各表面的表面层要求 要有较高的耐磨性； 要有适当的硬度（HRC45以上），以改
善其装配工艺性和装配精度；
表面粗糙度 Ra0.8~0.2m。
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4. 主轴的机械加工工艺过程
➢主轴加工工艺过程制订的依据 主轴的结构；技术要求；生产批量；
设备条件。 ➢主轴加工工艺过程 批量：大批；材料：45钢；毛坯：模
3) 劳动强度。
• 车削加工的设备
1) 单件、小批：普通车床
2) 成批生产：液压仿形车床
3) 大批量生产：液压仿形、多刀半自动 车床
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➢主轴深孔的加工 • 深孔加工的难点 刀具细长，刚性差，易振动，易引偏； 排屑困难； 钻头散热条件差，冷却困难，易失去切
削能力。
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➢主轴的材料和热处理
热处理工序的安排
毛坯热处理：去锻造应力，细化晶粒；
切削前正火（预备热处理）：改善切削加 工性能和机械-物理性能；去锻造应力；
半精加工前调质：去应力，改善切削加工 性能，提高综合机械性能；
精加工前局部高频淬火：提高运动表面耐 磨性；
精加工后的定性处理：低温时效和冰冷处
• 采取措施 采用工件旋转、刀具进给的加工方法，
使钻头自定中心； 采用特殊结构的深孔钻； 预先加工一导向孔，防止引偏； 采用压力输送切削润滑液，既使冷却
充分，又使切屑排出。
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➢主轴锥孔的加工 • 主轴锥孔的作用及要求 主轴锥孔是安装顶尖的定位面； 主轴支承轴颈及主轴前端短锥的同轴度
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➢ 箱孔与孔的位置精度 引起轴安装歪斜，致使主轴径向跳动 和轴向窜动，加剧轴承磨损。
同一轴线上各孔的同轴度误差； 孔端面对轴线垂直度误差。
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• 孔和平面的位置精度
主要是规定主要孔和主轴箱安装基 面的平行度。
• 主要平面的精度
影响主轴箱与床身的连接刚度。
规定底面和导向面必须平直和相互 垂直；
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➢定位基准的选择 应使定位基准与装配基准重合； 一次安装应多加工几个面； 注意零件的主要精度指标：同轴度、圆
度、径向跳动； 主轴的定位过程较复杂：有顶尖、锥堵、
支承表面等作为定位基准。
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➢加工顺序的安排和工序的确定
三种方案
1) 粗加工外圆→钻深孔→精加工外圆 →粗加工锥孔→精加工锥孔
设计锥堵和锥堵心轴时应注意的问题
1) 不中途更换或拆装，以免增加安装误差
2) 锥堵和锥堵心轴要求两个锥面同轴
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➢顶尖孔的研磨
• 研磨的必要性
1) 顶尖孔是定位基准，对精度和质量有 直接影响
2) 顶尖孔的深度：影响定位轴向位置， 因而影响余量分布 (批量生产时)
3) 两顶尖孔同轴度：影响同轴度、影响 位置精度
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• 检验方法 硬度：硬度计 表面粗糙度：触针式表面粗糙度轮廓仪
或样板比较法 锥孔：着色法 尺寸精度：常规检验仪器（万能量具） 位置精度：专用检验装置。
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二、箱体加工
1．概述
➢箱体零件的功用和结构特点
• 功用
将机器和部件中的轴、套、齿轮等有关 零件连接成一个整体，并使之保持正确 的相互位置，以传递转矩或改变转速来 实现规定的运动。
2) 粗加工外圆→钻深孔→粗加工锥孔 →精加工锥孔→精加工外圆
3) 粗加工外圆→钻深孔→精加工外圆 →精加工外圆→精加工锥孔
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工序确定的两个原则
1) 工序中所用的基准应在该工序前加工；
2) 各表面要粗、精基准分开，先粗后精， 多次加工，逐步提高精度。
淬硬表面的键槽、螺纹等应在淬火前加工；
轴颈与有关表面的同轴度误差应很小。
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➢主轴工作表面（锥孔）的技术要求
用来安装顶尖或刀具锥柄的；是定心 表面；
对锥面的尺寸精度、形状精度、粗糙 度、接触精度都要求高；
轴心线应与支承轴颈同轴；
锥孔对轴颈的径向圆跳动近轴端为
0.005，离轴端300处为0.01，锥面接
触率≥70%，粗糙度 硬度为HRC48~50。
作为工件定位的V形架镶有硬质合金， 以提高耐磨性
工件的中心高应与磨头砂轮轴中心等高
后端的浮动卡头装在磨床主轴的锥孔内
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工件尾部插入弹性套内
通过弹簧将弹性套（浮动卡头外壳）连 同工件向后拉
钢球1压向镶有硬质合金的锥柄3端面， 依靠弹簧2的涨力限制工件的轴向窜动
该联接方式只传递扭矩，排除磨头和机 床误差对加工精度的干扰