9-典型零件加工工艺总结

三、定位基准的选择
1．粗基准的选择
曲轴加工的第一道工序是钳工划线，划出主轴颈端面的十字中心线 以及待加工表面的轮廓线，然后按划线找正将曲轴安装在机床上进 行加工。
2．精基准的选择 加工曲轴的主轴颈以及与主轴颈在同一轴线上的其它表面 时，采用两端中心孔位统一定位基准。 加工曲轴销时，均以加工过的主轴颈为定位基面，符合定 位基准与设计基准重合的原则。
• 批量：小批
工序号 工序内容
材料：45
毛坯：自由锻造
定位基准 加工设备 铣床 按划线 钻床
10
20 30 40
锻后正火处理
铣两端，铣平为止 划两端中心线及曲柄开档线 钻两端中心孔
50
60 70 80 90 100
粗车主轴颈、曲柄外圆弧、曲 一头加外圆，另一 车床 柄外端面 头中心孔
粗车曲柄销及其内侧表面 粗铣曲柄两侧面 超声波探伤 工序间检验 主轴颈，曲柄侧面 车床 主轴颈，并矫正 铣床
• 无损探伤，超声波探伤，磁粉探伤
曲轴加工工艺过程的简要分析
• （1）划分为三个加工阶段，各阶段之间插 入热处理和探伤工序。 • （2）两个中心孔及主轴颈分别是加工主轴 颈和曲柄销的定位基面。 • （3）加工主轴颈时所用定位方式随加工阶 段的不同而异。 • （4）铣键槽时需要尺寸换算。
曲轴机械加工典型工艺过程
小结
9.1 概述
掌握基本概念：工序、工步、工位、安装、走刀、生产纲领、生产类 型 9.2 机械加工工艺规程 掌握概念，掌握制定工艺规程的原始资料和步骤 9.3 零件的工艺分析和毛坯的选择
能够对典型的零件结构进行工艺性分析，了解毛坯类型及选择应考虑的要素
9.4 工件的定位基准的选择 掌握粗基准精基准选择的原则，掌握工件定位原理和不同类型 理解夹紧力的确定方法 9.5 机械加工工艺路线的拟定 经济加工精度，加工顺序的安排（加工阶段的划分），集中于分散 9.6 加工余量和工序尺寸的确定 掌握加工余量的概念，基准重合、不重合时工序尺寸的计算
大轴承孔及其端面，按划线找正 刨床 底平面 底平面，并找正轴承孔 铣床 镗床
大轴承孔及其端面，找正滑道孔 镗床
90
钻、铰、攻各光孔，刮各 钻模及划线 孔凸台
钻床
箱体零件的高效自动化加工
• 箱体类零件结构形状复杂，工序转换多， 加工要求多，而在结构上一般允许采用统 一基准，所以箱体类零件特别适宜于采用 加工中心。 • 加工中心是多工序自动换刀数控镗铣床。
(a) 使用偏心夹具，工件两端装在夹具开口孔中，在平板上找正曲柄销轴心线同 顶针孔同轴(角向定位)后夹紧。
(b)曲轴以两端主轴颈为定为基面，装夹于前、后卡盘上，卡盘中心偏离机床轴 线的距离即为曲柄销与主轴颈的偏心距。
曲轴的检验
• 工序间检验 • 全部工序完成之后的全面检验—
单件小批生产中，尺寸精度可采用外径千分尺检验；大批量生产中， 为节省时间，可采用光滑极限量规检验。 表面粗糙度可采用比较法或表面轮廓仪检验 位置精度的检验则需要一定的专用检验夹具。
刨曲柄底面(与平衡铁贴合面) 主轴颈、曲柄侧面 刨床
110
退火处理
工序号 工序内容
定位基准
加工设备
120
130 140
车两端面，修正中心孔
精车主轴颈及其它外圆 精刨（或精铣）曲柄两侧面
主轴颈
中心孔 主轴颈，并找正
车床
车床 刨床（或铣床）
150
160 170 180 190 200
精车曲柄销及开档内端面
毛
坯
• 轴类零件最常用的毛坯是圆棒料和锻件。重 要的轴尤其要使用锻件，以保证金属内部纤 维组织均匀连续分布，获得较高的强度。 • 有些大型轴或结构复杂的轴采用铸件毛坯。
热处理
• 锻件在粗加工前退火或正火，以降低材料 硬度、改善切削性能，消除锻造内应力， 细化晶粒，并使金属组织均匀。 • 主轴粗加工后均进行调质处理，提高综合 机械性能。 • 提高轴颈表面和工作表面硬度的表面淬火 处理。
工序间检验 表面淬火热处理 划各油孔、螺孔线 钻、镗主轴颈中心油孔 钻油孔、平衡铁螺孔
主轴颈，曲柄侧面 靠住角向定位块
车床
高频淬火机 主轴颈 车床
210
攻丝，去毛刺
工序号 工序内容
220 230 铣键槽 磨主轴颈及与皮带轮配合面
定位基准
主轴颈 中心孔
加工设备
铣床 磨床
240
250
磨曲柄销
磁粉探伤
主轴颈，曲柄侧面 磨床 靠住角向定位块
箱体零件的主要技术要求
支承孔的尺寸精度、形状精度、和表面粗糙度
支撑孔的公差等级一般为IT6~7级，粗糙度Ra1.6~0.8μm
支承孔之间的孔距尺寸精度及相互位置精度 主要平面的形状精度、相互位置精度和粗糙度 支承孔与主要表面的尺寸精度和相互位置精度
箱体零件的材料及毛坯
材 料
箱体零件常选用铸铁，容易成型、切削性能好、价格低廉 和抗震性能好。减轻重量，铝合金。
合理安排时效处理
一般在毛坯铸造之后安排一次人工时效即可；对一些 高精度或形状特别复杂的箱体，应在粗加工之后再安 排一次人工时效，以消除粗加工产生的内应力，保证 箱体加工精度的稳定性。
• 确定其工艺路线：划线—粗铣（或刨）底 平面—粗镗轴承孔及其端面—粗镗滑道孔 及其端面—精加工底平面—精镗轴承孔及 其端面—精镗滑道孔及其端面。
相互位置精度 为保证轴上传动件的传动精度，必须规定配合轴颈相对支撑轴颈 的位置精度，一般通过径向圆跳动或同轴度来保证。普通精度轴 的配合轴颈对支撑轴颈的径向圆跳动，一般规定为0.01 mm～ 0.03 mm，高精度轴为0.001 mm～0.005 mm。
表面粗糙度 一般地，轴上与轴承相配合的支撑轴颈的表面质量要求最高， 表面粗糙度Ra值为0.4 µm～0.1 µm；其次是配合轴颈和 工作表面，其表面粗糙度Ra值为1.6 µm～0.4 µm。
磁粉探伤 仪
260
尺寸、形状、位置精度检验
检验台
7
§2 箱ห้องสมุดไป่ตู้类零件的加工
箱体零件的功用
箱体是机器的基础零件，它将机器中有 关部件的轴、套、齿轮等相关零件连接 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完成规定 的运动。
箱体零件结构特点
结构复杂，壁薄且不均匀，内部腔形，加工部位多，加工 难度大。
单拐曲轴组件图
曲轴的结构特点：整个曲轴是由主轴、与连杆大头配合的曲柄销， 联结主轴和曲柄销的曲柄组成。 主轴上有与轴承、皮带轮、轴承盖等相配合的几个部分。此外，为 了保证连杆大头瓦与曲柄销之间通油润滑，在曲轴上要求钻出细长 的交叉油孔；以及固定平衡铁的螺孔、堵油孔的螺孔等。
曲轴的技术要求
二、曲轴的工艺特点
• 加工底平面的定位基准
• 如一开始就加工底平面，且粗、精加工合并为一道工序， 可按照划线找正来定位。 • 如粗、精加工分开，则精加工底平面时，可以用已粗镗、 半精镗的大轴承孔机器端面定位，并找正底平面来确定工 件的位置。
机身加工过程的确定
工序集中，先主后次
箱体零件上相互位置要求较高的孔系和平面，一般尽量 集中在同一工序中加工，以减少装夹次数，从而减少安 装误差的影响，有利于保证其相互位置精度要求。
轴类零件的材料
• 一般轴类零件常选用45钢，这种材料经调质或正火后， 能获得一定的切削性能、强度和韧性，具有较好的综合力 学性能； • 中等精度而转速较高的轴类零件可选用40Cr等合金结构 钢，经调质和表面淬火处理获得较好的综合力学性能； • 高精度的轴可选用轴承钢GCr15和弹簧钢65Mn等材料， 经调质和表面淬火获得更好的耐磨性和耐疲劳性； • 高转速、重载荷等条件下工作的轴可以选用20CrMnTi、 20Mn2B、20Cr等低碳合金钢或38CrMoAI氮化钢， 经过淬火或氮化处理获得高的表面硬度、耐磨性和心部强 度。
加工曲柄销时的定位
1）对于主轴颈较大而偏心距又较小的曲轴 可以在曲轴两端面上分别各打出两个顶针孔A及B，两顶针孔在端 面上的距离即等于曲柄销对主轴颈的偏心距。以顶针孔A为基准加 工主轴 颈，以顶针孔B为基准加上曲柄销，这样加工曲柄销就不 需要专用夹具。
2）当偏心距较大，曲柄销的轴心线在主轴颈外圆的端面之外时，需借助于专用 偏心夹具来定位。这时又有两种不同的方案。
L型机身主要加工过程
工序 加工内容 定位基准 加工设备 镗床
10
20
划中心线和主要加工面线
粗镗两轴承孔、半精镗大 底平面，并按划线找正 轴承孔（定位用）及其端 面
30
40 50 60 70 80
粗镗滑道孔及其端面
时效处理 粗、精刨底平面 铣各窗口平面 精镗轴承孔及其端面 精镗滑道孔及其端面
大轴承孔及其端面，按划线找正 镗床
从机械加工工艺上看，曲轴属于轴类零件，主要是外圆表面的加工。 但由于曲轴呈拐状，曲柄销与主轴颈偏离了一定的距离，不在同一 轴心线上，形状较复杂，刚性不足，余量较大等结构上的特点，
在制订曲轴机械加工工艺过程时，应着重考虑下述几个问题： （1）离心力的平衡问题 采用偏心夹具或专用机床加工曲柄销和精磨主轴颈时都要附加配重， 保持平衡。 （2）采用中心架提高刚性 为了防止和减少变形，加工多拐曲轴时常在中间主轴颈部位安装中 心架，以增强工件装夹的径向刚度。 （3）安装支撑杆提高轴向刚度 在曲柄两内侧面之间安装撑杆，提高工件的轴向刚度，避免工件产 生弯曲变形。 （4）粗精加工分开，三个阶段：粗加工，半精加工，精加工。
加工主要表面的工艺路线：加工中心孔—粗车主轴上各表面—粗车 曲柄销表面—超声波探伤—人工时效—修正中心孔—精车主轴上各 表面—精车曲轴销—表面淬火—磨主轴颈—磨曲柄销—磁粉探伤。
加工方法
• 曲轴机械加工可以分为外圆加工和平面加工 • 外圆加工依次为粗车、精车和外圆磨削 • 曲柄侧平面加工采用刨或铣，或先粗刨后精 铣。
•精基准的选择
•加工两轴承孔的定位基准
可在同一次安装中，镗杆从一个方向加工两孔 如果两孔距离过大，可将工作台转过180°，但会影响两轴承 孔的同轴度误差 可在工件另一侧加一支承，使镗杆成双支承，提高刚度。 以底平面定位，并按划线找正轴承孔轴线，使与镗杆轴重合。
•加工滑道孔的定位基准
滑道孔、汽缸安装止口、端面应该在一次安 装中加工。 以轴承孔及其端面定位加工滑道孔 •使用镗机身滑道孔的专用胎具定位 胎具置于镗床工作台上，调整镗杆轴线与胎 具轴线在垂直于工作台的同一平面内。 将工件置于胎具上，按划线找正，调整滑道 孔轴线与镗杆轴线同轴。 将工作台转过90°，升高镗床主轴，加工另 一个滑道孔。
典型零件加工工艺
§1 轴类零件的加工
轴类零件的功用、结构与分类
• • • •
主要功用有： 支承传动件(齿轮、皮带轮等)、传递转矩、承受载荷。 轴的结构特点： 回转体，长度大于直径，一般由同轴心的外圆、圆锥、 内孔、螺纹、键槽等组成。 • 轴的种类有： • 光轴(a)、阶梯轴(b)、花键轴(c)、偏心轴(d)、曲轴(e)、 凸轮轴(f)、空心轴（g）、十字轴等
定位基准的选择
• 粗基准的选择 （1）小轴承孔端面向下，划两滑道孔中心线，及两轴承孔端面线 （2）底平面向下，校正轴承孔端面线，使其处于垂直。 划主轴中心线，划水平列滑道孔中心十字线及圆线，划底平面 加工线和垂直滑道端面线。 （3）转过90°，与先前两个位置垂直。划主轴承孔中心线及圆线， 划垂直列滑道孔中心线及圆线，划水平列滑道孔端面加工线。
毛坯
一般采用铸件。 当单件小批生产时采用人工木模铸造；铸出大于50mm的孔。 大批大量生产时采用金属模机器造型，大于30mm的孔铸出。 为减少毛坯铸造时产生的残余应力，箱体铸造后应安排 人工时效。
L型活塞式压缩机机身加工
机身的技术要求
• 轴承座孔对轴承孔的同轴度 8级 • 十字头滑道轴线对轴承孔轴线的垂直度 6级 • 安装汽缸的定位止口轴线对十字头滑道轴线的同 轴度 8级 • 轴承孔和轴承座孔的圆柱度 D≤220mm 7级 D ＞ 220mm 8级 • 十字头滑道摩擦面 Ra=0.8μm • 主轴承孔 Ra=1.6μm
往复活塞式压缩机曲轴的加工
一、曲轴的功用和结构特点 曲轴是活塞式压缩机中接受电动机以扭矩形式输入的动力、并将旋转运 动变为直线运动的一个重要零件，它在工作过程中将承受周期性的、复 杂的交变载荷。
曲轴常用材料有优质碳素结构钢(35、40、45号钢)和球墨铸铁 (QT60－2)等，因此曲轴毛坯也就有锻造曲轴和铸造曲轴两大类。
轴类零件的技术要求
尺寸精度
轴类零件的支撑轴颈一般与轴承配合，是轴类零件的主要表面， 它影响轴的回转精度和工作状态，对其尺寸精度要求较高，为 h5～h7；配合轴颈尺寸精度可低些，为h6～h9。 几何形状精度 轴类零件的形状精度(如圆度、圆柱度、直线度等)应控制在直径 公差之内；对精度要求高的轴，应在图样上标注其形状公差。