典型零件加工工艺

3.2 箱体零件加工
3.箱体的材料及毛坯 ➢ 箱体材料一般选用HT200～HT400的各种
牌号的灰铸铁。 ➢ 在单件生产或某些简易机床的箱体，为了
缩短生产周期和降低成本，可采用钢材焊 接结构。 ➢ 精度要求较高的坐标镗床主轴箱可选用耐 磨铸铁，负荷大的主轴箱也可采用铸钢件。
3.2 箱体零件加工
4.箱体零件结构工艺性 （1） 通孔内又以孔长L与孔径D之比L/D≤1～ 1.5 的短圆柱孔工艺性为最好；L/D>5的孔，称 为深孔，若深度精度要求较高、表面粗糙度 值较小时，加工就很困难。 （2）阶梯孔的工艺性与“孔径比”有关。孔径 相差越小则工艺性越好；孔径相差越大，且 其中最小的孔径又很小，则工艺性越差。 （3）相贯通的交叉孔的工艺性也较差， （4）盲孔的工艺性最差
第3章 典型零件加工工艺
本章要点:
• 轴类零件的加工工艺特点； • 箱体类零件加工工艺特点； • 套类零件的加工工艺特点； • 圆柱齿轮加工工艺特点。
3.1轴类零件的加工
• 教学重点：
– 掌握轴类零件的结构特点； – 掌握车床主轴加工工艺过程； – 掌握轴类零件加工过程中常用夹具。
• 教学难点：
– 轴类零件加工工艺过程设计。
零件结构不太复杂，主要表面为同轴要 求较高的内、外旋转表面；多为薄壁件， 容易变形；零件尺寸大小各异，但长度一 般大于直径，长径比大于5的深孔比较多。
3.3 套筒零件加工
2.套筒类零件的技术要求
（1）内孔的技术要求。 内孔是套筒零件起支承和导向作用最主要的表面，通常与运动着的轴、 刀具或活塞相配合。其直径尺寸精度一般为IT7,精密轴承套为IT6；形 状公差一般应控制在孔径公差以内，较精密的套筒应控制在孔径公差 的1/3～1/2,甚至更小。对长套筒除了有圆度要求外，还对孔的圆柱度 有要求。套筒零件的内孔表面粗糙度Ra为2.5～0.16μm，某些精密套 筒要求更高，Ra值可达0.04μm。
3.2 箱体零件加工
3.2.2箱体平面及孔系的加工方法 1.箱体的平面加工
箱体平面加工的常用方法有刨、铣和磨三种。 2.箱体孔系的加工方法
⑴平行孔系的加工 保证各平行孔轴心线之间以及轴心线与基面之
间的尺寸精度和相互位置精度 ①找正法 ②坐标法 ③镗模法
3.2 箱体零件加工
⑵同轴孔系的加工
①利用已加工孔作支承导向 ②利用镗床后立柱上的导向套支承导向 ③采用调头镗
坯材料在加工各个阶段应如何安排热处理工序？ 这些热处理工序起什么作用？
3.试分析车床主轴加工工艺过程中，如何体现“基准 重合”、“基准统一”等精基准选择原则？
4.顶尖孔在主轴机械加工工艺过程中起什么作用？为 什么要对顶尖孔进行修磨？
5.轴类零件上的螺纹、花键等的加工一般安排在工艺 过程的哪个阶段？
作业
3.1轴类零件的加工
⑺轴类零件的检验 轴类零件在加工过程中和加工完以后都要 按工艺规程的技术要求进行检验。检验的 项目包括表面粗糙度、硬度、尺寸精度、 表面形状精度和相互位置精度。 ①表面粗糙度和硬度的检验 ②精度检验
作业
1.主轴结构特点和技术要求有哪些？ 2.车床主轴毛坯常用的材料有哪几种？对于不同的毛
➢ 以两顶尖孔作为轴类零件的定位基准，既符合基准重合原 则，又能使基准统一。
➢ 为了保证支承轴颈与两端锥孔的同轴度要求，需要应用互 为基准原则。
➢ 在精磨莫氏6号内锥孔的定位方法中，采用了专用夹具， 机床主轴仅起转递扭矩的作用，排除了主轴组件本身的回 转误差，因此提高了加工精度。
➢ 精加工主轴外圆表面也可用外圆表面本身来定位，既在安 装工件时以支承轴颈表面本身找正。
装在刀架上的金刚钻将它的前端修整成顶 尖形状 ➢用硬质合金顶尖刮研
3.1轴类零件的加工
⑶外圆表面的车削加工 主轴各外圆表面的车削通常分为粗车、半精
车、精车三个步骤
➢ 单件小批生产采用普通卧式车床； ➢ 成批生产多用带有液压仿形刀架的车床或
液压仿形车床； ➢ 大批大量生产则采用液压仿形车床或多刀半
自动车床。
3.孔系有哪几种？其加工方法有哪些？
4.如何安排箱体零件的加工顺序？一般应遵循哪些原 则？
3.3 套筒零件加工
• 教学重点：
– 掌握套类零件的结构特点； – 掌握套类零件加工工艺。
• 教学难点：
– 套类零件加工工艺的制订。
3.3 套筒零件加工
图3-25常见的套筒零件
3.3 套筒零件加工
3.3.1概述 1.套筒类零件的功用与结构特点
3.1轴类零件的加工
4.主轴加工中的几个工艺问题
⑴锥堵和锥堵心轴的使用 对于通孔直径较小的轴，可直接在孔口倒出宽度不大于 2mm的60度锥面，代替中心孔。
当主轴锥孔的锥度较小时，就常用锥堵 当锥度较大时，可用带锥堵的拉杆心轴
图3－4 锥堵
图3－5 带有锥堵的拉杆心轴
3.1轴类零件的加工
⑵顶尖孔的修磨 ➢用铸铁顶尖研磨。 ➢用油石或橡胶砂轮夹在车床的卡盘上，用
定心）
16. 粗磨外圆 17. 粗磨莫氏6号内锥孔（重配
莫氏6号锥堵） 18. 粗铣和精铣花键 19.铣键槽 20. 车大端内侧面，车三处螺
纹（配螺母）
21. 精磨各外圆及E、F两端面 22. 粗磨两处1：12外锥面 23. 精磨两处1：12外锥面和D
端面及短锥面等
24. 精磨莫氏6号内锥孔（卸锥 堵）
（2）外圆的技术要求。 外圆表面一般起支承作用，通常以过渡或过盈配合与箱体或机架上的 孔相配合。外圆表面直径尺寸精度一般为IT6～IT7，形状公差应控制 在外径公差以内，表面粗糙度Ra为5～0.63μm。
箱体是机器的基础零件，它将机器和 部件中的轴、齿轮等有关零件连接成一个 整体，并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。因此箱 体的加工质量直接影响机器的工作精度、 使用性能和寿命。
3.2 箱体零件加工
2.箱体零件的主要技术要求 ⑴孔径精度 ⑵孔与孔的位置精度 ⑶孔和平面的位置精度 ⑷主要平面的精度 ⑸表面粗糙度
②就基准统一而言，希望始终以顶尖孔定位，避免使用锥堵，则深孔加 工应安排在最后。但深孔加工是粗加工工序，要切除大量金属，加工 过程中会引起主轴变形，所以最好在粗车外圆之后就把深孔加工出来。
③花键和键槽加工应安排在精车之后，粗磨之前。如在精车之前就铣出 键槽，将会造成断续车削，既影响质量又易损坏刀具，而且也难以控 制键槽的尺寸精度。
➢ 对中等精度而转速较高的轴类零件，一般选用合金钢（如 40Cr等），经过调质和表面淬火处理，使其具有较高的 综合力学性能。
➢ 对在高转速、重载荷等条件下工作的轴类零件，可选用 20CrMnTi、20Mn2B、20Cr等低碳合金钢，经渗碳淬火 处理后，具有很高的表面硬度，心部则获得较高的强度和 韧性。
采用正火，消除锻造应力，细化晶粒，并使金属组织均匀。 ②预备热处理
粗加工之后半精加工之前，安排调质处理，提高其综合力学性能 ③最终热处理
主轴的某些重要表面需经高频淬火。 最终热处理一般安排在半精加工之后，精加工之前，局部淬火产 生的变形在最终精加工时得以纠正。
3.1轴类零件的加工
⑶加工阶段的划分 ①粗加工阶段 用大的切削用量切除大部分余量，及时发现锻件 裂纹等缺陷。 ②半精加工阶段 为精加工作好准备 ③精加工阶段 把各表面都加工到图样规定的要求。
粗加工、半精加工、精加工阶段的划分大体以热处 理为界。
3.1轴类零件的加工
⑷工序顺序的安排
毛坯制造——正火——车端面钻中心孔——粗车——调 质——半精车表面淬火——粗、精磨外圆——粗、精磨圆 锥面——磨锥孔。
3.1轴类零件的加工
在安排工序顺序时，还应注意下面几点：
①外圆加工顺序安排要照顾主轴本身的刚度，应先加工大直径后加工小 直径，以免一开始就降低主轴钢度。
3.1轴类零件的加工
3.1.1概述 1.轴类零件的功能和结构特点 2.轴类零件的技术要求 （1）尺寸精度。 （2）相互位置精度。 （3）几何形状精度。 （4）表面粗糙度。
3.1轴类零件的加工
3.轴类零件的材料与热处理
➢ 一般轴类零件常用中碳钢，如45钢，经正火、调质及部分 表面淬火等热处理，得到所要求的强度、韧性和硬度。
编制图示小滑板丝杠轴的机械加工工艺规程。其生 产类型为中批生产，材料45钢，需调质处理。
3.2 箱体零件加工
• 教学重点： – 掌握箱体类零件的结构特点； – 掌握箱体类零件加工工艺。
• 教学难点： – 箱体类零件加工工艺的制订； – 箱体类零件加工夹具的选择。
3.2 箱体零件加工
3.2.1概述 1.箱体零件的功用和结构特点
铸件
图3－1 CA6140车床主轴简图
3.1轴类零件的加工
3.1.2车床主轴加工工艺分析 1.车床主轴技术条件的分析 ①主轴支轴承颈的技术要求 ②主轴工作表面的技术要求 ③空套齿轮轴颈的技术要求 ④螺纹的技术要求 ⑤主轴各表面的表面质量要求
3.1轴类零件的加工
2.车床主轴的机械加工工艺过程
1. 工 序 名 称 2. 备料 3. 模锻 4. 热处理 5. 铣端面钻中心孔 6. 粗车外圆 7. 热处理 8. 车大端各外圆 9. 仿形车小端各部 10.钻Ф48深孔 11.车小端内锥孔（配1：20锥堵） 12. 车大端锥孔、车外短锥及端面 13. 钻大端端面各孔 14. 热处理 15. 精车各外圆并切槽（两端锥堵
25. 钳工 26. 检验
3.1轴类零件的加工
3.车床主轴加工工艺过程分析
⑴ 主轴毛坯的制造方法 锻件，还可获得较高的抗拉、抗弯和抗扭强度。
⑵ 主轴的材料和热处理 45钢，普通机床主轴的常用材料，淬透性比合金钢差，淬火后变
形较大，加工后尺寸稳定性也较差，要求较高的主轴则采用合金钢材 料为宜。 ①毛坯热处理
④因主轴的螺纹对支承轴颈有一定的同轴度要求，故放在淬火之后的精 加工阶段进行，以免受半精加工所产生的应力以及热处理变形的影响。