典型零件加工工藝

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1、第 六 章 典 型 零 件 加 工 工 藝 學(xué) 習(xí) 機(jī) 械 制 造 技 術(shù) 的 重 要 目 的 之 一 ， 是 熟悉 和 掌 握 機(jī) 器 零 件 的 加 工 工 藝 ， 能 合 理 地 編 制出 中 等 復(fù) 雜 程 度 零 件 的 機(jī) 械 加 工 工 藝 規(guī) 程 。 本章 通 過(guò) 對(duì) 幾 種 常 見(jiàn) 典 型 機(jī) 器 零 件 的 加 工 工 藝 過(guò)程 的 分 析 及 其 重 要 表 面 的 加 工 方 法 介 紹 ， 使 讀者 能 夠 達(dá) 到 綜 合 運(yùn) 用 所 學(xué) 知 識(shí) ， 分 析 和 解 決 實(shí)際 加 工 問(wèn) 題 的 目 的 。 教 學(xué) 目 標(biāo) 6.1 軸 類 加 工 軸 類 零 件 的

2、功 用 、 結(jié) 構(gòu) 與 分 類 主 要 功 用 有 ： 支 承 傳 動(dòng) 件 (齒 輪 、 皮 帶 輪 等 )、 傳 遞 轉(zhuǎn) 矩 、 承 受 載 荷 。 軸 的 結(jié) 構(gòu) 特 點(diǎn) ： 長(zhǎng) 度 大 于 直 徑 ， 一 般 由 同 軸 心 的 外 圓 、 圓 錐 、 內(nèi) 孔 、 螺 紋 、鍵 槽 等 組 成 。 軸 的 種 類 有 ： 光 軸 (a)、 階 梯 軸 (b)、 花 鍵 軸 (c)、 偏 心 軸 (d)、 曲 軸 (e)、凸 輪 軸 (f)、 空 心 軸 （ g） 、 十 字 軸 等 。 如 圖 6-1所 示 ： 圖 6-1 軸 類 零 件 的 種 類 返 回 幾 何 形 狀 精 度 軸

3、類 零 件 的 形 狀 精 度 (如 圓 度 、 圓 柱 度 、 直線 度 等 )應(yīng) 控 制 在 直 徑 公 差 之 內(nèi) ； 對(duì) 精 度 要 求 高 的軸 ， 應(yīng) 在 圖 樣 上 標(biāo) 注 其 形 狀 公 差 。 相 互 位 置 精 度 為 保 證 軸 上 傳 動(dòng) 件 的 傳 動(dòng) 精 度 ， 必 須 規(guī) 定 配 合 軸 頸 相 對(duì) 支撐 軸 頸 的 位 置 精 度 ， 一 般 通 過(guò) 徑 向 圓 跳 動(dòng) 或 同 軸 度 來(lái) 保 證 。普 通 精 度 軸 的 配 合 軸 頸 對(duì) 支 撐 軸 頸 的 徑 向 圓 跳 動(dòng) ， 一 般 規(guī)定 為 0.01 mm 0.03 mm， 高 精 度 軸 為0.0

4、01 mm 0.005 mm。 表 面 粗 糙 度 一 般 地 ， 軸 上 與 軸 承 相 配 合 的 支 撐 軸 頸 的 表 面 質(zhì)量 要 求 最 高 ， 表 面 粗 糙 度 Ra值 為 0.63 m0.16 m； 其 次 是 配 合 軸 頸 和 工 作 表 面 ， 其 表面 粗 糙 度 Ra值 為 2.5 m 0.63 m。 軸 類 零 件 的 材 料 及 熱 處 理 材 料 和 熱 處 理 一 般 軸 類 零 件 常 選 用 45鋼 ， 這 種 材 料 經(jīng) 調(diào) 質(zhì) 或 正火 后 ， 能 獲 得 一 定 的 切 削 性 能 、 強(qiáng) 度 和 韌 性 ， 具有 較 好 的 綜 合 力 學(xué) 性

5、能 ； 中 等 精 度 而 轉(zhuǎn) 速 較 高 的軸 類 零 件 可 選 用 40Cr等 合 金 結(jié) 構(gòu) 鋼 ， 經(jīng) 調(diào) 質(zhì) 和表 面 淬 火 處 理 獲 得 較 好 的 綜 合 力 學(xué) 性 能 ； 高 精 度的 軸 可 選 用 軸 承 鋼 GCr15和 彈 簧 鋼 65Mn等 材料 ， 經(jīng) 調(diào) 質(zhì) 和 表 面 淬 火 獲 得 更 好 的 耐 磨 性 和 耐 疲勞 性 ； 高 轉(zhuǎn) 速 、 重 載 荷 等 條 件 下 工 作 的 軸 可 以 選用 20CrMnTi、 20Mn2B、 20Cr等 低 碳 合 金 鋼或 38CrMoAI氮 化 鋼 ， 經(jīng) 過(guò) 淬 火 或 氮 化 處 理 獲得 高 的 表

6、 面 硬 度 、 耐 磨 性 和 心 部 強(qiáng) 度 毛 坯軸 類 零 件 最 常 用 的 毛 坯 是 圓 棒 料 和 鍛 件 。重 要 的 軸 尤 其 要 使 用 鍛 件 ， 以 保 證 金 屬 內(nèi)部 纖 維 組 織 均 勻 連 續(xù) 分 布 ， 獲 得 較 高 的 強(qiáng)度 。 有 些 大 型 軸 或 結(jié) 構(gòu) 復(fù) 雜 的 軸 采 用 鑄 件毛 坯 。 軸 類 零 件 加 工 工 藝 分 析 1. 主 軸 的 技 術(shù) 條 件 分 析從 圖 6-1車(chē) 床 主 軸 零 件 圖 可 以 看 出 ， 主 軸 的 支 撐 軸 頸 是 主 軸 部 件 的 裝 配 基準(zhǔn) ， 其 制 造 精 度 直 接 影 響 到

7、主 軸 部 件 的 回 轉(zhuǎn) 精 度 ， 支 撐 軸 頸 A、 B的 圓 度公 差 為 0.003 m m 。 相 對(duì) 于 A、 B基 準(zhǔn) 公 共 軸 線 的 徑 向 圓 跳 動(dòng) 公 差 為0.005 m m 。 支 撐 軸 頸 與 配 合 軸 頸 的 尺 寸 精 度 根 據(jù) 使 用 要 求 通 常 為 IT6 IT5。主 軸 前 端 錐 孔 ， 必 須 與 支 撐 軸 頸 嚴(yán) 格 同 軸 。 其 要 求 為 在 軸 端 處 相 對(duì) A、 B基 準(zhǔn) 的 徑 向 圓 跳 動(dòng) 公 差 為 0.005 m m ， 在 離 軸 端 300 m m 處 的 徑 向 圓 跳 動(dòng) 公差 為 0.01 m m

8、。 主 軸 前 端 圓 錐 面 必 須 與 支 撐 軸 頸 同 軸 ， 端 面 與 軸 線 垂 直 。其 相 對(duì) A、 B基 準(zhǔn) 的 斜 向 圓 跳 動(dòng) 公 差 為 0.008 m m ， 端 面 圓 跳 動(dòng) 公 差 為 0.008 m m 。 主 軸 上 的 螺 紋 是 用 來(lái) 固 定 與 調(diào) 節(jié) 主 軸 軸 承 間 隙 的 ， 必 須 控 制螺 紋 中 徑 與 支 撐 軸 徑 的 同 軸 度 。主 軸 加 工 的 關(guān) 鍵 是 保 證 支 撐 軸 頸 本 身 的 尺 寸 精 度 、 表 面 粗 糙 度 以 及 形 位公 差 要 求 。 2、 車(chē) 床 主 軸 加 工 工 藝 過(guò) 程 3. 車(chē)

9、床 主 軸 加 工 工 藝 過(guò) 程 分 析(1) 定 位 基 準(zhǔn) 的 選 擇 。 (2) 加 工 階 段 的 劃 分 (3) 加 工 順 序 的 安 排 一 影 響 因 素 1 軸 的 尺 寸 及 精 度 要 求 。 2 軸 的 長(zhǎng) 徑 比 ， 即 是 剛 性 軸 還 是 柔 性 軸 。 3 是 否 進(jìn) 行 中 間 熱 處 理 。二 安 裝 方 式 為 保 證 軸 的 相 互 位 置 精 度 ， 選 擇 定 位 基 準(zhǔn) 面 時(shí) 應(yīng) 盡 量 符 合基 準(zhǔn) 重 合 和 基 準(zhǔn) 統(tǒng) 一 的 原 則 。 安 裝 方 式 有 三 種影 響 工 藝 路 線 的 因 素 及 安 裝 圖 6-3 軸 的 安

10、裝 方 式 返 回 1 用 中 心 孔 定 位 安 裝 2 用 孔 定 位 安 裝 3 以 外 圓 表 面 定 位 安 裝 主 軸 零 件 主 要 工 序 的 加 工 方 法 1. 外 圓 的 加 工 2. 中 心 孔 的 加 工3. 錐 孔 的 精 加 工 4. 花 鍵 表 面 加 工 主 軸 的 檢 驗(yàn) 精 度 檢 驗(yàn)表 面 質(zhì) 量 檢 驗(yàn) 尺 寸 精 度 、 位 置 精 度 、 形 狀 精 度表 面 粗 糙 度 和 表 面 力 學(xué) 物 理 性 能 單 件 小 批 生 產(chǎn) 中 ， 尺 寸 精 度 可 采 用 外 徑 千 分 尺 檢 驗(yàn) ；大 批 量 生 產(chǎn) 中 ， 為 節(jié) 省 時(shí) 間 ，

11、可 采 用 光 滑 極 限 量 規(guī)檢 驗(yàn) 。表 面 粗 糙 度 可 采 用 比 較 法 或 表 面 輪 廓 儀 檢 驗(yàn) 。位 置 精 度 的 檢 驗(yàn) 則 需 要 一 定 的 專 用 檢 驗(yàn) 夾 具 。 軸 的 位 置 精 度 檢 驗(yàn)1擋 鐵 ； 2鋼 球 ； 3可 調(diào) V形 塊 ； 4V形 塊 ； 5錐 堵 ； 6檢 驗(yàn) 芯 棒 ； 7平 板 6.2 套 筒 加 工 套 類 零 件 的 加 工 表 面 有 外 圓 表 面 、 內(nèi)孔 表 面 以 及 端 面 ， 加 工 要 求 既 有 內(nèi) 外 圓 表面 同 軸 度 要 求 ， 又 有 軸 線 與 端 面 的 垂 直 度要 求 ， 同 時(shí) 套 類

12、零 件 的 剛 性 不 高 ， 加 工 時(shí)容 易 產(chǎn) 生 變 形 影 響 加 工 精 度 ， 所 以 套 類 零件 的 加 工 難 度 較 大 。 6.2.1套 筒 類 零 件 概 述 套 筒 類 零 件 的 特 點(diǎn) ：(1) 主 要 表 面 為 內(nèi) 外 圓 回 轉(zhuǎn) 表 面 ， 其 同 軸 度 公 差 要 求 很 小 。(2) 內(nèi) 孔 與 外 圓 直 徑 之 差 較 小 ， 即 零 件 壁 厚 較 小 ， 易 變 形 。 (3) 零 件 長(zhǎng) 度 L一 般 大 于 圓 直 徑 d。 (4) 結(jié) 構(gòu) 比 較 簡(jiǎn) 單 。套 筒類 零件 的應(yīng) 用 主 要 起 支撐 或 導(dǎo) 向作 用 軸 承導(dǎo) 向 套汽

13、 缸 套油 缸 返 回 2. 套 類 零 件 的 主 要 技 術(shù) 要 求 (1) 孔 與 外 圓 的 精 度 要 求 。 (2) 幾 何 形 狀 精 度 要 求 。 (3) 相 互 位 置 精 度 要 求 。 3、 套 筒 類 零 件 的 材 料 及 毛 坯材 料 套 類 零 件 一 般 用 鋼 、 鑄 鐵 、 青 銅 、 黃 銅 制 成 。 有些 滑 動(dòng) 軸 承 可 選 用 雙 金 屬 結(jié) 構(gòu) ， 對(duì) 一 些 強(qiáng) 度 和 硬 度 要 求較 高 的 套 類 零 件 (如 鏜 床 主 軸 套 筒 、 伺 服 閥 套 )， 可 選 用優(yōu) 質(zhì) 合 金 鋼 (38CrMoALA、 18CrNiWA)。

14、毛 坯 孔 徑 較 大 時(shí) ， 常 選 擇 無(wú) 縫 鋼 管 或 帶 孔 的 鑄 件 和 鍛件 ； 孔 徑 較 小 時(shí) ， 一 般 選 擇 熱 軋 或 冷 拉 棒 料 。 大 批 量生 產(chǎn) 時(shí) ， 采 用 冷 擠 壓 、 粉 末 冶 金 等 先 進(jìn) 毛 坯 制 造 工 藝 ，不 僅 節(jié) 約 材 料 ， 而 且 可 提 高 生 產(chǎn) 率 和 毛 坯 精 度 。 6.2.2 套 類 零 件 加 工 工 藝 分 析 套 類 零 件 由 于 功 用 、 尺 寸 、 結(jié) 構(gòu) 形 狀 、 材 料 、 熱 處理 方 法 的 不 同 ， 其 工 藝 過(guò) 程 差 別 很 大 。 但 大 多 數(shù) 在 加工 中 都 要

15、 保 證 內(nèi) 孔 與 外 圓 的 同 軸 度 及 端 面 與 內(nèi) 、 外 圓軸 線 的 垂 直 度 要 求 。 按 結(jié) 構(gòu) 形 狀 來(lái) 分 ， 大 體 上 可 分 為短 套 筒 和 長(zhǎng) 套 筒 兩 類 。 它 們 在 加 工 中 對(duì) 工 件 的 裝 夾 方法 有 很 大 區(qū) 別 。 長(zhǎng) 套 筒 零 件 的 加 工 保 證 表 面 相 互 位 置 精 度 的 方 法(1) 在 一 次 裝 夾 中 完 成 內(nèi) 、 外 表 面 及 端 面 的 加 工 。 (2) 主 要 表 面 的 加 工 分 在 幾 次 安 裝 中 進(jìn) 行 (先 加 工 孔 )。 (3) 主 要 表 面 的 加 工 分 在 幾 次

16、 安 裝 中 進(jìn) 行 (先 加 工 外 圓 )。 防 止 套 筒 變 形 的 工 藝 措 施 如 下 ：(1) 將 粗 、 精 加 工 分 開(kāi) 進(jìn) 行 。 為 減 少 切 削 力 和 切 削 熱 的 影 響 ， 使 粗 加工 中 產(chǎn) 生 的 變 形 在 精 加 工 中 得 以 糾 正 。(2) 減 少 夾 緊 力 的 影 響 。 在 工 藝 上 采 取 以 下 措 施 減 少 夾 緊 力 的 影 響 ： 改 變 夾 緊 力 的 方 向 ， 將 徑 向 夾 緊 改 為 軸 向 夾 緊 。 使 用 過(guò) 渡 套 或 彈 簧 套 夾 緊 工 件 ， 在 必 須 采 用 徑 向 夾 緊 時(shí) 盡 可 能

17、使徑 向 夾 緊 力 均 勻 。 做 出 工 藝 凸 臺(tái) 或 工 藝 螺 紋 以 減 少 夾 緊 變 形 。 如 表 6-2工 序 2先 車(chē) 出M88 mm l.5 mm螺 紋 供 后 續(xù) 工 序 裝 夾 時(shí) 使 用 。 在 工 序 3中 利 用 該 工 藝螺 紋 將 工 件 固 定 在 夾 具 中 ， 加 工 完 成 后 ， 在 工 序 5車(chē) 去 該 工 藝 螺 紋 。 減 少 熱 處 理 變 形 的 影 響 ， 熱 處 理 工 序 安 排 在 粗 精 加 工 之 間 進(jìn) 行 ，使 熱 處 理 變 形 在 精 加 工 中 得 到 糾 正 。 套 筒 類 零 件 的 安 裝 返 回 6.2.3

18、 套 類 零 件 孔 的 加 工 方 法 套 類 零 件 的 孔 加 工 方 法 常 用 的 有 ： 鉆 孔 、 擴(kuò) 孔 、鏜 孔 、 車(chē) 孔 、 鉸 孔 、 磨 孔 、 拉 孔 、 珩 孔 、 研 磨 孔及 孔 表 面 滾 壓 加 工 。 其 中 鉆 孔 、 擴(kuò) 孔 、 鏜 孔 、 車(chē)孔 常 作 為 粗 加 工 與 半 精 加 工 ； 而 鉸 孔 、 磨 孔 、 拉孔 、 珩 孔 、 研 磨 孔 及 孔 表 面 滾 壓 加 工 作 為 精 加 工方 法 。 1. 磨 孔 內(nèi) 圓 磨 削 具 有 以 下 特 點(diǎn) ：(1) 磨 削 生 產(chǎn) 率 低 。 砂 輪 直 徑 D受 工 件 孔 徑 d的

19、限 制 ， 砂輪 尺 寸 較 小 ， 消 耗 快 ， 需 要 經(jīng) 常 更 換 ， 影 響 生 產(chǎn) 率 。(2) 散 熱 條 件 差 。 采 用 較 軟 的 砂 輪 ， 砂 輪 與 工 件 內(nèi) 切 ，接 觸 面 積 大 ， 散 熱 條 件 差 ， 容 易 產(chǎn) 生 燒 傷 。(3) 磨 削 速 度 低 。 由 于 砂 輪 的 直 徑 較 小 ， 孔 的 磨 削 速 度比 外 圓 磨 削 速 度 低 得 多 。(4) 加 工 精 度 和 表 面 粗 糙 度 比 外 圓 磨 削 差 。 砂 輪 軸 受 工件 孔 徑 與 長(zhǎng) 度 的 限 制 ， 剛 性 較 差 ， 容 易 彎 曲 變 形 ， 并 引 起

20、振 動(dòng) ， 影 響 加 工 質(zhì) 量 。(5) 排 屑 困 難 。 為 了 排 屑 方 便 ， 可 采 用 干 磨 。 因 為 切 削液 不 易 進(jìn) 入 磨 削 區(qū) ， 排 屑 比 較 困 難 ， 對(duì) 于 脆 性 材 料 有 時(shí) 可采 用 干 磨 。 2. 深 孔 加 工一 般 將 孔 的 長(zhǎng) 度 L與 直 徑 d之 比 L/d5的 孔 ， 稱 為 深 孔 ，深 孔 加 工 與 一 般 孔 加 工 比 較 ， 具 有 生 產(chǎn) 率 低 、 難 度 大的 特 點(diǎn) 。 深 孔 加 工 的 工 藝 特 點(diǎn) ： 刀 具 的 使 用 壽 命 降 低 。 刀 具 幾 乎 在 封 閉 的 狀 態(tài) 下工 作 ，

21、切 削 溫 度 很 高 ， 冷 卻 散 熱 條 件 比 較 差 。 深 孔 刀 具 較 細(xì) 長(zhǎng) ， 強(qiáng) 度 和 剛 性 比 較 差 ， 深 孔 加 工中 容 易 引 起 軸 線 歪 斜 和 振 動(dòng) ， 孔 的 精 度 不 易 保 證 。 由 于 排 屑 比 較 困 難 ， 易 堵 塞 深 孔 ， 會(huì) 加 快 刀 具 磨損 ， 嚴(yán) 重 時(shí) 還 會(huì) 引 起 刀 具 崩 刃 甚 至 折 斷 。 深 孔 鉆 削 深 孔 鏜 削 浮 動(dòng) 鏜 孔 深 孔 加 工 精 細(xì) 鏜 孔 珩 磨 內(nèi) 孔 內(nèi) 孔 研 磨 滾 壓 孔 粗 加 工 與 半 精 加 工 精 加 工 圖 6-7工 件 不 轉(zhuǎn) 刀 具 邊 轉(zhuǎn)

22、 邊 移 動(dòng) 圖 6-8工 件 旋 轉(zhuǎn) 刀 具 反 向 旋 轉(zhuǎn) 返 回 6.3 齒 輪 加 工 6.3.1 概 述 齒 輪 的 功 用 圓 柱 齒 輪 是 機(jī) 械 傳 動(dòng) 中 的 重 要 零 件 ， 其 功 用 是 按 規(guī)定 的 傳 動(dòng) 比 傳 遞 運(yùn) 動(dòng) 和 動(dòng) 力 。 它 具 有 傳 動(dòng) 比 準(zhǔn) 確 、傳 動(dòng) 力 大 、 效 率 高 、 結(jié) 構(gòu) 緊 湊 、 可 靠 性 好 等 優(yōu) 點(diǎn) ，廣 泛 應(yīng) 用 于 各 種 現(xiàn) 代 機(jī) 器 和 儀 表 中 。 圖 6-10 圓 柱 齒 輪 的 結(jié) 構(gòu) 形 式 返 回 結(jié) 構(gòu) 特 點(diǎn) 圓 柱 齒 輪 的 結(jié) 構(gòu) 與 分 類 圓 柱 齒 輪 可 以 看

23、成 由 齒 圈 和 輪 體 兩 部 分 所 構(gòu) 成 ，在 輪 圈 上 切 出 直 齒 、 斜 齒 或 人 字 齒 （ 圖 6-9） 等 就形 成 了 齒 輪 。 按 齒 形 曲 線 性 質(zhì) 可 分 為 漸 開(kāi) 線 、 擺 線 、 鼓 形 和 圓弧 等 。 齒 輪 的 結(jié) 構(gòu) 分 類 常 以 輪 體 結(jié) 構(gòu) 的 形 狀 為 依 據(jù) ， 即可 分 為 單 聯(lián) 齒 輪 、 雙 聯(lián) 齒 輪 、 三 聯(lián) 齒 輪 、 連 軸 齒 輪 、內(nèi) 齒 輪 、 裝 配 齒 輪 、 齒 條 及 扇 形 齒 輪 等 （ 圖 6-10） 圖 6-9 斜 齒 輪 和 人 字 齒 輪 返 回 圓 柱 齒 輪 的 技 術(shù) 要

24、求 (1) 圓 柱 齒 輪 傳 動(dòng) 精 度 要 求 傳 遞 運(yùn) 動(dòng) 的 準(zhǔn) 確 性 。 傳 遞 運(yùn) 動(dòng) 的 平 穩(wěn) 性 。 載 荷 分 布 的 均 勻 性 。 傳 動(dòng) 側(cè) 隙 的 合 理 性 。 (2) 精 度 等 級(jí) 與 公 差 組 技 術(shù) 條 件 1. 1 12錐 度 塞 規(guī) 檢 查 ， 接 觸 面 不 少 于 75% 2. 材 料 ： 45鋼 3. 熱 處 理 ： 齒 部 G54 齒 輪 材 料 種 類 較 多 ,如 鍛 鋼 、 型 材 、 鑄 鋼 、 鑄 鐵 、 鑄銅 、 工 程 塑 料 等 。 常 用 的 材 料 如 45、 40Cr、 20CrMnTi、 35CrMoV等 。 大

25、型齒 輪 為 了 節(jié) 省 貴 重 金 ， 可 做 成 裝 配 式 的 。 如 輪 體 用 鐵 做 ， 齒圈 用 合 金 鋼 做 。 齒 輪 的 熱 處 理 輪 體 熱 處 理 。 是 在 齒 坯 鍛 造 及 粗 加 工 之 后 ， 安 排 的預(yù) 先 熱 處 理 ， 一 般 為 正 火 或 調(diào) 質(zhì) 處 理 ， 其 目 的 是 消 除 鍛 造 及粗 加 工 引 起 的 殘 余 應(yīng) 力 ， 改 善 材 料 的 切 削 性 能 ， 提 高 綜 合 力學(xué) 性 能 并 為 齒 面 熱 處 理 做 好 準(zhǔn) 備 。 齒 面 熱 處 理 。 是 在 齒 形 加 工 后 ， 對(duì) 輪 齒 齒 面 進(jìn) 行 滲碳 淬

26、火 、 高 頻 淬 火 、 氮 化 處 理 等 表 面 熱 處 理 ， 其 目 的 是 提 高齒 面 硬 度 及 耐 磨 性 。 6.3.2 齒 輪 材 料 及 毛 坯 齒 輪 的 毛 坯 齒 輪 的 毛 坯 形 式 主 要 有 棒 料 、 鍛 件 和 鑄 件 。 棒 料 用 于小 尺 寸 、 結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn) 單 且 對(duì) 強(qiáng) 度 要 求 低 的 齒 輪 ； 當(dāng) 齒 輪 要 求 強(qiáng)度 高 、 耐 磨 、 耐 沖 擊 時(shí) 多 選 用 鍛 件 ； 對(duì) 于 結(jié) 構(gòu) 復(fù) 雜 、 直 徑大 于 400 mm 600 mm的 齒 輪 ， 一 般 用 鑄 造 方 法 制 造 毛 坯 。對(duì) 大 尺 寸 、 低 精

27、度 的 齒 輪 可 以 直 接 鑄 出 輪 齒 ， 以 減 少 機(jī) 械加 工 量 ； 結(jié) 構(gòu) 復(fù) 雜 的 小 齒 輪 可 采 用 精 密 鑄 造 、 壓 力 鑄 造 、熱 軋 及 冷 擠 、 粉 末 冶 金 等 新 工 藝 制 造 出 具 有 輪 齒 的 齒 坯 ，以 提 高 勞 動(dòng) 生 產(chǎn) 率 。 對(duì) 于 鋼 質(zhì) 齒 輪 ， 除 尺 寸 小 且 不 太 重 要 的 齒 輪 采 用 棒 料外 ， 一 般 都 要 采 用 鍛 造 毛 坯 。 根 據(jù) 生 產(chǎn) 批 量 的 不 同 ， 可 分別 采 用 自 由 鍛 和 模 鍛 。 一 、 齒 形 加 工 時(shí) 的 安 裝 (圖 6-11） 1 以 心

28、軸 安 裝 內(nèi) 孔 定 心 、 端 面 定 位 。 圖 a) 2 以 外 圓 找 正 安 裝 外 徑 定 心 、 端 面 定 位 。 圖 b) 3 以 軸 徑 、 齒 圈 安 裝 軸 徑 定 心 、 齒 圈 端 面 定 位 。圖 c) 4 以 頂 尖 孔 安 裝 頂 尖 孔 定 心 、 定 位 。 圖 d) 6.3.3 齒 坯 加 工 圖 6-11 齒 形 加 工 時(shí) 的 安 裝 形 式 返 回 圖 6-12 齒 形 加 工 安 裝 實(shí) 例 二 齒 坯 的 加 工 方 式 1 內(nèi) 孔 安 裝 控 制 端 面 跳 動(dòng) 與 內(nèi) 徑 公 差 。 2 外 圓 找 正 安 裝 控 制 端 面 跳 動(dòng) 與

29、 外 徑 公 差 。 3 軸 頸 安 裝 控 制 軸 頸 端 面 跳 動(dòng) 、 外 徑 公 差 與 同 軸度 。 4 以 頂 尖 孔 安 裝 控 制 齒 圈 端 面 跳 動(dòng) 、 外 徑 公 差與 同 軸 度 。 一 、 齒 形 加 工 的 方 法 分 類 1 成 形 法 2 仿 形 法 3 展 成 法 6.3.4 齒 形 加 工 的 方 法 分 類 及 選 擇 6.3.5.1 成 形 銑 齒 法 1 原 理 2 所 需 運(yùn) 動(dòng)主 運(yùn) 動(dòng) 銑 刀 高 速 旋 轉(zhuǎn) ； 進(jìn) 給 運(yùn) 動(dòng) 沿 工 件 軸 線 移 動(dòng) ； 分 齒 運(yùn) 動(dòng) 手 搖 分 度 頭 （ 或 分 齒 機(jī) 構(gòu) ）分 齒 。 （ 圖 6

30、-13） 6.3.5圓 柱 齒 輪 齒 形 加 工 的 方 法 圖 6-13 臥 式 銑 床 上 銑 齒 輪 返 回 3 銑 刀 的 選 擇 齒 輪 模 數(shù) 20 用 片 狀 模 數(shù) 銑 刀 ； 齒 輪 模 數(shù) 20 用 指 狀 模 數(shù) 銑 刀 。 4 特 點(diǎn) 機(jī) 床 設(shè) 備 簡(jiǎn) 單 ， 普 通 銑 床 即 可 。 刀 具 簡(jiǎn) 單 ， 齒 形 誤 差 大 。 手 動(dòng) 分 齒 ， 加 工 不 連 續(xù) ， 生 產(chǎn) 率 低 。 5 應(yīng) 用 一 、 滾 齒 加 工 的 原 理 如 圖 6-14所 示二 、 滾 齒 時(shí) 需 要 的 運(yùn) 動(dòng) 1 滾 直 齒 掄 時(shí) 的 基 本 運(yùn) 動(dòng) (圖 6-15) 2

31、 滾 斜 齒 掄 時(shí) 的 基 本 運(yùn) 動(dòng) (圖 6-16) 6.3.5.2 滾 齒 加 工 圖 6-14 滾 齒 加 工 原 理 返 回 圖 6-15 滾 直 齒 時(shí) 的 運(yùn)動(dòng) 返 回 圖 6-16 滾 斜 齒 時(shí) 的 運(yùn) 動(dòng) 返 回 三 、 滾 刀 1 滾 刀 的 種 類 （ 圖 6-17） 按 截 面 線 形 分 ： 漸 開(kāi) 線 滾 刀 : 阿 基 米 德 滾 刀 ： ； 法 向 直 廓 滾 刀 ： 2A、 3A級(jí) 滾 刀 分 別 為 剃 前 滾 刀 和 磨 前 滾 刀 。 齒 形如 圖 6-18所 示 。 6.3.5.3 滾 齒 加 工 (2) 圖 6-17 三 種 滾 刀 的 截 面

32、形 狀 返 回 按 精 度 等 級(jí) 分 :滾 刀 精 度 3A級(jí) 2A級(jí) A級(jí) B級(jí) C級(jí)齒 輪 精 度 5級(jí) 6級(jí) 7級(jí) 8級(jí) 9級(jí) 圖 6-18 2A、 3A級(jí) 滾 刀 加 工 后 的 齒 形 返 回 2 滾 刀 的 安 裝 1)滾 刀 必 須 對(duì) 中 ,否 則 加 工 出 的 齒 輪 齒 形 有 較 大的 誤 差 ； 2） 滾 刀 扳 動(dòng) 角 度 使 其 螺 旋 線 與 工 件 齒 向 一 致 ； 3） 工 件 的 旋 轉(zhuǎn) 方 向 ,順 銑 與 逆 銑 的 確 定 。 四 、 滾 齒 的 范 圍 五 、 滾 齒 的 精 度 一 、 插 齒 加 工 的 原 理 插 齒 加 工 是 運(yùn) 用

33、一 對(duì) 軸 線 平 行 的 圓 柱 齒輪 嚙 合 原 理 ， 將 其 中 一 個(gè) 齒 輪 用 高 速 鋼 作材 料 ， 在 齒 輪 上 切 出 前 角 和 后 角 ,再 經(jīng) 熱 處理 使 硬 度 達(dá) 到 HRC=62 65， 就 成 了 插 齒刀 。 插 齒 時(shí) 插 齒 刀 與 工 件 之 間 的 基 本 運(yùn) 動(dòng)有 :（ 圖 6-19） 6.3.5.4 插 齒 加 工 圖 6-19 插 齒 加 工 的 原 理 返 回 二 插 齒 所 需 的 運(yùn) 動(dòng) 主 運(yùn) 動(dòng) 分 齒 運(yùn) 動(dòng) 徑 向 進(jìn) 給 運(yùn) 動(dòng) 周 向 進(jìn) 給 運(yùn) 動(dòng) 讓 刀 運(yùn) 動(dòng) 三 插 齒 與 滾 齒 工 藝 特 點(diǎn) 的 比 較 1

34、 加 工 精 度 滾 齒 運(yùn) 動(dòng) 精 度 高 ， 插 齒 的 齒 形 精度 高 ， 齒 面 粗 糙 度 值 小 。 2 生 產(chǎn) 率 滾 齒 的 生 產(chǎn) 率 比 插 齒 高 。 四 、 插 齒 的 范 圍 五 、 插 齒 的 精 度 一 、 剃 齒 加 工 的 原 理 (圖 6-20)二 、 剃 齒 時(shí) 的 運(yùn) 動(dòng) (圖 6-21) 主 運(yùn) 動(dòng) 軸 向 進(jìn) 給 運(yùn) 動(dòng) 徑 向 進(jìn) 給 運(yùn) 動(dòng) 。三 、 剃 齒 的 工 藝 特 點(diǎn)四 、 剃 齒 的 范 圍五 、 剃 齒 的 精 度 6.3.5.5 剃 齒 加 工 圖 6-20 剃 齒 加 工 的 原 理 返 回 圖 6-21 剃 齒 時(shí) 的 運(yùn)

35、動(dòng) 及 原 理 返 回 一 、 珩 齒 加 工 的 原 理 (圖 6-22)二 、 珩 齒 時(shí) 的 運(yùn) 動(dòng) 三 、 珩 齒 的 工 藝 特 點(diǎn) 四 、 珩 齒 的 范 圍 五 、 珩 齒 的 精 度 6.3.5.6 珩 齒 加 工 圖 6-22 珩 齒 加 工 的 原 理 返 回 6.4箱 體 加 工 第 二 節(jié) 箱 體 零 件 加 工 箱 體 零 件 的 功 用 箱 體 是 機(jī) 器 的 基 礎(chǔ) 零 件 ， 它 將 機(jī) 器 中 有關(guān) 部 件 的 軸 、 套 、 齒 輪 等 相 關(guān) 零 件 連 接成 一 個(gè) 整 體 ， 并 使 之 保 持 正 確 的 相 互 位置 ， 以 傳 遞 轉(zhuǎn) 矩 或 改

36、 變 轉(zhuǎn) 速 來(lái) 完 成 規(guī) 定的 運(yùn) 動(dòng) 。 箱 體 零 件 結(jié) 構(gòu) 特 點(diǎn)結(jié) 構(gòu) 復(fù) 雜 ， 壁 薄 且 不 均 勻 ， 加 工 部 位 多 ， 加 工難 度 大 。 軸 頸 支 承 孔 孔 徑 精 度 及 相 互 之 間 的 位 置 精 度定 位 銷(xiāo) 孔 的 精 度 與 孔 距 精 度主 要 平 面 的 精 度表 面 粗 糙 度箱 體 零 件 的 主 要 技 術(shù) 要 求 一 般 采 用 鑄 件 。 因 曲 軸 箱 是 大 批 大 量 生 產(chǎn) ， 且 毛坯 的 形 狀 復(fù) 雜 ， 故 采 用 壓 鑄 毛 坯 ， 鑲 套 與 箱 體 在 壓 鑄時(shí) 鑄 成 一 體 。 壓 鑄 的 毛 坯 精

37、度 高 ， 加 工 余 量 小 ， 有 利于 機(jī) 械 加 工 。 為 減 少 毛 坯 鑄 造 時(shí) 產(chǎn) 生 的 殘 余 應(yīng) 力 ， 箱 體 鑄 造 后應(yīng) 安 排 人 工 時(shí) 效 。箱 體 零 件 的 材 料 及 毛 坯材 料箱 體 零 件 常 選 用 灰 鑄 鐵 ， 摩 托 車(chē) 的 曲 軸 箱 選 用 鋁 合 金作 為 曲 軸 箱 的 主 體 材 料 。毛 坯 一 般 箱 體 零 件 的 粗 基 準(zhǔn) 都 用 它 上 面 的 重 要 孔 和 另 一 個(gè) 相 距較 遠(yuǎn) 的 孔 作 為 粗 基 準(zhǔn) ， 以 保 證 孔 加 工 時(shí) 余 量 均 勻 。工 藝 過(guò) 程 分 析先 面 后 孔粗 精 分 開(kāi) 、

38、 先 粗 后 精粗 基 準(zhǔn) 的 選 擇精 基 準(zhǔn) 的 選 擇常 以 箱 體 零 件 的 裝 配 基 準(zhǔn) 或 專 門(mén) 加 工 的 一 面 兩 孔 定 位 。使 得 基 準(zhǔn) 統(tǒng) 一 。 箱 體 零 件 的 結(jié) 構(gòu) 工 藝 性通 孔箱體上的孔 階 梯 孔盲 孔交 叉 孔 工 藝 性 最 好工 藝 性 較 差工 藝 性 最 差工 藝 性 較 差 圖 6-23 相 貫 通 的 交 叉 孔 的 工 藝 性(a) 交 叉 孔 ； (b) 交 叉 孔 毛 坯 同 軸 線 上 孔 徑 的 排 列 方 式 孔 外 端 面 的 結(jié) 構(gòu) 工 藝 性 孔 內(nèi) 端 面 的 結(jié) 構(gòu) 工 藝 性 一 般 在 毛 坯 鑄 造

39、之 后 安 排 一 次 人 工 時(shí) 效 即 可 ； 對(duì) 一些 高 精 度 或 形 狀 特 別 復(fù) 雜 的 箱 體 ， 應(yīng) 在 粗 加 工 之 后再 安 排 一 次 人 工 時(shí) 效 ， 以 消 除 粗 加 工 產(chǎn) 生 的 內(nèi) 應(yīng) 力 ，保 證 箱 體 加 工 精 度 的 穩(wěn) 定 性 。工 序 集 中 ， 先 主 后 次箱 體 零 件 上 相 互 位 置 要 求 較 高 的 孔 系 和 平 面 ， 一般 盡 量 集 中 在 同 一 工 序 中 加 工 ， 以 減 少 裝 夾 次 數(shù) ，從 而 減 少 安 裝 誤 差 的 影 響 ， 有 利 于 保 證 其 相 互 位置 精 度 要 求 。合 理 安

40、 排 時(shí) 效 處 理箱 體 零 件 的 結(jié) 構(gòu) 工 藝 性 孔 系 加 工箱 體 上 若 干 有 相 互 位 置 精 度 要 求 的 孔 的 組 合孔 系平 行 孔 系 同 軸 孔 系 交 叉 孔 系 孔 系 分 類(a) 平 行 孔 系 ； (b) 同 軸 孔 系 ； (c) 交 叉 孔 系 （ 1） 找 正 法 一 般 只 適 合 單 件 小 批 生 產(chǎn) 。（ 2） 鏜 模 法 在 成 批 生 產(chǎn) 中 ， 廣 泛 采 用 鏜 模 加 工 孔 系 。（ 3） 坐 標(biāo) 法 坐 標(biāo) 法 鏜 孔 是 先 將 被 加 工 孔 系 的 孔 距 尺 寸換 算 成 兩 個(gè) 互 相 垂 直 的 坐 標(biāo) 尺

41、寸 ， 然 后 在 普 通 臥 式 鏜 床 、坐 標(biāo) 鏜 床 或 數(shù) 控 鏜 銑 床 等 設(shè) 備 上 ， 利 用 坐 標(biāo) 尺 寸 測(cè) 量 裝 置 ，使 機(jī) 床 主 軸 與 工 件 間 按 坐 標(biāo) 尺 寸 作 精 確 的 相 對(duì) 位 移 ， 從 而間 接 保 證 孔 距 尺 寸 的 加 工 精 度 的 一 種 方 法 。平 行 孔 系 加 工 找 正 法 加 工 平 行 孔 系劃 線 找 正 用 芯 軸 和 塊 規(guī) 找 正 用 樣 板 找 正 心 軸 和 塊 規(guī) 找 正1、 芯 軸 2、 鏜 床 主 軸 ； 3、 塊 規(guī) ； 4、 塞 尺 ； 5、 工 作 臺(tái) 樣 板 找 正 法1 樣 板 ；

42、2 千 分 表 用 鏜 模 加 工 孔 系 鏜 模 法 加 工 平 行 孔 系 在 臥 式 鏜 床 上 用 坐 標(biāo) 法 加 工 孔 系1 百 分 表 ； 2 塊 規(guī) 坐 標(biāo) 法 加 工 平 行 孔 系 （ 1） 利 用 已 加 工 孔 作 支 撐 導(dǎo) 向 ， 此 法 對(duì) 于 加 工 箱 壁 距 離 較 近 的 同 軸 孔 比較 合 適 ， 但 需 配 制 一 些 專 用 的 導(dǎo) 向 套 。（ 2） 利 用 鏜 床 后 立 柱 上 的 導(dǎo) 向 支 撐 鏜 孔 ， 這 種 方 法 是 將 其 鏜 桿 由 兩 端 支撐 ， 剛 性 好 。 但 此 法 調(diào) 整 麻 煩 ， 鏜 桿 要 長(zhǎng) ， 很 笨

43、重 ， 故 只 適 用 于 大 型 箱 體的 加 工 。（ 3） 采 用 調(diào) 頭 鏜 ， 當(dāng) 箱 體 箱 壁 相 距 較 遠(yuǎn) 時(shí) ， 可 采 用 調(diào) 頭 鏜 。 工 件 在 一 次裝 夾 下 ， 鏜 好 一 端 的 孔 后 ， 將 鏜 床 工 作 臺(tái) 回 轉(zhuǎn) 180 ， 鏜 另 一 端 的 孔 。 由于 普 通 鏜 床 工 作 臺(tái) 回 轉(zhuǎn) 精 度 較 低 ， 所 以 這 種 方 法 加 工 精 度 不 高 。 當(dāng) 箱 體 上有 一 較 長(zhǎng) 并 與 所 鏜 孔 軸 線 有 平 行 度 要 求 的 平 面 時(shí) ， 鏜 孔 前 應(yīng) 先 用 裝 在 鏜 桿上 的 百 分 表 對(duì) 此 平 面 進(jìn) 行 校

44、 正 。同 軸 孔 系 加 工 利 用 已 加 工 孔 作 支 撐 導(dǎo) 向 掉 頭 鏜 時(shí) 工 件 的 校 正(a) 第 一 工 位 ； (b) 第 二 工 位 箱 體 上 交 叉 孔 系 的 主 要 技 術(shù) 要 求 是 控 制 有 關(guān) 孔 的 垂 直 度 誤差 。 在 多 面 加 工 的 組 合 機(jī) 床 上 加 工 交 叉 孔 系 ， 其 垂 直 度 主 要由 機(jī) 床 和 模 板 保 證 ； 在 普 通 鏜 床 上 ， 其 垂 直 度 主 要 靠 機(jī) 床 的擋 塊 保 證 ， 其 定 位 精 度 較 低 。 為 了 提 高 定 位 精 度 ， 可 用 芯 軸與 百 分 表 找 正 。交 叉

45、孔 系 加 工 找 正 法 加 工 交 叉 孔 系(a) 第 一 工 位 ； (b) 第 二 工 位 表 面 粗 糙 度 檢 驗(yàn) 通 常 用 目 測(cè) 或 樣 板 比 較 法 ， 只 有 當(dāng) Ra值 很 小 時(shí) ，才 考 慮 使 用 光 學(xué) 量 儀 ；孔 的 尺 寸 精 度 一 般 用 塞 規(guī) 檢 驗(yàn) ；單 件 小 批 生 產(chǎn) 時(shí) 可 用 內(nèi) 徑 千 分 尺 或 內(nèi) 徑 千 分 表 檢 驗(yàn) ；若 精 度 要 求 很 高 可 用 氣 動(dòng) 量 儀 檢 驗(yàn) 。平 面 的 直 線 度 可 用 平 尺 和 厚 薄 規(guī) 或 水 平 儀 與 橋 板 檢 驗(yàn) ；平 面 的 平 面 度 可 用 自 準(zhǔn) 直 儀 或 水 平 儀 與 橋 板 檢 驗(yàn) ， 也 可 用 涂 色檢 驗(yàn) 。同 軸 度 檢 驗(yàn) 一 般 工 廠 常 用 檢 驗(yàn) 棒 檢 驗(yàn) 同 軸 度 ；孔 間 距 和 孔 軸 線 平 行 度 檢 驗(yàn) 根 據(jù) 孔 距 精 度 的 高 低 ， 可 分 別使 用 游 標(biāo) 卡 尺 或 千 分 尺 ， 也 可 用 塊 規(guī) 測(cè) 量 ；三 坐 標(biāo) 測(cè) 量 機(jī) 可 同 時(shí) 對(duì) 零 件 的 尺 寸 、 形 狀 和 位 置 等 進(jìn) 行 高 精 度的 測(cè) 量 。 箱 體 檢 驗(yàn)