机械制造工艺学 第２版 教学课件 作者 郑修本 主编 江南大学 第四章.ppt

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1、机械制造工艺学第四章典型零件加工与加工方法第一节轴类零件加工第二节套筒类零件加工第三节箱体加工第四节圆柱齿轮加工第五节活塞加工第六节连杆加工第四章典型零件加工与加工方法本章提要：不同零件的材料、结构和用途不同，技术要求也千差万别，因此零件的加工工艺各不一样。本章研究常见零件的典型加工工艺问题，结合生产实例重点分析阐述轴类零件和箱体零件的典型加工工艺，也包括箱体零件的数控加工工艺分析，并简介齿轮、套和叉杆零件的结构特点和加工方法，以灵活运用制订工艺规程的原理和方法，理解和掌握常见零件典型加工工艺所具有的共同规律和方法，保证高效经济地达到预期

2、加工质量。第一节轴类零件的加工轴类零件在机器中用来支承传动零部件，以实现运动和动力的传递。按结构形状的不同，轴可分为光轴、阶梯轴、空心轴和异型轴等几大类。一、轴类零件的结构特点和技术要求轴类零件是回转体零件，其长度大于直径。一般由同轴心线的圆柱面、圆锥面、螺纹和相应的端面所组成，有些轴上还有花键、沟槽、径向孔等。按轴的长度和直径比来分，一般长径比小于6的称为短轴，大于20称细长轴。轴颈是轴类零件的主要表面1、尺寸精度：IT9~6级，精密轴颈IT5级2、几何形状精度：圆度、圆柱度影响配合件的接触质量。可取轴颈公差的1/2~1/4。3、相互位

3、置精度：装传动件处轴颈相对装轴承出轴颈的同轴度，通常用径向圆跳动表示，高精度的在0.001~0.005mm，一般精度在0.01~0.03mm。此外还有内外柱面的同轴度、轴向定位端面与轴心线的垂直度。4、粗糙度：一般支承轴颈的粗糙度Ra3.2~0.8，配合轴颈或工作表面的粗糙度为Ra0.8~0.2根据轴的强度和耐磨性要求，支承轴颈、配合轴颈、或工作表面有热处理要求（表面淬火、渗碳淬火等）。高速轴要求动平衡；特殊用途的轴类零件须探伤检查；为提高强度、避免或减少应力集中，在轴肩还有过渡圆角要求。2、轴类零件的技术要求：根据功用和工作条件制定二、

4、轴类零件的材料、毛坯和热处理轴类零件的毛坯常用棒料和锻件。光滑轴、直径相差不大的非重要阶梯轴宜选用棒料，一般比较重要的轴大都采用锻件作为毛坯，只有某些大型的、结构复杂的轴采用铸件。根据生产规模的不同，毛坯的锻造方式有自由锻和模锻两种。中小批生产多采用自由锻，大批大量生产时通常采用模锻。轴类零件应根据不同的工作条件和使用要求选用不同的材料，并且采用不同的热处理方法，以获得一定的强度、韧性和耐磨性。材料：一般轴类零件：45钢，通过正火、调质、淬火等热处理工艺获得一定的强度、韧性和耐磨性。中等精度或转速较高的轴：可选40Cr等合金结构钢，通过调

5、质和表面淬火获得较好的综合力学性能。对于高精度轴：可选GCr15或65Mn，通过调质和表面淬火获得更好的耐磨性和耐疲劳性。对于高速、重载轴：可选20CrMnTi等低碳合金钢或38CrMoAl氮化钢，经渗碳处理或氮化处理获得高的避免硬度、耐磨性和心部强度。复杂结构的轴类：高强度铸铁、球墨铸铁。HT400、HT600、QT450、QT400等。三、轴类零件加工工艺分析（一）轴类零件定位基准与装夹方法的选择在轴类零件加工中，为保证各主要表面的相互位置精度，选择定位基准时，应尽可能使其与装配基准重合并使各工序的基准统一，而且还要考虑在一次安装中尽

6、可能加工出较多的面。轴类零件加工时，精基准的选择通常有两种：1、首选方案是采用顶尖孔作为定位基准。这样，可以实现基准统一，能在一次安装中加工出各段外圆表面及其端面，可以很好的保证各外圆表面的同轴度以及外圆与端面的垂直度，加工效率高并且所用夹具结构简单。所以对于实心轴（锻件或棒料毛坯），粗加工之前，应先打顶尖孔，以后的工序都用顶尖孔定位。2、精基准选择的另一方案是采用支承轴径定位，因为支承轴径既是装配基准，也是各个表面相互位置的设计基准，这样定位符合基准重合的原则，不会产生基准不重合误差，容易保证关键表面间的位置精度。对于空心轴，由于中心的

7、孔钻出后，顶尖孔消失，可采用下面的方法：1）在中心通孔的直径较小时，可直接在孔口倒出宽度不大于2mm的60度锥面，用倒角锥面代替中心孔。2）在不宜采用倒角锥面作为定位基准时，可采用带有中心孔的锥堵或带锥堵的拉杆心轴。锥堵与工件的配合面应根据工件的形状做成相应的锥形；如果轴的一端是圆柱孔，则锥堵的锥度取1：500；※锥堵装好后不应拆卸或更换，如必须拆卸，重装后必须按重要外圆进行找正和修磨中心孔。※如果轴的长径比较大，而刚性较差，通常还需要增加中间支承来提高系统的刚性，常用的辅助支承是中心架或跟刀架。（二）轴类零件中心孔的修研作为定位基面的中

8、心孔的形状误差（如多角形、椭圆等）会复映到加工表面上去，中心孔与顶尖的接触精度也将直接影响加工误差，因此，对于精密轴类零件，在拟定工艺过程时必须保证中心孔具有较高的加工精度。单件小批生产时，中