機(jī)械制造基礎(chǔ)(7-8)數(shù)控類

1、第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工7.1 軸類零件加工7.1.1 概述 1.軸類零件的功用與結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 軸類零件是機(jī)器中的主要零件之一，它的主要功能是支承傳動(dòng)件（齒輪、帶輪、離合器等）和傳遞轉(zhuǎn)矩。 從結(jié)構(gòu)特征來看，軸類零件都是長(zhǎng)度（L）大于直徑（d）的旋轉(zhuǎn)體零件，若 L / d 12，通常稱為鋼性軸；若L / d 12 則稱為撓性軸，其加工表面主要包括內(nèi)外圓柱面、內(nèi)外圓錐面、螺紋、花鍵、溝槽等。 第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工 圖7-1 軸的種類 第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工 2.軸類零件的技術(shù)要求（1）尺寸精度 軸類零件的支承軸頸一般與軸承配合，是軸類零件的主要表面

2、，影響軸的旋轉(zhuǎn)精度與工作狀態(tài)。通常對(duì)其尺寸精度要求較高，為 IT7IT5；裝配傳動(dòng)件的軸頸尺寸精度要求可低一些，為 IT9IT6。（2）形狀精度 軸類零件的形狀精度主要指支承軸頸的圓度、圓柱度，一般應(yīng)將其限制在尺寸公差范圍內(nèi)，對(duì)精度要求高的軸，應(yīng)在圖樣上標(biāo)注其形狀公差。 第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工（3）位置精度 保證配合軸頸（裝配傳動(dòng)件的軸頸）相對(duì)支承軸頸（裝配軸承的軸頸）的同軸度或跳動(dòng)量，是軸類零件位置精度的普遍要求，它會(huì)影響傳動(dòng)件（齒輪等）的傳動(dòng)精度。普通精度軸的配合軸頸對(duì)支承軸頸的徑向圓跳動(dòng)一般規(guī)定為 0.010.03 mm，高精度軸為 0.0010.005 mm。（4）表

3、面粗糙度 一般與傳動(dòng)件相配合的軸頸的表面粗糙度 Ra 值為 2.50.63 m，與軸承相配合的支承軸頸的表面粗糙度 Ra 值為 0.630.16 m。 第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工 圖7-2 某車床主軸零件簡(jiǎn)圖 第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工 3.軸類零件的材料、毛坯及熱處理（1）軸類零件的材料及熱處理 軸類零件應(yīng)根據(jù)不同工作條件和使用要求選用不同的材料和不同的熱處理，以獲得一定的強(qiáng)度、韌性和耐磨性。 45 鋼是一般軸類零件常用的材料，經(jīng)過調(diào)質(zhì)可得到較好的切削性能，而且能獲得較高的強(qiáng)度和韌性等綜合力學(xué)性能，重要表面經(jīng)局部淬火以后再回火，表面硬度為 4552HRC。 第第7

4、 7章章 典型零件加工典型零件加工 40Cr 等合金結(jié)構(gòu)鋼適用于中等精度且轉(zhuǎn)速較高的軸，這類鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)和表面淬火處理后，具有較高的綜合力學(xué)性能。軸承鋼 GCr15 和彈簧鋼 65Mn 可制造較高精度的軸，這類鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)和表面高頻感應(yīng)加熱淬火后再回火，表面硬度可達(dá) 508HRC，并具有較高的耐疲勞性能和耐磨性。 對(duì)于高轉(zhuǎn)速、重載荷等條件下工作的軸，可選用 20GrMnTi 、20Gr 等低碳合金鋼或 38CrMoAl 中碳合金滲氮鋼。低碳合金鋼經(jīng)正火和滲碳淬火處理后可獲得很高的表面硬度和較軟的心部，因此耐沖擊韌性好。而對(duì)于滲氮鋼，由于滲氮溫度比淬火低，經(jīng)調(diào)質(zhì)和表面滲氮后，變形很小而硬度很高，所以具有

5、很好的耐磨性和耐疲勞強(qiáng)度。 第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工（2）軸類零件的毛坯 軸類零件最常用的毛坯是圓棒料和鍛件，只有某些大型或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的軸（如曲軸），在質(zhì)量允許時(shí)才采用鑄件。由于毛坯經(jīng)過加熱鍛造后，能使金屬內(nèi)部纖維組織沿表面均勻分布，可獲得較高的抗拉、抗彎及抗扭強(qiáng)度，所以除光軸、直徑相差不大的階梯軸可使用熱軋棒料或冷拉棒料外，一般比較重要的軸大都采用鍛件，這樣既可改變力學(xué)性能，又能節(jié)約材料、減少機(jī)械加工量。 第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工7.1.2 軸類零件機(jī)械加工的主要工藝問題 1.定位基準(zhǔn) 軸類零件加工時(shí)最常用的定位基準(zhǔn)是中心孔，其次是外圓表面。軸線是軸上各外圓表面

6、的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，以軸兩端的中心孔作精基準(zhǔn)符合基準(zhǔn)重合原則和基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，加工后的各外圓表面可以獲得很高的位置精度。作為主要精基準(zhǔn)的中心孔必須有足夠高的精度和足夠的支承力，因此，中心孔結(jié)構(gòu)尺寸的大小應(yīng)與兩端軸頸尺寸大小相適應(yīng)，錐角應(yīng)準(zhǔn)確，兩端中心孔軸線應(yīng)重合，并在加工過程中始終保持潔凈。 第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工 粗加工時(shí)切削力很大，為了提高工藝系統(tǒng)的剛度，常采用軸的外圓或外圓與中心孔共同作為定位基準(zhǔn)。帶孔的軸在加工孔時(shí)也常采用外圓作為定位基準(zhǔn)。 在加工帶通孔的軸的外圓時(shí)，可使用帶中心孔的錐堵或錐套心軸裝夾。通孔直徑較小時(shí)，可直接在孔口加工出寬度不大于 2 mm 的 600 錐面，以

7、代替中心孔。 圖7-3 錐堵與錐套心軸 第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工 2.加工順序的安排 按照先粗后精原則，將粗、精加工分開進(jìn)行。先完成各表面粗加工，再完成半精加工和精加工，主要表面的精加工則放在最后進(jìn)行。軸是回轉(zhuǎn)體，各外圓表面的粗、半精加工一般采用車削，精加工采用磨削，有些精密軸類零件的軸頸表面還需要進(jìn)行光整加工。 粗加工外圓表面時(shí)，應(yīng)先加工大直徑外圓，再加工小直徑外圓。軸上的花鍵、鍵槽、螺紋等表面的加工，一般都安排在外圓半精加工以后、精加工以前進(jìn)行。 第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工 3.熱處理工序的安排 結(jié)構(gòu)尺寸不大的中碳鋼普通軸類鍛件，一般在切削加工前進(jìn)行調(diào)質(zhì)熱處理

8、。對(duì)于重要的軸類零件（如機(jī)床主軸），則必須根據(jù)需要，正確、合理地安排好各種熱處理。 一般在毛坯鍛造后安排正火處理；粗加工后安排調(diào)質(zhì)處理，并作為需要表面淬火或氮化處理的零件的預(yù)備熱處理；軸上有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的軸頸和經(jīng)常拆卸的表面時(shí)，需要進(jìn)行表面淬火處理，安排在精加工前。 第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工 4.軸類零件的典型工藝過程 毛坯準(zhǔn)備正火加工端面和中心孔粗車調(diào)質(zhì)半精車花鍵、鍵槽、螺紋等加工表面淬火粗磨精磨。 第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工7.1.3 軸類零件加工實(shí)例車床主軸的加工 某車床主軸零件簡(jiǎn)圖如圖 7-2 所示。 1.零件分析 對(duì)機(jī)床主軸的共同要求是必須滿足機(jī)床的工作性能

9、，即回轉(zhuǎn)精度、剛度、熱變形、抗振性、使用壽命等多方面的要求。該車床主軸是帶有通孔的多臺(tái)階軸，普通精度等級(jí)，材料為 45 鋼，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。 第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工（1）主要表面及其精度要求 支承軸頸是兩個(gè)錐度為 1:12 的圓錐面，分別與兩個(gè)雙列短圓錐軸承相配合。支承軸頸是主軸部件的裝配基準(zhǔn)，其精度直接影響主軸部件的回轉(zhuǎn)精度，它的尺寸精度一般為 IT5 。該主軸兩支承軸頸的圓度允差和對(duì)其公共軸線的斜向圓跳動(dòng)允差均為0.005 mm，表面粗糙度 Ra 值不大于 0.4 m。 配合軸頸是與齒輪傳動(dòng)件連接的表面，它共有80h5、89f6 和 90g5 三段。前兩段與齒輪分別采

10、用鍵連接與花鍵連接，90g5上齒輪空套，工作時(shí)兩者有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，因此該軸頸表面必須淬火。配合軸頸的尺寸精度為 IT6IT5，表面粗糙度值 Ra 不大于0.4 m。 第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工 莫氏 6 號(hào)錐孔用于安裝夾具或頂尖等，它是主軸的主要工作表面之一。對(duì)支承軸頸公共軸線的斜向圓跳動(dòng)允差在軸端處為 0.005 mm，在距離軸端300 mm 處為 0.01 mm；表面粗糙度 Ra 值不大于0.4 m。該錐孔因工作中經(jīng)常裝卸夾具， 故表面必須淬火以提高其耐磨性。 軸端短圓錐是安裝通用夾具卡盤或撥盤的定位面，錐角 1415（錐度 1 4）。此圓錐面對(duì)支承軸頸公共軸線的斜向圓跳動(dòng)允差為

11、 0.008 mm，表面粗糙度值 Ra 不大于 0.8 m，必須表面淬火。 第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工（2）毛坯選擇 主軸是機(jī)床的重要零件，其質(zhì)量直接影響機(jī)床的工作精度和使用壽命;結(jié)構(gòu)為多臺(tái)階空心軸，直徑差很大（本例最大外圓直徑 195 mm ，最小外圓直徑 70 mm）。從上述兩方面考慮，使用鍛造毛坯不僅能改善和提高主軸的力學(xué)性能，而且可以節(jié)省材料和減少切削工作量，由于屬于大批生產(chǎn)，因此采用模鍛毛坯。（3）定位基準(zhǔn)的選擇 主要定位基準(zhǔn)選擇兩端中心孔。粗車時(shí)切削力大，采用“一夾一頂”。在通孔加工后，加工外圓表面時(shí)使用錐堵。精加工內(nèi)錐孔時(shí)用有較高精度的外圓表面及臺(tái)階端面定位。 第第

12、7 7章章 典型零件加工典型零件加工（4）主要表面加工方法選擇 支承軸頸、配合軸頸及短圓錐：粗車半精車粗磨精磨。 莫氏6號(hào)錐孔：鉆孔車內(nèi)錐粗磨精磨。 其他表面:花鍵：粗銑精銑；螺紋：車。（5）熱處理安排 正火：毛坯鍛造后。 調(diào)質(zhì)：粗車后、半精車前。 表面淬火：磨削前。 第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工 2.加工工藝過程 第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工 第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工7.1.4 外圓表面的加工方法 最常用的外圓表面切削加工方法有車削和磨削。精度及表面質(zhì)量要求很高時(shí)，還需進(jìn)行光整加工等。 1.外圓表面的車削加工 車削加工是回轉(zhuǎn)類零件外圓表面的主要加工方法

13、，可以在臥式車床、數(shù)控車床、多刀半自動(dòng)車床、自動(dòng)車床、仿形車床等機(jī)床上進(jìn)行。依據(jù)工件毛坯情況和加工要求可劃分為粗車、半精車、精車和精細(xì)車等加工階段。 第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工（1）粗車 盡快切除多余材料，使其接近工件的形狀和尺寸。其特點(diǎn)是采用大的背吃刀量、較大的進(jìn)給量及中等或較低的切削速度，以提高生產(chǎn)率。粗車后應(yīng)留有半精車或精車的加工余量。粗車的尺寸精度可達(dá) IT12IT10，表面粗糙度 Ra 為 2012.5m。對(duì)于要求不高的表面，粗車可作為最終加工；對(duì)于要求高的表面，粗車作為后續(xù)工序的預(yù)加工。 第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工（2）半精車 半精車是在粗車的基礎(chǔ)上進(jìn)行

14、的。其背吃刀量和進(jìn)給量均較粗車時(shí)小，可進(jìn)一步提高外圓表面的尺寸精度、形狀和位置精度及表面質(zhì)量。半精車可作為中等精度表面的終加工工序，也可作為高精度外圓表面磨削或其他精加工工序的預(yù)加工。半精車的尺寸精度可達(dá) IT10IT9 ，其表面粗糙度 Ra 則為 6.33.2 m。 第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工（3）精車 精車可作為最終加工工序或光整加工工序的預(yù)加工，其主要目的是達(dá)到零件表面的加工要求。為此要使用高精度的車床，選擇合理的車刀幾何角度和切削用量。采用的背吃刀量和進(jìn)給量比半精車還小，為避免產(chǎn)生積屑瘤，常采用高速精車或低速精車。精車后的尺寸精度可達(dá) IT8IT7，表面粗糙度Ra 為 1

15、.60.8 m。 第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工（4）精細(xì)車 精細(xì)車使用精度和剛度都很好的車床，同時(shí)采用高耐磨性的刀具，其尺寸精度可達(dá) IT6lT5，表面粗糙度 Ra 為 0.80.2 m，一般用于單件、小批量的高精度外圓表面的終加工工序。精細(xì)車尤其適宜加工有色金屬，因?yàn)橛猩饘俨灰瞬捎媚ハ?，所以常采用精?xì)車代替磨削。 第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工 2.外圓表面的磨削加工 磨削加工是工件外圓表面精加工的主要方法，某些精制坯料（如精密鑄件、精密鍛件和精密冷軋件）可不經(jīng)車削加工直接進(jìn)行磨削。它既能加工淬硬工件，也可以加工未淬硬工件。根據(jù)不同的精度和表面粗糙度要求，磨削可分為粗

16、磨、精磨、精細(xì)磨和鏡面磨等。根據(jù)磨削時(shí)工件定位方式的不同，磨削又可分為中心磨削和無心磨削。 外圓表面的磨削可以在普通外圓磨床、萬能外圓磨床或無心磨床上進(jìn)行。 第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工（1）粗磨 粗磨采用較粗磨粒的砂輪和較大的背吃刀量及進(jìn)給量，以提高生產(chǎn)率。粗磨的尺寸精度可以達(dá)到IT8IT7，表面粗糙度 Ra 為 1.60.8 m。（2）精磨 精磨則采用較細(xì)磨粒的砂輪和較小的背吃刀量及進(jìn)給量，可以獲得較高的精度及較小的表面粗糙度。精磨的尺寸精度可達(dá) IT6 IT5 ， 表面粗糙度Ra 為 0.80.2 m。（3）光整加工 如果工件精度要求在 IT5 以上，表面粗糙度 Ra 要求達(dá)

17、到 0.10.08 m，則在經(jīng)過精車或精磨以后，還需通過光整加工。常用的外圓表面光整加工方法有研磨、超級(jí)光磨和拋光等。 第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工（4）旋轉(zhuǎn)電火花 旋轉(zhuǎn)電火花主要用于加工高硬度的導(dǎo)電材料。旋轉(zhuǎn)電火花加工的尺寸精度可達(dá) IT8 IT6，表面粗糙度 Ra 為 6.30.8 m。（5）超聲波套料 超聲波套料主要用于加工又硬又脆的非金屬材料。其加工的尺寸精度可達(dá) IT8IT6，表面粗糙度Ra 為 1.60.8 m。 第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工7.2 套筒類零件加工7.2.1 概述 1.套筒類零件的功用與結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 套筒類零件是機(jī)械中常見的一種零件，通常起支承或

18、導(dǎo)向作用。它的應(yīng)用范圍很廣，例如支承旋轉(zhuǎn)軸上的各種形式的軸承、夾具上引導(dǎo)刀具的導(dǎo)向套、內(nèi)燃機(jī)上的汽缸套以及液壓缸等。由于功用不同，套筒類零件的結(jié)構(gòu)和尺寸有著很大的差別，但結(jié)構(gòu)上仍有共同特點(diǎn)：零件的主要表面為同軸度要求較高的內(nèi)外旋轉(zhuǎn)表面，零件壁的厚度較薄容易變形，零件長(zhǎng)度一般大于直徑等。第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工 圖7-4 套筒類零件示例第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工 2.套筒類零件的技術(shù)要求 套筒類零件的主要表面是孔和外圓，其主要技術(shù)要求如下：（1）孔的技術(shù)要求 孔是套筒類零件起支承或?qū)蜃饔米钪饕谋砻?，?nèi)孔的直徑尺寸精度一般為 IT7 ，精密軸套取 IT6 ，與汽缸

19、和液壓缸相配的活塞上有密封圈，要求較低，通常取 IT9 ?？椎男螤罹葢?yīng)控制在孔徑公差以內(nèi)，一些精密套筒控制在孔徑公差的 1.31.2。對(duì)于長(zhǎng)套筒，除了圓度要求以外，還應(yīng)有圓柱度要求。為了保證零件的功用和提高其耐磨性，孔的表面粗糙度 Ra 值為 2.50.16 m ，要求高的表面粗糙度 Ra 值可達(dá) 0.04 m。 第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工（2）外圓表面的技術(shù)要求 外圓是套筒的支承面，常采用過盈配合或過渡配合同箱體或機(jī)架上的孔相連接。外徑尺寸精度通常取 IT7 1T6 ，形狀精度控制在外徑公差以內(nèi)，表面粗糙度 Ra 值為 50.63 m。（3）孔與外圓軸線的同軸度要求 若孔的最

20、終加工方法是通過將套筒裝入機(jī)座后合件進(jìn)行加工的，其套筒內(nèi)、外圓間的同軸度要求可以低一些;若最終加工是在裝入機(jī)座前完成，則同軸度要求較高，一般為 0.010.05 mm。 第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工（4）孔軸線與端面的垂直度要求 套筒的端面（包括凸緣端面）若在工作中承受軸向載荷，或雖不承受載荷，但在裝配或加工中作為定位基準(zhǔn)時(shí)，端面與孔軸線的垂直度要求較高，一般為 0.050.1 mm。 圖7-5 液壓缸零件圖 第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工 3.套筒類零件的材料與毛坯 套筒類零件多用鋼、鑄鐵、青銅或黃銅制成。有些滑動(dòng)軸承采用雙金屬結(jié)構(gòu)，以離心鑄造法在鋼或鑄鐵套筒內(nèi)壁上澆鑄

21、巴氏合金等軸承合金材料。一些對(duì)于強(qiáng)度和硬度要求較高的套筒（如錘床主軸套筒、伺服閥套），可選用優(yōu)質(zhì)合金鋼。 套筒毛坯的選擇與其材料、結(jié)構(gòu)、尺寸及生產(chǎn)批量有關(guān)?？讖叫〉奶淄捕噙x擇熱軋或冷拉棒料，也可采用實(shí)心鑄件;孔徑較大的套筒常選擇無縫鋼管或帶孔的鑄件和鍛件。大批量生產(chǎn)時(shí)，采用冷擠壓和粉末冶金等先進(jìn)毛坯制造工藝。 第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工 7.2.2 套筒類零件機(jī)械加工的主要工藝問題 孔的加工方法很多，選擇時(shí)需要考慮零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、材料、孔徑的大小、長(zhǎng)徑比、精度及表面粗糙度要求以及生產(chǎn)規(guī)模等各種因素。常用的粗加工和半精加工方法有鉆孔、擴(kuò)孔、車孔、鏜孔、锪孔等；常用的精加工方法主要有絞

22、孔、磨孔、拉孔、珩孔、研孔等。 第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工1.表面相互位置精度的保證方法 套筒類零件的內(nèi)孔和外圓表面間的同軸度及端面和內(nèi)孔軸線間的垂直度一般均有較高的要求。（1）在一次安裝中完成內(nèi)孔、外圓及端面的全部加工。（2）在不能于一次安裝中同時(shí)完成內(nèi)、外圓表面加工時(shí)，內(nèi)孔與外圓加工應(yīng)遵循互為基準(zhǔn)的原則。 當(dāng)內(nèi)、外圓表面必須經(jīng)過幾次安裝和反復(fù)加工時(shí)，常采用先加工孔，再以孔為精基準(zhǔn)加工外圓的加工順序。 如果由于工藝需要必須先加工外圓，再以外圓為精基準(zhǔn)加工內(nèi)孔，為獲得較高的位置精度，必須采用定心精度高的夾具。 第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工2.防止套筒類零件變形的工藝措

23、施 （1）粗、精加工應(yīng)分開進(jìn)行，使粗加工產(chǎn)生的變形在精加工中得以糾正。對(duì)于壁厚很薄、加工中極易變形的工件，采用工序分散原則，并在加工時(shí)控制切削用量。 （2）工藝上可采取改變夾緊力方向的措施，將徑向夾緊改為軸向夾緊。當(dāng)只能采用徑向夾緊時(shí)，應(yīng)盡可能使徑向夾緊力沿圓周均勻分布，如使用過渡套、彈性套等。 （3）熱處理工序應(yīng)安排在粗、精加工階段之間，并適當(dāng)增加精加工工序的加工余量，以保證熱處理引起的變形在精加工中得以糾正。 第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工7.2.3 套筒類零件加工實(shí)例 液壓缸零件圖如圖7-5所示。液壓缸零件加工工藝過程見表7-2。 第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工7.2

24、.4 內(nèi)孔的加工方法 在同等精度要求時(shí)，內(nèi)孔表面加工比外圓表面加工困難得多，需要的工序多，相應(yīng)成本也高些。內(nèi)孔表面加工方法有鉆孔、擴(kuò)孔、絞孔、鏜孔和磨孔等，特種加工內(nèi)孔表面的方法有電火花穿孔、超聲波穿孔和激光打孔等。 1.鉆孔 通常用于在實(shí)心材料上加工直徑為 0.550 mm的孔。常用鉆頭是麻花鉆。多用于精度低于 IT11級(jí)以下的孔加工，或用于精度要求較高孔的預(yù)加工。 第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工 （1）鉆孔的方式 鉆孔的方式有兩種：一種是刀具旋轉(zhuǎn)，工件或刀具做軸向進(jìn)給，如鉆床、銑床和鏜床上鉆孔；另一種是工件旋轉(zhuǎn)，刀具做軸向進(jìn)給，如車床上鉆孔。深孔加工宜采用第二種方式。（2）防止和

25、減少鉆頭引偏的措施 鉆孔前先加工孔端面，以免端面不平影響鉆頭兩切削刃受力不均； 用中心鉆或短鉆頭在工件上預(yù)鉆出一個(gè)凹孔或淺孔，便于引導(dǎo)鉆頭； 采用夾具以鉆套來引導(dǎo)鉆頭； 仔細(xì)刃磨鉆頭，采用合理的鉆削用量。 第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工 2.擴(kuò)孔 擴(kuò)孔是采用擴(kuò)孔鉆對(duì)已鉆出（或鑄出、鍛出）的孔進(jìn)行進(jìn)一步加工的方法。擴(kuò)孔時(shí)，背吃刀量較小，排屑容易，加之?dāng)U孔鉆剛性較好，刀齒較多，因而擴(kuò)孔精度和表面粗糙度均比鉆孔好，一般尺寸精度可達(dá) IT11IT10級(jí)，表面粗糙度 Ra 為 6.33.2 m。擴(kuò)孔通常作為孔加工的中間工序，對(duì)于精度要求不高的孔也可以作為終結(jié)工序，其成形運(yùn)動(dòng)與鉆孔相似。 第第7

26、 7章章 典型零件加工典型零件加工 3.絞孔 絞孔是對(duì)未淬硬孔進(jìn)行精加工的一種方法，其成形運(yùn)動(dòng)與鉆孔相似，所用刀具為絞刀。絞孔后孔本身質(zhì)量得到提高，孔徑尺寸精度可達(dá) 到IT9IT7級(jí)，手絞可達(dá)到 T6 級(jí)，表面粗糙度 Ra 值為1.60.2 m。 絞孔主要用于加工中、小尺寸的孔，孔的直徑范圍為 1 80 mm。絞孔不適宜加工短孔、深孔和斷續(xù)孔。絞孔通常在鉆孔或擴(kuò)孔后進(jìn)行，多用于批量生產(chǎn)，也可用于單件生產(chǎn)。 第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工 4.鏜孔 一般刀具的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)為主運(yùn)動(dòng)，刀具或工件做直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。鏜孔加工可在鏜床上進(jìn)行，也可以在車床、銑床、數(shù)控鏜銑床上進(jìn)行。在車床上鏜孔時(shí)稱為車孔

27、更準(zhǔn)確些，加工時(shí)工件的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是主運(yùn)動(dòng)，刀具做直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 鏜孔應(yīng)用很廣泛，在單件、小批量生產(chǎn)中，鏜孔是很經(jīng)濟(jì)的內(nèi)孔表面加工方法。鏜孔既可以作為粗加工，也可以作為精加工;既能修正孔中心線的偏斜，又能保證孔的坐標(biāo)位置。其尺寸精度一般可達(dá) IT8IT7 級(jí)，表面粗糙度 Ra 為 3.20.4 m。 第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工 5.拉孔 拉孔是利用多刃刀具，通過刀具相對(duì)于工件的直線運(yùn)動(dòng)完成加工工件工作。拉孔可以拉圓柱孔、花鍵孔、成形孔等，多用于大批量生產(chǎn)。 6.擠孔 可以用擠刀，也可以用鋼球擠孔。擠孔在獲得尺寸精度的同時(shí)，可使孔壁硬化，并可降低被加工孔的表面粗糙度。 7.磨孔 磨孔是

28、高精度、淬硬內(nèi)孔的主要加工方法，磨孔的尺寸精度一般可達(dá) IT7 IT6 級(jí)，表面粗糙度R a 為 0.80.2 m。 第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工 8.珩磨孔 珩磨頭圓周上鑲有若干條砂條，通過可脹機(jī)構(gòu)使砂條徑向漲開壓向工件孔壁。珩磨頭在旋轉(zhuǎn)的同時(shí)做軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)孔的低速磨削和摩擦拋光。珩磨尺寸精度可達(dá) IT6 級(jí)，圓度和圓柱度可達(dá) 0.003 0.005 mm ，表面粗糙度 Ra 值為 0.8 0.1 m。主要用于加工鑄鐵、淬硬和不淬硬的鋼件，但不宜加工易堵塞砂條的韌性金屬材料。珩磨不適用于加工帶鍵槽的孔和花鍵孔等斷續(xù)表面。 第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工7.3 箱

29、體類零件加工7.3.1 概述 1.箱體類零件的功用與結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 箱體類零件是各類機(jī)器的基礎(chǔ)零件，它將機(jī)器和部件中的軸、套、齒輪等有關(guān)零件連接成一個(gè)整體，并使之保持正確的位置，以傳遞轉(zhuǎn)矩或改變轉(zhuǎn)速來完成規(guī)定的運(yùn)動(dòng)。其加工質(zhì)量直接影響機(jī)器的性能、精度和壽命。按其功用，可分為主軸箱、變速箱、操縱箱、進(jìn)給箱等。 箱體類零件結(jié)構(gòu)一般較復(fù)雜，壁薄且壁厚不均勻；加工部位多，既有一個(gè)或數(shù)個(gè)基準(zhǔn)面及一些支承面，又有一對(duì)或數(shù)對(duì)加工難度大的軸承支承孔。 第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工 圖7-6 幾種箱體類零件的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工2.箱體類零件的主要技術(shù)要求 第第7 7章章 典型

30、零件加工典型零件加工（1）孔徑精度 孔徑的尺寸誤差和形狀誤差會(huì)造成軸承與孔配合不良， 主軸孔尺寸精度為 IT6，其余孔為 IT7IT6?？椎男螤罹任醋饕?guī)定，一般控制在尺寸精度范圍內(nèi)即可。（2）孔的位置精度 同一軸線上各孔的同軸度誤差和孔端面對(duì)軸線的垂直度誤差，會(huì)使軸和軸承裝配到箱體內(nèi)后出現(xiàn)歪斜，從而造成主軸徑向圓跳動(dòng)和軸向圓跳動(dòng)，也加劇了軸承磨損。為此，一般同軸上各孔的同軸度約為最小孔尺寸公差的一半?？紫抵g的平行度誤差，會(huì)影響齒輪的嚙合質(zhì)量，也須規(guī)定相應(yīng)的位置精度。 第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工（3）孔和平面的位置公差 孔和主軸箱安裝基面的平行度要求，決定了主軸與床身導(dǎo)軌的位置

31、關(guān)系。這項(xiàng)精度是在總裝中通過刮研達(dá)到的，為了減少刮研量，一般都要規(guī)定主軸軸線對(duì)安裝基面的平行度公差，在垂直和水平兩個(gè)方向上，只允許主軸前端向上和向前偏。（4）主要平面的精度 裝配基面的平面度影響主軸箱與床身連接時(shí)的接觸剛度，并且加工過程中常作為定位基面，會(huì)影響孔的加工精度，因此須規(guī)定底面和導(dǎo)向面必須平直。頂面的平面度要求是為了保證箱蓋的密封，防止工作時(shí)潤(rùn)滑油的泄出。當(dāng)大批大量生產(chǎn)將其頂面作為定位基面加工孔時(shí)，對(duì)其平面度要求還要提高。 第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工（5）表面粗糙度 重要孔和主要平面的表面粗糙度會(huì)影響連接面的配合性質(zhì)或接觸剛度，一般要求主軸孔表面粗糙度 Ra 值為 0.

32、4 m ，其余各縱向孔的表面粗糙度Ra 值為 1.6 m，孔的內(nèi)端面表面粗糙度 Ra 值為3.2 m，裝配基準(zhǔn)面和定位基準(zhǔn)面表面粗糙度 Ra 值為 2.50.63 m，其他平面表面粗糙度 Ra 值為 102.5 m。 第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工 3.箱體材料及毛坯 箱體毛坯制造方法有鑄造和焊接兩種。對(duì)于金屬切削機(jī)床的箱體，可采用鑄鐵；對(duì)于動(dòng)力機(jī)械中的某些箱體及減速器殼體等，可采用鋁合金壓鑄；對(duì)于承受重載和沖擊的工程機(jī)械、鍛壓機(jī)床的一些箱體，可采用鑄鋼或鋼板焊接；某些簡(jiǎn)易箱體為縮短毛坯制造周期，常采用鋼板焊接，但焊接件的殘余應(yīng)力較難消除干凈。 箱體鑄鐵材料采用最多的是各種牌號(hào)灰鑄鐵

33、，如 HT200、HT250、HT300 等。對(duì)一些要求較高的箱體，如鏜床主軸箱、坐標(biāo)鏜床箱體，可采用耐磨合金鑄鐵（密烘鑄鐵，如 MTCrMoCu-300）、高磷鑄鐵（如 MTP-250），以提高鑄件質(zhì)量。 第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工7.3.2 箱體類零件的結(jié)構(gòu)工藝性 箱體上的孔分為通孔、階梯孔、盲孔、交叉孔等。通孔工藝性最好，通孔內(nèi)又以孔長(zhǎng) L 與孔徑 d之比 L / d 11.5 的短圓柱孔工藝性為最好；當(dāng)L / d 5 的深孔精度要求較高、表面粗糙度值較小時(shí)，加工就很困難；階梯孔的工藝性較差，孔徑相差越大，其中最小孔徑又很小時(shí)，工藝性越差；相貫通的交叉孔的工藝性也較差；盲孔

34、工藝性最差，應(yīng)盡量避免。 圖7-8 相貫通的交叉孔的工藝性 第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工 箱體上同軸孔的孔徑排列方式有三種。 孔徑大小向一個(gè)方向遞減，且相鄰兩孔直徑之差大于孔的毛坯加工余量的排列方式。對(duì)于單件小批生產(chǎn)，這種結(jié)構(gòu)加工最為方便。 孔徑大小從兩邊向中間遞減的排列方式，大批生產(chǎn)的箱體常采用此種孔徑排列方式。 孔徑大小不規(guī)則的排列方式，這種方式工藝性差，應(yīng)盡量避免。 圖7-9 同軸線上孔徑的排列方式第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工 箱體內(nèi)端面加工比較困難，當(dāng)結(jié)構(gòu)上必須加工時(shí)，應(yīng)盡可能使內(nèi)端面尺寸小于刀具需穿過的孔加工前的直徑，這樣就可避免傷著另外一孔。若加工時(shí)鏜桿伸進(jìn)

35、后才能裝刀，鏜桿退出前又需將刀卸下，加工時(shí)很不方便。 圖7-10 孔內(nèi)端面的 結(jié)構(gòu)工藝性第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工 當(dāng)內(nèi)端面尺寸過大時(shí)，還需采用專用徑向進(jìn)給裝置。箱體的外端面凸臺(tái)應(yīng)盡可能在同一平面上。 箱體裝配基面的尺寸應(yīng)盡可能大，形狀應(yīng)盡量簡(jiǎn)單，以利于加工、裝配和檢驗(yàn)。箱體上緊固孔的尺寸規(guī)格應(yīng)盡可能一致，以減少加工中換刀次數(shù)。 圖7-11 孔外端面的結(jié)構(gòu)工藝性第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工7.3.3 箱體類零件機(jī)械加工的主要工藝問題1.定位基準(zhǔn)的選擇 （1）精基準(zhǔn)的選擇 箱體類零件加工精基準(zhǔn)的選擇與生產(chǎn)批量的大小有關(guān)。 單件小批量生產(chǎn)用裝配基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。圖 7-7

36、 所示為某車床主軸箱單件小批加工孔系時(shí)，選擇箱體底面導(dǎo)軌 B、C 面作為定位基準(zhǔn)。B 、C 面既是床頭箱的裝配基準(zhǔn)，又是主軸孔的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，并與箱體的兩端面、側(cè)面以及各主要縱向軸承孔在位置上有直接聯(lián)系，因此選擇 B、C 面作為定位基準(zhǔn)，符合基準(zhǔn)重合原則，裝夾誤差小。 第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工 批量大時(shí)采用頂面及兩個(gè)銷孔（一面兩孔）作為定位基準(zhǔn)，加工時(shí)箱體口朝下，中間導(dǎo)向支承架可以緊固在夾具體上，提高了夾具剛度，有利于保證各支承孔加工的位置精度，而且工件裝卸方便，減少了輔助時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。 這種定位方式由于主軸箱頂面不是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，故定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，出現(xiàn)基準(zhǔn)不重合誤差

37、。為了保證加工要求，應(yīng)進(jìn)行工藝尺寸的換算。 圖7-12 用箱體頂面及兩銷孔定位的鏜模1、3鏜模板;2中間導(dǎo)向支承架 第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工（2）粗基準(zhǔn)的選擇 雖然箱體類零件一般都選擇重要孔（例如主軸孔）為粗基準(zhǔn)，但隨著生產(chǎn)類型不同，實(shí)現(xiàn)以主軸孔為粗基準(zhǔn)的工件裝夾方式是不同的。 中小批量生產(chǎn)時(shí)，由于毛坯精度較低，一般采用劃線找正； 大批大量生產(chǎn)時(shí)，毛坯精度較高，可直接以主軸孔在夾具上定位，采用專用夾具裝夾，此類專用夾具可參閱機(jī)床夾具圖冊(cè)。 第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工 2.加工順序的安排和設(shè)備的選擇（1）加工順序?yàn)橄让婧罂?箱體類零件的加工順序均為先加工面，以加工好

38、的平面定位，再來加工孔。（2）加工階段粗、精分開 箱體類零件重要的加工表面都要?jiǎng)澐执?、精兩個(gè)加工階段。（3）工序間安排時(shí)效處理 人工時(shí)效的規(guī)范:加熱到 500 550 ，保溫46 h，冷卻速度小于或等于 300 /h，出爐溫度低于 200 。（4）所用設(shè)備依批量不同而異 單件小批生產(chǎn)一般都在通用機(jī)床上進(jìn)行一般不用專用夾具；而大批量箱體類零件的加工則廣泛采用專用機(jī)床，專用夾具用得也很多。 第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工7.3.4 箱體類零件加工實(shí)例 1.零件分析（1）主要表面及其精度要求 箱體底面及導(dǎo)向面是裝配基準(zhǔn)面，其平面度允差為 0.040.06 mm ，表面粗糙度值為1.6 m。

39、其他平面有側(cè)面和頂面，其中側(cè)面對(duì)底面的垂直度允差為0.040.06 mm，頂面對(duì)底面平行度允差為0.1 mm。主軸軸承孔的孔徑精度為 IT6，表面粗糙度 Ra 值為0.8 m；其余軸承孔的精度為 IT7IT6，表面粗糙度 Ra 值為1.6 m。各軸承孔的 圓度和圓柱度公差不超過孔徑公差的 1/2，主軸軸承孔軸線與基準(zhǔn)面距離的尺寸公差為 0.050.10 mm，各軸承孔軸線與端面的垂直度允差為 0.060.10 mm。同軸孔的同軸度允差為最小孔徑公差的 1/2，各相關(guān)軸線間的平行度允差為 0.060.10 mm。 第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工（2）材料與毛坯 工件材料為灰鑄鐵HT15

40、0，毛坯為鑄件，加工余量為底面 8 mm，頂面 9 mm ，側(cè)面和端面 7 mm，鑄孔 7 mm。 圖7-13 臥式車床主軸箱結(jié)構(gòu) 第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工 2.單件小批生產(chǎn)時(shí)的加工工藝過程 第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工7.3.5 平面加工方法 平面是箱體、機(jī)體類零件的主要加工表面，零件上常見的直槽、T形槽、V形槽、燕尾槽、平鍵槽等溝槽均可以看做是平面（有時(shí)也有曲面）的不同組合。 （1）非結(jié)合平面 這種平面不與任何零件相配合，一般無加工精度要求，只有當(dāng)表面為了增加抗腐和美觀時(shí)才進(jìn)行加工。（2）結(jié)合平面 這種平面多數(shù)用于零部件的連接面。如車床主軸箱、進(jìn)給箱與床身的連接

41、平面，一般要求精度和表面質(zhì)量均較高。第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工（3）導(dǎo)向平面 如各類機(jī)床的導(dǎo)軌面，這種平面的精度和表面質(zhì)量要求很高。（4）精密量具表面 如鉗工的平臺(tái)、平尺的測(cè)量面和計(jì)量用量塊的測(cè)量平面。這種平面要求精度和表面質(zhì)量均很高。 加工平面常用切削加工方法有車削、銑削、刨削、刮削、寬刀細(xì)刨、普通磨削、導(dǎo)軌磨削、精密磨削、砂帶磨削、超精加工、研磨和拋光等；特種加工方法有電解磨削平面和電火花線切割平面等。 第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工 1.平面車削加工 平面車削一般用于加工回轉(zhuǎn)體類零件的端面。在車床上車平面時(shí)，工件的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是主運(yùn)動(dòng)，刀具做垂直于主軸回轉(zhuǎn)軸線的進(jìn)給運(yùn)

42、動(dòng)。 平面車削的表面粗糙度 Ra 為 6.31.6 m，精車后的平面度誤差在直徑為 100 mm的端面上最小可達(dá) 0.0050.008 mm。 中小型零件的端面一般在普通車床上加工，大型零件的平面則可在立式車床上加工。 第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工 2.平面刨削加工和拉削加工 對(duì)于牛頭刨床，刨刀的直線運(yùn)動(dòng)為主運(yùn)動(dòng)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)通常由工件完成;對(duì)于龍門刨床，工件的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)為主運(yùn)動(dòng)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)通常由刀具完成。目前，牛頭刨床已逐漸被各種銑床所代替，但龍門刨床仍廣泛用于大件的平面加工。寬刃精刨工藝在一定條件下可代替磨削或刮研加工方法。平面拉刀相對(duì)于工件做直線運(yùn)動(dòng)（稱為拉直）或圓周運(yùn)動(dòng)（稱為轉(zhuǎn)

43、位拉或轉(zhuǎn)拉），實(shí)現(xiàn)拉削加工。刨削和拉削一般適用于水平面、垂直面、斜面、直槽、V 形槽、T 形槽、燕尾槽的單件小批量的粗加工和半精加工。平面刨削分粗刨和精刨。精刨后的表面粗糙度 Ra 為 3.21.6 m，兩平面間的尺寸公差等級(jí)可達(dá)IT8IT7，直線度可達(dá) 0.040.12 mm/m。在龍門刨床上寬刀精刨后的表面粗糙度 Ra 可達(dá) 0.60.4m，直線度不大于 0.02 mm/m。 第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工 平面刨削和拉削常用的設(shè)備有牛頭刨床、龍門刨床、插床和拉床等。牛頭刨床一般用于加工中小型零件上的平面和溝槽；龍門刨床則多用于加工大型零件或同時(shí)加工多個(gè)中型零件上的平面和溝槽；孔

44、內(nèi)平面（如孔內(nèi)槽、方孔）的加工一般在插床和拉床上進(jìn)行。平面拉削是一種高精度和高效率的加工方法，適用于大批量生產(chǎn)，其中較小尺寸平面在臥式拉床上加工，較大尺寸平面則在立式拉床上加工。拉削加工精度為 IT8IT7，直線度可達(dá) 0.080.12 mm/m。 第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工 3.平面銑削加工 平面銑削方式有端銑和周銑兩種，周銑又分為逆銑與順銑兩種銑削方式。目前常采用端銑加工平面。平面銑削適用于加工各種不同形狀的溝槽及平面的粗、半精加工，可分為粗銑和精銑。精銑后表面粗糙度 Ra 為 3.21.6 m，兩平面間尺寸公差等級(jí)為 IT8IT7，直線度達(dá) 0.080.12 mm/m。 中

45、小型工件的平面加工常在臥式銑床、立式銑床、萬能升降臺(tái)銑床、工具銑床上進(jìn)行；大型工件表面的銑削加工可在龍門銑床上進(jìn)行。精銑平面可在高速、大功率的高精度銑床上采用高速精銑新工藝進(jìn)行加工。 第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工4.平面磨削加工 可獲得高加工精度、低表面粗糙度平面，一般在銑、刨削加工基礎(chǔ)上進(jìn)行，主要用于中小型零件高精度表面及淬火鋼等硬度較高的材料表面加工。磨削后表面粗糙度 Ra 為 0.80.2 m，兩平面間的尺寸公差等級(jí)可達(dá) IT6IT5，平面度可達(dá) 0.010.03 mm/m。 平面磨削有端面磨削和圓周磨削兩種方式。圓周磨削由于砂輪與工件接觸面積小，磨削區(qū)散熱排屑條件好，加工精

46、度較高;端面磨削允許采用較大的磨削用量，可獲得高的加工效率，但加工精度不如圓周磨削。平面磨削一般作為精加工工序，安排在粗加工之后進(jìn)行，其常用的設(shè)備有平面磨床、外圓磨床、內(nèi)圓磨床。 第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工 5.平面光整加工（1）平面的研磨：多用于中小型工件最終加工，尤其當(dāng)兩個(gè)配合平面間要求很高的密合性時(shí)，常用研磨法加工。（2）平面的刮削：常用于工具、量具、機(jī)床導(dǎo)軌、滑動(dòng)軸承的最終加工。（3）平面的拋光：是在平面上進(jìn)行了精刨、精銑、精車、磨削后進(jìn)行的表面加工。僅能降低表面粗糙度，而不能提高原有的加工精度。 6.電解磨削平面和電火花線切割平面 電解磨削平面和電火花線切割平面適宜加工

47、高強(qiáng)度、高硬度、熱敏性和磁性等導(dǎo)電材料上的平面。 第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工7.4 圓柱齒輪加工7.4.1 概述 圓柱齒輪是機(jī)械傳動(dòng)中應(yīng)用極為廣泛的零件之一，其功用是按規(guī)定的傳動(dòng)比傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。 1.圓柱齒輪的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 圓柱齒輪一般分為齒圈和輪體兩部分。在齒圈上切出直齒、斜齒等齒形，在輪體上有孔或軸。機(jī)器中常見的圓柱齒輪有盤類齒輪、套類齒輪、內(nèi)齒輪、軸類齒輪、扇形齒輪和齒條（即齒圈半徑無限大的圓柱齒輪）。其中，盤類齒輪應(yīng)用最廣。 一個(gè)圓柱齒輪可以有一個(gè)或多個(gè)齒圈。普通單齒圈齒輪的工藝性最好。如果齒輪精度要求高，需要剃齒或磨齒時(shí)，通常將多齒圈齒輪做成單齒圈齒輪的組合結(jié)構(gòu)。 第第7

48、 7章章 典型零件加工典型零件加工 圖7-14 圓柱齒輪的結(jié)構(gòu)形式第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工 2.圓柱齒輪傳動(dòng)的精度要求 齒輪傳動(dòng)精度的高低，直接影響到整個(gè)機(jī)器的工作性能、承載能力和使用壽命。根據(jù)齒輪的使用條件，對(duì)齒輪傳動(dòng)提出以下三個(gè)方面的精度要求。（1）傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性（2）傳遞運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性（3）載荷分布的均勻性第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工 3.精度等級(jí)與公差組 精度等級(jí)分為 12 級(jí)，其中第1級(jí)最高，第12級(jí)最低。齒輪的各項(xiàng)公差分成三個(gè)公差組。一般情況下，一個(gè)齒輪的三個(gè)公差組應(yīng)選用相同的精度等級(jí)。當(dāng)對(duì)使用的某個(gè)方面有特殊要求時(shí)，也允許各公差組選用不同的精度等級(jí)，但

49、在同一公差組內(nèi)各項(xiàng)公差與極限偏差必須保持相同的精度等級(jí)。齒輪精度等級(jí)應(yīng)根據(jù)齒輪傳動(dòng)的用途、圓周速度、傳遞功率等進(jìn)行選擇。 第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工 4.齒輪的材料、熱處理與毛坯（1）材料的選擇 常用齒輪材料有15 鋼、45 鋼，對(duì)于低速、重載的傳力齒輪和有沖擊載荷的傳力齒輪，應(yīng)選用機(jī)械強(qiáng)度、硬度等綜合力學(xué)性能好的材料（如20Cr、40Cr、20CrMnTi），經(jīng)滲碳淬火，心部具有良好的韌性，齒面硬度可達(dá) 5662HRC；線速度高的傳力齒輪，齒面易產(chǎn)生疲勞點(diǎn)蝕，所以齒面硬度要高，可用 8CrMoAl 滲氮鋼，這種材料經(jīng)滲氮處理后表面可得到一層硬度很高的滲氮層，而且熱處理變形?。环?/p>

50、傳力齒輪可以用非淬火鋼、鑄鐵、夾布膠木或尼龍等材料。 第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工（2）齒輪的熱處理 齒輪加工中，根據(jù)不同的目的安排兩種熱處理工序。 毛坯熱處理：在齒坯加工前后安排預(yù)先熱處理（通常為正火或調(diào)質(zhì)）。其主要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和提高綜合力學(xué)性能。 齒面熱處理：齒形加工后，為提高齒面硬度和耐磨性，常進(jìn)行滲碳淬火、高頻感應(yīng)加熱淬火、碳氮共滲或滲氮等表面熱處理工序。 第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工（3）齒輪毛坯 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、耐磨和耐沖擊時(shí)，多

51、用鍛件。對(duì)于直徑大于 400600 mm的齒輪，常用鑄造方法鑄造齒坯。為減少機(jī)械加工量，對(duì)大尺寸、低精度齒輪，可以直接鑄出輪齒;采用壓力鑄造、精密鍛造、粉末冶金、熱軋和冷擠等新工藝，可制造出具有輪齒的齒坯，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，節(jié)約原材料。 第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工7.4.2 圓柱齒輪機(jī)械加工的主要工藝問題 1.定位基準(zhǔn)的選擇 齒輪加工時(shí)的定位基準(zhǔn)應(yīng)盡可能與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相一致，即要符合 “基準(zhǔn)重合” 原則。在齒輪加工的整個(gè)過程中（如滾、插、剃、磨等）也應(yīng)盡量采用相同的定位基準(zhǔn)，即要符合“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。 對(duì)于小直徑軸齒輪，可采用兩端中心孔或錐體作為定位基準(zhǔn)，符合“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則;對(duì)于大

52、直徑的軸齒輪，通常用軸頸和一個(gè)較大的端面組合定位，符合“基準(zhǔn)重合”原則;帶孔齒輪則以孔和一個(gè)端面組合定位，既符合“基準(zhǔn)重合”原則，又符合“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工 2.齒坯加工 齒形加工前的齒輪加工稱為齒坯加工。齒坯的精度對(duì)于整個(gè)齒輪的精度有著重要的影響，齒坯加工在整個(gè)齒輪加工中占有重要的地位。（1）齒坯精度 齒輪在加工、檢驗(yàn)和裝夾時(shí)的徑向基準(zhǔn)面和軸向基準(zhǔn)面應(yīng)盡量一致。多數(shù)情況下，常以齒輪孔和端面為齒形加工的基準(zhǔn)面，所以齒坯精度中主要是對(duì)齒輪孔的尺寸精度、形狀精度以及孔和端面的位置精度有較高的要求；當(dāng)以外圓作為測(cè)量基準(zhǔn)或定位、找正基準(zhǔn)時(shí)，對(duì)齒坯外圓也有較高的要求

53、。 第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工 第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工（2）齒坯加工方案的選擇 齒坯加工主要包括齒坯的孔、端面和中心孔的加工（對(duì)于軸類齒輪）以及齒圈外圓和端面加工。對(duì)于軸類齒輪和套筒類齒輪的齒坯，其加工過程和一般軸、套筒類基本相同，其加工工藝方案主要取決于齒輪的輪體結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)類型。 大批大量生產(chǎn)的齒坯加工 采用鉆拉多刀車的工藝方案： 以毛坯外圓及端面定位進(jìn)行鉆孔或擴(kuò)孔； 拉孔； 以孔定位在多刀半自動(dòng)車床上，粗、精車外圓、 端面、車槽及倒角等。 這種工藝方案采用高效機(jī)床組成流水線或自動(dòng)線，生產(chǎn)效率高。 第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工 成批生產(chǎn)的齒坯加工

54、成批生產(chǎn)齒坯時(shí)，常采用車?yán)嚬に嚪桨福?以齒坯外圓或輪轂定位，粗車外圓、端面和內(nèi)孔； 以端面支承拉孔（或花鍵孔）； 以孔定位精車外圓及端面等。 這種方案可由臥式車床或轉(zhuǎn)塔車床以及拉床實(shí)現(xiàn)。它的特點(diǎn)是加工質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)效率較高。 單件小批生產(chǎn)的齒坯加工 單件小批生產(chǎn)齒坯時(shí)，一般齒坯的孔、端面及外圓的粗、精加工都在通用車床上經(jīng)兩次裝夾完成，但必須注意將孔和基準(zhǔn)端面的精加工在一次裝夾內(nèi)完成，以保證位置精度。 第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工 3.齒形加工 齒圈上的齒形加工是整個(gè)齒輪加工的核心。按照加工原理，齒形加工可分為成形法和展成法。指狀銑刀銑齒，盤形銑刀銑齒，齒輪拉刀拉內(nèi)、外齒等是成形法

55、加工齒形；滾齒、剃齒、插齒、磨齒等是展成法加工齒形。 齒形加工方案的選擇，主要取決于齒輪的精度等級(jí)、結(jié)構(gòu)形狀、生產(chǎn)類型和齒輪的熱處理方法及生產(chǎn)工廠的現(xiàn)有條件。（1）8級(jí)精度以下的齒輪 調(diào)質(zhì)齒輪用滾齒或插齒就能滿足要求。淬硬齒輪可采用滾（插）齒剃齒或冷擠齒端加工淬火校正孔的加工方案。在淬火前齒形加工精度應(yīng)提高一級(jí)以上。第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工（2）67級(jí)精度齒輪 淬硬齒面齒輪可采用滾（插）齒齒端加工表面淬火校正基準(zhǔn)磨齒（蝸桿砂輪磨齒）的加工方案，加工精度穩(wěn)定；也可采用滾（插）齒剃齒或冷擠表面淬火校正基準(zhǔn)內(nèi)嚙合珩齒的加工方案，加工精度穩(wěn)定，生產(chǎn)率高。（3）5級(jí)以上精度的齒輪 一般采

56、用粗滾齒精滾齒表面淬火校正基準(zhǔn)粗磨齒精磨齒的加工方案。大批大量生產(chǎn)時(shí)也可采用粗磨齒精磨齒表面淬火校正基準(zhǔn)磨削外珩自動(dòng)線的加工方案。磨齒是目前齒形加工中精度最高、表面粗糙度值最小的加工方法，最高精度可達(dá) 34 級(jí)。 第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工 4.齒端加工 齒輪的齒端加工方式有倒圓、倒尖、倒棱和去毛刺，必須安排在齒形淬火之前、滾（插）齒之后進(jìn)行。經(jīng)倒圓、倒尖、倒棱后的齒輪，沿軸向移動(dòng)時(shí)容易進(jìn)入嚙合。齒端倒圓應(yīng)用最多。圖7-15 齒端形狀 圖7-16 用指狀銑刀倒圓的原理圖第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工 5.精基準(zhǔn)的修整 齒輪淬火后其孔經(jīng)常發(fā)生變形，孔直徑可縮小 0.010

57、.05 mm。為確保齒形精加工質(zhì)量，必須對(duì)基準(zhǔn)孔予以修整。一般采用磨孔或推孔的方法進(jìn)行修整。對(duì)于成批或大批大量生產(chǎn)的未淬硬的外徑定心的花鍵孔及圓柱孔齒輪，常采用推孔。推孔生產(chǎn)率高，并可用加長(zhǎng)推刀前引導(dǎo)部分來保證推孔的精度。對(duì)于以小徑定心的花鍵孔或已淬硬的齒輪，以磨孔為好，可穩(wěn)定地保證精度。磨孔應(yīng)以齒面定位，符合互為基準(zhǔn)原則。 第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工 7.4.3 圓柱齒輪的加工工藝過程舉例 齒輪加工的工藝路線是根據(jù)齒輪材質(zhì)和熱處理要求、齒輪結(jié)構(gòu)及尺寸大小、精度要求、生產(chǎn)批量和車間設(shè)備條件而定的。一般可歸納為如下的工藝路線： 毛坯制造齒坯熱處理齒坯加工齒形加工齒圈熱處理齒輪定位表

58、面精加工齒圈精整加工。 第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工 第第7 7章章 典型零件加工典型零件加工 第第8 8章章 機(jī)械加工質(zhì)量機(jī)械加工質(zhì)量及機(jī)械裝配工藝基礎(chǔ)及機(jī)械裝配工藝基礎(chǔ)加工質(zhì)量有兩個(gè)指標(biāo)：機(jī)械加工精度和表面質(zhì)量。8.1 機(jī)械加工精度8.1.1 基本概念 1.加工精度 加工精度加工精度是指零件加工后實(shí)際幾何參數(shù)（包括尺寸、形狀和位置）與理想幾何參數(shù)相符合的程度。零件在加工過程中，由于各種因素的影響，實(shí)際幾何參數(shù)與理想幾何參數(shù)的偏差稱為加工誤差加工誤差。在實(shí)際生產(chǎn)中，大都使用加工誤差來控制加工精度。機(jī)械加工精度包括尺寸精度、形狀精度和位置精度。 第第8 8章章 機(jī)械加工質(zhì)量機(jī)械加工

59、質(zhì)量及機(jī)械裝配工藝基礎(chǔ)及機(jī)械裝配工藝基礎(chǔ) 2.原始誤差的分類 在機(jī)械加工中，由機(jī)床、夾具、刀具和工件組成了一個(gè)完整的系統(tǒng)，稱之為工藝系統(tǒng)工藝系統(tǒng)。工藝系統(tǒng)的誤差是工件產(chǎn)生加工誤差的根源，我們稱之為原原始誤差始誤差。 原始誤差主要來源于兩方面：一方面是工藝系統(tǒng)本身的幾何誤差，包括加工方法的原理誤差、機(jī)床的幾何誤差、調(diào)整誤差、刀具和夾具的制造誤差、工件的安裝誤差等；另一方面是與加工過程有關(guān)的誤差，包括工藝系統(tǒng)的受力變形、熱變形、磨損等引起的誤差以及工件殘余應(yīng)力所引起的誤差等。 第第8 8章章 機(jī)械加工質(zhì)量機(jī)械加工質(zhì)量及機(jī)械裝配工藝基礎(chǔ)及機(jī)械裝配工藝基礎(chǔ) 3.誤差敏感方向 由于各種原始誤差的大小和方

60、向各不相同，其對(duì)加工精度的影響也不相同。 以外圓車削為例，如圖 8-1 所示。車削時(shí)刀尖正確位置在 A 點(diǎn)，工件加工半徑為 R0 = OA。設(shè)某一瞬時(shí)由于原始誤差影響，使刀尖移到 A點(diǎn)，則工件加工后的半徑變?yōu)?R = OA。AA即為原始誤差，設(shè)與 OA 間夾角為，則半徑上的加工誤差 R 為-第第8 8章章 機(jī)械加工質(zhì)量機(jī)械加工質(zhì)量及機(jī)械裝配工藝基礎(chǔ)及機(jī)械裝配工藝基礎(chǔ) 第第8 8章章 機(jī)械加工質(zhì)量機(jī)械加工質(zhì)量及機(jī)械裝配工藝基礎(chǔ)及機(jī)械裝配工藝基礎(chǔ)8.1.2 工藝系統(tǒng)幾何誤差對(duì)加工精度的影響 1.加工原理誤差 加工原理誤差是指由于采用了近似的成形運(yùn)動(dòng)或近似的刀刃輪廓進(jìn)行加工而產(chǎn)生的誤差。 采用近似的