典型零件加工工藝(DOC)

箱體類零件加工工藝裝配到箱體上，連接成部件或機器，使其按規(guī)定的要求工作，因此箱體零件的加工質(zhì)量不僅影響機器的裝配精度和運動精度，而且影響機器的工作精度、使用性能和壽命。下面以圖1所示齒輪減速箱體零件的加工為例討論箱體類零件的工藝過程。圖1某車床主軸箱體簡圖圖3所示零件為某車床主軸箱體類零件，屬于中批生產(chǎn)，零件的材料為HT200鑄鐵。一般來說，箱體零件的結(jié)構(gòu)較復雜，內(nèi)部呈腔形，其加工表面主要是平面和孔。對箱體類零件的技術要求分析，應針對平面和孔的技術要求進行分析。箱體零件的設計基準一般為平面，本箱體各孔系和平面的設計基準為G面、H面和P面，其中G面和H面還是箱體的裝配基準，因此它有較高的平面度和較小表面粗糙度要求。2．孔系的技術要求箱體上有孔間距和同軸度要求的一系列孔，稱為孔系。為保證箱體孔與軸承外圈配合及軸的回轉(zhuǎn)精度，孔的尺寸精度為IT7，孔的幾何形狀誤差控制在尺寸公差范圍之內(nèi)。為保證齒輪嚙合精度，孔軸線間的尺寸精度、孔軸線間的平行度、同一軸線上各孔的同軸度誤差和孔端面對軸線的垂直度誤差，均應有較高的要求。3．孔與平面間的位置精度箱體上主要孔與箱體安裝基面之間應規(guī)定平行度要求。本箱體零件主軸孔中心線對裝配基面（G、H面）的平行度誤差為0.04mm。4．表面粗糙度重要孔和主要表面的粗糙度會影響連接面的配合性質(zhì)或接觸剛度，本箱體零件主要孔表面粗糙度為0.8μm，裝配基面表面粗糙度為1.6μm。箱體零件的材料常用鑄鐵，這是因為鑄鐵容易成形，切削性能好，價格低，且吸振為縮短生產(chǎn)周期，可采用鋼板焊接結(jié)構(gòu)。某些大負荷的箱體有時采用鑄鋼件。在特定條件下，可采用鋁鎂合金或其它鋁合金材料。鑄鐵毛坯在單件小批生產(chǎn)時，一般采用木模手工造型，毛坯精度較低，余量大；在大批量生產(chǎn)時，通常采用金屬模機器造型，毛坯精度較高，加工余量可適當減小。單件小批生產(chǎn)直徑大于50mm的孔，成批生產(chǎn)大于30mm的孔，一般都鑄出預孔，以減少加工余量。鋁合金箱體常用壓鑄制造，毛坯精度很高，余量很小，一些表面不必經(jīng)切削加即可使用。面粗糙度，孔系之間及孔與裝配基準面之間的距離尺寸精度和相互位置精度，是箱體零件加工的主要工藝問題。箱體零件的典型加工路線為：平面加工－孔系加工－次要面（緊固孔等）加工。箱體的加工工藝路線如表1。表1車床主軸箱體零件的加工工藝過程箱體的主要加工表面有平面和軸承支承孔。面和P蓋，因此可采用G、H面和P三面作精基準定位。1．先面后孔的原則箱體加工順序的一般規(guī)律是先加工平面，后加工孔。先加工平以平面定位加工孔的夾具結(jié)構(gòu)簡單、可靠，反之則夾具結(jié)構(gòu)復雜、定位也不可靠。由于對孔加工有利，如可減小鉆頭的歪斜、防止刀具崩刃，同時對刀調(diào)整也方便。2．先主后次的原則箱體上用于緊固的螺孔、小孔等可視為次要表面，因為這些次要孔往往需要依據(jù)主要表面（軸孔）定位，所以這些螺孔的加工應在軸孔加工后進行。對于次要孔與主要孔相交的孔系，必須先完成主要孔的精加工，再加工次要孔，否則會使主要孔的精加工產(chǎn)生斷續(xù)切削、振動，影響主要孔的加工質(zhì)量。3．孔系的數(shù)控加工由于箱體零件具有加工表面多，加工的孔系的精度高，加工量大的特點，生產(chǎn)中常使用高效自動化的加工方法。過去在大批、大量生產(chǎn)中，主要采用組合機床和加工自動線，現(xiàn)在數(shù)控加工技術，如加工中心、柔性制造系統(tǒng)等已逐步應用于各種不同的批量的統(tǒng)，使得一次裝夾可完成鉆、擴、鉸、鏜、銑、攻螺紋等加工，減少了裝夾次數(shù)，實行工序集中的原則，提高了生產(chǎn)率。齒輪在中，就闡述了用青銅或鑄鐵齒輪傳遞旋轉(zhuǎn)運動的問題。中國古代發(fā)明的指南車中已應用了整套的輪系。不過，古代的齒輪是用木料制造或用金屬鑄成的，只能傳遞軸間的回轉(zhuǎn)運動，不能保證傳動的平穩(wěn)性，齒輪的承載能力也很小。19世紀出現(xiàn)的滾齒機和插齒機，解決了大量生產(chǎn)高精度齒輪的問題。1900年，普福特為滾齒機裝上差動裝置，能在漸開線齒輪成為應用最廣的齒輪。齒輪應用廣泛，種類很多。按齒廓曲線可分為漸開線齒輪、擺線齒輪、圓弧齒輪等。按外形可分為圓柱齒輪、錐齒輪、非圓齒輪、齒條、蝸桿-蝸輪等；按輪齒所在的表面可分為外齒輪和內(nèi)齒輪；按齒線形狀可分為直齒輪、斜齒輪、人字齒輪、曲線齒輪等。按制造方法可分為鑄造齒輪、切制齒輪、軋制齒輪、燒結(jié)齒輪等。按齒面硬度可分為軟齒面和硬齒面兩種。齒輪圖示：齒輪加工設備按照被加工齒輪種類不同，齒輪加工機床可分為兩大類：1.圓柱齒輪加工機床2.錐齒輪加工機床(1)滾齒機滾齒：可以加工8模數(shù)以下的斜齒(2)銑床銑齒：可以加工直齒條典型齒輪加工工藝毛坯制造鍛：主要用于大批量生產(chǎn)；鑄造：用于鑄鐵齒輪毛坯生產(chǎn)齒坯加工外圓、圓錐和端面（4）磨工藝軸頸和定位端面成（2）車端面，鏜內(nèi)孔，粗精加工在一次裝夾中完成（3）拉內(nèi)孔，車端面和外圓工藝加工花鍵、根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模，設備情況和精度要求，可以靈活采用多種組等齒形粗加根據(jù)精度要求，從整體毛坯上切出齒槽，有時在槽側(cè)留出適當?shù)木庸び嗔?。圓柱齒輪：成形銑削、滾齒、插齒等；直齒圓錐齒輪：成形銑削、精鍛、粗拉齒、刨齒等曲線齒錐齒輪：精鍛，專用粗切機銑齒等圓柱齒輪：滾、插、剃、擠6齒形精加工直齒圓錐齒輪：刨齒、雙刀盤銑齒、圓拉法拉齒齒端倒角去毛刺齒輪幾何精度換檔齒輪：齒端按一定要求修整成一定形狀一般齒輪：去掉齒兩邊銳邊、毛刺不要求熱處理的齒輪，本工序為終檢，否則為中間檢驗根據(jù)材料不同，要求不同而異，常用：調(diào)質(zhì)、滲碳淬火、高頻淬火軸類齒輪：精磨各安裝軸頸和定位端面，修整中心孔盤類齒輪：精磨內(nèi)孔及定位端面本工序多用于分度圓或分度圓錐作定位基準根據(jù)齒輪的精度要求、生產(chǎn)批量和尺寸形狀選擇加工方法磨齒：用于精度要求較高的圓柱、圓錐齒輪，生產(chǎn)效率低王行齒：用于降低表面粗糙度，降低噪聲，生產(chǎn)效率很高，主要用于大批量生研齒：用于曲線齒錐齒輪，可降低表面粗糙度，降低噪聲及改善接觸區(qū)圓柱齒輪：按圖紙要求檢驗其幾何精度、接觸區(qū)、噪聲的配對檢圓錐齒輪：在滾動檢驗機上配對，檢驗接觸區(qū)位置、大小和形狀，并檢驗噪聲，按配對齒輪打上標記，以便成對裝配使用圓柱齒輪的加工工藝程一般應包括以下內(nèi)容：齒輪毛坯加工、齒面加工、熱處理工藝及齒面的的精加工。在編制工藝過程中，常因齒輪結(jié)構(gòu)、精度等級、生產(chǎn)批量和生產(chǎn)環(huán)境的不同，而采取各種不同的工藝方案。編制齒輪加工工藝過程大致可以劃分如下幾個階段：1)齒輪毛坯的形成：鍛件、棒料或鑄件；4)熱處理：調(diào)質(zhì)、滲碳淬火、齒面高頻感應加熱淬火等頂點孔定位；對于空心軸，則在中心內(nèi)孔鉆出后，用兩端孔口的斜面定位；孔徑大時則采用錐堵。頂點定位的精度高，且能作到基準重合和統(tǒng)一。對帶孔齒輪在齒面加工時常采用以下兩種定位、夾緊方式。（1）以內(nèi)孔和端面定位這種定位方式是以工件內(nèi)孔定位，確定定位位置，再以端面作為軸向定位基準，并對著端面夾緊。這樣可使定位基準、設計基準、裝配基準和測量基準重合，定位精度高，適合于批量生產(chǎn)。但對于夾具的制造精度要求較高。圓以確定中心的位置，并以端面進行軸向定位，從另一端面夾緊。這種定位方式因每個工件都要校正，故生產(chǎn)率低；同時對齒坯的內(nèi)、外圓同軸要求高，而對夾具精度要求不高，故適用于單件、小批生產(chǎn)。綜上所述，為了減少定位誤差，提高齒輪加工精度，在加工時應滿足以下要求：1)應選擇基準重合、統(tǒng)一的定位方式；3)定位端面與定位孔或外圓應在一次裝夾中加工出來，以保證垂直度要求。2、齒輪毛坯的加工齒面加工前的齒輪毛坯加工，在整個齒輪加工過程中占有很重要的地位。因為齒面加工和檢測所用的基準必須在此階段加工出來，同時齒坯加工所占工時的比例較大，無論從提高生產(chǎn)率，還是從保證齒輪的加工質(zhì)量，都必須重視齒輪毛坯的加工。在齒輪圖樣的技術部要求中，如果規(guī)定以分度圓選齒厚的減薄量來測定齒側(cè)間隙時，應注意齒頂圓的精度要求，因為齒厚的檢測是以齒頂圓為測量基準的。齒頂圓精度太低，必然使測量出的齒厚無法正確反映出齒側(cè)間隙的大小，所以，在這一加工過程中應注意以下三個問題：3)提高齒輪內(nèi)孔的制造精度，減少與夾具心軸的配合間隙；3、齒形及齒端加工齒形加工是齒輪加工的關鍵，其方案的選擇取決于多方面的因素，如設備條件、齒輪精度等級、表面粗糙度、硬度等。常用的齒形加工方案在上節(jié)已有講解，在此不再敘述。齒輪的齒端加工有倒圓、倒尖、倒棱和去毛刺等方式。經(jīng)倒圓、倒尖后的齒輪在換檔時容易進入嚙合狀態(tài)，減少撞擊現(xiàn)象。倒棱可除去齒端尖角和毛刺。倒圓時，銑刀告訴旋轉(zhuǎn)，并沿圓弧作擺動，加工完一個齒后，工件退離銑刀，經(jīng)分度再快速向銑刀靠近加工下一個齒的齒端。4、輪加工過程中的熱處理要求在齒輪加工工藝過程中，熱處理工序的位置安排十分重要，它直接影響齒輪的力學性能及切削加工性。一般在齒輪加工中進行兩種熱處理工序，即毛坯熱處理和齒形熱處理。軸類零件加工工藝軸類零件是機器中的常見零件，也是重要零件，其主要功用是用于支承傳動零部件內(nèi)、外圓柱面、圓錐面，螺紋，花鍵，橫向孔，溝槽等。軸類零件的技術要求主要有以下幾個方面：軸上支承軸頸和配合軸頸是軸的重要表面，其直徑精度通常為IT5~IT9級，形狀精度（圓度、圓柱度）控制在直徑公差之內(nèi)，形狀精度要求較高時，應在零件圖樣上另行規(guī)定其允許的公差。（2）相互位置精度軸類零件中的配合軸頸（裝配傳動件的軸頸）對于支承軸頸的同軸度是其相互位置精度的普遍要求。普通精度的軸，配合軸頸對支承軸頸的徑向圓跳動一般為0.01~0.03mm，高精度軸為0.001~0.005mm。此外，相互位置精度還有內(nèi)外圓柱面間的同軸度，軸向定位端面與軸心線的垂直度要求等。（3）表面粗糙度根據(jù)機器精密程度的高低，運轉(zhuǎn)速度的大小，軸類零件表面粗糙度要求也不相同。支承軸頸的表面粗糙度Ra值一般為0.16~0.63μm，配合軸頸Ra值為0.63~2.5μm。各類機床主軸是一種典型的軸類零件，圖1所示為車床主軸簡圖。下面以該車床主軸加工為例，分析軸類零件的工藝過程。綜上所述，對軸類零件，可以從回轉(zhuǎn)精度、定位精度、工作噪音這三個方面分析其技術要求。主軸的材料、毛坯和熱處理1．主軸材料和熱處理的選擇。一般軸類零件常用材料為45鋼，并根據(jù)需要進行正火、退火、調(diào)質(zhì)、淬火等熱處理以獲得一定的強度、硬度、韌性和耐磨性。調(diào)質(zhì)和表面淬火處理，使其淬火層硬度均勻且具有較高的綜合力學性能。精度較高的軸還可使用軸承鋼GCr15和彈簧鋼65Mn，它們經(jīng)調(diào)質(zhì)和局部淬火后，具有更高的耐磨性和耐疲勞性。淬火后，表面具有很高的硬度，而心部強度和沖擊韌性好。用45鋼，預備熱處理采用正火和調(diào)質(zhì)，最后熱處理采用局部高頻淬火。2．主軸的毛坯。軸類毛坯一般使用鍛件和圓鋼，結(jié)構(gòu)復雜的軸件（如曲軸）可使重要的軸宜選用鍛件毛坯，此時采用鍛件毛坯可減少切削加工量，又可以改善材料的力學性能。主軸屬于重要的且直徑相差大的零件，所以通常采用鍛件毛坯。主軸加工的工藝過程圓→銑鍵槽等→最終熱處理→磨削。根據(jù)車床主軸如圖1所示，其生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)；材料為45鋼；毛坯為模鍛件。該主軸的加工工藝路線如表1。表1車床主軸加工工藝過程主軸加工工藝過程分析1．定位基準的選擇3．熱處理工序的安排為表面淬火準備了良好的金相組織，確保表面淬火的質(zhì)量。對于主軸上的支承軸頸、莫氏錐孔、前短圓錐和端面，這些重要且在工作中經(jīng)常摩擦的表面，為提高其耐磨性均需表面淬火處理，表面淬火安排在精加工前進行，以通過精加工去除淬火過程中產(chǎn)生的氧化皮，修正淬火變形。4．安排加工順序的幾個問題鉆主軸上的通孔雖然屬粗加工工序，但卻宜安排在調(diào)質(zhì)后進行。因為主軸經(jīng)調(diào)質(zhì)后徑向變形大，如先加工深孔后調(diào)質(zhì)處理，會使深孔變孔的形狀的影響。2）外圓表面的加工順序?qū)S上的各階梯外圓表面，應先加工大直徑的外圓，后加工小直徑外圓，避免加工初始就降低工件剛度。3）銑花鍵和鍵槽等次要表面的加工安排在精車外圓之后，否則在精車外圓時產(chǎn)生斷續(xù)切削，影響車削精度，也易損壞刀具。主軸上的螺紋要求精度高，為保證與之配裝的螺母的端面跳動公差，要求螺紋與螺母成對配車，加工后不許將螺母卸下，以避免弄混。所以車螺紋應安排在表面淬火后進行。4）數(shù)控車削加工數(shù)控機床的柔性好，加工適應性強，適用于中、小批生產(chǎn)。本主軸加工雖然屬于大批生產(chǎn)，但是為便于產(chǎn)品的更新?lián)Q代，提高時生產(chǎn)效率，保證加工精度的穩(wěn)定性，在主軸工藝過程中的第15序也可采用數(shù)控機床加工，在數(shù)控加工工序中，自動的車削各階梯外圓并自動換刀切槽，采用工序集中方式加工，既提高了加工精度，又保證了生產(chǎn)的高效率。由于是自動化加工，排除了人為錯誤的干擾，確保加工質(zhì)量的穩(wěn)定性。取得了良好的經(jīng)濟效益。同時采用數(shù)控加工設備為生產(chǎn)的現(xiàn)代化提供了基礎。在大批生產(chǎn)時，一些關鍵工序也可以采用數(shù)控機床加工。套筒類零件的結(jié)構(gòu)特點及工藝分析套筒類零件的加工工藝根據(jù)其功用、結(jié)構(gòu)形狀、材料和熱處理以及尺寸大小的不同而異。就其結(jié)構(gòu)形狀來劃分，大體可以分為短套筒和長套筒兩大類。它們在加工中，其裝夾方法和加工方法都有很大的差別，以下分別予以介紹。軸承套加工工藝分析加工如圖1所示的軸承套，材料為ZQSn6-6-3，每批數(shù)量為200件。圖1軸承套1．軸承套的技術條件和工藝分析車鉸內(nèi)孔時，應與端面在一次裝夾中加工出，以保證端面與內(nèi)孔軸線的垂直度在0.01mm以內(nèi)。2．軸承套的加工工藝產(chǎn)率。序工序名工序內(nèi)容號稱定位與夾緊1備料鉆中心車端面，鉆中心孔23三爪夾外圓中心孔孔調(diào)頭車另一端面，鉆中心孔車外圓Ф42長度為6.5mm，車外圓Ф34Js7為Ф35mm2×0.5mm40.5mm，車粗車分割槽Ф×3mm，兩端倒角×455件同加工，尺寸均相同軟爪夾Ф42mm外圓鉆孔Ф22H7至Ф22mm成單件4鉆車端面，取總長40mm至尺寸車內(nèi)孔Ф為Ф22mm車內(nèi)槽Ф×16mm至尺寸軟爪夾Ф42mm外圓56車、鉸鉸孔Ф22H7至尺寸孔兩端倒角車Ф34Js7(±0.012)mm至尺寸Ф22H7孔心精車軸鉆徑向油孔Ф4mmФ34mm外78鉆圓及端面檢查液壓缸加工工藝分析差別。1．液壓缸的技術條件和工藝分析液壓缸的材料一般有鑄鐵和無縫鋼管兩種。圖2所示為用無縫鋼管材料的液壓缸。為保證活塞在液壓缸內(nèi)移動順利，對該液壓缸內(nèi)孔有圓柱度要求，對內(nèi)孔軸線有直線度）的軸線圖2液壓缸2．液壓缸的加工工藝表2為液壓缸的加工工藝過程定位與夾緊無縫鋼管切斷1．車Ф82mm外圓到Ф88mm及M88×1.5mm螺紋（工藝用）三爪卡盤夾一端，大頭頂尖頂另一端三爪卡盤夾一端，搭中心架2．車端面及倒角三爪卡盤夾一端，大頭頂尖頂另一端3．調(diào)頭車Ф82mm外圓到Ф84mm定在夾具中，另一端搭中心架2．精推鏜孔到Ф69.85mm3．精鉸（浮動鏜刀鏜孔）到Ф70±0.02mm，表面粗糙度值Ra為2.5m用滾壓頭滾壓孔至Ф70表面粗糙度值Ra為0.32μm一端用螺紋固定在夾具中,4滾壓孔另一端搭中心架1．車去工藝螺紋，車82h6到尺寸，軟爪夾一端，以孔定位頂另一端割R7槽軟爪夾一端，中心架托另一2．鏜內(nèi)錐孔1°30′及車端面5車端(百分表找正孔)3．調(diào)頭，車Ф82h6到尺寸，割R7槽軟爪夾一端，頂另一端4．鏜內(nèi)錐孔1°30′及車端面軟爪夾一端，頂另一端套筒類零件加工中的主要工藝問題證內(nèi)、外圓表面的同軸度以及軸線與端面的垂直度要求）和防止變形。保證相互位置精度工藝方案：（1）在一次安裝中加工內(nèi)外圓表面與端面。這種工藝方案由于消除了安裝誤差對加工精度的影響，因而能保證較高的相互位置精度。在這種情況下，影響零件內(nèi)外圓表機床上加工。圖3所示的襯套零件就是采用這一方案的典型零件，其加工工藝過程參見表3和圖