《机械加工技术》配套教案：项目06典型零件的加工工艺分析.docx

项目六典型零件的加工工艺分析一、教学目标任务1轴类零件的加工工艺分析1 .掌握轴类零件的加工工艺制定方法。2 .了解轴类零件的结构特点。3 务2套筒类零件的加工工艺分析1 .掌握轴承套零件的加工工艺分析方法。2 .掌握液压缸零件的加工工艺分析方法。3 .了解套筒类零件加工中常见的工艺问题。任务3箱体类零件的加工工艺分析1 .掌握箱体零件的加工工艺分析，重点注意小批量与大批量的加工工艺的区别。2 .熟悉制定箱体工艺过程中应遵守的原则。3 . 了解定位基准的选择方法。任务4典型齿轮的加工工艺分析1 .熟悉圆柱齿轮加工工艺过程的主要内容。2 .掌握圆柱齿轮加工工艺规程的编制方法。二、课时分配本章共4个任务，本章安排4课时。三、教学重点我们通过本项目的实施，了解轴类零件的结构特点。了解套筒类零件加工中常见的工艺 问题。熟悉制定箱体工艺过程中应遵守的原则。熟悉圆柱齿轮加工工艺过程的主要内容。 四、教学难点1 .掌握轴类零件的加工工艺制定方法。2 .掌握轴承套零件的加工工艺分析方法。3 .掌握液压缸零件的加工工艺分析方法。4 .掌握箱体零件的加工工艺分析，重点注意小批量与大批量的加工工艺的区别。5 .掌握圆柱齿轮加工工艺规程的编制方法。五、教学内容任务1轴类零件的加工工艺分析1 .零件图样分析2 .确定毛坯3 .确定主要表面的加工方法4 .确定定位基准5 .划分阶段6 .热处理工序安排7 .加工尺寸和切削用量8 .制定工艺过程 任务2套筒类零件的加工工艺分析活动1轴承套加工工艺如图6-2所示的轴承套，其材料为ZQSn6-6-3,每批数量为200件。/=1 .轴承套的技术条件和工艺分析2 .釉承套的加工工艺活动2液压缸加工工艺液压缸为典型的长套筒零件，与短套筒零件的加工方法和工件安装方式都有较大的差别。1 .液压缸的技术条件和工艺分析液压缸的材料一般有铸铁和无缝钢管两种。如图6-3所示为用无缝钢管材料的液压缸。 为保证活塞在液压缸内移动顺利，对该液压缸内孔有圆柱度要求,对内孔轴线有直线度要求， 内孔轴线与两端面间有垂直度要求，内孔轴线对两端支撑外圆（82h6）的轴线有同轴度要求。 除此之外还特别要求：内孔必须光洁无纵向刻痕；若为铸铁材料时，则要求其组织紧密，不2 .液压缸的加工工艺活动3套筒类零件加工中的主要工艺问题一般套筒类零件在机械加工中的主要工艺问题是保证内外圆的相互位置精度（即保证内、 外圆表面的同轴度以及轴线与端面的垂直度要求）和防止变形。这里仅介绍保证相互位置精 度的方法。H®0O.O25L|0.（）5|A|AJRaVLS034 二牒/Ra2.5，_ Q 0.02 M 0.02图6-4衬套零件任务3箱体类零件的加工工艺分析 活动1箱体零件加工工艺各种箱体的工艺过程虽然随着箱体的机构、精度要求和生产批量的不同而有较大差异, 但也有共同特点。主轴箱是整体式箱体中结构较为复杂、要求又高的一种箱体，其加工的难度较大，现以 此为例来分析箱体的工艺过程,如图6-5所示。MIOB4.540 75A-AW7F三X3图6-5所示车床主轴箱活动2制定箱体工艺过程的共同性原则制定箱体工艺过程应遵守以下原则。(1)加工顺序为先面后孔。(2)加工阶段粗、精分开。(3)工序间合理安排热处理。(4)用箱体上的重要孔作为粗基准。活动3定位基准的选择2 .粗基准的选择虽然箱体类零件一般都选择重要孔(如主轴孔)作为粗基准，但随着生产类型不同，实现 以主轴孔为粗基准的工件装夹方式是不同的。(1)中小批生产时，由于毛坯精度较低，一般采用划线装夹。(2)大批大量生产时，毛坯精度较高，可直接以主轴孔在夹具上定位，采用如图6-7所 示的夹具装夹。AWG图6-6主轴箱的划线12 3 4 5 67811H)9图6-7以主轴孔为粗基准铳顶面的夹具1, 3, 5一支撑；2辅助支撑；4一支架；6挡销；7短轴；8活动支柱;9, 10一操纵手柄；11一螺杆3 .精基准的选择箱体加工精基准的选择也与生产批量大小有关。单件小批生产用装配基面作为定位基准。这种定位方式也有它的不足之处。加工箱体中间壁上的孔时，为了提高刀具系统的刚度, 应当在箱体内部相应的部位设置刀杆的导向支撑。由于箱体底部是封闭的，中间支撑只能用 如图6-8所示的吊架从箱体顶面的开口处伸入箱体内，每加工一件需装卸一次，吊架与键模之间虽有定位销定位，但吊架刚性差，制造安装精度较低，经常装卸也容易产生误差，且使 加工的辅助时间增加，因此这种定位方式只适用于单件小批生产。图6-8吊架式锤模夹具吊架© ©（2）量大时采用一面两孔作定位基准。大批量生产的主轴箱常以顶面和两定位销孔为 精基准，如图6-9所示。这种定位方式是加工时箱体口朝下，中间导向支架可固定在夹具上。由于简化了夹具结 构，提高了夹具的刚度，同时工件的装卸也比较方便，因而提高了孔系的加工质量和劳动生 产率。这种定位方式的不足之处在于定位基准与设计基准不重合，产生了基准不重合误差。为 了保证箱体的加工精度，必须提高作为定位基准的箱体顶面和两定位销孔的加工精度。另外, 由于箱口朝下，加工时不便于观察各表面的加工情况，因此，不能及时发现毛坯是否有砂眼、 气孔等缺陷，而且加工中不便于测量和调刀。所以，用箱体顶面和两定位销孔作为精基准加 工时，必须采用定径刀具（扩孔钻和绞刀等）。上述两种方案的对比分析，仅仅是针对类似主轴箱而言，许多其他形式的箱体，采用一 面两孔的定位方式，上面所提及的问题也不一定存在。实际生产中，一面两孔的定位方式在 各种箱体加工中应用十分广泛。因为这种定位方式很简便地限制了工件6个自由度，定位稳 定可靠；在一次安装下，可以加工除定位面以外的所有5个面上的孔或平面，也可以作为从 粗加工到精加工的大部分工序的定位基准，实现基准统一；此外，这种定位方式夹紧方便, 工件的夹紧变形小，易于实现自动定位和自动夹紧。因此，在组合机床与自动线上加工箱体 时，多采用这种定位方式。任务4典型齿轮的加工工艺分析活动1圆柱齿轮加工工艺规程的内容和要求圆柱齿轮的加工工艺程一般应包括齿轮毛坯加工、齿面加工、热处理工艺及齿面的精加 工等内容。在编制工艺过程中，常因齿轮结构、精度等级、生产批量和生产环境的不同，而 采取各种不同的工艺方案。如图6-10所示为一直齿圆柱齿轮的简图。图6-10直齿圆柱齿轮从以上分析可以看出，齿轮加工工艺编制过程大致可以划分以下几个阶段。齿轮毛坯的形成：锻件、棒料或铸件。粗加工：切除较多的余量。半精加工：车、滚、插齿。(4)热处理：调质、渗碳淬火、齿面高频感应加热淬火等。(5)精加工：精修基准、精加工齿形。活动2齿轮加工工艺过程分析1 .基准的选择对于齿轮加工基准的选择常因齿轮的结构形状不同而有所差异。带轴齿轮主要采用顶点 孔定位；对于空心轴，则在中心内孔钻出后，用两端孔口的斜面定位；孔径大时则采用锥堵， 顶点定位的精度高，且能作到基准重合和统一。对带孔齿轮在齿面加工时常采用以下两种定 位、夹紧方式。(1)以内孔和端面定位。(2)以外圆和端面定位。2 .齿轮毛坯的加工齿面加工前的齿轮毛坯加工，在整个齿轮加工过程中占有很重要的地位。因为齿面加工 和检测所用的基准必须在此阶段加工出来，同时齿坯加工所占工时的比例较大，无论从提高 生产率，还是从保证齿轮的加工质量，都必须重视齿轮毛坯的加工。在齿轮图样的技术要求中，如果规定以分度圆选齿厚的减薄量来测定齿侧间隙时，应注 意齿顶圆的精度要求，因为齿厚的检测是以齿顶圆为测量基准的。齿顶圆精度太低，必然使 测量出的齿厚无法正确反映出齿侧间隙的大小，所以在这一加工过程中应注意以下3个问题。(1)当以齿顶圆作为测量基准时，应严格控制齿顶圆的尺寸精度。(2)保证定位端面和定位孔或外圆间的垂直度。(3)提高齿轮内孔的制造精度，减少与夹具心轴的配合间隙。3 .齿形及齿端加工齿形加工是齿轮加工的关键，其方案的选择取决于多方面的因素，如设备条件、齿轮精 度等级、表面粗糙度、硬度等。常用的齿形加工方案在项目4已有讲解，在此不再叙述。齿轮的齿端加工有倒圆、倒尖、倒棱和去毛刺等方式如图6-11所示。图6-11齿端加工方式(a)倒圆;(b)倒尖;(c)倒棱经倒圆、倒尖后的齿轮在换挡时容易进入啮合状态，减少撞击现象。倒棱可除去齿端尖 角和毛刺。如图6-12所示是用指状铳刀对齿端进行倒圆的加工示意图。AAA-A放大图6-12齿端倒圆倒圆时，铳刀高速旋转，并沿圆弧作摆动，加工完一个齿后，工件退离铳刀，经分度再 快速向铳刀靠近加工下一个齿的齿端。齿端加工必须在淬火之前进行，通常都在滚（插）齿之后，剃齿之前安排齿端加工。4 .齿轮加工过程中的热处理要求在齿轮加工工艺过程中，热处理工序的位置安排十分重要，它直接影响齿轮的力学性能 及切削加工性。一般在齿轮加工中进行两种热处理工序，即毛坯热处理和齿形热处理。 六、项目小结本项目介绍了典型零件的加工工艺分析步骤与方法，包括轴类零件、套筒类零件、箱体 类零件和齿轮零件等。七、课后习题完成项目的项目检测。