机械制造工艺与装备(第4章 典型工艺) (2).ppt

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1、机械机械 制造制造工艺与装备工艺与装备第一节第一节 轴套类零件加工工艺轴套类零件加工工艺 1第二节第二节 齿轮、丝杠类零件加工工艺齿轮、丝杠类零件加工工艺 2第三节第三节 箱体零件加工工艺箱体零件加工工艺3第四节第四节 其他类零件其他类零件 4第四章第四章 典型零件工艺分析典型零件工艺分析机械机械 制造制造工艺与装备工艺与装备第一节第一节 轴套类零件加工工艺轴套类零件加工工艺零件分析零件分析轴套类零件轴套类零件加工工艺加工工艺典型轴套类零件典型轴套类零件加工工艺加工工艺第四章第四章 典型零件工艺分析典型零件工艺分析机械机械 制造制造工艺与装备工艺与装备一、轴类零件分析一、轴类零件分析轴类零件的

2、功用轴类零件的功用 是机器中最常见的一类零件，它主要起支承是机器中最常见的一类零件，它主要起支承传动件和传递扭矩的作用。传动件和传递扭矩的作用。结构特点结构特点 是旋转体零件，主要由内外圆柱面、内外圆是旋转体零件，主要由内外圆柱面、内外圆锥面、螺纹、花键及横向锥面、螺纹、花键及横向孔等组成孔等组成。第四章第四章 典型零件工艺分析典型零件工艺分析机械机械 制造制造工艺与装备工艺与装备第四章第四章 典型零件工艺分析典型零件工艺分析机械机械 制造制造工艺与装备工艺与装备1 1）尺寸精度和几何形状精度）尺寸精度和几何形状精度2 2）位置精度）位置精度3 3）表面粗糙度）表面粗糙度2.2.轴类零件的轴类

3、零件的主要技术要求主要技术要求第四章第四章 典型零件工艺分析典型零件工艺分析机械机械 制造制造工艺与装备工艺与装备第四章第四章 典型零件工艺分析典型零件工艺分析机械机械 制造制造工艺与装备工艺与装备3.轴类零件的材料、毛坯及热处理轴类零件的材料、毛坯及热处理 1）轴类零件的材料轴类零件的材料轴类零件材料常用轴类零件材料常用4545钢；钢；对于中等精度而转速较高的轴，可选用对于中等精度而转速较高的轴，可选用40Cr40Cr等合金等合金结构钢；结构钢；精度较高的轴，可选用轴承钢精度较高的轴，可选用轴承钢GCr15GCr15和弹簧钢和弹簧钢65Mn65Mn等，也可选用球墨铸铁；等，也可选用球墨铸铁；

4、对于高转速、重载荷条件下工作的袖，选用对于高转速、重载荷条件下工作的袖，选用20CrMnTi20CrMnTi、20Mn2B20Mn2B、20Cr20Cr等低碳合金钢或等低碳合金钢或38CrMoAl38CrMoAl氮化钢。氮化钢。第四章第四章 典型零件工艺分析典型零件工艺分析机械机械 制造制造工艺与装备工艺与装备2 2）轴类零件的毛坯）轴类零件的毛坯常用毛坯：圆棒料和锻件；常用毛坯：圆棒料和锻件；有些大型轴或结构复杂的轴：铸件。有些大型轴或结构复杂的轴：铸件。毛坯经过加热锻造后，可使金属内部纤维组织毛坯经过加热锻造后，可使金属内部纤维组织沿表面均匀分布，从而获得较高的抗拉、抗弯及抗沿表面均匀分布

5、，从而获得较高的抗拉、抗弯及抗扭强度，故一般比较重要的轴，多采用锻件。扭强度，故一般比较重要的轴，多采用锻件。依据生产批量的大小，毛坯的锻造方式分为依据生产批量的大小，毛坯的锻造方式分为:自由锻造和模锻两种。自由锻造和模锻两种。第四章第四章 典型零件工艺分析典型零件工艺分析机械机械 制造制造工艺与装备工艺与装备3 3）轴类零件的热处理）轴类零件的热处理轴类零件的使用性能除与所选钢材种类有关轴类零件的使用性能除与所选钢材种类有关外，还与所采用的热处理有关。外，还与所采用的热处理有关。锻造毛坯在加工前，均需安排正火或退火处锻造毛坯在加工前，均需安排正火或退火处理（含碳量大于理（含碳量大于0.70.

6、7的碳钢和合金钢），的碳钢和合金钢），以使钢材内部晶粒细化，消除锻造应力，降以使钢材内部晶粒细化，消除锻造应力，降低材料硬度，改善切削加工性能。低材料硬度，改善切削加工性能。第四章第四章 典型零件工艺分析典型零件工艺分析机械机械 制造制造工艺与装备工艺与装备为了获得较好的综合力学性能，轴类零件常要求为了获得较好的综合力学性能，轴类零件常要求调质处理。调质处理。毛坯余量大时，调质安排在粗车之后、半精车毛坯余量大时，调质安排在粗车之后、半精车之前，以便消除粗车时产生的残余应力；之前，以便消除粗车时产生的残余应力；毛坯余量小时，调质可安排在粗车之前进行。毛坯余量小时，调质可安排在粗车之前进行。表面淬

7、火一般安排在精加工之前，这样可纠正因表面淬火一般安排在精加工之前，这样可纠正因淬火引起的局部变形。淬火引起的局部变形。对精度要求高的轴，在局部淬火后或粗磨之后，对精度要求高的轴，在局部淬火后或粗磨之后，还需进行低温时效处理（在还需进行低温时效处理（在160160 c c油中进行长时油中进行长时间的低温时效），以保证尺寸的稳定。间的低温时效），以保证尺寸的稳定。第四章第四章 典型零件工艺分析典型零件工艺分析机械机械 制造制造工艺与装备工艺与装备二、典型轴套类零件加工工艺二、典型轴套类零件加工工艺1 1偏心轴偏心轴 第四章第四章 典型零件工艺分析典型零件工艺分析技术要求：技术要求：1 1、调质处理

8、、调质处理282832HRC32HRC；2 2、尖角倒钝、尖角倒钝；3 3、材料、材料4545机械机械 制造制造工艺与装备工艺与装备第四章第四章 典型零件工艺分析典型零件工艺分析 工序工序号号 工序工序名称名称工序内容工序内容工艺装备工艺装备5 5下料下料六方钢六方钢14mm14mm380mm 380mm（1010件连下）件连下）锯床锯床 1010热处理热处理调质处理调质处理2832HRC 2832HRC 热处理炉热处理炉 1515车车车端面、车螺纹外径及切槽车端面、车螺纹外径及切槽2 26.5mm6.5mm；倒；倒角角1 14545、车螺纹、车螺纹M8M8。车六方钢，使其外圆尺寸为车六方钢，

9、使其外圆尺寸为 12mm12mm，保证总，保证总长长34mm34mm切下。切下。C620C620车床、车床、螺纹环规螺纹环规 2020车车用三爪自定心卡盘或专用偏心夹具装夹，车用三爪自定心卡盘或专用偏心夹具装夹，车偏心部分，车端面，保证总长偏心部分，车端面，保证总长33mm 33mm 及及17mm17mm，钻，钻M4M4螺纹底孔螺纹底孔 3.3mm3.3mm，深，深12mm12mm，攻螺纹，攻螺纹M4M4，深，深8mm8mm。C620车床、车床、专用偏心工装、专用偏心工装、M4丝锥丝锥 机械机械 制造制造工艺与装备工艺与装备第四章第四章 典型零件工艺分析典型零件工艺分析机械机械 制造制造工艺与

10、装备工艺与装备2 2车床尾座套筒车床尾座套筒第四章第四章 典型零件工艺分析典型零件工艺分析机械机械 制造制造工艺与装备工艺与装备下料下料 锻造锻造 热处理（正火热处理（正火）粗车（右粗车（右:外圆、端面、钻扩孔）外圆、端面、钻扩孔）粗车（左粗车（左:外圆、端面、孔）外圆、端面、孔）热处理（调质热处理（调质2832HRC 2832HRC）车（右端面、扩孔、内锥面）车（右端面、扩孔、内锥面）半精车（顶尖装夹：两端外圆、倒角、倒圆）半精车（顶尖装夹：两端外圆、倒角、倒圆）第四章第四章 典型零件工艺分析典型零件工艺分析机械机械 制造制造工艺与装备工艺与装备精车（右精车（右:车车 28mm28mm孔、车

11、孔、车 34mm34mm1.7mm1.7mm槽槽 ）精车（左精车（左:莫氏莫氏4 4号内锥孔、车号内锥孔、车左端头等）左端头等）铣圆弧槽铣圆弧槽 铣键槽铣键槽 钻钻 6mm6mm孔孔 钳（去毛刺）钳（去毛刺）热处理热处理（高频感应加热淬火（高频感应加热淬火454550HR50HR）第四章第四章 典型零件工艺分析典型零件工艺分析机械机械 制造制造工艺与装备工艺与装备研磨（研磨两端研磨（研磨两端6060内锥面内锥面 ）粗磨（莫氏粗磨（莫氏4 4号锥孔号锥孔 ）粗磨（粗磨（5555）外圆，顶尖）外圆，顶尖 精磨（莫氏精磨（莫氏4 4号锥孔号锥孔 ）精车内孔精车内孔 精磨（精磨（5555）外圆）外圆

12、检验检验 入库入库 第四章第四章 典型零件工艺分析典型零件工艺分析机械机械 制造制造工艺与装备工艺与装备3.3.旋翼轴旋翼轴(不讲不讲)第四章第四章 典型零件工艺分析典型零件工艺分析机械机械 制造制造工艺与装备工艺与装备零件要求零件要求第四章第四章 典型零件工艺分析典型零件工艺分析（1 1）轴左端外圆尺寸分别为）轴左端外圆尺寸分别为 和和 ，中间过渡区，中间过渡区粗糙度为粗糙度为Ra0.8mRa0.8m，的表面粗糙度为的表面粗糙度为Ra0.8mRa0.8m。（2 2）右端外圆）右端外圆 的表面粗糙度为的表面粗糙度为Ra0.8mRa0.8m。（3 3）右端）右端 的内孔的粗糙度为的内孔的粗糙度为

13、Ra0.8mRa0.8m，左端内孔，左端内孔 34mm34mm的粗糙度为的粗糙度为Ra1.6mRa1.6m。（4 4）内孔中间尺寸）内孔中间尺寸3232，与两端内孔分别有一个过渡区。，与两端内孔分别有一个过渡区。（5 5）两端内孔有同轴的要求，内孔和外圆同轴。）两端内孔有同轴的要求，内孔和外圆同轴。（6 6）调质处理（）调质处理（HBsHBs 300-330 300-330）。）。（7 7）轴外表面需要喷丸镀硬铬。）轴外表面需要喷丸镀硬铬。机械机械 制造制造工艺与装备工艺与装备第四章第四章 典型零件工艺分析典型零件工艺分析机械机械 制造制造工艺与装备工艺与装备机械机械 制造制造工艺与装备工艺与

14、装备机械机械 制造制造工艺与装备工艺与装备机械机械 制造制造工艺与装备工艺与装备机械机械 制造制造工艺与装备工艺与装备第二节第二节 齿轮、丝杠类零件加工工艺齿轮、丝杠类零件加工工艺圆柱齿轮的结构特点圆柱齿轮的结构特点一一圆柱齿轮的精度要求圆柱齿轮的精度要求 二二圆柱齿轮齿坯的加工方法圆柱齿轮齿坯的加工方法 三三圆柱齿轮齿形加工方法圆柱齿轮齿形加工方法 四四齿轮轴加工方法齿轮轴加工方法五五第四章第四章 典型零件工艺分析典型零件工艺分析机械机械 制造制造工艺与装备工艺与装备1.圆柱齿轮的结构特点圆柱齿轮的结构特点是机械传动中应用极为广泛的零件之一，其功用是按规定是机械传动中应用极为广泛的零件之一，

15、其功用是按规定的速比传递运动和动力。的速比传递运动和动力。常见的圆柱齿轮有以下几类：盘类齿轮、套类齿轮、内齿常见的圆柱齿轮有以下几类：盘类齿轮、套类齿轮、内齿轮、轴类齿轮、扇形齿轮、齿条（即齿圈半径无限大的圆轮、轴类齿轮、扇形齿轮、齿条（即齿圈半径无限大的圆柱齿轮），其中盘类齿轮应用最广。柱齿轮），其中盘类齿轮应用最广。一个圆柱齿轮可有一个或多个齿圈。普通单齿圈齿轮工艺一个圆柱齿轮可有一个或多个齿圈。普通单齿圈齿轮工艺性好，性好，双联或三联双联或三联的小齿圈往往会受到台肩的影响，一般的小齿圈往往会受到台肩的影响，一般只能采用只能采用插齿插齿。如果。如果齿轮精度要求高齿轮精度要求高，需要，需要剃

16、齿或磨齿剃齿或磨齿时，时，通常将多齿圈齿轮做成单齿圈齿轮的组合结构。通常将多齿圈齿轮做成单齿圈齿轮的组合结构。第四章第四章 典型零件工艺分析典型零件工艺分析机械机械 制造制造工艺与装备工艺与装备第四章第四章 典型零件工艺分析典型零件工艺分析图图4-10 4-10 圆柱齿轮的结构形式圆柱齿轮的结构形式机械机械 制造制造工艺与装备工艺与装备第四章第四章 典型零件工艺分析典型零件工艺分析机械机械 制造制造工艺与装备工艺与装备2.圆柱齿轮的精度要求圆柱齿轮的精度要求运动精度运动精度工作平稳性工作平稳性接触精度接触精度齿轮能准确地传递运动，传动比恒定：齿轮在齿轮能准确地传递运动，传动比恒定：齿轮在一转中

17、，转角误差不超过一定范围。一转中，转角误差不超过一定范围。齿侧间隙齿侧间隙齿轮传递运动平稳，冲击、振动和噪声小：限齿轮传递运动平稳，冲击、振动和噪声小：限制齿轮转动时瞬时速比的变化要小，也就是要制齿轮转动时瞬时速比的变化要小，也就是要限制短周期内的转角误差。限制短周期内的转角误差。传递动力时，载荷分布不均会使接触应力过大，传递动力时，载荷分布不均会使接触应力过大，引起齿面过早磨损，故要求齿轮工作时齿面接引起齿面过早磨损，故要求齿轮工作时齿面接触均匀，并保证有一定的接触面积和符合要求触均匀，并保证有一定的接触面积和符合要求的接触位置。的接触位置。要求齿轮传动时，非工作齿面间留有一定间隙，要求齿轮

18、传动时，非工作齿面间留有一定间隙，以储存润滑油，补偿因温度、弹性变形所引起的以储存润滑油，补偿因温度、弹性变形所引起的尺寸变化和加工、装配时的一些误差。尺寸变化和加工、装配时的一些误差。第四章第四章 典型零件工艺分析典型零件工艺分析机械机械 制造制造工艺与装备工艺与装备3.3.圆柱齿轮齿坯的加工方法圆柱齿轮齿坯的加工方法 l大批大量加工中等尺寸齿坯时，多采用大批大量加工中等尺寸齿坯时，多采用“钻一拉一多刀车钻一拉一多刀车”的的工艺方案。工艺方案。（1 1）以毛坯外圆及端面定位进行钻孔或扩孔；）以毛坯外圆及端面定位进行钻孔或扩孔；（2 2）拉孔；）拉孔；（3 3）以孔定位在多刀半自动车床上粗精车

19、外圆、端面、切）以孔定位在多刀半自动车床上粗精车外圆、端面、切 槽及倒角等槽及倒角等齿坯的外圆、端面及孔经常作为齿形加工、测量和装配的基谁，齿坯的外圆、端面及孔经常作为齿形加工、测量和装配的基谁，所以齿坯的精度对于整个齿轮的精度有着重要的影响。所以齿坯的精度对于整个齿轮的精度有着重要的影响。第四章第四章 典型零件工艺分析典型零件工艺分析机械机械 制造制造工艺与装备工艺与装备3.3.圆柱齿轮齿坯的加工方法圆柱齿轮齿坯的加工方法 l 成批生产的齿坯加工时，常采用成批生产的齿坯加工时，常采用“车一拉一车车一拉一车”的工艺方案，这种方案可由卧式车床或转塔车床及的工艺方案，这种方案可由卧式车床或转塔车床

20、及拉床实现。特点：加工质量稳定，生产效率较高。拉床实现。特点：加工质量稳定，生产效率较高。（1 1）以齿坯外圆定位，精车外圆、端面和内孔；）以齿坯外圆定位，精车外圆、端面和内孔；（2 2）以端面支承拉孔（或花键孔）；）以端面支承拉孔（或花键孔）；（3 3）以孔定位精车外圆及端面等。）以孔定位精车外圆及端面等。第四章第四章 典型零件工艺分析典型零件工艺分析机械机械 制造制造工艺与装备工艺与装备4.圆柱齿轮齿形加工方法圆柱齿轮齿形加工方法滚齿滚齿插齿插齿剃齿剃齿珩齿珩齿磨齿磨齿挤齿挤齿第四章第四章 典型零件工艺分析典型零件工艺分析齿形加工是整个齿轮加工的关键。齿形加工是整个齿轮加工的关键。指状铣刀

21、铣齿、盘形铣刀铣齿、齿轮拉刀拉内齿轮指状铣刀铣齿、盘形铣刀铣齿、齿轮拉刀拉内齿轮成形法成形法展成法展成法滚齿、剃齿、插齿滚齿、剃齿、插齿成形法是在铣床上用具有渐开线齿形的成形铣刀直成形法是在铣床上用具有渐开线齿形的成形铣刀直接切出齿形接切出齿形 利用齿轮啮合原理进行齿轮加工利用齿轮啮合原理进行齿轮加工机械机械 制造制造工艺与装备工艺与装备圆柱齿轮齿形加工方法圆柱齿轮齿形加工方法第四章第四章 典型零件工艺分析典型零件工艺分析成形法成形法生产率低，精度低，适用单件或小批量生生产率低，精度低，适用单件或小批量生产及精度要求不高的齿轮加工。产及精度要求不高的齿轮加工。机械机械 制造制造工艺与装备工艺与

22、装备圆柱齿轮齿形加工方法圆柱齿轮齿形加工方法第四章第四章 典型零件工艺分析典型零件工艺分析展成法展成法主要用于主要用于双联齿轮和内齿轮双联齿轮和内齿轮的加工，加工精度优于铣齿的加工，加工精度优于铣齿(68(68级级),),但但加工效率低于铣齿加工效率低于铣齿，适应直径、模数范围较广泛。，适应直径、模数范围较广泛。机械机械 制造制造工艺与装备工艺与装备圆柱齿轮齿形加工方法圆柱齿轮齿形加工方法第四章第四章 典型零件工艺分析典型零件工艺分析展成法展成法机械机械 制造制造工艺与装备工艺与装备圆柱齿轮齿形加工方法圆柱齿轮齿形加工方法第四章第四章 典型零件工艺分析典型零件工艺分析机械机械 制造制造工艺与装

23、备工艺与装备圆柱齿轮齿形加工方法圆柱齿轮齿形加工方法第四章第四章 典型零件工艺分析典型零件工艺分析滚齿特点：滚齿特点：生产率较高，应用较广；生产率较高，应用较广；通用性好，可加工圆柱齿轮、蜗轮等，亦可加工渐开线齿形、通用性好，可加工圆柱齿轮、蜗轮等，亦可加工渐开线齿形、圆弧齿形、摆线齿形等；圆弧齿形、摆线齿形等；既可加工小模数、小直径齿轮，又可加工大模数、大直径齿轮，既可加工小模数、小直径齿轮，又可加工大模数、大直径齿轮，加工斜齿也很方便。加工斜齿也很方便。滚齿可直接加工滚齿可直接加工9 98 8级精度齿轮，也可作为级精度齿轮，也可作为7 7级精度以上齿轮级精度以上齿轮的的粗加工和半精加工粗加

24、工和半精加工。滚齿可以获得较高的运动精度。因滚齿时齿面是由滚刀的刀齿滚齿可以获得较高的运动精度。因滚齿时齿面是由滚刀的刀齿包络而成，参加切削的刀齿数有限，故齿面的表面租糙度值较包络而成，参加切削的刀齿数有限，故齿面的表面租糙度值较大。为提高加工精度和齿面质量，宜将粗、精滚齿分开。大。为提高加工精度和齿面质量，宜将粗、精滚齿分开。机械机械 制造制造工艺与装备工艺与装备圆柱齿轮齿形加工方法圆柱齿轮齿形加工方法第四章第四章 典型零件工艺分析典型零件工艺分析滚齿与插齿的比较滚齿与插齿的比较加工精度和齿面粗糙度基本相同，精度为加工精度和齿面粗糙度基本相同，精度为8787级，级，RaRa值为值为1.61.

25、6 mm左右。左右。插齿的分齿精度略低于滚齿，而齿形精度高于滚齿。插齿的分齿精度略低于滚齿，而齿形精度高于滚齿。插齿后的齿面粗糙度略优于滚齿。插齿后的齿面粗糙度略优于滚齿。滚齿的生产率高于插齿。滚齿的生产率高于插齿。加工范围不同。插齿通常用于内齿轮、小间距的多联齿加工范围不同。插齿通常用于内齿轮、小间距的多联齿轮等的加工；圆柱齿轮、螺旋齿轮、蜗轮、齿轮轴等多轮等的加工；圆柱齿轮、螺旋齿轮、蜗轮、齿轮轴等多由滚齿加工。由滚齿加工。机械机械 制造制造工艺与装备工艺与装备圆柱齿轮齿形加工方法圆柱齿轮齿形加工方法第四章第四章 典型零件工艺分析典型零件工艺分析剃剃 齿齿剃齿加工剃齿加工的过程是剃齿刀与被

26、切齿轮在轮齿双面的过程是剃齿刀与被切齿轮在轮齿双面紧密啮合的自由展成运动中，实现微细切削过程，紧密啮合的自由展成运动中，实现微细切削过程，实现剃齿的基本条件是轴线存在一个交叉角，当实现剃齿的基本条件是轴线存在一个交叉角，当交叉角为零时，切削速度为零，剃齿刀对工件没交叉角为零时，切削速度为零，剃齿刀对工件没有切削作用。有切削作用。机械机械 制造制造工艺与装备工艺与装备圆柱齿轮齿形加工方法圆柱齿轮齿形加工方法第四章第四章 典型零件工艺分析典型零件工艺分析剃剃 齿齿主要用于主要用于精加工精加工(以剃代磨以剃代磨),),效率高效率高,加工精度较高加工精度较高(6-7(6-7级级),),适应适应中小直径

27、、模数的齿轮加工。中小直径、模数的齿轮加工。机械机械 制造制造工艺与装备工艺与装备第四章第四章 典型零件工艺分析典型零件工艺分析挤齿挤齿 齿轮冷挤过程是挤轮与工件之间在一定的压力下按齿轮冷挤过程是挤轮与工件之间在一定的压力下按无侧隙啮合的自由对滚过程，是按展成原理的无切无侧隙啮合的自由对滚过程，是按展成原理的无切屑精加工。屑精加工。机械机械 制造制造工艺与装备工艺与装备第四章第四章 典型零件工艺分析典型零件工艺分析 挤齿与剃齿相比，有以下特点挤齿与剃齿相比，有以下特点 1)1)生产率高生产率高 。挤齿余量比剃齿小，而且挤齿前滚齿或插齿。挤齿余量比剃齿小，而且挤齿前滚齿或插齿的齿面粗糙度要求可比

28、剃齿低一些，因而可以增大滚或插的的齿面粗糙度要求可比剃齿低一些，因而可以增大滚或插的进给量，使生产率提高进给量，使生产率提高30%30%以上。以上。2)2)精度高。挤齿可以使齿轮精度达到精度高。挤齿可以使齿轮精度达到6 6级甚至更高。剃齿级甚至更高。剃齿机的运动部分多，刚性差，机床调整时间长，而挤齿只有单机的运动部分多，刚性差，机床调整时间长，而挤齿只有单纯的径向进给，机床传动系统简单，刚性好，机床调整方便纯的径向进给，机床传动系统简单，刚性好，机床调整方便且精度稳定。且精度稳定。3)3)齿面的表面粗糙度值小齿面的表面粗糙度值小 挤齿时工件的余量被碾压平整，挤齿时工件的余量被碾压平整，所以有些

29、表面缺陷和刮伤等容易被填平。挤齿的表面粗糙度所以有些表面缺陷和刮伤等容易被填平。挤齿的表面粗糙度值达到值达到0.04-0.10.04-0.1微米。微米。4)4)挤轮寿命长且成本低挤轮寿命长且成本低 。5)5)被挤齿轮使用寿命长被挤齿轮使用寿命长 。6)6)挤多联齿轮时不受限制。挤多联齿轮时不受限制。机械机械 制造制造工艺与装备工艺与装备圆柱齿轮齿形加工方法圆柱齿轮齿形加工方法第四章第四章 典型零件工艺分析典型零件工艺分析珩齿珩齿是对热处理后的齿轮进行精整加工的方法是对热处理后的齿轮进行精整加工的方法珩齿的运动关系和所用的机床与剃齿相似，不同的是珩齿所珩齿的运动关系和所用的机床与剃齿相似，不同的

30、是珩齿所用的工具（珩轮）是含有磨料的塑料齿轮。用的工具（珩轮）是含有磨料的塑料齿轮。机械机械 制造制造工艺与装备工艺与装备圆柱齿轮齿形加工方法圆柱齿轮齿形加工方法第四章第四章 典型零件工艺分析典型零件工艺分析磨齿磨齿磨齿是精加工淬硬精密（磨齿是精加工淬硬精密（5 5级以上）齿轮的重要方法。加工精级以上）齿轮的重要方法。加工精度高，可达度高，可达6 63 3级。表面粗糙度可达级。表面粗糙度可达Ra0.8Ra0.80.2m0.2m。机械机械 制造制造工艺与装备工艺与装备第四章第四章 典型零件工艺分析典型零件工艺分析适用范围适用范围 淬硬后精密加工淬硬后精密加工 低低 IT3IT37 7 磨齿机磨齿

31、机 砂轮砂轮 磨齿磨齿 剃齿和高频淬火后精剃齿和高频淬火后精加工加工 中中 IT7 IT7 珩齿机珩齿机 珩磨轮珩磨轮 珩齿珩齿 淬硬前精加工代替剃淬硬前精加工代替剃齿齿 高高 IT7IT78 8 挤齿机挤齿机 挤轮挤轮 挤齿挤齿 滚（插）后，淬火前滚（插）后，淬火前精加工精加工 高高 IT6IT67 7 剃齿机剃齿机 剃齿刀剃齿刀 剃齿剃齿 内外齿轮，多联，扇内外齿轮，多联，扇形齿轮，齿条形齿轮，齿条 高高 IT7IT79 9 插齿机插齿机 插齿刀插齿刀 插齿插齿 通用性大，外啮合圆通用性大，外啮合圆柱齿轮，蜗轮柱齿轮，蜗轮 高高 IT7IT710 10 滚齿机滚齿机 齿轮滚刀齿轮滚刀 滚齿

32、滚齿 高高 IT7IT79 9 拉床拉床 齿轮拉刀齿轮拉刀 拉齿拉齿 铣齿铣齿低低IT9IT9下下 铣床铣床 模数铣刀模数铣刀 生产率生产率 精度精度 机床机床 刀具刀具 加工加工大量生产，内齿轮大量生产，内齿轮 机械机械 制造制造工艺与装备工艺与装备第四章第四章 典型零件工艺分析典型零件工艺分析齿轮加工工艺过程齿轮加工工艺过程:毛坯制造毛坯制造齿坯热处理齿坯热处理齿坯加工齿坯加工齿形加工（包齿形加工（包括齿端加工）括齿端加工）齿圈热处理齿圈热处理精基准修整精基准修整齿形精整加齿形精整加工。工。1 1）齿轮毛坯的形成）齿轮毛坯的形成：锻件、棒料或铸件；：锻件、棒料或铸件；2 2）粗加工：）粗加

33、工：切除较多的余量；切除较多的余量；3 3）半精加工）半精加工：车、滚、插齿；：车、滚、插齿；4 4）热处理）热处理：调质、渗碳淬火、齿面高频感应：调质、渗碳淬火、齿面高频感应加热淬火等；加热淬火等；5 5）精加工）精加工：精修基准、精加工齿形。：精修基准、精加工齿形。机械机械 制造制造工艺与装备工艺与装备第四章第四章 典型零件工艺分析典型零件工艺分析方案方案 精度精度 粗糙度粗糙度 路线路线 滚（插）齿滚（插）齿 8 8级以下级以下 Ra1.6Ra1.60.2 0.2 调质齿轮：滚（插）齿；调质齿轮：滚（插）齿；淬硬齿轮：滚（插）齿淬硬齿轮：滚（插）齿齿端加工齿端加工淬火淬火校正孔校正孔 剃

34、齿剃齿 6 67 7级级 Ra0.8Ra0.80.2 0.2 不淬硬齿：滚（插）不淬硬齿：滚（插）剃剃 珩齿珩齿 6 67 7级级 Ra0.8Ra0.80.2 0.2 滚（插）滚（插）齿端齿端剃剃淬淬校正基校正基孔孔珩齿珩齿 磨齿磨齿 5 5级以上级以上 Ra0.8Ra0.80.1 0.1 滚（粗、精）滚（粗、精）齿端齿端淬淬校正校正粗磨齿粗磨齿精磨齿精磨齿 研齿研齿 小批或无法进行小批或无法进行珩磨的多联齿轮珩磨的多联齿轮 滚（插）滚（插）剃剃淬火淬火研（滚光）研（滚光）滚光：去氧化皮、毛刺、不能提高滚光：去氧化皮、毛刺、不能提高齿形精度，齿形精度，研：提高齿形精度，降低粗糙度。研：提高齿形

35、精度，降低粗糙度。机械机械 制造制造工艺与装备工艺与装备齿轮精度：齿轮精度：766FL齿面粗糙度：齿面粗糙度：0.8m材料：材料：40Cr第四章第四章 典型零件工艺分析典型零件工艺分析机械机械 制造制造工艺与装备工艺与装备u齿坯加工：齿坯加工：采用粗车采用粗车精车精车磨削方案，一次装夹完成磨削方案，一次装夹完成外圆、端面及内孔的加工。必要时要使用心轴装外圆、端面及内孔的加工。必要时要使用心轴装夹。夹。u齿形加工：齿形加工：根据其精度、齿面粗糙度及齿面处理的要求根据其精度、齿面粗糙度及齿面处理的要求 选择：插齿选择：插齿磨齿方案磨齿方案u毛坯选择：锻造毛坯毛坯选择：锻造毛坯第四章第四章 典型零件

36、工艺分析典型零件工艺分析机械机械 制造制造工艺与装备工艺与装备机械机械 制造制造工艺与装备工艺与装备机械机械 制造制造工艺与装备工艺与装备机械机械 制造制造工艺与装备工艺与装备机械机械 制造制造工艺与装备工艺与装备机械机械 制造制造工艺与装备工艺与装备第四章第四章 典型零件工艺分析典型零件工艺分析机械机械 制造制造工艺与装备工艺与装备机械机械 制造制造工艺与装备工艺与装备第四章第四章 典型零件工艺分析典型零件工艺分析机械机械 制造制造工艺与装备工艺与装备第三节第三节 箱体零件加工工艺箱体零件加工工艺箱体零件的功用与结构持点箱体零件的功用与结构持点一一箱体零件的主要技术要求箱体零件的主要技术要求

37、二二拟定箱体零件机械加工工艺规程的原则拟定箱体零件机械加工工艺规程的原则三三曲轴箱加工工艺曲轴箱加工工艺四四第四章第四章 典型零件工艺分析典型零件工艺分析机械机械 制造制造工艺与装备工艺与装备第四章第四章 典型零件工艺分析典型零件工艺分析机械机械 制造制造工艺与装备工艺与装备箱体零件的功用与结构持点箱体零件的功用与结构持点 功用：功用：箱体是机器的基础零件，将机器中有关部件的轴、套、箱体是机器的基础零件，将机器中有关部件的轴、套、齿轮等相关零件连接成一个整体，并使之保持正确的相齿轮等相关零件连接成一个整体，并使之保持正确的相互位置，以传递转矩或改变转速来完成规定的运动。互位置，以传递转矩或改变

38、转速来完成规定的运动。箱体的加工质量，直接影响到机器的性能、精度和寿命。箱体的加工质量，直接影响到机器的性能、精度和寿命。第四章第四章 典型零件工艺分析典型零件工艺分析机械机械 制造制造工艺与装备工艺与装备箱体零件的功用与结构持点箱体零件的功用与结构持点 特点：特点：结构复杂，壁薄且不均匀，加工部位多，加工结构复杂，壁薄且不均匀，加工部位多，加工难度大。难度大。一般中型机床制造厂花在箱体类零件的机械一般中型机床制造厂花在箱体类零件的机械加工工时约占整个产品加工工时的加工工时约占整个产品加工工时的15152020。第四章第四章 典型零件工艺分析典型零件工艺分析机械机械 制造制造工艺与装备工艺与装

39、备箱体零件的主要技术要求箱体零件的主要技术要求孔径精度孔径精度（影响回转精度，引起噪声、振动、影响回转精度，引起噪声、振动、径向跳动，影响寿命。）径向跳动，影响寿命。）第四章第四章 典型零件工艺分析典型零件工艺分析1)1)孔的尺寸精度和几何形状误差会使轴承与孔孔的尺寸精度和几何形状误差会使轴承与孔配合不良配合不良 (松、紧、不圆松、紧、不圆)；2)2)主轴孔尺寸精度为主轴孔尺寸精度为IT6IT6级，其余孔为级，其余孔为IT6IT7IT6IT7级。级。机械机械 制造制造工艺与装备工艺与装备箱体零件的主要技术要求箱体零件的主要技术要求孔与孔的位置精度孔与孔的位置精度 引起轴安装歪斜，致使主轴径向跳

40、动和轴向窜引起轴安装歪斜，致使主轴径向跳动和轴向窜动，加剧轴承磨损。动，加剧轴承磨损。1)1)同一轴线上各孔的同轴度误差；同一轴线上各孔的同轴度误差；2)2)孔端面对轴线垂直度误差。孔端面对轴线垂直度误差。孔和平面的位置精度孔和平面的位置精度 主要是规定主要孔和主轴箱安装基面的平行度。主要是规定主要孔和主轴箱安装基面的平行度。第四章第四章 典型零件工艺分析典型零件工艺分析机械机械 制造制造工艺与装备工艺与装备箱体零件的主要技术要求箱体零件的主要技术要求主要平面的精度主要平面的精度 影响主轴箱与床身的连接刚度。影响主轴箱与床身的连接刚度。1)1)规定底面和导向面必须平直和垂直；规定底面和导向面必

41、须平直和垂直；2)2)平面度、垂直度公差等级为平面度、垂直度公差等级为5 5级。级。第四章第四章 典型零件工艺分析典型零件工艺分析机械机械 制造制造工艺与装备工艺与装备箱体零件的主要技术要求箱体零件的主要技术要求表面粗糙度表面粗糙度 第四章第四章 典型零件工艺分析典型零件工艺分析影响连接面的配合性质或接触刚度。影响连接面的配合性质或接触刚度。1)1)主轴孔为主轴孔为 ，其它各纵向孔为，其它各纵向孔为 ，孔的端面为，孔的端面为 ；2)2)装配基准面和定位基准面为装配基准面和定位基准面为 ，其它平面则为，其它平面则为 。机械机械 制造制造工艺与装备工艺与装备第四章第四章 典型零件工艺分析典型零件工

42、艺分析 箱体的材料及毛坯箱体的材料及毛坯1)1)材料一般选材料一般选HT200400HT200400；因为灰铸铁成本低，因为灰铸铁成本低，耐磨性、可铸性、可切削性和阻尼特性好；耐磨性、可铸性、可切削性和阻尼特性好；2)2)毛坯为铸件；毛坯余量视生产批量和铸造方法毛坯为铸件；毛坯余量视生产批量和铸造方法等而定；浇铸后应退火。等而定；浇铸后应退火。负荷较大的箱体采用铸钢件；负荷较大的箱体采用铸钢件；某些简易箱体为缩短毛坯制造周期而采用钢板某些简易箱体为缩短毛坯制造周期而采用钢板焊接结构。焊接结构。机械机械 制造制造工艺与装备工艺与装备第四章第四章 典型零件工艺分析典型零件工艺分析箱体结构的工艺性：

43、箱体结构的工艺性：基本孔基本孔 可分为通孔、阶梯孔、盲孔、交叉孔等，可分为通孔、阶梯孔、盲孔、交叉孔等，通孔工艺性最好；深孔、阶梯孔、相贯通的交叉通孔工艺性最好；深孔、阶梯孔、相贯通的交叉孔工艺性较差；盲孔工艺性最差，应尽量避免。孔工艺性较差；盲孔工艺性最差，应尽量避免。机械机械 制造制造工艺与装备工艺与装备第四章第四章 典型零件工艺分析典型零件工艺分析同轴孔同轴孔 同一轴线方向孔径向一个方向递减；同一轴线方向孔径向一个方向递减；镗孔时镗杆可从一端伸入，逐个加工或同时加工同镗孔时镗杆可从一端伸入，逐个加工或同时加工同 一轴线上的几个孔；一轴线上的几个孔；应避免中间隔壁上的孔径大于外壁上的孔径。

44、应避免中间隔壁上的孔径大于外壁上的孔径。机械机械 制造制造工艺与装备工艺与装备第四章第四章 典型零件工艺分析典型零件工艺分析装配基面装配基面 为便于加工、装配和检验，尺寸应尽可能大，形状为便于加工、装配和检验，尺寸应尽可能大，形状应尽可能简单。应尽可能简单。凸台凸台 应尽可能在同一平面上。应尽可能在同一平面上。紧固孔和螺孔紧固孔和螺孔 尺寸和规格应尽可能一致。尺寸和规格应尽可能一致。肋板、肋条、圆角等肋板、肋条、圆角等 保证箱体的动刚度和抗振性。保证箱体的动刚度和抗振性。机械机械 制造制造工艺与装备工艺与装备拟定箱体零件机械加工工艺规程的原则：拟定箱体零件机械加工工艺规程的原则：（1 1）先面

45、后孔）先面后孔 先加工平面先加工平面 （2 2）粗精分开、先粗后精）粗精分开、先粗后精 （3 3）基准的选择）基准的选择 （4 4）工序集中，先主后次）工序集中，先主后次 第四章第四章 典型零件工艺分析典型零件工艺分析机械机械 制造制造工艺与装备工艺与装备曲轴箱加工工艺曲轴箱加工工艺 上箱盖上箱盖机械机械 制造制造工艺与装备工艺与装备箱体箱体机械机械 制造制造工艺与装备工艺与装备工序号工序号工序名称工序名称工序内容工序内容工艺装备工艺装备1 1铸铸铸造。铸造。2 2清砂清砂清砂。清砂。3 3热处理热处理人工时效处理。人工时效处理。4 4涂漆涂漆非加工表面涂防锈漆。非加工表面涂防锈漆。5 5划线

46、划线划分割面加工线，划划分割面加工线，划轴承孔线，按分割面凸轴承孔线，按分割面凸缘上面找正，划尺寸缘上面找正，划尺寸230mm230mm高度线，照顾相高度线，照顾相互间尺寸，保证加工余量。互间尺寸，保证加工余量。6 6铣铣以分割面定位，按分割面加工线找正，装夹以分割面定位，按分割面加工线找正，装夹工件，铣上平面工件，铣上平面180mm180mm170mm170mm至划线处。至划线处。X53KX53K7 7铣铣以平面以平面180mm180mm170mm170mm定位装夹工件，并定位装夹工件，并在凸缘上加辅助支撑点，铣分割面，留磨余在凸缘上加辅助支撑点，铣分割面，留磨余量量0.50.50.8mm0

47、.8mm。X53KX53K8 8磨磨以平面以平面180mm180mm170mm170mm定位装夹工件，并定位装夹工件，并在凸缘上加辅助支撑点，磨分割面，至图样在凸缘上加辅助支撑点，磨分割面，至图样尺寸尺寸230mm230mm。M7150AM7150A曲轴箱箱盖机械加工工艺过程卡曲轴箱箱盖机械加工工艺过程卡 工序号工序号工序名工序名称称工序内容工序内容工艺装备工艺装备9 9钻钻以平面以平面180mm180mm170mm170mm定位装夹工定位装夹工件，采用专用钻模按分割面外形找正，件，采用专用钻模按分割面外形找正，钻钻121216mm16mm孔，锪孔，锪121232mm32mm凸台。凸台。Z30

48、50Z3050专用工装专用工装1010钻钻钻、攻钻、攻2 2M8M8螺纹孔。螺纹孔。Z3050Z30501111钳钳修锉飞边毛刺。修锉飞边毛刺。1212检验检验检查各部尺寸。检查各部尺寸。工序号工序号工序名称工序名称工序内容工序内容工艺装备工艺装备1 1铸铸铸造。铸造。2 2清砂清砂清砂。清砂。3 3热处理热处理人工时效处理。人工时效处理。4 4涂漆涂漆非加工表面涂防锈漆。非加工表面涂防锈漆。5 5划线划线划分割面加工线，划划分割面加工线，划轴承孔线，照顾壁厚轴承孔线，照顾壁厚均匀，并保证轴承孔的加工余量。均匀，并保证轴承孔的加工余量。6 6刨刨以分割面定位，按分割面加工线找正，装以分割面定位

49、，按分割面加工线找正，装夹工件，刨底面，留加工余量夹工件，刨底面，留加工余量2mm2mm。B1010AB1010A7 7刨刨以底面定位，装夹工件，刨分割面，留磨以底面定位，装夹工件，刨分割面，留磨余量余量0.40.40.5mm0.5mm。B1010AB1010A8 8刨刨以分割面定位，装夹工件，精刨底面至图以分割面定位，装夹工件，精刨底面至图样尺寸样尺寸260mm260mm（注意保留工序（注意保留工序7 7留磨余量）留磨余量）。B1010AB1010A曲轴箱箱体机械加工工艺过程卡曲轴箱箱体机械加工工艺过程卡 9 9钻钻以分割面定位，装夹工件，用专用钻以分割面定位，装夹工件，用专用钻模，按底面外

50、形找正钻模，按底面外形找正钻4 418mm18mm孔，孔，锪锪4 440mm40mm。Z3050Z3050专用工专用工装装1010钻钻以底面定位，装夹工件，用专用钻模，以底面定位，装夹工件，用专用钻模，按分割面外形找正，钻按分割面外形找正，钻121216mm16mm孔，孔，锪锪121232mm32mm。Z3050Z3050专用工专用工装装1111钻钻钻、攻放油孔钻、攻放油孔圆锥内螺纹，锪平面圆锥内螺纹，锪平面 30mm30mm，钻视油孔，钻视油孔 30mm30mm，锪平面，锪平面 60mm60mm，钻、攻，钻、攻3 3M6M6螺纹孔。螺纹孔。Z3050Z30501212磨磨以底面定位，装夹工件