典型零件加工工艺

第 六 章 典 型 零 件 加 工 工 艺 学 习 机 械 制 造 技 术 的 重 要 目 的 之 一 ， 是 熟悉 和 掌 握 机 器 零 件 的 加 工 工 艺 ， 能 合 理 地 编 制出 中 等 复 杂 程 度 零 件 的 机 械 加 工 工 艺 规 程 。 本章 通 过 对 几 种 常 见 典 型 机 器 零 件 的 加 工 工 艺 过程 的 分 析 及 其 重 要 表 面 的 加 工 方 法 介 绍 ， 使 读者 能 够 达 到 综 合 运 用 所 学 知 识 ， 分 析 和 解 决 实际 加 工 问 题 的 目 的 。 教 学 目 标 6.1 轴 类 加 工 轴 类 零 件 的 功 用 、 结 构 与 分 类 主 要 功 用 有 ： 支 承 传 动 件 (齿 轮 、 皮 带 轮 等 )、 传 递 转 矩 、 承 受 载 荷 。 轴 的 结 构 特 点 ： 长 度 大 于 直 径 ， 一 般 由 同 轴 心 的 外 圆 、 圆 锥 、 内 孔 、 螺 纹 、键 槽 等 组 成 。 轴 的 种 类 有 ： 光 轴 (a)、 阶 梯 轴 (b)、 花 键 轴 (c)、 偏 心 轴 (d)、 曲 轴 (e)、凸 轮 轴 (f)、 空 心 轴 （ g） 、 十 字 轴 等 。 如 图 6-1所 示 ： 图 6-1 轴 类 零 件 的 种 类 返 回 几 何 形 状 精 度 轴 类 零 件 的 形 状 精 度 (如 圆 度 、 圆 柱 度 、 直线 度 等 )应 控 制 在 直 径 公 差 之 内 ； 对 精 度 要 求 高 的轴 ， 应 在 图 样 上 标 注 其 形 状 公 差 。 相 互 位 置 精 度 为 保 证 轴 上 传 动 件 的 传 动 精 度 ， 必 须 规 定 配 合 轴 颈 相 对 支撑 轴 颈 的 位 置 精 度 ， 一 般 通 过 径 向 圆 跳 动 或 同 轴 度 来 保 证 。普 通 精 度 轴 的 配 合 轴 颈 对 支 撑 轴 颈 的 径 向 圆 跳 动 ， 一 般 规定 为 0.01 mm 0.03 mm， 高 精 度 轴 为0.001 mm 0.005 mm。 表 面 粗 糙 度 一 般 地 ， 轴 上 与 轴 承 相 配 合 的 支 撑 轴 颈 的 表 面 质量 要 求 最 高 ， 表 面 粗 糙 度 Ra值 为 0.63 m0.16 m； 其 次 是 配 合 轴 颈 和 工 作 表 面 ， 其 表面 粗 糙 度 Ra值 为 2.5 m 0.63 m。 轴 类 零 件 的 材 料 及 热 处 理 材 料 和 热 处 理 一 般 轴 类 零 件 常 选 用 45钢 ， 这 种 材 料 经 调 质 或 正火 后 ， 能 获 得 一 定 的 切 削 性 能 、 强 度 和 韧 性 ， 具有 较 好 的 综 合 力 学 性 能 ； 中 等 精 度 而 转 速 较 高 的轴 类 零 件 可 选 用 40Cr等 合 金 结 构 钢 ， 经 调 质 和表 面 淬 火 处 理 获 得 较 好 的 综 合 力 学 性 能 ； 高 精 度的 轴 可 选 用 轴 承 钢 GCr15和 弹 簧 钢 65Mn等 材料 ， 经 调 质 和 表 面 淬 火 获 得 更 好 的 耐 磨 性 和 耐 疲劳 性 ； 高 转 速 、 重 载 荷 等 条 件 下 工 作 的 轴 可 以 选用 20CrMnTi、 20Mn2B、 20Cr等 低 碳 合 金 钢或 38CrMoAI氮 化 钢 ， 经 过 淬 火 或 氮 化 处 理 获得 高 的 表 面 硬 度 、 耐 磨 性 和 心 部 强 度 毛 坯轴 类 零 件 最 常 用 的 毛 坯 是 圆 棒 料 和 锻 件 。重 要 的 轴 尤 其 要 使 用 锻 件 ， 以 保 证 金 属 内部 纤 维 组 织 均 匀 连 续 分 布 ， 获 得 较 高 的 强度 。 有 些 大 型 轴 或 结 构 复 杂 的 轴 采 用 铸 件毛 坯 。 轴 类 零 件 加 工 工 艺 分 析 1. 主 轴 的 技 术 条 件 分 析从 图 6-1车 床 主 轴 零 件 图 可 以 看 出 ， 主 轴 的 支 撑 轴 颈 是 主 轴 部 件 的 装 配 基准 ， 其 制 造 精 度 直 接 影 响 到 主 轴 部 件 的 回 转 精 度 ， 支 撑 轴 颈 A、 B的 圆 度公 差 为 0.003 m m 。 相 对 于 A、 B基 准 公 共 轴 线 的 径 向 圆 跳 动 公 差 为0.005 m m 。 支 撑 轴 颈 与 配 合 轴 颈 的 尺 寸 精 度 根 据 使 用 要 求 通 常 为 IT6 IT5。主 轴 前 端 锥 孔 ， 必 须 与 支 撑 轴 颈 严 格 同 轴 。 其 要 求 为 在 轴 端 处 相 对 A、 B基 准 的 径 向 圆 跳 动 公 差 为 0.005 m m ， 在 离 轴 端 300 m m 处 的 径 向 圆 跳 动 公差 为 0.01 m m 。 主 轴 前 端 圆 锥 面 必 须 与 支 撑 轴 颈 同 轴 ， 端 面 与 轴 线 垂 直 。其 相 对 A、 B基 准 的 斜 向 圆 跳 动 公 差 为 0.008 m m ， 端 面 圆 跳 动 公 差 为 0.008 m m 。 主 轴 上 的 螺 纹 是 用 来 固 定 与 调 节 主 轴 轴 承 间 隙 的 ， 必 须 控 制螺 纹 中 径 与 支 撑 轴 径 的 同 轴 度 。主 轴 加 工 的 关 键 是 保 证 支 撑 轴 颈 本 身 的 尺 寸 精 度 、 表 面 粗 糙 度 以 及 形 位公 差 要 求 。 2、 车 床 主 轴 加 工 工 艺 过 程 3. 车 床 主 轴 加 工 工 艺 过 程 分 析(1) 定 位 基 准 的 选 择 。 (2) 加 工 阶 段 的 划 分 (3) 加 工 顺 序 的 安 排 一 影 响 因 素 1 轴 的 尺 寸 及 精 度 要 求 。 2 轴 的 长 径 比 ， 即 是 刚 性 轴 还 是 柔 性 轴 。 3 是 否 进 行 中 间 热 处 理 。二 安 装 方 式 为 保 证 轴 的 相 互 位 置 精 度 ， 选 择 定 位 基 准 面 时 应 尽 量 符 合基 准 重 合 和 基 准 统 一 的 原 则 。 安 装 方 式 有 三 种影 响 工 艺 路 线 的 因 素 及 安 装 图 6-3 轴 的 安 装 方 式 返 回 1 用 中 心 孔 定 位 安 装 2 用 孔 定 位 安 装 3 以 外 圆 表 面 定 位 安 装 主 轴 零 件 主 要 工 序 的 加 工 方 法 1. 外 圆 的 加 工 2. 中 心 孔 的 加 工3. 锥 孔 的 精 加 工 4. 花 键 表 面 加 工 主 轴 的 检 验 精 度 检 验表 面 质 量 检 验 尺 寸 精 度 、 位 置 精 度 、 形 状 精 度表 面 粗 糙 度 和 表 面 力 学 物 理 性 能 单 件 小 批 生 产 中 ， 尺 寸 精 度 可 采 用 外 径 千 分 尺 检 验 ；大 批 量 生 产 中 ， 为 节 省 时 间 ， 可 采 用 光 滑 极 限 量 规检 验 。表 面 粗 糙 度 可 采 用 比 较 法 或 表 面 轮 廓 仪 检 验 。位 置 精 度 的 检 验 则 需 要 一 定 的 专 用 检 验 夹 具 。 轴 的 位 置 精 度 检 验1挡 铁 ； 2钢 球 ； 3可 调 V形 块 ； 4V形 块 ； 5锥 堵 ； 6检 验 芯 棒 ； 7平 板 6.2 套 筒 加 工 套 类 零 件 的 加 工 表 面 有 外 圆 表 面 、 内孔 表 面 以 及 端 面 ， 加 工 要 求 既 有 内 外 圆 表面 同 轴 度 要 求 ， 又 有 轴 线 与 端 面 的 垂 直 度要 求 ， 同 时 套 类 零 件 的 刚 性 不 高 ， 加 工 时容 易 产 生 变 形 影 响 加 工 精 度 ， 所 以 套 类 零件 的 加 工 难 度 较 大 。 6.2.1套 筒 类 零 件 概 述 套 筒 类 零 件 的 特 点 ：(1) 主 要 表 面 为 内 外 圆 回 转 表 面 ， 其 同 轴 度 公 差 要 求 很 小 。(2) 内 孔 与 外 圆 直 径 之 差 较 小 ， 即 零 件 壁 厚 较 小 ， 易 变 形 。 (3) 零 件 长 度 L一 般 大 于 圆 直 径 d。 (4) 结 构 比 较 简 单 。套 筒类 零件 的应 用 主 要 起 支撑 或 导 向作 用 轴 承导 向 套汽 缸 套油 缸 返 回 2. 套 类 零 件 的 主 要 技 术 要 求 (1) 孔 与 外 圆 的 精 度 要 求 。 (2) 几 何 形 状 精 度 要 求 。 (3) 相 互 位 置 精 度 要 求 。 3、 套 筒 类 零 件 的 材 料 及 毛 坯材 料 套 类 零 件 一 般 用 钢 、 铸 铁 、 青 铜 、 黄 铜 制 成 。 有些 滑 动 轴 承 可 选 用 双 金 属 结 构 ， 对 一 些 强 度 和 硬 度 要 求较 高 的 套 类 零 件 (如 镗 床 主 轴 套 筒 、 伺 服 阀 套 )， 可 选 用优 质 合 金 钢 (38CrMoALA、 18CrNiWA)。毛 坯 孔 径 较 大 时 ， 常 选 择 无 缝 钢 管 或 带 孔 的 铸 件 和 锻件 ； 孔 径 较 小 时 ， 一 般 选 择 热 轧 或 冷 拉 棒 料 。 大 批 量生 产 时 ， 采 用 冷 挤 压 、 粉 末 冶 金 等 先 进 毛 坯 制 造 工 艺 ，不 仅 节 约 材 料 ， 而 且 可 提 高 生 产 率 和 毛 坯 精 度 。 6.2.2 套 类 零 件 加 工 工 艺 分 析 套 类 零 件 由 于 功 用 、 尺 寸 、 结 构 形 状 、 材 料 、 热 处理 方 法 的 不 同 ， 其 工 艺 过 程 差 别 很 大 。 但 大 多 数 在 加工 中 都 要 保 证 内 孔 与 外 圆 的 同 轴 度 及 端 面 与 内 、 外 圆轴 线 的 垂 直 度 要 求 。 按 结 构 形 状 来 分 ， 大 体 上 可 分 为短 套 筒 和 长 套 筒 两 类 。 它 们 在 加 工 中 对 工 件 的 装 夹 方法 有 很 大 区 别 。 长 套 筒 零 件 的 加 工 保 证 表 面 相 互 位 置 精 度 的 方 法(1) 在 一 次 装 夹 中 完 成 内 、 外 表 面 及 端 面 的 加 工 。 (2) 主 要 表 面 的 加 工 分 在 几 次 安 装 中 进 行 (先 加 工 孔 )。 (3) 主 要 表 面 的 加 工 分 在 几 次 安 装 中 进 行 (先 加 工 外 圆 )。 防 止 套 筒 变 形 的 工 艺 措 施 如 下 ：(1) 将 粗 、 精 加 工 分 开 进 行 。 为 减 少 切 削 力 和 切 削 热 的 影 响 ， 使 粗 加工 中 产 生 的 变 形 在 精 加 工 中 得 以 纠 正 。(2) 减 少 夹 紧 力 的 影 响 。 在 工 艺 上 采 取 以 下 措 施 减 少 夹 紧 力 的 影 响 ： 改 变 夹 紧 力 的 方 向 ， 将 径 向 夹 紧 改 为 轴 向 夹 紧 。 使 用 过 渡 套 或 弹 簧 套 夹 紧 工 件 ， 在 必 须 采 用 径 向 夹 紧 时 尽 可 能 使径 向 夹 紧 力 均 匀 。 做 出 工 艺 凸 台 或 工 艺 螺 纹 以 减 少 夹 紧 变 形 。 如 表 6-2工 序 2先 车 出M88 mm l.5 mm螺 纹 供 后 续 工 序 装 夹 时 使 用 。 在 工 序 3中 利 用 该 工 艺螺 纹 将 工 件 固 定 在 夹 具 中 ， 加 工 完 成 后 ， 在 工 序 5车 去 该 工 艺 螺 纹 。 减 少 热 处 理 变 形 的 影 响 ， 热 处 理 工 序 安 排 在 粗 精 加 工 之 间 进 行 ，使 热 处 理 变 形 在 精 加 工 中 得 到 纠 正 。 套 筒 类 零 件 的 安 装 返 回 6.2.3 套 类 零 件 孔 的 加 工 方 法 套 类 零 件 的 孔 加 工 方 法 常 用 的 有 ： 钻 孔 、 扩 孔 、镗 孔 、 车 孔 、 铰 孔 、 磨 孔 、 拉 孔 、 珩 孔 、 研 磨 孔及 孔 表 面 滚 压 加 工 。 其 中 钻 孔 、 扩 孔 、 镗 孔 、 车孔 常 作 为 粗 加 工 与 半 精 加 工 ； 而 铰 孔 、 磨 孔 、 拉孔 、 珩 孔 、 研 磨 孔 及 孔 表 面 滚 压 加 工 作 为 精 加 工方 法 。 1. 磨 孔 内 圆 磨 削 具 有 以 下 特 点 ：(1) 磨 削 生 产 率 低 。 砂 轮 直 径 D受 工 件 孔 径 d的 限 制 ， 砂轮 尺 寸 较 小 ， 消 耗 快 ， 需 要 经 常 更 换 ， 影 响 生 产 率 。(2) 散 热 条 件 差 。 采 用 较 软 的 砂 轮 ， 砂 轮 与 工 件 内 切 ，接 触 面 积 大 ， 散 热 条 件 差 ， 容 易 产 生 烧 伤 。(3) 磨 削 速 度 低 。 由 于 砂 轮 的 直 径 较 小 ， 孔 的 磨 削 速 度比 外 圆 磨 削 速 度 低 得 多 。(4) 加 工 精 度 和 表 面 粗 糙 度 比 外 圆 磨 削 差 。 砂 轮 轴 受 工件 孔 径 与 长 度 的 限 制 ， 刚 性 较 差 ， 容 易 弯 曲 变 形 ， 并 引 起振 动 ， 影 响 加 工 质 量 。(5) 排 屑 困 难 。 为 了 排 屑 方 便 ， 可 采 用 干 磨 。 因 为 切 削液 不 易 进 入 磨 削 区 ， 排 屑 比 较 困 难 ， 对 于 脆 性 材 料 有 时 可采 用 干 磨 。 2. 深 孔 加 工一 般 将 孔 的 长 度 L与 直 径 d之 比 L/d5的 孔 ， 称 为 深 孔 ，深 孔 加 工 与 一 般 孔 加 工 比 较 ， 具 有 生 产 率 低 、 难 度 大的 特 点 。 深 孔 加 工 的 工 艺 特 点 ： 刀 具 的 使 用 寿 命 降 低 。 刀 具 几 乎 在 封 闭 的 状 态 下工 作 ， 切 削 温 度 很 高 ， 冷 却 散 热 条 件 比 较 差 。 深 孔 刀 具 较 细 长 ， 强 度 和 刚 性 比 较 差 ， 深 孔 加 工中 容 易 引 起 轴 线 歪 斜 和 振 动 ， 孔 的 精 度 不 易 保 证 。 由 于 排 屑 比 较 困 难 ， 易 堵 塞 深 孔 ， 会 加 快 刀 具 磨损 ， 严 重 时 还 会 引 起 刀 具 崩 刃 甚 至 折 断 。 深 孔 钻 削 深 孔 镗 削 浮 动 镗 孔 深 孔 加 工 精 细 镗 孔 珩 磨 内 孔 内 孔 研 磨 滚 压 孔 粗 加 工 与 半 精 加 工 精 加 工 图 6-7工 件 不 转 刀 具 边 转 边 移 动 图 6-8工 件 旋 转 刀 具 反 向 旋 转 返 回 6.3 齿 轮 加 工 6.3.1 概 述 齿 轮 的 功 用 圆 柱 齿 轮 是 机 械 传 动 中 的 重 要 零 件 ， 其 功 用 是 按 规定 的 传 动 比 传 递 运 动 和 动 力 。 它 具 有 传 动 比 准 确 、传 动 力 大 、 效 率 高 、 结 构 紧 凑 、 可 靠 性 好 等 优 点 ，广 泛 应 用 于 各 种 现 代 机 器 和 仪 表 中 。 图 6-10 圆 柱 齿 轮 的 结 构 形 式 返 回 结 构 特 点 圆 柱 齿 轮 的 结 构 与 分 类 圆 柱 齿 轮 可 以 看 成 由 齿 圈 和 轮 体 两 部 分 所 构 成 ，在 轮 圈 上 切 出 直 齿 、 斜 齿 或 人 字 齿 （ 图 6-9） 等 就形 成 了 齿 轮 。 按 齿 形 曲 线 性 质 可 分 为 渐 开 线 、 摆 线 、 鼓 形 和 圆弧 等 。 齿 轮 的 结 构 分 类 常 以 轮 体 结 构 的 形 状 为 依 据 ， 即可 分 为 单 联 齿 轮 、 双 联 齿 轮 、 三 联 齿 轮 、 连 轴 齿 轮 、内 齿 轮 、 装 配 齿 轮 、 齿 条 及 扇 形 齿 轮 等 （ 图 6-10） 图 6-9 斜 齿 轮 和 人 字 齿 轮 返 回 圆 柱 齿 轮 的 技 术 要 求 (1) 圆 柱 齿 轮 传 动 精 度 要 求 传 递 运 动 的 准 确 性 。 传 递 运 动 的 平 稳 性 。 载 荷 分 布 的 均 匀 性 。 传 动 侧 隙 的 合 理 性 。 (2) 精 度 等 级 与 公 差 组 技 术 条 件 1. 1 12锥 度 塞 规 检 查 ， 接 触 面 不 少 于 75% 2. 材 料 ： 45钢 3. 热 处 理 ： 齿 部 G54 齿 轮 材 料 种 类 较 多 ,如 锻 钢 、 型 材 、 铸 钢 、 铸 铁 、 铸铜 、 工 程 塑 料 等 。 常 用 的 材 料 如 45、 40Cr、 20CrMnTi、 35CrMoV等 。 大 型齿 轮 为 了 节 省 贵 重 金 ， 可 做 成 装 配 式 的 。 如 轮 体 用 铁 做 ， 齿圈 用 合 金 钢 做 。 齿 轮 的 热 处 理 轮 体 热 处 理 。 是 在 齿 坯 锻 造 及 粗 加 工 之 后 ， 安 排 的预 先 热 处 理 ， 一 般 为 正 火 或 调 质 处 理 ， 其 目 的 是 消 除 锻 造 及粗 加 工 引 起 的 残 余 应 力 ， 改 善 材 料 的 切 削 性 能 ， 提 高 综 合 力学 性 能 并 为 齿 面 热 处 理 做 好 准 备 。 齿 面 热 处 理 。 是 在 齿 形 加 工 后 ， 对 轮 齿 齿 面 进 行 渗碳 淬 火 、 高 频 淬 火 、 氮 化 处 理 等 表 面 热 处 理 ， 其 目 的 是 提 高齿 面 硬 度 及 耐 磨 性 。 6.3.2 齿 轮 材 料 及 毛 坯 齿 轮 的 毛 坯 齿 轮 的 毛 坯 形 式 主 要 有 棒 料 、 锻 件 和 铸 件 。 棒 料 用 于小 尺 寸 、 结 构 简 单 且 对 强 度 要 求 低 的 齿 轮 ； 当 齿 轮 要 求 强度 高 、 耐 磨 、 耐 冲 击 时 多 选 用 锻 件 ； 对 于 结 构 复 杂 、 直 径大 于 400 mm 600 mm的 齿 轮 ， 一 般 用 铸 造 方 法 制 造 毛 坯 。对 大 尺 寸 、 低 精 度 的 齿 轮 可 以 直 接 铸 出 轮 齿 ， 以 减 少 机 械加 工 量 ； 结 构 复 杂 的 小 齿 轮 可 采 用 精 密 铸 造 、 压 力 铸 造 、热 轧 及 冷 挤 、 粉 末 冶 金 等 新 工 艺 制 造 出 具 有 轮 齿 的 齿 坯 ，以 提 高 劳 动 生 产 率 。 对 于 钢 质 齿 轮 ， 除 尺 寸 小 且 不 太 重 要 的 齿 轮 采 用 棒 料外 ， 一 般 都 要 采 用 锻 造 毛 坯 。 根 据 生 产 批 量 的 不 同 ， 可 分别 采 用 自 由 锻 和 模 锻 。 一 、 齿 形 加 工 时 的 安 装 (图 6-11） 1 以 心 轴 安 装 内 孔 定 心 、 端 面 定 位 。 图 a) 2 以 外 圆 找 正 安 装 外 径 定 心 、 端 面 定 位 。 图 b) 3 以 轴 径 、 齿 圈 安 装 轴 径 定 心 、 齿 圈 端 面 定 位 。图 c) 4 以 顶 尖 孔 安 装 顶 尖 孔 定 心 、 定 位 。 图 d) 6.3.3 齿 坯 加 工 图 6-11 齿 形 加 工 时 的 安 装 形 式 返 回 图 6-12 齿 形 加 工 安 装 实 例 二 齿 坯 的 加 工 方 式 1 内 孔 安 装 控 制 端 面 跳 动 与 内 径 公 差 。 2 外 圆 找 正 安 装 控 制 端 面 跳 动 与 外 径 公 差 。 3 轴 颈 安 装 控 制 轴 颈 端 面 跳 动 、 外 径 公 差 与 同 轴度 。 4 以 顶 尖 孔 安 装 控 制 齿 圈 端 面 跳 动 、 外 径 公 差与 同 轴 度 。 一 、 齿 形 加 工 的 方 法 分 类 1 成 形 法 2 仿 形 法 3 展 成 法 6.3.4 齿 形 加 工 的 方 法 分 类 及 选 择 6.3.5.1 成 形 铣 齿 法 1 原 理 2 所 需 运 动主 运 动 铣 刀 高 速 旋 转 ； 进 给 运 动 沿 工 件 轴 线 移 动 ； 分 齿 运 动 手 摇 分 度 头 （ 或 分 齿 机 构 ）分 齿 。 （ 图 6-13） 6.3.5圆 柱 齿 轮 齿 形 加 工 的 方 法 图 6-13 卧 式 铣 床 上 铣 齿 轮 返 回 3 铣 刀 的 选 择 齿 轮 模 数 20 用 片 状 模 数 铣 刀 ； 齿 轮 模 数 20 用 指 状 模 数 铣 刀 。 4 特 点 机 床 设 备 简 单 ， 普 通 铣 床 即 可 。 刀 具 简 单 ， 齿 形 误 差 大 。 手 动 分 齿 ， 加 工 不 连 续 ， 生 产 率 低 。 5 应 用 一 、 滚 齿 加 工 的 原 理 如 图 6-14所 示二 、 滚 齿 时 需 要 的 运 动 1 滚 直 齿 抡 时 的 基 本 运 动 (图 6-15) 2 滚 斜 齿 抡 时 的 基 本 运 动 (图 6-16) 6.3.5.2 滚 齿 加 工 图 6-14 滚 齿 加 工 原 理 返 回 图 6-15 滚 直 齿 时 的 运动 返 回 图 6-16 滚 斜 齿 时 的 运 动 返 回 三 、 滚 刀 1 滚 刀 的 种 类 （ 图 6-17） 按 截 面 线 形 分 ： 渐 开 线 滚 刀 : 阿 基 米 德 滚 刀 ： ； 法 向 直 廓 滚 刀 ： 2A、 3A级 滚 刀 分 别 为 剃 前 滚 刀 和 磨 前 滚 刀 。 齿 形如 图 6-18所 示 。 6.3.5.3 滚 齿 加 工 (2) 图 6-17 三 种 滚 刀 的 截 面 形 状 返 回 按 精 度 等 级 分 :滚 刀 精 度 3A级 2A级 A级 B级 C级齿 轮 精 度 5级 6级 7级 8级 9级 图 6-18 2A、 3A级 滚 刀 加 工 后 的 齿 形 返 回 2 滚 刀 的 安 装 1)滚 刀 必 须 对 中 ,否 则 加 工 出 的 齿 轮 齿 形 有 较 大的 误 差 ； 2） 滚 刀 扳 动 角 度 使 其 螺 旋 线 与 工 件 齿 向 一 致 ； 3） 工 件 的 旋 转 方 向 ,顺 铣 与 逆 铣 的 确 定 。 四 、 滚 齿 的 范 围 五 、 滚 齿 的 精 度 一 、 插 齿 加 工 的 原 理 插 齿 加 工 是 运 用 一 对 轴 线 平 行 的 圆 柱 齿轮 啮 合 原 理 ， 将 其 中 一 个 齿 轮 用 高 速 钢 作材 料 ， 在 齿 轮 上 切 出 前 角 和 后 角 ,再 经 热 处理 使 硬 度 达 到 HRC=62 65， 就 成 了 插 齿刀 。 插 齿 时 插 齿 刀 与 工 件 之 间 的 基 本 运 动有 :（ 图 6-19） 6.3.5.4 插 齿 加 工 图 6-19 插 齿 加 工 的 原 理 返 回 二 插 齿 所 需 的 运 动 主 运 动 分 齿 运 动 径 向 进 给 运 动 周 向 进 给 运 动 让 刀 运 动 三 插 齿 与 滚 齿 工 艺 特 点 的 比 较 1 加 工 精 度 滚 齿 运 动 精 度 高 ， 插 齿 的 齿 形 精度 高 ， 齿 面 粗 糙 度 值 小 。 2 生 产 率 滚 齿 的 生 产 率 比 插 齿 高 。 四 、 插 齿 的 范 围 五 、 插 齿 的 精 度 一 、 剃 齿 加 工 的 原 理 (图 6-20)二 、 剃 齿 时 的 运 动 (图 6-21) 主 运 动 轴 向 进 给 运 动 径 向 进 给 运 动 。三 、 剃 齿 的 工 艺 特 点四 、 剃 齿 的 范 围五 、 剃 齿 的 精 度 6.3.5.5 剃 齿 加 工 图 6-20 剃 齿 加 工 的 原 理 返 回 图 6-21 剃 齿 时 的 运 动 及 原 理 返 回 一 、 珩 齿 加 工 的 原 理 (图 6-22)二 、 珩 齿 时 的 运 动 三 、 珩 齿 的 工 艺 特 点 四 、 珩 齿 的 范 围 五 、 珩 齿 的 精 度 6.3.5.6 珩 齿 加 工 图 6-22 珩 齿 加 工 的 原 理 返 回 6.4箱 体 加 工 第 二 节 箱 体 零 件 加 工 箱 体 零 件 的 功 用 箱 体 是 机 器 的 基 础 零 件 ， 它 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 互 位置 ， 以 传 递 转 矩 或 改 变 转 速 来 完 成 规 定的 运 动 。 箱 体 零 件 结 构 特 点结 构 复 杂 ， 壁 薄 且 不 均 匀 ， 加 工 部 位 多 ， 加 工难 度 大 。 轴 颈 支 承 孔 孔 径 精 度 及 相 互 之 间 的 位 置 精 度定 位 销 孔 的 精 度 与 孔 距 精 度主 要 平 面 的 精 度表 面 粗 糙 度箱 体 零 件 的 主 要 技 术 要 求 一 般 采 用 铸 件 。 因 曲 轴 箱 是 大 批 大 量 生 产 ， 且 毛坯 的 形 状 复 杂 ， 故 采 用 压 铸 毛 坯 ， 镶 套 与 箱 体 在 压 铸时 铸 成 一 体 。 压 铸 的 毛 坯 精 度 高 ， 加 工 余 量 小 ， 有 利于 机 械 加 工 。 为 减 少 毛 坯 铸 造 时 产 生 的 残 余 应 力 ， 箱 体 铸 造 后应 安 排 人 工 时 效 。箱 体 零 件 的 材 料 及 毛 坯材 料箱 体 零 件 常 选 用 灰 铸 铁 ， 摩 托 车 的 曲 轴 箱 选 用 铝 合 金作 为 曲 轴 箱 的 主 体 材 料 。毛 坯 一 般 箱 体 零 件 的 粗 基 准 都 用 它 上 面 的 重 要 孔 和 另 一 个 相 距较 远 的 孔 作 为 粗 基 准 ， 以 保 证 孔 加 工 时 余 量 均 匀 。工 艺 过 程 分 析先 面 后 孔粗 精 分 开 、 先 粗 后 精粗 基 准 的 选 择精 基 准 的 选 择常 以 箱 体 零 件 的 装 配 基 准 或 专 门 加 工 的 一 面 两 孔 定 位 。使 得 基 准 统 一 。 箱 体 零 件 的 结 构 工 艺 性通 孔箱体上的孔 阶 梯 孔盲 孔交 叉 孔 工 艺 性 最 好工 艺 性 较 差工 艺 性 最 差工 艺 性 较 差 图 6-23 相 贯 通 的 交 叉 孔 的 工 艺 性(a) 交 叉 孔 ； (b) 交 叉 孔 毛 坯 同 轴 线 上 孔 径 的 排 列 方 式 孔 外 端 面 的 结 构 工 艺 性 孔 内 端 面 的 结 构 工 艺 性 一 般 在 毛 坯 铸 造 之 后 安 排 一 次 人 工 时 效 即 可 ； 对 一些 高 精 度 或 形 状 特 别 复 杂 的 箱 体 ， 应 在 粗 加 工 之 后再 安 排 一 次 人 工 时 效 ， 以 消 除 粗 加 工 产 生 的 内 应 力 ，保 证 箱 体 加 工 精 度 的 稳 定 性 。工 序 集 中 ， 先 主 后 次箱 体 零 件 上 相 互 位 置 要 求 较 高 的 孔 系 和 平 面 ， 一般 尽 量 集 中 在 同 一 工 序 中 加 工 ， 以 减 少 装 夹 次 数 ，从 而 减 少 安 装 误 差 的 影 响 ， 有 利 于 保 证 其 相 互 位置 精 度 要 求 。合 理 安 排 时 效 处 理箱 体 零 件 的 结 构 工 艺 性 孔 系 加 工箱 体 上 若 干 有 相 互 位 置 精 度 要 求 的 孔 的 组 合孔 系平 行 孔 系 同 轴 孔 系 交 叉 孔 系 孔 系 分 类(a) 平 行 孔 系 ； (b) 同 轴 孔 系 ； (c) 交 叉 孔 系 （ 1） 找 正 法 一 般 只 适 合 单 件 小 批 生 产 。（ 2） 镗 模 法 在 成 批 生 产 中 ， 广 泛 采 用 镗 模 加 工 孔 系 。（ 3） 坐 标 法 坐 标 法 镗 孔 是 先 将 被 加 工 孔 系 的 孔 距 尺 寸换 算 成 两 个 互 相 垂 直 的 坐 标 尺 寸 ， 然 后 在 普 通 卧 式 镗 床 、坐 标 镗 床 或 数 控 镗 铣 床 等 设 备 上 ， 利 用 坐 标 尺 寸 测 量 装 置 ，使 机 床 主 轴 与 工 件 间 按 坐 标 尺 寸 作 精 确 的 相 对 位 移 ， 从 而间 接 保 证 孔 距 尺 寸 的 加 工 精 度 的 一 种 方 法 。平 行 孔 系 加 工 找 正 法 加 工 平 行 孔 系划 线 找 正 用 芯 轴 和 块 规 找 正 用 样 板 找 正 心 轴 和 块 规 找 正1、 芯 轴 2、 镗 床 主 轴 ； 3、 块 规 ； 4、 塞 尺 ； 5、 工 作 台 样 板 找 正 法1 样 板 ； 2 千 分 表 用 镗 模 加 工 孔 系 镗 模 法 加 工 平 行 孔 系 在 卧 式 镗 床 上 用 坐 标 法 加 工 孔 系1 百 分 表 ； 2 块 规 坐 标 法 加 工 平 行 孔 系 （ 1） 利 用 已 加 工 孔 作 支 撑 导 向 ， 此 法 对 于 加 工 箱 壁 距 离 较 近 的 同 轴 孔 比较 合 适 ， 但 需 配 制 一 些 专 用 的 导 向 套 。（ 2） 利 用 镗 床 后 立 柱 上 的 导 向 支 撑 镗 孔 ， 这 种 方 法 是 将 其 镗 杆 由 两 端 支撑 ， 刚 性 好 。 但 此 法 调 整 麻 烦 ， 镗 杆 要 长 ， 很 笨 重 ， 故 只 适 用 于 大 型 箱 体的 加 工 。（ 3） 采 用 调 头 镗 ， 当 箱 体 箱 壁 相 距 较 远 时 ， 可 采 用 调 头 镗 。 工 件 在 一 次装 夹 下 ， 镗 好 一 端 的 孔 后 ， 将 镗 床 工 作 台 回 转 180 ， 镗 另 一 端 的 孔 。 由于 普 通 镗 床 工 作 台 回 转 精 度 较 低 ， 所 以 这 种 方 法 加 工 精 度 不 高 。 当 箱 体 上有 一 较 长 并 与 所 镗 孔 轴 线 有 平 行 度 要 求 的 平 面 时 ， 镗 孔 前 应 先 用 装 在 镗 杆上 的 百 分 表 对 此 平 面 进 行 校 正 。同 轴 孔 系 加 工 利 用 已 加 工 孔 作 支 撑 导 向 掉 头 镗 时 工 件 的 校 正(a) 第 一 工 位 ； (b) 第 二 工 位 箱 体 上 交 叉 孔 系 的 主 要 技 术 要 求 是 控 制 有 关 孔 的 垂 直 度 误差 。 在 多 面 加 工 的 组 合 机 床 上 加 工 交 叉 孔 系 ， 其 垂 直 度 主 要由 机 床 和 模 板 保 证 ； 在 普 通 镗 床 上 ， 其 垂 直 度 主 要 靠 机 床 的挡 块 保 证 ， 其 定 位 精 度 较 低 。 为 了 提 高 定 位 精 度 ， 可 用 芯 轴与 百 分 表 找 正 。交 叉 孔 系 加 工 找 正 法 加 工 交 叉 孔 系(a) 第 一 工 位 ； (b) 第 二 工 位 表 面 粗 糙 度 检 验 通 常 用 目 测 或 样 板 比 较 法 ， 只 有 当 Ra值 很 小 时 ，才 考 虑 使 用 光 学 量 仪 ；孔 的 尺 寸 精 度 一 般 用 塞 规 检 验 ；单 件 小 批 生 产 时 可 用 内 径 千 分 尺 或 内 径 千 分 表 检 验 ；若 精 度 要 求 很 高 可 用 气 动 量 仪 检 验 。平 面 的 直 线 度 可 用 平 尺 和 厚 薄 规 或 水 平 仪 与 桥 板 检 验 ；平 面 的 平 面 度 可 用 自 准 直 仪 或 水 平 仪 与 桥 板 检 验 ， 也 可 用 涂 色检 验 。同 轴 度 检 验 一 般 工 厂 常 用 检 验 棒 检 验 同 轴 度 ；孔 间 距 和 孔 轴 线 平 行 度 检 验 根 据 孔 距 精 度 的 高 低 ， 可 分 别使 用 游 标 卡 尺 或 千 分 尺 ， 也 可 用 块 规 测 量 ；三 坐 标 测 量 机 可 同 时 对 零 件 的 尺 寸 、 形 状 和 位 置 等 进 行 高 精 度的 测 量 。 箱 体 检 验