机械加工工艺过程课件

一、轴类零件一、轴类零件加工加工二、套筒类零件的加工二、套筒类零件的加工三、箱体零件的加工三、箱体零件的加工机械加工工艺：典型零件加工机械加工工艺：典型零件加工第二章 典型零件的加工第节第节 圆柱齿轮加工 一、轴类零件加工二、套筒类零件的加工三、箱体零件的加工机械加二、套筒类零件的加工二、套筒类零件的加工典型零件加工：套筒件加工典型零件加工：套筒件加工二、套筒类零件的加工典型零件加工：套筒件加工主要表面为主要表面为同轴度要求较高的内、外旋转表面内、外旋转表面。壁较薄，易变形壁较薄，易变形；长度一般大于直径。二、套筒类零件的加工二、套筒类零件的加工（一）工艺分析（一）工艺分析套类零件在各类机器中应用很广，如滑动轴承、钻套、导向套、汽缸、油缸等。1功用及结构特点功用及结构特点功用功用支撑(如滑动轴承)，导向作用(如钻套、油缸)结构特点结构特点因其功用不同,在结构上有很大差异。但其共同共同特点是特点是：典型零件加工：套筒件加工典型零件加工：套筒件加工主要表面为同轴度要求较高的内、外旋转表面。二、套筒类零件的2材料与毛坯材料与毛坯材料材料取决于零件的工作条件，常用钢、铸铁、青铜或黄铜；毛坯毛坯（与材料、结构、尺寸有关，）常用棒料、锻件、铸件。当孔径d20mm，一般用棒料、无缝管；较长较大的套，常用无缝管、带孔的铸锻件；某些油缸常用35焊接缸头、耳轴、法兰盘等；不需焊时用45钢。典型零件加工：套筒件加工典型零件加工：套筒件加工二、套筒类零件的加工二、套筒类零件的加工（一）工艺分析（一）工艺分析1功用及结构特点功用及结构特点2材料与毛坯材料取决于零件的工作条件，常用钢、铸铁、青铜精度与表面粗糙度要求均较高精度与表面粗糙度要求均较高。一般为IT7；精密的IT6；表面粗糙度表面粗糙度一般为1.60.1m，油缸0.40.2m。一般尺寸精度为IT6IT7；表面粗糙度Ra为6.30.8m。一般要求较高，常为0.010.05mm。（主要表面是内孔和外圆）3主要技术要求：主要技术要求：4）端面与轴线的垂直度端面与轴线的垂直度1）内孔内孔2）外圆外圆3）内外圆的同轴度内外圆的同轴度典型零件加工：套筒件加工典型零件加工：套筒件加工2材料与毛坯材料与毛坯二、套筒类零件的加工二、套筒类零件的加工（一）工艺分析（一）工艺分析1功用及结构特点功用及结构特点精度与表面粗糙度要求均较高。一般为IT7；精密的IT6；套筒件表面相互位置精度要求较高，套筒件表面相互位置精度要求较高，应尽可能在一次装夹中完成各表面加工；或内孔、外圆互为基准，反复加工。具体有如下办法。（二）工艺要点（二）工艺要点1表面加工方案选择表面加工方案选择主要表面为内孔和外圆内孔和外圆。外圆外圆：可根据精度要求选择车削和磨削车削和磨削。内孔内孔：2定位与装夹方法定位与装夹方法典型零件加工：套筒件加工典型零件加工：套筒件加工保证相互位置精度保证相互位置精度（内外圆的同轴度、端面对轴线的垂直度）和防止变形要求和防止变形要求，是套筒件加工的主要工艺问题。套筒件加工的主要工艺问题。对于精度要求较高的孔精度要求较高的孔，往往需采用几种方法顺次往往需采用几种方法顺次加工加工（例如在磨削后进行珩磨或研磨）或（钻粗车半精车粗磨精磨）；若精度要求不高、但表面粗糙度要求较细时，可：半精车精车滚压。二、套筒类零件的加工二、套筒类零件的加工（一）工艺分析（一）工艺分析套筒件表面相互位置精度要求较高，应尽可能在一次装夹中完成各典型零件加工：套筒件加工典型零件加工：套筒件加工 （1）(卡盘)一次装夹完成各主一次装夹完成各主要表面要表面(内外圆及端面)全部加工全部加工1）三爪自定心卡盘安装工件）三爪自定心卡盘安装工件 它对中性好，自动定心精度可达到它对中性好，自动定心精度可达到0.050.15。但三爪自定。但三爪自定心卡盘由于夹紧力不大，所以一般只适宜于重量较轻的工件。心卡盘由于夹紧力不大，所以一般只适宜于重量较轻的工件。三爪自定心卡盘的结构三爪自定心卡盘的结构如图如图a所示，当用卡盘扳手转所示，当用卡盘扳手转动小锥齿轮时，大锥齿轮也动小锥齿轮时，大锥齿轮也随之转动，在大锥齿轮背面随之转动，在大锥齿轮背面平面螺纹的作用下，使平面螺纹的作用下，使三个三个爪同时向心移动或退出爪同时向心移动或退出，以，以夹紧或松开工件。夹紧或松开工件。2定位与装夹方法定位与装夹方法典型零件加工：套筒件加工 （1）(卡盘)一次装夹完成各主要典型零件加工：套筒件加工典型零件加工：套筒件加工 （1）(卡盘)一次装夹完成各主要表面一次装夹完成各主要表面(内外圆及端面)全部加工全部加工1）三爪自定心卡盘安装工件）三爪自定心卡盘安装工件 三爪自定心卡盘可装成正爪或反爪两种形式。反爪用来装夹直径较大的工件。用三爪自定心卡盘装夹精加工过的表面时，被夹住的工件表面应包一层铜皮，以免夹伤工件表面。2定位与装夹方法定位与装夹方法典型零件加工：套筒件加工 （1）(卡盘)一次装夹完成各主要典型零件加工：套筒件加工典型零件加工：套筒件加工 当重量较重的工件进行装夹时，宜用四爪单动卡盘或其它当重量较重的工件进行装夹时，宜用四爪单动卡盘或其它专用夹具。专用夹具。2）用四爪卡盘安装工件）用四爪卡盘安装工件 由于其装夹后不能自动定心，所以装夹效率较低，装夹时由于其装夹后不能自动定心，所以装夹效率较低，装夹时必须用划线盘或百分表找正，使工件回转中心与车床主轴中心必须用划线盘或百分表找正，使工件回转中心与车床主轴中心对齐，如图对齐，如图b为用百分表找正外圆的示意图。为用百分表找正外圆的示意图。四爪卡盘的外形四爪卡盘的外形如图如图a所示。它的四个所示。它的四个爪通过爪通过4个螺杆独立移个螺杆独立移动。它的特点是能装动。它的特点是能装夹形状比较复杂的非夹形状比较复杂的非回转体如方形、长方回转体如方形、长方形等形等,而且夹紧力大。而且夹紧力大。2定位与装夹方法定位与装夹方法 （1）一次装夹完成各主要表面全部加工一次装夹完成各主要表面全部加工1）三爪自定心卡盘安装工件）三爪自定心卡盘安装工件 典型零件加工：套筒件加工 当重量较重的工件进行典型零件加工：套筒件加工典型零件加工：套筒件加工 初找正时，卡爪不宜夹得太紧，一般需用顶尖或辅助工具顶牢工件，并在床面上放上木板，谨防工件掉下来找正方法找正方法找正方法找正方法 找正时，应先找正间隙最小处（工件的最高点）先找正间隙最小处（工件的最高点），松对面卡爪，紧间隙最小处间隙最小处卡爪。找正这两点后，再找正另两点。有非加工表面的，有非加工表面的，要按最大的非加工表面找正；所有表面都需加工的所有表面都需加工的，要根据加工余量最小的表面找正。毛坯找正时用划线盘毛坯找正时用划线盘；2）用四爪卡盘安装工件）用四爪卡盘安装工件 典型零件加工：套筒件加工 初找正时，卡爪不宜夹得太紧典型零件加工：套筒件加工典型零件加工：套筒件加工找正方法找正方法找正方法找正方法 找正时，应先找正先找正工件的最高点工件的最高点，松对面卡爪，紧高点卡爪。找正这两点后，再找正另两点。找正已加工表面时找正已加工表面时用百分表用百分表，一般用百分表根据已加工过的基准表面找正。2）用四爪卡盘安装工件）用四爪卡盘安装工件 典型零件加工：套筒件加工找正方法 找正时，应先找正工件的最典型零件加工：套筒件加工典型零件加工：套筒件加工套筒类零件的找正方法找套筒类时，除找正靠时，除找正靠近卡爪处的外圆外近卡爪处的外圆外（移动卡爪校正），还要在离卡爪最还要在离卡爪最远点的另一端找正远点的另一端找正，若有跳动，可用铜棒敲正，这叫做“内校外敲内校外敲”。内、外反复几次，就可找得很正。四爪卡盘装夹已加工过的工件时，卡爪和四爪卡盘装夹已加工过的工件时，卡爪和工件间应加铜垫片，以免损坏工件表面。工件间应加铜垫片，以免损坏工件表面。找正方法找正方法找正方法找正方法2）用四爪卡盘安装工件）用四爪卡盘安装工件 典型零件加工：套筒件加工套筒类零件的找正方法找套筒类时，3）用花盘、弯板及压板、螺栓安装工件）用花盘、弯板及压板、螺栓安装工件 形状不规则的工件，形状不规则的工件，无法使用三爪或四爪卡盘装夹的工件，无法使用三爪或四爪卡盘装夹的工件，可用花盘装夹。可用花盘装夹。花盘是安装在车床主轴上的一个大圆盘，盘面上花盘是安装在车床主轴上的一个大圆盘，盘面上的许多长槽用以穿放螺栓，工件可用螺栓直接安装在花盘上。也的许多长槽用以穿放螺栓，工件可用螺栓直接安装在花盘上。也可以把辅助支承角铁（弯板）用螺钉牢固夹持在花盘上，工件则可以把辅助支承角铁（弯板）用螺钉牢固夹持在花盘上，工件则安装在弯板上。工件在花盘上的位置需经仔细找正。安装在弯板上。工件在花盘上的位置需经仔细找正。在花盘上安装零件在花盘上安装零件 在花盘上用弯板安装零件在花盘上用弯板安装零件 典型零件加工：套筒件加工典型零件加工：套筒件加工2）用四爪卡盘安装工件）用四爪卡盘安装工件 （1）一次装夹完成各主要表面全部加工一次装夹完成各主要表面全部加工1）三爪自定心卡盘安装工件）三爪自定心卡盘安装工件 3）用花盘、弯板及压板、螺栓安装工件 形状不典型零件加工：套筒件加工典型零件加工：套筒件加工此办法应用较广此办法应用较广。以孔定位的夹具（心轴）结构简单、易于制造,刚性好；（2）（主要表面在几次安装中进行，最后）以内孔定位、心轴装夹以内孔定位、心轴装夹（加工外圆）这是因为这是因为 加工内孔较困难,纠正（孔轴线的）偏差也难，而以内孔定位加工外圆时,加工孔产生的同轴度误差容易得到纠正；心轴是心轴是以外圆柱面以外圆柱面定心、端面定心、端面压紧来装夹压紧来装夹工件，如图工件，如图所示。所示。心轴与工件孔一般用心轴与工件孔一般用H7/h6、H7/g6的间隙配的间隙配合，所以工件能很方便地套在心轴上。但由于配合，所以工件能很方便地套在心轴上。但由于配合间隙较大，一般只能保证同轴度合间隙较大，一般只能保证同轴度0.02左右。左右。2定位与装夹方法定位与装夹方法 （1）一次装夹完成各主要表面全部加工一次装夹完成各主要表面全部加工典型零件加工：套筒件加工此办法应用较广。以孔定位的夹具（心典型零件加工：套筒件加工典型零件加工：套筒件加工 （2）以内孔定位、心轴装夹以内孔定位、心轴装夹 为了消除间隙，提为了消除间隙，提高心轴定位精度，心轴高心轴定位精度，心轴可以做成可以做成锥体锥体，但锥体，但锥体的锥度很小的锥度很小,否则工件在否则工件在心轴上会产生歪斜心轴上会产生歪斜(见见图图a)。常用的锥度为。常用的锥度为C=1/10001/5000。定。定位时，工件楔紧在心轴位时，工件楔紧在心轴上，楔紧后孔会产生弹上，楔紧后孔会产生弹性变形（图性变形（图b），从而），从而使工件不致倾斜。使工件不致倾斜。2定位与装夹方法定位与装夹方法 （1）一次装夹完成各主要表面全部加工一次装夹完成各主要表面全部加工典型零件加工：套筒件加工 （2）以内孔定位、心轴装夹 典型零件加工：套筒件加工典型零件加工：套筒件加工（4）以内孔和外圆互为基准，反复加工）以内孔和外圆互为基准，反复加工。（3）（主要表面在几次安装中进行，最后）以外圆定位以外圆定位（用专用夹具装夹）加工内孔加工内孔置精度较低。此法装夹迅速可靠，但一般卡盘的安装误差较大，加工后位 故此办法应用较少此办法应用较少。只有在内孔直径或长度太小，不宜用只有在内孔直径或长度太小，不宜用孔定位时采用孔定位时采用。但须采用定心精度较高的弹性膜片卡盘弹性膜片卡盘、液体液体塑料夹头塑料夹头或经修磨后的三爪卡盘修磨后的三爪卡盘或“软爪软爪”卡盘卡盘等专用夹具；（2）以内孔定位、心轴装夹以内孔定位、心轴装夹2定位与装夹方法定位与装夹方法（1）一次装夹完成各主要表面全部加工一次装夹完成各主要表面全部加工典型零件加工：套筒件加工（4）以内孔和外圆互为基准，反复加工典型零件加工：套筒件加工典型零件加工：套筒件加工应使夹紧力分布均匀 如用开口过渡环或专用（宽）卡爪。(结构允许时)用轴向夹紧，避开薄壁件径向刚性差的弱点;使用胀力心轴;3防止套筒件变形的工艺措施防止套筒件变形的工艺措施减少夹紧力对变形的影响减少夹紧力对变形的影响（二）工艺要点（二）工艺要点典型零件加工：套筒件加工应使夹紧力分布均匀 如用开口过典型零件加工：套筒件加工典型零件加工：套筒件加工利用数控系统的循环功能，减小每次进刀的切削深度或切削速度减小切削力;增大刀具主偏角，减少径向切削力;采用内外圆同时加工内外圆同时加工，使径向切削分力抵消。减少切削力的对变形的影响减少切削力的对变形的影响3防止套筒件变形的工艺措施防止套筒件变形的工艺措施减少夹紧力对变形的影响减少夹紧力对变形的影响（二）工艺要点（二）工艺要点2定位与装夹方法定位与装夹方法1表面加工方案选择表面加工方案选择典型零件加工：套筒件加工利用数控系统的循环功能，减小每典型零件加工：套筒件加工典型零件加工：套筒件加工减少切削热对变形的影响减少切削热对变形的影响减少切削热的产生 合理选择刀具几何角度(,)和切削用量.加快切削热的传散 使用切削液;采用弹性顶尖,使工件因受热后在轴向有自由延伸的可能.粗精加工分开粗精加工分开减少切削力的对变形的影响减少切削力的对变形的影响减少夹紧力对变形的影响减少夹紧力对变形的影响3防止套筒件变形的工艺措施防止套筒件变形的工艺措施（二）工艺要点（二）工艺要点2定位与装夹方法定位与装夹方法1表面加工方案选择表面加工方案选择典型零件加工：套筒件加工减少切削热对变形的影响减少切削典型零件加工：套筒件加工典型零件加工：套筒件加工 备料备料热处理（锻件正火、调质，铸件退火）热处理（锻件正火、调质，铸件退火）粗车端面、粗车端面、外圆外圆调头车另一端面、外圆调头车另一端面、外圆钻孔或粗车孔钻孔或粗车孔精车精车划（键槽、孔）线划（键槽、孔）线插（钻）插（钻）热处理（热处理（C、G）磨磨内孔内孔磨外圆。磨外圆。4套筒类零件基本工艺过程套筒类零件基本工艺过程 随用途、结构及精度要求不同，各套筒件的工艺有所不同，但其基本工艺过程基本工艺过程如下：3防止套筒件变形的工艺措施防止套筒件变形的工艺措施（二）工艺要点（二）工艺要点2定位与装夹方法定位与装夹方法1表面加工方案选择表面加工方案选择典型零件加工：套筒件加工 备料热处理（锻件正火、调质，套类零件加工套类零件加工（三（三|）套筒类零件的加工工艺）套筒类零件的加工工艺课堂练习：课堂练习：编制右图示一般套类零件的加工工艺二、套筒类零件的加工二、套筒类零件的加工（一）工艺分析（一）工艺分析（二）工艺要点（二）工艺要点套类零件加工（三|）套筒类零件的加工工艺课堂练习：编制右图示典型零件加工：套筒件加工典型零件加工：套筒件加工1主要技术要求材料为HT300。A、B端面对 孔的轴线H的垂直度公差为0.015mm,表面粗糙度Ra为1.6m。外圆柱面对 内孔的同轴度允差为0.02 mm，表面粗糙度Ra为1.6m。典型零件加工：套筒件加工1主要技术要求材料为HT300。典型零件加工：套筒件加工典型零件加工：套筒件加工2定位基准的选择 以54为粗基准，在一次装夹中车出A面、外圆及B面、内孔；加工54外圆及端面C时，可用 为精基准；加工3-5.5孔时，用 外圆和A端面为精基准；加工D面时，用 内孔、端面C和任一5.5的孔为精基准；1主要技术要求典型零件加工：套筒件加工2定位基准的选择 以54为粗基典型零件加工：套筒件加工典型零件加工：套筒件加工3加工路线的拟定车C面及54外圆，钻、扩、铰内孔，刨D面；2定位基准的选择1主要技术要求 为保证套筒内外圆的同轴度要求和A、B端面对轴心线的垂直度，采用在一次装夹中先粗、精车端面A，外圆和B端面，再钻、扩、铰 的孔。典型零件加工：套筒件加工3加工路线的拟定车C面及54外圆典型零件加工：套筒件加工典型零件加工：套筒件加工工序工序号号工序工序名称名称工序内容工序内容定位基准定位基准1铸造 铸造毛坯2车粗精车端面A、外圆及端面B，保证长度尺寸260.1钻孔12，扩孔至19.8，粗铰至19.94，精铰至内外圆倒角145 调头夹 外圆，车端面C，保证长度6，车54外圆至尺寸；内外圆倒角145外圆面3划3-5.5孔线及D面加工线4钻钻3-5.5孔，锪3-1190沉孔孔线5刨刨D面，保证尺寸50；按线找正6钳去毛刺7检验4机械加工工艺过程机械加工工艺过程（单件小批生产）机械加工工艺过程（单件小批生产）典型零件加工：套筒件加工工序号工序名称工序内容定位基准1铸造典型零件加工：套筒件加工典型零件加工：套筒件加工1加工套筒件的主要工艺问题是什么？2三爪自定心卡盘有何特点三爪自定心卡盘有何特点？一般用在什么场合?4 防止套筒件变形的工艺措施？复习思考题：典型零件加工：套筒件加工1加工套筒件的主要工艺问题是什么？（三）（三）C620尾座套筒的加工工艺尾座套筒的加工工艺典型零件加工：套筒件加工典型零件加工：套筒件加工（三）C620尾座套筒的加工工艺典型零件加工：套筒件加工（三）（三）C620尾座套筒的加工工艺尾座套筒的加工工艺典型零件加工：套筒件加工典型零件加工：套筒件加工1工艺分析 莫氏4装顶尖或刀具；外圆在壳体内移动频繁，需淬火；后部孔装传动螺母，也有配合精度要求；内外圆要求同轴，保证精度。2 机械加工工艺过程（单件小批生产）（三）C620尾座套筒的加工工艺典型零件加工：套筒件加工1典型零件加工：套筒件加工典型零件加工：套筒件加工工序工序号号工序工序名称名称 工工序序内内容容 定位基准定位基准1下料 45钢，602832热处理正火3车粗车端面、外圆，各留量23mm余量钻内孔60190（280-90）；调头，钻2590外圆4热处理调质HB197-2205车精车各部，除内锥孔、外圆分别留磨量0.3-0.5mm外，其余车至尺寸要求外圆、内锥孔6铣 铣键槽，油沟7划 6孔线8钻 6孔外圆及孔线9钳 去毛刺10热处理表淬RC40-4211钳 修研两端60定位孔12磨上心轴，粗磨外圆，留余量0.2mm一夹一托，磨内锥孔至尺寸上心轴，按尾座孔配磨外圆至尺寸，（按H7/h5配合，或间隙0.02mm）心轴、外圆13检验典型零件加工：套筒件加工工序号工序名称 工序内容 定典型零件加工：套筒件加工典型零件加工：套筒件加工编制图示小套（材料：45钢）小批生产的机械加工工艺。（四）课堂练习（四）课堂练习典型零件加工：套筒件加工编制图示小套（材料：45钢）小批生产典型零件加工：套筒件加工典型零件加工：套筒件加工小套单件小批生产的机械加工工艺卡小套单件小批生产的机械加工工艺卡序序号号工序名工序名称称工工序序内内容容 定位基准定位基准 设设备备及及工工装装1下料45:75702车夹一端车平另一端面，粗车外圆68;调头车平另一端面齐总长,钻通孔30;粗车52 外圆及内孔，各部留11.5mm余量外圆表面普通车床麻花钻303热处理调质250HBS4车除52 外圆、38 孔留0.20.3mm磨量外，其余车至尺寸外圆表面 普通车床5划划键槽线6铣铣键槽至尺寸，深度加放磨量4键槽铣刀7磨以外圆端面找正，磨38 孔至尺寸；上心轴磨外圆52 至尺寸外圆，心轴中心孔万能外圆磨床，心轴检验典型零件加工：套筒件加工小套单件小批生产的机械加工工艺卡序号