新典型案例工艺分析

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第,6,章 典型零件加工工艺分析,6.1,轴类零件加工工艺分析,6.2,盘套类零件加工工艺分析,6.3,箱体支架类零件加工工艺分析,1,6.1,轴类零件加工工艺分析,6.1.1 轴类零件的功用、分类及结构特点,轴的作用：支承传动件、承受载荷，传递运动和扭矩。,结构：一般由同心轴的外圆柱面、圆锥面、内孔和螺纹及相应的端面所组成,轴的分类：光轴、阶梯轴、空心轴、异形轴曲轴、凸轮轴、偏心轴等,刚性轴L/d12 挠性轴L/d12,2,轴的分类：,光轴、阶梯轴、空心轴、异形轴曲轴、凸轮轴、偏心轴等,刚性轴L/d12,挠性轴L/d12,3,曲轴、挠性钢丝轴,4,减速器中的轴,转 轴,承受弯矩、承受转矩,5,自行车的前轮轴,固定心轴,支承转动零件,6,铁路机车轮轴,转动心轴,承受弯矩而不传递转矩,7,汽车中联接变速箱与后桥之间的轴,传动轴,用于传递转矩而不承受弯矩,8,6.1.2,轴类零件技术条件的分析,1,、轴的表面粗糙度要求,Ra（m）,项 目,一般要求轴,精密轴,支承轴颈,滑动轴承,0.2,0.10.05,滚动轴承,0.4,0.4,与传动件配合轴颈,0.80.4,0.40.2,重要定位配合面,0.80.4,0.40.05,一般表面,6.31.6,3.20.8,9,2、 尺寸精度,一类支承轴颈：用于确定轴的位置并支承轴，通常为IT5IT7；,另一类配合轴颈：为与各类传动件配合的轴颈，通常为IT6IT9。,3、几何形状精度主要指轴颈外表、外圆锥面、锥孔等重要外表的圆度、圆柱度。其误差一般应限制在尺寸公差范围内，对于精密轴，需在零件图上另行规定其几何形状精度。,4、相互位置精度包括内、外外表，重要轴面的同轴度、圆的径向跳动、重要端面对轴心线的垂直度、端面间的平行度等。,10,6.1.3,轴类零件的材料、毛坯和热处理,l轴类零件的材料及热处理,1一般轴常用45钢，热处理可根据要求选正火、调质或淬火等；,2精度和转速较高的轴选中碳合金钢如40Cr、轴承钢如GCr15、弹簧钢如65Mn等，热处理为调质和轴颈高频淬火。,3高速重载轴采用低碳合金钢如18CrMnTi、20Cr、20Mn2B等，热处理为正火后外表渗碳淬火；也可用38CrMoAl等氮化钢，调质后外表氮化。,11,l,轴类零件的毛坯,1热轧/冷拔圆棒料：适用于中、小型强度要求不高的光轴或直径相差不大的轴。,2锻件：机械强度要求高或直径差异较大的阶段轴、异形轴。锻造可使金属组织均匀分布，获得较高的抗拉、抗弯及抗扭强度。,3铸件：大型轴或结构复杂的轴，如铸铁轧辊、球铁曲轴等。,12,6.1.4,轴类零件加工的工艺分析,质量,工艺,13,(1)轴类零件加工的工艺路线 1)根本加工路线 外圆加工的方法很多，根本加工路线可归纳为四条。 粗车半精车精车 对于一般常用材料，这是外圆外表加工采用的最主要的工艺路线。 粗车半精车粗磨精磨 对于黑色金属材料，精度要求高和外表粗糙度值要求较小、零件需要淬硬时，其后续工序只能用磨削而采用的加工路线。,14, 粗车半精车精车金刚石车 对于有色金属，用磨削加工通常不易得到所要求的外表粗糙度，因为有色金属一般比较软，容易堵塞沙粒间的空隙，因此其最终工序多用精车和金刚石车。 粗车半精粗磨精磨光整加工 对于黑色金属材料的淬硬零件，精度要求高和外表粗糙度值要求很小，常用此加工路线。,15,序号,加工方法,经济精度,(,公差等级,),经济粗糙度,Ra,值,/m,使用范围,1,粗车,IT13,IT11,50,12.5,适用于淬火钢以,2,粗车,-,半精车,IT10,IT8,6.3,3.2,外的其它金属,3,粗车,-,半精车,-,精车,IT8,IT7,1.6,0.8,4,粗车,-,半精车,-,精车,-,滚压,IT8,IT7,0.2,0.0255,5,粗车,-,半精车,-,磨削,IT8,IT7,0.8,0.4,主要用于淬火钢,6,粗车,-,半精车,-,粗磨,-,精磨,IT7,IT6,0.4,0.1,也可用于未淬火钢,7,粗车,-,半精车,-,粗磨,-,精磨,-,超精加工,(,或轮式超精磨,),IT5,0.1,0.012,(,或,Rz0.1),但不适用于有色金属。,8,粗车,-,半精车,-,精车,-,精细车,(,金刚车,),T7,IT6,0.4,0.025,用于有色金属,9,粗车,-,半精车,-,粗磨,-,精磨,-,超精磨,(,或镜面磨,),IT5,以上,0.025,0.006,(,或,Rz0.1),极高精度的外圆加,10,粗车,-,半精车,-,粗磨,-,精磨,-,研磨,IT5,以上,0.1,0.012,(,或,Rz0.1),工,16,2典型加工工艺路线 对普通精度的轴类零件加工，其典型的工艺路线如下： 毛坯及其热处理预加工车削外圆铣键槽花键槽、沟槽热处理磨削终检。,17,轴类零件的预加工 轴类零件的预加工是指加工的准备工序，即车削外圆之前的工艺。 校直,毛坯在制造、运输和保管过程中，常会发生弯曲变形，为保证加工余量的均匀及装夹可靠，一般冷态下在各种压力机或校值机上进行校直。,切断,按所需的长度进行。,切端面打顶尖孔,得到定位基准。,18,(3),轴类零件加工的定位基准和装夹,零件进行机械加工之前，为了保证加工外表的尺寸精度和相互位置精度的要求，便于合理安排加工顺序，必须正确选择定位基准。这是因为在加工阶段开始，前道工序必须为后续工序提供好定位基准面。所谓的定位基准面，是指加工时，使工件在机床或夹具中占据一正确位置所依据的零件上的点、线、面。,19,(3),轴类零件加工的定位基准和装夹,1以工件的中心孔定位,在轴的加工中，零件各外圆外表，锥孔、螺纹外表的同轴度，端面对旋转轴线的垂直度是其相互位置精度的主要工程，这些外表的设计基准一般都是轴的中心线，假设用两中心孔定位，符合基准重合的原那么。中心孔不仅是车削时的定位基准，也是其它加工工序的定位基准和检验基准，又符合基准统一原那么。当采用两中心孔定位时，还能够最大限度地在一次装夹中加工出多个外圆和端面。,20,2以外圆和中心孔作为定位基准一夹一顶,用两中心孔定位虽然定心精度高，但刚性差，尤其是加工较重的工件时不够稳固，切削用量也不能太大。粗加工时，为了提高零件的刚度，可采用轴的外圆外表和一中心孔作为定位基准来加工。这种定位方法能承受较大的切削力矩，是轴类零件最常见的一种定位方法。,21,3以两外圆外表作为定位基准 在加工空心轴的内孔时，例如：机床上莫氏锥度的内孔加工，不能采用中心孔作为定位基准，可用轴的两外圆外表作为定位基准。当工件是机床主轴时，常以两支撑轴颈装配基准为定位基准，可保证锥孔相对支撑轴颈的同轴度要求，消除基准不重合而引起的误差。,22,4以带有中心孔的锥堵作为定位基准 在加工空心轴的外圆外表时，往往还采用代中心孔的锥堵或锥套心轴作为定位基准。,锥堵和锥套心轴上的中心孔即是其本身制造的定位基准，又是空心轴外圆精加工的基准,23,4工艺阶段,1粗加工阶段：加工定位基准，切除大局部余量，发现毛坯缺陷；,2半精加工阶段：完成一般精度外表及螺纹、键槽等外表加工，为轴颈等高精度外表精加工做准备。,3精加工阶段：完成高精度外表加工。,特点：先粗后精,先主后次,先面后孔,先基准后其它,24,外圆外表加工顺序：先加工大直径外圆 再加工小直径外圆。,轴上的花键、键槽等外表的加工应在外圆精车或粗磨之后，精磨外圆之前。,轴上矩形花键的加工，通常采用铣削和磨削加工，产量大时常用花键滚刀在花键铣床上加工。以外径定心的花键轴，通常只磨削外径，但如经过淬火而使花键扭曲变形过大时，也要对侧面进行磨削加工。以内径定心的花键，其内径和键侧均需进行磨削加工。,轴上的螺纹一般有较高的精度，宜安排在工件局部淬火之后进行，否那么淬火后产生的变形会影响螺纹的精度。,注意点,25,5轴类零件的热处理,1锻造毛坯在加工前，均需安排正火或退火处理，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。,2调质一般安排在粗车之后、半精车之前，以获得良好的物理力学性能。,3外表淬火一般安排在精加工之前，这样可以纠正因淬火引起的局部变形。,4精度要求高的轴，在局部淬火或粗磨之后，还需进行低温时效处理。,26,案例 ：某阶梯轴加工工艺分析,27,阶梯轴的结构分析,28,阶梯轴的技术要求分析,尺寸精度和形状精度：配合轴颈尺寸公差等级通常为IT8IT6，该轴配合轴颈两处为IT7；支承轴颈一般为IT7IT6，精密的为IT5，该轴支承轴颈17及15为IT6；轴颈的形状精度圆度、圆柱度要求限制在直径公差范围之内，要求较高的应标注在零件图上，该轴形状公差均未注出。,29,位置精度：配合轴颈对支承轴颈一般有径向圆跳动或同轴度要求，装配定位用的轴肩对支承轴颈一般有端面圆跳动或垂直度要求。径向圆跳动和端面圆跳动公差通常为,0.01,0.03,，高精度轴为,0.001,0.005,，该轴有一个同轴度要求，其值为,0.032.,30,外表粗糙度；轴颈的外表粗糙度值Ra应与尺寸公差等级相适应。公差等级为IT5的Ra值为0.40.2m；公差等级为IT6的Ra值为0.80.4m；公差等级为IT8IT7的Ra值为0.80.6m。装配定位用的轴肩Ra值通常为1.60.8m。非配合的次要外表Ra值常取6.3m。该轴的两支承外表及22配合外表为0.8m，15配合外表为1.6m，键槽底孔为6.3m，其余为12.5m.,31,热处理：轴的热处理要根据其材料和使用要求确定。对于传动轴，正火、调质和外表淬火用得较多。该轴要求调质处理。,32,阶梯轴的加工工艺过程,下料车两端面，钻中心孔粗车各外圆调质修研中心孔半精车各外圆，切槽，倒角车螺纹划键槽加工线铣键槽修研中心孔磨削检验。,33,34,35,36,贵州电子信息职业技术学院,机电工程系,机械加工工艺过程卡,产品型号,零件图号,共 页,产品名称,零件名称,第 页,材料牌号,毛坯种类,毛坯尺寸,毛坯单件毛重（公斤）,工序号,工序,名称,工步号,工 序 、工 步 内 容,程序号,设备型号,工艺装备,工艺简图,夹具,刀具与刀号,量具,1,2,3,4,5,6,7,8,37,表,A-1,传动轴机械加工工艺卡,贵电学院机电系,产品名称,图 号,零件名称,传动轴,共,1,页,第,1,页,毛坯种类,圆 钢,材料牌号,45,钢,毛坯尺寸,60mm265mm,序号,工种,工步,工 序 内 容,设备,工 具,夹 具,刃 具,量 具,1,下料,60mm265mm,2,车,三爪自定心卡盘夹持工件毛坯外圆,车床,1,车端面见平,C6140,2,钻中心孔,中心钻,2mm,用尾座顶尖顶住中心孔,3,粗车,46mm,外圆至,48mm,，长,118mm,4,粗车,35mm,外圆至,37mm,，长,66mm,5,粗车,M24mm,外圆至,26mm,，长,14mm,调头，三爪自定心卡盘夹持,48mm,处,(,44mm,外圆,),38,机床主轴,序号,工序名称,工序内容,定位基准及夹紧,设备,1,锻造,2,热处理,正火,3,铣端面，打中心孔,外圆,专机,4,粗车外圆,外圆和顶尖孔,普通车床,39,主轴加工工艺,40,螺钉加工,41,6.2,盘套类零件加工工艺分析,6.2.1 概述,盘套类零件有轴系的大局部零件如传动轮、轴承套、轴承端盖、套筒等。,42,6.2.2,盘套类零件的技术条件分析,l孔的技术要求：配合孔一般为IT7IT8，精密孔IT6,l外圆外表的技术要求：配合面IT6IT7，一般面自由公差,l孔与外圆的同轴度要求,l孔轴先与端面的垂直度要求,在加工时，为了保证套筒外表位置精度，常采用一次装夹完成内外圆和端面的加工；也可以先加工孔，再以孔为精基准用心轴定位加工外圆；同样也可以先加工外圆，再以外圆为精基准用弹性夹头、软三爪等定心夹具装夹加工内孔。,43,短套加工,44,液压缸加工,45,衬套加工,46,6.3,箱体支架类零件加工工艺分析,6.3.1 概述,箱体支架类零件结构特点,结构较复杂，加工外表多，相互位置精度要求高。,技术要求,1支承孔要求较高,2支承孔之间中心距、位置精度影响支承件的使用,3主要平面精度,4主要平面与支承孔的位置精度,47,毛坯与材料,通常为铸件或焊接件，焊接件的材料常为低碳钢,结构工艺性,6.3.2,箱体支架类零件加工过程,定位基准：,批量生产时，一面两孔；单件生产时，以装配基准为基准。,48,箱体加工,49,6.3.3,孔系的加工,箱体上一系列又相互位置要求的孔，合称孔系。根据位置关系不同分为：,平行孔系,同轴孔系,交叉孔系,孔系的加工,50,