轴类零件加工工艺编制-1

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,轴类零件加工工艺编制,天津中德职业技术学院,目录,一、任务目标,三、程序与方法,二、任务描述,四、巩固与拓展,任务三 轴类零件加工工艺编制,一、任务目标, 能够正确分析轴类零件的结构与技术要求；, 根据轴类零件结构及技术要求，合理选择零件材料、毛坯及热处理方式；, 合理选择轴类零件加工方法及加工刀具，合理安排加工顺序；, 能够分析选用轴类零件的常用夹具；, 合理确定轴类零件加工余量及工序尺寸；, 正确清晰规范填写工艺文件。,通过本单元的学习，学生达到以下目标：,任务三 轴类零件加工工艺编制,二、任务描述,某厂设计制造各型号减速器，拥有多种加工设备，具体见,下,表。某型号减速器的装配图，年产量为,150,台。该减速器输出轴备品率为,4%,，废品率约为,1%,。试分析该输出轴轴，确定生产类型，选择毛坯类型及合理的制造方法，选取定位基准和加工装备，拟定工艺路线，设计加工工序，并填写工艺文件。,任务三 轴类零件加工工艺编制,二、任务描述,设备名称,设备型号,设备台数,备注,车床,C620,4,C731,2,CA6150,3,钻床,Z4012,4,Z515,4,磨床,MW1320,2,M1432B,2,外圆磨,M7120A,1,平面磨,刨床,B6050,3,B5020,2,铣床,XA6132,卧式,镗床,T612,2,卧式,滚齿机,S200 CDM,1,衍齿机,Y5714,1,任务三 轴类零件加工工艺编制,二、任务描述,轴类零件,轴类零件是长度大于直径的回转体类零件的总称，是机器中的主要零件之一，主要用来支承传动件（齿轮、带轮、离合器等）和传递扭矩。,1.,轴类零件的分类,轴类零件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。根据结构形状的不同，轴类零件可分为光轴、阶梯轴、空心轴和曲轴等。,任务三 轴类零件加工工艺编制,二、任务描述,1.,轴类零件的分类,轴类零件分类,光轴,空心轴,半轴,阶梯轴,花键轴,十字轴,曲轴,凸轮轴,长径比小于,5,的轴称为短轴，大于,20,的轴称为细长轴，大多数轴介于两者之间。,任务三 轴类零件加工工艺编制,二、任务描述,2.,轴类零件,结构,轴颈：轴和轴承配合的部分，其直径应符合轴承内径标准。,轴头：轴上安装轮毂的部分，其直径应与相配零件的轮毂内径一致，采用标准直径。,轴肩：用于零件轴向固定的台阶部分。,轴身：连接轴颈和轴头的部分。,轴,类零件的典型结构,任务三 轴类零件加工工艺编制,二、任务描述,3.,轴类零件的结构特点及技术要求,在机器中，轴一般采用轴承支承，与轴承配合的轴段称为轴颈。轴颈是轴的装配基准，它们的精度和表面质量一般要求较高，其尺寸精度、几何形状精度、相对位置精度、表面粗糙度等技术要求一般根据轴的主要功用和工作条件确定。,分类,一般技术要求,尺寸精度,轴类零件的支承轴颈一般与轴承配合，是轴类零件的主要表面，影响轴的旋转精度与工作状态。通常对轴的尺寸精度要求较高，为,IT5,-,IT7,；装配传动件的轴颈尺寸精度要求可低一些，为,IT6,-,IT9,。,形状精度,轴类零件的形状精度主要是指支承轴颈的圆度、圆柱度，一般应将其控制在尺寸公差范围内，对精度要求高的轴，应在图样上标注其形状公差。,位置精度,保证配合轴径（装配传动件的轴径）相对支承轴径（装配轴承的轴径）的同轴度或跳动量，是轴类零件位置精度的普遍要求，它会影响传动件（齿轮等）的传动精度。普通精度轴的配合轴径对支承轴径的径向圆跳动，一般规定为,0.01,-,0.03,，高精度轴为,0.001,-,0.005,。,表面粗糙度,一般与传动件相配合的轴径的表面粗糙度,R,a,值为,2.5,-,6.3um,与轴承相配合的支承轴径的表面粗糙度,R,a,值为,0.63,-,0.16um,。,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤一 生产纲领计算与生产类型确定,做一做,根据任务描述中的年产量等相关信息，计算该减速器输出轴的生产纲领，查,P171,表,6-2,确定生产类型；查,6-3,表分析该输出轴的工艺特征,想一想,批量越大的零部件，生产工艺的效率越高，譬如一般采用效率高的专用夹具等，若小批量生产的零部件也采用高效率的工艺是否可行，为什么？,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤一 生产纲领计算与生产类型确定,计算生产纲领：,减速器计划每年生产,150,台，备品率为,4%,，从动轴废品率为,1%,，该传动轴每台减速器需,1,根，其生产纲领为：,查表,可知减速器是轻型机械，属于小批量生产，其工艺特征是：,（,1,）生产效率不高，但需要熟练的技术工人；,（,2,）毛坯可选用型材或选用木摸手工造型铸件；,（,3,）加工设备应采用通用机床；,（,4,）工艺装备采用通用夹具、通用刀具、标准量具等；,（,5,）工艺文件需编制加工工艺过程卡片和关键工序卡片。,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤二 结构及技术要求分析,零件结构工艺性是指所设计的零件在能,满足使用用要求,的前提下,制造的可行性和经济性,，包括零件各个制造过程中的工艺性,。,零件结构工艺性的分析，可从零件的整体结构、标注、结构要素等方面综合分析。,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤二 结构及技术要求分析,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤二 结构及技术要求分析,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤二 结构及技术要求分析,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤二 结构及技术要求分析,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤二 结构及技术要求分析,做一做,试分析图示零件有哪些结构工艺性问题，并提出正确的改进意见（画出改进后的图形）,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤二 结构及技术要求分析,做一做,分析减速器输出轴的结构与技术要求；并思考下面问题,。,1.55,轴颈尺寸精度为,IT6,，为什么对圆柱度与表面粗糙度提出了进一步的要求？,60,处两轴肩是止推面，对配合件起什么作用？,2.,根据图,2-2,所示的输出轴零件图，补全表,2-4,中的相关内容,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤二 结构及技术要求分析,加工表面,粗糙度,Ra/um,硬度,HBS,精度要求,允许值,支承轴径,190,230,尺寸精度,圆度,IT6,0.005mm,轴头,0.8,尺寸精度,IT6,止推面,190,230,对支承轴径的圆跳动,键槽,3.2,190,230,对轴线的对称度,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤二 结构及技术要求分析,1. 55,轴颈尺寸精度为,IT6,，为了保证与轴承的配合性质，对圆柱度提出了进一步的要求（,0.005mm,），表面粗糙度,R,a,0.8m,，是加工要求最高的部位。,2.,中间,58,轴头处安装从动齿轮，为了保证齿轮的运动精度，除按,IT6,给出尺寸公差，还规定了对基准轴线,A-B,的径向圆跳动公差（,0.025mm,），表面粗糙度,R,a,0.8m,。,3. 60,处两轴肩是止推面，对配合件起定位作用，要求保证对基准轴线,A-B,的端面圆跳动公差（,0.015mm,），表面粗糙度,R,a,1.6m,。,4.,宽度为,14mm,、,16mm,的两键槽中心平面分别对,45,、,58,外圆轴线规定了对称度公差（,0.02mm,）,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤二 结构及技术要求分析,加工表面,粗糙度,Ra/um,硬度,HBS,精度要求,允许值,支承轴径,0.8,190,230,尺寸精度,圆度,IT6,0.005mm,轴头,0.8,190,230,尺寸精度,IT6,止推面,1.6,190,230,对支承轴径的圆跳动,0.015 mm,键槽,3.2,190,230,对轴线的对称度,0.02 mm,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤,三,材料和毛坯选取,一、轴类零件常用材料,轴类零件一般常用,45,钢,，精度较高的轴可选用,40Cr,、轴承钢,GCr15,、弹簧钢,65Mn,，也可选用球墨铸铁；,高速、重载的轴可选用,20CrMnTi,、,20Mn2B,、,20Cr,等低碳合金钢或,38CrMoAl,氮化钢。,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤,三,材料和毛坯选取,1. 45,钢,45,钢是国标,GB,中的标准钢号，日本工业标准（,Jamaica Information Service，JIS),中称,S45C,国际材料试验协会（,International Association for Testing Materials, IATM,）称为,1045080M46,，德国标准化学会（,DIN,）称,C45,。,45,钢的含碳（,C,）量是,0.42-0.50%,，,Si,含量为,0.17-0.37%,，,Mn,含量,0.50-0.80%,，,Cr,含量,0.25%,，,Ni,含量,0.30%,，,Cu,含量,0.25%,，密度,7.85g/cm,3,，弹性模量,210GPa,，泊松比,0.31,。,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤,三,材料和毛坯选取,45,钢,渗碳处理一般用于表面耐磨、芯部耐冲击的重载零件，其耐磨性比,“,调质,+,表面淬火,”,高。其表面含碳量为,0.8-1.2%,，芯部一般在,0.1-0.25%,（特殊情况下采用,0.35%,）。经热处理后，表面可以获得很高的硬度（,HRC58-62,），芯部硬度低，耐冲击。如果用,45,号钢渗碳，淬火后芯部会出现硬脆的马氏体，失去渗碳处理的优点，应用上较少。,GB/T699-1999,标准规定的,45,钢推荐热处理制度为,850,正火、,840,淬火、,600,回火，达到的性能为屈服强度,355MPa,。,GB/T699-1999,标准规定,45,钢抗拉强度为,600MPa,，屈服强度为,355MPa,，伸长率为,16%,，断面收缩率为,40%,，冲击功为,39J,。,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤,三,材料和毛坯选取,2. 40Cr,40Cr,是我国,GB,的标准钢号，,JIS,标准钢号,SCr440(H)/SCr440,，国际标准化组织,ISO,标准钢号,41Cr4,，德国,DIN,标准材料编号,1.17035/1.7045,，美国,AISI/SAE/ASTM,标准钢号,5140,。,40Cr,的含碳（,C,）量是,0.37-0.44%,，,Si,含量为,0.17-0.37%,，,Mn,含量,0.50-0.80%,，,Cr,含量,0.80-1.10%,，,Ni,含量,0.030%,。,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤,三,材料和毛坯选取,2. 40Cr,调质处理后具有良好的综合力学性能，良好的低温冲击韧性和低的缺口敏感性。钢的淬透性良好，水淬时可淬透到,28-60mm,，油淬时可淬透到,15-40mm,。这种钢除调质处理外还适于氰化和高频淬火处理。切削性能较好，当硬度为,HB174-229,时，相对切削加工性为,60%,。,调质处理时，淬火温度,850,10,，油冷；回火温度,520,10,，水、油空冷。调质以后的硬度在,HB330-380,之间,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤,三,材料和毛坯选取,3.,其它常用材料,轴承钢,GCr15,和弹簧钢,65Mn,，经调质和表面高频淬火后，表面硬度可达,50-58HRC,，并具有较高的耐疲劳性能和较好的耐磨性能，可制造较高精度的轴。,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤,三,材料和毛坯选取,3.,其它常用材料,精密机床的主轴（例如磨床砂轮轴、坐标镗床主轴）可选用,38CrMoAIA,氮化钢。这种钢经调质和表面氮化后，不仅能获得很高的表面硬度，而且能保持较软的芯部，因此耐冲击韧性好。与渗碳淬火钢比较，它有热处理变形很小，硬度更高的特性。,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤,三,材料和毛坯选取,3.,其它常用材料,球墨铸铁、高强度铸铁由于铸造性能好，且具有减振性能，常在制造外形结构复杂的轴中采用。镁球墨铸铁，抗冲击韧性好，同时还具有减摩、吸振，对应力集中敏感性小等优点，已被应用于制造汽车、拖拉机、机床上的重要轴类零件。,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤,三,材料和毛坯选取,学点历史：,国际冶金行业过去一直认为球墨铸铁是英国人,H.Morrogh,于,1947,年发明的。,1981,年，我国球墨铸铁专家采用现代科学手段，对出土的,513,件古,汉魏铁器,进行研究，通过大量的科研数据断定,汉代我国就出现了球状石墨铸铁,。有关论文在第,18,届世界科技史大会上宣读，轰动了国际铸造界和科技史界。国际冶金史专家于,1987,年对此进行验证后认为：古代中国已经摸索到了用铸铁柔化术制造球墨铸铁的规律。,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤,三,材料和毛坯选取,二、轴类零件常用材料选用,轴类零件应根据不同的工作条件和使用要求选用不同的材料，并采用不同的热处理获得一定的强度、韧性和耐磨性，如调质、正火、淬火等。,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤,三,材料和毛坯选取,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤,三,材料和毛坯选取,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤,三,材料和毛坯选取,三、轴类零件常用毛坯,根据零件的使用要求、生产类型、设备条件及结构，轴类零件可选用棒料、锻件等毛坯形式,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤,三,材料和毛坯选取,三、轴类零件常用毛坯,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤,三,材料和毛坯选取,三、轴类零件常用毛坯,外圆直径相差不大的轴，一般以棒料为主；,外圆直径相差大的阶梯轴或重要的轴，常选用锻件，这样既节约材料又减少机械加工的工作量，还可改善机械性能。,根据生产规模的不同，毛坯的锻造方式有自由锻和模锻两种。中小批生产多采用自由锻，大批大量生产时采用模锻,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤,三,材料和毛坯选取,做一做,该输出轴材料要求调质,190-230HBS,，且设计人员选用材质为,45,钢，查机械加工工艺手册等资料，分析该材质能否满足需要？,该输出轴外圆直径尺寸相差不大，且属于小批量生产，选取热轧圆钢为坯料，材质为,45,钢。,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤四,定位基准的选择,一、基准的概念,基准是指确定零件上某些点、线、面位置时所依据的那些点、线、面，或者说是用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面。,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤四,定位基准的选择,一、基准的概念,如图所示，对于尺寸,20mm,来说，,A,面是,B,面的基准，或者,B,面是,A,面的基准；图中同轴度，,50mm,轴线是,30mm,轴线的基准。,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤四,定位基准的选择,二、基准的分类,基准,设计基准,工艺基准,工序基准,定位基准,测量基准,装配基准,粗基准,精基准,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤四,定位基准的选择,二、基准的分类,1.,设计基准,图,中,都是设计基准，另外,50mm,圆柱面的设计基准是,50mm,的轴线，,30mm,圆柱面的设计基准是,30mm,的轴线。因此，对于圆柱面，,不应笼统地说轴的中心线是它们的设计基准,。,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤四,定位基准的选择,二、基准的分类,1.,设计基准,圆柱面的下素线,D,是槽底面的设计基准,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤四,定位基准的选择,二、基准的分类,1.,设计基准,按加工顺序标注尺寸,符合加工过程，方便加工和测量，从而易于保证工艺要求。轴套类零件的一般尺寸或零件阶梯孔等都按加工顺序标注尺寸。,设计基本如何标注？,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤四,定位基准的选择,上图中哪个标注好，为什么？,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤四,定位基准的选择,如图所示为齿轮轴零件的尺寸标注，端面,A,和,B,表面粗糙度为,0.4,，都要磨削。磨削,A,面后，同时获得,45mm,和,170mm,；磨削,B,面后，同时获得尺寸,45mm,、,60mm,和,145mm,。,这两组尺寸中，都有一个尺寸可直接获得，其余尺寸则要进行尺寸链换算才能获得。由尺寸链理论可知，这将会增加零件的精度要求，所以工艺性不好。,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤四,定位基准的选择,若改成如图所示的尺寸标注，即两个,45mm,分别标注为,125mm,和,100mm,，并标注总长尺寸,375mm,，则磨削,A,面时，仅保证尺寸,170mm,；磨削端面,B,时，仅保证尺寸,60mm,，没有多尺寸同时保证问题，符合按照加工顺序标注尺寸，因而不必进行工艺尺寸链换算，不增加零件的加工难度，结构工艺性好。,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤四,定位基准的选择,分析上图标注的特点，并说出您的观点,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤四,定位基准的选择,左,图所示阶梯轴以左端面为定位基准，加工时，左端面紧靠在固定支撑上，前顶尖轴向可以浮动。此时，零件上的轴向尺寸应以左端面为基准标注。若左端面距加工面较远，调整或测量不便时，可改用,右,图所示以作为调整基准（即调整刀具位置的基准）的轴肩为基准标注轴向尺寸，并标注,50mm,，连结定位基准和调整基准。,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤四,定位基准的选择,左,图所示阶梯轴以左端面为定位基准，加工时，左端面紧靠在固定支撑上，前顶尖轴向可以浮动。此时，零件上的轴向尺寸应以左端面为基准标注。若左端面距加工面较远，调整或测量不便时，可改用,右,图所示以作为调整基准（即调整刀具位置的基准）的轴肩为基准标注轴向尺寸，并标注,50mm,，连结定位基准和调整基准。,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤四,定位基准的选择,2.,工艺,基准,在工序图上，用来确定加工表面位置的基准。,左,图的表面,A,是孔的工序基准，,右,图的表面,A,和,D,是定位基准。,3.,定位,基准,加工过程中，使工件相对机床或刀具占据正确位置所使用的基准。,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤四,定位基准的选择,3.,测量基准,用来测量加工表面位置和尺寸而使用的基准。,平面的检测图,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤四,定位基准的选择,4.,装配基准,装配过程中用以确定零部件在产品中位置的基准。,传动轴,传动齿轮,键,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤四,定位基准的选择,基准,案例,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤四,定位基准的选择,基准,案例,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤四,定位基准的选择,基准,案例,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤四,定位基准的选择,基准,案例,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤四,定位基准的选择,三、定位基准的选择,定位基准选择是否合理，对保证工件加工后的尺寸精度和形位精度、安排加工顺序、提高生产率以及降低生产成本起着决定性的作用，它是,制定工艺过程的主要任务之一,。,用,未加工,的毛坯表面作定位基准，称为,粗基准,；用,加工过,的表面作定位基准，称为,精基准,。,定位基准选择时，首先要保证工件的精度要求，因而在分析选择定位基准时，应先分析精基准，再分析粗基准。,先精后粗,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤四,定位基准的选择,三、定位基准的选择,1.,精基准的选择,精基准选择时，应保证加工精度和装夹可靠方便,。,原则,含义,说明,基准重合原则,以设计基准作为定位基准,避免由于基准不重合而产生的,定位误差,基准统一原则,在大多数工序中，都使用同一基准,保证各加工表面的相互位置精度，避免基准变换所产生的误差，提高加工效率,互为基准原则,加工表面和定位表面互相转换，互为定位基准,可提高相互位置精度,自为基准原则,以加工表面自身作为定位基准,可提高加工表面的尺寸精度，不能提高表面间的位置精度,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤四,定位基准的选择,基准,重合,原则,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤四,定位基准的选择,基准,重合,原则,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,设计尺寸为,a,和,c,，设顶面,B,和底面,A,已加工好,(,即尺寸,a,已经保证,),，现在用调整法铣削一批零件的,C,面。为保证设计尺寸,c,，以,A,面定位，则定位基准,A,与设计基准,B,不重合。由于铣刀是相对于夹具定位面,(,或机床工作台面,),调整的，对于一批零件来说，刀具调整好后位置不再变动。加工后尺寸,c,的大小除受本工序加工误差,(,j,),的影响外，还与上道工序的加工误差,(T,a,),有关。这一误差是由于所选的定位基准与设计基准不重合而产生的，这种定位误差称为基准不重合误差。它的大小等于设计,(,工序,),基准与定位基准之间的联系尺寸,a(,定位尺寸,),的公差,T,a,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤四,定位基准的选择,三、定位基准的选择,如图所示的箱体零件，孔在垂直方向上的设计基准是底面,D,。在小批量生产时，镗孔常以底面,D,作为基准，此时设计基准与定位基准重合，则可直接保证尺寸,Y,；影响尺寸,Y,加工精度的只有与镗孔工序有关的加工误差，若把这项误差控制在一定的范围内，就可保证规定的加工精度。,在大批量生产中镗主轴孔时，为使夹具简单，常以顶面,F,作为定位基准，直接保证的尺寸是,A,，设计尺寸,Y,只能间接保证，尺寸,Y,的精度取决于尺寸,A,和,C,的加工精度。由此可知，影响尺寸,Y,精度的因素除了与镗孔有关的加工误差以外，还与已加工尺寸,C,的加工误差有关，这就是由于设计基准和定位基准不重合而产生的基准不重合误差。,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤四,定位基准的选择,基准统一原则,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤四,定位基准的选择,互为基准原则,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤四,定位基准的选择,磨削车床导轨面，用可调支承支承床身零件，在导轨磨床上，用百分表找正导轨面相对机床运动方向的正确位置，然后加工导轨面以保证其余量均匀，满足对导轨面的质量要求。,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤四,定位基准的选择,三、定位基准的选择,2.,粗,基准的选择,粗基准的选择是否合理对以后工序的加工质量有很大的影响。因此，在选择粗基准时，必须从零件加工的全过程来考虑。所考虑的主要问题有两个，一是以后各加工面的,余量分配,，二是加工面与非加工面的,相互位置要求,。,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤四,定位基准的选择,三、定位基准的选择,2.,粗,基准的选择,原则,含义,对粗基准的要求,余量均匀分配原则,应保证各加工表面都有足够的加工余量；以加工余量小而均匀的重要表面为粗基准，以保证该表面加工余量分布均匀、表面质量高,粗基准面应平整，没有烧口、冒口或飞边等缺陷，以便定位可靠,粗基准一般只能使用,1,次（尤其主要定位基准），以免产生较大的位置误差,保证相互位置精度的原则,一般应以非加工面做为粗基准，保证不加工表面相对于加工表面具有较为精确的相对位置。当零件上有几个不加工表面时，应选择与加工面相对位置精度要求较高的不加工表面作粗基准,便于装夹的原则,选表面光洁的平面做粗基准，以保证定位准确、夹紧可靠,粗基准一般不得重复使用的原则,在同一尺寸方向上粗基准通常只允许使用一次，这是因为粗基准一般都很粗糙，重复使用同一粗基准所加工的两组表面之间位置误差会相当大,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤四,定位基准的选择,三、定位基准的选择,选取要求加工余量均匀的表面作为粗基准：这样可以保证作为粗基准的表面加工时余量均匀。,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤四,定位基准的选择,三、定位基准的选择,选取不加工的表面作粗基准,：这样可使加工表面具有较正确的相对位置，并有可能在一次安装中把大部分加工表面加工出来。,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤四,定位基准的选择,三、定位基准的选择,对于所有表面都要加工的表面，选取,余量和公差最小的表面,作粗基准，以避免余量不足而造成废品。 。,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤四,定位基准的选择,三、定位基准的选择,在如图,所示的阶梯轴，其剖面线部分为各部分的加工余量，,98,外圆的余量较大，,50,的余量较小，且,108,外圆与,55,外圆有,3,的偏心，若以,108,外圆作为粗基准加工,50,的外圆，则有可能因,50,的余量不足而使工件报废。因此，应按照余量均匀分配原则选,55,外圆为粗基准。,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤四,定位基准的选择,三、定位基准的选择,想一想,：,如图所示的阶梯轴，若以毛坯面,B,为粗基准，依次加工表面,A,和,C,，对表面,A,和,C,有没有影响，如果有，有什么影响，为什么？,提示,：粗基准一般不得重复使用，否则表面,A,的轴线和表面,B,的轴线同轴度误差较大,粗基准不应重复使用。一般情况下，粗基准只允许使用一次。,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤四,定位基准的选择,做一做,根据本步骤所学的相关知识，请分析确定该减速器输出轴的工艺基准；并思考回答下面问题,:,为保证各配合表面的位置精度要求，轴类零件一般选用什么作为精基准加工各段外圆、轴肩？热处理后是否需要修研中心孔，为什么？,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤四,定位基准的选择,为保证各配合表面的位置精度要求，轴类零件一般选用,两端中心孔为精基准,加工各段外圆、轴肩等；且热处理后,应修研中心孔,，以保证定位基准的精度和粗糙度。,传动轴的加工在第一道工序中第一次安装以毛坯外圆为粗基准。两端中心孔在调质之后和磨削之前各安排一次研修中心孔的工序。调质之后研修中心孔是为了消除中心孔的热处理变形和氧化皮；磨削之前研修中心孔是为了提高基准精度,。,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤四,定位基准的选择,基准,分类,基 准,简,图,夹紧方式,粗基准,外,圆,毛坯,三爪卡盘顶尖,精基准,两,中,心,孔,双顶尖,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤,五,加工方法及加工方案选择,一、轴类零件外圆表面常用的加工方法,1,车削加工,车削加工是外圆表面最经济有效的加工方法，但就其经济精度来说，一般适于作为外圆表面,粗加工和半精加工,方法。,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤,五,加工方法及加工方案选择,一、轴类零件外圆表面常用的加工方法,2,磨削加工,磨削加工是外圆表面主要精加工方法，特别适用于各种高硬度和淬火后的零件精加工。,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤,五,加工方法及加工方案选择,一、轴类零件外圆表面常用的加工方法,3,光整加工,光整加工是精加工后进行的超精密加工方法，适用于某些精度和表面质量要求很高的零件，常用方法有：,滚压、抛光、研磨,。,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤,五,加工方法及加工方案选择,二、车削加工,1.,车削加工过程,刀具与工件间的相对运动称为切削运动（即表面成形运动）。按作用来分，切削运动可分为,主运动和进给运动,。其切削加工过程是一个动态过程，在切削过程中，工件上通常存在着,待加工表面、过度表面和已加工表面,等三个不断变化的切削表面,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤,五,加工方法及方案选择,二、车削加工,1.,车削加工过程,主运动是刀具与工件之间的相对运动。它使刀具的前刀面能够接近工件，切除工件上的被切削层，使之转变为切屑，从而完成切屑加工。一般，,主运动速度最高，消耗功率最大，机床通常只有一个主运动,。,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,进给运动是配合主运动,实现依次连续不断地切除,多余金属层的刀具与工件之间的,附加相对运动,。进给运动与主运动配合即可完成所需的表面几何形状的加工，根据工件表面形状成形的需要，进给运动可以是多个，也可以是一个；可以是连续的，也可以是间歇的。,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,合成运动：,当主运动和进给运动同时进行时，刀具切削刃上某一点相对于工件的运动称为合成切削运动，其大小和方向用合成速度向量,V,e,表示。,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,机床名称,主运动,进给运动,卧式车床,工件旋转运动,车刀纵向、横向、斜向直线移动,钻 床,钻头旋转运动,钻头轴向移动,卧铣、立铣,铣刀旋转运动,工件纵向、横向、斜向直线移动,牛头刨床,刨刀往复运动,工件横向间歇移动或刨刀垂向、斜向间歇移动,龙门刨床,工件往复运动,刨刀横向、垂向、斜向间歇移动,外圆磨床,砂轮高速旋转,工件转动，同时工件往复移动，砂轮横向移动,内圆磨床,砂轮高速旋转,工件转动，同时工件往复移动，砂轮横向移动,平面磨床,砂轮高速旋转,工件往复移动，砂轮横向、垂向移动,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,2,切削用量三要素与切削层参数,切削速度,进给速度（进给量）,切削深度,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,2,切削用量三要素与切削层参数,切削速度,v,c,是刀具切削刃上选定点相对于工件的主运动瞬时线速度。,由于切削刃上各点的切削速度可能是不同，计算时常用最大切削速度代表刀具的切削速度。,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,2,切削用量三要素与切削层参数,进给速度,v,f,切削刃上选定点相对于工件的进给运动瞬时速度。,进给量,f,刀具在进给运动方向上相对于工件的位移量，用刀具或工件每转或每行程的位移量来表述。,V,f,= n f,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,2,切削用量三要素与切削层参数,对于车削和刨削加工来说，切削深度,a,p,（,背吃刀量,）是在与主运动和进给运动方向相垂直的方向上度量的,已加工表面与待加工表面之间的距离,d,w,工件待加工表面直径，,mm,。,d,m,工件已加工表面直径，,mm,。,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,在切削过程中，刀具的切削刃在,一次走刀,中从工件待加工表面,切下的金属层,，称为切削层,切削层公称厚度,h,D,在过渡表面法线方向测量的切削层尺寸，即相邻两过渡表面之间的距离。,h,D,反映了,切削刃单位长度上的切削负荷,。,h,D,=fsink,r,f-,进给量,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,切削层公称宽度,b,D,沿过渡表面测量的切削层尺寸。,b,D,反映了,切削刃参加切削的工作长度,。,b,D,=a,p,/sink,r,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,切削层公称横截面积,A,D,切削层公称厚度与切削层公称宽度的乘积。,A,D,=h,D*,b,D,=fsink,r,*a,p,/sink,r,=f*a,p,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,3,切削,加工分类,车削,类别,特点及适用范围,荒,车,自由锻件和大型铸件的毛坯，加工余量很大，为了减少毛坯外圆形状误差和位置偏差，使后续工序加工余量均匀，以去除外表面的氧化皮为主的外圆加工，一般切除余量为单面,1,-,3mm,。,粗,车,中小型锻、铸件毛坯一般直接进行粗车。粗车主要切去毛坯大部分余量（一般车出阶梯轮廓），在工艺系统刚度容许的情况下，应选用较大的切削用量以提高生产效率。,半精车,一般作为中等精度表面的最终加工工序，也可作为磨削和其它加工工序的预加工。对于精度较高的毛坯，可不经粗车，直接半精车。,精,车,外圆表面加工的最终加工工序和光整加工前的预加工。,精细车,高精度、细粗糙度表面的最终加工工序。适用于有色金属零件的外圆表面加工，但由于有色金属不宜磨削，所以可采用精细车代替磨削加工。,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,4,外圆表面的加工方案,半精车,IT 10,11,Ra 2.5,12.5,粗车,IT 12,13,Ra 10,80,精车,IT 7,8,Ra 1.25,5,粗磨,IT 8,9,Ra 1.25,10,金刚石车,IT 5,6,Ra 0.02,1.25,滚压,IT 6,7,Ra 0.16,1.25,精磨,IT 6,7,Ra 0.16,1.25,研磨,IT 5,Ra 0.008,0.32,超精加工,IT 5,Ra 0.01,0.32,砂带磨,IT 5,Ra 0.01,0.32,精密磨削,IT 5,Ra 0.008,0.08,抛光,Ra 0.008,1.25,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,4,外圆表面的加工方案,一般情况下，外圆表面机械加工方法和方案的选择步骤为：首先确定各主要表面的加工方法，然后确定各次要表面的加工方法和方案,。,先主后次,对于各主要表面，首先确定其最终工序的机械加工方法，然后由后向前推进的程序，选定其前面一系列准备工序的加工方法。,由后向前,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,4,外圆表面的加工方案,序号,加工方案,经济精度,等级,表面粗糙度,R,a,/m,适用范围,1,粗车,IT11,以下,50,-,12.5,适用于淬火钢以外的各种金属,2,粗车,半精车,IT10,-,IT8,6.3,-,3.2,3,粗车,半精车,精车,IT8,-,IT7,1.6,-,0.8,4,粗车,半精车,精车,滚压（或抛光）,IT8,-,IT7,0.2,-,0.025,5,粗车,半精车,磨削,IT8,-,IT7,0.8,-,0.4,主要用于淬火钢，也可用于未淬火钢，但不宜加工有色金属,6,粗车,半精车,粗磨,精磨,IT7,-,IT6,0.4,-,0.1,7,粗车,半精车,粗磨,精磨,超精加工,IT5,0.1,-,0.012,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,4,外圆表面的加工方案,序号,加工方案,经济精度,等级,表面粗糙度,R,a,/m,适用范围,8,粗车,半精车,精车,金刚石车,IT7,-,IT6,0.4,-,0.025,主要用于要求较高的有色金属加工,9,粗车,半精车,粗磨,精磨,超精磨或镜面磨,IT5,以上,0.025,-,0.006,极高精度的外圆加工,10,粗车,半精车,粗磨,精磨,研磨,IT5,以上,0.1,-,0.006,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,做一做,根据本步骤所学知识及该减速器输出轴的结构与技术要求，分析确定加工方法，并制订加工方案。,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,选择减速器传动轴加工方法，确定加工方案,:, 本传动轴除,52,、,60,两段外圆面可以采用粗车,半精车的加工方案；, 其余四段外圆面，尺寸精度均为,6,级，粗糙度,R,a,值也较小，应采用粗车,半精车,粗磨,精磨的加工方案；,60,两端轴肩，与,55,、,58,外圆同时加工，最后需在磨床上用砂轮靠磨，以保证位置精度和表面粗糙度要求；, 两键槽可在立式铣床上用键槽铣刀加工；, 左端面,2*M8,深,8,的螺孔在台式钻床上钻孔和攻螺纹。,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤,六,加工,顺序的安排,一、,加工工序的安排,加工顺序的安排就是把零件上各个表面的加工顺序,按工序次序排列出来,，一般包括切削加工顺序的安排、热处理工序的安排和其他工序的安排。,精密工件或超精密工件,精加工,粗加工,半精加工,精密和超精密加工,主要去除各加工表面的大部分余量，并加工出精基准,减少粗加工阶段留下的误差，使加工面达到一定的精度，为精加工做好准备,保证零件的尺寸,形状,位置精度及表面粗糙度,进一步提高表面的尺寸、形状精度，降低表面粗糙度，最终达到图纸的精度要求,一般工件,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤,六,加工,顺序的安排,精密工件或超精密工件,精加工,粗加工,半精加工,精密和超精密加工,主要去除各加工表面的大部分余量，并加工出精基准,减少粗加工阶段留下的误差，使加工面达到一定的精度，为精加工做好准备,保证零件的尺寸,形状,位置精度及表面粗糙度,进一步提高表面的尺寸、形状精度，降低表面粗糙度，最终达到图纸的精度要求,一般工件,次要表面的精度不高，一般经粗加工和半精加工阶段后即可完成，但一些,同主要表面相对位置关系,密切的表面，通常多置于精加工之后加工。,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤,六,加工,顺序的安排,重点,考虑,主要表面,的加工顺序，次要表面适当穿插在主要表面和加工工序之间,零件的精基准表面应先加工，以便定位可靠，并使其他表面达到一定的极度。,轴类零件一般先加工中心孔,齿轮先加工孔及基准端面,箱体类零件先加工底面及定位孔,目的：,都是为了定位可靠，提高加工精度。,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤,六,加工,顺序的安排,想一想,：底座、箱体、支架及连杆类零件一般,先加工平面,，,再加工孔,，为什么？,提醒：以平面为精基准加工孔，便于保证平面与孔的位置精度。,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤,六,加工,顺序的安排,原则,含义,基准先行,先安排被选作精基准的表面的加工，再以加工出的精基准为定位基准，,安排,其它表面的加工,先粗后精,先安排各表面粗加工，后安排精加工,先主后次,先考虑加工主要表面的工序安排，以保证主要表面的加工精度,先面后孔,对于既有有平面，又有孔或孔系的箱体和支架类等零件，应先将平面（通常是装配基准）加工出来，再以平面为基准加工孔或孔系,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤,六,加工,顺序的安排,二、热处理和表面处理工序的安排,分类,应用,预备热处理, 主要目的是为了改善工件材料的切削性能，消除毛坯制造过程中产生的,残余应力,；, 常用的方法有退火、正火和,调质,；, 对于含碳量大于,0.5%,的碳钢，一般采用退火以降低硬度；, 对于含碳量小于,0.5%,的碳钢，一般采用正火提高其硬度，保证切削时不粘刀；调质能够得到细密均匀的回火索氏体组织，因此有时也用作,预备热处理,；,预备热处理一般安排在粗加工之前,，但,调质通常安排在粗加工之后。,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤,六,加工,顺序的安排,二、热处理和表面处理工序的安排,分类,应用,消除残余应力处理, 主要是消除毛坯制造或工件加工过程中产生的,残余应力,。, 常用的方法有,时效和退火,，一般安排在粗加工之后精加工之前进行。, 对于精度要求一般的工件，在粗加工之后安排一次时效或退火，可同时消除毛坯制造和粗加工的残余应力，减小后续工序的变形；, 精度要求高的零件，则应在半精加工之后安排第二次时效处理，确保精度稳定；, 一些精度要求很高的零件如精密丝杠、主轴等，则需要安排多次时效处理。,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤,六,加工,顺序的安排,二、热处理和表面处理工序的安排,分类,应用,最终热处理, 主要目的是提高材料的强度和硬度，常用的方法有淬火回火，以及各种表面化学处理如渗碳、氮化等。, 最终热处理一般安排在半精加工之后、磨削加工之前，但氮化处理由于氮化层硬度高、变形小，安排在粗磨和精磨之间进行。,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤,六,加工,顺序的安排,二、热处理和表面处理工序的安排,退火、正火等,粗加工,半精加工,精密和超精密加工,精加工,退火、正火等,或调质、淬火等,镀铬、镀锌、氧化等,改善材料切削性能,消除内应力,改善工件材料的力学物理性质,提高零件表面耐磨性或耐蚀性或装饰等,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤,六,加工,顺序的安排,二、热处理和表面处理工序的安排,提示：, 渗碳淬火一般安排在切削加工后，磨削加工前进行。, 表面淬火和渗氮等变形小的热处理工序，允许安排在精加工后进行。,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤,六,加工,顺序的安排,三、其他工序的安排,1.,检验工序的安排,在工艺规程中，应在下列情况下安排常规检验工序,:,1,）重要工序的加工前后；,2,）,不同,加工阶段的前后，如粗加工结束,精加工前；精加工后,精密加工前；,3,）工件从一个车间转到另一个车间前后；,4,）零件的全部加工结束以后。,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤,六,加工,顺序的安排,三、其他工序的安排,2,辅助工序的安排,辅助工序的种类很多，如去毛刺、倒棱边、去磁、清洗、动平衡、涂防锈油和包装等。辅助工序是保证产品质量所必要的工序，因此在制订机械加工工艺路线时，一定要充分重视辅助工序的安排，合理确定其在工艺路线中的位置。,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,类别,特点,应用,工序集中,1,）在一次安装中可加工出多个表面，不但减少了安装次数，而且易于,保证,这些表面之间的位置精度；,2,）有利于采用,高效,的专用,机床,和工艺装备；,3,）所用,机器设备,的数量少，生产线的占地面积小，使用的工人也少，,易于,管理；,4,）,机床,结构,通常,较为复杂，调整和维修比较困难。,对于多品种、中小批量生产，为便于转换和管理，多采用工序集中方式。,数控加工中心采用的便是典型的工序集中方式。,由于市场需求的多变性，对生产过程的柔性要求越来越高，工序集中将越来越成为生产的主流方式。,工序分散,1,）使用的,设备,较为,简单,，,易于,调整和维护；,2,）有利于选择合理的切削用量；,3,）使用的设备数量多，占地面积较大，使用的工人数量也多。,传统的流水线、自动线生产，多采用工序分散的组织形式，个别工序也有相对集中的情况。,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,做一做,根据本步骤所学知识，合理安排该输出轴的加工顺序，,制订的加工方案，,并思考以下问题。,该输出轴要求调质处理，应安排在什么时候进行，为什么？,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,该输出轴两端中心孔是加工各段圆、轴肩的定位基准面，应先加工。, 车削外圆时，粗、精加工分阶段进行，并采用工序集中的原则，粗车和半精车之间安排调质处理，以消除内应力。,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施, 两键槽和左端面螺孔应在磨削前完成加工，以防止损伤重要配合表面。, 该输出轴要求调质处理，并安排在粗车各外圆之后，半精车各外圆之前。,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,下料,车两端面，钻中心孔,粗车各外圆,调质,修研中心孔,半精车外圆、倒角,划键槽加工线,铣键槽,钻孔，攻螺纹,修研中心孔,磨削,检验,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,步骤七 、,加工刀具的选择,切削刀具种类很多，它们几何形状各异,复杂程度不等，但切削部分的结构和几何角度都具有许多共同的特征，其中,车刀是最常用、最简单和最基本的切削工具,，因而最具有代表性。其它刀具都可以看作是车刀的,演变或组合,。,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,一、外圆车刀,外圆车刀的切削部分（又称刀头）由前刀面、主刀后面、副刀后面、主切削刃、副切削刃和刀尖所组成,。,任务三 轴类零件加工工艺编制,三、任务实施,一、外圆车刀,谢谢！,