機械零件加工工藝(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 ， 可使鏜孔時， 鏜桿從一端 伸入， 逐個加工或同時加工同軸線上的幾個孔， 以保證較高的同軸度和 生產率。 為使同軸線的各孔能同時加工，必須使相鄰兩孔的直徑差大于加 工余量，否則刀具無法通過前孔到達后孔的加工位置（如圖所示）此外，在設有中間導向時 如圖所示，除導套直徑 D2 應小于前孔尺寸 D1 減去余量外，后孔尺寸 D3 也應小于導套尺寸 D2，以免刀具刮中間導套。 同軸線上的孔的直徑大小從兩邊向中間遞減， 可使刀桿從兩邊進 入箱體加工同軸線上各孔，這樣，不僅縮短了鏜桿的長度，提高了鏜 桿的剛性， 而且為雙面同時加工創造了條件， 所以大批大量生產的床 頭箱，常采用此種孔徑分布形式。 同軸線上孔的 徑大于外壁上的孔 裝刀、對刀，結構工 工藝孔 為加工或裝配的需要，可增設必要的工藝孔。 裝配基面 為便于加工和檢驗，箱體的裝配基面尺寸應盡量大，形狀應盡量簡單。 凸臺 箱體外壁上的凸臺應盡可能在一個平面上，以便可以在一次走刀中加工出來，而 無須調整刀具的位置，使加工簡單方便。 直徑的分布形式， 應盡量避免中間隔壁上的孔 徑。 因為加工這種孔時， 要將刀桿伸進箱體后 藝性差。 緊固孔與螺孔 箱體上的緊固孔和螺孔的尺寸規格應盡量一致，以減少刀具數量和換刀次數。此外， 為保證箱體有足夠的動剛度與抗振性，應酌情合理使用筋板、筋條，加大圓角半徑，收小箱 口，加厚主軸前軸承口厚度。 三、箱體加工工藝過程及分析 （一） 箱體零件機械加工工藝過程： 錄像： 某車床床頭箱加工工藝過程——整體式箱體 某減速器箱體加工工藝過程——分體式箱體 課題：箱體類零件加工工藝 一、教學目的：了解箱體類零件加工的主要工藝問題，掌握擬定其工 藝過程的主要原則， 掌握各種孔系加工及保證其精度要求的常用方法 和整體式箱體不同生產類型時的加工工藝及分離式箱體的加工工藝 特點。 二、教學重點：各種孔系加工及其精度分析，箱體類零件的加工工藝 分析 三、教學難點：箱體類零件的加工工藝分析 四、教學時 數： 2 五、習題： 學時，其中實踐性教學 學時。 六、教學后記： （二）箱體加工工藝分析： 箱體加工工藝分析 箱體類零件加工的一般工藝路線 對于中小批生產，其加工工藝路線大致是： 鑄造——劃線——平面加工——孔系加工——鉆小孔——攻絲； 大批大量生產的工藝路線大致是： 鑄造——加工精基準平面及兩工藝孔——粗加工其它各平面——精加工精基準平面— —粗、精鏜各縱向孔——加工各橫向孔和各次要孔——鉗工去毛刺。 以上為整體式箱體的加工工藝路線，對于分離式箱體，同樣按“先面后孔”及“粗、 精分階段加工” 這兩個原則安排工藝路線。 但是整個加工過程必須先對箱蓋和底座分別加工 對合面、底面、緊固孔和定位銷孔，然后再合箱加工軸承孔及其端面等。 不同批量箱體生產的共性 (1) 加工順序為先面后孔 (2) 加工階段粗、精分開 (3)工序間安排時效處理 普通精度的箱體，一般在鑄造之后安排一次人工時效處理。 一些高精度的箱體或形狀特別復雜的箱體，在粗加工之后還要安排一次人工時效處理， 以消除粗加工所造成的殘余應力。 (4)一般都用箱體上的重要孔作粗基準 箱體零件的粗基準一般都用它上面的重要孔作粗基準，如主軸箱都用主軸孔作粗基準。 不同批量箱體生產的特殊性 (1)粗基準的選擇 雖然箱體類零件一般都選擇重要孔為粗基準， 隨著生產類型不同， 實現以主軸孔為粗基 準的工件裝夾方式是不同的。 中小批生產時，由于毛壞精度較低，一般采用劃線裝夾。 大批大量生產時，毛坯精度較高，可采用夾具裝夾。 (2)精基準的選擇 箱體加工精基準的選擇也與生產批量大小有關。 單件小批生產用裝配基準作定位基準。符合基準重合原則，消除了基準不重合誤差，這 種定位方式也有它的不足之處。刀具系統的剛度不足，當在箱體內部相應的部位設置 鏜 桿導向支承時， 由于箱體底部是封閉的， 中間支承只能從箱體頂面的開口處把吊架伸入箱體 內， 每加工一件需裝卸一次， 且吊架剛性差， 制造安裝精度較低， 經常裝卸也容易產生誤差， 增加輔助時間，因此這種定位方式只適用于單件小批生產。 大批量生產時采用一面雙孔作為精基準。 主軸箱常以頂面和兩定位銷孔為精基準， 這種 定位方式，箱口朝下，中間導向支架可固定在夾具上。由于簡化了夾具結構，提高了夾具的 剛度，同時工件裝卸也比較方便，因而提高了孔系的加工質量和勞動生產率。 應該指出：這一定位方式也存在一定的問題，由于定位基準與設計基準不重合，產生了 基準不重合誤差。 為保證箱體的加工精度， 必須提高作為定位基準的箱體頂面和兩定位銷孔 的加工精度。 (3)所用設備依批量不同而異 單件小批生產一般都在通用機床上加工， 各工序原則上靠工人技術熟練程度和機床工作 精度來保證。而大批量箱體的加工則廣泛采用組合加工機床、專用夾具等，這就大大地提高 了生產率。四、箱體零件的平面加工（略）五、箱體類零件的孔系加工 孔系——在箱體上一系列有相互位置精度要求的孔 平行孔系 孔系 同軸孔系 交叉孔系 孔系的加工方法不僅與生產規模有關， 而且也與孔系的精度要求相關。 下面分別介紹各 種孔系加工及其保證精度要求的方法。 (一)、平行孔系加工 平行孔系的主要技術要求是各孔中心線之間及孔中心線與基準面之間的距離尺寸精度 和相互位置精度。平行孔系精度要求的方法有以下幾種： 找正法 找正法是在通用機床上借助一些輔助裝置去找正各個被加工孔的正確位置。 （1）劃線找正法 (2)心軸塊規找正法 心軸 (3)樣板找正法 主軸 塊規 塞尺 鏜床工作臺 鏜模法 鏜模是一種鏜孔夾具。它既具有工件的定位夾緊裝置，又有 支承和引導鏜刀桿的模板裝置如圖所示。由于鏜桿與機床多采用 浮動連接，故機床精度對加工精度的影響甚小。 坐標法 （1）定義：坐標法是把被加工孔之間的孔距尺寸換算 為兩個互相垂直的坐標尺寸，然后按此坐標尺寸，通過控制 機床的坐標位移，精確地調整機床主軸與工件在水平和垂直方向的相對位置，以間 接保證孔距精度。如圖所示 （2）測量裝置：為保證工作臺和主軸的位移精度，必須在鏜床上加上坐標測 量裝置。 金屬線紋尺鏜床坐標測量精密測量裝置 光學讀數頭 用塊規和百分表的測量裝置 光柵數字顯示裝置 鏜床測量裝置 用游標尺加放大鏡的測量裝置 精密絲桿（加校正尺） 坐標鏜床的坐標精密測量裝置 光電瞄準、光柵、磁尺 激光干涉儀 （3）原始孔的選擇 首先加工的第一排孔應位于箱壁的一側， 依次加工其他各孔時， 工作臺只朝一個方向移 動。 原始孔還應有較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度， 以保證加工過程中重新校驗坐標原 點的準確性。 另外， 安排加工順序時要把有孔距要求的兩孔緊密地連在一起， 以減少坐標尺寸的累積 誤差對孔距精度的影響。 （二）同軸孔系加工 在成批生產中為保證同軸孔系的同軸度常用鏜模加工。 單件小批生產時，在通用機床上加工，一般不采用鏜模。這時可用如下方法保證同軸 線孔的同軸度。 利用已加工孔作交承導向 如圖所示，箱體前壁孔加工好后，在孔內裝一導向套，借 以支承和引導鏜桿來加工后壁上的同軸孔。這種方法適用于加 工前后兩壁相隔較近時的同軸孔。一般需有專用的導套。 利用鏜床后立柱上的導向套作支承導向 利用鏜床后立柱上的導向套作支承導向解決了因鏜桿懸伸過長而撓度大。進而影響同 軸度的問題。但需用較長的鏜桿，且后立柱導套的調整麻煩、費時。因此，適用于大型箱體 的孔系加工。 從箱體兩側進行鏜孔 從箱體兩側進行鏜孔，即采用調頭鏜或兩次裝夾的辦法。 (三)、交叉孔系加工 交叉（或相交）孔系主要應保證各孔的垂直度要求。加工時應先將精度要求高或表面 粗糙度要求較低的孔全部加工好，然后加工另外與之相交叉（或相交）的孔。一般在普通鏜 床上用工作臺上的直角對準裝置進行加工控制。由于它是擋塊裝置，故結構簡單，但精度較 低。欲提高精度，可用芯棒與百分表找正法找正。 六、孔系加工的精度分析 （一） 、鏜孔時的受力變形 鏜桿受力變形的影響 如果忽略工件材質和切削余量不均勻等所引起的 切削力變化， 在鏜孔過程中， 相對于被加工孔表面 Fyz 力的方向 隨著鏜桿的回傳 而不斷改變，若由力 Fyz 所引起的 fF，則鏜桿中心偏離了原來的理想 動軌跡仍然呈圓形，所鏜出孔的直 2fF。 鏜桿自重 刀尖徑向位移為 中心， 但刀尖的運 徑比原來減少 鏜桿自重ｑ的大小和方向是不變的，由Ｑ力所產生的鏜桿最大撓曲變形 fQ 也始終鉛垂 向下。如圖看出，此時鏜刀實際回轉中心低于理想中心 fQ 值，刀尖的運動軌跡仍呈圓形， 且圓的大小基本上不變。高速鏜削時，fQ 很小；低速精鏜時，由于切削力及其所產生的 fF 較小，故相比之下 fQ 較大，即自重Ｑ對孔加工精度的影響較大。 實際上， 鏜桿在每一瞬間的撓曲變形， 是切削力和自重所產生的撓曲變形的合成。 而且， 由于材質和加工余量的不均勻、 切削用量的不一及鏜桿伸出長度的變化等， 故鏜桿的實際回 轉中心在鏜孔過程中作無規律變化，從而引起孔系加工的多種誤差。 由上分析可知， 為了減少鏜桿的撓曲變形， 以提高孔系加工的幾何精度和相對位置精度， 通常可采用下列措施： 1）加大鏜桿直徑和減小懸伸長度； 2）采用導向裝置，以約束鏜桿撓曲變形； 3）減小鏜桿自重和切削力對撓曲變形的影響。 鏜床受力變形的影響 鏜床的受力變形主要產生在主軸本身和主軸軸承上。 工件夾緊變形的影響 （二） 、鏜桿與導套幾何形狀精度及配合間隙的影響 當采用固定式導向裝置時，鏜桿軸頸在導套內回轉。精鏜時，由于Ｑ＞Fyz 故切削力不 能抬起鏜桿。隨著鏜桿的回轉，鏜桿軸頸表面以不同部位沿導套內孔下方一小范圍內接觸。 因此，鏜桿及導套內孔的圓度誤差將引起被加工孔的圓度誤差。如圖所示： （三） 、鏜削方式的影響 懸臂鏜、鏜桿送進 采用鏜桿送進時，在鏜桿不斷伸長過程中，由于切削力的作用，使刀尖的撓 度值不斷增大。切削力與自重綜合對被加工孔的影響見圖 b，使孔徑不斷減小， 軸線彎曲。 圖a 圖b 懸臂鏜工作臺送進（圖 a） 雖然刀尖在切削力與重力作用下有撓度，但由于采用工作臺送進，鏜刀伸 出長度不變，這個撓度為定值。所以被加工孔的孔徑減小一個定值，同時孔的直 線性好圖 b 所示。此法的缺點是，機床工作臺導軌的不直度會引起孔軸線的偏移 和彎曲。 當工作臺送進方向與主軸回轉軸線不平行時， 會使孔出現橢圓度。 當然， 如前所述，這項誤差并不十分嚴重。 圖a 圖b 支承鏜、工作臺送進（圖 a） 顯然，由于工作臺送進，兩支承點間距離 很長，要超過孔長的兩倍。但由于是支承 鏜，其刀尖撓度比以上的減小一倍 本方案 的特征和方案 2 相同，即孔軸線的直線性 好，孔徑尺寸只均勻減小一個更小的定值。 支承鏜、鏜桿送進 本方案鏜桿伸出長度不變。當刀尖處于兩 支承中間時， 切削力產生的撓度比方案 3 小：所 以，抗振性好，但是，由于是鏜桿送進，故鍵 刀在支承間的位置是變化的，因而鏜桿自重造 成的彎曲度就會影響工件孔軸線的彎曲誤差，所以盡 管本方案鏜桿變形比方案３小，但因軸線的彎曲不易進一步糾正。故并不如方案 3 好。 在鏜模里加工 本方案和前四個方案相比，其變形最小。但由于鏜模是和工件以一個整體 送進的， 在鏜削過程中， 刀尖處的撓度是一個變值， 故鏜出的孔的軸線是彎曲的。 而糾正孔軸線的彎曲度是不容易的。 雙支承鏜、工作臺送進 這時雖然這時鏜桿的跨距比方案 4 大一倍，但因 僅僅由工件送進，雙支承與刀具的相對位置關系未 變， 所以刀尖撓度為定值， 加工出的孔的軸線是直的。 就這一點看，比工件鏜模里加工又有優越之處。課題： 齒輪零件的加工工藝（圓盤類） 一、教學目的：掌握各種齒形加工方法的加工原理、工藝特點、及應 用場合。 了解齒輪加工的主要技術要求、 主要工藝問 題及一般工藝路線。 掌握普通精度齒輪的加工工藝分 析及工藝過程擬定。 一般了解蝸輪輪齒的加工方法及 其工藝特點。 二、教學重點：各種齒形加工的加工原理及工藝特點、普通精度齒輪 的加工工藝分析及工藝過程擬定。 三、教學難點：齒輪的加工工藝分析 四、教學時 數： 2 五、習題： 學時，其中實踐性教學 學時。 六、教學后記： 第三節一、 概述 （一） 齒輪的功用與結構特點 齒輪加工 功用：按規定的速比傳遞運動和動力。 結構 齒圈 分類 輪體 直齒 （1）按齒圈的分布形式 斜齒 人字齒 盤形——最廣泛 套筒 （2）按輪體 軸 扇形 齒條 （二） 齒輪的技術要求： 齒輪傳動有如下幾方面的精度要求： 傳遞運動的準確性。 工作的平穩性。 齒面接觸的均勻性。 有一定的齒側間隙。 在我國 GB1009588 標準中規定了齒輪傳動有 12 個精度等級，精度由高到低依次為 1 級、2 級…12 級。其中常用的精度等級為 6～9 級。7 級精度是基礎級，是設計中普遍采用 且在一般條件下用滾、插、剃三種切齒方法就能