1、项目三项目三 典型零件加工工艺典型零件加工工艺课题一课题一 主轴加工主轴加工课题二课题二 箱体类零件加工箱体类零件加工课题三课题三 圆柱齿轮加工圆柱齿轮加工课题一课题一 主轴加工主轴加工知识点知识点主轴的结构特点及技术要求主轴的结构特点及技术要求主轴加工工序分析主轴加工工序分析主轴加工工艺过程主轴加工工艺过程技能点技能点主轴加工工艺分析主轴加工工艺分析。课题分析课题分析主轴属于轴类零件，通常在加工外圆时应以顶尖孔为定位基主轴属于轴类零件，通常在加工外圆时应以顶尖孔为定位基准，以求各工序定位基准的统一但是，深孔钻削通孔是准，以求各工序定位基准的统一但是，深孔钻削通孔是下一页课题一课题一 主轴加工
2、主轴加工知识点知识点机械生产过程和工艺过程机械生产过程和工艺过程机械加工工艺过程及其组成机械加工工艺过程及其组成生产纲领、生产类型及工艺特点生产纲领、生产类型及工艺特点工艺规程的概念、作用、及格式工艺规程的概念、作用、及格式技能点技能点熟悉机械生产过程和工艺规程熟悉机械生产过程和工艺规程课题分析课题分析 合理的工艺规程与生产实际有着密切的联系，因而制订者合理的工艺规程与生产实际有着密切的联系，因而制订者上一页 下一页返回课题一课题一 主轴加工主轴加工粗加工工序，要切除大量金属，易造成主轴变形，深孔工序粗加工工序，要切除大量金属，易造成主轴变形，深孔工序跟随在粗车外圆工序之后但是在以后工序中顶尖
3、孔已不复存跟随在粗车外圆工序之后但是在以后工序中顶尖孔已不复存在。在。相关知识相关知识一、主轴的结构特点及技术要求一、主轴的结构特点及技术要求 主轴是机床的重要零件之一。它传递着大的扭矩和高的旋主轴是机床的重要零件之一。它传递着大的扭矩和高的旋转运动。在工作中，它承受扭转力矩和弯曲力矩，还必须保转运动。在工作中，它承受扭转力矩和弯曲力矩，还必须保证装于其上的工件刀具有高的同转精度主轴设计有五点要证装于其上的工件刀具有高的同转精度主轴设计有五点要求求:合理的结构合理的结构;高的尺寸精度，形位精度与表面质量高的尺寸精度，形位精度与表面质量;足够的刚度足够的刚度;好的抗振性，尺寸稳定性好的抗振性，尺
4、寸稳定性;一定的抗疲劳强一定的抗疲劳强度。对于后三项正确选择主轴材料及热处理工艺很重要，对度。对于后三项正确选择主轴材料及热处理工艺很重要，对于其制造精度则应由机械加工获得。于其制造精度则应由机械加工获得。上一页 下一页返回课题一课题一 主轴加工主轴加工 通常主轴支承形式为两支承结构，也有三支承结构。如通常主轴支承形式为两支承结构，也有三支承结构。如图图3-1为卧式车床主轴的简图，其各主要加工表面有为卧式车床主轴的简图，其各主要加工表面有:支承支承轴颈轴颈1和和2, 1, 2为装配基准，他们的加工误差白为装配基准，他们的加工误差白_接关系到接关系到主轴不见的同转精度莫氏锥孔主轴不见的同转精度莫
5、氏锥孔3,莫氏锥孔莫氏锥孔3用于安装顶尖用于安装顶尖或工具锥柄，其中心线必须与支承轴颈的中心线严格同轴，或工具锥柄，其中心线必须与支承轴颈的中心线严格同轴，且锥孔与工具锥柄有良好的配合且锥孔与工具锥柄有良好的配合;前端圆柱面与端面为安装前端圆柱面与端面为安装卡盘的定位面，因此，圆柱面必须与支承轴颈同轴，端面应卡盘的定位面，因此，圆柱面必须与支承轴颈同轴，端面应与主轴旋转中心相垂直。与主轴旋转中心相垂直。 安装传动齿轮的轴颈安装传动齿轮的轴颈4及及5，若，若他们与支承轴颈有明显的不同轴，会造成齿轮啮合不良他们与支承轴颈有明显的不同轴，会造成齿轮啮合不良;安安装锁紧螺母的外螺纹装锁紧螺母的外螺纹6
6、与与7，若其端面圆跳动较大时，会影响，若其端面圆跳动较大时，会影响整个主轴不见的颈向圆跳动。另外，主轴往往有一个通孔，整个主轴不见的颈向圆跳动。另外，主轴往往有一个通孔，也需注意此深孔的加工不要偏离中心线也需注意此深孔的加工不要偏离中心线;否则，当主轴高速转否则，当主轴高速转动时会因离心力而引起振动动时会因离心力而引起振动上一页 下一页返回课题一课题一 主轴加工主轴加工对主轴的技术要求如对主轴的技术要求如表表3一一1所示。所示。二、主轴加工工序分析二、主轴加工工序分析 1.各外圆表面车削各外圆表面车削 主轴加工工艺中，如何提高生产率是个问题。在不同批量主轴加工工艺中，如何提高生产率是个问题。在
7、不同批量的生产条件下，车削主轴采用了不同的机床设备的生产条件下，车削主轴采用了不同的机床设备:单件小批单件小批生产采用卧式车床生产采用卧式车床;成批生产采用带液压仿形刀架的车床或成批生产采用带液压仿形刀架的车床或液压仿形车床液压仿形车床;大批大量生产采用液压仿形车床或多刀半自大批大量生产采用液压仿形车床或多刀半自动车床。动车床。 2.支承轴颈的精加工和光整加工支承轴颈的精加工和光整加工 主轴外圆表面的精加工通常采用磨削的方法。一般能达到主轴外圆表面的精加工通常采用磨削的方法。一般能达到IT6级精度等级，表面粗糙度级精度等级，表面粗糙度RaO.8-0.2微米。如果半精磨微米。如果半精磨下一页返回
8、上一页课题一课题一 主轴加工主轴加工 和精磨分别在两台磨床上进行，且精磨机床精度高、操作认和精磨分别在两台磨床上进行，且精磨机床精度高、操作认真仔细，则可达真仔细，则可达IT5级精度。级精度。 具体实施时，所用的砂轮修整用量和磨削用量如具体实施时，所用的砂轮修整用量和磨削用量如表表3-2所示。所示。 3.内锥孔的精加工内锥孔的精加工 内锥孔精加工是主轴加工工艺的最后一道关键工序。在内锥孔精加工是主轴加工工艺的最后一道关键工序。在批量生产中，大都采用专用锥孔磨床作精磨批量生产中，大都采用专用锥孔磨床作精磨;或者将原有机床或者将原有机床改装为主轴锥孔专用磨床。磨削锥孔时，要求传动平稳，尽改装为主轴
9、锥孔专用磨床。磨削锥孔时，要求传动平稳，尽可能减少磨床头架主轴的同转误差刘一工件主轴的影响。为可能减少磨床头架主轴的同转误差刘一工件主轴的影响。为此，头架主轴与工件主轴之间必须采用挠性连接传动。挠性此，头架主轴与工件主轴之间必须采用挠性连接传动。挠性传动的具体结构有各种不同形式，常用的一种结构为浮动卡传动的具体结构有各种不同形式，常用的一种结构为浮动卡头，如头，如图图3-2所示。所示。下一页返回上一页课题一课题一 主轴加工主轴加工 三、课题实施三、课题实施:主轴加工工艺过程主轴加工工艺过程 主轴加工工艺的要点有两个方面主轴加工工艺的要点有两个方面:1加工精度要求高，尤加工精度要求高，尤其是主轴
10、支承轴颈和莫氏锥孔的尺寸精度，两支承轴颈的同其是主轴支承轴颈和莫氏锥孔的尺寸精度，两支承轴颈的同轴度及其锥孔的同轴度较高，是加工的关键轴度及其锥孔的同轴度较高，是加工的关键;2主轴是外表面主轴是外表面为多阶梯的空心轴，而主轴毛坯一般是实心锻件为多阶梯的空心轴，而主轴毛坯一般是实心锻件.并有深孔加并有深孔加工问题。工问题。 主轴的加工工艺路线大致安排如下主轴的加工工艺路线大致安排如下:备料一锻造一正火一备料一锻造一正火一打中心孔一粗车一调制或时效一钻深孔一半精车一车锥孔一打中心孔一粗车一调制或时效一钻深孔一半精车一车锥孔一表面淬火一粗磨外圆一粗磨内锥孔一精磨内锥孔。表面淬火一粗磨外圆一粗磨内锥孔
11、一精磨内锥孔。表表3-3为为卧式车床主轴小批量生产的加工工艺过程具体分析如下卧式车床主轴小批量生产的加工工艺过程具体分析如下: 1.加工阶段的划分加工阶段的划分 由于主轴加工精度要求高，且切除的金属量较多，所以由于主轴加工精度要求高，且切除的金属量较多，所以无论是小批生产还是大批生产，其加工工艺都被划分为比较无论是小批生产还是大批生产，其加工工艺都被划分为比较上一页 下一页返回课题一课题一 主轴加工主轴加工明显的三个阶段明显的三个阶段:粗加工阶段粗加工阶段:粗车外圆，钻深通孔等粗车外圆，钻深通孔等;半半精度加工阶段精度加工阶段:半精车外圆及两端锥孔，有时还扩中心通孔半精车外圆及两端锥孔，有时还
12、扩中心通孔等等;精加工阶段精加工阶段:半精车各段外圆半精车各段外圆.精磨各段外圆及锥孔等各精磨各段外圆及锥孔等各阶段的划分往往以热处理为界。阶段的划分往往以热处理为界。 2.定位基准的选取定位基准的选取 定位基准的选取与主轴加工的生产批量有关，可见定位基准的选取与主轴加工的生产批量有关，可见表表3 -4现作如下分析。现作如下分析。 (1)加工顶尖孔的定位。批量大时，主轴毛坯一般采用模加工顶尖孔的定位。批量大时，主轴毛坯一般采用模锻，各加工表面余量较均匀，且外圆面较平整，因此，不必锻，各加工表面余量较均匀，且外圆面较平整，因此，不必m线找正，就以毛坯的外圆面作为粗基准。线找正，就以毛坯的外圆面作
13、为粗基准。 (2)钻通孔工序。小批生产的加工在卧式车床上进行，定钻通孔工序。小批生产的加工在卧式车床上进行，定位夹紧方式只能是用三爪自定心卡盘夹工件主轴的大端外圆，位夹紧方式只能是用三爪自定心卡盘夹工件主轴的大端外圆，上一页 下一页返回课题一课题一 主轴加工主轴加工丙用中心架托住小端的外圆，尾座上夹持通用的麻花钻进行丙用中心架托住小端的外圆，尾座上夹持通用的麻花钻进行钻孔，此法生产率低。钻孔，此法生产率低。 (3)为了尽可能使各工序的定位基准统一，在批量生产中，为了尽可能使各工序的定位基准统一，在批量生产中，一般都采用锥堵或带有锥堵的心轴，它们的结构如图一般都采用锥堵或带有锥堵的心轴，它们的结
14、构如图3 -4所所示。当主轴内锥孔的锥度较小时，由于摩擦力可自锁，就用示。当主轴内锥孔的锥度较小时，由于摩擦力可自锁，就用锥堵锥堵;当锥孔的锥度大时，就要用带锥套的心轴。当锥孔的锥度大时，就要用带锥套的心轴。 (4)在精加工阶段，内锥孔和支承轴颈的磨削加工采用了在精加工阶段，内锥孔和支承轴颈的磨削加工采用了互为基准的原则。磨内锥孔工序，最好是直接用两个支承轴互为基准的原则。磨内锥孔工序，最好是直接用两个支承轴颈作定位基准，但是，具体实施时出现两方面的困难。颈作定位基准，但是，具体实施时出现两方面的困难。 3.热处理工序的安排热处理工序的安排 热处理工序也是主轴加工的重要工序，用以改变主轴材热处
15、理工序也是主轴加工的重要工序，用以改变主轴材料的金相组织从而获得必要的力学性能根据所用材料的不同，料的金相组织从而获得必要的力学性能根据所用材料的不同，上一页 下一页返回课题一课题一 主轴加工主轴加工应采用的热处理方法及所能达到的表面硬度如应采用的热处理方法及所能达到的表面硬度如表表3 -5所列。所列。案例案例:图图3-5所示为一阶梯轴，对该零件在所示为一阶梯轴，对该零件在CA6140车床上车床上实施车削加工。实施车削加工。上一页返回课题二课题二 箱体类零件加工箱体类零件加工知识点知识点箱体的结构特点及技术要求箱体的结构特点及技术要求主轴箱箱体加工工序分析主轴箱箱体加工工序分析主轴箱箱体加工工
16、艺过程主轴箱箱体加工工艺过程技能点技能点主轴箱箱体加工工艺分析。主轴箱箱体加工工艺分析。课题分析课题分析箱体零件的各加工表面主要为平面和孔箱体平面的粗加工及箱体零件的各加工表面主要为平面和孔箱体平面的粗加工及半精加工常采用剑削或铣削精加工则采用磨削或刮箱体上孔半精加工常采用剑削或铣削精加工则采用磨削或刮箱体上孔的加工，由于孔与孔之间有齿轮啮合的传动关系，故对孔间的加工，由于孔与孔之间有齿轮啮合的传动关系，故对孔间中心距尺寸都有严格的公差要求。中心距尺寸都有严格的公差要求。下一页返回课题二课题二 箱体类零件加工箱体类零件加工相关知识相关知识一、箱体的结构特点及技术要求一、箱体的结构特点及技术要求
17、 箱体零件的各加工表面主要为平面和孔如箱体零件的各加工表面主要为平面和孔如图图3-6所不为所不为卧式车床的主轴箱箱体零件图。可见主轴箱体结构较复杂，卧式车床的主轴箱箱体零件图。可见主轴箱体结构较复杂，箱壁薄，精度要求较高，下面以它为例讨论其加工工艺。箱壁薄，精度要求较高，下面以它为例讨论其加工工艺。 主轴箱体是主轴箱部件的装配基准件。内部装有主轴箱体是主轴箱部件的装配基准件。内部装有:主轴、主轴、各传动轴、若十传动齿轮和轴承等零件。主轴箱体的加工质各传动轴、若十传动齿轮和轴承等零件。主轴箱体的加工质量会白量会白_接影响主轴的同转精度、主轴轴线与床身导轨的平接影响主轴的同转精度、主轴轴线与床身导
18、轨的平行度以及各轴的正常运转等。行度以及各轴的正常运转等。二、主轴箱箱体加工工序分析二、主轴箱箱体加工工序分析 上一页 下一页返回课题二课题二 箱体类零件加工箱体类零件加工 1.平面加工平面加工 箱体平面的粗加工及半精加工常采用刨削或铣削。精加工箱体平面的粗加工及半精加工常采用刨削或铣削。精加工则采用磨削或刮。则采用磨削或刮。 刨削可以在龙门刨床工作台上一次装夹若十个箱体实现多刨削可以在龙门刨床工作台上一次装夹若十个箱体实现多件加工。既可保证刨削各平面间的相刘一位置精度，又可提件加工。既可保证刨削各平面间的相刘一位置精度，又可提高加工生产率。高加工生产率。 铣削箱体平面的生产率比刨削高，适用于
19、批量较大的场合。铣削箱体平面的生产率比刨削高，适用于批量较大的场合。在多轴龙门铣床上利用多把铣刀同时铣削加工，如在多轴龙门铣床上利用多把铣刀同时铣削加工，如图图3 -7所所示。示。 生产批量较大时，平面精加工一般用磨削的方法有时还生产批量较大时，平面精加工一般用磨削的方法有时还可以采用组合磨，如可以采用组合磨，如图图3-8所示。所示。上一页 下一页返回课题二课题二 箱体类零件加工箱体类零件加工 2.主轴箱孔系加工主轴箱孔系加工 所谓孔系是指箱体零件上一系列具有相匀所谓孔系是指箱体零件上一系列具有相匀_位置精度要求位置精度要求的轴承孔的集合。可分成平行孔系、同轴孔系和交叉孔系三的轴承孔的集合。可
20、分成平行孔系、同轴孔系和交叉孔系三类。各孔径的尺寸精度由孔加工刀具保证类。各孔径的尺寸精度由孔加工刀具保证;而如何保证各孔之而如何保证各孔之间或孔与其他表面间的相互位置精度，是孔系加工中的关键间或孔与其他表面间的相互位置精度，是孔系加工中的关键技术。技术。 3.镗模镗模(镗夹具镗夹具)法法 利用镗模进行孔系锐削加工如利用镗模进行孔系锐削加工如图图3 -9所示。镗杆可支承所示。镗杆可支承在锐模板和中问壁的导向套内，增加了锐杆的刚度。锐模板在锐模板和中问壁的导向套内，增加了锐杆的刚度。锐模板根据工件箱体结构需要在设计。与制造锐夹具时将工件各面根据工件箱体结构需要在设计。与制造锐夹具时将工件各面上。
21、上。 镗模法可以在普通的镗床上进行，将卧式镗床的工作台镗模法可以在普通的镗床上进行，将卧式镗床的工作台转过转过90。就可实现垂直方向的交叉孔系加工。镗模法还。就可实现垂直方向的交叉孔系加工。镗模法还上一页 下一页返回课题二课题二 箱体类零件加工箱体类零件加工需加工的所有孔的位置，按图样要求已精确地复制到模板上。需加工的所有孔的位置，按图样要求已精确地复制到模板上。锐刀便通过模板上的孔将工件上相应的孔加工出来。可以应锐刀便通过模板上的孔将工件上相应的孔加工出来。可以应用于改装的机床或组合机床上加工孔系。用于改装的机床或组合机床上加工孔系。图图3-10为卧式车为卧式车床改装的镗床。为了进一步提高生
22、产率，床改装的镗床。为了进一步提高生产率，图图3-11是采用了是采用了两面多轴传动的组合机床，每台动力箱分别驱动多根主轴，两面多轴传动的组合机床，每台动力箱分别驱动多根主轴，从两侧面同时进行多孔的镗削。从两侧面同时进行多孔的镗削。 4.坐标法坐标法 坐标法是按照孔系的坐标尺寸，在普通卧式镗床、坐标镗坐标法是按照孔系的坐标尺寸，在普通卧式镗床、坐标镗床或数控镗铣床上，借助于测量装置，调整机床主轴在水平床或数控镗铣床上，借助于测量装置，调整机床主轴在水平及垂自及垂自_方向的坐标位置来进行镗孔的一种方法。孔距精度方向的坐标位置来进行镗孔的一种方法。孔距精度取决于坐标的移动精度，即坐标测量装置的精度。
23、此方法不取决于坐标的移动精度，即坐标测量装置的精度。此方法不需采用专用的镗夹具就可适应各种箱体的镗孔。需采用专用的镗夹具就可适应各种箱体的镗孔。 三、课题实施三、课题实施:主轴箱箱体加工工艺过程主轴箱箱体加工工艺过程 通常平面的加工精度高容易达到，而箱体上一系列孔的通常平面的加工精度高容易达到，而箱体上一系列孔的上一页 下一页返回课题二课题二 箱体类零件加工箱体类零件加工精度较难保证。所以，在制定箱体加工工艺过程时，应以如精度较难保证。所以，在制定箱体加工工艺过程时，应以如何保证孔系的精度作为重点何保证孔系的精度作为重点;同时也要注意批量的大小和工厂同时也要注意批量的大小和工厂的条件。的条件。
24、表表3-6与与表表3-7为不同生产批量的主轴箱箱体的两为不同生产批量的主轴箱箱体的两个工艺过程。表中个工艺过程。表中M, N, O, P及及Q各面与各面与图图3-12中相符。中相符。 1.不同批量箱体工艺不同批量箱体工艺 (1)先面后孔的工艺顺序。先加工平面，后加工轴孔，符先面后孔的工艺顺序。先加工平面，后加工轴孔，符合一般的加工规律。在加工轴孔时，往往采用平面作为精基合一般的加工规律。在加工轴孔时，往往采用平面作为精基准，所以作为精基准的平面需要先加工。准，所以作为精基准的平面需要先加工。 (2)粗精加工分开。主轴箱体的主要加工表面通常都明确粗精加工分开。主轴箱体的主要加工表面通常都明确地划
25、分为粗、精加工两个阶段，按先粗后精原则，总是把粗、地划分为粗、精加工两个阶段，按先粗后精原则，总是把粗、精加工分别安排在两道工序及两台机床上进行。特别是精度精加工分别安排在两道工序及两台机床上进行。特别是精度和表面质量要求最高的主轴孔，其精加工工序应放在后面。和表面质量要求最高的主轴孔，其精加工工序应放在后面。 上一页 下一页返回课题二课题二 箱体类零件加工箱体类零件加工 (3)热处理的安排。箱体毛坯铸造后，需进行时效处理，热处理的安排。箱体毛坯铸造后，需进行时效处理，以改善金相组织、降低铸造内应力、改善工件材料的可切削以改善金相组织、降低铸造内应力、改善工件材料的可切削性，从而有利于保持加工
26、精度的稳定。性，从而有利于保持加工精度的稳定。 对于精密机床或壁薄而结构复杂的主轴箱体，有时在粗加对于精密机床或壁薄而结构复杂的主轴箱体，有时在粗加工后再进行一次人工时效处理。工后再进行一次人工时效处理。 2.不同批量箱体工艺的特殊性不同批量箱体工艺的特殊性 由于生产批量的不同，加工箱体所用的机床设备和工艺由于生产批量的不同，加工箱体所用的机床设备和工艺装备也不同，加工工艺中选用的定位基准也有区别。装备也不同，加工工艺中选用的定位基准也有区别。 (1)精基准的确定。选择合适的定位基准，对保证箱体的精基准的确定。选择合适的定位基准，对保证箱体的加工质量尤为重要。加工质量尤为重要。 然而，箱体内中
27、间壁上往往还有支承孔需要锐削，为了然而，箱体内中间壁上往往还有支承孔需要锐削，为了上一页 下一页返回课题二课题二 箱体类零件加工箱体类零件加工保证这些孔的相互位置精度，必须在箱内相应位置设置导向支保证这些孔的相互位置精度，必须在箱内相应位置设置导向支承模板，以支承锐杆，提高刀具系统刚度。由于箱日栩上，中承模板，以支承锐杆，提高刀具系统刚度。由于箱日栩上，中间导向支承模板只能悬吊在夹具上。如间导向支承模板只能悬吊在夹具上。如图图3-13所示，每加工一所示，每加工一个工件，吊架需装卸一次，这使工序辅助时间增加。个工件，吊架需装卸一次，这使工序辅助时间增加。 第二种，以箱体顶面第二种，以箱体顶面R及
28、两销孔作定位精基准，如及两销孔作定位精基准，如图图3-14所示。所示。 (2)粗基准的选择。选择主轴箱体粗基准时应注意粗基准的选择。选择主轴箱体粗基准时应注意:保证最重保证最重要的主轴孔有足够而均匀的加工余量要的主轴孔有足够而均匀的加工余量;装入箱内的回转零件如装入箱内的回转零件如齿轮等距内壁有足够的空隙。通常应选择主轴孔和距主轴孔较齿轮等距内壁有足够的空隙。通常应选择主轴孔和距主轴孔较远的一个轴承孔作为粗基准。一般铸造时各轴孔和内腔的泥芯远的一个轴承孔作为粗基准。一般铸造时各轴孔和内腔的泥芯是整体的，毛坯精度较高，则上述要求不难满足。大批大量生是整体的，毛坯精度较高，则上述要求不难满足。大批
29、大量生产时，所采用的粗铣顶面产时，所采用的粗铣顶面R的专用铣夹具如的专用铣夹具如图图3-15所示。所示。上一页返回下一页课题二课题二 箱体类零件加工箱体类零件加工 (3)加工方式与机床设备的选用。对于中小批量生产的主加工方式与机床设备的选用。对于中小批量生产的主轴箱体，加工设备均采用通用机床，各工序原则上依赖于工轴箱体，加工设备均采用通用机床，各工序原则上依赖于工人技术熟练程度和机床的工作精度，除孔系加工工序外，一人技术熟练程度和机床的工作精度，除孔系加工工序外，一般不采用专用夹具。般不采用专用夹具。返回上一页课题三课题三 圆柱齿轮加工圆柱齿轮加工知识点知识点圆柱齿轮的技术要求及齿轮精度圆柱齿
30、轮的技术要求及齿轮精度磨齿磨齿圆柱齿轮加工工艺圆柱齿轮加工工艺技能点技能点磨齿工艺。磨齿工艺。课题分析课题分析 在机械制造中，齿轮生产占有极重要的地位。圆柱齿轮的结在机械制造中，齿轮生产占有极重要的地位。圆柱齿轮的结构形状大致有盘形、套形、圈形和轴形四种按材质不同可分构形状大致有盘形、套形、圈形和轴形四种按材质不同可分为铸铁、钢、有色金属和塑料齿轮四种。为铸铁、钢、有色金属和塑料齿轮四种。下一页返回课题三课题三 圆柱齿轮加工圆柱齿轮加工相关知识相关知识一、圆柱齿轮的技术要求及齿轮精度一、圆柱齿轮的技术要求及齿轮精度 零件结构工艺性，是指所设计的零件在能满足使用要求零件结构工艺性，是指所设计的零
31、件在能满足使用要求的前提下制造的可行性和经济性。它包括零件的各个制造过的前提下制造的可行性和经济性。它包括零件的各个制造过程的工艺性。在制汀机械加工工艺规程时，主要进行零件切程的工艺性。在制汀机械加工工艺规程时，主要进行零件切削加工工艺性分析。削加工工艺性分析。 齿轮和齿轮副主要的误差项日有十五项齿轮和齿轮副主要的误差项日有十五项.可查阅可查阅GB 10095-1988按照齿轮公差对其传动性能的影响，将十五按照齿轮公差对其传动性能的影响，将十五项公差分为项公差分为111个公差。个公差。上一页 下一页返回课题三课题三 圆柱齿轮加工圆柱齿轮加工齿轮毛坯以锻件为主，锻造常用模锻法锻造后的齿轮毛坯需齿
32、轮毛坯以锻件为主，锻造常用模锻法锻造后的齿轮毛坯需经过正火处理，以消除锻造内应力大直径齿轮常用铸造齿坯。经过正火处理，以消除锻造内应力大直径齿轮常用铸造齿坯。 (一一)渐开线齿形加工方法渐开线齿形加工方法 齿形切削加工分为成形法和展成法两类成形法加工是采齿形切削加工分为成形法和展成法两类成形法加工是采用了切削刃形状与被加工齿槽用了切削刃形状与被加工齿槽形状相仿的成形刀具来进行切齿加工的，常用的有形状相仿的成形刀具来进行切齿加工的，常用的有:模数铣刀模数铣刀铣齿、成形砂轮磨齿和齿轮拉刀拉齿铣齿、成形砂轮磨齿和齿轮拉刀拉齿(齿扇齿扇)等等 展成法加工是利用齿轮啮合原理，刀具与工件以展成运展成法加工
33、是利用齿轮啮合原理，刀具与工件以展成运动而切出齿槽的方法。常用的有动而切出齿槽的方法。常用的有:滚齿、插齿、剃齿、甭齿和滚齿、插齿、剃齿、甭齿和磨齿等。展成法加工精度高、且生产率也较高，生产中应用磨齿等。展成法加工精度高、且生产率也较高，生产中应用十分广泛。十分广泛。 1.滚齿与插齿滚齿与插齿 滚齿与插齿是两种最基本的常用切齿方法。下面做一些滚齿与插齿是两种最基本的常用切齿方法。下面做一些工艺性分析工艺性分析上一页返回下一页课题三课题三 圆柱齿轮加工圆柱齿轮加工 在加工齿圈附近的多联齿轮、内齿轮、人字齿轮等工件在加工齿圈附近的多联齿轮、内齿轮、人字齿轮等工件时只能用插齿时只能用插齿;而要加工蜗
34、轮时只能用滚齿。加工斜齿轮时，而要加工蜗轮时只能用滚齿。加工斜齿轮时，滚齿比插齿方便。同一把滚刀可以加工模数和压力角相同的滚齿比插齿方便。同一把滚刀可以加工模数和压力角相同的直齿轮和任意螺旋角的斜齿轮直齿轮和任意螺旋角的斜齿轮;而插齿不能。因为滚齿时交叉而插齿不能。因为滚齿时交叉轴螺旋齿轮啮合，安装角在滚齿机上可以在一定范围内调整轴螺旋齿轮啮合，安装角在滚齿机上可以在一定范围内调整大小。插齿时平行轴啮合，工件螺旋角改变，只能换插齿刀，大小。插齿时平行轴啮合，工件螺旋角改变，只能换插齿刀，使用的插齿刀的螺旋角必须与工件一致。使用的插齿刀的螺旋角必须与工件一致。 当遇到既可滚齿也可插齿的场合，应从
35、加工精度与生产当遇到既可滚齿也可插齿的场合，应从加工精度与生产率方面进行比较。率方面进行比较。 2.剃齿剃齿 图图3-16为剃齿原理图。剃齿刀实质上是一只高精度的为剃齿原理图。剃齿刀实质上是一只高精度的螺旋齿轮，在其齿面上，沿渐开线方向开有许多形成切削刃螺旋齿轮，在其齿面上，沿渐开线方向开有许多形成切削刃的小槽。的小槽。下一页返回上一页课题三课题三 圆柱齿轮加工圆柱齿轮加工 3.珩齿珩齿 珩齿的原理和运动与剃齿相同。但甭齿所用的刀具为甭珩齿的原理和运动与剃齿相同。但甭齿所用的刀具为甭磨齿轮。它是由磨料与塑性钻结剂等制成的螺旋齿轮。当珩磨齿轮。它是由磨料与塑性钻结剂等制成的螺旋齿轮。当珩磨齿轮与
36、工件齿轮自由对滚啮合时，借助于齿面间一定的压磨齿轮与工件齿轮自由对滚啮合时，借助于齿面间一定的压力和相对滑动速度进行加工。珩磨速度远远低于一般的磨削力和相对滑动速度进行加工。珩磨速度远远低于一般的磨削速度，且钻结剂的弹性较大，因此，珩齿是低速磨削、研磨速度，且钻结剂的弹性较大，因此，珩齿是低速磨削、研磨和抛光的综合过程。和抛光的综合过程。 (二二)磨齿磨齿 磨齿是齿轮精加工最常用最重要的方法，尤其适用于淬磨齿是齿轮精加工最常用最重要的方法，尤其适用于淬硬精密齿轮的加工。其加工精度一般高达硬精密齿轮的加工。其加工精度一般高达5-6级，甚至级，甚至3-4级，齿面表面粗糙度达级，齿面表面粗糙度达Ra
37、O. 8-0. 2 微米，但生产率不如微米，但生产率不如剃齿及甭齿加工。磨齿可分成仿形磨齿和展成磨齿两类。仿剃齿及甭齿加工。磨齿可分成仿形磨齿和展成磨齿两类。仿形磨齿用得不多，是磨削内齿轮的唯一方法。展成磨齿又有形磨齿用得不多，是磨削内齿轮的唯一方法。展成磨齿又有上一页 下一页返回课题三课题三 圆柱齿轮加工圆柱齿轮加工许多种，主要有许多种，主要有:锥面砂轮磨齿、碟形砂轮磨齿、大平面砂轮锥面砂轮磨齿、碟形砂轮磨齿、大平面砂轮磨齿和蜗杆砂轮磨齿。下面仅以双片碟形砂轮磨齿法作进一磨齿和蜗杆砂轮磨齿。下面仅以双片碟形砂轮磨齿法作进一步介绍。步介绍。 我国的我国的Y70100, Y7032及瑞士的马格及
38、瑞士的马格Maag公司的公司的HSS - 30一一B (:型磨齿机都属于双片碟形砂轮磨齿，型磨齿机都属于双片碟形砂轮磨齿，图图3-17为其磨齿示意图，两片砂轮倾斜一定角度，构成假象齿条为其磨齿示意图，两片砂轮倾斜一定角度，构成假象齿条一个齿的。一个齿的。 这种磨齿法的工作运动为这种磨齿法的工作运动为:砂轮高速转动砂轮高速转动;工件齿轮轴向工件齿轮轴向往复进给运动往复进给运动;结束磨一齿槽后利用精密分度板的分度运动结束磨一齿槽后利用精密分度板的分度运动;利用滚圆盘与钢带机构实现渐开线的展成运动。机床的工作利用滚圆盘与钢带机构实现渐开线的展成运动。机床的工作原理如原理如图图3 -18所示。所示。
39、总之，齿形加工方法很多，将常用方法的加工精度与使总之，齿形加工方法很多，将常用方法的加工精度与使用范围列于之中。用范围列于之中。二、课题实施二、课题实施:圆柱齿轮加工工艺圆柱齿轮加工工艺 上一页 下一页返回课题三课题三 圆柱齿轮加工圆柱齿轮加工 圆柱齿轮的加工工艺过程，是根据齿轮精度要求、结构圆柱齿轮的加工工艺过程，是根据齿轮精度要求、结构形式、产量多少、材料及各工厂设备条件而制成的，但大致形式、产量多少、材料及各工厂设备条件而制成的，但大致的路线如下的路线如下: 毛坯制造、热处理、齿坯加工、齿轮加工、轮齿热处理、毛坯制造、热处理、齿坯加工、齿轮加工、轮齿热处理、定位基面精加工、轮齿精加工。定
40、位基面精加工、轮齿精加工。图图3-19为一只双联齿轮零为一只双联齿轮零件图，小齿轮精度为件图，小齿轮精度为7级，大齿轮精度为级，大齿轮精度为6级，齿面硬度为级，齿面硬度为（52 HRC)生产批量为中批生产生产批量为中批生产(齿轮参数见附表齿轮参数见附表)表表3 -9为其加工工艺过程为其加工工艺过程)由此可归纳出一些共同的规律由此可归纳出一些共同的规律: 1.定位基准的确定与加工定位基准的确定与加工 齿轮加工的定位基准尽可能与设计基准相重合齿轮加工的定位基准尽可能与设计基准相重合;而且，在而且，在加工齿形的各工序中尽可能应用相同的定位基准。加工齿形的各工序中尽可能应用相同的定位基准。 磨孔时应该
41、以齿轮的分度圆作定位基准，若工件齿数是磨孔时应该以齿轮的分度圆作定位基准，若工件齿数是3的倍数可用的倍数可用图图3-20所示的方法所示的方法:用三只滚柱三等分装卡用三只滚柱三等分装卡上一页 下一页返回课题三课题三 圆柱齿轮加工圆柱齿轮加工 在内圆磨床的三爪卡盘里。磨削后孔的中心与齿圈的径向跳在内圆磨床的三爪卡盘里。磨削后孔的中心与齿圈的径向跳动小，对以后的磨齿有利。如果工件齿数不能被动小，对以后的磨齿有利。如果工件齿数不能被3整除，则整除，则需采用专用的齿轮节圆夹具。需采用专用的齿轮节圆夹具。 2.齿坯加工齿坯加工 圆盘带孔齿轮的齿坯加工，主要加工齿坯内孔圆盘带孔齿轮的齿坯加工，主要加工齿坯内
42、孔(或带键槽，或带键槽，花键孔花键孔)、齿顶外圆和两个端面。、齿顶外圆和两个端面。 孔加工可采用孔加工可采用:钻、扩、铰、插钻、扩、铰、插;或钻、扩、拉或钻、扩、拉;或钻、扩、或钻、扩、拉、磨拉、磨;或锁、拉、磨在成批生产中，常用六角车床或单轴多或锁、拉、磨在成批生产中，常用六角车床或单轴多刀半自动车床上加工齿坯刀半自动车床上加工齿坯;在大批大量生产中，采用多轴多刀在大批大量生产中，采用多轴多刀半自动机床或自动线加工齿坯。半自动机床或自动线加工齿坯。 3.齿形加工工序的安排齿形加工工序的安排 齿形加工工序的安排主要取决于齿轮精度等级和热处理齿形加工工序的安排主要取决于齿轮精度等级和热处理上一页
43、返回图图3-1 卧式车床主轴简图卧式车床主轴简图返回表表3-1 主轴的技术要求主轴的技术要求返回表表3 -2 砂轮修整和磨削用量砂轮修整和磨削用量返回图图3-2 精磨主轴内锥孔精磨主轴内锥孔返回图图3-3 支承架支承架返回表表3-3 卧式车床主轴加工工艺过程卧式车床主轴加工工艺过程返回表表3-4 主轴工艺的定位基准主轴工艺的定位基准返回图图3-4 锥堵及锥堵心轴锥堵及锥堵心轴返回表表3 -5 主轴的材料与处理主轴的材料与处理返回图图3-5 阶梯轴阶梯轴返回图图3-6 车床主轴箱简图车床主轴箱简图返回图图3-7 主轴箱多刀铣削主轴箱多刀铣削返回图图3-8 组合周磨组合周磨返回图图3-9 镗模镗模
44、返回图图3-10 车床改装的镗床车床改装的镗床返回图图3-11 专用组合性床专用组合性床返回图图3-12 车床主轴箱简图车床主轴箱简图返回表表3 -6 中小批生产的主轴箱箱体工中小批生产的主轴箱箱体工艺过程艺过程返回表表3-7 大批量生产的主轴箱箱体工大批量生产的主轴箱箱体工艺过程艺过程返回图图3-13 吊架式膛模吊架式膛模返回图图3-14 顶面及两销定位性模顶面及两销定位性模返回图图3-15 主轴孔为粗基准的铣夹具主轴孔为粗基准的铣夹具返回图图3-16 剃齿原理剃齿原理返回图图3-17 双片蝶形砂轮磨齿双片蝶形砂轮磨齿返回图图3-18 双蝶形砂轮磨齿工作原理双蝶形砂轮磨齿工作原理返回图图3-19 双联齿轮双联齿轮返回表表3 -9 双联齿轮加工工艺过程双联齿轮加工工艺过程返回图图3-20 分度圆定位磨内孔分度圆定位磨内孔返回
