1、7575 典型零件加工工艺过程分典型零件加工工艺过程分析析一、轴类零件的加工工艺一、轴类零件的加工工艺 1.1.轴的功能与结构特点轴的功能与结构特点 轴类零件是机轴类零件是机器中的主要零件之器中的主要零件之一，它的主要功能一，它的主要功能是支撑传动零件是支撑传动零件( (齿轮、带轮、离合齿轮、带轮、离合器等器等) )和传递扭矩。和传递扭矩。 齿轮轴的结构齿轮轴的结构见图。见图。2.轴的技术要求轴的技术要求 尺寸精度尺寸精度: 一般为一般为IT6 IT9； 表面粗糙度：表面粗糙度：Ra=6.3 0.4m。 形状精度形状精度: 主要有圆度、圆柱度等；主要有圆度、圆柱度等； 位置精度：位置精度：主要
2、有同轴度，垂直度，对称度等主要有同轴度，垂直度，对称度等。齿形齿形砂轮砂轮越程槽越程槽外圆外圆键槽键槽退刀槽退刀槽螺纹螺纹端面端面 倒角倒角孔孔3.3.材料及热处理工艺的选择材料及热处理工艺的选择 要求不高的轴，可选用普通碳素结构钢要求不高的轴，可选用普通碳素结构钢Q235AQ235A、 Q255AQ255A、Q275AQ275A等，不需热处理。等，不需热处理。 一般要求的轴，可选用优质碳素结构钢一般要求的轴，可选用优质碳素结构钢3535、4545、5050等，并根据其受力条件条件进行不同的热处理等，并根据其受力条件条件进行不同的热处理( (如正火、如正火、调质、淬火等调质、淬火等) )，以获
3、得一定的强度、韧性和耐磨性。，以获得一定的强度、韧性和耐磨性。 重要的轴，可选用合金结构钢重要的轴，可选用合金结构钢40cr40cr、轴承钢、轴承钢GCrl5GCrl5、弹簧钢弹簧钢65Mn65Mn等，进行调质和表面淬火处理，具有较高的等，进行调质和表面淬火处理，具有较高的综合力学性能。综合力学性能。4.4.毛坯毛坯的选择的选择 直径较小的轴或尺寸相近的阶梯轴，可直接切割圆直径较小的轴或尺寸相近的阶梯轴，可直接切割圆钢作为毛坯。钢作为毛坯。5.5.机械加工工艺特点机械加工工艺特点 (1) (1) 定位基准的选择定位基准的选择 粗加工时，以外圆表面定位。粗加工时，以外圆表面定位。 直径直径较大的
4、轴或尺寸较大的轴或尺寸差异大的阶梯轴，以及力学差异大的阶梯轴，以及力学性能要求较高的轴，应采用锻件作为毛坯。性能要求较高的轴，应采用锻件作为毛坯。 对于某些大型的、结构复杂的异形轴，可采用球对于某些大型的、结构复杂的异形轴，可采用球墨铸铁作为毛坯。墨铸铁作为毛坯。 “一夹一顶一夹一顶”装夹长轴装夹长轴三爪卡盘装夹短轴三爪卡盘装夹短轴(2)(2)工艺过程分析工艺过程分析 预备加工：预备加工：包括校直、切断、端面加工和钻中心孔等。包括校直、切断、端面加工和钻中心孔等。粗车工序：粗车工序：粗车直径不同的外圆、端面、切槽等。粗车直径不同的外圆、端面、切槽等。精车工序：精车工序：精车外圆、端面、倒角及螺
5、纹等。精车外圆、端面、倒角及螺纹等。其他工序：其他工序：如铣键槽、铣花键、钻孔等。如铣键槽、铣花键、钻孔等。热处理工序：热处理工序：按工艺需要可在粗车或半精车工序后安排按工艺需要可在粗车或半精车工序后安排。磨削工序：磨削工序：若加工面的尺寸精度高，表面粗糙度值较小，若加工面的尺寸精度高，表面粗糙度值较小， 以及淬火后的工件，可用磨削加工。以及淬火后的工件，可用磨削加工。 精加工时，采用两顶精加工时，采用两顶尖定位，能较好地保证其尖定位，能较好地保证其位置精度的要求。位置精度的要求。(2) (2) 技术要求技术要求: : 表面粗糙度表面粗糙度: Ra0.8um: Ra0.8um位置精度位置精度:
6、 圆跳动圆跳动0.015mm 磨削时采用两顶尖装夹磨削时采用两顶尖装夹 即可保证。即可保证。尺寸精度尺寸精度: IT6 依靠选择适宜的加工方法依靠选择适宜的加工方法 (粗车粗车半半精车精车磨削磨削)来保证。来保证。2 2工艺分析工艺分析 (1) (1) 主要表面的加工方法主要表面的加工方法 1 1台钻主轴的结构和技术要求台钻主轴的结构和技术要求 (1) (1) 结构结构: : 由花键由花键, , 外圆外圆, , 轴肩轴肩, , 倒角倒角, , 螺纹螺纹, , 圆锥等组成。圆锥等组成。 举例举例(2) (2) 定位基定位基准的选择准的选择 因该轴的两个配合表面对因该轴的两个配合表面对A AB B
7、轴心线轴心线均有径向圆跳均有径向圆跳动要求，故应以动要求，故应以AB轴心线轴心线作为定位精基准。作为定位精基准。 (3) (3) 选择毛坯的类型选择毛坯的类型 轴类零件的毛坯通常选用热轧轴类零件的毛坯通常选用热轧( (冷轧冷轧) )圆钢或锻件。圆钢或锻件。台钻主轴材料为台钻主轴材料为40Cr40Cr，各外圆直径相差不大，可直接选，各外圆直径相差不大，可直接选用用 2525的热轧圆钢的热轧圆钢 。(4) (4) 拟定工艺过程拟定工艺过程 该零件的工艺过程卡片见下表。该零件的工艺过程卡片见下表。加工路径加工路径: : 粗车粗车调质调质半半精车精车铣削铣削磨削磨削 该轴大部分为回转表面，应以车削为主
8、；轴承安装该轴大部分为回转表面，应以车削为主；轴承安装面的尺寸精度较高，面的尺寸精度较高，RaRa值小，需通过磨削达到；由于主值小，需通过磨削达到；由于主轴属于小批生产，所以左边花键采用铣削加工。轴属于小批生产，所以左边花键采用铣削加工。切割机切割机工序工序工种工种工序内容工序内容加加 工工 简简 图图设备设备1 下料下料 2525 254 mm254 mm粗粗车车车端面，钻中车端面，钻中心孔，粗车心孔，粗车3个个台阶，各外圆台阶，各外圆直径均留余量直径均留余量2.5 mm。调头，车端面调头，车端面保证总保证总250mm,钻中心孔，粗钻中心孔，粗车车2个台阶，个台阶，各外圆均留余各外圆均留余量
9、量2.5 mm。调质调质HB240HB240 260260热热34修研两端中心孔修研两端中心孔 钳钳工工专用专用磨床磨床2车床车床 铣铣削削半精车圆锥面、半精车圆锥面、螺纹及螺纹及 2020圆柱圆柱面至尺寸；面至尺寸；倒角倒角4 4个；个；轴承安装轴承安装面留面留0.3mm。调头，半精车调头，半精车 1212圆柱面至尺圆柱面至尺寸；寸；倒角倒角3 3个个；轴承安装面留轴承安装面留磨量磨量0.3mm；6铣花键至图纸铣花键至图纸尺寸。尺寸。78磨磨削削轴承安装面磨轴承安装面磨削至尺寸。削至尺寸。检验检验按图纸验收。按图纸验收。铣铣床床磨磨床床5车车床床 半半精精车车1. 盘、套的功能与结构特点盘、
10、套的功能与结构特点 盘套类零件在机械中应用很多，其功用在不同的工盘套类零件在机械中应用很多，其功用在不同的工作条件下表现不同。如作条件下表现不同。如起传递动力作用起传递动力作用各类齿轮、皮带各类齿轮、皮带轮等，轮等，起支撑或导向作用的各类轴承套、导套等。起支撑或导向作用的各类轴承套、导套等。外圆外圆 端面端面孔孔 倒角倒角退刀槽退刀槽皮带轮皮带轮导向套导向套二、盘套类零件的加工工艺二、盘套类零件的加工工艺 套类零件的结构特点是套类零件的结构特点是: 长度大于直径，主要表面长度大于直径，主要表面为同轴度要求较高的内外回转面，壁厚较薄易变形，端为同轴度要求较高的内外回转面，壁厚较薄易变形，端面与轴
11、线要垂直。面与轴线要垂直。 盘类零件的结构特点是盘类零件的结构特点是: 长度小于直径，主要表面长度小于直径，主要表面为同轴度要求较高的内外回转面，端面上的孔或槽较多为同轴度要求较高的内外回转面，端面上的孔或槽较多，端面与轴线要垂直。，端面与轴线要垂直。2. 盘、套的技术要求盘、套的技术要求 尺寸精度尺寸精度: 一般为一般为IT7 IT9； 表面粗糙度：表面粗糙度：Ra=6.3 0.4m。 形状精度形状精度: 主要有圆度、圆柱度等；主要有圆度、圆柱度等； 位置精度：位置精度：主要有同轴度，垂直度，园跳动等。主要有同轴度，垂直度，园跳动等。3. 材料及毛坯的选择材料及毛坯的选择 盘套类零件材料依使
12、用要求不同可选择钢、铸铁、盘套类零件材料依使用要求不同可选择钢、铸铁、青铜或黄铜。青铜或黄铜。 毛坯的选择与其材料、结构、尺寸等因素有关。毛坯的选择与其材料、结构、尺寸等因素有关。 孔径孔径 20mm时，可直接选用热轧或冷拉棒料，也可时，可直接选用热轧或冷拉棒料，也可用实心铸件；用实心铸件； 孔径孔径 20mm时，采用无缝钢管或带孔的铸件、锻件时，采用无缝钢管或带孔的铸件、锻件。大批量生产时，还可用冷挤压或粉末冶金等先进工艺。大批量生产时，还可用冷挤压或粉末冶金等先进工艺制造。制造。4. 机械加工工艺特点机械加工工艺特点 (1) 定位基准的选择定位基准的选择 一般选用外圆作为粗基准，选用孔作为
13、精基准。也一般选用外圆作为粗基准，选用孔作为精基准。也可采用孔与外圆反复互相作为精基准。可采用孔与外圆反复互相作为精基准。(2)(2)保证各表面位置精度的方法保证各表面位置精度的方法 一次装夹中完成内外表面及端面的全部加工一次装夹中完成内外表面及端面的全部加工(一刀活一刀活)； 精加工时采用芯轴装夹车外圆或端面；精加工时采用芯轴装夹车外圆或端面； （注意（注意: 安装芯轴前，孔必需经过精加工。）安装芯轴前，孔必需经过精加工。） 主要加工面内外圆面互为基准反复加工。主要加工面内外圆面互为基准反复加工。(3)(3)防止套类零件变形的工艺施措防止套类零件变形的工艺施措 粗、精加工分开，使粗加工时产生
14、的变形在精加工时粗、精加工分开，使粗加工时产生的变形在精加工时得到纠正；减小切削力、切削热的影响；得到纠正；减小切削力、切削热的影响； 减小夹紧力影响，径向改轴向夹紧，增大夹紧面积；减小夹紧力影响，径向改轴向夹紧，增大夹紧面积； 用增大主偏角和采用内外表面同时加工的方法，减小用增大主偏角和采用内外表面同时加工的方法，减小切削力、切削热的影响；切削力、切削热的影响； 热处理安排在精加工前，适当放大精加工余量。热处理安排在精加工前，适当放大精加工余量。课堂练习课堂练习: 生产生产200件导向套，材料件导向套，材料ZQSn6-6-3。试分析导向套的。试分析导向套的结构和技术要求，拟定其加结构和技术要
15、求，拟定其加工工艺规程。工工艺规程。1. 台钻齿轮的结构和技术要求台钻齿轮的结构和技术要求表面粗糙度表面粗糙度: : Ra1.6umRa1.6um位置精度位置精度: 圆跳动圆跳动0.02mm 尺寸精度尺寸精度: IT7 选择适宜的加工方法选择适宜的加工方法 (粗车粗车半半精车精车滚齿滚齿)来达到来达到。2 2工艺分析工艺分析 该齿轮尺寸不大、形状较复杂，在工作中需承受一该齿轮尺寸不大、形状较复杂，在工作中需承受一定的弯矩，所以毛坯选用定的弯矩，所以毛坯选用45#钢锻造成形。钢锻造成形。j毛坯制造毛坯制造 通过精车时通过精车时“一刀活一刀活”来保来保证。证。 齿轮是机械传动中的重要零件。由于齿轮
16、传动的效齿轮是机械传动中的重要零件。由于齿轮传动的效率高、传动比准确，在高速和重载下齿轮传动体积小，率高、传动比准确，在高速和重载下齿轮传动体积小，所以应用广泛。所以应用广泛。举例举例齿形加工齿形加工 圆柱齿圆柱齿轮齿形轮齿形(尺寸精度尺寸精度IT7IT7，Ra1.6um)Ra1.6um) 可采用滚可采用滚齿加工；爪形齿加工；爪形齿形可采用铣削加工。齿形可采用铣削加工。3. 定位定位基准的选择基准的选择 因为该零件的位置精度都是以孔的轴心线为基准，因为该零件的位置精度都是以孔的轴心线为基准，所以所以精基准精基准是齿轮孔的轴心线是齿轮孔的轴心线。为了保证。为了保证齿坯有足够的齿坯有足够的加工余量
17、，加工余量，齿轮壁厚均匀，选择小外圆作为齿轮壁厚均匀，选择小外圆作为粗基准粗基准。 4. 工艺过程工艺过程 在单件小批生产中，该齿轮的工艺过程可按下表进行。在单件小批生产中，该齿轮的工艺过程可按下表进行。齿坯加工齿坯加工 该零件属于小批生产，根据图中技术要求可采用该零件属于小批生产，根据图中技术要求可采用“粗车粗车钻孔钻孔半精镗半精镗精车精车”的工艺方案。的工艺方案。 工序工序工种工种工序内容工序内容加加 工工 简简 图图设备设备12锻造锻造车削车削用用45#钢棒锻成齿坯。钢棒锻成齿坯。热处理热处理退火。退火。 3粗车大外圆、大端面，粗车大外圆、大端面，钻孔，留余量钻孔，留余量2mm。 4粗车
18、小端面、小外圆、粗车小端面、小外圆、台阶面，留余量台阶面，留余量2mm。精车小端面、小外圆、精车小端面、小外圆、台阶面至尺寸、倒角台阶面至尺寸、倒角3个。个。 车床车床半精镗孔，精车大外圆、半精镗孔，精车大外圆、大端面至尺寸，倒内外角。大端面至尺寸，倒内外角。滚齿滚齿滚削圆柱齿轮齿形。滚削圆柱齿轮齿形。滚齿机滚齿机5插削插削插削键槽。插削键槽。检验检验按图纸验收。按图纸验收。插床插床 6图略图略同图同图( 1 )( 1 )( 2 )铣齿铣齿铣削爪形齿形。铣削爪形齿形。铣床铣床成形铣成形铣削图略削图略 图示方头小轴，中批生产，材料为图示方头小轴，中批生产，材料为20Cr20Cr，要求，要求 12
19、h7 mm段渗碳（深段渗碳（深0.81.1mm），），淬火硬度为淬火硬度为5050 55 HRC55 HRC，试拟定其机械加工工艺规程。，试拟定其机械加工工艺规程。练习一练习一 指出花键套的结构和技术要求，拟定其指出花键套的结构和技术要求，拟定其机械加工工艺规程。机械加工工艺规程。练习二练习二练习三练习三 图示方头小轴，中批生产，材料为图示方头小轴，中批生产，材料为20Cr20Cr，要求，要求 12h7 mm段渗碳（深段渗碳（深0.81.1mm），），淬火硬度为淬火硬度为5050 55 HRC55 HRC，试拟定其机械加工工艺规程。，试拟定其机械加工工艺规程。练习三练习三工序工序工种工种工序内容工序内容加加 工工 简简 图图设备设备12铸造铸造铣削铣削用用HT200铸造成形。铸造成形。热处理热处理退火。退火。 3 4粗铣大端面、小端面；粗铣大端面、小端面；半精铣大端面、小端面；半精铣大端面、小端面；精铣小端面。精铣小端面。铣床铣床1钻、扩、铰钻、扩、铰 1818孔孔2个，个，4销孔销孔2个。个。钻扩铰钻扩铰钻削钻削6.5孔孔6个；个；鍯削鍯削15孔孔6个。个。5钻孔钻孔攻丝攻丝钻钻10孔孔3个个 ；扩孔；扩孔2个；个；攻丝攻丝2个。个。检验检验按图纸验收。按图纸验收。钻床钻床2 27图略图略同上图同上图钻床钻床1退火炉退火炉砂型砂型铸造铸造铣床铣床2钻、钻、鍯鍯 6
