典型零件的工艺过程

第四篇典型零件的工艺过程机器中的零件有各种不同的类型，制造时要针对其具体特征，采用适当的加工工艺。根据机器零件的使用功能、形状及其他特征将其分类，而具有某些共同特征的零件，它们的加工工艺也具有一定的特征和规律性。本章主要对常见典型零件的加工工艺进行分析。课题一轴类零件的工艺分析一、任务描述齿轮轴加工，材料40Cr，数量10件，调质和齿面淬火处理。试选择φ32f7，φ28h6，φ25h6外圆和齿形M，平键槽N的加工方案，并确定所用机床、夹具和刀具。φ30φ28h7φ32f7φ25h60.03AM(m=2.8GM)Nφ5锥销孔配作其余1、名称：齿轮轴2、材料：40Gr3、件数：10件2318N92-B5GB145-85Aφ36h103.21.60.40.43.21.66.3图4-1-1齿轮轴类零件二、工艺分析该零件为长轴类零件加工，结构形状比较复杂，需要进行多工种配合加工完成。1、零件图及尺寸公差分析需要加工的尺寸有φ32f7、φ28h6、φ25h6以及齿形M、平键槽、沟槽等项目，尺寸公差精度要求较高。该轴上表面粗糙度要求较高Ra0.4；其他表面要求Ra1.6及3.2。而且要求调制处理和齿面表面淬火处理。2、技术分析（1）锻造锻造是指利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法。通过锻造能消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷，优化微观组织结构，同时由于保存了完整的金属流线，锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件。相关机械中负载高、工作条件严峻的重要零件，除形状较简单的可用轧制的板材、型材或焊接件外，多采用锻件。（2）退火退火是将金属缓慢加热到一定温度，保持足够时间，然后以适宜速度冷却(通常是缓慢冷却，有时是控制冷却)的一种金属热处理工艺。目的是使经过铸造、锻轧、焊接或切削加工的材料或工件软化，改善塑性和韧性，使化学成分均匀化，去除残余应力，或得到预期的物理性能。（3）调制处理淬火后高温回火的热处理方法称为调质处理。高温回火是指在500-650℃之间进行回火。调质可以使钢的性能，材质得到很大程度的调整，其强度、塑性和韧性都较好，具有良好的综合机械性能。调质常常应用在中碳(低合金)结构钢，也用在低合金铸钢中例如立轴、丝杠、齿轮等。（4）校直调质处理后因为淬火、高温回火后，零件因热力变形和冷却变形，又因零件内应力的不均匀释放，加之长轴类零件为极易应力变形的结构零件。所以，该长轴零件经过粗加工，调制处理后，势必会有轴弯曲的现象，因此要安排校直工序。（5）珩(hang)齿珩齿是一种齿面光整加工的方法，其工作原理与剃齿相同，都是应用交错轴斜齿轮啮合原理进行加工的，所不同的是以珩磨轮代替了剃齿刀。珩磨轮是将磨料和粘结剂等原料混合后，在轮芯（铸铁或钢材）上浇铸而成的螺旋齿轮。珩磨齿面上不做出容屑槽，只是靠磨粒本身进行研削加工。3、工艺安排序号工序名称工序内容定位与夹紧1锻造配料2热处理退火3粗加工车端面，钻顶尖孔三爪卡盘粗车零件各外圆三爪卡盘一夹一顶掉头定总长，车端面，钻顶尖孔，车外圆三爪卡盘4热处理调质5校直两顶尖装夹6半精加工修顶尖孔三爪卡盘半精加工外圆留磨量，长度、沟槽至要求。两顶尖装夹7磨削磨削φ32f7、M外径、至要求，粗磨φ28h6，φ25h6留精磨余量。两顶尖装夹8磨削精磨φ28h6，φ25h6。两顶尖装夹9滚齿粗加工三爪卡盘一夹一顶10热处理表面淬火处理11珩齿精加工齿面两顶尖装夹12铣键槽键槽铣削至尺寸轴用虎钳装夹13修边齿轮修边思考与练习：1、试述齿轮轴零件为什么采用锻件？2、什么是调质处理？3、根据其它资料确定半精加工前的余量，粗磨、精磨的留量是多少？课题二普通盘类零件的工艺过程一、任务描述这类零件的径向尺寸较大，轴向尺寸较短。一般要求加工外圆、端面及内孔，有时还需调头加工。为保证加工要求和数控车削时工件装夹的可靠性，应注意加工顺序和装夹方式。φ70φ58φ5313534461939R2R1R1ABφ69φ750.02AB20φ85φ200图4-2-1盘类零件二、工艺分析该零件为盘类零件加工，结构形状比较复杂，需要进行多次掉头加工完成。1、零件图分析图4-2-1所示为一个比较典型的盘类零件，除端面和内孔的车削加工外，两端内孔还有同轴度要求。为保证车削加工后工件的同轴度，采取先加工左端面和内孔，并在内孔预留精加工余量0.3mm，然后将工件调头安装，在车完右端内孔后，反向车左端内孔，以保证两端内孔的同轴度。2、技术分析（1）数控加工工艺分析主要内容：1）选择适合在数控机床上加工的零件，确定工序内容。2）分析被加工零件的图样，明确加工内容及技术要求，在此基础上确定零件的加工方案，制定数控加工工艺路线，如工序的划分、加工顺序的安排、与传统加工工序的衔接等。3）设计数控加工工序。如工步的划分、零件的定位于夹具的选择、刀具的选择、切削用量的确定等。4）调整数控加工工序的程序。如对刀点、换刀点的选择、加工路线的确定、刀具的补偿。5）分配加工中的容差。6）处理数控机床上部分工艺指令。（2）数控加工工艺的基本特点在普通机床上加工零件时，是用工艺规程或工艺卡片来规定每道工序的操作程序，操作者按工艺卡上规定的“程序”加工零件。而数控机床上加工零件时，要把被加工的全部工艺过程、工艺参数和位移数据编制成程序，并以数字信息的形式控制机床加工。由此可见，数控加工的工艺与普通机床加工工艺在原则上基本相同，但数控加工的整个过程是自动进行的，因而又有其特点。1）工序的内容复杂。这是由于数控机床比普通机床价格贵，若只加工简单工序在经济上不合算，所以在数控机床上通常安排较复杂的工序，甚至在普通机床上难以完成的工序。该零件左端内孔φ70、φ58是基准孔，右端内孔φ69、φ75与基准孔有同轴度要求，在普通机床上要想达到这一要求很困难，无法进行四孔同时加工还有R圆弧的切削加工。因为数控机床自动化程度高，具有加工复杂形状零件的能力，加工精度高，质量稳定。所以，可以考虑四个孔和R圆弧在一次装夹中同时加工完毕。2）工步的安排更为详尽。这是由于在普通机床的加工工艺中不必考虑的问题，如工序内工步的安排、对刀点、换刀点及加工路线的确定等问题，在编制数控机床加工工艺时却不能忽略。如刀路设计。3、工艺安排(1)左端面的加工左端面的加工过程如图4-2-2所示。采用数控车床加工，工件原点设置在右端。外圆车刀：进行车端面和外圆加工。镗孔镗刀：进行φ70φ58孔的粗镗加工。(2)右端的加工右端的加工过程如图4-2-3所示。采用数控车床加工，工件原点设置在右端。外圆车刀：进行车端面和控制总长加工。镗孔镗刀：进行φ69φ75孔的粗、精镗加工。钩形镗刀：进行φ70φ58孔的精镗加工。图4-2-2左端加工示意图图4-2-3右端加工示意图思考与练习：1、数控加工工艺分析主要内容是什么？2、试述普通加工机床与数控加工机床的区别。3、如图4-2-3所示，为什么数控机床能够实现外腔、内腔在一次装夹中镗削。