9-典型零件加工工艺.

典型零件加工工艺§1轴类零件的加工轴类零件的功用、结构与分类•主要功用有：•支承传动件(齿轮、皮带轮等)、传递转矩、承受载荷。•轴的结构特点：•回转体，长度大于直径，一般由同轴心的外圆、圆锥、内孔、螺纹、键槽等组成。•轴的种类有：•光轴(a)、阶梯轴(b)、花键轴(c)、偏心轴(d)、曲轴(e)、凸轮轴(f)、空心轴（g）、十字轴等轴类零件的技术要求尺寸精度轴类零件的支撑轴颈一般与轴承配合，是轴类零件的主要表面，它影响轴的回转精度和工作状态，对其尺寸精度要求较高，为h5～h7；配合轴颈尺寸精度可低些，为h6～h9。几何形状精度轴类零件的形状精度(如圆度、圆柱度、直线度等)应控制在直径公差之内；对精度要求高的轴，应在图样上标注其形状公差。相互位置精度为保证轴上传动件的传动精度，必须规定配合轴颈相对支撑轴颈的位置精度，一般通过径向圆跳动或同轴度来保证。普通精度轴的配合轴颈对支撑轴颈的径向圆跳动，一般规定为0.01mm～0.03mm，高精度轴为0.001mm～0.005mm。表面粗糙度一般地，轴上与轴承相配合的支撑轴颈的表面质量要求最高，表面粗糙度Ra值为0.4µm～0.1µm；其次是配合轴颈和工作表面，其表面粗糙度Ra值为1.6µm～0.4µm。•一般轴类零件常选用45钢，这种材料经调质或正火后，能获得一定的切削性能、强度和韧性，具有较好的综合力学性能；•中等精度而转速较高的轴类零件可选用40Cr等合金结构钢，经调质和表面淬火处理获得较好的综合力学性能；•高精度的轴可选用轴承钢GCr15和弹簧钢65Mn等材料，经调质和表面淬火获得更好的耐磨性和耐疲劳性；•高转速、重载荷等条件下工作的轴可以选用20CrMnTi、20Mn2B、20Cr等低碳合金钢或38CrMoAI氮化钢，经过淬火或氮化处理获得高的表面硬度、耐磨性和心部强度。轴类零件的材料毛坯•轴类零件最常用的毛坯是圆棒料和锻件。重要的轴尤其要使用锻件，以保证金属内部纤维组织均匀连续分布，获得较高的强度。•有些大型轴或结构复杂的轴采用铸件毛坯。热处理•锻件在粗加工前退火或正火，以降低材料硬度、改善切削性能，消除锻造内应力，细化晶粒，并使金属组织均匀。•主轴粗加工后均进行调质处理，提高综合机械性能。•提高轴颈表面和工作表面硬度的表面淬火处理。往复活塞式压缩机曲轴的加工一、曲轴的功用和结构特点曲轴是活塞式压缩机中接受电动机以扭矩形式输入的动力、并将旋转运动变为直线运动的一个重要零件，它在工作过程中将承受周期性的、复杂的交变载荷。曲轴常用材料有优质碳素结构钢(35、40、45号钢)和球墨铸铁(QT60－2)等，因此曲轴毛坯也就有锻造曲轴和铸造曲轴两大类。曲轴的结构特点：整个曲轴是由主轴、与连杆大头配合的曲柄销，联结主轴和曲柄销的曲柄组成。主轴上有与轴承、皮带轮、轴承盖等相配合的几个部分。此外，为了保证连杆大头瓦与曲柄销之间通油润滑，在曲轴上要求钻出细长的交叉油孔；以及固定平衡铁的螺孔、堵油孔的螺孔等。单拐曲轴组件图曲轴的技术要求二、曲轴的工艺特点从机械加工工艺上看，曲轴属于轴类零件，主要是外圆表面的加工。但由于曲轴呈拐状，曲柄销与主轴颈偏离了一定的距离，不在同一轴心线上，形状较复杂，刚性不足，余量较大等结构上的特点，在制订曲轴机械加工工艺过程时，应着重考虑下述几个问题：（1）离心力的平衡问题采用偏心夹具或专用机床加工曲柄销和精磨主轴颈时都要附加配重，保持平衡。（2）采用中心架提高刚性为了防止和减少变形，加工多拐曲轴时常在中间主轴颈部位安装中心架，以增强工件装夹的径向刚度。（3）安装支撑杆提高轴向刚度在曲柄两内侧面之间安装撑杆，提高工件的轴向刚度，避免工件产生弯曲变形。（4）粗精加工分开，三个阶段：粗加工，半精加工，精加工。三、定位基准的选择1．粗基准的选择曲轴加工的第一道工序是钳工划线，划出主轴颈端面的十字中心线以及待加工表面的轮廓线，然后按划线找正将曲轴安装在机床上进行加工。2．精基准的选择加工曲轴的主轴颈以及与主轴颈在同一轴线上的其它表面时，采用两端中心孔位统一定位基准。加工曲轴销时，均以加工过的主轴颈为定位基面，符合定位基准与设计基准重合的原则。加工主要表面的工艺路线：加工中心孔—粗车主轴上各表面—粗车曲柄销表面—超声波探伤—人工时效—修正中心孔—精车主轴上各表面—精车曲轴销—表面淬火—磨主轴颈—磨曲柄销—磁粉探伤。加工方法•曲轴机械加工可以分为外圆加工和平面加工•外圆加工依次为粗车、精车和外圆磨削•曲柄侧平面加工采用刨或铣，或先粗刨后精铣。1）对于主轴颈较大而偏心距又较小的曲轴可以在曲轴两端面上分别各打出两个顶针孔A及B，两顶针孔在端面上的距离即等于曲柄销对主轴颈的偏心距。以顶针孔A为基准加工主轴颈，以顶针孔B为基准加上曲柄销，这样加工曲柄销就不需要专用夹具。加工曲柄销时的定位2）当偏心距较大，曲柄销的轴心线在主轴颈外圆的端面之外时，需借助于专用偏心夹具来定位。这时又有两种不同的方案。(a)使用偏心夹具，工件两端装在夹具开口孔中，在平板上找正曲柄销轴心线同顶针孔同轴(角向定位)后夹紧。(b)曲轴以两端主轴颈为定为基面，装夹于前、后卡盘上，卡盘中心偏离机床轴线的距离即为曲柄销与主轴颈的偏心距。曲轴的检验•工序间检验•全部工序完成之后的全面检验—单件小批生产中，尺寸精度可采用外径千分尺检验；大批量生产中，为节省时间，可采用光滑极限量规检验。表面粗糙度可采用比较法或表面轮廓仪检验位置精度的检验则需要一定的专用检验夹具。•无损探伤，超声波探伤，磁粉探伤曲轴加工工艺过程的简要分析•（1）划分为三个加工阶段，各阶段之间插入热处理和探伤工序。•（2）两个中心孔及主轴颈分别是加工主轴颈和曲柄销的定位基面。•（3）加工主轴颈时所用定位方式随加工阶段的不同而异。•（4）铣键槽时需要尺寸换算。曲轴机械加工典型工艺过程•批量：小批材料：45毛坯：自由锻造工序号工序内容定位基准加工设备10锻后正火处理20铣两端，铣平为止铣床30划两端中心线及曲柄开档线40钻两端中心孔按划线钻床50粗车主轴颈、曲柄外圆弧、曲柄外端面一头加外圆，另一头中心孔车床60粗车曲柄销及其内侧表面主轴颈，曲柄侧面车床70粗铣曲柄两侧面主轴颈，并矫正铣床80刨曲柄底面(与平衡铁贴合面)主轴颈、曲柄侧面刨床90超声波探伤100工序间检验110退火处理工序号工序内容定位基准加工设备120车两端面，修正中心孔主轴颈车床130精车主轴颈及其它外圆中心孔车床140精刨（或精铣）曲柄两侧面主轴颈，并找正刨床（或铣床）150精车曲柄销及开档内端面主轴颈，曲柄侧面靠住角向定位块车床160工序间检验170表面淬火热处理高频淬火机180划各油孔、螺孔线190钻、镗主轴颈中心油孔主轴颈车床200钻油孔、平衡铁螺孔210攻丝，去毛刺•230工序号工序内容定位基准加工设备220铣键槽主轴颈铣床230磨主轴颈及与皮带轮配合面中心孔磨床240磨曲柄销主轴颈，曲柄侧面靠住角向定位块磨床250磁粉探伤磁粉探伤仪260尺寸、形状、位置精度检验检验台•2307§2箱体类零件的加工箱体零件的功用箱体是机器的基础零件，它将机器中有关部件的轴、套、齿轮等相关零件连接成一个整体，并使之保持正确的相互位置，以传递转矩或改变转速来完成规定的运动。箱体零件结构特点结构复杂，壁薄且不均匀，内部腔形，加工部位多，加工难度大。支承孔的尺寸精度、形状精度、和表面粗糙度支撑孔的公差等级一般为IT6~7级，粗糙度Ra1.6~0.8μm支承孔之间的孔距尺寸精度及相互位置精度主要平面的形状精度、相互位置精度和粗糙度支承孔与主要表面的尺寸精度和相互位置精度箱体零件的主要技术要求一般采用铸件。当单件小批生产时采用人工木模铸造；铸出大于50mm的孔。大批大量生产时采用金属模机器造型，大于30mm的孔铸出。为减少毛坯铸造时产生的残余应力，箱体铸造后应安排人工时效。箱体零件的材料及毛坯材料箱体零件常选用铸铁，容易成型、切削性能好、价格低廉和抗震性能好。减轻重量，铝合金。毛坯L型活塞式压缩机机身加工机身的技术要求•轴承座孔对轴承孔的同轴度8级•十字头滑道轴线对轴承孔轴线的垂直度6级•安装汽缸的定位止口轴线对十字头滑道轴线的同轴度8级•轴承孔和轴承座孔的圆柱度D≤220mm7级D＞220mm8级•十字头滑道摩擦面Ra=0.8μm•主轴承孔Ra=1.6μm定位基准的选择•粗基准的选择（1）小轴承孔端面向下，划两滑道孔中心线，及两轴承孔端面线（2）底平面向下，校正轴承孔端面线，使其处于垂直。划主轴中心线，划水平列滑道孔中心十字线及圆线，划底平面加工线和垂直滑道端面线。（3）转过90°，与先前两个位置垂直。划主轴承孔中心线及圆线，划垂直列滑道孔中心线及圆线，划水平列滑道孔端面加工线。•精基准的选择•加工两轴承孔的定位基准可在同一次安装中，镗杆从一个方向加工两孔如果两孔距离过大，可将工作台转过180°，但会影响两轴承孔的同轴度误差可在工件另一侧加一支承，使镗杆成双支承，提高刚度。以底平面定位，并按划线找正轴承孔轴线，使与镗杆轴重合。•加工滑道孔的定位基准滑道孔、汽缸安装止口、端面应该在一次安装中加工。以轴承孔及其端面定位加工滑道孔•使用镗机身滑道孔的专用胎具定位胎具置于镗床工作台上，调整镗杆轴线与胎具轴线在垂直于工作台的同一平面内。将工件置于胎具上，按划线找正，调整滑道孔轴线与镗杆轴线同轴。将工作台转过90°，升高镗床主轴，加工另一个滑道孔。•加工底平面的定位基准•如一开始就加工底平面，且粗、精加工合并为一道工序，可按照划线找正来定位。•如粗、精加工分开，则精加工底平面时，可以用已粗镗、半精镗的大轴承孔机器端面定位，并找正底平面来确定工件的位置。一般在毛坯铸造之后安排一次人工时效即可；对一些高精度或形状特别复杂的箱体，应在粗加工之后再安排一次人工时效，以消除粗加工产生的内应力，保证箱体加工精度的稳定性。工序集中，先主后次箱体零件上相互位置要求较高的孔系和平面，一般尽量集中在同一工序中加工，以减少装夹次数，从而减少安装误差的影响，有利于保证其相互位置精度要求。合理安排时效处理机身加工过程的确定•确定其工艺路线：划线—粗铣（或刨）底平面—粗镗轴承孔及其端面—粗镗滑道孔及其端面—精加工底平面—精镗轴承孔及其端面—精镗滑道孔及其端面。L型机身主要加工过程工序加工内容定位基准加工设备10划中心线和主要加工面线20粗镗两轴承孔、半精镗大轴承孔（定位用）及其端面底平面，并按划线找正镗床30粗镗滑道孔及其端面大轴承孔及其端面，按划线找正镗床40时效处理50粗、精刨底平面大轴承孔及其端面，按划线找正刨床60铣各窗口平面底平面铣床70精镗轴承孔及其端面底平面，并找正轴承孔镗床80精镗滑道孔及其端面大轴承孔及其端面，找正滑道孔镗床90钻、铰、攻各光孔，刮各孔凸台钻模及划线钻床箱体零件的高效自动化加工•箱体类零件结构形状复杂，工序转换多，加工要求多，而在结构上一般允许采用统一基准，所以箱体类零件特别适宜于采用加工中心。•加工中心是多工序自动换刀数控镗铣床。小结9.1概述掌握基本概念：工序、工步、工位、安装、走刀、生产纲领、生产类型9.2机械加工工艺规程掌握概念，掌握制定工艺规程的原始资料和步骤9.3零件的工艺分析和毛坯的选择能够对典型的零件结构进行工艺性分析，了解毛坯类型及选择应考虑的要素9.4工件的定位基准的选择掌握粗基准精基准选择的原则，掌握工件定位原理和不同类型理解夹紧力的确定方法9.5机械加工工艺路线的拟定经济加工精度，加工顺序的安排（加工阶段的划分），集中于分散9.6加工余量和工序尺寸的确定掌握加工余量的概念，基准重合、不重合时工序尺寸的计算