【重慶大學(xué)機械制造基礎(chǔ)】第12章典型零件加工工藝作業(yè)

第12章典型零件加工工藝作業(yè)1頂尖在軸類零件加工中起什么作用？在什么情況下需進行頂尖孔的修研？有哪些修研方法？答：軸類零件最常用兩中心孔為定位基準(zhǔn)，既符合基準(zhǔn)重合的原則，并能夠在一次裝夾中加工出全部外圓及有關(guān)端面，又符合基準(zhǔn)統(tǒng)一的原則，所以頂尖在軸類零件加工中上重要的定位元件，起主要起定位作用。當(dāng)加工高精度軸類零件時，中心孔的形狀誤差會影響到加工表面的加工精度，另一方面，當(dāng)零件進行熱處理后，中心孔表面會出現(xiàn)一定的變形，因此，要在各個加工階段對中心孔進行修研。修研的方法有三種：用硬質(zhì)合金頂尖修研；用油石、橡膠砂輪或鑄鐵頂尖修研；用中心孔磨床磨削。2主軸的機械加工工藝路線大致過程是怎樣安排的？答：機床主軸一般是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，精度要求較高，其機械加工工藝路線為：備料-正火-車端面和鉆中心孔-粗車各外圓-調(diào)質(zhì)-半精車-精車-表面淬火-粗、精磨外圓表面-磨內(nèi)錐孔等幾個主要工序。3分析主軸加工工藝過程中如何體現(xiàn)基準(zhǔn)統(tǒng)一、基準(zhǔn)重合、互為基準(zhǔn)的原則？它們在保證主軸的精度要求中都起了什么重要作用？答：主軸在加工過程中，各主要加工表面的精加工均采用錐心軸或錐堵等代替內(nèi)孔軸線，采用兩頂尖支承定位。一般在精加工完兩端的錐孔后，兩端用錐堵中心孔定位作為定位基準(zhǔn)，這樣充分體現(xiàn)了基準(zhǔn)統(tǒng)一和基準(zhǔn)重合的原則； 而在精加工兩端錐堵時，又是以軸上的精加工的主要加工外圓作為基準(zhǔn)的，體現(xiàn)了互為基準(zhǔn)的原則。通過采用這些加工措施，充分保證了主軸的軸頸相對于支承軸頸的同軸度和端面對軸心線的垂直度等相互位置精度。4精磨主軸內(nèi)錐孔的工序是怎樣進行？答：主軸錐孔對主軸支承軸頸的徑向跳動，是機床的主要精度指標(biāo)，因而錐孔的磨削是主軸加工的關(guān)鍵工序之一。在精磨主軸內(nèi)錐孔時在專用的磨主軸錐孔夾具上進行。如圖1所示。前后支架和底座固定在一起前支架由帶錐度的巴氏合金襯套支撐主軸工件前錐軸頸，后支架由鑲有尼龍的頂塊支撐工件。必須保證工件軸線與砂輪軸線等高，以免將錐孔母線磨成了曲線。浮動夾頭的錐柄裝在磨床主軸的錐孔內(nèi)，工件尾端夾于卡頭彈性套內(nèi)，用彈簧把彈性套連同工件向左拉，并通過鋼球壓向鑲有硬質(zhì)合金的錐柄端面以限制工件的軸向竄動。圖1 磨主軸錐孔夾具1一彈性套；2一鋼球；3一彈簧；4一浮動夾頭：5一底座；6一支承架5箱體零件的結(jié)構(gòu)特點及主要技術(shù)要求有哪些？這些要求對保證箱體零件在機器中的作用和機器的性能有何影響？答：箱體是機器中箱體部件的基礎(chǔ)零件，由它將有關(guān)軸、套和齒輪等零件組裝在一起，使其保持正確的相互位置關(guān)系，彼此按照一定的傳動關(guān)系協(xié)調(diào)運動。箱體零件的結(jié)構(gòu)特點是：構(gòu)造比較復(fù)雜，箱壁較薄且不均勻，內(nèi)部呈腔形，在箱壁上既有許多精度較高的軸承支承孔和平面，也有許多精度較低的緊固孔。箱體類零件需要加工的部位較多，加工的難度也較大。其主要技術(shù)要求有：（1）支承孔的精度和表面粗糙度。箱體上軸承支承孔應(yīng)有較高的尺寸精度和形狀精度以及較小的表面粗糙度值，否則，將影響軸承外圈與箱體上孔的配合精度，使軸的旋轉(zhuǎn)精度降低，若是機床主軸支承孔，還會影響其加工精度。 （2）支承孔之間的孔距尺寸精度及相互位置精度。箱體上有齒輪嚙合關(guān)系的相鄰孔之間，應(yīng)有一定的孔距尺寸精度及平行度的要求，否則會使齒輪的嚙合精度降低，工作時產(chǎn)生噪聲和振動，并降低齒輪使用壽命，箱體上同軸線孔應(yīng)有一定的同軸度，否則不僅給軸的裝配帶來困難，還會使軸承磨損加劇，溫度升高，影響機器的工作精度和正常運轉(zhuǎn)。 （3）主要平面精度和表面粗糙度。箱體的主要平面是裝配基準(zhǔn)面和加工中的定位基準(zhǔn)面，它們應(yīng)有較高的平面度和較小的表面粗造度數(shù)值，否則將影響箱體與機器總裝時的相對位置和接觸剛度以及加工中的定位精度。 （4）支承孔與主要平面的尺寸精度和相互位置精度。箱體上支承孔對裝配基面要有一定的尺寸精度和平行度要求，對端面要有一定的垂直度要求。如果車床床頭箱主軸孔軸心線對裝配基面在水平面內(nèi)有偏斜，則加工時會使工件產(chǎn)生錐度。只有滿足了這些技術(shù)要求才能保證箱體上孔的配合精度、相對位置精度和接觸剛度，使軸裝配較為容易。6孔系加工方法有哪幾種？舉例說明各加工方法的特點及其適用性。答：孔系是指一系列具有相互位置精度要求的孔.箱體零件的孔系主要有平行系、同軸系和交叉孔系。（1）平行孔系的加工。平行孔系的主要技術(shù)要求是各平行孔軸心線之間及中心線與基準(zhǔn)面之間的尺寸精度和相互位置精度。加工中常用找正法，鏜模法和坐標(biāo)法。找正法是在通用機床上加工箱體類零件使用的方法，可分為劃線找正法，心軸塊規(guī)找正法和樣板找正法，適用于單件小批量生產(chǎn)。用樣板找正法時，樣板上孔系的孔距精度比工件孔系的孔距精度高，孔徑比工件的孔徑大。將樣板裝在工件上，用裝在機床主軸上的千分表定心器，按樣板逐一找正機床主軸的位置進行加工。該方法找正快，不易出錯，工藝裝備簡單，孔距精度可達上005 mm，常用于加工較大工件。 用鏜模法加工孔系時，工件裝夾在鏜模上，鏜桿由模板上的導(dǎo)套支承。加工時，鏜桿與機床主軸浮動連接。影響孔系的加工精度主要是鏜模的精度。用鏜模法孔距精度較高，這種方法定位夾緊迅速，不需找正，生產(chǎn)效率高，普遍應(yīng)用于成批和大量生產(chǎn)中。坐標(biāo)法鏜孔是在普通鏜床、立式銑床和坐標(biāo)鏜床上，借助測量裝置。按孔系間相互位置的水平和垂直坐標(biāo)尺寸，調(diào)整主軸的位置，來保證孔距精度的鏜孔方法?？拙嗑热Q于主軸沿坐標(biāo)軸移動的精度?？捎糜诩庸た拙嗑纫筇貏e高的孔系，如鏜模、精密機床箱體等零件的孔系。（2）同軸孔系加工。同軸孔系的主要技術(shù)要求是孔的同軸度。保證孔的同軸度有如下方法：1）鏜模法；在成批生產(chǎn)中，采用鏜模加工，其同軸度由鏜模保證。2）利用已加工過的孔作支承導(dǎo)向法；這種方法是在前壁上加工完畢的孔內(nèi)裝入導(dǎo)向套，支承和引導(dǎo)鏜桿加工后壁上的孔，3）利用鏜床后立柱上的導(dǎo)向套支承鏜桿法；用這種方法加工時鏜桿為兩端支承，剛度好，但后立柱導(dǎo)套位置的調(diào)整復(fù)雜，且需較長的鏜桿。該方法適用于大型箱體的孔系加工。4）采用調(diào)頭鏜法。當(dāng)箱體箱壁距離較大時，可采用調(diào)頭錘法。即工件一次安裝完畢，鏜出一端孔后，將工件臺回轉(zhuǎn)1800，再鏜另一端的同軸線孔。這種加工方法錘桿懸伸短，剛性好，但調(diào)整工作臺的回轉(zhuǎn)時，保證其回轉(zhuǎn)精度較麻煩。（3）交叉孔系的加工。交叉孔系的主要技術(shù)要求是各孔的垂直度，主要采用機床本身的回轉(zhuǎn)精度和光學(xué)瞄準(zhǔn)器定位等方法加工。7舉例說明安排箱體加工順序時，一般應(yīng)遵循哪些主要原則？答：為了便于安裝，箱體一般采用分離式的。分離式箱體的主要加工部位有：軸承支承孔，接合面、端面及底面等。整個加工過程分為兩個大的階段，先對箱蓋和底座分別進行加工，然后對裝配好的箱體進行整體加工。第一階段主要完成平面，連接孔、螺紋孔和定位孔的加工，為箱體的對合裝配做準(zhǔn)備。第二階段為在對合裝配后的箱體上加工軸承孔及端面，在兩個階段之間安排鉗工工序，將箱蓋與底座合成箱體，用錐銷定位，使其保持一定的相互位置，以保證軸承孔的加工精度和拆裝后的精度。這樣安排符合箱體加工中的先加工平面、后加工支承孔的原則，也符合粗加工與精加工分開的原則，可以保證箱體軸承孔的加工精底和軸承孔的中心高等尺寸達到要求。為了保證達到這些要求，加工底座的結(jié)合面時，應(yīng)以底面為精基準(zhǔn)，這樣可使結(jié)合面加工時的定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)重臺，有利于保證結(jié)合面至底面的尺寸精度和位置精度。箱體對合裝配后加工軸承孔時，仍以底面為主要定位基準(zhǔn)，并與底面上的兩定位銷孔組成一面兩孔的定位方式，既符合基準(zhǔn)統(tǒng)一的原則，也符合基準(zhǔn)重合的原則，有利于保證軸承孔軸心線與結(jié)合面的重合度和與安裝基面的尺寸精度及位置精度。8怎能樣防止薄壁套筒受力變形對加工精度的影響？答：為防止薄壁套筒受力變形，在加工時要注意以下幾點：為減少切削力和切削熱的影響，粗、精加工應(yīng)分開進行。使粗加工產(chǎn)生的熱變形在精加工中可以得到糾正。并應(yīng)嚴(yán)格控制精加工的切削用量，以減少零件加工時的變形。減少夾緊力的影響，工藝上可以采取以下措施：改變夾緊力的方向，即變徑向夾緊為軸向夾緊，使夾緊力作用在工件剛性較好的部位；當(dāng)需要徑向夾緊時，為減少夾緊變形和使變形均勻，應(yīng)盡可能使徑向夾緊力沿圓周均勻分布，加工中可用過渡套或彈性套及扇形夾爪來滿足要求；或者制造工藝凸邊或工藝螺紋，以減少夾緊變形。為減少熱處理變形的影響，熱處理工序應(yīng)置于粗加工之后、精加工之前，以便使熱處理引起的變形在精加工中得以糾正。9深孔加工中首先應(yīng)解決哪幾個主要問題，兩種排屑方式的特點如何？答：鉆深孔時，要從孔中排出大量的切屑，同時又要向切削區(qū)注放足夠的冷卻潤滑液。普通鉆頭由于排屑空間有限，冷卻液進出通道沒有分開，無法注入高壓冷卻液。所以，冷卻、排屑是相當(dāng)困難的。另外，孔越深，鉆頭就越長，刀桿剛性也越差，鉆頭易產(chǎn)生歪斜，影響加工精度與生產(chǎn)率的提高。所以，深孔加工中必須首先解決排屑、導(dǎo)向和冷卻毫米幾個主要問題，以保證鉆孔精度。保持刀具正常工作，提高刀具壽命和生產(chǎn)率。常用的排屑方式有外排屑和內(nèi)排屑兩種，外排屑時，刀具結(jié)構(gòu)簡單，不需用專用設(shè)備與專用輔具，排屑空間較大，但切屑排出時易劃傷孔壁。內(nèi)排屑時，將增大刀桿外徑，提高刀桿剛度，有利于提高進給量和生產(chǎn)率。冷卻排屑效果較好，刀桿穩(wěn)定，可提高孔的精度和降低孔的表面粗糙度值。10滾齒與插齒加工分別用于什么場合？答：滾齒用于加工精度在79級，最高可達45級，齒面Ra為1.60.4微米的外齒輪；插齒機主要加工精度在78，最高可達6，齒面Ra為1.60.2米的外齒輪的雙連具輪和內(nèi)齒輪。滾齒是在滾齒機上進行，主要用于滾切直齒和斜齒外嚙合圓柱齒輪及蝸輪的輪齒。滾齒的加工精度一般在79級，最高可達45級，齒面粗糙度值Ra可達1.60.4m。滾齒可作為剃齒或磨齒等齒形精加工之前的粗加工和半精加工。插齒是在插齒機上進行，主要用于加工直齒圓柱齒輪的輪齒，尤其適合加工內(nèi)齒輪和多聯(lián)齒輪的輪齒，還可加工斜齒輪、人字齒輪、齒條、齒扇及特殊齒形的輪齒。插齒加工精度一般在78級，最高可達6級，齒面粗糙度值Ra可達1.60.2 m，可作為齒輪淬硬前的粗加工和半精加工。加工較大模數(shù)齒輪時，插齒因插齒機和插齒刀的剛性較差，切削時又有空行程存在，生產(chǎn)率比滾齒低；但加工較小模數(shù)齒輪，尤其是寬度較小的齒輪時，其生產(chǎn)率不低于滾齒。11剃齒原理是什么？它能提高齒輪工件哪些方面的精度？答：剃齒加工原理相當(dāng)于一對斜齒輪副的嚙合過程，能進行剃齒切削的必要條件是齒輪副的齒面間有相對滑移，相對滑移的速度就是剃齒的切削速度。剃齒刀在加工過程中，在齒面上產(chǎn)生相對滑動，從齒面上刮下很薄的切屑，在嚙合過程中逐漸將余量切除。剃齒能校正前一工序中留下的齒形誤差、基節(jié)誤差、相鄰周節(jié)誤差和齒圈的徑向圓跳動。12分析珩齒與磨齒有什么異同點？答：珩齒的加工原理與剃齒相同，珩齒可修正齒形淬火后引起的變形，減小齒面表面粗糙度值，提高相鄰周節(jié)的精度，并能修正齒輪的短周期分度誤差，加工成本低、效率高。磨齒是精加工精密齒輪、特別是加工淬硬的精密齒輪的常用方法，對磨前齒輪的誤差或熱處理變形有較強的修正能力，但生產(chǎn)率比珩齒低得多，加工成本高，據(jù)齒面漸開線形成原理的不同，磨齒可分為成形磨齒和展成磨齒兩種。13對不同精度的圓柱齒輪，其齒形加工方案如何選擇？答：齒輪加工的工藝路線一般為：毛坯制造與熱處理一齒坯加工一輪齒加工一齒端加工一輪齒熱處理一精基準(zhǔn)修正一輪齒精加工一檢驗。 對8級精度以下的調(diào)質(zhì)齒輪