工藝習(xí)題課件

1、1典型零件加工 軸類零件加工 套類零件加工 箱體類零件加工 綜合練習(xí)2典型零件加工軸類零件加工 一、概述：功用和結(jié)構(gòu)特點 軸類零件主要用于支承傳動零件（齒輪、帶輪等），承受載荷、傳遞轉(zhuǎn)矩以及保證裝在軸上零件的回轉(zhuǎn)精度根據(jù)結(jié)構(gòu)形狀，軸的分類如圖61所示。根據(jù)軸的長度 L 與直徑 d 之比，又可分為剛性軸（ L / d 12 ）和撓性軸（ L / d 12 ）兩種。（可分為光滑軸、臺階軸、空心軸和曲軸等） 1)功用傳遞扭矩、支承傳動件。 結(jié)構(gòu)特點回轉(zhuǎn)體，長度常直徑。 2)技術(shù)要求一般尺寸、形狀、位置精度高。 3)零件材料、毛坯、熱處理 工藝過程分析：分析技術(shù)條件，找出主要加工面。3典型零件加工 結(jié)

2、構(gòu)：軸類零件通常由內(nèi)外圓柱面、內(nèi)外圓錐面、端面、臺階面、螺紋、鍵槽、花鍵、橫向孔及溝槽等組成。2）軸類零件的技術(shù)要求、材料和毛坯裝軸承的軸頸和裝傳動零件的軸頭處表面，一般是軸類零件的重要表面，其尺寸精度、形狀精度（圓度、圓柱度等）、位置精度（同軸度、與端面的垂直度等）及表面粗糙度要求均較高，是在制訂軸類零件機械加工工藝規(guī)程時，應(yīng)著重考慮的因素。一般軸類零件常選用 45 鋼；對于中等精度而轉(zhuǎn)速較高的軸可用 40cr ；對于高速、重載荷等條件下工作的軸可選用 20Cr 和 20CrMnTi 等低碳合金鋼進行滲碳淬火，或用 3sCrMoAIA 氮化鋼進行氮化處理。軸類零件的毛坯最常用的是圓棒料和鍛件

3、，只有某些大型的、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的軸才采用鑄件（鑄鋼或球墨鑄鐵）。 二、分析1)加工階段劃分2)定位基準選擇與轉(zhuǎn)換3)工序安排順序基準先行、深孔、其它5外圓表面的加工方法和加工方案外圓表面是軸類零件的主要表面，因此要合理地制訂軸類零件的機械加工工藝規(guī)程外圓表面的車削加工 根據(jù)毛坯的制造精度和工件最終加工要求，外圓車削一般可分為粗車、半精車、精車、精細車。粗車的目的是切去毛坯硬皮和大部分余量。加工后工件尺寸精度 IT11 IT13 ，表面粗糙度 Ra5012.5m 。半精車的尺寸精度可達 IT8 IT11 ，表面粗糙度角 Ra6.33.2m 。半精車可作為中等精度表面的終加工，也可作為磨削或精加工的預(yù)

4、加工。精車后的尺寸精度可達 IT7 IT8 ，表面粗糙度 Ra1.6 0.8m 。精細車后的尺寸精度可達 IT6 一 IT7 ，表面粗糙度 Ra0.40.025m 。精細車尤其適合于有色金屬加工，有色金屬一般不宜采用磨削，所以常用精細車代替磨削。6外圓表面的磨削加工磨削是外圓表面精加工的主要方法之一。它既可加工淬硬后的表面，又可加工未經(jīng)淬火的表面。根據(jù)磨削時工件定位方式的不同，外圓磨削可分為：中心磨削和無心磨削兩大類。1中心磨削中心磨削即普通的外圓磨削，被磨削的工件由中心孔定位，在外圓磨床或萬能外圓磨床上加工。磨削后工件尺寸精度可達工 IT6IT8 ，表面粗糙度 Ra0.80.1m。按進給方式

5、不同分為縱向進給磨削法和橫向進給磨削法。(1）縱向進給磨削法（縱向磨法）。如圖62所示砂輪高速旋轉(zhuǎn)，工件裝在前后頂尖上，工件旋轉(zhuǎn)并和工作臺一起縱向往復(fù)運動。(2）橫向進給磨削法（切人磨法）72無心磨削無心磨削是一種高生產(chǎn)率的精加工方法，以被磨削的外圓本身作為定位基準。目前無心磨削的方式主要有貫穿法和切入法。圖64所示為外圓貫穿磨法的原理。 8(1)定位基準的選擇用兩中心孔（頂尖孔）定位，工件裝夾方便，符合基準統(tǒng)一和基準重合原則，容易保證較高位置精度，應(yīng)用很廣泛。加工過程中，中心孔始終要保持準確和清潔。每次熱處理后，在轉(zhuǎn)入下一加工階段前應(yīng)對中心孔進行研磨或修整，以去除中心孔表面的氧化皮或其他損傷

6、。用外圓表面定位，一般用卡盤裝夾。因基準面的加工和工件裝夾都比較方便，故此法應(yīng)用也較多。車削長軸時，常將軸的一端裝夾在卡盤中，另一端用后頂尖頂住或用中心架托住，因此工件加工時剛性比用兩頂尖定位時好。但是，卡盤定位精度低，工件調(diào)頭車削時，兩端外圓表面會產(chǎn)生同軸度誤差，影響位置精度。 10例：傳動軸加工工藝過程圖示為車床溜板箱中一根傳動軸。分析其機械加工工藝。(l）傳動軸各主要部分的作用及技術(shù)要求 在24 的軸段上裝一個雙聯(lián)齒輪， 為傳遞運動和動力，軸上開有鍵槽。 軸上左、右兩端22 和20 為軸頸， 支承在溜板箱箱體的軸承孔中。22 、24 和20 等 配合面對軸線 A 的徑向圓跳動允差為0.0

7、2。 端面 C 和 B 對軸線 A 的端面跳動允差不大于0.03。 工件材料為 45鋼，兩端軸頸淬火硬度為 40 45 HRC。 12（2）基準選擇 為保證各主要外圓表面和端面的相互位置精度，選用兩端的中心孔作為粗、精加工定位基準。這樣，符合基準統(tǒng)一和基準重合原則，也可提高生產(chǎn)率。（3）生產(chǎn)類型為單件小批生產(chǎn)，選用35 圓鋼料作毛坯。（4）工藝分析該零件各加工面，均有一定的尺寸精度、位置精度和粗糙度要求。軸上的鍵槽，可在立式銑床上使用鍵槽銑刀銑出。其余各加工表面，報據(jù)技術(shù)要求，可采用粗車半精車粗磨精磨的加工順序，其加工工藝過程見表62。14帶輪軸加工工藝過程分析 圖示帶輪軸工作圖樣。生產(chǎn)類型為

8、小批生產(chǎn)。材料為 15 鋼。主要技術(shù)條件：滲碳層深度，應(yīng)控制在 1215mm 范圍內(nèi)； 外圓 22f7 需經(jīng)滲碳淬火，HRC5863 。 可以看出只有22f7 處需滲碳處理，其余部分均不可滲碳。零件上不需滲碳的部分，可加大余量，待滲碳后車去滲碳層或在不需滲碳處涂防滲材料。加工余量應(yīng)單面略大于滲碳深度，故右端直徑取25mm ，單面去碳余量為 2.5mm ，總長兩端也應(yīng)有滲碳余量各 3mm 。 在磨外圓前由于已經(jīng)過淬火工序，兩端中心孔在淬火時易產(chǎn)生氧化皮及變形，故增加一道研磨中心孔的工序。表614為帶輪軸的加工工藝過程。15帶輪軸加工工藝過程分析1617典型零件加工外圓表面精加工與光整加工方法 1

9、)磨削加工、頂尖孔的作用與修磨 2)頂尖孔對質(zhì)量的影響：深度、同軸度、圓度 修研方法：油石、鑄鐵、硬質(zhì)合金、專用磨床 3)提高磨削生產(chǎn)率的方法： 高速磨削、寬與多片砂輪、強力磨削、沙帶磨削 4)光整加工：高精度磨削、超精加工、研磨、滾壓18典型零件加工曲軸加工工藝特點 1)功用直線運動旋轉(zhuǎn)運動。 結(jié)構(gòu)特點細長、多拐，剛性差。2)技術(shù)要求動平衡等。3)零件材料、毛坯、熱處理4)工藝分析：定位基準、軸頸加工、測量 注意平衡的控制、平行的保證、強度20典型零件加工套類零件加工1)功用支承、導(dǎo)向、液壓缸、汽缸等。 結(jié)構(gòu)特點回轉(zhuǎn)體，長度常直徑2)技術(shù)要求一般尺寸、形狀、位置精度高。3)零件材料、毛坯、熱

10、處理21典型零件加工箱體類零件加工 工藝過程分析： 1）擬定箱體工藝過程的共同性原則 先面后孔、粗精分開、工序間時效、一般以重要孔為粗基準。 箱體平面加工方法：常為刨、銑、磨 箱體孔系加工方法：平行孔系找正、鏜模、坐標 同軸孔系利用已加工孔或掉頭 交叉孔系利用機床精度保證 設(shè)備：鉆床（臺式、搖臂）、鏜床、車床23一、主軸箱加工工藝過程及其分析24一、主軸箱加工工藝過程及其分析（一）主軸箱加工工藝過程-a：小批生產(chǎn)26一、主軸箱加工工藝過程及其分析（一）主軸箱加工工藝過程-c:不同批量工藝比較27分離式箱體加工工藝過程及其分析（一）分離式箱體的主要技術(shù)要求 對合面對底座的平行度誤差不超過 0.5

11、 / 10000 。 對合面的表面粗糙度Ra 1.6 m ，兩對合面的接合間隙 0.03mm 。 軸承支承孔必須在對合面上， 誤差 0.2 mm 。 軸承支承孔的尺寸公差為H7 ， 表面粗糙度 Ra 1.6 m ， 圓柱度誤差不超過孔徑公差之半， 孔距精度誤差為 0.05 0.08mm 。 28分離式箱體加工工藝過程及其分析3031考試題目類型 填空題 、判斷題 、單項選擇 、多項選擇 、名詞解釋 、簡答題 、分析計算題 、編制工藝 例一：1、機床夾具通常由 、 、 等組成。 2、零件加工表面層的殘余應(yīng)力對其疲勞強度的影響很大。磨削加工時，表面層的殘余應(yīng)力為 應(yīng)力，會降低零件的疲勞強度，采用

12、工藝可使表面疲勞強度得到改善。定位裝置 、夾緊裝置、夾緊體、對刀裝置、動力裝置（任答三個）拉，滾壓（拋丸、噴沙） 32例二：（ ）1. 在產(chǎn)品設(shè)計中應(yīng)用成組技術(shù)可以大大減小新設(shè)計的工作量。（ ）2. 在加工工序中用作工件定位的基準稱為工序基準。（ ）3. 欠定位是不允許的。 33例三： （ ）在球體上銑平面，要求保證尺寸H（圖1），必須限制 個自由度。 A、1 B、2 C、3 D、4（ ）. 誤差的敏感方向是 。 A、主運動方向 B、進給運動方向 C、過刀尖的加工表面的法向D、過刀尖的加工表面的切向（ ）.在球體上銑平面，若采用圖2所示方法定位，則實際限制 個自由度。 A、 1 B、2 C、3

13、 D、4A、C、CH圖1圖234例四： （ ）如圖2所示，零件安裝在車床三爪卡盤上車孔（內(nèi)孔車刀安裝在刀架上）。加工后發(fā)現(xiàn)被加工孔出現(xiàn)外大里小的錐度誤差。產(chǎn)生該誤差的可能原因有 。 A、主軸徑向跳動 B、三爪裝夾面與主軸回轉(zhuǎn)軸線不同軸 C、車床縱向?qū)к壟c主軸回轉(zhuǎn)軸線不平行 D、刀桿剛性不足（ ）. 下列誤差因素中屬于隨機誤差的因素有 。 A、機床熱變形 B、工件定位誤差 C、夾緊誤差 D、毛坯余量不均引起的誤差復(fù)映 BC BCD 圖235例五：欠定位、誤差復(fù)映例六：在車床上加工一批光軸的外圓，加工后經(jīng)度量發(fā)現(xiàn)整批工件有下列幾何形狀誤差。如圖3。錐形(a)，鞍形(b)，腰鼓形(c)，喇叭形(d)

14、。試分別說明可能產(chǎn)生上述誤差的主要因素？a)機床主軸、尾座不同軸；導(dǎo)軌與回轉(zhuǎn)主軸不平行；誤差復(fù)映等。b)機床主軸、尾座剛度不夠；導(dǎo)軌與回轉(zhuǎn)主軸空間交錯；誤差復(fù)映。c)工件剛度不夠；導(dǎo)軌不直；誤差復(fù)映等。d)主軸傾角擺動；工件剛度不夠；誤差復(fù)映等。（帶下劃線為主因） 36試分析圖3所示的三種加工情況，加工后工件表面會產(chǎn)生何種形狀誤差？假設(shè)工件的剛度很大，且車床床頭剛度大于尾座剛度。a)徑向切削力使尾頂尖處的位移量大于前頂尖處的，加工后工件外圓表面成錐形（右端直徑大于左端直徑）。b)軸向切削力使工件受到扭矩的產(chǎn)生順時針方向的偏轉(zhuǎn)。若刀具剛度很大，加工后端面會產(chǎn)生中凹。c）切削力作用點位置變化，將使

15、工件產(chǎn)生鞍形誤差（且右端直徑大于左端直徑）。（可圖示） 37所示夾具，四個端面均已加工合格，現(xiàn)加工兩個平行孔8 +0.036/0 mm，要求兩孔軸線平行度為0.06/100mm，工件其余表面為不加工表面。在題圖中圈劃出該鉆模存在的主要問題并引出序號標記；按標記序號給出原因。 38（描述可直接標示）件1導(dǎo)向孔太長，孔定位靠螺紋，導(dǎo)向孔精度太低，N-N剖面有過定位（定位不準確），件4不易于制造，工件右端孔需有輔助支撐（加工時平衡進給力），以工件毛坯面定位，夾具磨損后不易修復(fù)、排屑和清屑困難 （回答合理，任意指出3處即給滿分） 39例七：在車床上半精鏜一短套工件的內(nèi)孔。已知：半精鏜前內(nèi)孔有圓度誤差為

16、0.45mm，YF0.75，K頭40 000N/mm，K架10 000N/mm，CF2100N/mm，f0.05mm/r。只考慮加工過程中切削力變化的影響時，試求：一次走刀后的圓度誤差為多少?需幾次走刀方可使加工后的圓度誤差控制在0.01mm以內(nèi)?又若想一次走刀達到圓度0.01mm的要求，需選用多大的進給量f ?（計過程分，計算錯誤扣1分，只寫計算結(jié)果不計分）系統(tǒng)剛度：，誤差復(fù)映系數(shù) 。 K8000 N/mm； 1）一次走刀后圓度：0.0124mm， 二次后：0.00034mm，2）需2次走刀。 3）f0.037mm/r。40所示工件，表面A要求滲碳處理，滲碳層深度規(guī)定為0.50.8mm，零件

17、上與此有關(guān)的加工過程如下： 1)精車A面，保證尺寸 mm；2)滲碳處理，控制滲碳層深度為H1； 3)精磨A面，保證尺寸 mm；試求H1 。參考尺寸鏈（4分），為間接保證，是封閉環(huán)，減環(huán)；、Tdt是增環(huán)，解尺寸鏈，（可按入體原則給出答案） 41結(jié)構(gòu)工藝性練習(xí)試分析習(xí)圖示零件在結(jié)構(gòu)工藝性上有哪些缺陷？如何改進？ 42答案 螺紋左端無倒角，右端無退刀槽。應(yīng)增加倒角和退刀槽。 錐面與圓柱面連接處應(yīng)加退刀槽。 右端圓柱面右端應(yīng)加倒角，與大圓柱面右端面連接處應(yīng)加退刀槽。 兩鍵槽寬度應(yīng)一致，且方位也應(yīng)一致。修改后見圖43自由度練習(xí)試分析習(xí)圖示各定位方案中： 各定位元件限制的自由度； 判斷有無欠定位或過定位；

18、 對不合理的定位方案提出改進意見。a）車階梯軸小外圓及臺階端面；b）車外圓，保證外圓與內(nèi)孔同軸；c）鉆、鉸連桿小頭孔，要求保證與大頭孔軸線的距離及平行度，并與毛坯外圓同軸；d）在圓盤零件上鉆、鉸孔，要求與外圓同軸。44答案a） 三爪卡盤限制 4個自由度；前后頂尖限制 5個自由度。 4個自由度被重復(fù)限制，屬過定位。 去掉三爪卡盤，改為撥盤+雞心卡撥動。b） 圓柱面限制 4個自由度；端面限制 3個自由度。 2個自由度被重復(fù)限制，屬過定位。 在端面處加球面墊圈 45c） 大平面限制 3個自由度；圓柱銷限制 2個自由度；V形塊限制 2個自由度。 自由度被重復(fù)限制，屬過定位。 將V形塊改為在 方向浮動的形式。 d） 大平面限制 3個自由度