《車削加工工藝基礎(chǔ)》PPT課件.ppt

1、典型軸類零件車削加工工藝基礎(chǔ),六、擬定工藝路線舉例,例：圖7-14所示方頭小軸，中批生產(chǎn)，材料為20Cr，要求12h7 mm段滲碳（深0.8mm1.1mm），淬火硬度為50 HRC 55 HRC，試擬定其工藝路線。,圖7-14 方頭小軸,擬定工藝路線舉例,1.分析零件圖 ; 2. 加工方法 ; 3. 擬訂工藝路線 。,圖7-14 方頭小軸,4.1 車床概述,4.1 車床概述 金屬切削機床是制造機器的機器，車床是機床的一種，用來進行車削加工。它的功能強，用途廣泛。因此，在一般機械制造工廠中，車床在各種金屬切削機床中所占的比例最大。 4.1.1 車床結(jié)構(gòu)及參數(shù) 車床的種類很多，大致可分為臥式車床、

2、立式車床、轉(zhuǎn)塔車床、仿形車床、多刀車床、自動車床等。其中，CA6140型臥式車床是最常用的車床，如圖4-1所示。,4.1 車床概述,圖4-1 CA6140型臥式車床,4.2 車削加工基礎(chǔ)知識,圖4-33 車床加工的典型表面,4.3 軸類零件的加工工藝,4.3 軸類零件的加工工藝 4.3.1 定位基準(zhǔn)的選擇 零件進行機械加工之前，為了保證加工表面的尺寸精度和相互位置精度的要求，便于合理安排加工順序，必須正確選擇定位基準(zhǔn)。這是因為在加工階段開始，前道工序必須為后續(xù)工序提供好定位基準(zhǔn)面。對于軸類零件而言，其定位基準(zhǔn)面的選擇，通常有如下幾類：,4.3 軸類零件的加工工藝,4.3.1.1 采用兩中心孔

3、這是最常用的一種方式。因為軸類零件各外圓表面、錐孔、螺紋表面的同軸度以及端面對主軸軸線的垂直度是其相互位置精度的主要項目，而這些表面的設(shè)計基準(zhǔn)一般都是軸的中心線，軸的中心線的具體具現(xiàn)是兩端面的中心孔，采用兩中心孔定位，符合基準(zhǔn)重合這一基本定位原則, 再則，采用中心孔定位，能夠最大限度地在一次安裝中加工出多個外圓和端面，完成多道工序的切削加工，符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。,4.3 軸類零件的加工工藝,4.3.1.2 采用外圓表面 當(dāng)加工較粗、較長的軸類零件 ，或為了在粗加工階段實現(xiàn)強力切削，則采用軸的外圓表面作為定位基準(zhǔn)面，或是以外圓和中心孔同時作為定位基準(zhǔn)面，其目的是為了提高工件剛度和加工生產(chǎn)率。,4.

4、3 軸類零件的加工工藝,4.3.2.2 車外圓 車削的步驟如下： 根據(jù)圖樣要求檢驗毛坯是否合格，表面是否有缺陷。 檢查車床是否運轉(zhuǎn)正常，操縱手柄是否靈活。 裝夾工件并校正。 安裝車刀。 試切。試切方法與步驟如圖4-40所示 切削。在試切的基礎(chǔ)上，調(diào)整好背吃刀量后，扳動自動進給手柄進行自動走刀。當(dāng)車刀進給到距尺寸末端35時，應(yīng)提前改為手動進給，以免走刀超長或?qū)④嚨杜龅娇ūP爪上。如此循環(huán)直至尺寸合格，然后退出車刀，最后停車。,4.3 軸類零件的加工工藝,圖4-40 試切的方法與步驟 （a）開車對刀，使車刀與工件表面輕微接觸 （b）向右退出車刀 （c）橫向進刀 （d）切削13 （e）退出車刀，進行度

5、量 （f）如果尺寸不到位，再進刀,4.3 軸類零件的加工工藝, 加工工藝 車削軸類零件外圓表面的大致工藝順序為：荒車粗車半精車精車精細(xì)車。在加工具體的件時，則要根據(jù)零件精度要求來選擇加工工序，不一定要經(jīng)過全部的加工階段。 各種加工工藝所能達到的經(jīng)濟精度和表面粗糙度值，以及各種典型的加工方法見表4-5所示。,4.3 軸類零件的加工工藝,外圓面檢驗 外圓表面的加工，一方面要保證零件圖上要求的尺寸精度和表面粗糙度，另一方面還應(yīng)保證形狀和位置精度的要求。檢查時，可采用鋼尺、游標(biāo)卡尺、千分尺或百分表等工具。 用游標(biāo)卡尺測外徑,圖4-41 測量外徑的方法,4.3 軸類零件的加工工藝,用千分尺測外徑圖4-4

6、1 測量外徑的方法 測量時，工件放置于兩測量面間，先直接轉(zhuǎn)動微分筒。當(dāng)測量面接近工件時，改用測力裝置，直到發(fā)出“卡、卡”跳動聲音，此時，應(yīng)鎖緊測微螺桿，進行讀尺。,4.3 軸類零件的加工工藝, 外圓長度尺寸的檢測 外圓加工結(jié)束后，一般使用鋼直尺、內(nèi)卡鉗、游標(biāo)卡尺和深度游標(biāo)卡尺來測量長度，對于批量大精度較高的工件可用樣板測量，如圖4-43所示。,圖4-43 外圓長度尺寸檢測,4.3 軸類零件的加工工藝,4.3.6 典型軸類零件的車削加工工藝分析 軸類零件的加工工藝因其用途、結(jié)構(gòu)形狀、技術(shù)要求、產(chǎn)量大小的不同而有差異，現(xiàn)以兩個典型軸類零件進行加工工藝分析。 4.3.6.1 軸類零件加工的主要工藝問

7、題 軸類零件加工的主要工藝問題是如何保證各加工表面的尺寸精度、表面粗糙度和主要表面之間的相互位置精度。 軸類零件加工的典型工藝路線如下： 毛坯及其熱處理預(yù)加工車削外圓銑鍵槽、螺紋加工等熱處理磨削。 預(yù)加工包括：校正、切斷、切端面和鉆中心孔。,車削典型零件的加工工藝分析,工藝分析和制定過程：,零件圖紙工藝分析,確定裝夾方案,確定工序方案,確定工步順序,確定進給路線,確定所用刀具,確定切削參數(shù),填寫工藝文件,車削加工典型零件實例 （單擊觀看錄像100秒）,4.3 軸類零件的加工工藝,4.3.6.2 典型階梯軸加工工藝分析 階梯軸的結(jié)構(gòu)分析,圖4-67 某階梯軸的零件圖,齒輪軸示意圖,軸類零件加工的

8、主要工藝,技術(shù)要求,工藝過程卡片,形狀精度,軸類零件加工工藝,結(jié)構(gòu)分析,階梯軸加工工藝分析,尺寸精度,表面粗糙度,熱處理,位置精度,4.3 軸類零件的加工工藝,4.3.6.2 典型階梯軸加工工藝分析 階梯軸的結(jié)構(gòu)分析 該零件的結(jié)構(gòu)具有如下特點：從形狀上看，該軸為多階梯結(jié)構(gòu)的實心軸；從長度與直徑之比看，該工件屬于剛性軸；從表面加工類型看，外圓表面有圓柱面、退刀槽、端面、倒角、臺階、螺紋及鍵槽等。 階梯軸的技術(shù)要求分析 階梯軸的技術(shù)要求是根據(jù)其功用和工作條件制訂的。,4.3 軸類零件的加工工藝, 尺寸精度和形狀精度：配合軸頸尺寸公差等級通常為IT8IT6，該軸配合軸頸兩處為IT7；支承軸頸一般為I

9、T7IT6，精密的為IT5，該軸支承軸頸17 及15 為IT6；軸頸的形狀精度（圓度、圓柱度）要求限制在直徑公差范圍之內(nèi)，要求較高的應(yīng)標(biāo)注在零件圖上，該軸形狀公差均未注出。 位置精度：配合軸頸對支承軸頸一般有徑向圓跳動或同軸度要求，裝配定位用的軸肩對支承軸頸一般有端面圓跳動或垂直度要求。徑向圓跳動和端面圓跳動公差通常為0.010.03，高精度軸為0.0010.005，該軸有一個同軸度要求，其值為0.032.,4.3 軸類零件的加工工藝, 表面粗糙度；軸頸的表面粗糙度值Ra應(yīng)與尺寸公差等級相適應(yīng)。公差等級為IT5的Ra值為0.40.2m；公差等級為IT6的Ra值為0.80.4m；公差等級為IT8

10、IT7的Ra值為0.80.6m。裝配定位用的軸肩Ra值通常為1.60.8m。非配合的次要表面Ra值常取6.3m。該軸的兩支承表面及22配合表面為0.8m，15配合表面為1.6m，鍵槽底孔為6.3m，其余為12.5m。 熱處理：軸的熱處理要根據(jù)其材料和使用要求確定。對于傳動軸，正火、調(diào)質(zhì)和表面淬火用得較多。該軸要求調(diào)質(zhì)處理。,4.3 軸類零件的加工工藝, 階梯軸的加工工藝過程 該階梯軸的材料為40Cr鋼，因為各外圓直徑相差不大，且屬單件生產(chǎn)，故毛坯可選擇35的圓鋼棒料。工件首先車削成形，對于精度較高、表面粗糙度值Ra較小的外圓，在車削后還應(yīng)磨削加工。車削和磨削時以兩端的中心孔作為定位精基準(zhǔn)。 要

11、求不高的外圓在半精車時加工到規(guī)定尺寸；退刀槽、倒角和螺紋在半精車時加工；鍵槽在半精車之后進行劃線及銑削；調(diào)質(zhì)處理安排在粗車和半精車之間，調(diào)質(zhì)后要修研一次中心孔，以消除熱處理變形和氧化皮；在磨削之前，一般還應(yīng)修研一次中心孔，進一步提高定位精基準(zhǔn)的精度。,4.3 軸類零件的加工工藝,綜上所述，階梯軸的工藝過程如下： 下料車兩端面，鉆中心孔粗車各外圓調(diào)質(zhì)修研中心孔半精車各外圓，切槽，倒角車螺紋劃鍵槽加工線銑鍵槽修研中心孔磨削檢驗。 其工藝過程如表4-7所示：,4.3 軸類零件的加工工藝,4.3 軸類零件的加工工藝,4.3 軸類零件的加工工藝,4.3.6.3 某輸出軸的加工工藝的分析 輸出軸的結(jié)構(gòu)分析

12、 圖4-68所示為大批量生產(chǎn)的輸出軸的零件圖。該軸上有臺階、外圓柱面、退刀槽、倒角、花鍵、鍵槽、螺紋等表面，是一根實心剛性軸。 零件的作用和主要技術(shù)要求 軸上的A、B兩段是支承軸頸，與滾動軸承內(nèi)圈過渡配合。動力是由與直徑為26的軸段相配合的齒輪傳入（兩者為過渡配合并加平鍵聯(lián)結(jié)），經(jīng)裝在輸出端花鍵上的齒輪傳出。,4.3 軸類零件的加工工藝,4.3.6.3 輸出軸的加工工藝的分析,圖668 輸出軸的零件圖,4.3 軸類零件的加工工藝,從對零件工作條件的分析可知，兩支承軸頸A、B是軸的裝配基準(zhǔn)面，因此技術(shù)要求中各項精度指標(biāo)是以支承軸頸A、B為基準(zhǔn)確定的，直徑為26的軸頸和花鍵是零件的重要表面，它們的

13、尺寸精度、相互位置精度和表面粗糙度都有如下較高要求： 兩支承軸頸為20 ，尺寸精度在IT6IT7之間，表面粗糙度Ra0.8m。 配合軸頸為26 ，尺寸精度在IT7IT8之間，表面粗糙度Ra0.8m，其上鍵槽兩側(cè)面的對稱中心相對于花鍵大徑的軸心線的對稱度公差為0.05。,4.3 軸類零件的加工工藝, 兩支承軸頸為20 ，尺寸精度在IT6IT7之間，表面粗糙度Ra0.8m。 配合軸頸為26 ，尺寸精度在IT7IT8之間，表面粗糙度Ra0.8m，其上鍵槽兩側(cè)面的對稱中心相對于花鍵大徑的軸心線的對稱度公差為0.05。 花鍵是大徑定心的六齒花鍵，大徑為33 ，尺寸精度在IT7IT8之間，表面粗糙度Ra0

14、.8m，鍵寬8 ，表面粗糙度Ra1.6m，鍵側(cè)的對稱中心對兩支承軸頸A、B的平行度，在任意38范圍之內(nèi)為0.03。,4.3 軸類零件的加工工藝, 作裝配定位用的三個軸肩對支承軸頸A、B有端面圓跳動的要求，其值均為0.04，以保證定位精度。 零件材料為45鋼，要求調(diào)質(zhì)處理220240HB，花鍵部分高頻淬火4042HRC。 毛坯選擇 該軸各外圓直徑相差不大，對強度沒有特殊要求，而生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，故選用棒料作毛坯。 定位基準(zhǔn)的選擇 為了保證表面相互位置精度，選工件兩端面的中心孔作定位精基準(zhǔn)。為加工出兩端面和中心孔，選擇毛坯外圓作定位粗基準(zhǔn)。,4.3 軸類零件的加工工藝,工藝路線的擬定 工件精度

15、要求最高的表面是兩支承軸頸、一處配合軸頸和外花鍵處，其尺寸精度為IT6IT8，表面粗糙度Ra1.60.8m,花鍵要求高頻淬火，由此零件的最終工序應(yīng)是外圓磨削和花鍵磨削，考慮大批量生產(chǎn)中常用綜合花鍵環(huán)規(guī)檢查花鍵的等分質(zhì)量，所以宜先先磨外圓，后磨花鍵側(cè)面。 磨花鍵前先粗銑花鍵和高頻淬火，磨各段外圓前要進行半精車和切槽、倒角。在半精車之后、磨削之前，穿插螺紋和鍵槽等次要表面的加工。,4.3 軸類零件的加工工藝,調(diào)質(zhì)是為了使零件獲得良好的綜合機械性能，可安排在粗車之前也可以在粗車之后進行。但由于粗車后，工件內(nèi)部殘存大量的內(nèi)應(yīng)力，而內(nèi)應(yīng)力的消除，可提高加工精度的穩(wěn)定性，故將調(diào)質(zhì)安排在粗車之后進行。 綜合

16、上述分析，擬定出輸出軸的工藝路線如下： 下料車端面打中心孔粗車調(diào)質(zhì)車端面修中心孔半精車車螺紋劃線銑鍵槽粗銑花鍵去毛刺高頻淬火修整中心孔磨外圓磨花鍵側(cè)面檢驗。 其工藝過程如表4-8所示,4.3 軸類零件的加工工藝,4.3 軸類零件的加工工藝,課程作業(yè)-,1.分析如左圖減速箱傳 動軸工作圖結(jié)構(gòu)特性。 2.并擬定加工工藝規(guī)程。,3.2.1 零件的工藝分析,1.零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 零件的結(jié)構(gòu)工藝性是指所設(shè)計的零件在能滿足使用要求的前提下制造的可行性和經(jīng)濟性。它包括零件的整個工藝過程的工藝性，涉及的面很廣，具有綜合性。而且在不同的生產(chǎn)類型和生產(chǎn)條件下，同樣的結(jié)構(gòu)，制造的可能性和經(jīng)濟性可能不同，因此必須

17、根據(jù)具體的生產(chǎn)類型和生產(chǎn)條件，全面、具體、綜合地分析其結(jié)構(gòu)工藝性。表3.3列出了一些零件機械加工工藝性對比的例子，供參考。,4.3 軸類零件的加工工藝,檢驗的步驟和方法： 4.3.7.1 外圓柱面尺寸精度的檢驗 檢驗工具和方法因生產(chǎn)批量不同而不同。單件小批量生產(chǎn)時，尺寸精度可采用通用量具，如鋼直尺、游標(biāo)卡尺、千分尺、卡鉗、百分表及深度游標(biāo)卡尺等檢驗工具來測量軸徑和軸長；,4.3 軸類零件的加工工藝,4.3.7.2 形狀精度的檢驗 形狀精度的測量一般包括有圓度及圓柱度誤差測量。在形狀誤差的檢測中，以測得要素作為實際要素，根據(jù)測得要素來評定形狀誤差值，判斷是否符合形狀精度要求。 外圓柱面的圓度誤差

18、測量 車削、磨削加工的外圓柱面誤差多為橢圓形，一般用千分尺和游標(biāo)卡尺按兩點法測量。方法如下：用千分尺或游標(biāo)卡尺分別測定最大直徑處及最小直徑處，以兩直徑差的一半作為該軸的單個截面上的圓度誤差。或用如下方法較精密測量。,4.3 軸類零件的加工工藝, 用百分表測量 在車間，軸的外圓表面的圓度誤差一般用百分表（指示精度為0.01）或千分表（指示精度為0.001或0.002）進行測量。 百分表常用的有鐘表式和杠桿式兩種，鐘表式百分表簡稱為百分表，它的結(jié)構(gòu)形狀如圖4-70所示。,4.3 軸類零件的加工工藝,圖4-70 百分表,圖4-71 杠桿式百分表,（a） （b） （c） 圖4-72 百分表、杠桿式百分

19、表的測量方法,4.3 軸類零件的加工工藝, 用圓度儀測量 如圖4-73所示，將工件放在精密轉(zhuǎn)臺4上，精密轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)，測針觸頭相對轉(zhuǎn)臺中心軌跡即為模擬的理想圓，被測實際輪廓對模擬理想圓的徑向變化，由電測頭3測量，再經(jīng)電子系統(tǒng)處理后，在圓掃描示波器的屏幕6上顯示出被測實際輪廓的形狀，并在數(shù)字顯示器7上以數(shù)字直接顯示圓度誤差值。,圖473 圓度儀 1儀器主體 2直線測量架 3電測頭 4精密轉(zhuǎn)臺 5分析顯示器6屏幕 7數(shù)字顯示器 8放大濾波器 9記錄器 10直角坐標(biāo)記錄器 11操縱臺,4.3 軸類零件的加工工藝,4.3.7.4 位置精度的檢驗 位置精度的檢驗項目一般包括有：各表面對兩支承軸頸的徑向圓跳動

20、、端面圓跳動及同軸度等。 外圓表面徑向圓跳動的測量 將零件的兩支承軸頸置于V形架上調(diào)平，用百分表（或千分表）來檢驗外圓表面，如圖4-79所示。將工件回轉(zhuǎn)一周，則百分表上所得的讀數(shù)差，即是該截面的圓跳動誤差，取各截面上測量得到的最大差值，成為該工件的徑向圓跳動誤差。,4.3 軸類零件的加工工藝,端面圓跳動的測量 如圖4-79所示，將兩支承軸頸置于V形架上調(diào)平，百分表的測頭靠在需測量的端面上，將工件旋轉(zhuǎn)一周，觀察百分表的指針偏動，其最大讀數(shù)差就是測量面上所測直徑處的端面圓跳動，再將測頭放置在同一端面若干不同直徑處進行測量，其跳動量的最大值即為該工件的端面圓跳動誤差。,4.3 軸類零件的加工工藝,圖

21、4-79 外圓面、端面對支承軸頸的跳動公差的檢驗,4.3 軸類零件的加工工藝, 兩支承軸頸的同軸度 測量方法如圖4-80所示，百分表上的圓跳動量反映的是兩支承軸頸對兩中心孔公共軸線的同軸度誤差與軸頸圓度誤差之和。當(dāng)圓度誤差很小而可忽略時，表測數(shù)據(jù)視為支承軸頸對兩中心孔公共軸線的同軸度誤差；當(dāng)圓度誤差不能忽略時，則表測數(shù)據(jù)減去圓度誤差為支承軸頸對中心孔公共軸線的同軸度誤差。,圖4-80 各表面對兩支承軸頸的同軸度,4.3 軸類零件的加工工藝,鍵槽對稱度的檢測 將工件置于V形鐵內(nèi)，選擇一塊與鍵槽寬度相同的量塊塞入鍵槽內(nèi)，使量塊的平面大致處于水平狀態(tài)，用百分表檢測量塊的上表面a，使之與平板平行并讀數(shù)

22、，然后將工件轉(zhuǎn)過180，用百分表檢測量塊的下表面b，使之與平板平行并讀數(shù)，上、下兩表面讀數(shù)的差值即為軸上鍵槽的對稱度，應(yīng)在0.05以內(nèi)，如圖4-81所示。,圖4-81 用百分表檢測鍵槽對稱度,4.3 軸類零件的加工工藝,圖4-82 洛氏硬度計及硬度檢測,4.4 盤套類零件車削加工工藝,4.4 盤套類零件車削加工工藝 4.4.1 套筒零件的加工工藝分析 套筒零件由于功用、結(jié)構(gòu)形狀、材料、熱處理以及尺寸不同，其工藝差別很大。但大多數(shù)套筒零件加工的關(guān)鍵都是圍繞如何保證內(nèi)孔與外圓表面的同軸度、端面與其軸線的垂直度、相應(yīng)的尺寸精度、形狀精度和套筒零件的厚度薄易變形的工藝特點來進行的。,4.4 盤套類零件

23、車削加工工藝,4.4.1.1 套筒零件的典型加工工藝 當(dāng)套筒零件的內(nèi)孔是最重要的加工表面時 粗加工內(nèi)孔粗、精加工外圓終加工內(nèi)孔 當(dāng)套筒零件的外圓是最重要的加工表面時 粗加工外圓粗、精加工內(nèi)孔終加工外圓 4.4.1.2 保證套筒零件表面位置精度的方法 由于套筒零件的主要位置精度是內(nèi)外表面之間的同軸度以及端面與孔軸線的垂直度要求，為保證精度要求，常采用下列方法： 在一次裝夾中完成內(nèi)外表面及端面的全部加工，這樣可消除工件的裝夾誤差而獲得較高的相互位置精度；,4.4 盤套類零件車削加工工藝, 主要表面的加工分在幾次裝夾中進行，加工時內(nèi)外圓表面互為基準(zhǔn)，反復(fù)進行，由于前一道工序為下一道工序提供了精確的定

24、位基準(zhǔn)，因而可得到較高的相互位置精度。 4.4.1.3 防止加工中套筒變形的措施 套筒零件的孔壁較薄，剛性差，在加工中因受到夾緊力、切削力、內(nèi)應(yīng)力和切削熱等因素的影響，易產(chǎn)生變形，故在工藝上可考慮： 粗、精加工分開進行，這樣可減少切削力和切削熱的影響。 熱處理安排在粗、精加工階段之間，使熱處理后產(chǎn)生的變形在精加工中給予糾正。,4.4 盤套類零件車削加工工藝, 為了減少夾緊力的影響，可將徑向夾緊改為軸向夾緊；或盡可能使徑向夾緊力均勻，使其分布在較大的面積上；使用過渡套、彈性膜片卡盤、液性塑料夾具及經(jīng)過修磨的三爪自定心卡盤和軟爪等夾具夾緊工件；在工件上做出工藝凸緣以提高其徑向剛性。 4.4.1.4

25、 某套筒零件的加工工藝 如圖4-83所示套筒零件，是水平轉(zhuǎn)盤的定心零件。其中40m6的外圓與轉(zhuǎn)盤的盤面內(nèi)孔屬于過渡配合，并加平鍵連接實現(xiàn)周相固定；35g6的外圓與基準(zhǔn)件內(nèi)孔采用間隙配合，以保證轉(zhuǎn)盤繞基準(zhǔn)件精確回轉(zhuǎn)；螺紋用于轉(zhuǎn)盤與基準(zhǔn)件的軸向連接；22H7的孔用來安裝校正心軸。,4.4 盤套類零件車削加工工藝,加工表面 所需加工的表面包括有：外圓、內(nèi)孔、端面、鍵槽、退刀槽、螺紋及內(nèi)外倒角等。 技術(shù)精度要求 尺寸精度為IT9IT6，最高精度在40及35的兩段外圓處，為IT6級，內(nèi)孔22的尺寸精度為IT7，其余尺寸未注精度。 表面粗糙度Ra0.80.2m， 35外圓處要求最高，為Ra0.2m， 40外圓及22內(nèi)孔為Ra0.4m，50臺階端面為Ra0.8m,其余為Ra6.3m。 內(nèi)外圓柱面同軸度要求均為0.01，臺階端面對孔的