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1、機(jī)械制造工藝 《機(jī)械制造工藝》全書教學(xué)設(shè)計方案 教師： 序號： 授課時間 授課班級 上課地點 所屬項目 緒論 學(xué)習(xí)任務(wù) 概述 課時 2 教學(xué)目標(biāo) 最終目標(biāo) 能正確把握機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展趨勢，掌握機(jī)械制造技術(shù)主要任務(wù)。 促成目標(biāo) 1.了解機(jī)械制造技術(shù)及其發(fā)展趨勢 2.掌握機(jī)械制造技術(shù)應(yīng)用的主要任務(wù) 3.熟悉金屬切削加工 教學(xué)過程設(shè)計 1. 任務(wù)引入 制造業(yè)（manufacturing in

2、dustry）為人類創(chuàng)造著輝煌的物質(zhì)文明。世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的趨勢表明，制造業(yè)是一個國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基石。 生產(chǎn)各種機(jī)械、儀器和工具的工業(yè)稱為機(jī)械制造業(yè)。機(jī)械制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)中最重要的一部分，是一個國家或地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)。據(jù)統(tǒng)計，目前我國的制造業(yè)總產(chǎn)值占世界制造業(yè)總產(chǎn)值的35%左右，我國的制造業(yè)總產(chǎn)值占國內(nèi)生產(chǎn)總值的29.4%以上。 在經(jīng)濟(jì)全球化的進(jìn)程中，隨著勞動和資源密集型產(chǎn)業(yè)向發(fā)展中國家轉(zhuǎn)移，我國正在逐步成為世界的重要制造基地。但是，由于我國工業(yè)化進(jìn)程起步較晚，與國際先進(jìn)水平相比，我國的制造業(yè)和制造技術(shù)還存在著階段性的差距，因此必須加強(qiáng)對制造技術(shù)領(lǐng)域的研究，大膽進(jìn)行先進(jìn)制造技術(shù)的“原始創(chuàng)

3、新、集成創(chuàng)新和引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新，更加注重協(xié)同創(chuàng)新”，盡快形成我國自主創(chuàng)新和跨越式發(fā)展的先進(jìn)制造技術(shù)體系，使我國制造業(yè)在國內(nèi)外市場競爭中立于不敗之地。 2. 相關(guān)知識 一、機(jī)械制造技術(shù)及其發(fā)展趨勢 制造技術(shù)是使原材料變成產(chǎn)品的技術(shù)的總稱，也是制造業(yè)本身賴以生存的關(guān)鍵基礎(chǔ)技術(shù)。機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步在很大程度上取決于機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展。隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，當(dāng)前機(jī)械制造技術(shù)已成為國際間科技競爭的重點，也是衡量一個國家科技發(fā)展水平的重要標(biāo)志。 機(jī)械制造技術(shù)是研究制造生產(chǎn)裝備過程中的基本原理、技術(shù)和工藝方法及相應(yīng)的機(jī)床、刀具和夾具的一門工程技術(shù)?，F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，特別是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信

4、息技術(shù)、微電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，促使常規(guī)技術(shù)與數(shù)控技術(shù)、傳感器技術(shù)、精密檢測技術(shù)、系統(tǒng)技術(shù)、伺服技術(shù)等相互結(jié)合，給機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展提供了新技術(shù)和新觀念，使機(jī)械制造業(yè)發(fā)生了深刻的變化。 機(jī)械制造技術(shù)向精密加工和超精密加工方向發(fā)展。隨著生產(chǎn)的發(fā)展和科學(xué)實驗的需求，許多零件的形狀越來越復(fù)雜、精度要求越來越高、表面粗糙度要求越來越低，相繼出現(xiàn)了化學(xué)機(jī)械加工、電化學(xué)加工、超聲波加工、激光加工、超精密研磨與拋光、納米加工等特種加工，以及超精密加工技術(shù)和復(fù)合加工技術(shù)。實現(xiàn)精密和超精密加工，必須具有與之相適應(yīng)的加工設(shè)備、工具、儀器以及加工環(huán)境與檢測技術(shù)。 機(jī)械制造技術(shù)向高精度、高效率、高柔性化

5、和自動化方向發(fā)展。計算機(jī)輔助設(shè)計與制造（CAD/CAM）、柔性制造系統(tǒng)（FMS）、計算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）的應(yīng)用越來越廣泛，整個生產(chǎn)過程在計算機(jī)的控制下，實現(xiàn)自動化、柔性化、智能化、集成化，使產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率大大提高，縮短生產(chǎn)周期，提高經(jīng)濟(jì)效益。 發(fā)展高速切削、強(qiáng)力切削，提高切削加工效率也是機(jī)械制造技術(shù)發(fā)展的一個方向。要實現(xiàn)高速切削與強(qiáng)力切削，必須有與之相適應(yīng)的機(jī)床和切削刀具。目前數(shù)控車床主軸轉(zhuǎn)速已達(dá)5?000?r/min；加工中心主軸轉(zhuǎn)速已達(dá)20?000?r/min；磨削速度普遍已達(dá)40～60?m/s（一般在35?m/s左右），高的可達(dá)80～120?m/s。 二、機(jī)械制造技術(shù)應(yīng)用

6、的主要任務(wù) 1．保證產(chǎn)品質(zhì)量，制造優(yōu)質(zhì)的裝備 制造合格的產(chǎn)品是機(jī)械制造技術(shù)應(yīng)用的首要任務(wù)。 2．提高勞動生產(chǎn)率 提高勞動生產(chǎn)率是人類不斷追求的目標(biāo)，只有提高勞動生產(chǎn)率社會才能進(jìn)步，提高生產(chǎn)率也是機(jī)械制造業(yè)永恒的課題。 3．降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益 在生產(chǎn)技術(shù)上，采用新材料、新工藝、新技術(shù)等可有效降低成本。 4．降低工人勞動強(qiáng)度，保證安全生產(chǎn) 在設(shè)計和制造工藝裝備、生產(chǎn)準(zhǔn)備和制造過程中，首要目標(biāo)是降低工人勞動強(qiáng)度和保證安全生產(chǎn)，做到“以人為本，安全第一”。 5．環(huán)境保護(hù) 在機(jī)械制造的全過程中，要減少對環(huán)境的污染，不能只搞生產(chǎn)，不管環(huán)境；要考慮對切屑、粉塵、廢切削液、油霧等采

7、取適當(dāng)措施，避免環(huán)境污染。 3. 任務(wù)實施 三、金屬切削加工 使用金屬切削刀具從工件上切除多余（或預(yù)留）的金屬（使之成為切屑）從而獲得形狀、尺寸精度、位置精度及表面質(zhì)量都合乎技術(shù)要求的零件的一種機(jī)械加工方法稱為金屬切削加工（metal cutting）。 1．切削運動 金屬切削加工時，任何一個工件都要經(jīng)過由毛坯加工到成品的過程，在這個過程中，要使刀具對工件進(jìn)行切削加工形成各種表面，必須使刀具與工件間產(chǎn)生相對運動，這種相對運動稱為切削運動（cutting motion）。 （1） 主運動（main motion）。 （2） 進(jìn)給運動（feed motion）。 （3） 合成

8、切削運動（resultant cutting motion）。 2． 工件上的加工表面 （1）待加工表面。是工件上有待切除的表面。 （2）已加工表面。是工件上經(jīng)刀具切削后產(chǎn)生的表面。 （3）過渡表面（切削表面）。 3．切削用量 切削用量（cutting data）是指切削速度vc、進(jìn)給量f（或進(jìn)給速度vf）和背吃刀量ap（切削深度）三者的總稱，也稱切削用量三要素，它是調(diào)整刀具與工件之間相對運動速度和相對位置所需的重要工藝參數(shù)。 （1） 切削速度vc（cutting speed）。 （2）進(jìn)給量f （feed rate）。vf =nf （3）背吃刀量ap（cutting de

9、pth）。 4．切削層橫截面要素 切削層的參數(shù)如下。 （1）切削層公稱橫截面積AD。簡稱切削層橫截面積，它是在切削層尺寸平面內(nèi)度量的橫截面積，單位為mm2。 （2）切削層公稱寬度bD。平行于過渡表面度量的切削層尺寸。 （3）切削層公稱厚度hD。垂直于過渡表面度量的切削層尺寸。 作業(yè) 思考練習(xí) 教學(xué)反饋 《機(jī)械制造工藝》教學(xué)設(shè)計方案 教師： 序號： 授課時間 授課班級 上課地點 所屬項目 項目7減速器

10、機(jī)械裝配工藝規(guī)程編制與實施 學(xué)習(xí)任務(wù) 任務(wù)7.2減速器機(jī)械裝配工藝規(guī)程編制與實施 課時 4 教學(xué)目標(biāo) 最終目標(biāo) 能合理編制機(jī)械部件、機(jī)器的機(jī)械裝配工藝規(guī)程并實施，裝配出合格的部件或產(chǎn)品 促成目標(biāo) 1．能正確分析部件、機(jī)器的技術(shù)要求和使用要求 2．能對部件、機(jī)器的裝配工藝及裝配誤差進(jìn)行合理性分析，并提出改進(jìn)建議 3．能考慮部件、機(jī)器裝配成本，并對裝配工藝過程進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計 4．能正確選擇裝配方法，合理編制部件、機(jī)器機(jī)械裝配工藝規(guī)程，正確填寫機(jī)械裝配工藝文件 5．能正確選用裝配工具實施裝配，對部件或產(chǎn)品進(jìn)行調(diào)試 6．能查閱并貫徹相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，執(zhí)行安全文明生產(chǎn)

11、7．能注重培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)與良好習(xí)慣 教學(xué)過程設(shè)計 1. 任務(wù)引入 圖7.10所示為蝸輪與錐齒輪減速器，試編制其機(jī)械裝配工藝規(guī)程并實施。 1—箱體；2、32、33、42—調(diào)整墊圈；3、20、24、37、48—軸承蓋；4—蝸桿軸；5、21、40、51、54—軸承； 6、9、11、12、14、22、31、41、47、50—螺釘；7—手把；8—蓋板；10—箱蓋；13—環(huán)； 15、28、35、39—鍵；16—聯(lián)軸器；17、23—銷；18—防松鋼絲圈；19、25、38—毛氈； 26—墊圈；27、45、49—螺母；29、43、52—齒輪；30—軸承套；34—蝸輪； 36—蝸

12、輪軸；44—止動墊圈；46—壓蓋；53—墊片；55—隔圈 圖7.10 蝸輪與錐齒輪減速器 2. 相關(guān)知識 1．產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)工藝性 （1）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性的概念。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性是指所設(shè)計的產(chǎn)品在能滿足使用要求的前提下，制造、維修的可行性和經(jīng)濟(jì)性，包括產(chǎn)品生產(chǎn)工藝性和產(chǎn)品使用工藝性。前者是指其制造的難易程度與經(jīng)濟(jì)性，后者則指其在使用過程中維護(hù)保養(yǎng)和修理的難易程度與經(jīng)濟(jì)性。產(chǎn)品生產(chǎn)工藝性除零件的結(jié)構(gòu)工藝性外，還包括產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的裝配工藝性。 （2）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的裝配工藝性分析。 ①結(jié)構(gòu)的繼承性好和“三化”程度高。 ②產(chǎn)品能分解成獨立的裝配單元。 ③各裝配單元要有正確的裝配基準(zhǔn)。 ④要便于裝

13、拆和調(diào)整。 ⑤減少裝配時的修配工作和機(jī)械加工。 ⑥滿足裝配尺寸鏈“環(huán)數(shù)最少原則”。 ⑦各種連接的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)便于裝配工作的機(jī)械化和自動化。 2．裝配的組織形式及生產(chǎn)類型 （1）裝配的組織形式。 按照機(jī)器產(chǎn)品在裝配過程中移動與否，裝配組織形式可分為有固定式裝配和移動式裝配兩種。 ①固定式裝配。固定式裝配是指產(chǎn)品或部件的全部裝配工作都安排在某一固定的裝配工作地點進(jìn)行的裝配。 根據(jù)裝配地點的集中程度與裝配工人流動與否，又可將固定式裝配分為以下三種。 ②移動式裝配。移動式裝配是指零、部件按裝配順序從一個裝配地點移動到下一個裝配地點，各裝配地點的工人分別完成各自承擔(dān)的裝配工序，直至最后一

14、個裝配地點，以完成全部裝配工作的裝配。 移動式裝配分為自由移動式裝配和強(qiáng)制移動式裝配。 （2）生產(chǎn)類型及其工藝特點。 3．裝配工藝規(guī)程的制定 （1）制定裝配工藝規(guī)程的基本要求。裝配是機(jī)器制造和修理的最后階段，是機(jī)器質(zhì)量的最后保證環(huán)節(jié)。在制定裝配工藝規(guī)程時應(yīng)符合以下基本要求。 ①在保證裝配質(zhì)量的前提下，盡量提高裝配效率和降低裝配成本。 ②在充分利用現(xiàn)有生產(chǎn)條件的基礎(chǔ)上，盡量采用國內(nèi)外先進(jìn)工藝技術(shù)和經(jīng)驗。 ③對結(jié)構(gòu)和裝配工藝特征相近的產(chǎn)品和部件，應(yīng)盡量采用或設(shè)計典型的工藝規(guī)程。 ④工藝規(guī)程的內(nèi)容和文件形式應(yīng)正確、統(tǒng)一和清晰，其繁簡程度應(yīng)與生產(chǎn)類型相適應(yīng)。 ⑤必須注重生產(chǎn)安全和工業(yè)

15、衛(wèi)生。 （2）制定裝配工藝規(guī)程的原始資料。此時，通常應(yīng)具備以下原始資料。 ①機(jī)器產(chǎn)品的裝配圖以及有關(guān)的零件圖。 ②機(jī)器產(chǎn)品驗收的技術(shù)條件。 ③產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)及生產(chǎn)類型。 ④現(xiàn)有生產(chǎn)條件和工藝技術(shù)資料。 （3）制定裝配工藝規(guī)程的步驟。 ①進(jìn)行產(chǎn)品分析。 ②確定裝配方法與裝配組織形式。 ③劃分裝配單元。 ④確定裝配順序。 ⑤劃分裝配工序，進(jìn)行工序設(shè)計。 ⑥編寫裝配工藝文件。 ⑦制訂產(chǎn)品的檢驗和試驗規(guī)范。 4.減速器裝配質(zhì)量的檢驗 （1）檢驗普通圓柱蝸桿蝸輪副的嚙合質(zhì)量。 ①側(cè)隙大小的檢查。 ②接觸斑點的檢驗。 （2）錐齒輪傳動裝置的檢驗項目。 ①檢驗錐齒輪傳動

16、裝置軸線相交的正確性。 ②檢驗錐齒輪軸線之間角度的準(zhǔn)確性。 3. 任務(wù)實施 1．減速器機(jī)械裝配工藝規(guī)程編制 （1）減速器裝配的常規(guī)技術(shù)要求。 ①機(jī)器的組裝、部裝以及總裝一定要按裝配工藝順序進(jìn)行，不能發(fā)生工藝干涉，如軸中間的齒輪還沒裝，便先裝配了軸端的軸承等。 ②零件和組件必須正確安裝在規(guī)定位置，不允許裝入圖樣中未規(guī)定的其他任何零件，如墊圈、襯套之類零件，未經(jīng)檢查合格、驗收、未打印和油漆未干的零件一概不準(zhǔn)裝配。 ③各固定連接牢固、可靠。 ④各軸線之間相互位置精度（如平行度、同軸度、垂直度等）必須嚴(yán)格保證。 ⑤回轉(zhuǎn)件運轉(zhuǎn)靈活，滾動軸承間隙合適，潤滑良好，不漏油。 ⑥嚙合零件（

17、如蝸桿副、錐齒輪副）正確嚙合，符合規(guī)定的技術(shù)要求。 ⑦任何相互配合的表面盡量不要在裝配時修整，要求配作零件（如鍵和鍵槽）的修配除外。 ⑧機(jī)器裝配后進(jìn)行試車，試運轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速應(yīng)接近機(jī)器額定轉(zhuǎn)速；試車時，潤滑油內(nèi)嚴(yán)禁加入研磨劑和雜質(zhì)；齒面接觸面積要達(dá)到規(guī)定的等級要求。 （2）減速器的裝配工藝過程 ①裝配前的準(zhǔn)備工作。 a. 研究和熟悉產(chǎn)品裝配圖的技術(shù)要求及驗收技術(shù)條件，了解產(chǎn)品的性能、結(jié)構(gòu)以及各零件的作用和相互連接關(guān)系。 b. 確定裝配方法、裝配順序和所需的裝配設(shè)備和工藝裝備。 c. 領(lǐng)取、備齊零件，并進(jìn)行清洗、涂防護(hù)潤滑油。 ②裝配前期工作。包括零件的清洗、整形及補(bǔ)充加工（如配鉆、配

18、鉸等）。 ③零件的預(yù)裝配。零件的預(yù)裝配又稱試裝或試配，是為保證產(chǎn)品總裝質(zhì)量而進(jìn)行的各連接部位的局部試驗性裝配。 ④減速器組件的裝配。 ⑤減速器總裝配和調(diào)試。 （3）填寫裝配工藝文件。 2．減速器機(jī)械裝配工藝規(guī)程實施 （1）裝配工作法。 ①可拆連接的裝配?？刹疬B接有螺紋連接、鍵連接、花鍵連接和圓錐面連接，其中螺紋連接應(yīng)用最廣。 ②不可拆連接的裝配。不可拆連接的特點是連接零件不能相對運動，當(dāng)拆開連接時，將損傷或破壞連接零件。屬于不可拆連接的有過盈連接、焊接連接、鉚釘連接、黏合連接和滾口及卷邊連接。 （2）蝸輪與錐齒輪減速器裝配。 作業(yè) 思考練習(xí) 教學(xué)反饋 1

19、 機(jī)械制造工藝 《機(jī)械制造工藝》教學(xué)設(shè)計方案 教師： 序號： 授課時間 授課班級 上課地點 所屬項目 項目7減速器機(jī)械裝配工藝規(guī)程編制與實施 學(xué)習(xí)任務(wù) 任務(wù)7.1機(jī)械裝配方法選擇 課時 4 教學(xué)目標(biāo) 最終目標(biāo) 能合理編制機(jī)械部件、機(jī)器的機(jī)械裝配工藝規(guī)程并實施，裝配出合格的部件或產(chǎn)品 促成目標(biāo) 1．能正確分析部件、機(jī)器的技術(shù)要求和使用要求 2．能對部件、機(jī)器的裝配工藝及裝配誤差進(jìn)行合理性分析，并

20、提出改進(jìn)建議 3．能考慮部件、機(jī)器裝配成本，并對裝配工藝過程進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計 4．能正確選擇裝配方法，合理編制部件、機(jī)器機(jī)械裝配工藝規(guī)程，正確填寫機(jī)械裝配工藝文件 5．能正確選用裝配工具實施裝配，對部件或產(chǎn)品進(jìn)行調(diào)試 6．能查閱并貫徹相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，執(zhí)行安全文明生產(chǎn) 7．能注重培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)與良好習(xí)慣 教學(xué)過程設(shè)計 1. 任務(wù)引入 任何機(jī)器都是由零件、組件和部件等裝配而成的。機(jī)器的體積大小不同，結(jié)構(gòu)復(fù)雜各異，即使同一臺機(jī)器，生產(chǎn)綱領(lǐng)、工作環(huán)境不同，也可能采納不同的裝配方法。而且同一項裝配精度，采用的裝配方法不同，其裝配尺寸鏈的解算方法也不相同。因此，在機(jī)器的裝配過

21、程中，各有哪些裝配方法？哪種裝配方法才是合理的？其裝配精度和裝配效率又如何？怎樣求解裝配尺寸鏈？這就需要熟知各種保證裝配精度的裝配方法。 2. 相關(guān)知識 1．裝配的概念 （1）機(jī)器的組成。任何機(jī)器都是由零件、組件和部件組合而成的。 ①零件。零件是組成機(jī)器和參加裝配不可再分的基本單元。大部分零件都是預(yù)先裝成合件、組件和部件再進(jìn)入總裝。 ②合件。合件是比零件大一級的裝配單元。下列情況皆屬合件。 a. 兩個以上零件，由不可拆卸的連接方法（如鉚、焊、熱壓裝配等）連接在一起。 b. 少數(shù)零件組合后還需要合并加工，如齒輪減速箱體與箱蓋、柴油機(jī)連桿與連桿蓋，都是組合后鏜孔的，零件之間對號入座

22、，不能互換。 c. 以一個基準(zhǔn)零件和少數(shù)零件組合在一起。③組件。組件是一個或若干個合件與若干個零件的組合。 ④部件。 部件是一個基準(zhǔn)件和若干個零件、合件和組件的組合。部件是機(jī)器中具有完整功能的一個組成部分，如車床的主軸箱、進(jìn)給箱，汽車中的發(fā)動機(jī)、底盤等。 ⑤機(jī)器產(chǎn)品。 （2）裝配的定義。根據(jù)規(guī)定的技術(shù)要求，將零件、組件或部件進(jìn)行配合和連接，使之成為半成品或成品的工藝過程，稱為裝配。裝配有組件裝配、部件裝配和總裝配之分。 ①組件裝配。將若干零件、合件安裝在一個基礎(chǔ)零件上而構(gòu)成組件的過程，簡稱組裝。 ②部件裝配。根據(jù)規(guī)定的要求，將若干個零件、合件、組件安裝在另一個基礎(chǔ)零件上而構(gòu)成部件

23、（獨立機(jī)構(gòu)）的過程，簡稱部裝。 ③總裝配。將若干個零件和部件組合成整臺機(jī)器的過程稱為總裝配，簡稱總裝。 （3）裝配工作的基本內(nèi)容。機(jī)械裝配是機(jī)器產(chǎn)品制造的最后階段，裝配過程不是將合格零件簡單地連接起來，而是要采取一系列工藝措施，才能最終達(dá)到產(chǎn)品裝配質(zhì)量要求。常見的裝配工作包含以下一系列的內(nèi)容。 ①清洗。經(jīng)檢驗合格的零件或部件，裝配前要經(jīng)過認(rèn)真清洗。 a. 清洗的目的。去除黏附在零件或部件中的油污和機(jī)械雜質(zhì)（灰塵、切屑等），并使零、部件具有一定的防銹能力。機(jī)械裝配過程中，軸承、配偶件、密封件、傳動件及其他零、部件的清洗對保證產(chǎn)品的裝配質(zhì)量和延長產(chǎn)品的使用壽命均有重要的意義。 b. 清洗

24、的方法。擦洗、浸洗、噴洗和超聲波清洗等。 c. 清洗的工藝要點。清洗液（煤油、汽油、堿液及各種化學(xué)清洗液）及其工藝參數(shù)（溫度、時間、壓力等）。 ②連接。連接就是將兩個或兩個以上的零件結(jié)合在一起，這是裝配的主要工作。連接的方式一般有兩種：可拆卸連接和不可拆卸連接。 ③校正、調(diào)整與配作。 校正是指產(chǎn)品中相關(guān)零、部件間相互位置的找正、找直、找平及相應(yīng)的調(diào)整工作，保證達(dá)到裝配精度要求等。常用的校正方法有平尺校正、角尺校正、水平儀校正、拉鋼絲校正、光學(xué)校正和激光校正等。 調(diào)整是指相關(guān)零、部件間相互位置的調(diào)節(jié)工作。 配作是指幾個零件裝配后確定其相互位置的加工，如配鉆、配鉸、配刮和配磨等，這是裝

25、配中間附加的一些鉗工和機(jī)械加工工作。配作是與校正、調(diào)整工作結(jié)合進(jìn)行的，只有經(jīng)過認(rèn)真的校正、調(diào)整之后，才能進(jìn)行配作。 ④平衡。 對轉(zhuǎn)速較高、運動平穩(wěn)性要求較高的機(jī)器，為防止運轉(zhuǎn)中發(fā)生振動，應(yīng)對其旋轉(zhuǎn)零、部件（有時包括整機(jī)）進(jìn)行平衡。 平衡的方法有靜平衡和動平衡兩種。對于直徑較大、長度較小的圓盤類零件，如飛輪、帶輪等，一般采用靜平衡法，以消除質(zhì)量分布不均所造成的靜力不平衡；對于長度較大的零件如機(jī)床主軸、電動機(jī)轉(zhuǎn)子等，需采用動平衡法，以消除質(zhì)量分布不均所造成的力偶不平衡。 旋轉(zhuǎn)體的不平衡可用以下方法校正。 a. 用補(bǔ)焊、鉚接、粘接或螺紋連接等方法在超重處對面加配質(zhì)量。 b. 用鉆、銼和磨

26、削等方法在超重處去除質(zhì)量。 c. 在預(yù)置的平衡槽內(nèi)改變平衡塊的位置和數(shù)量（砂輪靜平衡常用此法）。 ⑤試驗和驗收。 除上述裝配工作外，油漆、包裝等也屬于裝配工作。 2．機(jī)器產(chǎn)品的裝配精度 （1）裝配精度及其內(nèi)容。裝配精度是裝配工藝的質(zhì)量指標(biāo)，可根據(jù)產(chǎn)品的工作性能和要求來確定。機(jī)器的裝配精度通常包括以下內(nèi)容。 ①尺寸精度。尺寸精度指零、部件的距離精度和配合精度。 ②相互位置精度。相互位置精度指相關(guān)運動零、部件間的平行度、垂直度、同軸度及各種跳動等要求。 ③相對運動精度。相對運動精度指有相對運動的零、部件間在運動方向和相對運動速度上的精度。運動方向精度主要是運動零部件之間相對運動的平

27、行度和垂直度等，相對運動速度精度是指內(nèi)聯(lián)系傳動鏈的傳動精度。 ④接觸精度。接觸精度是指相互配合表面、接觸表面和連接表面間達(dá)到規(guī)定的接觸面積大小和接觸點分布情況。 （2）裝配精度與零件精度的關(guān)系。 3．裝配尺寸鏈 （1）裝配尺寸鏈的概念及其特征。 產(chǎn)品或部件在裝配過程中，由相關(guān)零件的有關(guān)尺寸（表面或軸線間距離）或相互位置關(guān)系（平行度、垂直度或同軸度等）組成的一個封閉的尺寸系統(tǒng)稱為裝配尺寸鏈，其基本特征是具有封閉性，即由一個封閉環(huán)和若干個組成環(huán)所構(gòu)成的尺寸鏈呈封閉圖形。 （2）裝配尺寸鏈的分類。 按照各環(huán)的幾何特征和所處的空間位置不同，裝配尺寸鏈大致可分為以下四類。 ①直線尺寸鏈（

28、線性尺寸鏈）。 ②角度尺寸鏈。 ③平面尺寸鏈。 ④空間尺寸鏈。 裝配尺寸鏈中常見的是前2種。平面尺寸鏈和空間尺寸鏈可以用坐標(biāo)投影法轉(zhuǎn)換為直線尺寸鏈。 （3）裝配尺寸鏈的建立。 ①確定封閉環(huán)。在裝配過程中，要求保證的裝配精度就是封閉環(huán)。 ②查明組成環(huán)，畫裝配尺寸鏈圖。 ③判別組成環(huán)的性質(zhì)。 a. 組成環(huán)數(shù)最少原則。 b. 按封閉環(huán)的不同位置和方向，分別建立裝配尺寸鏈。 （4）裝配尺寸鏈的計算。 ①計算類型。 a. 正計算法。 b. 反計算法。 c. 中間計算法。 無論哪一種情況，其解算方法都有兩種：極限法和概率法。 ②計算方法。 a. 極限法。b. 概率法。

29、 3. 任務(wù)實施 1．互換裝配法 互換裝配法是指在裝配時各配合零件不經(jīng)修理、選擇或調(diào)整即可達(dá)到裝配精度的方法?；Q裝配法的實質(zhì)是通過控制零件的加工誤差來保證產(chǎn)品的裝配精度。 根據(jù)零件的互換程度不同，互換裝配法可分為完全互換裝配法和不完全互換裝配法兩種。 （1）完全互換裝配法。 ①完全互換裝配法的優(yōu)點。 a. 裝配質(zhì)量穩(wěn)定可靠（裝配質(zhì)量是靠零件的加工精度來保證）。 b. 裝配過程簡單，生產(chǎn)率高（零件不需挑選，不需修磨）。 c. 對工人技術(shù)水平要求不高。 d. 便于組織流水作業(yè)和實現(xiàn)自動化裝配。 e. 容易實現(xiàn)零部件的專業(yè)協(xié)作、成本低。 f. 便于備件供應(yīng)及機(jī)械維修工作。

30、 ②完全互換裝配法適用于成批、大量生產(chǎn)中裝配那些組成環(huán)數(shù)較少或組成環(huán)數(shù)雖多但裝配精度要求不高的機(jī)器結(jié)構(gòu)。 ③完全互換法裝配時零件公差的確定。 a. 確定封閉環(huán)。 b. 查明全部組成環(huán)，。 c. 校核各環(huán)的基本尺寸。各環(huán)的基本尺寸必須滿足。 d. 決定各組成環(huán)的公差。各組成環(huán)的公差必須滿足 e. 各組成環(huán)的平均公差TP，公式為 （2）不完全互換裝配法（統(tǒng)計互換裝配法）。 不完全互換裝配方法適用于在大批大量生產(chǎn)中裝配那些裝配精度要求較高且組成環(huán)數(shù)又多的機(jī)器結(jié)構(gòu)。 2．選擇裝配法 選擇裝配法有三種：直接選配法、分組裝配法和復(fù)合選配法。 （1）直接選配法。由裝配工人從許多待裝

31、配的零件中憑經(jīng)驗挑選合適的零件，通過試湊進(jìn)行裝配，以保證裝配精度的方法，稱為直接選配法。其特點如下。 ①操作簡單，零件不必先分組，裝配精度較高。 ②裝配時憑經(jīng)驗和判斷性測量選擇零件，挑選零件的時間長，裝配時間不易準(zhǔn)確控制，不適用于節(jié)拍要求較嚴(yán)的大批大量生產(chǎn)。 ③裝配精度在很大程度上取決于工人的技術(shù)水平。 （2）分組裝配法。在成批或大量生產(chǎn)中，將產(chǎn)品各配合副的零件按實測尺寸大小分組，裝配時按對應(yīng)組進(jìn)行互換裝配以達(dá)到裝配精度的方法，稱為分組裝配法。 （3）復(fù)合選配法。復(fù)合選配法是直接選配與分組裝配的綜合裝配法。 3．修配裝配法 在單件、小批生產(chǎn)中裝配那些裝配精度要求高、組成環(huán)數(shù)又多的

32、機(jī)器結(jié)構(gòu)時，常用修配法裝配。生產(chǎn)中通過修配達(dá)到裝配精度的方法很多，常見的有以下三種。 4．調(diào)整裝配法 在成批及大量生產(chǎn)中，對于裝配精度要求較高而組成環(huán)數(shù)目較多的裝配尺寸鏈，可以采用調(diào)整法進(jìn)行裝配。根據(jù)補(bǔ)償件的調(diào)整方法不同，調(diào)整裝配法可分為可動調(diào)整、固定調(diào)整和誤差抵消調(diào)整三種。 5．裝配方法的選擇 裝配方法的選擇原則是： 當(dāng)組成環(huán)的加工經(jīng)濟(jì)可行時，優(yōu)先選用完全互換裝配法；當(dāng)成批生產(chǎn)、組成環(huán)又較多時，可考慮不完全互換裝配法。 當(dāng)封閉環(huán)精度較高、組成環(huán)較少時，可采用選擇裝配法； 組成環(huán)多的裝配尺寸鏈采用調(diào)整裝配法； 單件小批生產(chǎn)時，常采用修配法。 某些要求很高的裝配精度在目前的技術(shù)

33、條件下，仍需靠高級技工手工操作及經(jīng)驗得到。 作業(yè) 思考練習(xí) 教學(xué)反饋 1 機(jī)械制造工藝 《機(jī)械制造工藝》教學(xué)設(shè)計方案 教師： 序號： 授課時間 授課班級 上課地點 所屬項目 項目6叉架類零件加工工藝規(guī)程編制與實施 學(xué)習(xí)任務(wù) 任務(wù)6.1撥叉零件機(jī)械加工工藝規(guī)程編制與實施 課時 6 教學(xué)目標(biāo) 最終目標(biāo) 能合理編制叉架類零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程并實施，加工出合格零件 促成目標(biāo) 1．

34、能正確分析叉架類零件的結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求 2．能根據(jù)實際生產(chǎn)需要合理選用設(shè)備、工裝，設(shè)計簡單專用夾具，合理選擇金屬切削加工參數(shù) 3．能合理進(jìn)行叉架類零件精度檢驗 4．能考慮加工成本，對零件的機(jī)械加工工藝過程進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計 5．能合理編制叉架類零件機(jī)械加工工藝規(guī)程，正確填寫其相關(guān)工藝文件 6．能查閱并貫徹相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 7．能進(jìn)行設(shè)備的常規(guī)維護(hù)與保養(yǎng)，執(zhí)行安全文明生產(chǎn) 8．能注重培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)與習(xí)慣 教學(xué)過程設(shè)計 1. 任務(wù)引入 編制如圖6.2所示的撥叉零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程并實施，設(shè)計鉆削f?8?mm鎖銷孔的機(jī)床專用夾具。零件材料為45#鋼，質(zhì)量為4.5?kg，

35、生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn)。 圖6.2 撥叉零件 2. 相關(guān)知識 1. 機(jī)床專用夾具設(shè)計基礎(chǔ) 機(jī)床專用夾具是為某一零件在某一道工序上的裝夾而專門設(shè)計和制造的夾具。 （1）對專用夾具的基本要求。 ①保證工件的加工精度。 ②提高勞動生產(chǎn)率。 ③工藝性好。 ④使用性好。 ⑤經(jīng)濟(jì)性好。 （2）專用夾具設(shè)計步驟。 ①明確設(shè)計任務(wù)，收集和研究設(shè)計資料。 a.在已知生產(chǎn)綱領(lǐng)的前提下，分析研究被加工零件的零件圖、工序圖、工藝規(guī)程和夾具設(shè)計任務(wù)書，對工件進(jìn)行工藝分析。 b.根據(jù)夾具設(shè)計任務(wù)書收集有關(guān)技術(shù)資料。 ②構(gòu)思夾具結(jié)構(gòu)方案，繪制結(jié)構(gòu)草圖。這是極為重要的步驟。 a.確定工件的

36、定位方案，設(shè)計定位裝置。 b.確定工件的夾緊方案，設(shè)計夾緊裝置。 c.根據(jù)需要確定其他裝置及元件的結(jié)構(gòu)形式。 d.確定夾具體的結(jié)構(gòu)形式及夾具在機(jī)床上的安裝方式。 e.繪制夾具結(jié)構(gòu)草圖并標(biāo)注尺寸、公差及技術(shù)要求。 ③繪制夾具裝配總圖。 ④繪制非標(biāo)準(zhǔn)夾具零件圖。 （3）夾具總裝圖技術(shù)要求的制訂。 ①夾具總裝圖上應(yīng)標(biāo)注的尺寸和公差包括以下幾種。 a. 夾具外形的最大輪廓尺寸（A類尺寸），以表示夾具在機(jī)床上所占的空間位置和活動范圍，便于校核此夾具是否會與機(jī)床、刀具等發(fā)生干涉。 b. 影響工件定位精度的有關(guān)尺寸和公差（B類尺寸）。 c. 影響刀具導(dǎo)向精度或?qū)Φ毒鹊挠嘘P(guān)尺寸和公差（

37、C類尺寸）。 d. 影響夾具安裝精度的有關(guān)尺寸和公差（D類尺寸）。 e. 其他影響工件加工精度的尺寸和公差（E類尺寸），主要指夾具內(nèi)部各組成零件之間的配合尺寸和配合代號。 ②夾具總裝圖上應(yīng)標(biāo)注的技術(shù)要求包括以下幾個方面。 a. 各定位元件的定位表面之間的相互位置精度要求。 b. 定位元件的定位表面與夾具安裝基面之間的相互位置精度要求。 c. 定位元件的定位表面與導(dǎo)向元件工作表面之間的相互位置精度要求。 d. 各導(dǎo)向元件的工作表面之間的相互位置精度要求。 e. 定位元件的定位表面或?qū)蛟ぷ鞅砻媾c夾具找正基面之間的相互位置精度要求。 f. 與保證夾具裝配精度有關(guān)的或與檢驗方法

38、有關(guān)的特殊技術(shù)要求。 ③與工件加工尺寸公差有關(guān)的夾具公差與配合的確定。 a. 對于直接影響工件加工精度的夾具公差。 b. 對于直接影響工件加工精度的配合類別的確定，應(yīng)根據(jù)配合公差（間隙或過盈）的大小，通過計算或類比法確定，應(yīng)盡量選用優(yōu)先配合。 c. 對于與工件加工精度無直接影響的夾具公差與配合，其中位置公差一般按IT9～I(xiàn)T11選取；夾具的外形輪廓尺寸可不標(biāo)注公差，按IT13確定。 2. 撥叉零件精度檢驗 撥叉零件精度檢驗項目及檢驗方法如下。 （1）孔的尺寸精度：塞規(guī)。 （2）各表面的表面粗糙度：標(biāo)準(zhǔn)樣塊比較法。 （3）平面的形狀精度：水平儀。 （4）孔與平面的位置精度、兩

39、孔的位置精度（垂直度）：標(biāo)準(zhǔn)檢驗棒、千分尺、百分表等。 3. 任務(wù)實施 1．撥叉零件機(jī)械加工工藝規(guī)程編制 （1）分析撥叉零件的結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求。 ①叉架類零件的結(jié)構(gòu)特點。 ②叉架類零件的技術(shù)要求。其一般技術(shù)要求項目主要有： a. 基準(zhǔn)孔的尺寸精度為IT7~IT9級，形狀精度一般控制在孔徑公差之內(nèi)，表面粗糙度值Ra為3.2~0.8μm。工作表面的尺寸精度為IT5~IT10級，表面粗糙度值Ra為6.3~1.6 μm。 b. 工作表面對基準(zhǔn)孔的相對位置精度（如垂直度等）為0.05~0.15 mm/100 mm。 ③撥叉零件的結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求。 （2）明確撥叉零件毛坯狀況。 ① 叉架

40、類零件的材料、毛坯和熱處理。 ②選擇撥叉毛坯種類和制造方法。 ③繪制撥叉鍛造毛坯簡圖。 （3）選擇定位基準(zhǔn)。 ①粗基準(zhǔn)的選擇。 ②精基準(zhǔn)的選擇 （4）擬定撥叉零件機(jī)械加工工藝路線。 ①確定加工方案。 ②劃分加工階段。將撥叉零件加工階段劃分成粗加工、半粗加工和精加工三個階段。 ③確定加工順序。 （5）設(shè)計工序內(nèi)容。 ①撥叉零件加工余量、工序尺寸及其公差的確定。 ②切削用量、時間定額的計算。 ③選擇設(shè)備、工裝。 （6）填寫工藝文件。 2．撥叉零件機(jī)械加工工藝規(guī)程實施 （1）撥叉零件的加工。按機(jī)械加工工藝規(guī)程執(zhí)行（表6-5～表6-7）。 作業(yè) 思考練習(xí) 教學(xué)反饋

41、 1 機(jī)械制造工藝 《機(jī)械制造工藝》教學(xué)設(shè)計方案 教師： 序號： 授課時間 授課班級 上課地點 所屬項目 項目5圓柱齒輪零件機(jī)械加工工藝規(guī)程編制與實施 學(xué)習(xí)任務(wù) 任務(wù)5.1直齒圓柱齒輪加工工藝規(guī)程編制與實施 課時 4 教學(xué)目標(biāo) 最終目標(biāo) 能合理編制圓柱齒輪零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程并實施，加工出合格的零件 促成目標(biāo) 1．能正確分析圓柱齒輪零件結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求 2．能根據(jù)實際生產(chǎn)需要合

42、理選用設(shè)備、工裝；合理選擇金屬切削加工參數(shù)，進(jìn)行齒坯、齒廓等加工 3．能合理進(jìn)行齒輪零件精度檢驗 4．能考慮加工成本，對零件的機(jī)械加工工藝過程進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計 5．能合理編制齒輪零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程，正確填寫機(jī)械加工工藝文件 6．能查閱并貫徹相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 7．能明確齒輪加工設(shè)備的常規(guī)維護(hù)與保養(yǎng)，執(zhí)行安全文明生產(chǎn) 8．能注重培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)與良好習(xí)慣 教學(xué)過程設(shè)計 1. 任務(wù)引入 編制圖5.31所示的雙聯(lián)圓柱齒輪零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程并實施。零件材料為40Cr，精度等級為7-7-7級（GB/T10095—2008），生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn)。 齒號 Ⅰ Ⅱ

43、 齒號 Ⅰ Ⅱ 模數(shù) m 2 2 基節(jié)極限偏差 ±fpb ±0.016 ±0.016 齒數(shù) Z 28 42 齒形公差 ff 0.017 0.018 齒形角 a 20° 20° 齒向公差 Fb 0.017 0.017 精度等級 7GK 7JL 公法線平均長度及極限偏差 公法線長度變動公差 Fw 0.039 0.024 跨齒數(shù) k 4 5 齒圈徑向跳動公差 Fr 0.050 0.042 圖5.31 雙聯(lián)圓柱齒輪零件 2. 相關(guān)知識 1．齒形的精加工方法 齒形的精加工方

44、法有剃齒、珩齒和磨齒三種，它們都是應(yīng)用展成原理進(jìn)行加工的。 （1）剃齒，是利用剃齒刀在剃齒機(jī)上對齒輪齒面進(jìn)行精加工的一種方法，主要用于成批和大量生產(chǎn)中加工未經(jīng)淬硬（35 HRC以下）的圓柱齒輪，常作為滾齒或插齒的后續(xù)工序。 ①剃齒運動。剃齒加工是利用一對螺旋角不等的螺旋齒輪嚙合的原理實現(xiàn)的。剃齒的基本條件是剃齒刀與被切齒輪的軸線在空間存在一個交叉角，剃齒刀為主動輪，被切齒輪為從動輪。當(dāng)交叉角為零時，切削速度為零，剃齒刀對工件沒有切削作用。 ②剃齒機(jī)，是按螺旋齒輪嚙合原理，用剃齒刀帶動工件（或工件帶動刀具）旋轉(zhuǎn)剃削圓柱齒輪齒面的齒輪精加工機(jī)床。剃齒機(jī)加工需要有以下幾種運動。 a.主運動。

45、剃齒刀帶動工件的高速正、反轉(zhuǎn)運動。 b.工件沿軸向往復(fù)運動。使齒輪全齒寬均能剃削。 c.工件每往復(fù)一次做徑向進(jìn)給運動。以切除全部余量。 ③剃齒刀的選用。剃齒刀是一個圓柱斜齒輪，在齒側(cè)面上做出許多小的凹形容屑槽而形成刀刃。 剃齒刀工作原理 ④剃齒余量。剃齒余量的大小對加工質(zhì)量及生產(chǎn)率均有一定影響。余量不足，剃前誤差和齒面缺陷不能全部除去；余量過大，刀具磨損快，剃齒質(zhì)量反而變壞。 ⑤剃齒的工藝特點。 a.剃齒的生產(chǎn)率高，剃削一個中等尺寸的齒輪一般只需2～4 min，與磨齒相比，可提高生產(chǎn)率10倍以上。 b.由于剃齒加工是自由嚙合，機(jī)床無展成運動傳動鏈，因此機(jī)床結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)整容易

46、，輔助時間短。 c.剃齒也能進(jìn)行硬齒面（45～55 HRC）的齒形精加工，加工精度可達(dá)7級，齒面粗糙度Ra為1.6～0.8 mm。但淬硬前的精度應(yīng)提高一級，剃削余量為0.01～0.03 mm。 d.剃前齒輪材料密度均勻，無局部缺陷，韌性不得過大，硬度范圍為22～32HRC。 e.剃齒主要用于提高齒形精度和齒向精度、降低齒面粗糙度值，但不能修正分齒誤差。 （2）珩齒，是在珩磨機(jī)上用珩磨輪對齒輪進(jìn)行精加工的一種方法，多用于成批生產(chǎn)中、淬火后齒形的精加工，加工精度可達(dá)7～6級，也可用于非淬硬齒輪加工。 ①珩齒原理。 珩齒原理圖 ②珩齒方法。 珩齒有外嚙合式、內(nèi)嚙合式和蝸桿式珩齒三

47、種方法。 ③珩齒的切削用量。珩齒余量很小，一般珩前為剃齒時，單邊取0.01～0.02 mm；珩前為磨齒時，單邊取0.003～0.005 mm。徑向進(jìn)給量一般按工作臺3～5個往復(fù)行程即可完成珩齒（約1 min珩一個齒輪），縱向進(jìn)給量為0.05～0.065 mm/r，珩齒速度一般為1～2.5 m/s。 ④珩齒的工藝特點。與剃齒相比較，珩齒具有以下工藝特點。 a. 珩磨輪結(jié)構(gòu)和砂輪相似，但珩齒速度甚低，加之磨粒粒度較細(xì)，珩磨輪彈性較大，故珩齒過程實際上是一種低速磨削、研磨和拋光的綜合過程。 b. 珩齒時，軸交角常取15°，齒面間除沿齒向產(chǎn)生相對滑移進(jìn)行切削外，沿漸開線方向的滑動使磨粒也能切削

48、，因此齒面形成交叉復(fù)雜的網(wǎng)紋刀痕，且齒面不會燒傷，表面質(zhì)量較好，齒面粗糙度Ra可從1.6 μm降到0.8～0.4 μm。 c. 珩磨輪彈性較大，加工余量小，所以珩齒對珩前齒輪的各項誤差修正作用不強(qiáng)，珩磨輪本身精度對加工精度的影響很小。 d. 珩磨時，珩磨輪轉(zhuǎn)速高（1 000～2 000 r/min），可同時沿齒向和漸開線方向產(chǎn)生滑動進(jìn)行連續(xù)切削，生產(chǎn)率高。 e. 珩齒設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，在剃齒機(jī)上即可珩齒。 ⑤珩齒的應(yīng)用。 珩齒主要用于剃齒后需淬火齒輪的精加工，能去除氧化皮和毛刺，改善熱處理后的齒面粗糙度。 （3）磨齒。 磨齒是用砂輪在專用磨齒機(jī)上對齒輪進(jìn)行精加工的一種方法。

49、它既可磨削未淬硬齒輪，也可磨削淬硬齒輪，還可用于插齒刀、剃齒刀等齒輪刀具的精加工 ①磨齒方法。根據(jù)漸開線的形成原理，分為成形法和展成法兩種。 a. 成形法磨齒。這是一種用成形砂輪磨齒的方法，目前生產(chǎn)中應(yīng)用較少，但它已經(jīng)成為磨削內(nèi)齒輪和特殊齒輪時必須采用的方法。 b. 展成法磨齒。展成法磨齒是將砂輪的磨削部分修整成錐面，以構(gòu)成假想齒條的齒面。 常用的展成法磨齒方法有以下幾種。 i．錐面砂輪磨齒。ii．雙片碟形砂輪磨齒。 iii．蝸桿砂輪磨齒。 ②磨齒機(jī)。磨齒機(jī)用于各種高精度齒輪的精加工。 ③磨齒時的軸向進(jìn)給量。 磨齒時，軸向進(jìn)給量是由材料硬度、齒面粗糙度、加工精度及砂輪性能等因

50、素決定的。加工精度、硬度較高且齒面粗糙度較低的工件選用小進(jìn)給量，通常取0.10～0.15 mm/r（砂輪沿工件徑向進(jìn)給取0.05 mm/行程），精加工時進(jìn)給量取0.03～0.04 mm/r。對于精度較低（低于5級）、硬度不高的工件，可適當(dāng)加大進(jìn)給量，以提高效率。 2．齒形加工方案選擇 對于不同精度等級的齒輪，常用的齒形加工方案如下。 （1）對于8級及8級以下精度的不淬硬齒輪，可用銑齒或滾、插齒直接達(dá)到加工精度要求。 （2）對于8級及8級以下精度的淬硬齒輪，需在淬火前將精度提高一級，其加工方案可采用滾、插齒→齒端加工→齒面淬硬→修正內(nèi)孔。 （3）對于6、7級精度的不淬硬齒輪，其齒輪加工

51、方案為滾、插齒→齒端加工→剃齒。 （4）對于6、7級精度的淬硬齒輪，其齒形加工一般有兩種方案： ①剎一珩磨方案。滾、插齒→齒端加工→剃齒→齒面淬硬→修正內(nèi)孔→珩齒。 ②磨齒方案。滾、插齒→齒端加工→齒面淬硬→修正內(nèi)孔→磨齒。 剎一珩方案生產(chǎn)率高，廣泛用于7級精度齒輪的成批生產(chǎn)中。磨齒方案生產(chǎn)率低，一般用于6級精度以上的齒輪。 （5）對于5級及5級精度以上的齒輪，一般采用磨齒方案，即滾、插齒→齒端加工→齒面淬硬→修正基準(zhǔn)→磨齒。 （6）對于大批量生產(chǎn)，用滾、插齒→冷擠齒的加工方案，可穩(wěn)定地獲得7級精度齒輪。 3. 任務(wù)實施 1．雙聯(lián)齒輪零件機(jī)械加工工藝規(guī)程編制 （1）分析

52、雙聯(lián)齒輪的結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求 （2）明確雙聯(lián)齒輪零件毛坯狀況。此齒輪在正火后進(jìn)行精加工，制造工藝較簡單。齒輪材料為40Cr，毛坯形式選用鍛件。 （3）選擇定位基準(zhǔn)。以工件花鍵孔和端面聯(lián)合定位，確定齒輪中心和軸向位置，并采用面向定位端面的夾緊方式。這種方式既基準(zhǔn)重合、又基準(zhǔn)統(tǒng)一，定位精度高。 （4）擬定雙聯(lián)齒輪零件的機(jī)械加工工藝路線。 ①確定各表面加工方案。 a. 齒坯加工方案的選擇。任務(wù)2中齒輪零件生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn)，齒坯加工采用“粗車→拉→精車”的加工方案。 b. 齒形加工方案的選擇。 本任務(wù)中的齒輪齒形精度，等級為7-7-7級，齒形精加工采用剃→珩加工方案。 c. 花鍵孔加工。

53、主要有插削、拉削和磨削等方法。 ③安排加工順序。任務(wù)2中齒輪的機(jī)械加工工藝路線為毛坯鍛造→正火→齒坯粗車→拉花鍵孔→齒坯精車→插齒→滾齒→齒端加工→剃齒→齒圈淬火→齒輪定位花鍵孔推孔加工→珩齒→檢驗。 （5）設(shè)計工序內(nèi)容。 ①確定加工余量、工序尺寸及其公差。 ②選擇設(shè)備、工裝。 ③確定插齒切削用量。 （6）填寫工藝文件。雙聯(lián)齒輪零件的機(jī)械加工工藝過程見表5-11。 2．雙聯(lián)齒輪零件機(jī)械加工工藝規(guī)程實施 （1）雙聯(lián)齒輪零件的加工。按其機(jī)械加工工藝過程執(zhí)行（表5-11）。 （2）齒輪精度檢驗。參照表5-2，按照雙聯(lián)齒輪零件的精度檢驗組、測量條件及要求進(jìn)行檢驗。 作業(yè)

54、思考練習(xí) 教學(xué)反饋 1 機(jī)械制造工藝 《機(jī)械制造工藝》教學(xué)設(shè)計方案 教師： 序號： 授課時間 授課班級 上課地點 所屬項目 項目5圓柱齒輪零件機(jī)械加工工藝規(guī)程編制與實施 學(xué)習(xí)任務(wù) 任務(wù)5.1直齒圓柱齒輪加工工藝規(guī)程編制與實施 課時 6 教學(xué)目標(biāo) 最終目標(biāo) 能合理編制圓柱齒輪零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程并實施，加工出合格的零件 促成目標(biāo) 1．能正確分析圓柱齒輪零件結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求 2．

55、能根據(jù)實際生產(chǎn)需要合理選用設(shè)備、工裝；合理選擇金屬切削加工參數(shù)，進(jìn)行齒坯、齒廓等加工 3．能合理進(jìn)行齒輪零件精度檢驗 4．能考慮加工成本，對零件的機(jī)械加工工藝過程進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計 5．能合理編制齒輪零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程，正確填寫機(jī)械加工工藝文件 6．能查閱并貫徹相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 7．能明確齒輪加工設(shè)備的常規(guī)維護(hù)與保養(yǎng)，執(zhí)行安全文明生產(chǎn) 8．能注重培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)與良好習(xí)慣 教學(xué)過程設(shè)計 1. 任務(wù)引入 編制圖5.2所示直齒圓柱齒輪的機(jī)械加工工藝規(guī)程并實施。零件材料為40Cr，生產(chǎn)類型為小批生產(chǎn)。 模數(shù) m 3 齒數(shù) Z 26 齒形角 a 20

56、° 精度等級 8FH/GB/T 10095—2008 齒圈徑向跳動公差 Fr 0.045 公法線長度變動公差 Fw 0.040 齒距極限偏差 fpt ±0.020 基節(jié)極限偏差 fpb ±0.018 齒向公差 Fb 0.018 跨齒數(shù) k 3 公法線平均長度及極限偏差 圖5.2 直齒圓柱齒輪 2. 相關(guān)知識 一個齒輪的加工過程是由若干工序組成的。齒形加工方法很多，切削加工具有良好的加工精度，仍是齒形的主要加工方法，按其加工原理可分為成形法和展成法兩種。 1．成形法 成形法是利用與被加工齒輪齒槽法向截面形狀相符的成形刀具，在齒坯

57、上加工出齒形的方法。成形法加工有銑齒、拉齒、插齒、刨齒及磨齒等方式，其中最常用的是在普通銑床上用成形銑刀銑齒。 （a）指形齒輪銑刀銑齒 （b）盤形齒輪銑刀銑齒 直齒圓柱齒輪的成形銑削 2．展成法 展成法應(yīng)用齒輪嚙合原理進(jìn)行加工，加工出的齒形輪廓是刀具切削刃運動軌跡的包絡(luò)線。 用展成原理加工齒形的方法有滾齒、插齒、剃齒、珩齒和磨齒等，其中剃齒、珩齒和磨齒屬于齒形的精加工方法。 （1）滾齒 ①滾齒原理及工藝特點。 在滾齒機(jī)上用齒輪滾刀加工齒輪的過程，相當(dāng)于一對螺旋齒輪互相嚙合運動的過程， 滾切過程中，滾刀與齒坯按嚙合傳動關(guān)系做相對運動，在齒坯上切出齒槽，形

58、成了漸開線齒形，如圖（a）所示。分布在螺旋線上的滾刀各刀齒相繼切除齒槽中一薄層金屬，每個齒槽在滾刀連續(xù)旋轉(zhuǎn)中由幾個刀齒依次切出，漸開線齒廓則由切削刃一系列瞬時位置包絡(luò)而成，如圖（b）所示。 （a） （b） 滾齒漸開線的形成 ②滾齒機(jī)。 滾齒機(jī)可完成圓柱直齒輪、斜齒輪、蝸輪及花鍵軸加工。 a.滾齒機(jī)的組成。 Y3150E型滾齒機(jī)是一種中型通用滾齒機(jī)，主要用于加工直齒和斜齒圓柱齒輪，也可采用徑向切入法加工蝸輪。 1—床身；2—立柱；3—刀架溜板；4—刀桿；5—滾刀架； 6—支架；7—后立柱；8—心軸；9—工作臺；10—床鞍

59、Y3150E型滾齒機(jī) b.滾齒機(jī)的工作運動。滾齒時齒廓的成形方式是展成法，其展成運動是滾刀旋轉(zhuǎn)運動和工件旋轉(zhuǎn)運動組成的復(fù)合運動，當(dāng)滾刀與工件連續(xù)不斷地旋轉(zhuǎn)時，便在工件整個圓周上依次切出所有齒槽。 i．加工直齒圓柱齒輪的工作運動。 · 主運動。主運動即滾刀的旋轉(zhuǎn)運動。 · 展成運動。展成運動即滾刀與工件之間的嚙合運動。為得到所需的漸開線齒廓和齒輪齒數(shù)，滾齒時滾刀和工件之間必須保持嚴(yán)格的相對運動關(guān)系——一對嚙合齒輪的傳動比，即每當(dāng)滾刀轉(zhuǎn)1周時，工件應(yīng)該相應(yīng)地轉(zhuǎn)k/z周（k為滾刀頭數(shù)，z為工件齒數(shù)）。 · 垂直進(jìn)給運動。垂直進(jìn)給運動即滾刀沿工件軸線方向作連續(xù)的進(jìn)給運動，以切出整個齒寬上的齒

60、形。 為實現(xiàn)上述三個運動，機(jī)床就必須具有三條相應(yīng)的傳動鏈。而在每一傳動鏈中，又必須有可調(diào)環(huán)節(jié)（即變速機(jī)構(gòu)），以保證傳動鏈兩端件間的運動關(guān)系。 滾切直齒圓柱齒輪的傳動原理圖 ii．加工斜齒圓柱齒輪的工作運動。與加工直齒圓柱齒輪一樣，加工斜齒圓柱齒輪時同樣需要主運動、展成運動和垂直進(jìn)給運動。此外，為形成螺旋形的輪齒，在滾刀作軸向進(jìn)給運動的同時還必須給工件一個附加運動——旋轉(zhuǎn)運動B22（見下圖）。 （a） （b） 滾切斜齒圓柱齒輪的傳動原理圖 iii．滾刀架的快速垂向移動。在Y3150E傳動系統(tǒng)中有主運動、展成運動

61、、軸向進(jìn)給運動和附加運動四條傳動鏈，另外還有一條刀架快速移動（空行程）傳動鏈。 iv．加工蝸輪時的工作運動。Y3150E型滾齒機(jī)通常用徑向進(jìn)給法加工蝸輪（worm wheel），如圖所示。 徑向進(jìn)給法加工蝸輪 ③齒輪滾刀.齒輪滾刀是按螺旋齒輪嚙合原理加工直齒和斜齒圓柱齒輪的刀具，它相當(dāng)于一個齒數(shù)很少、螺旋角很大的斜齒輪，外貌呈蝸桿狀。 齒輪滾刀及其結(jié)構(gòu)尺寸圖 a. 齒輪滾刀種類。齒輪滾刀按加工性質(zhì)分為精切滾刀、粗切滾刀、剃前滾刀、刮前滾刀、擠前滾刀和磨前滾刀。齒輪滾刀按結(jié)構(gòu)分為整體滾刀、焊接式滾刀和裝配式滾刀。 b. 齒輪滾刀的選用。一把滾刀可加工模數(shù)和壓力角與之相同

62、而齒數(shù)不同的圓柱齒輪。一般情況下，滾刀精度等級與被加工齒輪精度等級的關(guān)系見表5-4。 ④工件的裝夾。 滾齒時，工件通常用端面及內(nèi)孔定位的方式進(jìn)行安裝，定位心軸裝在鑄鐵底座的鋼套上，并用螺母壓緊。加工齒輪軸時，一般采用雙頂尖裝夾或是一夾一頂?shù)难b夾方式，即雙頂尖裝夾方式。 1—壓套；2—心軸；3—墊圈；4—鋼套；5—底座；6—齒坯 滾齒安裝方式 雙頂尖裝夾方式 （2）插齒（gear shaping）。用插齒刀按展成法或成形法加工內(nèi)、外齒輪或齒條等的齒面稱為插齒。插齒也是生產(chǎn)中普遍應(yīng)用的切齒方法。 ①插齒原理與運動。 a. 插齒原理。插齒過程相當(dāng)于一對軸線相互平行的圓柱齒

63、輪相嚙合。 b. 插齒加工時，插齒機(jī)必須具備以下運動， i．主運動。插齒時的主運動是指插齒刀沿工件軸線方向所做的高速往復(fù)直線運動。以每分鐘的往復(fù)次數(shù)來表示，向下為切削行程、向上為返回行程。 ii．分齒展成運動。插齒時，插齒刀與工件之間必須保持一對齒輪副的無間隙嚙合運動關(guān)系，即插齒刀每轉(zhuǎn)過一個齒（1/z刀轉(zhuǎn)）時，工件也必須轉(zhuǎn)過一個齒（1/z工轉(zhuǎn)）。 iii．徑向進(jìn)給運動。插齒時，為逐漸切至工件的全齒深，插齒刀必須有徑向進(jìn)給運動。徑向進(jìn)給量用插齒刀每次往復(fù)行程中工件或刀具徑向移動的距離來表示。當(dāng)達(dá)到全齒深時，機(jī)床便自動停止徑向進(jìn)給運動，之后工件和刀具必須對滾一周，才能加工出全部輪齒。 i

64、v．圓周進(jìn)給運動。展成運動只確定插齒刀和工件的相對運動關(guān)系，而運動的快慢由圓周進(jìn)給運動來確定。插齒刀每一往復(fù)行程在分度圓上所轉(zhuǎn)過的弧長稱為圓周進(jìn)給量，其單位為mm/往復(fù)行程。 v．讓刀運動。為避免插齒刀在回程時擦傷已加工表面和減少刀具磨損，此時刀具和工件之間應(yīng)讓開一段距離；而在插齒刀重新開始向下工作行程時，應(yīng)立即恢復(fù)到原位，以便刀具向下切削工件。這種讓開和恢復(fù)原位的運動稱為讓刀運動。新型插齒機(jī)一般通過刀具主軸座的擺動來實現(xiàn)讓刀運動，以減小讓刀產(chǎn)生的振動。 （a） （b） ②插齒機(jī)。插齒機(jī)分立式和臥式兩種，立式插齒機(jī)使用最普遍。插齒機(jī)多用

65、于粗、精加工內(nèi)外嚙合的直齒圓柱齒輪，特別適用于加工在滾齒機(jī)上不能加工的雙聯(lián)、多聯(lián)齒輪、內(nèi)齒輪。 ③插齒刀。插齒刀安裝在插齒機(jī)的主軸上，它具有圓周進(jìn)給運動、上下直線切削主運動和讓刀運動。工件做逐漸徑向切入插齒刀的圓周進(jìn)給運動，并與插齒刀按規(guī)定傳動比做展成運動，被切齒坯轉(zhuǎn)過一周后便成為齒輪。 a. 插齒刀類型。插齒刀制成AA、A、B三級精度（參見GB/T 6081—2001《直齒插齒刀 基本型式和尺寸》），分別加工6、7、8級精度的齒輪。 b. 插齒刀的選用。選用插齒刀時，需要根據(jù)被切齒輪的種類選定插齒刀的類型，使插齒刀的模數(shù)、齒形角和被切齒輪的模數(shù)、齒形角相等。另外，還要根據(jù)被切齒輪參數(shù)進(jìn)

66、行必要的校驗，以防切齒時發(fā)生根切、頂切和過渡曲線干涉等。 ④工件的安裝。插齒時，工件通常用端面及內(nèi)孔定位的方式進(jìn)行安裝， 1—壓套；2—心軸；3—襯套；4—齒坯；5—墊圈 插齒工件安裝方式 3．齒形精度檢測 （1）公法線千分尺，用于測量齒輪公法線長度，是一種通用的齒輪測量工具。 （2）齒厚游標(biāo)卡尺，專用于測量齒輪齒厚，形狀像90°角尺，有平行和垂直兩種。 （3）齒圈徑向跳動檢查儀，用于檢查圓柱或圓錐外嚙合齒輪及蝸輪、蝸桿的徑向跳動或端面跳動。 （4）齒形齒向測量儀，用于測量圓柱齒輪或齒輪刀具的漸開線齒形誤差和螺旋線齒向誤差，是一種結(jié)構(gòu)簡單、實用的高精度齒輪測量儀，廣泛應(yīng)用于計量室或車間檢查點。 3. 任務(wù)實施 1．直齒圓柱齒輪機(jī)械加工工藝規(guī)程編制 （1）分析直齒圓柱齒輪的結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求。 ①圓柱齒輪的結(jié)構(gòu)特點。 ②分析直齒圓柱齒輪的技術(shù)要求。 （2）明確直齒圓柱齒輪毛坯狀況。 ①齒輪的材料及熱處理。 ②齒輪的毛坯。在未加工齒形前的齒輪毛坯稱為齒坯。 ③直齒圓柱齒輪的毛坯。直齒圓柱齒輪材料為40Cr，毛坯形式選用鍛坯。 （3）選擇定位基準(zhǔn)。