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1、精品文檔，僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除 機(jī)械制造工藝 金屬切削基本知識(shí)： 切削用量三要素：切削速度、進(jìn)給量、背吃刀量。 刀具：前刀面----切屑流過的表面 主后刀面------與工件上過度的表面相對(duì)的表面 副后刀面---與工件上已加工表面相對(duì)的表面 主切屑刃---前刀面與主后刀面的交線 工件加工分類 1 旋轉(zhuǎn)表面 車床、鉆床、鏜床、外圓磨床 2 縱向表面 刨床、插床、銑床、平面磨床 3特性表面 齒輪加工機(jī)床、仿形機(jī)床 毛坯的選擇：毛坯的種類; 1 鑄件 形狀復(fù)雜的的零件毛坯，宜采用鑄造方法制造。目前鑄件大多用砂型鑄造，只有質(zhì)量要求

2、高的小型鑄件可采用特種鑄造（金屬型鑄造、壓力鑄造、離心鑄造和熔模鑄造） 2 鍛件 自由鍛件可用手工鍛打（小型毛坯）機(jī)械鍛打或壓力壓鍛等方法。這種鍛件的精度低，生產(chǎn)率不高，加工余量較大，而且零件的結(jié)構(gòu)必須簡(jiǎn)單，。 模鍛件的精度和表面質(zhì)量都比自由鍛件好，而且段件的形狀也可較為復(fù)雜。 3 型材 型材分熱軋合冷軋兩種 4 組合毛坯。 表面加工方案的選擇： 外圓表面加工方案 序號(hào) 加工方法 經(jīng)濟(jì)精度 表面粗糙度 適用范圍 1 粗車 IT11以下 50~12.5 適用粹火鋼以外的各種金屬 2 粗車-

3、半精車 IT8~IT10 6.3~3.2 3 粗車-半精車-精車 IT7~IT8 1.6~0.8 4 粗車-半精車-精車-滾壓（拋光） IT7~IT8 0.2~0.025 5 粗車-半精車-磨削 IT7~IT8 0.8~0.4 主要用于淬火鋼，也可用于未淬火鋼，但不宜加工有色金屬 6 粗車-半精車-粗磨-精磨 IT6~IT7 0.4~0.1 7 粗車-半精車-粗磨-精磨-超精加工 IT5 0.1~RZ.1 8 粗車-半精車-精車-金剛石車 IT6~IT7 0.4~0.025 主要用于要求較高的有色金屬加工 9 粗車-半精車-粗磨-精磨

4、-超精磨或鏡面磨 IT5以上 0.025~RZ0.05 極高精度的外圓加工 10 粗車-半精車-粗磨-精磨-研磨 IT5以上 0.1~RZ0.05 孔加工方案 序號(hào) 加工方法 經(jīng)濟(jì)精度級(jí) 表面粗糙度 適用范圍 1 鉆 IT11~IT12 12.5 加工未淬火鋼及鑄鐵的實(shí)心毛坯，也可用于加工有色金屬（單表面粗糙度稍粗糙，孔徑小于15~20mm 2 鉆-鉸 IT9 3.2~1.6 3 鉆-鉸-精鉸 IT7~IT8 1.6~0.8 4 鉆-擴(kuò) IT10~IT11 12.5~6.3 同上，但孔徑大于15~20mm 5 鉆-擴(kuò)-鉸 IT

5、8~IT9 3.2~1.6 6 鉆-擴(kuò)-粗鉸-精鉸 IT7 1.6~0.8 7 鉆-擴(kuò)-機(jī)鉸-手鉸 IT6~IT7 0.4~0.1 8 鉆-擴(kuò)-拉 IT7~IT9 1.6~0.1 大批大量生產(chǎn)（精度有拉刀的精度而定） 9 粗鏜 IT11~IT12 12.5~6.3 出淬火鋼外的各種材料，毛坯有鑄出孔或鍛出孔的 10 粗鏜（粗?jǐn)U）-半精鏜 IT8~IT9 3.2~1.6 11 粗鏜-半精鏜-精鏜 IT7~IT8 1.6~0.8 12 粗鏜-半精鏜-精鏜-浮動(dòng)鏜刀精鏜 IT6~IT7 0.8~0.4 13 粗鏜-半精鏜-磨孔 IT

6、7~IT8 0.8~0.2 主要用于淬火鋼也可以用于未淬火鋼，但不宜用于有色金屬 14 粗鏜-半精鏜-粗磨-精磨 IT6~IT7 0.2~0.1 15 粗鏜-半精鏜-精鏜-金剛鏜 IT6~IT7 0.4~0.05 主要用于精度要求高的有色金屬加工 16 鉆-粗鉸-精鉸- IT6~IT7 0.2~0.025 精度要求高的孔 17 以研磨代替上述方案中的 IT6以上 平面加工方案 序號(hào) 加工方法 經(jīng)濟(jì)精度 表面粗糙度 適用范圍 1 粗車-半精車 IT9 6.3~3.2 2 粗車-半精車-精車 IT7~IT8 1.6~0.8

7、 端面 3 粗車-半精車-磨削 IT8~IT9 0.8~0.2 4 粗刨（粗銑）-精刨精銑 IT8~IT9 6.3~1.6 一般不淬硬平面（端銑表面粗糙度較細(xì)） 5 粗刨（粗銑）-精刨（精銑）-刮研 IT6~IT7 0.8~0.1 精度要求交goad不淬硬平面；批量較大時(shí)宜采用寬刃精刨方案 6 一寬刃刨削代替上述方案刮研 IT7 0.8~0.2 7 粗刨（粗銑）-精刨（精銑）-磨削 IT7 0.8~0.2 精度要求較高的淬硬平面或不淬硬平面 8 粗刨（粗銑）-精刨（精銑）-粗磨-精磨 IT6~IT7 0.4~0.02 9 粗銑-拉 I

8、T7~IT9 0.8~0.2 大量生產(chǎn)，較小的平面（精度視拉刀精度而定） 10 粗銑-精銑-磨削-研磨 IT6以上 0.1~Rz0.05 高精度平面 工序的安排 1） 機(jī)械加工工序的安排：基準(zhǔn)先行—先粗后精—先主后次—先平面后孔 2） 熱處理工序安排 1 正火、退火和調(diào)質(zhì) 正火、退火和調(diào)質(zhì)等改善材料力學(xué)性能的預(yù)備熱處理，應(yīng)安排在粗加工之前或在粗加工和半精加工之間進(jìn)行。在粗加工前可改善粗加工的加工性能，并可減少轉(zhuǎn)換車間的次數(shù)；在粗加工和半精加工之間可消除粗加工產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。由于調(diào)質(zhì)后零件的綜合力學(xué)性能較好，對(duì)某些硬度和耐磨性要求不高的零件

9、，也可以作為最終的熱處理工序。 2 時(shí)效處理 時(shí)效處理主要用于消除毛坯制造和機(jī)械加工中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。對(duì)鑄件的時(shí)效處理，應(yīng)安排在鑄造之后或在粗加工之后進(jìn)行。對(duì)精度要求高且剛性較差的零件，為了消除加工中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定零件的尺寸精度，在粗加工、半精加工和精加工之間安排多次時(shí)效處理工序。 3 淬火 淬火分整體淬火和表面淬火。淬火工序應(yīng)安排在半精加工與精加工之間進(jìn)行，因?yàn)榇慊鸷蠊ぜ挠捕群芨?，只能再進(jìn)行磨削或研磨加工。在淬火工序之前需將銑健槽、車螺紋、鉆螺紋底孔、攻螺紋等次要表面加工進(jìn)行完畢。表面淬火因變形氧化和脫碳

10、較少，常用于機(jī)床主軸、齒輪等。為提高主軸等重要零件的內(nèi)部性能和獲得細(xì)馬氏體的表面淬火組織，在表面淬火之前驚醒正火及調(diào)治處理。其加工路線是：下料—正火（退火）—粗加工—調(diào)質(zhì)—半精加工—表面淬火—半精加工 4 滲碳淬火 經(jīng)滲碳淬火的工件，由于滲碳是產(chǎn)生變形，常將滲碳工序安排在次要表面加工之前進(jìn)行，這樣可以減少次要表面與主要表面之間位置誤差且保證次要表面不被淬硬。其加工路線：下料—鍛造—正火—粗、半精加工—滲碳—半精加工—淬火—精加工。滲碳后淬火前所進(jìn)行的半精加工，除加工次要表面外，還要將零件不需要滲碳部位在滲碳前加大加工余量的部分切除，使這些部位不受

11、滲碳淬火的影響。 5 氮化處理 氮化處理時(shí)因工件變形小，氮化層薄，本身硬度很高，氮化后不需進(jìn)行淬火，因此常安排在精加工之間進(jìn)行，即在粗磨后精磨前進(jìn)行。為減少氮化時(shí)的變形，氮化前要增加處應(yīng)力工序。氮化零件的加工路線：下料—鍛造—退火—粗加工—調(diào)質(zhì)—半精加工—除應(yīng)力處理—粗磨—氮化—精磨—超精磨或研磨 3） 檢驗(yàn)工序的安排 檢驗(yàn)工序一般安排在粗加工后，精加工前；送往外車間前、后；重要工序和工時(shí)長(zhǎng)的工序前、后；零件加工結(jié)束后、入庫(kù)前。 4） 輔助工序的安排 1 表面強(qiáng)化工序 如滾壓、噴丸處理等，一般安排在工藝過程最后 2 表面處理

12、工序 如發(fā)藍(lán)、電鍍等一般安排在工藝過程的最后 3 探傷工序 特別是大型零件 4 平衡工序 包括動(dòng)、靜平衡，一般安排在精加工前后 制定機(jī)械加工工藝規(guī)程的實(shí)例 現(xiàn)以中批生產(chǎn)CA6140車床主軸上的滑動(dòng)齒輪為例 1 零件主要結(jié)構(gòu)和技術(shù)條件的分析 滑動(dòng)齒輪一花鍵孔裝于CA6140車床主軸中部的花鍵軸上，花鍵為內(nèi)徑定心的滑動(dòng)配合。當(dāng)外齒與傳動(dòng)軸上的固定雙聯(lián)齒輪吻合時(shí)，實(shí)現(xiàn)主軸高速旋轉(zhuǎn)，當(dāng)內(nèi)結(jié)合齒與主軸上的空套齒輪合時(shí)，實(shí)現(xiàn)主軸低速旋轉(zhuǎn)。齒輪通過拔叉在主軸花鍵上滑動(dòng)，將由外齒傳來的高速小轉(zhuǎn)矩傳遞給主軸，或通過內(nèi)結(jié)合齒將空套齒輪傳來的低速大轉(zhuǎn)矩傳遞給主軸。因此

13、，內(nèi)花鍵的精度、強(qiáng)度、表面硬度、與外齒分度圓的同軸度、與內(nèi)結(jié)合齒 的分度圓的同軸度均有較高的要求。外齒面與內(nèi)結(jié)合面均需高頻淬火，以保持心部具有強(qiáng)度高、韌性好，同時(shí)表面硬而耐磨的良好性能。 2 毛坯的選擇 因齒輪所用材料為40Cr合金鋼，外形比較簡(jiǎn)單，可采用自由鍛造，此時(shí)內(nèi)孔可以鍛出。當(dāng)中批以上生產(chǎn)時(shí)，可采用模段工藝，以減少加工余量，節(jié)約合金鋼材，并提高毛坯精度。模鍛時(shí)，內(nèi)孔兩邊只能沖出凹坑，不能穿通，故應(yīng)增加鉆孔工序或工步。 3 定位基準(zhǔn)的選擇 根據(jù)齒輪傳動(dòng)的要求，應(yīng)選擇花鍵孔的軸心線作為精基準(zhǔn)，來加工內(nèi)外表面和 孔齒形面。選擇毛坯外圓作為基準(zhǔn)，先夾右端外圓，粗車左端面和外圓，再調(diào)頭

14、裝夾，粗車右端兩段外圓和端面，粗車內(nèi)齒輪孔和花鍵孔，然后半精車花鍵孔。 本著“基準(zhǔn)先行”的原則，以半精車后的花鍵孔作為“自為基準(zhǔn)”拉內(nèi)孔，再以內(nèi)孔引導(dǎo)花鍵拉刀拉出內(nèi)花鍵，拉削分兩個(gè)工序進(jìn)行而不采用內(nèi)孔花鍵復(fù)合拉刀一次拉出，有利于縮短拉刀長(zhǎng)度和提高花鍵孔的拉削加工質(zhì)量?；ㄦI孔拉削后，即以花鍵孔作為精基準(zhǔn)定位，精加工各內(nèi)外表面、端面、插齒、磨齒和端面洗槽。這樣安排就能同時(shí)符合基準(zhǔn)重合、基準(zhǔn)統(tǒng)一和基準(zhǔn)先行的原則。 4 熱處理工序的安排 車床主軸處于啟動(dòng)、停止、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和低速、高速頻繁變化的情況下工作，作為傳遞轉(zhuǎn)矩的齒輪同樣承受著沖擊交變載荷，因此材料選用40Cr中碳合金鋼

15、是適宜的。但為消除鍛造時(shí)高溫加熱引起的粗晶，需經(jīng)正火處理。另外還需經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，以提高其強(qiáng)度和韌性。調(diào)質(zhì)可安排在粗加工后。 內(nèi)外齒面均需進(jìn)行高頻淬火，以提高其表面硬度，高頻淬火須安排在齒形加工后進(jìn)行，由于零件形狀簡(jiǎn)單，可不安排時(shí)效處理。 5 加工階段的劃分和工序的安排 加工階段可根據(jù)所安排的熱處理工序來劃分。在調(diào)質(zhì)后至高頻淬火前為半精加工和精加工階段，高頻淬火后為精加工齒階段。 其加工工藝路線：鍛造—正火—粗車—調(diào)質(zhì)—半精車—拉花鍵孔—精車—插齒—洗槽—高頻淬火—磨齒。 在半精加工后可安排檢驗(yàn)工序，主要檢驗(yàn)孔的尺寸精度，以保證拉花鍵孔工序

16、能順利進(jìn)行。插內(nèi)外齒時(shí)均以內(nèi)花鍵定位，為確保其同軸度，花鍵心軸應(yīng)取較緊一級(jí)的間隙配合，否則會(huì)因配合間隙過大而引起同軸度誤差。 軸類零件的加工 軸類零件的種類于結(jié)構(gòu)： 軸類零件是用來支承傳動(dòng)零件傳遞轉(zhuǎn)矩和承受載荷，并保證裝在軸上的零件具有一定的回轉(zhuǎn)精度。 軸類零件的加工表面，通常有內(nèi)外圓柱面、內(nèi)外圓錐面和螺紋、花鍵、溝槽等。 軸類零件按其結(jié)構(gòu)形狀可分為光軸、階梯軸、花鍵軸和曲軸等。 軸類零件的技術(shù)要求： 1 尺寸精度： 主要是指軸的直徑尺寸精度和長(zhǎng)度尺寸精度根據(jù)使用要求

17、主要軸頸直徑尺寸的公差等級(jí)通常為IT6~IT9，特別精密的軸頸為IT5。長(zhǎng)度尺寸精度一般按未注公差尺寸的要求，階臺(tái)軸各階臺(tái)的長(zhǎng)度要求較高時(shí)，其公差約為0.05~0.2mm. 2 相互位置精度： 保證裝配傳動(dòng)件的配合軸頸與裝配軸承的支承軸頸的同軸度，是軸類零件相互位置精度的普遍要求。普通精度的軸，配合軸頸對(duì)支承軸頸的徑向圓跳動(dòng)一般為0.01~0.03mm：高精度軸為0.001~0.005mm. 3 表面粗糙度： 配合軸頸的表面粗糙度值為Ra1.6~0.4um,支承軸頸的表面粗糙度值為Ra0.04~0.1um，一般非配合表面約為Ra6

18、.3~1.6um。 軸類零件的材料和毛坯： 機(jī)床主軸常用材料及熱處理 機(jī)床主軸種類 材料 預(yù)備熱處理方法 最終熱處理方法 表面硬度（HRC） 車床、銑床、鉆床主軸 45 正火或調(diào)質(zhì) 局部淬火后回火 45~52 平面磨床主軸 外圓磨床砂輪架、頭架主軸 9Mn2V 鍛造后球化退火 調(diào)質(zhì) 淬火后去應(yīng)力 回火 62 精密車床主軸 40Cr 調(diào)質(zhì) 局部淬火后回火 52~56 齒輪磨床主軸 20CrMnTi 正火 滲碳淬火后回火 58~63 臥式鏜床主軸 高精度外圓磨床砂輪架主軸 38CrMoA1A 調(diào)質(zhì)除應(yīng)力處理 氮化 65以上

19、 軸類零件加工路線：粗車 IT11~IT13 Ra50~12.5um 半精車 IT9~IT10 Ra6.3~3.2um 精車 IT7~IT8 Ra1.6~0.8um 精磨 IT8 Ra1.6~0.8um 細(xì)車 IT6 Ra0.4~0.02um 滾壓 IT7~IT8 Ra0.2~0.025um 精磨 IT6~IT7 Ra0.4~0.1um 超精加工、鏡面磨 IT5 Ra<0.025um 研磨 IT5 Ra<0.1um 拋光 IT6 Ra<0.1um 超精加工 IT5~IT6 Ra<0.1um 軸類零件的精密加工： 1 高速

20、精細(xì)車 高速精細(xì)車的特點(diǎn)是切削速度高（100~300m/min）切削深度小（=0.1~0.3mm），進(jìn)給量小（f=0.04~0.08mm），因?yàn)榍邢魉俣群芨?，而切削面小，故切削塑性變形小，切削力小，發(fā)熱小，所以表面質(zhì)量好。加工尺寸公差等級(jí)可達(dá)IT5~IT7，表面粗糙度為Ra0.8~0.1um 高速精車是加工小型有色金屬零件的主要方法，比加工鑄鐵和鋼料能獲得較細(xì)的表面粗糙度 高速精車一般采用硬質(zhì)合金刀具，當(dāng)要求達(dá)到Ra值小于0.005um時(shí)須采用金剛石刀具，通常稱為鏡面車削。金剛石車刀的幾何角度為：前角 后角 主偏角 副偏角 刀尖圓弧半徑，切削刃可制成直線

21、形、圓弧形、多棱形等形狀。在車削時(shí)一般采用酒精噴霧冷卻。 2 超精密磨削 超精密磨削的實(shí)質(zhì)在于砂輪表面的顆粒的作用，經(jīng)過精細(xì)修整后砂輪表面的磨粒形成許多微刃 3 超精加工 超精加工是用細(xì)粒度的石油，以較低的壓力和切削速度對(duì)工件表面驚醒精密加工。 4研磨 5滾壓加工 滾壓加工是利用金屬產(chǎn)生塑性變形，從而達(dá)到該變工件的表面粗糙度、形狀和尺寸的目的。 滾壓加工是采用高硬度的滾珠或滾輪，對(duì)工件表面擠壓產(chǎn)生塑性變形，是表面粗糙度值達(dá)到0.63~0.08 軸類零件的中心孔加工方法：1）轉(zhuǎn)中心孔 2）精加工中心孔：(1)用硬質(zhì)合金頂尖刮研中心孔 （2

22、）用油石研磨中心孔 （3）用中心孔磨床修磨中心孔 套類零件加工 套類零件的種類和結(jié)構(gòu)：套類零件按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為整體式和剖開式兩種 套類零件的技術(shù)要求: 1) 內(nèi)孔 內(nèi)孔氏套類零件起支承火導(dǎo)向作用最主要的表面。內(nèi)孔直徑的尺寸公差等級(jí)一般為IT7，精密軸套有時(shí)取IT6，液壓缸的內(nèi)孔一般取IT8，若與其相匹配的活塞上有密封圈，則可降低為IT9。表面粗糙度一般為Ra1.6~0.1；要求高的一般為：Ra0.04 2) 外圓 外徑公差等級(jí)通常為IT6~IT7;表面粗糙度為Ra3.2~0.4 3）內(nèi)外圓之間的同軸度 當(dāng)內(nèi)孔的最終加工是將套壓入箱體或機(jī)座后進(jìn)行時(shí)，套內(nèi)外圓肩的同軸度

23、要求較低；若套的最終加工是在裝配前完成時(shí)，內(nèi)外圓的同軸度要求較高，一般為0.01~0.05 。 4）孔軸線與端面的垂直度 套的端面在工作時(shí)若承受軸向載荷，或在加工中作為定位基準(zhǔn)時(shí)，端面與孔軸線的垂直度要求都較高，一般為0.02~0.05 套類零件的材料與毛坯： 材料：套類零件一般用鋼、鑄鐵、青銅或黃銅制成。有的滑動(dòng)軸承采用雙金屬結(jié)構(gòu)，即用離心鑄造法在鋼制外套的內(nèi)壁上澆注錫青銅、鉛青銅或巴式合金等軸承合金材料，能提高承載能力和使用壽命。 毛坯： 孔徑較小的套筒，一般選擇熱軋或冷拉棒料，也采用實(shí)心鑄件?？讖捷^大時(shí)，常采用帶孔的鑄件和鍛件或無縫鋼管。對(duì)某些薄壁軸瓦可用

24、雙金屬料彎曲而成。大量生產(chǎn)時(shí)，可采用冷擠壓和粉末冶金等先進(jìn)的制造工藝。 套類零件加工主要工藝問題 “達(dá)到內(nèi)孔的加工精度和表面粗糙度要求，保證內(nèi)孔和外圓表面之間的相互位置精度” 套類零件加工順序有兩種方案：第一種是把外圓作為終加工方案，先從外圓粗加工開始，再粗、精加工內(nèi)孔最后精加工外圓。這種方案適合用于外圓表面是最重要表面的套類零件。第二種方案是把內(nèi)孔作為終加工方案，先從內(nèi)孔粗加工開始，再粗、精加工外圓，最后精加工內(nèi)孔。這種方案適合用于內(nèi)孔表面是最重要的套類零件。 套類零件內(nèi)孔的精密加工 1 孔的磨削加工 以外圓表面為基準(zhǔn)磨孔：（1）用四爪單動(dòng)卡盤裝夾（2）用中心架支承（3）用頂尖和中心架裝夾工件（4）用V形夾具裝夾工件 以內(nèi)孔表面作為基準(zhǔn)磨外圓：（1）用階臺(tái)式心軸裝夾工件（2）用微錐心軸裝夾工件（3）用專用的心軸裝夾工件 2 孔的研磨： 【精品文檔】第 8 頁(yè)