机械制造技术基础之典型零件的加工工艺培训课件.pptx
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1、本章要点轴类零件的加工轴类零件的加工套筒类零件的加工套筒类零件的加工箱体类零件的加工箱体类零件的加工齿轮类零件的加工齿轮类零件的加工第第5 5章章 典型零件的加工工艺典型零件的加工工艺机械制造技术基础机械制造技术基础第第5章章 典型零件的加工工艺典型零件的加工工艺The processing technology of the typical parts5.1 轴类零件的加工工艺轴类零件的加工工艺The processing technology of shaft parts功功用用支支承承传传动动件件、传传递递扭扭矩矩或或运运动动、承承受受载载荷荷,一一定定的回转精度的回转精度u 结构结构回
2、转体零件,长度大于直径回转体零件,长度大于直径 组成:圆柱面、圆锥面、端面、沟槽、圆弧、螺纹、键组成:圆柱面、圆锥面、端面、沟槽、圆弧、螺纹、键槽、花键、其他外表(如横向孔等槽、花键、其他外表(如横向孔等)分类:光轴、阶梯轴、空心轴、异形轴(曲轴、凸轮轴、分类:光轴、阶梯轴、空心轴、异形轴(曲轴、凸轮轴、偏心轴和花键轴等)图偏心轴和花键轴等)图4-14-1所示。所示。刚性轴(刚性轴(L/d12L/d12)挠性轴(挠性轴(L/dL/d1212)5.1.1 轴类零件的结构特点轴类零件的结构特点轴的种类 5.1.1 轴类零件的结构特点轴类零件的结构特点n 轴类零件的材料、毛坯及热处理u 轴类零件的材
3、料轴类零件的材料不不重重要要的的轴轴:一一般般碳碳素素钢钢Q235、Q255、Q275等等,不不经热处理;经热处理;一般轴类零件:一般轴类零件:35、40、45、50钢钢等等,正火、调质、淬火正火、调质、淬火 中中等等精精度度而而转转速速较较高高的的轴轴:40Cr40Cr等等合合金金结结构构钢钢,调调质质和和外外表表淬火淬火 精精度度较较高高的的轴轴:可可选选用用轴轴承承钢钢GCr15GCr15和和弹弹簧簧钢钢65Mn65Mn等等,也也可可选用球墨铸铁,选用球墨铸铁,调质和外表淬火调质和外表淬火 对对于于高高转转速速、重重载载荷荷条条件件下下工工作作的的轴轴,选选用用20CrMnTi、20Mn
4、2B、20Cr等等低低碳碳合合金金钢钢或或38CrMoAl氮氮化化钢钢,渗渗碳碳淬淬火火或氮化或氮化。结构复杂(曲轴)结构复杂(曲轴)HT400、QT600、QT450、QT400 5.1.2 轴类零件的工艺分析轴类零件的工艺分析u 轴类零件的毛坯轴类零件的毛坯轴类零件最常用的毛坯是圆棒料和锻件 光轴、直径相差不大的阶梯轴,采用圆钢作为毛坯;光轴、直径相差不大的阶梯轴,采用圆钢作为毛坯;直径相差较大的阶梯轴比较重要的轴,应采用锻件直径相差较大的阶梯轴比较重要的轴,应采用锻件;只只有有某某些些大大型型、结结构构复复杂杂的的异异形形轴轴,可可采采用用球球墨墨铸铸铁铁铸铸件;件;毛坯经过加热锻造后,
5、可使金属内部纤维组织沿外表均匀分布,从而获得较高的抗拉、抗弯及抗扭强度,故一一般般比比较较重要的轴重要的轴,多采用锻件。多采用锻件。自由锻造多用于中小批生产自由锻造多用于中小批生产,模锻适用于大批大量生产。模锻适用于大批大量生产。5.1.2 轴类零件的工艺分析轴类零件的工艺分析u 轴类零件的热处理 锻造毛坯在加工前,均需安排正正火火或或退退火火处处理理(含碳量大于(C)=0.5的碳钢和合金钢),以使钢材内部晶粒细化,消除锻造应力,降低材料硬度,改善切削加工性能。为了获得较好的综合力学性能,常要求调调质质处处理理,一般分两种情况:(1)毛坯余量大时,调质安排在粗车之后、半精车之前,以便消除粗车时
6、产生的剩余应力。(2)毛坯余量小时,调质可安排在粗车之前进行。5.1.2 轴类零件的工艺分析轴类零件的工艺分析 外外表表淬淬火火一般安排在精加工之前,这样可纠正因淬火引起的局部变形。对精度要求高的轴,在局部淬火后或粗磨之后,还需进行低温时效处理(在160油中进行长时间的低温时效),以保证尺寸的稳定。对于氮化钢(如38GrMoAl),需在渗渗氮氮之之前前进进行行调调质质和和低低温温时时效效处处理理。对对调调质质的的质质量量要要求求也也很很严严格格,不仅要求调质后索氏体组织要均匀细化,而且要求离外表0.80.10mm层内铁素体含量不超过(C)5,否则会造成氮化脆性而影响其质量。5.1.2 轴类零件
7、的工艺分析轴类零件的工艺分析如图为减速箱传动轴工作图样。左图的技术要求:公差都是以轴颈M和N的公共轴线为基准。外圆Q和P径向圆跳动公差为0.02,轴肩H、G和I端面圆跳动公差为0.02。5.1.3 典型轴类零件加工工艺实例典型轴类零件加工工艺实例5.1.3 典型轴类零件加工工艺实例典型轴类零件加工工艺实例1传动轴工艺分析传动轴工艺分析1)传动轴的主要外表及其技术要求传动轴的主要外表及其技术要求 轴颈M、N、P、Q:IT6;Ra0.8 m;P,Q对M,N轴线径 向圆跳动公差为0.02mm。轴肩G、H、I:Ra0.8 m;均对M,N轴线端面圆跳动 公差为0.02mm。螺纹M241-6g:6级精度。
8、键槽8和12:IT9;侧面 Ra3.2 m;材料40Cr,调质220240HBS。5.1.3 典型轴类零件加工工艺实例典型轴类零件加工工艺实例2)工艺方案分析工艺方案分析 传动轴大多是回转外表,主要是采用车削和外圆磨削。由于该轴主要外表M,N,P,Q的公差等级较高(IT6),外表粗糙度值较小(Ra0.8m),最终加工应采用磨削。其加工方案:轴颈M、N、P、Q和轴肩G、H、I等主要外表应先车后磨,主要工艺路线为:粗车调质半精车磨削。车、磨均以两端中心孔为定位精基准。两端中心孔可在粗 车之前加工出。两段螺纹在半精车阶段车出。两个键槽在磨削之前铣出。毛坯选用60热轧圆钢料。下料粗车调质修研中心孔 铣
9、键槽修研中心孔磨削 检验3)工艺过程工艺过程5.1.3 典型轴类零件加工工艺实例典型轴类零件加工工艺实例5.1.3 典型轴类零件加工工艺实例典型轴类零件加工工艺实例5.1.3 典型轴类零件加工工艺实例典型轴类零件加工工艺实例5.1.3 典型轴类零件加工工艺实例典型轴类零件加工工艺实例机械制造技术基础机械制造技术基础第第5章章 典型零件的加工工艺典型零件的加工工艺The processing technology of the typical parts5.2 盘类零件的加工工艺盘类零件的加工工艺The process technology of plate parts1.1.结构特点结构特点套
10、筒类零件是一种应用范围很广,在机器中主要起支承、定位或导向作用的零件。例如:支承回转轴的各种形式的轴承和定位套、液压系统中的液压缸、电液伺服阀的阀套、夹具上的钻套和导向套、内燃机上的气缸套等都属套筒类零件,其结构形式如图4-16所示。套筒类零件的结构形式 4.2.1 套筒类零件的结构特点和技术要求套筒类零件的结构特点和技术要求各种套筒类零件虽然结构和尺寸有很大差异,但却具有以下共同特点:(1)外圆直径D一般小于其长度L,通常长径比(L/D)小于5。(2)内孔与外圆直径之差较小,即零件壁厚较小,易变形。(3)内外圆回转外表的同轴度公差很小。(4)结构比较简单。2.2.套筒类零件的毛坯制造方式套筒
11、类零件的毛坯制造方式毛坯制造方式主要取决于其结构尺寸、材料和生产批量的大小。孔径较大(如d20mm)时,常采用无缝钢管或带孔的铸件和锻件。孔径较小时,多项选择用热轧或冷拉棒料,也可采用实心铸件。大批量生产时,可采用冷挤压棒料、粉末冶金棒料等。套筒类零件的材料以钢、铸铁、青铜或黄铜为主,也有采用双金属结构(即在钢或铸铁套的内壁上浇注一层轴承合金材料)的。套筒类零件常用的热处理方法有渗碳、淬火、外表淬火、调质、高温时效及渗氮等。3.套筒类零件的技术要求套筒类零件的技术要求套筒类零件的外圆外表多以过盈或过渡配合与机架或箱体孔配合,起支承作用。内孔主要起导向作用或支承作用,常与传动轴、主轴、活塞、滑阀
12、相配合。有些套的端面或凸缘端面有定位或承受载荷作用。套筒类零件的主要技术要求为(1)内孔与外圆的尺寸精度一般为IT7IT6。为保证内孔的耐磨性和功能要求,其外表粗糙度要求Ra2.50.16m,外圆的外表粗糙度为Ra50.63m。(2)通常将外圆与内孔的几何形状精度操作在直径公差以内即可,较精密的可操作在直径公差的1213,甚至更小。较长的套筒零件除有外圆的圆柱度要求外,还有孔的圆柱度要求。(3)内、外圆外表之间的同轴度公差按零件的装配要求而定。当内孔的最终加工是将套装入机座或箱体之后进行(如连杆小端衬套)时,内、外圆外表的同轴度公差可以较大;假设内孔的最终加工是在装配之前完成,则同轴度公差较小
13、,通常为0.060.01mm。套的端面(包括凸缘端面)如在工作中承受载荷或加工中作为定位面时,端面与外圆或内孔轴线的垂直度要求较高,一般为0.050.02mm。4.2.24.2.2套筒类零件加工工艺过程套筒类零件加工工艺过程套筒类零件由于功用、结构形状及尺寸、材料、热处理方法的不同,其工艺过程差异较大。其中,保证内孔与外圆的同轴度公差,以及端面与内圆(外圆)轴线的垂直度公差,是拟定工艺规程时需要关注的主要问题。一、法兰盘零件工艺过程一、法兰盘零件工艺过程5.2.3 盘类零件的加工工艺实例盘类零件的加工工艺实例5.2.3 盘类零件的加工工艺实例盘类零件的加工工艺实例5.2.3 盘类零件的加工工艺
14、实例盘类零件的加工工艺实例5.2.3 盘类零件的加工工艺实例盘类零件的加工工艺实例5.2.3 盘类零件的加工工艺实例盘类零件的加工工艺实例二、接盘零件工艺过程二、接盘零件工艺过程1.接盘零件的主要外表及其技术要求接盘零件的主要外表及其技术要求 孔A():IT7,Ra1.6 m;小外圆():IT6,Ra1.6 m对孔A的轴线有同轴度 要求,其公差值为 0.03mm;材料45钢,调质220240HBS。5.2.3 盘类零件的加工工艺实例盘类零件的加工工艺实例5.2.3 盘类零件的加工工艺实例盘类零件的加工工艺实例 该零件的主要外表均为回转外表,应选用车削方法,主 要工艺路线为:粗车调质精车。在精车
15、过程中,应使孔(),小外圆()和台阶端面在一次 装夹加工出来,即“一刀活”;再以孔定位,心轴装夹精 车大端面,即可保证该零件的位置精度要求。在精车之后钻16孔,铣削宽16的圆弧槽。毛坯选用锻件。2工艺分析工艺分析 锻造毛坯粗车调质精车划线钻孔 铣槽检验3工艺过程工艺过程5.2.3 盘类零件的加工工艺实例盘类零件的加工工艺实例5.2.3 盘类零件的加工工艺实例盘类零件的加工工艺实例4工艺卡片工艺卡片4工艺卡片工艺卡片5.2.3 盘类零件的加工工艺实例盘类零件的加工工艺实例机械制造技术基础机械制造技术基础第第5章章 典型零件的加工工艺典型零件的加工工艺The processing technolo
16、gy of the typical parts5.3 箱体类零件的加工工艺箱体类零件的加工工艺The process technology of body parts1.1.箱体零件的功用与结构特点箱体零件的功用与结构特点箱体是机器的基础零件,它将机器中有关部件的轴、套、齿轮等相关零件连接成一个整体,并使之保持正确的相互位置,以传递转矩或改变转速来完成规定的运动。故箱体的加工质量,直接影响到机器的性能、精度和寿命。箱体类零件的结构复杂,壁薄且不均匀,加工部位多,加工难度大。据统计资料说明,一般中型机床制造厂花在箱体类零件的机械加工工时约占整个产品加工工时的l520。5.3.1 箱体类零件的结构
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