第4章 典型零件加工复习思考题_第4章典型零件加工

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第4章 典型零件加工

一、轴类零件

1、轴类零件的功用为支承传动零件，传递扭矩或运动，承受载荷，并保证装配在轴上的零件具有一定的回转精度。

2、轴类零件按其结构形状的特点，可分为光轴、阶梯轴、空心轴和异形轴

3、轴类零件是回转体零件，其长度远大于直径。按轴的长度L与直径D的比,当L/D≤12时，为刚性轴；当L/D＞12时，为挠性轴。

4、轴主要由圆柱面、圆锥面、端面、螺纹、键槽、花键等组成。

5、一般轴类零件常选用45钢，通过正火、凋质、淬火等不同的热处理工艺，获得一定的强度、韧性和耐磨性。

对于中等精度和转速较高的轴，可选用40Cr等合金结构钢，通过调质和表面淬火获得较好的综合力学性能。

6、轴类零件外圆表面的车削加工一般可划分为粗车、半精车、精车和精细车等。

粗车是粗加工，从毛坯上切去大部分余量，以尽快获得接近于最后的工件形状和尺寸的操作。

半精车是为了进一步提高零件的加工精度和改善表面质量。精车既可作为较高精度外圆表面的终加工，又可作为光整加工表面的预加工。

精细车是高精度外圆表面的最终加工工序，适用于有色金属零件的加工。

7、细长轴外圆表面的车削

细长轴:长度与直径之比大于20(L／D>20)的轴称为细长轴。细长轴的车削特点为：①细长轴刚性差，在切削过程中受切削力的作用极易产生弯曲变形和振动；②在切削热的作用下，产生很大的线膨胀，若两端顶尖固定支承，则会弯曲变形；③加工中连续切削时间长，刀具磨损大，影响加工精度和表面质量。

细长轴的先进车削方法 ①改进工件装夹方式一般采用一夹一顶的方法。同时在工件端部缠绕一圈直径为φ4的钢丝，以减少接触面积，避免夹紧时形成弯曲力矩；②尾座顶尖改为弹性顶尖，避免工件受热弯曲变形；③采用跟刀架，以提高工件的刚度。④为减小背向力，尽量采用大主偏角车刀，一般取κr=75°-93°；⑤采用反向进 给切削，改变工件受力方向，可减少工件的弯曲变形。

8、定位基准的选择

轴类零件的定位基准，最常用的是两中心孔。因为一般轴的设计基准都是其中心线，用中心孔定位，可实现基准重合，且能最大限度地在一次安装中加工尽可能多的外圆和端面，符合基准统一的原则。

9、主轴加工的工艺过程分为三个阶段：凋质以前的工序为粗加工阶段；调质以后到表面淬火间的工序为半精加工阶段；表面淬火以后的工序为精加工阶段。

10、在主轴加工的过程中，应安排足够的热处理工序。毛坯锻造后安排正火处理，以消除锻造应力，改善切削性能。粗加工后安排调质处理，以提高其力学性能，并为表面淬火准备良好的金相组织。半

精加工后安排表面淬火处理，以提高其耐磨性。

11、加工顺序的安排 轴主要加工表面的工序安排大致如下：锻造→正火→车端面钻中心孔→粗车→调质→半精车→精车→表面淬火→粗、精磨外圆表面。

二、套筒类零件加工

1、常用的套筒类零件的内孔表面加工方法有钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、拉孔、磨孔、研磨孔、珩磨孔和滚压孔等。

三、箱体类零件加工

1、箱体平面加工常用的方法有刨削、铣削和磨削。

2、精基准的选择

箱体加工通常优先考虑“基准统一”原则，使具有相互位置精度要求的大部分加工表面的大部分工序，尽可能用同一组基准定位，以避免因基准转换而带来的累积误差，有利于保证箱体各主要表面的相互位置精度。

箱体的设计基准往往也是箱体的装配基准，为保证主要表面间的相互位置精度，也必须考虑“基准重合”原则，使定位基准与设计基准、装配基准重合，避免基准不重合误差，有利于提高箱体各主要表面的相互位置精度。

3、箱体的定位基准常用以下两种方案： 1)三面定位 2)一面两孔定位

4、粗基准的选择

①在保证各加工面均有加工余量的前提下，应使重要孔的加工余

量均匀；②装入箱体内的旋转零件(如齿轮、轴套等)应与箱体内壁有足够的间隙；③注意保持箱体必要的外形尺寸。还应保证定位夹紧可靠。

4.4 圆柱齿轮加工

1、齿轮是齿轮传动中的主要传动元件，其功用是按一定的速比传递运动和动力。

2、齿轮的内孔（或轴颈）、端面（有时还有顶圆）常被用作齿轮加工定位、测量及装配的基准。

3、齿轮的材料按照使用时的工作条件进行选择。一般中等精度齿轮，可选用中碳钢(如45钢)、中碳合金钢(如40Cr)进行调质或表面淬火处理。

4、按齿面形成的原理不同，齿面加工可以分为两类方法：一是成形法，用与被切齿轮齿槽形状相符的成形刀具切出齿面，如铣齿、拉齿和成形磨齿等；二是展成法，齿轮刀具与工件按齿轮副的啮合关系做展成运动，工件齿面由刀具的切削刃包络而成，如滚齿、插齿、剃齿、珩齿和磨齿等。

5、齿形加工方法 1）铣齿

铣齿是指用齿形铣刀在铣床上加工齿面的方法。模数m≤8 mm的齿轮，一般用盘状齿形铣刀在卧式铣床上加工；m>8 mm的齿轮，用指状齿形铣刀在立式铣床上加工。

2）滚齿

滚齿加工是根据展成法原理来加工齿形的。滚刀加工齿轮，相当于齿轮齿条的啮合过程.滚刀旋转时，就相当于齿条在连续地移动，被切齿轮的分度圆沿齿条节线作无滑动的纯滚动，滚刀切削刃的包络 线就形成渐开线齿形。

3）插齿

插齿加工原理相当于一对圆柱齿轮相啮合，一个齿轮磨出前后角以形成切削刃即为插齿刀，通过严格的啮合运动，其包络线形成齿形。

4）剃齿

剃齿刀实质上是一个高精度的斜齿圆柱齿轮，并在每个齿面上沿渐开线方向开出许多小沟槽，形成切削刃。剃齿时剃齿刀1与工件2在空间成交错啮合，剃齿刀高速正反转，带动工件作双面无侧隙的自由对滚，使两啮合面产生相对滑移，刀刃在一定压力下从工件齿面上剃下很薄的切屑

5）珩齿

珩齿原理与剃齿相似，珩磨轮和工件在空间作交错齿轮 副无侧隙啮合传动。当珩磨轮高速带动被珩齿轮正反转时，在相啮合齿轮的齿面上产生相对滑动，磨粒在进给压力下进行切削，为一低速磨削、研磨和抛光等的综合过程。

6）．磨齿

磨齿是高精度齿面的加工方法，多用作齿面淬硬后的光整加工。磨齿有展成法和成形法两种，在生产中常用展成法，它根据齿轮齿条的啮合原理来进行加工。按砂轮形状不同，分为以下几种：

1)碟形砂轮磨齿 2)锥形砂轮磨齿 3)蜗杆砂轮磨齿

6、圆柱齿轮加工工艺过程的制定原则:根据齿轮的精度等级、技术要求、结构与尺寸大小、材料与热处理、生产批量及车间现有设备条件而制定。

7、圆柱齿轮加工工艺路线大致为：毛坯制造及热处理—齿坯加工—齿形粗加工—齿圈热处理—精基准修正—齿形精加工—检验。

8、圆柱齿轮加工定位基准的选择

1）盘类齿轮的齿形加工，一般选择内孔和一个端面作为定位基准，符合“基准重合”原则。

2）轴类齿轮的齿形加工一般选择两顶尖孔定位，某些大模数的轴类齿轮多选择轴径和一端面定位。

9、齿坯加工方案

1)大批量生产的齿坯加工 ①在多刀半自动车床上粗车外圆、端面和内孔；②以内孔定位，端面支承，拉花键孔或圆柱孔；③以内孔在 精密心轴或可胀心轴上定位，在多刀半自动车床上精车外圆、端面等。

2)中小批生产的齿坯加工①在卧式车床上粗车齿坯各部分；②在一次安装中精车内孔和基准端面，以保证基准端面对内孔的圆跳动要求；③以内孔在心轴上定位精车外圆及端面等。

3）对于花键孔齿坯，①在卧式车床上粗车齿坯外圆、端面和花键底孔；②以花键底孔定位，端面支承，拉花键孔；③以花键孔在心轴上定位，精车外圆、端面等。

10、齿形加工方案

1）对于8级精度以下的调质齿轮，用滚齿或插齿就能满足要求。2）对于6～7级精度的齿轮，一般有两种加工方案：

①剃—珩方案：滚(插)齿—齿端加工—剃齿—表面淬火—修正基准—珩齿。这种加工方案生产率高，设备简单，成本低，广泛用于成批或大批大量生产中。

②磨齿方案：滚(插)齿— 齿端加工—渗碳淬火—修正基准—磨齿。这种加工方案生产率低，适用于单件小批生产或淬火后变形较大的齿轮。

3）5级精度以上齿轮的齿形加工均采用磨齿方案。