《機(jī)械制造基礎(chǔ)》課件 7.2典型零件加工（叉架類、齒輪類）

典型零件加工（二）《機(jī)械制造基礎(chǔ)》12叉架類零件的加工——以連桿為例齒輪類零件的加工——以圓柱齒輪為例一、叉架類零件的加工——以連桿為例（一）連桿的結(jié)構(gòu)連桿是較細(xì)長的變截面非圓形桿件，其桿身截面從大頭到小頭逐步變小，以適應(yīng)在工作中承受的急劇變化的動載荷。連桿由連桿體和連桿蓋兩部分組成，兩部分用螺栓和螺母與曲軸主軸頸配合在一起。一、叉架類零件的加工——以連桿為例活塞銷連桿曲軸連桿小頭孔連桿大頭孔一、叉架類零件的加工——以連桿為例圖7-2-1某發(fā)動機(jī)的連桿合件（一）連桿的結(jié)構(gòu)和材料為了減少磨損和磨損后便于修理，在連桿小頭孔中壓入青銅襯套，大頭孔中裝有薄壁軸瓦。連桿材料一般采用45鋼或40Cr、45Mn2等優(yōu)質(zhì)鋼或合金鋼。也有采用球墨鑄鐵的。毛坯用模鍛制造?？烧w鍛造，也可將連桿體和連桿蓋分開鍛造。一、叉架類零件的加工——以連桿為例（二）連桿的主要技術(shù)條件1、小頭襯套底孔為IT7~IT9級，Ra3.2，小頭襯套孔為IT5級，Ra0.4。

為保證與活塞銷的精密裝配間隙，小頭襯套孔在加工后，以每組間隔為0.0025mm分組。2、大頭孔鑲有薄壁剖分軸瓦，底孔IT6級，Ra0.8。3、大小頭孔軸線應(yīng)位于同一平面，其平行度允差每100mm長度上不大于0.06mm。

大小頭孔間距尺寸公差為±0.05mm；

大小頭孔對端面的垂直度允差，每100mm長度上不大于0.1mm。4、為保證發(fā)動運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，對于連桿的重量及裝于同一臺發(fā)動機(jī)中的一組連桿重量都有要求。

對連桿大頭重量和小頭重量都分別規(guī)定，涂色分組，以供選擇裝配。一、叉架類零件的加工——以連桿為例（三）連桿的機(jī)械加工工藝過程1、連桿的尺寸精度、形狀精度和位置精度的要求都很高，但剛度又較差，容易產(chǎn)生變形。

2、連桿的主要加工表面為：大小頭孔、兩端面、連桿蓋與連桿體的接合面和螺栓等。3、工藝過程的安排：粗磨上下端面—鉆、拉小頭孔—拉側(cè)面—切開—拉半圓孔、接合面、螺栓孔—配對加工螺栓孔—裝成合件—精加工合件—大小頭孔光整加工—去重分組、檢驗一、叉架類零件的加工——以連桿為例其他工藝編制方法參考粗鏜一、叉架類零件的加工——以連桿為例其他工藝編制方法參考一、叉架類零件的加工——以連桿為例（三）連桿的機(jī)械加工工藝過程

4、定位基面的選擇連桿加工中可供作定位基準(zhǔn)的表面有：大頭孔、小頭孔、上下兩平面、大小頭孔兩側(cè)面等。這些表面在加工過程中不斷地轉(zhuǎn)換基準(zhǔn)，由粗到精逐步形成。連桿加工粗基準(zhǔn)選擇，要保證其對稱性和孔的壁厚均勻?？梢砸孕☆^外圓定位，來保證孔與外圓的同軸度，使壁厚均勻。圖7-2-2連桿以兩端面互為基準(zhǔn)加工一、叉架類零件的加工——以連桿為例（三）連桿的機(jī)械加工工藝過程

4、定位基面的選擇連桿加工中可供作定位基準(zhǔn)的表面有：大頭孔、小頭孔、上下兩平面、大小頭孔兩側(cè)面等。這些表面在加工過程中不斷地轉(zhuǎn)換基準(zhǔn)，由粗到精逐步形成。連桿加工粗基準(zhǔn)選擇，要保證其對稱性和孔的壁厚均勻。可以以小頭外圓定位，來保證孔與外圓的同軸度，使壁厚均勻。圖7-2-3鉆小頭孔鉆模一、叉架類零件的加工——以連桿為例（三）連桿的機(jī)械加工工藝過程

5、確定合理的夾緊方法連桿相對剛性較差，要十分注意夾緊力的大小、方向及著力點(diǎn)的選擇，不能夾緊在剛性較差的中部，以免變形。圖7-2-4連桿的夾緊變形一、叉架類零件的加工——以連桿為例（三）連桿的機(jī)械加工工藝過程

6、連桿兩端面加工如果毛坯精度高，可以不經(jīng)粗銑而直接粗磨。精磨工序應(yīng)安排在精加工大小頭孔之前，以保證孔與端面的相互垂直度要求。如圖7-2-5所示，在雙軸立式平面磨床上磨削端面。磨床上有兩根主軸，分別裝有高速旋轉(zhuǎn)的砂1和2。粗磨和精磨應(yīng)在不同的機(jī)床上進(jìn)行。圖7-2-5粗磨連桿兩端面示意圖一、叉架類零件的加工——以連桿為例（三）連桿的機(jī)械加工工藝過程7、連桿大小孔的加工小頭的孔徑由鉆孔、倒棱、拉孔三道工序而成。小頭孔壓入青銅襯套后，以襯套內(nèi)孔定位，在金剛鏜床上精鏜內(nèi)孔。大頭孔經(jīng)粗鏜后切開，連桿體與蓋的圓弧均不成半圓，故在精拉連桿體和蓋的側(cè)面及接口面時，同時拉出圓弧面。此后，大頭孔的粗鏜、精鏜、珩磨或冷擠壓工序，都是在合裝后進(jìn)行。一、叉架類零件的加工——以連桿為例（三）連桿的機(jī)械加工工藝過程

8、螺栓孔的加工對于整體鍛造的連桿，螺栓孔的加工是在切開后，接合面經(jīng)精加工后進(jìn)行的。易于保證螺栓孔與結(jié)合面的垂直度。其精度要求較高，一般需經(jīng)鉆-擴(kuò)-锪-鉸等工序。在工序安排上，分兩個階段：第一階段是在桿、蓋分開狀況下的加工；第二階段是在桿、蓋合裝后的加工。二、齒輪類零件的加工——以圓柱齒輪為例二、齒輪類零件的加工——以圓柱齒輪為例（一）齒輪傳動圖7-2-6齒輪齒輪傳動在機(jī)器中應(yīng)用相當(dāng)廣泛，其功用是按規(guī)定的速比傳遞運(yùn)動和動力。齒輪基本上是由齒圈和輪體兩部分構(gòu)成。按輪體結(jié)構(gòu)不同，有盤形齒輪、套筒齒輪、軸齒輪和齒條等，其中使用最多的是盤形齒輪。二、齒輪類零件的加工——以圓柱齒輪為例（二）齒輪的技術(shù)要求對齒輪的一般要求：傳遞運(yùn)動準(zhǔn)確、工作平衡、齒面接觸良好、齒側(cè)間隙適當(dāng)。漸開線圓柱齒輪國家標(biāo)準(zhǔn)對齒輪和齒輪副規(guī)定了12個精度等級。齒輪公差分為三組：第I組主要控制齒輪在一轉(zhuǎn)內(nèi)回轉(zhuǎn)角誤差第II組主要控制齒輪在一個周節(jié)角范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)角誤差第III組主要控制齒輪向線的接觸痕跡二、齒輪類零件的加工——以圓柱齒輪為例（三）齒輪的材料、熱處理和毛坯1、齒輪的材料低速、重載的傳力齒輪線速度高的傳力齒輪承受沖擊載荷的傳力齒輪非傳力齒輪選用機(jī)械強(qiáng)度、硬度等較好的材料，如18CrMnTi輪齒易折斷選用齒面硬度較高好的材料，如38CrMoAlA滲氮鋼齒面易疲勞點(diǎn)蝕選用韌性好的材料，如低碳合金鋼18CrMoTi選用非淬火鋼、鑄鐵、夾布膠木、尼龍等非金屬材料一般用途齒輪45鋼等中碳結(jié)構(gòu)鋼、低中碳合金鋼二、齒輪類零件的加工——以圓柱齒輪為例（三）齒輪的材料、熱處理和毛坯2、齒輪的熱處理毛坯熱處理齒面熱處理正火或調(diào)質(zhì)去應(yīng)力滲碳淬火、高頻淬火、碳氮共滲、滲氮處理等齒面易疲勞點(diǎn)蝕3、齒輪的材料棒料——小尺寸、結(jié)構(gòu)簡單且對強(qiáng)度要求不太高的齒輪

鍛件——強(qiáng)度要求高，需耐磨損、耐沖擊的齒輪

鑄件——齒輪直徑較大時（大于φ400~600mm）二、齒輪類零件的加工——以圓柱齒輪為例（四）齒坯的機(jī)械加工齒形加工前的齒輪加工統(tǒng)稱為齒坯加工。均應(yīng)以中心孔作為齒坯加工、齒形加工和檢驗的基準(zhǔn)。圖7-2-7在六角車床加工齒坯圖7-2-8多刀切削齒坯二、齒輪類零件的加工——以圓柱齒輪為例（五）齒形的加工方法齒形加工方法刀具機(jī)床加工精度及適用范圍成形法成形銑齒模數(shù)銑刀銑床加工精度及生產(chǎn)率均較低，一般精度為9級下拉齒齒輪拉刀拉床精度和生產(chǎn)率均較高，但拉刀多為專用，制造困難價格高，故只用于大量生產(chǎn)，宜于拉內(nèi)齒輪磨齒砂輪成形砂輪磨齒機(jī)

適用于大批量生產(chǎn)，適用于磨削內(nèi)齒輪和齒數(shù)極少的齒輪

二、齒輪類零件的加工——以圓柱齒輪為例（五）齒形的加工方法齒形加工方法刀具機(jī)床加工精度及適用范圍展成法滾齒齒輪滾刀滾齒機(jī)通常加工6~10級精度齒輪，最高能達(dá)4級；生產(chǎn)率較高，通用性大，常用以加工直、斜齒圓柱齒輪和蝸輪插齒插齒刀插齒機(jī)通常能加工7~9級精度齒輪，最高能達(dá)6級；生產(chǎn)率較高，通用性大，適于加工內(nèi)齒輪、多聯(lián)齒輪剃齒剃齒刀剃齒機(jī)能加工5~7級精度齒輪，生產(chǎn)率較高，主要用于齒輪滾插預(yù)加工后、淬火前的精加工冷擠齒輪擠輪擠齒機(jī)無切屑加工，能加工6～8級精度齒輪，生產(chǎn)率比剃齒高，成本低多用于淬火前的齒形精加工，已代替剃齒珩齒珩磨輪珩齒機(jī)或剃齒機(jī)能加工6~7級精度齒輪，多用于經(jīng)過剃齒和高頻淬火后，齒形的精加工磨齒砂輪磨齒機(jī)能加工3~7級精度齒輪，生產(chǎn)率較低，加工成本較高，多用于齒形淬硬后的精密加工二、齒輪類零件的加工——以圓柱齒輪為例（五）齒形的加工方法滾齒插齒剃齒擠齒珩齒磨齒二、箱體類零件的加工——以車床主軸箱為例（六）圓柱齒輪加工工藝過程【工藝方案選擇】1、8級精度以下的齒輪：淬硬齒輪：滾(插)齒一熱處理一校正內(nèi)孔2、7級精度齒輪：不淬火的齒輪：滾齒-剃齒（或冷擠）淬硬齒輪：（小批量）滾(插)齒一淬火-磨齒（大批量）滾(插)齒一剃齒（或冷擠齒輪）一淬火一珩齒3、5級以上精度齒輪：粗滾齒一精滾齒（或精插）一淬火一磨齒二、箱體類零件的加工——以車床主軸箱為例（六）圓柱齒輪加工工藝過程圖7-2-9普通車床主軸箱齒輪二、箱體類零件的加工