《機(jī)械制造工藝學(xué)（3D版）》 課件 第7章 典型零件的機(jī)械加工工藝

第7章典型零件機(jī)械加工工藝7.1主軸加工7.2主軸箱加工

7.3齒輪加工7.4活塞加工

7.5連桿加工7.1主軸加工7.1.1概述7.1.2主軸加工工藝過(guò)程

7.1.3主軸加工主要工序分析7.1.4主軸檢驗(yàn)7.1.1概述1.主軸的功用及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

2.主軸的技術(shù)條件

3.主軸的材料、毛坯及熱處理1.主軸的功用及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)表7-1主軸分類2.主軸的技術(shù)條件表7-2C6132臥式車床主軸技術(shù)要求3.主軸的材料、毛坯及熱處理表7-3主軸的材料及熱處理7.1.2主軸加工工藝過(guò)程1.主軸加工的特點(diǎn)

2.C6132臥式車床主軸加工工藝過(guò)程

3.主軸加工工藝過(guò)程分析1.主軸加工的特點(diǎn)通過(guò)前面對(duì)C6132臥式車床主軸結(jié)構(gòu)及技術(shù)條件的分析，可以看出，主軸加工的特點(diǎn)主要有兩方面：1)加工要求高，兩支承軸頸的精度、表面粗糙度和同軸度、內(nèi)錐孔等表面對(duì)支承軸頸同軸度等要求都較高，是主軸加工的關(guān)鍵。2)C6132臥式車床主軸是一個(gè)空心階梯軸，而其毛坯是實(shí)心鍛件。因此需切除較多的金屬。2.C6132臥式車床主軸加工工藝過(guò)程圖7-1C6132臥式車床主軸零件圖2.C6132臥式車床主軸加工工藝過(guò)程表7-4C6132臥式車床主軸加工工藝過(guò)程2.C6132臥式車床主軸加工工藝過(guò)程表7-4C6132臥式車床主軸加工工藝過(guò)程3.主軸加工工藝過(guò)程分析圖7-2帶有錐堵的拉桿心軸7.1.3主軸加工主要工序分析1.深孔加工

2.外圓加工

3.主軸錐孔的加工1.深孔加工圖7-3工件轉(zhuǎn)動(dòng)刀具作軸向進(jìn)給1.深孔加工圖7-4內(nèi)排屑深孔加工示意圖2.外圓加工表7-5外圓磨削表面常見(jiàn)的缺陷和產(chǎn)生原因2.外圓加工表7-5外圓磨削表面常見(jiàn)的缺陷和產(chǎn)生原因2.外圓加工表7-5外圓磨削表面常見(jiàn)的缺陷和產(chǎn)生原因2.外圓加工圖7-5錐形堵塞2.外圓加工圖7-6

用油石研磨中心孔

1—油石頂尖2—工件3.主軸錐孔的加工圖7-7

中心孔磨頭

傳動(dòng)原理

1—砂輪軸2、3—帶輪4—內(nèi)

殼體5—斜導(dǎo)軌副6—杠桿

7—凸輪8—砂輪9—工件7.1.4主軸檢驗(yàn)1）在被測(cè)工件回轉(zhuǎn)一周過(guò)程中，指示器讀數(shù)的最大差值之半，做為單個(gè)截面的圓度誤差。

2）按上述方法測(cè)量若干個(gè)截面，取其中最大的誤差值做為該工件的圓度誤差。圖7-8

檢驗(yàn)主軸位置精度的檢驗(yàn)夾具7.1.4主軸檢驗(yàn)7.2

主軸箱加工7.2.1概述

7.2.2主軸箱加工工藝擬定

7.2.3主軸箱箱體加工主要工序分析

7.2.4主軸箱箱體的檢驗(yàn)7.2.1概述1.主軸箱的功用和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

2.主軸箱的技術(shù)要求

3.主軸箱的材料及毛坯1.主軸箱的功用和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)主軸箱是機(jī)床的基礎(chǔ)件之一。機(jī)床上的軸、套、齒輪和撥叉等零件都安裝在主軸箱箱體上，主軸箱通過(guò)自己的裝配基準(zhǔn)，把整個(gè)部件裝在床身上。主軸箱不僅按照一定的傳動(dòng)要求傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，而且在保證主軸回轉(zhuǎn)精度、保證主軸回轉(zhuǎn)中心線與床身導(dǎo)軌間的位置精度及傳動(dòng)軸間相互位置精度方面都起著重要作用。因此，主軸箱的加工質(zhì)量對(duì)機(jī)床的工作精度和使用壽命有著重要影響。各種機(jī)床主軸箱體的尺寸大小和結(jié)構(gòu)形式雖有所不同，但卻有許多共同的特點(diǎn)，如箱體上有許多平面和孔，內(nèi)部呈腔狀，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，壁厚不均，剛度較低，加工精度要求較高，特別是主軸孔與裝配基準(zhǔn)的精度要求2.主軸箱的技術(shù)要求(1)箱體各孔的尺寸精度、形狀精度和表面粗糙度主軸箱體各孔的尺寸精度和幾何形狀精度及表面粗糙度直接影響軸承與孔的配合質(zhì)量，尤其是主軸孔。

(2)各孔間的位置精度

(3)平面的形狀和位置精度及表面粗糙度作為裝配基準(zhǔn)面的底面的平面度誤差和表面粗糙度影響主軸箱與床身的接觸剛度。3.主軸箱的材料及毛坯普通車床主軸箱材料一般為HT100～400各種牌號(hào)灰鑄鐵，多半選用HT200。這是因?yàn)殍T鐵容易成形，可加工性、吸振性和耐磨性均較好，且價(jià)格低廉。某些負(fù)荷較大的箱體采用鑄鋼件，在單件小批量生產(chǎn)或某些簡(jiǎn)易機(jī)床的箱體生產(chǎn)中，為縮短生產(chǎn)周期，可采用鋼板焊接。C6132臥式車床主軸箱的材料為HT200。7.2.2主軸箱加工工藝過(guò)程的擬定1.定位基準(zhǔn)的選擇

2.加工方法的選擇

3.工序的安排

4.主軸箱加工工藝過(guò)程1.定位基準(zhǔn)的選擇(1)精基準(zhǔn)的選擇

(2)粗基準(zhǔn)的選擇(1)精基準(zhǔn)的選擇圖7-9

懸掛的中間導(dǎo)向支承圖(1)精基準(zhǔn)的選擇圖7-10

以一面兩孔定位示意圖(2)粗基準(zhǔn)的選擇主軸箱的主要加工表面有主軸孔、底面及其他軸孔。對(duì)于孔加工，應(yīng)盡量保證其加工余量均勻，以便提高孔加工的精度和生產(chǎn)率，另外，箱體內(nèi)壁是不加工表面，如果粗基準(zhǔn)選擇不合理，有可能使非加工的箱體內(nèi)壁與加工表面孔的相互位置誤差過(guò)大。由此可見(jiàn)，要滿足孔的加工余量均勻，應(yīng)選孔為粗基準(zhǔn)，而為保證非加工面與加工面相互位置精度，需選內(nèi)壁為粗基準(zhǔn)，這是相互矛盾的，但是在箱體的毛坯制造時(shí)，內(nèi)壁與主軸孔是一個(gè)整體砂芯，即其相互位置精度是能保證的。2.加工方法的選擇(1)底平面粗刨——精刨——磨削。

(2)孔系

粗鏜——半精鏜——精鏜。

(3)主要平面與端面粗銑——精銑。3.工序的安排(1)加工階段的劃分由于C6132臥式車床主軸箱箱體的技術(shù)要求較高，故工藝過(guò)程應(yīng)分為粗加工、半精加工和精加工三個(gè)階段。

(2)工序的集中與分散C6132臥式車床主軸箱箱體是成批加工的，在組織工序時(shí)除去對(duì)于一系列有相互位置要求的孔系的半精加工和精加工采用了工序集中(用加工中心——高級(jí)集中)外，其余大多工序均采用了工序分散的組織方式，這樣既利于保證各項(xiàng)技術(shù)要求，又能具有一定的生產(chǎn)效率。4.主軸箱加工工藝過(guò)程表7-6

C6132臥式車床主軸箱箱體機(jī)械加工工藝過(guò)程4.主軸箱加工工藝過(guò)程表7-6

C6132臥式車床主軸箱箱體機(jī)械加工工藝過(guò)程7.2.3主軸箱箱體加工主要工序分析1.平面加工

2.孔系加工

3.主軸孔的精加工1.平面加工圖7-11

多軸龍門銑

加工平面圖2.孔系加工(1)保證孔距精度的方法在C6132臥式車床主軸箱箱體孔系加工中，采用鏜模法來(lái)保證其孔距精度，如圖5-34所示。

(2)影響孔系加工精度的因素

(3)孔系結(jié)構(gòu)的工藝性箱體各加工表面的結(jié)構(gòu)工藝性，特別是孔系結(jié)構(gòu)的工藝性，對(duì)箱體零件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性都有很大影響。(1)保證孔距精度的方法圖7-12

平面的組合磨削(1)保證孔距精度的方法圖7-13

用鏜模加工孔系(1)保證孔距精度的方法圖7-14

組合機(jī)床上用鏜模加工孔系(2)影響孔系加工精度的因素1)鏜桿受力變形的影響。鏜桿受力變形是影響孔系加工精度的主要因素之一。2)鏜桿與導(dǎo)套精度及配合間隙的影響。采用導(dǎo)向裝置或鏜模鏜孔時(shí)，鏜桿由導(dǎo)套支承，鏜桿的剛度較懸臂鏜時(shí)大大提高，但鏜桿與導(dǎo)套的形狀精度及其配合間隙對(duì)孔系加工精度有重要影響。3)切削熱與夾緊力的影響。箱體零件壁厚不均，剛度較低，加工中切削熱和夾緊力的影響是不可忽視的。(3)孔系結(jié)構(gòu)的工藝性箱體各加工表面的結(jié)構(gòu)工藝性，特別是孔系結(jié)構(gòu)的工藝性，對(duì)箱體零件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性都有很大影響。箱體上的孔常有通孔、階梯孔、不通孔、相交孔等多種結(jié)構(gòu)形式。通孔工藝性較好，特別是長(zhǎng)徑比小于1～1.5的孔的工藝性最好。階梯孔的孔徑相差越小則工藝性越好，否則孔徑差很大，而刀桿又只能按小孔設(shè)計(jì)，使刀桿剛度大為降低。3.主軸孔的精加工(1)金剛鏜孔金剛鏜孔與普通鏜孔基本相同，這種方法適用于有色金屬合金及鑄鐵件的孔徑加工或珩磨和滾壓前的預(yù)加工。

(2)珩孔珩磨可使孔的尺寸公差等級(jí)達(dá)到IT6～I(xiàn)T7，圓柱度誤差可控制在3～5μm之內(nèi)，但珩磨不能提高孔的位置精度。3.主軸孔的精加工圖7-15

浮動(dòng)鏜刀塊(1)金剛鏜孔圖7-16

對(duì)刀表座

1—千分表2—V形架3—對(duì)刀樣塊4—刀頭5—鏜桿(1)金剛鏜孔圖7-17

微調(diào)鏜刀

1—鏜桿2—刻度盤3—套筒4—刀桿

5—可轉(zhuǎn)位刀片6—墊片7—緊固螺釘

8—彈簧9—鍵(2)珩孔圖7-18

珩磨頭結(jié)構(gòu)圖

1—螺母2—彈簧3—調(diào)整錐

4—砂條5—本體6—砂條座

7—頂銷8—卡簧4.3.4主軸箱箱體的檢驗(yàn)1.主軸箱箱體的檢驗(yàn)項(xiàng)目

2.孔距精度的檢驗(yàn)

3.各加工面間相互位置精度的檢驗(yàn)1.主軸箱箱體的檢驗(yàn)項(xiàng)目1)各加工表面的表面粗糙度及外觀。

2)孔的尺寸精度。

3)孔和平面的幾何形狀精度。

4)孔系的孔距精度。

5)各加工表面間的相互位置精度。2.孔距精度的檢驗(yàn)孔距精度的檢驗(yàn)方法如圖7-19所示。圖7-19a采用游標(biāo)卡尺直接測(cè)量，孔心距圖7-19b中用檢驗(yàn)心捧與千分尺測(cè)量，孔距圖7-19孔距精度的檢驗(yàn)3.各加工面間相互位置精度的檢驗(yàn)(1)平行度誤差的檢驗(yàn)圖7-20a所示為孔與孔之間平行度誤差的測(cè)量方法。

(2)兩孔軸心線垂直度誤差的檢驗(yàn)圖7-21所示為檢驗(yàn)兩孔軸心線垂直度誤差的兩種方法。

(3)孔與端面垂直度的檢驗(yàn)圖7-22a所示為在孔內(nèi)插入檢驗(yàn)心棒，在心棒上裝百分表，將心棒回轉(zhuǎn)一周(心棒回轉(zhuǎn)時(shí)應(yīng)無(wú)軸向位移)，即可讀出在檢驗(yàn)直徑上孔與端面的垂直度誤差。

(4)同軸度的檢驗(yàn)一般用綜合量規(guī)檢驗(yàn)同軸度，如圖7-23a所示。(1)平行度誤差的檢驗(yàn)圖7-20

孔與端面平行度誤差的檢驗(yàn)(2)兩孔軸心線垂直度誤差的檢驗(yàn)圖7-21

兩孔垂直度的檢驗(yàn)

1、2—心棒(3)孔與端面垂直度的檢驗(yàn)圖7-22

孔與端面垂直度誤差的檢驗(yàn)(4)同軸度的檢驗(yàn)圖7-23

同軸度誤差的檢驗(yàn)

1—被測(cè)零件2—量規(guī)3—固定支承

4—可調(diào)支承7.3齒輪加工7.3.1概述

7.3.2齒形加工工藝簡(jiǎn)介

7.3.3主要工序及其工裝

7.3.4檢驗(yàn)

7.3.5齒輪加工的發(fā)展7.3.1概述1.齒輪的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)要求

2.齒輪的材料、毛坯與熱處理1.齒輪的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)要求齒輪是機(jī)械傳動(dòng)中最常用的零件之一。其功用是按規(guī)定的速比傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩，如車床主軸箱中的齒輪。齒輪的形狀因使用要求不同而有不同的結(jié)構(gòu)形式，但據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可將齒輪看成是由齒圈和輪體兩部分構(gòu)成的。按照齒圈上輪齒的種類，齒輪可分為直齒、斜齒、人字齒輪等；按照輪齒的外形特點(diǎn)，齒輪有盤形齒輪、套筒齒輪、軸齒輪和齒條等。2.齒輪的材料、毛坯與熱處理(1)齒輪的材料

(2)齒輪的毛坯(3)齒輪的熱處理(1)齒輪的材料1)中碳結(jié)構(gòu)鋼。采用45鋼等進(jìn)行調(diào)質(zhì)或表面淬火。經(jīng)熱處理后，綜合力學(xué)性能較好，但切削性能較差，齒面表面粗糙度較大，適用于制造低速、載荷不大的齒輪。2)中碳合金結(jié)構(gòu)鋼。采用40Cr進(jìn)行調(diào)質(zhì)或表面淬火。經(jīng)熱處理后其力學(xué)性能較45鋼好，熱處理變形小，用于制造速度、精度較高，載荷較大的齒輪。3)滲碳鋼。采用20Cr和18CrMnTi等進(jìn)行滲碳或碳氮共滲。經(jīng)滲碳淬火后齒面硬度可達(dá)58～63HRC，芯部有較高的韌性，既耐磨損，又耐沖擊，適于制造高速、中載或承受沖擊載荷的齒輪。滲碳處理后的齒輪變形較大，尚需進(jìn)行磨齒加以糾正，成本較高。采用碳氮共滲處理變形較小，由于滲層較薄，承載能力不如前者。4)氮化鋼。采用38CrMoAlA進(jìn)行氮化處理，變形較小，可不再磨齒，齒面耐磨性較高，適用于制造高速齒輪。(2)齒輪的毛坯對(duì)于鋼質(zhì)齒輪，除了尺寸較小且不太重要的齒輪直接采用軋制棒料外，一般均采用鍛造毛坯。生產(chǎn)批量較小或尺寸較大的齒輪采用自由鍛造；生產(chǎn)批量較大的中小齒輪采用模鍛。對(duì)于直徑很大且結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜、不便鍛造的齒輪，可采用鑄鋼毛坯。鑄鋼齒輪的晶粒較粗，力學(xué)性能較差，加工性能不好，加工前應(yīng)進(jìn)行正火處理，使硬度均勻并消除內(nèi)應(yīng)力，以改善加工性能。(3)齒輪的熱處理(1)齒坯的熱處理。齒坯粗加工前后常安排預(yù)先處理，其目的是改善材料的加工性能。減小鍛造引起的內(nèi)應(yīng)力，防止淬火時(shí)出現(xiàn)較大變形。(2)輪齒的熱處理。齒輪的齒形切出后，為提高齒面的硬度及耐磨性，常安排滲碳淬火或表面淬火等熱處理工序。滲碳淬火后齒面硬度高、耐磨性好，使用壽命長(zhǎng)，但變形較大，對(duì)于精密齒輪尚需安排磨齒工序。表面淬火常采用高頻淬火（適于模數(shù)小的齒輪）、超音頻感應(yīng)淬火（適于m=3～6mm的齒輪）和中頻感應(yīng)淬火（適于大模數(shù)齒輪）。表面淬火齒輪的齒形變形較小，內(nèi)孔直徑通常要縮小0.01～0.05mm，淬火后應(yīng)予以修正。(3)齒形的加工方法簡(jiǎn)述。齒輪加工的核心與關(guān)鍵是齒圈上齒形的加工。齒輪加工中的幾道工序，主要是圍繞切齒工序服務(wù)的。目的在于最終獲得符合精度要求的齒輪。按加工過(guò)程中有無(wú)切屑，齒形加工可分為兩大類：無(wú)切屑加工和有切屑加工。按其加工原理又可分為仿形法（或成形法）和展成法。7.3.2齒形加工工藝簡(jiǎn)介1.工藝過(guò)程

2.工藝過(guò)程分析1.工藝過(guò)程1)齒坯加工階段(粗加工及半精加工)。

2)齒形加工階段(半精加工)。

3)熱處理階段。

4)精加工階段(修復(fù)基準(zhǔn)及齒形精加工)。1.工藝過(guò)程圖7-24

齒輪零件圖1.工藝過(guò)程表7-7

齒輪機(jī)加工工藝過(guò)程卡片2.工藝過(guò)程分析(1)齒坯加工分析齒輪加工中所用的定位基準(zhǔn)和測(cè)量基準(zhǔn)都是齒坯的部分表面，因而齒坯加工對(duì)切齒質(zhì)量及生產(chǎn)率的影響很大。

(2)定位基準(zhǔn)的選擇

(3)齒形加工方案選擇(見(jiàn)表7-8、表7-9)。

(4)齒端加工齒廓加工之后的齒端加工有：倒圓、倒尖、倒棱和去毛刺等，如圖7-25、圖7-26所示。(5)精基準(zhǔn)的修整熱處理會(huì)引起基準(zhǔn)孔變形，為保證精加工質(zhì)量，對(duì)基準(zhǔn)孔必須加以修整，修整方法一般用推孔或磨孔。表7-8

圓柱齒輪齒形加工工藝2.工藝過(guò)程分析表7-9

齒形加工方法使用情況比較2.工藝過(guò)程分析2.工藝過(guò)程分析圖7-25齒端加工形式a)倒圓b)倒尖c)倒棱2.工藝過(guò)程分析圖7-26齒端倒圓7.3.3主要工序及其工裝1.滾齒

2.插齒

3.剃齒

4.珩齒

5.磨齒

6.擠壓1.滾齒(1)滾齒的工藝特點(diǎn)

(2)提高滾齒生產(chǎn)率的途徑(1)滾齒的工藝特點(diǎn)滾齒加工是按漸開(kāi)線嚙合原理進(jìn)行展成加工的齒形加工工藝。這種方法，機(jī)床比較簡(jiǎn)單，刀具制造較容易、精度也易保證，夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單并且可達(dá)到較高剛度，零件加工精度及生產(chǎn)率均較高，因而得到廣泛應(yīng)用。尤其應(yīng)用于加工直齒、斜齒的外嚙合圓柱齒輪及蝸輪。(2)提高滾齒生產(chǎn)率的途徑圖7-27

滾刀切入方法

a)軸向切入b)徑向切入(2)提高滾齒生產(chǎn)率的途徑圖7-28

對(duì)角滾齒與一般滾齒后齒面的比較

a)原理圖b)對(duì)角滾齒c)一般滾齒

1—滾刀2—工件2.插齒(1)插齒的工藝特點(diǎn)(2)提高插齒生產(chǎn)率的途徑(1)插齒的工藝特點(diǎn)插齒除了能加工內(nèi)、外嚙合的直齒輪外，還特別適宜加工齒圈軸向距離較小的多聯(lián)齒輪、齒條和扇形齒輪等。依靠靠模也可加工外嚙合的斜齒輪，但不如滾齒加工方便。(2)提高插齒生產(chǎn)率的途徑1)提高插齒的圓周進(jìn)給量。2)增加插齒刀每分鐘往復(fù)行程次數(shù)(高速插齒)，目前沖程數(shù)已達(dá)2500次/min以上，切削速度大大增加，減少了機(jī)動(dòng)時(shí)間。3)采用加大前、后角的插齒刀，充分發(fā)揮現(xiàn)有插齒刀的切削性能，提高插齒刀的壽命。3.剃齒(1)剃齒的工藝特點(diǎn)剃齒加工是一對(duì)螺旋齒輪雙面緊密嚙合的自由對(duì)滾加工過(guò)程，它又是切削層極薄，同時(shí)伴有擠壓和金屬滑移的綜合過(guò)程，如圖4-51所示。

(2)提高剃齒生產(chǎn)率的途徑及剃齒新工藝剃齒工藝的不斷改進(jìn)和發(fā)展，使得生產(chǎn)率有了很大的提高。(1)剃齒的工藝特點(diǎn)圖7-29

剃齒工作原理

a)剃齒刀上的刀齒b)剃齒運(yùn)動(dòng)c)剃齒相對(duì)滑動(dòng)速度的產(chǎn)生

1—齒輪2—剃齒刀(2)提高剃齒生產(chǎn)率的途徑及剃齒新工藝1）對(duì)角線剃齒法即工作臺(tái)往復(fù)運(yùn)動(dòng)方向和被加工的齒輪軸線方向有一夾角，因而剃齒刀上和齒輪嚙合節(jié)點(diǎn)的位置隨工作臺(tái)的移動(dòng)而變化。因此，剃齒刀在整個(gè)齒寬上的磨損較為均勻，刀具壽命延長(zhǎng)，徑向進(jìn)給量可以增加。同時(shí)行程可隨角之增大而減小，且可將中心距調(diào)好后一次走刀完成加工，使生產(chǎn)率較普通剃齒法提高3～4倍。由于刀具與齒輪干涉的可能性減小，故可以剃削兩個(gè)齒圈相距很近的齒輪，但要求剃齒機(jī)工作臺(tái)可調(diào)角度，且要求有較高的剛性和較大的功率。在操作上則要求在調(diào)整嚙合節(jié)點(diǎn)的變化范圍時(shí)，使該點(diǎn)正好在剃齒刀有效工作長(zhǎng)度內(nèi)，調(diào)整的工藝水平要求較高。(2)提高剃齒生產(chǎn)率的途徑及剃齒新工藝2）切向剃齒法當(dāng)對(duì)角線剃齒的γ角為90°時(shí)，就成了切向剃齒。它的行程更短，生產(chǎn)率更高，但要求更寬的剃齒刀。3）徑向剃齒法它只有徑向進(jìn)給，沒(méi)有軸向和切向進(jìn)給，生產(chǎn)率大大提高。徑向剃齒刀必須比工件寬，而且必須使相鄰刀齒的齒溝相錯(cuò)，以取得連續(xù)切削，同時(shí)側(cè)面要求制成凹入的雙曲線體，以便使工件獲得鼓形。4）單行程剃齒該剃齒刀有導(dǎo)入、切削及修正三組齒（故成錐形）切削中僅有切向進(jìn)刀，刀具耐用度高，生產(chǎn)率高。4.珩齒珩齒是對(duì)熱處理后的齒輪進(jìn)行精加工的方法之一，其本質(zhì)是低速磨削、研磨和拋光的綜合過(guò)程，如圖7-30所示。珩齒的運(yùn)動(dòng)關(guān)系與剃齒相同，不同之處只是含有磨料的塑料齒輪(珩輪)與被珩齒輪在自由嚙合過(guò)程中，借齒面間的壓力和相對(duì)滑動(dòng)來(lái)進(jìn)行切削。圖7-30

珩齒工作原理

a)珩輪b)珩齒運(yùn)動(dòng)5.磨齒(1)用一個(gè)錐面砂輪磨齒如圖7-31所示，截面呈齒形的砂輪，一面以速度ns旋轉(zhuǎn)，一面以速度vf沿齒寬方向作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，構(gòu)成假想齒條的一個(gè)齒。

(2)用雙碟形砂輪磨齒如圖7-32所示，兩片砂輪傾斜一定角度，構(gòu)成假想齒條的一個(gè)齒的兩外側(cè)面，同時(shí)磨削一個(gè)(或兩個(gè))齒槽的兩內(nèi)側(cè)面。

(3)用蝸桿砂輪磨齒如圖7-33所示，采用這種方法的機(jī)床有Y7232、Y7215，它是將砂輪1作成蝸桿形狀，其螺牙在法向斷面上的齒形和被磨齒輪2基準(zhǔn)齒形相同。5.磨齒圖7-31

單片錐形砂輪磨齒原理圖5.磨齒圖7-32

用雙碟形砂輪磨齒圖7-33

蝸桿砂輪磨齒原理

1—砂輪2—被磨齒輪5.磨齒6.擠壓(1)生產(chǎn)率高對(duì)于中等尺寸的齒輪，擠齒只需15～20s，而剃齒常需2～4min。

(2)精度高擠齒可使齒輪精度提高到7—6—6，甚至更高。

(3)表面粗糙度小擠齒時(shí)，工件的余量被熨壓平整，所以有些表面缺陷和刮傷等容易填平，這樣表面粗糙度可達(dá)Ra0.4～0.1μm。

(4)擠齒成本低擠齒不開(kāi)槽，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、使用壽命長(zhǎng)，而且被擠齒輪使用時(shí)間長(zhǎng)。

(5)擠多聯(lián)齒輪時(shí)不受限制冷擠對(duì)齒圈的徑向跳動(dòng)有較好的糾正能力，齒向精度較高，但齒形精度較低。6.擠壓圖7-34

砂輪修形循環(huán)簡(jiǎn)圖7.3.4檢驗(yàn)7.4活塞加工7.4.1概述

7.4.2活塞加工工藝的擬定

7.4.3活塞加工的主要工序及其工裝

7.4.4活塞的檢驗(yàn)7.4.1概述1.活塞的功用和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

2.活塞的技術(shù)要求

3.活塞的材料及毛坯1.活塞的功用和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)圖7-35

Z12V190柴油機(jī)活塞示意圖

1—活塞頂面2—回油孔3—?dú)猸h(huán)槽

4—油環(huán)槽5—擋圈槽6—活塞銷孔

7—上開(kāi)襠8—下開(kāi)襠9—止口

10—裙部外圓11—環(huán)岸外圓

12—頭部外圓13—燃燒室

14—?dú)忾y坑1.活塞的功用和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)圖7-36

活塞與相關(guān)零件裝配關(guān)系圖

1、2—?dú)猸h(huán)3—油環(huán)4—活塞

5—活塞銷6—擋圈1.活塞的功用和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)圖7-37

活塞工作過(guò)程中的變形

a)受力變形b)熱變形2.活塞的技術(shù)要求(1)裙部外圓裙部外圓起導(dǎo)向作用，要求與氣缸精密配合，其尺寸公差等級(jí)一般為IT6，對(duì)于高速內(nèi)燃機(jī)的活塞甚至要求為IT5。

(2)銷孔銷孔尺寸精度要求很高，一般在IT6以上。

(3)環(huán)槽

(4)活塞質(zhì)量為了保證發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，同一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞其相互間的質(zhì)量差不應(yīng)相差很大，Z12V190型柴油機(jī)活塞之質(zhì)量差要求不大于15g。3.活塞的材料及毛坯1)在高溫高壓下具有足夠的強(qiáng)度和剛度。

2)較小的結(jié)構(gòu)質(zhì)量。

3)良好的耐熱性和抗腐蝕性。

4)良好的導(dǎo)熱性，熱膨脹系數(shù)小。

7.4.2活塞加工工藝的擬定1.定位基準(zhǔn)的選擇

2.加工方法的選擇

3.工序的安排

4.活塞的加工工藝過(guò)程1.定位基準(zhǔn)的選擇(1)精基準(zhǔn)的選擇活塞是一個(gè)薄壁零件，在外力作用下很容易產(chǎn)生變形。

(2)粗基準(zhǔn)的選擇Z12V190型柴油機(jī)活塞的外圓與非加工表面內(nèi)腔的壁厚差要求為0.8mm，毛坯鑄造過(guò)程中很難保證內(nèi)腔與外圓的同軸度。(2)粗基準(zhǔn)的選擇Z12V190型柴油機(jī)活塞的外圓與非加工表面內(nèi)腔的壁厚差要求為0.8mm，毛坯鑄造過(guò)程中很難保證內(nèi)腔與外圓的同軸度。如果以毛坯外圓作粗基準(zhǔn)加工定位止口和端面，則很難保證壁厚公差的要求。再者活塞內(nèi)腔底面至止口端面的尺寸大小對(duì)活塞質(zhì)量大小影響很敏感，這是因?yàn)樽詢?nèi)腔底面至活塞頂面為一圓柱形實(shí)體，而內(nèi)腔底面至止口端面則是一薄壁圓柱體。2.加工方法的選擇由于活塞是大批量生產(chǎn)，它的毛坯采用金屬模低壓鑄造，余量較小且均勻。因此，活塞加工的主要工序可采用一些高效專用且利于保證相互位置要求的設(shè)備和工裝。同時(shí)，由于工件材料為鋁合金，各表面的精加工不宜采用磨削，因此，銷孔、外圓等的精加工應(yīng)采用高速精鏜、精車等。刀具材料也應(yīng)適當(dāng)選擇。3.工序的安排(1)加工階段的劃分由于活塞是一個(gè)薄壁零件，且主要表面的精度要求很高，因此合理地安排粗、精加工的順序，對(duì)于保證產(chǎn)品質(zhì)量是至關(guān)重要的。

(2)工序的集中與分散Z12V190型柴油機(jī)活塞屬于大批生產(chǎn)，按工序集中的原則，在生產(chǎn)線上采用較多的高效率專用機(jī)床和專用夾具。4.活塞的加工工藝過(guò)程表7-10

Z12V190型柴油機(jī)活塞的加工工藝過(guò)程表7-10

Z12V190型柴油機(jī)活塞的加工工藝過(guò)程4.活塞的加工工藝過(guò)程表7-10

Z12V190型柴油機(jī)活塞的加工工藝過(guò)程4.活塞的加工工藝過(guò)程表7-10

Z12V190型柴油機(jī)活塞的加工工藝過(guò)程4.活塞的加工工藝過(guò)程表7-10

Z12V190型柴油機(jī)活塞的加工工藝過(guò)程4.活塞的加工工藝過(guò)程表7-10

Z12V190型柴油機(jī)活塞的加工工藝過(guò)程4.活塞的加工工藝過(guò)程表7-10

Z12V190型柴油機(jī)活塞的加工工藝過(guò)程4.活塞的加工工藝過(guò)程表7-10

Z12V190型柴油機(jī)活塞的加工工藝過(guò)程4.活塞的加工工藝過(guò)程7.4.3活塞加工的主要工序及其工裝1.止口及其底面的加工

2.環(huán)槽的加工

3.裙部外圓的精加工

4.活塞銷孔的加工1.止口及其底面的加工圖7-39

內(nèi)腔定位夾具示意圖

1—支承頭2、3—滑柱4—頂桿5、6—滑套7—短滑銷2.環(huán)槽的加工(1)工序集中在一次裝夾中完成了粗車外圓、打中心孔，粗切環(huán)槽及頭部頂面，環(huán)槽兩側(cè)倒角，精切環(huán)槽、頭部頂面并倒角，精車各部外圓并锪去頂孔，如圖7-40所示。

(2)環(huán)槽粗切、精切在一次裝夾中完成，減少了裝夾和對(duì)刀誤差，環(huán)槽精度得到了保證。

(3)ASH-225六軸自動(dòng)車床設(shè)有專用對(duì)刀器在環(huán)槽加工過(guò)程中，刀具間的距離和刀具伸出長(zhǎng)度直接影響到環(huán)槽的距離和槽底直徑誤差。圖7-40

六軸自動(dòng)車床加工示意圖2.環(huán)槽的加工圖7-41六軸自動(dòng)車床線外對(duì)刀示意圖2.環(huán)槽的加工3.裙部外圓的精加工(1)套車法

(2)立體靠模車削法(1)套車法圖7-42

套車活塞車床的結(jié)構(gòu)示意圖

1—機(jī)床立柱導(dǎo)軌2—滾輪支座3—主軸4—心軸5—小滑板

6—床鞍7—彈簧8—杠桿9—車刀10—卡盤

11、12—夾緊氣缸或液壓缸13—銷軸(2)立體靠模車削法圖7-43

臥軸立體靠模金剛石活塞車床示意圖

1—靠模觸頭2—立體靠模3—活塞4—刀具

5—機(jī)床主軸6—電動(dòng)機(jī)4.活塞銷孔的加工(1)脈沖滾壓法脈沖滾壓工具如圖7-44所示。

(2)鏡面鏜削法該方法是在專用鏜床上用鏡面鏜刀鏜削銷孔。4.活塞銷孔的加工圖7-44

頂面和頂部外圓定位精鏜銷孔7.4.4活塞的檢驗(yàn)1)外觀及表面粗糙度檢驗(yàn)。

2)銷孔尺寸及形狀誤差的檢驗(yàn)。

3)裙部中凸橢圓尺寸的檢驗(yàn)。

4)環(huán)槽寬度、底徑，環(huán)槽側(cè)面的垂直度和跳動(dòng)的檢驗(yàn)。

5)按質(zhì)量分組。

1.裙部直徑和橢圓度的檢測(cè)圖7-45

裙部徑向尺寸的測(cè)量2.銷孔軸心線與頭部外圓軸心線對(duì)稱度的測(cè)量圖7-46銷孔軸心線與頭部3.銷孔軸心線對(duì)頭部外圓軸心線垂直度的測(cè)量圖7-47銷孔軸頭線與頭部1-心軸，2-V形塊4.銷孔直徑的檢測(cè)圖7-48

氣動(dòng)量?jī)x的檢驗(yàn)原理7.5

連桿加工7.5.1概述

7.5.2連桿工藝過(guò)程的擬訂

7.5.3連桿加工主要工序分析

7.5.4連桿的檢驗(yàn)7.5.1概述1.連桿的作用及其工作條件

2.連桿的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

3.連桿的技術(shù)要求

4.連桿的材料及毛坯1.連桿的作用及其工作條件連桿是柴油機(jī)的主要傳力構(gòu)件之一，其作用是把活塞和曲軸聯(lián)接起來(lái)，將作用在燃燒室中的燃?xì)獗l(fā)壓力傳給曲軸，使活塞的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。連桿由連桿體，連桿蓋，連桿螺栓，定位銷，大、小端軸瓦等組成。2.連桿的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(1)連桿小頭連桿小頭是指連桿與活塞銷相聯(lián)接的部分，它不僅傳遞由活塞傳來(lái)的力，還相對(duì)于活塞銷往復(fù)擺動(dòng)。

(2)連桿桿身?xiàng)U身是指連桿大頭與小頭之間的連接部分。

(3)連桿大頭連桿大頭是指連桿與曲柄銷相聯(lián)接的部分，是曲柄銷的軸承。

(4)連桿螺栓桿螺栓的功用是緊固連桿大頭和連桿蓋，使其構(gòu)成曲柄銷可靠的軸承孔。(1)連桿小頭圖7-49

連桿桿身

截面形狀(2)連桿桿身連桿小頭是指連桿與活塞銷相聯(lián)接的部分，它不僅傳遞由活塞傳來(lái)的力，還相對(duì)于活塞銷往復(fù)擺動(dòng)。連桿小頭一般為薄壁圓形結(jié)構(gòu)，下端用半徑較大的圓弧與桿身圓滑銜接。連桿小頭孔內(nèi)裝有耐磨的薄壁襯套。(3)連桿大頭圖7-50

連桿結(jié)構(gòu)示意圖

a)直剖式連桿b)斜剖式連桿3.連桿的技術(shù)要求1)為了使連桿大小頭運(yùn)動(dòng)副之間配合良好，大、小頭孔的尺寸公差取為IT6，表面粗糙度為Ra0.8μm，大孔圓柱度不低于6級(jí)，小孔圓柱度不低于7級(jí)。

2)大、小頭孔的中心距直接影響到氣缸的壓縮比，進(jìn)而影響柴油機(jī)的效率，兩孔中心距的極限偏差按中心距尺寸劃分為：中心距大于350mm，極限偏差為中心距小于等于350mm，極限偏差為±0.03mm。

3)大、小頭孔軸線在兩個(gè)互相垂直方向上的平行度誤差會(huì)使活塞在氣缸中傾斜，致使缸壁磨損不均勻，縮短柴油機(jī)的使用壽命，同時(shí)也使曲軸的連桿軸頸磨損加劇，因此，在大、小頭孔軸線所決定的平面之平行方向上平行度公差值應(yīng)不大于100∶0.03，垂直于上述平面的方向上平行度公差值應(yīng)不大于100∶0.06。

4)連桿大、小頭孔兩端面對(duì)大頭孔中心的垂直度誤差過(guò)大，將加劇連桿大頭孔兩端面與曲軸連桿軸頸兩端面之間的磨損，甚至引起燒傷，一般規(guī)定其垂直度公差等級(jí)不低于8級(jí)。3.連桿的技術(shù)要求5)齒形結(jié)合面的精度直接影響著連桿軸瓦的裝配精度，目前在大功率柴油機(jī)中廣泛采用的鋸齒形定位結(jié)構(gòu)是由制造廠根據(jù)柴油機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和本廠的工藝狀況來(lái)確定的，其技術(shù)要求一般按接觸面積來(lái)衡量，通常用著色法檢查，在連桿體與連桿蓋嚙合情況下其均勻接觸面積應(yīng)不少于總面積的70%～80%。

6)為了保證柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，對(duì)同一臺(tái)柴油機(jī)連桿的重量差和大、小頭的重量都分別提出嚴(yán)格的要求。

7)連桿在大孔精加工和裝配過(guò)程中的預(yù)緊力十分重要，它直接影響著柴油機(jī)的裝配精度和可靠性，因此在連桿技術(shù)條件中都對(duì)螺栓的預(yù)緊力提出了嚴(yán)格的要求。3.連桿的技術(shù)要求圖7-51

Z12V190型柴油機(jī)連桿主要技術(shù)要求4.連桿的材料及毛坯由于連桿在工作過(guò)程中受交變負(fù)荷，尤其是高速大功率柴油機(jī)，其工作條件更為惡劣，因此，必須保證連桿具有足夠的強(qiáng)度及剛度，且盡量減小重量，這就對(duì)連桿材料的選擇提出了較高的要求。7.5.2連桿工藝過(guò)程的擬訂1.定位基準(zhǔn)的選擇

2.加工方法的選擇

3.工序的安排

4.Z12V190型柴油機(jī)連桿加工工藝過(guò)程1.定位基準(zhǔn)的選擇(1)精基準(zhǔn)的選擇

(2)粗基準(zhǔn)的選擇(1)精基準(zhǔn)的選擇圖7-52

精基準(zhǔn)定位示意圖(2)粗基準(zhǔn)的選擇圖7-53

定位