1、,第十章 齿面加工 第一节 概述 齿轮加工机床简述 齿轮加工机床的种类繁多，分类的方法也很多，一般是按所能加工齿轮的类型进行分类的。通常分为圆柱齿轮加工机床和圆锥齿轮加工机床。圆柱齿轮加工机床主要有滚齿机、插齿机等；锥齿轮加工机床主要有直齿锥齿轮刨齿机、铣齿机、拉齿机和加工孤齿锥齿轮的铣齿机等。用于精加工齿轮齿面的机床有研齿机、剃齿机、磨齿机等。,第二节 滚齿 一、滚齿刀(滚刀) 滚齿刀由相啮合齿轮副中的一个斜齿轮演变而来。 二、滚齿原理 滚齿加工是按包络法加工齿轮的一种方法。滚刀在滚齿机上滚切齿轮的过程，与一对螺旋齿轮的啮合过程相似。滚刀相当于一个单齿(或双齿)大螺旋角齿轮，只是齿轮齿面上有
2、容屑槽和切削刃。当它与齿坯作强迫啮合运动时，即切去齿坯上的多余材料，齿坯上将留下滚刀切削刃的包络面，形成一个新的齿轮。,1加工直齿圆柱齿轮的传动原理 用滚刀加工直齿圆柱齿轮必须具备以下两个运动：形成渐开线齿廓的展成运动和形成直线齿形(导线)的运动。 (1)展成运动传动链：由滚刀的旋转运动和工件的旋转运动组成复合运动。这是一条内联系传动链，要求传动比准确。 (2)主运动传动链：电动机12iv34滚刀。这条传动链产生切削运动。 (3)垂直进给运动传动链：滚刀的垂直进给运动是由滚刀刀架沿立柱导轨移动实现的。这条传劝链是外联系传动链。,2加工斜齿圆柱齿轮的传动原理展成运动传动链、垂直进给运动传动链、主
3、运动传动链与直齿圆柱齿轮的传动原理相同，只是在刀架与工件之间增加了一条附加运动传动链(刀架1213iy1415合成机构67ix89工作台)，以保证形成螺旋齿形线。,9.3.2 YC3180型滚齿机 1机床的特点及用途 2机床的运动分析 思路：确定末端件。列出计算位移。对照传动原理图，列出运动平衡式。计算换置式。 主运动传动链 展成运动传动链 进给传动链 差动传动链,第三节 插齿 一、标准直齿插齿刀分为三种类型 盘形插齿刀 碗形直齿插齿刀 锥柄插齿刀,二、插齿机 主要用于加工内外啮合的圆柱齿轮、扇形齿轮、齿条等，尤其适于加工内齿轮和多联齿轮，这是其它机床无法加工的。但插齿机不能加工蜗轮。 图示是
4、Y5132型插齿机的外形图。插齿刀装在刀架的刀具主轴上，作上下往复切削运 动并旋转；工件装在工作台上作旋转运动，并随同工作台直线移动，实现径向切入运动；调整支架上的径向切入挡块位置，可使整个加工过程自动进行。,第十二章 机械加工工艺规程 第一节 机械加工工艺过程的组成和过程 一、机械加工工艺过程的组成 (一)生产过程 生产过程是指将原材料转变为成品的全过程。一台产品的生产过程包括原材料、半成品、元器件、标准件、工具、工装、设备的购置、运输、检验、保管，专用工具、专用工装、专用设备的设计与制造等生产准备工作和毛坯制造、零件加工、热处理、表面处理、产品装配与调试、性能试验以及产品的包装、发运等工作
5、。,(二)工艺过程 生产过程中直接改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性能的过程，称为工艺过程，可以通过不同的工艺方法来完成。因而工艺过程又可具体分为铸造、锻造、冲压、焊接、机械加工、特种加工、热处理、表面处理、装配等工艺过程。 采用机械加工方法，直接改变加工对象的形状、尺寸和表面性能，使之成为成品的过程，称为机械加工工艺过程。 机械加工工艺过程是由若干个按一定顺序排列的工序组成。,1工序工序是指一个或一组工人，在一个工作地对同一个或同时几个工件所连续完成的那一部分工艺过程。划分工序的主要依据是工作地点是否改变和加工是否连续。这里的连续，是指工序内的工作需连续完成，不能插入其它工作内容或者阶段
6、性加工。工序是组成工艺过程的基本单元，也是制定生产计划、进行经济核算的基本单元。工序又可细分为安装、工位、工步、走刀等组成部分。2安装安装是指工件（或装配单元）通过一次装夹后所完成的那一部分工序。,3工位 工位是指在一次装夹中，工件在机床上所占的每个位置上所完成那一部分工序。 4工步工步是指在加工表面（或装配时的连续表面）不变、加工工具不变和切削用量不变的条件下，所连续完成的那部分工序。工步是构成工序的基本单元。5走刀走刀是指刀具相对工件加工表面进行一次切削所完成的那部分工作。每个工步可包括一次走刀或几次走刀。,二、编制工艺规程的原则、方法和步骤 (一)编制工艺规程的原则 先进性、可行性、合理
7、性、劳动条件的良好性。 (二)编制工艺规程的主要依据 产品的装配图和零件图、生产纲领和类型等等。 (三)编制工艺规程的方法和步骤,三、零件结构工艺性结构工艺性是指在满足使用要求的前提下，制造、维修的可行性和经济性。零件可以采用不同的工艺方法来制造，每种工艺方法都具有该工艺方法特点所决定的评定零件结构工艺性的依据。如何来分析用机械加工工艺方法制作的零件的结构工艺性。归纳起来，可从以下几个方面来分析：,1.零件应由一些简单或者有规律的表面，如平面、回转面、螺旋面、渐开线面等组成，避免奇异无规律的表面，否则将给加工带来困难。 2.零件表面的有关尺寸应标准化和规格化。例如孔、螺纹、轴径等的尺寸标准化、
8、规格化，可采用标准刀具加工，也便于与标准件配合和便于加工、装配及用户的使用。,3.零件有关表面形状应与加工刀具形状相适应。否则将增加加工难度。 4.尽量减小加工面积。既减小了加工工作量，又保证接触良好。,5.零件的结构应保证加工时刀具的引进和退出。 6.零件的结构应能尽量减少加工时的装夹以及换刀次数。 7.不需要加工的毛坯表面不要设计成加工面，要求不高的面不要设计成高精度、粗糙度值小的表面。 8.应能定位准确，夹紧可靠，便于加工，便于测量。,第二节 定位基准的选择一、基准的分类 . 基准分为设计基准和工艺基准两大类。 . 1设计基准 . 设计基准是设计工作图上所采用的基准. . 2工艺基准 .
9、 工艺基准是加工过程中所采用的基准。又分为有工序基准、定 位基准和测量基准等。 . 1)工序基准,. 工序图上用来确定本工序所加工表面加工后的尺寸、形状和 位置的基准。 . 2)定位基准 . 定位基准是在加工中用作定位的基准。 . 3)测量基准是测量时所采用的基准。 . 此外还有装配过程中用于确定零、部件间相互位置的装配基准。 . 要求掌握基准的分类，定义，同等重要的是在训练中提高选择基准的 能力。,二、定位基准的选择 1 正确选择定位基准是制订机械加工工艺规程和进行夹具设计的关键。定 位基准分为精基准和粗基准。在起始工序中，只能选用未经加上过的毛坯表 面作为定位基准，这种基准称为粗基准。用加
10、工过的表面所作的定位基准称,为精基准。 在设计工艺规程的过程中，当根据零件工作图先选择精基准、后选粗 基准。结合整个工艺过程要进行统一考虑，先行工序要为后续工序创造条件。2选择精基准,选择精基准应掌握五个原则： . (l)基准重合原则 . 以设计基准为定位基准，避免基准不重合误差， . 调整法加工零件时，如果基准不重合将出现基准不重合误差。 . 所谓调整法，是在预先调整好刀具与机床的相对位置，并在一批零件的加,工过程中保持这种相对位置的加工方法。与之相对应的是试切法加工， . 即试切一测量一调整一再试切，循环反复直到零件达到尺寸要求为止。试 切法适用于单件小批生产下的逐个零件加工。因此请同学思
11、考，用试切法加工 时，如果基准不重合，会引起基准不重合误差吗?为什么？,. (2)基准统一原则 . 选用统一的定位基准来加工工件上的各个加工表面。以避免基准的转换 带来的误差，利于保证各表面的位置精度,简化工艺规程,夹具设计和制造缩 短生产准备周期。,典型的基准统一原则是轴类零件、盘类零件和箱体类零件。轴的精基准 为轴两端的中心孔，齿轮是典型的盘类零件，常以中心孔及个端面为精加工 基准，而箱体类常以一个平面及平面上的两个定位用工艺孔为精基准。 . (3)自为基准原则 . 当某些精加工表面要求加工余量小而均匀时，可选择该加工表面本身作,为定位基准，以搞高加工面本身的精度和表面质量。 . (4)互
12、为基准原则 . 能够提高重要表面间的相互位置精度，或使加工余量小而均匀。 . (5)保证工件定位准确、夹紧安全可靠、操作方便、省力的原则,二、 粗基准的选择 . 为保证某重要加工面余量均匀，而选择该表面作为粗基准。 . 为保证工件上加工表面与不加工表面之间的相互位置和尺寸要求，而 选择不加工表面作为粗基准。 . 粗基准在同一方向只允许一次。 . 应保证定位准确、夹紧可靠，夹具简单、操作方便。 . 四条原则中粗基准在 “同方向只许使用一次”的原则是必须做到的。而 其余原则是有条件执行的。,第三节 工艺路线的拟定 一、 表面加工方法的选择 选择表面加工方法时，一般先根据表面的加工精度和表面粗糙度要
13、求，选定最终加工方法，然后再确定精加工前的准备工序的加工方法，即确定加工方案。由于获得同一精度和同一粗糙度的方案有好几种，选择时还要考虑生产率和经济性，考虑零件的结构形状、尺寸大小、材料和热处理要求及工厂的生产条件等。下面分别简要说明表面加工方法选择时主要考虑的几个因素。,（一）经济精度与经济粗糙度任何一种加工方法可以获得的加工精度和表面粗糙度均有一个较大的范围。例如，精细的操作、选择低的切削用量，可以获得较高的精度，但又会降低生产率，提高成本；反之，如增大切削用量提高生产率，虽然成本降低了，但精度也降低了。所以，对一种加工方法，只有在一定的精度范围内才是经济的，这一定范围的精度就是指在正常加
14、工条件下（采用符合质量标准的设备、工艺装备和标准技术等级的工人，合理的加工时间）所能达到的精度，这一定范围内的精度称为经济精度。相应的粗糙度称为经济粗糙度。,表 3-14 、表 3-15 、表 3-16 分别摘录了外圆、内孔和平面等典型加工方法和加工方案能达到的经济精度和经济粗糙度（经济精度以公差等级表示）。表 3-17 摘录了各种加工方法加工轴线平行的孔系时的位置精度（用距离误差表示）。 各种加工方法所能达到的经济精度精度和经济粗糙度等级，在机械加工的各种手册中均能查到。,表 3-14 外圆柱面加工方法,第四节 毛坯选择 一、 毛坯种类的选择 1毛坯种类 铸件、锻件、焊接件、型材、冲压件、粉
15、末冶金件和工程塑料件 2确定毛坯的形状和尺寸尽量与零件接近 毛坯加工余量毛坯制造尺寸与零件相应尺寸的差值加工总余量 毛坯公差毛坯制造尺寸的公差 为工件安装稳定，有些毛坯需工艺凸台 为加工方便，一些零件作整体毛坯半圆形零件合成整圆 小零件（垫圈）合成1件,二、选择毛坯时应考虑的问题 零件的材料及力学性能要求铸铁、有色金属铸 重要件锻 零件的结构形状与尺寸复杂件铸 小台阶轴棒料，大台阶轴锻 生产纲领的大小大批量先进方法 现有生产条件 采用新工艺、新技术、新材料,第五节 加工余量和工序尺寸及其公差的确定一、加工余量的确定 1加工余量的概念 （1）工序余量切除的金属层厚度等于前后工序尺寸之差 被包容面
16、：Zb=a-b 包容面：Zb=b-a 外圆表面：2Zb=da-db 内孔表面：2Zb=db-da,（2）总加工余量Z =各工序加工余量之和 =毛坯尺寸与零件尺寸之差 =毛坯余量 单向入体原则被包容面基本尺寸为最大极限尺寸，上偏差为零 包容面基本尺寸为最小极限尺寸，下偏差为零 孔与孔（平面）间距离尺寸对称分布 毛坯尺寸正负分布 工序余量的变动范围 =前后工序尺寸公差之和,2影响最小加工余量的因素 （1）前工序的表面粗糙度Ra和表面缺陷层深度Ha （2）前工序的尺寸公差Ta （3）前工序的相互位置偏差a （4）本工序加工时的安装误差b 3确定加工余量的方法计算法 查表修正法 经验估算法,二、工序尺
17、寸及其公差的确定 每道工序完成后应保证的尺寸称为该工序的工序尺寸。工件上的设计尺寸及其公差是经过各加工工序后得到的。每道工序的工序尺寸都不相同，它们是逐步向设计尺寸接近的。为了最终保证工件的设计要求，各中间工序的工序尺寸及其公差需要计算确定。 工序余量确定后，就可计算工序尺寸。工序尺寸及其公差的确定，则要根据工序基准或定位基准与设计基准是否重合，采取不同的计算方法。 基准重合时，工序尺寸及其公差的计算 这是指加工的表面在各工序中，均采用设计基准作为工艺基准，其工序尺寸及其公差的确定比较简单。,计算顺序是： 1确定工序余量； 2确定各工序的基本尺寸； 3按各工序的经济精度，确定工序尺寸的公差；
18、4按“入体原则”确定上下偏差。,三、工艺尺寸链 1 工艺尺寸链的定义 在机器装配或零件加工过程中，由相互连接的尺寸形成封闭的尺寸组称为尺寸链。加工中各有关工艺尺寸组成的尺寸链称为工艺尺寸链。组成尺寸链的各个尺寸称为尺寸链的环。,1 工艺尺寸链组成 1）封闭环：加工间接获得（或装配中最后形成）的尺寸称为封闭环。其余尺寸叫组成环：除封闭环以外其余各个尺寸叫组成环。 2）增环：组成环中，由于该环的变动引起封闭环同向变动（同向变动是指该环增大时封闭环也增大，该环减小时封闭环也减小）的环称为增环。 3）减环：组成环中，由于该环的变动引起封闭环反向变动（反向变动是指该环增大时封闭环减小，该环减小时封闭环增
19、大）的环则称为减环。 增环和减环的判断用箭头表示法。凡与封闭环箭头方向相同的环即为减环；与封闭环箭头方向相反的环即为增环。,1 尺寸链简图 为简便起见，通常不绘出该零件（或装配部分）的具体结构，也不严格按比例，依次绘出各有关尺寸，排列出封闭尺寸图形叫尺寸链简图。除可用定义直接判定增环、减环外，还可在绘制尺寸链图时，用首尾相接的单箭头线顺序表示各环。 2 尺寸链的计算公式 尺寸链的计算，是指计算封闭环与组成环的基本尺寸、公差及极限偏差之间的关系。计算方法分为极值法和统计（概率）法两类。极值法多用于环数少的尺寸链；统计（概率）法多用于环数多的尺寸链。极值法的特点是简单可靠，其基本公式如下： 1）封
20、闭环的基本尺寸 封闭环的基本尺寸等于所有增环基本尺寸之和减去所有减环基本尺寸之和。,2）封闭环的上偏差 封闭环的上偏差等于所有增环的上偏差之和减去所有减环的下偏差之和。,3）封闭环的下偏差 封闭环的下偏差等于所有增环的下偏差之和减去所有减环的上偏差之和。,4）封闭环的公差：封闭环的公差组成环公差的代数和。,四、解工艺尺寸链实例 例：图示轴承碗，当以端面B定位车内孔端面C时,A的尺寸不便测量,若先按尺寸A车出端面A，再以A为测量基准车出x，则可间接保证A。显然，上述A、A和x构成的尺寸链中，A是封闭环，为较全面地了解尺寸换算中的问题，我们设计尺寸A和A给出三种不同的公差，分别讨论。,解：当A30 A 10时，求x及其公差。 x的基本尺寸 A x A 则 x A+A30+1040 （mm） x的上下偏差 则 +0+（0.1） 0.1 则+（0.2）+0 0.2 最后求得： x 40 mm。 当30 A10时， 则0+（0.2） 0.2 0.2+0 0.2,即公差为零，这是由于组成环A的公差与封闭环的公差相等。可知尺寸x的公差为零，即x必须加工得绝对准确，这实际上是不可能的。因此必须压缩A的公差。,
