1、第六章 典型零件的加工,1概述 （1）轴类零件的功用和分类 1） 轴类零件的功用：支承传动零件（如齿轮、带轮、凸轮等）传递转矩承受载荷保证装在轴上的零件(或刀具)具有一定的回转精度。,6.1 轴类零件的加工,1概述,2）轴类零件的结构特点： 长度大于直径； 加工表面为内外圆柱面、圆锥面、螺纹、花键、沟槽等； 有一定的回转精度。 3）轴类零件的分类： 按其结构形状可分为光轴、阶台轴、空心轴和异形轴(如曲轴、凸轮轴、偏心轴等)四类。 按轴的长度与直径之比值(长径比)又可分为刚性轴(L/d12)和挠性轴(L/d12)两类。,（2）轴类零件的材料和毛坯1）轴类零件的材料：一般为碳素结构钢和合金结构钢两
2、类，以中碳钢45钢应用最多，一般须经调质、表面淬火等热处理以获得一定的强度、硬度、韧性和耐磨性。对精度和转速要求较高的轴则可采用中碳合金钢，如40Cr，40MnB，35SiMn，38SiMnMo等。对高转速、重载荷条件下工作的轴，可采用低碳合金钢，如20Cr，20CrMnTi，20MnVB等，这类合金钢经渗碳淬火处理后，一方面能使心部保持良好的韧性，另一方面能获得较高的耐磨性，但热处理后变形较大。采用氮化钢38CrMoAl等，经调质和渗氮后，不仅具有良好的耐磨性和抗疲劳性能，其热处理变形也较小。,2）轴类零件的常用毛坯：光轴、直径相差不大的阶台轴常采用热轧或冷拉的圆棒料；直径相差较大的阶台轴和
3、比较重要的轴大都采用锻件。当轴的结构形状复杂或尺寸较大时，也有采用铸件的。,（1）尺寸精度和几何形状精度轴类零件的主要表面为轴颈，装配传动零件的称配合轴颈，装配轴承的称支承轴颈。轴颈的尺寸精度通常为IT8IT6；高精度的轴颈为IT5。轴颈的形状精度（圆度、圆柱度）应限制在直径公差范围内，对形状精度要求较高时，则应在零件图样上规定允许的偏差。,2轴类零件的主要技术要术,（2）相互位置精度1）配合轴颈轴线相对支承轴颈轴线的同轴度；2）配合轴颈相对支承轴颈轴线的圆跳动。普通精度的轴，同轴度误差为0.010.03mm， 高精度的轴为0.0010.005 mm。3）其他的相互位置精度如轴肩端面对轴线的垂
4、直度等。,（3）表面粗糙度配合轴颈的表面粗糙度值Ra一般为1.60.8m，支承轴颈的表面粗糙度值Ra一般为0.80.4m。,（1）定位基准 轴类零件加工时最常用的定位基准是中心孔，其次是外圆表面。“二顶尖”装夹，以轴两端的中心孔作精基准符合基准重合原则和基准统一原则，加工后的各外圆表面可以获得很高的位置精度。粗加工时切削力很大，为提高工艺系统的刚度，常采用轴的外圆或外圆与中心孔共同作为定位基准，“一夹一顶”装夹。,3轴类零件机械加工的主要工艺问题,带通孔的轴加工外圆时，可使用带中心孔的锥堵或锥套心轴(图4-34)装夹。通孔直径较小时，可直接在孔口加工出宽度不大于2mm的锥面，以代替中心孔。,（
5、2）加工顺序的安排先粗后精的原则，将粗、精加工分开进行。轴是回转体，各外圆表面的粗、半精加工一般采用车削，精加工采用磨削，有些精密轴类零件的轴颈表面还需要进行光整加工。粗加工外圆表面时，应先加工大直径外圆，再加工小直径外圆，以免因直径差距增大而使小直径处的刚度下降，成为极易引起弯曲变形和振动的薄弱环节。轴上的花键、键槽、螺纹等表面的加工，一般都安排在外圆半精加工以后、精加工以前进行。,（3）热处理工序的安排 结构尺寸不大的中碳钢普通轴类锻件，一般在切削加工前进行调质热处理。 对于重要的轴类零件(如机床主轴)，则：一般在毛坯锻造后安排正火处理，达到消除锻造应力，改善切削性能的目的；粗加工后安排调
6、质处理，以提高零件的综合力学性能，并作为需要表面淬火或氮化处理的零件的预备热处理；轴上有相对运动的轴颈和经常拆卸的表面，需要进行表面淬火处理，安排在精加工前。,（3）轴类零件的典型工艺过程毛坯准备正火加工端面和中心孔粗车调质半精车花键、键槽、螺纹等加工表面淬火粗磨精磨。,3轴类零件的加工实例车床主轴的加工,（1）零件分析对机床主轴的共同要求是必须满足机床的工作性能：即回转精度、刚度、热变形、抗振性、使用寿命等多方面的要求。车床主轴是带有通孔的多阶台轴，普通精度等级，材料为45钢。生产类型为大批生产。,1）主要表面及其精度要求 支承轴颈 是两个锥度为1:12的圆锥面，分别与两个双列短圆锥轴承相配
7、合。支承轴颈是主轴部件的装配基准，其精度直接影响主轴部件的回转精度，尺寸精度一般为IT5。主轴两支承轴颈的圆度允差和对其公共轴线的斜向圆跳动允差均为0.005 mm，表面粗糙度Ra值不大于0.4m。,配合轴颈 是与齿轮传动件连接的表面，共有80h5、 89f6和90g5三段，前两段与齿轮分别采用键连接与花键连接， 90g5上齿轮空套，工作时两者有相对运动，因此该轴颈表面须淬火。配合轴颈的尺寸精度为IT6IT5，表面粗糙度值Ra不大于0.4m。,莫氏6号锥孔 用于安装夹具或刀具，是主轴的主要工作表面之一。对支承轴颈公共轴线的斜向圆跳动允差在轴端处为0.005mm，在离轴端300mm处为0.01
8、mm；表面粗糙度值不大于0.4m。该锥孔因工作中经常装卸夹具，表面须淬火以提高其耐磨性。,轴端短圆锥 是安装通用夹具卡盘或拨盘的定位面，锥角(锥度1:4)。此圆锥面对支承轴颈公共轴线的斜向圆跳动允差为0.008mm，表面粗糙度值不大于0.8m，须表面淬火。,2）毛坯选择 主轴是机床的重要零件，其质量直接影响机床的工作精度和使用寿命；结构为多阶台空心轴，直径差很大(本例最大外圆直径195mm，最小外圆直径70mm)。从上述两方面考虑，使用锻造毛坯不仅能改善和提高主轴的力学性能，而且可以节省材料和切削工作量，由于属大批生产，因此，采用模锻毛坯。,3）定位基准选择 主要定位基准为两端中心孔。粗车时切
9、削力大，采用“一夹一顶”。在通孔加工后，加工外圆表面时使用锥堵。精加工内锥孔时用有较高精度的外圆表面及阶台端面定位。,4）主要表面加工方法选择 支承轴颈、配合轴颈及短圆锥：粗车-半精车-粗磨-精磨。 莫氏6号锥孔：钻孔-车内锥-粗磨-精磨。 其他表面： 花键：粗铣-精铣。 螺纹：车。,5）热处理安排 正火：毛坯锻造后。 调质：粗车后、半精车前。 表面淬火：磨削前,（2）加工工艺过程,（1）套类零件的功用和种类套类零件在机械产品中通常起支承或导向作用。根据其功用，套类零件可分为轴承类、导套类和缸套类，如图4-36所示。套类零件用作滑动轴承时，起支承回转轴及轴上零件作用，承受回转部件的重力和惯性力
10、，而在与轴颈接触处有强烈的滑动摩擦；用作导套、钻套时，对导柱、钻头等起导向作用；用作油缸、气缸时，承受较高的工作压力，同时还对活塞的轴向往复运动起导向作用。套类零件的主要表面是内、外圆柱表面。,1概述,6.2套类零件加工,图 套类零件示例 a)、b)滑动轴承 c)钻套 d)轴承衬套 e)气缸套 f)油缸,（2）套类零件的材料和毛坯套类零件所用材料随零件工作条件而异，常用材料有低碳钢、中碳钢、合金钢、铸铁、青铜、黄铜等。有些滑动轴承采用双金属材料结构，即用离心铸造法在钢或铸铁套的内壁上浇注巴氏合金等轴承合金材料，这样既可提高轴承寿命，又可节约贵重的有色金属。套类零件的毛坯选择与零件的材料、结构及
11、尺寸等因素有关。孔径较小的套类零件(直径d20mm)，一般选用热轧或冷拉棒料、实心铸件；孔径较大时，常采用35或45钢、合金钢无缝钢管、带孔的铸件或锻件。大量生产时可采用冷挤压、粉末冶金等先进的毛坯制造工艺，既可提高生产率，又可节约金属材料。,（1）尺寸精度和几何形状精度套类零件的内圆表面是起支承或导向作用的主要表面，它通常与运动着的轴、刀具或活塞相配合。套类零件内圆直径的尺寸精度一般为IT7，精密的轴套有时达IT6；形状精度应控制在孔径公差以内，一些精密轴套的形状精度则应控制在孔径公差的1/21/3，甚至更严。对于长的套筒零件，形状精度除圆度要求外，还应有圆柱度要求。套类零件的外圆表面是自身
12、的支承表面，常以过盈配合或过渡配合同箱体、机架上的孔相连接。外圆直径的尺寸精度一般为IT7IT6，形状精度控制在外径公差以内。,2套类零件的主要技术要求,（2）相互位置精度内、外圆之间的同轴度是套类零件最主要的相互位置精度要求，一般为0.0050.01mm。当套类零件的端面(包括凸缘端面)在工作中须承受轴向载荷，或虽不承受轴向载荷，但加工时用作定位面时，则端面对内孔轴线应有较高的垂直度要求，一般为0.050.02mm。,（3）表面粗糙度为保证零件的功用和提高其耐磨性，内圆表面粗糙度值应为1.60.1m，要求更高的内圆，值应达到0.025m。 外圆的表面粗糙度值一般为3.20.4m。,（1）孔的
13、加工方法孔的加工方法很多，选择时需要考虑零件结构特点、材料、孔径的大小、长径比、精度及表面粗糙度要求，以及生产规模等各种因素。常用的粗加工和半精加工方法有钻孔、扩孔、车孔、镗孔、铣孔等；常用的精加工方法有铰孔、磨孔、拉孔、珩孔、研孔等。,3套类零件机械加工的主要工艺问题,（2）表面相互位置精度的保证方法 套类零件的内孔和外圆表面间的同轴度及端面和内孔轴线间的垂直度一般均有较高的要求。为达到这些要求，常用以下的方法：1）在一次安装中完成内孔、外圆及端面的全部加工。由于消除了工件安装误差的影响，可以获得很高的相互位置精度；但这种方法工序比较集中，不适合于尺寸较大(尤其是长径比较大时)工件的装夹和加
14、工，故多用于尺寸较小的轴套零件的加工。,2）在不能于一次安装中同时完成内、外圆表面加工时，内孔与外圆的加工应遵循互为基准的原则。内、外圆表面须经几次安装，反复加工时，常采用先终加工孔，再以孔为精基准终加工外圆的加工顺序。因为这种方法所用夹具(心轴)结构简单，制造和安装误差较小，可保证较高的位置精度。如由于工艺需要先终加工外圆，再以外圆为精基准终加工内孔，为获得较高的位置精度，必须采用定心精度高的夹具，如弹性膜片卡盘、液性塑料夹具、经修磨后的三爪自定心卡盘及软爪等。,（3）防止套类零件变形的工艺措施套类零件的结构特点是孔壁较薄，加工中因夹紧力、切削力、内应力和切削热等因素的影响容易产生变形，精度
15、不易保证。相应地，在工艺上应注意以下几点:1）为减小切削力和切削热的影响，粗、精加工应分开进行，使粗加工产生的变形在精加工中得以纠正。对于壁厚很薄、加工中极易变形的工件，采用工序分散原则，并在加工时控制切削用量。2）为减小夹紧力的影响，工艺上可采取改变夹紧力方向的措施，将径向夹紧改为轴向夹紧。当只能采用径向夹紧时，应尽可能使径向夹紧力沿圆周均匀分布，如使用过渡套、弹性套等。3）为减小热处理的影响，热处理工序应安排在粗、精加工阶段之间，并适当增加精加工工序的加工余量，以保证热处理引起的变形在精加工中得以纠正。,（1）钻床主轴套筒的加工1）零件分析主要表面及其精度要求，外圆50j7mm，是套筒最主
16、要的表面，尺寸精度为IT7，形状精度圆柱度公差为0.004mm，表面粗糙度值为0.4m，其轴线是零件各项位置精度要求的基准要素。孔内结构复杂，两端40J70mm的阶台孔精度为IT7，圆度公差0.01mm，对外圆轴线的同轴度公差为0.02mm，表面粗糙度值为1.6m；其阶台端面对外圆轴线的端面圆跳动公差为0.01mm，表面粗糙度值为0.8m。外圆表面上的齿条精度等级为8级，齿面表面粗糙度值为1.6m。,4套类零件加工实例,毛坯选择 根据零件所用材料和结构形状，宜采用45钢无缝钢管作毛坯,以节约原材料和省去钻通孔的工作量。主要表面加工方法选择a.50j7外圆各项要求均高，宜通过精磨完成。b.两个4
17、0J7阶台孔采用精车。c.齿条齿形采用铣齿方法加工。热处理安排 调质处理安排在粗车后、半精车前进行。为削除工艺过程中形成的各种应力，在精磨前安排低温时效。,2)加工工艺过程,表4-21 钻床主轴套筒加工工艺过程,（2）隔离衬套的加工1）零件分析隔离衬套是某航空发动机螺旋桨轴上的支承衬套。内孔与螺旋桨轴轴颈相配合(间隙0.010.05mm)，用平键周向定位，两油孔7mm在圆周方向成900分布，内侧有宽度为10mm的贮油槽。其主要技术要求如下： a、外圆轴线对内孔轴线的同轴度公差为0.02mm，b、外圆与内孔的圆柱度公差为0.02mm，c、右端面对内孔轴线的垂直度公差为0.03mm，d、 两端面的
18、平行度公差为0.02 mm,e、外圆的尺寸精度为IT6，表面粗糙度Ra值为0.2m，f、内孔的尺寸精度为IT7，表面粗糙度Ra值为0.4m。,零件隔离衬套内孔直径达60mm左右，壁厚仅有3mm，为典型的薄壁套筒，且孔内有一直通键槽，圆周上还有两个油孔，故零件刚性很差，因此，加工中零件的变形是主要工艺问题。为防止和减小变形，工艺上应采取以下措施：毛坯选择模锻件，选用合适的无缝钢管以减小锻造时的内应力，锻造后进行正火处理以消除锻造应力。模锻件尺寸精确，可减小加工余量，从而减小切削引起的变形。调质在切削前(毛坯状态)进行，以减小热处理变形。,减小切削力和切削热是防止和减小加工中产生变形的重要措施。因
19、此，在工艺过程中应注意下面要点：粗、半精、精加工阶段划分明显；采取工序分散原则；内、外圆表面须经多次反复加工达到最终要求；规定合理的切削用量及走刀次数。粗加工后应安排一道低温回火工序，用以消除内应力。减小夹紧引起的变形。如采用开口套、宽软爪、弹性可涨夹紧装置、塑料可涨夹具等。为保证内、外圆表面粗糙度要求和形状精度；内孔采用研磨，外圆增加抛光工序。,表 隔离衬套机械加工工艺过程,（1）箱体类零件的功用和种类箱体零件是机器的基础零件之一，用于将一些轴、套和齿轮等零件组装在一起，使其保持正确的相互位置，并按照一定的传动关系协调地运动。组装后的箱体部件，用箱体的基准平面安装在机器上。因此，箱体零件的加
20、工质量，对箱体部件装配后的精度有着决定性的影响。各种箱体由于应用不同，其结构形状差异很大，一般可分为整体式箱体与剖分式箱体两类，如图4-39所示，其中图a)为整体式箱体，图b)为剖分式箱体。,6.3箱体类零件加工,1概 述,箱体零件共同的结构特点是：结构形状复杂，内部呈空腔，箱壁较薄且不均匀，其上有许多精度要求很高的轴承孔和装配用的基准平面，此外还有一些精度要求不高的紧固孔和次要平面。因此，箱体上需要加工的部位较多，加工难度也较大。,图 几种箱体零件的结构简图 a)组合机床主轴箱 b)剖分式减速器箱体 c)汽车后桥差速器箱体 d)车床主轴箱,（2）箱体类零件的材料和毛坯箱体类零件的材料常采用灰
21、铸铁，如HT200，它具有容易成形、吸振性好、耐磨性及切削性好等特点。一些负荷较大的减速箱体，也可采用铸钢件。航空发动机的箱体则常采用铝合金或镁铝合金材料，以减轻质量。当生产批量不大时箱体铸件毛坯采用木模手工造型，制作简单但毛坯精度较低，余量也较大；大批、大量生产时则采用金属模机器造型，毛坯精度高，余量可适当减小；在单件生产时，有时采用焊接件作箱体毛坯，以缩短生产周期。,（1）轴承孔的尺寸、形状精度要求箱体轴承孔的尺寸精度、形状精度和表面粗糙度直接影响与轴承的配合精度和轴的回转精度。特别是机床主轴的轴承孔，对机床的工作精度影响较大。普通机床的主轴箱，主轴轴承孔的尺寸精度为IT6，形状误差小于孔
22、径公差的1/2，表面粗糙度Ra值为1.60.8m；其他轴承孔的尺寸精度为IT6，形状误差小于孔径公差，表面粗糙度Ra值为3.21.6m。,2箱体类零件的主要技术要求,（2）轴承孔的相互位置精度要求1）各轴承孔的中心距和轴线的平行度 箱体上有齿轮啮合关系的相邻轴承孔之间，有一定的孔距尺寸精度与轴线的平行度要求，以保证齿轮副的啮合精度，减小工作中的噪声与振动，还可减小齿轮的磨损。一般机床箱体轴承孔的中心距偏差为(0.0250.06)mm，轴线的平行度公差在300mm长度内为0.03mm。2）同轴线的轴承孔的同轴度 安装同一轴的前、后轴承孔之间有同轴度要求，以保证轴的顺利装配和正常回转。机床主轴轴承
23、孔的同轴度误差一般小于0.008mm，一般孔的同轴度误差不超过最小孔径的公差之半。,3）轴承孔轴线对装配基准面的平行度和对端面的垂直度要求 机床主轴轴线对装配基准面的平行度误差会影响机床的加工精度，对端面的垂直度误差会引起机床主轴端面圆跳动。一般机床主轴轴线对装配基准面的平行度公差在650 mm长度内为0.03 mm，对端面的垂直度公差为0.0150.02mm。4）箱体主要平面的精度要求 箱体的主要平面是指装配基准面和加工中的定位基准面，它们直接影响箱体在加工中的定位精度，影响箱体与机器总装后的相对位置与接触刚度，因而具有较高的形状精度(平面度)和表面粗糙度要求。一般机床箱体装配基准面和定位基
24、准面的平面度公差在0.030.10 mm范围内，表面粗糙度Ra值为3.21.6m。箱体上其他平面对装配基准面的平行度公差，一般在全长范围内为0.050.20mm，垂直度公差在300mm长度内为0.060.10mm。,（1）定位基准的选择1）粗基准的选择 首先考虑箱体上要求最高的轴承孔(如主轴轴承孔)的加工余量应均匀，并要兼顾其余加工面均有适当的余量。其次要纠正箱体内壁非加工表面与加工表面的相对位置偏差，防止因内壁与轴承孔位置不正而引起齿轮碰壁。般选择主轴轴承孔和一个与其相距较远的轴承孔作为粗基准。2）精基准的选择 首先考虑基准统一原则，以保证箱体上诸多轴承孔和平面之间有较高的相互位置精度，通常
25、选择装配基准面为精基准。由于装配基准面是诸多孔系和平面的设计基准，因此能使定位基准与设计基准重合。,3箱体类零件机械加工的主要工艺问题,（2）加工顺序的安排加工顺序按照先粗后精、先主后次、先加工基准面的原则安排。箱体类零件有许多较大的平面和孔，一般按先平面后孔的顺序加工，以便于划线和找正，并使孔的加工余量均匀，加工孔时不会因端面不平而使刀具产生冲击振动。 （3）热处理工序的安排箱体结构复杂，壁厚不均匀，铸造时因冷却速度不一致，内应力较大，且表面较硬。为了改善切削性能及保持加工后精度的稳定性，毛坯铸造后，应进行一次人工时效处理。对于普通精度的箱体，粗加工后可安排自然时效；对于高精度或形状复杂的箱
26、体，在粗加工后，还应安排一次人工时效处理，以消除内应力。,（1）主轴箱箱体的加工卧式车床主轴箱结构示意如图4-40所示。,图 主轴箱箱体,4箱体类零件加工实例,1）零件分析 主要表面及其精度要求 箱体底面及导向面是装配基准面，其平面度允差为0.040.06mm，表面粗糙度Ra值为1.6m。其他平面有侧面和顶面，侧面对底面的垂直度允差为0.040.06mm；顶面对底面的平行度允差为0.1mm。主轴轴承孔的孔径 精度为IT6，表面粗糙度Ra值为0.8m;其余轴承孔的精度为IT7IT6，表面粗糙度Ra值为1.6m。各轴承孔的圆度和圆柱度公差不超过孔径公差的1/2，主轴轴承孔轴线与基准面距离的尺寸公差
27、为0.050.10mm；各轴承孔轴线与端面的垂直度允差为0.060.10mm。同轴孔的同轴度允差为最小孔径公差的1/2；各相关轴线间的平行度允差为0.060.10mm。材料与毛坯 工件材料为灰铸铁HT150，毛坯为铸件，加工余量为：底面8mm，顶面9mm，侧面和端面7mm，铸孔7mm。,2）单件小批生产时的加工工艺过程 卧式车床主轴箱加工工艺过程见表。,表 车床主轴箱箱体机械加工工艺过程,（2）减速箱箱体的加工图 所示为剖分式减速箱箱体。1）零件分析结构特点 箱体为剖分式，工艺过程的制定原则与整体式箱体相同。由于各对轴承孔的轴线在箱盖和底座的对合面(即剖分面)上，所以轴承孔及两端面必须待对合面
28、加工后装配成整体箱体再进行加工。整个加工过程分为两个阶段：第一阶段将箱盖与底座分开加工，完成主要平面(对合面、底面)、连接孔、定位孔的加工，为箱体对合做准备；第二阶段先配合好箱体，然后完成两侧端面和轴承孔的加工。在两阶段之间，由钳工工序将箱盖和底座合成一体，并用销子定位。,图 剖分式减速箱箱体,主要表面及其精度要求 三对轴承孔的尺寸精度为1T7，表面粗糙度Ra值为1.6m，三对同轴轴承孔的同轴度公差为0.073mm(图4-42)，轴线间的平行度公差为0.073 mm，各轴线对对合面的位置度公差为0.3mm。定位基准的选择 剖分式减速箱箱体的粗基准，是指在加工箱盖和底座的对合面前，划加工参照线所
29、依据的基准。为了保证不加工的凸缘(12mm)至对合面间的高度一致，应选择凸缘的上、下不加工表面为粗基准。底座的对合面粗加工后，就可作为加工底平面、连接孔、工艺孔等的精基准，而精加工对合面以及在箱盖、底座对合后加工两侧端面和各对轴承孔时则以底平面为主要精基准，并以位于底面对角线上的两孔为辅助基准(两孔一面定位方式) 。,2）加工工艺过程 剖分式减速箱箱盖(图4-42)加工工艺过程见表4-24。 剖分式减速箱底座(图4-43)加工工艺过程见表4-25。 剖分式减速箱整体加工工艺过程见表4-26。,图 剖分式减速器箱盖,图 剖分式减速器箱底座,表 减速箱箱盖的机械加工工艺过程,表 减速箱底座的机械加
30、工工艺过程,表 减速箱整体加工的机械加工工艺过程,（1）齿轮的主要加工面齿轮的主要加工表面有齿面和齿轮基准表面，后者包括带孔齿轮的基准孔、连轴齿轮的基准轴、切齿加工时的安装端面，以及用以找正齿坯位置或测量齿厚时用作测量基准的齿顶圆柱面。 （2）齿轮的材料和毛坯常用的齿轮材料有15钢、45钢等碳素结构钢；速度高、受力大、精度高的齿轮常用合金结构钢，如20Cr，40Cr，38CrMoAl，20CrMnTiA等。齿轮的毛坯决定于齿轮的材料、结构形状、尺寸规格、使用条件及生产批量等因素，常用的有棒料、锻造毛坯、铸钢或铸铁毛坯等。,1概述,6.4直齿圆柱齿轮加工,（1）齿轮精度和齿侧间隙渐开线圆柱齿轮精
31、度对齿轮及齿轮副规定：12级为超精密等级；35级为高精度等级；68级为中等精度等级；912级为低精度等级。用切齿工艺方法加工、机械中普遍应用的等级为7级。按照齿轮各项误差的特性及它们对传动性能的主要影响，齿轮的各项公差和极限偏差分为三个公差组(表4-27)。,2直齿圆柱齿轮的主要技术要求,齿轮副的侧隙是指齿轮副啮合时，两非工作齿面沿法线方向的距离(即法向侧隙)，侧隙用以保证齿轮副的正常工作。加工齿轮时，用齿厚的极限偏差来控制和保证齿轮副侧隙的大小。,（2）齿轮基准表面的精度齿轮基准表面的尺寸误差和形状位置误差直接影响齿轮与齿轮副的精度。因此GB10095附录中对齿坯公差作了相应规定。对于精度等
32、级为68级的齿轮，带孔齿轮基准孔的尺寸公差和形状公差为IT6IT7，连轴齿轮基准轴的尺寸公差和形状公差为IT5IT6，用作测量基准的齿顶圆直径公差为IT8；基准面的径向和端面圆跳动公差，在1122m之间(分度圆直径不大于400mm的中小齿轮)。,（3）表面粗糙度齿轮齿面及齿坯基准面的表面粗糙度，对齿轮的寿命、传动中的噪声有一定的影响。68级精度的齿轮，齿面表面粗糙度Ra值一般为0.83.2m，基准孔为0.81.6m，基准轴颈为0.41.6m，基准端面为1.63.2m，齿顶圆柱面为3.2m。,（1）定位基准齿轮加工定位基准的选择应符合基准重合的原则，尽可能与装配基准、测量基准一致，同时在齿轮加工
33、的整个过程中(如滚、剃、珩齿等)应选用同一定位基准，以保持基准统一。连轴齿轮的齿坯和齿面加工与一般轴类零件加工相似。直径较小的连轴齿轮，一般采用两端中心孔作为定位基准；直径较大的连轴齿轮，由于自重及切削力较大，不宜用中心孔作定位基准，而应选用轴颈和端面圆跳动较小的端平面作为定位基准。带孔齿轮或装配式齿轮的齿圈，常使用专用心轴，以齿坯内孔和端面作定位基准。这种方法定位精度高，生产率也高，适用于成批生产。单件小批生产时，则常用外圆和端面作定位基准，以省去心轴，但要求外圆对孔的径向圆跳动要小，这种方法生产率较低。,3直齿圆柱齿轮机械加工的主要工艺问题,（2）齿坯加工齿坯加工主要包括带孔齿轮的孔和端面
34、、连轴齿轮的中心孔及齿圈外圆和端面的加工。1）齿坯孔加工的主要方案如下：钻孔-扩孔-铰孔-插键槽钻孔-扩孔-拉键槽-磨孔车孔或镗孔-拉或插键槽-磨孔2）齿坯外圆和端面主要采用车削。大批、大量生产时，常采用高生产率机床加工齿坯，如多轴或多工位、多刀半自动机床；单件、小批生产时，一般采用通用车床，但必须注意内孔和基准端面的精加工应在一次安装内完成，并在基准端面作标记。,（3）齿面切削方法的选择齿面切削方法的选择主要取决于齿轮的精度等级、生产批量、生产条件和热处理要求。78级精度不淬硬的齿轮可用滚齿或插齿达到要求；67级精度不淬硬的齿轮可用滚齿-剃齿达到要求；67级精度淬硬的齿轮在生产批量较小时可采
35、用滚齿(或插齿)-齿面热处理-磨齿的加工方案，生产批量大时可采用滚齿-剃齿-齿面热处理-珩齿的加工方案。,（4）圆柱齿轮的加工工艺过程1）只需调质热处理的齿轮毛坯制造-毛坯热处理(正火)-齿坯粗加工-调质-齿坯精加工-齿面粗加工-齿面精加工。2）齿面须经表面淬火的中碳结构钢、合金结构钢齿轮毛坯制造-正火-齿坯粗加工-调质-齿坯半精加工-齿面粗加工(半精加工)-齿面表面淬火-齿坯精加工-齿面精加工。3）齿面须经渗碳或渗氮的齿轮毛坯制造-正火-齿坯粗加工-正火或调质-齿坯半精加工齿面粗加工齿面半精加工渗碳淬火或渗氮齿坯精加工齿面精加工。,4直齿圆柱齿轮加工实例,HRC51-55,表 主轴箱传动齿轮机械加工工艺过程,
