1、第 12 章 典型零件加工工艺1顶尖在轴类零件加工中起什么作用？在什么情况下需进行顶尖孔的修研？有哪些修研方法？答：轴类零件最常用两中心孔为定位基准，既符合基准重合的原则，并能够在一次装夹中加工出全部外圆及有关端面，又符合基准统一的原则，所以顶尖在轴类零件加工中上重要的定位元件，起主要起定位作用。当加工高精度轴类零件时，中心孔的形状误差会影响到加工表面的加工精度，另一方面，当零件进行热处理后，中心孔表面会出现一定的变形，因此，要在各个加工阶段对中心孔进行修研。修研的方法有三种：用硬质合金顶尖修研；用油石、橡胶砂轮或铸铁顶尖修研；用中心孔磨床磨削。2主轴的机械加工工艺路线大致过程是怎样安排的？答
2、：机床主轴一般是结构复杂，精度要求较高，其机械加工工艺路线为：备料-正火-车端面和钻中心孔-粗车各外圆-调质-半精车-精车-表面淬火-粗、精磨外圆表面-磨内锥孔等几个主要工序。3分析主轴加工工艺过程中如何体现基准统一、基准重合、互为基准的原则？它们在保证主轴的精度要求中都起了什么重要作用？答：主轴在加工过程中，各主要加工表面的精加工均采用锥心轴或锥堵等代替内孔轴线，采用两顶尖支承定位。一般在精加工完两端的锥孔后，两端用锥堵中心孔定位作为定位基准，这样充分体现了基准统一和基准重合的原则； 而在精加工两端锥堵时，又是以轴上的精加工的主要加工外圆作为基准的，体现了互为基准的原则。通过采用这些加工措施
3、，充分保证了主轴的轴颈相对于支承轴颈的同轴度和端面对轴心线的垂直度等相互位置精度。4精磨主轴内锥孔的工序是怎样进行？答：主轴锥孔对主轴支承轴颈的径向跳动，是机床的主要精度指标，因而锥孔的磨削是主轴加工的关键工序之一。在精磨主轴内锥孔时在专用的磨主轴锥孔夹具上进行。如图 1 所示。前后支架和底座固定在一起前支架由带锥度的巴氏合金衬套支撑主轴工件前锥轴颈，后支架由镶有尼龙的顶块支撑工件。必须保证工件轴线与砂轮轴线等高，以免将锥孔母线磨成了曲线。浮动夹头的锥柄装在磨床主轴的锥孔内，工件尾端夹于卡头弹性套内，用弹簧把弹性套连同工件向左拉，并通过钢球压向镶有硬质合金的锥柄端面以限制工件的轴向窜动。图 1
4、 磨主轴锥孔夹具1 一弹性套；2 一钢球；3 一弹簧；4 一浮动夹头：5 一底座；6 一支承架5箱体零件的结构特点及主要技术要求有哪些？这些要求对保证箱体零件在机器中的作用和机器的性能有何影响？答：箱体是机器中箱体部件的基础零件，由它将有关轴、套和齿轮等零件组装在一起，使其保持正确的相互位置关系，彼此按照一定的传动关系协调运动。箱体零件的结构特点是：构造比较复杂，箱壁较薄且不均匀，内部呈腔形，在箱壁上既有许多精度较高的轴承支承孔和平面，也有许多精度较低的紧固孔。箱体类零件需要加工的部位较多，加工的难度也较大。其主要技术要求有：（1）支承孔的精度和表面粗糙度。箱体上轴承支承孔应有较高的尺寸精度和
5、形状精度以及较小的表面粗糙度值，否则，将影响轴承外圈与箱体上孔的配合精度，使轴的旋转精度降低，若是机床主轴支承孔，还会影响其加工精度。（2）支承孔之间的孔距尺寸精度及相互位置精度。箱体上有齿轮啮合关系的相邻孔之间，应有一定的孔距尺寸精度及平行度的要求，否则会使齿轮的啮合精度降低，工作时产生噪声和振动，并降低齿轮使用寿命，箱体上同轴线孔应有一定的同轴度，否则不仅给轴的装配带来困难，还会使轴承磨损加剧，温度升高，影响机器的工作精度和正常运转。（3）主要平面精度和表面粗糙度。箱体的主要平面是装配基准面和加工中的定位基准面，它们应有较高的平面度和较小的表面粗造度数值，否则将影响箱体与机器总装时的相对位
6、置和接触刚度以及加工中的定位精度。（4）支承孔与主要平面的尺寸精度和相互位置精度。箱体上支承孔对装配基面要有一定的尺寸精度和平行度要求，对端面要有一定的垂直度要求。如果车床床头箱主轴孔轴心线对装配基面在水平面内有偏斜，则加工时会使工件产生锥度。只有满足了这些技术要求才能保证箱体上孔的配合精度、相对位置精度和接触刚度，使轴装配较为容易。6孔系加工方法有哪几种？举例说明各加工方法的特点及其适用性。答：孔系是指一系列具有相互位置精度要求的孔.箱体零件的孔系主要有平行系、同轴系和交叉孔系。（1）平行孔系的加工。平行孔系的主要技术要求是各平行孔轴心线之间及中心线与基准面之间的尺寸精度和相互位置精度。加工
7、中常用找正法，镗模法和坐标法。找正法是在通用机床上加工箱体类零件使用的方法，可分为划线找正法，心轴块规找正法和样板找正法，适用于单件小批量生产。用样板找正法时，样板上孔系的孔距精度比工件孔系的孔距精度高，孔径比工件的孔径大。将样板装在工件上，用装在机床主轴上的千分表定心器，按样板逐一找正机床主轴的位置进行加工。该方法找正快，不易出错，工艺装备简单，孔距精度可达上005 mm，常用于加工较大工件。用镗模法加工孔系时，工件装夹在镗模上，镗杆由模板上的导套支承。加工时，镗杆与机床主轴浮动连接。影响孔系的加工精度主要是镗模的精度。用镗模法孔距精度较高，这种方法定位夹紧迅速，不需找正，生产效率高，普遍应
8、用于成批和大量生产中。坐标法镗孔是在普通镗床、立式铣床和坐标镗床上，借助测量装置。按孔系间相互位置的水平和垂直坐标尺寸，调整主轴的位置，来保证孔距精度的镗孔方法。孔距精度取决于主轴沿坐标轴移动的精度。可用于加工孔距精度要求特别高的孔系，如镗模、精密机床箱体等零件的孔系。（2）同轴孔系加工。同轴孔系的主要技术要求是孔的同轴度。保证孔的同轴度有如下方法：1）镗模法；在成批生产中，采用镗模加工，其同轴度由镗模保证。2）利用已加工过的孔作支承导向法；这种方法是在前壁上加工完毕的孔内装入导向套，支承和引导镗杆加工后壁上的孔，3）利用镗床后立柱上的导向套支承镗杆法；用这种方法加工时镗杆为两端支承，刚度好，
9、但后立柱导套位置的调整复杂，且需较长的镗杆。该方法适用于大型箱体的孔系加工。4）采用调头镗法。当箱体箱壁距离较大时，可采用调头锤法。即工件一次安装完毕，镗出一端孔后，将工件台回转 1800，再镗另一端的同轴线孔。这种加工方法锤杆悬伸短，刚性好，但调整工作台的回转时，保证其回转精度较麻烦。（3）交叉孔系的加工。交叉孔系的主要技术要求是各孔的垂直度，主要采用机床本身的回转精度和光学瞄准器定位等方法加工。7举例说明安排箱体加工顺序时，一般应遵循哪些主要原则？答：为了便于安装，箱体一般采用分离式的。分离式箱体的主要加工部位有：轴承支承孔，接合面、端面及底面等。整个加工过程分为两个大的阶段，先对箱盖和底
10、座分别进行加工，然后对装配好的箱体进行整体加工。第一阶段主要完成平面，连接孔、螺纹孔和定位孔的加工，为箱体的对合装配做准备。第二阶段为在对合装配后的箱体上加工轴承孔及端面，在两个阶段之间安排钳工工序，将箱盖与底座合成箱体，用锥销定位，使其保持一定的相互位置，以保证轴承孔的加工精度和拆装后的精度。这样安排符合箱体加工中的先加工平面、后加工支承孔的原则，也符合粗加工与精加工分开的原则，可以保证箱体轴承孔的加工精底和轴承孔的中心高等尺寸达到要求。为了保证达到这些要求，加工底座的结合面时，应以底面为精基准，这样可使结合面加工时的定位基准与设计基准重台，有利于保证结合面至底面的尺寸精度和位置精度。箱体对
11、合装配后加工轴承孔时，仍以底面为主要定位基准，并与底面上的两定位销孔组成一面两孔的定位方式，既符合基准统一的原则，也符合基准重合的原则，有利于保证轴承孔轴心线与结合面的重合度和与安装基面的尺寸精度及位置精度。8怎能样防止薄壁套筒受力变形对加工精度的影响？答：为防止薄壁套筒受力变形，在加工时要注意以下几点：为减少切削力和切削热的影响，粗、精加工应分开进行。使粗加工产生的热变形在精加工中可以得到纠正。并应严格控制精加工的切削用量，以减少零件加工时的变形。减少夹紧力的影响，工艺上可以采取以下措施：改变夹紧力的方向，即变径向夹紧为轴向夹紧，使夹紧力作用在工件刚性较好的部位；当需要径向夹紧时，为减少夹紧
12、变形和使变形均匀，应尽可能使径向夹紧力沿圆周均匀分布，加工中可用过渡套或弹性套及扇形夹爪来满足要求；或者制造工艺凸边或工艺螺纹，以减少夹紧变形。为减少热处理变形的影响，热处理工序应置于粗加工之后、精加工之前，以便使热处理引起的变形在精加工中得以纠正。9深孔加工中首先应解决哪几个主要问题，两种排屑方式的特点如何？答：钻深孔时，要从孔中排出大量的切屑，同时又要向切削区注放足够的冷却润滑液。普通钻头由于排屑空间有限，冷却液进出通道没有分开，无法注入高压冷却液。所以，冷却、排屑是相当困难的。另外，孔越深，钻头就越长，刀杆刚性也越差，钻头易产生歪斜，影响加工精度与生产率的提高。所以，深孔加工中必须首先解
13、决排屑、导向和冷却毫米几个主要问题，以保证钻孔精度。保持刀具正常工作，提高刀具寿命和生产率。常用的排屑方式有外排屑和内排屑两种，外排屑时，刀具结构简单，不需用专用设备与专用辅具，排屑空间较大，但切屑排出时易划伤孔壁。内排屑时，将增大刀杆外径，提高刀杆刚度，有利于提高进给量和生产率。冷却排屑效果较好，刀杆稳定，可提高孔的精度和降低孔的表面粗糙度值。10滚齿与插齿加工分别用于什么场合？答：滚齿用于加工精度在 79 级，最高可达 45 级，齿面 Ra 为 1.60.4微米的外齿轮；插齿机主要加工精度在 78，最高可达 6，齿面 Ra 为1.60.2 米的外齿轮的双连具轮和内齿轮。滚齿是在滚齿机上进行
14、，主要用于滚切直齿和斜齿外啮合圆柱齿轮及蜗轮的轮齿。滚齿的加工精度一般在 79 级，最高可达 45 级，齿面粗糙度值 Ra 可达 1.60.4 m。滚齿可作为剃齿或磨齿等齿形精加工之前的粗加工和半精加工。插齿是在插齿机上进行，主要用于加工直齿圆柱齿轮的轮齿，尤其适合加工内齿轮和多联齿轮的轮齿，还可加工斜齿轮、人字齿轮、齿条、齿扇及特殊齿形的轮齿。插齿加工精度一般在 78 级，最高可达 6 级，齿面粗糙度值 Ra可达 1.60.2 m，可作为齿轮淬硬前的粗加工和半精加工。加工较大模数齿轮时，插齿因插齿机和插齿刀的刚性较差，切削时又有空行程存在，生产率比滚齿低；但加工较小模数齿轮，尤其是宽度较小的
15、齿轮时，其生产率不低于滚齿。11剃齿原理是什么？它能提高齿轮工件哪些方面的精度？答：剃齿加工原理相当于一对斜齿轮副的啮合过程，能进行剃齿切削的必要条件是齿轮副的齿面间有相对滑移，相对滑移的速度就是剃齿的切削速度。剃齿刀在加工过程中，在齿面上产生相对滑动，从齿面上刮下很薄的切屑，在啮合过程中逐渐将余量切除。剃齿能校正前一工序中留下的齿形误差、基节误差、相邻周节误差和齿圈的径向圆跳动。12分析珩齿与磨齿有什么异同点？答：珩齿的加工原理与剃齿相同，珩齿可修正齿形淬火后引起的变形，减小齿面表面粗糙度值，提高相邻周节的精度，并能修正齿轮的短周期分度误差，加工成本低、效率高。磨齿是精加工精密齿轮、特别是加
16、工淬硬的精密齿轮的常用方法，对磨前齿轮的误差或热处理变形有较强的修正能力，但生产率比珩齿低得多，加工成本高，据齿面渐开线形成原理的不同，磨齿可分为成形磨齿和展成磨齿两种。13对不同精度的圆柱齿轮，其齿形加工方案如何选择？答：齿轮加工的工艺路线一般为：毛坯制造与热处理一齿坯加工一轮齿加工一齿端加工一轮齿热处理一精基准修正一轮齿精加工一检验。对 8 级精度以下的调质齿轮，用滚齿或插齿就能达到要求，对于淬火齿轮，可采用滚（或插）齿一齿端加工一热处理一修正内孔的方案，但淬火前应将精度相应提高一级，或在淬火后珩齿。对 67 级精度的齿轮，可用剃一珩齿方案，即滚齿（或插齿）一齿端加工一剃齿一表面淬火一修正基准一珩齿。也可用磨齿方案，即滚齿（或插齿）一齿端加工一渗碳淬火一修正基准一磨齿。剃一珩方案生产率高，广泛用于 7 级精度齿轮的成批生产中；磨齿方案生产率较低，一般用于 6 级精度以上或低于6 级精度但淬火后变形较大的齿轮。对 5 级以上的高精度齿轮，一般应取磨齿方案。
