《機械加工技術(shù)》（第2版）高等教育出版社同步精品課程——中職專業(yè)課模塊五

典型零件的機械加工工藝情景導(dǎo)入由于現(xiàn)代機械加工技術(shù)的多樣化，某一零件的加工工藝方法就有多種。作為工藝員，必須在掌握金屬切削加工基本理論及各類機械裝備加工特征與應(yīng)用范圍的基礎(chǔ)上，依據(jù)零件的材料、有關(guān)技術(shù)要求、零件的生產(chǎn)批量、企業(yè)現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備及生產(chǎn)人員現(xiàn)有的技術(shù)水平等要素制訂合理的機械加工工藝。機械加工所涉及的零件非常多，最常見的零件有四類，即軸套類、盤蓋類、叉架類及箱體類。本模塊將以典型零件為例，詳細介紹軸類、套類、箱體類零件的機械加工工藝制訂方法。情景導(dǎo)入軸類零件是機械產(chǎn)品中最重要的零件，在機器中應(yīng)用廣泛。作為工藝員，在編制軸類零件的機械加工工藝時必須了解軸類零件的主要作用、類型與應(yīng)用場合，清楚軸類零件的常用材料、主要技術(shù)要求、工藝問題及常用的工藝方案，再針對具體的產(chǎn)品，用經(jīng)驗法或查表法等制訂若干種可供選擇的工藝方案，最后通過綜合考慮選擇最合適的工藝方案并編制機械加工工藝。情景導(dǎo)入大家是否認識以下軸類零件？思考：1.這些軸的作用是什么？2.這些軸屬于哪種類型的軸？3.這些軸采用什么材料制成？電機主軸

機床主軸

風(fēng)力發(fā)動機主軸《機械加工技術(shù)》（第2版）高等教育出版社模塊五

典型零件的機械加工工藝5.1制訂軸類零件的機械加工工藝5.1.1認識軸類零件及其工藝特點知識目標1.了解軸類零件及主要技術(shù)要求；2.了解軸類零件的主要工藝和典型工藝路線能力目標1.能分析簡單軸類零件的主要工藝；2.能掌握軸類零件的典型工藝路線；情感目標通過學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生善于發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，形成嚴謹、細致的工作作風(fēng)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)先進加工制造技術(shù)的熱情，培養(yǎng)學(xué)生工匠精神。三維目標新知學(xué)習(xí)02一、認識軸類零件1.軸類零件的作用與特征軸類零件在機械產(chǎn)品中主要起三個作用：支承傳動零件、傳遞運動和動力、承受載荷并保證軸上的零件具有一定的回轉(zhuǎn)精度。其基本特征是長徑比較大的回轉(zhuǎn)體。軸類零件的主要加工表面包括端面、內(nèi)外圓柱面、內(nèi)外圓錐面、螺紋、花鍵、鍵槽及溝槽等。新知學(xué)習(xí)02一、認識軸類零件2.軸類零件的分類按承載方式可分為心軸、傳動軸與轉(zhuǎn)軸三類按軸線形式可分為直軸、曲軸、軟軸三類?特點：只承受彎矩不承受轉(zhuǎn)矩應(yīng)用：自行車、火車車輪軸等心軸新知學(xué)習(xí)02一、認識軸類零件2.軸類零件的分類按承載方式可分為心軸、傳動軸與轉(zhuǎn)軸三類按軸線形式可分為直軸、曲軸、軟軸三類?特點：只承受轉(zhuǎn)矩不承受彎矩應(yīng)用：汽車底部的傳動軸等傳動軸新知學(xué)習(xí)02一、認識軸類零件2.軸類零件的分類按承載方式可分為心軸、傳動軸與轉(zhuǎn)軸三類按軸線形式可分為直軸、曲軸、軟軸三類?特點：既承受轉(zhuǎn)矩又承受彎矩應(yīng)用：減速器的齒輪軸等轉(zhuǎn)軸新知學(xué)習(xí)02一、認識軸類零件2.軸類零件的分類按承載方式可分為心軸、傳動軸與轉(zhuǎn)軸三類按軸線形式可分為直軸、曲軸、軟軸三類?特點：軸線在一條直線上，包括光軸和階梯軸應(yīng)用：銷軸等直軸新知學(xué)習(xí)02一、認識軸類零件2.軸類零件的分類按承載方式可分為心軸、傳動軸與轉(zhuǎn)軸三類按軸線形式可分為直軸、曲軸、軟軸三類?特點：軸線不在一條直線上，將回轉(zhuǎn)運動變?yōu)橹本€運動或?qū)⒅本€運動變?yōu)榛剞D(zhuǎn)運動應(yīng)用：內(nèi)燃機曲軸等曲軸新知學(xué)習(xí)02一、認識軸類零件2.軸類零件的分類按承載方式可分為心軸、傳動軸與轉(zhuǎn)軸三類按軸線形式可分為直軸、曲軸、軟軸三類?特點：將回轉(zhuǎn)運動靈活地傳到任何空間位置應(yīng)用：鋼絲軟軸等軟軸新知學(xué)習(xí)02一、認識軸類零件3.軸類零件的常用材料與毛坯軸類零件的常用材料主要是碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼兩類，以中碳鋼(如45鋼)應(yīng)用最多，通常需經(jīng)過調(diào)質(zhì)、表面淬火等熱處理獲得一定的強度、硬度、韌性與耐磨性。軸類零件的毛坯一般是圓棒料和鍛件，當零件的外形比較復(fù)雜且尺寸較大時，也可采用鑄件。圓棒料主要用于外圓直徑相差不大的軸及光軸，鍛件主要用于外圓直徑相差較大的階梯軸或重要的軸。探索新知嘗試判斷以下不同場合，軸類零件材料應(yīng)該怎么選擇？在不重要或載荷較小的場合在較重要或載荷不大的場合在中等精度、轉(zhuǎn)速較高的場合在精度較高的場合在高轉(zhuǎn)速、重載荷等工作場合探索新知嘗試判斷以下不同場合，軸類零件材料應(yīng)該怎么選擇？在不重要或載荷較小的場合在較重要或載荷不大的場合在中等精度、轉(zhuǎn)速較高的場合在精度較高的場合在高轉(zhuǎn)速、重載荷等工作場合一般選用Q235、Q275等碳素結(jié)構(gòu)鋼；可選用45鋼等優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼；選用40Cr等合金結(jié)構(gòu)鋼；可用GCr15軸承鋼和65Mn彈簧鋼等；可選用20CrMnTi、20Cr等低碳合金鋼，并經(jīng)滲碳、淬火處理，還可選用38CrMoAl氮化鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)滲氮。新知學(xué)習(xí)02二、認識軸類零件的主要技術(shù)要求1．尺寸精度與形狀精度軸類零件的主要表面是與軸承內(nèi)圈配合的支承軸頸、與各類傳動件配合的配合軸頸以及內(nèi)外圓柱與圓錐表面。通常，較高精度的軸頸尺寸精度為IT5，較低精度的軸頸尺寸精度為IT6~IT9。對于軸頸的形狀精度則應(yīng)控制在直徑公差范圍內(nèi)，要求較高時，必須在零件圖上注明允許的偏差。新知學(xué)習(xí)02二、認識軸類零件的主要技術(shù)要求2．相互位置精度軸類零件的相互位置精度包括內(nèi)外表面、重要軸面的同軸度、圓的徑向跳動、重要端面對軸線的垂直度以及端面間的平行度等。較低精度的軸的同軸度誤差為?0.01~?0.03mm，高精度的軸的同軸度誤差則為?0.001~?0.005mm。3.表面粗糙度通常，軸的加工表面的表面粗糙度應(yīng)根據(jù)加工的可能性和經(jīng)濟性來確定。一般來說，支承軸頸的表面粗糙度Ra值應(yīng)為0.4～0.1μm，配合軸頸Ra值應(yīng)為1.6～0.4μm。新知學(xué)習(xí)02三、了解軸類零件機械加工的主要工藝問題1.選擇定位基準

設(shè)計基準與定位基準的統(tǒng)一，通常使用軸的中心孔為定位基準，除此之外則選用外圓表面。當加工帶通孔的軸類零件時，常采用以下幾種方法解決定位基準問題：（1）孔徑較小時，直接在孔口加工出寬度不大于2mm的60°錐面代替中心孔；（2）孔徑較大且孔口錐度較小時，采用帶中心孔的錐堵（圖a）代替中心孔。（3）孔徑較大且孔口錐度較大時，采用帶中心孔的錐套心軸裝夾（圖b）。a.錐堵b.錐套心軸新知學(xué)習(xí)02三、了解軸類零件機械加工的主要工藝問題2.安排加工順序軸類零件的加工順序應(yīng)按照先粗后精的原則，先粗加工外圓各表面，再進行半精加工和精加工。其中，主要表面的精加工必須放到最后進行。軸類要注意細長軸的加工。通常，將長徑比L/d>25的軸類零件稱為細長軸。加工細長軸可按三種辦法解決工藝問題：一是使用跟刀架和中心架作為輔助支承，增強剛性，減少變形；二是使用彈性回轉(zhuǎn)頂尖和反向進給車削方法，使工件受熱變形伸長時可自由伸縮；三是正確選擇刀具幾何形狀，增大前角，減小切削力，增大主偏角，減小徑向切削力。新知學(xué)習(xí)02三、了解軸類零件機械加工的主要工藝問題3.安排熱處理工藝對于結(jié)構(gòu)尺寸不大的中碳鋼普通軸類零件，一般在機加工之前安排調(diào)質(zhì)處理。對于硬度和耐磨性要求不高的零件，調(diào)質(zhì)也常作為最終熱處理。重要的軸類零件需進行多次熱處理工序。4.軸類零件的典型工藝路線軸類零件的典型工藝路線如下：毛坯準備（下料或鍛造）-正火（或退火）-粗車-調(diào)質(zhì)-半精車-花鍵、鍵槽、螺紋加工-表面淬火-粗磨-精磨。雙人對抗兩兩一組，互相提問軸類零件機械加工的主要工藝問題有哪些？主要技術(shù)要求是什么標準？鞏固練習(xí)軸類零件的作用與特征軸類零件有哪些類型？不同類型適用什么情況？軸類零件的主要技術(shù)要求有哪些？課堂小結(jié)03

本節(jié)課主要認識了軸類零件及主要技術(shù)要求，了解了軸類零件的主要工藝和典型工藝路線。通過練習(xí)，學(xué)生應(yīng)能分