机械制造工艺(第二版)教案[49页]

《机械制造工艺》电子教案
图1-1 阶梯轴零件图
1.2零件表面构成及成形方法
任务分析
轴类零件的功用
课时15~16 主要教学模式讲授+讨论
任务2-2 CA6140车床主轴的工艺路线拟定
给定任务
图1-46所示为CA6140车床主轴，年产量约为350条，试编制其机械加工工艺卡片。

任务分析
由零件简图可知，该主轴呈阶梯状，其上有安装支承轴承、传动件的圆柱、圆锥面，安装滑动齿轮的花键，安装卡盘及顶尖的内外圆锥面，联接紧固螺母的螺旋面，通过棒料的深孔等。

主轴各主要部分的作用及技术要求分别是：
1. 支承轴颈
2. 端部锥孔
3. 端部短锥和端面
4. 空套齿轮轴颈
5. 螺纹
6. 其他技术要求
知识准备
一、轴类零件次要表面的加工
轴类零件通常还会存在一些沟槽、键槽等次要表面。

沟槽的加工方法主要是车削，键槽则通过铣削来加工。

1. 车削沟槽
图1-46 CA6140车床主轴简图
二、CA6140车床主轴加工工艺过程与检验
1. CA6140车床主轴的加工工艺过程
工序号工序名
称
工序内容工序简图定位基准设备
1 备料
2 锻造模锻
立式精锻机
3 热处理正火
4 锯头
5 铣端面
钻中心
孔
毛坯外圆
铣端面打
中心孔
机床
6 粗车外
圆
顶尖孔
多刀半自
动车床
7 热处理调质：220～240HBS
8 车大端
各部
车大端外圆、短锥、端
面及台阶
顶尖孔卧式车床
9 车小端
各部
仿形车小端各部外圆顶尖孔仿形车床
10 钻深孔钻φ48mm通孔两中心架
支承轴颈
深孔钻床
11 车小端
锥孔
车小端锥孔（配1：20
锥堵，涂色法检查接触
率≥50%）
两端支承
轴颈
卧式车床
12 车大端
锥孔
车大端锥孔（配莫氏6
号锥堵，涂色法检查接
触率≥30%）、外短锥及
端面
两端支承
轴颈
卧式车床
13 钻孔钻大头端面各孔大端内锥
孔
摇臂钻床
14 热处理局部高频淬火（φ
90g5、短锥及莫氏6号
锥孔）
高频淬火
设备
15 精车外
圆
精车各外圆并切槽、倒
角
锥堵顶尖
孔
数控车床
16 粗磨外
圆
粗磨φ75h5、φ90g5、
φ105h5外圆
锥堵顶尖
孔
组合外圆
磨床
17 粗磨大
端锥孔
粗磨大端内锥孔（重配
莫氏6号锥堵，涂色法
检查接触率>40%）
前支承轴
颈及φ
75h5外圆
内圆磨床
18 铣花键铣φ89f6花键锥堵顶尖
孔
花键铣床
19 铣键槽铣12f9键槽φ80h5及
M115mm
外圆
立式铣床
20 车螺纹车三处螺纹（与螺母配
车）
锥堵顶尖
孔
卧式车床
21 精磨外
圆
精磨各外圆及E、F两
端面
锥堵顶尖
孔
外圆磨床
22 粗磨外
锥面
粗磨两处1：12外锥面
锥堵顶尖
孔
专用组合
磨床
23 精磨外
锥面
精磨两处两处1：12外
锥面、D端面及短锥面
锥堵顶尖
孔
专用组合
磨床
24 精磨大
端锥孔
精磨大端莫氏6号内锥
孔（卸锥堵），涂色法
检查接触率≥70%）
前支承轴
颈及φ
75h5外圆
专用主轴
锥孔磨床
25 钳工端面孔去锐边倒角，去毛刺
26 检验按图样要求全部检验前支承轴
颈及
75h5外
圆
专用检具
2. 轴类零件的检验
1）加工中的检验
2）加工后的检验
拓展提高（自学+小组讨论）
思考题及习题
讨论制定简单轴类零件的机械加工工艺规程。

课时19~20 主要教学模式讲授+讨论
学习情境二：套筒类零件机械加工工艺编制
任务2-1 轴承套的机械加工工艺规程编制
给定任务
图2-1所示为一轴承套，材料为ZQSn6-6-3 ，每批数量为400只。

试编制其机械加工工艺规程。

任务分析
1. 套筒类零件的功用及结构特点
套筒类零件是指回转体零件中的空心薄壁件，是机械加工中常见的一种零件，在各类机器中应用很广，主要起支承或导向作用。

其结构一般都具有以下特点：外圆直径d一般小于其长度L，通常L/d<5；内孔与外圆直径之差较小，故壁薄易变形；内外圆回转面的同轴度要求较高；结构比较简单。

2. 套筒类零件技术要求
套筒类零件的外圆表面多以过盈或过渡配合与机架或箱体孔相配合起支承作用。

内孔主要起导向作用或支承作用.
1）内孔与外圆的精度要求
2）几何形状精度要求
3）位置精度要求
3. 轴承套的技术要求
知识准备
一、套筒类零件内孔的加工方法
（1）刀具的尺寸受到被加工孔的尺寸限制，故刀具刚性差，不能采用大的切削用量。

（2）刀具处于被加工孔的包围中，散热条件差，切屑排出困难，切削液不易进入切削区，切屑易划伤加工表面。

另一方面孔可以采用定尺寸刀具加工，故加工孔与加工外圆表面相比有较大的区别。

（一）钻、扩、铰孔
图2-1 轴承套
思考题及习题
1.教材P118（第6、7题）
课时27~28 主要教学模式讲授+讨论
任务2-2 内梯形沟槽台阶孔套的机械加工工艺制定
给定任务
图2-31所示为内梯形沟槽台阶孔套的零件简图。

试编
制其机械加工工艺规程。

任务分析
该零件加工后应达到的精度要求是：
（1）尺寸精度外圆直径尺寸为IT8，内孔直径尺寸
为IT8，长度尺寸为IT12。

（2）角度要求梯形半角公差为±4′。

（3）位置精度公差等级为9级，即同轴度为φ
0.06mm。

（4）表面粗糙度要求外圆柱表面粗糙度为R a3.2μm，
内圆柱表面粗糙度为R a3.2μm，内梯形沟槽两侧表面粗糙
图2-31 内梯形沟槽台阶孔套度为R a3.2μm。

知识准备
一、内沟槽的车削
1. 车削方法
2. 尺寸控制
3. 尺寸测量
二、机床与工艺装备的选择
1. 机床的选择
（1）机床精度与工件精度相适应；
（2）机床规格与工件外形尺寸相适应；
（3）机床的生产率与工件生产类型相适应。

2. 工艺装备的选择
1）夹具选择
2）刀具选择
3）量具选择
三、时间定额和提高劳动生产率的方法（学生自学+讨论）
学习情境三：箱体支架类零件机械加工工艺路线拟定任务CA6140车床主轴箱的机械加工工艺规程编制
给定任务
图3-1所示为CA6140车床主轴箱简图，其生产类型有单件小批生产和大批量生产两种。

试分别编
制两种生产类型的机械加工工艺规程。

任务分析
1. 箱体零件的功用与结构特点
箱体是机器的基础零件，它将机器中有关部件的轴、套、齿轮等零件连接成一个整体，并使之保持正确的相互位置，以传递转矩或改变转速来完成规定的运动。

2. 箱体零件的主要技术要求
机床主轴箱（图3-1）的精度要求较高，可归纳为以下五项精度要求：
1）孔径精度
2）孔与孔的位置精度
3）孔和平面的位置精度
4）主要平面的精度
5）表面粗糙度
3. 箱体零件的材料及毛坯
箱体零件材料常选用各种牌号的灰铸铁。

知识准备
一、箱体平面加工方法
平面的加工方法非常多，主要有车削、铣削、刨削、拉削、磨削和研磨等方法。

图3-1 车床主轴箱简图
学习情境四：异型类零件机械加工工序卡片设计
任务连杆的机械加工工艺规程制定
给定任务
某企业生产的连杆组件及其零件分别如图4-1～图4-3所示。

生产批量为小批，试编制其机械加工
图4-1 连杆组件
工艺规程。

任务分析
1. 零件图样分析
1）该连杆为整体模锻成形。

在加工中先将连杆切开，再重新组装，镗削大头孔。

其外形可不再加工。

2）连杆大头孔圆柱度公差为0.005mm。

3）连杆大、小头孔平行度公差为0.06/100mm。

4）连杆大头孔两侧面对大头孔中心线的垂直度公差为0.1/100mm。

5）连杆体分割面、连杆上盖分割面对连接连杆螺钉孔的垂直度公差为0.25/100mm。

6）连杆体分割面、连杆上盖分割面对大头孔轴线位置度公差为0.125mm。

7）连杆体、连杆上盖对大头孔中心线的对称度公差为0.25mm。

8）热处理28~32HRC。

9）材料45。

2. 工艺分析
1）连杆毛坯为模锻件，外形不需要加工，但划线时要照顾毛坯尺寸，保证加工余量，如果单件生产，也可采用自由锻造毛坯，但对连杆外型要进行加工。

2）该工艺过程适用于小批连杆的生产加工。

3）铣连杆两大平面时应多翻转几次，以消除平面翘曲。

4）连杆大头平面可以磨削加工，也可采用精铣加工。

图4-2 连杆上盖零件图
图4-3 连杆体。