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资源推荐
一、相关网站
1、机械制图网http://www./
2、我爱机械制图网http://www./
3、CAD设计网http://www./
4、CAD自学网http://www./
5、CAD教程网http://www./
二、相关书籍和杂志
1、《机械识图》
2、《机械制图》
3、《中国机械》杂志
4、《AutoCAD2016完全自学一本通》
5、《机械制图手册》叶玉驹主编，机械工业出版社，2012年07月
6、《建筑CAD》龙马高新教育，人民邮电出版社，2017年3月
7、《机械制图与CAD基础》王斌编者，机械工业出版社，2013年9月
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机械制图发展是
机械制图是用图样来表示机械的结构、形状、尺寸，并研究作图原理和技术要求的学科。用图来“状物记事”的起源很早，如中国宋代苏颂和赵公廉所著《新仪象法要》中已附有天文报时仪器的图纸，明代宋应星所著《天工开物》中也有大量的机械图纸，但尚不严谨。1799年，法国学者蒙日发表《画法几何》著作，自此机械图样中的图形开始严格按照画法几何的投影理论绘制。图样由图形、符号、文字和数字等组成，是表达设计意图和制造要求以及交流经验的技术文件，常被称为工程界的语言。
在机械制图标准中规定的项目有：图纸幅面及格式、比例、字体和图线等。在图纸幅面及格式中规定了图纸标准幅面的大小和图纸中图框的相应尺寸。比例是指图样中的尺寸长度与机件实际尺寸的比例，除允许用1:1的比例绘图外，只允许用标准中规定的缩小比例和放大比例绘图。
为使人们对图样中涉及到的格式、文字、图线、图形简化和符号含义有一致的理解，后来逐渐制定出统一的规格，并发展成为机械制图标准。各国一般都有自己的国家标准，国际上有国际标准化组织ISO制定的标准。中国的机械制图国家标准制定于1959年，后在1974年和1984年修订过两次；
在中国，规定汉字必须按照仿宋体书写，字母和数字按规定的结构书写。图线规定有八种规格，如用于绘制可见轮廓线的粗实线、用于绘制不可见轮廓线的虚线、用于绘制轴线和对称中心线的细点划线、用于绘制尺寸线和剖面线的细实线等都有相应规定。
机械图样主要有零件图和装配图，此外还有布置图、示意图和轴制图等。零件图表达零件的形状、大小以及制造和检验零件的技术要求；装配图表达机械中所属各零件与部件间的装配关系和工作原理；布置图表达机械设备在厂房内的位置；示意图表达机械的工作原理，如表达机械传动原理的机构运动简图、表达液体或气体输送线路的管道示意图等。示意图中的各机械构件均用符号表示。轴制图是一种立体图，直观性强，是常用的一种辅助用图样。表达机械结构形状的图形，常用的有视图、剖视图和剖面图等。
视图是按正投影法即机件向投影面投影得到的图形。按投影方向和相应投影面的位置不同，视图分为主视图、俯视图和左视图等。视图主要用于表达机件的外部形状。图中看不见的轮廓线用虚线表示。机件向投影面投影时，观察者、机件与投影面三者间有两种相对位置。机件位于投影面与观察者之间时称为第一角投影法。投影面位于机件与观察者之间时称为第三角投影法。两种投影法都能同样完善地表达机件的形状。中国国家标准GB规定采用第一角投影法。
剖视图是假想用剖切面剖开机件，将处在观察者与剖切面之间的部分移去，将其余部分向投影面投影而得到图形。剖视图主要用于表达机件的内部结构。剖面图则只画出切断面的图形。剖面图常用于表达杆状结构的断面形状。
对于图样中某些作图比较繁琐的结构，为提高制图效率允许将其简化后画出，简化后的画法称为简化画法。机械制图标准对其中的螺纹、齿轮、花键和弹簧等结构或零件的画法制有独立的标准。
图样是依照机件的结构形状和尺寸大小按适当比例绘制的。对直径、半径、锥度、斜度和弧长等尺寸，在数字前分别加注符号予以说明。图样中机件的尺寸用尺寸线、尺寸界线和箭头指明被测量的范围，用数字标明其大小。在机械图样中，数字的单位规定为毫米，但不需注明。
制造机件时，必须按图样中标注的尺寸数字进行加工，不允许直接从图样中量取图形的尺寸。要求在机械制造中必须达到的技术条件如公差与配合、形位公差、表面粗糙度、材料及其热处理要求等均应按机械制图标准在图样中用符号、文字和数字予以标明。
20世纪前，图样都是利用一般的绘图用具手工绘制的。20世纪初出现了机械结构的绘图机，提高了绘图的效率。20世纪下半叶出现了计算机绘图，将需要绘制的图样编制成程序输入电子计算机，计算机再将其转换为图形信息输给绘图仪绘出图样(CAD,CAXA等），或输送给计算机控制的自动机床进行加工（CAM计算机辅助制造）。
图样一般需要描绘成透明底图，用透明底图洗印出蓝图或用氨熏出紫图。20世纪中期出现了静电复印机 ，这种复印机可将原图样直接进行复制，并可将图放大或缩小。采用这种新技术可以省去描图工序。
如今，机械制图已经应用于各行各业，比如轴承制造业中，设计者已不仅仅需要设计出2D的平面三视角图纸，还开始使用ProE、CATIA、soildworks等三维实体软件设计出三维实体零件模型，大大加快了产品设计的进程，在设计上更加直观，尺寸问题分析也更便利，这样才能满足现代柔性制造系统的需求，实体设计轴承也便于需求者自主选型，使个行业专业人员顺畅的沟通交流；下图为洛阳博盈轴承实体转台轴承模型。
未来的机械制图也将更加智能化，更多新的制图软件和辅助加工设备及操控系统将研发面世，方便广大机械行业从业者的研究生产工作，也期待我国机械制图行业更高更快发展。
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计算各段线段的长度，水平、竖直线用正交模式画
分析：
审图：本题使用相对坐标画图，需建立两个图层分别是绘图、尺寸标注图层；计算各段线段的长度，水平、竖直线用正交模式画，斜线用极轴追踪模式并且在已知角度和长度的情况下绘出；内外框分别作图。绘图步骤：先建立两个图层分别是绘图、尺寸标注图层；外框从点（0,0）开始，分别沿上、右两个方向画各线段，至于斜线段可使用极坐标追踪模式在已知角度和长度的情况下画出；内框从点（11,10）开始，上端线先画一条水平长点的直线，画相应斜线与其相交，再修剪即可；最后进行尺寸标注。重点难点：各段线段的计算、斜直线的绘画（特别是由两条未知长度的直线相交时）、尺寸标注、角度标注。
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机 械 制 图 基 础 知 识
一、.图线 GB/T 4457.4-2002 GB/T 17450-1998
注：粗虚线和粗点画线的选用
两种粗线都用来指示零件上的某一部分有特殊要求。但应用场合不尽相同。粗虚线专门用于指示该表面有表面处理要求。（表面处理包括镀（涂）覆、化学处理和冷作硬化处理。）
粗点画线是限定范围的表示线 常见于以下场合：
限定局部热处理的范围（如上图）
限定不镀（涂）范围（如下左图）
限定形位公差的被测要素和基准要素的范围（如下右图）
二、视图 GB/T 17451-1998 GB/T 4458.1-2002
1.按第一角法配置的六个基本视图
2.局部视图
1）按基本视图的配置形式配置
2）按向视图的配置形式配置
(
不要 “向”字
)
三、剖视图及剖面区域的表示法 GB/T 17452～17453-1998 GB/T 4458.6-2002
(
图形不对称时，移出断面不得画在中断处
)
四、简化画法 GB/T 16675.1-1996
1.管子
1）可仅在端部画出部分形状，其余用细点画线画出其中心线
2）可用与管子中心线重合的单根粗实线表示。
2.
五、螺纹及螺纹紧固件表示法 GB/T 4459.1-1995 GB/T 197-2003
无论是外螺纹或内螺纹，在剖视或剖面图中的剖面线都应画到粗实线。
根据GB/T 197-2003的规定，将普通螺纹的标记方法介绍如下：
六、弹簧表示法 GB/T 4459.4-2003
七、尺寸注法 GB/T 4458.4-2003 GB/T 19096-2003
1.在光滑过渡处标注尺寸时，应用细实线将轮廓线延长，从它们的交点处引出尺寸界线。（如下图）
2.标注角度的尺寸界线应沿径向引出（图5），标注弦长的尺寸界线应平行于该弦的垂直平分线（图6），标注弧长的尺寸界线应平行于该弧所对圆心角的角平分线（图7），但当弧度较大时，可沿径向引出（图8）。
3.当对称机件的图形只画出一半或略大于一半时，尺寸线应略超过对称中心线或断裂处的边界，此时仅在尺寸线的一端画出箭头。
尺寸数字：
标注尺寸的符号及缩写词
（如上图）
标注尺寸的符号及缩写词（如下表）
八、尺寸的简化注法 GB/T 16675.2-1996
九、极限与配合的标注方法 GB/T 4458.5-2003
十、形状和位置公差的图样表示法 GB/T 1182-1996
1.形位公差分类及特征项目符号
(
其端点应画一个黑点
)
*形位公差带的定义（见GB/T 1182-1996）
*形位公差标注符号的比例和尺寸（见GB/T 1182-1996）
十一、形位公差的未注公差 GB/T 1184-1996
1.定义 见GB/T 1184-1996
十二、表面粗糙度标注 GB/T 131-2006
目录
一、图线
二、视图
三、剖视图及剖面区域的表示法
四、简化画法
五、螺纹及螺纹紧固件表示法
六、弹簧表示法
七、尺寸注法
八、尺寸的简化注法
九、极限与配合的标注方法
十、形状和位置公差的图样表示法
十一、形位公差的未注公差
十二、字号（见图纸）
十二、表面粗糙度标注
相应国标可在PDM中看到
我的文件/共享区/机械制图国家标准
特别说明：
4-￠6（×） 4×￠6（√）
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30个机械零件的加工工艺
齿轮
图9－17所示为一双联齿轮，材料为40Cr，精度为7－6－6级，其加工工艺过程见表9－6。 从表中可见，齿轮加工工艺过程大致要经过如下几个阶段：毛坯热处理、齿坯加工、齿形加工、齿端加工、齿面热处理、精基准修正及齿形精加工等。 齿号 Ⅰ Ⅱ 齿号 ⅠⅡ模数 2 2 基节偏差 ±0.016 ±0.016 齿数 28 42 齿形公差 0.017 0.018 精度等级 7GK 7JL 齿向公差 0.017 0.017 公法线长度变动量 0.039 0.024 公法线平均长度 21.36 0－0.05 27.6 0－0.05 齿圈径向跳动 0.050 0.042 跨齿数 4 5
一、齿轮的主要加工面
1.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、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。
二、直齿圆柱齿轮的主要技术要求
　　 1．齿轮精度和齿侧间隙
　　 GBl0095《渐开线圆柱齿轮精度》对齿轮及齿轮副规定了12个精度等级。其中，1～2级为超精密等级；3—5级为高精度等级；6～8级为中等精度等级；9～12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13—4)。根据齿轮使用要求不同，各公差组可以选用不同的精度等级。
　　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GBl0095附录中对齿坯公差作了相应规定。对于精度等级为6～8级的齿轮，带孔齿轮基准孔的尺寸公差和形状公差为IT6-IT7，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11-22μm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。6～8级精度的齿轮，齿面表面粗糙度Ra值一般为0．8—3．2μm，基准孔为0．8—1．6 μm，基准轴颈为0．4—1．6μm，基准端面为1．6～3．2μm，齿顶圆柱面为3．2μm。
　　三、直齿圆柱齿轮机械加工的主要工艺问题
　　 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。
　　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。
　　 2．齿坯加工
　　齿坯加工主要包括带孔齿轮的孔和端面
　　 (1)齿坯孔加工的主要方案如下：
　　 1)钻孔一扩孔一铰孔一插键槽
　　 2)钻孔一扩孔一拉键槽一磨孔
　　 3)车孔或镗孔一拉或插键槽—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。7～8级精度不淬硬的齿轮可用滚齿或插齿达到要求；6～7级精度不淬硬的齿轮可用滚齿一剃齿达到要求；6—7级精度淬硬的齿轮在生产批量较小时可采用滚齿一（或插齿)一齿面热处理—磨齿的加工方案，生产批量大时可采用滚齿一剃齿一齿面热处理一珩齿的加工方案。
　　 4．圆柱齿轮的加工工艺过程
　　 (1)只需调质热处理的齿轮
　　毛坯制造一毛坯热处理(正火)一齿坯粗加工一调质一齿坯精加工一齿面粗加工一齿面精加工。
　　 (2)齿面须经表面淬火的中碳结构钢、合金结构钢齿轮
　　毛坯制造一正火一齿坯粗加工一调质一齿坯半精加工一齿面粗加工(半精加工)一齿面表面淬火一齿坯精加工一齿面精加工。
　　 (3)齿面须经渗碳或渗氮的齿轮
　　毛坯制造一正火一齿坯粗加工一正火或调质一齿坯半精加工一齿面粗加工一齿面半精加工一渗碳淬火或渗氮一齿坯精加工一齿面精加工。
　　四、以飞机等高转速高功率的汽轮机内的齿轮制造为例；
　　 1. 零件分析：
　　该齿轮为模数m=3．5mm，齿数z=63，齿形角α=20º的标准直齿圆柱齿轮。由于是飞机汽轮机中的齿轮，所以其加工精度要求高；
　　由于汽轮机中的齿轮要求齿面要硬，齿心要韧，所以选择锻造毛坯；采用40Cr
　　 (1)主要技术要求
　　 1)精度等级设第I公差组为6级精度，检测项目齿距累积误差ΔFp;第Ⅱ公差组为5级精度，检测项目齿形误差Δff和基节偏差Δfpb，；第Ⅲ公差组为5级精度，检测项目齿向误差ΔFβ；用测公法线长度的方法测齿厚偏差Wk；齿厚上偏差代号M，齿厚下偏差代号P； (精度等级表示中，齿厚极限偏差用以控制侧隙，本例用代号MP表示)。
　　 2)齿坯基准面精度基准内孔为精度IT6；两端面对内孔轴线的端面圆跳动业有要求；3)表面粗糙度Ra值基准孔为0．8μm，两端面为1．6μm，齿面为0．8μm，齿顶圆柱面为3．2μm。
　　 (2)毛坯选择采用锻造毛坯以改善材料的力学性能。小批生产时采用自由锻，大批大量生产时采用模锻。
　　 (3)主要表面加工方法的选择该齿轮精度等级较高，各主要表面精加工的方法如下；
　　基准孔：磨削
　　端面：磨削
　　齿面：滚齿一表面淬火—磨齿
　　加工飞机汽轮机圆柱齿轮的一般过程：
　　 1下料锯床1
　　 2粗车端面、内孔及倒角立车 1
　　 3毛坯检验无损探伤仪
　　 4粗车止口、外圆倒角及端面车床 1
　　 5热处理（调质）箱式炉
　　 6精车内孔和端面 车床 1
　　 7钻孔 立钻
　　 8磨大端面 平面磨床
　　 9扩孔 钻床
　　 10拉键槽拉床
　　 11中间检验 卡尺和角度尺
　　 12打厂标 钳工台
　　 13粗滚齿 滚齿机
　　 14精滚齿 滚齿机
　　 15齿端加工铣床
　　 16清洗 清洗机
　　 17中间检验
　　 18热处理 （表面淬火） 箱式炉
　　 19精磨内孔 内圆磨床
　　 20清洗 清洗机
　　 21中间检验
　　 22配对 检验机
　　 23磨研齿 磨齿机
　　 24清洗 清洗机
　　 25配对 检验机
　　 26写配对号
　　 27清洗 清洗机
　　 28最终检验
　　设计校对审核批准
　　齿轮加工工艺过程大致要经过如下几个阶段：毛坯热处理、齿坯加工、齿形加工、齿端加工、齿面热处理、精基准修正及齿形精加工等。
　　加工的第一阶段是齿坯最初进入机械加工的阶段。由于齿轮的传动精度主要决定于齿形精度和齿距分布均匀性，而这与切齿时采用的定位基准（孔和端面）的精度有着直接的关系，所以，这个阶段主要是为下一阶段加工齿形准备精基准，使齿的内孔和端面的精度基本达到规定的技术要求。在这个阶段中除了加工出基准外，对于齿形以外的次要表面的加工，也应
　　尽量在这一阶段的后期加以完成。
　　第二阶段是齿形的加工。对于不需要淬火的齿轮，一般来说这个阶段也就是齿轮的最后加工阶段，经过这个阶段就应当加工出完全符合图样要求的齿轮来。对于需要淬硬的齿轮，必须在这个阶段中加工出能满足齿形的最后精加工所要求的齿形精度，所以这个阶段的加工是保证齿轮加工精度的关键阶段。应予以特别注意。
　　齿端加工:
　　 a)倒圆b)倒尖c)倒棱
　　图1 齿端加工
　　齿轮的齿端加工方式有：倒圆、倒尖、倒棱和去毛刺四种方式。经倒圆、倒尖、倒棱后的齿轮(图1)。沿轴向移动时容易进入啮合。齿端倒圆应用最多，图2是表示用指状铣刀倒圆的原理图。倒圆时，齿轮慢速旋转，指状铣刀在高速度旋转的同时沿齿轮轴向作往复直线运动。齿轮每转过一齿，铣刀往复运动一次，两者在相对运动中即完成齿端倒圆。同时由齿轮的旋转实现连续分齿，生产率较高。齿端加工应安排在齿形淬火之前进行。
　　图2 齿端倒圆
　　加工的第三阶段是热处理阶段。在这个阶段中主要对齿面的淬火处理，使齿面达到规定的硬度要求。
　　加工的最后阶段是齿形的精加工阶段。这个阶段的目的，在于修正齿轮经过淬火后所引起的齿形变形，进一步提高齿形精度和降低表面粗糙度，使之达到最终的精度要求。在这个阶段中首先应对定位基准面（孔和端面）进行修整，因淬火以后齿轮的内孔和端面均会产生变形，如果在淬火后直接采用这样的孔和端面作为基准进行齿形精加工，是很难达到齿轮精度的要求的。以修整过的基准面定位进行齿形精加工，可以使定位准确可靠，余量分布也比较均匀，以便达到精加工的目的。
　　齿端加工必须安排在齿轮淬火之前，通常多在滚（插）齿之后。
　　齿轮淬火后基准孔产生变形，为保证齿形精加工质量，对基准孔必须给予修正。
　　圆柱孔齿轮的修正，可采用推孔或磨孔，推孔生产率高，常用于未淬硬齿轮；磨孔精度高，但生产率低，对于整体淬火后内孔变形大硬度高的齿轮，或内孔较大、厚度较薄的齿轮，则以磨孔为宜
　　磨孔时一般以齿轮分度圆定心，这样可使磨孔后的齿圈径向跳动较小，对以后磨齿或珩齿有利。为提高生产率，有的工厂以金刚镗代替磨孔也取得了较好的效果。
链条
链条生产工艺流程示意图：
工艺流程说明
a.带钢首先经冲床、压床冲压称成要的形状与尺寸经六角滚筒去除毛刺，然后热处理，之后用机油进行淬火，在经碱+水+工业砂对其表面粘附的油污进行清洗后备用。
b.套筒、滚子料经卷管处理，然后通过六角滚筒去除毛刺，在京哈热处理之后用水淬火，然后对其表面的油污进行去除。
c.轴料钢首先经轴销机处理制成需要的形状与尺寸，然后通过六角滚筒去除毛刺，再经热处理后用水淬火，然后对其表面的油污进行去除。
d.最后将个零件进行回火，最后装配成型。经检验合格后即为成品。
三、工艺
1、热处理：在热处理设备中，在高温下采用各种辅助介质，改善零件的组织结构，提高各种物品性能。

2、渗碳：将零件置在热处理设备中加热至一定温度并保温一定时间，再通入含碳介质，将碳渗入零件表面，以提高链条硬度和耐磨性能。

3、淬火：零件在热处理设备中加热到一定温度后，保温一定时间，然后按照要求在不同的介质中冷却，从而提高零件硬度。

4、回火：经过淬火后的零件在热处理设备中以一定的温度进行加热，并保温一定时间后冷却。零件经过回火可以降低淬火硬度，消除淬火应力，提高韧性。

5、发黑：采用高分子有机聚合原理，利用热处理工艺过程中回火余热成膜发黑。发黑后工件带有光泽，耐腐蚀，防锈性能强；降低劳动强度，改善生产环境。

6、发蓝：把零件加热至一定的温度后，经过化学水溶液冷却，皂化，使零件表面颜色呈现蓝色。经过发蓝处理的链条外观美观，还有防锈的作用。不足之处就是这些化学水溶液对环境造成很大的污染。

7、喷丸：表面处理的一种，根据需要采用一定直径的钢丸喷打在零件表面，形成均匀的小凹坑，以提高链条的表面疲劳强度。

8、磷化：将零件浸置在一定温度的磷化液内，使零件表面形成磷化层，可使零件表面颜色呈现黑色或灰色，提高链条美观的同时达到防腐的目的。这些磷化液可循环利用，对环境污染较轻。

9、镀镍：采用电镀或化学镀镍的方法，在零件表面形成镀镍层，镀镍层既可以美观链条，又可以防腐。镀镍链条一般用在露天场合。

10、镀锌：采用电镀或化学镀锌的方法，在零件表面形成镀锌层，镀锌层既可以美观链条，又可以防腐。镀锌链条一般适用于露天场合。

11、上油：链条上油后可以防止链条生锈，而且更有光泽。

12、上脂：链条上脂后可以防止链条生锈，而且更有光泽。（在维护时不便上油的，使用油脂）
3、轴
1.零件的作用
题目所给定的零件车床输出轴，其主要作用，一是传递转矩，使车床主轴获得旋转的动力；二是工作过程中经常承受载荷；三是支撑传动零部件。
2.零件的工艺分析
（1）从零件图上看，该零件是典型的零件，结构比较简单，轴段的安排是呈阶梯型，中间粗两端细，符合强度外形原则，便于安装和拆卸。
（2）主要加工的面有φ50 、φ60、φ64、φ35、外圆柱面，左端面M16的内螺纹孔以及小端面的两个M8的内螺纹孔。
（3）图中可以看出零件的尺寸精度高，大部分是IT7级；粗糙度方面表现在轴的小端圆柱面，φ64的外圆柱表面为Ra1.6um,小端端面为Ra1.6um,其余为Ra3.2um，要求比较高；
（4）热处理方面需要调质处理，到HRC28-30，保持均匀。最后还要进行表面氧化处理
（5）零件的材料是40Cr。
（6）轴端加工出45°倒角是为了便于装配。
四．选择毛坯、确定毛坯尺寸
1.毛坯的选择
（1）零件的毛坯材料是40Cr，是典型的轴用材料，是一种最常用的合金调质钢。经调质和表面淬火之后能获得较好的综合性能。
（2）由于工件的现状简单，可以选用型材，材料40Cr,毛坯的制作方法为冷拉，由于的外圆表明是不去除材料，所以棒料的直径直接选为mm，查《机械制造工艺简明手册》得毛坯精度等级为IT7,表面粗糙度为Ra3.2到1.6。
2.确定毛坯余量
表2
简 图 加工面代号 基本尺 寸 加工余量等级 加工余量 说明
D1 50 IT7 20
D2 50 IT7 20
D3 60 IT7 10
D4 70 IT7
D5 64 IT7 6
D6 35 IT7 35
D7
D8
五．工艺规程的设计
1定为基准的选择
（1）粗基准的选择
粗基准的选择应能保证加工面与非加工面之间的位置精度，合理分配各加工面的余量，为后续工序提供精基准。所以为了便于定位、装夹和加工，可选轴的外圆表面为定为基准，或用外圆表面和顶尖孔共同作为定为基准。用外圆表面定位时，因基准面加工和工作装夹都比较方便，一般用卡盘装夹。为了保证重要表面的粗加工余量小而均匀，应选该该零件小端轴面为粗基准。
（2）精基准的选择
根据减速箱输出轴的技术要求和装配要求，应选择轴右端面φ和端面φ为精基准。零件上的很多表面都可以以两端面作为基准进行加工。可避免基准转化误差，也遵循基准统一原则。两端的中心轴线是设计基准。选用中心轴线为定为基准，可保证表面最后的加工位置精度，实现了设计基准和工艺基准的重合。
2 零件表面加工方法的确定
根据零件图表各表面得加工要求，以及材料性质等各因素该轴为阶梯轴，该轴的各表面具体的加工方法如表2
加工表面 尺寸精度等级 表面粗糙度Ra（ m） 加工方法
左右端面 IT12 12.5 粗车
φ外圆面 IT7 3.2 粗车——半精车
φ60外圆面 IT7 3.2 粗车——半精车
φ外圆面 IT7 1.6 粗车——半精车——精车
φ外圆面 IT7 1.6 粗车——半精车——精车
退刀槽 IT12 12.5 粗车
花键 IT7 3.2 粗铣——半精铣
平键 IT7 3.2 粗铣——半精铣
小端螺纹孔 IT12 12.5 钻-攻丝
大端螺纹孔 IT12 12.5 钻-攻丝
3加工顺序的安排
（1）机械加工工序
①按先基准平面后其他的原则：机械加工工艺安排是总是先加工好定位基准面，所以应先安排为后续工序准备好定为基准。先加工精基准面，转中心孔及车表面的外圆。
②按先粗后精的原则：先安排粗加工工序，后安排精加工工序。先安排精度要求较高的各主要表面，后安排精加工。
③按先主后次的原则:先加工主要表面，如车外圆各个表面，端面等。后加工次要表面，如铣键槽等。
④先外后内，先大后小原则：先加工外圆再以外圆定位加工内孔，加工阶梯外圆时先加工直径较大的后加工直径小的。
⑤次要表面的加工安排：键槽等次要表面的加工通常安排在外圆精车之后。
⑥对于轴右端 64mm和中间 35mm加工质量要求较高的表面，安排在后面.
⑦先面后孔原则：先加工端面，再铣键槽，钻螺孔。
（2）热处理工序的安排
在切削加工前宜安排正火处理，岂能提高改善轴的硬度，消除毛坯的内应力，改善其切削性能。在粗加工后进行调质处理，能提高轴的综合性能。最终热处理安排在半精车之后，这样能提高材料强度、表面硬度和耐磨性。
在粗加工和热处理后，安排校直工序。在半精车加工之后安排去毛刺和中间检验工序。在精加工之后安排去毛刺、清洗和终检工序。
综上所述，该轴的工序安排顺序为：基准加工——主要表面粗加工——热处理——主要表面半精加工——主要表面的精加工（磨削）——铣键槽、攻螺纹——去毛刺、最终热处理等。
4该轴工艺路线的确定
根据以上的加工工艺过程的分析确定零件的工艺路线如表4
工序号 工序名称 机床设备 刀具 量具
01 粗车左右端面及45°倒角 CA6140 45°刀 游标卡尺
02 钻中心孔 CA6140 麻花钻 卡尺
03 粗车外圆 CA6140 60°刀 游标卡尺
04 调质HRC28～30
05 半精车外圆φ50φ60φ64φ35 CA6140 60°刀 游标卡尺、尺规
06 精车外圆φ64φ35 CA6140 60°刀 游标卡尺
07 车2.2 ×1.5的槽 CA6140 普通切槽刀 游标卡尺
08 铣键槽 铣床X083 铣刀 游标卡尺
09 钻M16，2—M8的螺纹孔 钻床Z515 钻头 游标卡尺
10 钳工攻丝 丝锥
11 去毛刺 手锤
12 最终热处理(表面氧化)和清洗
13 校验 卡尺 塞规
5机械加工余量、工序尺寸的确定
确定圆柱面的工序尺寸 圆柱表面多次加工的工序尺寸只与加工余量有关。前面已确定各圆柱面的总加工余量（毛坯余量），应将毛坯余量分为各工序加工余量，然后由后往前计算工序尺寸。中间工序尺寸的公差按加工方法的经济精度确定。本零件各圆柱表面的工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度见下表：
表5外圆柱面φ50　轴段加工余量计算
工序名称 工序间量/mm 工 序 工序基本尺寸/mm 标注工序 尺寸公差/mm
经济精度/mm 表面粗糙度Ra/μm
毛坯 10 ±2 0 60 Φ60±2
粗车 9 IT10 12.5 51.027
半精车 1 IT7 3.2 50.027 Φ
表6外圆柱面φ60轴段加工余量计算
工序名称 工序间 余量/mm 工 序 工序基本尺寸/mm 标注工序 尺寸公差/mm
经济精度/mm 表面粗糙度Ra/μm
毛坯 10 ±2 70 Φ70±2
粗车 9 IT10 12.5 61 Φ
半精车 1 IT7 3.2 60 Φ
表7φ64轴段加工余量计算
工序名称 工序间 余量/mm 工 序 工序基本尺寸/mm 标注工序 尺寸公差/mm
经济精度/mm 表面粗糙度Ra/μm
毛坯 6 ±2 70 Φ70±2
粗车 4.3 IT11 12.5 65.732 Φ
半精车 1.2 IT8 3.2 64.532 Φ
精车 0.5 IT7 1.6 64.032 Φ
表8φ35轴段加工余量计算
工序名称 工序间 余量/mm 工 序 工序基本尺寸/mm 标注工序 尺寸公差/mm
经济精度/mm 表面粗糙度Ra/μm
毛坯 ±2 64 Φ64±2
粗车 16.2 IT11 12.5 47.827 Φ
粗车 11.1 IT11 12.5 36.727 Φ
半精车 1.2 IT8 3.2 35.527 Φ
精车 0.5 IT7 1.6 35.027 Φ
6 确定工序的切削用量
确定切削用量的原则：首先应选去尽可能大的背吃刀量，其次在机床动力和刚度允许的条件下，又满足以加工表面粗糙度的情况下，选取尽可能大的进给量。最后根据公式确定最佳切削速度。
工序三，粗车
（1）车刀的选取：
粗车选取刀具为硬质合金刀具，型号为YT15.
车刀参数查表得，选择刀具前角γ0＝12°后角α0＝6°，刃倾角：λs=0,主偏角Kr=60° ,副偏角Kr’=10°。
（2）背吃刀量：
背吃刀量mm。
（3）进给量确定：
查CA6140机床参数得机床功率为，中心高度为200mm，查《切削用量手册》得刀杆的mm，从而查得进给量f=0.4～0.6mm/r,查得CA6140机床的标准进给量取f=0.51mm/r.
（4）切削力计算：
由
查表=270，
,,.
则N
（5）确定切削速度：
查《切削用量手册》，使用YT15硬质合金刀具来粗加工时，当=0.918GPa，≤7，=0.51mm/r时，切削速度为m/s。
切削速度的修正系数查《切削用量手册》得=0.65，
=0.92，=0.9，=1.0，=1.0。
=1.28×0.65×0.92×0.9×1.0×1.0=0.67m/s
r/s
=183r/min
查CA6140产品说明书可以知道，转速应选择r/min。这
时实际切削速度
（6）校验机床功率：
查《切削用量手册》，由于=0.918GPa，≤4.8，=0.51mm/r≤0.6mm/r，=0.73m/s，切削功率为
KW
切削功率的修正系数，，
则实际的切削功率kw
根据CA6140的产品说明书：当切削速度是时，机床的切削功率是5.5kw，可知≤5.5kw，满足要求。
（7）最后确定的切削用量
mm，=0.51mm/r，r/min
工序八 粗铣花键槽
（1）刀具选择
选择硬质合金刀具YT5，铣刀直径为d=16mm，刀具总长L=75mm,切削部分长l=28mm,齿数为Z=2.，，，。
（2）确定背吃刀量
mm
（3）确定切削速度：
查《金属切削手册》，每齿进给量，取铣刀磨钝标准：0.8～1.0（厚刀面最大磨损限度），铣刀平均耐用度：3.8.
查表知道40Cr调质后的硬度为HB330～380之间,可从《金属切削手册》常用工件材料的铣削速度推荐范围中查得 ,在保证正常的铣刀耐用度及在机床动力和刚性允许的条件下,应尽量选取较大的铣削速度,应此选择.
r/s
=1194r/min
查X52K型立铣的产品设计说明书，可以知道选择转速为r/min。
从而可以得出
（4）确定铣削用量
mm，r/min，，
螺丝
螺丝生产工艺(一)--退火
一、目的：把线材加热到适当的温度，保持一定时间，再慢慢冷却，以调整结晶组织，降低硬度，改良线材常温加工性。
二、作业流程：
（一）、入料：将需要处理的产品吊放炉内，注意炉盖应盖紧。一般一炉可同时处理7卷（约1.2吨/卷）。
（二）、升温：将炉内温度缓慢（约3-4小时）升至规定温度。
（三）、保温：材质1018、1022线材在680℃-715℃下保持4-6h，材质为10B21，1039，CH38F线材在740℃-760℃下保持5.5-7.5 h。
（四）、降温：将炉内温度缓慢（约3-4小时）降至550℃以下，然后随炉冷却至常温。
三、品质控制：
1、 硬度：材质为1018、1022线材退火后硬度为HV120-170，材质为中碳线材退火后硬度为HV120-180。
2、外观：表面不得有氧化膜及脱碳现象。
螺丝生产工艺(二)--酸洗
一、目的：除去线材表面的氧化膜，并且在金属表面形成一层磷酸盐薄膜，以减少线材抽线以及冷墩或成形等加工过程中，对工模具的擦伤。
二、作业流程：
（一）、酸洗：将整个盘元分别浸入常温、浓度为20-25%的三个盐酸槽数分钟，其目的是除去线材表面的氧化膜。
（二）、清水：清除线材表面的盐酸腐蚀产物。
（三）、草酸：增加金属的活性，以使下一工序生成的皮膜更为致密。
（四）、皮膜处理：将盘元浸入磷酸盐，钢铁表面与化成处理液接触，钢铁溶解生成不溶性的化合物（如Zn2Fe（Po4）2 4H2o），附着在钢铁表面形成皮膜。
（五）、清水：清除皮膜表面残余物。
（六）、润滑剂：由于磷酸盐皮膜的摩擦系数并不是很低，不能赋予加工时充分的润滑性，但与金属皂（如钠皂）反应形成坚硬的金属皂层，可以增加其润滑性能。
螺丝生产工艺(三)--抽线
一、目的：将盘元冷拉至所需线径。实用上针对部分产品又可分粗抽（剥壳）和精抽两个阶段。
二、作业流程
盘元经酸洗之后，通过抽线机冷拉至所需线径。适用于大螺丝、螺帽、牙条所用线材。
螺丝生产工艺(四)--成型
一、目的：将线材经冷间锻造（或热间锻造），以达到半成品之形状及长度（或厚度）。
二、作业流程：
1、六角螺栓（四模四冲或三模三冲）
（1）、切断：通过可动的剪刀单向移动，将卡于剪模内的线材切成所需胚料。
（2）、一冲：后冲模顶住胚料冲模挤压胚料，初步成型，之后后冲模将胚料推出。
（3）、二冲：胚料进入第二打模，二冲模挤压，胚料呈扁圆状，之后后冲模将胚料推出。
（4）、三冲：胚料进入第三打模，通过六角三冲模仁剪切，胚料六角头初步形成，之后，后冲模将胚料推入第三打模，切料自六角头切断，六角头形成。
2、六角螺栓（三模三冲）
3、螺丝（一般头型一模二冲）
（1）、切断：通过可动剪刀单向移动，将卡于剪模内的线材切成所需胚料。
（2）、一冲：打模固定，一冲模将产品头部初步成型，以使下一冲程能完全成型。当产品为一字割沟时，一冲模为内凹、椭圆槽，产品为十字槽时，一冲模为内凹四方槽。
（3）、二冲：一冲之后，冲具整体运行，二冲模移向打模正前方，同时二冲模向前运行，将产品最终成型。之后由后冲棒将胚料推出。
三、热打
1、 加热：于加热设备将胚料需成型一端加热至白热状态，依据产品规格设定加热温度和时间。一般3/4以下加热7-10秒，7/8-1＂加热15秒左右。
2、 成型：将加热后的胚料迅速移至成型机，通过后座，夹模固定，头模冲击胚料，加以成型。可以根据胚料的长度调整后座的距离。
3、 束杆：于束杆机上利用挤压将产品缩杆。
热打也称红打。
四、螺帽成型：
（一）、作业流程：
1、切断：由内刀模（410）与剪切刀（301）配合，将线材切成所需胚料。
2、一冲：由前冲模（111）、冲程模（411）、后冲棒（211）配合，将变形不平的切断胚料加以整形，并由后冲棒（211）将胚料推出。
3、二冲：运转夹（611）将胚料从一冲夹至二冲，由前冲模（112）、冲程模（412）、后冲棒（412）配合，更进一步将胚料整形，并加强第一冲的压平与饱角作用，之后由后冲棒（212）将胚料推出。
4、三冲：运转夹（612）将胚料从二冲夹至三冲，由前冲模（113）、冲程模（413）、后冲棒（213）配合，再次挤压胚料，以使下冲能完全成型，之后由后冲棒（213）将胚料推出。
5、四冲：运转夹（613）将胚料从三冲夹至四冲，由前冲模（114）、冲程模（414）、后冲棒（214）配合，将螺帽完全成型，并藉控制铁屑厚度来调整螺帽的厚度，之后由后冲棒（214）将胚料推出。
6、五冲：运转夹（614）将胚料从四冲夹至五冲，由前冲模（119）、脱料盘（507）配合，将成型完全的胚料冲孔，并使冲断的铁屑进入打孔模下仁，而最终完成螺帽的成型。螺帽的头部标记在此过程形成。
螺丝生产工艺(五)--辗牙
一、目的：将已成型的半成品辗制或攻丝以达到所需的螺纹。实用上针对螺栓（螺丝）称为辗牙，牙条称为滚牙，螺帽称为攻牙。
二、辗牙：辗牙即是将一块牙板固定，另一块活动牙板带动产品移动，利用挤压使产品产生塑性变形，形成所需螺纹。
三、攻牙：攻牙即是将已成型之螺帽，利用丝攻攻丝，形成所需螺纹。
四、滚牙：滚牙是以两个相对应的螺丝滚轮，正向转动，利用挤压使产品产生塑性变形，形成所需螺纹。滚牙通常用于牙条。
螺丝生产工艺(六)-热处理
一、热处理方式：根据对象及目的不同可选用不同热处理方式。
调质钢：淬火后高温回火（500-650℃）
弹簧钢：淬火后中温回火（420-520℃）
渗碳钢：渗碳后淬火再低温回火（150-250℃）
低碳和中碳（合金）钢淬成马氏体后，随回火温度的升高，其一般规律是强度下降，而塑性、韧性上升。但由于低、中碳钢中含碳量不同，回火温度对其影响程度不同。所以为了获得良好的综合机械性能，可分别采取以下途径：
（1）、选取低碳（合金）钢，淬火后进行低温250℃以下回火，以获得低碳马氏体。为了提高这类钢的表面耐磨性，只有提高各面层的含碳量，即进行表面渗碳，一般称为渗碳结构钢。
（2）、采取含碳较高的中碳钢，淬火后进行高温（500-650℃）回火（即所谓调 质处理），使其能在高塑性情况下，保持足够的强度，一般称这类钢为调质钢。如果希望获得高强度，而宁肯降低塑性及韧性，对含碳量较低的含金调质可采取低温回火，则得到所谓“超高强度钢”。
（3）、含碳量介于中碳和高碳之间的钢种（如60，70钢）以及一些高碳钢（如80，90钢）， 如果用于制造弹簧，为了保证高的弹性极限、屈服极限和疲劳极限，则采用淬火后中温回火。
（4）、脱碳：指黑色金属材料（钢）表面碳的损耗。热处理后会有脱碳现象，轻微脱碳是允许的，脱碳层深度影响表面硬度。脱碳层越深，表面硬度值越小。
具体检测依据GB3098.1
二、作业流程：
退火（珠光体型钢）
1、预热处理：正火
高温回火（马氏体型钢）
（1）、正火目的是细化晶粒，减少组织中的带状程度，并调整好硬度，便于机械加工，正火后，钢材具有等轴状细晶粒。
2、淬火：将钢体加热到850℃左右进行淬火，淬火介质可根据钢件尺寸大小和该钢的淬透性加以选择，一般可选择水或油甚至空气淬火。处于淬火状态的钢，塑性低，内应力大。
3、回火：
（1）、为使钢材具有高塑性、韧性和适当的强度，钢材在400-500℃左右进行高温回火，对回火脆性敏感性较大的钢，回火后必须迅速冷却，抑制回火脆性的发生。
（2）、若要求零件具有特别高的强度，则在200℃左右回火，得到中碳回火马氏体组织。
（二）、弹簧钢：
1、淬火：于830-870℃进行油淬火。
2、回火：于420-520℃左右进行回火，获得回火屈氏体组织。
（三）、渗碳钢：
1、 渗碳：化学热处理的一种，指在一定温度下，在含有某种化学元素的活性介质中，向钢件表面渗入C元素。分预热（850℃） 渗碳（890℃） 扩散（840℃）过程
2、淬火：碳素和低合金渗碳钢，一般采用直接淬火或一次淬火。
3、回火：低温回火以消除内应力，并提高渗碳层的强度及韧性。
螺丝生产工艺(七)-表面处理
一、表面处理种类：
表面处理即是通过一定的方法在工件表面形成覆盖层的过程，其目的是赋以制品表面美观、防腐蚀的效果，进行的表面处理方法都归结于以下几种方法：
1、 电镀：将接受电镀的部件浸于含有被沉积金属化合物的水溶液中，以电流通过镀液，使电镀金属析出并沉积在部件上。一般电镀有镀锌、铜、镍、铬、铜镍合金等，有时把煮黑（发蓝）、磷化等也包括其中。
2、热浸镀锌：通过将碳钢部件浸没温度约为510℃的溶化锌的镀槽内完成。其结果是钢件表面上的铁锌合金渐渐变成产品外表面上的钝化锌。热浸镀铝是一个类似的过程。
3、机械镀：通过镀层金属的微粒来冲击产品表面，并将涂层冷焊到产品的表面上。
二、品质控制：
电镀的质量以其耐腐蚀能力为主要衡量标准，其次是外观。耐腐蚀能力即是模仿产品工作环境，设置为试验条件，对其加以腐蚀试验。电镀产品的质量从以下方面加以控制：
1、外观：
制品表面不允许有局部无镀层、烧焦、粗糙、灰暗、起皮、结皮状况和明显条纹，不允许有针孔麻点、黑色镀渣、钝化膜疏松、龟裂、脱落和严重的钝化痕迹。
2、镀层厚度：
紧固件在腐蚀性大气中的作业寿命与它的镀层厚度成正比。一般建议的经济电镀镀层厚度为0.00015in～0.0005 in(4～12um).
热浸镀锌：标准的平均厚度为54 um（称呼径≤3/8为43 um），最小厚度为43 um（称呼径≤3/8为37 um）。
3、镀层分布：
采用不同的沉积方法，镀层在紧固件表面上的聚集方式也不同。电镀时镀层金属不是均匀地沉积在外周边缘上，转角处获得较厚镀层。在紧固件的螺纹部分，最厚的镀层位于螺纹牙顶，沿着螺纹侧面渐渐变薄，在牙底处沉积最薄，而热浸镀锌正好相反，较厚的镀层沉积在内转角和螺纹底部，机械镀的镀层金属沉积倾向与热浸镀相同，但是更为光滑而且在整个表面上厚度要均匀得多。
4、氢脆：
紧固件在加工和处理过程中，尤其在镀前的酸洗和碱洗以及随后的电镀过程中，表面吸收了氢原子，沉积的金属镀层然后俘获氢。当紧固件拧紧时，氢朝着应力最集中的部分转够，引起压力增高到超过基体金属的强度并产生微小的表面破裂。氢特别活动并很快渗入到新形成的裂隙中去。这种压力-破裂-渗入的循环一直继续到紧固件断裂。通常发生在第一次应力应用后的几个小时之内。
为了消除氢脆的威胁，紧固件要在镀后尽可能快地加热烘焙，以使氢从镀层中渗出，烘焙通常在375-4000F（176-190℃）进行3-24小时。
由于机械镀锌是非电解质的，这实际上消除了氢脆的威胁 。另由于工程标准禁止硬度高于HRC35的紧固件（英制Gr8，公制10.9级以上）热浸镀锌。所以热浸镀的紧固件很少发生氢脆。
5、粘附性：
以坚实的刀尖和相当大的压力切下或撬下。如果在刀尖前面，镀层以片状或皮状剥落，以致露出了基体金属，应认为粘附性不够。
5、漆包线
一、 铜的冶炼与铜杆加工
矿石 (含Cu 1~5%)
电解铜板(含Cu 99.95%↑)
Φ8mm铜杆
Φ2.6铜材
二、伸 线 部 份
伸线是将2.6MM的铜材用伸线眼模，利用铜的延展性原理将其逐步拉小，拉伸过程中需加伸线油润滑（见附图一）
1、铜材
漆包线用铜材为工业纯铜，纯度在99.95%以上，导电率不低于98%，硬铜的电阻率不大于0.01796Ωmm2/m，软铜的电阻率不大于0.017241Ωmm2/m，软铜的伸张率不低于30%。
2、润滑油
　 润滑油在伸线过程中起到润滑冷却和清洗的作用。
3、钻石粉：伸线眼模在使用中会不断扩孔，需进行修理，会用到钻石粉
4、烧钝油：伸线过程中烧钝冷却用
5、消泡剂、杀菌剂：维护油槽的正常运行使用，如PH值等
6、伸线眼模：伸线眼模内部模蕊为钻石，利用其锥度角将铜材拉小（见附图二）
二、漆包线的生产工艺流程：
放线(联拉)→ 退火→ 涂漆→ 烘焙→ 冷却→ 润滑→ 收线
反复
放线：将铜材均匀地从铁轴放出，提供原料和保证涂漆的稳定性，在高速机台，依靠联合拉线机来放线。
2. 退火：将裸铜线软化，去除拉伸过程中的内应力，使分子晶格重新排列，增强柔软性和导电性。
涂漆：将绝缘漆均匀地涂到裸铜线上，靠模具或毛毡来作为媒介。
4. 烘焙：
烘焙是将涂料中的溶剂蒸发出来，让其漆基固化成膜，形成绝缘层。
溶剂蒸发出来后，通过触媒将其催化，转化成Co2和H2O，同时释放出大量的热，进而起到环保节能的作用。
触媒组成：活性组分：铂、钯及其化合物
载体：金属筛网，陶瓷。
5．冷却：
线从炉内烘烤出来后，其温度很高，需经过冷风将其冷却。
6．润滑：
冷却后的漆包线，大卷取前必须上一层润滑液，利于客户在使用时减少线运行的摩擦方便放线。
7．收线：完成前几道工序后，漆包线已成型，将其卷在塑胶轴上。
6、复合材料电刷
3.1 颗粒增强复合材料的制备方法
粉末冶金法、搅拌铸造法、挤压铸造法和喷射沉积法是制备颗粒增强铝基复合材料的几种常用方法。
3.1.1. 粉末冶金法
粉末冶金法是最早开发用于制备颗粒增强金属基复合材料的工艺，具体工艺是先将金属粉末或预合金粉末和增强相均匀混合，制得混合坯料，经不同的固化技术制成锭块，再通过挤压、轧制、锻造等二次加工制成型材。粉末冶金法的优点是增强体的加入量可以任意调节，成分比例准确，体积分数控制方便，复合材料组织中位错密度高，因而材料强度大。缺点是原材料和设备成本高，制造出的复合材料的内部组织出现不均匀现象，孔洞率较大，因此必须对复合材料进行二次塑性加工，以提高其综合力学性能；工艺比较复杂，而且都必须在密封、真空或保护气氛下进行，设备及生产成本较高；所制零件的结构和尺寸均受限制。
3.1.2. 搅拌铸造法
搅拌铸造法就是将增强体颗粒加人到基体金属液中，通过高速旋转的搅拌器使液固相混合均匀，然后浇人金属铸型。搅拌铸造法制备复合材料的过程中，由于增强体颗粒与铝液湿润性差，因此实现增强体颗粒均匀分布较为困难，同时，增强体颗粒极易与铝溶液发生严重化学反应，因此界面结合较差。此外，添加的增强体颗粒的大小通常应大于10μm，体积含量一般为20％左右。与其他方法相比，该方法制备的复合材料性能较差。
3.1.3. 挤压铸造法
　　挤压铸造法是将增强体颗粒预制件放人经过精密加工的石墨浇铸模内，预热到一定温度，加人熔化的铝合金液，在压力作用下先渗入模壁间隙中，继而渗入预制件中，最后去压，冷却。该工艺预制件的预热温度、铝合金液的渗人温度、压力大小 、冷却速度是关键工艺参数。该法施加压力可以较大，生产时间缩短，渗透可以在几分钟完成，工艺的稳定性好 ，但是该方法在生产形状复杂的零件方面受到很大限制。
3.1.4. 喷射沉积法
　　喷射共沉积技术是20世纪80年代逐渐成熟的一种新的粉末冶金技术，其具体工艺过程如下：将铝合金在坩埚中熔化，加压流经雾化器后被高速气体分散成极其细小的微滴，微滴高速冷却后沉积到基板上，便可得到理想的快凝材料；若同时通过一个或几个喷嘴射人增强粒子并使之与雾化液滴一起沉积在基板上，这样便制得了复合材料。该工艺综合了粉末冶金和快速凝固的特点，可以实现制粉和材料复合一步完成。考虑了传统喷射共沉积制备大尺寸坯的困难，陈振华等人发明了一种新型的坩埚移动式喷射共沉积方法。该方法主要特点是雾化喷嘴和坩埚一起移动，沉积坯的直径取决于雾化喷嘴移动距离。熔体同样通过喷嘴雾化成液滴(内含一部分固相颗粒)沉积在基板上，通过基板的旋转和下降的复合运动，使沉积坯成形。新的共沉积方法解决了国际上制备大尺寸沉积坯的难题，目前用该法已能制800 mm×1000mm沉积坯。这种大尺寸坯具有高的冷速(103 K／s 104 K／s)，颗粒增强相均匀，基体为微晶状态等特点，其挤压坯和锻造坯力学性能优异。
　　综上所述,颗粒增强铝基复合材料的制备方法各有千秋，实际应用时．可根据材料的性能要求及设备条件选择适宜的制备方法铝基复合材料的制备工艺.
3.2对黑色电刷的处理方法
第一类是添加金属卤化物，如碘化铅、碘化镉、氟化钡等化合物在高空中能促进整流子表面的氧化而形成一层氧化亚铜薄膜。
第二类处理材料是含结晶水的复盐，这类材料在电刷处于高空缺氧的情况下工作时由摩擦生热的作用结晶水被释放出来，生成水蒸气的润滑作用，同时部分 水被电离生成氧，使整流子表面铜氧化形成氧化亚铜润滑膜，而使电刷仍能工作。
第三类是一些高分子有机化合物，不但本身具有固体润滑剂作用，有的其中的溶剂也给电刷提供了蒸汽润滑作用。
第四类高空处理材料是硫化合物主要采用MoS2，这类材料与石墨一样具有六方晶系的层状晶体结构，其结构有着各向异性的特点，这类材料层间结合力很弱，很容易发生层间位移，因此它们都有较低的摩擦系数，同时这类材料不仅与石墨一样对氧有较大的化学吸附趋势，而且对金属表面的附着力比石墨大得多。因此，这种材料在真空中的摩擦系数基本不变。当刷体中含有一定量的硫化物时，尽管高空中氧化亚铜膜难以形成，但该材料在运行过程中紧密地吸附在整流子的表面形成一层硫化物薄膜，这种硫化物薄膜有着良好的润滑作用，因而使电刷在高空条件下仍然具有良好的润滑性。
第五类处理材料是采用复合材料，即有机高分子材料和无机非金属固体润滑剂混合一体作为高空的润滑剂。如哈尔滨电炭研究所就采用酚醛树脂，氧化钡等材料，经二阶段复合在一起作为航空电刷的固体润滑剂，已成功的应用到现代航空电刷中。根据目前的实际应用综合分析，美国、俄罗斯、英国、法国……等国家，都采用电化石墨料，添加Mos2. 芯柱或以电化石墨料为基体添加造粒，MoS2.再进行浸渍处理制成航空电刷，在实际运行中效果非常好。
综上所述，本人在设计黑色航空电刷中，采用四新的技术路线，即：
（1）选用了振动球磨—双螺旋混捏等新的工艺装备，及其相应的新工艺、新技术。
（2）粘结剂选用改性高温沥青新材料。
（3）电刷基体材料选用耐热性好、润滑性优良、抗磨性好的电化石墨材料。
（4）选用二种固体润滑剂，即适合高空又适应地面的胶体MoS2及胶体石墨粉，对固体润滑剂的比例、粒度组成及在电刷中的分布进行调整。
（5）在添加剂方面，选用了自调整氧化膜厚薄的研磨剂
制备黑色航空电刷的几项技术处理方法：
（1）改性高温沥青的制备，国内高温沥青软化点为95℃--105℃，因达不到本工艺性能指标要求，又经过改性处理，主要是在高温下通过空气氧化法处理，使沥青软化点、残炭、灰分、,BI（苯中不溶物），QI（喹啉不溶物）达到技术规定指标。
（2）天然石墨提纯，本工艺方案采用电化石墨的提纯法，将石墨放入石墨化炉中，经2600℃以上高温处理。
（3）胶体石墨的制备，本工艺制备的胶体石墨是采用高纯石墨粉按一定比例加入分散剂等而形成的胶体石墨溶液。
（4）MoS2造粒的制备，按一定比例把胶体石墨和MoS2粉末混匀，经造粒机造粒而制得。
（5）炭黑-阶段料制备：按配比加入炭黑和高温沥青在振动球磨机中经过活化,再通过双螺旋混捏机密实浸油、成型、焙烧、石墨化、磨成粉而制得。
（6）阶段料制备：由阶段料加树脂及添加剂经混合而制得。
（7）将阶段料粉加入造粒MoS2等制成具有高空和地面均抗磨性好的毛坯。
为了解决了普通Ag—Cu—MoS2电刷材料焊接性能差的问题，本人采用梯度材料的设计理念，制备了具有梯度结构的Ag-Cu-MoS2自润滑电刷材料。
本人采用纯度为99．95％以上的Ag粉末，MoS2粉末，金属Cu采用化学法加入。银基复合电刷材料的工作层成分为Ag-2．5Cu-8MoS2(质量分数，下同)，过渡层为Ag一4MoS2，焊接层为Ag一5Cu，将配制好的粉料依次按工作层、过渡层和焊接层的顺序置于石墨模具中，在氩气保护下于850℃进行热压烧结，压制压力为20～25 MPa，保压时间为15～20 min，得到尺寸为20 mm×30 mm×25 mm的块状材料。滑环材料为热压烧结Ag-10Cu的银合金环，外径为d45 mm，厚度8 mm。摩擦磨损性能测试在MHK500环块试验机上进行，负载约76 N，转速200 r／rain，时间45 min。静态电阻测试在铁道部产品质量监督检验中心的6位半数字电压表上进行，测试方法采用凯尔文四端钮法，试样尺寸为6．10 mm×3．9 mm×45 mm，采用Dmax一2550对材料进行x射线衍射物相分析，材料的显微结构分析在FM一6700型扫描电镜上进行。
3.3工艺流程图
7、丝杠加工工艺
丝杠是一种精度很高的零件，它能精确地确定工作台坐标位置，将旋转运动转换成直线运动，面且还要传递一定的动力，所以在精度、强度及耐磨性等方面都有很高的要求。所以，丝杠的加工从毛坯到成品的每道工序都要周密考虑，以提高其加工精度。
1、丝杠的分类
机床丝杠按其摩擦特性可分为三类:即滑动丝杠、滚动丝杠及静压丝杠。
由于滑动丝杠结构简单，制造方便，所以在机床上应用比较广泛。
滑动丝杠的牙型多为梯形。这种牙型比三角形牙酬具有效果高，传动性能好，精度高，加工方便等优点。
滚动丝杠义分为滚珠丝杠和滚柱丝杠两大类。滚珠丝杠与滚柱丝杠相比而言，摩擦力小，传动效率高，精度也高，因而比较常用，但是其制造工艺比较复杂。
静压丝杠有许多的优点，常被用于精密机床和数控机床的进给机构中。其螺纹牙形与标准梯形螺纹牙形相同。但牙形高于同规格标准螺纹1.5～2倍，目的在于获得良好油封及提高承载能力。但是调整比较麻烦，而且需要一套液压系统，工艺复杂，成本较高。
2、丝杠的结构特点及技术要求
（1）丝杠结构的工艺特点
丝杠是细长柔性轴，它的长度L与直径d的比值很大，一般为20～50，刚性较差。结构形状复杂，有很高的螺纹表面要求，还有阶梯、沟槽等，所以，在加工过程中易出现变形。
（2）精度等级
在国家标准GB785－65中，对普通梯形螺纹精度是按中径公差划分的。共有五项基本参数：即外径d、内径d1、中径d2、螺距t及牙形半角 α/2。由于丝杠要传递准确运动，因此，按JB2886－81规定，丝杠及螺距的精度，根据使用要求分为6个等级：4、5、6、7、8、9（精度依次降低)。
各级精度丝杠应用范围如下：4级为目前最高级，一般很少应用；5级用于精密仪器及机密机床，如坐标镗床、螺纹磨床等；6级用于精密仪器、精密机床和数控机床；7级用于精密螺纹车床、齿轮加工机床及数控机床；8级用于一般机床，如卧式车床、铣床；9级用于刨床、钻床及一般机床的进给机构。
一般所说的精密丝杠是指5、6、7级丝杠。精密丝杠有淬硬丝杠和不淬硬丝杠两种。前者的耐磨性较好，能较长时间保持加工精度，但加工工艺复杂，必须有高精度的螺纹磨床和专门的热处理设备，而后者只需要精密丝杠车床。
滚珠丝杠副和滚珠丝杠的精度等级也分为六个等级。
（3）技术要求
对于丝杠的技术要求可分为如下几项：
① 精度等级；
② 表面粗糙度；
③ 单个螺距允差和定长上的累积允差；
④ 中径圆度允差；
⑤ 外径相等性允差；
⑥ 外径圆跳动允差；
⑦ 牙形半角允差；
⑧ 中、外、内径允差等项。
3、材料的选择
丝杠材料的选择是保证丝杠质量的关键，一般要求是：
(1) 具有优良的加工性能，磨削时不易产生裂纹，能得到良好的表面光洁度和较小的残余内应力，对刀具磨损作用较小。
(2) 抗拉极限强度一般不低于588MPa。
(3) 有良好的热处理工艺性，淬透性好，不易淬裂，组织均匀，热处理变形小，能获得较高的硬度，从而保证丝杠的耐磨性和尺寸的稳定性。
(4) 材料硬度均匀，金相组织符合标准。常用的材料有：不淬硬丝杠常用T10A, T12A及45等；淬硬丝杠常选用9Mn2V，CrWMn等。其中9Mn2V有较好的工艺性和稳定性，但淬透性差，常用于直径≤50mm的精密丝杠；CrWMn钢的优点是热处理后变形小，适用于制作高精度零件，但其容易开裂，磨削工艺性差。
丝杠的硬度越高越耐磨，但制造时不易磨削。
4、丝杠的加工工艺过程
不淬硬丝杠加工艺过程
图1所示为SM8625丝杠车床的丝杠。材料为T10A，精度为5级，其加工工艺过程见下表。
图1 SM8625丝杠车床的丝杠
淬硬丝杠加工工艺过程
图2所示为万能螺纹磨床的丝杠，材料为9Mn2V，精度为6级，其加工工艺过程见下表。
图2 万能螺纹磨床的丝杠
表 精密丝杠的工艺过程
5、丝杠加工的典型工艺过程
在丝杠的加工为了获得较高的精度，加.下工艺过程应考虑以下几点：
(1) 对外圆和螺纹可分多次加工，逐步减少切削量，从而逐步减少切削力和内应力，减少加工误差，提高加工精度。
(2) 每次粗加工外圆及粗加工螺纹后都要进行时效处理，以便消除内应力。丝杠的精度要求越高，时效处理的次数也越多。
(3) 每次时效处理后都要重新打中心孔或修磨中心孔，以修止时效处理时产生的变形；并除去氧化皮等，使加工有可靠而精确的定位基面。
(4) 每次加工螺纹前，先加二L丝杠外圆(切削量很小)，然后以丝杠外圆和两端中心孔作为定位基面加丁:螺纹，逐步提高螺纹加工精度。
丝杠加工过程中校直和热处理工序，是保证丝杠精度，防止弯曲变形的关键工序。但是校直本身会产生内应力，这对精度要求较高的丝杠来说是不利的。因为内应力有逐渐消失的倾向，由于内应力的消失会引起丝杠的变形，这就影响了丝杠精度的保持。所以，对精度要求高、直径较大的精密丝杠，在加工过程中不较直，而是采用加大径向总余量和工序间余量的方法逐次切去弯曲变形，经多次时效处理和把工序划分的更细的方法来解决变形问题。
为避丝杠因自重引起弯曲变形，存放对应垂直放置，热处理时要在井式炉中进行。
一般不淬硬丝杠的螺纹经车削而成，而淬硬丝杠的螺纹在螺纹磨床上磨出螺纹。但对牙形半角大和大螺距、丝杠、螺纹的粗加工还是在淬硬前车削为好。
6、丝杠的热处理
首先要求对毛坯进行热处理，由于精密级和一普通级两类丝杠用料不同，它们的热处理方式也就不同。毛坯的热处理要求:(1)消除毛坯制造产生的内应力;(2)控制硬度以适应机械加.工的切削性能，一般切削硬度控制在HBS140~248之间为宜。
通常含碳量在0.25%~0.5%的中碳钢用正火，含碳量0.5%~0.8%的亚共析钢或共析钢用退火。对于含碳量在0.8%~1.2%的过共析钢，由于其组织中存在粗片状珠光体及网状渗碳体，硬度比较高，要采取球化退火热处理(球化退火是将毛坯加热到750~780℃后，以40~40℃/时的速度冷却至500~550℃，然后在空气中自然冷却)。
8、弹簧
弹簧的生产工艺就是根据弹簧的使用要求制定的满足产品所必需的特性的一系列生产方法。 一般的工艺流程为：
绕制成型——热处理——端面处理（可选）——强化处理（可选）－热处理（可选）——表面处理（可选）。
一、成型
普通压缩弹簧的加工制造分冷成型和热成型两种加工工艺。 首先介绍弹簧冷卷工艺：一般弹簧钢丝线径小于16mm的时候，考虑成本及加工的批量性，采用冷成型工艺。加工设备有进口、国产各种绕簧机，像台湾的自如行，洛阳的机床厂以及一些自制设备。 当材料大于一定的规格，冷成型加工设备无法满足要求时，或者材料的加工特性要求，比如耐热弹簧钢，采用热成型工艺，即将弹簧材料加热到一定温度后在进行成型加工。该设备一般采用进口设备，较好的是德国、英国企业制造的，造价很高。国内一些小规模的企业采用普通车床改制。
二、热处理
弹簧的热处理一种是去应力退火，对于冷拔碳素弹簧钢丝、油淬火回火钢丝，具备了弹簧加工所需要的强度，，但需要消除绕制产生的残余应力，稳定弹簧尺寸，提高钢丝的抗拉强度和弹性极限。。 还有一种钢丝强度很低，需要对绕制的弹簧进行淬火、回火处理。
三、端面处理
为了保证压缩弹簧的垂直度，使两支承圈的端面与其他零件保持接触，减少挠度，保障主机特性，一般压缩弹簧的两端面均要进行磨削加工。一般均采用自动磨削处理。
四、强化处理
为了使弹簧表层产生与工作应力相反的残余应力，提高弹簧的承载能力、使用寿命，在加工制造过程中采取的一些强化措施，比如强压、立定处理、喷丸处理
五、表面处理：电泳漆、喷塑、电镀等
为了提高弹簧的耐腐蚀能力，或者美观性，对加工后的弹簧表面进行处理。常用的表面处理有电泳漆、喷塑、电镀等。
9、冲压垫圈
工件名称：垫圈
工件简图：如图一
生产批量：中批量
材料：08
材料厚度：0.6mm
（图一）
该工件包括落料、冲孔两个基本工序，可有以下三种工艺方案：
　　方案一：先落料，后冲孔。采用单工序模生产。
　　方案二：落料-冲孔复合冲压。采用复合模生产。
方案三：冲孔—落料级进冲压。采用级进模生产。
图二 排样方式图
10、链轮
主要工艺流程：
下料→锻造→热处理（正火）→粗加工→热处理（调质）→半精加工（车左右端面）→插花键→划线→钳加工→铣端面槽→粗铣齿形→精铣齿形及链窝→钻孔→热处理（齿面淬火，花键淬火）→精加工（磨左右端面，精车左右端面，程序车浮封腔）→钳加工→组装
11、法兰盘
1.确定毛坯
法兰盘零件较为简单,但精度要求较高.为保证加工精度和表面粗糙度的要求,应尽量减少装夹次数,统一定为基准.选零件材料为HT150。由于其铸造性能良好，且为中批生产，可选择砂型铸造机器造型。 毛坯的热处理方式
铸件铸造后应安排时效处理，以消除残余的铸造应力，防止在机械加工过程中出现变形情况。

2.基面的选择
现选取Φ70K6柱面的端面作为基准。在车床上用带有子口的三爪卡盘夹住工件，消除工件的六个自由度，达到完全定位。

3.零件表面加工方法的选择
由于法兰盘是由回转面和平面组成根据具体需要初步确定的加工方法有车、铣、磨、镗、钻等。
1) Φ70mm的左端面及外圆柱面尺寸精度要求不高，表面粗糙度为
Ra12.5，要粗车，半精车，精车。
2) Φ60H7的内圆柱面公差等级为IT7表面粗糙度为Ra1.6μm，需要粗
车，半精车，精车，磨削。
3) B面与A面，其端面尺寸精度不高，表面粗糙度都为Ra12.5um，需要
粗车，半精车，精车。
4) Φ120外圆柱面为未注公差，尺寸精度不高，表面粗糙度按Ra12.5um
取，需要粗车，半精车，精车。
5) Φ70k6mm的外圆柱面，公差等级为6级mm，表面粗糙度为Ra3.2μm，
需要粗车，半精车，磨削。
6) Φ70k6的端面表面粗糙度为Ra1.6μm，需要粗车，半精车，精车，
磨削
7) Φ30H7的内圆柱面公差等级为IT7表面粗糙的为Ra=3.2um，需要粗车，半精车，精车，磨削
8) Φ16及Φ10的螺栓孔等级为IT11，表面粗糙度为Ra12.5μm，需粗
铣，精铣。
4. 制定工艺路线
(按CA6140机床转速,取车床主轴转速n=480r/min。实际切削速度v=110r/min。进给量取f=0.9mm/r)
工序01 以Φ70外圆柱面定位，使用外圆车刀粗车Φ120，Φ70K6外圆柱
面，留取加工余量0.3mm。选用CA6140卧式车床、夹具选用三爪卡盘
工序02 使用切断车刀车出退刀槽长度为2mm。
工序 03 使用端面车刀精车Φ70K6的端面，使凸台长度为201
.00
mm，留取
加工余量0.3mm并粗车端面A以及倒角，角度为45度。
工序 04 以Φ60H11孔及Φ70k6端面定位粗铣Φ16孔精铣Φ10孔共加工三
个此规格的螺栓孔，选用X52K立式铣床及专用夹具。
工序 05 以Φ120圆柱面定位，半精车Φ70端面及外圆柱面，使用内圆车
刀精车Φ60H11内圆柱面以及精车Φ30H7的内圆柱面并留取加工余量0.2mm，加工出宽4mm直径64mm的砂轮越程槽，对个棱角进行倒圆角R=2mm。
工序 6 以Φ120外圆柱面定位，磨Φ70mm外圆柱面。选用M1420A磨床。 工序 7 以Φ70外圆柱面定位，磨Φ120外圆柱面以及Φ70k6外圆柱面，
其中要求Φ70K6外圆柱面的粗糙度为Ra=3.2um，选用M1420A磨床
工序8 以Φ70的端面及Φ120的外圆柱面定位精磨Φ70k6的端面。
工序9 以Φ70k6的端面及Φ120的外圆柱面定位精磨Φ60H7与Φ30H7的内
圆柱面，使Φ60H7内圆柱面的粗糙度达到1.6um，Φ30H7内圆柱面的粗糙度达到3,2um。选用M1420A磨床
12、陶瓷砂轮
陶瓷砂轮的首要三要素有磨料、结合剂和气孔。
而结合剂则抉择了砂轮的种类磨料，结合剂是把松散的磨料固结成磨具的材料，有无机的和有机的两类，运用陶瓷结合剂的砂轮则称为陶瓷砂轮。
在不思考磨料和气孔以及填充物的条件下，陶瓷结合剂磨具也即陶瓷砂轮首要选用压型法，将磨料和结合剂按配方的重量比例称量后，置于混料机内混合均匀，投入金属模具内，在压力机上成型出磨具毛坯。陶瓷砂轮毛坯经单调再装入窑内焙烧，烧成温度一般为1300℃支配。
当选用低熔点烧熔结合剂时，烧成温度低于1000℃。再按规则标准形状精确加工，最终检查产品.
13、滚动轴承
轴承基本制造流程 一、轴承的基本结构包括：
内圈、外圈、滚动体（钢球或滚子）、保持架 二、轴承基本结构材料选用 <1>套圈和滚动体材料 (1).常用材料：
高碳铬轴承钢 Gcr15 Gcr15SiMn (2).其它材料：
渗碳轴承钢 耐腐蚀轴承钢 耐热轴承钢 <2>保持架材料 (1).有色金属：
黄铜HPb59-1 青铜QAL10-3-1.5 铝合金LY11CZ (2).黑色金属：
优质碳素钢薄 (3).非金属：
工程尼龙 酚醛胶布
三、轴承制造基本过程（以套圈制造基本流程为重点，材料选用高碳铬轴承钢Gcr15SiMn）
<1>滚动体（钢球）制造基本流程
原材料——冷镦——光磨——热处理——硬磨——初研——外观 ——精研
<2>保持架（钢板）制造基本流程
原材料——剪料——裁环——光整——成形——整形——冲铆钉孔
<3>套圈（内圈、外圈）制造基本流程
原材料——锻造——退火——车削——淬火——回火——磨削——装配 (1).锻造加工
锻造加工是轴承套圈加工中的初加工，也称毛坯加工。 套圈锻造加工的主要目的是：
(a)获得与产品形状相似的毛坯，从而提高金属材料利用 率，节约原材料，减少机械加工量，降低成本。 (b)消除金属内在缺陷，改善金属组织，使金属流线分布合理，金属紧密度好，从而提高轴承的使用寿命。 锻造方式：
一般是在感应加热炉、压力机、扩孔机和整形机组成连线的设备体进行流水作业 (2).退火
套圈退火的主要目的是：
高碳铬轴承钢的球化退火是为了获得铁素体基体上均匀分布着细、小、匀、圆的碳化物颗粒的组织，为以后的冷加工及最终的。淬回火作组织准备。
GCr15SiMn退火基本工序：
在790—810℃保温2-6h, 以10—30℃/h,冷至600℃以下，出炉空冷
(3).车削加工
车削加工是轴承套圈的半成品加工，也可以说是成型加工。 车削加工的主要目的是：
(a)使加工后的套圈与最终产品形状完全相同。 (b)为后面的磨削加工创造有利条件。 车削加工的方法：
集中工序法：在一台设备上完成所有车削工序的小批量生产。 分散工序法：在一台设备上完成某一种车削工序的大批量生产。(4).热处理
热处理是提高轴承内在质量的关键加工工序 热处理的主要目的是：
(a)通过热处理使材料组织转变，提高材料机械性能。 (b)提高轴承内在质量（耐磨性、强韧性），从而提高轴承寿命。对于高碳铬轴承钢Gcr15SiMn，热处理包括淬火和低温回火 淬火：
加热温度：820—840(℃) 保温时间: 1-2h 冷却介质：油 低温回火：
加热温度：150—180(℃) 保温时间：2-5h 冷却方式：空冷 （5）磨削加工
磨削加工是轴承套圈和滚子加工中的最终加工，称为成品加 工。
磨削加工的主要目的是：
(a)使套圈的尺寸精度和形状精度达到设计要求。 (b)为轴承装配提供合格的套圈和。 磨削加工方法：
一般采用分散工序法加工，也可把多台设备通过上、下 料装置连接组成生产流水线加工，提高生产效率。 6. 轴承装配
轴承装配是轴承生产过程中的最后工序，对轴承性能具有重要的影响。
轴承装配的主要目的是：
(a)把经过多种工序加工的零件（外圈、内圈、滚子和保持架）装配成轴承产品。
(b)按不同的技术要求，装配成各种精度、各种游隙和其他特殊要求的轴承产品。
14、轴瓦
轴瓦加工的工艺流程：
钢板卷焊成圆筒（毛坯） →车内、外圆、端面及倒角 →铣瓦面鸽尾槽 →气割（将圆筒割成10×532.5弦长的钢板） →铣两侧面和瓦面直槽 →钻攻各螺纹孔、沉孔、通孔，攻螺纹 →轴瓦挂巴氏合金 →车探伤瓦面 →探伤检查 →钻水冷瓦孔 →水压和油压实验 →精加工各瓦面 →刮巴氏合金瓦面 →防绣处理。
15、平键
第一步.找原料
1. 锻打键
2. 冷拉型钢
第二步.卸料
1. 用带锯床
2. 用冲床
第三步.去毛刺
第四步.铣削加工保留0.30mm余量
第五步.平面磨床磨到最终公差
有些厂家对表面粗糙度要求不高，可以用砂纸或者抛光轮进行打光。
第六步.涂油防锈，包装入箱。
16、同步带
成型工艺
模塑成型盛传氯丁橡胶同步带的操作步骤为：
在模具上均匀地涂一层专用脱模剂，然后套上相应的耐磨布套，吊装于成型主机上；
将2根S捻和Z捻的玻璃纤维绳从张力器引出，在一定张丽霞缠绕在布套上；
最后包贴一定厚度的胶片，处理好接头，卸料并进行外周预处理。
17、发动机气缸连杆
工序号 工序名称 设备
5 粗铣连杆大小头两端平面 四轴龙门铣床
10 精铣连杆大小头两端平面 四轴龙门铣床
15 扩连杆小头孔 四轴立式钻床（三工位）
20 连杆小头孔倒角 立式钻床
25 拉连杆小头孔 卧式拉床
30 铣连杆大头定位凸台和连杆小头凸台 龙门铣床
35 自连杆上切下连杆盖 专用卧式铣床
40 锪连杆盖上装螺母的凸台 立式钻床
45 粗扩、半精扩连杆大头孔 四轴立式组合钻床（三工位）
50 磨连杆大头剖分平面 平面磨床
55 钻扩铰连杆两个螺栓孔 十轴立式组合钻床（六工位）
60 锪连杆装螺栓头部的凸台 立式钻床
65 扩连杆螺栓孔 立式钻床
70 在连杆盖和连杆螺栓孔上倒角D0.5 立式钻床
75 钻连杆两个定位销孔 立式钻床
80 拉连杆两个螺栓孔 立式拉床
85 锪连杆装螺栓的头部和装螺母的支承平面 立式钻床
90 去毛刺和清洗 清洗机
95 检验 检验台
100 装配连杆和连杆盖 装螺母机
105 磨连杆大头端平面 平面磨床
110 精镗连杆大头孔 两轴立式镗床
115 连杆大头孔倒角 立式钻床
120 车连杆大头侧面的凸台 普通车床
125 拧紧螺母、打字、去毛刺 钳工台、螺母扳手机、去毛刺机
130 金刚镗连杆大头孔 两面四轴金刚镗床
135 珩磨连杆大头孔 单轴珩磨机
140 金刚镗连杆小头孔 两面四轴金刚镗床
145 检验 检验台
150 压入铜套 液压机
155 连杆小头铣3.5圆弧槽 卧式铣床
160 金刚镗连杆小头铜套孔 单面两轴金刚镗床
165 清洗和吹净油孔 清洗机
170 检验 检验台
175 拆开连杆和连杆盖 螺母扳手机、钳工台
180 铣连杆和连杆盖上的轴瓦槽及Φ16孔壁的缺口 卧式铣床
185 清理、去毛刺 钳工台
190 清洗、吹净和称重量 清洗机及称重仪
195 检验 检验台
200 连杆体和连杆盖配对 钳工台
205 装配连杆和连杆盖 钳工台
18、发动机缸体
工序号 工序名称 设备
5 粗铣连杆大小头两端平面 四轴龙门铣床
10 精铣连杆大小头两端平面 四轴龙门铣床
15 扩连杆小头孔 四轴立式钻床（三工位）
20 连杆小头孔倒角 立式钻床
25 拉连杆小头孔 卧式拉床
30 铣连杆大头定位凸台和连杆小头凸台 龙门铣床
35 自连杆上切下连杆盖 专用卧式铣床
40 锪连杆盖上装螺母的凸台 立式钻床
45 粗扩、半精扩连杆大头孔 四轴立式组合钻床（三工位）
50 磨连杆大头剖分平面 平面磨床
55 钻扩铰连杆两个螺栓孔 十轴立式组合钻床（六工位）
60 锪连杆装螺栓头部的凸台 立式钻床
65 扩连杆螺栓孔 立式钻床
70 在连杆盖和连杆螺栓孔上倒角D0.5 立式钻床
75 钻连杆两个定位销孔 立式钻床
80 拉连杆两个螺栓孔 立式拉床
85 锪连杆装螺栓的头部和装螺母的支承平面 立式钻床
90 去毛刺和清洗 清洗机
95 检验 检验台
100 装配连杆和连杆盖 装螺母机
105 磨连杆大头端平面 平面磨床
110 精镗连杆大头孔 两轴立式镗床
115 连杆大头孔倒角 立式钻床
120 车连杆大头侧面的凸台 普通车床
125 拧紧螺母、打字、去毛刺 钳工台、螺母扳手机、去毛刺机
130 金刚镗连杆大头孔 两面四轴金刚镗床
135 珩磨连杆大头孔 单轴珩磨机
140 金刚镗连杆小头孔 两面四轴金刚镗床
145 检验 检验台
150 压入铜套 液压机
155 连杆小头铣3.5圆弧槽 卧式铣床
160 金刚镗连杆小头铜套孔 单面两轴金刚镗床
165 清洗和吹净油孔 清洗机
170 检验 检验台
175 拆开连杆和连杆盖 螺母扳手机、钳工台
180 铣连杆和连杆盖上的轴瓦槽及Φ16孔壁的缺口 卧式铣床
185 清理、去毛刺 钳工台
190 清洗、吹净和称重量 清洗机及称重仪
195 检验 检验台
200 连杆体和连杆盖配对 钳工台
205 装配连杆和连杆盖 钳工台
190 在气缸体底面的后端面和左右侧面上钻孔 四面组合钻床
195 在气缸体后端面和左右侧面上铰孔和攻螺纹，并铰八个挺杆导管孔 四面组合钻床
200 珩磨气缸体五个曲轴主轴承孔 特种立式珩磨机
205 清洗并吹净气缸体 清洗机
210 清洗并吹净气缸体全部油道孔 清洗机
215 压入气缸体三个凸轮轴衬套 液压压床
220 铰气缸体三个凸轮轴衬套孔，并铰惰轮轴孔 卧式镗床
225 准备移交检验 辊道
230 检验 辊道
235 清洗并吹净气缸体 清洗机
19、开口销
开口销标准为GB/T91-2000
开口销标准范围公称规格为0.6~20mm的开口销
开口销材料 碳素钢:Q215,Q235(GB/T 700) 铜合金:H63(GB/T5232) 不锈钢:Cr17Ni7,0Cr18Ni9Ti(GB/T1220)
有关开口销 ISO 8752-St (钢) 普通开口销定购举例：
额定直径d1 = 6 mm 及长度I = 30 mm
开口销ISO 8752 6 x 30 – St
抗互锁设计的开口销ISO 8752-St（钢）定购举例：
开口销尺寸规格
额定直径d1 = 6 mm 及长度I = 30 mm
开口销ISO 8752 6 x 30 –N(A) - St
材料：碳素钢——Q215、Q235
不锈钢——1Cr17Ni7、0Cr18Ni9Ti
铜合金——H63。
韧性：开口销每一个脚应能经受反复多次的弯曲，而在弯曲部分不发生断裂或裂缝。
弯曲方法：把开口销拉开，将其任一直脚部分夹紧在检验模内（不应发生压扁现象）；然后将开口销弯曲90°，往返一次为一次弯曲。试验速度不应超过60次/min。检验模应制出半圆槽孔，其直径即是开口销的公称规格。钳口应有r=0.5mm的圆角。
眼圈应尽可能制成圆形。
开口销两脚的横截面就应为圆形，但答应开口销两脚平面与圆周交接处有半径r=(0.05~0.01)dmax 的圆角（d—开口销直径）。
开口销两间隙和两脚的错移量应不大于开口销公称规格与dmax 之差值。
开口销答应制成开口的，其两脚内平面的夹角α应符合规格。
表面缺陷：开口销表面不应有毛刺、不规则的和有害的缺陷。
20、钢丝
21、无缝钢管
生产制造方法
按生产方法不同可分为热轧管、冷轧管、冷拔管、挤压管等。 1.1、热轧无缝管一般在自动轧管机组上生产。实心管坯经检查并清除表面缺陷，截成所需长度，在管坯穿孔端端面上定心，然后送往加热炉加热，在穿孔机上穿孔。在穿孔同时不断旋转和前进，在轧辊和顶头的作用下，管坯内部逐渐形成空腔，称毛管。再送至自动轧管机上继续轧制。最后经均整机均整壁厚，经定径机定径，达到规格要求。利用连续式轧管机组生产热轧无缝钢管是较先进的方法。 1.2、若欲获得尺寸更小和质量更好的无缝管，必须采用冷轧、冷拔或者两者联合的方法。冷轧通常在二辊式轧机上进行，钢管在变断面圆孔槽和不动的锥形顶头所组成的环形孔型中轧制。冷拔通常在0.5～100T的单链式或双链式冷拔机上进行。
1.3、挤压法即将加热好的管坯放在密闭的挤压圆筒内，穿孔棒与挤压杆一起运动，使挤压件从较小的模孔中挤出。此法可生产直径较小的钢管。
22、精密丝杠
零件名称 万能螺纹磨床丝杠（淬硬）
材料 9Mn2V
精度等级 6级
工艺过程 ：
工序内容 定位基准
1.锻造
2.球化退火
3.车端面打中心孔 外圆表面
4.粗车外圆 双顶尖孔
5.高温时效
6.牢外圆打中心孔 外圆表面
7.半精车外圆 双顶尖孔
8.粗磨外圆 双顶尖孔
9.淬火(t=800℃)，中温回 火(t=260℃)
10.研磨两顶尖孔
11.粗磨外圆 双顶尖孔
12.粗磨出螺纹槽 双顶尖孔
13.人工时效(t=260℃)
14.研磨两顶尖孔
15.半精磨外圆 双顶尖孔
16.半精磨螺纹 双顶尖孔
17.人工时效(t=160℃)
18研磨两顶尖孔
19.精磨外圆，检查 双顶尖孔
20.精磨螺纹(磨出小径) 双顶尖孔
21.研磨两顶尖孔
22.终磨螺纹，检查 双顶尖孔
23.终磨外圆，检查 双顶尖孔
24.研磨止推端面F,检查 双顶尖孔
23、缸套
24、铜套
25、活塞
26、调整偏心轴
27、阀螺栓
28、定位销轴
29、活塞环
30、轴承座
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第五章 典型零件的加工工艺
第一节 轴类零件的加工
一、概述
1. 轴类零件的功用、结构特点
⑴ 功用 轴类零件是机械加工中经常遇到的零件之一，在机器中，主要用来支承传动零件如齿轮、带轮，传递运动与扭矩，如机床主轴；有的用来装卡工件，如心轴。
(
图5－1 轴的种类
(a) 光轴 (b) 空心轴 (c) 半轴 (d) 阶梯轴 (e) 花键轴
(f) 十字轴 (g) 偏心轴 (h) 曲轴 (i) 凸轮轴
)⑵ 结构特点 轴类零件是旋转体零件，其长度大于直径，通常由外圆柱面、圆锥面、螺纹、花键、键槽、横向孔、沟槽等表面构成。按其结构特点分类有：光轴、阶梯轴、空心轴和异形轴（包括曲轴、半轴、凸轮轴、偏心轴、十字轴和花键轴等）四类。如图５-1所示。若按轴的长度和直径的比例来分，又可分为刚性轴（L/d≤12）和挠性轴（L/d＞12）两类。
2. 轴类零件的主要技术要求
⑴ 加工精度
① 尺寸精度 轴类零件的主要表面常为两类：一类是与轴承的内圈配合的外圆轴颈，即支承轴颈，用于确定轴的位置并支承轴，尺寸精度要求较高，通常为IT 5~IT7；另一类为与各类传动件配合的轴颈，即配合轴颈，其精度稍低，常为IT6~IT9。
② 形状精度 主要指轴颈表面、外圆锥面、锥孔等重要表面的圆度、圆柱度。其误差一般应限制在尺寸公差范围内，对于精密轴，需在零件图上另行规定其几何形状精度。
③ 相互位置精度 包括内、外表面、重要轴面的同轴度、圆的径向跳动、重要端面对轴心线的垂直度、端面间的平行度等。
⑵ 表面粗糙度 轴的加工表面都有粗糙度的要求，一般根据加工的可能性和经济性来确定。支承轴颈常为0.2~1.6μm，传动件配合轴颈为0.4~3.2μm。
3. 轴类零件的材料、毛坯及热处理
⑴ 轴类零件材料 常用45钢，精度较高的轴可选用40Cr、轴承钢GCr15、弹簧钢65Mn，也可选用球墨铸铁；对高速、重载的轴，选用20CrMnTi、20Mn2B、20Cr等低碳合金钢或38CrMoAl氮化钢。
⑵ 轴类毛坯 常用圆棒料和锻件；大型轴或结构复杂的轴采用铸件。毛坯经过加热锻造后，可使金属内部纤维组织沿表面均匀分布，获得较高的抗拉、抗弯及抗扭强度。
(3) 轴类零件的热处理
锻造毛坯在加工前，均需安排正火或退火处理，使钢材内部晶粒细化，消除锻造应力，降低材料硬度，改善切削加工性能。
(
图5－2 CA6140车床的主轴简图
)调质一般安排在粗车之后、半精车之前，以获得良好的物理力学性能。
表面淬火一般安排在精加工之前，这样可以纠正因淬火引起的局部变形。
精度要求高的轴，在局部淬火或粗磨之后，还需进行低温时效处理。
二、车床主轴的加工工艺
1．CA6140车床主轴技术要求及功用
图5-2为CA6140车床主轴零件简图。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。下面分别介绍主轴各主要部分的作用及技术要求：
⑴ 支承轴颈 主轴二个支承轴颈A、B圆度公差为0.005mm，径向跳动公差为0.005mm；而支承轴颈1∶12锥面的接触率≥70%；表面粗糙度Ra为0.4m；支承轴颈尺寸精度为IT5。因为主轴支承轴颈是用来安装支承轴承，是主轴部件的装配基准面，所以它的制造精度直接影响到主轴部件的回转精度。
⑵ 端部锥孔 主轴端部内锥孔（莫氏6号）对支承轴颈A、B的跳动在轴端面处公差为0.005mm，离轴端面300mm处公差为0.01 mm；锥面接触率≥70%；表面粗糙度Ra为0.4m；硬度要求45~50HRC。该锥孔是用来安装顶尖或工具锥柄的，其轴心线必须与两个支承轴颈的轴心线严格同轴，否则会使工件（或工具）产生同轴度误差。
⑶ 端部短锥和端面 头部短锥C和端面D对主轴二个支承轴颈A、B的径向圆跳动公差为0.008mm；表面粗糙度Ra为0.8m。它是安装卡盘的定位面。为保证卡盘的定心精度，该圆锥面必须与支承轴颈同轴，而端面必须与主轴的回转中心垂直。
⑷ 空套齿轮轴颈 空套齿轮轴颈对支承轴颈A、B的径向圆跳动公差为0.015 mm。由于该轴颈是与齿轮孔相配合的表面，对支承轴颈应有一定的同轴度要求，否则引起主轴传动啮合不良，当主轴转速很高时，还会影响齿轮传动平稳性并产生噪声。
⑸ 螺纹 主轴上螺旋面的误差是造成压紧螺母端面跳动的原因之一，所以应控制螺纹的加工精度。当主轴上压紧螺母的端面跳动过大时，会使被压紧的滚动轴承内环的轴心线产生倾斜，从而引起主轴的径向圆跳动。
2．主轴加工的要点与措施
(
图5-3 组合磨削
)主轴加工的主要问题是如何保证主轴支承轴颈的尺寸、形状、位置精度和表面粗糙度，主轴前端内、外锥面的形状精度、表面粗糙度以及它们对支承轴颈的位置精度。
主轴支承轴颈的尺寸精度、形状精度以及表面粗糙度要求，可以采用精密磨削方法保证。磨削前应提高精基准的精度。
保证主轴前端内、外锥面的形状精度、表面粗糙度同样应采用精密磨削的方法。为了保证外锥面相对支承轴颈的位置精度，以及支承轴颈之间的位置精度，通常采用组合磨削法，在一次装夹中加工这些表面，如图5-3所示。机床上有两个独立的砂轮架，精磨在两个工位上进行，工位Ⅰ精磨前、后轴颈锥面，工位Ⅱ用角度成形砂轮，磨削主轴前端支承面和短锥面。
主轴锥孔相对于支承轴颈的位置精度是靠采用支承轴颈A、B作为定位基准，而让被加工主轴装夹在磨床工作台上加工来保证。以支承轴颈作为定位基准加工内锥面，符合基准重合原则。在精磨前端锥孔之前，应使作为定位基准的支承轴颈A、B达到一定的精度。主轴锥孔的磨削一般采用专用夹具，如图5-4所示。夹具由底座1、支架2及浮动夹头3三部分组成，两个支架固定在底座上，作为工件定位基准面的两段轴颈放在支架的两个V形块上，V形块镶有硬质合金，以提高耐磨性，并减少对工件轴颈的划痕，工件的中心高应正好等于磨头砂轮轴的中心高，否则将会使锥孔母线呈双曲线，影响内锥孔的接触精度。后端的浮动卡头用锥柄装在磨床主轴的锥孔内，工件尾端插于弹性套内，用弹簧将浮动卡头外壳连同工件向左拉，通过钢球压向镶有硬质合金的锥柄端面，限制工件的轴向窜动。采用这种联接方式，可以保证工件支承轴颈的定位精度不受内圆磨床主轴回转误差的影响，也可减少机床本身振动对加工质量的影响。
主轴外圆表面的加工，应该以顶尖孔作为统一的定位基准。但在主轴的加工过程中，随着通孔的加工，作为定位基准面的中心孔消失，工艺上常采用带有中心孔的锥堵塞到主轴两端孔中，如图5-4所示，让锥堵的顶尖孔起附加定位基准的作用。
(
图5－4
锥堵与锥套心轴
a)
锥堵
b)
锥套心轴
)3．CA6140车床主轴加工定位基准的选择
主轴加工中，为了保证各主要表面的相互位置精度，选择定位基准时，应遵循基准重合、基准统一和互为基准等重要原则，并能在一次装夹中尽可能加工出较多的表面。
由于主轴外圆表面的设计基准是主轴轴心线，根据基准重合的原则考虑应选择主轴两端的顶尖孔作为精基准面。用顶尖孔定位，还能在一次装夹中将许多外圆表面及其端面加工出来，有利于保证加工面间的位置精度。所以主轴在粗车之前应先加工顶尖孔。
为了保证支承轴颈与主轴内锥面的同轴度要求，宜按互为基准的原则选择基准面。如车小端1∶20锥孔和大端莫氏6号内锥孔时， 以与前支承轴颈相邻而它们又是用同一基准加工出来的外圆柱面为定位基准面（因支承轴颈系外锥面不便装夹）；在精车各外圆（包括两个支承轴颈）时，以前、后锥孔内所配锥堵的顶尖孔为定位基面；在粗磨莫氏6号内锥孔时，又以两圆柱面为定位基准面；粗、精磨两个支承轴颈的1∶12锥面时，再次用锥堵顶尖孔定位；最后精磨莫氏6号锥孔时，直接以精磨后的前支承轴颈和另一圆柱面定位。定位基准每转换一次，都使主轴的加工精度提高一步。
4．CA6140车床主轴主要加工表面加工工序安排
CA6140车床主轴主要加工表面是75h5、80h5、90g5、105h5轴颈，两支承轴颈及大头锥孔。它们加工的尺寸精度在IT5~IT6之间，表面粗糙度Ra为0.4~0.8m。
主轴加工工艺过程可划分为三个加工阶段，即粗加工阶段（包括铣端面、加工顶尖孔、粗车外圆等）；半精加工阶段（半精车外圆，钻通孔，车锥面、锥孔，钻大头端面各孔，精车外圆等）；精加工阶段（包括精铣键槽，粗、精磨外圆、锥面、锥孔等）。
在机械加工工序中间尚需插入必要的热处理工序，这就决定了主轴加工各主要表面总是循着以下顺序的进行，即粗车→调质（预备热处理）→半精车→精车→淬火-回火（最终热处理）→粗磨→精磨。
综上所述，主轴主要表面的加工顺序安排如下：
外圆表面粗加工（以顶尖孔定位）→外圆表面半精加工（以顶尖孔定位）→钻通孔（以半精加工过的外圆表面定位）→锥孔粗加工（以半精加工过的外圆表面定位，加工后配锥堵）→外圆表面精加工（以锥堵顶尖孔定位）→锥孔精加工（以精加工外圆面定位）。
(
图5－5
磨主轴锥孔夹具
1
—弹簧
2
—钢球
3
—浮动夹头
4
—弹性套内
5
—支架
6
—底座
)当主要表面加工顺序确定后，就要合理地插入非主要表面加工工序。对主轴来说非主要表面指的是螺孔、键槽、螺纹等。这些表面加工一般不易出现废品，所以尽量安排在后面工序进行，主要表面加工一旦出了废品，非主要表面就不需加工了，这样可以避免浪费工时。但这些表面也不能放在主要表面精加工后，以防在加工非主要表面过程中损伤已精加工过的主要表面。
对凡是需要在淬硬表面上加工的螺孔、键槽等，都应安排在淬火前加工。非淬硬表面上螺孔、键槽等一般在外圆精车之后，精磨之前进行加工。主轴螺纹，因它与主轴支承轴颈之间有一定的同轴度要求，所以螺纹安排在以非淬火-回火为最终热处理工序之后的精加工阶段进行，这样半精加工后残余应力所引起的变形和热处理后的变形，就不会影响螺纹的加工精度。
5．CA6140车床主轴加工工艺过程
表5-1列出了CA6140车床主轴的加工工艺过程。
生产类型：大批生产；材料牌号：45号钢；毛坯种类：模锻件
表5-1 大批生产CA6140车床主轴工艺过程
序号 工序名称 工序内容 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 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
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48mm通孔 两端支承轴颈 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（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75h5、90g5、105h5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75h5外圆 内圆磨床
18 铣花键 铣89f6花键 锥堵顶尖孔 花键铣床
19 铣键槽 铣12f9键槽 80h5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（卸堵，涂色法检查接触率≥70%） 前支承轴颈及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
三、丝杠加工工艺
丝杠是一种精度很高的零件，它能精确地确定工作台坐标位置，将旋转运动转换成直线运动，面且还要传递一定的动力，所以在精度、强度及耐磨性等方面都有很高的要求。所以，丝杠的加工从毛坯到成品的每道工序都要周密考虑，以提高其加工精度。
1、丝杠的分类
机床丝杠按其摩擦特性可分为三类:即滑动丝杠、滚动丝杠及静压丝杠。
由于滑动丝杠结构简单，制造方便，所以在机床上应用比较广泛。
滑动丝杠的牙型多为梯形。这种牙型比三角形牙酬具有效果高，传动性能好，精度高，加工方便等优点。
滚动丝杠义分为滚珠丝杠和滚柱丝杠两大类。滚珠丝杠与滚柱丝杠相比而言，摩擦力小，传动效率高，精度也高，因而比较常用，但是其制造工艺比较复杂。
静压丝杠有许多的优点，常被用于精密机床和数控机床的进给机构中。其螺纹牙形与标准梯形螺纹牙形相同。但牙形高于同规格标准螺纹1.5～2倍，目的在于获得良好油封及提高承载能力。但是调整比较麻烦，而且需要一套液压系统，工艺复杂，成本较高。
2、丝杠的结构特点及技术要求
（1）丝杠结构的工艺特点
丝杠是细长柔性轴，它的长度L与直径d的比值很大，一般为20～50，刚性较差。结构形状复杂，有很高的螺纹表面要求，还有阶梯、沟槽等，所以，在加工过程中易出现变形。
（2）精度等级
在国家标准GB785－65中，对普通梯形螺纹精度是按中径公差划分的。共有五项基本参数：即外径d、内径d1、中径d2、螺距t及牙形半角α/2。由于丝杠要传递准确运动，因此，按JB2886－81规定，丝杠及螺距的精度，根据使用要求分为6个等级：4、5、6、7、8、9（精度依次降低)。
各级精度丝杠应用范围如下：4级为目前最高级，一般很少应用；5级用于精密仪器及机密机床，如坐标镗床、螺纹磨床等；6级用于精密仪器、精密机床和数控机床；7级用于精密螺纹车床、齿轮加工机床及数控机床；8级用于一般机床，如卧式车床、铣床；9级用于刨床、钻床及一般机床的进给机构。
一般所说的精密丝杠是指5、6、7级丝杠。精密丝杠有淬硬丝杠和不淬硬丝杠两种。前者的耐磨性较好，能较长时间保持加工精度，但加工工艺复杂，必须有高精度的螺纹磨床和专门的热处理设备，而后者只需要精密丝杠车床。
滚珠丝杠副和滚珠丝杠的精度等级也分为六个等级。
（3）技术要求
对于丝杠的技术要求可分为如下几项：
① 精度等级；
② 表面粗糙度；
③ 单个螺距允差和定长上的累积允差；
④ 中径圆度允差；
⑤ 外径相等性允差；
⑥ 外径圆跳动允差；
⑦ 牙形半角允差；
⑧ 中、外、内径允差等项。
3、材料的选择
丝杠材料的选择是保证丝杠质量的关键，一般要求是：
(1) 具有优良的加工性能，磨削时不易产生裂纹，能得到良好的表面光洁度和较小的残余内应力，对刀具磨损作用较小。
(2) 抗拉极限强度一般不低于588MPa。
(
图5－6 SM8625丝杠车床的丝杠
) (3) 有良好的热处理工艺性，淬透性好，不易淬裂，组织均匀，热处理变形小，能获得较高的硬度，从而保证丝杠的耐磨性和尺寸的稳定性。
(4) 材料硬度均匀，金相组织符合标准。常用的材料有：不淬硬丝杠常用T10A, T12A及45等；淬硬丝杠常选用9Mn2V， CrWMn等。其中9Mn2V有较好的工艺性和稳定性，但淬透性差，常用于直径≤50mm的精密丝杠；CrWMn钢的优点是热处理后变形小，适用于制作高精度零件，但其容易开裂，磨削工艺性差。
丝杠的硬度越高越耐磨，但制造时不易磨削。
4、丝杠的加工工艺过程
不淬硬丝杠加工艺过程 图5－7所示为SM8625丝杠车床的丝杠。材料为T10A，精度为5级，其加工工艺过程见表5－2。
(
图5－7 万能螺纹磨床的丝杠
)淬硬丝杠加工工艺过程 图5－7所示为万能螺纹磨床的丝杠，材料为9Mn2V，精度为6级，其加工工艺过程见表5－2。
表5－2 精密丝杠的工艺过程
零件名称 SM8625丝杠车床丝杠（不淬硬） 万能螺纹磨床丝杠（淬硬）
材料 T10A 9Mn2V
精度等级 6级 6级
工艺过程 工序内容 定位基准 工序内容 定位基准
1.锻造(弯曲度≤5mm) 1.锻造
2.球化退火 2.球化退火
3.车端面打中心孔 外圆表面 3.车端面打中心孔 外圆表面
4.粗车外圆 双顶尖孔 4.粗车外圆 双顶尖孔
5.高温时效(t=500~550℃) 5.高温时效
6.车外圆打中心孔 外圆表面 5.牢外圆打中心孔 外圆表面
7.车外圆 双顶尖孔 7.半精车外圆 双顶尖孔
8.粗车阶梯型螺纹槽 双顶尖孔 8.粗磨外圆 双顶尖孔
9.高温时效(t=500~550℃) 9.淬火(t=800℃)，中温回 火(t=260℃)
10.车端面打中心孔 外圆表面 14.研磨两顶尖孔
11.半精车外圆 双顶尖孔 11.粗磨外圆 双顶尖孔
12.粗磨外圆 双顶尖孔 12.粗磨出螺纹槽 双顶尖孔
13.车梯形螺纹 双顶尖孔 13.人工时效(t=260℃)
14.自然时效(吊一周以上，敲打) 14.研磨两顶尖孔
15.车端面打中心孔 外圆表面 15.半精磨外圆 双顶尖孔
16.半精磨外圆 双顶尖孔 16.半精磨螺纹 双顶尖孔
17.半精车螺纹 双顶尖孔 17.人工时效(t=160℃)
18.自然时效(吊二周以上) 18研磨两顶尖孔
19.研磨中心孔 19.精磨外圆，检查 双顶尖孔
20.终磨外圆 双顶尖孔 20.精磨螺纹(磨出小径) 双顶尖孔
21.辅车螺纹至尺寸 双顶尖孔 21.研磨两顶尖孔
22.终磨螺纹，检查 双顶尖孔
23.终磨外圆，检查 双顶尖孔
24.研磨止推端面F,检查 双顶尖孔
5、丝杠加工的典型工艺过程
在丝杠的加工为了获得较高的精度，加.下工艺过程应考虑以下几点：
(1) 对外圆和螺纹可分多次加工，逐步减少切削量，从而逐步减少切削力和内应力，减少加工误差，提高加工精度。
(2) 每次粗加工外圆及粗加工螺纹后都要进行时效处理，以便消除内应力。丝杠的精度要求越高，时效处理的次数也越多。
(3) 每次时效处理后都要重新打中心孔或修磨中心孔，以修止时效处理时产生的变形；并除去氧化皮等，使加工有可靠而精确的定位基面。
(4) 每次加工螺纹前，先加二L丝杠外圆(切削量很小)，然后以丝杠外圆和两端中心孔作为定位基面加丁:螺纹，逐步提高螺纹加工精度。
丝杠加工过程中校直和热处理工序，是保证丝杠精度，防止弯曲变形的关键工序。但是校直本身会产生内应力，这对精度要求较高的丝杠来说是不利的。因为内应力有逐渐消失的倾向，由于内应力的消失会引起丝杠的变形，这就影响了丝杠精度的保持。所以，对精度要求高、直径较大的精密丝杠，在加工过程中不较直，而是采用加大径向总余量和工序间余量的方法逐次切去弯曲变形，经多次时效处理和把工序划分的更细的方法来解决变形问题。
为避丝杠因自重引起弯曲变形，存放对应垂直放置，热处理时要在井式炉中进行。
一般不淬硬丝杠的螺纹经车削而成，而淬硬丝杠的螺纹在螺纹磨床上磨出螺纹。但对牙形半角大和大螺距、丝杠、螺纹的粗加工还是在淬硬前车削为好。
6、丝杠的热处理
首先要求对毛坯进行热处理，由于精密级和一普通级两类丝杠用料不同，它们的热处理方式也就不同。毛坯的热处理要求:(1)消除毛坯制造产生的内应力;(})控制硬度以适应机械加.工的切削性能，一般切削硬度控制在HBS140~248之间为宜。
通常含碳量在0.25%~0.5%的中碳钢用正火，含碳量0.5%~0.8%的亚共析钢或共析钢用退火。对于含碳量在0.8%~1.2%的过共析钢，由于其组织中存在粗片状珠光体及网状渗碳体，硬度比较高，要采取球化退火热处理(球化退火是将毛坯加热到750~780℃后，以40~40℃/时的速度冷却至500~550℃，然后在空气中自然冷却)。
7、基面的选择
由于热处理使丝杠产生变形，而义不允许有冷直法校直，必须用切削方法纠止。如果仍采用原来的中心孔就会使加工余量过大。另外，中心孔本身也会有变形，因此对于不淬硬丝杠采用切去原中心孔，重新打中心孔(最后一次修正中心孔工序除外)的方法。在重新打中心孔之前，找出丝杠径向圆跳动量为最大的圆跳动量的一半的两点，而后用中心支架支撑在这两点上并按外圆找正，切去原米的中心孔，重新打中心孔，这样就可使总加工余量减少很多。对于淬硬丝杠只能采用每次研磨中心孔的方法进行修正。
加工丝杠时，理论上是以中心孔为主要基面，外圆为辅助基面。实际上，在加工螺纹时，外圆本身的圆柱度和圆度，跟刀套与丝杠的配合精度，跟刀套与两顶尖连线的同轴度都成为影响螺纹加工精度的因素。因此工艺过程应为:在热处理启先加.R一几外圆。再加工螺纹，以加工后的外圆定位。这样，终磨时外圆精度要求也相应地提高。
四、轴类零件的检验
1．加工中的检验
(
图5－8主轴专用检验夹具
)自动测量装置，作为辅助装置安装在机床上。这种检验方式能在不影响加工的情况下，根据测量结果，主动地控制机床的工作过程，如改变进给量，自动补偿刀具磨损，自动退刀、停车等，使之适应加工条件的变化，防止产生废品，故又称为主动检验。主动检验属在线检测，即在设备运行，生产不停顿的情况下，根据信号处理的基本原理，掌握设备运行状况，对生产过程进行预测预报及必要调整。在线检测在机械制造中的应用越来越广。
2．加工后的检验
通常在专用检验夹具上进行检验（如图5－8所示）。单件小批生产中，尺寸精度一般用外径千分尺检验；大批大量生产时，常采用光滑极限量规检验，长度大而精度高的工件可用比较仪检验。表面粗糙度可用粗糙度样板进行检验；要求较高时则用光学显微镜或轮廓仪检验。圆度误差可用千分尺测出的工件同一截面内直径的最大差值之半来确定，也可用千分表借助V形铁来测量，若条件许可，可用圆度仪检验。圆柱度误差通常用千分尺测出同一轴向剖面内最大与最小值之差的方法来确定。主轴相互位置精度检验一般以轴两端顶尖孔或工艺锥堵上的顶尖孔为定位基准，在两支承轴颈上方分别用千分表测量。
第二节 套筒类零件的加工
一、概述
套筒类零件的功用及结构特点
套筒类零件是指在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。由于功用不同，其形状结构和尺寸有很大的差异，常见的有支承回转轴的各种形式的轴承圈、轴套；夹具上的钻套和导向套；内燃机上的气缸套和液压系统中的液压缸、电液伺服阀的阀套等都属于套类零件。其大致的结构形式如图5－9所示。
图5－9 套筒类件的结构形式
a ）、 b ）滑动轴承 c ）钻套 d ） 轴承衬套 e ）气缸套 f ）液压缸
套筒类零件的结构与尺寸随其用途不同而异，但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， 故壁薄易变形较小 ；内外圆回转面的同轴度要求较高；结构比较简单 。
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，常与运动轴、主轴、活塞、滑阀相配合。有些套筒的端面或凸缘端面有定位或承受载荷的作用。套筒类零件虽然形状结构不一，但仍有共同特点和技术要求，根据使用情况可对套筒类零件的外圆与内孔提出如下要求： 1)内孔与外圆的精度要求 外圆直径精度通常为 IT5~IT7, 表面粗糙度 Ra 为 5 ~0.63 ,要求较高的可达0.04 ； 内孔作为套类零件支承或导向的主要表面，要求 内孔尺寸精度一般为 IT6~IT7 ，为保证其耐磨性要求，对表面粗糙度要求较高（ Ra=2.5~0.16 ）。有的精密套筒及阀套的内孔尺寸精度要求为 IT4~IT5 ，也有的套筒（如油缸、气缸缸筒）由于与其相配的活塞上有密封圈，故对尺寸精度要求较低，一般为 IT8~IT9 ，但对表面粗糙度要求较高， Ra 一般为 2.5~1.6 。 2)几何形状精度要求 通常将外圆与内孔的几何形状精度控制在直径公差以内即可； 对精密轴套有时控制在孔径公差的 1/2~1/3 ， 甚至更严。对较长套筒除圆度有要求以外，还应有孔的圆柱度要求。 为提高耐磨性，有的内孔表面粗糙度要求为 Ra1.6~0.1 ，有的高达 Ra0.025 。 套筒类零件外圆形状精度一般应在外径公差内，表面粗糙度 Ra 为 3.2 ～ 0.4 。 3)位置精度要求 位置精度要求 主要应根据套类零件在机器中功用和要求而定。如果内孔的最终加工是在套筒装配（如机座或箱体等）之后进行时，可降低对套筒内、外圆表面的同轴度要求；如果内孔的最终加工是在装配之前进行时，则同轴度要求较高，通常同轴度为 0.01~0.06mm 。套筒端面（或凸缘端面）常用来定位或承受载荷，对端面与外圆和内孔轴心线的垂直度要求较高，一般为 0.05~0.02mm. 。
3.套筒类零件的材料、毛坯及热处理
套筒类零件毛坯材料的选择主要取决于零件的功能要求、结构特点及使用时的工作条件。套筒类零件一般用钢、铸铁、青铜或黄铜和粉末冶金等材料制成。有些特殊要求的套类零件可采用双层金属结构或选用优质合金钢，双层金属结构是应用离心铸造法在钢或铸铁轴套的内壁上浇注一层巴氏合金等轴承合金材料，采用这种制造方法虽增加了—些工时，但能节省有色金属，而且又提高了轴承的使用寿命。
套类零件的毛坯制造方式的选择与毛坯结构尺寸、材料、和生产批量的大小等因素有关。孔径较大（一般直径大于 20mm ）时，常采用型材（如无缝钢管）、带孔的锻件或铸件；孔径较小（一般小于 20mm ）时，一般多选择热轧或冷拉棒料，也可采用实心铸件；大批大量生产时，可采用冷挤压、粉末冶金等先进工艺，不仅节约原材料，而且生产率及毛坯质量精度均可提高。
套筒类零件的功能要求和结构特点决定了套筒类零件的热处理方法有渗碳淬火、表面淬火、调质、高温时效及渗氮。
二、 典型套筒类零件的加工工艺分析
1、典型零件的工艺分析
（1）轴承套加工工艺分析
图5－10所示为 1 轴承套，材料为 ZQSn6-6-3 ，每批数量为 400 只。加工时，应根据工件的毛坯材料、结构形状、加工余量、尺寸精度、形状精度和生产纲领，正确选择定位基准、装夹方法和加工工艺过程，以保证达到图样要求。其主要技术要求为： 34mmjs7 外圆对 22mmH7 孔的径向圆跳动公差为 0.01mm ；左端面对 22mmH7 孔的轴线垂直度公差为 0.01mm 。由此可见，该零件的内孔和外圆的尺寸精度和位置精度要求均较高，其机械加工工艺过程如下表5－3所示。
图 5－10 轴承套
该轴承套属于短套，其直径尺寸和轴向尺寸均不大，粗加工可以单件加工，也可以多件加工。由于单件加工时，每件都要留出工件 备 装夹的长度，因此原材料浪费较多，所以这里采用多件加工的方法。
表5－3轴承套机械加工工艺过程
工序号 工序名称 工序内容 定位基准
1 备料 棒料，按6件合一下料
2 钻中心孔 1、车端面，钻中心孔 2、掉头，车另一端面，钻中心孔 外圆
3 粗车 车外圆 42，长度6.5，车外圆 34js7至 35，车退刀槽2×0.5，总长40.5，车分割槽 20×3，两端倒角C1.5；6件同时加工，尺寸均相同。 中心孔
4 钻 钻 22H7孔至 20成单件 42外圆
车、铰 1、车端面，总长40至尺寸； 2、车内孔 22H7，留0.04～0.06铰削余量； 3、车内槽 24×16至尺寸； 4、铰孔 22H7至尺寸 42外圆
精车 精车 34js7至尺寸 22H7孔心轴
钻 钻径向 4油孔 34js7外圆及端面
检验 检验入库
该轴承套的材料为 ZQSn6-6-3 。其外圆为 IT7 级精度，采用精车可以满足要求；内孔的精度也是 IT7 级，铰孔可以满足要求。内孔的加工顺序为钻—车孔—铰孔。
（2）液压缸加工工艺分析
图 5－11所示某液压缸零件图，生产纲领为成批生产。
该液压缸属长套筒类零件，与前述短套类零件在加工方法及工件安装方式上都有较大差别。该液压缸内孔与活塞相配，因此表面粗糙度、形状及位置精度要求都较高。毛坯可选用无缝钢管，如果为铸件，其组织应紧密，无砂眼、针孔及疏松缺陷。必要时要用泵验漏。该液压缸为成批生产。
图 5－11 液压缸简图
该零件长而壁薄，为保证内外圆的同轴度，加工外圆时参照空心主轴的装夹方法。即采用双顶尖顶孔口 1 o 30 1 的锥面或一头夹紧一头用中心架支承。加工内孔与一般深孔加工时的装夹方法相同，多采用夹一头，另一端用中心架托住外圆。孔的粗加工采用镗削，半精加工多采用铰削 ( 浮动铰孔 ) 。该液压缸内孔的表面质量要求很高，内孔精加工后需滚压。也有不少套筒类零件以精细镗、珩磨、研磨等精密加工作为最终工序。内孔经滚压后，尺寸误差在 0.01mm 以内，表面粗糙度为 Ra0.16 或更小，且表面经硬化后更为耐磨。但是目前对铸造液压缸尚未采用滚压工艺，原因是铸件表面的缺陷 ( 如疏松、气孔、砂眼、硬度不均匀等 ) ，哪怕是很微小，都对滚压有很大影响，会导致滚压加工产生适得其反的效果。综合以上分析，图5－11 所示液压缸加工工艺过程如表5－4所示。
表5－4 液压缸加工工艺路线
工序 工 序 内 容 定位与夹紧
10 20 30 40 50 下料切断 ①车端面、车一端外圆至φ88mm并车螺纹M88×1.5mm（工艺用）、倒角 ②调头车端面（总长1686mm）、车另一端外圆至φ85mm、倒角 ①半精镗孔至φ68mm，②精镗至φ69.85mm， ③浮动镗至φ70±0.02mm 滚压至要求 ①车端面、切去工艺螺纹、车外圆φ82至尺寸、割圆槽、镗内锥孔 ②调头车端面取总长1685mm、车外圆φ82至尺寸、割圆槽、镗内锥孔 一夹一顶（或托） 一用螺纹紧固一托 一用螺纹紧固一托 一夹一顶（或托）
分析液压缸的加工工艺，有以下特点：
该液压缸属长套筒类零件，与前述短套类零件在加工方法及工件安装方式上都有较大差别。该液压缸内孔与活塞相配，因此表面粗糙度、形状及位置精度要求都较高。毛坯可选用无缝钢管，如果为铸件，其组织应紧密，无砂眼、针孔及疏松缺陷。必要时要用泵验漏。该液压缸为成批生产。
（1）保证表面相互位置精度的方法
套类零件内外表面的同轴度以及端面与孔轴线的垂直度要求一般都较高，一般可用以下方法来满足： ① 在 1 次安装中完成内外表面及端面的全部加工，这样可消除工件的安装误差并获得很高的相互位置精度。但由于工序比较集中，对尺寸较大的套筒安装不便，故多用于尺寸较小的轴套车削加工。 ② 主要表面的加工分在几次安装中进行 ( 先加工孔 ) ，先加工孔至零件图尺寸，然后以孔为精基准加工外圆。由于使用的夹具 ( 通常为心轴 ) 结构简单，而且制造和安装误差较小，因此可保证较高的相互位置精度，在套筒类零件加工中应用较多。 ③ 主要表面的加工分在几次安装中进行 ( 先加工外圆 ) 先加工外圆至零件图尺寸，然后以外圆为精基准完成内孔的全部加工。该方法工件装夹迅速可靠，但一般卡盘安装误差较大，使得加工后工件的相互位置精度较低。如果欲使同轴度误差较小，则须采用定心精度较高的夹具，如弹性膜片卡盘，液性塑料夹头、经过修磨的三爪自定心卡盘和软爪等。
（2）防止套类零件变形的工艺措施
套类零件的结构特点是孔的壁厚较薄，薄壁套类零件在加工过程中，常因夹紧力．切削力和热变形的影响而引起变形。为防止变形常采取—些工艺措施：
1) 将粗、精加工分开进行 为减少切削力和切削热的影响，使粗加工产生的变形在精加工中得以纠正。
2) 减少夹紧力的影响 在工艺上采取以下措施减少夹紧力的影响： ① 采用径向夹紧时，夹紧力不应集中在工件的某一径向截面上，而应使其分布在较大的面积上，以减小工件单位面积上所承受的夹紧力。如可将工件安装在一个适当厚度的开口圆环中，在连同此环一起夹紧。也可采用增大接触面积的特殊卡爪。以孔定位时，宜采用张开式心轴装夹。 ② 夹紧力的位置宜选在零件刚性较强的部位，以改善在夹紧力作用下薄壁零件的变形。 ③ 改变夹紧力的方向，将径向夹紧改为轴向夹紧。 ④ 在工件上制出加强刚性的工艺凸台或工艺螺纹以减少夹紧变形，加工时用特殊结构的卡爪夹紧，加工终了时将凸边切去。如表 5.3 工序 2 先车出 M88mm × 1.5mm 螺纹供后续工序装夹时使用。在工序 3 中利用该工艺螺纹将工件固定在夹具中，加工完成后，在工序 5 车去该工艺螺纹。
3）减小切削力对变形的影响 ① 增大刀具主偏角和主前角，使加工时刀刃锋利，减少径向切削力。 ② 将粗、精加工分开，使粗加工产生的变形能在精加工中得到纠正，并采取较小的切削用量。 ③ 内外圆表面同时加工，使切削力抵销。
4) 热处理放在粗加工和精加工之间 这样安排可减少热处理变形的影响。套类零件热处理后一般会产生较大变形，在精加工时可得到纠正，但要注意适当加大精加工的余量。
第三节 箱体零件加工
一、 概述
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、齿轮等相关零件连接成一个整
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。故箱体的加工
质量，直接影响到机器的性能、精度和寿命。
箱体类零件的结构复杂，壁薄且不均匀，加工部位多，加工难度大。据统计资料表明，一般中型机床制造厂花在箱体类零件的机械加工工时约占整个产品加工工时的l5％～20％。
2箱体零件的主要技术要求
箱体类零件中，机床主轴箱的精度要求较高，可归纳为以下五项精度要求：
⑴孔径精度：孔径的尺寸误差和几何形状误差会造成轴承与孔的配合不良。孔径过大，配合过松，使主轴回转轴线不稳定，并降低了支承刚度，易产生振动和噪声；孔径太小，会使配合偏紧，轴承将因外环变形，不能正常运转而缩短寿命。装轴承的孔不圆，也会使轴承外环变形而引起主轴径向圆跳动。
从上面分析可知，对孔的精度要求是较高的。主轴孔的尺寸公差等级为IT6，其余孔为IT8～IT7。孔的几何形状精度未作规定的，一般控制在尺寸公差的1／2范围内即可。
⑵孔与孔的位置精度：同一轴线上各孔的同轴度误差和孔端面对轴线的垂直度误差，会使轴和轴承装配到箱体内出现歪斜，从而造成主轴径向圆跳动和轴向窜动，也加剧了轴承磨损。孔系之间的平行度误差，会影响齿轮的啮合质量。一般孔距允差为土0.025～土0.060mm，而同一中心线上的支承孔的同轴度约为最小孔尺寸公差之半。
⑶孔和平面的位置精度：主要孔对主轴箱安装基面的平行度，决定了主轴与床身导轨的相互位置关系。这项精度是在总装时通过刮研来达到的。为了减少刮研工作量，一般规定在垂直和水平两个方向上，只允许主轴前端向上和向前偏。
⑷主要平面的精度：装配基面的平面度影响主轴箱与床身连接时的接触刚度，加工过程中作为定位基面则会影响主要孔的加工精度。因此规定了底面和导向面必须平直，为了保证箱盖的密封性，防止工作时润滑油泄出，还规定了顶面的平面度要求，当大批量生产将其顶面用作定位基面时，对它的平面度要求还要提高。
⑸表面粗糙度：一般主轴孔的表面粗糙度为Ra0.4μm，其它各纵向孔的表面粗糙度为Ra1.6μm；孔的内端面的表面粗糙度为Ra3.2μm，装配基准面和定位基准面的表面粗糙度为Ra2.5～0.63μm，其它平面的表面粗糙度为Ra10～2.5μm。
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，因为灰铸铁具有较好的耐磨性、铸造性和可切
削性，而且吸振性好,成本又低。某些负荷较大的箱体采用铸钢件。也有某些简易箱体为了缩短毛坯制造的周期而采用钢板焊接结构的。
二、 箱体结构工艺性
箱体机械加工的结构工艺性对实现优质、高产、低成本具有重要的意义。
1、基本孔
箱体的基本孔，可分为通孔、阶梯孔、盲孔、交叉孔等几类。通孔工艺性最好，通孔内又以孔长L与孔径D之比L/D<=1～1.5的短圆柱孔工艺性为最好；L/D>5的孔，称为深孔，若深度精度要求较高、表面粗糙度值较小时，加工就很困难。
阶梯孔的工艺性与“孔径比”有关。孔径相差越小则工艺性越好；孔径相差越大，且其
中最小的孔径又很小，则工艺性越差。
相贯通的交叉孔的工艺性也较差。
盲孔的工艺性最差，因为在精镗或精铰盲孔时，要用手动送进，或采用特殊工具送进。此外，盲孔的内端面的加工也特别困难，故应尽量避免。
2、同轴孔
同一轴线上孔径大小向一个方向递减（如CA6140的主轴孔），可使镗孔时，镗杆从一端伸人，逐个加工或同时加工同轴线上的几个孔，以保证较高的同轴度和生产率。单件小批生产时一般采用这种分布形式。
同轴线上的孔的直径大小从两边向中间递减（如C620-1, CA6140主轴箱轴孔等），可使刀杆从两边进入，这样不仅缩短了镗杆长度，提高了镗杆的刚性，而且为双面同时加工创造了条件。所以大批量生产的箱体，常采用此种孔径分布形式。
同轴线上孔的直径的分布形式，应尽量避免中间隔壁上的孔径大于外壁的孔径。因为加工这种孔时，要将刀杆伸进箱体后装刀、对刀，结构工艺性差。
3、装配基面
为便于加工、装配和检验，箱体的装配基面尺寸应尽量大，形状应尽量简单。
4、凸台
箱体外壁上的凸台应尽可能在一个平面上。以便可以在一次走刀中加工出来。而无须调整刀具的位置，使加工简单方便。
5、紧固孔和螺孔
箱体上的紧固孔和螺孔的尺寸规格应尽量一致，以减少刀具数量和换刀次数。
此外，为保证箱体有足够的动刚度与抗振性，应酌情合理使用肋板、肋条，加大圆角半径，收小箱口，加厚主轴前轴承口厚度。
三、 箱体机械加工工艺过程及工艺分析
在拟定箱体零件机械加工工艺规程时，有一些基本原则应该遵循。
1先面后孔
先加工平面，后加工孔是箱体加工的一般规律。平面面积大，用其定位稳定可靠；支承孔大多分布在箱体外壁平面上，先加工外壁平面可切去铸件表面的凹凸不平及夹砂等缺陷，这样可减少钻头引偏，防止刀具崩刃等，对孔加工有利。
2粗精分开、先粗后精
箱体的结构形状复杂，主要平面及孔系加工精度高，一般应将粗、精加工工序分阶段进行，先进行粗加工，后进行精加工。
3基准的选择
箱体零件的粗基准一般都用它上面的重要孔和另一个相距较远的孔作粗基准，以保证孔加工时余量均匀。精基准选择一般采用基准统一的方案，常以箱体零件的装配基准或专门加工的—面两孔为定位基准，使整个加工工艺过程基准统一，夹具结构类似，基准不重合误差降至最小甚至为零(当基准重合时)。
4工序集中，先主后次
箱体零件上相互位置要求较高的孔系和平面，一般尽量集中在同一工序中加工，以保证其相互位置要求和减少装夹次数。紧固螺纹孔、油孔等次要工序的安排，一般在平面和支承孔等主要加工表面精加工之后再进行加工。
四、 箱体平面的加工方法
箱体平面加工的常用方法有刨、铣和磨三种。刨削和铣削常用作平面的粗加工和半精加工，而磨削则用作平面的精加工。
刨削加工的特点是：刀具结构简单，机床调整方便，通用性好。在龙门刨床上可以利用几个刀架，在工件的一次安装中完成几个表面的加工，能比较经济地保证这些表面间的相互位置精度要求。精刨还可代替刮研来精加工箱体平面。精刮时采用宽直刃精刨刀，在经过拉修和调整的刨床上，以较低的切削速度（一般为4～12m/min)，在工件表面上切去一层很薄的金属（一般为0.007～0. lmm)。精刨后的表面粗糙度值可达0. 63～ 2. 51mm，平面度可达0. 002mm/m。因为宽刃精刨的进给量很大（5-25mm／双行程），生产率较高。
铣削生产率高于刨削，在中批以上生产中多用铣削加工平面。当加工尺寸较大的箱体平面时,常在多轴龙门铣床上，用几把铣刀同时加工各有关平面，以保证平面间的相互位置精度并提高生产率。近年来端铣刀在结构、制造精度、刀具材料和所用机床等方面都有很大进展。如不重磨刃端铣刀的齿数少，平行切削刃的宽度大，每齿进给量af可达数毫米。
平面磨削的加工质量比刨削和铣削都高，而且还可以加工淬硬零件。磨削平面的粗糙度R。可达0. 32～1. 25mm。生产批量较大时，箱体的平面常用磨削来精加工。为了提高生产率和保证平面间的相互位置精度，工厂还常采用组合磨削来精加工平面。
五、 箱体孔系的加工方法
箱体上若干有相互位置精度要求的孔的组合，称为孔系。孔系可分为平行孔系、同轴孔
(
图5－12
孔系分类
a
）平行孔系
b
）同轴孔系
c
）交叉孔系
)系和交叉孔系(图5－12)。孔系加工是箱体加工的关键，根据箱体加工批量的不同和孔系精度要求的不同，孔系加工所用的方法也是不同的，现分别予以讨论。
1平行孔系的加工
(
图5－14 样板找正法镗孔
1－样板 2－百分表
)下面主要介绍如何保证平行孔系孔距精度的方法。 (
图5－13
用心轴和块规找正
a
）第一工位
b
）第二工位
1
—心轴
2
—镗床主轴
3
—块规
4
—塞尺
5
—镗床工作台
)
⑴找正法
找正法是在通用机床(镗床、铣床)上利用辅助工具来找正所要加工孔的正确位置的加工方法。这种找正法加工效率低，一般只适于单件小批生产。找正时除根据划线用试镗方法外，有时借用心轴量块或用样板找正，以提高找正精度。
图5－13所示为心轴和量块找正法。镗第一排孔时将心轴插入主轴孔内(或直接利用镗床主轴)，然后根据孔和定位基准的距离组合一定尺寸的块规来校正主轴位置，校正时用塞尺测定块与心轴之间的间隙，以避免块规与心轴直接接触而损伤块规(图5－13a)。镗第二排孔时，分别在机床主轴和已加工孔中插入心轴，采用同样的方法来校正主轴轴线的位置，以保证孔心距的精度(图5－13b)。这种找正法其孔心距精度可达土0.03mm。
图5－14所示为样板找正法，用l0～20mm厚的钢板制成样板1，装在垂直于各孔的端面上(或固定于机床工作台上)，样板上的孔距精度较箱体孔系的孔距精度高(一般0.0l～0.03mm)，样板上的孔径较工件的孔径大，以便于镗杆通过。样板上的孔径要求不高，但要有较高的形状精度和较小的表面粗糙度值，当样板准确地装到工件上后，在机床主轴上装一个干分表2，按样板找正机床主轴，找正后，即换上镗刀加工。此法加工孔系不易出差错，找正方便，孔距精度可达0.05mm。这种样板的成本低，仅为镗模成本的1／7～1／9，单件小批生产中大型的箱体加工可用此法。
⑵镗模法
在成批生产中，广泛采用镗模加工孔系，如图5－15所示。工件5装夹在镗模上，镗杆4被支承在镗模的导套6里，导套的位置决定了镗杆的位置， (
图5－15
用镗模加工孔系
1
—镗架支承
2
—镗床主轴
3
—镗刀
4
—镗杆
5
—工件
6
—导套
)装在镗杆上的镗刀3将工件上相应的孔加工出来。当用两个或两个以上的支承1来引导镗杆时，镗杆与机床主轴2必须浮动联接。当采用浮动联接时，机床精度对孔系加工精度影响很小，因而可以在精度较低的机床上加工出精度较高的孔系。孔距精度主要取决于镗模，一般可达0.05mm。能加工公差等级IT7的孔，其表面粗糙度可达Ra5～1.25μm。当从一端加工、镗杆两端均有导向支承时，孔与孔之间的同轴度和平行度可达0.02～0.03mm；当分别由两端加工时，可达0.04～0.05mm。
用镗模法加工孔系，既可在通用机床上加工，也可在专用机床上或组合机床上加工，图6-12为在组合机床上用镗模加工孔系的示意图。
⑶坐标法
坐标法镗孔是在普通卧式镗床、坐标镗床或数控镗铣床等设备上，借助于精密测量装置，调整机床主轴与工件间在水平和垂直方向的相对位置，来保证孔心距精度的一种镗孔方法。
采用坐标法加工孔系时，要特别注意选择基准孔和镗孔顺序，否则，坐标尺寸累积误差会影响孔距精度。基准孔应尽量选择本身尺寸精度高、表面粗糙度值小的孔(一般为主轴孔)，
这样在加工过程中，便于校验其坐标尺寸。孔心距精度要求较高的两孔应连在一起加工；加工时，应尽量使工作台朝同一方向移动，因为工作台多次往复，其间隙会产生误差，影响坐标精度。
现在国内外许多机床厂，已经直接用坐标镗床或加工中心机床来加工一般机床箱体。这样就可以加快生产周期，适应机械行业多品种小批量生产的需要。
(
图5
-1
7
利用已加工孔导向
)2同轴孔系的加工
(
图5-16
在组合机床上用镗模加工孔系
1
—左动力头
2
—镗模
3
—右动力头
4
、
6
—侧底座
5
—中间底座
)成批生产中，箱体上同轴孔的同轴度几乎都由镗模来保证。单件小批生产中，其同轴度用下面几种方法来保证。
⑴利用已加工孔作支承导向
如图5-17所示，当箱体前壁上的孔加工好后，在孔内装一导向套，以支承和引导镗杆加工后壁上的孔，从而保证两孔的同轴度要求。这种方法只适于加工箱壁较近的孔。
⑵利用镗床后立柱上的导向套支承导向
这种方法其镗杆系两端支承，刚性好。但此法调整麻烦，镗杆长，很笨重，故只适于单件小批生产中大型箱体的加工。
⑶采用调头镗
当箱体箱壁相距较远时，可采用调头镗。工件在一次装夹下，镗好一端孔后，将镗床工作台回转180°，调整工作台位置，使已加工孔与镗床主轴同轴，然后再加工另一端孔。
当箱体上有一较长并与所镗孔轴线有平行度要求的平面时，镗孔前应先用装在镗杆上的
(
图5-18
调头镗孔时工件的校正
a
）第一工位
b
）第二工位
)百分表对此平面进行校正(图5-18a)，使其和镗杆轴线平行，校正后加工孔B，孔B加工后，回转工作台，并用镗杆上装的百分表沿此平面重新校正，这样就可保证工作台准确地回转180°，见图5-18b。然后再加工孔A，从而保证孔A、B同轴。
六、车床主轴箱的加工工艺过程
1、图5-19所示为CA6140车床主轴箱箱体的零件简图。其加工工艺过程如表5－5、5－6所示。 (
图5－19 CA6140车床主轴箱体零件简图
)
表5－5 主轴箱小批生产工艺过程
序 号 工 序 内 容 定 位 基 准
1 铸造
2 时效
3 漆底漆
4 划线：考虑主轴孔有加工余量，并尽量均匀。划 C、A及E、D加工线
5 粗、精加工顶面 A 按线找正
6 粗、精加工 B、C面及侧面D 顶面 A并校正主轴线
7 粗、精加工两端面 E、F B、C面
8 粗、半精加工各纵向孔 B、C面
9 精加工各纵向孔 B、C面
10 粗、精加工横向孔 B、C面
11 加工螺孔及各次要孔
12 清洗、去毛刺倒角
13 检验
表5－6 主轴箱大批生产工艺过程
序 号 工 序 内 容 定 位 基 准
1 铸造
2 时效
3 漆底漆
4 铣顶面 A I孔与II孔
5 钻、扩、绞 2-Ф8H7工艺孔（将6-M10mm先钻至Ф7.8mm,绞2-Ф8H7） 顶面 A及外形
6 铣两端面 E、F及前面D 顶面 A及两工艺孔
7 铣导轨面 B、C 顶面 A及两工艺孔
8 磨顶面 A 导轨面 B、C
9 粗镗各纵向孔 顶面 A及两工艺孔
10 精镗各纵向孔 顶面 A及两工艺孔
11 精镗主轴孔 I 顶面 A及两工艺孔
12 加工横向孔及各面上的次要孔
13 磨 B、C导轨面及前面D 顶面 A及两工艺孔
14 将 2-Ф8H7及4-Ф7.8mm均扩钻至Ф8.5mm，攻6-M10mm
15 清洗、去毛刺倒角
16 检验
2、 制订箱体工艺过程的共同性原则
1） 加工顺序为先面后孔 箱体类零件的加工顺序均为先加工面，以加工好的平面定位，再来加工孔。因为箱体孔的精度要求高，加工难度大，先以孔为粗基准加工平面，再以平面为精基准加工孔，这样不仅为孔的加工提供了稳定可靠的精基准，同时还可以使孔的加工余量较为均匀。由于箱体上的孔分布在箱体各平面上，先加工好平面，钻孔时，钻头不易引偏，扩孔或绞孔时，刀具也不易崩刃。
2）加工阶段粗、精分开 箱体的结构复杂，壁厚不均，刚性不好，而加工精度要求又高，故箱体重要加工表面都要划分粗、精加工两个阶段，这样可以避免粗加工造成的内应力、切削力、夹紧力和切削热对加工精度的影响，有利于保证箱体的加工精度。粗、精分开也可及时发现毛坯缺陷，避免更大的浪费；同时还能根据粗、精加工的不同要求来合理选择设备，有利于提高生产率。
3）工序间合理按排热处理 箱体零件的结构复杂，壁厚也不均匀，因此，在铸造时会产生较大的残余应力。为了消除残余应力，减少加工后的变形和保证精度的稳定，所以，在铸造之后必须安排人工时效处理。人工时效的工艺规范为：加热到500oC～550oC ，保温4h～6h ，冷却速度小于或等于30oC/h ，出炉温度小于或等于200oC 。
普通精度的箱体零件，一般在铸造之后安排 1次人工时效出理。对一些高精度或形状特别复杂的箱体零件，在粗加工之后还要安排1次人工时效处理，以消除粗加工所造成的残余应力。有些精度要求不高的箱体零件毛坯，有时不安排时效处理，而是利用粗、精加工工序间的停放和运输时间，使之得到自然时效。箱体零件人工时效的方法，除了加热保温法外，也可采用振动时效来达到消除残余应力的目的。
4）用箱体上的重要孔作粗基准 箱体类零件的粗基准一般都用它上面的重要孔作粗基准，这样不仅可以较好地保证重要孔及其它各轴孔的加工余量均匀，还能较好地保证各轴孔轴心线与箱体不加工表面的相互位置。
1. 定位基准的选择
1）粗基准的选择 虽然箱体类零件一般都选择重要孔（如主轴孔）为粗基准，但随着生产类型不同，实现以主轴孔为粗基准的工件装夹方式是不同的。
①中小批生产时，由于毛坯精度较低，一般采用划线装夹，其方法如下：
首先将箱体用千斤顶安放在平台上（图5-20a），调整千斤顶，使主轴孔I和A面与台面基本平行，D面与台面基本垂直，根据毛坯的主轴孔划出主轴孔的水平线I-I，在4个面上均要划出，作为第1校正线。划此线时，应根据图样要求，检查所有加工部位在水平方向是否均有加工余量，若有的加工部位无加工余量，则需要重新调整I-I线的位置，作必要的借正，直到所有的加工部位均有加工余量，才将I-I线最终确定下来。I-I线确定之后，即画出A面和C面的加工线。然后将箱体翻转90o，D面一端置于3个千斤顶上，，调整千斤顶，使I-I线与台面垂直（用大角尺在两个方向上校正），根据毛坯的主轴孔并考虑各加工部位在垂直方向的加工余量，按照上述同样的方法划出主轴孔的垂直轴线II-II作为第2校正线（图5-20b），也在4个面上均画出。依据II-II线画出D面加工线。再将箱体翻转90o（图5-20c），将E面一端至于3个千斤顶上，使I-I线和II-II线与台面垂直。根据凸台高度尺寸，先画出F面，然后再画出E面加工线。
图 5-20 主轴箱的划线
加工箱体平面时，按线找正装夹工件，这样，就体现了以主轴孔为粗基准。
② 大批大量生产时，毛坯精度较高，可直接以主轴孔在夹具上定位，采用图5-21的夹具装夹。
先将工件放在 1、3、5预支承上，并使箱体侧面紧靠支架4，端面紧靠挡销6，进行工件预定位。然后操纵手柄9，将液压控制的两个短轴7伸人主轴孔中。每个短轴上有3个活动支柱8，分别顶住主轴孔的毛面，将工件抬起，离开1、3、5各支承面。这时，主轴孔轴心线与两短轴轴心线重合，实现了以主轴孔为粗基准定位。为了限制工件绕两短轴的回转自由度，在工件抬起后，调节两可调支承12，辅以简单找正，使顶面基本成水平，再用螺杆11调整辅助支承2，使其与箱体底面接触。最后操纵手柄10，将液压控制的两个夹紧块13插入箱体两端相应的孔内夹紧，即可加工。
① 单件小批生产用装配基面做定位基准。图5-19车床床头箱单件小批加工孔系时，选择箱体底面导轨B、C面做定位基准，B、C面既是床头箱的装配基准，又是主轴孔的设计基准，并与箱体的两端面、侧面及各主要纵向轴承孔在相互位置上有直接联系，故选择B、C面作定位基准，不仅消除了主轴孔加工时的基准不重合误差，而且用导轨面B、C定位稳定可靠，装夹误差较小，加工各孔时，由于箱口朝上，所以更换导向套、安装调整刀具、测量孔径尺寸、观察加工情况等都很方便。
2）精基准的选择 箱体加工精基准的选择也与生产批量大小有关。
图 5-21 以主轴孔为粗基准铣顶面的夹具
1、3、5—支承 2—辅助支承 4—支架 6—挡销 7—短轴 8—活动支柱
9、10—操纵手柄 11—螺杆 12—可调支承 13—夹紧块
这种定位方式也有它的不足之处。加工箱体中间壁上的孔时，为了提高刀具系统的刚度，应当在箱体内部相应的部位设置刀杆的导向支承。由于箱体底部是封闭的，中间支承只能用如图5－22所示的吊架从箱体顶面的开口处伸人箱体内，每加工一件需装卸一次，吊架与镗模之间虽有定位销定位，但吊架刚性差，制造安装精度较低，经常装卸也容易产生误差，且使加工的辅助时间增加，因此这种定位方式只适用于单件小批生产。
图5－22 吊架式镗模夹具
图 5－23 箱体以一面两孔定位
② 量大时采用一面两孔作定位基准。大批量生产的主轴箱常以顶面和两定位销孔为精基准，如图5－23所示。
这种定位方式是加工时箱体口朝下，中间导向支架可固定在夹具上。由于简化了夹具结构，提高了夹具的刚度，同时工件的装卸也比较方便，因而提高了孔系的加工质量和劳动生产率。
这种定位方式的不足之处在于定位基准与设计基准不重合，产生了基准不重合误差。为了保证箱体的加工精度，必须提高作为定位基准的箱体顶面和两定位销孔的加工精度。另外，由于箱口朝下，加工时不便于观察各表面的加工情况，因此，不能及时发现毛坯是否有砂眼、气孔等缺陷，而且加工中不便于测量和调刀。所以，用箱体顶面和两定位销孔作精基准加工时，必须采用定径刀具（扩孔钻和绞刀等）。
上述两种方案的对比分析，仅仅是针对类似床头箱而言，许多其它形式的箱体，采用一面两孔的定位方式，上面所提及的问题也不一定存在。实际生产中，一面两孔的定位方式在各种箱体加工中应用十分广泛。因为这种定位方式很简便地限制了工件6个自由度，定位稳定可靠；在一次安装下，可以加工除定位以外的所有5个面上的孔或平面，也可以作为从粗加工到精加工的大部分工序的定位基准，实现“基准统一”；此外，这种定位方式夹紧方便，工件的夹紧变形小；易于实现自动定位和自动夹紧。因此，在组合机床与自动线上加工箱体时，多采用这种定位方式。
以上分析可知：箱体精基准的选择有两种方案：一是以 3平面为精基准（主要定位基面为装配基面）；另一是以一面两孔为精基准。这两种定位方式各有优缺点，实际生产中的选用与生产类型有很大的关系。通常从“基准统一”，中小批生产时，尽可能使定位基准与设计基准重合，即一般选择设计基准作为统一的定位基准；大批大量生产时，优先考虑的是如何稳定加工质量和提高生产率，不过分地强调基准重合问题，一般多用典型的一面两孔作为统一的定位基准，由此而引起的基准不重合误差，可采用适当的工艺措施去解决。
第五节 圆柱齿轮加工
一、 齿轮的技术要求
圆柱齿轮是机械传动中应用极为广泛的零件之一，其功用是按规定的速比传递运动和动力。
(
图
5－24
圆柱齿轮的结构形式
)
1圆柱齿轮的结构特点
齿轮尽管由于它们在机器中的功用不同而设计成不同的形状和尺寸，但总是可以把它们划分为齿圈和轮体两个部分。常见的圆柱齿轮有以下几类(图6-15)：盘类齿轮、套类齿轮、内齿轮、轴类齿轮、扇形齿轮、齿条(即齿圈半径无限大的圆拄齿轮)。其中盘类齿轮应用最广。
一个圆柱齿轮可以有一个或多个齿圈。普通的单齿圈齿轮工艺性好；而双联或三联齿轮
的小齿圈往往会受到台肩的影响，限制了某些加工方法的使用，一般只能采用插齿。如果齿
轮精度要求高，需要剃齿或磨齿时，通常将多齿圈齿轮做成单齿圈齿轮的组合结构。
2圆柱齿轮的精度要求
齿轮本身的制造精度，对整个机器的工作性能、承载能力及使用寿命都有很大影响。根据齿轮的使用条件，对齿轮传动提出以下几方面的要求：
⑴运动精度
要求齿轮能准确地传递运动，传动比恒定，即要求齿轮在一转中，转角误差不超过一定范围。
⑵工作平稳性
要求齿轮传递运动平稳，冲击、振动和噪声要小。这就要求限制齿轮转动时瞬时速比的
变化要小，也就是要限制短周期内的转角误差。
⑶接触精度
齿轮在传递动力时，为了不致因载荷分布不均匀使接触应力过大，引起齿面过早磨损，这就要求齿轮工作时齿面接触要均匀，并保证有一定的接触面积和符合要求的接触位置。
⑷齿侧间隙
要求齿轮传动时，非工作齿面间留有一定间隙，以储存润滑油，补偿因温度、弹性变形
所引起的尺寸变化和加工、装配时的一些误差。
二、 齿轮的材料、热处理和毛坯
⑴材料的选择
齿轮应按照使用的工作条件选用合适的材料。齿轮材料的选择对齿轮的加工性能和使用
寿命都有直接的影响。
一般齿轮选用中碳钢(如45钢)和低、中碳合金钢，如20Cr、40Cr、20CrMnTi等。
要求较高的重要齿轮可选用38CrMoAlA氮化钢，非传力齿轮也可以用铸铁、夹布胶木或尼龙等材料。
⑵齿轮的热处理
齿轮加工中根据不同的目的，安排两种热处理工序：
1）毛坯热处理：在齿坯加工前后安排预先热处理正火或调质，其主要目的是消除锻造及粗加工引起的残余应力、改善材料的可切削性和提高综合力学性能。
2）齿面热处理：齿形加工后，为提高齿面的硬度和耐磨性，常进行渗碳淬火、高频感应加热淬火、碳氮共渗和渗氮等热处理工序。
(3)齿轮毛坯
齿轮的毛坯形式主要有棒料、锻件和铸件。棒料用于小尺寸、结构简单且对强度要求低
的齿轮。当齿轮要求强度高、耐磨和耐冲击时，多用锻件，直径大于400～600mm的齿轮，常用铸造毛坯。为了减少机械加工量，对大尺寸、低精度齿轮，可以直接铸出轮齿；对于小尺寸、形状复杂的齿轮，可用精密铸造、压力铸造、精密锻造、粉末冶金、热轧和冷挤等新工艺制造出具有轮齿的齿坯，以提高劳动生产率、节约原材料。
三、 齿坯的机械加工
1齿坯加工方案的选择
对于轴齿轮和套筒齿轮的齿坯，其加工过程和一般轴、套基本相似，现主要讨论盘类齿轮齿坯的加工过程。
齿坯的加工工艺方案主要取决于齿轮的轮体结构和生产类型。
⑴大批大量生产的齿坯加工
大批大量加工中等尺寸齿坯时，青年工人多采用“钻一拉一多刀车”的工艺方案：
1）以毛坯外圆及端面定位进行钻孔或扩孔；
2）拉孔；
3）以孔定位在多刀半自动车床上粗精车外圆、端面、切槽及倒角等。
这种工艺方案由于采用高效机床可以组成流水线或自动线，所以生产效率高。
⑵成批生产的齿坯加工 成批生产齿坯时，常采用“车一拉一车”的工艺方案：
1）以齿坯外圆或轮毅定位，精车外圆、端面和内孔；
2）以端面支承拉孔(或花键孔)；
3）以孔定位精车外圆及端面等。
这种方案可由卧式车床或转塔车床及拉床实现。它的特点是加工质量稳定，生产效率较高。当齿坯孔有台阶或端面有槽时，可以充分利用转塔车床上的多刀来进行多工位加工，在转塔车床上一次完成齿坯的加工。
四、 齿形的加工方法
齿形加工是整个齿轮加工的关键。按照加工原理，齿形加工可分为成形法和展成法两种。
指状铣刀铣齿、盘形铣刀铣齿、齿轮拉刀拉内齿轮等是成形法加工齿形的例子，而滚齿、剃
齿、插齿等是展成法加工齿形的例子。现介绍几种用展成法加工齿形的加工方法。
1滚齿
⑴滚齿特点
滚齿是齿形加工中生产率较高，应用最广的一种加工方法。而且滚齿加工通用性好，可
加工圆柱齿轮、蜗轮等，亦可加工渐开线齿形、圆弧齿形、摆线齿形等。滚齿既可加工小模
数、小直径齿轮，又可加工大模数、大直径齿轮，加工斜齿也很方便。
滚齿可直接加工9～8级精度齿轮，也可作为7级精度以上齿轮的粗加工和半精加工。滚齿可以获得较高的运动精度。因滚齿时齿面是由滚刀的刀齿包络而成，参加切削的刀齿数有限，故齿面的表面粗糙度值较大。为提高加工精度和齿面质量，宜将粗、精滚齿分开。
⑵滚齿加工质量分析
1）影响传动准确性的加工误差分析
影响传动准确性的主要原因是，在加工中滚刀和被加工齿轮的相对位置和相对运动发生
了变化。相对位置的变化(几何偏心)产生齿轮径向误差，它以齿圈径向跳动ΔFr来评定；相对运动的变化(运动偏心)产生齿轮切向误差，它以公法线长度变动ΔFw来评定。现分别加以讨论：
①齿轮的径向误差。齿轮的径向误差是指滚齿时，由于齿坯的回转轴线与齿轮工作时的回转轴线不重合(出现几何偏心)，使所切齿轮的轮齿发生径向位移而引起的齿距累积误差(图6-16)。从图6-32可以看出，O为切齿时的齿坯回转中心，O′为齿坯基准孔的几何中心(即齿轮工作时的回转中心)。滚齿时，齿轮的基圆中心与工作台的回转中心重合于O，这样切出的各齿形相对基圆中心O分布是均匀的（如图中实线圆上的P1＝P2），但齿轮工作时是绕基准孔中心O′转动的(假定安装时无偏心)，这时各齿形相对分度圆心O′分布不均匀了(如图中双点划线圆上的P1′≠P2′)。显然这种齿距的变化是由于几何偏心使齿廓径向位移引起的，故又称为齿轮的径向误差。 (
图
5－25
几何偏心引起的径向误差
r
一滚齿时的分度圆半径
r
一以孔轴心
O
′
为旋转中心时，齿圈的分度圆半径
)
②齿轮的切向误差：齿轮的切向误差是指：滚齿时因滚齿机分齿传动链误差，引起瞬时传动比产生不稳定，使机床工作台不等速旋转，工件回转时快时慢，所切齿轮的轮齿沿切向发生位移所引起的齿距累积误差。如图6-17所示。
由图6-17可以看出，当轮齿出现切向位移时，图中每隔一齿所测公法线的长度是不等的。如2、8齿间的公法线长度明显大于4、6齿间的公法线长度。据此可以看出，通过公法线长度变动ΔFw可以反映出齿轮齿距累积误差(切向部分)，因此在生产中公法线长度变动可以作为评定齿轮传递运动准确性的指标之一。
机床工作台的回转误差，主要取决于分齿传动链的传动误差。在分齿传动链的各传动元
件中，影响传动误差的最主要环节是工作台下面的分度蜗轮。分度蜗轮在制造和安装中产生
的齿距累积误差，使工作台回转时发生转角误差，这些误差将直接地复映给齿坯使其产生齿
距累积误差。
影响传动误差的另一重要环节是分齿挂轮，分齿挂轮的制造和安装误差，也会以较大的比例传递到工作台上。
(
图
5－26
齿轮的切向误差
)为了减少齿轮的切向误差，主要应提高机床分度蜗轮的制造和安装精度。对高精度滚齿
机还可通过校正装置去补偿蜗轮的分度误差，使被加工齿轮获得较高的加工精度
⑵影响齿轮工作平稳性的加工误差分折
影响齿轮工作平稳性的主要误差是齿形误差、基节偏差等。
1）齿形误差
滚齿后常见的齿形误差，如图5－27所示。其中齿面出棱、齿形不对称和根切，可直接看出来；而齿形角误差和周期误差需要通过仪器才能测出。应该指出，图6-18所示的误差是齿形误差的几种单独表现形式，实际齿形误差常是上述几种形式的叠加。 (
图
5－27
常见的齿形误差
a)
出棱
b)
不对称
c)
齿形角误差
d)
周期误差
e)
根切
)
②齿形误差产生的主要原因是：滚刀在制造、刃磨和安装中存在误差，其次是机床工作台回转中存在的小周期转角误差。下面分析这些误差对齿形误差的影响。
齿面出棱的主要原因 滚齿时齿面有时出棱，其主要原因是：滚刀刀齿沿圆周等分性不好和滚刀安装后存在较大的径向圆跳动及轴向窜动等。由图5－28看出，刀齿存在不等分误差时，各排刀齿相对准确位置有的超前有的滞后，这种超前与滞后使刀齿上的切削刃偏离滚刀基本蜗杆的螺纹表面。因而，在滚切齿轮的过程中，就会出现“过切”和“空切”而产生齿形误差。图5－28c是从图5－28b中取出三个刀齿位置加以放大的示意图。图中双点划线表示无等分误差时刀齿的位置(和渐开线齿面相切)；实线表示有等分误差时，刀齿2因滞后而引起刃口“空切”和刀齿3因超前而引起刃口“过切”的情况。刀齿等分性误差愈大，这种“空切”和“过切”愈严重，齿面出棱愈明显。刀齿等分性误差对不同曲率的渐开线齿形的影响是不同的，齿形曲率愈大(即齿轮基圆愈小)影响愈大，这也就是齿数少的小齿轮为何齿面易出棱的缘故。
(
图
5－28
刀齿不等分引起的齿形误差
a)
刀齿不等分
b)
滚切过程
c)
放大图
)滚刀安装后，如果存在较大的径向圆跳动或轴向窜动，滚刀刀齿面同样会产生“过切”或“空切”使齿面出棱。
(
图
5－29
刀齿前刀面非径向性误差对齿形误差的影响
a)
前角大于零
b)
前角小于零
1
一刀齿
2
一工件
)产生齿形角误差的主要原因 齿轮的齿形角误差主要决定于滚刀刀齿的齿形角误差。滚刀刀齿的齿形角误差，由滚刀制造时铲磨刀齿产生的齿形角误差和刃磨刀齿前刀面所产生的非径向性误差及非轴向性误差而引起。
刀齿前刀面非径向性误差对齿形误差的影响，如图5－29所示。
精加工所用滚刀的前角通常为0°(即刀齿前刀面在径向平面内)，刃磨不好时会出现前角(正或负)。由于刀齿侧后面经铲磨后具有侧后角，因此刀齿前角误差必然引起齿形角变化。前角为正时，齿形角变小，切出的齿形齿顶变肥(图5－29a)；前角为负时，齿形角变大，切出的齿形齿顶变瘦(5－29b)。
刀齿前刀面的非轴向性误差，是指直槽滚刀前刀面沿轴向对于孔轴线的平行度误差(图6-21)。这种误差使各刀齿偏离了正确的齿形位置，而且刀齿左右两侧刃偏离值不等，这样既产生轴向齿距偏差，又引起齿形歪斜。
产生齿形不对称的主要原因 滚齿时，有时出现齿形不对称误差，除了刀齿前刀面非轴向性误差的影响外，主要是滚齿时滚刀对中不好。滚刀对中是指滚齿时滚刀所处的轴向位置应使其一个刀齿(或齿槽)的对称线通过齿坯中心(图6-22)。滚刀对中了，切出的齿形就对称；反之则引起齿形不对称。滚刀包络齿面的刀齿数愈少，工件齿形愈大且齿面曲率愈大时，齿形不对称愈严重。故对于模数较大且齿数较少的齿轮，滚齿前应认真使滚刀对中。
产生齿形周期误差的主要原因 滚刀安装后的径向圆跳动和轴向窜动、机床分度蜗轮副
(
图
5－30
刀齿前刀面非轴向性误差对齿形误差的影响
图
5-31
滚刀对中对齿形的影响
a)
对中齿形
b)
不对中齿形图
)中分度蜗杆的径向圆跳动和轴向窜动都是周期性的误差，这些都会使得滚齿时出现齿面凸凹
不平的周期误差。
③减少齿形误差的措施：从以上分析可知，影响齿形误差的主要因素是滚刀的制造误差、安装误差和机床分齿传动链中蜗杆的误差。为了保证齿形精度，除了根据齿轮的精度等级正确地选择滚刀和机床外，要特别注意滚刀的重磨精度和安装精度。
2）基节偏差
在滚齿加工时，齿轮的基节应等于滚刀的基节。滚刀的基节：
pb0=pn0cosα0=pt0cosλ0cosα0≈pt0cosα0
式中pb0—滚刀的基节；
pn0一滚刀的法向齿距；
pt0—滚刀的轴向齿距；
α0—滚刀的法向齿形角；
λ0—滚刀的分度圆螺旋升角，一般很小，故cosλ0≈1。
由此可以看出，要减少基节偏差，滚刀制造时应严格控制轴向齿距及齿形角的误差；对
影响齿形角误差和轴向齿距误差的刀齿前刀面的非径向性误差和非轴向性误差，也应加以控
制。
3）影响齿轮接触精度的加工误差分析 齿轮接触精度受到齿宽方向接触不良和齿高方向接触不良的影响。影响齿高方向接触不良的主要因素是齿形误差Δff和基节偏差Δfpb，影响齿宽方向接触不良的主要因素是齿轮的齿向误差ΔFβ，此处只分析影响齿向误差ΔFβ的主要因素。
齿向误差ΔFβ是指在分度圆柱面上，齿宽工作部分范围内，包容实际齿线且距离为最小的两条设计齿线之间的端面距离。
滚齿加工中引起齿向误差的主要因素如下：
①滚齿机刀架导轨相对工作台回转轴线存在平行度误差时，齿轮会产生齿向误差(图5-32)。
②由于夹具支承端面与回转轴线的垂直度误差，或齿坯孔与定位端面的垂直度误差(图5-33)等工件的装夹误差均会造成被切齿轮的齿向误差。
(
图
5-32
滚齿机刀架导轨误差对齿向误差的影响
a)
导轨不平行
b)
导轨歪斜
1
—
刀架导轨
2
—
齿坯
3
—
夹具底座
4
—
机床工作台
)③滚切斜齿轮时，除上述影响因素外，机床差动挂轮的误差，也会影响齿轮的齿向误差。
2插齿及与滚齿工艺特点比较
⑴插齿原理与运动
插齿也是生产中普遍应用的一种切齿方法。
1）插齿原理：从插齿过程原理上分析，插齿刀和工件相当于一对轴线相互平行的圆柱齿轮相啮合，插齿刀就县一个磨有前、后角具有切削刃的高精度齿轮。2）插齿的主要运动（图5-34）：1）切削运动。插齿刀的上下往复运动。2）分齿展成运动。插齿刀与工件间应保持正确的啮合关系。插齿刀每往复一次，工件相对刀具在分度圆上转过的弧长为加工时的
(
图
5-33
齿坯安装歪斜对齿向误差的影响
图
5-34
插齿时的运动
l
—
工作台回转轴线
2
—
心轴轴线
3
—
齿坯内孔轴线
4
—
进给方向
5
—
刀架导轨
6
—
垫圈
)圆周进给运动，故刀具与工件的啮合过程也就是圆周进给过程。3）径向进给运动。插齿时，为逐步切至全齿深，插齿刀应有径向进给运动fr。4）让刀运动。插齿刀作上下往复运动时，向下是工作过程。为了避免刀具擦伤已加工的齿面并减少刀齿磨损,在插齿刀向上运动时,工作台带动工件沿径向退出切削区一段距离，插齿刀工作行程时，工件恢复原位。在较大规格的插齿机上，让刀运动由插齿刀刀架部件来完成。
⑵插齿与滚齿工艺特点比较
插齿与滚齿同为常用的齿形加工方法，它们的加工精度和生产率也大体相当。但在精度指标、生产率和应用范围等方面又各自有其特点。现分析比较如下：
1）插齿的加工质量：1）插齿的齿形精度比滚齿高。这是因为插齿刀在制造时，可通过高精度磨齿机获得精确的渐开线齿形。2）插齿后的齿面粗糙度值比滚齿小。其原因是插齿的圆周进给量通常较小，插齿过程中包络齿面的切削刃数较滚齿多，因而插齿后的齿面粗糙度值小。3）插齿的运动精度比滚齿差。因为在滚齿时，一船只是滚刀某几圈的刀齿参加切削，工件上所有齿槽都是这些刀齿切出的；而插齿时，插齿刀上的各刀齿顺次切削工件各齿槽，因而，插齿刀上的齿距累积误差将直接传给被切齿轮；另外，机床传动链的误差使插
齿刀旋转产生的转角误差，也使得插齿后齿轮有较大的运动误差。4）插齿的齿向误差比滚齿大。插齿的齿向误差主要决定于插齿机主轴往复运动轨迹与工作台回转轴线的平行度误差。插齿刀往复运动频率高。主轴与套筒的磨损大，因此插齿的齿向误差常比滚齿大。
2）插齿的生产率：切制模数较大的齿轮时，插齿速度要受插齿刀主轴往复运动惯性和机床刚性的制约，切削过程又有空程时间损失，故生产率比滚齿加工要低。但在加工小模数、多联齿、齿宽窄的齿轮时，插齿生产率会比滚齿高。
3）插齿的应用范围：从上面分析可知，插齿适合于加工模数小、齿宽较小、工作平稳性要求较高而运动精度要求不太高的齿轮。尤其适用于加工内齿轮、多联齿轮中的小齿轮、齿条及扇形齿轮等。但加工斜齿轮需用螺旋导轨，不如滚齿方便。
五、 圆柱齿轮加工工艺过程
加工一个齿轮大致要经过齿坯加工、齿形加工、热处理齿形精加工等四个主要步骤。
(
图
5-35
齿端加工
a)
倒圆
b)
倒尖
c)
倒棱
图5-36
齿端倒圆
)齿轮的齿端加工方式有：倒圆、倒尖、倒棱和去毛刺四种方式。经倒圆、倒尖、倒棱后的齿轮(图5-35)。沿轴向移动时容易进入啮合。齿端倒圆应用最多，图5-36是表示用指状铣刀倒圆的原理图。倒圆时，齿轮慢速旋转，指状铣刀在高速度旋转的同时沿齿轮轴向作往复直线运动。齿轮每转过一齿，铣刀往复运动一次，两者在相对运动中即完成齿端倒圆。同时由齿轮的旋转实现连续分齿，生产率较高。齿端加工应安排在齿形淬火之前进行。
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常用术语（英汉对照）
投影 projection
投影中心center of projection
投影面projecting plane
投影线projecting line
中心投影法perspective projection
平行投影法parallel projection
斜投影oblique projection
正投影orthographic projection
正投影面frontal plane of projection
侧面投影面profile plane of projection
投影图projection drawing
三面投影图three-plane projection drawing
投影轴axis of projection
投影特性characteristic of projection
不变性characteristic of true
积聚性characteristic of concentration
类似性characteristic of similarity
视图view
三视图three-view drawing
正面frontal plane
正面投影frontal projection
水平面horizontal plane
水平投影horizontal projection
侧面profile plane
侧面投影profile projection
主视图frontal view
俯视图top view
左视图left side view
立体solid
平面立体plane body
曲面立体body of curved surface
回转面surface of revolution
棱柱prism
棱锥pyramid
边side
顶点center vertex
棱edge
点point
直线line straight line
棱锥台truncated pyramid frustum of pyramid
重影coincidence of projection
积聚concentrate
变形deformation
实长true length
实形true shape
正平线frontal line
水平线horizontal line
侧平线profile line
一般位置直线oblique line
铅垂线vertical line, frontal-profile line
正垂线horizontal--profile line
侧垂线frontal-horizontal line
一般位置平面oblique plane
相交intersection
平行parallel
垂直perpendicular
交线intersecting line, line of intersection
交点point of intersection 平
行线parallel line
垂直线perpendicular line
交叉线skew line
长度length
宽度width
高度height
组合体complex
基本几何体basic body
相接built-up
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相切tangent
相贯penetration
支架brace
底板bottom board
肋rib
支承板bearing plate
轮廓线outline, contour line
底图traced drawing
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截交线line of section
二重性dual nature
平面曲线plane curve
圆弧arc
椭圆ellipse
长轴major axis
短轴minor axis
双曲线hyperbola
熟悉这些语言可以更好更快的方便我们的制图，了解别人图纸上的名词 。
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课题二 组合体视图的识读与绘制
根据原图画出三视图
1.
答案：
2.
答案：
3.
答案：
4.
答案：
5.
答案：
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6-1根据轴测图的尺寸，画出三面视图。
(1)
-」---3
电
R14
中22
14
Φ12
20
56
4
26
(2)
Π
R16
中14、
19
9
10
Φ8
e
18
16
32
34
R8
(3)
32
50
R10
出
e
20
Φ
0
88
70
40
(4)
中25
32
Φ10
44
64
32
2---------
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课题四 机械图样中特殊表示法的规定与应用
画出以下螺纹终止线和剖面线
答案：
用内外螺纹旋合法画出下图
答案：
用螺纹连接画法画出下图
答案：
用螺旋链接简易画法画出下图
答案：
紧定螺钉连接画法
答案：
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C
IA
A-A
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（一）图片发源
用图来状物 纪事的起源很早，如中国宋代苏颂和赵公廉所著《新仪象法要》中已附有天文报时仪器的图样，明代宋应星所著《天工开物》中也有大量的机械图样，但尚不严谨。1799年，法国学者蒙日发表《画法几何》著作，自此机械图样中的图形开始严格按照画法几何的投影理论绘制。
（二）CAD的发展简史
CAD(Computer Aided Design，计算机辅助设计）诞生于二十世纪60年代，是美国麻省理工学院提出的交互式图形学的研究计划，由于当时硬件设施昂贵，只有美国通用汽车公司和美国波音航空公司使用自行开发的交互式绘图系统。
二十世纪70年代，小型计算机费用下降，美国工业界才开始广泛使用交互式绘图系统。
二十世纪80年代，由于PC机的应用，CAD（计算机辅助设计）得以迅速发展，出现了专门从事CAD系统开发的公司。当时VersaCAD是专业的CAD制作公司，所开发的CAD软件功能强大，但由于其价格昂贵，故得不到普遍应用。而当时的Autodesk（美国电脑软件公司）公司是一个仅有员工数人的小公司，其开发的CAD系统虽然功能有限，但因其可免费拷贝，故在社会得以广泛应用。同时，由于该系统的开放性，该CAD软件升级迅速。
设计者很早就开始使用计算机进行计算。有人认为（伊凡.萨瑟兰郡）Ivan Sutherland在1963年在麻省理工学院开发的Sketchpad（画板）是一个转折点。SKETCHPAD的突出特性是它允许设计者用图形方式和计算机交互：设计可以用一枝光笔在阴极射线管屏幕上绘制到计算机里。实际上，这就是图形化用户界面的原型，而这种界面是现代CAD不可或缺的特性。
CAD最早的应用是在汽车制造、航空航天以及电子工业的大公司中。随着计算机变得更便宜，应用范围也逐渐变广。
CAD的实现技术从那个时候起经过了许多演变。这个领域刚开始的时候主要被用于产生和手绘的图纸相仿的图纸。计算机技术的发展使得计算机在设计活动中得到更有技巧的应用。如今，CAD已经不仅仅用于绘图和显示，它开始进入设计者的专业知识中更“智能”的部分。
随着电脑科技的日益发展，性能的提升和更便宜的价格，许多公司已采用立体的绘图设计。以往，碍于电脑性能的限制，绘图软件只能停留在平面设计，欠缺真实感，而立体绘图则冲破了这一限制，令设计蓝图更实体化，3D图纸绘制也能够表达出2D图纸无法绘制的曲面，能够更充分表达设计师的意图。
国产CAD发展历程
中国CAD技术起源于国外CAD平台技术基础上的二次开发，随着中国企业对CAD应用需求的提升，国内众多CAD技术开发商纷纷通过开发基于国外平台软件的二次开发产品让国内企业真正普及了CAD，并逐渐涌现出一批真正优秀的CAD开发商。
在二次开发的基础上，部分顶尖的国内CAD开发商也逐渐探索出适合中国发展和需求模式的CAD，更加符合国内企业使用的CAD产品，他们的目的是开发最好的CAD，甚至是为全球提供最优的CAD技术。
至2014年除了提供优秀的CAD平台软件技术以外，一直以来积极推进国产CAD技术的发展，联合众多国产CAD二次开发商组成的国产CAD联盟，更是极大促进了国产CAD的发展壮大，为中国企业提供真正适合中国国情及应用需求的CAD解决方案。
（三）全国大学生先进制图技术与技能大赛
全国大学生先进制图技术与技能大赛，计算机辅助设计 (CAD) 技术推动了产品设计和工程设计的革命，在各工程领域得到了广泛地应用。计算机绘图与三维建模作为一种工作技能，有着强烈的社会需求，正在成为我国大学生就业中的新亮点。而阅读和绘制 零件工作图及装配图是工程技术人员的基本技能。为此，中国工程图学学会制图技术专业委员会决定举办” 全国高等学校大学生先进制图技术与技能大赛 。”
竞赛内容
1 .根据零件轴测图，手工绘制零件工程图(90 分钟)。
2 .已知零件工作图，用 AutoCAD 绘制零件工作图(60 分钟)。
3 .三维数字建模( 120 分钟)。
（四）CAD的发展方向
当前国内外市场竞争激烈,产品日新月异,企业为在市场竞争中立于不败之地,紧盯市场,狠抓新产品开发,将CAD/CAM技术视为企业开发新产品的必由之路。近几年,CAD/CAM技 术带动了新产品开发,由以往几年开发一个新产品,到现在一年开发几十个新产品,CAD技术的确给企业创出了效益。然而,新技术带来了新问题,随着CAD技术不断进步,原有管理体系所代表的生产关系无法适应新技术的要求,同时,CAD、CAE、CAPP、CAM孤岛技术应用,仅仅是电子图板取代机械图板,很难发挥具有"团队"精神的并行设计模式的优点,而近几年出现的PDM技术将担此重任。
CAD/CAM现阶段状况
目前CAD技术仍处于应用推广阶段,它既给企业带来了效益,也存在着数据爆炸和数据混乱的问题,设计资源、CAD软件大都是各自为政,缺少产品开发项目进度控制和工作监控,设计标准不统一,没有统一的工作流环境,难以作到设计面向工艺、面向成本,无法实现产品级的借用设计。从总体上来看,CAD单项技术效率再高,终究是串行设计方式,只有并行方式或无纸化生产才能显著提高产品开发速度。
PDM的概念和基本功能
PDM的基本功能是将产品从设计到消亡的整个生命周期内的数据,按照一定的数学模 式加以定义、组织和管理,使产品数据在其整个生命周期内保持一致、最新、共享和安全。而产品的生命周期包括产品从概念设计、计算分析、详细设计、工艺流程设计、加工 制造、销售维护直至产品消亡各个阶段的相关数据。
基于对PDM的理解和我们在制造企业对CAD项目实施中的体会,我们认为,现代企业急需产品数据管理系统,根据实际应用情况,PDM系统的设计目标应包括如下模块:
产品设计过程管理(含会议纪要、方案);
产品工艺辅助设计及工艺数据管理;
生产中的数据反馈和版本管理;
材料定额、工时定额的管理及产品设
计成本预算;
二次开发接口：MRPⅡ、CIMS
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课题六 装配图的识读与绘制
以下三个装置分别是什么名称。
答案：填料箱密封 O型密封圈 毡圈密封
画出下图全剖视图和左侧视图A-A面部剖视图。
答案：
画出下图的视图。
答案：
画出下图的三维图。
答案：
画出下图的三视图。
答案：
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+
A
A-A
9
相切处不四切线
相交处有交线
切点
交点
三维练习是
(shaonx
三维练习题56
(shaonx)
二9任乐了丛D0
S1a01X乙U0一0乙
(shaonx)
R50
R63
三维练习题56
13
6
125
shaonx)
R19
14°
R11
25°
38
三维练习题56
50
17-
115
(shaonx)
R19
R11
推练习题56
shaonx)
m
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课题三 机械图样基本表示法的规定与应用
画出A、B面视图的局部视图
答案
画出以下视图的斜视图
答案：
画出以下视图的全剖视图
答案：
画出以下视图的局部剖视图
答案：
画出以下视图的旋转剖视图
答案：
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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据相关法律法规作出如下郑重声明：
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二、经由网站用户上传至本网站的试卷、教案、课件、学案等内容，由本公
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四、一旦发现侵犯本网站作品著作权的行为，欢迎予以举报。
举报电话：4006379991
举报信息一经核实，本公司将依法追究侵权人法律责任！
五、本公司将结合广大用户和网友的举报，联合全国各地文化执法机关和相
关司法机关严厉打击侵权盗版行为，依法追究侵权人的民事、行政和刑事责任！
特此声明！
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课题五 零件图的识读与绘制
一、选择正确的主视图并画出来。
答案：
运用零件优先采用基本视图，并采用相应的剖面图。
答案：
运用零件优先采用基本视图，并采用相应的断面图。
答案：
画出下图断面。
答案：
画出下图断面。
答案：
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零件的测绘
零件测绘：依据实际零件，画出它的图形，测量并标注它的尺寸，给定必要的技术要求。
用途：在仿造机器设备、设备维修和技术革新中常常要用到。
一、工件测绘的一般过程
1．全面了解测绘对象
2．绘制零件图
3．根据零件草图绘制零件工作图
二、画零件草图的要求和步骤
三、画零件工作图的方法和步骤
根据现场测绘的零件草图整理绘制零件工作图的方法和步骤如下：
1．对零件草图进行审查校对
（1）检查草图方案是否正确、完整、清晰、精炼；
（2）零件尺寸是否正确、齐全、清晰、合理；
（3）技术要求规定是否得当；
（4）必要时，应参阅有关资料，查阅有关标准，参考类似零件图样或其他技术资料，进行认真计算和分析，使零件草图进一步完善。
2．话零件工作图
四、零件尺寸测量的要求和方法
零件草图中的尺寸，是经过对实际零件的测量而得到的。测量零件各部分尺寸，是测绘工作中的一项重要内容。测量尺寸要做到：基准合理、方法正确、保证测量结果准确无误。
常用的测量工具：直尺、卷尺、卡尺、千分尺、游标量角器等。各种量具精度不同，应根据所测量表面的加工情况选择正确的测量方法（量具使用方法正确、对所测量表面磨损情况估计正确、有关联的尺寸间协调合理等方面）。
结合书中内容简单介绍一些常用的测量方法。
1．直线尺寸的测量
2．内外直径尺寸测量
3．孔深和壁厚尺寸测量
4．中心距和中心高的尺寸测量
五、零件测绘的注意事项
零件测绘是一项极其复杂的工作，每个环节都要认真对待，除以上所讲的绘制草图、工作图和测量尺寸中各项要求外，还应注意以下几点：
1．测绘前拆卸零件要细心，不要损坏零件，而且要认真清洗，妥善保管
2．对原损坏的零件，要尽量使其恢复原形，以便于观察形状和测量尺寸
3．对已损坏了的工作表面，测量时要给予恰当估计，必要时，应测量与其配合的零件
4．重要表面的基本尺寸、尺寸公差、形位公差和表面粗糙度，以及零件上一些标准结构的形状和尺寸，应查阅资料或与技术人员共同研究决定
5．零件表面有时有各种缺陷，如铸件上的砂眼、缩孔、加工表面的疵点、刀痕等，不应画在纸上。
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