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1、外圓表面的加工方法及加工精度

軸類、套類和盤類零件是具有外圓表面的典型零件。外圓表面常用的機械加工方法有車削、磨削和各種光整加工方法。車削加工是外圓表面最經(jīng)濟有效的加工方法，但就其經(jīng)濟精度來說，一般適于作為外圓表面粗加工和半精加工方法；磨削加工是外圓表面主要精加工方法，特別適用于各種高硬度和淬火后的 零件精加工；光整加工是精加工后進行的超精密加工方法（如滾壓、拋光、研磨等），適用于某些精度和表面質(zhì)量要求很高的零件。

由于各種加工方法所能達到的經(jīng)濟加工精度、表面粗糙度、生產(chǎn)率和生產(chǎn)成本各不相同，因此必須根據(jù)具體情況，選用合理的加工方法，從而加工出滿足零件圖紙上要求的合格零件。

序號 加工方法 經(jīng)濟精度 （公差等級） 經(jīng)濟粗糙度 Ra值/ μ m 適用范圍

1 粗車 IT13-IT11 50-12.5 適用于淬火鋼以外的各種金屬

2 粗車 -半精車 IT10-IT8 6.3-3.2

3 粗車 -半精車-精車 IT8-IT7 1.6-0.8

4 粗車 -半精車-精車-滾壓 IT8-IT7 0.2-0.025

5 粗車 -半精車-磨削 IT8-IT7 0.8-0.4 主要用于淬火鋼，也可用于未淬火鋼，但不適用于有色金屬

6 粗車 -半精車-粗磨-精磨 IT7-IT6 0.4-0.1

7 粗車 -半精車-粗磨-精磨-超精加工（或輪式超精磨） IT5 0.1-0.012

（或 Rz 0.1）

8 粗車 -半精車-精車-精細車（金剛車） IT7-IT6 0.4-0.025 主要用于要求較高的有色金屬

9 粗車 -半精車-粗磨-精磨-超精磨（或鏡面磨） IT5以上 0.025-0.006

（或 Rz 0.1） 極高精度的外圓加工

10 粗車 -半精車-粗磨-精磨-研磨 IT5以上 · 012 （或 Rz 0.1）

2、外圓表面的車削加工

(1)外圓車削的形式

軸類零件外圓表面的主要加工方法是車削加工。主要的加工形式有：

荒車 自由鍛件和大型鑄件的毛坯，加工余量很大，為了減少毛坯外圓形狀誤差和位置偏差，使后續(xù)工序加工余量均勻，以去除外表面的氧化皮為主的外圓加工，一般切除余量為單面1-3mm。

粗車 中小型鍛、鑄件毛坯一般直接進行粗車。粗車主要切去毛坯大部分余量（一般車出階梯輪廓），在工藝系統(tǒng)剛度容許的情況下，應(yīng)選用較大的切削用量以提高生產(chǎn)效率。

半精車 一般作為中等精度表面的最終加工工序，也可作為磨削和其它加工工序的預(yù)加工。對于精度較高的毛坯，可不經(jīng)粗車，直接半精車。

精車 外圓表面加工的最終加工工序和光整加工前的預(yù)加工。

精細車 高精度、細粗糙度表面的最終加工工序。適用于有色金屬零件的外圓表面加工，但由于有色金屬不宜磨削，所以可采用精細車代替磨削加工。

但是，精細車要求機床精度高，剛性好，傳動平穩(wěn)，能微量進給，無爬行現(xiàn)象。車削中采用金剛石或硬質(zhì)合金刀具，刀具主偏角選大些（ 45 o -90 o ）,刀具的刀尖圓弧半徑小于0.1-1.0mm， 以減少工藝系統(tǒng)中彈性變形及振動。

(2)車削方法的應(yīng)用

1）普通車削 適用于各種批量的軸類零件外圓加工，應(yīng)用十分廣泛。單件小批量常采用臥室車床完成車削加工；中批、大批生產(chǎn)則采用自動、半自動車床和專用車床完成車削加工。

2)數(shù)控車削 適用于單件小批和中批生產(chǎn)。應(yīng)用愈來愈普遍，其主要優(yōu)點為柔性好，更換加工零件時設(shè)備調(diào)整和準(zhǔn)備時間短；加工時輔助時間少，可通過優(yōu)化切削參數(shù)和適應(yīng)控制等提高效率；加工質(zhì)量好，專用工夾具少，相應(yīng)生產(chǎn)準(zhǔn)備成本低；機床操作技術(shù)要求低，不受操作工人的技能、視覺、精神、體力等因素的影響。對于軸類零件，具有以下特征適宜選用數(shù)控車削。

結(jié)構(gòu)或形狀復(fù)雜，普通加工操作難度大，工時長，加工效率低的零件。

加工精度一致性要求較高的零件。

切削條件多變的零件，如零件由于形狀特點需要切槽，車孔，車螺紋等，加工中要多次改變切削用量。

批量不大，但每批品種多變并有一定復(fù)雜程度的零件。

對帶有鍵槽，徑向孔（含螺釘孔）、端面有分布的孔（含螺釘孔）系的軸類零件，如帶法蘭的軸，帶鍵槽或方頭的軸，還可以在車削加工中心上加工，除了能進行普通數(shù)控車削外，零件上的各種槽、孔（含螺釘孔）、面等加工表面也可一并能加工完畢。工序高度集中，其加工效率較普通數(shù)控車削更高，加工精度也更為穩(wěn)定可靠。

（3）外圓表面的磨削加工

用磨具以較高的線速度對工件表面進行加工的方法稱為磨削。磨削加工是一種多刀多刃的高速切削方法，它使用于零件精加工和硬表面的加工。

磨削的工藝范圍很廣，可以劃分為粗磨、精磨、細磨及鏡面磨。

磨削加工采用的磨具（或磨料）具有顆粒小，硬度高，耐熱性好等特點，因此可以加工較硬的金屬材料和非金屬材料，如淬硬鋼、硬質(zhì)合金刀具、陶瓷等；加工過程中同時參與切削運動的顆粒多，能切除極薄極細的切屑，因而加工精度高，表面粗糙度值小。磨削加工作為一種精加工方法，在生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用。由于強力磨削的發(fā)展，也可直接將毛坯磨削到所需要的尺寸和精度，從而獲得了較高的生產(chǎn)率。

通常制作齒輪軸既要考慮耐高溫、耐磨、耐疲勞和足夠的機械強度，又要兼顧齒輪軸兩端軸頸與滑動軸承不能使用通用的潤滑油脂進行潤滑。因為通常的油脂會污染熔體，因此只能使用自身輸送的熔體來進行潤滑。對于齒輪軸的機械強度設(shè)計可參照《機械設(shè)計手冊》中的軸類零件設(shè)計要求，在此不再贅述。

現(xiàn)針對該齒輪軸在設(shè)計中的幾個特殊問題作一探討。選擇軸向力較小的齒輪形式熔體泵的核心運動部件為齒輪組件，齒輪的旋轉(zhuǎn)和嚙合一方面可以擠壓齒間的熔體，使物料從一端輸送到另一端，另一方面齒輪的嚙合能封閉低壓腔，有利于提高輸出壓力。直齒輪和斜齒輪的制造較容易，但直齒輪的自潔性差，而且在較高轉(zhuǎn)速時會產(chǎn)生壓力波動而斜齒輪雖然克服了自潔性差和壓力波動的問題，常州真空泵但在工作時不可避免地會產(chǎn)生較大的軸向力，該力既加劇了齒輪軸與滑動軸承的磨損，無油螺桿真空泵又會導(dǎo)致齒側(cè)間隙熔體的嚴(yán)重剪切，影響最終塑料制品的質(zhì)量。為了使在重負載的工況下軸向力平衡、運行平穩(wěn)，最佳結(jié)構(gòu)的齒輪是人字形齒輪。

目前加工一件人字形齒輪組件的通常做法是分別加工二個斜齒輪及一條齒輪軸，加工后利用齒輪輪毅與齒輪軸的過盈靜配合將二個斜齒輪同時加熱至℃后裝人到齒輪軸頸的特定位置，利用齒輪毅的熱收縮聯(lián)接成一件人字形齒輪組件。除了應(yīng)滿足熔體泵輸送的物料產(chǎn)生的載荷外，還應(yīng)考慮該泵在高溫下連續(xù)工作，理想的材料為經(jīng)調(diào)質(zhì)熱處理的鍛鋼，為了改善齒輪軸的耐磨及耐疲勞性，提高其可靠性，機加工后還應(yīng)經(jīng)鹽浴軟氮化表面處理。齒輪軸的內(nèi)應(yīng)力選擇合適的齒輪軸頸與二個斜齒輪組合后稱為人字形齒輪輪毅間相互靜配合的過盈盤是減小齒輪軸頸內(nèi)應(yīng)力的關(guān)鍵。由使用經(jīng)驗得知，若過盈量不夠，泵在運行時會產(chǎn)生齒輪軸與人字形齒輪精度，可以節(jié)省加工成本。齒輪軸兩端軸甄的攘力齒輪軸兩端軸頸的摩擦助是由齒輪軸兩端軸頓與各自的滑動軸承相對運行產(chǎn)生的。若齒輪軸兩端軸頸與滑動軸承的配合偏緊，則會引起齒輪軸潤滑不良，從而產(chǎn)生過大的摩擦力，導(dǎo)致清動抽承壽命縮短和破齒輪軸受力過大而斷裂一反之，若兩者的配合偏松，滑動軸承的壽命也很短，軸承的教壞會增大齒輪軸的摩擦力。