第八章 典型零件制造工艺  §8—1齿轮制造工艺  一、齿轮的结构特点及结构工艺性分析  1.齿轮的结构特点：   1）单、多联齿轮：孔的长径比L/D＞1   2）盘类齿轮：有轮毂，孔的长径比L/D＜1   3）齿圈：有轮毂，孔的长径比L/D＜1   4）轴齿轮  2. 齿轮结构工艺性分析  1）双联齿轮之间的距离应足够大；  2）齿轮的端面应尽量减小加工面积；  3）盘类齿轮可采用多件加工；  4）锥齿轮的锥度应合理。 二、齿轮加工工艺过： 1.齿轮的主要技术要求 1）齿轮的精度和齿面粗糙度       一般货车变速箱齿轮精度大于8级，粗糙度为Ra3.2μm；轿车齿轮精度不低于7级，粗糙度为Ra1.6μm。 2）齿轮孔或轴径尺寸公差和粗糙度      一般6级精度的齿轮孔为IT6，轴径为IT5；7级精度的齿轮孔为IT7，轴径为IT6；Ra0.4～0.08μm。 3）端面跳动        一般6～7级精度的齿轮，规定端面跳动量为0.011～0.022mm，基准端面的Ra 0.4～0.08μm，次要表面的 Ra 6.3～25μm。 4）齿轮外圆尺寸公差        一般不加工面IT11基准面为IT8。 5）热处理要求      低碳合金钢齿面淬火硬度为HRC56～64，心部淬火硬度为HRC32～45；中碳钢和中碳合金钢齿面淬火硬度为HRC53。 2.齿轮的材料和毛坯      汽车传动齿轮常用材料有20GrMnTi、20GrNiMo、20MnVB、40Gr、40MnB、45等。     毛坯有锻件、铸件、粉末冶金件等。 3.基准的选择： 1)以内孔和端面定位，符合基准重合原则，定位精度高，用于批量生产，但对夹具精度要求高。 2)以外圆和端面定位，定位精度较低，每个加工位需找正，故生产率低，用于单件小批生产。 3)提高齿轮加工精度的措施：      应选择基准重合、统一的方式；用内孔定位时，配合间隙应尽可能减小；定位端面与定位孔或外圆应在一次装夹中加工出来。 4.齿轮主要加工面的安排 1）齿轮毛坯的加工：        一般有外圆、端面、孔等为齿轮毛坯加工。在加工中应注意以下三个问题： a.以齿顶圆为测量基准时，应严格控制齿顶圆的尺寸精度。 b.保证定位端面和定位孔或外圆相互间的垂直度。 c.提高齿轮内孔的制造精度，减小与夹具心轴的配合间隙。  2)齿面加工   齿面加工方案：  8级以下精度齿轮：未淬火的用滚插齿加工；淬火的用滚（插）齿—齿端加工—淬火—校正孔。  6—7级精度齿轮：淬火的齿轮，可采用：滚（插）齿—齿端加工—剃齿—表面淬火—校正基准—珩齿的加工方案  5级精度的齿轮：采用磨方案：即　滚（插）齿—齿端加工—淬火—磨削的加工方案。  3)齿端加工：主要包括倒角、倒圆、去毛刺等。一般安排在淬火前；通常是在滚（插）齿之后，剃齿之后加工。  5.热处理的安排：毛坯热处理：用正火或调质。   齿面热处理：用表面淬火和化学热处理。  6.不同生产类型齿轮加工工艺过程如表8.1、8.2。 §8—2  连杆制造工艺 一、连杆的结构特点及结构工艺性分析 1.连杆的组成：   连杆由大头、小头和杆身等部分组成。 2. 连杆的结构特点    大头为分开式结构，连杆体与连杆盖用螺栓连接。大头孔和小头孔内分别安装轴瓦和衬套。连杆杆身的截面多为工字形，其外表面不进行机械加工。图8—21及图8—22分别为汽车和拖拉机连杆简图。   连杆的大头和小头端面，一般与杆身对称。有些连杆在结构上规定有工艺凸台、中心孔等。 3.连杆结构工艺性   1)连杆盖和连杆体的连接方式  连杆盖和连杆体的定位方式 主要有连杆螺栓、套筒、齿形和凸肩四种方式，如图8—23所示。 用连杆螺栓定位，螺栓和螺栓孔的尺寸公差都较小，螺栓孔尺寸公差一般为H7，Ra 1.6μm 。 用套筒定位，连杆体、连杆盖与套筒配合的孔，精度为H7级，Ra 1.6μm 。 用齿形或凸肩定位，定位精度高，接合稳定性好，制造工艺也较简单，连杆螺栓孔为自由尺寸，接合面上的齿形或凸肩可采用拉削方法加工，适用于大批大量生产；成批生产时，可用铣削方法加工。 2)连杆大、小头厚度    一般采用相等厚度。对于不等厚度的连杆，为了加工定位和夹紧的方便，在工艺过程中先按等厚度加工，最后再将连杆小头加工至所需尺寸。 3)连杆杆身油孔的大小和深度      油孔一般为d4～d8mm的深孔。由于深孔加工困难，有些连杆以阶梯孔代替小直径通孔，从而改善了工艺性等。 二、连杆机械加工工艺 1．连杆的主要技术要求   1)小头孔的尺寸精度为IT7，Ra 0.8μm ；圆柱度公差等级不低于7级。小头衬套孔的尺寸精度为IT6，Ra 0.4μm，圆柱度的公差等级不低于6级。   2)连杆大头孔的尺寸公差与所用轴瓦的种类有关，当直接浇铸巴氏合金时，大头底孔为IT9；当采用厚壁轴瓦时，大头底孔为IT8；当采用薄壁轴瓦时，大头底孔为IT6，Ra 0.8μm，圆柱度公差等级不低于6级。  3)连杆小头孔及小头衬套孔轴线对连杆大头孔轴线的平行度： 在大、小头孔轴线所决定的平面的平行方向上，平行度公差值应不大于100：0.03； 垂直于上述平面的方向上，平行度公差值应不大于100：0.06。 连杆大、小头孔距的极限偏差为土0．05mm。 连杆大头两端面对连杆大头孔轴线的垂直度公差不应低于8级，Ra1.25μm。 4)保证发动机运转平稳   对于连杆的重量及装在同一台发动机中的连杆重量差都有要求。 对运转平稳性要求高的发动机，对连杆小头重量和大头重量分别给以规定。 2．连杆的材料和毛坯    一般采用45、 40Cr、35CrMo，并经调质处理，以提高其强度及抗冲击能力。有时用球墨铸铁制造连杆的。   钢制连杆一般采用锻造，球墨铸铁采用铸件。     3．连杆机械加工的定位基准   1）连杆的工艺特点是： 外形较复杂，不易定位，大、小头是由细长的杆身连接，刚度差，容易变形；尺寸公差、形状和位置公差要求很严，表面粗糙度小等。 2）连杆定位基准的选择 保证大头孔与端面垂直，加工大、小头孔时，应以一端面为定位基准。 为保证两孔位置公差要求，加工一孔时，常以另一孔作为定位基准，即互为定位基准。 连杆加工中，大多数工序以大、小头端面，大孔或小头孔，零件图中规定的工艺凸台为精基准的。如图8—24所示。 有的连杆在大、小头侧面有三个或四个中心孔作为辅助基准，如图8—25所示。采用三个或四个中心孔的定位方法，实现大、小头孔同时加工。 4．连杆主要加工表面的工序安排    连杆的主要加工表面为大、小头孔、端面、连杆盖与连杆体的接合面和连杆螺栓孔；次要加工表面为油孔、锁口槽等。辅助基准为工艺凸台或中心孔。非机械加工的技术要求有探伤和称重。此外，还有检验、清洗、去毛刺等工序。      连杆小头孔压入青铜衬套后，多以金刚镗孔作最后加工，连杆大头孔多以珩磨作最后加工。 1）大头孔的加工顺序 一般为粗镗一半精镗一金刚镗一珩磨。 2）各表面的加工顺序大致可归纳如下： 加工大、小头端面；加工基准孔(小头孔)和工艺凸台；粗、半精加工主要表面(包括大头孔、接合面及螺栓孔等)；把连杆盖和连杆体装配在一起；精加工连杆总成；校正连杆总重量；对大、小头孔进行精加工和光整加工。 3）合装后，精镗大头孔之前，应精磨连杆大头端面(对于等厚度的连杆，精磨大、小头端面)，以提供可靠的定位基准。 
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