《機械制造工藝》全書教案

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1、機械制造工藝 《機械制造工藝》全書教學設(shè)計方案 教師： 序號： 授課時間 授課班級 上課地點 所屬項目 緒論 學習任務(wù) 概述 課時 2 教學目標 最終目標 能正確把握機械制造技術(shù)的發(fā)展趨勢，掌握機械制造技術(shù)主要任務(wù)。 促成目標 1.了解機械制造技術(shù)及其發(fā)展趨勢 2.掌握機械制造技術(shù)應(yīng)用的主要任務(wù) 3.熟悉金屬切削加工 教學過程設(shè)計 1. 任務(wù)引入 制造業(yè)（manufacturing in

2、dustry）為人類創(chuàng)造著輝煌的物質(zhì)文明。世界經(jīng)濟發(fā)展的趨勢表明，制造業(yè)是一個國家經(jīng)濟發(fā)展的基石。 生產(chǎn)各種機械、儀器和工具的工業(yè)稱為機械制造業(yè)。機械制造業(yè)是國民經(jīng)濟中最重要的一部分，是一個國家或地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)。據(jù)統(tǒng)計，目前我國的制造業(yè)總產(chǎn)值占世界制造業(yè)總產(chǎn)值的35%左右，我國的制造業(yè)總產(chǎn)值占國內(nèi)生產(chǎn)總值的29.4%以上。 在經(jīng)濟全球化的進程中，隨著勞動和資源密集型產(chǎn)業(yè)向發(fā)展中國家轉(zhuǎn)移，我國正在逐步成為世界的重要制造基地。但是，由于我國工業(yè)化進程起步較晚，與國際先進水平相比，我國的制造業(yè)和制造技術(shù)還存在著階段性的差距，因此必須加強對制造技術(shù)領(lǐng)域的研究，大膽進行先進制造技術(shù)的“原始創(chuàng)

3、新、集成創(chuàng)新和引進消化吸收再創(chuàng)新，更加注重協(xié)同創(chuàng)新”，盡快形成我國自主創(chuàng)新和跨越式發(fā)展的先進制造技術(shù)體系，使我國制造業(yè)在國內(nèi)外市場競爭中立于不敗之地。 2. 相關(guān)知識 一、機械制造技術(shù)及其發(fā)展趨勢 制造技術(shù)是使原材料變成產(chǎn)品的技術(shù)的總稱，也是制造業(yè)本身賴以生存的關(guān)鍵基礎(chǔ)技術(shù)。機械制造業(yè)的發(fā)展和進步在很大程度上取決于機械制造技術(shù)的發(fā)展。隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，當前機械制造技術(shù)已成為國際間科技競爭的重點，也是衡量一個國家科技發(fā)展水平的重要標志。 機械制造技術(shù)是研究制造生產(chǎn)裝備過程中的基本原理、技術(shù)和工藝方法及相應(yīng)的機床、刀具和夾具的一門工程技術(shù)?，F(xiàn)代科學技術(shù)的迅猛發(fā)展，特別是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信

4、息技術(shù)、微電子技術(shù)、計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展，促使常規(guī)技術(shù)與數(shù)控技術(shù)、傳感器技術(shù)、精密檢測技術(shù)、系統(tǒng)技術(shù)、伺服技術(shù)等相互結(jié)合，給機械制造技術(shù)的發(fā)展提供了新技術(shù)和新觀念，使機械制造業(yè)發(fā)生了深刻的變化。 機械制造技術(shù)向精密加工和超精密加工方向發(fā)展。隨著生產(chǎn)的發(fā)展和科學實驗的需求，許多零件的形狀越來越復(fù)雜、精度要求越來越高、表面粗糙度要求越來越低，相繼出現(xiàn)了化學機械加工、電化學加工、超聲波加工、激光加工、超精密研磨與拋光、納米加工等特種加工，以及超精密加工技術(shù)和復(fù)合加工技術(shù)。實現(xiàn)精密和超精密加工，必須具有與之相適應(yīng)的加工設(shè)備、工具、儀器以及加工環(huán)境與檢測技術(shù)。 機械制造技術(shù)向高精度、高效率、高柔性化

5、和自動化方向發(fā)展。計算機輔助設(shè)計與制造（CAD/CAM）、柔性制造系統(tǒng)（FMS）、計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）的應(yīng)用越來越廣泛，整個生產(chǎn)過程在計算機的控制下，實現(xiàn)自動化、柔性化、智能化、集成化，使產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率大大提高，縮短生產(chǎn)周期，提高經(jīng)濟效益。 發(fā)展高速切削、強力切削，提高切削加工效率也是機械制造技術(shù)發(fā)展的一個方向。要實現(xiàn)高速切削與強力切削，必須有與之相適應(yīng)的機床和切削刀具。目前數(shù)控車床主軸轉(zhuǎn)速已達5?000?r/min；加工中心主軸轉(zhuǎn)速已達20?000?r/min；磨削速度普遍已達40～60?m/s（一般在35?m/s左右），高的可達80～120?m/s。 二、機械制造技術(shù)應(yīng)用

6、的主要任務(wù) 1．保證產(chǎn)品質(zhì)量，制造優(yōu)質(zhì)的裝備 制造合格的產(chǎn)品是機械制造技術(shù)應(yīng)用的首要任務(wù)。 2．提高勞動生產(chǎn)率 提高勞動生產(chǎn)率是人類不斷追求的目標，只有提高勞動生產(chǎn)率社會才能進步，提高生產(chǎn)率也是機械制造業(yè)永恒的課題。 3．降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟效益 在生產(chǎn)技術(shù)上，采用新材料、新工藝、新技術(shù)等可有效降低成本。 4．降低工人勞動強度，保證安全生產(chǎn) 在設(shè)計和制造工藝裝備、生產(chǎn)準備和制造過程中，首要目標是降低工人勞動強度和保證安全生產(chǎn)，做到“以人為本，安全第一”。 5．環(huán)境保護 在機械制造的全過程中，要減少對環(huán)境的污染，不能只搞生產(chǎn)，不管環(huán)境；要考慮對切屑、粉塵、廢切削液、油霧等采

7、取適當措施，避免環(huán)境污染。 3. 任務(wù)實施 三、金屬切削加工 使用金屬切削刀具從工件上切除多余（或預(yù)留）的金屬（使之成為切屑）從而獲得形狀、尺寸精度、位置精度及表面質(zhì)量都合乎技術(shù)要求的零件的一種機械加工方法稱為金屬切削加工（metal cutting）。 1．切削運動 金屬切削加工時，任何一個工件都要經(jīng)過由毛坯加工到成品的過程，在這個過程中，要使刀具對工件進行切削加工形成各種表面，必須使刀具與工件間產(chǎn)生相對運動，這種相對運動稱為切削運動（cutting motion）。 （1） 主運動（main motion）。 （2） 進給運動（feed motion）。 （3） 合成

8、切削運動（resultant cutting motion）。 2． 工件上的加工表面 （1）待加工表面。是工件上有待切除的表面。 （2）已加工表面。是工件上經(jīng)刀具切削后產(chǎn)生的表面。 （3）過渡表面（切削表面）。 3．切削用量 切削用量（cutting data）是指切削速度vc、進給量f（或進給速度vf）和背吃刀量ap（切削深度）三者的總稱，也稱切削用量三要素，它是調(diào)整刀具與工件之間相對運動速度和相對位置所需的重要工藝參數(shù)。 （1） 切削速度vc（cutting speed）。 （2）進給量f （feed rate）。vf =nf （3）背吃刀量ap（cutting de

9、pth）。 4．切削層橫截面要素 切削層的參數(shù)如下。 （1）切削層公稱橫截面積AD。簡稱切削層橫截面積，它是在切削層尺寸平面內(nèi)度量的橫截面積，單位為mm2。 （2）切削層公稱寬度bD。平行于過渡表面度量的切削層尺寸。 （3）切削層公稱厚度hD。垂直于過渡表面度量的切削層尺寸。 作業(yè) 思考練習 教學反饋 《機械制造工藝》教學設(shè)計方案 教師： 序號： 授課時間 授課班級 上課地點 所屬項目 項目7減速器

10、機械裝配工藝規(guī)程編制與實施 學習任務(wù) 任務(wù)7.2減速器機械裝配工藝規(guī)程編制與實施 課時 4 教學目標 最終目標 能合理編制機械部件、機器的機械裝配工藝規(guī)程并實施，裝配出合格的部件或產(chǎn)品 促成目標 1．能正確分析部件、機器的技術(shù)要求和使用要求 2．能對部件、機器的裝配工藝及裝配誤差進行合理性分析，并提出改進建議 3．能考慮部件、機器裝配成本，并對裝配工藝過程進行優(yōu)化設(shè)計 4．能正確選擇裝配方法，合理編制部件、機器機械裝配工藝規(guī)程，正確填寫機械裝配工藝文件 5．能正確選用裝配工具實施裝配，對部件或產(chǎn)品進行調(diào)試 6．能查閱并貫徹相關(guān)國家標準和行業(yè)標準，執(zhí)行安全文明生產(chǎn)

11、7．能注重培養(yǎng)學生的職業(yè)素養(yǎng)與良好習慣 教學過程設(shè)計 1. 任務(wù)引入 圖7.10所示為蝸輪與錐齒輪減速器，試編制其機械裝配工藝規(guī)程并實施。 1—箱體；2、32、33、42—調(diào)整墊圈；3、20、24、37、48—軸承蓋；4—蝸桿軸；5、21、40、51、54—軸承； 6、9、11、12、14、22、31、41、47、50—螺釘；7—手把；8—蓋板；10—箱蓋；13—環(huán)； 15、28、35、39—鍵；16—聯(lián)軸器；17、23—銷；18—防松鋼絲圈；19、25、38—毛氈； 26—墊圈；27、45、49—螺母；29、43、52—齒輪；30—軸承套；34—蝸輪； 36—蝸

12、輪軸；44—止動墊圈；46—壓蓋；53—墊片；55—隔圈 圖7.10 蝸輪與錐齒輪減速器 2. 相關(guān)知識 1．產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)工藝性 （1）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性的概念。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性是指所設(shè)計的產(chǎn)品在能滿足使用要求的前提下，制造、維修的可行性和經(jīng)濟性，包括產(chǎn)品生產(chǎn)工藝性和產(chǎn)品使用工藝性。前者是指其制造的難易程度與經(jīng)濟性，后者則指其在使用過程中維護保養(yǎng)和修理的難易程度與經(jīng)濟性。產(chǎn)品生產(chǎn)工藝性除零件的結(jié)構(gòu)工藝性外，還包括產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的裝配工藝性。 （2）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的裝配工藝性分析。 ①結(jié)構(gòu)的繼承性好和“三化”程度高。 ②產(chǎn)品能分解成獨立的裝配單元。 ③各裝配單元要有正確的裝配基準。 ④要便于裝

13、拆和調(diào)整。 ⑤減少裝配時的修配工作和機械加工。 ⑥滿足裝配尺寸鏈“環(huán)數(shù)最少原則”。 ⑦各種連接的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)便于裝配工作的機械化和自動化。 2．裝配的組織形式及生產(chǎn)類型 （1）裝配的組織形式。 按照機器產(chǎn)品在裝配過程中移動與否，裝配組織形式可分為有固定式裝配和移動式裝配兩種。 ①固定式裝配。固定式裝配是指產(chǎn)品或部件的全部裝配工作都安排在某一固定的裝配工作地點進行的裝配。 根據(jù)裝配地點的集中程度與裝配工人流動與否，又可將固定式裝配分為以下三種。 ②移動式裝配。移動式裝配是指零、部件按裝配順序從一個裝配地點移動到下一個裝配地點，各裝配地點的工人分別完成各自承擔的裝配工序，直至最后一

14、個裝配地點，以完成全部裝配工作的裝配。 移動式裝配分為自由移動式裝配和強制移動式裝配。 （2）生產(chǎn)類型及其工藝特點。 3．裝配工藝規(guī)程的制定 （1）制定裝配工藝規(guī)程的基本要求。裝配是機器制造和修理的最后階段，是機器質(zhì)量的最后保證環(huán)節(jié)。在制定裝配工藝規(guī)程時應(yīng)符合以下基本要求。 ①在保證裝配質(zhì)量的前提下，盡量提高裝配效率和降低裝配成本。 ②在充分利用現(xiàn)有生產(chǎn)條件的基礎(chǔ)上，盡量采用國內(nèi)外先進工藝技術(shù)和經(jīng)驗。 ③對結(jié)構(gòu)和裝配工藝特征相近的產(chǎn)品和部件，應(yīng)盡量采用或設(shè)計典型的工藝規(guī)程。 ④工藝規(guī)程的內(nèi)容和文件形式應(yīng)正確、統(tǒng)一和清晰，其繁簡程度應(yīng)與生產(chǎn)類型相適應(yīng)。 ⑤必須注重生產(chǎn)安全和工業(yè)

15、衛(wèi)生。 （2）制定裝配工藝規(guī)程的原始資料。此時，通常應(yīng)具備以下原始資料。 ①機器產(chǎn)品的裝配圖以及有關(guān)的零件圖。 ②機器產(chǎn)品驗收的技術(shù)條件。 ③產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)及生產(chǎn)類型。 ④現(xiàn)有生產(chǎn)條件和工藝技術(shù)資料。 （3）制定裝配工藝規(guī)程的步驟。 ①進行產(chǎn)品分析。 ②確定裝配方法與裝配組織形式。 ③劃分裝配單元。 ④確定裝配順序。 ⑤劃分裝配工序，進行工序設(shè)計。 ⑥編寫裝配工藝文件。 ⑦制訂產(chǎn)品的檢驗和試驗規(guī)范。 4.減速器裝配質(zhì)量的檢驗 （1）檢驗普通圓柱蝸桿蝸輪副的嚙合質(zhì)量。 ①側(cè)隙大小的檢查。 ②接觸斑點的檢驗。 （2）錐齒輪傳動裝置的檢驗項目。 ①檢驗錐齒輪傳動

16、裝置軸線相交的正確性。 ②檢驗錐齒輪軸線之間角度的準確性。 3. 任務(wù)實施 1．減速器機械裝配工藝規(guī)程編制 （1）減速器裝配的常規(guī)技術(shù)要求。 ①機器的組裝、部裝以及總裝一定要按裝配工藝順序進行，不能發(fā)生工藝干涉，如軸中間的齒輪還沒裝，便先裝配了軸端的軸承等。 ②零件和組件必須正確安裝在規(guī)定位置，不允許裝入圖樣中未規(guī)定的其他任何零件，如墊圈、襯套之類零件，未經(jīng)檢查合格、驗收、未打印和油漆未干的零件一概不準裝配。 ③各固定連接牢固、可靠。 ④各軸線之間相互位置精度（如平行度、同軸度、垂直度等）必須嚴格保證。 ⑤回轉(zhuǎn)件運轉(zhuǎn)靈活，滾動軸承間隙合適，潤滑良好，不漏油。 ⑥嚙合零件（

17、如蝸桿副、錐齒輪副）正確嚙合，符合規(guī)定的技術(shù)要求。 ⑦任何相互配合的表面盡量不要在裝配時修整，要求配作零件（如鍵和鍵槽）的修配除外。 ⑧機器裝配后進行試車，試運轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速應(yīng)接近機器額定轉(zhuǎn)速；試車時，潤滑油內(nèi)嚴禁加入研磨劑和雜質(zhì)；齒面接觸面積要達到規(guī)定的等級要求。 （2）減速器的裝配工藝過程 ①裝配前的準備工作。 a. 研究和熟悉產(chǎn)品裝配圖的技術(shù)要求及驗收技術(shù)條件，了解產(chǎn)品的性能、結(jié)構(gòu)以及各零件的作用和相互連接關(guān)系。 b. 確定裝配方法、裝配順序和所需的裝配設(shè)備和工藝裝備。 c. 領(lǐng)取、備齊零件，并進行清洗、涂防護潤滑油。 ②裝配前期工作。包括零件的清洗、整形及補充加工（如配鉆、配

18、鉸等）。 ③零件的預(yù)裝配。零件的預(yù)裝配又稱試裝或試配，是為保證產(chǎn)品總裝質(zhì)量而進行的各連接部位的局部試驗性裝配。 ④減速器組件的裝配。 ⑤減速器總裝配和調(diào)試。 （3）填寫裝配工藝文件。 2．減速器機械裝配工藝規(guī)程實施 （1）裝配工作法。 ①可拆連接的裝配?？刹疬B接有螺紋連接、鍵連接、花鍵連接和圓錐面連接，其中螺紋連接應(yīng)用最廣。 ②不可拆連接的裝配。不可拆連接的特點是連接零件不能相對運動，當拆開連接時，將損傷或破壞連接零件。屬于不可拆連接的有過盈連接、焊接連接、鉚釘連接、黏合連接和滾口及卷邊連接。 （2）蝸輪與錐齒輪減速器裝配。 作業(yè) 思考練習 教學反饋 1

19、 機械制造工藝 《機械制造工藝》教學設(shè)計方案 教師： 序號： 授課時間 授課班級 上課地點 所屬項目 項目7減速器機械裝配工藝規(guī)程編制與實施 學習任務(wù) 任務(wù)7.1機械裝配方法選擇 課時 4 教學目標 最終目標 能合理編制機械部件、機器的機械裝配工藝規(guī)程并實施，裝配出合格的部件或產(chǎn)品 促成目標 1．能正確分析部件、機器的技術(shù)要求和使用要求 2．能對部件、機器的裝配工藝及裝配誤差進行合理性分析，并

20、提出改進建議 3．能考慮部件、機器裝配成本，并對裝配工藝過程進行優(yōu)化設(shè)計 4．能正確選擇裝配方法，合理編制部件、機器機械裝配工藝規(guī)程，正確填寫機械裝配工藝文件 5．能正確選用裝配工具實施裝配，對部件或產(chǎn)品進行調(diào)試 6．能查閱并貫徹相關(guān)國家標準和行業(yè)標準，執(zhí)行安全文明生產(chǎn) 7．能注重培養(yǎng)學生的職業(yè)素養(yǎng)與良好習慣 教學過程設(shè)計 1. 任務(wù)引入 任何機器都是由零件、組件和部件等裝配而成的。機器的體積大小不同，結(jié)構(gòu)復(fù)雜各異，即使同一臺機器，生產(chǎn)綱領(lǐng)、工作環(huán)境不同，也可能采納不同的裝配方法。而且同一項裝配精度，采用的裝配方法不同，其裝配尺寸鏈的解算方法也不相同。因此，在機器的裝配過

21、程中，各有哪些裝配方法？哪種裝配方法才是合理的？其裝配精度和裝配效率又如何？怎樣求解裝配尺寸鏈？這就需要熟知各種保證裝配精度的裝配方法。 2. 相關(guān)知識 1．裝配的概念 （1）機器的組成。任何機器都是由零件、組件和部件組合而成的。 ①零件。零件是組成機器和參加裝配不可再分的基本單元。大部分零件都是預(yù)先裝成合件、組件和部件再進入總裝。 ②合件。合件是比零件大一級的裝配單元。下列情況皆屬合件。 a. 兩個以上零件，由不可拆卸的連接方法（如鉚、焊、熱壓裝配等）連接在一起。 b. 少數(shù)零件組合后還需要合并加工，如齒輪減速箱體與箱蓋、柴油機連桿與連桿蓋，都是組合后鏜孔的，零件之間對號入座

22、，不能互換。 c. 以一個基準零件和少數(shù)零件組合在一起。③組件。組件是一個或若干個合件與若干個零件的組合。 ④部件。 部件是一個基準件和若干個零件、合件和組件的組合。部件是機器中具有完整功能的一個組成部分，如車床的主軸箱、進給箱，汽車中的發(fā)動機、底盤等。 ⑤機器產(chǎn)品。 （2）裝配的定義。根據(jù)規(guī)定的技術(shù)要求，將零件、組件或部件進行配合和連接，使之成為半成品或成品的工藝過程，稱為裝配。裝配有組件裝配、部件裝配和總裝配之分。 ①組件裝配。將若干零件、合件安裝在一個基礎(chǔ)零件上而構(gòu)成組件的過程，簡稱組裝。 ②部件裝配。根據(jù)規(guī)定的要求，將若干個零件、合件、組件安裝在另一個基礎(chǔ)零件上而構(gòu)成部件

23、（獨立機構(gòu)）的過程，簡稱部裝。 ③總裝配。將若干個零件和部件組合成整臺機器的過程稱為總裝配，簡稱總裝。 （3）裝配工作的基本內(nèi)容。機械裝配是機器產(chǎn)品制造的最后階段，裝配過程不是將合格零件簡單地連接起來，而是要采取一系列工藝措施，才能最終達到產(chǎn)品裝配質(zhì)量要求。常見的裝配工作包含以下一系列的內(nèi)容。 ①清洗。經(jīng)檢驗合格的零件或部件，裝配前要經(jīng)過認真清洗。 a. 清洗的目的。去除黏附在零件或部件中的油污和機械雜質(zhì)（灰塵、切屑等），并使零、部件具有一定的防銹能力。機械裝配過程中，軸承、配偶件、密封件、傳動件及其他零、部件的清洗對保證產(chǎn)品的裝配質(zhì)量和延長產(chǎn)品的使用壽命均有重要的意義。 b. 清洗

24、的方法。擦洗、浸洗、噴洗和超聲波清洗等。 c. 清洗的工藝要點。清洗液（煤油、汽油、堿液及各種化學清洗液）及其工藝參數(shù)（溫度、時間、壓力等）。 ②連接。連接就是將兩個或兩個以上的零件結(jié)合在一起，這是裝配的主要工作。連接的方式一般有兩種：可拆卸連接和不可拆卸連接。 ③校正、調(diào)整與配作。 校正是指產(chǎn)品中相關(guān)零、部件間相互位置的找正、找直、找平及相應(yīng)的調(diào)整工作，保證達到裝配精度要求等。常用的校正方法有平尺校正、角尺校正、水平儀校正、拉鋼絲校正、光學校正和激光校正等。 調(diào)整是指相關(guān)零、部件間相互位置的調(diào)節(jié)工作。 配作是指幾個零件裝配后確定其相互位置的加工，如配鉆、配鉸、配刮和配磨等，這是裝

25、配中間附加的一些鉗工和機械加工工作。配作是與校正、調(diào)整工作結(jié)合進行的，只有經(jīng)過認真的校正、調(diào)整之后，才能進行配作。 ④平衡。 對轉(zhuǎn)速較高、運動平穩(wěn)性要求較高的機器，為防止運轉(zhuǎn)中發(fā)生振動，應(yīng)對其旋轉(zhuǎn)零、部件（有時包括整機）進行平衡。 平衡的方法有靜平衡和動平衡兩種。對于直徑較大、長度較小的圓盤類零件，如飛輪、帶輪等，一般采用靜平衡法，以消除質(zhì)量分布不均所造成的靜力不平衡；對于長度較大的零件如機床主軸、電動機轉(zhuǎn)子等，需采用動平衡法，以消除質(zhì)量分布不均所造成的力偶不平衡。 旋轉(zhuǎn)體的不平衡可用以下方法校正。 a. 用補焊、鉚接、粘接或螺紋連接等方法在超重處對面加配質(zhì)量。 b. 用鉆、銼和磨

26、削等方法在超重處去除質(zhì)量。 c. 在預(yù)置的平衡槽內(nèi)改變平衡塊的位置和數(shù)量（砂輪靜平衡常用此法）。 ⑤試驗和驗收。 除上述裝配工作外，油漆、包裝等也屬于裝配工作。 2．機器產(chǎn)品的裝配精度 （1）裝配精度及其內(nèi)容。裝配精度是裝配工藝的質(zhì)量指標，可根據(jù)產(chǎn)品的工作性能和要求來確定。機器的裝配精度通常包括以下內(nèi)容。 ①尺寸精度。尺寸精度指零、部件的距離精度和配合精度。 ②相互位置精度。相互位置精度指相關(guān)運動零、部件間的平行度、垂直度、同軸度及各種跳動等要求。 ③相對運動精度。相對運動精度指有相對運動的零、部件間在運動方向和相對運動速度上的精度。運動方向精度主要是運動零部件之間相對運動的平

27、行度和垂直度等，相對運動速度精度是指內(nèi)聯(lián)系傳動鏈的傳動精度。 ④接觸精度。接觸精度是指相互配合表面、接觸表面和連接表面間達到規(guī)定的接觸面積大小和接觸點分布情況。 （2）裝配精度與零件精度的關(guān)系。 3．裝配尺寸鏈 （1）裝配尺寸鏈的概念及其特征。 產(chǎn)品或部件在裝配過程中，由相關(guān)零件的有關(guān)尺寸（表面或軸線間距離）或相互位置關(guān)系（平行度、垂直度或同軸度等）組成的一個封閉的尺寸系統(tǒng)稱為裝配尺寸鏈，其基本特征是具有封閉性，即由一個封閉環(huán)和若干個組成環(huán)所構(gòu)成的尺寸鏈呈封閉圖形。 （2）裝配尺寸鏈的分類。 按照各環(huán)的幾何特征和所處的空間位置不同，裝配尺寸鏈大致可分為以下四類。 ①直線尺寸鏈（

28、線性尺寸鏈）。 ②角度尺寸鏈。 ③平面尺寸鏈。 ④空間尺寸鏈。 裝配尺寸鏈中常見的是前2種。平面尺寸鏈和空間尺寸鏈可以用坐標投影法轉(zhuǎn)換為直線尺寸鏈。 （3）裝配尺寸鏈的建立。 ①確定封閉環(huán)。在裝配過程中，要求保證的裝配精度就是封閉環(huán)。 ②查明組成環(huán)，畫裝配尺寸鏈圖。 ③判別組成環(huán)的性質(zhì)。 a. 組成環(huán)數(shù)最少原則。 b. 按封閉環(huán)的不同位置和方向，分別建立裝配尺寸鏈。 （4）裝配尺寸鏈的計算。 ①計算類型。 a. 正計算法。 b. 反計算法。 c. 中間計算法。 無論哪一種情況，其解算方法都有兩種：極限法和概率法。 ②計算方法。 a. 極限法。b. 概率法。

29、 3. 任務(wù)實施 1．互換裝配法 互換裝配法是指在裝配時各配合零件不經(jīng)修理、選擇或調(diào)整即可達到裝配精度的方法?；Q裝配法的實質(zhì)是通過控制零件的加工誤差來保證產(chǎn)品的裝配精度。 根據(jù)零件的互換程度不同，互換裝配法可分為完全互換裝配法和不完全互換裝配法兩種。 （1）完全互換裝配法。 ①完全互換裝配法的優(yōu)點。 a. 裝配質(zhì)量穩(wěn)定可靠（裝配質(zhì)量是靠零件的加工精度來保證）。 b. 裝配過程簡單，生產(chǎn)率高（零件不需挑選，不需修磨）。 c. 對工人技術(shù)水平要求不高。 d. 便于組織流水作業(yè)和實現(xiàn)自動化裝配。 e. 容易實現(xiàn)零部件的專業(yè)協(xié)作、成本低。 f. 便于備件供應(yīng)及機械維修工作。

30、 ②完全互換裝配法適用于成批、大量生產(chǎn)中裝配那些組成環(huán)數(shù)較少或組成環(huán)數(shù)雖多但裝配精度要求不高的機器結(jié)構(gòu)。 ③完全互換法裝配時零件公差的確定。 a. 確定封閉環(huán)。 b. 查明全部組成環(huán)，。 c. 校核各環(huán)的基本尺寸。各環(huán)的基本尺寸必須滿足。 d. 決定各組成環(huán)的公差。各組成環(huán)的公差必須滿足 e. 各組成環(huán)的平均公差TP，公式為 （2）不完全互換裝配法（統(tǒng)計互換裝配法）。 不完全互換裝配方法適用于在大批大量生產(chǎn)中裝配那些裝配精度要求較高且組成環(huán)數(shù)又多的機器結(jié)構(gòu)。 2．選擇裝配法 選擇裝配法有三種：直接選配法、分組裝配法和復(fù)合選配法。 （1）直接選配法。由裝配工人從許多待裝

31、配的零件中憑經(jīng)驗挑選合適的零件，通過試湊進行裝配，以保證裝配精度的方法，稱為直接選配法。其特點如下。 ①操作簡單，零件不必先分組，裝配精度較高。 ②裝配時憑經(jīng)驗和判斷性測量選擇零件，挑選零件的時間長，裝配時間不易準確控制，不適用于節(jié)拍要求較嚴的大批大量生產(chǎn)。 ③裝配精度在很大程度上取決于工人的技術(shù)水平。 （2）分組裝配法。在成批或大量生產(chǎn)中，將產(chǎn)品各配合副的零件按實測尺寸大小分組，裝配時按對應(yīng)組進行互換裝配以達到裝配精度的方法，稱為分組裝配法。 （3）復(fù)合選配法。復(fù)合選配法是直接選配與分組裝配的綜合裝配法。 3．修配裝配法 在單件、小批生產(chǎn)中裝配那些裝配精度要求高、組成環(huán)數(shù)又多的

32、機器結(jié)構(gòu)時，常用修配法裝配。生產(chǎn)中通過修配達到裝配精度的方法很多，常見的有以下三種。 4．調(diào)整裝配法 在成批及大量生產(chǎn)中，對于裝配精度要求較高而組成環(huán)數(shù)目較多的裝配尺寸鏈，可以采用調(diào)整法進行裝配。根據(jù)補償件的調(diào)整方法不同，調(diào)整裝配法可分為可動調(diào)整、固定調(diào)整和誤差抵消調(diào)整三種。 5．裝配方法的選擇 裝配方法的選擇原則是： 當組成環(huán)的加工經(jīng)濟可行時，優(yōu)先選用完全互換裝配法；當成批生產(chǎn)、組成環(huán)又較多時，可考慮不完全互換裝配法。 當封閉環(huán)精度較高、組成環(huán)較少時，可采用選擇裝配法； 組成環(huán)多的裝配尺寸鏈采用調(diào)整裝配法； 單件小批生產(chǎn)時，常采用修配法。 某些要求很高的裝配精度在目前的技術(shù)

33、條件下，仍需靠高級技工手工操作及經(jīng)驗得到。 作業(yè) 思考練習 教學反饋 1 機械制造工藝 《機械制造工藝》教學設(shè)計方案 教師： 序號： 授課時間 授課班級 上課地點 所屬項目 項目6叉架類零件加工工藝規(guī)程編制與實施 學習任務(wù) 任務(wù)6.1撥叉零件機械加工工藝規(guī)程編制與實施 課時 6 教學目標 最終目標 能合理編制叉架類零件的機械加工工藝規(guī)程并實施，加工出合格零件 促成目標 1．

34、能正確分析叉架類零件的結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求 2．能根據(jù)實際生產(chǎn)需要合理選用設(shè)備、工裝，設(shè)計簡單專用夾具，合理選擇金屬切削加工參數(shù) 3．能合理進行叉架類零件精度檢驗 4．能考慮加工成本，對零件的機械加工工藝過程進行優(yōu)化設(shè)計 5．能合理編制叉架類零件機械加工工藝規(guī)程，正確填寫其相關(guān)工藝文件 6．能查閱并貫徹相關(guān)國家標準和行業(yè)標準 7．能進行設(shè)備的常規(guī)維護與保養(yǎng)，執(zhí)行安全文明生產(chǎn) 8．能注重培養(yǎng)學生的職業(yè)素養(yǎng)與習慣 教學過程設(shè)計 1. 任務(wù)引入 編制如圖6.2所示的撥叉零件的機械加工工藝規(guī)程并實施，設(shè)計鉆削f?8?mm鎖銷孔的機床專用夾具。零件材料為45#鋼，質(zhì)量為4.5?kg，

35、生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn)。 圖6.2 撥叉零件 2. 相關(guān)知識 1. 機床專用夾具設(shè)計基礎(chǔ) 機床專用夾具是為某一零件在某一道工序上的裝夾而專門設(shè)計和制造的夾具。 （1）對專用夾具的基本要求。 ①保證工件的加工精度。 ②提高勞動生產(chǎn)率。 ③工藝性好。 ④使用性好。 ⑤經(jīng)濟性好。 （2）專用夾具設(shè)計步驟。 ①明確設(shè)計任務(wù)，收集和研究設(shè)計資料。 a.在已知生產(chǎn)綱領(lǐng)的前提下，分析研究被加工零件的零件圖、工序圖、工藝規(guī)程和夾具設(shè)計任務(wù)書，對工件進行工藝分析。 b.根據(jù)夾具設(shè)計任務(wù)書收集有關(guān)技術(shù)資料。 ②構(gòu)思夾具結(jié)構(gòu)方案，繪制結(jié)構(gòu)草圖。這是極為重要的步驟。 a.確定工件的

36、定位方案，設(shè)計定位裝置。 b.確定工件的夾緊方案，設(shè)計夾緊裝置。 c.根據(jù)需要確定其他裝置及元件的結(jié)構(gòu)形式。 d.確定夾具體的結(jié)構(gòu)形式及夾具在機床上的安裝方式。 e.繪制夾具結(jié)構(gòu)草圖并標注尺寸、公差及技術(shù)要求。 ③繪制夾具裝配總圖。 ④繪制非標準夾具零件圖。 （3）夾具總裝圖技術(shù)要求的制訂。 ①夾具總裝圖上應(yīng)標注的尺寸和公差包括以下幾種。 a. 夾具外形的最大輪廓尺寸（A類尺寸），以表示夾具在機床上所占的空間位置和活動范圍，便于校核此夾具是否會與機床、刀具等發(fā)生干涉。 b. 影響工件定位精度的有關(guān)尺寸和公差（B類尺寸）。 c. 影響刀具導向精度或?qū)Φ毒鹊挠嘘P(guān)尺寸和公差（

37、C類尺寸）。 d. 影響夾具安裝精度的有關(guān)尺寸和公差（D類尺寸）。 e. 其他影響工件加工精度的尺寸和公差（E類尺寸），主要指夾具內(nèi)部各組成零件之間的配合尺寸和配合代號。 ②夾具總裝圖上應(yīng)標注的技術(shù)要求包括以下幾個方面。 a. 各定位元件的定位表面之間的相互位置精度要求。 b. 定位元件的定位表面與夾具安裝基面之間的相互位置精度要求。 c. 定位元件的定位表面與導向元件工作表面之間的相互位置精度要求。 d. 各導向元件的工作表面之間的相互位置精度要求。 e. 定位元件的定位表面或?qū)蛟ぷ鞅砻媾c夾具找正基面之間的相互位置精度要求。 f. 與保證夾具裝配精度有關(guān)的或與檢驗方法

38、有關(guān)的特殊技術(shù)要求。 ③與工件加工尺寸公差有關(guān)的夾具公差與配合的確定。 a. 對于直接影響工件加工精度的夾具公差。 b. 對于直接影響工件加工精度的配合類別的確定，應(yīng)根據(jù)配合公差（間隙或過盈）的大小，通過計算或類比法確定，應(yīng)盡量選用優(yōu)先配合。 c. 對于與工件加工精度無直接影響的夾具公差與配合，其中位置公差一般按IT9～IT11選??；夾具的外形輪廓尺寸可不標注公差，按IT13確定。 2. 撥叉零件精度檢驗 撥叉零件精度檢驗項目及檢驗方法如下。 （1）孔的尺寸精度：塞規(guī)。 （2）各表面的表面粗糙度：標準樣塊比較法。 （3）平面的形狀精度：水平儀。 （4）孔與平面的位置精度、兩

39、孔的位置精度（垂直度）：標準檢驗棒、千分尺、百分表等。 3. 任務(wù)實施 1．撥叉零件機械加工工藝規(guī)程編制 （1）分析撥叉零件的結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求。 ①叉架類零件的結(jié)構(gòu)特點。 ②叉架類零件的技術(shù)要求。其一般技術(shù)要求項目主要有： a. 基準孔的尺寸精度為IT7~IT9級，形狀精度一般控制在孔徑公差之內(nèi)，表面粗糙度值Ra為3.2~0.8μm。工作表面的尺寸精度為IT5~IT10級，表面粗糙度值Ra為6.3~1.6 μm。 b. 工作表面對基準孔的相對位置精度（如垂直度等）為0.05~0.15 mm/100 mm。 ③撥叉零件的結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求。 （2）明確撥叉零件毛坯狀況。 ① 叉架

40、類零件的材料、毛坯和熱處理。 ②選擇撥叉毛坯種類和制造方法。 ③繪制撥叉鍛造毛坯簡圖。 （3）選擇定位基準。 ①粗基準的選擇。 ②精基準的選擇 （4）擬定撥叉零件機械加工工藝路線。 ①確定加工方案。 ②劃分加工階段。將撥叉零件加工階段劃分成粗加工、半粗加工和精加工三個階段。 ③確定加工順序。 （5）設(shè)計工序內(nèi)容。 ①撥叉零件加工余量、工序尺寸及其公差的確定。 ②切削用量、時間定額的計算。 ③選擇設(shè)備、工裝。 （6）填寫工藝文件。 2．撥叉零件機械加工工藝規(guī)程實施 （1）撥叉零件的加工。按機械加工工藝規(guī)程執(zhí)行（表6-5～表6-7）。 作業(yè) 思考練習 教學反饋

41、 1 機械制造工藝 《機械制造工藝》教學設(shè)計方案 教師： 序號： 授課時間 授課班級 上課地點 所屬項目 項目5圓柱齒輪零件機械加工工藝規(guī)程編制與實施 學習任務(wù) 任務(wù)5.1直齒圓柱齒輪加工工藝規(guī)程編制與實施 課時 4 教學目標 最終目標 能合理編制圓柱齒輪零件的機械加工工藝規(guī)程并實施，加工出合格的零件 促成目標 1．能正確分析圓柱齒輪零件結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求 2．能根據(jù)實際生產(chǎn)需要合

42、理選用設(shè)備、工裝；合理選擇金屬切削加工參數(shù)，進行齒坯、齒廓等加工 3．能合理進行齒輪零件精度檢驗 4．能考慮加工成本，對零件的機械加工工藝過程進行優(yōu)化設(shè)計 5．能合理編制齒輪零件的機械加工工藝規(guī)程，正確填寫機械加工工藝文件 6．能查閱并貫徹相關(guān)國家標準和行業(yè)標準 7．能明確齒輪加工設(shè)備的常規(guī)維護與保養(yǎng)，執(zhí)行安全文明生產(chǎn) 8．能注重培養(yǎng)學生的職業(yè)素養(yǎng)與良好習慣 教學過程設(shè)計 1. 任務(wù)引入 編制圖5.31所示的雙聯(lián)圓柱齒輪零件的機械加工工藝規(guī)程并實施。零件材料為40Cr，精度等級為7-7-7級（GB/T10095—2008），生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn)。 齒號 Ⅰ Ⅱ

43、 齒號 Ⅰ Ⅱ 模數(shù) m 2 2 基節(jié)極限偏差 ±fpb ±0.016 ±0.016 齒數(shù) Z 28 42 齒形公差 ff 0.017 0.018 齒形角 a 20° 20° 齒向公差 Fb 0.017 0.017 精度等級 7GK 7JL 公法線平均長度及極限偏差 公法線長度變動公差 Fw 0.039 0.024 跨齒數(shù) k 4 5 齒圈徑向跳動公差 Fr 0.050 0.042 圖5.31 雙聯(lián)圓柱齒輪零件 2. 相關(guān)知識 1．齒形的精加工方法 齒形的精加工方

44、法有剃齒、珩齒和磨齒三種，它們都是應(yīng)用展成原理進行加工的。 （1）剃齒，是利用剃齒刀在剃齒機上對齒輪齒面進行精加工的一種方法，主要用于成批和大量生產(chǎn)中加工未經(jīng)淬硬（35 HRC以下）的圓柱齒輪，常作為滾齒或插齒的后續(xù)工序。 ①剃齒運動。剃齒加工是利用一對螺旋角不等的螺旋齒輪嚙合的原理實現(xiàn)的。剃齒的基本條件是剃齒刀與被切齒輪的軸線在空間存在一個交叉角，剃齒刀為主動輪，被切齒輪為從動輪。當交叉角為零時，切削速度為零，剃齒刀對工件沒有切削作用。 ②剃齒機，是按螺旋齒輪嚙合原理，用剃齒刀帶動工件（或工件帶動刀具）旋轉(zhuǎn)剃削圓柱齒輪齒面的齒輪精加工機床。剃齒機加工需要有以下幾種運動。 a.主運動。

45、剃齒刀帶動工件的高速正、反轉(zhuǎn)運動。 b.工件沿軸向往復(fù)運動。使齒輪全齒寬均能剃削。 c.工件每往復(fù)一次做徑向進給運動。以切除全部余量。 ③剃齒刀的選用。剃齒刀是一個圓柱斜齒輪，在齒側(cè)面上做出許多小的凹形容屑槽而形成刀刃。 剃齒刀工作原理 ④剃齒余量。剃齒余量的大小對加工質(zhì)量及生產(chǎn)率均有一定影響。余量不足，剃前誤差和齒面缺陷不能全部除去；余量過大，刀具磨損快，剃齒質(zhì)量反而變壞。 ⑤剃齒的工藝特點。 a.剃齒的生產(chǎn)率高，剃削一個中等尺寸的齒輪一般只需2～4 min，與磨齒相比，可提高生產(chǎn)率10倍以上。 b.由于剃齒加工是自由嚙合，機床無展成運動傳動鏈，因此機床結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)整容易

46、，輔助時間短。 c.剃齒也能進行硬齒面（45～55 HRC）的齒形精加工，加工精度可達7級，齒面粗糙度Ra為1.6～0.8 mm。但淬硬前的精度應(yīng)提高一級，剃削余量為0.01～0.03 mm。 d.剃前齒輪材料密度均勻，無局部缺陷，韌性不得過大，硬度范圍為22～32HRC。 e.剃齒主要用于提高齒形精度和齒向精度、降低齒面粗糙度值，但不能修正分齒誤差。 （2）珩齒，是在珩磨機上用珩磨輪對齒輪進行精加工的一種方法，多用于成批生產(chǎn)中、淬火后齒形的精加工，加工精度可達7～6級，也可用于非淬硬齒輪加工。 ①珩齒原理。 珩齒原理圖 ②珩齒方法。 珩齒有外嚙合式、內(nèi)嚙合式和蝸桿式珩齒三

47、種方法。 ③珩齒的切削用量。珩齒余量很小，一般珩前為剃齒時，單邊取0.01～0.02 mm；珩前為磨齒時，單邊取0.003～0.005 mm。徑向進給量一般按工作臺3～5個往復(fù)行程即可完成珩齒（約1 min珩一個齒輪），縱向進給量為0.05～0.065 mm/r，珩齒速度一般為1～2.5 m/s。 ④珩齒的工藝特點。與剃齒相比較，珩齒具有以下工藝特點。 a. 珩磨輪結(jié)構(gòu)和砂輪相似，但珩齒速度甚低，加之磨粒粒度較細，珩磨輪彈性較大，故珩齒過程實際上是一種低速磨削、研磨和拋光的綜合過程。 b. 珩齒時，軸交角常取15°，齒面間除沿齒向產(chǎn)生相對滑移進行切削外，沿漸開線方向的滑動使磨粒也能切削

48、，因此齒面形成交叉復(fù)雜的網(wǎng)紋刀痕，且齒面不會燒傷，表面質(zhì)量較好，齒面粗糙度Ra可從1.6 μm降到0.8～0.4 μm。 c. 珩磨輪彈性較大，加工余量小，所以珩齒對珩前齒輪的各項誤差修正作用不強，珩磨輪本身精度對加工精度的影響很小。 d. 珩磨時，珩磨輪轉(zhuǎn)速高（1 000～2 000 r/min），可同時沿齒向和漸開線方向產(chǎn)生滑動進行連續(xù)切削，生產(chǎn)率高。 e. 珩齒設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，在剃齒機上即可珩齒。 ⑤珩齒的應(yīng)用。 珩齒主要用于剃齒后需淬火齒輪的精加工，能去除氧化皮和毛刺，改善熱處理后的齒面粗糙度。 （3）磨齒。 磨齒是用砂輪在專用磨齒機上對齒輪進行精加工的一種方法。

49、它既可磨削未淬硬齒輪，也可磨削淬硬齒輪，還可用于插齒刀、剃齒刀等齒輪刀具的精加工 ①磨齒方法。根據(jù)漸開線的形成原理，分為成形法和展成法兩種。 a. 成形法磨齒。這是一種用成形砂輪磨齒的方法，目前生產(chǎn)中應(yīng)用較少，但它已經(jīng)成為磨削內(nèi)齒輪和特殊齒輪時必須采用的方法。 b. 展成法磨齒。展成法磨齒是將砂輪的磨削部分修整成錐面，以構(gòu)成假想齒條的齒面。 常用的展成法磨齒方法有以下幾種。 i．錐面砂輪磨齒。ii．雙片碟形砂輪磨齒。 iii．蝸桿砂輪磨齒。 ②磨齒機。磨齒機用于各種高精度齒輪的精加工。 ③磨齒時的軸向進給量。 磨齒時，軸向進給量是由材料硬度、齒面粗糙度、加工精度及砂輪性能等因

50、素決定的。加工精度、硬度較高且齒面粗糙度較低的工件選用小進給量，通常取0.10～0.15 mm/r（砂輪沿工件徑向進給取0.05 mm/行程），精加工時進給量取0.03～0.04 mm/r。對于精度較低（低于5級）、硬度不高的工件，可適當加大進給量，以提高效率。 2．齒形加工方案選擇 對于不同精度等級的齒輪，常用的齒形加工方案如下。 （1）對于8級及8級以下精度的不淬硬齒輪，可用銑齒或滾、插齒直接達到加工精度要求。 （2）對于8級及8級以下精度的淬硬齒輪，需在淬火前將精度提高一級，其加工方案可采用滾、插齒→齒端加工→齒面淬硬→修正內(nèi)孔。 （3）對于6、7級精度的不淬硬齒輪，其齒輪加工

51、方案為滾、插齒→齒端加工→剃齒。 （4）對于6、7級精度的淬硬齒輪，其齒形加工一般有兩種方案： ①剎一珩磨方案。滾、插齒→齒端加工→剃齒→齒面淬硬→修正內(nèi)孔→珩齒。 ②磨齒方案。滾、插齒→齒端加工→齒面淬硬→修正內(nèi)孔→磨齒。 剎一珩方案生產(chǎn)率高，廣泛用于7級精度齒輪的成批生產(chǎn)中。磨齒方案生產(chǎn)率低，一般用于6級精度以上的齒輪。 （5）對于5級及5級精度以上的齒輪，一般采用磨齒方案，即滾、插齒→齒端加工→齒面淬硬→修正基準→磨齒。 （6）對于大批量生產(chǎn)，用滾、插齒→冷擠齒的加工方案，可穩(wěn)定地獲得7級精度齒輪。 3. 任務(wù)實施 1．雙聯(lián)齒輪零件機械加工工藝規(guī)程編制 （1）分析

52、雙聯(lián)齒輪的結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求 （2）明確雙聯(lián)齒輪零件毛坯狀況。此齒輪在正火后進行精加工，制造工藝較簡單。齒輪材料為40Cr，毛坯形式選用鍛件。 （3）選擇定位基準。以工件花鍵孔和端面聯(lián)合定位，確定齒輪中心和軸向位置，并采用面向定位端面的夾緊方式。這種方式既基準重合、又基準統(tǒng)一，定位精度高。 （4）擬定雙聯(lián)齒輪零件的機械加工工藝路線。 ①確定各表面加工方案。 a. 齒坯加工方案的選擇。任務(wù)2中齒輪零件生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn)，齒坯加工采用“粗車→拉→精車”的加工方案。 b. 齒形加工方案的選擇。 本任務(wù)中的齒輪齒形精度，等級為7-7-7級，齒形精加工采用剃→珩加工方案。 c. 花鍵孔加工。

53、主要有插削、拉削和磨削等方法。 ③安排加工順序。任務(wù)2中齒輪的機械加工工藝路線為毛坯鍛造→正火→齒坯粗車→拉花鍵孔→齒坯精車→插齒→滾齒→齒端加工→剃齒→齒圈淬火→齒輪定位花鍵孔推孔加工→珩齒→檢驗。 （5）設(shè)計工序內(nèi)容。 ①確定加工余量、工序尺寸及其公差。 ②選擇設(shè)備、工裝。 ③確定插齒切削用量。 （6）填寫工藝文件。雙聯(lián)齒輪零件的機械加工工藝過程見表5-11。 2．雙聯(lián)齒輪零件機械加工工藝規(guī)程實施 （1）雙聯(lián)齒輪零件的加工。按其機械加工工藝過程執(zhí)行（表5-11）。 （2）齒輪精度檢驗。參照表5-2，按照雙聯(lián)齒輪零件的精度檢驗組、測量條件及要求進行檢驗。 作業(yè)

54、思考練習 教學反饋 1 機械制造工藝 《機械制造工藝》教學設(shè)計方案 教師： 序號： 授課時間 授課班級 上課地點 所屬項目 項目5圓柱齒輪零件機械加工工藝規(guī)程編制與實施 學習任務(wù) 任務(wù)5.1直齒圓柱齒輪加工工藝規(guī)程編制與實施 課時 6 教學目標 最終目標 能合理編制圓柱齒輪零件的機械加工工藝規(guī)程并實施，加工出合格的零件 促成目標 1．能正確分析圓柱齒輪零件結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求 2．

55、能根據(jù)實際生產(chǎn)需要合理選用設(shè)備、工裝；合理選擇金屬切削加工參數(shù)，進行齒坯、齒廓等加工 3．能合理進行齒輪零件精度檢驗 4．能考慮加工成本，對零件的機械加工工藝過程進行優(yōu)化設(shè)計 5．能合理編制齒輪零件的機械加工工藝規(guī)程，正確填寫機械加工工藝文件 6．能查閱并貫徹相關(guān)國家標準和行業(yè)標準 7．能明確齒輪加工設(shè)備的常規(guī)維護與保養(yǎng)，執(zhí)行安全文明生產(chǎn) 8．能注重培養(yǎng)學生的職業(yè)素養(yǎng)與良好習慣 教學過程設(shè)計 1. 任務(wù)引入 編制圖5.2所示直齒圓柱齒輪的機械加工工藝規(guī)程并實施。零件材料為40Cr，生產(chǎn)類型為小批生產(chǎn)。 模數(shù) m 3 齒數(shù) Z 26 齒形角 a 20

56、° 精度等級 8FH/GB/T 10095—2008 齒圈徑向跳動公差 Fr 0.045 公法線長度變動公差 Fw 0.040 齒距極限偏差 fpt ±0.020 基節(jié)極限偏差 fpb ±0.018 齒向公差 Fb 0.018 跨齒數(shù) k 3 公法線平均長度及極限偏差 圖5.2 直齒圓柱齒輪 2. 相關(guān)知識 一個齒輪的加工過程是由若干工序組成的。齒形加工方法很多，切削加工具有良好的加工精度，仍是齒形的主要加工方法，按其加工原理可分為成形法和展成法兩種。 1．成形法 成形法是利用與被加工齒輪齒槽法向截面形狀相符的成形刀具，在齒坯

57、上加工出齒形的方法。成形法加工有銑齒、拉齒、插齒、刨齒及磨齒等方式，其中最常用的是在普通銑床上用成形銑刀銑齒。 （a）指形齒輪銑刀銑齒 （b）盤形齒輪銑刀銑齒 直齒圓柱齒輪的成形銑削 2．展成法 展成法應(yīng)用齒輪嚙合原理進行加工，加工出的齒形輪廓是刀具切削刃運動軌跡的包絡(luò)線。 用展成原理加工齒形的方法有滾齒、插齒、剃齒、珩齒和磨齒等，其中剃齒、珩齒和磨齒屬于齒形的精加工方法。 （1）滾齒 ①滾齒原理及工藝特點。 在滾齒機上用齒輪滾刀加工齒輪的過程，相當于一對螺旋齒輪互相嚙合運動的過程， 滾切過程中，滾刀與齒坯按嚙合傳動關(guān)系做相對運動，在齒坯上切出齒槽，形

58、成了漸開線齒形，如圖（a）所示。分布在螺旋線上的滾刀各刀齒相繼切除齒槽中一薄層金屬，每個齒槽在滾刀連續(xù)旋轉(zhuǎn)中由幾個刀齒依次切出，漸開線齒廓則由切削刃一系列瞬時位置包絡(luò)而成，如圖（b）所示。 （a） （b） 滾齒漸開線的形成 ②滾齒機。 滾齒機可完成圓柱直齒輪、斜齒輪、蝸輪及花鍵軸加工。 a.滾齒機的組成。 Y3150E型滾齒機是一種中型通用滾齒機，主要用于加工直齒和斜齒圓柱齒輪，也可采用徑向切入法加工蝸輪。 1—床身；2—立柱；3—刀架溜板；4—刀桿；5—滾刀架； 6—支架；7—后立柱；8—心軸；9—工作臺；10—床鞍

59、Y3150E型滾齒機 b.滾齒機的工作運動。滾齒時齒廓的成形方式是展成法，其展成運動是滾刀旋轉(zhuǎn)運動和工件旋轉(zhuǎn)運動組成的復(fù)合運動，當滾刀與工件連續(xù)不斷地旋轉(zhuǎn)時，便在工件整個圓周上依次切出所有齒槽。 i．加工直齒圓柱齒輪的工作運動。 · 主運動。主運動即滾刀的旋轉(zhuǎn)運動。 · 展成運動。展成運動即滾刀與工件之間的嚙合運動。為得到所需的漸開線齒廓和齒輪齒數(shù)，滾齒時滾刀和工件之間必須保持嚴格的相對運動關(guān)系——一對嚙合齒輪的傳動比，即每當滾刀轉(zhuǎn)1周時，工件應(yīng)該相應(yīng)地轉(zhuǎn)k/z周（k為滾刀頭數(shù)，z為工件齒數(shù)）。 · 垂直進給運動。垂直進給運動即滾刀沿工件軸線方向作連續(xù)的進給運動，以切出整個齒寬上的齒

60、形。 為實現(xiàn)上述三個運動，機床就必須具有三條相應(yīng)的傳動鏈。而在每一傳動鏈中，又必須有可調(diào)環(huán)節(jié)（即變速機構(gòu)），以保證傳動鏈兩端件間的運動關(guān)系。 滾切直齒圓柱齒輪的傳動原理圖 ii．加工斜齒圓柱齒輪的工作運動。與加工直齒圓柱齒輪一樣，加工斜齒圓柱齒輪時同樣需要主運動、展成運動和垂直進給運動。此外，為形成螺旋形的輪齒，在滾刀作軸向進給運動的同時還必須給工件一個附加運動——旋轉(zhuǎn)運動B22（見下圖）。 （a） （b） 滾切斜齒圓柱齒輪的傳動原理圖 iii．滾刀架的快速垂向移動。在Y3150E傳動系統(tǒng)中有主運動、展成運動

61、、軸向進給運動和附加運動四條傳動鏈，另外還有一條刀架快速移動（空行程）傳動鏈。 iv．加工蝸輪時的工作運動。Y3150E型滾齒機通常用徑向進給法加工蝸輪（worm wheel），如圖所示。 徑向進給法加工蝸輪 ③齒輪滾刀.齒輪滾刀是按螺旋齒輪嚙合原理加工直齒和斜齒圓柱齒輪的刀具，它相當于一個齒數(shù)很少、螺旋角很大的斜齒輪，外貌呈蝸桿狀。 齒輪滾刀及其結(jié)構(gòu)尺寸圖 a. 齒輪滾刀種類。齒輪滾刀按加工性質(zhì)分為精切滾刀、粗切滾刀、剃前滾刀、刮前滾刀、擠前滾刀和磨前滾刀。齒輪滾刀按結(jié)構(gòu)分為整體滾刀、焊接式滾刀和裝配式滾刀。 b. 齒輪滾刀的選用。一把滾刀可加工模數(shù)和壓力角與之相同

62、而齒數(shù)不同的圓柱齒輪。一般情況下，滾刀精度等級與被加工齒輪精度等級的關(guān)系見表5-4。 ④工件的裝夾。 滾齒時，工件通常用端面及內(nèi)孔定位的方式進行安裝，定位心軸裝在鑄鐵底座的鋼套上，并用螺母壓緊。加工齒輪軸時，一般采用雙頂尖裝夾或是一夾一頂?shù)难b夾方式，即雙頂尖裝夾方式。 1—壓套；2—心軸；3—墊圈；4—鋼套；5—底座；6—齒坯 滾齒安裝方式 雙頂尖裝夾方式 （2）插齒（gear shaping）。用插齒刀按展成法或成形法加工內(nèi)、外齒輪或齒條等的齒面稱為插齒。插齒也是生產(chǎn)中普遍應(yīng)用的切齒方法。 ①插齒原理與運動。 a. 插齒原理。插齒過程相當于一對軸線相互平行的圓柱齒

63、輪相嚙合。 b. 插齒加工時，插齒機必須具備以下運動， i．主運動。插齒時的主運動是指插齒刀沿工件軸線方向所做的高速往復(fù)直線運動。以每分鐘的往復(fù)次數(shù)來表示，向下為切削行程、向上為返回行程。 ii．分齒展成運動。插齒時，插齒刀與工件之間必須保持一對齒輪副的無間隙嚙合運動關(guān)系，即插齒刀每轉(zhuǎn)過一個齒（1/z刀轉(zhuǎn)）時，工件也必須轉(zhuǎn)過一個齒（1/z工轉(zhuǎn)）。 iii．徑向進給運動。插齒時，為逐漸切至工件的全齒深，插齒刀必須有徑向進給運動。徑向進給量用插齒刀每次往復(fù)行程中工件或刀具徑向移動的距離來表示。當達到全齒深時，機床便自動停止徑向進給運動，之后工件和刀具必須對滾一周，才能加工出全部輪齒。 i

64、v．圓周進給運動。展成運動只確定插齒刀和工件的相對運動關(guān)系，而運動的快慢由圓周進給運動來確定。插齒刀每一往復(fù)行程在分度圓上所轉(zhuǎn)過的弧長稱為圓周進給量，其單位為mm/往復(fù)行程。 v．讓刀運動。為避免插齒刀在回程時擦傷已加工表面和減少刀具磨損，此時刀具和工件之間應(yīng)讓開一段距離；而在插齒刀重新開始向下工作行程時，應(yīng)立即恢復(fù)到原位，以便刀具向下切削工件。這種讓開和恢復(fù)原位的運動稱為讓刀運動。新型插齒機一般通過刀具主軸座的擺動來實現(xiàn)讓刀運動，以減小讓刀產(chǎn)生的振動。 （a） （b） ②插齒機。插齒機分立式和臥式兩種，立式插齒機使用最普遍。插齒機多用

65、于粗、精加工內(nèi)外嚙合的直齒圓柱齒輪，特別適用于加工在滾齒機上不能加工的雙聯(lián)、多聯(lián)齒輪、內(nèi)齒輪。 ③插齒刀。插齒刀安裝在插齒機的主軸上，它具有圓周進給運動、上下直線切削主運動和讓刀運動。工件做逐漸徑向切入插齒刀的圓周進給運動，并與插齒刀按規(guī)定傳動比做展成運動，被切齒坯轉(zhuǎn)過一周后便成為齒輪。 a. 插齒刀類型。插齒刀制成AA、A、B三級精度（參見GB/T 6081—2001《直齒插齒刀 基本型式和尺寸》），分別加工6、7、8級精度的齒輪。 b. 插齒刀的選用。選用插齒刀時，需要根據(jù)被切齒輪的種類選定插齒刀的類型，使插齒刀的模數(shù)、齒形角和被切齒輪的模數(shù)、齒形角相等。另外，還要根據(jù)被切齒輪參數(shù)進

66、行必要的校驗，以防切齒時發(fā)生根切、頂切和過渡曲線干涉等。 ④工件的安裝。插齒時，工件通常用端面及內(nèi)孔定位的方式進行安裝， 1—壓套；2—心軸；3—襯套；4—齒坯；5—墊圈 插齒工件安裝方式 3．齒形精度檢測 （1）公法線千分尺，用于測量齒輪公法線長度，是一種通用的齒輪測量工具。 （2）齒厚游標卡尺，專用于測量齒輪齒厚，形狀像90°角尺，有平行和垂直兩種。 （3）齒圈徑向跳動檢查儀，用于檢查圓柱或圓錐外嚙合齒輪及蝸輪、蝸桿的徑向跳動或端面跳動。 （4）齒形齒向測量儀，用于測量圓柱齒輪或齒輪刀具的漸開線齒形誤差和螺旋線齒向誤差，是一種結(jié)構(gòu)簡單、實用的高精度齒輪測量儀，廣泛應(yīng)用于計量室或車間檢查點。 3. 任務(wù)實施 1．直齒圓柱齒輪機械加工工藝規(guī)程編制 （1）分析直齒圓柱齒輪的結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求。 ①圓柱齒輪的結(jié)構(gòu)特點。 ②分析直齒圓柱齒輪的技術(shù)要求。 （2）明確直齒圓柱齒輪毛坯狀況。 ①齒輪的材料及熱處理。 ②齒輪的毛坯。在未加工齒形前的齒輪毛坯稱為齒坯。 ③直齒圓柱齒輪的毛坯。直齒圓柱齒輪材料為40Cr，毛坯形式選用鍛坯。 （3）選擇定位基準。