《【PPT课件】轴类零件加工(002)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【PPT课件】轴类零件加工(002)（90页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第三章 轴类零件加工,第一节 概 述一、轴类零件的功用及结构特点轴类零件是典型的机器零件。用来支承传动件,传递运动和扭矩。结构类型如下图3-1所示:,第三章 轴类零件加工,二、轴类零件的技术要求1、尺寸精度主要轴颈(指配合,支承轴颈)的尺寸精度,一般为IT9-IT6,机床主轴支承轴颈的尺寸精度为IT5,甚至更高。2、几何形状精度主要有圆度,圆柱度的要求,一般控制在尺寸公差以内。3、位置精度支承轴颈之间有同轴度要求,工作表面,配合表面对支承轴颈有跳动要求。,4、表面粗糙度: 一般为Ra0.8-0.16m。5、热处理为了获得具有一定强度,硬度和耐磨性及其它特殊要求的零件,通常要按排热处理及表面处理
2、。一般常采用的热处理方法有:正火,调质,高频淬火等。为表面的美观和防腐,还按排有电镀,发蓝等表面处理方法。6、其它要求对高速回转的轴零件应有静,动平衡的要求;对有安全要求的轴件,应按排探伤检查。,三、轴类零件的材料与毛坯1、轴类零件的材料常用材料为45#钢,中等精度,速度较高的轴件如专用机床主轴则采用40Cr,强度高,尺寸大的轴零采用30CrMnSi,35CrMnTi,40CrMnTi等合金调质钢。高速重载工作条件下的轴零件，则采用20钢、20Cr、20 CrMnTi等低碳或低碳合金钢经渗碳后淬火，以获得具有较高的抗弯曲疲劳强度和较高的表面硬度、冲击韧性和心部硬度。,2、轴类零件的毛坯常用毛坯
3、为棒料和锻件。形状复杂的轴如曲轴,毛坯一般为铸件。,第二节 轴类零件的工艺过程,一、对滚筒轴进行工艺分析滚筒轴的零件图如图3-2所示：,图3-2,图3-3,卷扬机滚筒轴装配图如图3-3所示:,1、了解各项技术条件,提出必要的改进意见1)零件的功用,及使用条件分析滚筒轴支承在两个轴承上,右端通过圆锥面和传动键同滚筒相连,中部经花键与齿轮相连；动力经齿轮传递到滚筒轴和传动键以实现滚筒的转动；为减少灰尘危害,设有内喷雾装置,相应滚筒零件轴做成空心的,以便钢管通过。为防止泄漏,还设有密封装置.由于工作负荷较大,滚筒轴将承受较大的扭,弯载荷,工作条件十分恶劣。,2) 滚筒轴主要的技术要求对支承轴颈的要求
4、为保证与轴承有良好的配合及满足装配要求,规定支承轴颈的尺寸精度为IT6,两支承轴颈与定位台阶面对公共轴线的跳动为0.02mm；并能综合控制形,位误差,表面粗糙度Ra1.60.8m。对配合锥面的要求为使滚筒转动时,不产生较大的跳动,规定锥面对公共轴线的跳动为0.02mm;为保证锥面配合的可靠性,规定锥面与锥孔配合接触面积不小于75%,外锥面的表面粗糙度Ra2.51.25m。平键槽侧面对锥面轴线的对称度为0.06mm。,对其它表面的要求齿轮孔与轴外花键的配合,为减小齿轮转动时的跳动,规定花键内径对公共轴线的跳动为0.02mm,为保证密封效果,还规定50H7对公共轴线的跳动为0.02mm.对花键用综
5、合环规检验,以保证装配精度。热处理要求毛坯锻造后正火,为提高材料的综合机械性能粗加工后应按排调质处理，硬度HB240-280。,2、结构工艺性分析二、选择毛坯滚筒轴为阶梯轴,台阶之间相差不大,但使用条件对工件材料有强度方面的要求,应选择锻件,零件的生产纲领为中批生产,最后确定为模锻毛坯.三、拟定工艺过程(一) 定位基准的选择1、精基准的选择根据定位精基准的选择原则:基准重合与基准统一原则,应选择轴的公共回转轴线作为统一的定位精基准。,这样既可避免基准不重合误差,也能保证各表面之间的位置精度。,由于滚筒轴是一空心轴,半精车时可采用两端中心孔作为定位精基准,轴心线上孔加工以后,应再加工出两端的60
6、内锥面作为后续加工的定位精基准。2:粗基准毛坯外圆。(二) 加工方法的选择1:主要表面,两支承轴颈,尺寸精度IT6,Ra0.8m,应选:车磨,的加工方法。,2、配合锥面:Ra1.6m,应选车-磨,3、花键:内径Ra1.6m,其余Ra6.4-3.3 m,选铣-磨；,4、30深孔:车床钻削；5、3-M12螺孔:钻床钻-攻加工；6、平键槽:普通铣床铣削；7、其它表面:均可采用车床车削；(三) 划分加工阶段1、支承表面:(根据精度,毛坯,批量,结构及尺寸大小)应划分为:粗车-半精车-精车-磨削。,2、锥面:粗车-半精车-精车-磨削.3、花键:铣两侧面-铣底径-铣空刀槽-磨底径。,4、 30深孔:在车床
7、上用加长钻削；5、3-M12螺孔:钻床钻-攻加工；6、平键槽:普通铣床铣削；7、其它表面:粗车-精车；(四) 按排加工顺序1、机械加工顺序的按排1)基准先行作为定位精基准的表面应首先按排加工；由于滚筒轴毛坯为模锻,毛坯精度较低,加工余量也较大。,加工前应先划线,打洋冲眼,再按划线,打洋冲眼的位置钻中心孔,作为粗车各外圆的定位精基准.,在后续的半精车时,再平两端面,重钻中心孔;以消除调质变形的影响,提高定位精度。由于滚筒轴的具体结构,需在轴心线位置钻30mm通孔,原有的两端面定位中心孔被切除,因此,需在两端面孔口车出两60锥面作为后面加工的定位精基准。2、主次分开,划分加工阶段零件是由多个不同类
8、型的表面组成的,在按排这些表面的加工先后顺序时,必须把主要表面和次要表面的加工分开,先按排主要表面的加工,再视具体,情况按排次要表面的加工，对主要表面的加工应划分加工阶段。对滚筒轴,中等精度,批量不大,可划分为粗加工阶段:包括,中心孔,各外圆的粗车;半精加工阶段:包括各外圆的半精车,深孔的加工,孔两端台阶孔,60定位锥面的加工；精加工阶段:包括各外圆的精车,支承轴颈的磨削,锥面的磨削。3、先面后孔这一原则适用于支架箱体零件的加工.4、次要表面加工穿插进行使加工阶段的划分更加明显,加大各加工阶段,之间的时间间隔,使残余应力有足够的时间重新分布以稳定加工尺寸,保证加工精度。在主要表面的半精车到精车
9、之间穿插:34mm深孔,两端台阶孔,60定位内锥面的加工。34mm深孔的加工,按排在调质与半精车以后,为深孔的加工提供了可靠的定位基准,并避免了热处理引起变形的影响,可使得壁厚均匀,保证了在加工60定位内锥面的精度,同时提高了作为定位精基准面的60定位内锥面的定位精度。在精车与磨削之间穿插两端面挡板固定螺孔(4-M16及4-M27)的加工。,花键的加工,由于花键轴上,安装动力输入齿轮,二者之间有较高的位置精度,把花键的加工放在两支承轴颈精加工的后边,以精加工过的两支承轴颈作为定位精基准, 能保证相关的加工精度。为进一步保证花键的加工精度,铣花键后再按排磨削, 中间穿插锥面上平键槽的加工,最后按
10、排固定平键的3-M12螺孔的加工。2、热处理工序的按排毛坯锻糙后正火处理;粗加工后调质处理。3、辅助工序的按排所有工序完成以后,按排一次抽检。,五、工序集中与工序分散程度的确定由于滚筒轴为中小批生产,宜采用工序集中的原则划分工序。如外圆的车削,粗车,半精车,精车各外圆表面,台阶面,都是集中在一道工序内完成的。六、选择机床及工艺装备,确定加工余量,工序尺寸及公差,估算工时定额后即完成了滚筒轴的工艺设计。七、滚筒轴简要的工艺过程卡如所示:,对同一轴零件,生产条件不同,工艺过程不同;不同结构的轴零件,生产条件相同,工艺过程也有所不同，但拟定工艺过程的方法是相同的。一、不同生产批量下轴零件工艺过程特点
11、1、所用机床设备不同1)胞单件小批生产,使用通用机床设备,如车削多采用普通车床;铣削多采用普通铣床;钻削多采用普通钻床等。,第三节 其它轴零件的工艺过程,2) 大批大量生产,使用高效率专用机床设备如车削多采用转塔,自动,半自动多刀车床,液压仿形车床和数控车床;铣削多采用多工位或回转工作台专用高效率铣床及组合铣床,龙门铣床等;钻削多采用多刀,组合刀具的专用高效率组合钻床等。2、工序集中与分散的程度不同1) 单件小批生产机械加工工序相对集中.如外圆的车削,阶梯轴上各外圆,台阶面都可集中在一道工序内完成,件数很少时阶梯轴上各外圆,台阶面的粗精加工也都高度集中在一道工序内完成。,2) 大批大量生产,则
12、采用工序分散,以便组成流水作业,提高加工的生产率。,3、定位中心孔的加工方法不同1) 单件小批量生产:中心孔在普通车床上加工。如图3-4所示：2) 大批大量生产:中心孔在专用机床上加工。如图3-5所示：,图3-4,图3-5,4、毛坯的制造方法不同1) 单件小批量生产:锻件毛坯为自由锻,铸件毛坯为木模砂型手工造形方法制造的毛坯。2) 大批大量生产:锻件毛坯为模锻,铸件毛坯为高效率毛坯制造方法制造的毛坯,如金属模砂型机器造形方法制造的毛坯。,二、传动轴中批生产的工艺过程传动轴的零件图如图3-7所示：,三、拟定轴零件工艺过程中的几个问题(一) 中心孔的修研作为轴零件在加工过程中的主要定位精基准,对保
13、证加工精度起着重要的作用。但是,在加工过程中力的作用,及热处理的影响,都会使中心孔定位面产生变形,将直接影响定位精度。为此,须对中心孔进行修研，其方法有:1、硬质合金顶尖修研一般在车床上进行,一端硬质合金顶尖,另一端普通顶尖,工件安装在两定尖之间,工人手持工件不动硬质合金顶尖在车床主轴带动下回转,由硬质合金顶尖，如图3-8所示，,上的棱边切除掉一层微薄的金属,从而校正了中心孔的定位精度。此种修研方法,生产率较高,一般2-5秒即完成修研，加工质量高,圆度达0.001mm,粗糙度Ra0.630.32m,适用于一般精度轴类零件中心孔的修研。2、用油石或橡胶砂轮顶尖修研如图3-9所示:修研时间约1-2
14、分钟锥面圆度误差2-1 mRa0.16-0,08 m，适用于精密工具,量具的中心孔的修研.但磨具磨耗快。,图3-9,图3-8,3、铸铁顶尖修研修研精度高,但效率低,适用于大型精度要求特高的轴类零件中心孔的修研。,(二) 花键的加工1、花键铣削1) 单件小批生产,花键在普通铣床上铣削.铣削方法有以下两种:盘铣刀铣花键如图3-10所示:,图3-10,铣削步骤:先两个三面刃铣刀铣花键的两个侧面,接下来铣空刀槽,最后用成形铣刀铣花键内径。这种方法加工精度和生产率都较低,多用于单件小批生产。飞刀铣花键如图3-11所示:,图3-11,铣削步骤:先用镶硬质合金成形刀具铣出花键槽,再用镶硬质合金的两把偏刀铣花
15、键的两个侧面.这种加工方法生产率和加工质量都有所提高,刀头镶硬质合金,铣削速度较高,因此,称为“飞刀铣花键”。2)大批大量生产,花键在花键铣床上,采用展成法加工,加工质量好,生产效率高。2、花键磨削对加工质量要求高,淬硬的花键,还需要按排磨削加工。单件小批生产在普通磨床上磨削,大批大量生产在专用花键磨床上磨削.在普通磨床上磨花键如图3-12所示:,(三) 单件小批生产轴零件的工艺过程由于生产批量小为简化工艺管理,降低成本,往往采用通用机床设备,工序集中的原则拟定轴零件的机械加工工艺过程。,图3-12,单件小批生产,轴零件工艺过程举例,小轴的零件图如图3-13所示:,图3-13,工序 工 序 内 容 机床,1 车端面,钻中心孔;粗车各外圆;半精车 各外圆,切槽,倒角,车螺纹 车床2 磨300.0065,350.008及50.008 外圆至尺寸要求,靠磨50台阶面。 外圆 磨床3 检验,第四节 外圆、锥面和螺纹的加工（一）外圆的车削一 、外圆表面的加工1、外圆车削概述外圆的车削,是最常用的加工方法.在一般的机械厂车床的数量约占机床总量的2050%,外圆车刀一般用主偏角90,75,45的偏刀,所加工材料的硬度在HRC30以下。大大批大量生产,外圆在转塔,自动,半自动车床或数控车床及液压仿形车床上加工。单单件小批生产外圆普通车床上加工。,
