階梯軸加工工藝過(guò)程分析

1、階梯軸加工工藝過(guò)程分析 圖為減速箱傳動(dòng)軸工作圖樣。表 612 為該軸加工工藝過(guò)程。生產(chǎn)批量為小批生產(chǎn)。材料為 45 熱軋圓鋼。零件需調(diào)質(zhì)。 （一）結(jié)構(gòu)及技術(shù)條件分析 。該軸為沒(méi)有中心通孔的多階梯軸。根據(jù)該零件工作圖，其軸頸 m 、 n ，外圓 p,q 及軸肩 g 、 h 、 i 有較高的尺寸精度和形狀位置精度，并有較小的表面粗糙度值，該軸有調(diào)質(zhì)熱處理要求。 加工工藝過(guò)程分析 1 確定主要表面加工方法和加工方案。rn傳動(dòng)軸大多是回轉(zhuǎn)表面，主要是采用車削和外圓磨削。由于該軸主要表面 m,n,p,q 的公差等級(jí)較高（ it6 ），表面粗糙度值較小（ ra0.8 m ），最終加工應(yīng)采用磨削。其加工方案

2、可參考表 3-14 。 rnrn2 劃分加工階段 rnrn該軸加工劃分為三個(gè)加工階段，即粗車（粗車外圓、鉆中心孔），半精車（半精車各處外圓、臺(tái)肩和修研中心孔等），粗精磨各處外圓。各加工階段大致以熱處理為界。3 選擇定位基準(zhǔn) rnrn軸類零件的定位基面，最常用的是兩中心孔。因?yàn)檩S類零件各外圓表面、螺紋表面的同軸度及端面對(duì)軸線的垂直度是相互位置精度的主要項(xiàng)目，而這些表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)一般都是軸的中心線，采用兩中心孔定位就能符合基準(zhǔn)重合原則。而且由于多數(shù)工序都采用中心孔作為定位基面，能最大限度地加工出多個(gè)外圓和端面，這也符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。下列情況不能用兩中心孔作為定位基面 下列情況不能用兩中心孔作為定位

3、基面： （ 1 ）粗加工外圓時(shí)，為提高工件剛度，則采用軸外圓表面為定位基面，或以外圓和中心孔同作定位基面，即一夾一頂。 （ 2 ）當(dāng)軸為通孔零件時(shí)，在加工過(guò)程中，作為定位基面的中心孔因鉆出通孔而消失。為了在通孔加工后還能用中心孔作為定位基面，工藝上常采用三種方法。 當(dāng)中心通孔直徑較小時(shí)，可直接在孔口倒出寬度不大于 2 mm 的 60 o 內(nèi)錐面來(lái)代替中心孔； 當(dāng)軸有圓柱孔時(shí)，可采用圖 6 36 a 所示的錐堵，取 1 500 錐度；當(dāng)軸孔錐度較小時(shí)，取錐堵錐度與工件兩端定位孔錐度相同； 當(dāng)軸通孔的錐度較大時(shí)，可采用帶錐堵的心軸，簡(jiǎn)稱錐堵心軸，如圖 6 36 b 所示。 使用錐堵或錐堵心軸時(shí)應(yīng)注

4、意，一般中途不得更換或拆卸，直到精加工完各處加工面，不再使 用中心孔時(shí)方能拆卸。 stool 愛(ài)軸承 打個(gè)招呼 秀才三級(jí) 3樓 復(fù)制 引用 熱處理工序的安排 發(fā)表于2006-04-17 10:12 該軸需進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。它應(yīng)放在粗加工后，半精加工前進(jìn)行。如采用鍛件毛坯，必須首先安排退火或正火處理。該軸毛坯為熱軋鋼，可不必進(jìn)行正火處理。 愛(ài)軸承 打個(gè)招呼 秀才三級(jí) 4樓 復(fù)制 引用 加工順序安排 發(fā)表于2006-04-17 10:12 除了應(yīng)遵循加工順序安排的一般原則，如先粗后精、先主后次等，還應(yīng)注意： （ 1 ）外圓表面加工順序應(yīng)為，先加工大直徑外圓 ，然后再加工小直徑外圓，以免一開始就降低了工

5、件的剛度。 （ 2 ）軸上的花鍵、鍵槽等表面的加工應(yīng)在外圓精車或粗磨之后，精磨外圓之前。 軸上矩形花鍵的加工，通常采用銑削和磨削加工，產(chǎn)量大時(shí)常用花鍵滾刀在花鍵銑床上加工。以外徑定心的花鍵軸，通常只磨削外徑鍵側(cè)，而內(nèi)徑銑出后不必進(jìn)行磨削，但如經(jīng)過(guò)淬火而使花鍵扭曲變形過(guò)大時(shí)，也要對(duì)側(cè)面進(jìn)行磨削加工。以內(nèi)徑定心的花鍵，其內(nèi)徑和鍵側(cè)均需進(jìn)行磨削加工。 （ 3 ）軸上的螺紋一般有較高的精度，如安排在局部淬火之前進(jìn)行加工，則淬火后產(chǎn)生的變形會(huì)影響螺紋的精度。因此螺紋加工宜安排在工件局部淬火之后進(jìn)行。 愛(ài)軸承 打個(gè)招呼 秀才三級(jí) 5樓 復(fù)制 引用 帶輪軸加工工藝過(guò)程分析 發(fā)表于2006-04-17 10:

6、15 版主獎(jiǎng)勵(lì)：30點(diǎn) 圖 6 37 為帶輪軸工作圖樣。帶輪軸中的主要技術(shù)條件有兩項(xiàng)：一為滲碳層深度，應(yīng)控制在 1.2 1.5 mm 范圍內(nèi)；二為外圓 22 f 7 需經(jīng)滲碳淬火，其硬度為 hrc58 63 ?？梢钥闯鲋挥?22 f 7 處需滲碳處理，其余部分均不可滲碳。零件上不需滲碳的部分，可用加大余量待滲碳后車去滲碳層或在不需滲碳處涂防滲材料。加工余量應(yīng)單面略大于滲碳深度，故右端直徑取 25 mm ，單面去碳余量為 2.5 mm ，總長(zhǎng)兩端也應(yīng)放去滲碳余量各 3 mm 。在磨外圓前由于已經(jīng)過(guò)淬火工序，兩端中心孔在淬火時(shí)易產(chǎn)生氧化皮及變形，故增加一道研磨中心孔的工序。 愛(ài)軸承 打個(gè)招呼 秀才

7、三級(jí) 6樓 復(fù)制 引用 表 6 — 13 為帶輪軸 發(fā)表于2006-04-17 10:24 表 6 13 為帶輪軸的加工工藝過(guò)程 愛(ài)軸承 打個(gè)招呼 秀才三級(jí) 7樓 復(fù)制 引用 細(xì)長(zhǎng)軸車削的工藝特點(diǎn) 發(fā)表于2006-04-17 10:26 1 細(xì)長(zhǎng)軸剛性很差，車削時(shí)裝夾不當(dāng)，很容易因切削力及重力的作用而發(fā)生彎曲變形，產(chǎn)生振動(dòng)，從而影響加工精度和表面粗糙度。 2 細(xì)長(zhǎng)軸的熱擴(kuò)散性能差，在切削熱作用下，會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)大的線膨脹。如果軸的兩端為固定支承，則工件會(huì)因伸長(zhǎng)而頂彎。 3 由于軸較長(zhǎng)，一次走刀時(shí)間長(zhǎng)，刀具磨損大，從而影響零件的幾何形狀精度。 4 車細(xì)長(zhǎng)軸時(shí)由于使用跟刀架，若支承工件的兩

8、個(gè)支承塊對(duì)零件壓力不適當(dāng)，會(huì)影響加工精度。若壓力過(guò)小或不接觸，就不起作用，不能提高零件的剛度；若壓力過(guò)大，零件被壓向車刀，切削深度增加，車出的直徑就小，當(dāng)跟刀架繼續(xù)移動(dòng)后，支承塊支承在小直徑外圓處，支承塊與工件脫離，切削力使工件向外讓開，切削深度減小，車出的直徑變大，以后跟刀架又跟到大直徑圓上，又把工件壓向車刀，使車出的直徑變小，這樣連續(xù)有規(guī)律的變化，就會(huì)把細(xì)長(zhǎng)的工件車成“竹節(jié)”形。 愛(ài)軸承 打個(gè)招呼 秀才三級(jí) 8樓 復(fù)制 引用 細(xì)長(zhǎng)軸的先進(jìn)車削法 —&m 發(fā)表于2006-04-17 10:27 圖 638 為反向走刀車削法示意圖，這種方法的特點(diǎn)是： 1 細(xì)長(zhǎng)軸左端纏有一圈鋼絲，利

9、用三爪自定心卡盤夾緊，減小接觸面積，使工件在卡盤內(nèi)能自由地調(diào)節(jié)其位置，避免夾緊時(shí)形成彎曲力矩，在切削過(guò)程中發(fā)生的變形也不會(huì)因卡盤夾死而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。 2 尾座頂尖改成彈性頂尖，當(dāng)工件因切削熱發(fā)生線膨脹伸長(zhǎng)時(shí)，頂尖能自動(dòng)后退，可避免熱膨脹引起的彎曲變形。 3 采用三個(gè)支承塊跟刀架，以提高工件剛性和軸線的穩(wěn)定性，避免“竹節(jié)”形。 4 改變走刀方向，使床鞍由主軸箱向尾座移動(dòng)，使工件受拉，不易產(chǎn)生彈性彎曲變形。 愛(ài)軸承 打個(gè)招呼 秀才三級(jí) 9樓 復(fù)制 引用 外圓表面的加工方法和加工方案 發(fā)表于2006-04-17 10:40 版主獎(jiǎng)勵(lì)：30點(diǎn) 案 rn外圓表面是軸類零件的主要表面，因此要能合理地制訂軸類

10、零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程，首先應(yīng)了解外圓表面的各種加工方法和加工方案。本章主要介紹常用的幾種外圓加工方法和常用的外圓加工方案。 rnrn一、外圓表面的車削加工 rnrn根據(jù)毛坯的制造精度和工件最終加工要求，外圓車削一般可分為粗車、半精車、精車、精細(xì)車。 rnrn粗車的目的是切去毛坯硬皮和大部分余量。加工后工件尺寸精度 it11it13 ，表面粗糙度 ra5012.5 m 。 rnrn半精車的尺寸精度可達(dá) it8it10 ，表面粗糙度 ra6.33.2 m 。半精車可作為中等精度表面的終加工，也可作為磨削或精加工的預(yù)加工。 rnrn精車后的尺寸精度可達(dá) it7it8 ，表面粗糙度 ra1.60.8

11、 m 。 rnrn精細(xì)車后的尺寸精度可達(dá) it6it7 ，表面粗糙度 ra0.40.025 m 。精細(xì)車尤其適合于有色金屬加工，有色金屬一般不宜采用磨削，所以常用精細(xì)車代替磨削。 rnrn rn 愛(ài)軸承 打個(gè)招呼 秀才三級(jí) 10樓 復(fù)制 引用 圓表面的磨削加工 發(fā)表于2006-04-17 10:42 磨削是外圓表面精加工的主要方法之一。它既可加工淬硬后的表面，又可加工未經(jīng)淬火的表面。 根據(jù)磨削時(shí)工件定位方式的不同，外圓磨削可分為：中心磨削和無(wú)心磨削兩大類。 （一）中心磨削 中心磨削即普通的外圓磨削，被磨削的工件由中心孔定位，在外圓磨床或萬(wàn)能外圓磨床上加工。磨削后工件尺寸精度可達(dá) it6it8

12、，表面粗糙度 ra0.80.1 m 。按進(jìn)給方式不同分為縱向進(jìn)給磨削法和橫向進(jìn)給磨削法。 1 縱向進(jìn)給磨削法（縱向磨法） 如圖 6-2 所示，砂輪高速旋轉(zhuǎn)，工件裝在前后頂尖上，工件旋轉(zhuǎn)并和工作臺(tái)一起縱向往復(fù)運(yùn)動(dòng)。 2 橫向進(jìn)給磨削法（切入磨法） 如圖 6-3 所示，此種磨削法沒(méi)有縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。當(dāng)工件旋轉(zhuǎn)時(shí)，砂輪以慢速作連續(xù)的橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。其生產(chǎn)率高，適用于大批量生產(chǎn)，也能進(jìn)行成形磨削。但橫向磨削力較大，磨削溫度高，要求機(jī)床、工件有足夠的剛度，故適合磨削短而粗，剛性好的工件；加工精度低于縱向磨法。 愛(ài)軸承 打個(gè)招呼 秀才三級(jí) 11樓 復(fù)制 引用 無(wú)心磨削 發(fā)表于2006-04-17 10:43

13、版主獎(jiǎng)勵(lì)：30點(diǎn) rnrn無(wú)心磨削是一種高生產(chǎn)率的精加工方法，以被磨削的外圓本身作為定位基準(zhǔn)。目前無(wú)心磨削的方式主要有：貫穿法和切入法。 rnrn如圖 6-4 所示為外圓貫穿磨法的原理。 rnrn工件處于磨輪和導(dǎo)輪之間，下面用支承板支承。磨輪軸線水平放置，導(dǎo)輪軸線傾斜一個(gè)不大的 角。這樣導(dǎo)輪的圓周速 rnrn度 導(dǎo) 可以分解為帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)的 工 和使工件軸向進(jìn)給的分量 縱 。 rnrn rnrn如圖 6-5 為切入磨削法磨削的原理。導(dǎo)輪 3 帶動(dòng)工件 2 旋轉(zhuǎn)并壓向磨輪 1 。加工時(shí)，工件和導(dǎo)輪及支承板一起向砂輪作橫向進(jìn)給。磨削結(jié)束后，導(dǎo)輪后退，取下工件。導(dǎo)輪的軸線與砂輪的軸線平行或相交成很小

14、的角度（ 0.51 o ），此角度大小能使工件與擋鐵 4 （限制工件軸向位置）很好地貼住即可。 rnrn 愛(ài)軸承 打個(gè)招呼 秀才三級(jí) 12樓 復(fù)制 引用 無(wú)心磨削時(shí)，必須滿足下列條件 發(fā)表于2006-04-17 10:44 無(wú)心磨削時(shí)，必須滿足下列條件： 1 由于導(dǎo)輪傾斜了一個(gè) 角度，為了保證切削平穩(wěn)，導(dǎo)輪與工件必須保持線接觸，為此導(dǎo)輪表面應(yīng)修整成雙曲線回轉(zhuǎn)體形狀。 2 導(dǎo)輪材料的摩擦系數(shù)應(yīng)大于砂輪材料的磨擦系數(shù)；砂輪與導(dǎo)輪同向旋轉(zhuǎn)，且砂輪的速度應(yīng)大于導(dǎo)輪的速度；支承板的傾斜方向應(yīng)有助于工件緊貼在導(dǎo)輪上。 3 為了保證工件的圓度要求，工件中心應(yīng)高出砂輪和導(dǎo)輪中心連線。高出數(shù)值 h 與工件直徑有

15、關(guān)。當(dāng)工件直徑 d 工 =8 30mm 時(shí)， h d 工 /3 ；當(dāng) d 工 =30 70mm 時(shí)， h d 工 /4 。 4 、導(dǎo)輪傾斜一個(gè) 角度。如圖 6-4 ，當(dāng)導(dǎo)輪以速度 v 導(dǎo) 旋轉(zhuǎn)時(shí)，可分解為： v 工 =v 導(dǎo) cos ; v 縱 =v 導(dǎo) sin 粗磨時(shí)， 取 3 6 ；精磨時(shí)， 取 1 3 。 無(wú)心磨削時(shí)，工件尺寸精度可達(dá) it6-it7 ，表面粗糙度 ra0.8-0.2um. 愛(ài)軸承 打個(gè)招呼 秀才三級(jí) 13樓 復(fù)制 引用 外圓磨削的質(zhì)量分析 發(fā)表于2006-04-17 10:45 版主獎(jiǎng)勵(lì)：30點(diǎn) 在磨削過(guò)程中，由于有多種因素的影響，零件表面容易產(chǎn)生各種缺陷。常見(jiàn)的缺陷及

16、解決措施分析如下： 1 多角形 在零件表面沿母線方向存在一條條等距的直線痕跡，其深度小于 0.5 m ，如圖5-6 所示。 產(chǎn)生原因主要是由于砂輪與工件沿徑向產(chǎn)生周期性振動(dòng)所致。如砂輪或電動(dòng)機(jī)不平衡；軸承剛性差或間隙 太大 ；工件中心孔與頂尖接觸不良；砂輪磨損不均勻等。消除振動(dòng)的措施，如仔細(xì)地平衡砂輪和電動(dòng)機(jī)；改善中心孔和頂尖的接觸情況；及時(shí)修整砂輪；調(diào)整軸承間隙等。 2 螺旋形 磨削后的工件表面呈現(xiàn)一條很深的螺旋痕跡，痕跡的間距等于工件每轉(zhuǎn)的縱向進(jìn)給量。如圖 6-7 所示。 產(chǎn)生原因主要是砂輪微刃的等高性破壞或砂輪與工件局部接觸。如砂輪母線與工件母線不平行；頭架、尾座剛性不等；砂輪主軸剛性差

17、。消除的措施，修正砂輪，保持微刃等高性；調(diào)整軸承間隙；保持主軸的位置精度；砂輪兩邊修磨成能成臺(tái)肩形或倒圓角，使砂輪兩端不參加切削；工件臺(tái)潤(rùn)滑油要合適，同時(shí)應(yīng)有卸載裝置；使導(dǎo)軌潤(rùn)滑為低壓供油。 3 拉毛（劃傷或劃痕） 常見(jiàn)的工件表面拉毛現(xiàn)象如圖 6-8 所示。 產(chǎn)生原因主要是磨粒自銳性過(guò)強(qiáng)；切削液不清潔；砂輪罩上磨屑落在砂輪與工件之間等。消除拉毛的措施，選擇硬度稍高一些的砂輪；砂輪修整后用切削液和毛刷清洗；對(duì)切削液進(jìn)行過(guò)濾；清理砂輪罩上的磨屑等。 4 燒傷 可分為螺旋形燒傷和點(diǎn)燒傷，如圖 6-9 所示。 燒傷的原因主要是由于磨削高溫的作用，使工件表層金相組織發(fā)生變化，因而使工件表面硬度發(fā)生明顯變

18、化。消除燒傷的措施，降低砂輪硬度；減小磨削深度；適當(dāng)提高工件轉(zhuǎn)速；減少砂輪與工件接觸面積；及時(shí)修正砂輪；進(jìn)行充分冷卻等。 愛(ài)軸承 打個(gè)招呼 秀才三級(jí) 14樓 復(fù)制 引用 外圓表面的精密加工 發(fā)表于2006-04-17 10:46 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)工件和加工精度和表面質(zhì)量要求也越來(lái)越高。因此在外圓表面精加工后，往往還要進(jìn)行精密加工。外圓表面的精密加工方法常用的有高精度磨削、超精度加工、研磨和滾壓加工等。 高精度磨削 使軸的表面粗糙度值在 ra0.16 m 以下的磨削工藝稱為高精度磨削，它包括精度磨削（ ra0.6-0.06 m ）、超精密磨削（ ra0.04-0.02 m ）和鏡面磨削（

19、ra 0.01 m）。 高精度磨削的實(shí)質(zhì)在于砂輪磨粒的作用。經(jīng)過(guò)精細(xì)修整后的砂輪的磨粒形成了同時(shí)能參加磨削的許多微刃。如圖 6 -10a,b，這些微刃等高程度好，參加磨削的切削刃數(shù)大大增加，能從工件上切下微細(xì)的切屑，形成粗糙度值較小的表面。隨著磨削過(guò)程的繼續(xù)，銳利的微刃逐漸鈍化，如圖 6 -10c。鈍化的磨粒又可起拋光作用，使粗糙度進(jìn)一步降低。 愛(ài)軸承 打個(gè)招呼 秀才三級(jí) 15樓 復(fù)制 引用 超精加工 發(fā)表于2006-04-17 10:47 版主獎(jiǎng)勵(lì)：50點(diǎn) rnrn用細(xì)粒度磨具的油石對(duì)工件施加很小的壓力，油石作往復(fù)振動(dòng)和慢速沿工件軸向運(yùn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)微量磨削的一種光整加工方法。 rnrn如圖 6

20、-11 所示為其加工原理圖。加工中有三種運(yùn)動(dòng)：工件低速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 1 ；磨頭軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 2 ；磨頭高速往復(fù)振動(dòng) 3 。如果暫不考慮磨頭軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，磨粒在工件表面上走過(guò)的軌跡是正弦曲線，如圖 6-11b 所示。 rn rnrn超精加工大致有四個(gè)階段： rnrn1 強(qiáng)烈切削階段 開始時(shí)，由于工件表面粗糙，少數(shù)凸峰與油石接觸，單位面積壓力很大，破壞了油膜，故切削作用強(qiáng)烈。 rnrn2 正常切削階段 當(dāng)少數(shù)凸峰磨平后，接觸面積增加，單位面積壓力降低，致使切削作用減弱，進(jìn)入正常切削階段。 rnrn3 微弱切削階段 隨著接觸面積進(jìn)一步增大，單位面積壓力更小，切削作用微弱，且細(xì)小的切屑形成氧化物而嵌入油石

21、的空隙中，因而油石產(chǎn)生光滑表面，具有摩擦拋光作用。 rnrn4 自動(dòng)停止切削階段 工件磨平，單位面積上的壓力很小，工件與油石之間形成液體摩擦油膜，不再接觸，切削作用停止。 rnrn經(jīng)超精加工后的工件表面粗糙度值 ra0.08-0.01 m. 。然而由于加工余量較?。ㄐ∮?0.01mm ），因而只能去除工件表面的凸峰，對(duì)加工精度的提高不顯著。 rnrn 愛(ài)軸承 打個(gè)招呼 秀才三級(jí) 16樓 復(fù)制 引用 研 磨 發(fā)表于2006-04-17 10:48 用研磨工具和研磨劑，從工件表面上研去一層極薄的表層的精密加工方法稱為研磨。 研磨用的研具采用比工件材料軟的材料（如鑄鐵、銅、巴氏合金及硬木等）制成。研

22、磨時(shí)，部分磨粒懸浮在工件和研具之間，部分研粒嵌入研具表面，利用工件與研具的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，磨粒應(yīng)切掉一層很薄的金屬，主要切除上工序留下來(lái)的粗糙度凸峰。一般研磨的余量為 0.01 -0.02mm 。研磨除可獲得高的尺寸精度和小的表面粗糙度值外，也可提高工件表面形狀精度，但不能改善相互位置精度。 當(dāng)兩個(gè)工件要求良好配合時(shí)，利用工件的相互研磨（對(duì)研）是一種有效的方法。如內(nèi)燃機(jī)中的氣閥與閥座，油泵油咀中的偶件等。 愛(ài)軸承 打個(gè)招呼 秀才三級(jí) 17樓 復(fù)制 引用 滾壓加工 發(fā)表于2006-04-17 10:49 待添加的隱藏文字內(nèi)容3滾壓加工是用滾壓工具對(duì)金屬材質(zhì)的工件施加壓力，使其產(chǎn)生塑性變形，從而降低工件表面粗糙度，強(qiáng)化表面性能的加工方法。它是一種無(wú)切屑加工。 圖 6-12 為滾壓加工示意圖。滾壓加工有如下特點(diǎn)： 1 滾壓前工件加工表面粗糙度值不大于 ra5 m ，表面要求清潔，直徑余量為 0.02 -0.03mm 。 2 滾壓后的形