軸類零件的加工工藝資料

1、軸類零件的加工工藝 緒論 本課題主要研究軸類零件加工過程,加工工藝注意點及改良的方法,通過總結(jié)非標(biāo)件的加工 以及典型半成品軸類零件的加工實例來加以說明.現(xiàn)在許多制造最終成品的工廠為了提升機(jī) 器的某些性能或者降低本錢,需要找機(jī)械加工廠定做的,常常會由于設(shè)備、技術(shù)或者工藝規(guī)程制定的不是很好,加工出來的部件無法滿足使用要求,所以需要一次次的總結(jié),改良加工 工藝,從而完善產(chǎn)品.經(jīng)過總結(jié)了生產(chǎn)上出現(xiàn)的問題,寫下了這篇論文. 軸類零件是機(jī)器中經(jīng)常遇到的典型零件之一.它在機(jī)械中主要用于支承齒輪、帶輪、凸輪以 及連桿等傳動件,以傳遞扭矩.按結(jié)構(gòu)形式不同,軸可以分為階梯軸、錐度心軸、光軸、空心軸、曲軸、凸輪軸、

2、偏心軸、各種絲杠等. 圖軸的種類 a a光軸 b b空心軸 c c半軸 d d階梯軸 e e花鍵軸 f f十字軸 g g偏心軸 h h曲軸 i i凸輪軸 1 1 軸類零件的功用、結(jié)構(gòu)特點 軸類零件是機(jī)器中經(jīng)常遇到的典型零件之一.它在機(jī)械中主要用于支承齒輪、帶輪、 凸輪以及連桿等傳動件,以傳遞扭矩.按結(jié)構(gòu)形式不同,軸可以分為階梯軸、錐度心軸、光軸、空心軸、曲軸、凸輪軸、偏心軸、各種絲杠等.它主要用來支承傳動零部件,傳遞扭矩和承受載荷.軸類零件是旋轉(zhuǎn)體零件,其長度大于直徑,一般由同心軸的外圓柱面、圓錐面、內(nèi)孔和螺紋及相應(yīng)的端面所組成.根據(jù)結(jié)構(gòu)形狀的不同,軸類零件可分為光軸、階梯軸、空 心軸和曲軸等

3、. 軸的長徑比小于 5 5 的稱為短軸,大于 2020 的稱為細(xì)長軸,大多數(shù)軸介于兩者之間. 1.11.1 軸類零件的毛坯和材料 1.1.11.1.1 軸類零件的毛坯 軸類毛坯常用圓棒料和鍛件；大型軸或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的軸采用鑄件.毛坯經(jīng)過加熱 鍛造后,可使金屬內(nèi)部纖維組織沿外表均勻分布,獲得較高的抗拉、抗彎及抗扭強(qiáng)度. 根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模的不同,毛坯的鍛造方式有自由鍛和模鍛兩種.中小批生產(chǎn)多采用自由鍛,大 批大量生產(chǎn)時采用模鍛. 1.1.21.1.2 軸類零件的材料 軸類零件材料常用 4545 鋼,精度較高的軸可選用 40Cr40Cr、軸承鋼 GCr13GCr13 彈簧鋼 65Mn,65Mn,也可選用球墨

4、鑄鐵；對高速、重載的軸,選用 20Mn2B20Cr20Mn2B20Cr 等低碳合金鋼或 38CrMoAl38CrMoAl 氮化鋼. 4545 鋼是軸類零件的常用材料,它價格廉價經(jīng)過調(diào)質(zhì)或正火后,可得到較好的 切削性能,而且能獲得較高的強(qiáng)度和韌性等綜合機(jī)械性能,淬火后外表硬度可達(dá) 454552HRC52HRC 40Cr40Cr 等合金結(jié)構(gòu)鋼適用于中等精度而轉(zhuǎn)速較高的軸類零件,這類鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)和淬火后,具有較好的綜合機(jī)械性能. 軸承鋼 GCr15GCr15 和彈簧鋼 65Mn65Mn 經(jīng)調(diào)質(zhì)和外表高頻淬火后,外表硬度可達(dá) 505058HRC58HRC 并具有較高的耐疲勞性能和較好的耐磨性能,可制造較高

5、精度的軸. 精密機(jī)床的主軸 例如磨床砂輪軸、坐標(biāo)錘床主軸 可選用 38CrMoAIA38CrMoAIA 氮化鋼.這種鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)和外表氮化后,不僅能獲得很高的外表硬度,而且能保持較軟的芯部,因此耐沖 擊韌性好.與滲碳淬火鋼比擬,它有熱處理變形很小,硬度更高的特性. 2 2 軸類零件一般加工要求及方法在學(xué)校機(jī)械加工實習(xí)課中,軸類零件的加工是學(xué)生練習(xí)車削技能的最根本也最重要的工程, 但學(xué)生最后完工工件的質(zhì)量總是很不理想,經(jīng)過分析主要是學(xué)生對軸類零件的工藝分析工藝 規(guī)程制訂不夠合理. 軸類零件中工藝規(guī)程的制訂,直接關(guān)系到工件質(zhì)量、勞動生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效益.一零件可以有幾種不同的加工方法,但只有某一種較合理,

6、在制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程中,須注意以下幾點. 1.1. 零件圖工藝分析中,需理解零件結(jié)構(gòu)特點、精度、材質(zhì)、熱處理等技術(shù)要求,且要研究產(chǎn)品裝配圖,部件裝配圖及驗收標(biāo)準(zhǔn). 2.2. 滲碳件加工工藝路線一般為：下料鍛造-正火粗加工半精加工滲碳去碳加工 對不需提升硬度局部淬火 r 車螺紋、鉆孔或銃槽粗磨 r 低溫時效 r 半精磨 r 低溫時效精磨. 3.3. 粗基準(zhǔn)選擇：有非加工外表,應(yīng)選非加工外表作為粗基準(zhǔn).對所有外表都需加工的鑄件軸,根據(jù)加工余量最小外表找正.且選擇平整光滑外表,讓開澆口處.選牢固可靠外表為粗基準(zhǔn),同時,粗基準(zhǔn)不可重復(fù)使用. 4.4. 精基準(zhǔn)選擇：要符合基準(zhǔn)重合原那么,盡可能選設(shè)計基

7、準(zhǔn)或裝配基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn).符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原那么.盡可能在多數(shù)工序中用同一個定位基準(zhǔn).盡可能使定位基準(zhǔn)與測量基準(zhǔn)重合. 選擇精度高、安裝穩(wěn)定可靠外表為精基準(zhǔn). 工藝規(guī)程制訂得是否合理,直接影響工件的質(zhì)量、勞動生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效益.一個零件可以用幾種不同的加工方法制造,但在一定的條件下,只有某一種方法是較合理的.因此,在制訂工藝規(guī)程時,必須從實際出發(fā),根據(jù)設(shè)備條件、生產(chǎn)類型等具體情況,盡量采用先進(jìn)加工方 法,制訂出合理的工藝規(guī)程. 2.22.2 軸類零件加工的技術(shù)要求 1 1 尺寸精度軸類零件的主要外表常為兩類,一類是與軸承的內(nèi)圈配合的外圓軸頸,即支承軸 頸,用于確定軸的位置并支承軸,尺寸精度要求較高,

8、通常為 IT5IT5IT7;IT7;另一類為與各類傳動件配合的軸頸,即配合軸頸,其精度稍低,通常為 IT6IT6- -IT9IT9. . 2幾何形狀精度主要指軸頸外表、外圓錐面、錐孔等重要外表的圓度、圓柱度.其誤差一般 應(yīng)限制在尺寸公差范圍內(nèi),對于精密軸,需在零件圖上另行規(guī)定其幾何形狀精度. 3 3 相互位置精度包括內(nèi)、外外表,重要軸面的同軸度、圓的徑向跳動、重要端面對軸心線的 垂直度、端面間的平行度等. 4 4 外表粗糙度軸的加工外表都有粗糙度的要求,一般根據(jù)加工的可能性和經(jīng)濟(jì)性來確定.1 1 鍛造毛坯在加工前,均需安排正火或退火處理,使鋼材內(nèi)部晶粒細(xì)化,消除鍛造應(yīng)力,降低材料硬度,改善切削

9、加工性能. 2 2 調(diào)質(zhì)一般安排在粗車之后、半精車之前,以獲得良好的物理力學(xué)性能. 3 3 外表淬火一般安排在精加工之前,這樣可以糾正因淬火引起的局部變形. 4 4 精度要求高的軸,在局部淬火或粗磨之后,還需進(jìn)行低溫時效處理. 2.42.4 典型軸類零件加工工藝改良的方法 對于7 7 級精度、外表粗糙度Ra0.8Ra0.80.4m0.4m 的一般傳動軸,其工藝路線是：正火一車端面鉆中央孔-粗車各外表-精車各外表-銃花鍵、鍵槽-熱處理-修研中央孔-粗磨外圓-精磨 外圓一檢驗. 由于細(xì)長軸剛性很差,在加工中極易變形,對加工精度和加工質(zhì)量影響很大.為此,生產(chǎn)中常采用以下舉措予以解決. 2.4.12.

10、4.1 改良工件的裝夾方法 粗加工時,由于切削余量大,工件受的切削力也大,一般采用卡頂法,尾座頂尖采用彈性頂 尖,可以使工件在軸向自由伸長.但是,由于頂尖彈性的限制,軸向伸長量也受到限制,因而頂緊力不是很大.在高速、大用量切削時,有使工件脫離頂尖的危險.采用卡拉法可防止這種現(xiàn)象的產(chǎn)生. 精車時,采用雙頂尖法此時尾座應(yīng)采用彈性頂尖有利于提升精度,其關(guān)鍵是提升中央孔 精度. 2.4.22.4.2 采用跟刀架 跟刀架是車削細(xì)長軸極其重要的附件.采用跟刀架能抵消加工時徑向切削分力的影響,從 而減少切削振動和工件變形,但必須注意仔細(xì)調(diào)整,使跟刀架的中央與機(jī)床頂尖中央保持一 2.4.32.4.3 采用反向

11、進(jìn)給 車削細(xì)長軸時,常使車刀向尾座方向作進(jìn)給運動此時應(yīng)安裝卡拉工具,這樣刀具施加于工件上的進(jìn)給力方向朝向尾座,因而有使工件產(chǎn)生軸向伸長的趨勢,而卡拉工具大大減少了由于工件伸長造成的彎曲變形. 2.4.42.4.4 采用車削細(xì)長軸的車刀 車削細(xì)長軸的車刀一般前角和主偏角較大,以使切削輕快,減小徑向振動和彎曲變形.粗加工用車刀在前刀面上開有斷屑槽,使斷屑容易.精車用刀常有一定的負(fù)刃傾角,使切屑流向待加工面. 軸類零件是機(jī)器中經(jīng)常遇到的典型零件之一.它主要用來支承傳動零部件,傳遞扭矩和承受載荷.軸類零件是旋轉(zhuǎn)體零件,其長度大于直徑,一般由同心軸的外圓柱面、圓錐面、內(nèi)孔和螺紋及相應(yīng)的端面所組成.根據(jù)結(jié)

12、構(gòu)形狀的不同,軸類零件可分為光軸、階梯軸、空心軸和曲軸等. 軸的長徑比小于5的稱為短軸,大于20的稱為細(xì)長軸,大多數(shù)軸介于兩者之間. 軸用軸承支承,與軸承配合的軸段稱為軸頸.軸頸是軸的裝配基準(zhǔn),它們的精度和外表質(zhì)量一般要求較高,其技術(shù)要求一般根據(jù)軸的主要功用和工作條件制定,通常有以下幾項： 一尺寸精度起支承作用的軸頸為了確定軸的位置,通常對其尺寸精度要求較高IT5IT7.裝配傳動件的軸頸尺寸精度一般要求較低IT6IT9. 二 幾何形狀精度軸類零件的幾何形狀精度主要是指軸頸、外錐面、莫氏錐孔等的圓度、圓柱度等,一般應(yīng)將其公差限制在尺寸公差范圍內(nèi).對精度要求較高的內(nèi)外圓外表,應(yīng)在圖紙上標(biāo)注其允許偏

13、差. 三 相互位置精度軸類零件的位置精度要求主要是由軸在機(jī)械中的位置和功用決定的.通常應(yīng)保證裝配傳動件的軸頸對支承軸頸的同軸度要求,否那么會影響傳動件齒輪等的傳動精度,并產(chǎn)生噪聲.普通精度的 軸,其配合軸段對支承軸頸的徑向跳動一般為0.010.03mm高精度軸如主軸通常為0.0010.005mm 四外表粗糙度一般與傳動件相配合的軸徑外表粗糙度為Ra2.5 0.63門與軸承相配合的支承軸徑的外表粗糙度為Ra0.630.16m 概述 一、軸類零件的功用與結(jié)構(gòu)特點 1、功用：為支承傳動零件齒輪、皮帶輪等、傳動扭矩、承受載荷,以及保證裝在主軸上的工件或刀具具有一定的回轉(zhuǎn)精度. 2、2、分類：軸類零件按

14、其結(jié)構(gòu)形狀的特點,可分為光軸、階梯 軸、空心軸和異形軸包括曲軸、凸輪軸和偏心軸等四類. 圖軸的種類 a a光軸 b b空心軸 c c半軸 d d階梯軸 e e花鍵軸 f f十字軸 g g偏心軸 h h曲軸 i i凸輪軸 假設(shè)按軸的長度和直徑的比例來分,乂可分為剛性軸L/d12兩類. 3、外表特點：夕卜圓、內(nèi)孔、圓錐、螺紋、花鍵、橫向孔 二主要技術(shù)要求： 1、尺寸精度 軸頸是軸類零件的主要外表,它影響軸的回轉(zhuǎn)精度及工作狀態(tài).軸頸的直徑精度根據(jù)其使用要求通常為IT69,精密軸頸可達(dá)IT5. 2、幾何形狀精度 軸頸的幾何形狀精度圓度、圓柱度,一般應(yīng)限制在直徑公差點范圍內(nèi).對幾何形狀精度要求較高時,可

15、在零件圖上另行規(guī)定其允許的公差. 3、位置精度 主要是指裝配傳動件的配合軸頸相對丁裝配軸承的支承軸頸的同軸度,通常是用配合軸頸對支承軸頸的徑向圓跳動來表示的；根據(jù)使用要求,規(guī)定高精度軸為0.0010.005mm,而一般精度軸為0.010.03mm. 此外還有內(nèi)外圓柱面的同軸度和軸向定位端面與軸心線的垂直度要求等. 4、外表粗糙度 i) 根據(jù)零件的外表工作部位的不同,可有不同的外表粗糙度值,例如普通 機(jī)床主軸支承軸頸的外表粗糙度為Ra0.1時0.63um,配合軸頸的外表粗糙度為 Ra0.632.5um,隨著機(jī)器運轉(zhuǎn)速度的增大和精密程度的提升,軸類零件外表粗糙度值要求也將越來越小. 三、軸類零件的

16、材料和毛坯 合理選用材料和規(guī)定熱處理的技術(shù)要求,對提升軸類零件的強(qiáng)度和使用壽命有重要意義,同時,對軸的加工過程有極大的影響. 1、軸類零件的材料 一般軸類零件常用45鋼,根據(jù)不同的工作條件采用不同的熱處理標(biāo)準(zhǔn)如正火、調(diào)質(zhì)、淬火等,以獲得一定的強(qiáng)度、韌性和耐磨性. 對中等精度而轉(zhuǎn)速較高的軸類零件,可選用40Cr等合金鋼.這類鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)和外表淬火處理后,具有較高的綜合力學(xué)件能.精度較高的軸,有時還用軸承鋼GCrls和彈簧鋼65Mn等材料,它們通過調(diào)質(zhì)和外表淬火處理后,具有更高耐磨性和耐疲勞性能. 對于高轉(zhuǎn)速、重載荷等條件下工作的軸,可選用20CrMnTi、20MnZB、20Cr等低碳含金鋼或38Cr

17、MoAIA氮化鋼.低碳合金鋼經(jīng)滲碳淬火處理后,具有很高的外表硬度、抗沖擊韌性和心部強(qiáng)度,熱處理變形卻很小. 2、軸類零件的毛坯 軸類零件的毛坯最常用的是圓棒料和鍛件,只有某些大型的、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的軸才采用鑄件. 四、軸類零件的預(yù)加工 輪類零件在切削加工之前,應(yīng)對其毛坯進(jìn)行預(yù)加工.預(yù)加工包括校正、切斷和切端面和鉆中央孔. 1、校正：校正棒料毛坯在制造、運輸和保管過程中產(chǎn)生的彎曲變形,以保證加工余量均勻及送料裝夾的可靠.校正可在各種壓力機(jī)上進(jìn)行. 2、切斷：當(dāng)采用棒料毛坯時,應(yīng)在車削外圓前按所需長度切斷.切斷叮在弓鋸床上進(jìn)行,高硬度棒料的切斷可在帶有薄片砂輪的切割機(jī)上進(jìn)行. 3、切端面鉆中央孔：中央孔

18、是軸類零件加工最常用的定位基準(zhǔn)面,為保證鉆出的中央孔不偏斜,應(yīng)先切端面后再鉆中央孔. 4、荒車：如果軸的毛坯是向由鍛件或大型鑄件,那么需要進(jìn)行荒車加工,以減少毛坯外國外表的形狀誤差,使后續(xù)工序的加工余景均勻. 二、二、典型主軸類零件加工工藝分析 軸類零件的加工工藝因其用途、結(jié)構(gòu)形狀、技術(shù)要求、產(chǎn)量大小的不同而有 差異.而軸的工藝規(guī)程編制是生產(chǎn)中最常遇到的工藝工作. 一一軸類零件加工的主要問題 軸類零件加工的主要問題是如何保證各加工外表的尺寸精度、外表粗糙度和 主要外表之間的相互位置精度. 軸類零件加工的典型工藝路線如下： 毛坯及其熱處理 T 預(yù)加工 T 車削外圓 T 銖鍵槽等 T 熱處理 T

19、磨削 二二CA6140主軸加工工藝分析 1、CA6140主軸技術(shù)條件的分析 1、支承軸頸的技術(shù)要求 主軸兩支承軸頸A、B的圓度允差0.005毫米,徑向跳動允差0.005毫米,兩支承軸頸的1:12錐面接觸率70%,外表粗糙度Ra0.4um.支承軸頸直徑按IT5-7級精度制造. 主軸外圓的圓度要求,對于一般精度的機(jī)床,其允差通常不超過尺寸公差的50%,對于提升精度的機(jī)床,那么不超過25%,對于高精度的機(jī)床,貝U應(yīng)在510%之間. 2、錐孔的技術(shù)要求 主軸錐孔 莫氏6號 對支承軸頸A、B的跳動,近軸端允差0.005mm,離軸端300mm處允差0.01毫米,錐面的接觸率70%,外表粗糙度Ra0.4um

20、,硬度要求HRC48. 3、短錐的技術(shù)要求 短錐對主軸支承軸頸A、B的徑向跳動允差0.008mm,端面D對軸頸A、B的端面跳動允差0.008mm,錐面及端面的粗糙度均為Ra0.8um. 4、空套齒輪軸頸的技術(shù)要求 空套齒輪的軸頸對支承軸頸A、B的徑向跳動允差為0.015毫米. 5、螺紋的技術(shù)要求 這是用于限制與之配合的壓緊螺母的端面跳動量所必須的要求.因此在加工主軸螺紋時,必須限制螺紋外表軸心線與支承軸頸軸心線的同軸度,一般規(guī)定不超過0.025mm. 從上述分析可以看出,主軸的主要加工外表是兩個支承軸頸、錐孔、前端短錐面及其端面、以及裝齒輪的各個軸頸等.而保證支承軸頸本身的尺寸精度、幾何形狀精

21、度、兩個支承軸頸之間的同軸度、支承軸頸與其它外表的相互位置精度和外表粗糙度,那么是主軸加工的關(guān)鍵. 主軸加工工藝過程分析 1、1、主軸毛坯的制造方法及熱處理 批量：大批；材料：45鋼；毛坯：模鍛件 材料 在單件小批生產(chǎn)中,軸類零件的毛坯往往使用熱軋棒料. 對于直徑差較大的階梯軸,為了節(jié)約材料和減少機(jī)械加工的勞動量,那么往往采用鍛件.單件小批生產(chǎn)的階梯軸一般采用自由鍛,在大批大量生產(chǎn)時那么采用模鍛. 2熱處理 45鋼,在調(diào)質(zhì)處理 235HBS之后,再經(jīng)局部高頻淬火,可以使局部硬度到達(dá)HRC6265,再經(jīng)過適當(dāng)?shù)幕鼗鹛幚?可以降到需要的硬度 例如CA6140主軸規(guī)定為HRC52. 9Mn2V,這是

22、一種含碳0.9%左右的鋌機(jī)合金工具鋼,淬透性、機(jī)械強(qiáng)度和硬度均比45鋼為優(yōu).經(jīng)過適當(dāng)?shù)臒崽幚碇?適用于高精度機(jī)床主軸的尺寸精度穩(wěn)定性的要求.例如,萬能外圓磨床M1432A頭架和砂輪主軸就采用這種材料. 38CrMoAl,這是一種中碳合金氮化鋼,由于氮化溫度比一般淬火溫度為低540-550C,變形更小,硬度也很高HRO65,中央硬度HRO28并有優(yōu)良的耐疲勞性能,故高精度半自動外圓磨床MBG1432的頭架軸和砂輪軸均采用這種鋼材. 此外,對于中等精度而轉(zhuǎn)速較高的軸類零件,多項選擇用40Cr等合金結(jié)構(gòu)鋼, 這類鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)和高頻淬火后,具有較高的綜合機(jī)械性能,能滿足使用要求.有的軸件也選用滾珠軸承鋼

23、如GCr15和彈簧鋼如66Mn等材料.這些鋼材經(jīng)調(diào)質(zhì)和外表淬火后,具有極高的耐磨性和耐疲勞性能.當(dāng)要求在高速和重載條件下工作的軸類零件,可選用18CrMnTi、20Mn2B等低碳含金鋼,這些鋼料經(jīng)滲碳淬火后具有較高的外表硬度、沖擊韌性和心部強(qiáng)度,但熱處理所引起的變形比38CrMoAl為大. 凡要求局部高頻淬火的主軸,要在前道工序中安排調(diào)質(zhì)處理有的鋼材那么用正火,當(dāng)毛坯余量較大時如鍛件,調(diào)質(zhì)放在粗車之后、半精車之前,以便因粗車產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力得以在調(diào)質(zhì)時消除；當(dāng)毛坯余量較小時如棒料,調(diào)質(zhì)可放 在粗車相當(dāng)于鍛件的半精車之前進(jìn)行.高頻淬火處理一般放在半精車之后,由于主軸只需要局部淬硬,故精度有一定要求而

24、不需淬硬局部的加工,如車螺紋、鐵鍵槽等工序,均安排在局部淬火和粗磨之后.對于精度較高的主軸在局部淬火及粗磨之后還需低溫時效處理,從而使主軸的金相組織和應(yīng)力狀態(tài)保持穩(wěn)定. 2、定位基準(zhǔn)的選擇 對實心的軸類零件,精基準(zhǔn)面就是頂尖孔,滿足基準(zhǔn)重合和基準(zhǔn)統(tǒng)一,而對于象CA6140A的空心主軸,除頂尖孔外還有軸頸外圓外表并且兩者交替使用,互為基準(zhǔn). 3、加工階段的劃分 主軸加工過程中的各加工工序和熱處理工序均會不同程度地產(chǎn)生加工誤差和應(yīng)力,因此要劃分加工階段.主軸加工根本上劃分為以下三個階段. 1、粗加工階段 1毛坯處理毛坯備料、鍛造和正火 2粗加工鋸去多余局部,鐵端面、鉆中央孔和荒車外圓等 2、半精加

25、工階段 1半精加工前熱處理對于45鋼一般采用調(diào)質(zhì)處理以到達(dá)220240HBS. 2半精加工車工藝錐面定位錐孔半精車外圓端面和鉆深孔等. 3、精加工階段 1精加工前熱處理局部高頻淬火 2精加工前各種加工粗磨定位錐面、粗磨外圓、銖鍵槽和花鍵槽,以及車螺紋等. 3精加工精磨外圓和內(nèi)外錐面以保證主軸最重要外表的精度. 4、加工順序的安排和工序確實定 具有空心和內(nèi)錐特點的軸類零件,在考慮支承軸頸、一般軸頸和內(nèi)錐等主要外表的加工順序時,可有以下幾種方案. 外外表粗加工 T 鉆深孔 T 外外表精加工 T 錐孔粗加工 T 錐孔精加工； 外外表粗加工 T 鉆深孔 T 錐孔粗加工 T 錐孔精加工 T 外外表精加工

26、； 外外表粗加工 T 鉆深孔 T 錐孔粗加工 T 外外表精加工 T 錐孔精加工. 針對CA6140車床主軸的加工順序來說,可作這樣的分析比擬： 第一方案：在錐孔粗加工時,由于要用已精加工過的外圓外表作精基準(zhǔn)面,會破壞外圓外表的精度和粗糙度,所以此方案不宜采用. 第二方案：在精加工外圓外表時,還要再插上錐堵,這樣會破壞錐孔精度. 另外,在加工錐孔時不可防止地會有加工誤差 錐孔的磨削條件比外圓磨削條件差人加上錐堵本身的誤差等就會造成外圓外表和內(nèi)錐面的不同軸,故此方案也不宜米用. 第三方案：在錐孔精加工時,雖然也要用已精加工過的外圓外表作為精基準(zhǔn)面；但由丁錐面精加工的加工余量已很小,磨削力不大；同時

27、錐孔的精加工已處丁軸加工的最終階段,對外圓外表的精度影響不大；加上這一方案的加工順序,可以采用外圓外表和錐孔互為基準(zhǔn),交替使用,能逐步提升同軸度. 經(jīng)過這一比擬可知,象CA6140主軸這類的軸件加工順序,以第三方案為佳. 通過方案的分析比擬也可看出,軸類零件各外表先后加工順序,在很大程度上與定位基準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換有關(guān).當(dāng)零件加工用的粗、精基準(zhǔn)選定后,加工順序就大致可以確定了.由于各階段開始總是先加工定位基準(zhǔn)面,即先行工序必須為后面的工序準(zhǔn)備好所用的定位基準(zhǔn).例如CA6140主軸工藝過程,一開始就鐵端面打中心孔.這是為粗車和半精車外圓準(zhǔn)備定位基準(zhǔn)；半精車外圓乂為深孔加工準(zhǔn)備了定位基準(zhǔn)；半精車外圓也為前后

28、的錐孔加工準(zhǔn)備了定位基準(zhǔn).反過來,前后錐孔裝上錐堵后的頂尖孔,乂為此后的半精加工和精加工外圓準(zhǔn)備了定位基準(zhǔn)；而最后磨錐孔的定位基準(zhǔn)那么乂是上工序磨好的軸頸外表. 工序確實定要按加工順序進(jìn)行,應(yīng)當(dāng)掌握兩個原那么： 1) 工序中的定位基準(zhǔn)面要安排在該工序之前加工.例如,深孔加工所以安排在外圓外表粗車之后,是為了要有較精確的軸頸作為定位基準(zhǔn)面,以保證深孔加工時壁厚均勻. 2) 對各外表的加工要粗、精分開,先粗后精,屢次加工,以逐步提升其精度和粗糙度.主要外表的精加工應(yīng)安排在最后. 為了改善金屆組織和加工性能而安排的熱處理工序,如退火、正火等,一般 應(yīng)安排在機(jī)械加工之前. 為了提升零件的機(jī)械性能和消除

29、內(nèi)應(yīng)力而安排的熱處理工序,如調(diào)質(zhì)、時效 處理等,一般應(yīng)安排在粗加工之后,精加工之前. 5、大批生產(chǎn)和小批生產(chǎn)工藝過程的比擬 (1)定位基準(zhǔn)的選擇 表：不同生產(chǎn)類型下主軸加工定位基準(zhǔn)的選擇 工序名稱 定位基準(zhǔn)面 大批生產(chǎn) 小批生產(chǎn) 加工頂尖孔 毛坯外圓 劃線 粗車外圓 頂尖孔 頂尖孔 鉆深孔 粗車后的支承軸頸 夾一端,托另一端 半精車和精車 兩端錐堵的頂尖孔 夾一端,頂另一端 粗、精磨外錐 兩端錐堵的頂尖孔 兩端錐堵的頂尖孔 粗、精磨外國 兩端錐堵的頂尖孔 兩端錐堵的頂尖孔 (2)軸端兩頂尖孔的加工 在單件小批生產(chǎn)時,多在車床或鉆床上通過劃線找正加工. 在成批生產(chǎn)時,可在中央孔鉆床上加工.專用機(jī)

30、床可在同一工序中銖出兩端面并打好頂尖孔. (3) 外圓外表的加工 在單件小批生產(chǎn)時,多在普通車床上進(jìn)行；而在大批生產(chǎn)時,那么廣泛采用高生產(chǎn)率的多刀半自動車床或液壓仿形車床等設(shè)備. (4) 深孔加工 在單件小批生產(chǎn)時,通常在車床上用麻花鉆頭進(jìn)行加工.在大批量生產(chǎn)中,可采用鍛造的無縫鋼管作為毛坯,從根本上免去了深孔加工工序；假設(shè)是實心毛坯,可用深孔鉆頭在深孔鉆床上進(jìn)行加工；如果孔徑較大,還可采用套料的先進(jìn)工藝. (5) 花鍵軸加工 在單件小批生產(chǎn)時,常在臥式鐵床上用分度頭分度以圓盤銖刀銖削；而在成批生產(chǎn)(甚至小批生產(chǎn))都廣泛采用花鍵滾刀在專用花鍵軸銖床上加工. (6) 前后支承軸頸以及與其有較嚴(yán)格

31、的位置精度要求的外表精加工,在單件小批生產(chǎn)時,多在普通外圓磨床上加工；而在成批大量生產(chǎn)中多采用高效的組合磨床加工. (四)、主軸加工中的幾個工藝問題 1、1、錐堵和錐堵心軸的使用 對丁空心的軸類零件,假設(shè)通孔直徑較小的軸,可直接在孔口倒出寬度不大丁2mm的60度錐面,代替中央孔.而當(dāng)通孔直徑較大時,那么不宜用倒角錐面代之,一般都采用錐堵或錐堵心軸的頂尖孔作為定位基準(zhǔn). 使用錐堵或錐堵心軸時應(yīng)考前須知： (1) 一般不中途更換或拆裝,以免增加安裝誤差. (2) 錐堵心軸要求兩個錐面應(yīng)同軸,否那么擰緊螺母后會使工件變形. 2、頂尖孔的研磨 因熱處理、切削力、重力等的影響,常常會損壞頂尖孔的精度,因

32、此在 熱處理工序之后和磨削加工之前,對頂尖孔要進(jìn)行研磨,以消除誤差.常用的研磨方法有以下幾種. (1) 用鑄鐵頂尖研磨 (2) 用油石或橡膠輪研磨 (3) 用硬質(zhì)合金頂尖刮研 (4) 用中央孔磨床磨削 粗、精磨難孔 兩支承軸頸外外表或靠近兩支承軸頸的外圓外表 夾小端,托大端 2、2、外圓加工方法略 4、.深孔加工 一般孔的深度與孔徑之比l/d5就算深孔.CA6140主軸內(nèi)孔l/d=18,屆深孔加工. (1) 加工方式 加工深孔時,工件和刀具的相對運動方式有三種： 1)1) 工件不動,刀具轉(zhuǎn)動并送進(jìn).這時如果刀具的回轉(zhuǎn)中央線對工件的中央線有偏移或傾斜.加工出的孔軸心線必然是偏移或傾斜的.因此,除

33、笨重或外形復(fù)雜而不便于轉(zhuǎn)動的大型工件外,一般不采用. 2)2) 工件轉(zhuǎn)動,刀具作軸向送進(jìn)運動.這種方式鉆出的孔軸心線與工件的回轉(zhuǎn)中央線能到達(dá)一致.如果鉆頭偏斜,那么鉆出的孔有錐度；如果鉆頭中央線與工件回轉(zhuǎn)中央線在空間斜交,貝U鉆出的孔的軸向截面是雙曲線,但不管如何,孑L的軸心線與工件的回轉(zhuǎn)中央線仍是一致的,故軸的深孔加夠采用這種方式. 3)3) 工件轉(zhuǎn)動,同時刀具轉(zhuǎn)動并送進(jìn).由于工件與刀具的回轉(zhuǎn)方向相反,所以相對切削速度大,生產(chǎn)率高,加工出來的孔的精度也較高.但對機(jī)床和刀桿的剛度要求較高,機(jī)床的結(jié)構(gòu)也較復(fù)雜,因此應(yīng)用不很廣泛. (2) 深孔加工的冷卻與排屑 在單件、小批生產(chǎn)中,加工深孔時,常用

34、接長的麻花鉆頭,以普通的冷卻潤滑方式,在改裝過的普通車床上進(jìn)行加工.為了排屑,每加工一定長度之后,須把鉆頭退出.這種加工方法,不需要特殊的設(shè)備和工具.由于鉆頭有橫刃,軸向力較大,兩邊切削刃乂不容易磨得對稱,因此加工時鉆頭容易偏斜.此法的生產(chǎn)率很低. 在批量生產(chǎn)中,深孔加工常采用專門的深孔鉆床和專用刀具,以保證質(zhì)量和生產(chǎn)率.這些刀具的冷卻和切屑的排出,很大程度上決定于刀具結(jié)構(gòu)特點和冷卻液的輸入方法.目前應(yīng)用的冷卻與排屑的方法有兩種： 1)1) 內(nèi)冷卻外排屑法 加工時冷卻液從鉆頭的內(nèi)部輸入,從鉆頭外部排出.高壓冷卻液直接噴射到切削區(qū),對鉆頭起冷卻潤滑作用,并且?guī)е行紡牡稐U和孔壁之間的空間排出.

35、2)2) 外冷卻內(nèi)排屑法 冷卻液從鉆頭外部輸入,有一定壓力的冷卻液經(jīng)刀桿與孔壁之間的通道進(jìn)入 切削區(qū),起冷卻潤滑作用,然后經(jīng)鉆頭和刀桿內(nèi)孔帶著大量切屑排出. 傳動軸機(jī)械加工工藝實例 軸類零件是常見的典型零件之一.按軸類零件結(jié)構(gòu)形式不同,一般可分為光軸、階梯軸和異形軸三類；或分為實心軸、空心軸等.它們在機(jī)器中用來支承齒輪、帶輪等傳動零件,以傳遞轉(zhuǎn)矩或運動. 臺階軸的加工工藝較為典型,反映了軸類零件加工的大局部內(nèi)容與根本規(guī)律.下面就以減速箱中的傳動軸為例,介紹一般臺階軸的加工工 乙. 1. 零件圖樣分析 圖A-1傳動軸/ 0.02 A-B 只一R A-3 I 導(dǎo)N|頊 妄莒ds虺 圖A-1所示零件

36、是減速器中的傳動軸.它屬于臺階軸類零件, 由圓柱面、軸肩、螺紋、螺尾退刀槽、砂輪越程槽和鍵槽等組成.軸肩 一般用來確定安裝在軸上零件的軸向位置,各環(huán)槽的作用是使零件裝配 時有一個正確的位置,并使加工中磨削外圓或車螺紋時退刀方便；鍵槽 用于安裝鍵,以傳遞轉(zhuǎn)矩；螺紋用于安裝各種鎖緊螺母和調(diào)整螺母. 根據(jù)工作性能與條件,該傳動軸圖樣(圖A-1)規(guī)定了主要軸頸MN,外圓P、Q以及軸肩GH、I有較高的尺寸、位置精度和較小的外表粗糙度值,并有熱處理要求.這些技術(shù)要求必須在加工中給予保證.因此,該傳動軸的關(guān)鍵工序是軸頸MN和外圓P、Q的加工. 2. 確定毛坯 該傳動軸材料為45鋼,因其屬于一般傳動軸,應(yīng)選4

37、5鋼可滿足其要求. 本例傳動軸屬于中、小傳動軸,并且各外圓直徑尺寸相差不大,應(yīng)選擇060mm勺熱軋圓鋼作毛坯. 3. 確定主要外表的加工方法 傳動軸大都是回轉(zhuǎn)外表,主要采用車削與外圓磨削成形.由于該傳動軸的主要外表MN、P、Q的公差等級(IT6)較高,外表粗糙度Ra值(Ra=0.8um)較小,故車削后還需磨削.外圓外表的加工方案(參考表A-3)可為： 粗車-半精車-磨削. 4. 確定定位基準(zhǔn) 合理地選擇定位基準(zhǔn),對于保證零件的尺寸和位置精度有著決定性的作用.由于該傳動軸的幾個主要配合外表Q、P、N、M及軸肩面 H、G對基準(zhǔn)軸線A-B均有徑向圓跳動和端面圓跳動的要求,它又是實心軸,所以應(yīng)選擇兩端

38、中央孔為基準(zhǔn),采用雙頂尖裝夾方法,以保證零件的技術(shù)要求. 粗基準(zhǔn)采用熱軋圓鋼的毛坯外圓.中央孔加工采用三爪自定心卡盤裝夾熱軋圓鋼的毛坯外圓,車端面、鉆中央孔.但必須注意,一般不能用毛坯外圓裝夾兩次鉆兩端中央孔,而應(yīng)該以毛坯外圓作粗基準(zhǔn),先加工一個端面,鉆中央孔,車出一端外圓；然后以已車過的外圓作基準(zhǔn),用三爪自定心卡盤裝夾有時在上工步已車外圓處搭中央架,車另一端面,鉆中央孔.如此加工中央孔,才能保證兩中央孔同軸. 5. 劃分階段 對精度要求較高的零件,其粗、精加工應(yīng)分開,以保證零件的質(zhì)JL 該傳動軸加工劃分為三個階段：粗車粗車外圓、鉆中央孔等, 半精車半精車各處外圓、臺階和修研中央孔及次要外表等

39、,粗、精磨粗、精磨各處外圓.各階段劃分大致以熱處理為界. 6. 熱處理工序安排 軸的熱處理要根據(jù)其材料和使用要求確定.對于傳動軸,正火、 調(diào)質(zhì)和外表淬火用得較多.該軸要求調(diào)質(zhì)處理,并安排在粗車各外圓之后,半精車各外圓之前. 綜合上述分析,傳動軸的工藝路線如下： 下料 7 車兩端面,鉆中央孔 7 粗車各外圓 7 調(diào)質(zhì) 7 修研中央孔 r 半精車各外圓,車槽,倒角 r 車螺紋 r 劃鍵槽加工線 r 銃鍵槽 r 修研中央孔-磨削-檢驗. 7. 加工尺寸和切削用景 傳動軸磨削余景可取0.5mm半精車余景可選用1.5mm加工尺寸可由此而定,見該軸加工工藝卡的工序內(nèi)容. 車削用景的選擇,單件、小批景生產(chǎn)時

40、,可根據(jù)加工情況由工人確定；一般可由?機(jī)械加工工藝手冊?或?切削用景手冊?中選取. 8. 擬定工藝過程 定位精基準(zhǔn)面中央孔應(yīng)在粗加工之前加工,在調(diào)質(zhì)之后和磨削 之前各需安排一次修研中央孔的工序.調(diào)質(zhì)之后修研中央孔為消除中央孔的熱處理變形和氧化皮,磨削之前修研中央孔是為提升定位精基準(zhǔn)面的精度和減小錐面的外表粗糙度值.擬定傳動軸的工藝過程時,在考慮 主要外表加工的同時,還要考慮次要外表的加工.在半精加工史52mmC 44m成M24mm卜圓時,應(yīng)車到圖樣規(guī)定的尺寸,同時加工出各退刀槽、 倒角和螺紋；三個鍵槽應(yīng)在半精車后以及磨削之前銃削加工出來,這樣 可保證銃鍵槽時有較精確的定位基準(zhǔn),又可防止在精磨后銃鍵槽時破壞已精加工的外圓外表. 在