典型零件工藝過程舉例(1)課件

1、第三節(jié) 典型零件工藝過程舉例1.3.1 概 述一、軸類零件的功用及結(jié)構(gòu)特點軸類零件是典型的機器零件。用來支承傳動件,傳遞運動和扭矩。結(jié)構(gòu)類型如下圖所示:軸類零件加工二、軸類零件的技術(shù)要求1、尺寸精度主要軸頸(指配合,支承軸頸)的尺寸精度,一般為IT9-IT5,機床主軸支承軸頸的尺寸精度為IT5,甚至更高。2、形狀精度主要有圓度,圓柱度的要求,一般控制在尺寸公差以內(nèi)。5、位置精度支承軸頸之間有同軸度要求,工作表面,配合表面對支承軸頸有跳動要求。4、表面粗糙度: 一般為Ra0.8-0.16m。5、其它要求對高速回轉(zhuǎn)的軸零件應(yīng)有靜,動平衡的要求;對有安全要求的軸件,應(yīng)按排探傷檢查。三、軸類零件的材料

2、、毛坯及熱處理1、軸類零件的材料常用材料為45#鋼,中等精度,速度較高的軸件如專用機床主軸則采用40Cr,強度高,尺寸大的軸零采用50CrMnSi,55CrMnTi,40CrMnTi等合金調(diào)質(zhì)鋼。高速重載工作條件下的軸零件，則采用20鋼、20Cr、20 CrMnTi等低碳或低碳合金鋼經(jīng)滲碳后淬火，以獲得具有較高的抗彎曲疲勞強度和較高的表面硬度、沖擊韌性和心部硬度。2、軸類零件的毛坯常用毛坯為棒料和鍛件。形狀復(fù)雜的軸如曲軸,毛坯一般為鑄件。3、熱處理為了獲得具有一定強度,硬度和耐磨性及其它特殊要求的零件,通常要按排熱處理及表面處理。一般常采用的熱處理方法有:正火,調(diào)質(zhì),高頻淬火等。為表面的美觀和

3、防腐,還按排有電鍍,發(fā)藍等表面處理方法。圖1-11、了解各項技術(shù)條件,提出必要的改進意見1)零件的功用,及使用條件分析滾筒軸支承在兩個軸承上,右端通過圓錐面和傳動鍵同滾筒相連,中部經(jīng)花鍵與齒輪相連；動力經(jīng)齒輪傳遞到滾筒軸和傳動鍵以實現(xiàn)滾筒的轉(zhuǎn)動；為減少灰塵危害,設(shè)有內(nèi)噴霧裝置,相應(yīng)滾筒零件軸做成空心的,以便鋼管通過。為防止泄漏,還設(shè)有密封裝置.由于工作負荷較大,滾筒軸將承受較大的扭,彎載荷,工作條件十分惡劣。外錐面的表面粗糙度Ra2.51.25m。平鍵槽側(cè)面對錐面軸線的對稱度為0.06mm。對其它表面的要求齒輪孔與軸外花鍵的配合,為減小齒輪轉(zhuǎn)動時的跳動,規(guī)定花鍵內(nèi)徑對公共軸線的跳動為0.02m

4、m,為保證密封效果,還規(guī)定50H7對公共軸線的跳動為0.02mm.對花鍵用綜合環(huán)規(guī)檢驗,以保證裝配精度。熱處理要求毛坯鍛造后正火,為提高材料的綜合機械性能粗加工后應(yīng)按排調(diào)質(zhì)處理，硬度HB240-280。2、結(jié)構(gòu)工藝性分析二、選擇毛坯滾筒軸為階梯軸,臺階之間相差不大,但使用條件對工件材料有強度方面的要求,應(yīng)選擇鍛件,零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為中批生產(chǎn),最后確定為模鍛毛坯.三、擬定工藝過程(一) 定位基準的選擇1、精基準的選擇根據(jù)定位精基準的選擇原則:基準重合與基準統(tǒng)一原則,應(yīng)選擇軸的公共回轉(zhuǎn)軸線作為統(tǒng)一的定位精基準。這樣既可避免基準不重合誤差,也能保證各表面之間的位置精度。由于滾筒軸是一空心軸,半精車時可

5、采用兩端中心孔作為定位精基準,軸心線上孔加工以后,應(yīng)再加工出兩端的60內(nèi)錐面作為后續(xù)加工的定位精基準。2:粗基準毛坯外圓。(二) 加工方法的選擇1:主要表面,兩支承軸頸,尺寸精度IT6,Ra0.8m,應(yīng)選:車磨,的加工方法。2、配合錐面:Ra1.6m,應(yīng)選車-磨,3、花鍵:內(nèi)徑Ra1.6m,其余Ra6.4-5.5 m,選銑-磨；4、50深孔:車床鉆削；5、5-M12螺孔:鉆床鉆-攻加工；6、平鍵槽:普通銑床銑削；7、其它表面:均可采用車床車削；(三) 劃分加工階段1、支承表面:(根據(jù)精度,毛坯,批量,結(jié)構(gòu)及尺寸大小)應(yīng)劃分為:粗車-半精車-精車-磨削。2、錐面:粗車-半精車-精車-磨削.3、花

6、鍵:銑兩側(cè)面-銑底徑-銑空刀槽-磨底徑。4、 50深孔:在車床上用加長鉆削；5、5-M12螺孔:鉆床鉆-攻加工；6、平鍵槽:普通銑床銑削；7、其它表面:粗車-精車；(四) 按排加工順序1、機械加工順序的按排1)基準先行作為定位精基準的表面應(yīng)首先按排加工；由于滾筒軸毛坯為模鍛,毛坯精度較低,加工余量也較大。情況按排次要表面的加工，對主要表面的加工應(yīng)劃分加工階段。對滾筒軸,中等精度,批量不大,可劃分為粗加工階段:包括,中心孔,各外圓的粗車;半精加工階段:包括各外圓的半精車,深孔的加工,孔兩端臺階孔,60定位錐面的加工；精加工階段:包括各外圓的精車,支承軸頸的磨削,錐面的磨削。3、先面后孔這一原則適

7、用于支架箱體零件的加工.4、次要表面加工穿插進行使加工階段的劃分更加明顯,加大各加工階段之間的時間間隔,使殘余應(yīng)力有足夠的時間重新分布以穩(wěn)定加工尺寸,保證加工精度。在主要表面的半精車到精車之間穿插:54mm深孔,兩端臺階孔,60定位內(nèi)錐面的加工。54mm深孔的加工,按排在調(diào)質(zhì)與半精車以后,為深孔的加工提供了可靠的定位基準,并避免了熱處理引起變形的影響,可使得壁厚均勻,保證了在加工60定位內(nèi)錐面的精度,同時提高了作為定位精基準面的60定位內(nèi)錐面的定位精度。在精車與磨削之間穿插兩端面擋板固定螺孔(4-M16及4-M27)的加工。五、工序集中與工序分散程度的確定由于滾筒軸為中小批生產(chǎn),宜采用工序集中

8、的原則劃分工序。如外圓的車削,粗車,半精車,精車各外圓表面,臺階面,都是集中在一道工序內(nèi)完成的。六、選擇機床及工藝裝備,確定加工余量,工序尺寸及公差,估算工時定額后即完成了滾筒軸的工藝設(shè)計。七、滾筒軸簡要的工藝過程卡如所示:工序號名 稱 工 序 加 工 內(nèi) 容定位基面機床01下料鋸床02鍛造03正火0405060708091011鉗工鉆粗車熱車車車車劃中心孔線,打洋沖眼鉆中心孔粗車各外圓留5mm余量調(diào)質(zhì)HB240270半精車各外圓、兩端面，鉆中心孔鉆54通孔車兩端臺階孔兩60錐面 精車各外圓,各處余量0.6 Ra1.60.8,花鍵外圓尺寸1800.1 其余按圖車到要求尺寸毛坯外圓找正線中心孔外

9、圓、中心孔兩支承軸頸兩60錐面車床車床車床車床車床對同一軸零件,生產(chǎn)條件不同,工藝過程不同;不同結(jié)構(gòu)的軸零件,生產(chǎn)條件相同,工藝過程也有所不同，但擬定工藝過程的方法是相同的。一、不同生產(chǎn)批量下軸零件工藝過程特點1、所用機床設(shè)備不同1)胞單件小批生產(chǎn),使用通用機床設(shè)備,如車削多采用普通車床;銑削多采用普通銑床;鉆削多采用普通鉆床等。1.3.3 其它軸零件的工藝過程2) 大批大量生產(chǎn),使用高效率專用機床設(shè)備如車削多采用轉(zhuǎn)塔,自動,半自動多刀車床,液壓仿形車床和數(shù)控車床;銑削多采用多工位或回轉(zhuǎn)工作臺專用高效率銑床及組合銑床,龍門銑床等;鉆削多采用多刀,組合刀具的專用高效率組合鉆床等。2、工序集中與分

10、散的程度不同1) 單件小批生產(chǎn)機械加工工序相對集中.如外圓的車削,階梯軸上各外圓,臺階面都可集中在一道工序內(nèi)完成,件數(shù)很少時階梯軸上各外圓,臺階面的粗精加工也都高度集中在一道工序內(nèi)完成。2) 大批大量生產(chǎn),則采用工序分散,以便組成流水作業(yè),提高加工的生產(chǎn)率。3、定位中心孔的加工方法不同1) 單件小批量生產(chǎn):中心孔在普通車床上加工。如圖1-3所示：2) 大批大量生產(chǎn):中心孔在專用機床上加工。如圖1-4所示：圖1-3圖1-4二、傳動軸中批生產(chǎn)的工藝過程傳動軸的零件圖如圖1-5所示：三、擬定軸零件工藝過程中的幾個問題(一) 中心孔的修研作為軸零件在加工過程中的主要定位精基準,對保證加工精度起著重要的

11、作用。但是,在加工過程中力的作用,及熱處理的影響,都會使中心孔定位面產(chǎn)生變形,將直接影響定位精度。為此,須對中心孔進行修研，其方法有:1、硬質(zhì)合金頂尖修研一般在車床上進行,一端硬質(zhì)合金頂尖,另一端普通頂尖,工件安裝在兩定尖之間,工人手持工件不動，硬質(zhì)合金頂尖在車床主軸帶動下回轉(zhuǎn),由硬質(zhì)合金頂尖，如圖1-6所示，上的棱邊切除掉一層微薄的金屬,從而校正了中心孔的定位精度。此種修研方法,生產(chǎn)率較高,一般2-5秒即完成修研，加工質(zhì)量高,圓度達0.001mm,粗糙度Ra0.650.52m,適用于一般精度軸類零件中心孔的修研。2、用油石或橡膠砂輪頂尖修研如圖1-7所示:修研時間約1-2分鐘錐面圓度誤差2-

12、1 mRa0.16-0,08 m，適用于精密工具,量具的中心孔的修研.但磨具磨耗快。圖1-7圖1-63、鑄鐵頂尖修研修研精度高,但效率低,適用于大型精度要求特高的軸類零件中心孔的修研。(二) 花鍵的加工1、花鍵銑削1) 單件小批生產(chǎn),花鍵在普通銑床上銑削.銑削方法有以下兩種:盤銑刀銑花鍵如圖1-8所示:圖1-8銑削步驟:先兩個三面刃銑刀銑花鍵的兩個側(cè)面,接下來銑空刀槽,最后用成形銑刀銑花鍵內(nèi)徑。這種方法加工精度和生產(chǎn)率都較低,多用于單件小批生產(chǎn)。飛刀銑花鍵如圖1-9所示:圖1-9銑削步驟:先用鑲硬質(zhì)合金成形刀具銑出花鍵槽,再用鑲硬質(zhì)合金的兩把偏刀銑花鍵的兩個側(cè)面.這種加工方法生產(chǎn)率和加工質(zhì)量都有所提高,刀頭鑲硬質(zhì)合金,銑削速度較高,因此,稱為“飛刀銑花鍵”。2)大批大量生產(chǎn),花鍵在花鍵銑床上,采用展成法加工,加工質(zhì)量好,生產(chǎn)效率高。2、花鍵磨削對加工質(zhì)量要求高,淬硬的花鍵,還需要按排磨削加工。單件小批生產(chǎn)在普通磨床上磨削,大批大量生產(chǎn)在專用花鍵磨床上磨削.在普通磨床上磨花鍵如圖1-10所示:(三) 單件小批生產(chǎn)軸零件的工藝過