實驗一：軸類零件加工工藝

1、實驗一：軸類零件加工工藝規(guī)程設計一、【目的要求】1、了解軸類零件的作用及其結構和加工特色。2、 掌握軸類零件的工藝設計規(guī)律,并能靈活運用于軸類零件的工藝設計。二、【實驗儀器與試劑】1. 車床一臺、90°偏刀2. 45 #鋼棒料三、【實驗原理】它主要用來支承傳動零部件，傳遞扭 于直徑，軸類零件是機器中經(jīng)常遇到的典型零件之一。矩和承受載荷。軸類零件是旋轉體零件，其長度大錐面、內(nèi)孔和螺紋及相應的端面所組成。根據(jù)結構形狀的不同，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

2、是軸的裝配基_準它們的精度和表面質(zhì)量一般要求較高，其技術要求一般根據(jù)軸的主要功用和工作條件制定，般由同心軸的外圓柱面、圓通常有以下幾項:1、 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（IT5IT7 ） 裝配傳動件的軸頸尺寸精度一般要求較低。（IT6IT9 ）。2、幾何形狀精度軸類零件的幾何形狀精度主要是指軸頸、 圓柱度等，一般應將其公差限制在尺寸公差范圍內(nèi)。對精度要求 圖紙上標注其允許偏差。外錐面、莫氏錐孔等的圓度、較高的內(nèi)外圓表面，應在3、相互位置精度軸類零件的位置精度要求主要是由軸在機械中的位置和功用決定的。通常應保證裝配傳動件的軸頸對支承軸頸的同軸度要求,否則會

3、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。4、表面粗糙度一般與傳動件相配合的軸徑表面粗糙度為Ra2.50.63?m ,與軸承 相配合的支承軸徑的表面粗糙度為Ra0.630.16?m。（二）、軸類零件的毛坯和材料及熱處理軸類零件的毛坯和材料及熱處理軸類零件的毛坯和材料1、軸類零件的毛坯軸類零件可根據(jù)使用要求、生產(chǎn)類型、設備條件及結構，選用棒料、鍛件等毛坯形式。 對于外圓直徑相差不大的軸,一般以棒料為主；而對于外圓直徑相差還可改善大的階梯軸或重要的軸，常選用鍛件，這樣

4、既節(jié)約材料又減少機械加工的工作量, 機械性能。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。2、軸類零件的材料及熱處理軸類零件應根據(jù)不同的工作條件和使用要求選用不同的材 料并 采用不同的熱處理規(guī)范（如調(diào)質(zhì)、正火、淬火等），以獲得一定的強度、韌性和耐磨后，可得到較好的切削性能，而且能獲得較高的強度和韌性等綜合機械性能，淬火后表面硬度可達4552HRC。性。45鋼是軸類零件的常用材料，它價格便宜經(jīng)過調(diào)質(zhì)（或正火）40Cr等合金結構鋼適用于中等精度而轉速較高的軸類零件，這類鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)和淬火后，具有較好的綜合機械性能。軸承鋼GCr15和彈簧鋼65

5、Mn，經(jīng)調(diào)質(zhì)和表面高頻淬火后，表 面硬'38CrMoAIA氮化鋼。這種鋼經(jīng)調(diào)度可達5058HRC,并具有較高的耐疲勞性能和較好的耐磨性能,可制造較高精度的軸。精 密機床的主軸（例如磨床砂輪軸、坐標鏜床主軸）可選用質(zhì)和表面氮化后，不僅能獲得很高的表面硬度，而且能保持較軟的芯部，因此耐沖擊韌性技朮要求1、商料42懈：2. 去毛剌骯邊；$ 調(diào)質(zhì) < HRC28-32J :%表面總蘭I dA - A好。與滲碳淬火 鋼比較，它有熱處理變形很小，硬度更高的特性。>1'傳動軸四、【實驗方法和步驟】1. 熟悉傳動軸的總體結構，了解傳動軸的主要功用。2. 了解傳動軸的組成表面。3.

6、分析傳動軸的主要表面。4. 分析傳動軸的結構特點及工藝問題。5. 分析傳動軸的加工方法。6. 分析傳動軸的加工工藝路線。五、【實驗現(xiàn)象、結果記錄及整理】1傳動軸工藝性分析 零件組成表面：外圓柱面，端面及臺階面、螺紋、鍵槽、倒角。 分析零件主要表面：25外圓柱面。 零件結構特點及工藝問題：細長軸、低剛度。2、零件工藝設計分析基準分析與主要安裝方案確定 基準：傳動軸的軸線 安裝方案：兩頂尖裝夾確定零件各表面最終加工方法：外圓磨鍵槽一一銃螺紋一一車確定零件各表面加工路線：25外圓：粗車一半精車一磨削 其余回轉面：粗車一半精車 鍵槽：銃削六、【分析討論與思考題解答】1軸類零件在加工中，是如何實現(xiàn)“基準

7、重合”和“基準統(tǒng)一”的？基準重合：傳動軸的設計基準是其軸線。在加工中，以兩頂尖進行裝夾，也是加工中 的定位基準，設計基準與定位基準一致，實現(xiàn)了 “基準重合”?；鶞式y(tǒng)一：軸線是傳動軸的加工基準，在車外圓、銃鍵槽、車螺紋、磨外圓時，兩頂 尖始終是加工的基準，實現(xiàn)了 “基準統(tǒng)一”。2、細長軸加工時應采取哪些工藝措施？ 措施：采用跟刀架，中心架，提高工件剛度。盡量采用大主偏角車刀 Kr=75 ° 93。，小進給量，以減小背向力。采用大進給量反向進給走刀，改變進給力方向，減少彎曲變形。改進工件裝夾方式： 采用一夾一頂，同時在工件端部纏繞一圈直徑為4mm的鋼絲,以減少接觸面積，避免夾緊時形成彎曲力矩；尾座頂尖改為彈性頂尖，避免工件受熱彎曲變形。3、擬定該傳動軸的加工工藝路線工序或工步內(nèi)容下料：燈也2矚料 長nnh養(yǎng) 粗車端m見光，打日型中心孔鋸床申心鉆祖年歧5外凰，Sl. Omm 粗車辯丸外5曲 臺階両，留量LOmm10車：粗車gffl ,長度達圖*打日型中心孑I車床粗車阿羽外徑艮其臺階面，留量口EE中心鉆旳°偏丁15Z025鉗工！去毛剌檢驗i中間te驗麹5處理：誦嚴HRC2B32毛半精車站卜凰，g磨余董一斡ns環(huán)2斗