軸類零件加工工藝.ppt

1、軸類零件加工程序的設計，一是軸類零件的分類、特點和技術要求，光順軸；階梯軸；空心軸；異形軸(曲軸、齒輪軸、偏心軸、橫軸、凸輪軸、花鍵軸)，起到支撐傳動部件和傳遞扭矩的作用。形狀：長度大于直徑；加工表面為內外圓柱面、錐面、螺紋、花鍵、凹槽等。主要技術要求：1)尺寸精度軸徑和內孔有一定的尺寸精度要求。一般來說，IT6-IT9軸向精度較低。2)幾何精度、軸直徑、基準內孔和其他重要表面要求圓度或圓柱度。3)具有重要位置精度的圓柱面有同軸度、徑向圓跳動、軸線與基準面垂直、端面全跳動的要求。4)重要的表面粗糙度值為Ra0.10.6. 2。軸零件的材料、毛坯和熱處理。1.45鋼通常用作材料。中等精度、高轉速

2、的軸可由40Cr等合金結構鋼制成。GCr15和65Mn等材料可用于高精度軸。20CrMnTi、20Mn2B、20Cr等。適用于高速和重型軸。通常，圓棒和鍛件用作坯料。一些結構復雜的大型鑄件。熱處理鍛造毛坯在加工前需要正火或退火熱處理。對于需要局部表面淬火以提高耐磨性的軸，應在淬火前進行淬火和回火處理，淬火和回火處理應在粗車后和半精車前進行。表面淬火安排在精加工之前。對于高精度的軸，需要進行低溫時效處理，以控制局部淬火或粗磨后的尺寸穩(wěn)定性。對于滲氮鋼，應在滲氮前進行調質和低溫時效處理?？傊S的精度越高，對材料和熱處理的要求就越高，熱處理的次數就越多。機床主軸，尤其是緊湊型機床主軸，有著嚴格的要

3、求。軸類零件的加工過程、軸類零件的形狀是多種多樣的，它們的工藝過程也是不同的。1.長軸零件2。短軸零件3。套筒零件4。圓盤零件5。異形軸1。長軸零件。(1)定位基準的選擇一般情況下，長軸以中心孔為精密基準，易于實現基準的統(tǒng)一，也符合基準重合的原則。在粗加工中，為了傳遞更大的扭矩，提高工件的剛性，一端設有外圓，另一端設有中心孔。對于中心通孔的長軸，在內孔半成品后，利用工件的內錐孔或內孔兩端加工出錐形加工孔，并增加錐塞或錐套芯軸進行加工。在完成內孔之前，不要拆除錐形塞或錐形套筒，以免因重新安裝而產生同軸度誤差。(2)加工路線的安排1)劃分重要表面(軸頸、基準內孔等)。2)加工階段的高精度和表面粗糙

4、度分為三個階段：粗加工-半精加工-精加工，對要求較高的表面應有一個精加工階段；其余的表面加工分為兩個階段，即粗加工和精加工。2)熱處理工藝的安排熱處理工藝通常安排在不同的處理階段之間。鍛造或鑄造后，必須對毛坯進行正火或退火，以消除應力、細化晶粒并提高切削性能。熱處理，如淬火、表面淬火、滲碳和氮化，安排在半精加工之后和精磨之前。對于高精度的長軸，應在淬火后和精磨前進行低溫實際處理。3)確定加工順序基準，先外后內，先大后小(指鍵槽、花鍵和橫孔)。(3)長軸類零件、滲碳軸類零件軸徑面的一般工藝路線：備料、鍛造、正火、鉆孔、中心孔粗車和半精車、精車、滲碳(或碳氮共滲)淬火、低溫回火、粗磨、二次表面處理

5、和精磨。一般精密淬火和回火2、短軸零件，(1)定位基準的選擇短軸是剛性的，通常定位在外圓柱面上，由三爪卡盤夾緊，然后切割成外伸形狀。當徑向力較大時，一端為工件的外圓，另一端為定位的中心孔。(2)所提出的加工路線的特點是集中加工，在一個裝置中加工多個表面，并且連續(xù)進行粗加工和半精加工。以下是用六角車床/轉塔車床加工短軸的典型工藝：1)進給和夾緊；2)粗車外圓；3)完成外圓的車削和倒角；4)鉆中心孔；5)鉆孔；6)擴孔；7)開槽和倒角；8)設置外螺紋；9)滾花；10)切斷；11)車輛端面。3、套類零件，(1)定位基準的選擇對于尺寸較小的套類零件，一般采用外圓作為定位基準，內孔尺寸較大的套類零件一般

6、作為定位基準。對于長套筒零件，加工外圓時使用雙中心：加工內孔時，一端夾緊，另一端用中心架支撐外圓。(2)制定加工路線一般套筒的主表面加工分為幾次裝夾。粗加工、半精加工和精加工分為。先加工孔，然后根據孔加工外圓。該方法使用的夾具結構簡單，定心精度高，能保證較高的定位精度，應用廣泛。也可以先加工外圓，然后以外圓為精基準，最后加工出孔。該方法夾緊工件可靠，但加工精度低。為了獲得較高的同軸度，使用了高對中精度的夾具，如彈性膜片卡盤和液塑夾具。(3)加工過程中防止套筒變形套筒零件是薄壁零件，由于夾緊力、切削力、殘余應力和切削熱的影響，經常會發(fā)生變形。因此，應采取以下措施防止變形：粗加工和精加工應分階段進

7、行，熱處理工藝應安排在粗加工和精加工之間，以便在精加工中糾正粗加工和熱處理引起的變形。對于精度要求高(孔圓度0015mm)的精密套筒：任何輕微的徑向變形都可能導致失效，因此徑向夾緊應改為軸向夾緊；對于普通精度的套筒，如果需要徑向夾緊，應盡可能使徑向夾緊力均勻，并用過渡套或彈簧套夾緊工件或制作工藝法蘭和工藝螺紋。4。圓盤零件。對于毛坯為棒材或無縫鋼管的盤類零件，以圓柱面為粗定位基準。對于毛坯為鍛件或鑄件的盤類零件，粗加工基準的選擇如下：如果有未加工的表面，該表面將作為粗加工基準；如果沒有這樣的表面，則優(yōu)選內孔作為粗基準，或者設置標記工序，以便零件的加工余量能夠合理分配。選擇精密基準時，通常采用相

8、互基準的原則，根據具體情況選擇圓或內孔、外圓與端面組合或內孔與端面組合等定位方法。精加工時，為保證圓柱面軸線與端面的垂直度，應以端面為基準；為保證外圓與內孔的同軸度，以外圓為基準；淬火后，應根據齒輪分度圓磨削齒輪內孔。5。異形零件，示例1。主軸加工技術，1。各類機床主軸的結構應保證安裝可靠、定位準確、連接剛度高、裝卸方便和有足夠的扭矩傳遞。由于夾具和工具已經標準化，普通機床主軸端的形狀和尺寸也已經標準化。主軸結構取決于1)機床類型2)安裝在主軸上的傳動部件3)軸承和密封件的類型、數量、位置、安裝和定位方法等。4)主軸的加工和裝配的可制造性5)為了便于裝配和優(yōu)點：制造簡單，拆裝卡盤方便；缺點：圓

9、柱面定位精度和連接剛度低，主軸外伸量大。當主軸高速快速剎車時，卡盤有自動松開的危險。是上述的另一種結構變化。定心軸的頸部表面x移動到緊固螺紋的前方，這增加了徑向定位精度?？ūP徑向定位精度高。改進的短錐體法蘭結構，卡盤定位有短錐體x(7730)和法蘭端面Y，換檔銷傳遞扭矩。優(yōu)點：卡盤定位精度高，連接剛度大，主軸伸出量小，主軸制動時卡盤不會松動。用途：普通車床、六角車床、多刀車床和內圓磨床。缺點：需要高制造精度。(2)在銑床的主軸端，銑刀或銑刀桿由前錐度為7:24的錐孔定位，然后用拉桿從主軸孔的后端擰緊。變速器扭矩：十字鍵。(3)外圓磨床砂輪主軸的軸端結構。砂輪通過法蘭安裝在軸端錐度為1:5的外錐

10、上，錐面上的半圓鍵用螺母緊固傳遞扭矩。錐度：確保對中精度。(4)內圓磨床砂輪主軸的軸端結構，砂輪通過延伸軸安裝在主軸上，莫氏錐孔定位并傳遞扭矩，錐孔底部的螺紋緊固長軸。(5)鉆鏜圖紙的主軸端結構和鉆鏜等軸向力機床的主軸端結構，刀桿或刀具由莫氏錐孔定位，錐孔或右端的第一個平孔傳遞扭矩，第二個平孔用于拆卸刀具。(6)組合機床主軸端結構，主軸內孔為圓柱孔，前端帶莫氏錐孔的刀具連桿可安裝在主軸孔內，平鍵傳遞扭矩，右端的圓螺母用于調整刀具的軸向位置。2、車床主軸的設計要求和結構特點，(1)車床主軸的設計要求，車床主軸的功能：1)承受扭矩；2)軸承彎矩；3)保證旋轉運動的精度。車床主軸的設計要求是：1)高

11、抗扭和抗彎剛度；2)高旋轉精度(徑向圓跳動、端圓跳動和穩(wěn)定旋轉軸)；3)制造精度高：更好的結構尺寸和動態(tài)特性；主軸本身及其軸承具有高精度；軸承的結構和潤滑；齒輪的排列；固定部件的平衡等。主軸結構的設計要求：1)合理的結構設計；2)足夠的剛性；3)具有一定的尺寸、形狀、位置精度和表面質量；4)足夠的耐磨性、抗振動性和尺寸穩(wěn)定性；5)足夠的疲勞強度。(2)車床主軸的結構特點是階梯形和空心形；是一個長寬比小于12的剛性軸。它不僅傳遞旋轉運動和扭矩，而且是工件或刀具旋轉精度的基礎。主加工表面包括內外圓柱表面和圓錐表面，次表面包括螺紋、花鍵、凹槽和端面連接孔。加工過程主要是車削和磨削，其次是銑削和鉆孔。

12、特別值得注意的技術問題是：1)定位基準的選擇；2)加工順序的安排；3)深孔加工；4)熱處理變形。3.車床主軸技術條件分析(1)主軸軸承軸頸的技術要求，它是主軸的裝配基準，其精度直接影響主軸的旋轉精度；主軸上的每個重要表面都基于軸承軸頸，這有嚴格的位置要求。軸承軸頸是一個大跨度的三軸承結構。軸承軸頸采用錐面(1: 12)結構，接觸率為70%，可用于調整軸承間隙；中間支撐為IT5IT6，粗糙；軸承軸頸的圓度誤差為0.005毫米，徑向跳動為0.005毫米；其他外圓的圓度要求誤差小于尺寸公差的50%，高精度為510%；t的同軸度誤差(3)主軸端外錐(短錐)的技術要求，用于安裝卡盤或面板；它也是一個定心

13、表面；它要求錐面的尺寸精度、形狀精度、粗糙度和接觸精度高。軸應與軸承軸頸同軸；軸承軸頸的徑向圓跳動為0.008；端面圓跳動為0.008；粗糙度和硬度為HRC4550。(4)其他技術要求，空套齒輪軸頸的技術要求影響傳動的穩(wěn)定性；可能會產生噪音；要求同軸度，軸承軸頸的徑向圓跳動為0 . 010 . 015；尺寸精度要求為IT5IT6；螺紋的技術要求是用來固定零件或調整軸承間隙；螺母端面的跳動量(0.05)將影響軸承內圈軸線的傾斜度；螺母與軸頸的同軸度誤差為0.025；螺紋精度為6h。主軸各表面的表層要求高耐磨性；要求適當的硬度(HRC45或以上)，以提高其裝配工藝性和裝配精度；表面粗糙度。4、車床

14、主軸的加工工藝，以及基于主軸加工工藝的主軸結構；技術要求；生產批次。設備條件。主軸加工工藝材料：45鋼；毛坯：模鍛工藝：分為三個階段：粗加工：工藝16半精加工：工藝713(7為準備)精加工：工藝1426(14為準備)；5.車床主軸加工過程分析：(1)錠坯自由鍛件的制造方法：小批量或單件生產；模鍛件：大規(guī)模生產。(2)熱處理工序安排：毛坯熱處理：消除鍛造應力，細化晶粒；切割前標準化(初步熱處理):提高切割性能和機械物理性能；消除鍛造應力；半精加工前的淬火和回火：消除應力，改善切削性能，提高綜合力學性能；精整前局部高頻淬火：提高運動表面的耐磨性；整理后的定性處理：低溫老化和水冷處理。(3)如前所述

15、，處理階段的劃分分為三個階段。鑒于主軸技術要求高，毛坯為模鍛件，加工余量大，精度高，應分階段加工；粗加工和精加工階段有利于應力消除，可增加熱處理；多次切割有利于消除雙反射誤差；粗加工和精加工的兩個階段應該分開一定的時間；粗加工和精加工兩個階段應分為粗加工和精加工機床，合理使用設備保護機床。(4)定位基準的選擇應使定位基準與裝配基準一致；應在一次安裝中加工多個面；注意零件的主要精度指標：同軸度、圓度和徑向跳動；主軸的定位過程是復雜的：中心、錐塞和軸承面作為定位基準。(5)加工順序的安排和工序的確定，三個方案1)粗加工外圓，鉆深孔，精加工錐孔2)粗加工外圓，鉆深孔，精加工錐孔，精加工外圓3)粗加工

16、外圓，鉆深孔，精加工外圓，精加工錐孔，確定兩個原則1)工序中使用的基準應在該工序之前加工；2)各表面應與粗、精基準分開，并進行多次加工，以逐步提高精度。淬火前應對硬化表面上的鍵槽和螺紋進行處理；非硬化表面上的鍵槽和螺紋應在精加工后和精磨前進行加工。檢查程序應安排在適當的程序之后，必要時應進行探傷。6.加工主軸的幾個技術問題：1)錐塞和錐塞芯軸的使用錐塞和錐塞芯軸的作用：加工空心軸的通孔后，定位基準的中心孔被破壞。當通孔直徑較小時，60錐體可直接從孔口倒出，而不是從中心孔倒出；當通孔直徑較大時，應使用錐形堵塞或錐形堵塞芯軸。一般情況下，不會中途更換或拆卸，以免增加安裝成本，2)中心孔的磨削，磨削的必要性1)中心孔是定位基準，直接影響精度和質量2)中心孔的深度：影響定位軸向位置，從而影響余量分布(批量生產時)3)兩個中心孔的同軸度：影響同軸度和位置精度4)中心孔的錐角和圓度誤差：直接反映在工件的圓度上5)熱處理、切削力、重力等的影響2)用油石或橡膠砂輪將其夾緊在車床的卡盤