典型軸類零件加工工藝分析

1、階梯軸加工工藝過(guò)程分析?圖 6-4 為減速箱傳動(dòng)軸工作圖樣。 表 -13 為該軸加工工藝過(guò)程。 生產(chǎn)批量為小批生產(chǎn)。材料為 5 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)有中心通孔得多階梯軸。根據(jù)該零件工作圖 ,其軸頸 M 、，外圓P,Q 及軸肩 G、H、I 有較高得尺寸精度與形狀位置精度，并有較小得表面粗糙度值 ,該軸有調(diào)質(zhì)熱處理要求 .? (二)加工工藝過(guò)程分析? 1.確定主要表面加工方法與加工方案。傳動(dòng)軸大多就是回轉(zhuǎn)表面 ,主要就是采用車削與外圓磨削。 由于該軸主要表面 M ， N,P,得公差等級(jí)較高 (IT6），表面粗糙度值較?。?Ra0、 m）,最終加工應(yīng)采用磨削

2、。其加工方案可參考表 -14。2.劃分加工階段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)肩與修研中心孔等），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)軸類零件得定位基面，最常用得就是兩中心孔。因?yàn)檩S類零件各外圓表面、螺紋表面得同軸度及端面對(duì)軸線得垂直度就是相互位置精度得主要項(xiàng)目， 而這些表面得設(shè)計(jì)基準(zhǔn)一般都就是軸得中心線， 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)外圓與端面，這也符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。 ? 但下列情況不能用兩中心孔作為定位基面： ?（1）粗加工外圓時(shí)，

3、為提高工件剛度，則采用軸外圓表面為定位基面 ,或以外圓與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 ,作為定位基面得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 2m 得 0o 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 5a 所示得錐堵，取 1 0 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)軸通孔得錐度較大時(shí)， 可采用帶錐堵得心軸，簡(jiǎn)稱錐堵心軸 ,如圖 6 35b所示 .?使用錐堵或錐堵心軸時(shí)應(yīng)注意 ,一般中途不得更換或拆卸，直到

4、精加工完各處加工面， 不再使 用中心孔時(shí)方能拆卸 .? 4.熱處理工序得安排該軸需進(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。5加工順序安排?除了應(yīng)遵循加工順序安排得一般原則 ,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件得剛度。（ )軸上得花鍵、鍵槽等表面得加工應(yīng)在外圓精車或粗磨之后,精磨外圓之前。軸上矩形花鍵得加工， 通常采用銑削與磨削加工， 產(chǎn)量大時(shí)常用花鍵滾刀在花鍵銑床上加工。以外徑定心得花鍵軸，通常只磨削外徑 ,

5、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)徑定心得花鍵，其內(nèi)徑與鍵側(cè)均需進(jìn)行磨削加工。（）軸上得螺紋一般有較高得精度 ,如安排在局部淬火之前進(jìn)行加工 ,則淬火后產(chǎn)生得變形會(huì)影響螺紋得精度。因此螺紋加工宜安排在工件局部淬火之后進(jìn)行。二、帶輪軸加工工藝過(guò)程分析圖 6為帶輪軸工作圖樣。 帶輪軸中得主要技術(shù)條件有兩項(xiàng):一為滲碳層深度，應(yīng)控制在1、 5 mm 范圍內(nèi)；二為外圓22 f7 需經(jīng)滲碳淬火，其硬度為R58 6 。可以瞧出只有 22 f7 處需滲碳處理，其余部分均不可滲碳。 零件上不需滲碳得部分， 可用加大余量待滲碳后車去滲碳層或在不需滲碳處涂

6、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。5mm ，總長(zhǎng)兩端也應(yīng)放去滲碳余量各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得工序。表- 14為帶輪軸得加工工藝過(guò)程。?三、細(xì)長(zhǎng)軸加工工藝特點(diǎn)（一 )細(xì)長(zhǎng)軸車削得工藝特點(diǎn)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得作用而發(fā)生彎曲變形，產(chǎn)生振動(dòng)，從而影響加工精度與表面粗糙度。2 .細(xì)長(zhǎng)軸得熱擴(kuò)散性能差 ,在切削熱作用下， 會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)大得線膨脹。 如果軸得兩端為固定支承 ,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

7、，從而影響零件得幾何形狀精度。4。車細(xì)長(zhǎng)軸時(shí)由于使用跟刀架,若支承工件得兩個(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 ,不能提高零件得剛度 ; 若壓力過(guò)大 ,零件被壓向車刀，切削深度增加，車出得直徑就小 ,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，車出得直徑變大 ,以后跟刀架又跟到大直徑圓上 ,又把工件壓向車刀 ,使車出得直徑變小，這樣連續(xù)有規(guī)律得變化，就會(huì)把細(xì)長(zhǎng)得工件車成 “竹節(jié) ” 形，如圖 6 37 所示。(二）細(xì)長(zhǎng)軸得先進(jìn)車削法-反向走刀車削法圖 638 為反向走刀車削法示意圖，這種方法得

8、特點(diǎn)就是：1 。細(xì)長(zhǎng)軸左端纏有一圈鋼絲 ,利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)生得變形也不會(huì)因卡盤夾死而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。 。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 ,可避免熱膨脹引起得彎曲變形。3 .采用三個(gè)支承塊跟刀架， 以提高工件剛性與軸線得穩(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。軸類零件加工工藝傳動(dòng)軸機(jī)械加工工藝實(shí)例軸類零件就是常見得典型零件之一. 按軸類零件結(jié)構(gòu)形式不同，一般可分為光軸、階梯軸與異形軸三類；或分為

9、實(shí)心軸、空心軸等 . 它們?cè)跈C(jī)器中用來(lái)支承齒輪、帶輪等傳動(dòng)零件 , 以傳遞轉(zhuǎn)矩或運(yùn)動(dòng) .臺(tái)階軸得加工工藝較為典型 , 反映了軸類零件加工得大部分內(nèi)容與基本規(guī)律。下面就以減速箱中得傳動(dòng)軸為例 , 介紹一般臺(tái)階軸得加工工藝。1零件圖樣分析圖 -1傳動(dòng)軸圖 A1 所示零件就是減速器中得傳動(dòng)軸。它屬于臺(tái)階軸類零件，由圓柱面、軸肩、螺紋、螺尾退刀槽、砂輪越程槽與鍵槽等組成 . 軸肩一般用來(lái)確定安裝在軸上零件得軸向位置 , 各環(huán)槽得作用就是使零件裝配時(shí)有一個(gè)正確得位置， 并使加工中磨削外圓或車螺紋時(shí)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與調(diào)整螺母。根據(jù)工作性能與條件，該傳動(dòng)軸圖

10、樣 ( 圖 A1) 規(guī)定了主要軸頸M，N,外圓、 Q以及軸肩 G、H、I 有較高得尺寸、位置精度與較小得表面粗糙度值 , 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(dòng)軸得關(guān)鍵工序就是軸頸M、N 與外圓 P、得加工。2。確定毛坯該傳動(dòng)軸材料為 45 鋼, 因其屬于一般傳動(dòng)軸 , 故選 45 鋼可滿足其要求。本例傳動(dòng)軸屬于中、 小傳動(dòng)軸 , 并且各外圓直徑尺寸相差不大，故選擇 0mm得熱軋圓鋼作毛坯。確定主要表面得加工方法傳動(dòng)軸大都就是回轉(zhuǎn)表面，主要采用車削與外圓磨削成形 . 由于該傳動(dòng)軸得主要表面 M、N、P、Q得公差等級(jí) (IT ）較高，表面粗糙度 Ra 值（ Ra0、 um

11、) 較小 , 故車削后還需磨削。外圓表面得加工方案 ( 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(duì)于保證零件得尺寸與位置精度有著決定性得作用。由于該傳動(dòng)軸得幾個(gè)主要配合表面（Q、P、N、M）及軸肩面 ( 、G)對(duì)基準(zhǔn)軸線 AB 均有徑向圓跳動(dòng)與端面圓跳動(dòng)得要求 , 它又就是實(shí)心軸，所以應(yīng)選擇兩端中心孔為基準(zhǔn)，采用雙頂尖裝夾方法, 以保證零件得技術(shù)要求。粗基準(zhǔn)采用熱軋圓鋼得毛坯外圓。中心孔加工采用三爪自定心卡盤裝夾熱軋圓鋼得毛坯外圓，車端面、鉆中心孔。但必須注意，一般不能用毛坯外圓裝夾兩次鉆兩端中心孔 , 而應(yīng)該以毛坯外圓作粗基準(zhǔn)，先加工一個(gè)端面 , 鉆中心孔

12、 , 車出一端外圓； 然后以已車過(guò)得外圓作基準(zhǔn),用三爪自定心卡盤裝夾( 有時(shí)在上工步已車外圓處搭中心架）, 車另一端面, 鉆中心孔 . 如此加工中心孔，才能保證兩中心孔同軸。5. 劃分階段對(duì)精度要求較高得零件，其粗、精加工應(yīng)分開，以保證零件得質(zhì)量。該傳動(dòng)軸加工劃分為三個(gè)階段 : 粗車 ( 粗車外圓、鉆中心孔等），半精車（半精車各處外圓、臺(tái)階與修研中心孔及次要表面等 ) ，粗、精磨（粗、精磨各處外圓 ) 。各階段劃分大致以熱處理為界。6。熱處理工序安排軸得熱處理要根據(jù)其材料與使用要求確定。對(duì)于傳動(dòng)軸， 正火、調(diào)質(zhì)與表面淬火用得較多。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。

13、綜合上述分析 , 傳動(dòng)軸得工藝路線如下:下料車兩端面， 鉆中心孔粗車各外圓調(diào)質(zhì)修研中心孔半精車各外圓，車槽 , 倒角車螺紋劃鍵槽加工線銑鍵槽修研中心孔磨削檢驗(yàn)。7. 加工尺寸與切削用量傳動(dòng)軸磨削余量可取 0mm，半精車余量可選用 1. m。加工尺寸可由此而定 , 見該軸加工工藝卡得工序內(nèi)容。車削用量得選擇，單件、小批量生產(chǎn)時(shí), 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(cè)或切削用量手冊(cè)中選取.8擬定工藝過(guò)程定位精基準(zhǔn)面中心孔應(yīng)在粗加工之前加工 , 在調(diào)質(zhì)之后與磨削之前各需安排一次修研中心孔得工序。 調(diào)質(zhì)之后修研中心孔為消除中心孔得熱處理變形與氧化皮， 磨削之前修研中心孔就是為提高定位精基

14、準(zhǔn)面得精度與減小錐面得表面粗糙度值。擬定傳動(dòng)軸得工藝過(guò)程時(shí) , 在考慮主要表面加工得同時(shí) , 還要考慮次要表面得加工。在半精加工 52mm、 44mm及 M2m外圓時(shí) , 應(yīng)車到圖樣規(guī)定得尺寸， 同時(shí)加工出各退刀槽、 倒角與螺紋；三個(gè)鍵槽應(yīng)在半精車后以及磨削之前銑削加工出來(lái) , 這樣可保證銑鍵槽時(shí)有較精確得定位基準(zhǔn)， 又可避免在精磨后銑鍵槽時(shí)破壞已精加工得外圓表面 .在擬定工藝過(guò)程時(shí)，應(yīng)考慮檢驗(yàn)工序得安排、檢查項(xiàng)目及檢驗(yàn)方法得確定。綜上所述，所確定得該傳動(dòng)軸加工工藝過(guò)程見表1。產(chǎn)品名稱圖機(jī)械加工工藝卡號(hào)零件名稱傳動(dòng)軸共 1頁(yè)第 頁(yè)材料牌45 鋼毛坯尺60mm毛坯種類圓 鋼65mm號(hào)寸工序號(hào) 工

15、種 工步工 序 內(nèi) 容設(shè)備具夾刃量具具具下料1 60mm 65mm2 車三爪自定心卡盤夾持工件毛坯外圓車床1車端面見平C 1402鉆中心孔用尾座頂尖頂住中心孔3粗車 6mm外圓至 4mm，長(zhǎng) 118m4粗車 35mm外圓至 7m，長(zhǎng) 6mm5粗車 M m外圓至 26，長(zhǎng) 1mm調(diào)頭，三爪自定心卡盤夾持 4mm處（44 m外圓）6車另一端面 , 保證總長(zhǎng) 25 m7鉆中心孔用尾座頂尖頂住中心孔8粗車 m外圓至 5mm中心鉆A粗車 35外圓至 37mm，長(zhǎng) A3mm 0粗車 0m外圓至 32m, 長(zhǎng) 6mm11粗車 M24 m外圓至 mm，長(zhǎng) 16m12檢驗(yàn)3熱調(diào)質(zhì)處理 2202404鉗修研兩端中

16、心孔車床5車雙頂尖裝夾車床1半精車 46外圓至 465mm，長(zhǎng) 2m2半精車 35mm外圓至 35.5mm，長(zhǎng) 8mm3半精車 4mm外圓至 241-0.20、 m, 長(zhǎng) 16mm4半精車 mm .5m環(huán)槽5半精車 mml 5mm環(huán)槽6倒外角 1mm 5， 3 處調(diào)頭，雙頂尖裝夾7半精車 m外圓至 35.5mm，長(zhǎng) 5m8半精車 3 m外圓至 3 5m長(zhǎng) 38mm9- 、 1-0 。mm，長(zhǎng) 18mm半精 M2 m外圓至 22 m 0半精車 44m至尺寸，長(zhǎng) m 1車 3 mm0。5環(huán)槽12 車 3ml 5m環(huán)槽 倒外角 m 45， 4 處14檢驗(yàn)6 車雙頂尖裝夾1車 2m l 。5mmg 至尺寸車床調(diào)頭，