花键轴工艺设计.docVIP

一．零件的总体分析 叶片泵是有转子，定子，叶片和配油盘相互形成封闭容积的体积变化来实现泵的吸油和压油。叶片泵的转子旋转时叶子在离心力和压力油的作用下，尖部紧贴在定子内表面上。这样两个叶片与转子和定子内表面所构成的工作容积，先由小到大吸油后再由大到小排油，叶片旋转一圈时，完成两次吸油与排油。泵轴在工作时承受扭转和弯曲疲劳，在花键和轴颈处受磨损。因此，要求轴具有高的强度，良好的韧性及耐磨性。 二．零件的服役条件及失效形式的分析 1．服役条件 泵轴的叶片泵的主要零件之一，主要传递动力。在工作时，高速旋转的轴承受弯曲，扭转和冲击等多种载荷。 2．失效形式 叶片泵轴的主要失效形式是疲劳断裂，在花键和轴颈处可能发生工作面的磨损，咬伤，甚至是咬裂。 三．性能要求 叶片泵轴的主要性能要求是要求轴具有高的强度，良好的韧性及耐磨性，以保证轴在良好的服役条件下长时间的工作。 四．材料选择 1．材料的选择 叶片泵轴选择材料分为两类： 一类是合金渗碳钢12CrNi3等。 另一类是中碳45钢或中碳合金钢40Cr，42CrMo等。 根据零件要求不需要进行渗碳处理，所以选择中碳45钢或中碳合金40Cr等。 45钢是普通的中碳结构钢，冷热加工性能都不错，机械性能好，且价格低，来源广，所以应用广泛。用做截面尺寸较小或不要求完全渗透的零件，经过调质处理后，硬度可达220-250HBS，表面淬火后硬度为48-61HRC。 40Cr一般用做渗透性较高的零件，合金元素Cr可阻碍碳化物在高温回火时聚集长大，保证钢的高强度，铬还阻碍r相的再结晶，能保证细小的晶块结构。具有优良的机械性能。40Cr经调质处理后，硬度可达220-250HBS，表面淬火后硬度为52-61HRC。 综上所述，45钢非常适合制作这个叶片泵轴。 五．加工设备的选择 组合车床加专用夹具 CA6140卧式车床 Z4006台式钻床 立式铣床X53T 万能外圆磨床M131W 六．加工工序的划分 铣轴的两端面，打中心孔 粗车外圆大小端面各外径 半精车，倒角 精车，切退刀槽 调质 车花键 车螺纹 铣键槽 去毛刺 磨削 七．基准的选择 轴类零件常用的定位基准如下表 工序名称 定位基准面 大批生产 小批生产 加工顶尖孔 毛坯外圆 划线 粗车外圆 顶尖孔 顶尖孔 半精车和精车 两端锥堵的顶尖孔 夹一端顶另一端 半精磨外锥 两端锥堵的顶尖孔 两端锥堵的顶尖孔 粗精磨外锥 两端锥堵的顶尖孔 两端锥堵的顶尖孔 粗精磨外孔 两支撑轴颈外表面 夹小端托大端 由于该叶片泵轴的几个主要表面，对基准轴面有径向圆跳动和圆柱度的要求，以及外圆基准面和队键槽有对称度的要求。所以应选择两端中心，孔为基准，采用双顶尖装夹的方法。 粗基准采用热轧圆钢的毛坯外圆，中心孔采用三爪自定心，卡盘装夹圆钢的毛坯外圆，车端面，钻中心，定位孔。 但必须注意，一般不能用毛坯外圆装夹两次钻两端中心孔，而应以毛坯外圆作粗基准，先加工一个端面，钻中心孔，车出一端外圆。然后以车过的外圆为基准，用三爪自定心夹盘装夹，车另一端面，钻中心孔。如此加工中心孔，才能保证两个中心孔满足同轴度要求。 八．定位与夹紧方法 夹具的作用 零件在加工过程中夹具的定位是非常重要的，当定位不准确或加工中出现振动，都会影响零件在加工中各段精度。 夹具：三爪夹盘（自动定心，支撑范围大，定心精度不高。） 软爪夹盘（以外圆定位，软爪支撑直径应比工件外圆直径小的地方，可以提高精度） 四爪夹盘（设有自定心作用，但可以通过调整四爪位置装夹各种矩形的，不规则工件，每个夹爪单独运动） 九．切削刀具的选择 切削刀具: 90°，45°外圆车刀； 切槽刀； 立铣刀； 花键铣刀; 钻头； 螺纹车刀。 刀具材料：高速钢； 硬质合金； 陶瓷材料； 金刚石。 刀具名称 加工位置 90°外圆车刀 加工各表面 45°外圆车刀 加工各倒角 花键铣刀 加工花键 立铣刀 加工键槽 钻头 钻中心孔 螺纹 螺纹车刀 十．制定工艺路线 工序Ⅰ：铣轴的两端面，打中心孔。 机床：采用组合车床加专用夹具。 刀具：YG6硬质合金铣刀。 粗铣轴的两端面，以其端面为基准。 工序Ⅱ：粗车外圆 机床：CA6140欧式车床，转速 n=400r/min 刀具：选用YT6硬质合金外圆车刀，主偏角为90°。