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第二十九章 典型零件加工 §1 轴类零件加工 §2 盘类零件加工 §3 箱体加工 §4 圆柱齿轮加工 §1 轴类零件加工 一 、概述 (一)轴类零件的功用与结构特点 ●轴的作用：支承传动件，传递运动和扭矩。 轴类零件是具有单一或多轴心线的回转体零件,其长度大于直径. ●轴的分类： 按结构形状分: 光轴、阶梯轴、 空心轴、异形轴 按长径比L/D分: 刚性轴L/D≤12; 柔性轴L/D＞12 (二) 轴类零件的技术要求 (三) 轴类零件的材料、毛坯和热处理 ●?轴类零件的材料 1）一般轴常用45钢，热处理可根据工作条件选正火、调质或淬火等. 2）中等精度且转速较高的轴选中碳合金结构钢如40Cr等,淬火处理; 精度较高的轴可选轴承钢如GCr15、弹簧钢如65Mn等，热处理为调质和轴颈 高频淬火。 3）在高速重载条件下工作的轴采用低碳合金钢如20CrMnTi、 20Cr、20Mn2B 等，热处理为正火后表面渗碳淬火； 4) 高精度高转速的主轴应选用38CrMoAlA等渗氮钢，调质后表面渗氮处理。 ● ??轴类零件的毛坯 1）热轧/冷拔钢棒：适用于中、小型力学性能要求不高的光轴或直径相差不大的轴。 2）锻件：力学性能要求高或直径差别较大的阶梯轴、异形轴。 3）铸件：大型且结构复杂的轴如铸铁轧辊、球铁曲轴等。 ● 轴类零件的热处理 锻造毛坯-----正火或退火----机械加工 调质处理-----粗加工后,半精加工之前 局部淬火、表面淬火、渗碳淬火一般安排在半精加工之后精加工之前 低温时效处理------局部淬火或粗磨后 (精度较高的轴) 渗氮处理-------精加工中间 粗磨后精磨前 二、主轴的加工工艺分析 (一) 主轴的加工工艺过程 车床主轴零件材料为45钢,大批生产时的工艺过程见表29-1. (二) 工艺过程分析 ●?加工阶段的划分 1）毛坯准备阶段 工序1--4 2) 粗加工阶段：工序5—15 加工定位基准，切除大部分余量，发现毛坯缺陷. 3）半精加工阶段：工序16—24 完成一般精度表面及螺纹、键槽等表面加工， 为轴颈等高精度表面精加工做准备。 4）精加工阶段：完成高精度表面加工。 调质处理安排在工序6后 表面淬火提前安排 ●定位基准选择及转换 粗基准通常为轴的外圆; 精基准一般为两中心孔,符合基准统一原则 在外圆表面粗加工时,常采用一端轴颈和另 一端中心孔定位,即一夹一顶方式,以提高工件的装夹刚度. 车削和磨削锥孔时选择外圆表面作为定位基准. 空心主轴用高精度外圆轴颈定位加工内孔，用内孔定位加工外圆。 当主轴孔的锥度较小时 ,采用锥堵;当主轴孔的锥度较大时 ,采用锥套心轴. 3) 主轴莫氏锥孔的磨削 磨削主轴莫氏锥孔的夹具 (三) 外圆表面的精密加工 工件表面具有很高的精度 (IT5以上)或表面粗糙度 (Ra0.2μm以下)要求时, 需要采用精密加工或超 精密加工方法来保证. ● 研磨 在工件和研具之间加入研磨剂,施加一定的作用力,利用工件与研具之间的相对运动,通过磨粒和研磨液对工件表面的机械和化学作用,从工件表面切去一层极薄的金属从而完成光整加工. 研磨剂由磨粒、煤油、化学活性物质(如硬脂酸或油酸)调制而成, 加速工件表面氧化过程,使被研表面软化,提高研磨效果. 研具材料: 硬度低于工件, 铸铁 、青铜 研磨方法: 手工研磨 简单方便,生产率低,劳动量大,适用于单件小批生产. 机械研磨 在研磨机上进行.生产率较高,适用于批量生产. 加工质量: 尺寸公差IT6~IT4, ; 形状精度高(圆度为0.003~0.001mm); 表面粗糙度 Ra0.1~0.8μm; 不能提高位置精度. ●超精加工 即利用细粒度的油石,以较小的压力 (约1.5MPa),较低的切削速度,按一定 的频率对工件表面作相对运动. 加工中的运动: 工件的低速回转运动 0.5~2.5m/s 磨头的高速往复振动 频率10~25HZ 振幅1~5m