机械制造及工艺——轴类零件工艺过程分析要点.docxVIP

- · 轴类零件工艺过程分析 1．轴类零件加工 轴类零件是回转体零件，其长度大于直径，它的主要表面是同轴线的若干个外圆柱面、圆锥面、孔和螺纹等。按其 结构形状， 可分为 光滑轴、 台阶轴、 空心轴 和曲轴 等四大类。 在机械中，轴类零件主要用来 支承传动零件 （如齿轮、带轮等）和 传递转矩 。光滑轴的毛坯一般选用热轧圆钢或冷轧圆钢；台阶轴的毛坯，可选用热轧或冷轧圆钢，也可选用 锻件，主要根据产量和各台阶直径之差来确定，产量越大，直径相差越大，采用锻件越有利；当要求轴具有较高力学性能时，应采用锻件。单件小批生产采用自由锻，成批大量生产采用模锻；对某些大型、结构复杂的轴可采用铸件，例如曲轴可以用球墨铸铁作毛坯。 1．机械加工工艺特点 (1）定位基准的选择 用两中心孔（顶尖孔）定位，工件装夹方便，符合基准 统一和基准重合原则， 容易保证较高位置精度， 应用很广泛。加工过程中， 中心孔始终要保持准确和清洁。 每次热处理后，在转入下一加工阶段前应对中心孔进行研磨或修整，以去除 中心孔表面的氧化皮或其他损伤。 用外圆表面定位，一般用卡盘装夹。因基准面的加工和工件装夹都比较方便，故此法应用也较多。车削长轴时，常将轴的一端装夹在卡盘中，另一端用后顶尖顶住或用中心架托住，因此工件加工时刚性比用两顶尖定位时好。但是，卡盘定位精度低，工件调头车削时，两端外圆表面会产生同轴度误差，影响位置精度。 1 (2）工艺过程分析 轴类零件一般机械加工工艺过程如下： ① 预备加工校直、车断、车端面和钻中心孔。 ② 粗车工序 粗车顺序是先加工直径较大外圆表面， 后加工小直径外圆表面。端面加工顺序与外圆加工相同。 ③ 精车工序 按粗车的加工顺序精车外圆和端面， 然后进行车槽、倒角、车螺纹等。 ④ 其他工序 铣健槽、铣花键、钻孔、磨轴颈外圆等。 ⑤ 热处理工序 按工艺需要可在粗车或半精车工序后安排热处理工序。 ⑥ 磨削工序 当外圆面精度较高． 粗糙度值较小， 及淬火后工件， 可用磨削加工。 若轴上有深孔， 应在深孔加工前，利用中心孔先粗车或半精车外圆，然后再加工深孔。这样， 可保证深孔加工时所用定位基准（外圆面）的质量，并可使深孔与外圆同轴，壁厚均匀。 传动轴加工工艺过程 6－ 16 为车床溜板箱中一根传动轴。现以此轴为例进行机械加工工艺分析。 (l ）传动轴各主要部分的作用及技术要求 ① 在 φ24± 的轴段上装一个双联齿轮，为传递运动和动力，轴上开有键槽。 ② 轴上左、右两端 φ22± 和 φ20± 为轴颈，支承在溜板箱箱体的轴承孔中。 ③φ22± 、φ24± 和 φ20± 等配合面对轴线 A 2 的径向圆跳动允差为 0.02 ㎜。 ④ 端面 C 和 B 对轴线 A 的端面跳动允差不大于 0.03 ㎜。 ⑤ 工件材料为 45﹟钢，两端轴颈淬火硬度为 40 ～ 45 HRC 。 （2）基准选择 为保证各主要外圆表面和端面的相互位置精度，选用两端的中心孔作为粗、精加工定位基准。这样，符合基准统一和基准重合原则，也可提高生产率。 3）生产类型为单件小批生产， 选用 φ35 圆钢料作毛坯。 4）工艺分析该零件各加工面，均有一定的尺寸精度、位置精度和粗糙度要求。 轴上的键槽， 可在立式铣床上使用键 槽铣刀铣出。 其余各加工表面， 报据技术要求， 可采用粗车→半精车→粗磨→精磨的加工顺序， 其加工工艺过程见表 6－ 2。 3 带轮轴加工工艺过程分析 6－ 36 所示为带轮轴工作图样。 生产类型为小批生产。材料为 15 钢。带轮轴中的主要技术条件有两项：一为渗碳 层深度，应控制在 12～ 15mm 范围内；二为外圆 φ22f7 需经渗碳淬火其硬度为 HRC58 ～ 63 。可以看出只有 Φ 22f7 处需渗碳处理， 其余部分均不可渗碳。 零件上不需渗碳的部分，可加大余量，待渗碳后车去渗碳层或在不需渗碳处涂防渗材 料。加工余量应单面略大于渗碳深度，故右端直径取Φ 4 25mm ，单面去碳余量为 2.5mm ，总长两端也应有渗碳余量各 3mm 。在磨外圆前由于已经过淬火工序，两端中心孔在淬火时易产生氧化皮及变形，故增加一道研磨中心孔的工序。表 6－ 14 为带轮轴的加工工艺过程。 5 6