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
图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。
带轮轴加工工艺过程分析
图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Φ22f7 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。