机械制造技术实验第6章典型零件加工

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1、第6章典型零件加工6.1轴类零件加工6.2箱体加工6.3齿轮加工6.4套筒类零件的加工6.5连杆加工6.1轴类零件加工6.1.1概述1．轴类零件的功用与结构特点(1)功用：支承传动零件(齿轮、皮带轮等)、传递扭矩、承受载荷，以及保证装在主轴上的工件或刀具具有一定的回转精度。(2)分类：轴类零件按其结构形状的特点，可分为光轴、阶梯轴、空心轴和异形轴(包括曲轴、凸轮轴和偏心轴等)四类，如图6-1所示。若按轴的长度和直径的比例来分，又可分为刚性轴(L/D≤2)和挠性轴(L/D>2)两类。(3)表面特点：外圆、内孔、圆锥、螺纹、花键、横向孔。图6-1轴的种类2．主要技术要求1)尺寸精度轴颈是轴类零

2、件的主要表面，它影响轴的回转精度及工作状态。轴颈的直径精度根据其使用要求通常为IT6～9，精密轴颈可达IT5。2)几何形状精度轴颈的几何形状精度(圆度、圆柱度)，一般应限制在直径公差范围内。对几何形状精度要求较高时，可在零件图上另行规定其允许的公差。3)位置精度位置精度主要是指装配传动件的配合轴颈相对于装配轴承的支承轴颈的同轴度，通常是用配合轴颈对支承轴颈的径向圆跳动来表示的。根据使用要求，规定高精度轴为0.001～0.005 mm，而一般精度轴为0.01～0.03 mm。此外还有内外圆柱面的同轴度和轴向定位端面与轴心线的垂直度要求等。4)表面粗糙度根据零件的表面工作部位的不同，可有不同的

3、表面粗糙度值。例如，普通机床主轴支承轴颈的表面粗糙度Ra为0.16～0.63μm，配合轴颈的表面粗糙度Ra为0.63～2.5μm，随着机器运转速度的增大和精密程度的提高，轴类零件表面粗糙度值要求也将越来越小。3．轴类零件的材料和毛坯合理选用材料和规定热处理的技术要求，对提高轴类零件的强度和使用寿命有重要意义；同时，对轴的加工过程有极大的影响。1)轴类零件的材料一般轴类零件常用45钢，根据不同的工作条件采用不同的热处理方式(如正火、调质、淬火等)，以获得一定的强度、韧性和耐磨性。对中等精度而转速较高的轴类零件，可选用40Cr等合金钢。这类钢经调质和表面淬火处理后，具有较高的综合力学性能。精度

4、较高的轴，有时还用轴承钢GCr15和弹簧钢65Mn等材料，它们通过调质和表面淬火处理后，具有更高耐磨性和耐疲劳性能。对于高转速、重载荷等条件下工作的轴，可选用20CrMnTi、20Mn2B、20Cr等低碳合金钢或38CrMoAlA氮化钢。低碳合金钢经渗碳淬火处理后，具有很高的表面硬度、抗冲击韧性和心部强度，热处理变形却很小。2)轴类零件的毛坯轴类零件的毛坯最常用的是圆棒料和锻件，只有某些大型的、结构复杂的轴才采用铸件。4．轴类零件的预加工轴类零件在切削加工之前，应对其毛坯进行预加工。预加工包括校正、切断、切端面和钻中心孔。(1)校正：校正棒料毛坯在制造、运输和保管过程中产生的弯曲变形，以保

5、证加工余量均匀及送料装夹的可靠。校正可在各种压力机上进行。(2)切断：当采用棒料毛坯时，应在车削外圆前按所需长度切断。切断应在锯床上进行，高硬度棒料的切断可在带有薄片砂轮的切割机上进行。(3)切端面钻中心孔：中心孔是轴类零件加工最常用的定位基准面，为保证钻出的中心孔不偏斜，应先切端面后钻中心孔。(4)荒车：如果轴的毛坯是锻件或大型铸件，则需要进行荒车加工，以减少毛坯外圆表面的形状误差，使后续工序的加工余量均匀。6.1.2典型主轴类零件加工工艺分析轴类零件的加工工艺因其用途、结构形状、技术要求、产量大小的不同而有差异。而轴的工艺规程编制是生产中最常遇到的工艺工作。1．轴类零件加工的主要问题轴

6、类零件加工的主要问题是如何保证各加工表面的尺寸精度、表面粗糙度和主要表面之间的相互位置精度。轴类零件加工的典型工艺路线如下：毛坯及其热处理→预加工→车削外圆→铣键槽等→热处理→磨削2．CA6140主轴加工工艺分析1) CA6140主轴技术条件的分析CA6140主轴如图6-2所示。(1)支承轴颈的技术要求。主轴两支承轴颈A、B的圆度允差为0.005 mm，径向跳动允差为0.005 mm，两支承轴颈的1∶12锥面接触率＞70%，表面粗糙度Ra为0.4 mm。支承轴颈直径按IT5-7级精度制造。主轴外圆的圆度要求，对于一般精度的机床，其允差通常不超过尺寸公差的50%，对于提高精度的机床，则不超过

7、25%，对于高精度的机床，则应在5%～10%之间。图6-2CA6140主轴(2)锥孔的技术要求。主轴锥孔(莫氏6号)对支承轴颈A、B的跳动，近轴端允差为0.005 mm，离轴端300 mm处允差为0.01 mm，锥面的接触率＞70%，表面粗糙度Ra为0.4m，硬度要求HRC48。(3)短锥的技术要求。短锥对主轴支承轴颈A、B的径向跳动允差为0.008 mm，端面D对轴颈A、B的端面跳动允差为0.008 mm，锥面及端面