第6章 典型零件加工工艺.ppt

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1、第六章典型零件的加工1．概述（1）轴类零件的功用和分类1）轴类零件的功用：支承传动零件（如齿轮、带轮、凸轮等）传递转矩承受载荷保证装在轴上的零件(或刀具)具有一定的回转精度。6.1轴类零件的加工1．概述2）轴类零件的结构特点：①长度大于直径；②加工表面为内外圆柱面、圆锥面、螺纹、花键、沟槽等；③有一定的回转精度。3）轴类零件的分类：①按其结构形状可分为光轴、阶台轴、空心轴和异形轴(如曲轴、凸轮轴、偏心轴等)四类。②按轴的长度与直径之比值(长径比)又可分为刚性轴(L/d≤12)和挠性轴(L/d＞12)两类

2、。轴的种类（2）轴类零件的材料和毛坯1）轴类零件的材料：一般为碳素结构钢和合金结构钢两类，以中碳钢45钢应用最多，一般须经调质、表面淬火等热处理以获得一定的强度、硬度、韧性和耐磨性。对精度和转速要求较高的轴则可采用中碳合金钢，如40Cr，40MnB，35SiMn，38SiMnMo等。对高转速、重载荷条件下工作的轴，可采用低碳合金钢，如20Cr，20CrMnTi，20MnVB等，这类合金钢经渗碳淬火处理后，一方面能使心部保持良好的韧性，另一方面能获得较高的耐磨性，但热处理后变形较大。采用氮化钢38CrMo

3、Al等，经调质和渗氮后，不仅具有良好的耐磨性和抗疲劳性能，其热处理变形也较小。2）轴类零件的常用毛坯：①光轴、直径相差不大的阶台轴常采用热轧或冷拉的圆棒料；②直径相差较大的阶台轴和比较重要的轴大都采用锻件。③当轴的结构形状复杂或尺寸较大时，也有采用铸件的。（1）尺寸精度和几何形状精度轴类零件的主要表面为轴颈，装配传动零件的称配合轴颈，装配轴承的称支承轴颈。①轴颈的尺寸精度通常为IT8～IT6；高精度的轴颈为IT5。②轴颈的形状精度（圆度、圆柱度）应限制在直径公差范围内，对形状精度要求较高时，则应在零件图

4、样上规定允许的偏差。2．轴类零件的主要技术要术（2）相互位置精度1）配合轴颈轴线相对支承轴颈轴线的同轴度；2）配合轴颈相对支承轴颈轴线的圆跳动。普通精度的轴，同轴度误差为0.01～0.03mm，高精度的轴为0.001～0.005mm。3）其他的相互位置精度如轴肩端面对轴线的垂直度等。（3）表面粗糙度配合轴颈的表面粗糙度值Ra一般为1.6～0.8µm，支承轴颈的表面粗糙度值Ra一般为0.8～0.4µm。（1）定位基准轴类零件加工时最常用的定位基准是中心孔，其次是外圆表面。“二顶尖”装夹，以轴两端的中心孔作

5、精基准符合基准重合原则和基准统一原则，加工后的各外圆表面可以获得很高的位置精度。粗加工时切削力很大，为提高工艺系统的刚度，常采用轴的外圆或外圆与中心孔共同作为定位基准，“一夹一顶”装夹。3．轴类零件机械加工的主要工艺问题带通孔的轴加工外圆时，可使用带中心孔的锥堵或锥套心轴(图4-34)装夹。通孔直径较小时，可直接在孔口加工出宽度不大于2mm的锥面，以代替中心孔。（2）加工顺序的安排先粗后精的原则，将粗、精加工分开进行。轴是回转体，各外圆表面的粗、半精加工一般采用车削，精加工采用磨削，有些精密轴类零件的轴

6、颈表面还需要进行光整加工。粗加工外圆表面时，应先加工大直径外圆，再加工小直径外圆，以免因直径差距增大而使小直径处的刚度下降，成为极易引起弯曲变形和振动的薄弱环节。轴上的花键、键槽、螺纹等表面的加工，一般都安排在外圆半精加工以后、精加工以前进行。（3）热处理工序的安排结构尺寸不大的中碳钢普通轴类锻件，一般在切削加工前进行调质热处理。对于重要的轴类零件(如机床主轴)，则：一般在毛坯锻造后安排正火处理，达到消除锻造应力，改善切削性能的目的；粗加工后安排调质处理，以提高零件的综合力学性能，并作为需要表面淬火或氮

7、化处理的零件的预备热处理；轴上有相对运动的轴颈和经常拆卸的表面，需要进行表面淬火处理，安排在精加工前。（3）轴类零件的典型工艺过程毛坯准备→正火→加工端面和中心孔→粗车→调质→半精车→花键、键槽、螺纹等加工→表面淬火→粗磨→精磨。3．轴类零件的加工实例—车床主轴的加工（1）零件分析对机床主轴的共同要求是必须满足机床的工作性能：即回转精度、刚度、热变形、抗振性、使用寿命等多方面的要求。车床主轴是带有通孔的多阶台轴，普通精度等级，材料为45钢。生产类型为大批生产。1）主要表面及其精度要求①支承轴颈是两个锥度

8、为1:12的圆锥面，分别与两个双列短圆锥轴承相配合。支承轴颈是主轴部件的装配基准，其精度直接影响主轴部件的回转精度，尺寸精度一般为IT5。主轴两支承轴颈的圆度允差和对其公共轴线的斜向圆跳动允差均为0.005mm，表面粗糙度Ra值不大于0.4µm。②配合轴颈是与齿轮传动件连接的表面，共有ψ80h5、ψ89f6和ψ90g5三段，前两段与齿轮分别采用键连接与花键连接，ψ90g5上齿轮空套，工作时两者有相对运动，因此该轴颈表面须淬火。配合轴颈的尺寸