机械制造技术基础第5章典型零件的加工工艺课件.ppt

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1、图5-1轴的结构类型5.1轴类零件加工工艺5.1.1轴类零件的结构特点1．轴类零件的作用轴类零件是机器中最常见的一类零件，主要用于支承齿轮、带轮等传动零件，并用于传递运动和转矩。2．轴类零件结构分类轴类零件根据其结构的不同可分为光轴、空心轴、阶梯轴等常见轴的种类如图5-1所示。轴是回转零件，故其结构组成中具有内外圆柱面、内外圆锥面、轴肩、螺纹、螺纹退刀槽、砂轮越程槽及键槽等表面，有一定的回转精度要求。轴颈用于安装轴承、齿轮、带轮等；轴肩用于轴上零件和轴本身的轴向定位；螺纹用于安装各种锁紧螺母；螺纹退刀槽供加工螺纹时退刀用；砂轮越程槽则是为了能完整地磨削出外圆和端面。5.1.2轴

2、类零件的工艺分析1．轴类零件的材料、毛坯及热处理一般轴类零件的材料常用45钢；对于中等精度而转速较高的轴，可选用40Cr等合金结构钢；对于较高精度的轴，可选用轴承钢GCrl5和弹簧钢65Mn等材料。对于高转速和重载荷轴，可选用20CrMnTi、20Cr等渗碳钢或38CrMoAl渗氮钢。毛坯制造方法主要与零件的使用要求和生产类型有关，最常用的毛坯是圆棒料和锻件。光轴或直径相差不大的阶梯轴，一般常用热轧圆棒料毛坯。当成品零件尺寸精度与冷拉圆棒料相符合时，其外圆可不进行车削，这时可采用冷拉圆棒料毛坯。比较重要的轴多采用锻件毛坯，由于毛坯加热锻打后，能使金属内部纤维组织沿表面均匀分布，

3、从而得到较高的抗拉、抗弯及抗扭强度。对于某些大型、结构复杂的轴(如曲轴等)，可采用铸件毛坯。轴类零件的使用性能除与所选钢材种类有关外，还与所采用的热处理有关。2.轴类零件的结构工艺性轴类零件的加工工艺过程随着结构形状、技术要求、材料种类、生产批量等因素有所差异。结构工艺性研究涉及的主要内容有：（1）机械加工工艺性好，容易加工、便于测量、高质量、低成本。（2）原材料的选择应便于采购、切削性能好。（3）结构工艺性好轴的结构工艺性要注意如下几个方面：①尽量采用标准化参数便于使用标准化刀具、量具，如标准铰刀、标准锥度量规等。②便于装夹如设立工艺轴头、空心轴轴端内锥堵头等。③便于进刀和调

4、刀如设立螺纹加工退刀槽、磨削加工砂轮越程槽等。④零件结构要有足够的刚度在加工刚度不足的零件时（如细长轴）要采取加强措施，如：加装跟刀架、中心架等。⑤尽量减少零件在机床上的装夹次数如轴上的键槽尽可能在同一素线上设立，以便在一次装夹中加工。⑥尽量减少机床的调整次数如应尽可能使同一零件上的螺距值一致，加工时只需要调整一次机床。⑦尽量减少刀具的种类如轴上的砂轮越程槽、退刀槽宽度、键槽宽度尽可能一致，以减少刀具种类。⑧尽量减少不平衡因素的影响如凸轮轴的凸轮部位的加工可安排在后工序进行、曲轴加工时加配重块等。⑨需要热处理的零件，要避免设计易产生开裂和变形的结构，如：零件的锐边和尖角，在淬火

5、时容易产生应力集中，造成开裂。因此，在淬火前，阶梯轴的轴肩、越程槽、键槽根部应设计成圆角，轴端及轴肩上要有倒角。相邻直径比大的阶梯轴尽量避免整体淬火。（4）尽量减少或消除内应力①合理设计零件结构在零件的结构设计中，应尽可能简化结构、使轴径均匀、减小直径比、增大零件刚度。②进行时效处理精度要求高的轴应在粗加工后安排消除内应力处理。③合理安排工艺机械加工时，应注意粗、精加工分开；注意减小切削力，如减小余量、减小切深并进行多次走刀，以避免工件变形。④尽量不采用冷校直工序对于精密零件，严禁进行冷校直。（5）精度以够用为度由于各种加工方法所能达到的经济加工精度、表面粗糙度、生产率和生产成

6、本各不相同，因此必须根据具体情况，选用合理的加工方法，从而加工出满足零件图纸上要求的合格零件。各种表面的经济加工方案可参照第四章零件的加工方案的选择。3.轴类零件的技术要求根据轴类零件功用及工作条件，其技术要求通常包括以下几方面：(1)尺寸精度和形状精度(2)位置精度(3)表面粗糙度4.轴类零件机械工加工工艺特点（1）基准分析轴类零件的设计基准是其支承轴颈的轴心，考虑基准统一原则，一般尽可能采用中心孔定位；也可用圆柱面与中心孔联合定位；较短的轴则直接用外圆定位。（2）安装方案①当零件的加工长度较短、刚性好时可用自定心卡盘直接夹持外圆，如图5-2a所示，或用单动卡盘夹外圆结合用磁

7、力百分表找正定位，如图5-2b所示。②粗加工时，长径比较长的,可采用一夹一顶,如图5-2c所示。这种定位方法能承受较大的切削力矩，但切削用量不能太大，是轴类零件最常见的一种定位方法。③精加工时,长径比较长,尽可能采用两中心孔定位,如图5-2d所示。中心孔不仅是车削时的定位基准．又是其他加工工序的定位基准和检验基准，符合基准统一原则。④当工件的刚度较低时，可在前后顶尖之间加跟刀架（如图5-2e所示）或中心架（如图5-2f所示）作为辅助支承以提高支承刚度；⑤若工件为空心轴，其通孔加工出来后，可用