典型零件的加工及热处理好精选课件.ppt
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1、关于典型零件的加工及热处理好第一页,本课件共有50页3.1轴类零件的加工轴类零件的加工教学重点:教学重点:掌握轴类零件的结构特点;掌握轴类零件的结构特点;掌握车床主轴加工工艺过程;掌握车床主轴加工工艺过程;掌握轴类零件加工过程中常用夹具。掌握轴类零件加工过程中常用夹具。教学难点:教学难点:轴类零件加工工艺过程设计。轴类零件加工工艺过程设计。第二页,本课件共有50页3.1轴类零件的加工轴类零件的加工 3.1.1概述概述 1.轴类零件的功能和结构特点轴类零件的功能和结构特点 2.轴类零件的技术要求轴类零件的技术要求 (1)尺寸精度。)尺寸精度。(2)相互位置精度。)相互位置精度。(3)几何形状精度
2、。)几何形状精度。(4)表面粗糙度。)表面粗糙度。第三页,本课件共有50页3.1轴类零件的加工轴类零件的加工3.轴类零件的材料与热处理轴类零件的材料与热处理一般轴类零件常用中碳钢,如一般轴类零件常用中碳钢,如45钢,经正火、调质及部分表钢,经正火、调质及部分表面淬火等热处理,得到所要求的强度、韧性和硬度。面淬火等热处理,得到所要求的强度、韧性和硬度。对中等精度而转速较高的轴类零件,一般选用合金钢(如对中等精度而转速较高的轴类零件,一般选用合金钢(如40Cr等)等),经过调质和表面淬火处理,使其具有较高的综合力学性能。,经过调质和表面淬火处理,使其具有较高的综合力学性能。对在高转速、重载荷等条件
3、下工作的轴类零件,可选用对在高转速、重载荷等条件下工作的轴类零件,可选用20CrMnTi、20Mn2B、20Cr等低碳合金钢,经渗碳淬火处等低碳合金钢,经渗碳淬火处理后,具有很高的表面硬度,心部则获得较高的强度和韧理后,具有很高的表面硬度,心部则获得较高的强度和韧性。性。对高精度和高转速的轴,可选用对高精度和高转速的轴,可选用38CrMoAl钢,其热处理变钢,其热处理变形较小,经调质和表面渗氮处理,达到很高的心部强度和表形较小,经调质和表面渗氮处理,达到很高的心部强度和表面硬度,从而获得优良的耐磨性和耐疲劳性。面硬度,从而获得优良的耐磨性和耐疲劳性。第四页,本课件共有50页3.1轴类零件的加工
4、轴类零件的加工轴类零件的毛坯:轴类零件的毛坯:常采用棒料、锻件和铸件等毛坯形式。常采用棒料、锻件和铸件等毛坯形式。一般光轴或外圆直径相差不大的阶梯轴采用棒料;一般光轴或外圆直径相差不大的阶梯轴采用棒料;对外圆直径相差较大或较重要的轴常采用锻件;对外圆直径相差较大或较重要的轴常采用锻件;对某些大型的或结构复杂的轴(如曲轴)可采用对某些大型的或结构复杂的轴(如曲轴)可采用铸件铸件第五页,本课件共有50页图31 CA6140车床主轴简图第六页,本课件共有50页3.1轴类零件的加工轴类零件的加工3.1.2车床主轴加工工艺分析车床主轴加工工艺分析 1.车床主轴技术条件的分析车床主轴技术条件的分析 主轴支
5、轴承颈的技术要求主轴支轴承颈的技术要求 主轴工作表面的技术要求主轴工作表面的技术要求 空套齿轮轴颈的技术要求空套齿轮轴颈的技术要求 螺纹的技术要求螺纹的技术要求 主轴各表面的表面质量要求主轴各表面的表面质量要求第七页,本课件共有50页3.1轴类零件的加工轴类零件的加工1.工工 序序 名名 称称2.备料备料3.模锻模锻4.热处理热处理5.铣端面钻中心孔铣端面钻中心孔6.粗车外圆粗车外圆7.热处理热处理8.车大端各外圆车大端各外圆9.仿形车小端各部仿形车小端各部10.钻钻48深孔深孔11.车小端内锥孔(配车小端内锥孔(配1:20锥堵)锥堵)12.车大端锥孔、车外短锥及端面车大端锥孔、车外短锥及端面
6、13.钻大端端面各孔钻大端端面各孔14.热处理热处理15.精车各外圆并切槽(两端锥堵定心)精车各外圆并切槽(两端锥堵定心)16.粗磨外圆粗磨外圆17.粗磨莫氏粗磨莫氏6号内锥孔(重配莫氏号内锥孔(重配莫氏6号锥堵)号锥堵)18.粗铣和精铣花键粗铣和精铣花键19.铣键槽铣键槽20.车大端内侧面,车三处螺纹车大端内侧面,车三处螺纹(配螺母)(配螺母)21.精磨各外圆及精磨各外圆及E、F两端面两端面22.粗磨两处粗磨两处1:12外锥面外锥面23.精磨两处精磨两处1:12外锥面和外锥面和D端端面及短锥面等面及短锥面等24.精磨莫氏精磨莫氏6号内锥孔(卸锥号内锥孔(卸锥堵)堵)25.钳工钳工26.检验检
7、验2.车床主轴的机械加工工艺过程车床主轴的机械加工工艺过程第八页,本课件共有50页3.1轴类零件的加工轴类零件的加工3.车床主轴加工工艺过程分析车床主轴加工工艺过程分析 主轴毛坯的制造方法主轴毛坯的制造方法 锻件,还可获得较高的抗拉、抗弯和抗扭强度。锻件,还可获得较高的抗拉、抗弯和抗扭强度。主轴的材料和热处理主轴的材料和热处理 45钢,普通机床主轴的常用材料,淬透性比合金钢差,淬火后变形较钢,普通机床主轴的常用材料,淬透性比合金钢差,淬火后变形较大,加工后尺寸稳定性也较差,要求较高的主轴则采用合金钢材料为宜。大,加工后尺寸稳定性也较差,要求较高的主轴则采用合金钢材料为宜。毛坯热处理毛坯热处理
8、采用正火,消除锻造应力,细化晶粒,并使金属组织均匀。采用正火,消除锻造应力,细化晶粒,并使金属组织均匀。预备热处理预备热处理 粗加工之后半精加工之前,安排调质处理,提高其综合力学性能粗加工之后半精加工之前,安排调质处理,提高其综合力学性能 最终热处理最终热处理 主轴的某些重要表面需经高频淬火。主轴的某些重要表面需经高频淬火。最终热处理一般安排在半精加工之后,精加工之前,局部淬火产生的变形最终热处理一般安排在半精加工之后,精加工之前,局部淬火产生的变形在最终精加工时得以纠正。在最终精加工时得以纠正。第九页,本课件共有50页3.1轴类零件的加工轴类零件的加工加工阶段的划分加工阶段的划分 粗加工阶段
9、粗加工阶段 用大的切削用量切除大部分余量,及时发现锻件裂纹等用大的切削用量切除大部分余量,及时发现锻件裂纹等缺陷。缺陷。半精加工阶段半精加工阶段 为精加工作好准备为精加工作好准备 精加工阶段精加工阶段 把各表面都加工到图样规定的要求。把各表面都加工到图样规定的要求。粗加工、半精加工、精加工阶段的划分大体以热处粗加工、半精加工、精加工阶段的划分大体以热处理为界。理为界。第十页,本课件共有50页3.1轴类零件的加工轴类零件的加工工序顺序的安排工序顺序的安排 毛坯制造毛坯制造正火正火车端面钻中心孔车端面钻中心孔粗车粗车调质调质半精车表面淬火半精车表面淬火粗、精磨外圆粗、精磨外圆粗、精磨圆锥面粗、精磨
10、圆锥面磨锥孔。磨锥孔。第十一页,本课件共有50页3.1轴类零件的加工轴类零件的加工在安排工序顺序时,还应注意下面几点在安排工序顺序时,还应注意下面几点:外圆加工顺序安排要照顾主轴本身的刚度,应先加工大直径后加工小直径,以免一外圆加工顺序安排要照顾主轴本身的刚度,应先加工大直径后加工小直径,以免一开始就降低主轴钢度。开始就降低主轴钢度。就基准统一而言,希望始终以顶尖孔定位,避免使用锥堵,则深孔加就基准统一而言,希望始终以顶尖孔定位,避免使用锥堵,则深孔加工应安排在最后。但深孔加工是粗加工工序,要切除大量金属,加工工应安排在最后。但深孔加工是粗加工工序,要切除大量金属,加工过程中会引起主轴变形,所
11、以最好在粗车外圆之后就把深孔加工出来。过程中会引起主轴变形,所以最好在粗车外圆之后就把深孔加工出来。花键和键槽加工应安排在精车之后,粗磨之前。如在精车之前就铣出键槽,将会造花键和键槽加工应安排在精车之后,粗磨之前。如在精车之前就铣出键槽,将会造成断续车削,既影响质量又易损坏刀具,而且也难以控制键槽的尺寸精度。成断续车削,既影响质量又易损坏刀具,而且也难以控制键槽的尺寸精度。因主轴的螺纹对支承轴颈有一定的同轴度要求,故放在淬火之后的精加工因主轴的螺纹对支承轴颈有一定的同轴度要求,故放在淬火之后的精加工阶段进行,以免受半精加工所产生的应力以及热处理变形的影响。阶段进行,以免受半精加工所产生的应力以
12、及热处理变形的影响。主轴系加工要求很高的零件,需安排多次检验工序。检验工序一般安排在主轴系加工要求很高的零件,需安排多次检验工序。检验工序一般安排在各加工阶段前后,以及重要工序前后和花费工时较多的工序前后,总检各加工阶段前后,以及重要工序前后和花费工时较多的工序前后,总检验则放在最后。验则放在最后。第十二页,本课件共有50页3.1轴类零件的加工轴类零件的加工定位基准的选择定位基准的选择以两顶尖孔作为轴类零件的定位基准,既符合基准重合原以两顶尖孔作为轴类零件的定位基准,既符合基准重合原则,又能使基准统一。则,又能使基准统一。为了保证支承轴颈与两端锥孔的同轴度要求,需要应用互为基为了保证支承轴颈与
13、两端锥孔的同轴度要求,需要应用互为基准原则。准原则。在精磨莫氏在精磨莫氏6号内锥孔的定位方法中,采用了专用夹具,机床号内锥孔的定位方法中,采用了专用夹具,机床主轴仅起转递扭矩的作用,排除了主轴组件本身的回转误差,主轴仅起转递扭矩的作用,排除了主轴组件本身的回转误差,因此提高了加工精度。因此提高了加工精度。精加工主轴外圆表面也可用外圆表面本身来定位,既在安装工件精加工主轴外圆表面也可用外圆表面本身来定位,既在安装工件时以支承轴颈表面本身找正。时以支承轴颈表面本身找正。第十三页,本课件共有50页3.1轴类零件的加工轴类零件的加工4.主轴加工中的几个工艺问题主轴加工中的几个工艺问题锥堵和锥堵心轴的使
14、用锥堵和锥堵心轴的使用 对于通孔直径较小的轴,可直接在孔口倒出宽度不大于对于通孔直径较小的轴,可直接在孔口倒出宽度不大于2mm的的60度锥面,代替中心孔。度锥面,代替中心孔。当主轴锥孔的锥度较小时,就常用锥堵当主轴锥孔的锥度较小时,就常用锥堵 当锥度较大时,可用带锥堵的拉杆心轴当锥度较大时,可用带锥堵的拉杆心轴图35 带有锥堵的拉杆心轴图34 锥堵第十四页,本课件共有50页3.1轴类零件的加工轴类零件的加工顶尖孔的修磨顶尖孔的修磨用铸铁顶尖研磨。用铸铁顶尖研磨。用油石或橡胶砂轮夹在车床的卡盘上,用装用油石或橡胶砂轮夹在车床的卡盘上,用装在刀架上的金刚钻将它的前端修整成顶尖在刀架上的金刚钻将它的
15、前端修整成顶尖形状形状用硬质合金顶尖刮研用硬质合金顶尖刮研第十五页,本课件共有50页3.1轴类零件的加工轴类零件的加工外圆表面的车削加工外圆表面的车削加工 主轴各外圆表面的车削通常分为粗车、半精主轴各外圆表面的车削通常分为粗车、半精车、精车三个步骤车、精车三个步骤单件小批生产采用普通卧式车床;单件小批生产采用普通卧式车床;成批生产多用带有液压仿形刀架的车床或成批生产多用带有液压仿形刀架的车床或 液液压仿形车床;压仿形车床;大批大量生产则采用液压仿形车床或多刀半大批大量生产则采用液压仿形车床或多刀半自动车床。自动车床。第十六页,本课件共有50页3.1轴类零件的加工轴类零件的加工主轴深孔的加工主轴
16、深孔的加工 一般把长度与直径之比大于一般把长度与直径之比大于5的孔称为深孔。的孔称为深孔。深孔加工比一般孔加工要困难和复杂,原因是:深孔加工比一般孔加工要困难和复杂,原因是:刀具细而长,刚性差,钻头容易引偏;刀具细而长,刚性差,钻头容易引偏;排屑困难;排屑困难;冷却困难,钻头散热条件差,容易丧失切削能力。冷却困难,钻头散热条件差,容易丧失切削能力。生产实际中一般采取下列措施来改善深孔加工的不利因素:生产实际中一般采取下列措施来改善深孔加工的不利因素:用工件旋转、刀具进给的加工方法,使钻头有自定中心的能力;用工件旋转、刀具进给的加工方法,使钻头有自定中心的能力;采用特殊结构的刀具采用特殊结构的刀
17、具深孔钻,以增加其导向的稳定性和适应深孔钻,以增加其导向的稳定性和适应 深孔加工的条件;深孔加工的条件;在工件上预加工出一段精确的导向孔,保证钻头从一开始就不在工件上预加工出一段精确的导向孔,保证钻头从一开始就不 引偏;引偏;采用压力输送的切削润滑液并利用在压力下的冷却润滑液排出采用压力输送的切削润滑液并利用在压力下的冷却润滑液排出 切屑。切屑。第十七页,本课件共有50页3.1轴类零件的加工轴类零件的加工主轴锥孔加工主轴锥孔加工 主轴前端锥孔和主轴支承轴颈及前端短锥主轴前端锥孔和主轴支承轴颈及前端短锥的同轴度要求高,因此磨削主轴的前端锥的同轴度要求高,因此磨削主轴的前端锥孔,常常成为机床主轴加
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