[精选]模块四轴类零件加工工艺及常用工艺装备20595.pptx
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1、模块四模块四 轴类零件加工工艺及常用工艺装备轴类零件加工工艺及常用工艺装备 项目一项目一 轴类零件加工概述轴类零件加工概述 任务一任务一 外圆加工的方法外圆加工的方法v课题二任务课题二任务v 课题二任务五课题二任务五提出方案提出方案4解决检查解决检查6知识能力目标知识能力目标1提出问题提出问题2分析比较分析比较5 找出切入点找出切入点3知识、能力目标重点重点 轴轴类类零零件件的的结结构构特特点点、几几何何形形状状及及其其加加工方法。工方法。难点难点 根根据据主主要要技技术术要要求求,确确定定传传动动轴轴的的加加工工关键表面。关键表面。轴类零件?两张照片有什么区别?任务任务1 1 轴类零件的作用
2、及结构特点轴类零件的作用及结构特点 轴类零件是机器中最常见的一种零件,主要用于:1)支撑传动)支撑传动零件零件2)承受载荷)承受载荷3)传递转矩)传递转矩轴类零件的分类轴类零件的分类轴类零件的局部结构特点轴类零件的局部结构特点内外圆柱面内外圆柱面内外圆锥面内外圆锥面螺纹螺纹花键花键键槽、沟槽键槽、沟槽轴类零件的局部结构特点轴类零件的局部结构特点轴的长径比小于轴的长径比小于5 5的称为短轴,大于的称为短轴,大于2020的称的称为细长轴,大多数轴介于两者之间。为细长轴,大多数轴介于两者之间。问题:直径大于长度是什么情况?问题:直径大于长度是什么情况?回顾一下XZn 普通车床普通车床1主轴箱主轴箱2
3、夹盘夹盘3刀架刀架4后顶尖后顶尖 5尾座尾座6床身床身7光杠光杠8丝杠丝杠9溜板箱溜板箱10底座底座11进给箱进给箱 机床的组成机床的组成 机床的组成机床的组成 轴类零件的主要技术要求轴类零件的主要技术要求1)尺寸精度:直径)尺寸精度:直径IT6 6IT9 9;长度;长度2)形状精度:)形状精度:圆度、圆柱度圆度、圆柱度 尺寸误差尺寸误差3)位置精度:)位置精度:同轴度同轴度、垂直度垂直度、跳动跳动 4)表面粗糙度:)表面粗糙度:Ra 0.2 6.3 形状误差位置误差尺寸误差形状误差位置误差尺寸误差1 1)一般轴类零件材料常用)一般轴类零件材料常用4545钢;钢;2 2)中等精度而转速较高的轴
4、,可选用)中等精度而转速较高的轴,可选用40Cr40Cr等合金等合金结构钢结构钢 ;3 3)精度较高的轴,可选用轴承钢)精度较高的轴,可选用轴承钢GCrl5GCrl5和弹簧钢和弹簧钢65Mn65Mn等,也可选用球墨铸铁等,也可选用球墨铸铁 ;4 4)对于高转速、重载荷条件下工作的轴,选用)对于高转速、重载荷条件下工作的轴,选用20CrMnTi20CrMnTi、20Mn2B20Mn2B、20Cr20Cr等低碳合金钢或等低碳合金钢或38CrMoAl38CrMoAl氮化钢。氮化钢。二、轴类零件的材料二、轴类零件的材料常用毛坯:圆棒料和锻件;常用毛坯:圆棒料和锻件;毛坯经过加热锻造后,可使金属内部纤维
5、组织毛坯经过加热锻造后,可使金属内部纤维组织沿表面均匀分布,从而获得较高的抗拉、抗弯及抗沿表面均匀分布,从而获得较高的抗拉、抗弯及抗扭强度,故一般比较重要的轴,多采用锻件。扭强度,故一般比较重要的轴,多采用锻件。毛坯的锻造方式分为毛坯的锻造方式分为:自由锻造和模锻两种。自由锻造和模锻两种。只只有大型轴或结构复杂的轴:铸件。有大型轴或结构复杂的轴:铸件。二、轴类零件的毛坯二、轴类零件的毛坯锻造毛坯在加工前,均需安排正火或退火处理(含碳量大锻造毛坯在加工前,均需安排正火或退火处理(含碳量大于于0.70.7的碳钢和合金钢),以使钢材内部晶粒细化,消除的碳钢和合金钢),以使钢材内部晶粒细化,消除锻造应
6、力,降低材料硬度,改善切削加工性能。锻造应力,降低材料硬度,改善切削加工性能。一般轴类零件常用一般轴类零件常用4545钢,通常调质处理。钢,通常调质处理。对精度要求高的轴,在局部淬火后或粗磨之后,还需进行对精度要求高的轴,在局部淬火后或粗磨之后,还需进行低温时效处理(在低温时效处理(在160c160c油中进行长时间的低温时效),油中进行长时间的低温时效),以保证尺寸的稳定。以保证尺寸的稳定。表面淬火一般安排在精加工之前,这样可纠正因淬火引起表面淬火一般安排在精加工之前,这样可纠正因淬火引起的局部变形。的局部变形。附:轴类零件的热处理附:轴类零件的热处理大家讨论大家讨论传动轴零件图 看懂传动轴的
7、结构形状,说出轴在产品中的作用,找看懂传动轴的结构形状,说出轴在产品中的作用,找出其主要技术要求,确定传动轴的加工关键表面。出其主要技术要求,确定传动轴的加工关键表面。产品(传动轴部分)装配示意图 任务实施任务实施1.1.1 1.1.1 看懂传动轴的结构形状看懂传动轴的结构形状 零件图采用了主视图和移出断面图表达其形状结构。从主视图可以看出,主体由四段不同直径的回转体组成,有轴颈、轴肩、键槽、挡圈槽、倒角、圆角等结构,由此可以想象出传动轴的结构形状。1.1.2 1.1.2 明确传动轴的装配位置和作用明确传动轴的装配位置和作用 由产品(传动轴部分)装配图可知,传动轴起支承齿轮、传递扭矩的作用。两
8、30js6外圆(轴颈)用于安装轴承,37轴肩起轴承轴向定位作用。24g6外圆及轴肩用于安装齿轮及齿轮轴向定位,采用普通平键联接,左轴端有挡圈槽,用于安装档圈,以轴向固定齿轮。130js6、24g6轴颈都具有较高的尺寸精度(IT6)和位置精度(圆跳动分别为0.01、0.02)要求,表面粗糙度(Ra值分别为0.8m、1.6m)要求也较高;37轴肩两端面虽然尺寸精度要求不高,但表面粗糙度要求较高(Ra值分别为1.6m、3.2m);圆角R1精度要求并不高,但需与轴颈及轴肩端面一起加工,所以30js6、24g6轴颈、37轴肩端面、圆角R1均为加工的关键表面。1.1.3 1.1.3 确定传动轴的加工关键表
9、面确定传动轴的加工关键表面 2键槽侧面(宽度)尺寸精度(IT9)要求中等,位置精度(对称度0.025约为8级)要求比较高,表面粗糙度(Ra值为3.2m)要求中等,键槽底面(深度)尺寸精度(20)和表面粗糙度(Ra值为6.3m)要求都较低,所以键槽是次要加工表面。1.1.3 1.1.3 确定传动轴的加工关键表面确定传动轴的加工关键表面 3挡圈槽、左、右端面、倒角等其余表面,尺寸及表面精度要求都比较低,均为次要加工表面。1.1.3 1.1.3 确定传动轴的加工关键表面确定传动轴的加工关键表面任务结果任务结果名称名称结结果果关键加工表面 30js6、24g6轴颈及轴肩两端面次要加工表面其余表面传动轴
10、的加工关键表面传动轴的加工关键表面 1毛坯的种类和制造方法主要与零件使用要求和生产类型有关。2轴类零件最常用的毛坯是锻件与圆棒料,只有结构复杂的大型轴类零件(如曲轴)才采用铸件。3锻造后的毛坯,能改善金属的内部组织,提高其抗拉、抗弯等机械性能。同时,因锻件的形状和尺寸与零件相近,可以节约材料,减少切削加工的劳动量,降低生产成本。所以比较重要的轴或直径相差较大的阶梯轴,大都采用锻件。4对不重要的光轴或直径相差不大的阶梯轴,一般以圆棒料为主。5锻件的制造方法有自由锻、模锻等。不同的毛坯制造方法,其生产率和成本都不相同。在选择锻件的制造方法时,并非是制造精度越高就越好,需要综合考虑机械加工成本和毛坯
11、制造成本,以达到零件制造总成本最低的目的。6当生产批量较小、毛坯精度要求较低时,锻件一般采用自由锻造法生产。由于不用制造锻造模型,使用工具简单、通用性较大,生产准备周期短,灵活性大,所以应用较为广泛,特别适用于单件和小批生产。7当生产批量较大、毛坯精度要求较高时,锻件一般采用模锻法生产。模锻锻件尺寸准确,加工余量小,生产率高。因需配备锻模和相应的模锻设备,一次性投入费用较高,所以适用于较大批量的生产,而且生产批量越大,成本就越低。轴毛坯相关知识轴毛坯相关知识 根据传动轴的制造材料(45钢),查附表5可确定,毛坯类型可采用型材或锻件,现选用锻件;毛坯采用自由锻造法。任务实施任务实施1.3.1 1
12、.3.1 选择传动轴毛坯类型及其制造方法选择传动轴毛坯类型及其制造方法1.3.2 1.3.2 绘制传动轴毛坯简图绘制传动轴毛坯简图1确定传动轴毛坯的余量查表阶梯轴的自由锻造机械加工余量计算公式(D65mm时,按65mm计算,L300mm时,按300mm计算),传动轴锻件余量计算如下:A0.26 L0.2 D0.50.263000.2650.5 6.56mm取整数7mm。2绘制传动轴毛坯简图步骤图例(1)用双点划线画出传动轴的主视图。只画主要结构,次要细节简化不画,非毛坯制造的孔不画。(2)将加工总余量按尺寸用粗实线画在加工表面上。(3)标注毛坯的主要尺寸。任务结果任务结果名称名称结结果果毛坯的
13、类型及其制造方法(1)毛坯类型为锻件(2)制造方法采用自由锻造毛坯的机械加工余量及毛坯的尺寸偏差、毛坯简图传动轴的毛坯类型及其制造方法传动轴的毛坯类型及其制造方法 传动轴零件图 1确定传动轴的粗基准和夹紧方案,确定传动轴的粗基准和夹紧方案,2确定传动轴的精基准和夹紧方案。确定传动轴的精基准和夹紧方案。车削工件时的安装(装夹)车削工件时的安装(装夹)车削工件时的安装(装夹)车削工件时的安装(装夹)车削工件时的安装(装夹)车削工件时的安装(装夹)车削工件时的安装(装夹)1以毛坯表面作为定位基准,称为粗基准。2粗基准选择要考虑下列原则:(1)选用的粗基准必须便于加工精基准,以尽快获得精基准。(2)粗
14、基准应选用面积较大,平整光洁,无浇口、冒口、飞边等缺陷的表面,这样工件定位才稳定可靠。(3)当有多个不加工表面时,应选择与加工表面位置精度要求较高的表面作为粗基准。(4)当工件的加工表面与某不加工表面之间有相互位置精度要求时,应选择该不加工表面作为粗基准。(5)当工件的某重要表面要求加工余量均匀时,应选择该表面作为粗基准。(6)粗基准在同一尺寸方向上应只使用一次。3轴类零件的粗加工,可选择外圆表面作为定位粗基准,以此定位加工两端面和中心孔,为后续工序准备精基准。相关知识相关知识1零件已加工的表面作为定位基准,这种基准称为精基准。合理选择定位精基准是保证零件加工精度的关键。2选择精基准首先根据零
15、件关键表面的加工精度(尤其是有位置精度要求的表面),同时还要考虑所选基准的装夹是否稳定可靠、操作方便。3选定精基准所需用的夹具结构是否简单。4精基准的选择原则:(1)基准重合原则 尽量选择设计基准作为精基准,避免基准不重合而引起的定位误差。(2)基准统一原则 尽量选择多个加工表面共享的定位基准面作为精基准,以保证各加工面的相互位置精度,避免误差,简化夹具的设计和制造。(3)自为基准原则 精加工或光整加工工序应尽量选择加工表面本身作为精基准,该表面与其它表面的位置精度则由先行工序保证。(4)互为基准原则 当两个表面相互位置精度以各自的形状和尺寸精度都要求很高时,可以采取互为基准原则,反复多次进行
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