機械制造技術(shù)：軸類零件加工

機械制造技術(shù)：軸類零件加工一.概述1.軸類零件的功用與結(jié)構(gòu)特點功用——支承傳動件、傳遞扭矩或運動、承受載荷，一定的回轉(zhuǎn)精度結(jié)構(gòu)——回轉(zhuǎn)體零件，長度大于直徑光軸、階梯軸、空心軸、異形軸（曲軸、凸輪軸、偏心軸和花鍵軸等）剛性軸（L/d≤12）撓性軸（L/d＞12）圓柱面、圓錐面、端面、溝槽、圓弧、螺紋、鍵槽、花鍵、其他表面2.軸類零件的技術(shù)要求——按功用和工作條件直徑精度——IT6～9級，可達IT5級。幾何形狀精度（圓度、圓柱度等）——公差的1/2，1/4相互位置精度（同軸度）——0.01～0.03mm，0.001～0.005mm表面粗糙度——Ra0.2～0.8μm，Ra0.8～3.2μm熱處理（表面淬火、滲碳淬火等），動平衡，探傷，過渡圓角3.軸類零件的材料及毛坯一般軸類——45鋼，正火、調(diào)質(zhì)、淬火中等精度和轉(zhuǎn)速較高——40Cr等合金結(jié)構(gòu)鋼，調(diào)質(zhì)和表面淬火高精度軸——軸承鋼GCr15、彈簧鋼65Mn，調(diào)質(zhì)和表面淬火高轉(zhuǎn)速和重載荷——20CrMnTi、20Cr，38CrMoAl，滲碳淬火或氮化結(jié)構(gòu)復雜（曲軸）——HT400、QT600、QT450、QT400一般軸——棒料重要軸——鍛件大型、結(jié)構(gòu)復雜軸——鑄件單件小批生產(chǎn)——自由鍛；成批大量生產(chǎn)——模鍛二.軸類零件的外圓表面加工1.外圓表面的車削加工（1）車削外圓各個加工階段——粗車、半精車、精車、精細車（2）細長軸外圓表面的車削——長徑比（L/D＞20）1）車削特點①剛性差，易彎曲變形和振動②熱膨脹，彎曲變形③刀具磨損大2）先進方法①一夾一頂，用φ4鋼絲，避免彎曲力矩②彈性頂尖，避免受熱彎曲變形③跟刀架，提高剛度，仔細調(diào)整則④大主偏角車刀，κr=75°～93°⑤反向進給切削，減少彎曲變形2.外圓表面的磨削加工粗磨——IT8～9級，Ra0.8～1.6μm精磨——IT6～7級，Ra0.2～0.8μm細磨（精密磨削）——IT5～6級，Ra0.1～0.2μm鏡面磨——Ra0.01μm（1）中心磨削外圓磨床——兩頂尖定位（2）無心磨削無心磨床——自定位精度IT6～7級，Ra0.2～0.8μm，位置精度不高，不能加工圓周不連續(xù)工件生產(chǎn)率高，可實現(xiàn)自動磨削，適合于大批量生產(chǎn)。（3）砂帶磨削砂帶磨?！ハ?、拋光Ra0.2～0.8μm，最高Ra0.02μm，表面不燒傷。彈性磨削，切削力小，適宜加工細長軸等零件。設(shè)備簡單，成本低，安全，生產(chǎn)率高3.外圓表面的精密加工（1）高精度磨削——小于Ra0.1μm精密磨削——Ra0.1～0.05μm超精密磨削——Ra0.05～0.025μm鏡面磨削——Ra0.01μm實質(zhì)——磨粒微刃——等高性——參加磨削的磨粒多，微細切屑半鈍化磨?！Σ翏伖忖g化期——擠壓拋光（2）超精加工油石—加壓力—振動—縱向進給，工件低速回轉(zhuǎn)——不重復軌跡①強烈切削階段——壓強大，油膜被破壞，切削作用強烈②正常切削階段——壓強降低,切削作用減弱③微弱切削階段——壓強更低，摩擦拋光作用④自動停止切削階段——壓強很小,形成油膜，切削作用停止磨粒摩擦拋光，交叉網(wǎng)紋——Ra0.01～0.1μm，速度低,壓力小,發(fā)熱少,表面不燒傷，不能糾正形狀和位置誤差（3）研磨研具—與加工面相對運動，磨粒、研磨劑—研去材料機械切削作用——磨?！軌骸尾梁蛿D壓—切除微細材料物理作用——磨粒局部壓力大—高溫、擠壓作用化學作用——研磨劑—表面氧化變軟，加速研磨運動較復雜—軌跡不重復，Ra0.01～0.2μm提高尺寸形狀精度不提高位置精度設(shè)備簡便生產(chǎn)率低，手研勞動強度大（4）滾壓滾輪或滾珠——加壓—彈性和塑性變形降低表面粗糙度值（Ra0.05～0.4μm），不提高形狀和位置精度金屬晶粒變細，纖維狀—殘余壓應力—抗疲勞強度、耐磨性和耐腐蝕性高設(shè)備簡單，生產(chǎn)率高，工藝范圍廣。適用于塑性材料三．軸類零件加工工藝分析1.車床主軸的加工工藝主要技術(shù)要求有：①支承軸頸A、B：圓度、圓跳動0.005，接觸率≥70%，IT5級，Ra0.4②莫氏錐孔：圓跳動，近0.005，遠0.01，接觸率≥70%，Ra0.4，淬硬③短錐C和端面D：圓跳動0.008，Ra0.8，淬硬④配合軸頸：尺寸IT5～6級，圓跳動0.015⑤其他表面：定位軸肩與中心線的垂直度，螺紋與中心線的同軸度等材料45鋼，毛坯為模鍛件，大批量生產(chǎn)主軸加工工藝過程略2.車床主軸的加工工藝分析（1）定位基準的選擇最常用兩中心孔——設(shè)計基準——基準重合一次安裝中能多加工——基準統(tǒng)一（錐堵或錐堵心軸）——盡量減少更換次數(shù)支承軸頸定位——基準重合—磨錐孔——保證相互位置精度中心孔和支承軸頸——互為基準、反復加工的原則工藝過程實質(zhì)——定位基準的準備和轉(zhuǎn)換的過程（2）加工階段的劃分以主要表面（特別是支承軸頸）的加工為主，分：粗加工階段——調(diào)質(zhì)前的工序半精加工階段——調(diào)質(zhì)后到表面淬火間的工序精加工階段——表面淬火后的工序，其它次要表面適當穿插其中（3）合理安排熱處理工序毛坯鍛造——正火——消除應力，改善切削性能粗加工——調(diào)質(zhì)—提高力學性能，為表面淬火準備半精加工——表面淬火——提高耐磨性（4）加工順序的安排先基準后其它、先粗后精、先主后次、穿插進行的原則：鍛造→正火→車端面鉆中心孔→粗車→調(diào)質(zhì)→半精車→精車→表面淬火→粗、精磨外圓表面→磨錐孔（5）次要