轴类零件加工工艺分析.ppt

复习：,1、什么是切削用量三要素？选 择顺序如何？2、常见刀具材料有哪些？机加 工中常用的是哪些？,切削用量的选择顺序：先选择大的背吃刀量然后选择较大的进给量最后确定切削速度,第八讲：轴类零件的加工工艺分析,课程教学手册,1、理解并会分析轴类零件的工艺特点；2、掌握轴类零件典型的加工工艺路线。,教学目标,一、轴类零件的特点,轴类零件是机器中用来支承齿轮、皮带轮等传动零件并传递运动和扭矩的零件，是最常见的典型零件之一。轴类零件是旋转体零件，其长度大于直径，一般由同心轴的外圆柱面、圆锥面、内孔和螺纹及相应的端面所组成，如下图所示。,一、轴类零件的特点,常见轴的结构示意图,一、轴类零件的特点,轴的零件图,阶梯轴,变速箱主轴,问题：如何编制下图所示轴的工艺文件？,二、轴类零件加工工艺过程分析,确定生产类型，设计相应的工艺过程工艺分析设计轴的工艺文件设计必要的工装。,1、技术要求分析 1）加工精度尺寸精度：主要轴颈直径尺寸精度等级通常为IT9IT6级，精密的轴颈可达IT5级。,二、轴类零件加工过程,几何精度：一般精度的轴颈，在满足尺寸精度的同时都满足了几何精度，精度高时，还要满足几何精度（圆度、圆柱度）要求。相互位置精度：轴颈的径向圆跳动一般为0.010.03mm,高精度轴为0.0010.005mm,二、轴类零件加工过程,1、技术要求分析 2）表面粗糙度 一般支承轴颈的表面粗造度为 Ra0.630.16m，配合轴颈的表面粗造度为Ra2.50.63m。2、轴类零件的材料及毛坯 一般轴类零件常用45号钢：中等精度、转速较高的轴类零件,可选,二、轴类零件加工过程,2、轴类零件的材料及毛坯 用40Cr等合金结构钢；精度较高的轴，有时还用轴承钢GCr15和弹簧钢65Mn等材料；在高转速、重载荷等条件下工作的轴，可选用20CrMnTi、20Mn2B、20Cr等低碳合金钢或38CrMnAlA等氮化钢。,二、轴类零件加工过程,2、轴类零件的材料及毛坯 棒料：用于外圆直径相差不大的轴；锻件：用于外圆直径相差较大的阶梯轴或重 要的轴。中小批量生产用自由锻，大 批大量生产用模锻。铸件：大型、外形结构复杂的轴，如内燃机 曲轴。,二、轴类零件加工过程,3、轴类零件的热处理 正火或退火：用在锻造毛坯切削加工前；调质：安排在粗车之后，半精车之前；表面淬火：安排在精加工之前，纠正局部变 形。低温时效处理：在局部淬火或粗磨之后。,二、轴类零件加工过程,4、轴类零件常用的加工方法 1）车削 荒车：主要是去除表面的氧化皮；粗车：主要切去毛坯大部分余量；半精车：精度较高的毛坯可直接半精车；精车：外圆表面加工的最终加工工序；精细车：用精细车代替有色金属的磨削加 工。刀尖圆弧半径选0.1-1.0mm,二、轴类零件加工过程,4、轴类零件常用的加工方法 2）磨削 轴类零件精加工和表面加工。3）滚压 滚压加工是利用金属产生塑性变形从而达到改变工件表面性能，获得工件尺寸形状的目的。,二、轴类零件加工过程,4、轴类零件常用的加工方法 4）研磨 属表面光整加工方法，可获得稳定的高精度表面。5）超精加工 超精加工和磨削、研磨不同，只能切去工件表面的凸峰。,二、轴类零件加工过程,4、轴类零件常用的加工方法 6）铣削 铣削的尺寸公差IT8IT7，表面粗糙度Ra1.6m。7）校直 往往作为轴类零件的第一道工序。一般是在冷态下在压力机或校直机上进行校直。,变速箱主轴,问题：如何编制下图所示轴的工艺文件？,三、轴类零件加工工艺编制,1、确定生产类型；2、进行工艺性分析，确定主要的加工表面及 其对应的加工方法；3、拟定工艺路线；(1)一般渗碳钢的轴类零件加工工艺路线：备料锻造正火打中心孔粗车半精车、精车渗碳(或碳氮共渗)淬火、低温回火粗磨次要表面加工精磨。(2)一般精度调质钢的轴类零件加工工艺路线：备料锻造正火(或退火)打中心孔粗车调质半精车、精车表面淬火、回火粗磨次要表面加工精磨。,三、轴类零件加工工艺编制,(3)精密氮化钢轴类零件的加工工艺路线：备料锻造正火(退火)打中心孔粗车 调质半精车、精车低温时效粗磨氮化处理次要表面加工精磨光磨。(4)整体淬火轴类零件的加工工艺路线：备料锻造正火（退火）打中心孔粗车调质半精车、精车次要表面加工整体淬火粗磨低温时效精磨。,三、轴类零件加工工艺编制,4、编制工艺文件,小 结：,本次课我们主要对轴类零件的加工工艺进行分析，并介绍了其加工工艺编制的方法步骤。,思考与复习：,1、轴类零件常用的加工方法有几种？2、调质钢轴的工艺路线一般是怎样 的？,调质钢的轴类零件加工工艺路线：备料锻造正火(或退火)打中心孔粗车调质半精车、精车表面淬火、回火粗磨次要表面加工精磨。,下次课我们将介绍轴类零件的工艺分析。课后有时间同学们可预习P158-162页内容。,下次课内容,复习：,1、轴类零件常用的加工方法有几种？2、调质钢轴的工艺路线一般是怎样的？,第九、十讲：轴类零件的加工工艺编制,课程教学手册,1、会编制轴类零件的加工工艺 2、培养沟通、协调和语言表达 能力,教学目标,轴类零件加工工艺编制案例分析,案例分析,下页传动轴加工,图A-1 变速箱主轴,1零件图样分析,根据工作性能与条件，该传动轴图样(图A-1)规定了主要轴颈M，N，外圆P、Q以及轴肩G、H、I有较高的尺寸、位置精度和较小的表面粗糙度值，并有热处理要求。这些技术要求必须在加工中给予保证。因此，该传动轴的关键工序是轴颈M、N和外圆P、Q的加工。,2确定毛坯,该传动轴材料为45钢，因其属于一般传动轴，故选45钢可满足其要求。本例传动轴属于中、小传动轴，并且各外圆直径尺寸相差不大，故选择60264mm的热轧圆钢作毛坯。,3确定主要表面的加工方法,传动轴大都是回转表面，主要采用车削与外圆磨削成形。由于该传动轴的主要表面M、N、P、Q的公差等级(IT6)较高，表面粗糙度Ra值(Ra=0.8 um)较小，故车削后还需磨削。外圆表面的加工方案可为：,粗车半精车磨削,4确定定位基准,合理地选择定基准，对于保证零件的尺寸和位置精度有着决定性的作用。由于该传动轴的几个主要配合表面(Q、P、N、M)及轴肩面(H、G)对基准轴线A-B均有径向圆跳动和端面圆跳动的要求，它又是实心轴，所以应选择两端中心孔为基准，采用双顶尖装夹方法，以保证零件的技术要求。粗基准采用热轧圆钢的毛坯外圆。中心孔加工采用三爪自定心卡盘装夹热轧圆钢的毛坯外圆，车端面、钻中心孔。但必须注意，一般不能用毛坯外圆装夹两次钻两端中心孔，而应该以毛坯外圆作粗基准，先加工一个端面，钻中心孔，车出一端外圆；然后以已车过的外圆作基准，用三爪自定心卡盘装夹(有时在上工步已车外圆处搭中心架)，车另一端面，钻中心孔。如此加工中心孔，才能保证两中心孔同轴。,5划分阶段,对精度要求较高的零件，其粗、精加工应分开，以保证零件的质量。该传动轴加工划分为三个阶段：粗车(粗车外圆、钻中心孔等)，半精车(半精车各处外圆、台阶和修研中心孔及次要表面等)，粗、精磨(粗、精磨各处外圆)。各阶段划分大致以热处理为界。,6热处理工序安排,轴的热处理要根据其材料和使用要求确定。对于传动轴，正火、调质和表面淬火用得较多。该轴要求调质处理，并安排在粗车各外圆之后，半精车各外圆之前。传动轴的工艺路线如下：,下料车两端面、钻中心孔粗车各外圆调质修研中心孔半精车各外圆，车槽、倒角车螺纹划键槽加工线铣键槽修研中心孔磨削检验入库。,7加工尺寸和切削用量,传动轴磨削余量可取0.5mm，半精车余量可选用1.5mm。加工尺寸可由此而定，见该轴加工工艺卡的工序内容。车削用量的选择，单件、小批量生产时，可根据加工情况由工人确定；一般可由机械加工工艺手册或切削用量手册中选取。,7加工尺寸和切削用量,8拟定工艺过程,8拟定工艺过程,8拟定工艺过程,8拟定工艺过程,8拟定工艺过程,9传动轴机械加工工艺过程工序简图,9传动轴机械加工工艺过程工序简图,9传动轴机械加工工艺过程工序简图,9传动轴机械加工工艺过程工序简图,9传动轴机械加工工艺过程工序简图,9传动轴机械加工工艺过程工序简图,小 结：,本次课我们主要通过传动轴分析轴类零件的加工工艺编制方法步骤。,课后作业：,完成课程教学手册上项目一内容。,下次课我们将介绍,下次课内容,复习与思考,1.拟定如图零件所示加工工艺,复习与思考,2.拟定如图零件所示加工工艺,