典型零件加工工艺过程anggen

轴类零件的作用、特点及分类车床主轴的功用和结构特点及设计要求车床主轴技术条件的分析主轴的机械加工工艺过程主轴加工工艺过程分析主轴加工中的几个工艺问题第一节轴类零件加工第五章典型零件加工工艺过程1第一节轴类零件加工一、概述1．轴类零件的作用、特点及分类轴类零件的作用支撑传动零件；承受载荷；传递扭矩。第五章典型零件加工工艺过程2轴类零件的特点长度大于直径；加工表面为内外圆柱面、圆锥面、螺纹、花键、沟槽等；有一定的回转精度。轴类零件的分类光滑轴；阶梯轴；空心轴；异形轴（曲轴、齿轮轴、偏心轴、十字轴、凸轮轴、花键轴）。第五章典型零件加工工艺过程3

图5-1轴的种类(a)光轴(b)空心轴(c)半轴(d)阶梯轴(e)花键轴(f)十字轴(g)偏心轴(h)曲轴(i)凸轮轴

第五章典型零件加工工艺过程42.轴类零件的主要技术要求⑴加工精度

①尺寸精度：一是支承轴颈，用于确定轴的位置并支承轴，通常为IT5~IT7；二是配合轴颈，常为IT6~IT9。②形状精度：主要指轴颈表面、外圆锥面、锥孔等重要表面的圆度、圆柱度。一般应限制在尺寸公差范围内，精密轴，另行规定其几何形状精度。③位置精度：包括内、外表面、重要轴面的同轴度、圆的径向跳动、重要端面对轴心线的垂直度、端面间的平行度等。第五章典型零件加工工艺过程53.轴类零件的材料、毛坯及热处理

(1)轴类零件的材料及毛坯①材料常用45钢，精度较高：40Cr、GCr15、65Mn，球墨铸铁；高速、重载轴：20CrMnTi、20Mn2B、20Cr或38CrMoAl等。②毛坯常用圆棒料；锻件：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，获得较高的抗拉、抗弯及抗扭强度。铸件：大型或结构复杂的轴。第五章典型零件加工工艺过程6

⑵轴类零件的热处理正火或退火：锻造毛坯，可以细化晶粒，消除应力，降低硬度，改善切削加工性能。

调质：安排在粗车之后、半精车之前，以获得良好的物理力学性能。

表面淬火：安排在精加工之前，这样可以纠正因淬火引起的局部变形。低温时效处理：精度要求高的轴，在局部淬火或粗磨之后进行。第五章典型零件加工工艺过程7

图5-2CA6140车床主轴简图

第五章典型零件加工工艺过程8车床主轴的结构特点既是阶梯轴，又是空心轴；是长径比小于12的刚性轴；不但传递旋转运动和扭矩，而且是工件或刀具回转精度的基础；主要加工表面有内外圆柱面、圆锥面，次要表面有螺纹、花键、沟槽、端面结合孔等机械加工工艺主要是车削、磨削，其次是铣削和钻削。第五章典型零件加工工艺过程9特别值得注意的工艺问题有：1)定位基准的选择；2)加工顺序的安排；3)深孔加工；4)热处理变形。车床主轴的功用承受扭转力矩；承受弯曲力矩；保证回转运动精度。第五章典型零件加工工艺过程10车床主轴轴的设计计要求扭转和弯弯曲刚度度高；回转精度度高（径径向圆跳跳动、端端面圆跳跳动、回回转轴线线稳定））；制造精度度高：1)结结构尺寸寸及动态态特性要要好；2)主主轴本身身及其轴轴承精度度高；3)轴轴承的结结构和润润滑；4)齿齿轮的布布置；5)固固定件的的平衡等等。第五章典典型零零件加工工工艺过过程11主轴结构构的设计计要求：1)合合理的结结构设计计；2)足足够的刚刚度；3)有有具有一一定的尺尺寸、形形状、位位置精度度和表面面质量；；4)足足够的耐耐磨性、、抗振性性及尺寸寸稳定性性5)足足够的抗抗疲劳强强度第五章典典型零零件加工工工艺过过程123．车床床主轴技技术条件件的分析析主轴支承承轴颈的的技术要要求支承轴颈颈是主轴轴的装配配基准，，其精度度直接影影响主轴轴的回转转精度；；主轴上上各重要要表面又又以支承承轴颈为为设计基基准，有有严格的的位置要要求；支承轴颈颈为三支支承结构构，并且且跨度大大；第五章章典典型型零件件加工工工艺艺过程程13支承轴轴颈采采用锥锥面(1：12)结结构，，接触触率≥≥70%，，可用用来调调整轴轴承间间隙；；中间支支承为为IT5~IT6，，粗糙糙度为为：支承轴轴颈圆圆度误误差为为0.005mm，，径向向跳动动为0.005mm；其他外外圆的的圆度度要求求，误误差小小于50%尺寸寸公差差，高高精度度者为为5~10%；；轴颈与与有关关表面面的同同轴度度误差差应很很小。第五章章典典型型零件件加工工工艺艺过程程14主轴工工作表表面（（锥孔孔）的的技术术要求求用来安安装顶顶尖或或刀具具锥柄柄的；；是定定心表表面；；对锥面面的尺尺寸精精度、、形状状精度度、粗粗糙度度、接接触精精度都都要求求高；；轴心线线应与与支承承轴颈颈同轴轴；锥孔对对轴颈颈的径径向圆圆跳动动近轴轴端为为0.005，，离轴轴端300处为为0.01，锥锥面接接触率率≥70%，粗粗糙度度，，硬硬度HRC48~50。。第五章章典典型型零件件加工工工艺艺过程程15主轴轴轴端外外锥（（短锥锥）的的技术术要求求用来安安装卡卡盘或或花盘盘的；；也是是定心心表面面；对锥面面的尺尺寸精精度、、形状状精度度、粗粗糙度度、接接触精精度都都要求求高；；轴心线线应与与支承承轴颈颈同轴轴；对支承承轴颈颈的径径向圆圆跳动动为0.008；端端面圆圆跳动动为0.008；粗糙度度，，硬度度为HRC45~50。。第五章章典典型型零件件加工工工艺艺过程程16空套齿齿轮轴轴颈的的技术术要求求影响传传动的的平稳稳性；；可能能导致致噪声声；有同轴轴度要要求，，对支支承轴轴颈的的径向向圆跳跳动为为0.01~0.015；尺寸精精度要要求为为IT5~IT6；；第五章章典典型型零件件加工工工艺艺过程程17螺纹的的技术术要求求用来固固定零零件或或调整整轴承承间隙隙；螺母的的端面面圆跳跳动（（应≤≤0.05）会会影响响轴承承的内内环轴轴线倾倾斜；；螺母与与轴颈颈的同同轴度度误差差≤0.025；螺纹精精度为为6h。第五章章典典型型零件件加工工工艺艺过程程18主轴各各表面面的表表面层层要求求要有较较高的的耐磨磨性；；要有适适当的的硬度度（HRC45以上上），，以改改善其其装配配工艺艺性和和装配配精度度；表面粗糙度度。第五章典典型型零件加工工工艺过程程194.主轴轴的机械加加工工艺过过程主轴加工工工艺过程制制订的依据据主轴的结构构；技术要要求；生产产批量；设设备条件。主轴加工工工艺过程批量：大批批；材料：：45钢；；毛坯：模模锻件第五章典典型型零件加工工工艺过程程20工艺过程：：分为三个阶阶段：粗加工：工工序1~6半精加工：：工序7~13（7为预备））精加工：工工序14~26（14为预备备）第五章典典型型零件加工工工艺过程程21第五章典典型型零件加工工工艺过程程22第五章典典型型零件加工工工艺过程程23第五章典典型型零件加工工工艺过程程24第五章典典型型零件加工工工艺过程程25第五章典典型型零件加工工工艺过程程26第五章典典型型零件加工工工艺过程程27第五章典典型型零件加工工工艺过程程28第五章典典型型零件加工工工艺过程程29第五章典典型型零件加工工工艺过程程305.主轴轴加工工艺艺过程分析析主轴毛坯的的制造方法法自由锻件：：小批量或或单件生产产；模锻件：大大批量生产产。第五章典典型型零件加工工工艺过程程31主轴的材料料和热处理理热处理工序序的安排毛坯热处理理：去锻锻造造应应力力，，细细化化晶晶粒粒；；切削削前前正正火火（（预预备备热热处处理理））：：改善善切切削削加加工工性性能能和和机机械械-物物理理性性能能；；去去锻锻造造应应力力；；半精精加加工工前前调调质质：：去应应力力，，改改善善切切削削加加工工性性能能，，提提高高综综合合机机械械性性能能；；精加加工工前前局局部部高高频频淬淬火火：：提高高运运动动表表面面耐耐磨磨性性；；精加加工工后后的的定定性性处处理理：：低温温时时效效和和冰冰冷冷处处理理。。第五五章章典典型型零零件件加加工工工工艺艺过过程程32加工工阶阶段段的的划划分分如前前所所述述，，分分为为三三个个阶阶段段。。鉴于于主主轴轴的的技技术术要要求求高高，，毛毛坯坯为为模模锻锻件件，，加加工工余余量量大大，，精精度度高高，，故故应应分分阶阶段段加加工工；；分粗粗、、精精加加工工阶阶段段有有利利于于去去应应力力并并可可加加入入热热处处理理；；多次次切切削削有有利利于于消消除除复复映映误误差差；；粗、、精精加加工工二二阶阶段段应应间间隔隔一一定定时时间间；；粗、、精精加加工工二二阶阶段段应应分分粗粗、、精精加加工工机机床床进进行行，，合合理理利利用用设设备备，，保保护护机机床床。。第五五章章典典型型零零件件加加工工工工艺艺过过程程33定位位基基准准的的选选择择应使使定定位位基基准准与与装装配配基基准准重重合合；；一次次安安装装应应多多加加工工几几个个面面；；注意意零零件件的的主主要要精精度度指指标标：：同同轴轴度度、、圆圆度度、、径径向向跳跳动动；；主轴轴的的定定位位过过程程较较复复杂杂：：有有顶顶尖尖、、锥锥堵堵、、支支承承表表面面等等作作为为定定位位基基准准。。第五章章典典型型零件件加工工工艺艺过程程34加工顺顺序的的安排排和工工序的的确定定三种方方案：：1)粗粗加加工外外圆→→钻深深孔→→精加加工外外圆→→粗加加工锥锥孔→→精加加工锥锥孔2)粗粗加加工外外圆→→钻深深孔→→粗加加工锥锥孔→→精加加工锥锥孔→→精加加工外外圆3)粗粗加加工外外圆→→钻深深孔→→精加加工外外圆→→精加加工外外圆→→精加加工锥锥孔第五章章典典型型零件件加工工工艺艺过程程35工序确确定的的两个个原则则1)工工序序中所所用的的基准准应在在该工工序前前加工工；2)各表表面要粗、、精基准分分开，先粗粗后精，多多次加工工，逐步提提高精度。。淬硬表面的的键槽、螺螺纹等应在在淬火前加加工；非淬硬表面面的键槽、、螺纹等应应在精车后后、精磨前前加工；检验工序安安排在适当当工序之后后，必要还还应探伤。。第五章典典型型零件加工工工艺过程程366.主轴轴加工中的的几个工艺艺问题锥堵和锥堵堵心轴的使使用锥堵和锥堵堵心轴的功功用：空心轴加工工通孔后，，定位基准准——顶尖尖孔被破坏坏。通孔直直径小时，，可直接在在孔口倒出出一60°°锥面代替替中心孔；；当通孔直直径较大时时，要采用用锥堵或锥锥堵心轴。。设计锥堵和和锥堵心轴轴时应注意意的问题1)不中中途更换或或拆装，以以免增加安安装误差2)锥堵堵和锥堵心心轴要求两两个锥面同同轴第五章典典型型零件加工工工艺过程程37第五章典典型型零件加工工工艺过程程38顶尖孔的研研磨研磨的必要要性1)顶尖尖孔是定位位基准，对对精度和质质量有直接接影响2)顶尖尖孔的深度度：影响定定位轴向位位置，因而而影响余量量分布(批量生产产时)3)两顶顶尖孔同轴轴度：影响响同轴度、、影响位置置精度第五章典典型型零件加工工工艺过程程394)顶尖尖孔锥角和和圆度误差差：直接反反映到工件件的圆度上上5)热处处理、切削削力、重力力等的影响响，会损坏坏顶尖孔的的精度6)热处处理后和磨磨削加工前前需要消除除误差研磨方法法1)用用铸铁顶顶尖研磨磨；2)用用油石或或橡胶砂砂轮夹在在车床的的卡盘上上，用金金刚钻研研磨；3)用用硬质合合金顶尖尖刮研。。第五章典典型零零件加工工工艺过过程40第五章典典型零零件加工工工艺过过程41外圆表面面的车削削加工车削加工工的工艺艺作用1)粗粗加工：：切除大大部分余余量；2)半半精加工工：修整整预备热热处理后后的变形形；3)精精加工：：使磨削削前各表表面具有有一定的的同轴度度和合理理的磨削削余量；；精加工工螺纹及及各端面面等。第五章典典型零零件加工工工艺过过程42车削加工工值得考考虑的问问题1)生生产效率率；2)工工序精度度（复映映误差））；3)劳劳动强度度。车削加工工的设备备1)单单件、小小批：普普通车床床2)成成批生产产：液压压仿形车车床3)大大批量生生产：液液压仿形形、多刀刀半自动动车床第五章典典型零零件加工工工艺过过程43主轴深孔孔的加工工深孔加工工的难点点刀具细长长，刚性性差，易易振动，，易引偏偏；排屑困难难；钻头散热热条件差差，冷却却困难，，易失去去切削能能力。第五章典典型零零件加工工工艺过过程44采取措施施采用工件件旋转、、刀具进进给的加加工方法法，使钻钻头自定定中心；；采用特殊殊结构的的深孔钻钻；预先加工工一导向向孔，防防止引偏偏；采用压力力输送切切削润滑滑液，既既使冷却却充分，，又使切切屑排出出。第五章典典型零零件加工工工艺过过程45主轴锥孔孔的加工工主轴锥孔孔的作用用及要求求主轴锥孔孔是安装装顶尖的的定位面面；主轴支承承轴颈及及主轴前前端短锥锥的同轴轴度要求求较高。。第五章典典型零零件加工工工艺过过程46磨削主轴轴锥孔一一般以支支承轴颈颈作为定定位基准准，有三种安安装方式式：前支承装装于中心心架，后后支承用用卡盘装装夹前、后支支承装于于两个中中心架，，用万向向节与主主轴相联联；采用专用用夹具。。第五章典典型零零件加工工工艺过过程47第五章典典型零零件加工工工艺过过程48剖分轴承承、V型型夹具、、浮动卡卡头等，，使磨头头误差及及机床振振动不影影响工件件。由底座、、支承架架及浮动动卡头三三部分组组成；前前、后两两支架与与底座连连成一体体作为工件件定位的的V形架镶有有硬质合合金，以以提高耐耐磨性工件的中中心高应应与磨头头砂轮轴轴中心等等高后端的浮浮动卡头头装在磨磨床主轴轴的锥孔孔内第五章典典型零零件加工工工艺过过程49工件尾部部插入弹弹性套内