第五章 典型表面加工与特种加工- 广东轻院精品课程.ppt

一、轴类零件加工 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。 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）。 2．车床主轴的功用和结构特点及设计要求 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 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。 车床主轴的设计要求 扭转和弯曲刚度高； 回转精度高（径向圆跳动、端面圆跳动、回转轴线稳定）； 制造精度高： 1) 结构尺寸及动态特性要好； 2) 主轴本身及其轴承精度高； 3) 轴承的结构和润滑； 4) 齿轮的布置； 5) 固定件的平衡等。 主轴结构的设计要求： 1) 合理的结构设计； 2) 足够的刚度； 3) 有具有一定的尺寸、形状、位置精度和表面质量； 4) 足够的耐磨性、抗振性及尺寸稳定性 5) 足够的抗疲劳强度 3．车床主轴技术条件的分析 主轴支承轴颈的技术要求 支承轴颈是主轴的装配基准，其精度直接影响主轴的回转精度；主轴上各重要表面又以支承轴颈为设计基准，有严格的位置要求； 支承轴颈为三支承结构，并且跨度大； 支承轴颈采用锥面 (1：12) 结构，接触率≥70%，可用来调整轴承间隙； 中间支承为IT5~IT6，粗糙度为： 支承轴颈圆度误差为0.005mm，径向跳动为0.005mm； 其他外圆的圆度要求，误差小于50%尺寸公差，高精度者为5~10%； 轴颈与有关表面的同轴度误差应很小。 主轴工作表面（锥孔）的技术要求 用来安装顶尖或刀具锥柄的；是定心表面； 对锥面的尺寸精度、形状精度、粗糙度、接触精度都要求高； 轴心线应与支承轴颈同轴； 锥孔对轴颈的径向圆跳动近轴端为0.005，离轴端300处为0.01，锥面接触率≥70%，粗糙度 ，硬度为HRC48~50。 主轴轴端外锥（短锥）的技术要求 用来安装卡盘或花盘的；也是定心表面； 对锥面的尺寸精度、形状精度、粗糙度、接触精度都要求高； 轴心线应与支承轴颈同轴； 对支承轴颈的径向圆跳动为0.008；端面圆跳动为0.008； 粗糙度 ，硬度为HRC45~50。 空套齿轮轴颈的技术要求 影响传动的平稳性；可能导致噪声； 有同轴度要求，对支承轴颈的径向圆跳动为0.01~0.015； 尺寸精度要求为IT5~IT6； 螺纹的技术要求 用来固定零件或调整轴承间隙； 螺母的端面圆跳动（应≤0.05）会影响轴承的内环轴线倾斜； 螺母与轴颈的同轴度误差≤0.025； 螺纹精度为6h。 主轴各表面的表面层要求 要有较高的耐磨性； 要有适当的硬度（HRC45以上），以改善其装配工艺性和装配精度； 表面粗糙度 。 4. 主轴的机械加工工艺过程 主轴加工工艺过程制订的依据 主轴的结构；技术要求；生产批量；设备条件。 主轴加工工艺过程 批量：大批；材料：45钢；毛坯：模锻件 工艺过程： 分为三个阶段： 粗加工：工序1~6 半精加工：工序7~13（7为预备） 精加工：工序14~26（14为预备） 5. 主轴加工工艺过程分析 主轴毛坯的制造方法 自由锻件：小批量或单件生产； 模锻件：大批量生产。 主轴的材料和热处理 热处理工序的安排 毛坯热处理：去锻造应力，细化晶粒； 切削前正火（预备热处理）：改善切削加工性能和机械-物理性能；去锻造应力； 半精加工前调质：去应力，改善切削加工性能，提高综合机械性能； 精加工前局部高频淬火：提高运动表面耐磨性； 精加工后的定性处理：低温时效和冰冷处理。 加工阶段的划分 如前所述，分为三个阶段。 鉴于主轴的技术要求高，毛坯为模锻件，加工余量大，精度高，故应分阶段加工； 分粗、精加工阶段有利于去应力并可加入热处理； 多次切削有利于消除复映误差； 粗、精加工二阶段应间隔一定时间； 粗、精加工二阶段应分粗、精加工机床进行，合理利用设备，保护机床。 定位基准的选择 应使定位基准与装配基准重合； 一次安装应多加工几个面； 注意零件的主要精度指标：同轴度、圆度、径向跳动； 主轴的定位过程较复杂：有顶尖、锥堵、支承表面等作为定位基准。 加工顺序的安排和工序的确定