第十一章章典型零件的加工.ppt

第十一章 典型零件的加工 第一节　轴类零件的加工 一.概述 1.轴类零件的功用与结构特点 功用——支承传动件、传递扭矩或运动、承受载荷，一定的回转精度 结构——回转体零件，长度大于直径 光轴、阶梯轴、空心轴、异形轴（曲轴、凸轮轴、偏心轴和花键轴等） 刚性轴（L/d≤12） 挠性轴（L/d＞12） 圆柱面、圆锥面、端面、沟槽、圆弧、螺纹、键槽、花键、其他表面 2.轴类零件的技术要求——按功用和工作条件 直径精度——IT6～9级，可达IT5级。 几何形状精度（圆度、圆柱度等）——公差的1/2，1/4 相互位置精度（同轴度）——0.01～0.03mm ，0.001～0.005mm 表面粗糙度——Ra0.2～0.8μm，Ra0.8～3.2μm 热处理（表面淬火、渗碳淬火等），动平衡，探伤，过渡圆角 3. 轴类零件的材料及毛坯 一般轴类——45钢，正火、调质、淬火 中等精度和转速较高——40Cr等合金结构钢，调质和表面淬火 高精度轴——轴承钢GCr15、弹簧钢65Mn，调质和表面淬火 高转速和重载荷——20CrMnTi、20Cr，38CrMoAl，渗碳淬火或氮化 结构复杂（曲轴）——HT400、QT600、QT450、QT400 一般轴——棒料 重要轴——锻件 大型、结构复杂轴——铸件 单件小批生产——自由锻；成批大量生产——模锻 二.轴类零件的外圆表面加工 1.外圆表面的车削加工 （1）车削外圆各个加工阶段——粗车、半精车、精车、精细车 （2）细长轴外圆表面的车削——长径比（L/D＞20） 1）车削特点 ①刚性差，易弯曲变形和振动 ②热膨胀，弯曲变形 ③刀具磨损大 2）先进方法 ①一夹一顶，用φ4钢丝，避免弯曲力矩 ②弹性顶尖，避免受热弯曲变形 ③跟刀架，提高刚度，仔细调整则 ④大主偏角车刀，κr =75°～93° ⑤反向进给切削，减少弯曲变形 2.外圆表面的磨削加工 粗磨——IT8～9级，Ra0.8～1.6μm 精磨——IT6～7级，Ra0.2～0.8μm 细磨（精密磨削）——IT5～6级，Ra0.1～0.2μm 镜面磨——Ra0.01μm （1）中心磨削 外圆磨床——两顶尖定位 （2）无心磨削 无心磨床——自定位 精度IT6～7级，Ra 0.2～0.8μm，位置精度不高，不能加工圆周不连续工件 生产率高，可实现自动磨削，适合于大批量生产。 （3）砂带磨削 砂带磨粒——磨削、抛光 Ra 0.2～0.8μm，最高Ra 0.02μm，表面不烧伤。 弹性磨削，切削力小，适宜加工细长轴等零件。 设备简单，成本低，安全，生产率高 （1）中心磨削 外圆磨床——两顶尖定位 （2）无心磨削 无心磨床——自定位 精度IT6～7级，Ra 0.2～0.8μm，位置精度不高，不能加工圆周不连续工件 生产率高，可实现自动磨削，适合于大批量生产。 （3）砂带磨削 砂带磨粒——磨削、抛光 Ra 0.2～0.8μm，最高Ra 0.02μm，表面不烧伤。 弹性磨削，切削力小，适宜加工细长轴等零件。 设备简单，成本低，安全，生产率高 3.外圆表面的精密加工 （1）高精度磨削——小于Ra 0.1μm 精密磨削——Ra 0.1～0.05μm 超精密磨削——Ra 0.05～0.025μm 镜面磨削——Ra 0.01μm 实质——磨粒微刃——等高性——参加磨削的磨粒多，微细切屑 半钝化磨粒——摩擦抛光 钝化期——挤压抛光 2）超精加工 油石—加压力—振动—纵向进给，工件低速回转——不重复轨迹 ①强烈切削阶段——压强大，油膜被破坏，切削作用强烈 ②正常切削阶段——压强降低,切削作用减弱 ③微弱切削阶段——压强更低，摩擦抛光作用 ④自动停止切削阶段——压强很小,形成油膜，切削作用停止 磨粒摩擦抛光，交叉网纹——Ra 0.01～0.1μm， 速度低,压力小,发热少,表面不烧伤， 不能纠正形状和位置误差 （3）研磨 研具—与加工面相对运动，磨粒、研磨剂—研去材料 机械切削作用——磨粒—受压—刮擦和挤压—切除微细材料 物理作用——磨粒局部压力大—高温、挤压作用 化学作用——研磨剂—表面氧化变软，加速研磨 运动较复杂—轨迹不重复，Ra 0.01～0.2μm 提高尺寸形状精度 不提高位置精度设备简便 生产率低，手研劳动强度大 （4）滚压 滚轮或滚珠——加压—弹性和塑性变形 降低表面粗糙度值（Ra 0.05～0.4μm），不提高形状和位置精度 金属晶粒变细，纤维状—残余压应力—抗疲劳强度、耐磨性和耐腐蚀性高 设备简单，生产率高，工艺范围广。适用于塑性材料 三．轴类零件加工工艺分析 1.车床主轴的加工工艺 主要技术要求有： ①支承轴颈A、B：圆度、圆跳动0.005，接触率≥70%，IT5级，Ra0.4 ②莫氏锥孔：圆跳动，近0.00