第五章 典型零件工艺分析.ppt

第五章 典型零件工艺分析 （P70）; 二、轴类零件的材料与毛坯 1.材料 轴类零件的材料一般采用碳素结构钢和合金结构钢两类。 碳素结构钢以中碳钢45号钢应用最多，这类钢料选用时，一般须经调质和表面淬火等热处理来获得一定的强度和硬度，以增强材料表面的韧性和耐磨性； 对转速和进度要求较高的轴则可采用中碳合金钢，如40Cr、35SiMn、38 SiMnMo等；对高转速、重载荷条件下工作的轴可采用低碳合金钢，如20Cr、20CrMnTi等。这类合金钢选用时，须经渗碳淬火处理，使其中心部分的材质保持良好的韧性，而表层金属又能获得较高的硬度，提高其耐磨性和综合力学性能。但热处理后材料变形较大（这就要求加工时留有较大的余量） 若要热处理变形小，还可以选用氮化钢38CrMoAl（铬钼铝），这种材料经调质和渗氮后，不仅会具有良好的耐磨性和抗疲劳性能，其热处理变形也比较小。 对于一些形状比较复杂的轴类零件还可选用球墨铸铁、高强度铸铁，如曲轴。（因为铸铁的成型较好，适用结构复杂的轴类零件）。; 2．毛坯 轴类零件的毛坯选用应根据轴的结构形状合理选用。 一般的光轴或直径相差不大的阶梯轴大多采用热轧或冷拉的圆钢棒料； 直径相差较大的阶梯轴和一些对力学性能要求比较高的重要的轴大都采用锻件毛坯； 结构复杂的轴类零件则可采用铸钢或铸铁毛坯。 三、轴类零件的主要技术要求 轴类零件的技术要求是指：设计者根据轴类零件的主要功用和使用条件而确定的相关技术参数，主要包括：加工精度、表面粗糙度和其他方面的技术要求。; 1．加工精度 轴的加工精度包括其结构要素的尺寸精度、形状精度和位置精度。 （1）尺寸精度 轴的尺寸精度主要是指轴颈的直径尺寸精度和轴颈的长度尺寸精度。对于主要支承轴颈，其精度常为：IT9～TI6；高精度轴颈可达IT5。 轴颈的长度尺寸精度一般要求不高，大多按一般公差要求处理，要求较高时，可按0.05～0.2的公差设计。 （2）形状精度 轴的形状精度主要是指轴颈的圆度、圆柱度。由于轴颈的形状精度会直接影响轴颈的装配质量和回转精度，因此，一般要求轴颈的形状精度应限制在其直径公差范围之内（即形状公差应小于其直径的尺寸公差）。要求较高时可取直径公差的1/2～1/4，或另外规定允许偏差。（如最大实体状态的零形状公差要求等） （3）位置精度 轴的位置精度主要是指配合轴颈的轴线相对支承轴颈轴线的同轴精度；或配合轴颈相对支承轴颈轴线的圆跳动；以及轴肩端面相对轴线的垂直精度等。 普通精度的轴，同轴度误差一般应控制在φ0.01～φ0.03范围；高精度的轴可控制在φ0.005～φ0.01范围。; 2.表面粗糙度 轴类零件的表面粗糙度一般应根据轴的运转速度和尺寸精度等级来决定，（运转速度高或相对尺寸精度要求较高时，表面粗糙度值相应也应较小。 通常支承轴颈的Ra值一般为0.8～0.2um；配合轴颈的Ra值一般为3.2～0.2um。 3.其他要求 主要是指：根据轴类零件的材料和使用条件提出的热处理方面的技术要求，如正火、调质和表面淬火等。这些要求都必须在相关的技术文件上加以说明和标注。;; 四、卧式车床主轴加工工艺过程分析（见P71、图5-2） 1．零件分析 据图分析可知：该车床主轴是一带有通孔的多阶台轴（表面有十多个不同直径的轴颈）加工等级为普通精度等级（最高精度为IT5～IT6）材料为45碳素钢，生产类型为大批生产。 （1）主要表面及其精度要求 1）支承轴颈 是两个锥度为1:12的圆锥面，（见图，装配时分别与两个双列短圆锥轴承相配合）由于支承轴颈是主轴部件的装配基准，其精度直接影响主轴部件的回转精度，主轴上各重要表面均以支轴承颈为设计基准，有严格的位置要求。因此，其尺寸精度一般为IT5，圆度允差和对其公共轴线的斜向圆跳动允差均为0.005，Ra值不大于0.4um。 2）配合轴颈 是与齿轮传动件连接的表面，共有φ80h5 φ89f6（花键） φ90g5三段轴颈。前两段轴颈与齿轮分别采用键连接与花键连接；φ90g5轴颈为光滑圆锥面，与齿轮空套连接，由于工作时两者有相对运动，因此，该轴颈表面须经淬火处理至（45～50HRC）；三个配合轴颈的尺寸精度为IT6～IT5，Ra值不大于0.4um。 ; 3）莫氏6号锥孔（图上虚线部分） 用于安装夹具或刀具，是主轴的主要工作表面之一，要求相对支承轴颈的位置精度较高。对支承轴颈公共轴线的斜向圆跳动允差在轴端处为0.005；在离轴端300mm处为0.01；Ra值不大于0.4um。由于该锥孔在工作中经常装卸夹具，表面需淬火提高耐磨性，设定洛氏硬度为45～50 4）轴端短圆锥（右端圆锥面） 用于安装通用夹具卡盘或拨盘的定位面。锥角为14度15分/（