典型零件的加工工艺(34页).doc

第五章第五章典型零件的加工工艺典型零件的加工工艺第一节第一节轴类零件的加工轴类零件的加工一、概述一、概述1.轴类零件的功用、结构特点轴类零件的功用、结构特点 功用轴类零件是机械加工中经常遇到的零件之一，在机器中，主要用来支承传动零件如齿轮、带轮，传递运动与扭矩，如机床主轴；有的用来装卡工件，如心轴。结构特点轴类零件是旋转体零件，其长度大于直径，通常由外圆柱面、圆锥面、螺纹、花键、键槽、横向孔、沟槽等表面构成。按其结构特点分类有：光轴、阶梯轴、空心轴和异形轴（包括曲轴、半轴、凸轮轴、偏心轴、十字轴和花键轴等）四类。如图-1 所示。若按轴的长度和直径的比例来分，又可分为刚性轴（L/d12）和挠性轴（L/d12）两类。2.轴类零件的主要技术要求轴类零件的主要技术要求 加工精度 尺寸精度轴类零件的主要表面常为两类：一类是与轴承的内圈配合的外圆轴颈，即支承轴颈，用于确定轴的位置并支承轴，尺寸精度要求较高，通常为 IT 5IT7；另一类为与各类传动件配合的轴颈，即配合轴颈，其精度稍低，常为 IT6IT9。图图 51 轴的种类轴的种类(a)光轴光轴(b)空心轴空心轴(c)半轴半轴(d)阶梯轴阶梯轴(e)花键轴花键轴(f)十字轴十字轴(g)偏心轴偏心轴(h)曲轴曲轴(i)凸轮轴凸轮轴 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。其误差一般应限制在尺寸公差范围内，对于精密轴，需在零件图上另行规定其几何形状精度。相互位置精度包括内、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。表面粗糙度轴的加工表面都有粗糙度的要求，一般根据加工的可能性和经济性来确定。支承轴颈常为 0.21.6m，传动件配合轴颈为 0.43.2m。3.轴类零件的材料、毛坯及热处理轴类零件的材料、毛坯及热处理 轴类零件材料常用 45 钢，精度较高的轴可选用 40Cr、轴承钢 GCr15、弹簧钢 65Mn，也可选用球墨铸铁；对高速、重载的轴，选用20CrMnTi、20Mn2B、20Cr等低碳合金钢或38CrMoAl氮化钢。轴类毛坯常用圆棒料和锻件；大型轴或结构复杂的轴采用铸件。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。(3)轴类零件的热处理锻造毛坯在加工前，均需安排正火或退火处理，使钢材内部晶粒细化，消除锻造应力，降低材料硬度，改善切削加工性能。调质一般安排在粗车之后、半精车之前，以获得良好的物理力学性能。表面淬火一般安排在精加工之前，这样可以纠正因淬火引起的局部变形。精度要求高的轴，在局部淬火或粗磨之后，还需进行低温时效处理。二、车床主轴的加工工艺二、车床主轴的加工工艺1CA6140 车床主轴技术要求及功用车床主轴技术要求及功用图图 52CA6140 车床的主轴简图车床的主轴简图图 5-2 为 CA6140 车床主轴零件简图。由零件简图可知，该主轴呈阶梯状，其上有安装支承轴承、传动件的圆柱、圆锥面，安装滑动齿轮的花键，安装卡盘及顶尖的内外圆锥面，联接紧固螺母的螺旋面，通过棒料的深孔等。下面分别介绍主轴各主要部分的作用及技术要求：支承轴颈主轴二个支承轴颈 A、B 圆度公差为 0.005mm，径向跳动公差为 0.005mm；而支承轴颈 112 锥面的接触率70%；表面粗糙度 Ra 为 0.4m；支承轴颈尺寸精度为 IT5。因为主轴支承轴颈是用来安装支承轴承，是主轴部件的装配基准面，所以它的制造精度直接影响到主轴部件的回转精度。端部锥孔主轴端部内锥孔（莫氏 6 号）对支承轴颈 A、B 的跳动在轴端面处公差为0.005mm，离轴端面 300mm 处公差为 0.01 mm；锥面接触率70%；表面粗糙度 Ra 为 0.4m；硬度要求 4550HRC。该锥孔是用来安装顶尖或工具锥柄的，其轴心线必须与两个支承轴颈的轴心线严格同轴，否则会使工件（或工具）产生同轴度误差。端部短锥和端面头部短锥 C 和端面 D 对主轴二个支承轴颈 A、B 的径向圆跳动公差为 0.008mm；表面粗糙度 Ra 为 0.8m。它是安装卡盘的定位面。为保证卡盘的定心精度，该圆锥面必须与支承轴颈同轴，而端面必须与主轴的回转中心垂直。空套齿轮轴颈空套齿轮轴颈对支承轴颈 A、B 的径向圆跳动公差为 0.015 mm。由于该轴颈是与齿轮孔相配合的表面，对支承轴颈应有一定的同轴度要求，否则引起主轴传动啮合不良，当主轴转速很高时，还会影响齿轮传动平稳性并产生噪声。螺纹 主轴上螺旋面的误差是造成压紧螺母端面跳动的原因之一，所以应控制螺纹的加工精度。当主轴上压紧螺母的端面跳动过大时，会使被压紧的滚动轴承内环的轴心线产生倾斜，从而引起主轴的径向圆跳动。2主轴加工的要点与措施主轴加工的要点与措施主轴加工的主要问题是如何保证主轴支承轴颈的尺寸、