典型軸類零件加工工藝設(shè)計(jì)分析

1、階梯軸加工工藝過程分析圖634為減速箱傳動(dòng)軸工作圖樣。表 613為該軸加工工藝過程。生產(chǎn)批量為小批生產(chǎn)。材料為45熱軋圓鋼。零件需調(diào)質(zhì)。圖6-34 傳動(dòng)軸96-13信初卦加工工藝過程工序司工種 工序內(nèi)容下科 460 x 265三爪卡拿夫傳工 件，車墻面見平. 站中心孔.用網(wǎng)JB II尖11住.更車三 個(gè)臺(tái)階,直稅、長 度均余It 2mm2車調(diào)頭,三爪卡盤 光帶工件另一蟠. 車嫡面保證總長 259,鉆中心孔.用 尾架X尖II住.粗 車另外四個(gè)臺(tái)階, 直徑、長度均由余 ft 2 mm3A調(diào)質(zhì)處理HRC243g4W1修研兩墻中心孔車球雙甫尖裝夾C華川車三個(gè)臺(tái)階. 集蚊大徑車到 24二:去其余兩個(gè) 臺(tái)

2、除直徑上卬余至 0.5mm.車槽三個(gè). 倒用三個(gè)調(diào)頭，雙U尖段 里,半精車余下的 五個(gè)臺(tái)階.444及 ”2自階車到囹抵 I規(guī)定的尺寸©螺紋 大徑車到+248a.其余兩個(gè)臺(tái)階直徑 |上留余量0 5mm. ；車播三個(gè).倒停四 I個(gè)T *內(nèi)驛加工博圉田 «6李雙常集裝泉.玉 一場 M24X1 .1 -瑜*再興.祖熊 9 A.年另一闞 我 M24X1.S-6JM/ Lj_XtHi6 、通7憎劃楠曲一個(gè)止州荃原槽加建Aft蛀河T槽取一 G止動(dòng)量m槽，« 槽深度比弗蚯現(xiàn)定 尺寸率也。.25nm. 弗為國舶的余置1J1希鐵庫直立幡床g柑學(xué)據(jù)阿的中心禮11悌04S_H)°

3、;年床中*府外口幻H. 并同衿輪）ft市事磨 f? H判J網(wǎng)米， 外困N府產(chǎn), ；病旗G1帛F ?？票?iLI .肝內(nèi)o r.y, ；：,g y if>外國京席斗11悔投黠（一）結(jié)構(gòu)及技術(shù)條件分析該軸為沒有中心通孔的多階梯軸。根據(jù)該零件工作圖，其軸頸 M、N,外圓P,Q及軸肩G、H、I有較高的尺寸精度和形狀位置精度，并有較小的表面粗糙 度值，該軸有調(diào)質(zhì)熱處理要求。（二）加工工藝過程分析1 .確定主要表面加工方法和加工方案。傳動(dòng)軸大多是回轉(zhuǎn)表面，主要是采用車削和外圓磨削。由于該軸主要表面M,N,P,Q的公差等級(jí)較高（IT6）,表面粗糙度值較?。≧a0.8 m）,最終加工應(yīng)采用磨削。具加工方

4、案可參考表 3-14。2 .劃分加工階段該軸加工劃分為三個(gè)加工階段，即粗車（粗車外圓、鉆中心孔） ，半精車（半 精車各處外圓、臺(tái)肩和修研中心孔等），粗精磨各處外圓。各加工階段大致以熱 處理為界。3 .選擇定位基準(zhǔn)軸類零件的定位基面，最常用的是兩中心孔。因?yàn)檩S類零件各外圓表面、螺紋 表面的同軸度及端面對軸線的垂直度是相互位置精度的主要項(xiàng)目，而這些表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)一般都是軸的中心線，采用兩中心孔定位就能符合基準(zhǔn)重合原則。 而且 由于多數(shù)工序都采用中心孔作為定位基面， 能最大限度地加工出多個(gè)外圓和端面， 這也符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。但下列情況不能用兩中心孔作為定位基面：（1）粗加工外圓時(shí)，為提高工件剛度，則

5、采用軸外圓表面為定位基面，或以外圓和中心孔同作定位基面，即一夾一頂。(2)當(dāng)軸為通孔零件時(shí)，在加工過程中，作為定位基面的中心孔因鉆出通孔而消失。為了在通孔加工后還能用中心孔作為定位基面，工藝上常采用三種方法。當(dāng)中心通孔直徑較小時(shí)，可直接在孔口倒出寬度不大于 2mm的60o內(nèi)錐面 來代替中心孔； 當(dāng)軸有圓柱孔時(shí)，可采用圖635a所示的錐堵，取1 : 500錐度；推堵圖6-35錐堵與錐堵心軸當(dāng)軸孔錐度較小時(shí)，取錐堵錐度與工件兩端定位孔錐度相同；當(dāng)軸通孔的錐度較大時(shí)，可采 用帶錐堵的心軸，簡稱錐堵心軸，如圖 所示。35b6 一使用錐堵或錐堵心軸時(shí)應(yīng)注意，一般中途不得更換或拆卸，直到精加工完各處加工面

6、，不再使 用中心孔時(shí)方能拆卸。4 .熱處理工序的安排該軸需進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。它應(yīng)放在粗加工后，半精加工前進(jìn)行。如采用鍛件毛坯, 必須首先安排退火或正火處理。該軸毛坯為熱軋鋼，可不必進(jìn)行正火處理。5 .加工順序安排除了應(yīng)遵循加工順序安排的一般原則，如先粗后精、先主后次等，還應(yīng)注意:(1)外圓表面加工順序應(yīng)為，先加工大直徑外圓，然后再加工小直徑外圓,以免一開始就降低了工件的剛度。(2)軸上的花鍵、鍵槽等表面的加工應(yīng)在外圓精車或粗磨之后，精磨外圓之 前。軸上矩形花鍵的加工，通常采用銃削和磨削加工，產(chǎn)量大時(shí)常用花鍵滾刀在花 鍵銃床上加工。以外徑定心的花鍵軸，通常只磨削外徑，而內(nèi)徑銃出后不必進(jìn)行 磨削，但如

7、經(jīng)過淬火而使花鍵扭曲變形過大時(shí)， 也要對側(cè)面進(jìn)行磨削加工。以內(nèi) 徑定心的花鍵，其內(nèi)徑和鍵側(cè)均需進(jìn)行磨削加工。(3)軸上的螺紋一般有較高的精度，如安排在局部淬火之前進(jìn)行加工，則淬火后產(chǎn)生的變形會(huì)影響螺紋的精度。因此螺紋加工宜安排在工件局部淬火之后進(jìn) 行。二、帶輪軸加工工藝過程分析圖6 36為帶輪軸工作圖樣。帶輪軸中的主要技術(shù)條件有兩項(xiàng)：一為滲碳層深度，應(yīng)控制在1.2 1.5 mm范圍內(nèi)；二為外圓。22 f 7需經(jīng)滲碳淬火，其硬度為HRC5863 。可以看出只有。22 f 7處需滲碳處理，其余部分均 不可滲碳。零件上不需滲碳的部分，可用加大余量待滲碳后車去滲碳層或在不需 滲碳處涂防滲材料。加工余量

8、應(yīng)單面略大于滲碳深度，故右端直徑取。25 mm ,單面去碳余量為2.5 mm，總長兩端也應(yīng)放去滲碳余量各 3 mm 。在磨外圓前由于已經(jīng)過淬火工序，兩端中心孔在淬火時(shí)易產(chǎn)生氧化皮及變形，故增加一道研磨中心孔的工序。14為帶輪軸的加工工藝過程。一 表6衰帶輪觸加工工藝過程工*mjii 工_但由容 1H傳女工三圖校車弱L _ _t130 "一 曲1一L車康工序號(hào)工祚內(nèi)容 工作地點(diǎn)2事深度t.Smm.熱處裳軍閭3去磷,車靜魁西京總長19slnm、在翼啤年去壽邦等，右端骷中心孔半撲倒 *20罡故第0一3一。一421.毛舞就亞力7rtlm并展flK 0t.全尺 寸:車麻4疑甲向104X0/至尺

9、寸.深度在除去或磨It5幅也鉆孔MHT至41 8m：內(nèi)聲X82再辦至尺寸* *6用至薛S稗火器度HRC 6560熱處埋聿翱7車兩注鼻蚊M16至尺寸車床K"",L 制中心幾中心孔研廉機(jī)9修孔也H7k$及抬出至尺寸_ _1 鉗工白L0外畫建£7及*19一7|（5至尺寸.光出席液三、細(xì)長軸加工工藝特點(diǎn)（一）細(xì)長軸車削的工藝特點(diǎn)很容易因切削力及重力的作用而發(fā)車削時(shí)裝夾不當(dāng)，1 .細(xì)長軸剛性很差， 生彎曲變形，產(chǎn)生振動(dòng)，從而影響加工精度和表面粗糙度。.細(xì)長軸的熱擴(kuò)散性能 差，在切削熱作用下，會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)大的線膨脹。如2果軸的兩端為固定支承，則工件會(huì)因伸長而頂彎。3 .由于軸較

10、長，一次走刀時(shí)間長，刀具磨損大，從而影響零件的幾何形狀精 度。4 .車細(xì)長軸時(shí)由于使用跟刀架，若支承工件的兩個(gè)支承塊對零件壓力不適當(dāng)， 會(huì)影響加工精度。若壓力過小或不接觸，就不起作用，不能提高零件的剛度；若 壓力過大，零件被壓向車刀，切削深度增加，車出的直徑就小，當(dāng)跟刀架繼續(xù)移 動(dòng)后，支承塊支承在小直徑外圓處，支承塊與工件脫離，切削力使工件向外讓開， 切削深度減小，車出的直徑變大，以后跟刀架又跟到大直徑圓上， 又把工件壓向 車刀，使車出的直徑變小，這樣連續(xù)有規(guī)律的變化，就會(huì)把細(xì)長的工件車成“竹 節(jié)”形，如圖6 37所示工件12因跟刀架初始?jí)悍竭^大j H件軸載偏向車力而車出口心讓車刀產(chǎn)生鼓肚整）

11、因工件軸級(jí)偏離車刀而車出鼓肚眼刀架的壓力產(chǎn)生凹心仁:因怛工I架壓力過大，工件馳蟆偏向車71而車出凹心因工件軸艘偏離車刀而車出鼓RL如此循環(huán)而形成"竹節(jié)"形 圖6-37車細(xì)長工件時(shí)，"竹節(jié)“形的形成過程示意圖（二）細(xì)長軸的先進(jìn)車削法反向走刀車削法圖6 - -38為反向走刀車削法示意圖，這種方法的特點(diǎn)是:1 .細(xì)長軸左端纏有一圈鋼絲，利用三爪自定心卡盤夾緊，減小接觸面積，使工件在卡盤內(nèi)能自由地調(diào)節(jié)其位置， 避免夾緊時(shí)形成彎曲力矩，在切削過程中發(fā) 生的變形也不會(huì)因卡盤夾死而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。2 .尾座頂尖改成彈性頂尖，當(dāng)工件因切削熱發(fā)生線膨脹伸長時(shí)， 頂尖能自動(dòng)后退，可避免熱

12、膨脹引起的彎曲變形。3 .采用三個(gè)支承塊跟刀架，以提高工件剛性和軸線的穩(wěn)定性，避免“竹節(jié)”形。4 .改變走刀方向，使床鞍由主軸箱向尾座移動(dòng)，使工件受拉，不易產(chǎn)生彈性 彎曲變形。圖6-38反向走刀孥削法軸類零件加工工藝傳動(dòng)軸機(jī)械加工工藝實(shí)例軸類零件是常見的典型零件之一。 按軸類零件結(jié)構(gòu)形式不同，- 般可分為光軸、階梯軸和異形軸三類；或分為實(shí)心軸、空心軸等。它 們在機(jī)器中用來支承齒輪、帶輪等傳動(dòng)零件，以傳遞轉(zhuǎn)矩或運(yùn)動(dòng)。臺(tái)階軸的加工工藝較為典型，反映了軸類零件加工的大部分內(nèi)容與基 本規(guī)律。下面就以減速箱中的傳動(dòng)軸為例， 介紹一般臺(tái)階軸的加工工 藝。1.零件圖樣分析端普ft-圖A-1傳動(dòng)軸圖A-1所示

13、零件是減速器中的傳動(dòng)軸。它屬于臺(tái)階軸類零件，由圓柱 面、軸肩、螺紋、螺尾退刀梢、砂輪越程梢和鍵梢等組成。軸肩一般 用來確定安裝在軸上零件的軸向位置，各環(huán)梢的作用是使零件裝配時(shí) 有一個(gè)正確的位置，并使加工中磨削外圓或車螺紋時(shí)退刀方便；鍵梢用于安裝鍵，以傳遞轉(zhuǎn)矩；螺紋用于安裝各種鎖緊螺母和調(diào)整螺母。根據(jù)工作性能與條件，該傳動(dòng)軸圖樣（圖A-1）規(guī)定了主要軸頸M, N,外圓P、Q以及軸肩G、H、I有較高的尺寸、位置精度和較小的表面粗糙度值，并有熱處理要求。這些技術(shù)要求必須在加工中給予 保證。因此，該傳動(dòng)軸的關(guān)鍵工序是軸頸 M、N和外圓P、Q的加工, 2.確定毛坯該傳動(dòng)軸材料為45鋼，因其屬于一般傳動(dòng)軸

14、，故選 45鋼可滿 足其要求。本例傳動(dòng)軸屬于中、小傳動(dòng)軸，并且各外圓直徑尺寸相差不大， 故選擇C 60mm的熱軋圓鋼作毛坯。3 .確定主要表面的加工方法傳動(dòng)軸大都是回轉(zhuǎn)表面，主要采用車削與外圓磨削成形。由于該傳動(dòng) 軸的主要表面M、N、P、Q的公差等級(jí)（IT6）較高，表面粗糙度 Ra 值（Ra=0.8 um）較小，故車削后還需磨削。外圓表面的加工方案（參考 表A-3）可為：粗車一半精車一磨削。4 .確定定位基準(zhǔn)合理地選擇定位基準(zhǔn)，對于保證零件的尺寸和位置精度有著決定 性的作用。由于該傳動(dòng)軸的幾個(gè)主要配合表面 （Q、P、N、M）及軸肩 面（H、G）對基準(zhǔn)軸線A-B均有徑向圓跳動(dòng)和端面圓跳動(dòng)的要求，

15、它 又是實(shí)心軸，所以應(yīng)選擇兩端中心孔為基準(zhǔn)，采用雙頂尖裝夾方法，以保證零件的技術(shù)要求。粗基準(zhǔn)采用熱軋圓鋼的毛坯外圓。中心孔加工采用三爪自定心卡 盤裝夾熱軋圓鋼的毛坯外圓，車端面、鉆中心孔。但必須注意，一般 不能用毛坯外圓裝夾兩次鉆兩端中心孔， 而應(yīng)該以毛坯外圓作粗基準(zhǔn), 先加工一個(gè)端面，鉆中心孔，車出一端外圓；然后以已車過的外圓作 基準(zhǔn)，用三爪自定心卡盤裝夾（有時(shí)在上工步已車外圓處搭中心架）, 車另一端面，鉆中心孔。如此加工中心孔，才能保證兩中心孔同軸。5 .劃分階段對精度要求較高的零件，具粗、精加工應(yīng)分開，以保證零件的質(zhì)量。該傳動(dòng)軸加工劃分為三個(gè)階段：粗車（粗車外圓、鉆中心孔等）, 半精車（

16、半精車各處外圓、臺(tái)階和修研中心孔及次要表面等 ），粗、精磨（粗、 精磨各處外圓）。各階段劃分大致以熱處理為界。6 .熱處理工序安排軸的熱處理要根據(jù)其材料和使用要求確定。對于傳動(dòng)軸，正火、 調(diào)質(zhì)和表面淬火用得較多。該軸要求調(diào)質(zhì)處理，并安排在粗車各外圓 之后，半精車各外圓之前。綜合上述分析，傳動(dòng)軸的工藝路線如下：下料一車兩端面，鉆中心孔一粗車各外圓一調(diào)質(zhì)一修研中心孔一 半精車各外圓，車梢，倒角一車螺紋一劃鍵梢加工線一銃鍵梢一修研 中心孔一磨削一檢驗(yàn)。7 .加工尺寸和切削用量傳動(dòng)軸磨削余量可取0.5mm,半精車余量可選用1.5mm。加工 尺寸可由此而定，見該軸加工工藝卡的工序內(nèi)容。車削用量的選擇，單

17、件、小批量生產(chǎn)時(shí)，可根據(jù)加工情況由工人 確定；一般可由機(jī)械加工工藝手冊或切削用量手冊中選取。 8.擬定工藝過程定位精基準(zhǔn)面中心孔應(yīng)在粗加工之前加工， 在調(diào)質(zhì)之后和磨削之前各 需安排一次修研中心孔的工序。調(diào)質(zhì)之后修研中心孔為消除中心孔的 熱處理變形和氧化皮，磨削之前修研中心孔是為提高定位精基準(zhǔn)面的 精度和減小錐面的表面粗糙度值。 擬定傳動(dòng)軸的工藝過程時(shí)，在考慮 主要表面加工的同時(shí)，還要考慮次要表面的加工。在半精加工C 52mm、C44mm及M24mm外圓時(shí)，應(yīng)車到圖樣規(guī)定的尺寸，同時(shí) 加工出各退刀梢、倒角和螺紋；三個(gè)鍵梢應(yīng)在半精車后以及磨削之前 銃削加工出來，這樣可保證銃鍵梢時(shí)有較精確的定位基準(zhǔn)

18、， 又可避免 在精磨后銃鍵梢時(shí)破壞已精加工的外圓表面。在擬定工藝過程時(shí)，應(yīng)考慮檢驗(yàn)工序的安排、檢查項(xiàng)目及檢驗(yàn)方 法的確定。綜上所述，所確定的該傳動(dòng)軸加工工藝過程見表A-1。機(jī)械加工工藝卡產(chǎn)品名稱圖 號(hào)零件名稱傳動(dòng)軸1共頁1頁第毛坯不恢圓鋼材料牌 號(hào)45鋼毛坯尺 寸。60mm x265mm序 號(hào)工種工步工序內(nèi)容設(shè)備工且 /、夾 具刃 具里且/、1下 料060mm x 265mm2車三爪自定心卡盤夾持工件毛坯外圓車 床1車端面見平C61402鉆中心孔中心用尾座頂尖頂住中心孔3118mm 外圓至。48mm ,長粗車。46mm鉆。2mm4粗車0 35mm 外圓至。37mm66mm ,長5粗車M24mm 外圓至。26mm ,長14mm48mm處調(diào)頭，二爪自止心K盤夾持。44mm。）外圓（6250 mm車另一端面，保證總長7鉆中心孔用尾座頂尖頂住中心孔8外圓至。54mm 粗車0 52mmA,長A3mm 粗車。35mm外圓至。37mm10,長36mm 30mm 外圓至。32mm 粗車。11,長16mm M24mm 外圓至。26mm 粗車12檢驗(yàn)3熱240HBS調(diào)質(zhì)處理2204鉗修例兩端中心孔車 床5車雙頂尖裝夾車 床1120mm長外圓至。46.5mm46mm268mm 35.5mm35mm外圓至。，長301