机械制造技术教程 第3章 典型零件加工工艺

发布日期:[09-08-09 19:04:22] 浏览人次:[]

第3章典型零件加工工艺

3.1轴类零件的加工

        3.1.1概述  

        1.轴类零件的功能和结构特点

       轴类零件是机械零件中的关键零件之一,主要用以传递旋转运动和扭矩,支撑传动零件并承受载荷,而且是保证装在轴上零件回转精度的基础。

        轴类零件是回转体零件,一般来说其长度大于直径。轴类零件的主要加工表面是内、外旋转表面,次要表面有键槽、花键、螺纹和横向孔等。轴类零件按结构形状可分为光轴、阶梯轴、空心轴和异型轴(如曲轴、凸轮轴、偏心轴等),按长径比(l/d)又可分为刚性轴(l/d≤12)和挠性轴(l/d>12)。其中,以刚性光轴和阶梯轴工艺性较好。

2.轴类零件的技术要求

(1)尺寸精度。尺寸精度包括直径尺寸精度和长度尺寸精度。精密轴颈为IT5级,重要轴颈为IT6~IT8级,一般轴颈为IT9级。轴向尺寸一般要求较低。

(2)相互位置精度。相互位置精度,主要指装配传动件的轴颈相对于支承轴颈的同轴度及端面对轴心线的垂直度等。通常用径向圆跳动来标注。普通精度轴的径向圆跳动为0.01~0.03㎜,高精度的轴径向圆跳动通常为0.005~0.01㎜。

(3)几何形状精度。几何形状精度主要指轴颈的圆度、圆柱度,一般应符合包容原则(即形状误差包容在直径公差范围内)。当几何形状精度要求较高时,零件图上应单独注出规定允许的偏差。

(4)表面粗糙度。轴类零件的表面粗糙度和尺寸精度应与表面工作要求相适应。通常支承轴颈的表面粗糙度值Ra为3.2~0.4μm,配合轴颈的表面粗糙度值Ra为0.8~0.1μm。

3.轴类零件的材料与热处理

轴类零件应根据不同的工作情况,选择不同的材料和热处理规范。一般轴类零件常用中碳钢,如45钢,经正火、调质及部分表面淬火等热处理,得到所要求的强度、韧性和硬度。对中等精度而

转速较高的轴类零件,一般选用合金钢(如40Cr等),经过调质和表面淬火处理,使其具有较高的综合力学性能。对在高转速、重载荷等条件下工作的轴类零件,可选用20CrMnTi、20Mn2B、20Cr等低碳合金钢,经渗碳淬火处理后,具有很高的表面硬度,心部则获得较高的强度和韧性。对高精度和高转速的轴,可选用38CrMoAl钢,其热处理变形较小,经调质和表面渗氮处理,达到很高的心部强度和表面硬度,从而获得优良的耐磨性和耐疲劳性。

4.轴类零件的毛坯

图3-1   CA6140车床主轴简图

轴类领件的毛坯常采用棒料、锻件和铸件等毛坯形式。一般光轴或外圆直径相差不大的阶梯轴采用棒料,对外圆直径相差较大或较重要的轴常采用锻件;对某些大型的或结构复杂的轴(如曲轴)可采用铸件

3.1.2车床主轴加工工艺分析

        1.车床主轴技术条件的分析

        图3-1所示为CA6140车床的主轴简图。

    ①主轴支轴承颈的技术要求。

 主轴的支轴承颈是主轴的装配基准,它的制造精度直接影响主轴的回转精度,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。

        支轴承颈为了使轴承内圈能涨大以便调整轴承间隙,故采用锥面结构。轴承内圈是薄壁零件,装配时轴颈上的形状误差会反映到内圈的滚道上,影响主轴回转精度,故必须 涂色检查接触面积,严格控制轴颈形状误差。

        ②主轴工作表面的技术要求

         车床主轴锥孔是用来安装顶尖或刀具锥柄的,前端圆锥面和端面是安装卡盘或

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