8.1轴类零件加工概述（课件）-《机械加工技术》同步教学(航空出版社)

机械加工技术 第八章 轴类零件的加工工艺 轴类零件加工概述 1 轴类零件外圆表面的加工方法 2 轴类零件的加工示例 3 第一节 轴类零件加工概述 一、轴类零件结构特点 轴的种类 如上图所示，轴类零件一般由圆柱面、台阶、端面、沟槽等结构组成。大部分为回转体,其长度远大于直径,主要表面是同轴线的若干外圆柱面、圆锥表面、孔和螺纹等。 二、轴类零件的功用 轴类 零件 的 结构 组成 外圆 轴肩 螺纹 螺尾退刀槽 砂轮越程槽 键槽 用于 用于 用于 用于 用于 用于 安装轴承、齿轮、带轮等 轴上零件和轴本身的轴向定位 安装各种锁紧螺母和高速螺母 加工螺纹时退刀 完整地磨削出外圆和端面 安装键,以传递扭矩 技术要求 尺寸精度和 形状精度 轴类零件的尺寸精度主 要指轴的直径尺寸精度和轴长尺寸精度。 对于一般精度的轴颈几何形状误差应限制在公差范围内。 通常普通精度的轴,配合精度对支撑轴颈的径向圆跳动一般为0.01~0.03mm,高精度轴为0.001~0.005mm。 一般情况下,支撑轴颈的表面粗糙度Ra 值为0.63~0.16 μ m;配合轴颈的表面粗糙度Ra 值为2.5~0.63μm。 三、轴类零件的技术要求 位置精度 表面粗糙度 四、轴类零件的毛坯和材料 1. 轴类零件的毛坯 以棒料为主 外圆直径相差不大的轴 采用锻件 外圆直径相差大的阶梯轴 或重要的轴 自由锻 中小批量生产 模锻 大批量生产 毛坯生产规模 毛坯锻造形式 2. 轴类零件的材料 45#钢 40Cr 零件 材料 轴承钢GCr15、 弹簧钢65Mn 氮化钢 (38CrMoAlA) 常用材料, 价格便宜,经过调质(或正火)后,可得到较好的切削性和较高的强度和韧性等综合机械性能。 适用于中等精度而转速较高的轴类零件 具有较高的耐疲劳性能和较好的耐磨性能,可制造较高精度的轴。 可做精密机床的主轴，热处理变形很小,硬度更高。 第二节 轴类零件外圆表面的加工方法 一、外圆的车削 要求:保证各加工表面的尺寸精度、表面粗糙度和主要表面之间的相互位置精度。 外圆 车削 的工艺 荒车 粗车 半精车 精车 精细车 切除余量大, 减少偏差和表面形状误差。 中小型锻件和铸件, 可直接粗车。 可为中等精度表面的最终工序, 也可作为磨削和其他精加工工序以前的预加工。 为光整加工的预加工, 又可作为最终加工工序。 可获得精确的外圆表面, 作为最终的加工工序。 对普通精度的轴类零件加工, 其典型的工艺路线如下: ①正火 ②车端面、钻中心孔 ③粗车各表面 ④精车各表面 ⑤铣花键、 键槽 ⑩检验 ⑨精磨外圆 ⑧粗磨外圆 ⑦修研中心孔 ⑥热处理 轴类零件一般采用中心孔作为定位基准, 以实现基准统一的方案。 钻中心孔工序常在普通车床上进行 单件小批量生产 常在铣端面钻中心孔专用机床上进行 大批量生产 轴上的花键、 键槽等次要表面的加工, 一般安排在外圆精车之后, 磨削之前进行。 在轴类零件的加工过程中, 应当安排必要的热处理工序, 以保证其机械性能和加工精度,并改善工件的切削加工性。 优点 细长轴刚性很差。 细长轴的热扩散性能差。 支承工件的两个支承块对零件压力适当难以调节 一次走刀时间长, 刀具磨损大。 二、细长轴的车削 1. 细长轴的结构特点 细长轴是长度与直径的比值大于2 0的轴。 2. 细长轴的加工特点 3. 保证车削质量的措施 改进工件的装夹方法。 采用跟刀架。 采用车削细长轴的车刀。 采用反向进给。 三、外圆的磨削 概念 磨削是用磨具以较高的线速度对于工件表面进行加工的方法, 也是一种多刀多刃的高速切削方法。 工艺范围 磨削的工艺范围很广, 可以划分为粗磨、 精磨、 细磨及镜面磨等。 特点 磨削加工采用的磨具( 或磨料) 具有颗粒小, 硬度高, 耐热性好等特点, 因此可以加工较硬的金属材料和非金属材料。 加工过程中同时参与切削运动的颗粒多, 能切出极薄极细的切屑, 因而加工精度高, 表面粗糙度小。 13 1. 研磨 研磨是利用研磨工具和研磨剂, 从工件上研去一层极薄表面层的精密加工方法。在精车和粗磨后进行。 四、外圆的精密加工 研磨过程 研具一般是采用比工件材料硬度低的材料制作, 常用的有铸铁、 青铜、 低碳钢等。研磨时,在研具与工件被研表面间加研磨剂。 研磨方法 研磨有手工研磨和机械研磨两种方法。 2. 超精加工 超精加工是用极细磨料的油石, 以恒定压力( 5~20MPa) 和复杂相对运动对工件进行微量切削, 以降低表面粗糙度为主要目的的精密加工方法。 3. 滚压加工 特点