轴类零件加工工艺过程分析

2016-2017学年第二学期课程论文

《机械制造工艺学》

专业：机械设计制造及其自动化班级：2014级机设1班

学号：201410470129

姓名：夏正懿

成绩：

机械工程学院

轴类零件加工工艺过程分析

摘要:轴类零件是比较常用极其重要的零件之一,好的加工工艺是决定轴类零件表面精度、粗糙度,能缩短生产时间从而降低成本,带来巨大经济效益,本论文从加工路线,刀具选择,切削量等的选用等概要说明了轴类工件的加工工艺。

关键词:数控加工轴类零件加工

1 轴类零件的功用、结构特点及技术要求

轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一。它主要用来支承传动零部件,传递扭矩和承受载荷。轴类零件是旋转体零件,其长度大于直径,一般由同心轴的外圆柱面、圆锥面、内孔和螺纹及相应的端面所组成。根据结构形状的不同,轴类零件可分为光轴、阶梯轴、空心轴和曲轴等。

2 轴类零件的毛坯和材料

2.1轴类零件的毛坯

轴类零件可根据使用要求、生产类型、设备条件及结构,选用棒料、锻件等毛坯形式。对于外圆直径相差不大的轴,一般以棒料为主;而对于外圆直径相差大的阶梯轴或重要的轴,常选用锻件,这样既节约材料又减少机械加工的工作量,还可改善机械性能。

2.2轴类零件的材料

轴类零件应根据不同的工作条件和使用要求选用不同的材料并采用不同的热处理规范(如调质、正火、淬火等),以获得一定的强度、韧性

和耐磨性。

3 轴类零件加工的定位基准和装夹

3.1以工件的中心孔定位

在轴的加工中,零件各外圆表面,锥孔、螺纹表面的同轴度,端面对旋转轴线的垂直度是其相互位置精度的主要项目,这些表面的设计基准一般都是轴的中心线,若用两中心孔定位,符合基准重合的原则。中心孔不仅是车削时的定为基准,也是其它加工工序的定位基准和检验基准,又符合基准统一原则。当采用两中心孔定位时,

还能够最大限度地在一次装夹中加工出多个外圆和端面。

3.2以外圆和中心孔作为定位基准(一夹一顶)

用两中心孔定位虽然定心精度高,但刚性差,尤其是加工较重的工件时不够稳固,切削用量也不能太大。粗加工时,为了提高零件的刚度,可采用轴的外圆表面和一中心孔作为定位基准来加工。这种定位方法能承受较大的切削力矩,是轴类零件最常见的一种定位方法。

4 轴类零件的加工工艺分析

轴类零件的加工顺序安排,数控车床与普通车床基本一样,即遵循“先粗后精,由大到小”的基本原则。先粗后精,就是先后对零件整体进行粗加工,精加工;由大到小,就是先从最大直径处开始车削,然后依次往小直径处加工。在数控车床精车轴类零件时,一般从零件右端开始连续不断地完成整个零件的切削。

4.1分析

如图1所示,这是一个由螺纹.外圆和槽构成的轴类零件,其中ф

22k6、ф46h6和ф38h6的外圆表面是用去除材料的方法获得的。

图1

4.2案及加工路线的确定

以零件左端中心O作为坐标系原点,设定工件坐标系。根据零件尺寸精度及技术要求,本例将粗、精加工分开来考虑,确定的加工工艺路线为:车削左端面→粗车外圆柱面为ф54→粗车外圆柱台阶面ф39×22→ф47×30.5→精加工到ф38×22→ф46×30.5。调头加工右端,装夹好经粗精加工出ф22×15.5和ф29.805×34.5的台阶面,加工一个1∶5的圆锥以及办圆弧R5。加工出一个4×ф24的槽,最后加工M30×1.5的螺纹。

4.3装夹及夹具的选择

采用数控车床本身的标准卡盘,毛坯伸出三爪卡盘外100mm左右,并找正夹紧。

5零件机械加工工艺过程

改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质,使其成为成品或半成品的过程,称为工艺过程。工艺过程是生产过程的主体,包括机械加工工艺过程.热处理工艺过程和装配工艺过程等。数控加工工艺主要是指机械加工工艺,其加工过程是在数控机床上完成的,因而数控加工工艺有别于一般的机械加工工艺,但其基本理论主流仍然是机械加工工艺。

对于如图1所示的阶梯轴零件图,单件小批生产和大批量生产时,按常规加工方法划分的工序分别见下页表1和表2。

表1

表2

(1)安装。工件经一次装夹后所完成的那一部分工序,称为安装。在一道工序中,工件可能只需安装一次,也可能需要安装几次。例如表1中的工序2,至少需要安装2次;而表2中的工序4,只需安装一次即可铣出键槽。

(2)工位。对于回转工作台(或夹具).移动工作台(或夹具),工件在一次安装中先后处于几个不同的位置进行加工,每个位置称为一个工位。用移动工作台(或夹具),在一次安装中可完成铣端面.钻中心孔两个工位的加工。采用多孔位加工方法,可减少安装次数,提高加工精度和效率。

参考文献

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