軸類零件加工,一、 軸類零件的功用及結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 二、軸類零件的工藝分析 三、 軸類零件加工工藝分析 四、 金屬切削基礎(chǔ)知識(shí) 五、 軸類零件加工常用的機(jī)床 六、 車削加工刀具及切削用量選擇 七、 車削加工方法 八、 軸類零件加工中常用的量具 九 、 試題,軸的分類,分類：軸類零件按其結(jié)構(gòu)形狀的特點(diǎn)，可分為光軸、階梯軸、空心軸和異形軸（包括曲軸、凸輪軸和偏心軸等）四類 光軸 空心軸 半軸 階梯軸 花鍵軸 十字軸 偏心軸 曲軸 凸 輪軸 若按軸的長(zhǎng)度和直徑的比例來分，又可分為剛性軸（L/d12和撓性軸（L/d12）兩類,一單元軸類零件的功用及結(jié)構(gòu)特點(diǎn),軸的類型,軸類零件的主要技術(shù)要求,1、尺寸精度 軸頸是軸類零件的主要表面，它影響軸的回轉(zhuǎn)精度及工作狀態(tài)。軸頸的直徑精度根據(jù)其使用要求通常為IT69，精密軸頸可達(dá)IT5。 2、幾何形狀精度 軸頸的幾何形狀精度（圓度、圓柱度），一般應(yīng)限制在直徑公差點(diǎn)范圍內(nèi)。對(duì)幾何形狀精度要求較高時(shí)，可在零件圖上另行規(guī)定其允許的公差。 3、位置精度 主要是指裝配傳動(dòng)件的配合軸頸相對(duì)于裝配軸承的支承軸頸的同軸度，通常是用配合軸頸對(duì)支承軸頸的徑向圓跳動(dòng)來表示的；根據(jù)使用要求，規(guī)定高精度軸為0.0010.005mm，而一般精度軸為0.010.03mm。 此外還有內(nèi)外圓柱面的同軸度和軸向定位端面與軸心線的垂直度要求等。 4表面粗糙度 根據(jù)零件的表面工作部位的不同，可有不同的表面粗糙度值，例如普通機(jī)床主軸支承軸頸的表面粗糙度為Ra0.160.63um，配合軸頸的表面粗糙度為Ra0.632.5um，隨著機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)速度的增大和精密程度的提高，軸類零件表面粗糙度值要求也將越來越小。,軸類零件的材料和毛坯,合理選用材料和規(guī)定熱處理的技術(shù)要求，對(duì)提高軸類零件的強(qiáng)度和使用壽命有重要意義，同時(shí)，對(duì)軸的加工過程有極大的影響。 1、軸類零件的材料 一般軸類零件常用45鋼，根據(jù)不同的工作條件采用不同的熱處理規(guī)范（如正火、調(diào)質(zhì)、淬火等），以獲得一定的強(qiáng)度、韌性和耐磨性。 對(duì)中等精度而轉(zhuǎn)速較高的軸類零件，可選用40Cr等合金鋼。這類鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)和表面淬火處理后，具有較高的綜合力學(xué)件能。精度較高的軸，有時(shí)還用軸承鋼GCrls和彈簧鋼65Mn等材料，它們通過調(diào)質(zhì)和表面淬火處理后，具有更高耐磨性和耐疲勞性能。 對(duì)于高轉(zhuǎn)速、重載荷等條件下工作的軸，可選用20CrMnTi、20Cr等低碳含金鋼或38CrMoAIA氮化鋼。低碳合金鋼經(jīng)滲碳淬火處理后，具有很高的表面硬度、抗沖擊韌性和心部強(qiáng)度，熱處理變形卻很小。 2、軸類零件的毛坯 軸類零件的毛坯最常用的是圓棒料和鍛件，只有某些大型的、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的軸才采用鑄件,軸類零件的預(yù)加工,輪類零件在切削加工之前，應(yīng)對(duì)其毛坯進(jìn)行預(yù)加工。預(yù)加工包括校正、切斷和切端面和鉆中心孔。 1、校正：校正棒料毛坯在制造、運(yùn)輸和保管過程中產(chǎn)生的彎曲變形，以保證加工余量均勻及送料裝夾的可靠。校正可在各種壓力機(jī)上進(jìn)行。 2、切斷：當(dāng)采用棒料毛坯時(shí)，應(yīng)在車削外圓前按所需長(zhǎng)度切斷。切斷可在鋸床上進(jìn)行，高硬度棒料的切斷可在帶有薄片砂輪的切割機(jī)上進(jìn)行。 3、切端面鉆中心孔：中心孔是軸類零件加工最常用的定位基準(zhǔn)面，為保證鉆出的中心孔不偏斜，應(yīng)先切端面后再鉆中心孔。 4、荒車：如果軸的毛坯是向由鍛件或大型鑄件，則需要進(jìn)行荒車加工，以減少毛坯外國(guó)表面的形狀誤差，使后續(xù)工序的加工余量均勻。,二單元 軸類零件的工藝分析,軸類零件的主要技術(shù)要求 1尺寸精度和開關(guān)精度 2位置精度 3表面粗糙度 軸類零件的材料及毛坯 1軸類零件的材料 2軸類零件的毛坯,三單元 軸類零件加工工藝分析,任務(wù)一傳動(dòng)軸的主要技術(shù)分析,傳動(dòng)軸,（1）支承軸頸的技術(shù)要求 （2）配合軸頸的技術(shù)要求 （3）螺紋的技術(shù)要求 （4）軸向定位面的技術(shù)要求 傳動(dòng)軸的加工工藝過程 表2-1是傳動(dòng)軸單件小批生產(chǎn)的機(jī)械加工工業(yè)過程。 傳動(dòng)軸加工工藝過程分析 1定位基準(zhǔn)的選擇 2劃分加工階段 3中心孔的研磨,表2-1 傳動(dòng)軸加工工藝過程,（續(xù)）,（續(xù)）,金屬切削基礎(chǔ)知識(shí),一切削運(yùn)動(dòng)和削用量 1切削運(yùn)動(dòng),外圓車削運(yùn)動(dòng)及形成的表現(xiàn),（1）主運(yùn)動(dòng) （2）進(jìn)級(jí)運(yùn)動(dòng) 在切削過程中，工件上形成以下三個(gè)不斷變化的表面。 （1）待加工表面 （2）已加工表面 （3）過渡表面,2切削用量 （1）切削速度,（2）進(jìn)給量 （3）背吃刀量,進(jìn)給量和背吃刀量,刀具切削部分的組成及幾何角度 1刀具切削部分的組成,車刀的組成,（1）前面 （2）主后面 （3）副后面 （4）主切削刃S （5）副切削刃 （6）刀尖,刀尖形狀,2標(biāo)注刀具幾何角度的參考系 正交平面參考系,正交平面參考系內(nèi)的刀具標(biāo)注角度,（1）基面 （2）切削平面 （3）正交平面 在正交平面 內(nèi)測(cè)量的角度 1）前角 2）后角 3）楔角 在基面內(nèi)測(cè)量的角度有以下三個(gè)： 1）主偏角 2）副偏角 3）刀尖角 3車刀的工作角度,金屬切削過程 1切屑的形成,切屑形成,2切屑的類型 （1）帶狀切屑 （2）節(jié)狀切屑 （3）粒狀切屑 （4）崩碎切屑,切屑類型,3積屑瘤 （1）積屑瘤的形成 （2）積屑瘤對(duì)切削的影響 （3）減小或避免積屑瘤的措施,積屑瘤,4切削力 （1）切削力的來源和分解 切削力的分解,（2）切削功率 功率 切削功率 （3）影響切削力的主要因素 1）工件材料 2）刀具幾何參數(shù) 3）切削用量,5切削熱與切削溫度 （1）切削熱的來源及傳導(dǎo) （2）切削溫度及影響因素 1）工件材料 2）切削用量 3）刀具幾何參數(shù),6刀具的磨損和耐用度 （1）刀具磨損的形成 1）前刀面磨損。 2）后刀面磨損。,刀具磨損的形式,3）前、后面同時(shí)磨損。 （2）刀具磨損過程 1）初期磨損階段（AB段） 2）正常磨損階段（BC段） 3）急劇磨損階段（CD段）,刀具磨損過程,（3）刀具的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)，見表2-2。 （4）刀具耐用度，見表2-3。,表2-2 硬質(zhì)合金車刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn),表2-3 車刀耐用度,刀具材料及其選用 1對(duì)刀具材料的基本要求 （1）高硬度 （2）高耐磨性 （3）高耐熱性 （4）足夠的強(qiáng)度和韌性 （5）良好的工藝性 2刀具材料及其選用 （1）高速鋼 1）普通高速鋼 2）高性能高速鋼,（2）硬質(zhì)合金 1）鎢鈷類硬質(zhì)合金（YG） 2）鎢鈦鈷類硬質(zhì)合金（YT） 3）鎢鈦鉭（鈮）類硬質(zhì)保金（YW） （3）涂層刀具材料 （4）其他刀具材料 1）陶瓷材料。 2）金剛石。 3）立方氮化硼。,軸類零件加工常用的機(jī)床,金屬切削機(jī)床的分類與型號(hào)的編制 1金屬切削機(jī)床的分類 2金屬工削機(jī)床型號(hào)的編制方法 （1）機(jī)床的類代號(hào)，見表2-4。 （2）機(jī)床的特性代號(hào)，見表2-5。 （3）機(jī)床的組、系代號(hào) （4）機(jī)床主參數(shù)代號(hào) （5）機(jī)床的重大改進(jìn)順序號(hào),表2-4 機(jī)床的類和分類代號(hào),表2-5 機(jī)床通用特性代號(hào),（6）其他特性代號(hào)與企業(yè)代號(hào) （7）通用床型號(hào)示例,機(jī)床運(yùn)動(dòng) 1表面成形運(yùn)動(dòng) 2輔助運(yùn)動(dòng),車削圓柱表面所需的運(yùn)動(dòng),例刨削成形面,車床 車削是一種最基本和應(yīng)用最廣的加工方法。,臥式車床所能完成的典型加工,CA6140型臥式車床外形,1CA6140型臥式車床的主要組成部分,（1）床身 （2）主軸箱 （3）進(jìn)給箱 （4）溜板箱 （5）刀架部件 （6）尾座,2CA6140型臥式車床主要技術(shù)參數(shù) 3CA6140型臥式車床傳動(dòng)系統(tǒng),CA6140型車床的傳動(dòng)系統(tǒng),（1）主運(yùn)動(dòng) （2）車螺紋運(yùn)動(dòng) 1）車標(biāo)準(zhǔn)螺紋，表2-6列出了四種標(biāo)準(zhǔn)螺紋的螺距參數(shù)及其與螺距、導(dǎo)程之間的換算關(guān)系。 2）車削大導(dǎo)程螺紋 3）車非標(biāo)準(zhǔn)及較精密螺紋,表2-6 螺距參數(shù)及其與螺距、導(dǎo)程的換算關(guān)系,注：表中k為螺紋線數(shù)。,表2-7 CA6140型車床的各種標(biāo)準(zhǔn)螺距參數(shù),表2-8 車制各種螺紋的工作調(diào)整,（3）縱向與橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 縱向機(jī)動(dòng)進(jìn)給量的大小及相應(yīng)傳動(dòng)比見表2-9。 （4）刀架的快速移動(dòng),表2-9 縱向機(jī)動(dòng)進(jìn)給量f縱 （單位：mm/r）,4CA6140型臥式車床的主要部件結(jié)構(gòu) （1）主軸箱,CA6140型臥式車床主軸箱的展開圖,雙向式多片摩擦離合器,1）雙向式多片摩擦離合器及制動(dòng)機(jī)構(gòu),摩擦離合器與制動(dòng)裝置的操縱機(jī)構(gòu),2）傳動(dòng)軸及其支承的結(jié)構(gòu) 3）主軸部件及其支承,主軸前端結(jié)構(gòu),4）六級(jí)變速操縱機(jī)構(gòu),六級(jí)變速操縱機(jī)構(gòu),（2）進(jìn)給箱,移換機(jī)構(gòu)及光杠、絲杠轉(zhuǎn)換操縱機(jī)構(gòu)原理,表2-10 螺紋種類及絲杠、光杠轉(zhuǎn)換表,傳動(dòng)方式的轉(zhuǎn)變見表2-10。,（3）溜板箱 1）縱、橫向機(jī)動(dòng)給操縱機(jī)構(gòu),縱、橫向機(jī)動(dòng)進(jìn)給操縱機(jī)構(gòu),2）開合螺母機(jī)構(gòu),開合螺母機(jī)構(gòu),磨床 1磨削加工的特點(diǎn) （1）能較經(jīng)濟(jì)地獲得較高的加工精度和小的表面粗糙度。 （2）砂輪磨料具有很高的硬度和耐熱性。 （3）砂輪具有自銳性。 （4）磨削速度大、磨削溫度高。 （5）徑向磨削分力較大。,2磨削的工藝范圍,磨削工藝范圍,3砂輪 （1）砂輪的性能及選擇 1）磨料 常用的磨料見表2-11。 2）粒度 粒度的選用見表2-12。 3）結(jié)合劑,表2-11 常 用 磨 料,注：1. 剛玉類除表中所列兩種外，還有單晶剛性（SA）、微晶剛玉（MA）、鉻剛 玉（PA）、鋯鋼玉（ZA）等，性能均優(yōu)于白剛玉、價(jià)格也較高。SA、MA 自銳較好，適于磨削不銹鋼及各種鑄鐵，PA適于磨削淬火鋼、高速鋼及不銹 鋼。ZA適于磨削耐熱合金。 2. 化物類除表中所列外，還有立方碳化硅（SC）、碳化硼（BC）等。SC適于 磨削 不銹鋼、軸承鋼等硬而粘的材料；BC適于磨削硬質(zhì)合金、陶瓷等硬材 料。 3. 人造金剛石的代號(hào)，根據(jù)粒度范圍不同有六種，此處只列出一種。,（續(xù)）,表2-12 磨料粒度的適用,表2-13 磨具硬度等級(jí)及代號(hào),表2-14 磨具的組織號(hào),4）硬度，模具硬度等級(jí)見表2-13。 5）組織，模具的組織號(hào)見表2-14。,6）形狀與尺寸，各種砂輪的形狀、代號(hào)及主要用途見表2-15。,表2-15 各種砂輪的形狀、代號(hào)及主要用,（續(xù)）,（2）砂輪的平衡、安裝和修改,砂輪的安裝,砂輪的修整,4外圓磨床 M1432A型萬能外圓磨床的主參數(shù)是最大磨削直徑 （1）機(jī)床主要部件和功能,M1432A型萬能外圓磨床,（2）機(jī)床的運(yùn)動(dòng),萬能外圓磨床典型加工示意圖,5無心外圓磨床,無心外圓磨床,無心磨削示意圖,6外圓表面的磨削方法 （1）縱磨法 （2）橫磨法,常用磨削方法,（3）復(fù)合磨削法,復(fù)合磨削法,（4）深磨法,深磨法,車削加工刀具及切削用量選擇,常用車刀的種類 1車刀的結(jié)構(gòu)類型,車刀,車刀的四種結(jié)構(gòu)類型的特點(diǎn)與用途見表2-16。,表2-16 車刀結(jié)構(gòu)類型的特點(diǎn)與用途,2車刀的類型 （1）90偏刀 （2）45彎頭車刀 （3）75外圓車刀 （4）螺紋車刀 （5）內(nèi)孔鏜刀 （6）成形車刀 （7）車槽、切斷刀,車刀的類型與用途,任務(wù)二刀具幾何角度的合理選擇 1前角的選擇 （1）根據(jù)工件材料選擇 硬質(zhì)合金刀具合理前角參考值見表2-17。,表2-17 硬質(zhì)合金刀具合理前角參考值,（2）根據(jù)刀具材料選擇 （3）根據(jù)加工性質(zhì)選擇 （4）根據(jù)工藝系統(tǒng)剛度和加工工藝要求選擇 硬質(zhì)合金刀具合理后角參考值見表2-18。 2后角的選擇 （1）后角與前角要協(xié)調(diào) （2）根據(jù)加工性質(zhì)選 （3）根據(jù)工件材料選 （4）根據(jù)工藝系統(tǒng)剛度選,表2-18 硬質(zhì)合金刀具合理后角參考值,3.主偏角的選擇 主偏角的選擇主要考慮以下因素： （1）工藝系統(tǒng)剛性； 按工藝系統(tǒng)剛性選取主偏角參考值見表2-19。,表2-19 主偏角的參考值,（2）加工材料； （3）考慮車削工序； （4）考慮操作者的詮和加工表面形狀。 4.副偏角的選擇 （1）工序要求；（2）工件材料； （3）工藝系統(tǒng)剛性。 5.刃傾角的選擇 刃傾角的平方根作用是影響切削刃強(qiáng)度、刀具鋒利程度和排屑方向。,刃傾角對(duì)屑流向的影響,切削用量的選擇 （1）粗加工時(shí)切削用量的選擇 1）背吃刀量 2）進(jìn)給量，參見表2-20 3）切削速度，參見表2-21 （2）半粗加工、精加工時(shí)切削用量的選擇 1）背吃刀量 2）進(jìn)給量，參加表2-22 3）切削速度,表2-20 硬質(zhì)合金車刀粗車外圓及端面的進(jìn)給量,注：1. 加工斷續(xù)表面及有沖擊的工件時(shí)，表內(nèi)進(jìn)給量應(yīng)乘系數(shù)k=0.750.85； 2. 在無外皮加工時(shí)，表內(nèi)進(jìn)給量應(yīng)乘系數(shù)k=-1.1； 3. 加工耐熱鋼及其合金時(shí)，進(jìn)給量f不大于1mm/r； 4. 加工淬火鋼時(shí)，進(jìn)給量應(yīng)減小。當(dāng)鋼的硬 度為4456HRC時(shí)， 乘系數(shù)0.8；當(dāng)鋼的硬度為5762HRC時(shí)，乘系數(shù)0.5。,（續(xù)）,表2-21 硬質(zhì)合金刀具車削碳鋼、鉻鋼、鎳鉻鋼及鑄鐵的切削速率,表2-22 按表面粗糙度選擇進(jìn)給量的參考值,提高外圓表面車削生產(chǎn)率的措施 （1）選用先進(jìn)刀具 （2）選用多刀半自動(dòng)或自動(dòng)車床 （3）提高切削用量,七單元 車削加工方法,任務(wù)一車刀的刃磨 （1）磨刀砂輪 （2）刃磨順序 （3）刃磨車刀的注意事項(xiàng) 任務(wù)二車刀的安裝 （1）車刀安裝的高、低 （2）車刀安裝時(shí)一般應(yīng)使刀體垂直于工件的中心線，否則會(huì)引起主偏角 及副偏角 的變化。,任務(wù)三工件的裝夾方法 1卡盤裝夾 （1）三爪自定心卡盤,（2）四爪單動(dòng)卡盤 四爪單動(dòng)卡盤及工件的找正,2花盤裝夾,3頂尖裝夾 雙頂尖裝夾工作,頂尖孔（中心孔）各部分尺寸見表2-23。,表2-23 中心孔直徑,活頂尖的結(jié)構(gòu),中心孔形狀,中心結(jié),4一夾一頂裝夾,5中心架和跟刀架的應(yīng)用 （1）中心架的應(yīng)用 中心架一般有以下兩種用法： 1）車削長(zhǎng)軸,用中心架車長(zhǎng)軸,2）車端面和鉆中心孔,應(yīng)用中心架車端面,（2）跟刀架的應(yīng)用,跟刀架,外圓車削 1車外圓 （1）粗車；（2）半精車；（3）精車 2車圓錐 （1）小滑板轉(zhuǎn)位法；,小滑板轉(zhuǎn)位法車內(nèi)、外錐面,（2）尾座偏移法；,偏移尾座車錐面,（3）靠模法。,靠模的結(jié)構(gòu),3車螺紋 （1）三角形螺紋車刀的刃磨與安裝。,用樣板測(cè)量螺紋車刀刀刃,車螺紋時(shí)對(duì)刀要求,車外螺紋的對(duì)刀方法,（2）矩形、梯形螺紋車刀的刃磨與安裝。 （3）車單線右旋普通螺紋的操作要領(lǐng)。,可回轉(zhuǎn)桿,車削難加工工件的技術(shù)性措施 技術(shù)措施如下： （1）采用專用刀具。 （2）采用專用夾具。 （3）采用特殊的工藝手段。 （4）采用輔助裝置或改裝機(jī)床。 1處用中心架車削細(xì)長(zhǎng)軸,調(diào)整套筒,2利用跟刀架車削線長(zhǎng)軸 3反向走刀法車線長(zhǎng)軸,毛坯軸裝夾與反方向走刀車削示意圖,軸類零件加工中常用的量具,游標(biāo)卡尺,千分尺 外徑千分尺 內(nèi)徑千分尺,深度千分尺,千分尺讀數(shù)示例,百分表和千分表 百分表,齒輪式百分表傳動(dòng)原理示意圖,杠桿百分表,杠桿千分尺 任務(wù)五光滑極限量規(guī),1軸用量規(guī)類型 （1）圓柱環(huán)規(guī)。 （2）雙頭卡規(guī)。 （3）單頭雙極限卡規(guī)。,軸用量規(guī),2卡規(guī)的使用,卡規(guī)開口尺寸與軸徑的關(guān)系,軸徑合格,軸徑過大,軸直徑過小,習(xí) 題 1、中心孔在軸類零件的加工中起什么作用？有哪些技術(shù)要求？在什么情況下需修研中心孔？ 2、 何謂切削用量三要素？ 3、 目前常用的刀具材料有哪些？ 4、解釋機(jī)床型號(hào)CW6140、X62W、B2020、Z305016、的含意,編制圖所示傳動(dòng)軸的機(jī)械加工工藝規(guī)程,