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軸套類零件的加工 姓名 王亮工號 207C07指導老師 李老師 目錄 數(shù)控車床的相關(guān)知識 2 對磨削的認識 3 華中與FANUC數(shù)控系統(tǒng)的特點對比 4 軸和軸套類零件的相關(guān)知識 5 軸套類零件的工藝分析 一 軸和軸類零件的相關(guān)知識 1 軸的材料 3 軸類零件上有哪些結(jié)構(gòu)及各自的功用 1 軸的材料 碳素鋼 球墨鑄鐵 工程中常用35 45 50等優(yōu)質(zhì)鋼 45鋼廣泛 價格低 應(yīng)力集中敏感性小 耐磨 價格低 吸振性好 應(yīng)力集中敏感性低但可靠性擦 差 常用于高溫高速 重載及結(jié)構(gòu)緊湊軸 較高的力學性能 但價格較貴 對應(yīng)力集中敏感 載設(shè)計時 必須盡量減少應(yīng)力集中 合金鋼 2 軸的分類 光軸 階梯軸 空心軸 曲軸 撓性軸 傳動軸 轉(zhuǎn)軸 心軸 3 軸類零件上有哪些結(jié)構(gòu)及各自的功用 軸的結(jié)構(gòu)主要分為 軸頸 軸肩 鍵槽 螺紋 擋圈槽 銷空 內(nèi)孔 螺紋孔 以及中心孔 退刀槽 倒角 圓角等機械加工工藝結(jié)構(gòu) 功用 1 疲勞強度不足引起的斷裂 2 靜強度不足而產(chǎn)生塑性變形或脆性斷裂 3 剛度不足而產(chǎn)生過大的彎曲變形和扭曲變形 4 高轉(zhuǎn)速下工作的軸 振動振幅過大 穩(wěn)定性差 5 磨損降低精度和效率 靜強度不足容易引起軸的延性斷裂或脆性斷裂 常在軸中發(fā)生的疲勞斷裂是在交變應(yīng)力反復作用下發(fā)生的 疲勞的最終斷裂是瞬時的 因此危害性較大 1 軸的設(shè)計不合理軸的結(jié)構(gòu)形狀 尺寸設(shè)計不合理 最容易引起失效 如鍵槽 截面變化較劇烈的尖角處或尖銳缺口處容易產(chǎn)生應(yīng)力集中 出現(xiàn)裂紋 2 選材不合理選材不合理即選用的材料性能不能滿足工作條件要求或者所選材料名義性能指標不能反映材料對實際失效形式的抗力 3 工藝不合理軸在加工和成形過程中 因采用的工藝方法 工藝參數(shù)不合理 操作不正確等都會造成失效 4 安裝及使用不正確機器在安裝過程中 配合過緊 過松 對中不準 固定不牢或重心不穩(wěn) 密封性差以及裝配擰緊時用力過大或過小等 5 軸失效的原因 6 軸的設(shè)計原則 為了保證軸在規(guī)定壽命下正常的工作 必須針對前面所述失效形式進行正確設(shè)計 一般應(yīng)遵循的設(shè)計原則是 1 選材合理 根據(jù)軸的工作條件 生產(chǎn)批量和經(jīng)濟性原則 選取適合的材料 毛坯形式及熱處理方法 2 軸的受力合理 有利于提高軸的強度和剛度 3 滿足工藝要求 軸的加工 熱處理 裝拆 檢驗 維修等應(yīng)有良好的工藝性 軸應(yīng)便于加工 4 定位要求 軸上零件應(yīng)定位準確 固定可靠 5 疲勞強度要求盡可能減小應(yīng)力集中 有利于提高軸的疲勞強度 對受力大的細長軸 如蝸桿軸 和對剛度要求高的軸 如車床軸 還要進行剛度計算 對高速下工作的軸 因有共振危險 應(yīng)進行共振穩(wěn)定性計算 6 軸的材料選擇應(yīng)注意節(jié)省材料 減輕重量 7 尺寸要求 軸的各部分直徑和長度的尺寸要合理 7 軸結(jié)構(gòu)設(shè)計的注意事項 由于軸沒有固定的標準結(jié)構(gòu) 所以進行軸結(jié)構(gòu)設(shè)計時要注意以下幾個具體問題 1 軸上的零件均有正確的工作位置 設(shè)計時應(yīng)保證軸和軸上零件有準確可靠的軸向和周向定位 2 各軸段的直徑和長度的確定 軸頭 軸肩和軸頸的直徑應(yīng)該將計算尺寸值圓整 特別是裝滾動軸承 聯(lián)軸器 油封等標準件配合的軸徑必須符合標準件內(nèi)徑系列選取 3 軸的結(jié)構(gòu)工藝性 在進行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計時 還要考慮使軸的形狀和尺寸盡量便于加工和裝配 在滿足使用要求的前提下 軸的結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能簡單 4 減少應(yīng)力集中 由于大多數(shù)軸是在變應(yīng)力下工作 其磨損又多始發(fā)于應(yīng)力集中部位 5 軸上零件要便于裝拆和調(diào)整 軸的結(jié)構(gòu)有利于提高其強度和剛度 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計在滿足工作能力的前提下 力求使軸的尺寸小 質(zhì)量輕 工藝性好 機床加工常用的量具 機床上對刀的方法 4 3 二 數(shù)控車床的相關(guān)知識 車床上刀具的認識 1 機床上的夾具 2 1 車床上刀具的認識 1 刀具的材料 車刀是由刀頭和刀桿兩部分組成 刀桿一般是碳素結(jié)構(gòu)鋼制成 刀頭是擔任切削工作的 所使用的材料必須具備下列三個基本性能 冷硬性 在常溫時 又名耐磨性 紅硬性 在常溫下還能保持切削所需的硬度 韌性 能承受振動和沖擊負荷的性能 高速鋼 又名風鋼 鋒鋼或白鋼 高速鋼是一種含鎢和鉻較多的合金鋼 高速鋼具有硬度較高 一定的紅熱硬度 韌性和加工性能較好 但紅硬性不如硬質(zhì)合金 故不易用于高速切削 硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金由難熔材料的碳化鎢 碳化鈦和鈷的粉末 在高壓下成形 經(jīng)1350 1560攝氏度高溫燒結(jié)而成的 具有極高的硬度 紅硬性很好 具有較高的使用強度 但性脆 韌性差 怕振 這些缺點 可通過刃磨合理角度予以克服 因此 硬質(zhì)合金被廣泛應(yīng)用 2 刀具的參數(shù)五個基本參數(shù) 前角 0 后角 0 主偏角kr 副偏角k 刃傾角 s 其他參數(shù) 副后角 0 刀尖角 r 楔角 0 3 角度對切削的影響 前角的影響 影響切屑變形 影響刀具耐用度 影響斷屑 影響表面質(zhì)量 后角的影響 影響刀具后面與加工表面的摩擦 影響加工精度 影響刀具刃口強度和耐用度 主副偏角的影響 影響刀具強度及刀具耐用度 影響已加工表面殘留面積的高度 影響各切削分力的比例 影響斷屑 刃傾角的影響 影響刀尖強度 影響加工質(zhì)量 影響切入 切出的平穩(wěn)性 影響切削力之間的比值 2 機床上的夾具 游標卡尺游標卡尺是車工常用的量具之一 千分尺千分尺是生產(chǎn)最常用的一種精密量具 它的測量精度為0 01mm 按其用途可分為外徑千分尺 內(nèi)徑千分尺 深度千分尺 內(nèi)側(cè)千分尺 螺紋千分尺等 2 百分表常用的百分表有鐘面式和杠桿式兩種 百分表用來測量工件的尺寸 形位公差 游標萬能角度尺游標萬能角度尺的使用范圍較廣 可以測量0 320 范圍內(nèi)的任意角度 1 3 機床加工常用的量具 3 4 4 機床上對刀的方法 對刀的方法一般有以下幾種 1 一般對刀 A 試切對刀B 改變參考點位置對刀C 多刀加工時的對刀 利用刀具長度補償對刀D 車刀刀尖有圓弧半徑時的對刀 2 機外對刀儀對刀 3 ATC對刀 4 自動對刀 三 對磨削的認識 磨床的分類 1 磨床的分類 外圓磨床 平面磨床 工具磨床 砂帶磨床 專門化磨床 內(nèi)圓磨床 2 磨床的加工特點 第二點 第三點 第一點 磨削時以砂輪作為刀具 并以很高的速度旋轉(zhuǎn) 直接作用于切削層金屬進行切削 在工件上形成新表面 由于磨削是一種多刃和高速切削形式 并且 切去的切削厚度很薄 所以可直接獲得提粗糙度值的光滑加工面和較高的加工精度 砂輪磨粒的硬度很高 熱穩(wěn)定性好 所以 可以加工在車床和銑床上很難切削的高硬度材料 砂輪磨損與其他刀具磨損的情況不同 砂輪磨損后不失效 稍加修磨即可繼續(xù)使用 但要注意 防止砂輪堵塞后的失真和失效 四 軸套類零件的工藝分析 零件毛坯的選擇 零件的加工工藝方案的確定 刀具 機床 量具的確定 1 毛坯的選擇 從動軸零件材料選擇45號鋼 毛坯為 35 91的棒料 主 從動軸端蓋的材料是鋁制棒料毛坯 尺寸分別為 50X90 30X90 手動車削右端面 調(diào)頭裝夾 精車右外圓 粗車右外圓 車左端面 車槽 精車左外輪廓 粗車左外輪廓 注意 在與軸承裝配的地方保留0 5mm的雨量 便于在磨床上磨 2 零件工藝方案的確定 從動軸 手動車削右端面 粗車外輪廓 精車外輪廓 切槽 切斷 切槽所選用的槽刀是寬為2mm的槽刀 利用兩次切槽 切斷是用寬為5 3mm的切斷刀 注意 在切槽或切斷的時候要把主軸轉(zhuǎn)數(shù)減低到300 400轉(zhuǎn) 在切斷的時候要注意積屑瘤 3 刀具 機床 量具的確定 本次加工主動軸選用的刀具是93 外圓車刀 刀寬為2mm的切槽刀刀寬為5 3mm的切斷刀機床選用數(shù)控車床CK6136S量具選用游標卡尺和千分尺 五 華中與FANUC數(shù)控系統(tǒng)的特點對比 1 FANUC公司數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品的特點如下 FANUC公司數(shù)控系統(tǒng)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上長期采用大板結(jié)構(gòu) 但在新的產(chǎn)品中已采用模塊化結(jié)構(gòu) 采用專用LSI 以提高集成度 可靠性 減小體積和降低成本 產(chǎn)品應(yīng)用范圍廣 每一CNC裝置上可配多種控制軟件 適用于多種機床 不斷采用新工藝 新技術(shù) CNC裝置體積減小 采用面板裝配式 內(nèi)裝式PMC 在插補 加減速 補償 自動編程 圖形顯示 通信 控制和診斷方面不斷增加新功能 CNC裝置面向用戶開放的功能 以用戶特定宏程序 MMC等功能來實現(xiàn) 支持多種語言顯示 具有多種外設(shè) 已推出MAP接口 使CNC通過該接口實現(xiàn)與上一級計算機通信 華中數(shù)控系統(tǒng)的功能特點 基于工業(yè)PC的數(shù)控系統(tǒng) 先進的開放式體系結(jié)構(gòu) 可與數(shù)控車 銑 加工中心 車銑復合等機床配套 可控制6個進給軸 最大聯(lián)動軸數(shù)位6軸 可配7 7in或10 4in彩色液晶顯示器 可選配電子盤 內(nèi)存卡 硬盤 軟盤等存儲器 用戶程序斷電儲存容量超過16MB DNC接口通信和網(wǎng)絡(luò)連接功能 實現(xiàn)數(shù)控機床聯(lián)網(wǎng) 可選配數(shù)字交流伺服和伺服電動機 數(shù)字伺服主軸和主軸電動機 采用國際通用的G代碼編程 支持CAD CAM系統(tǒng)生成的數(shù)控加工程序 中 英文用戶界面 提供完善的在線幫助 三維圖形實時顯示刀具軌跡和零件圖形 謝謝觀賞