台阶轴是轴类工件中用得最多、结构最典型的一种工件。


1.尺寸精度

轴颈是轴类工件的主要表面,轴颈的公差等级一般为IT6 ~ IT9,特别精密的可达IT5。

2.几何精度

轴颈的形状精度一般限制在直径公差范围内。

方向、位置、跳动精度主要是指配合轴颈相对于轴承支撑轴颈的同轴度,通常用配合轴颈对支撑轴颈的径向圆跳动来表示。根据使用要求,一般精度的轴为0.01~0.03mm。此外还有内外圆的同轴度以及轴向定位端面与轴线的垂直度要求等。

3.表面粗糙度

工件不同工作部分的表面,有不同的表面粗糙度要求。如常用机床主轴支撑轴颈的表面粗糙度为Ra0.63~0.16μm,配合轴颈的表面粗糙度为Ra2.5~0.63μm。

现以图示的传动轴为例,分析轴类工件的车削工艺,生产件数为5件。



由装配简图可知,传动轴的技术要求见表。此外,为提高该轴的综合力学性能,安排了调质(5151)。

表 传动轴的技术要求分析

工作部位

作用

技术要求

轴颈M
轴颈N

安装轴承的支撑轴颈,也是该传动轴装入箱体的装配基准

尺寸精度高,公差等级均为IT6,表面粗糙度值为Ra0.8μm

轴中间的外圆P
轴左端外圆Q

外圆P装有蜗轮,运动可以由蜗杆通过蜗轮减速后输入传动轴,再通过外圆Q上的齿轮将运动输送出去

轴肩GHI

在使用中承受轴向载荷,在加工中作为轴向定位基准

端面对公共轴线A——B的轴向圆跳动为0.02mm,表面粗糙度值为Ra0.8μm


1.主要表面的加工方法

从图样上可知,该轴的大部分表面应以车削为主。表面M、N、P和Q的尺寸精度要求很高,表面粗糙度值小,所以车削后,还需要进行磨削。这些表面的加工顺序为:粗车→调质→半精车→磨削。

2.选择定位基准

由于该轴的几个主要配合表面和台阶面对基准轴线A——B均有径向圆跳动和轴向圆跳动的要求,所以应在粗车之前加工B型中心孔作径向定位基面。

3.选择毛坯类型

轴类工件的毛坯通常选用圆钢或锻件。对于直径相差较小、传递转矩不大的一般台阶轴,其毛坯多采用圆钢;而对于传递较大转矩的重要轴,无论其轴径相差多少、形状简单与否,均应选用锻件作毛坯。

传动轴,为一般用途的台阶轴,且批量仅5件,故选用圆钢坯料,材料为40Cr。

4.拟定工艺路线

拟定该轴工艺路线时,在考虑主要表面加工的同时,还要考虑次要表面的加工和热处理。要求不高的外圆表面(如Φ52mm外圆)和退刀槽、砂轮越程槽、倒角、螺纹,应在半精车时加工。键槽在半精车后再划线、铣削。调质安排在粗车和调质后,一定要研修中心孔。在磨削前,一般还应研修一次中心孔,以提高定位精度。


传动轴机械加工工艺过程卡见表。

表 传动轴的技术要求分析

工序号 工步 工序内容 加工简图 设备
1 下料 Φ55mm×263mm
2 粗车各台阶
三爪自定心卡盘夹持棒料毛坯
CA6140
(1) 车平右端面
(2) 钻中心孔
一夹一顶装夹
(3) 粗车外圆Φ48mm×118mm
(4) 粗车外圆Φ37mm×66mm
(5) 粗车外圆Φ26mm×14mm
调头夹Φ48mm外圆处
(6) 车端面,保证总长259mm
(7) 钻中心孔
一夹一顶装夹
(8) 粗车外圆Φ54mm×141mm
(9) 粗车外圆Φ37mm×93mm
(10) 粗车外圆Φ32mm×36mm
(11) 粗车外圆Φ26×16mm
3 调质(5151)220~240HBW
4 修研两端中心孔
5 半精车台阶
两顶尖装夹
CA6140
(1) 半精车外圆Φ(46.5±0.1)mm、左端距轴端120mm
(2) 半精车外圆Φ(35.5±0.1)mm、左端距轴端68mm
(3) 半精车外圆Φ24-0.2-0.1mm×16mm
(4) 三出车槽
(5) 三处倒角C1
调头两顶尖装夹
(6) 车外圆Φ52mm到尺寸
(7) 车外圆Φ44mm到尺寸,左端距轴端99mm
(8) 半精车外圆Φ(35.5±0.1mm),左端距轴端95mm
(9) 半精车外圆Φ(30.5±0.1mm),左端距轴端38mm
(10) 半精车外圆Φ24-0.2-0.1mm×18mm
(11) 三处车槽
(12) 四处倒角C1
6 车螺纹 CA6140
(1) 两顶尖装夹
车一端螺纹M24×1.5-6g
(2) 调头两顶尖装夹
车另一端螺纹M24×1.5-6g
7 划键槽和止动垫圈槽加工线
8 铣键槽和止动垫圈槽 X6132
(1) 铣键槽,宽12mm,深5.25mm
(2) 铣键槽,宽8mm,深4.25mm
(3) 铣右端止动垫圈槽,宽6mm,深3mm
9 修研两端中心孔
10 磨外圆,靠磨台阶
两顶尖装夹工件
M1432A
(1) 磨外圆Φ(30±0.0065)mm,并靠磨台阶H
(2) 磨外圆Φ(30±0.008)mm,并靠磨台阶I
调头,两顶尖装夹
(3) 磨外圆Φ(30±0.008)mm
(4) 磨外圆Φ(46±0.008)mm,并靠磨台阶G
11 检验


知识点词条:轴类工件的车削工艺分析


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轴类工件的车削工艺分析
关键字:轴类工件的车削工艺分析