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軸類鍛件加工工藝的組成
發(fā)布時(shí)間：2019-10-05 點(diǎn)擊次數(shù)：次
軸類鍛件加工工藝的組成
1、功用：
為支承傳動(dòng)零件(齒輪、皮帶輪等)、傳動(dòng)扭矩、承受載荷，以及保證裝在主軸上的工件或刀具具有一定的回轉(zhuǎn)精度。
2、分類：
軸類鍛件按其結(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。
3、軸的種類
a、光軸 b、空心軸 c、半軸 d、階梯軸 e、花鍵軸 f、十字軸 g、偏心軸、h、曲軸 i、凸輪軸
若按軸的長(zhǎng)度和直徑的比例來(lái)分，又可分為剛性軸(L/d<12=和撓性軸(L/d>12)兩類。
4、表面特點(diǎn)：外圓、內(nèi)孔、圓錐、螺紋、花鍵、橫向孔
主要技術(shù)要求：
1、尺寸精度
軸頸是軸類鍛件的主要表面，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IT6～9，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(lái)表示的;根據(jù)使用要求，規(guī)定高精度軸為0.001～0.005mm，而一般精度軸為0.01～0.03mm。
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Ra0.16～0.63um，配合軸頸的表面粗糙度為Ra0.63～2.5um，隨著機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)速度的增大和程度的提高，軸類零件表面粗糙度值要求也將越來(lái)越小。
軸類鍛件的材料和毛坯
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(guò)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(guò)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、20MnZB、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
軸類零件的毛坯較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。
軸類鍛件的預(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、切斷和切端面和鉆主要孔。
1、校正：校正棒料毛坯在制造、運(yùn)輸和保管過(guò)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。切斷叮在弓鋸床上進(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、切端面鉆主要孔：主要孔是軸類零件加工較常用的定位基準(zhǔn)面，為保證鉆出的主要孔不偏斜，應(yīng)先切端面后再鉆主要孔。
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)工序的加工余景均勻。
典型軸類零件加工工藝分析
軸類鍛件的加工工藝因其用途、結(jié)構(gòu)形狀、技術(shù)要求、產(chǎn)量大小的不同而有差異。而軸的工藝規(guī)程編制是生產(chǎn)中常遇到的工藝工作。
(一)軸類零件加工的主要問(wèn)題
軸類零件加工的主要問(wèn)題是如何保證各加工表面的尺寸精度、表面粗糙度和主要表面之間的相互位置精度。
軸類零件加工的典型工藝路線如下：
毛坯及其熱處理→預(yù)加工→車削外圓→銑鍵槽等→熱處理→磨削
(二)CA6140主軸加工工藝分析
(1)、支承軸頸的技術(shù)要求
主軸兩支承軸頸A、B的圓度允差0.005毫米，徑向跳動(dòng)允差0.005毫米，兩支承軸頸的1：12錐面接觸率>70%，表面粗糙度Ra0.4um。支承軸頸直徑按IT5-7級(jí)精度制造。
主軸外圓的圓度要求，對(duì)于一般精度的機(jī)床，其允差通常不超過(guò)尺寸公差的50%，對(duì)于提高精度的機(jī)床，則不超過(guò)25%，對(duì)于高精度的機(jī)床，則應(yīng)在5～10%之間。
(2)、錐孔的技術(shù)要求
主軸錐孔(莫氏6號(hào))對(duì)支承軸頸A、B的跳動(dòng)，近軸端允差0.005mm，離軸端300mm處允差0.01毫米，錐面的接觸率>70%，表面粗糙度Ra0.4um，硬度要求HRC48。
(3)、短錐的技術(shù)要求
短錐對(duì)主軸支承軸頸A、B的徑向跳動(dòng)允差0.008mm，端面D對(duì)軸頸A、B的端面跳動(dòng)允差0.008mm，錐面及端面的粗糙度均為Ra0.8um。
(4)、空套齒輪軸頸的技術(shù)要求
空套齒輪的軸頸對(duì)支承軸頸A、B的徑向跳動(dòng)允差為0.015毫米。
(5)、螺紋的技術(shù)要求
這是用于限制與之配合的壓緊螺母的端面跳動(dòng)量所需要的要求。因此在加工主軸螺紋時(shí)，控制螺紋表面軸心線與支承軸頸軸心線的同軸度，一般規(guī)定不超過(guò)0.025mm。
從上述分析可以看出，主軸的主要加工表面是兩個(gè)支承軸頸、錐孔、前端短錐面及其端面、以及裝齒輪的各個(gè)軸頸等。而保證支承軸頸本身的尺寸精度、幾何形狀精度、兩個(gè)支承軸頸之間的同軸度、支承軸頸與其它表面的相互位置精度和表面粗糙度，則是主軸加工的關(guān)鍵。
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