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轴类零件的加工工艺分析与实例

时间:2009年01月05日浏览:4435次转载:李善东收藏分享:

摘 要:通过渗碳主轴加工工艺的分析、阐述了在职校机械加工实习课中如何对轴类零件进行工艺分析,从而提高工件质量。
关键词:轴类零件、零件图的工艺分析、工艺规程制订
    在职业学校机械加工实习课中,轴类零件的加工是学生练习车削技能的最基本也最重要的项目,但学生最后完工工件的质量总是很不理想,经过分析主要是学生对轴类零件的工艺分析工艺规程制订不够合理。
轴类零件中工艺规程的制订,直接关系到工件质量、劳动生产率和经济效益。一零件可以有几种不同的加工方法,但只有某一种较合理,在制订机械加工工艺规程中,须注意以下几点: 
    1.零件图工艺分析中,需理解零件结构特点、精度、材质、热处理等技术要求,且要研究产品装配图,部件装配图及验收标准。 
    2.渗碳件加工工艺路线一般为:下料→锻造→正火→粗加工→半精加工→渗碳→去碳加工(对不需提高硬度部分)→淬火→车螺纹、钻孔或铣槽→粗磨→低温时效→半精磨→低温时效→精磨。 
    3.粗基准选择:有非加工表面,应选非加工表面作为粗基准。对所有表面都需加工的铸件轴,根据加工余量最小表面找正。且选择平整光滑表面,让开浇口处。选牢固可靠表面为粗基准,同时,粗基准不可重复使用。 
    4.精基准选择:要符合基准重合原则,尽可能选设计基准或装配基准作为定位基准。符合基准统一原则。尽可能在多数工序中用同一个定位基准。尽可能使定位基准与测量基准重合。选择精度高、安装稳定可靠表面为精基准。
                         内圆磨具主轴 

    针对上述要求,现举例说明如下。一渗碳主轴(如上图),每批40件,材料20Cr,除内外螺纹外S0.9~C59。渗碳件工艺比较复杂,必须对粗加工工艺绘制工艺草图(如图)。 
                 工艺草图 
 

主轴加工工艺过程

工 序

工种

工步

工序内容及要求

机床设备(略)

夹具

刀具

量具

1

按工艺草图车全部至尺寸

工艺要求:(1)一端钻中心孔φ2。(2)1:5锥度及莫氏3内锥涂色检验,接触面60%。(3)各需磨削的外圆对中心孔径向跳动不得大于0.1

CA6140

 

莫氏3号铰刀

莫氏3号塞规1:5环规

检查

2

热处理S0.9C59

3

去碳。一端夹牢,一端搭中心架

<1>

车端面,保证φ36右端面台阶到轴端长度为40

<2>

修钻中心孔φ5B

<3>

调头

车端面,取总长340至尺寸,继续钻深至85,60°倒角

检查

4

一夹一顶

CA6140

<1>

车M30×1.5–6g左螺纹大径及ф30JS5处至

Φ30

<2>

φ25φ25、长43

<3>

φ35至φ35

<4>

车砂轮越程槽

5

调头,一夹一顶

<1>

车M30×1.5–6g螺纹大径及φ30JS5处至φ30

<2>

φ40φ40

<3>

车砂轮越程槽

6

铣19二平面至尺寸

7

热处理HRC59

8

研磨二端中心孔

9

外磨

二顶尖,(另一端用锥堵)

M1430A

<1>

粗磨φ40外圆,留0.1~0.15余量

<2>

粗磨φ30js外圆至φ30t(二处)台阶磨出即可

<3>

粗磨1:5锥度,留磨余量

10

内磨

用V型夹具(ф30js5二外圆处定位)

M1432A

磨莫氏3内锥(重配莫氏3锥堵)精磨余量

0.2~0.25

11

低温时效处理(烘),消除内应力

12

一端夹住,一端搭中心架

<1>

φ10.5孔,用导向套定位,螺纹不攻

Z–2027

<2>

调头,钻孔φ5攻M66H内螺纹

<3>

锪孔口60°中心孔

<4>

调头套钻套钻孔ф10.5×25(螺纹不改)

<5>

锪60°中心孔,表面精糙度0.8

60°锪钻

检查

13

<1>

锥孔内塞入攻丝套

<2>

攻M126H内螺纹至尺寸

14

研中心孔Ra0.8

15

外磨

工件装夹于二顶尖间

<1>

精磨φ40及φ35φ25外圆至尺寸

<2>

磨M30×1.5  M30×1.5左螺纹大径至30

<3>

半精磨ф30js5二处至ф30

<4>

精磨1:5锥度至尺寸,用涂色法检查按触面大于85%

1:5环规

16

工件装夹二顶尖间,磨螺纹

<1>

磨M30×1.5–6g左螺纹至尺寸

M33×1.5左环规

<2>

磨M30×1.5–6g螺纹至尺寸

M33×1.5环规

17

精研中心孔Ra0.4

18

外磨

精磨、工件装夹于二顶尖间

M1432A

精磨2-φ30至尺寸,注意形位公差

19

内磨

工件装在V型夹具中,以1–ф30外圆为基准,精磨莫氏3号内锥孔(卸堵,以2–ф30js5外圆定位),涂色检查接触面大于80%,注意技术要求“1”“2”

MG1432A

检查

20

清洗涂防锈油,入库工件垂直吊挂

该轴类零件加工过程中几点说明:
    1.采用了二中心孔为定位基准,符合前述的基准重合及基准统一原则。
    2.该零件先以外圆作为粗基准,车端面和钻中心孔,再以二中心孔为定位基准粗车外圆,又以粗车外圆为定位基准加工锥孔,此即为互为基准原则,使加工有一次比一次精度更高的定位基准面。3号莫氏圆锥精度要求很高。因此,需用V型夹具以2-ф30js5外圆为定位基准达到形位公差要求。车内锥时,一端用卡爪夹住,一端搭中心架,亦是以外圆作为精基准。
    3.半精加工、精加工外圆时,采用了锥堵,以锥堵中心孔作为精加工该轴外圆面的定位基准。
对锥堵要求: 
    ① 锥堵具有较高精度,保证锥堵的锥面与其顶尖孔有较高同轴度。 
    ② 锥堵安装后不宜更换,以减少重复安装引起的安装误差。 
    ③ 锥堵外径靠近轴端处须制有外螺纹,以方便取卸锥堵。 
    4.主轴用20Cr低碳合金钢渗碳淬硬,对工件不需要淬硬部分发(M30×1.5-6g左、M30×1.5-6g、M12-6H、M6-6H)表面留2.5-3mm去碳层。 
    5.螺纹因淬火后,在车床上无法加工,如先车好螺纹后再淬火,会使螺纹产生变形。因此,螺纹一般不允许淬硬,所以在工件中的螺纹部分的直径和长度上必需留去碳层。对于内螺纹,在孔口也应留出3mm去碳层。 
    6.为保证中心孔精度,工件中心孔也不允许淬硬,为此,毛坯总长放长6mm。 
    7.为保证工件外圆的磨削精度,热处理后须安排研磨中心孔的工序,并要求达到较细的表面粗糙度。外圆磨削时,影响工件的圆度主要是由于二顶尖孔的同轴度,及顶尖孔的圆度误差。 
    8.为消除磨削应力,粗磨后安排低温时效工序(烘)。 
    9.要获高精度外圆,磨削时应分粗磨、半精磨、精磨工序。精磨安排在高精度磨床上加工。 
    当然,实习产品质量的提高还需要学生扎实的基本功。

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