第章典型零件ppt课件.ppt
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1、第十章 典型零件加工,10.1 轴类零件加工,10.1.1 轴类零件的功用、结构与分类,主要功用有: 支承传动件(齿轮、皮带轮等)、传递转矩、承受载荷。 轴的结构特点: 长度大于直径,一般由同轴心的外圆、圆锥、内孔、螺纹、键槽等组成。 轴的种类有: 光轴(a)、阶梯轴(b)、花键轴(c)、偏心轴(d)、曲轴(e)、凸轮轴(f)、空心轴(g)、十字轴等。如图所示:,图6-1 轴类零件的种类,1 尺寸精度 2 几何形状精度 3 相互位置精度 4 粗糙度,10.1.2 轴类零件的技术要求,图6-2,机床主轴零件的主要技术要求 1)主轴轴颈的尺寸精度、圆度和相对基准的径向圆跳动; 2)主轴前端莫氏6号
2、锥孔相对基准的径向圆跳动; 3)主轴前端圆锥面和端面相对基准的斜向圆跳动和端面圆跳动; 4)主轴上螺纹与主轴轴颈的同轴度要求; 5)主轴零件各加工表面的粗糙度要求。,10.1.3 轴类零件的材料及热处理 一般轴类零件常用45钢,采用正火、调质、淬火等; 中等精度转速较高的轴类,选用40Gr等合金结构钢; 高精度轴用GCr15或65Mn等材料,调质或表面淬火处理; 高速重载轴,用20GrMnTi渗碳钢或38CrMoALA渗氮钢,经调质和表面氮化;,轴颈表面处于滑动摩擦中,要求较高耐磨性,使用较好轴 瓦材料;采用滚动轴承时轴颈表面要求可较低些。 轴类零件一般以棒料为主,某些大型、结构复杂情况下用铸
3、件(如曲轴);重要、高速轴须采用锻件,单件小批量 采用自由锻,大批量宜采用模锻。,一、 影响因素 1 、轴的尺寸及精度要求。 2 、轴的长径比,即是刚性轴还是柔性轴。 3 、是否进行中间热处理。 二 、安装方式 为保证轴的相互位置精度,选择定位基准面时应尽量符合基准重合和基准统一的原则。安装方式有三种:,10.1.4 影响工艺路线的因素及安装,1、 用中心孔定位安装 2、 用孔定位安装 3、 以外圆表面定位安装,图 轴的安装方式,工艺过程特点 1) 定位基准 常以设计基准(中心孔)为精基准,加工各阶段反复修 正中心孔不断提高精度,采用基准重合、重准统一原则。 空心轴需解决深孔加工和定位问题,常
4、用外圆表面定位 加工内孔,以内孔定位加工外圆。必要时借用锥堵,仍用 顶尖孔定位,如此内孔、外圆互为基准反复加工,保证内 孔、外圆的同轴度。,2) 深孔加工 为减小零件变形,在调质后进行,采用特殊钻头、 设备和加工方式,解决好导向、排屑和冷却润滑问题, 可采取下列措施: 工件回转,钻头进给,使钻头具有自动定心的能力; 采用深孔钻削系统,如内排式深孔钻、深孔枪钻等; 工件上预加工导向孔,深度11.5d,精度不低于IT7; 大量输送一定压力的冷却介质,加快刀具冷却及排屑。,3) 细长轴的加工 工件装在前后顶尖上,紧松适当;亦可装在卡盘和后 顶尖上,采用弹簧顶尖,以免工件热伸长受阻; 细长轴刚性差,采
5、用大主偏角、大前角、正刃倾角; 采用中心架或跟刀架,以增加工艺系统刚性; 采用反向车削,使工件轴向受拉; 轴左端缠一圈钢丝,卡盘夹在钢丝上,避免过定位变形; 充分使用切削液;,(4) 一般传动轴加工工艺过程,各段直径相差不大,批量5件,选60热轧40Gr圆钢料; 主要表面M、N、P、Q的加工顺序为: 粗车调质半精车磨削; 在轴两端加工B型中心孔为定位精基准面。,加工工艺过程分析 (一)结构及技术条件分析 零件工作图为生产和检验的主要技术文件,必须包含制造和检验的全部内容。为此,在编制轴类零件加工工艺时,必须详细分析轴的工作样图,如图为减速箱传动轴工作图样。轴类零件一般只有一个主要图,主要标注相
6、应的尺寸和技术要求,而螺纹退刀槽、砂轮越程槽、键槽及花键部分的尺寸和技术要求标注在相应的剖视图。 图的技术要求 :公差都是以轴颈M和N的公共轴线为基准。外圆Q和P径向圆跳动公差为0.02,轴肩H、G和I端面圆跳动公差为0.02。,(二)加工工艺过程分析 1、确定主要表面加工方法和加工方案 传动轴大多是回转表面,主要是采用车削 和外圆磨削。由于该轴主要表面M,N,P,Q 的公差等级较高(IT6),表面粗糙度值 较小(Ra0.8m),最终加工应采用磨削。,2、划分加工阶段 该轴加工划分为三个加工阶段,即粗车(粗车外圆、钻中心孔),半精车(半精车各处外圆、台肩和修研中心孔等),粗精磨各处外圆。各加工
7、阶段大致以热处理为界。 3、选择定位基准 轴类零件的定位基面,最常用的是两中心孔。因为轴类零件各外圆表面、螺纹表面的同轴度及端面对轴线的垂直度是相互位置精度的主要项目,而这些表面的设计基准一般都是轴的中心线,采用两中心孔定位就能符合基准重合原则。而且由于多数工序都采用中心孔作为定位基面,能最大限度地加工出多个外圆和端面,这也符合基准统一原则。,但下列情况不能用两中心孔作为定位基面: (1)粗加工外圆时,为提高工件刚度,则采用轴外圆表面为定位基面,或以外圆和中心孔同作定位基面,即一夹一顶。 (2)当轴为通孔零件时,在加工过程中,作为定位基面的中心孔因钻出通孔而消失。为了在通孔加工后还能用中心孔作
8、为定位基面,工艺上常采用三种方法。 当中心通孔直径较小时,可直接在孔口倒出 宽度不大于2mm的60内锥面来代替中心孔; 当轴有圆柱孔时,可采用图右所示的锥堵, 取1500锥度;当轴孔锥度较小时,取锥堵 锥度与工件两端定位孔锥度相同; 当轴通孔的锥度较大时,可采用带锥堵的 心轴,简称锥堵心轴,如右图b所示。使用 锥堵或锥堵心轴时应注意,一般中途不得更 换或拆卸,直到精加工完各处加工面,不再 使 用中心孔时方能拆卸。,4、热处理工序的安排 该轴需进行调质处理。它应放在粗加工后,半精加工前进行。如采用锻件毛坯,必须首先安排退火或正火处理。该轴毛坯为热轧钢,可不必进行正火处理。 5、加工顺序安排 除了
9、应遵循加工顺序安排的一般原则,如先粗后精、先主后次等,还应注意: (1)外圆表面加工顺序应为,先加工大直径外圆 ,然后再加工小直径外圆,以免一开始就降低了工件的刚度。 (2)轴上的花键、键槽等表面的加工应在外圆精车或粗磨之后,精磨外圆之前。 轴上矩形花键的加工,通常采用铣削和磨削加工,产量大时常用花键滚刀在花键铣床上加工。以外径定心的花键轴,通常只磨削外径键侧,而内径铣出后不必进行磨削,但如经过淬火而使花键扭曲变形过大时,也要对侧面进行磨削加工。以内径定心的花键,其内径和键侧均需进行磨削加工。 (3)轴上的螺纹一般有较高的精度,如安排在局部淬火之前进行加工,则淬火后产生的变形会影响螺纹的精度。
10、因此螺纹加工宜安排在工件局部淬火之后进行。,10.2 箱体加工,10.2.1 箱体的功能及结构特点 箱体是机器的基础零件,它将有关零件连成一体并保证其正确的位置与协调运动。 箱体结构特点:是机器中结构最复杂的零件,形状各异、壁薄而不均匀,内部呈腔形。有各种形状的平面及较多的孔,孔与平面有较高的精度要求,加工部位多,因而加工难度大。,1. 孔的尺寸精度及几何形状精度、孔距 公差 2. 孔与孔、孔与平面的相互位置精度 3. 各主要平面的平面度 4.各主要加工表面的粗糙度,10.2.2 箱体的技术要求,箱体零件的主要技术要求 孔径精度 影响回转精度,引起噪声、振动、径向跳动,影响寿命。 1) 孔的尺
11、寸精度和几何形状误差会使轴承与孔配合不良 (松、紧、不圆); 2) 主轴孔尺寸精度为IT6级,其余孔为IT6IT7级,箱孔与孔的位置精度 引起轴安装歪斜,致使主轴径向跳动和轴向窜动,加剧轴承磨损。 1) 同一轴线上各孔的同轴度误差; 2) 孔端面对轴线垂直度误差。,孔和平面的位置精度 主要是规定主要孔和主轴箱安装基面的平行度。 主要平面的精度 影响箱体与机身的连接刚度。 1) 规定底面和导向面必须平直和垂直; 2) 平面度、垂直度公差等级为5级。,表面粗糙度 影响连接面的配合性质或接触刚度 1) 主轴孔为 ,其它各纵向孔为 ,孔的端面为 ; 2) 装配基准面和定位基准面为 。,箱体结构的工艺性
12、 基本孔 可分为通孔、阶梯孔、盲孔、交叉孔等 通孔工艺性最好;深孔、阶梯孔、相贯通的交叉孔工艺性较差;盲孔工艺性最差,应尽量避免,同轴孔 同一轴线方向孔径向一个方向递减 镗孔时镗杆可从一端伸入,逐个加工或同时加工同一轴线上的几个孔 应避免中间隔壁上的孔径大于外壁上的孔径,装配基面 为便于加工、装配和检验,尺寸应尽可能大,形状应尽可能简单。 凸台 应尽可能在同一平面上。 紧固孔和螺孔 尺寸和规格应尽可能一致。 肋板、肋条、圆角等 保证箱体的动刚度和抗振性。,箱体零件的加工,1箱体结构特点及技术条件分析 箱体是支承或安装其它零、部件的基础零件,加工质量 影响到机器的工作精度、使用性能和寿命。 主要
13、加工面是平面和孔。底面M和侧面N是装配基准、设计基准。大多数孔是轴承的支承孔,有较高尺寸精度和形位精度,要求最高的是主轴孔。,2、制订箱体工艺过程的共同性原则,1)加工顺序为先面后孔。 提供基准的需要; 切去毛坯上的缺陷,方便后面的加工; 使孔加工余量均匀; 保护刀具,有利于对刀、调整。,2)加工阶段粗、精分开 。 箱体的结构复杂,壁厚不均,刚性不好,而加工精度要求又高,故箱体重要加工表面都要划分粗、精加工两个阶段,这样可以避免粗加工造成的内应力、切削力、夹紧力和切削热对加工精度的影响,有利于保证箱体的加工精度。粗、精分开也可及时发现毛坯缺陷,避免更大的浪费;同时还能根据粗、精加工的不同要求来
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