傳動軸加工工藝的設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 。外圓表面的加工方案可為： 粗車→半精車→磨削。 確定定位基準 包括粗基準與精基準的選擇。 粗基準選擇 有非加工表面，應選非加工表面作為粗基準。對所有表面都需加工的鑄件軸，根據加工余量最小表面找正。且選擇平整光滑表面，讓開澆口處。選牢固可靠表面為粗基準，同時，粗基準不可重復使用。 精基準選擇 要符合基準重合原則，盡可能選設計基準或裝 配基準作為定位基準。符合基準統一原則。盡可能在多數工序中用同一個定位基準。盡可能使定位基準與測量基準重合。選擇精度高、安裝穩定可靠表面為精基準。 合理地選擇定位基準，對于保證零件的尺寸和位置精度有著決定性的作用。由于該零件的幾個主要配合表面 (Q、 P、 N、 M)及軸肩面 (H、 G)對基準軸線 AB均有徑向圓跳動和端面圓跳動的要求，它又是實心軸，所以應選擇兩端中心孔為基準，采用雙頂尖裝夾方法，以保證零件的技術要求。 粗基準采用熱軋圓鋼的毛坯外圓。中心孔加工采用三爪自定心卡盤裝夾熱軋圓鋼的毛坯外圓，車端面、鉆中心孔。 但必須注意，一般不能用毛坯外圓裝夾兩次鉆兩端中心孔，而應該以毛坯外圓作粗基準，先加工一個端面，鉆中心孔，車出一端外圓；然后以已車過的外圓作基準，用三爪自定心卡盤裝夾 (有時在上工步已車外圓處搭中心架 )，車另一端面，鉆中心孔。如此加工中心孔，才能保證兩中心孔同軸。 如表 21 不同生產類型下主軸加工定位基準的選擇。 江蘇畜牧獸醫職業技術學院論文（設計） 7 表 21 主軸加工基準選擇 工 序 名 稱 定 位 基 準 面 大 批 生 產 小 批 生 產 加工頂尖孔 毛坯外圓 劃 線 粗車外圓 頂尖孔 頂尖孔 鉆深孔 粗車后的支承軸頸 夾一端 ，托另一端 半精車和精車 兩端錐堵的頂尖孔 夾一端，頂另一端 粗、精磨外錐 兩端錐堵的頂尖孔 兩端錐堵的頂尖孔 粗、精磨外國 兩端錐堵的頂尖孔 兩端錐堵的頂尖孔 粗、精磨難孔 兩支承軸頸外表面或靠近兩支承軸頸的外圓表面 夾小端，托大端 劃分加工階段 對精度要求較高的零件，其粗、精加工應分開，以保證零件的質量。 該傳動軸加工劃分為三個階段：粗車 (粗車外圓、鉆中心孔等 )，半精車 (半精車各處外圓、臺階和修研中心孔及次要表面等 )，粗、 精磨 (粗、精磨各處外圓 )。各階段劃分大致以熱處理為界。 頂尖孔的研磨 因熱處理、切削力、重力等的影響，常常會損壞頂尖孔的精度，因此在熱處理工序之后和磨削加工之前，對頂尖孔要進行研磨，以消除誤差。常用的研磨方法有以下幾種。 （ 1）用鑄鐵頂尖研磨 （ 2）用油石或橡膠輪研磨 （ 3）用硬質合金頂尖刮研 （ 4）用中心孔磨床磨削 工序的確定要按加工順序進行，應當掌握兩個原則： （ 1） 工序中的定位基準面要安排在該工序之前加工。例如，深孔加工所以安排在外圓表面粗車之后，是為了要有較精確的軸頸作為定位基準面，以保證深孔加工 時壁厚均勻。 （ 2）對各表面的加工要粗、精分開，先粗后精，多次加工，以逐步提高其精度和粗江蘇畜牧獸醫職業技術學院論文（設計） 8 糙度。主要表面的精加工應安排在最后。 為了改善金屬組織和加工性能而安排的熱處理工序，如退火、正火等，一般應安排在機械加工之前。 為了提高零件的機械性能和消除內應力而安排的熱處理工序，如調質、時效處理等，一般應安排在粗加工之后，精加工之前。 熱處理工序安排 軸的熱處理要根據其材料和使用要求確定。對于傳動軸，正火、調質和表面淬火用得較多。該軸要求調質處理，并安排在粗車各外圓之后，半精車各外圓之前。 綜合上述分析 ，該傳動軸的工藝路線如下：下料→車兩端面，鉆中心孔→粗車各外圓→調質→修研中心孔→半精車各外圓，車槽，倒角→車螺紋→劃鍵槽加工線→銑鍵槽→修研中心孔→磨削→檢驗。 加工尺寸和切削用量 車削用量的選擇，單件、小批量生產時，可根據加工情況由工人確定；一般可由《機械加工工藝手冊》或《切削用量手冊》中選取。 傳動軸磨削余量可取 ，半精車余量可選用 。加工尺寸可由此而定，見該軸加工工藝卡的工序內容。 工件的裝夾方法 粗加工時，由于切削余量大，工件受的切削力也大，一般采用卡頂法，尾座頂尖采用彈性頂尖，可以使工件在軸向自由伸長。但是，由于頂尖彈性的限制，軸向伸長量也受到限制，因而頂緊力不是很大。在高速、大用量切削時，有使工件脫 離頂尖的危險。采用卡頂法可避免這種現象的產生。 精車時，采用雙頂尖法（此時尾座應采用彈性頂尖）有利于提高精度，其關鍵是提高中心孔精度。 擬定工藝過程 定位精基準面中心孔應在粗加工之前加工，在調質之后和磨削之前各需安排一次修研中心孔的工序。調質之后修研中心孔為消除中心孔的熱處理變形和氧化皮 ，磨削之前修研中心孔是為提高定位精基準面的精度和減小錐面的表面粗糙度值。擬定傳動軸的工藝過程時，在考慮主要表面加工的同時，還要考慮次要表面的加工。在半精加工￠ 52mm、￠44mm 及 M24mm 外圓時，應車到圖樣規定的尺寸，同時加工出各退刀槽、倒角和螺紋；三個鍵槽應在半精車后以及磨削之前銑削加工出來，這樣可保證銑鍵槽時有較精確的定位江蘇畜牧獸醫職業技術學院論文（設計） 9 基準，又可避免在精磨后銑鍵槽時破壞已精加工的外圓表面。 在擬定工藝過程時，應考慮檢驗工序的安排、檢查項目及檢驗方法的確定。 工藝規程制訂得是否合理，直接影響工件的質量、勞動生產率和經 濟效益。一個零件可以用幾種不同的加工方法制造，但在一定的條件下，只有某一種方法是較合理的。因此，在制訂工藝規程時，必須從實際出發，根據設備條件、生產類型等具體情況，盡量采用先進加工方法，制訂出合理的工藝規程。 綜上所述，所確定的該傳動軸加工工藝過程見表 22。 表 22 傳動軸機械加工工藝卡 工序號 工序名稱 工序內容 定位基準 加工設備 1 鍛造 鍛造毛坯 2 車鉆 1. 三爪卡盤夾持工件，車端面見平，鉆中心孔，用尾架頂尖頂住，粗車三個臺階，直徑長度均留余量2mm 2. 調頭，三爪卡盤夾持工件另一端，車端面 保證 .總長 259，鉆中心孔，用尾架頂尖頂住，粗車另外四個臺階，直徑長度均留余量 2mm 毛坯￠ 60 外圓 車床 3 熱處理 調制處理 HRC2438 4 研修 研修中心孔 車床 江蘇畜牧獸醫職業技術學院論文（設計） 10 5 半精車 1. 雙頂尖裝夾。 半精車三個臺階，螺紋大徑車到￠ 24，其余兩個臺階直徑上留余量 ，車槽三個，倒角三個 ，雙頂尖裝夾，半精車余下的五個臺階，￠ 44 及￠52臺階車到圖紙規定的尺寸。螺紋大徑車到￠ 24=8： 1／ 2，其余兩個臺階直徑上留余量，槽三個，倒角四個 兩中心孔 車床 6 車削 雙頂尖裝夾 ，車一端螺紋 M24 ，調頭，雙頂尖裝夾，車另一端螺紋 M24 兩中心孔 車床 7 鉗 劃鍵槽及一個止動墊圈槽加工線 兩中心孔 車床 8 銑削 劃鍵槽兩個及一個止動墊圈槽，鍵槽深度比圖紙規定尺寸多銑 ，作為磨削的余量 兩中心孔 鍵槽銑床或立銑床 9 鉗 研修兩端中心孔 兩中心孔 車床 10 磨削 粗，精磨外圓及軸肩端面至尺寸 兩中心孔 外圓磨床 11 檢驗 按圖樣技術要求全部檢驗 江蘇畜牧獸醫職業技術學院論文（設計） 11 3. 選擇設備和加工工序 設備的選擇 數控車床，是一種高精度、高效率的自動化機床。它具有廣泛的加工工藝性能，可加工直線圓柱、斜線圓柱、圓弧和各種螺紋。具有直線插補、圓弧插補各種補償功能，并在復雜零件的批量生產中發揮了良好的經濟效果。 合理選用數控車床，應遵循如下原則： ①確定典型零件的工藝要求、加工工件的批量。 ②滿足典型零件的工藝要求 典型零件的工藝要求主要是零件的結構尺寸、加工范圍和精度要求。根據精度要求，即工件的尺寸精度、定位精度和表面粗糙度的要求來選擇數控車床的控制精度。 ③根據可靠性來選擇 可靠性是提高產品質量和生產效率的保證。數控機床的可靠性是指機床在規定條件下執行其功能時，長時間穩定運行而不出故障。即平均無故障時間長，即使出了故障，短時間內能恢復，重新投入使用。選擇結構合理、制造精良，并已批量生產的機床。 本論文根據被加工零件的外形和材料等條件，選用 CK400 數控車床。 確定加工順序及進給路線 加工順序的確定按由內到外、由粗到精、由近到遠的原則確定，在一次裝夾中盡可能加工出較多的工件表面。結合本零件的結構特征，可先加工內孔各表面，然后加工外輪廓表 面。由于該零件 為單件小批量生產，走刀路線設計不必考慮最短進給路線或最短空行程路線，外輪廓表面車削走刀路線可沿零件輪廓順序進行。 刀具選擇 對刀具的要求 數控車床能兼作粗、精加工。為使粗加工能以較大切削深度、較大進給速度地加工，要求粗車刀具強度高、耐用度好。精車首先是保證加工精度，所以要求刀具的精度高、耐用度好。為減少換刀時間和方便對刀，應可能多地采用機加工車刀。 數控車床還要求刀片耐用度的一致性好，以便于使用刀具壽命管理功能。在使用刀具壽命管理時，刀片耐用度的設定 原則是以該批刀片中耐用度最低的刀片作為依據的。在這種情況下，刀片耐用度的一致性甚至比其平均壽命更重要。 為了表達清楚各工序的內容及要求，其傳