階梯軸類機械零件的加工工藝基礎知識-資料下載頁

　　

【正文】 轉(zhuǎn)誤差所表現(xiàn)出來的那種隨機性和綜合性，很難從理論上定量地加以描述。2）機床導軌誤差圖123車床導軌在水平面內(nèi)的直線度機床導軌是機床各主要部件相對位置和運動的基準，它的精度直接影響工件的加工精度。①車床導軌在水平面內(nèi)的直線度誤差：它使刀具在水平面內(nèi)產(chǎn)生位移Δy（見圖123），造成工件在半徑方向上的誤差ΔR=Δy。當車削長工件時，還會使工件表面產(chǎn)生圓柱度誤差。 圖124車床導軌在垂直面內(nèi)的直線度②導軌在垂直面上直線度誤差： 該誤差使刀具在垂直平面內(nèi)產(chǎn)生位移Δz（見圖124），會引起工件在半徑方向的誤差R，運用三角幾何關(guān)系可得：ΔR＝Δz2／2R。由于 Δz很小，Δz2則更小，一般可忽略不計。圖125 導軌扭曲產(chǎn)生的誤差由此可見：原始誤差所引起的切削刃與工件間的相對位移，若產(chǎn)生在加工表面的法線方向，則對加工精度有直接影響；若產(chǎn)生在切線方向，就可以忽略不計。因此，一般把通過切削點的已加工表面的法線方向稱為誤差敏感方向，切線方向為非敏感方向。③車床前后導軌的平行度（扭曲度）誤差：該誤差會使導軌產(chǎn)生扭曲（見圖125）。使刀尖相對于工件在水平和垂直兩個方向上產(chǎn)生偏移，ΔR＝ΔH／B，這對加工精度的影響是比較大的。3）傳動鏈誤差傳動鏈誤差主要會引起螺紋加工誤差。（2）刀具誤差主要是定尺寸刀具和成形刀具的制造誤差、刀具安裝誤差及刀具磨損，它們會直接造成加工誤差。在階梯軸加工中，主要是鉆頭、割斷刀會產(chǎn)生相應的誤差。（3）夾具誤差主要是夾具本身的制造誤差、與機床的聯(lián)接誤差、工件定位基面與夾具定位零件間的定位誤差以及夾具的磨捐損。（4）度量與調(diào)整誤差。（1）表面質(zhì)量的含義機械加工后的表面，總存在一定的微觀幾何形狀偏差，表面層的材料在加工時還會產(chǎn)生物理、力學性能變化。機械加工的表面質(zhì)量是指加工表面的完整性，主要包括加工表面的幾何特征和表面層的物理力學性能兩個方面內(nèi)容。加工表面的幾何特征主要包括表面粗糙度和表面波度兩部分組成。表面粗糙度：是指加工表面的微觀形狀誤差。可在Ra、Ry、Rz三項特性參數(shù)中選擇，優(yōu)先選用Ra值。表面波度：是介于形狀誤差(L1／H1＞1000)與表面粗糙度(L3／H3＜50)之間的周期性形狀誤差。它主要是由機械加工過程中工藝系統(tǒng)低頻振動所引起的。尚無國家標準。表面層的物理力學性能：包括表面層的加工硬化，表面層金相組織的變化和表面層的殘余應力。（2）表面質(zhì)量對產(chǎn)品的使用性能的影響表面質(zhì)量在很大程度上對產(chǎn)品的使用性能構(gòu)成直接的影響，特別是對壽命和可靠性性能影響極大，表面上的任何缺陷，都會在以后的使用中引發(fā)應力集中、應力腐蝕而導致零件或產(chǎn)品的損壞。表面質(zhì)量對產(chǎn)品使用性能的影響主要表現(xiàn)在以下三個方面：1）表面質(zhì)量對產(chǎn)品耐磨性的影響產(chǎn)品都是由零件裝配而成的。當兩個零件相互接觸時，實質(zhì)上只是兩個零件接觸表面上一些凸起的頂部相互接觸，由這些相互接觸的頂部所構(gòu)成的實際接觸面積明顯要比名義接觸面積小得多。由此可以看出：兩零件相互接觸的表面愈粗糙，實際接觸面積也就愈少。當兩零件間有力傳遞時，相互接觸的凸起頂部就會產(chǎn)生相應的壓強，表面愈粗糙壓強也就愈大，使得接觸面間出現(xiàn)變形和位移。當兩零件間有相對運動時，由于凸起部分如同刀具切削一樣，相互之間產(chǎn)生彈性變形、塑形變性及剪切現(xiàn)象，使得相互接觸的表面之間出現(xiàn)磨損。表面愈粗糙，磨損就愈快。即使在有潤滑油潤滑的情況下，因接觸點處壓強超過潤滑油膜存在的臨界值，而形成干摩擦，同樣會加劇接觸面間的磨損。但并不是表面粗糙度值越小，耐磨性就越好。因為表面粗糙度值過小，緊密接觸的兩個光滑表面間的儲油能力很差，接觸面間產(chǎn)生分子的親和力，甚至產(chǎn)生分子黏合，使摩擦阻力增大，磨損量也會增加。因此，一對相互接觸的表而在一定的工作條件廠通常有一最佳粗糙度配合，過大或過小都會對產(chǎn)品耐磨性構(gòu)成不良影響。另外，一對相互接觸的表面間加工紋路方向的一致和表面冷作硬化均可提高產(chǎn)品的耐磨性。2）表面質(zhì)量對產(chǎn)品配合質(zhì)量的影響由以上分析可知，對于動配合零件的表面，如果粗糙度值較大，初期磨損量也相應較大，配合性質(zhì)已經(jīng)改變。對于靜配合或過渡配合零件的表面，也會由于表面粗糙度值較大而使得在裝配后僅部分凸峰被擠平，而使實際過盈量比預定的要小，影響了靜配合的可靠性。所以，對有配合要求的表面，也應標注對應的表面粗糙度值。3）表面質(zhì)量對產(chǎn)品零件疲勞強度的影響表面層的殘余應力性質(zhì)對疲勞強度的影響極大。當殘余應力為拉應力時，在拉應力作用下，會使表面的裂紋擴大，而降低零件的疲勞強度，減少了產(chǎn)品的使用壽命。相反，殘余壓應力可以延緩疲勞裂紋的擴展，可提高零件的疲勞強度。同時表面冷作硬化層的存在以及加工紋路方向與載荷方向的一致，都可以提高產(chǎn)品零件的疲勞強度影響表面粗糙度的因素中要有刀具幾何因素、切削用量、工件材料性能、切削液、工藝系統(tǒng)剛度和抗振性等。刀具的幾何因素中對表面粗糙度影響最大的是切削層的殘留面積。如圖126所示，在實際切削過程中，切削層的金屬并未被完全切除掉，而仍有部分殘留在工件表面上，這部分面積稱為殘留面積。圖126 切削層殘余面積從圖126中可以得出：當?shù)都鈭A弧半徑為rε時：；當?shù)都鈭A弧半徑為零時：因此，在進給量一定的情況下，減小主偏角Kr和副偏角Kr′或增大刀尖圓弧半徑rε，可降低表面粗糙度值。從上述中還可知，減小進給量可有效地降低表面粗糙度值。切削速度對表面粗糙度的影響也很大。通常切削速度越高，切削過程中的塑性變形程度就越小，相應的粗糙度值也就越小。在一定的切削速度范圍內(nèi)，切削塑性材料時容易產(chǎn)生積屑瘤和鱗刺，使表面粗糙度增大。因此，在精加工鋼件時，常用低速（如鉸孔、拉孔）或高速（精車、精鏜）切削。對于韌性較大的塑性材料，加工后粗糙度較大；而脆性材料由于其切屑為碎粒狀，加工后粗糙度也較大。對于同樣的材料，晶粒組織愈粗大，加工后的粗糙度也愈大。通常在切削加工前進行預備熱處理，使晶粒組織均勻細致，材料硬度適中，以減小表面粗糙度。此外，合理選擇刀具角度和切削液，可以減小切削過程中材料的變形與摩擦，并抑制積屑瘤和鱗刺的牛成，有利于減小表面粗糙度。磨削加工中，影響表面粗糙度的因素主要有：砂輪幾何參數(shù)、磨削用量等，因此，應選擇適當粒度的砂輪，砂輪硬度應適當，并及時修整砂輪；提高砂輪的速度、降低工件速度、減小磨削深度均有利于減小表面粗糙度。此外，工件材料的性質(zhì)、切削液的選用等對磨削表面的粗糙度也有明顯影響。 拓展性知識毛坯制造用于機械加工的毛坯有下列幾種：鑄件、鍛件、型材、組合毛坯和其它毛坯。鑄件：形狀復雜的毛坯，宜采用鑄造的方法制造。鑄件可分為型砂鑄造、金屬型鑄造、離心鑄造、壓力鑄造、精密鑄造等。鍛件：用鍛造的方法制造。鍛件制造可分為自由鍛、模鍛和精密鍛。鍛件的機械性能優(yōu)于鑄件及普通型材，常用于重要零件或傳遞動力零件的制造（如機床主軸）。型材：型材按截面形狀可分為多種，有圓形、方形、六角形、和特殊截面。按制造過程可分為熱軋和冷拉型材，冷拉型材精度較高，機械性能優(yōu)于熱軋型材，適用于制造精度較高的中小零件。組合毛坯：根據(jù)零件需要，將鑄件、鍛件或型材通過焊接的方法連在一起，適用于大型、形狀簡單的零件毛坯。其它毛坯：冷沖壓、粉未冶金、冷擠、塑料壓制等。階梯軸一般采用鍛件毛坯、熱軋或冷軋型材毛坯，本項目毛坯采用熱軋圓鋼為毛坯。參考文獻朱正心主編 《機械制造技術(shù)》 機械工業(yè)出版社 1995年5月楊昌義主編 《機械制造工藝的基礎知識》 中國勞動社會保障出版社 2007年劉小年 劉振魁主編 《機械制圖 》 高等教育出版社 2000年7月附錄 車削時從毛胚到工件的各項精度要求，常常需要經(jīng)過粗加工，半精加工，精加工，粗加工一般達到IT13~IT11,Ra50~,半精加工達到IT10~IT18,~,精加工達到IT8~IT7,～。 切削用量 所謂切削用量是指切削速度，進給量和背吃刀量三者的總稱。它是調(diào)整機床、計算切削力、切削功率、時間額定及核算工序成本等所必需的參量。 （1）切削速度Vc 它是切削刃上上選定點相對于工件的主運動線速度。當主運動為旋轉(zhuǎn)運動時，其切削速度為Vc（單位為m/min）Vc= πdn/1000式中 d—完成主運動的工件或刀具的最大直徑（單位為mm） n—主運動的轉(zhuǎn)速（單位為r/mm） （2）進給量f 當主運動旋轉(zhuǎn)一周時，刀具（或工件）沿進給方向上的位移量f。進給量f的大小反映著進給速度Vf（單位為mm/min）的大小，關(guān)系為Vf=fn （3）背吃刀量ap 車削時ap（單位為mm）是工件上待加工表面與已加工表面間的垂直距離： ap=dwdm/2式中 dw—工件待加工表面的直徑，單位為mm dm—工件已加工表面的直徑，單位為mm （4）合成切削速度Ve 在主運動與進給運動同時進行的情況下，切削刃上任一點的實際切削速度是他們的合成速度v 致謝經(jīng)過這段時間的努力，完成了我的畢業(yè)設計。從設計的構(gòu)思到設計的完成，每一步對我來說都是新的嘗試與挑戰(zhàn)。三年的大學生活如白駒過隙，轉(zhuǎn)瞬即逝，時間的流逝和流失及其過程中經(jīng)歷的坎坷使一個熱播慢慢成熟，因而我對在過去的日子里給過我鼓勵、幫助的非常感激，讓我更加珍惜未來的生活。在此，我衷心的感謝我的指導老師，本次設計師在老師精心的指導下完成的。本次設計的完成也歸功于指導老師的認真負責，是我能很好的掌握和運用專業(yè)知識，才使得我的畢業(yè)設計少走很多彎路，為此再次感謝我的指導老師給予我的幫助。感謝老師們的諄諄教導，使我在大學生活里學到了很多的知識和經(jīng)驗。在此特別感謝我的指導老師，不僅在課堂上對我們認真的講課，而且在畢業(yè)論文的指導中，不厭其煩的指導，使我們學到了很多。向在百忙之中的評閱論文及給出寶貴意見的各位老師表示最誠摯的謝意和最崇高的敬意，同時向所有關(guān)心、幫助和支持我的老師和同學表示最衷心的感謝，祝你們工作順利，萬事如意。由于本人知識水平有限，在設計中難免會出現(xiàn)一些錯誤、缺點和疏漏，誠請各位評審老師給于批評和指正。文中肯定有很多不盡人意和不完善的地方，我將在以后的工作、學習中不斷完善自己。最后向三年來教過我、幫助過我的所有老師和同學表示我最真誠的謝意