軸套類零件的加工

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1、姓 名： 王 亮 工 號(hào)： 207C07 指導(dǎo)老師： 李 老 師 目 錄 1 數(shù)控車(chē)床的相關(guān)知識(shí) 2 對(duì)磨削的認(rèn)識(shí) 3 華中與 FANUC數(shù)控系統(tǒng)的特點(diǎn)對(duì)比 4 軸和軸套類零件的相關(guān)知識(shí) 5 軸套類零件的工藝分析 2、軸的分類 4、軸的失效形式 1 5、軸失效的原因 1 6、軸的設(shè)計(jì)原則 1 7、軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng) 1、軸的材料 3、軸類零件上有哪些結(jié)構(gòu)及各自的功用 碳素鋼 球墨鑄鐵 工程中常用 35.45.50等優(yōu)質(zhì)鋼， 45鋼廣泛，價(jià)格低，應(yīng)力集中敏感性小 耐磨，價(jià)格低，吸振性好，應(yīng)力集中敏感 性低但可靠性擦、差。 常用于高溫高速，重載及結(jié)構(gòu)緊湊軸， 較高的力學(xué)性能，但價(jià)格較貴，對(duì)應(yīng)力

2、集中敏感。載設(shè)計(jì)時(shí)，必須盡量減少應(yīng)力 集中。 合金鋼 2、軸的分類 光 軸 階 梯 軸 空 心 軸 曲 軸 撓 性 軸 傳 動(dòng) 軸 轉(zhuǎn) 軸 心 軸 軸的結(jié)構(gòu)主要分為：軸頸、軸肩、鍵槽、螺紋、擋圈槽、銷空、 內(nèi)孔、螺紋孔、以及中心孔、退刀槽、倒角、圓角等機(jī)械加工工 藝結(jié)構(gòu)。 功 用 （ 1）軸肩軸環(huán) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠， 能承受較大的 軸向力 （ 2）擋圈結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單緊湊，只 能承受較小的 軸向力，可靠 性差。 （ 4）倒角為了 便于裝配工件。 （ 3）圓角改善 軸的疲勞強(qiáng)度， 減小軸在剖面處 的應(yīng)力集中。 （ ）圓角改善 軸的疲勞強(qiáng)度， 減小軸在剖面處 的應(yīng)力集中。 （ ）圓角改善 軸的疲勞強(qiáng)度， 減

3、小軸在剖面處 的應(yīng)力集中。 （ ）圓角改善 軸的疲勞強(qiáng)度， 減小軸在剖面處 的應(yīng)力集中。 （ ）圓角改善 軸的疲勞強(qiáng)度， 減小軸在剖面處 的應(yīng)力集中。 （ 3）圓角改善 軸的疲勞強(qiáng)度， 減小軸在剖面處 的應(yīng)力集中。 （ 4）高轉(zhuǎn)速下工 作的軸，振動(dòng)振幅 過(guò)大，穩(wěn)定性差 。 （ 5） 磨損降 低精度 和效率 靜強(qiáng)度不足 容易引起軸 的延性斷裂 或脆性斷裂 。 常在軸中發(fā)生的疲勞 斷裂是在交變應(yīng)力反 復(fù)作用下發(fā)生的，疲 勞的最終斷裂是瞬時(shí) 的，因此危害性較大 。 （ 1）軸的設(shè)計(jì)不合理 軸的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸設(shè)計(jì)不 合理，最容易引起失效，如 鍵槽、截面變化較劇烈的尖 角處或尖銳缺口處容易產(chǎn)生 應(yīng)力集中

4、，出現(xiàn)裂紋。 （ 2）選材不合理 選材不合理即選用的材料性 能不能滿足工作條件要求或 者所選材料名義性能指標(biāo)不 能反映材料對(duì)實(shí)際失效形式 的抗力。 （ 3）工藝不合理 軸在加工和成形過(guò)程中，因 采用的工藝方法，工藝參數(shù) 不合理，操作不正確等都會(huì) 造成失效。 （ 4）安裝及使用不正確 機(jī)器在安裝過(guò)程中，配合 過(guò)緊、過(guò)松、對(duì)中不準(zhǔn)、 固定不牢或重心不穩(wěn)、密 封性差以及裝配擰緊時(shí)用 力過(guò)大或過(guò)小等。 5、軸失效的原因 為了保證軸在規(guī)定壽命下正常的工作，必須針對(duì)前面所述失效形式進(jìn)行正 確設(shè)計(jì)，一般應(yīng)遵循的設(shè)計(jì)原則是： （ 1）選材合理；根據(jù)軸的工作條件，生產(chǎn)批量和經(jīng)濟(jì)性原則，選取適合的 材料，毛坯形式

5、及熱處理方法。 （ 2）軸的受力合理；有利于提高軸的強(qiáng)度和剛度。 （ 3）滿足工藝要求；軸的加工，熱處理，裝拆，檢驗(yàn)，維修等應(yīng)有良好的 工藝性，軸應(yīng)便于加工。 （ 4）定位要求；軸上零件應(yīng)定位準(zhǔn)確，固定可靠。 （ 5）疲勞強(qiáng)度要求盡可能減小應(yīng)力集中，有利于提高軸的疲勞強(qiáng)度，對(duì)受 力大的細(xì)長(zhǎng)軸（如蝸桿軸）和對(duì)剛度要求高的軸（如車(chē)床軸），還要進(jìn)行 剛度計(jì)算，對(duì)高速下工作的軸，因有共振危險(xiǎn)，應(yīng)進(jìn)行共振穩(wěn)定性計(jì)算。 （ 6）軸的材料選擇應(yīng)注意節(jié)省材料，減輕重量。 （ 7）尺寸要求，軸的各部分直徑和長(zhǎng)度的尺寸要合理。 由于軸沒(méi)有固定的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，所以進(jìn)行軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要注意以下幾個(gè)具體問(wèn)題： （ 1）軸上的

6、零件均有正確的工作位置，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保證軸和軸上零件有準(zhǔn)確可靠 的軸向和周向定位。 （ 2）各軸段的直徑和長(zhǎng)度的確定，軸頭，軸肩和軸頸的直徑應(yīng)該將計(jì)算尺寸值 圓整，特別是裝滾動(dòng)軸承，聯(lián)軸器，油封等標(biāo)準(zhǔn)件配合的軸徑必須符合標(biāo)準(zhǔn)件 內(nèi)徑系列選取。 （ 3）軸的結(jié)構(gòu)工藝性，在進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，還要考慮使軸的形狀和尺寸盡 量便于加工和裝配，在滿足使用要求的前提下，軸的結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單。 （ 4）減少應(yīng)力集中，由于大多數(shù)軸是在變應(yīng)力下工作，其磨損又多始發(fā)于應(yīng)力 集中部位。 （ 5）軸上零件要便于裝拆和調(diào)整，軸的結(jié)構(gòu)有利于提高其強(qiáng)度和剛度，軸的結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì)在滿足工作能力的前提下，力求使軸的尺寸小，質(zhì)量輕，工藝

7、性好。 機(jī)床加工常用的量具 機(jī)床上對(duì)刀的方法 4 3 二、數(shù)控車(chē)床的相關(guān)知識(shí) 車(chē)床上刀具的認(rèn)識(shí) 1 機(jī)床上的夾具 2 （ 1）刀具的材料： 車(chē)刀是由刀頭和刀桿兩部分組成。刀桿一般是碳素結(jié)構(gòu)鋼制成。刀頭是擔(dān)任切 削工作的，所使用的材料必須具備下列三個(gè)基本性能： 冷硬性 在常溫時(shí)，又名耐磨性。 紅硬性 在常溫下還能保持切削所需的硬度。 韌性 能承受振動(dòng)和沖擊負(fù)荷的性能。 高速鋼 （又名風(fēng)鋼、鋒鋼或白鋼） 高速鋼是一種含鎢和鉻較多的合金鋼，高速鋼具有硬度較高，一定的紅熱硬度， 韌性和加工性能較好。但紅硬性不如硬質(zhì)合金，故不易用于高速切削。 硬質(zhì)合金 硬質(zhì)合金由難熔材料的碳化鎢，碳化鈦和鈷的粉末，在高

8、壓下成形，經(jīng) 1350 1560攝氏度高溫?zé)Y(jié)而成的。具有極高的硬度，紅硬性很好，具有 較高的使用強(qiáng)度，但性脆、韌性差、怕振，這些缺點(diǎn)，可通過(guò)刃磨合理角度予 以克服。因此，硬質(zhì)合金被廣泛應(yīng)用。 （ 2）刀具的參數(shù) 五個(gè)基本參數(shù)：前角 0，后角 0， 主偏 角 kr，副偏角 k刃傾角 s， 其他參數(shù)：副后角 0，刀尖角 r ，楔角 0。 （ 3）角度對(duì)切削的影響 前角 的影響： 影響切屑變形，影響刀具耐用度，影響斷屑，影響表面質(zhì)量。 后角 的影響： 影響刀具后面與加工表面的摩擦，影響加工精度，影響刀具刃口強(qiáng)度 和耐用度。 主副偏角 的影響： 影響刀具強(qiáng)度及刀具耐用度，影響已加工表面殘留面積的高度

9、，影響各切削分力的 比例，影響斷屑。 刃傾角 的影響： 影響刀尖強(qiáng)度，影響加工質(zhì)量，影響切入、切出的平穩(wěn)性，影響切削力之間的比值。 夾具類型 使用特點(diǎn)說(shuō)明 應(yīng)用 三爪自定 心卡盤(pán) 1、三個(gè)爪是同步運(yùn)動(dòng)的，能自 動(dòng)定心，工件裝夾后，一般不 需要找正； 2、裝加工件方便，迅速； 3、夾緊力較?。?適用于裝夾外形規(guī)則的中、 小型工件 四爪單 動(dòng)卡盤(pán) 1、四個(gè)卡爪單獨(dú)移動(dòng)，裝夾時(shí) 不能自動(dòng)定心； 2、找正比較費(fèi)時(shí)； 3、夾緊力比三爪自定心卡盤(pán)大 適用于裝夾大型或形狀不 規(guī)則的工件 組合 夾具 由一套預(yù)先制造的具有不同幾 何形狀，不同尺寸和不同規(guī)格 的高精度，高硬度且有良好互 換性的元件組成 適用于大型

10、復(fù)雜，較重的 不規(guī)則零件的裝夾 撥齒頂尖 撥齒頂尖的殼體可通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)變徑套或 直接與車(chē)床主軸孔連接，殼體內(nèi)裝有 用于坯料定心的頂尖，撥齒套通過(guò)螺 釘與殼體連接，止退環(huán)可防止螺釘?shù)?松動(dòng) 適用于加工 1060mm 直徑的軸類工件 花盤(pán) 盤(pán)面上有很多長(zhǎng)短不同呈軸射狀分布 的通槽（或 T形槽），直接安裝在車(chē) 床主軸上，其盤(pán)面必須與主軸線垂直 且盤(pán)面平整，表面粗糙度值 Ra不大于 1.6m 適用于復(fù)雜的不規(guī)則零 件的安裝加工 氣動(dòng) 夾具 采用氣動(dòng)裝置，對(duì)零件進(jìn)行端面氣吸 以裝夾零件 適用于小型，輕型的套 類零件 開(kāi)口 套筒 1、其夾持工件的內(nèi)孔是標(biāo)準(zhǔn)系列， 并非任意直徑 2、坯件安裝在開(kāi)口套筒內(nèi)，套筒可

11、 裝夾在三爪或四爪卡盤(pán)中 適用于尺寸精度較高， 表面質(zhì)量較好的零件 游標(biāo)卡尺 游標(biāo)卡尺是 車(chē)工常用的 量具之一。 千分尺 千分尺是生產(chǎn)最常 用的一種精密量具， 它的測(cè)量精度為 0.01mm，按其用途 可分為外徑千分尺， 內(nèi)徑千分尺，深度 千分尺，內(nèi)側(cè)千分 尺，螺紋千分尺等 2 百分表 常用的百分表有 鐘面式和杠桿式 兩種，百分表用 來(lái)測(cè)量工件的尺 寸，形位公差 游標(biāo)萬(wàn)能角度尺 游標(biāo)萬(wàn)能角度尺 的使用范圍較廣， 可以測(cè)量 0 320 范圍 內(nèi)的任意角度。 1 3、機(jī)床加工常用的量具 3 4 對(duì)刀的方法一般有以下幾種： （ 1）一般對(duì)刀： A、試切對(duì)刀 B、改變參考點(diǎn)位置對(duì)刀 C、多刀加工時(shí)的對(duì)刀

12、 利用刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償對(duì)刀 D、車(chē)刀刀尖有圓弧半徑時(shí)的對(duì)刀 （ 2）機(jī)外對(duì)刀儀對(duì)刀 （ 3） ATC對(duì)刀 （ 4）自動(dòng)對(duì)刀 三、對(duì)磨削的認(rèn)識(shí) 磨削的加工特點(diǎn) 2. 1. 磨床的分類 1、磨床的分類 外圓磨床 平面磨床 工具磨床 砂帶磨床 專門(mén)化磨床 內(nèi)圓磨床 2、磨床的加工特點(diǎn) 第二點(diǎn) 第三點(diǎn) 第一點(diǎn) 磨削時(shí)以砂輪作為刀具， 并以很高的速度旋轉(zhuǎn)，直 接作用于切削層金屬進(jìn)行 切削，在工件上形成新表 面，由于磨削是一種多刃 和高速切削形式，并且， 切去的切削厚度很薄，所 以可直接獲得提粗糙度值 的光滑加工面和較高的加 工精度。 砂輪磨粒的硬度很 高，熱穩(wěn)定性好， 所以，可以加工在 車(chē)床和銑床上很難 切

13、削的高硬度材料 。 砂輪磨損與其他刀 具磨損的情況不同 ，砂輪磨損后不失 效，稍加修磨即可 繼續(xù)使用，但要注 意，防止砂輪堵塞 后的失真和失效。 四、軸套類零件的工藝分析 A B C 零件毛坯的選擇 零件的加工工藝方案的確定 刀具、機(jī)床、量具的確定 從動(dòng)軸零件材料選擇 45號(hào)鋼， 毛坯為 35 91的棒料 主、從動(dòng)軸端蓋的材料是鋁制 棒料毛坯。尺寸分別為 50X90， 30X90。 手動(dòng)車(chē)削右 端面 調(diào)頭裝夾 精車(chē)右 外圓 粗車(chē)右 外圓 車(chē)左端面 車(chē)槽 精車(chē)左 外輪廓 粗車(chē)左 外輪廓 注意，在與軸承裝配的地 方保留 0.5mm的雨量，便 于在磨床上磨 2、零件工藝方案的確定 從動(dòng)軸 手動(dòng)車(chē)削右

14、 端面 粗車(chē)外 輪廓 精車(chē)外 輪廓 切槽 切斷 切槽所選用的 槽刀是寬為 2mm的槽刀， 利用兩次切槽 切斷是用寬 為 5.3mm的 切斷刀 注意 ：在切槽或切斷的時(shí)候要把主軸轉(zhuǎn)數(shù)減 低到 300400轉(zhuǎn)，在切斷的時(shí)候要注意積屑 瘤 本次加工主動(dòng)軸選用的刀具是 93 外圓 車(chē)刀、刀寬為 2mm的切槽刀 刀寬為 5.3mm的切斷刀 機(jī)床選用數(shù)控車(chē)床 CK6136S 量具選用游標(biāo)卡尺和千分尺 五、華中與 FANUC數(shù)控系統(tǒng)的特點(diǎn)對(duì)比 （ 1） FANUC公司數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品的特點(diǎn)如下： FANUC公司數(shù)控系統(tǒng)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上長(zhǎng)期采用大板結(jié)構(gòu)，但在新的產(chǎn)品中已采用模塊化結(jié)構(gòu)。 采用專用 LSI，以提高集成度

15、，可靠性，減小體積和降低成本。 產(chǎn)品應(yīng)用范圍廣，每一 CNC裝置上可配多種控制軟件，適用于多種機(jī)床。 不斷采用新工藝，新技術(shù)。 CNC裝置體積減小，采用面板裝配式，內(nèi)裝式 PMC。 在插補(bǔ)、加減速、補(bǔ)償、自動(dòng)編程、圖形顯示、通信、控制和診斷方面不斷增加新功能。 CNC裝置面向用戶開(kāi)放的功能，以用戶特定宏程序， MMC等功能來(lái)實(shí)現(xiàn)。 支持多種語(yǔ)言顯示。 具有多種外設(shè)。 已推出 MAP接口，使 CNC通過(guò)該接口實(shí)現(xiàn)與上一級(jí)計(jì)算機(jī)通信。 華中數(shù)控系統(tǒng)的功能特點(diǎn)： 基于工業(yè) PC的數(shù)控系統(tǒng)，先進(jìn)的開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)。 可與數(shù)控車(chē)、銑、加工中心、車(chē)銑復(fù)合等機(jī)床配套。 可控制 6個(gè)進(jìn)給軸，最大聯(lián)動(dòng)軸數(shù)位 6軸。 可配 7.7in或 10.4in彩色液晶顯示器。 可選配電子盤(pán)，內(nèi)存卡，硬盤(pán)，軟盤(pán)等存儲(chǔ)器，用戶程序斷電儲(chǔ)存容量超過(guò) 16MB。 DNC接口通信和網(wǎng)絡(luò)連接功能，實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床聯(lián)網(wǎng)。 可選配數(shù)字交流伺服和伺服電動(dòng)機(jī)，數(shù)字伺服主軸和主軸電動(dòng)機(jī)。 采用國(guó)際通用的 G代碼編程，支持 CAD/CAM系統(tǒng)生成的數(shù)控加工程序。 中 /英文用戶界面，提供完善的在線幫助。 三維圖形實(shí)時(shí)顯示刀具軌跡和零件圖形。