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技术资料

    光轴的加工工序

    光轴作为大部分机械产品连接部件应用非常广泛;光轴加工综合性企业金锐达提供各种尺寸精密光轴加工;在光轴加工行业中已具相当实力,积累了足够的经验。公司加工生产的光轴已广泛应用于等各行业;详细技术细节敬请垂询轴类加工企业金锐达。

    一、对零件进行工艺分析并画零件图

    1、轴类零件的作用及轴的结构特点及工艺分析

    主要用于支撑传动零件并传递运动和动力,他们在工作时会受到多种应力的作用,从选材角度看,材料应有较高的综合机械性能,局部承受摩擦要有一定的硬度,以提高抗磨损能力,还应该根据其应力状态和负荷考虑材料的淬透性和抗疲劳性能。

    本轴为减速器的传动轴,州的两端要与轴承相配合会受到径向切应力,并且配合表面也需要有较高的精度(中间部分要装齿轮)。为保证这三处的精度,需要对其进行磨削,还有些轴共有5个同心柱面。2个4×1的退刀槽,还有一个40×10的键槽。为保证使用要求各轴表面的回转中心应具有同轴度的要求及轴的切削性能。应对所选材料进行调制处理,有零件图可知此轴选用45钢即可满足使用要求。不够应对其进行调质处理,使其硬度满足240-280HBS。未注倒角我们选用C,对于次要加工表面加工精度为IT12

    2、精度分析

    表面 尺寸 形状公差 位置公差 粗糙度 IT等级
    Φ20外圆 Φ20±0.1 未注 未注 Ra0.8 IT7
    Φ32外圆 Φ32 未注 未注 Ra12.5 IT12
    Φ38外圆 Φ38 未注 未注 Ra12.5 IT12
    Φ35外圆 Φ35 未注 未注 Ra0.8 IT7
    Φ25外圆 Φ25±0.01 未注 未注 Ra0.8 IT7
    键槽 宽10 未注 未注 侧面Ra3.2
    底面Ra6.3
    IT7
    退刀槽 4×1 未注 未注 Ra12.5 IT12
    总长

    150

    二、确定生产类型及特点

    查表可知生产总共10000件,此种加工类型为大量生产,对于大量生产应该是长时间连续生产,应采用高频率的自动机床,全部采用夹具装夹,装配方面采用互换法,工装夹具采用高效率的专用夹具,专用刀具和量。,操作工人技术要求低,机床布置应按零件的工艺过程将机床布置成流水生产线,工艺文件形式采用工艺过程卡片,生产效率较高,生产成本低。

    三、制定零件的加工工艺路线

    1、此轴为共轴线的阶梯轴,为保证其位置精度,所以在选择定位基准时,应当为基准统一原则,即在工件整个工艺过程以及相关多道工序中采用同一定位精基准定位。这样可以简化各工序工装及辅具的设计制造和调整时间,此轴的加工采用一夹一项的装夹方式。

    2、由于上面所决定的装夹方式,所以增加了加工表面即左右端面及顶雷纹孔

    3、定位基准分析:

    粗基准的选择

    粗基准的选择重点考虑如何保证各加工表面都能分配到合理的加工余量,保证加工表面与非加工表面的位置尺寸精度,还要同时为后续工序提供可靠的精基准,在加工端面及中心孔时以毛坯的外圆表面为基准,用三抓卡盘加紧工件,进行端面及中心孔的加工。

    精基准的选择

    精基准选择重点考虑,是减少工件的定位误差,保证加工精度和加工表面之间的位置精度,同时要考虑装夹的方便、可靠、准确,因为轴为回转体,可选中心孔和另一端加工表面作为精基准,这样可能做到基准统一,以及基准重合,进而见笑了基准不重合误差。

    4、确定零件的各加工表面的加工方长

    序号 加工方案 经济加工精度等级(IT) 加工表面粗糙度 适用范围
    1 粗加工 10—13 10—80um 要求最低的外圆面
    2 粗车—半精车—精车 7—9 5—12.5um 适用于加工IT7以下表面粗糙度Ra20.8的可车外圆表面
    3 粗车—半精车—磨削 8—9 1.75—10um 适用于加工IT7以下表面粗糙度较小的外圆
    4 粗车—半精车—粗磨—半精磨 6—7 0.16—12.5um 适用于加工半精车后有淬火要求≤IT6粗糙度Ra≥0.6外圆面
    5 粗车—半精车—精车 5—6 0.01—12.5um 有色金属工件,不宜采用磨削加工精度要求高的表面

    由表我们可以大概确定外圆的加工方案如下:

    A、加工Φ20±0.01要求表面粗糙度Ra≤0.8um,则选用粗车—精车 —磨削加工

    B、加工Φ32的外圆表面粗糙度Ra≤12.5,则选择一次粗车方法

    C、加工Φ38外圆表面粗糙度Ra≤12.5,选择一次粗车即可

    D、加工Φ35的外圆加工表面粗糙度Ra≤0.8,应选择粗车—精车—磨削加工

    E、 加工Φ25的外圆表面粗糙度Ra≤0.8,应选择粗车—精车—磨削加工

    F、 加工键槽用铣削的加工方式

    由以上论述我们可以得出表面的加工方案如下:

    表面 精度 加工方案
    Φ20外圆 IT7  Ra0.8 粗车—精车—磨削
    Φ32外圆 IT12 Ra12.5 粗车
    Φ38外圆 IT12 Ra12.5 粗车
    Φ35外圆 IT7  Ra0.8 粗车—精车—磨削
    Φ25外圆 IT7  Ra0.8 粗车—精车—磨削
    键槽 IT7 侧面Ra3.2
    底面Ra6.3
    铣削

    5、加工顺序安排

    原则①先粗后精

    粗加工阶段:粗车Φ20Φ32Φ38 Φ35 Φ25的外圆表面

    办精加工阶段:精车Φ20 Φ35 Φ25的外圆表面铣键槽,切退刀槽倒角

    精加工阶段:磨削Φ20Φ35Φ25 的外圆表面

    原则②先基准后其他

    先加工中心孔再加工其他表面打中心孔,必须先加工端面,即当当将车端面钻中心孔应当第一道工序

    原则③:先主后次

    主要表面:Φ20±0.01 Φ35 0 -0.025  Φ25±0.01的外圆表面

    次要表面:Φ32 Φ38的外圆面键槽、退刀槽、倒角等为次要加工表面,应在保证主要表面精度的前提下,根据具体情况来安排工序。

    6、具体的加工路线安排

    10 备料

    20 车右端面,钻中心孔,调头夹外圆车左端面,钻中心孔

    30 粗车Φ38、Φ35、Φ25外圆表面,调头精车Φ20、Φ32外圆

    40 调质热处理改变材料切削性能

    50 精车Φ35、Φ25±0.01外圆表面,切退刀槽、倒角,调头切退刀槽、倒角。精车Φ20±0.01外圆表面

    60、磨削Φ35 Φ25外圆表面,调头磨削Φ20±0.01外圆表面

    70、去毛刺 

    80、终检 

    90、入库

    7.、工序的划分:

    工序10、夹棒材的一端、切棒材保证长度160

    工序20、工步①夹左端面车右端面,打中心孔

    工步②调夹右车左端面,打中心孔

    工序30、安装1 工步①车Φ38外圆表面至一定长度

    工步②粗车Φ35外圆至一定长度

    工步③出车Φ25外圆至一定长度

    安装2 工步①粗车Φ38外圆表面至要求

    工步②粗车Φ32外圆表面至要求

    工步③粗车Φ25外圆表面至要求

    工序50、 安装1 工步①切左侧各段倒角,切退刀槽

    工步②精车Φ35的外圆表面

    工步③精车Φ25外圆表面

    安装2 工步①切左侧各段倒角,切退刀槽

    工步②精车Φ20的表面

    工序55、 用V型虎钳夹紧工件铣槽

    工序60、 安装1 工步①磨Φ35的外圆表面

    工步②磨Φ25的外圆表面

    安装2  工步①磨Φ20的外圆表面

    8、各加工表面尺寸确定

    ①Φ35的外圆表面

    加工方法 加工余量 基本尺寸 尺寸公差 标注
    磨削 0.3 Φ35 —0.025 Φ35
    精车 1 Φ35.3 —0.025 Φ35.3
    粗车 5.7 Φ36.3 —0.16 Φ36.3
    毛坯   Φ42    

    ② Φ25的外圆表面

    加工方法 加工余量 基本尺寸 尺寸公差 标注
    磨削 0.3 Φ25 +0.01
    -0.01
    Φ25
    精车 0.9 Φ25.3 0 -0.021 Φ25.3
    粗车 15.8 Φ26.2 0 -0.13 Φ26.2
    毛坯   Φ42    

    ③ Φ20的外圆表面

    加工方法 加工余量 基本尺寸 尺寸公差 标注
    磨削 0.3 Φ20 +0.01
    -0.01
    Φ20
    精车 0.9 Φ20.3 0
    -0.021
    Φ20.3
    粗车 20.8 Φ21.2 0
    -0.13
    Φ21.2
    毛坯   Φ42    

    ④Φ38的外圆表面

    加工方法 加工余量 基本尺寸 尺寸公差 标注
    粗车 4 Φ38 0
    -0.16
    Φ38
    毛坯   Φ42    

    ⑤Φ32的外圆表面

    加工方法 加工余量 基本尺寸 尺寸公差 标注
    粗车 10 Φ32 0
    -0.16
    Φ32
    毛坯   Φ42    

    ⑥键槽

    项目 基本尺寸 上偏差 下偏差
    H 30.15 -0.0125 -0.1875
    17.5 17.5 0 -0.0125
    17.65 -17.65 +0.0125 0
    30 30 0 -0.2

    9、切削用量的选择

    1、粗加工切削用量选择

    加工表面 参考表面 加工余量/mm 背吃刀量/mm 进给量/mm 刀杆尺寸/mm
    Φ38 Φ42 4 2 0.4—0.5

    16×25

    Φ35 Φ38 1.7 0.85 0.4—0.5
    Φ25 Φ36.3 10.1 5.05 0.3—0.4
    Φ32 Φ38 6 3 0.4—0.5
    Φ20 Φ32 10.8 5.4 0.3—0.4

     

    查表得个表面的切削速度如下(选用高速工具钢车刀):

    Φ38表面U=61mm/min   Φ35表面U=67mm/min  Φ25表面 U=47.5mm/min  Φ32外圆面 U=53mm/min  Φ20表面U=47.5mm/min

    由以上的切削速度可算得轴的转速

    Φ38外圆面n=463r/min Φ35外圆面n=526r/min  Φ35外圆面n=432r/min

    Φ32外圆面n461r/min  Φ20外圆面n=473r/min

    此道工序可选用普通车床c6140即可,车刀用高速工具钢

    2、 半精加工切削用量选择

    查表可得

    加工表面 加工余量/mm 背吃刀量/mm 进给速度mm/r 切削速度mm/min 主轴速度r/min
    Φ38 0 0 0 0 0
    Φ35 1 0.5 0.25—0.3 75 658
    Φ25 0.9 0.45 0.25—0.3 75 912
    Φ32 0 0 0 0 0
    Φ20 0.9 0.45 0.25—0.3 75 1127

    此道工序考虑到效率及同时完成切退刀槽,及倒角等加工选用多刀半自动车床C7620,车道选用高速工具钢车刀

    3、切削加工的切削用量的选择

    加工表面 加工余量 背吃刀量 砂轮转速 工件速度 横向进给 纵向移动
    Φ35 0.3 0.15 28—33m/s 21—30m/s 0.05mm/行程

    1/2砂轮
    宽度/工件每转

    Φ25 0.3 0.15
    Φ20 0.3 0.15

    本道工序为最终加工使工件达到各尺寸要求及精度要求选用外圆磨床M135即可满足

    用高速钢立铣刀铣键槽的以下数据

    加工 槽深(mm) 宽(mm) 每齿进给量 刀具直径/齿数 切削速度m/min 机床
    铣槽 6.3 10 0.02 10/5 35 升降台数控铣床XK5040

    各加工阶段所选的刀具及机床以及夹具如下表

    加工阶段 刀具型号 刀具材料 机床型号 夹具
    粗车 FCNR2020-11 高速工具钢 CA6140 自定义三抓卡盘轻型回转顶尖
    精车 FCNR403E19 高速工具钢 C7620 自定义三抓卡盘轻型回转顶尖
    铣槽 键槽铣刀d10e8 高速工具钢 XK5040 V型虎钳
    磨削 高速工具钢 M135 自定义三抓卡盘轻型回转顶尖
    倒角 SSNR2020-09 高速工具钢 C7620 自定义三抓卡盘轻型回转顶尖
    切退刀槽 FGNR4032-19 高速工具钢 C7620 自定义三抓卡盘轻型回转顶尖
    端面 TSNR2020-16 高速工具钢 CA6140 自定义三抓卡盘轻型回转顶尖
    中心孔 A1614 高速工具钢 CA6140 自定义三抓卡盘轻型回转顶尖

    4、选择切削液

    对于粗加工主要以冷却为主查表可知粗车时用高速工具钢的刀具可选择乳浊液,润滑性不强的化学切削液或是含硫酸的极压切削液、含氯的极压切削油,植物油与矿物油复合油。

    对于精加工主要以润滑为主,改善表面质量保持刀具尺寸,形状精度,查表可知选用:极压乳化液或含硫的极压切削油、含氯的极压切削油、植物油与矿物油的复合油。

    对于铣槽,查表可知选用极压乳化液、润滑性较好的化学切削液或含硫的极压切削油、含氯的极压切削油、植物油与矿物油的复合油。

    不予磨削应采用冷却性较好的和清洗性好的,并且具有一定润滑性的防锈性的切削液,查表可知,可选用润滑性不强的化学切削液灬乳化液

    5、量具的选择

    由本设计得粗车的公差为130—160um,可选用分度值为

    的游标卡尺对粗车完的工件进行测量,对于精车及磨削之后的工件,尺寸公差较小,可选用千分尺为量具对工件进行测量。

    四、心得体会

    这一次对轴的加工工序的安排与制定,还有使用刀具和机床型号的确定,对制造零件的步骤,有了更为明确的认识。其中也有自己的不足,比如在确定加工机床的时候的犹豫等等,但总之通过这次的工序卡片的编排,对这方面有了更明确地安排。

    参考文献

    机械加工工艺手册第一、二卷  孟少农主编 机械工业出版社
    机械加工工艺设计实用手册  张耀良主编 航空工业出版社
    量具刀具国家标准汇编  量具编组编 中国标准出版社
    金属切削机床夹具设计手册第二版 浦林祥主编 机械工业出版社
    互换性与测量技术 陈于萍、高晓亮主编 北京高等教育出版社

     

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      录入时间:2015/2/27 15:41:30 Hits:1185
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