分为阶梯轴,锥度分轴,空心轴,曲轴,凸轮轴,偏心轴,各种丝杆等。它主要用来支承传动零部件,传递扭矩和承受载荷。轴类零件是旋转体零件,其长度大于直径,一般由同心轴的外圆柱面,圆锥面,内孔和螺纹及相应的端面所组成
长传动轴在各种机械或传动系统中广泛使用,用来传递动力。在传力过程中主要承受交变扭转负荷或有冲击,因此该零件应具有足够的强度、刚度和韧性,以适应其工作条件。
2.长传动轴的技术要求
由长传动轴的零件图可得其技术要求表
长传动轴零件技术要求表 加工表面 传动轴两端面 2面到左端面 K-K处键槽 尺寸及偏差/mm 317±0.5 26.5±0.2 0 50 -0.03 公差/mm及精度等级 表面粗糙度Ra/μm 形位公差/mm 3轴锥面右51.5±0.1 端到左端面 3轴圆锥表 5°30’±10’ 面 4面到左端80±0.1 面 8面到右端169±0.5 面 6面到左端131±0.1 面 -0.020 5轴外圆面 Φ28 -0.041 8面到10 49±0.1 端面 -0.015 F-F处键槽 8 -0.051 R0.2 8面到11 67±0.5 端面 IT6 8面到13 端面 G轴外圆面 9轴外圆面 12轴外圆面 131±0.1 Φ25±0.01 0 φ30 -0.021 0.020 Φ27 -0.041 IT6 IT6 IT6 IT9 14轴外圆面 Φ25 ±0.01 左端螺纹 右端螺纹 12轴左端螺纹 M18x1.5-6g M24x1.5-6g M30x1.5-6g 3审查长传动轴的工艺性
分析长传动轴的零件图可知,长传动轴两端面和各阶梯轴端面均要求切削
加工,并在轴向方向上均高于相邻表面,这样既减少了加工面积,又提高了接触刚度;为了加工阶梯轴,需在加工前切出退刀槽,以方便在加工外圆表面时退刀,避免刮伤加工好的端面;在加工各重要外圆表面时,可以两端定位,通过粗车、半精车、粗磨、精磨来达到技术要求,加工起来比较方便;键槽加工也可以在车床上用铣刀铣出来,螺纹也可以方便的车出来。传动轴毛坯材料为0Cr17NiMo2合金钢。该材料属于优质钢,强度较高,塑性和韧性尚好,用于制作承受负荷较大的小截面调质件和应力较小的大型正火零件。总体上,主要工作表面虽然加工精度和表面粗糙度要求相对较高,但也可以在正常的生产条件下,采用较经济的方法保质保量地加工出来。由此可见,该零件的工艺性较好
三.确定毛坯、绘制毛坯简图
1选择毛坯
40Cr钢是轴类零件的常用材料,它价格便宜经过调质后,可得到较好的切削性
能,而且能够获得较高的强度和韧性等综合机械性能,调质后表面硬度可达130-187HBW。轴类毛坯,常用圆棒料和锻件,根据生产规模的不同,毛坯的锻
造方式有自由锻和模锻两种。毛坯经过加热锻造后,可使金属内部纤维组织表面均匀分布,获得较高的抗拉,抗弯及抗扭强度;锻造后的毛坯,能改善金属内部组织,提高其抗拉,抗弯等机械性能。同时,因锻件的形状和尺寸与零件相近,可以节约材料,减少切削加工的劳动量,降低生产成本。在选择锻件的制造方法时,并非是制造精度高就越好,需要综合考虑机械加工成本和毛坯制造成本,以达到零件制造总成本最低的目的。当生产批量较小,毛坯精度要求较低时,锻件一般采用自由锻造法生产。
根据长传动轴的制造材料(40Cr),毛坯类型可采用型材和锻件,现选用锻件;毛坯采用自由锻造法。
2确定毛胚的尺寸公差及机械加工余量
(1)、公差等级
由长传动轴的功用和技术要求,查表确定该零件的公差等级为普通级。
(2)、锻件重量
由设计题目可以得出重量,重量计算结果如下:
已知:40Cr密度约为ρ =7.85g/mm3,长度L=317mm,直径D=42mm, 计算得M为3.15Kg
(3)、锻件的形状复杂系数
通过上面的计算已知毛坯和零件的质量,锻件的形状复杂系数 S=
mtmN
/=1.99/3.57=0.56
由于0.56介于0.32和0.63之间,故该锻件的形状复杂系数为S1级(一般)。
(4)、锻件的材质系数
由于该长传动轴材料为0Cr17NiMo2,是合金的质量分数小于3%的合金钢,故该锻件的材质系数属M1级。
(5)、零件表面的粗糙度
粗糙度分为两种:Ra≥1.6μm 和Ra≤1.6μm,读零件图可知:除了键槽和 φ38的圆柱表面Ra=3.2μm≥1.6μm,其他的各表面的粗糙度均Ra≤1.6μm。
根据上述分析,可查表确定该锻件的尺寸公差和机械加工余量,所得结果如下
表所示:
锻件重量/kg 包容体重量/kg 形状复杂系数 材质系数 1.99 项目/mm 两端面317 3轴外圆面φ25 5轴外圆面φ28 7轴外圆面φ38 9轴外圆面φ30 12轴外圆面φ27 14轴外圆面φ25 左端面到4端面80 4端面到6端面50 6端面到8端面18 8端面到11端面67 11端面到13端面64 13端面到右端面 机械加工余量/mm 20 5 5 5 5 5 5 4 5 2 3 2 4 3.75 S1 M1 公差等级 普通级 锻件尺寸 337 Φ35 Φ38 Φ48 Φ40 Φ37 φ35 84 55 20 70 66 42 (6)、毛坯图如下图所示:
四. 拟定长传动轴工艺路线
1定位基准的选择
合理选择定位基准,对于保证零件的尺寸和位置精度有着决定性的作用。由于该长传动轴的几个主要配合表面及轴肩面对基准轴线N-G均有径向圆跳动和端面圆跳动的要求,它又是实心轴,所以应选择两端面中心孔为基准,采用双顶尖装夹方法,以保证零件的技术要求。
(1)长传动轴零件的精基准
长传动轴零件的加工,以两端的中心孔作为定位精基准。因为轴的
设计基准是中心线,这样既符合基准重合原则,又符合基准统一原则,还能在
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