对于中小型铸铁和锻件,可以直接进行粗车,经过粗车后工件的精度可达到IT11-IT13,表面粗糙度Ra值可50微米至100微米,粗车可切除毛坯的大部分余量。对经过粗车的工件,采用半精车可达到IT8-IT19级精度,表面粗糙度Ra值可3.2微米至6.3微米。对于中等精度的加工表面,半精车可作为终加工工序,也可作为磨削或精加工的预加工工序。精车可作为最终加工工序或光整工序的预加工,精车后工件表面可达IT7-IT8级精度,表面粗糙度Ra值可0.8微米至1.6微米。
(2) 键槽加工方法
键槽是轴类零件上常见的机构,其中以普通平键应用最广泛,通常在普通立式铣床上用铣刀加工,我们不妨直接放到加工中心加工。 (3) 主要表面的加工方法
传动轴大都是回转表面,主要采用车削与外圆磨削成形。由于该传动轴的主要表面M,N,F的公差等级(IT6)较高,表面粗糙度值Ra(0.8微米)较小,故车削后还需磨削。故主要外圆表面加工方案可为:粗车-半精车-磨削。 3.制定工艺路线
(1)划分加工阶段
传动轴主要表面的加工可划分为粗加工,半精加工,精加工三个阶段。该传动轴加工划分为三个阶段:粗车(粗车外圆,钻中心孔等),半精车(半精车各处外圆,台阶和次要表面等),粗,精磨(粗,精磨各处外圆),各阶段划分大致以热处理为界。 (2)安排加工顺序
① 遵循“先基准后其他”原则,首先加工精基准——钻中心及车表
面的外圆。
② 遵循“先粗后精”原则,先安排粗加工工序,后安排精加工工序。 ③ 遵循“先主后次”先加工主要表面——车外圆各个表面,后加工
次要表面——铣键槽和加工各个小槽。
④ 遵循“先面后孔”原则,先加工左右端面,再加工各个台阶面。 (3)初步拟定工艺路线
定位基准面中心孔应在粗加工之前加工,在调质之后和磨削之前各需
安排一次修研中心孔的工序。调质后修研中心孔为消除中心孔的热处理变形和氧化皮,磨削之前修研中心孔是为提高定位基准面的精度和减少圆柱面的表面粗糙度值。拟定传动轴的工艺过程时,在考虑主要表面加工的同时,还要考虑次要表面的加工。在半精加工Φ40mm,Φ35mm,Φ30mm,Φ20mm外圆时,应车到图样规定的尺寸,同时加工出各退刀槽,倒角和螺纹;两个键槽应该在半精车后以及磨削之前铣削加工出来,这样可以保证铣键槽时有精确的定位基准,又可避免在磨削后铣键槽时破坏已精工的外圆表面。
传动轴的工艺路线如下: 表5
工序号 工序名称 机床设备 刀具 量具 双面游标卡尺 YT5 双面游标卡尺 双面游标卡尺 1 2 3 锻造毛坯 正火处理 车端面,钻中心孔 粗车左右端面,各外圆及Φ40轴肩面 调质 修研中心孔 半精车左右端面,各 CA6140 4 5 6 CA6140 YT5 7 外圆及Φ40轴肩面,倒角(不到Φ20轴段)车砂轮越程槽 CA6140 YT5 双面游标卡尺 8 切20轴段退刀槽,车螺纹,倒角 铣左右边键槽 精车Φ40轴段,Φ20CA6140 YT15 双面游标卡尺 9 10 X51 CA6140 Φ6立式双面游标铣刀 YT15 卡尺 双面游标轴段外圆 11 12 修研中心孔 磨削Φ35, Φ30, Φ25轴段各外圆 精磨左边Φ30轴段外圆 终检
4.热处理工序安排
M131W 砂轮 卡尺 外径千分尺 外径千分尺 13 14 M131W 砂轮 (1) 锻造毛坯在加工前,均需安排正火或退火处理,使钢材内部晶粒细化,消除锻造应力,降低材料硬度,改善切削加工性能。
(2) 调制一般安排在粗车之后,半精车之前,以获得良好的物理力学性能。 (3) 表面淬火一般安排在精加工之前,这样可以纠正因淬火引起的局部变形。
(4)精度要求高的轴,在局部淬火或粗磨之后,还需进行低温时效处理。
传动轴的热处理要根据其材料和使用要求确定。对于传动轴,正火,调质和表面淬火用得较多。该轴要求调制处理,并安排在粗车各外圆之后,半精车各外圆之前。综合上述分析,传动轴的工艺路线如下:
下料——车两端面,钻中心孔——粗车——调制——修研中心孔——半精车——车槽,倒角,车螺纹——划键槽加工线——铣键槽——精车——修研中心孔——磨削——检验。
六、机床设备的选用
1.选择机床
根据传动轴的工艺特性,根据不同工艺选车床。工序3,4,7是粗车和半精车,成批生产不需要很高的生产率,故选用普通卧式车床就可以,此选用CA6140。铣床选用X51。该零件磨削精度不高,选用一般的磨床即可,选用M131W。 2. 选用工艺设备
(1)选择夹具
该零件的加工工艺不需要专用夹具。工艺装备采用通用夹具(三爪卡盘及顶尖)。 (2)选择刀具
粗车,半精车采用YT5,精车用YT15类车刀,铣刀采用直径为6mm的立式铣刀,切槽选用高速钢。
(3)选择量具
车削及键槽采用测量范围为0-300mm,规格为300*0.05的双面游标
卡尺,磨削采用测量范围为25-50mm,读数值为0.01mm的外径千分尺。
七.工序加工余量的确定,工序尺寸及公差的计算
各工序的加工余量可依据机械制造技术基础课程设计指导教程表2-16,表2-17,表2-18,表2-19查得。 Φ40轴段外圆的加工: 工序名称 工序余量加工经济精表面粗糙度工序基本尺公差/mm /mm 精车 1.3 度/mm h8 Ra/μm 1.6 寸/mm 40.0 0 -0.039 0 -0.062 粗车 3.7 h11 +2 锻造
左端Φ35轴段的加工: 工序名称 工序余量加工经济精表面粗糙度工序基本尺公差/mm /mm 度/mm Ra/μm 寸/mm -2 47 Rz>=50 43.3 0 -0.16 半精车 2.0 h9 6.3 41.3
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