C620轴的结构特点及设计

C620轴的结构特点及设计一、设计的目的 毕业设计是大学中的一项重要内容，是完成教学计划达到教学目标，是培养我创新能力的重要环节；也是自己知识和能力深化和升华的重要过程。 本毕业设计应达到以下教学目的： 1、进一步加深我对机械制造工艺学理论知识的理解； 2、培养我的综合应用机械制造工艺学和其他多门课程的理论知识解决实际问题的能力；培养学生的实践和实际动手能力、提高我的全面素质。 3、通过查阅相关手册，掌握获取工程数据的方法，提高我收集信息、对信息进行价值判断、信息整理、信息加工的能力；4、培养我制订机械加工工艺规程的原则、步骤和方法；5、培养我掌握机床夹具设计的基本原理、方法和步骤，进一步提高我的工程设计能力；6、培养我的编写技术文件的能力。7、为即将走上工作岗位的我打下一个良好的基础二、零件的结构特点及设计要求C620轴的结构特点：1）C620轴是C620车床中的关键零件之一、主要用于传递旋转运动和扭矩、支撑传动零件（齿轮、轴承）、承受载荷以及保证装在轴上的零件的回转精度；2）该零件是回转体零件，属于阶梯轴；3）该零件的长度与直径之比小于20，所以为刚性轴；4）该零件的主要加工表面是内、外旋转表面，次要表面有键槽、花键、螺纹和横向孔；5）机械加工工艺主要是车削、磨削，其次是铣削和钻削；2、零件结构设计要求：1)合理的结构设计。2)足够的刚度。3)具有一定的尺寸、形状、位置精度和表面质量。4)具有足够的耐磨性、抗振性及尺寸稳定性。5)足够的抗疲劳强度。三、C640车床轴主要部分的作用及技术要求上图为C620车床轴零件图。由零件图可知，该主轴呈阶梯状，其上有安装支承轴承、滑动轴承的圆柱面，安装摩擦离合器的花键，安装摆杆的深孔，安装定位销的定位孔，安装联接紧固螺母的螺纹等。1、该轴主要部分的作用：1）支承轴颈 支承轴颈是用来安装支承轴承，是主轴部件的装配基准面，所以它的制造精度直接影响到主轴部件的回转精度。2）配合轴颈 配合轴颈是与齿轮孔相配合的表面，对支承轴颈应有一定的同轴度要求，否则引起主轴传动啮合不良，当主轴转速很高时，还会影响齿轮传动平稳性并产生噪声。2、技术要求：1） 尺寸精度 轴类零件的主要表面常为两类：一类是与轴承的内圈配合的外圆轴颈，即支承轴颈，用于确定轴的位置并支承轴，尺寸精度要求较高，通常为IT 4IT7；另一类为与各类传动件配合的轴颈，即配合轴颈，其精度稍低，常为IT6IT9。台阶长度的精度要求一般视需要而定，没有特殊要求时可为IT10IT12,一般不标出。2）几何形状精度 主要指轴颈表面、外圆锥面、锥孔等重要表面的圆度、圆柱度。其误差一般应限制在尺寸公差范围内，对于精密轴，需在零件图上另行规定其几何形状精度。3）位置精度 主要指装配传动件的轴颈与支承轴颈的同轴度和台阶断面的跳动。一般要求0.01mm0.03mm，高精度轴通常为0.001mm0.005mm。4） 表面粗糙度 轴的加工表面都有粗糙度的要求，一般根据加工的可能性和经济性来确定。支承轴颈常为0.21.6m，传动件配合轴颈为0.43.2m。5）其他 热处理及外观修饰等要求。4、 零件毛坯的选择及热处理1、轴类零件的材料常用45钢，中等精度、转速较高的轴可选用40Cr；精度较高的轴可选用GCr15或65Mn；形状结构复杂的轴（如曲轴、凸轮轴等）也可选用球墨铸铁(QT600-2、QT600-3)；对高速、重载的轴，选用20CrMnNi、20Mn2B或20Cr等。该零件使用45钢，经正火、调质及部分表面淬火等热处理，即可达到所要求的强度、韧性和硬度。所以选45号刚。2、轴类毛坯 常用的毛坯有轧制件（型材）和锻件毛坯，大型轴或结构复杂的轴采用铸件毛坯。对于该轴则适用锻件毛坯，因为毛坯经过加热锻造后，可使金属内部纤维组织沿表面均匀分布，获得较高的抗拉、抗弯及抗扭强度。锻造的方法有自由锻和模锻两种，自由锻毛坯精度低、加工余量大、生产率低适用于单件小批量生产以及大型零件毛坯；模锻毛坯精度较高、加工余量小、生产率高，但模具制造费用高，适于中批以上生产的中小型毛坯。因为是单件生产，所以选自由锻毛坯。3、 轴类零件的热处理选择合适的材料并在整个加工过程中安排足够和合理的热处理工序，对于保证主轴的力学性能、精度要求和改善其切削加工性能非常重要。零件的热处理主要包括：1）毛坯热处理车床主轴的毛坯热处理一般采用正火，其目的是消除锻造应力，细化晶粒，并使金属组织均匀，以利于切削加工。2）预备热处理在粗加工之后半精加工之前，安排调质处理，目的是获得均匀细密的回火索氏体组织，提高其综合力学性能，同时，细密的索氏体金相组织有利于零件精加工后获得光洁的表面。3）最终热处理最终热处理一般安排在半精加工之后，精加工之前，局部淬火产生的变形在最终精加工时得以纠正。五、基准的选择 1、粗基准的选用原则1）保证不加工表面与加工表面相互位置要求原则。当有些不加工表面与加工表面之间有相互位置要求时，一般不选择加工表面作为粗基准。2）保证各加工表面的加工余量合理分配的原则。应选择重要加工表面为粗基准。3）粗基准不重复使用的原则。粗基准的精度低，粗糙度数值大，重复使用会造成较大的定位误差，因此，同一尺寸方向的粗基准，通常只允许使用一次。2、精基准的选用原则1）基准重合原则。尽可能使设计基准和定位基准重合，以减少定位误差。2）基准统一原则。尽可能使用同一定位基准加工个表面，以保证各表面的位置精度。如轴类零件常用两端顶尖孔作为统一的定位基准。3）互为基准原则。当两个加工表面间的位置精度要求比较高的时候，可用互为基准的原则反复加工。3、确定零件的定位基准零件加工中，为了保证各主要表面的相互位置精度，选择定位基准时，应遵循基准重合、基准统一和互为基准等重要原则，并能在一次装夹中尽可能加工出较多的表面。1、粗基准的选择 为取得两中心孔作为精加工的定位基准，所以机械加工的第一道工序是钻两端面中心孔。为此可选择零件外圆柱表面作为粗基准，加工出两端中心孔。这样，当反过来再用中心孔定位，加工零件时，可以获得均匀的加工余量，有利于保证零件的加工精度。2、精基准的选择为了避免基准重合误差，考虑工艺基准与设计基准和各工序基准的统一，以及尽可能在一次装夹中加工较多的工作表面，所以在精加工的全部工序中均采用二中心孔位定位基准。中心孔在使用过程中的磨损会影响定位精度，故必须经常注意保护并及时保修。特别是在关键的精加工工序之前，为了保证和提高定位精度，均需要重新修整中心孔。六、安排加工顺序的几个问题1)深孔加工应安排在调质后进行 钻孔虽然属粗加工工序，但却宜安排在调质后进行。因为零件经调质后径向变形大，如先加工深孔后调质处理，会使深孔变形，而得不到修正（除非增加工序），安排调质处理后钻深孔，就避免了热处理变形对孔的形状的影响。2）外圆表面的加工顺序 对轴上的各阶梯外圆表面，应先加工大直径的外圆，后加工小直径外圆，避免加工初始就降低工件刚度。3）铣花键和键槽等次要表面的加工安排在精车外圆之后，否则在精车外圆时产生断续切削，影响车削精度，也易损坏刀具。七、工序加工中的主要问题键槽和定位孔的对刀方法：1) 使用专用对刀游标卡尺对刀。按图a所示方法进行第一次测量，记住游标卡尺读数；将游标卡尺旋转180度，角铁接触铣刀右侧，游标卡尺接触工件左侧进行第二次测量，又得一读数，两次读数差的1/2则为工作台移动数。2) 如图b所示，定位块安装在百分表座适当高度并与工件侧母线贴平，百分表测头与铣刀侧面接触，得一读数并记住；将百分表及表座移至工件另一侧，移动百分表及表座，使定位块与工件母线贴平，得百分表另一读数，两读数差的1/2即为工作台移动读数，这样铣刀即可对中。