轴套类零件的加工.ppt

轴套类零件的加工 姓名 王亮工号 207C07指导老师 李老师 目录 数控车床的相关知识 2 对磨削的认识 3 华中与FANUC数控系统的特点对比 4 轴和轴套类零件的相关知识 5 轴套类零件的工艺分析 一 轴和轴类零件的相关知识 1 轴的材料 3 轴类零件上有哪些结构及各自的功用 1 轴的材料 碳素钢 球墨铸铁 工程中常用35 45 50等优质钢 45钢广泛 价格低 应力集中敏感性小 耐磨 价格低 吸振性好 应力集中敏感性低但可靠性擦 差 常用于高温高速 重载及结构紧凑轴 较高的力学性能 但价格较贵 对应力集中敏感 载设计时 必须尽量减少应力集中 合金钢 2 轴的分类 光轴 阶梯轴 空心轴 曲轴 挠性轴 传动轴 转轴 心轴 3 轴类零件上有哪些结构及各自的功用 轴的结构主要分为 轴颈 轴肩 键槽 螺纹 挡圈槽 销空 内孔 螺纹孔 以及中心孔 退刀槽 倒角 圆角等机械加工工艺结构 功用 1 疲劳强度不足引起的断裂 2 静强度不足而产生塑性变形或脆性断裂 3 刚度不足而产生过大的弯曲变形和扭曲变形 4 高转速下工作的轴 振动振幅过大 稳定性差 5 磨损降低精度和效率 静强度不足容易引起轴的延性断裂或脆性断裂 常在轴中发生的疲劳断裂是在交变应力反复作用下发生的 疲劳的最终断裂是瞬时的 因此危害性较大 1 轴的设计不合理轴的结构形状 尺寸设计不合理 最容易引起失效 如键槽 截面变化较剧烈的尖角处或尖锐缺口处容易产生应力集中 出现裂纹 2 选材不合理选材不合理即选用的材料性能不能满足工作条件要求或者所选材料名义性能指标不能反映材料对实际失效形式的抗力 3 工艺不合理轴在加工和成形过程中 因采用的工艺方法 工艺参数不合理 操作不正确等都会造成失效 4 安装及使用不正确机器在安装过程中 配合过紧 过松 对中不准 固定不牢或重心不稳 密封性差以及装配拧紧时用力过大或过小等 5 轴失效的原因 6 轴的设计原则 为了保证轴在规定寿命下正常的工作 必须针对前面所述失效形式进行正确设计 一般应遵循的设计原则是 1 选材合理 根据轴的工作条件 生产批量和经济性原则 选取适合的材料 毛坯形式及热处理方法 2 轴的受力合理 有利于提高轴的强度和刚度 3 满足工艺要求 轴的加工 热处理 装拆 检验 维修等应有良好的工艺性 轴应便于加工 4 定位要求 轴上零件应定位准确 固定可靠 5 疲劳强度要求尽可能减小应力集中 有利于提高轴的疲劳强度 对受力大的细长轴 如蜗杆轴 和对刚度要求高的轴 如车床轴 还要进行刚度计算 对高速下工作的轴 因有共振危险 应进行共振稳定性计算 6 轴的材料选择应注意节省材料 减轻重量 7 尺寸要求 轴的各部分直径和长度的尺寸要合理 7 轴结构设计的注意事项 由于轴没有固定的标准结构 所以进行轴结构设计时要注意以下几个具体问题 1 轴上的零件均有正确的工作位置 设计时应保证轴和轴上零件有准确可靠的轴向和周向定位 2 各轴段的直径和长度的确定 轴头 轴肩和轴颈的直径应该将计算尺寸值圆整 特别是装滚动轴承 联轴器 油封等标准件配合的轴径必须符合标准件内径系列选取 3 轴的结构工艺性 在进行轴的结构设计时 还要考虑使轴的形状和尺寸尽量便于加工和装配 在满足使用要求的前提下 轴的结构应尽可能简单 4 减少应力集中 由于大多数轴是在变应力下工作 其磨损又多始发于应力集中部位 5 轴上零件要便于装拆和调整 轴的结构有利于提高其强度和刚度 轴的结构设计在满足工作能力的前提下 力求使轴的尺寸小 质量轻 工艺性好 机床加工常用的量具 机床上对刀的方法 4 3 二 数控车床的相关知识 车床上刀具的认识 1 机床上的夹具 2 1 车床上刀具的认识 1 刀具的材料 车刀是由刀头和刀杆两部分组成 刀杆一般是碳素结构钢制成 刀头是担任切削工作的 所使用的材料必须具备下列三个基本性能 冷硬性 在常温时 又名耐磨性 红硬性 在常温下还能保持切削所需的硬度 韧性 能承受振动和冲击负荷的性能 高速钢 又名风钢 锋钢或白钢 高速钢是一种含钨和铬较多的合金钢 高速钢具有硬度较高 一定的红热硬度 韧性和加工性能较好 但红硬性不如硬质合金 故不易用于高速切削 硬质合金硬质合金由难熔材料的碳化钨 碳化钛和钴的粉末 在高压下成形 经1350 1560摄氏度高温烧结而成的 具有极高的硬度 红硬性很好 具有较高的使用强度 但性脆 韧性差 怕振 这些缺点 可通过刃磨合理角度予以克服 因此 硬质合金被广泛应用 2 刀具的参数五个基本参数 前角 0 后角 0 主偏角kr 副偏角k 刃倾角 s 其他参数 副后角 0 刀尖角 r 楔角 0 3 角度对切削的影响 前角的影响 影响切屑变形 影响刀具耐用度 影响断屑 影响表面质量 后角的影响 影响刀具后面与加工表面的摩擦 影响加工精度 影响刀具刃口强度和耐用度 主副偏角的影响 影响刀具强度及刀具耐用度 影响已加工表面残留面积的高度 影响各切削分力的比例 影响断屑 刃倾角的影响 影响刀尖强度 影响加工质量 影响切入 切出的平稳性 影响切削力之间的比值 2 机床上的夹具 游标卡尺游标卡尺是车工常用的量具之一 千分尺千分尺是生产最常用的一种精密量具 它的测量精度为0 01mm 按其用途可分为外径千分尺 内径千分尺 深度千分尺 内侧千分尺 螺纹千分尺等 2 百分表常用的百分表有钟面式和杠杆式两种 百分表用来测量工件的尺寸 形位公差 游标万能角度尺游标万能角度尺的使用范围较广 可以测量0 320 范围内的任意角度 1 3 机床加工常用的量具 3 4 4 机床上对刀的方法 对刀的方法一般有以下几种 1 一般对刀 A 试切对刀B 改变参考点位置对刀C 多刀加工时的对刀 利用刀具长度补偿对刀D 车刀刀尖有圆弧半径时的对刀 2 机外对刀仪对刀 3 ATC对刀 4 自动对刀 三 对磨削的认识 磨床的分类 1 磨床的分类 外圆磨床 平面磨床 工具磨床 砂带磨床 专门化磨床 内圆磨床 2 磨床的加工特点 第二点 第三点 第一点 磨削时以砂轮作为刀具 并以很高的速度旋转 直接作用于切削层金属进行切削 在工件上形成新表面 由于磨削是一种多刃和高速切削形式 并且 切去的切削厚度很薄 所以可直接获得提粗糙度值的光滑加工面和较高的加工精度 砂轮磨粒的硬度很高 热稳定性好 所以 可以加工在车床和铣床上很难切削的高硬度材料 砂轮磨损与其他刀具磨损的情况不同 砂轮磨损后不失效 稍加修磨即可继续使用 但要注意 防止砂轮堵塞后的失真和失效 四 轴套类零件的工艺分析 零件毛坯的选择 零件的加工工艺方案的确定 刀具 机床 量具的确定 1 毛坯的选择 从动轴零件材料选择45号钢 毛坯为 35 91的棒料 主 从动轴端盖的材料是铝制棒料毛坯 尺寸分别为 50X90 30X90 手动车削右端面 调头装夹 精车右外圆 粗车右外圆 车左端面 车槽 精车左外轮廓 粗车左外轮廓 注意 在与轴承装配的地方保留0 5mm的雨量 便于在磨床上磨 2 零件工艺方案的确定 从动轴 手动车削右端面 粗车外轮廓 精车外轮廓 切槽 切断 切槽所选用的槽刀是宽为2mm的槽刀 利用两次切槽 切断是用宽为5 3mm的切断刀 注意 在切槽或切断的时候要把主轴转数减低到300 400转 在切断的时候要注意积屑瘤 3 刀具 机床 量具的确定 本次加工主动轴选用的刀具是93 外圆车刀 刀宽为2mm的切槽刀刀宽为5 3mm的切断刀机床选用数控车床CK6136S量具选用游标卡尺和千分尺 五 华中与FANUC数控系统的特点对比 1 FANUC公司数控系统产品的特点如下 FANUC公司数控系统的产品结构上长期采用大板结构 但在新的产品中已采用模块化结构 采用专用LSI 以提高集成度 可靠性 减小体积和降低成本 产品应用范围广 每一CNC装置上可配多种控制软件 适用于多种机床 不断采用新工艺 新技术 CNC装置体积减小 采用面板装配式 内装式PMC 在插补 加减速 补偿 自动编程 图形显示 通信 控制和诊断方面不断增加新功能 CNC装置面向用户开放的功能 以用户特定宏程序 MMC等功能来实现 支持多种语言显示 具有多种外设 已推出MAP接口 使CNC通过该接口实现与上一级计算机通信 华中数控系统的功能特点 基于工业PC的数控系统 先进的开放式体系结构 可与数控车 铣 加工中心 车铣复合等机床配套 可控制6个进给轴 最大联动轴数位6轴 可配7 7in或10 4in彩色液晶显示器 可选配电子盘 内存卡 硬盘 软盘等存储器 用户程序断电储存容量超过16MB DNC接口通信和网络连接功能 实现数控机床联网 可选配数字交流伺服和伺服电动机 数字伺服主轴和主轴电动机 采用国际通用的G代码编程 支持CAD CAM系统生成的数控加工程序 中 英文用户界面 提供完善的在线帮助 三维图形实时显示刀具轨迹和零件图形 谢谢观赏