轴类零件的加工及其工艺分析

宣志江

【摘要】 通过对渗碳主轴加工工艺的分析及加工方法的阐述,探讨在职校机械加工实训中如何对轴类零件进行工艺分析,从而提高加工工件的质量。

【关键词】 工艺规程 轴类零件 零件图的工艺分析 渗碳主轴

在职业学校机械加工实训中,轴类零件的加工是学生练习车削技能的最基本也是最重要的项目,但学生最后完工工件的质量总不是很理想,经过分析,笔者认为主要原因是学生对轴类零件的工艺分析不到位和工艺规程制订不够合理。

轴类零件中工艺规程的制订,直接关系到工件质量、劳动生产率和经济效益。一零件可以有几种不同的加工方法,但只有某一种较合理,因而在制订机械加工工艺规程中,应注意以下几点:一是零件图工艺分析中,应理解零件结构特点、精度、材质、热处理等技术要求,且需要研究产品装配图,部件装配图及验收标准。二是渗碳件加工工艺路线一般为:下料→锻造→正火→粗加工→半精加工→渗碳→去碳加工(对不需提高硬度部分)→淬火→车螺纹、钻孔或铣槽→粗磨→低温时效→半精磨→低温时效→精磨。三是粗基准选择上,如果有非加工表面,就应以其作为粗基准。对所有表面都需加工的铸件轴,根据加工余量最小表面找正,且选择平整光滑表面,让开浇口处。选牢固可靠表面为粗基准,且粗基准不可重复使用。四是精基准选择应符合基准重合原则,尽可能选设计基准或装配基准作为定位基准,符合基准统一原则,尽可能在多数工序中用同一个定位基准。应尽可能使定位基准与测量基准重合,选择精度高、安装稳定可靠表面为精基准。

针对上述要求,现举例说明如下。一渗碳主轴(如图1),每批40件,材料20Cr,除内外螺纹外S0.9～C59。渗碳件工艺比较复杂,必须对粗加工工艺绘制工艺草图(如图2)。

该轴类零件加工过程中应注意以下几点:第一,采用二中心孔为定位基准,符合前述的基准重合及基准统一原则。第二,该零件先以外圆作为粗基准,车端面和钻中心孔,再以二中心孔为定位基准粗车外圆,又以粗车外圆为定位基准加工锥孔,此即为互为基准原则,使加工有一次比一次精度更高的定位基准面。3号莫氏圆锥精度要求很高。因此,需用V型夹具以2-ф30js5外圆为定位基准达到形位公差要求。车内锥时,一端用卡爪夹住,一端搭中心架,亦是以外圆作为精基准。第三,半精加工、精加工外圆时,采用锥堵,以锥堵中心孔作为精加工该轴外圆面的定位基准。

对锥堵要求:一是锥堵具有较高精度,保证锥堵的锥面与其顶尖孔有较高同轴度。二是锥堵安装后不宜更换,以减少重复安装引起的安装误差。三是锥堵外径靠近轴端处须制有外螺纹,以方便取卸锥堵。四是主轴用20Cr低碳合金钢渗碳淬硬,对工件不需要淬硬部分发(M30×1.5-6 g左、M30×1.5-6 g、M12-6H、M6-6H)表面留2.5-3 mm去碳层。五是螺纹因淬火后,在车床上无法加工,如先车好螺纹后再淬火,会使螺纹产生变形。因此,螺纹一般不允许淬硬,所以在工件中的螺纹部分的直径和长度上必须留去碳层。对于内螺纹,在孔口也应留出3mm去碳层。六是为保证中心孔精度,工件中心孔也不允许淬硬,为此,毛坯总长放长6 mm。七是为保证工件外圆的磨削精度,热处理后须安排研磨中心孔的工序,并要求达到较细的表面粗糙度。外圆磨削时,影响工件的圆度主要是由于二顶尖孔的同轴度及顶尖孔的圆度误差。八是为消除磨削应力,粗磨后安排低温时效工序(烘)。九是应获高精度外圆,磨削时应分粗磨、半精磨、精磨工序。精磨安排在高精度磨床上加工。

当然,实习产品质量的提高还需要学生扎实的基本功。

【参考文献】

[1] 蒋增福.车工工艺与技能训练[M].北京:高等教育出版社,2005

[2] 郭溪茗,宁晓波.机械加工技术[M].北京:高等教育出版社,2002

(责编何田田)