軸類零件的加工及其工藝分析

宣志江

【摘要】 通過對滲碳主軸加工工藝的分析及加工方法的闡述,探討在職校機械加工實訓中如何對軸類零件進行工藝分析,從而提高加工工件的質量。

【關鍵詞】 工藝規程 軸類零件 零件圖的工藝分析 滲碳主軸

在職業學校機械加工實訓中,軸類零件的加工是學生練習車削技能的最基本也是最重要的項目,但學生最后完工工件的質量總不是很理想,經過分析,筆者認為主要原因是學生對軸類零件的工藝分析不到位和工藝規程制訂不夠合理。

軸類零件中工藝規程的制訂,直接關系到工件質量、勞動生產率和經濟效益。一零件可以有幾種不同的加工方法,但只有某一種較合理,因而在制訂機械加工工藝規程中,應注意以下幾點:一是零件圖工藝分析中,應理解零件結構特點、精度、材質、熱處理等技術要求,且需要研究產品裝配圖,部件裝配圖及驗收標準。二是滲碳件加工工藝路線一般為:下料→鍛造→正火→粗加工→半精加工→滲碳→去碳加工(對不需提高硬度部分)→淬火→車螺紋、鉆孔或銑槽→粗磨→低溫時效→半精磨→低溫時效→精磨。三是粗基準選擇上,如果有非加工表面,就應以其作為粗基準。對所有表面都需加工的鑄件軸,根據加工余量最小表面找正,且選擇平整光滑表面,讓開澆口處。選牢固可靠表面為粗基準,且粗基準不可重復使用。四是精基準選擇應符合基準重合原則,盡可能選設計基準或裝配基準作為定位基準,符合基準統一原則,盡可能在多數工序中用同一個定位基準。應盡可能使定位基準與測量基準重合,選擇精度高、安裝穩定可靠表面為精基準。

針對上述要求,現舉例說明如下。一滲碳主軸(如圖1),每批40件,材料20Cr,除內外螺紋外S0.9～C59。滲碳件工藝比較復雜,必須對粗加工工藝繪制工藝草圖(如圖2)。

該軸類零件加工過程中應注意以下幾點:第一,采用二中心孔為定位基準,符合前述的基準重合及基準統一原則。第二,該零件先以外圓作為粗基準,車端面和鉆中心孔,再以二中心孔為定位基準粗車外圓,又以粗車外圓為定位基準加工錐孔,此即為互為基準原則,使加工有一次比一次精度更高的定位基準面。3號莫氏圓錐精度要求很高。因此,需用V型夾具以2-ф30js5外圓為定位基準達到形位公差要求。車內錐時,一端用卡爪夾住,一端搭中心架,亦是以外圓作為精基準。第三,半精加工、精加工外圓時,采用錐堵,以錐堵中心孔作為精加工該軸外圓面的定位基準。

對錐堵要求:一是錐堵具有較高精度,保證錐堵的錐面與其頂尖孔有較高同軸度。二是錐堵安裝后不宜更換,以減少重復安裝引起的安裝誤差。三是錐堵外徑靠近軸端處須制有外螺紋,以方便取卸錐堵。四是主軸用20Cr低碳合金鋼滲碳淬硬,對工件不需要淬硬部分發(M30×1.5-6 g左、M30×1.5-6 g、M12-6H、M6-6H)表面留2.5-3 mm去碳層。五是螺紋因淬火后,在車床上無法加工,如先車好螺紋后再淬火,會使螺紋產生變形。因此,螺紋一般不允許淬硬,所以在工件中的螺紋部分的直徑和長度上必須留去碳層。對于內螺紋,在孔口也應留出3mm去碳層。六是為保證中心孔精度,工件中心孔也不允許淬硬,為此,毛坯總長放長6 mm。七是為保證工件外圓的磨削精度,熱處理后須安排研磨中心孔的工序,并要求達到較細的表面粗糙度。外圓磨削時,影響工件的圓度主要是由于二頂尖孔的同軸度及頂尖孔的圓度誤差。八是為消除磨削應力,粗磨后安排低溫時效工序(烘)。九是應獲高精度外圓,磨削時應分粗磨、半精磨、精磨工序。精磨安排在高精度磨床上加工。

當然,實習產品質量的提高還需要學生扎實的基本功。

【參考文獻】

[1] 蔣增福.車工工藝與技能訓練[M].北京:高等教育出版社,2005

[2] 郭溪茗,寧曉波.機械加工技術[M].北京:高等教育出版社,2002

(責編何田田)