C620Ⅰ軸的結(jié)構(gòu)特點及設(shè)計

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1、 C620Ⅰ軸的結(jié)構(gòu)特點及設(shè)計 一、設(shè)計的目的 畢業(yè)設(shè)計是大學(xué)中的一項重要內(nèi)容，是完成教學(xué)計劃達到教學(xué)目標(biāo)，是培養(yǎng)我創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)；也是自己知識和能力深化和升華的重要過程。 本畢業(yè)設(shè)計應(yīng)達到以下教學(xué)目的： 1、進一步加深我對機械制造工藝學(xué)理論知識的理解； 2、培養(yǎng)我的綜合應(yīng)用機械制造工藝學(xué)和其他多門課程的理論知識解決實際問題的能力；培養(yǎng)學(xué)生的實踐和實際動手能力、提高我的全面素質(zhì)。 3、通過查閱相關(guān)手冊，掌握獲取工程數(shù)據(jù)的方法，提高我收集信息、對信息進行價值判斷、信息整理、信息加工的能力； 4、培養(yǎng)我制訂機械加工工藝規(guī)程的原則、步驟和方法； 5

2、、培養(yǎng)我掌握機床夾具設(shè)計的基本原理、方法和步驟，進一步提高我的工程設(shè)計能力； 6、培養(yǎng)我的編寫技術(shù)文件的能力。 7、為即將走上工作崗位的我打下一個良好的基礎(chǔ) 二、零件的結(jié)構(gòu)特點及設(shè)計要求 C620Ⅰ軸的結(jié)構(gòu)特點： 1）C620Ⅰ軸是C620車床中的關(guān)鍵零件之一、主要用于傳遞旋轉(zhuǎn)運動和扭矩、支撐傳動零件（齒輪、軸承）、承受載荷以及保證裝在軸上的零件的回轉(zhuǎn)精度； 2）該零件是回轉(zhuǎn)體零件，屬于階梯軸； 3）該零件的長度與直徑之比小于20，所以為剛性軸； 4）該零件的主要加工表面是內(nèi)、外旋轉(zhuǎn)表面，次要表面有鍵槽、花鍵、螺紋和橫向孔； 5）機械加工工藝主要是車削、磨削，其次是銑削和鉆削

3、； 2、零件結(jié)構(gòu)設(shè)計要求： 1)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計。 2)足夠的剛度。 3)具有一定的尺寸、形狀、位置精度和表面質(zhì)量。 4)具有足夠的耐磨性、抗振性及尺寸穩(wěn)定性。 5)足夠的抗疲勞強度。 三、C640車床Ⅰ軸主要部分的作用及技術(shù)要求 上圖為C620車床Ⅰ軸零件圖。由零件圖可知，該主軸呈階梯狀，其上有安裝支承軸承、滑動軸承的圓柱面，安裝摩擦離合器的花鍵，安裝擺桿的深孔，安裝定位銷的定位孔，安裝聯(lián)接緊固螺母的螺紋等。 1、該軸主要部分的作用： 1）支承軸頸 支承軸頸是用來安裝支承軸承，是主軸部件的裝配基準(zhǔn)面，所以它的制造精度直接影響到主軸部件的回轉(zhuǎn)精度。 2）配合軸頸

4、 配合軸頸是與齒輪孔相配合的表面，對支承軸頸應(yīng)有一定的同軸度要求，否則引起主軸傳動嚙合不良，當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速很高時，還會影響齒輪傳動平穩(wěn)性并產(chǎn)生噪聲。 2、技術(shù)要求： 1） 尺寸精度 軸類零件的主要表面常為兩類：一類是與軸承的內(nèi)圈配合的外圓軸頸，即支承軸頸，用于確定軸的位置并支承軸，尺寸精度要求較高，通常為IT 4~IT7；另一類為與各類傳動件配合的軸頸，即配合軸頸，其精度稍低，常為IT6~IT9。臺階長度的精度要求一般視需要而定，沒有特殊要求時可為IT10~IT12,一般不標(biāo)出。 2）幾何形狀精度 主要指軸頸表面、外圓錐面、錐孔等重要表面的圓度、圓柱度。其誤差一般應(yīng)限制在尺寸公

5、差范圍內(nèi)，對于精密軸，需在零件圖上另行規(guī)定其幾何形狀精度。 3）位置精度 主要指裝配傳動件的軸頸與支承軸頸的同軸度和臺階斷面的跳動。一般要求0.01mm~0.03mm，高精度軸通常為0.001mm~0.005mm。 4） 表面粗糙度 軸的加工表面都有粗糙度的要求，一般根據(jù)加工的可能性和經(jīng)濟性來確定。支承軸頸常為0.2~1.6μm，傳動件配合軸頸為0.4~3.2μm。 5）其他 熱處理及外觀修飾等要求。 4、 零件毛坯的選擇及熱處理 1、軸類零件的材料 常用45鋼，中等精度、轉(zhuǎn)速較高的軸可選用40Cr；精度較高的軸可選用GCr15或65Mn；形狀結(jié)構(gòu)復(fù)雜的軸（如

6、曲軸、凸輪軸等）也可選用球墨鑄鐵(QT600-2、QT600-3)；對高速、重載的軸，選用20CrMnNi、20Mn2B或20Cr等。該零件使用45鋼，經(jīng)正火、調(diào)質(zhì)及部分表面淬火等熱處理，即可達到所要求的強度、韌性和硬度。所以選45號剛。 2、軸類毛坯

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10、 常用的毛坯有軋制件（型材）和鍛件毛坯，大型軸或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的軸采用鑄件毛坯。對于該軸則適用鍛件毛坯，因為毛坯經(jīng)過加熱鍛造后，可使金屬內(nèi)部纖維組織沿表面均勻分布，獲得較高的抗拉、抗彎及抗扭強度。鍛造的方法有自由鍛和模鍛兩種，自由鍛毛坯精度低、加工余量大、生產(chǎn)率低適用于單件小批量生產(chǎn)以及大型零件毛坯；模鍛毛坯精度較高、加工余量小、生產(chǎn)率高，但模具制造費用高，適于中批以上生產(chǎn)的中小型毛坯。因為是單件生產(chǎn)，所以選自由鍛毛坯。 3、 軸類零件的熱處理 選擇合適的材料并在整個加工過程中安排足夠和合理的熱處理工序，對于保證主軸的力學(xué)性能、精度要

11、求和改善其切削加工性能非常重要。零件的熱處理主要包括： 1）毛坯熱處理 車床主軸的毛坯熱處理一般采用正火，其目的是消除鍛造應(yīng)力，細(xì)化晶粒，并使金屬組織均勻，以利于切削加工。 2）預(yù)備熱處理 在粗加工之后半精加工之前，安排調(diào)質(zhì)處理，目的是獲得均勻細(xì)密的回火索氏體組織，提高其綜合力學(xué)性能，同時，細(xì)密的索氏體金相組織有利于零件精加工后獲得光潔的表面。 3）最終熱處理 最終熱處理一般安排在半精加工之后，精加工之前，局部淬火產(chǎn)生的變形在最終精加工時得以糾正。 五、基準(zhǔn)的選擇 1、粗基準(zhǔn)的選用原則 1）保證不加工表面與加工表面相互位置要求原則。當(dāng)有些不加工表面與加工表面之間有相互位置要

12、求時，一般不選擇加工表面作為粗基準(zhǔn)。 2）保證各加工表面的加工余量合理分配的原則。應(yīng)選擇重要加工表面為粗基準(zhǔn)。 3）粗基準(zhǔn)不重復(fù)使用的原則。粗基準(zhǔn)的精度低，粗糙度數(shù)值大，重復(fù)使用會造成較大的定位誤差，因此，同一尺寸方向的粗基準(zhǔn)，通常只允許使用一次。 2、精基準(zhǔn)的選用原則 1）基準(zhǔn)重合原則。盡可能使設(shè)計基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)重合，以減少定位誤差。 2）基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。盡可能使用同一定位基準(zhǔn)加工個表面，以保證各表面的位置精度。如軸類零件常用兩端頂尖孔作為統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)。 3）互為基準(zhǔn)原則。當(dāng)兩個加工表面間的位置精度要求比較高的時候，可用互為基準(zhǔn)的原則反復(fù)加工。 3、確定零件的定位基準(zhǔn) 零件加

13、工中，為了保證各主要表面的相互位置精度，選擇定位基準(zhǔn)時，應(yīng)遵循基準(zhǔn)重合、基準(zhǔn)統(tǒng)一和互為基準(zhǔn)等重要原則，并能在一次裝夾中盡可能加工出較多的表面。 1、粗基準(zhǔn)的選擇 為取得兩中心孔作為精加工的定位基準(zhǔn)，所以機械加工的第一道工序是鉆兩端面中心孔。為此可選擇零件外圓柱表面作為粗基準(zhǔn)，加工出兩端中心孔。這樣，當(dāng)反過來再用中心孔定位，加工零件時，可以獲得均勻的加工余量，有利于保證零件的加工精度。 2、精基準(zhǔn)的選擇 為了避免基準(zhǔn)重合誤差，考慮工藝基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)和各工序基準(zhǔn)的統(tǒng)一，以及盡可能在一次裝夾中加工較多的工作表面，所以在精加工的全部工序中均采用二中心孔位定位基準(zhǔn)。中心孔在使用過程中的磨損會影

14、響定位精度，故必須經(jīng)常注意保護并及時保修。特別是在關(guān)鍵的精加工工序之前，為了保證和提高定位精度，均需要重新修整中心孔。 六、安排加工順序的幾個問題 1)深孔加工應(yīng)安排在調(diào)質(zhì)后進行 鉆孔雖然屬粗加工工序，但卻宜安排在調(diào)質(zhì)后進行。因為零件經(jīng)調(diào)質(zhì)后徑向變形大，如先加工深孔后調(diào)質(zhì)處理，會使深孔變形，而得不到修正（除非增加工序），安排調(diào)質(zhì)處理后鉆深孔，就避免了熱處理變形對孔的形狀的影響。 2）外圓表面的加工順序 對軸上的各階梯外圓表面，應(yīng)先加工大直徑的外圓，后加工小直徑外圓，避免加工初始就降低工件剛度。 3）銑花鍵和鍵槽等次要表面的加工安排在精車外圓之后，否則在精車外圓時產(chǎn)生斷續(xù)切削，影響車削精度，也易損壞刀具。 七、工序加工中的主要問題 鍵槽和定位孔的對刀方法： 1) 使用專用對刀游標(biāo)卡尺對刀。按圖a所示方法進行第一次測量，記住游標(biāo)卡尺讀數(shù)；將游標(biāo)卡尺旋轉(zhuǎn)180度，角鐵接觸銑刀右側(cè)，游標(biāo)卡尺接觸工件左側(cè)進行第二次測量，又得一讀數(shù)，兩次讀數(shù)差的1/2則為工作臺移動數(shù)。 2) 如圖b所示，定位塊安裝在百分表座適當(dāng)高度并與工件側(cè)母線貼平，百分表測頭與銑刀側(cè)面接觸，得一讀數(shù)并記??；將百分表及表座移至工件另一側(cè)，移動百分表及表座，使定位塊與工件母線貼平，得百分表另一讀數(shù)，兩讀數(shù)差的1/2即為工作臺移動讀數(shù)，這樣銑刀即可對中。 4