自行車后軸的工藝設(shè)計.ppt

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任務(wù)六：自行車后軸的工藝設(shè)計104201汪禮駿費云琪小組,自行車后軸的工藝設(shè)計,A.軸類零件的功能與結(jié)構(gòu)特點軸類零件是機(jī)器中的主要零件之一，主要功能是支承傳動件（齒輪、帶輪、離合器等）和傳遞轉(zhuǎn)矩。,一、軸類零件加工,軸的種類,從軸類零件的結(jié)構(gòu)特征來看，它們都是長度（L）大于直徑（d）的旋轉(zhuǎn)體零件，若L\d12，則稱為撓性軸，其加工表面主要有內(nèi)外圓柱面、內(nèi)外圓錐面、螺紋、花鍵、溝槽等。,剛性軸1.2.撓性軸3.4.5,B.軸類零件的技術(shù)要求（1）尺寸精度軸類零件的支承軸頸一般與軸承配合，是軸類零件的主要表面，影響軸的旋轉(zhuǎn)精度與工作狀態(tài)。通常對其尺寸精度要求比較高；裝配傳動件的軸頸尺寸精度要求可以適當(dāng)降低。（2）形狀精度軸類零件的形狀精度主要指支承周靜的圓度、圓柱度，一般應(yīng)將其限制在尺寸公差范圍內(nèi)，對精度要求比較高的軸，應(yīng)在圖樣上標(biāo)注其形狀公差。（3）位置精度保證配合軸頸相對支承軸頸的同軸度或跳動量，是軸類零件位置精度的普遍要求，會影響傳動件的傳動精度。（4）表面粗糙度,C.軸類零件的材料、毛坯及熱處理（1）軸類的材料及熱處理（視頻）軸類零件應(yīng)根據(jù)不同工作條件和使用要求選用不同的材料和不同的熱處理，已獲得一定強(qiáng)度、韌性和耐磨性。如下：a.45鋼是一般軸類零件常用的材料經(jīng)過調(diào)質(zhì)可得到較好的切削性能，和較高的強(qiáng)度、韌性等綜合力學(xué)性能。可用于制作自行車后軸螺紋。b.40Cr等合金結(jié)構(gòu)鋼適用于中等精度且轉(zhuǎn)速較高的軸，這類鋼經(jīng)過調(diào)質(zhì)和淬火后，有較高的綜合力學(xué)能力。c.軸承鋼GCr15和65Mn可制造叫高精度的軸。d.對于在高速、重載荷條件下工作的軸，可選用20MnTi、20Cr等低碳合金鋼或38CrMOAl中碳合金滲氮鋼。,提問：1.自行車的后軸螺紋采用什么方法制造？就是一種光軸，兩端在車床上車出的螺紋。一般用45號鋼，調(diào)質(zhì)處理即可。2.欲使一軸類零件獲得良好的綜合機(jī)械性能，應(yīng)采取何種熱處理制度？應(yīng)該根據(jù)軸的材料和力學(xué)性能具體要求制定！一般軸受力比較復(fù)雜，根據(jù)其大小選用不同的材料，小的可以用淬透性比較低的鋼種，如45#鋼，大的和受力復(fù)雜、條件苛刻的用好點的鋼如40CRNIMO軸類件一般都是調(diào)質(zhì)處理，獲得回火索氏體，這樣保持高強(qiáng)度、高韌性、低的應(yīng)力要求苛刻的軸還可做滲碳、高頻表面感應(yīng)淬火,（2）軸類零件的毛坯軸類零件可根據(jù)使用要求、生產(chǎn)類型、設(shè)備條件及結(jié)構(gòu)，選用棒料、鍛件等毛坯形式。對于外圓直徑相差不大的軸，一般以棒料為主；而對于外圓直徑相差大的階梯軸或重要的軸，常選用鍛件，這樣既節(jié)約材料又減少機(jī)械加工的工作量，還可改善機(jī)械性能。根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模的不同，毛坯的鍛造方式有自由鍛和模鍛兩種。中小批生產(chǎn)多采用自由鍛，大批大量生產(chǎn)時采用模鍛。總結(jié):軸類零件的技術(shù)要求可以使零件的尺寸精度、位置精度更加精確，表面粗糙度也會更加精確；毛坯的熱處理能提高零件的耐疲勞性能和耐磨性，韌性也會增強(qiáng)。,自行車后軸飛輪,二.周零件機(jī)械加工的工藝問題,A.定位基準(zhǔn)軸類零件常用的定位基準(zhǔn)：軸向定位基準(zhǔn)通常為軸肩（例如鍵槽的軸向定位基準(zhǔn)），或者端面；徑向定位基準(zhǔn)通常為軸線（例如偏心軸的徑向定位基準(zhǔn)）。加工軸類零件時最常用的定位基準(zhǔn)是中心孔，其次是外圓表面。軸類零件加工時，精基準(zhǔn)的選擇通常有兩種：1、首選方案是采用頂尖孔作為定位基準(zhǔn)。這樣，可以實現(xiàn)基準(zhǔn)統(tǒng)一，能在一次安裝中加工出各段外圓表面及其端面，可以很好的保證各外圓表面的同軸度以及外圓與端面的垂直度，加工效率高并且所用夾具結(jié)構(gòu)簡單。所以對于實心軸（鍛件或棒料毛坯），粗加工之前，應(yīng)先打頂尖孔，以后的工序都用頂尖孔定位。2、精基準(zhǔn)選擇的另一方案是采用支承軸徑定位，因為支承軸徑既是裝配基準(zhǔn)，也是各個表面相互位置的設(shè)計基準(zhǔn)，這樣定位符合基準(zhǔn)重合的原則，不會產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差，容易保證關(guān)鍵表面間的位置精度。,1.在機(jī)械加工過程中，用V形塊裝夾，那么V形塊在定位中有什么特點呢？V型塊是一種比較特殊的定位元件。它雖然是一個單獨定位元件，但它的定位基面的結(jié)構(gòu)要素卻不是單一的，有兩個定位平面，從某種意義上來講這種形式的定位可看作是兩個平面的組合定位。因此，它的定位基準(zhǔn)的確定就不能象分析單一定位基面那樣簡單。由于V型塊是兩個平面的組合定位，不能用分析單一表面的定位元件的定位基準(zhǔn)方法來分析其定位基準(zhǔn)。2.特點？1.方便簡單，成本低廉，是機(jī)械加工設(shè)備常用的附件。不需要專用夾具。2.一般與壓板和螺栓結(jié)合起來使用。3.再輔以擋鐵等夾具就可以很快地對零件進(jìn)行定位和固定。特別是對于回轉(zhuǎn)體零件效果最好。,,定位機(jī)床,定位夾具,B.加工順序安排按照先粗后精的原則，將粗、精加工分開進(jìn)行。先完成各表面的粗加工，再完成半精加工和精加工，而主要表面的精加工則放在最后進(jìn)行。軸是回轉(zhuǎn)體，各外圓表面的粗、半精加工一般采用車削，精加工采用磨削，有些精密軸類零件的軸頸表面還需要進(jìn)行光整加工。粗加工外圓表面時，應(yīng)先加工大直徑外圓，再加工小直徑外圓，以免因直徑差距增大而使小直徑處的剛度下降，成為極易引起彎曲變形和振動的薄弱環(huán)節(jié)。軸上的花鍵、鍵槽、螺紋等表面的加工，一般都安排在外圓半精加工以后、精加工以前進(jìn)行。,,粗車加工車床,半精加工車床,,精車加工車床,,精細(xì)車加工車床,C.熱處理工序的安排結(jié)構(gòu)尺寸不大的中碳鋼普通軸類鍛件，一般在切削加工前進(jìn)行調(diào)質(zhì)熱處理。而重要的軸類零件，必需根據(jù)需要，正確、合理地安排好各種熱處理，以保證軸的力學(xué)性能及加工精度要求，并改善工件的切削性能。一般在毛坯鍛造后安排正火處理，達(dá)到消除鍛造應(yīng)力、改善切削性能的目的；粗加工后安排調(diào)質(zhì)處理，以提高零件的綜合力學(xué)性能，并作為需要表面淬火或氮化處理的零件的預(yù)備熱處理；軸上有相對運(yùn)動的軸頸和經(jīng)常拆卸的表面時，需要進(jìn)行表面淬火處理，安排在精加工前。,與熱處理有關(guān)的問題1.經(jīng)過淬火的工件沒有冷卻到室溫，能不能進(jìn)行回火？淬火出來后，還沒有冷卻到室溫時，不能進(jìn)入回火工序。實際上很多鋼種，尤其低、中碳鋼，其馬氏體轉(zhuǎn)變終了點大都高于室溫，冷到室溫時，反而容易開裂，淬火出來后就可以盡快轉(zhuǎn)入回火工序。2.若熱處理硬度合格，那么產(chǎn)品的早期失效與熱處理有沒有關(guān)系？熱處理不僅要保證合格的硬度值，更要注重工藝選擇和工藝過程的控制。過熱的淬火回火可以達(dá)到要求的硬度；同樣，淬火欠熱，通過調(diào)整回火溫度，也可以湊合到要求的硬度范圍。有的為了節(jié)省用電量，欠熱淬火；有的是由于加熱爐的極限溫度限制，欠熱淬火。,3.若鍛造尺寸合格，熱處理質(zhì)量問題與鍛造有沒有關(guān)系？鍛造工序是為了消除材料缺陷，改善組織形態(tài)，提高材料性能。節(jié)約機(jī)械切削加工量，提高材料利用率。由于材料鍛造的加熱溫度大多遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于熱處理淬火的加熱溫度，那種“嚴(yán)重的網(wǎng)狀碳化物組織”發(fā)生組織遺傳，給產(chǎn)品質(zhì)量帶來嚴(yán)重后果。4.淬火出來的工件必須帶溫回火？這種做法是不可取的，要根據(jù)鋼種的馬氏體轉(zhuǎn)變點來決定淬火之后的回火前的入爐溫度！為了防止淬火開裂，不能妄加推測，一概而論的采用帶溫回火的辦法！,滲氮熱處理的優(yōu)缺點：滲氮熱處理主要是基于什么目的而去熱處理的？進(jìn)行滲氮熱處理后能達(dá)到什么樣的特性？那是不是也有其他一些工藝可以達(dá)到某種要求？另外請問滲氮熱處理有什么不足嗎？氮化主要目的是增強(qiáng)零件的表面耐磨性，氮化后的零件表面硬度能達(dá)到至少HV400以上！好的材料甚至能達(dá)到HV800以上！滲碳淬火也可以起到氮化所能達(dá)到的目的！氮化的缺點就是，氮化的零件其氮化層一般比較淺，也就是表面淺淺的一層，一般0.40mm左右，再深就比較困難，故一般氮化零件不能承受重載荷！相對來講，滲碳淬火后的零件就可以！滲碳淬火零件的滲碳層深或者有效硬化層深就比較靈活，,熱處理機(jī)器,D.軸類零件的典型工藝過程毛坯準(zhǔn)備——正火——加工端面和中心孔——粗車——調(diào)質(zhì)——半精車——花鍵、鍵槽、螺紋等加工——表面淬火——粗磨——精磨?？偨Y(jié)：定位可以使軸零件有更好的精確度，正確的加工步驟也可以使零件綜合力學(xué)性能得到最好的發(fā)揮。,注解：磨削加工是工件外圓表面精加工的主要方法，某些精制坯料（如精密鑄件、精密鍛件和精密冷軋件）可不經(jīng)車削加工直接進(jìn)行磨削。根據(jù)不同的精度和表面粗糙度要求，分為粗磨、精磨、精細(xì)磨和鏡面膜等。根據(jù)磨削時工件定位方式的不同，扽為中心磨削和無心磨削。粗磨：粗磨采用較粗磨粒的砂輪和較大的吃背刀量及進(jìn)給量，以提高生存率。精磨：采用較細(xì)磨粒的砂輪和較小的背吃刀量及進(jìn)給量，以獲得較高的精度及較小的表面粗糙度。,評分介紹：,謝謝！,