中文名 | 心轴 | 外文名 | arbor |
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承受力矩 | 弯矩 | 种 类 | 转动心轴和固定心轴 |
由于零件结构简单,尺寸较小,且有台阶轴,力学性能要求较高,精度较高且要进行大量生产所以选用模锻件,其加工余量小,表面质量好,机械强度高,生存率高,工件材料选用45钢,毛坯的尺寸精度要求为IT11——12级。
1、备料下料:45钢,φ35mm,125mm 。
2、钳工:校直,全长弯曲度小于0.2mm 。
3、热处理:正火调质处理。
4、车:车端面,钻中心控制总长为200mm。
5、粗车:双顶尖装夹,粗车6个台阶,长度达到尺寸要求,台阶直径上留2mm,倒2个圆角。
6、精车:精车6个台阶,台阶直径上留0.3mm.。
7、钳:画键槽。
8、铣:铣2个键槽,键槽深度比图纸大0.2mm作为外圆磨削余量。
9、钳:校直,外圆跳动度小于或等于0.15mm 。
10、磨:磨外圆各部分到图纸要求尺寸。
11、检:检验。
如图《零件结构》所示,包括有有圆柱、圆锥、椭圆球头、内孔及内螺纹。在数据车削加工中,零件车削加工成形的结构形状并不复杂,但零件的尺寸精度尤其是零件的几何精度要求很高,其多个直径尺寸有较严的尺寸公差和表面粗糙度值等要求。
在数控车削加工中,零件重要的径向加工部位有:Φ44的圆柱段,零件中间有Φ28的圆柱段的精度要求和表面粗糙度要求,零件的左端有Φ38的圆柱段以及深度为29.5mm的内孔和M22×1.5mm的内螺纹,零件右端有椭圆球头。由上述尺寸可以确定,零件的轴向加工尺寸该以左端面为基准。
(1)基准重合原则;
(2)基准统一原则;
(3)便于装夹原则;
(4)便于对刀原则。
根据定位基准选择原则,避免不重合误差,便于编程,以工序的设计基准作为定位基准。该零件左端为Φ44的圆柱,右端为椭圆球头。加工该零件时,先以右端毛坏外圆柱为定位基准加工出零件的左端的,再以Φ44的圆柱为定位基准加工零件的右端。采用三爪自动定心卡盘的装夹方式进行零件的装夹定位。零件轴向的定位基准选择在Φ44圆柱段的左端面。
在该零件的数控车削加工中采用硬质合金Kr=90外圆车刀,副偏角取为60,断屑性较好。零件中间锥台处使用硬质合金外圆精车车刀,刀尖圆弧半径取为0.2mm。零件中间圆柱槽部分使用宽度为8mm的切槽刀。零件内孔部位使用刀柄宽度为15mm的内螺纹车刀,刀柄宽度为15mm主切削刃宽度为5mm的内切槽车刀,镗孔车刀,就可以满足加工所需。
心轴,用来支承转动零件只承受弯矩而不传递扭矩,有些心轴转动,如铁路车辆的轴等,有些心轴则不转动,如支承滑轮的轴等。根据轴工作时是否转动,心轴又可分为转动心轴和固定心轴:
转动心轴:工作时轴承受弯矩,且轴转动;
固定心轴:工作时轴承受弯矩,且轴固定。
根据轴所起的作用与所承受的载荷,可分为心轴、转轴及传动轴:其中心轴:只承受弯矩而不传递扭矩;转轴既承受弯矩又传递扭矩;传动轴只传递扭矩而不承受弯矩,或弯矩很小。
常用的心轴有:
1、小锥度心轴,小锥度心轴定位精度较高。但小锥度心轴装卸工件不太方便,轴向无法定位,因此只适用于批量较小、精度较高、轴向无定位要求的工件;
2、螺母压紧的台阶式心轴,适用于装夹多个工件以及工件精度要求不太高场合;
3、涨力心轴,因装卸工件方便,精度较高,适用于孔径公差较大的套类零件。
1、心轴与孔保持较大接触面,定位精度较高;
2、利用弹簧套的弹性变形定心夹紧工件,定位精度较高;
3、定位面的配合间隙影响定位精度;
4、利用帕斯卡原理使薄壁套弹性变形定心夹紧工件,定位精度高,同轴度可达到5μm;
5、可减小薄壁套工件的夹紧变形,提高加工精度;
6、有0.002mm的定位过盈量,达到极高的定位精度。
工艺卡如下表所示:
机械厂 |
数控加工工序卡 |
产品名称或代号 |
零件名称 |
零件呼号 |
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内螺纹深槽椭圆球头心轴 |
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工艺序号 |
编程编号 |
夹具名称 |
夹具编号 |
使用设备 |
车间 |
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P0130/P0140 |
三爪自动定心卡盘 |
数控车床 |
||||||||||
工步号 |
工步内容 |
加工面 |
刀具号 |
刀具规格 |
主轴转速 r/min |
进给速度 mm/min |
背吃刀量 mm |
备注 |
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1 |
零件左端打B型中心孔 |
左端面 |
T0 |
B=2.5 |
475 |
120 |
||||||
2 |
零件左端钻孔 |
左端面 |
T1 |
Φ20 |
475 |
120 |
||||||
3 |
粗加工零件左端外形轨迹 |
外圆柱面 |
T2 |
Kr=90 |
475 |
120 |
aP=2.0 |
粗车 |
||||
4 |
粗加工零件右端外形轨迹 |
外圆柱面 |
T2、T3、T4 |
475 |
aP=2.0 |
粗车 |
||||||
5 |
粗加工零件左端内孔 |
内孔 |
T5 |
475 |
aP=2.0 |
粗车 |
||||||
6 |
精加工零件左端外形轨迹 |
外圆柱面 |
T1 |
600 |
aP=1.0 |
精车 |
||||||
7 |
精加工零件右端外形轨迹 |
外圆柱面 |
T2、T3、T4 |
600 |
aP=1.0 |
精车 |
||||||
8 |
精加工零件左端内孔 |
内孔 |
T5、T6、T7 |
600 |
aP=1.0 |
精车 |
||||||
编制 |
审核 |
批准 |
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d(mm) 扭矩T(N.m) 轴外径D(mm) 轴内径 d(mm) 轴颈系数 α 剪切应力 τp 10.027 4.77 30 20 0.667 30 54.346 600 90 70 0.778 30 61.342 800 60 55 0.917 60 d(mm) 功率P(KW) 轴外径D(mm) 轴内径 d(mm) 轴颈系数 α 剪切应力 τp 9.972 1.5 30 20 0.666666667 30 55.314 110 80 70 0.875 30 31.927 110 80 70 0.875 60 轴承处轴颈 校核结果1 校核结果2 1 10 不合格 合格 2 60 合格 合格 3 65 合格 合格 按最大扭矩计算轴的扭转强度 按最大功率、最高转速计算轴的扭转强度 校 核 常数 17.2 17.2 17.2 A和〔τp〕有 关的系数 转速N(r/min 116.757
d(mm) 扭矩T(N.m) 轴外径D(mm) 轴内径 d(mm) 轴颈系数 α 剪切应力 τ p 59.925 700 80 70 0.875 40 54.346 600 90 70 0.778 30 61.342 800 60 55 0.917 60 d(mm) 功率P(KW) 轴外径D(mm) 轴内径 d(mm) 轴颈系数 α 剪切应力 τ p 36.548 110 80 70 0.875 40 55.314 110 80 70 0.875 30 31.927 110 80 70 0.875 60 轴承处轴颈 校核结果1 校核结果2 1 60 合格 合格 2 60 合格 合格 3 50 不合格 合格 按最大扭矩计算轴的扭转强度 按最大功率、最高转速计算轴的扭转强度 校 核 常数 17.2 17.2 17.2 A和〔τp〕有 关的系数 转速N(r/min 106.081 650
偏心零件的加工是机械加工中的难点,对于象偏心轴承、凸轮等偏大心零件的加工普遍采用三爪、四爪卡盘,在普通机床上加工。随着科学技术的不断发展,对偏大心零件的需求越来越多,精度也越来越高,因此对该类偏心夹具的需求也相应的增加,其应用前景广阔。偏心轴类零件是常见的典型零件之一。按轴类零件结构形式不同,一般可分为光轴偏心、阶梯轴偏心和异形偏心轴等;或分为实心偏心轴、空心偏心轴等。它们在机器中同样用来支承齿轮、 带轮等传动零件,以传递转矩或运动。
在机械传动中,回转运动变为往复直线运动或往复直线运动变为回转运动,一般都是利用偏心零件来完成的 。例如车床床头箱用偏心工件带动的润滑泵,汽车发动机中的曲轴等。为了方便调节轴与轴之间的中心距,偏心轴通常运用在平面连杆机构三角带传动中。一般的轴,只能带动工件自转,但是偏心轴,不但能传递自转,同时还能传递公转。
偏心轴
英文名字:eccentric shaft
和它的名字一样,它的中心并非在轴线的中心,
一般的轴,只能带动工件自转,
但是偏心轴,不但能传递自转,同时还能传递公转;
美国的压缩机巨头Copeland,就是用偏心轴来带动涡旋公转从而快速高效的压缩制剂的(它的自转被一个叫卸载衬套的零件解除了)