軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計:
軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計是確定軸的合理外形和全部結(jié)構(gòu)尺寸,為軸設(shè)計的重要步驟。它由軸上安裝零件類型、尺寸及其位置、零件的固定方式,載荷的性質(zhì)、方向、大小及分布情況,軸承的類型與尺寸,軸的毛坯、制造和裝配工藝、安裝及運輸,對軸的變形等因素有關(guān)。設(shè)計者可根據(jù)軸的具體要求進行設(shè)計,必要時可做幾個方案進行比較,以便選出設(shè)計方案,以下是一般軸結(jié)構(gòu)設(shè)計原則:1、節(jié)約材料,減輕重量,盡量采用等強度外形尺寸或大的截面系數(shù)的截面形狀;2、易于軸上零件精確定位、穩(wěn)固、裝配、拆卸和調(diào)整;3、采用各種減少應(yīng)力集中和提高強度的結(jié)構(gòu)措施;4、便于加工制造和保證精度。
軸的分類:
常見的軸根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)形狀可分為曲軸、直軸、軟軸、實心軸、空心軸、剛性軸、撓性軸(軟軸)。直軸又可分為:①轉(zhuǎn)軸,工作時既承受彎矩又承受扭矩,是機械中較常見的軸,如各種減速器中的軸等。②心軸,用來支承轉(zhuǎn)動零件只承受彎矩而不傳遞扭矩,有些心軸轉(zhuǎn)動,如鐵路車輛的軸等,有些心軸則不轉(zhuǎn)動,如支承滑輪的軸等。③傳動軸,主要用來傳遞扭矩而不承受彎矩,如起重機移動機構(gòu)中的長光軸、汽車的驅(qū)動軸等。軸的材料主要采用碳素鋼或合金鋼,也可采用球墨鑄鐵或合金鑄鐵等。軸的工作能力一般取決于強度和剛度,轉(zhuǎn)速高時還取決于振動穩(wěn)定性。
改進工件的裝夾方法
粗加工時,由于切削余量大,工件受的切削力也大,一般采用卡頂法,尾座頂尖采用彈性頂尖,可以使工件在軸向自由伸長。但是,由于頂尖彈性的限制,軸向伸長量也受到限制,因而頂緊力不是很大。在高速、大用量切削時,有使工件脫離頂尖的危險。采用卡拉法可避免這種現(xiàn)象的產(chǎn)生。
精車時,采用雙頂尖法(此時尾座應(yīng)采用彈性頂尖)有利于提高精度,其關(guān)鍵是提高中心孔精度。
采用跟刀架
跟刀架是車削細長軸極其重要的附件。采用跟刀架能抵消加工時徑向切削分力的影響,從而減少切削振動和工件變形,但必須注意仔細調(diào)整,使跟刀架的中心與機床頂尖中心保持一致。
采用反向進給
車削細長軸時,常使車刀向尾座方向作進給運動(此時應(yīng)安裝卡拉工具),這樣刀具施加于工件上的進給力方向朝向尾座,因而有使工件產(chǎn)生軸向伸長的趨勢,而卡拉工具大大減少了由于工件伸長造成的彎曲變形。
細長軸加工
車削細長軸的關(guān)鍵技術(shù)是防止加工中的彎曲變形,為此必須從夾具、機床輔具、工藝方法、操作技術(shù)、刀具和切削用量等方面采取措施。 1、改進工裝夾方法在車削細長軸時,一般均采用一頭夾和一頭頂?shù)难b夾方法。用卡盤裝夾工件時,在卡爪與工件之間套入一開口的風絲圈,以減少工件與卡爪軸向接角長度。在尾座上采用彈性頂尖,這樣當工件受切削熱而伸長時,頂針能軸向伸縮,以補償工作的亭臺形,減少工件的彎曲。 2、采用跟刀架跟刀架為車床的通用除件,它用來在刀具切削點附近支承工件并與刀架溜板一起作縱向移動。跟刀架與工件接觸處的支承一塊一般用耐磨的球墨鑄鐵或青銅制成,支承爪的圓弧,應(yīng)在粗車后與外圓研配,以免擦傷工件,采用跟刀架能抵消加工時徑向切削分力和工件自重的影響,從而減少切削振動和工件變形,但必須注意仔細調(diào)整,使跟刀架的中心與機床頂針中心保持一致。 3、合理選擇車刀的角度為減少徑向切削力,宜選用較大主偏角;前刀面應(yīng)磨出R=1.5-3mm的斷屑槽,前角一般取γ0=150-300;;刃傾角λs取正值,使切屑流向待加工表面;車刀表面粗糙度值要小,并經(jīng)常保持切削刃鋒利。 4、合理選擇切削用量車削細長軸時,切削用量應(yīng)比普通軸類零件適當減小,用硬質(zhì)合金車刀粗車,可按下表切削用量。 精車時,用硬質(zhì)合金金車刀車削φ20φ40mm,長1000-1500mm細長軸時,可選用f=0.15-0.25mm/r,ap=0.2-0.5mm,v=60-100m/s
軸類零件加工的技術(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IT5~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,通常為IT6~IT9。
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 相互位置精度包括內(nèi)、外表面,重要軸面的同軸度、圓的徑向跳動、重要端面對軸心線的垂直度、端面間的平行度等。
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
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