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轴类零件加工工艺及修复方式

作者:JZ Editor     时间:2021-01-13 10:32     已有 人浏览
        轴类零件大在工业产品中,几乎都会用到轴类零件,用途十分广泛,它的作用是支承传动零部件,传递扭矩和承受载荷。按轴类零件结构形式不同,一般可分为光轴、阶梯轴和异形轴三类;或分为实心轴、空心轴等。它们在机器中用来支承齿轮、带轮等传动零件,以传递转矩或运动。轴类零件是旋转体零件,其长度大于直径,一般由同心轴的外圆柱面、圆锥面、内孔和螺纹及相应的端面所组成。根据结构形状的不同,轴类零件可分为光轴、阶梯轴、空心轴和曲轴等。轴用轴承支承,与轴承配合的轴段称为轴颈。轴颈是轴的装配基准,它们的精度和表面质量一般要求较高。
 
轴类零件
 
一、轴类零件加工工艺
 
1、工艺制定原则
 
a.先粗后精。
b.先近后远:离对刀点近的部位先加工,离对刀点远的部位后加工。
c.先内后外:先安排内外表面粗加工,后进行内外表面精加工。
d.程序段最少:使程序简洁,减少出错几率及提高编程工作效率。
e.走刀路线最短:在保证加工质量的前提下,使加工程序具有最短的走刀路线,不仅可以节省时间,还可以减少刀具消耗及机床进给机构滑动部件的磨损。
 
2、工序的划分
 
a.以一次安装,加工作为一道工序:适合于加工内容较少的零件。
b.以同一把刀具加工的内容划分工序。
c.以加工部位划分工序:适合于加工内容很多的工件。
 
3、装夹方法
 
数车的通用夹具是卡盘,分为三爪和四爪卡盘。使用三爪卡盘加工轴类零件时,零件轴心要与卡盘中心线重合,一般不需找正,装夹速度快。四爪卡盘可以夹持非圆柱形零件,或者夹持部分与加工部分不同轴的零件。对于精度要求较高的零件,常用以下加工方法:
a.两顶尖装夹:用于较长的或必须经过多次装夹才能加工完成。如长轴、丝杆等。装夹方便,不需找正,装夹精度高。但装夹前必须先在工件端面钻出中心孔。
b.一顶一夹安裝:用两顶尖装夹工件虽然精度高,但刚性较差,影响切削用量的提高。车削一般轴类零件,尤其是较重的工件,不能用两顶尖装夹,而用一端夹住,另一端用后顶尖顶住的装夹方法。
 
 
二、轴类零件加工注意事项
 
1、零件图工艺分析中,需理解零件结构特点、精度、材质、热处理等技术要求,且要研究产品装配图,部件装配图及验收标准。
2、渗碳件加工工艺路线一般为:下料→锻造→正火→粗加工→半精加工→渗碳→去碳加工(对不需提高硬度部分)→淬火→车螺纹、钻孔或铣槽→粗磨→低温时效→半精磨→低温时效→精磨。
3、粗基准选择:有非加工表面,应选非加工表面作为粗基准。对所有表面都需加工的铸件轴,根据加工余量最小表面找正。且选择平整光滑表面,让开浇口处。选牢固可靠表面为粗基准,同时,粗基准不可重复使用。
4、精基准选择:要符合基准重合原则,尽可能选设计基准或装配基准作为定位基准。符合基准统一原则。尽可能在多数工序中用同一个定位基准。尽可能使定位基准与测量基准重合。选择精度高、安装稳定可靠表面为精基准。工艺规程制订得是否合理,直接影响工件的质量、劳动生产率和经济效益。一个零件可以用几种不同的加工方法制造,但在一定的条件下,只有某一种方法是较合理的。因此,在制订工艺规程时,必须从实际出发,根据设备条件、生产类型等具体情况,尽量采用先进加工方法,制订出合理的工艺过程。
 
三、轴类零件的修理方法
 
   轴的修理一般包括中心孔的修复、轴颈的修复、轴上螺纹的修复、轴上键槽的修复、花键轴的修复、轴的裂纹和折断的修复以及弯曲变形轴的校直修复。
1、中心孔的修复
中心孔作为轴类零件的定位基准,在修理时,应首先对中心孔进行检查和修复。清除中心孔内的油污和锈蚀;若中心孔壁损坏不严重,特别是带护锥的中心孔当护锥面有轻度损伤时,可用三棱刮刀或什锦油石等进行修整;若中心孔壁锥面变形,不能与顶尖锥面贴合时,可将轴装夹在车床上,按轴颈或其他参考基准找正后,用同样大小的中心钻修整;长期未用或经修整的中心孔应通过硬质合金顶尖用研磨膏进行研磨,这一点对于需要精加工的轴尤其重要。
 
轴类零件修复
 
2、磨损轴颈的修复
    磨损轴颈的修复,常用的方法有:按预定的修理尺寸进行修复、用堆焊的方法修复、镀铬修复、镀铁修复和粘接修复。堆焊修复时,在堆焊前用机加工的方法消除几何形状误差,为保证足够的加工余量,堆焊后的轴颈尺寸应比轴颈的公称尺寸大2-3mm。比较重要的轴颈当磨损量较小(一般小于0、4mm)时,可用镀铬修复。镀铁修复是一种成本低、污染小的修复方法,镀层厚度可达1、5mm,硬度可达HB550-650,是一种很有发展前途的工艺。
 
3、轴上螺纹的修复
    轴上螺纹的修复有复扣法、改制法和焊补法等。当螺纹损伤较小时,可用板牙或车削复扣,并通过试拧以防止配合过松;改制法是将原损坏的螺纹车去,然后改制成非标准螺纹,但与之配合的零件也必须更换;焊补法是先将损坏的螺纹车去,用焊补的方法堆焊上一层金属,然后按原螺纹尺寸重新车削。
 
4、轴上键槽的修复
    当键槽只有小的凹痕、毛刺和轻微磨损时,可用细锉、油石等修整;若磨损较大或变形和滚键时,可将键槽扩大或换个地方重新开槽,必要时应将已坏的键槽焊补后再另开槽。扩大键槽时必须注意扩大的键槽仍对称于中心轴线。重新开槽必须考虑轴的结构或强度是否允许。
 
5、花键轴的修复
    当花键磨损较小时,可先将花键部分退火,然后用刃口不锋利的凿子将键齿顶部中间劈开并向两侧挤压,再用电焊将劈缝焊补好,最后进行车制、磨花键和热处理。当花键的磨损量较大时,可用堆焊方法在磨损的齿侧面上堆焊一层材质与轴相同的金属,经车、铣、磨、热处理后使其恢复原尺寸和精度。在实施堆焊时,应采取措施尽量减少因施焊而引起轴的变形。
 
6、轴的断裂和折断的修复
    当轴上出现裂纹时,应清洁裂纹部位并开坡口,然后预热并补焊。焊后应立将对焊缝和周围金属加热到500-600℃,并缓冷使其回火,以消除焊接应力,最后进行机加工恢复尺寸。断轴的修复可用对焊的方法、螺纹拧入的焊接方法和圆柱销插入的焊接方法。采用螺纹拧入和销孔插入的方法,螺纹孔和销孔的直径相当于轴径的0,35-0、4倍,其深度应根据轴的结构而定,一般不小于20mm。在对轴上裂纹补焊和焊接断轴时应正确选择焊接材料,并严格按照焊接工艺参数施焊,焊前预热和焊后热处理。当配件来源充足时,应主要采用更换轴的方法。
 
7、弯曲变形轴的校直
   轴类零件发生弯曲变形一般用校直的方法修复。校直的具体工艺有:压力校直、火焰校直和延伸法校直。延伸的方法仅适用于轴颈较小、变形不大和未经表面淬火的轴。
 

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