軸(shaft)是穿在軸承中間或車輪中間或齒輪中間的圓柱形物件,但也有少部分是方型的。軸是支承轉動零件并與之一起回轉以傳遞運動、扭矩或彎矩的機械零件。一般為金屬圓桿狀,各段可以有不同的直徑。機器中作回轉運動的零件就裝在軸上。
類型:轉軸,心軸,傳動軸
材料使用
1、碳素鋼
35、45、50等優(yōu)質碳素結構鋼因具有較高的綜合力學性能,應用較多,其中以45鋼用得較為廣泛。
為了改善其力學性能,應進行正火或調質處理。不重要或受力較小的軸,則可采用Q235、Q275等碳素結構鋼。
2、合金鋼
合金鋼具有較高的力學性能,但價格較貴,多用于有特殊要求的軸。
例如采用滑動軸承的高速軸,常用20Cr、20CrMnTi等低碳合金結構鋼,經滲碳淬火后可提高軸頸耐磨性;
汽輪發(fā)電機轉子軸在高溫、高速和重載條件下工作,必須具有良好的高溫力學性能,常采用40CrNi、38CrMoAlA等合金結構鋼。
軸的毛坯以鍛件優(yōu)先、其次是圓鋼;
尺寸較大或結構復雜者可考慮鑄鋼或球墨鑄鐵。
例如,用球墨鑄鐵制造曲軸、凸輪軸,具有成本低廉、吸振性較好,對應力集中的敏感性較低、強度較好等優(yōu)點。
軸的力學模型是梁、多數(shù)要轉動,因此其應力通常是對稱循環(huán)。
其可能的失效形式有:疲勞斷裂、過載斷裂、彈性變形過大等。
軸上通常要安裝一些帶輪轂的零件,因此大多數(shù)軸應作成階梯軸,切削加工量大。
軸外圓表面的車削加工
(1)外圓車削的形式
軸類零件外圓表面的主要加工方法是車削加工。主要的加工形式有:
荒車 自由鍛件和大型鑄件的毛坯,加工余量很大,為了減少毛坯外圓形狀誤差和位置偏差,使后續(xù)工序加工余量均勻,以去除外表面的氧化皮為主的外圓加工,一般切除余量為單面1-3mm。
粗車 中小型鍛、鑄件毛坯一般直接進行粗車。粗車主要切去毛坯大部分余量(一般車出階梯輪廓),在工藝系統(tǒng)剛度容許的情況下,應選用較大的切削用量以提高生產效率。
半精車 一般作為中等精度表面的較終加工工序,也可作為磨削和其它加工工序的預加工。對于精度較高的毛坯,可不經粗車,直接半精車。
精車 外圓表面加工的較終加工工序和光整加工前的預加工。
精細車 高精度、細粗糙度表面的較終加工工序。適用于有色金屬零件的外圓表面加工,但由于有色金屬不宜磨削,所以可采用精細車代替磨削加工。
但是,精細車要求機床精度高,剛性好,傳動平穩(wěn),能微量進給,無爬行現(xiàn)象。車削中采用金剛石或硬質合金刀具,刀具主偏角選大些( 45 o -90 o ),刀具的刀尖圓弧半徑小于0.1-1.0mm,
軸以減少工藝系統(tǒng)中彈性變形及振動。
軸車削方法的應用
1)普通車削 適用于各種批量的軸類零件外圓加工,應用十分廣泛。單件小批量常采用臥室車床完成車削加工;中批、大批生產則采用自動、半自動車床和專用車床完成車削加工。
2)數(shù)控車削 適用于單件小批和中批生產。應用愈來愈普遍,其主要優(yōu)點為柔性好,更換加工零件時設備調整和準備時間短;加工時輔助時間少,可通過優(yōu)化切削參數(shù)和適應控制等提高效率;加工質量好,專用工夾具少,相應生產準備成本低;機床操作技術要求低,不受操作工人的技能、視覺、精神、體力等因素的影響。對于軸類零件,具有以下特征適宜選用數(shù)控車削。
結構或形狀復雜,普通加工操作難度大,工時長,加工效率低的零件。
加工精度一致性要求較高的零件。
切削條件多變的零件,如零件由于形狀特點需要切槽,車孔,車螺紋等,加工中要多次改變切削用量。
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