17.1 轴类零件的选材原则
教学课题：轴类零件的选材原则 教学课时: 2 教学目的：
1. 知识与技能:让学生了解轴类零件工作条件及常见的失效形式，
通过学习，让学生对典型轴类零件的材料选择有一定的了解 内容与上节课的内容有很强的相似性，所以掌握起来比较容易，可以很好的提升学生的自信心
教学难点：轴类零件的失效形式 教学重点：典型轴的选材 教学方法：讨论法、讲授法 教具准备：教材 教学过程
典型轴类零件的数控加工工艺编制
典型轴类零件的数控加工工艺编制数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行操纵的技术，数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造的渗透形成的机电一体化产品，即所谓的数字化装备。 本次设计确实是进行数控加工工艺设计典型轴类零件，要紧侧重于该零件的数控加工工艺和编程，包括完成该零件的工艺规程，要紧工序工装设计，并绘制零件图、夹具图等。 通过本次毕业设计，对典型轴类零件的设计又有了深的认识。从而达到了巩固、扩大、深化所学知识的目的，培养和提高了综合分析咨询题和解决咨询题的能力以及培养了科学的研究和创新能力。 关键词：数控技术典型轴类零件加工工艺毕业设计
摘要 (1) 目录 (2) 1.引言 (3) 1.引言 (3) 2.零件分析 (4) 2.1毛坯的选择 (4) 2.2 机床的选择 (4) 3.零件图加工艺分析 (7) 3.1零件的工艺分析 (7) 3.2 零件的加工工艺设计 (11) 4.零件图加工程序编写 (21) 4.1零件左端加工程序编写 (21) 4.2零件右端加工程序编写 (22) 5. 程序调试 (25) 致谢 (26) 参考文献 (27)
数控技术集传统的机械制造技术、运算机技术、成组技术与现代操纵技术、传感检测技术、信息处理技术、网络通讯技术、液压气动技术、光机电技术于一体，是现代先进制造技术的基础和核心。数控车床己经成为现代企业的必需品。随着数控技术的不断成熟和进展及市场日益繁荣，其竞争也越来越猛烈，人们对数控车床选择也有了更加宽敞的范畴，对数控机床技术的把握也越来越高。随着社会经济的快速进展，人们对生活用品的要求也越来越高，企业对生产效率也有相应的提高。数控机床的显现实现了宽敞人们的这一愿望。数控车削加工工艺是实现产品设计、保证产品的质量、保证零件的精度，节约能源、降低消耗的重要手段。是企业进行生产预备、打算调度、加工操作、安全生产、技术检测和健全劳动组织的重要依据。也是企业对高品质、高品种、高水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。这不但满足了宽敞消费者的目的，即实现了产品多样化、产品高质量、更新速度快的要求，同时推动了企业的快速进展，提高了企业的生产效率。 数控工艺规程的编制是直截了当指导产品或零件制造工艺过程和操作方法的工艺文件，它将直截了当阻碍企业产品质量、效益、竞争能力。本文通过对典型轴类零件数控加工工艺的分析，对零件进行编程加工，给出了关于典型零件数控加工工艺分析的方法，关于提高制造质量、实际生产具有一定的意义。依照数控机床的特点，针对具体的零件，进行了工艺方案的分析，工装方案的确定，刀具和切削用量的选择，确定加工顺序和加工路线，数控加工程序编制。通过整个工艺的过程的制定，充分表达了数控设备在保证加工精度，加工效率，简化工序等方面的优势。 本人以严谨务实的认真态度进行了此次设计，但由于知识水平与实际体会有限。在设计中会显现一些错误、缺点和疏漏，诚请各位评审老师提出批判和指正。
齿轮轴的结构设计
目 录 7.轴类零件设计 7.1 I 轴的设计计算 1.求轴上的功率，转速和转矩 由前面算得P 1=5.76KW ，n 1=440r/min ，T 1=1.35 10?N mm ? 2.求作用在齿轮上的力 已知高速级小齿轮的分度圆直径为d 1=70mm 而 F t 112d T = 70 130000 2?= =3625N F r =F =αtan t 3625? ?20tan =1319N 压轴力F=1696N 1—输送带 2—电动机 3—V 带传动 4—减速器 5—联轴器
3.初步确定轴的最小直径 现初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45钢，调质处理据[2]表15-3，取A 0=110，于是得： d min =A 0==33 11 440 0.75110n P 26mm 因为轴上应开2个键槽，所以轴径应增大5%-7%故d=20.33mm ，又此段轴与大带轮装配，综合考虑两者要求取d min =32mm ，查[4]P 620表14-16知带轮宽B=78mm 故此段轴长取76mm 。 4.轴的结构设计 （1）拟定轴上零件的装配方案 通过分析比较，装配示意图7-1 图7-1 （2）据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 1）I-II 段是与带轮连接的其d II I -=32mm ，l II I -=76mm 。 2）II-III 段用于安装轴承端盖，轴承端盖的e=9.6mm （由减速器及轴的结构设计而定）。根据轴承端盖的拆卸及便于对轴承添加润滑油的要求，取端盖与I-II 段右端的距离为38mm 。故取l III II -=58mm ，
因其右端面需制出一轴肩故取d III II -=35mm 。 3）初选轴承，因为有轴向力故选用深沟球轴承，参照工作要求并据d III II -=35mm ，由轴承目录里初选6208号其尺寸为 d B D ??=40mm ?80mm ?18mm 故d IV III -=40mm 。又右边采用轴肩定位取ⅤⅣ-d =52mm 所以l ⅤⅣ-=139mm ，ⅥⅤ-d =58mm ，ⅥⅤ-l =12mm 4）取安装齿轮段轴径为d ⅦⅥ-=46mm ，齿轮左端与左轴承之间用套筒定位，已知齿轮宽度为75mm 为是套筒端面可靠地压紧齿轮，此轴段应略短于齿轮宽度故取l ⅦⅥ-=71mm 。齿轮右边Ⅶ-Ⅷ段为轴套定位，且继续选用6208轴承，则此处d ⅧⅦ-=40mm 。取l ⅧⅦ-=46mm （3）轴上零件的周向定位 齿轮，带轮与轴之间的定位均采用平键连接。按d II I -由[5]P 53表4-1查得平键截面b 810?=?h ,键槽用键槽铣刀加工长为70mm 。同时为了保证带轮与轴之间配合有良好的对中性，故选择带轮与轴之间的配合 为 67 n H ，同样齿轮与轴的连接用平键14639??，齿轮与轴之间的配合为6 7n H 轴承与轴之间的周向定位是用过渡配合实现的，此处选轴的直径尺寸公差为m6。 （4）确定轴上圆角和倒角尺寸 参考[2]表15-2取轴端倒角为2??45.其他轴肩处圆觉角见图。 5.求轴上的载荷 先作出轴上的受力图以及轴的弯矩图和扭矩图7-2
轴类零件加工工艺及夹具设计
论文题目：轴类零件加工工艺及夹具设计 学生姓名： 学号: 所在院部： 所学专业： 指导老师： 完成时间：2010年03月
摘要 轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一。它在机械中主要用于支承齿轮、带轮、凸轮以及连杆等传动件，以传递扭矩。按结构形式不同，轴可以分为阶梯轴、锥度心轴、光轴、空心轴、曲轴、凸轮轴、偏心轴、各种丝杠等轴的长径比小于5的称为短轴，大于20的称为细长轴，大多数轴介于两者之间；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。根据零件的结构及其功能，运用定位夹紧的知识完成了夹具设计。 关键词：轴类零件、轴颈、夹具
Abstract The machine shaft is often encountered in one of the typical components. It is mainly used for support in mechanical gears, pulleys, cams and connecting rods and other transmission parts, to transfer torque. Different forms according to the structure, the axis can be divided into stepped shaft, taper spindle, axis, hollow shaft, crankshaft, camshaft, eccentric shafts, all kinds of screw shaft such as short axis aspect ratio of less than 5 large known as the slender shaft 20, most shaft in between; shaft bearings bearing, and bearing with the shaft segment called the journal. Journal is the axis of the assembly base, and their general requirements for precision and high surface quality. According to parts of the structure and function, using the knowledge of locating and clamping fixture design completed. Key words：Shaft, journ
项目二十典型零件材料及热处理工艺选择
精心整理项目二十典型零件材料及热处理工艺选择 【内容简介】 本项目主要介绍轴类、齿轮类、弹簧类、箱体类选材及热处理工艺。 【学习目标】 (1)熟悉轴类零件、齿轮类零件、弹簧类零件、箱体类零件的技术要求、失效形式； (2)掌握轴类零件、齿轮类零件、弹簧类零件、箱体类零件的选材及热处理工艺。 §20.1 轴主要用于支撑传动零件并传递运动和动力。 工作条件和失效形式为： ● ● ● 性能要求： ? ? ? 1.机床主轴 当载荷和转速 钢，受冲击和交变载荷较大时，可选用20CrMnTi 渗碳钢。 备料—锻造—正火—机械粗加工—调质—机械半精加工—局部淬火+回火—粗磨——花键高频淬火+回火—精磨 2.航空发动机涡轮轴 这类轴在高温、高速和重载下工作，常用40CrNiMoA、18CrNiW钢等。 工艺路线为： 备料—模锻—正火+高温回火—机械粗加工—调质—机械精加工—磁力探伤—检验—发蓝§20.2齿轮类零件的选材及热处理工艺安排
精心整理 受力情况： ?由于传递扭矩，齿根部受交变弯曲应力； ?齿面相互接触滚动、滑动，承受大的接触应力并产生强烈的摩擦。 ?在换挡、启动和啮合不良时，轮齿承受一定的冲击载荷。 齿轮应满足的要求： ●高的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度； ●齿面具有较高的硬度和耐磨性； ●齿轮心部具有足够的强度和韧性。 1.机床齿轮 工作平稳无强烈冲击，转速也不高。、42SiMn 等。 工艺路线一般为： 2.汽车、拖拉机、摩托车齿轮 频繁 +低温回火—机械精加工3. 除要求高的耐疲劳性外，还要求齿轮心部具有 或18Cr2Ni4WQA钢制造。 备料—模锻—正火+高温回火—机械粗加工—渗碳—高温回火—机械半精加工—淬火+低温回火—机械精加工
典型零件的选材
材料选用的原则与方法 机械零件的选材是一项十分重要的工作。选材是否恰当，特别是一台机器中关键零件的选材是否恰当，将直接影响到产品的使用性能、使用寿命及制造成本。要做到合理选用材料，就必须全面分析零件的工作条件、受力性质和大小，以及失效形式，然后综合各种因素，提出能满足零件工作条件的性能要求，再选择合适的材料并进行相应的热处理以满足性能要求。 选用工程材料的基本原则是：不仅要充分考虑材料的使用性能能够适应机械零件的工作条件要求、使机器零件经久耐用．同时还要兼顾材料的加工工艺性能、经济性与可持续发展性，以便提高零件的生产率、降低成本、减少能耗、减少乃至避免环境污染等。 选材的一般方法 材料的选择是一个比较复杂的决策问题。目前还没有一种确定选材最佳方案的精确方法。它需要设计者熟悉零件的工作条件和失效形式，掌握有关的工程材料的理论及应用知识、机械加工工艺知识以及较丰富的生产实际经验。通过具体分析，进行必要的试验和选材方案对比，最后确定合理的选材方案。一般，根据零件的工作条件，找出其最主要的性能要求，以此作为选材的主要依据。 零件材料的合理选择通常按照以下步骤进行： (1) 对零件的工作条件进行周密的分析，找出主要的失效方式，从而恰当地提出主要性能指标。一般地，主要考虑力学性能，特殊情况还应考虑物理、化学性能。 (2) 调查研究同类零件的用材情况，并从其使用性能、原材料供应和加工等方面分析选材是否合理，以此作为选材的参考。 (3) 根据力学计算，确定零件应具有的主要力学性能指标，正确选择材料。这时要综合考虑所选材料应满足失效抗力指标和工艺性的要求，同时还需考虑所选材料在保证实现先进工艺和现代生产组织方面的可能性。 (4) 决定热处理方法或其他强化方法，并提出所选材料在供应状态下的技术要求。 (5) 审核所选材料的经济性，包括材料费、加工费、使用寿命等。 (6) 关键零件投产前应对所选材料进行试验，可通过实验室试验、台架试验和工艺性能试验等，最终确定合理的选材方案。 (7) 最后，在中、小型生产的基础上，接受生产考验。以检验选材方案的合理性。 典型零件的选材 轴类零件的选材 轴是机器中的重要零件之一，一切回转运动的零件都装在轴上。根据轴的作用与所承受的载荷，可分成心轴和转轴两类。心轴只承受弯矩不传递扭矩，心轴可以转动，也可以不转动。转轴按负荷情况有
典型轴类零件的数控加工工艺设计(doc 29页)
典型轴类零件的数控加工工艺设计(doc 29页)
摘要 数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术，数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造的渗透形成的机电一体化产品，即所谓的数字化装备。 本次设计就是进行数控加工工艺设计典型轴类零件，主要侧重于该零件的数控加工工艺和编程，包括完成该零件的工艺规程，主要工序工装设计，并绘制零件图、夹具图等。 通过本次毕业设计，对典型轴类零件的设计又有了深的认识。从而达到了巩固、扩大、深化所学知识的目的，培养和提高了综合分析问题和解决问题的能力以及培养了科学的研究和创新能力。 关键词：数控技术典型轴类零件加工工艺毕业设计
1.引言 数控技术集传统的机械制造技术、计算机技术、成组技术与现代控制技术、传感检测技术、信息处理技术、网络通讯技术、液压气动技术、光机电技术于一体，是现代先进制造技术的基础和核心。数控车床己经成为现代企业的必需品。随着数控技术的不断成熟和发展及市场日益繁荣，其竞争也越来越激烈，人们对数控车床选择也有了更加广阔的范围，对数控机床技术的掌握也越来越高。随着社会经济的快速发展，人们对生活用品的要求也越来越高，企业对生产效率也有相应的提高。数控机床的出现实现了广大人们的这一愿望。数控车削加工工艺是实现产品设计、保证产品的质量、保证零件的精度，节约能源、降低消耗的重要手段。是企业进行生产准备、计划调度、加工操作、安全生产、技术检测和健全劳动组织的重要依据。也是企业对高品质、高品种、高水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。这不但满足了广大消费者的目的，即实现了产品多样化、产品高质量、更新速度快的要求，同时推动了企业的快速发展，提高了企业的生产效率。 数控工艺规程的编制是直接指导产品或零件制造工艺过程和操作方 法的工艺文件，它将直接影响企业产品质量、效益、竞争能力。本文通过对典型轴类零件数控加工工艺的分析，对零件进行编程加工，给出了对于典型零件数控加工工艺分析的方法，对于提高制造质量、实际生产具有一定的意义。根据数控机床的特点，针对具体的零件，进行了工艺方案的分析，工装方案的确定，刀具和切削用量的选择，确定加工顺序和加工路线，数控加工程序编制。通过整个工艺的过程的制定，充分体现了数控设备在保证加工精度，加工效率，简化工序等方面的优势。 本人以严谨务实的认真态度进行了此次设计，但由于知识水平与实际经验有限。在设计中会出现一些错误、缺点和疏漏，诚请各位评审老师提出批评和指正。
机械零件材料的选用原则
机械零件材料的选用原则 及典型零件的选材与热处理 一、机械零件选材原则 ①使用性能原则 ②工艺性能原则 a.铸造性能 b.压力加工性能 c.焊接性能 d.切削加工性能 ③经济性原则 二、典型零件的选材及热处理 1、齿轮 齿轮的选材及工艺分析： ①机床齿轮 材料：调质钢如45、40Cr、40MnB等，合金钢的淬透性更好。 工艺路线：备料→锻造→正火→机械粗加工→调质→机械精加工→齿部高频表面淬火+低温回火→精磨该工艺路线中热处理工序的作用是： 正火：可消除锻造应力，使同批毛坯具有相同的硬度（便于切削加工），并使组织细化、均匀； 调质：提高齿轮心部的综合力学性能，以承受交变弯曲应力和冲击载荷，还可减少高频淬火变形； 齿部高频表面淬火：提高齿面硬度、耐磨性和抗疲劳点蚀的能力； 低温回火：消除淬火应力，提高抗冲击能力，并可防止产生磨削裂纹。 ②汽车、拖拉机齿轮 材料：一般用合金渗碳钢，如20Cr、20CrMnTi、20MnVB等。 工艺路线：下料→锻造→正火→机械粗加工→渗碳+淬火+低温回火→磨削加工 该工艺路线中热处理工序的作用是： 正火：细化均匀组织，消除锻造应力，改善切削加工性； 渗碳：提高齿轮表面含碳量（0.8%～1.05%）； 淬火：获得一定深度的淬硬层（0.8～1.3mm），提高齿面耐磨性和接触疲劳强度； 低温回火：消除淬火应力，防止磨削裂纹，提高冲击抗力。 2、轴类零件 ①机床主轴 材料：载荷和转速不高时选45钢；承受较大载荷的车床主轴选40Cr；等。 工艺路线：备料→锻造→正火→机械粗加工→调质→机械精加工→轴颈部位表面淬火+低温回火→磨削该工艺路线中热处理工序的作用是： 正火：消除锻造应力，调整硬度便于切削加工，改善锻造组织，为调质做准备。 调质：获得高的综合力学性能，提高疲劳强度和抗冲击能力。 轴颈部位表面淬火+低温回火：使轴颈部位获得高硬度和高耐磨性。
1轴类零件的功用
1 轴类零件的功用、结构特点 轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一。它在机械中主要用于支承齿轮、带轮、凸轮以及连杆等传动件，以传递扭矩。按结构形式不同，轴可以分为阶梯轴、锥度心轴、光轴、空心轴、曲轴、凸轮轴、偏心轴、各种丝杠等。它主要用来支承传动零部件，传递扭矩和承受载荷。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。 轴的长径比小于5 的称为短轴，大于20 的称为细长轴，大多数轴介于两者之间。 1.1轴类零件的毛坯和材料 1.1.1 轴类零件的毛坯 轴类毛坯常用圆棒料和锻件；大型轴或结构复杂的轴采用铸件。毛坯经过加热锻造后，可使金属内部纤维组织沿表面均匀分布，获得较高的抗拉、抗弯及抗扭强度。 根据生产规模的不同，毛坯的锻造方式有自由锻和模锻两种。中小批生产多采用自由锻，大批大量生产时采用模锻。 1.1.2 轴类零件的材料 轴类零件材料常用45钢，精度较高的轴可选用40Cr、轴承钢GCr 15、弹簧钢65Mn，也可选用球墨铸铁；对高速、重载的轴，选用20Mn 2B、20Cr等低碳合金钢或38CrMoAI氮化钢。 45 钢是轴类零件的常用材料，它价格便宜经过调质（或正火）后，可得到较好的切削性能，而且能获得较高的强度和韧性等综合机械性能，淬火后表面硬度可达45? 52HRC 40Cr等合金结构钢适用于中等精度而转速较高的轴类零件，这类钢经调质和淬火后，具有较好的综合机械性能。 轴承钢GCr15和弹簧钢65Mn，经调质和表面高频淬火后，表面硬度可达50?58HRC
项目三 识读零件图 任务一 识读简单轴类零件图
编制者：审核者：使用者：编号：QCJXJC0301 项目三识读零件图 任务一识读简单轴类零件图 高（）班组姓名教师评价: 编制人：审核人： 【学习目标】 1、了解零件图的作用和包含的内容 2、学会分析视图并掌握尺寸标注 3、学会分析与总结的方法，并能学以致用； 4、激情投入，疯狂记忆，体验学习的快乐。 重点：视图分析 难点：对零件图视图表达的具体运用 【使用说明与学法指导】 1.根据上一节课的内容，熟记基础知识。自主高效预习，提升自己的理解能力. 2.先利用20分钟，精读教材P25-P29页，把重点内容勾画出来，然后结合预习案再读教材，完成预习案 题目 3.将预习中不能解决的问题标出来，并写到后面“我的疑惑”处. 【预习案】 一、教材助读 1.零件图 表达单个零件形状、大小和特征的图样，也是在制造和检验机器零件时所用的图样，又称零件工作图。在生产过程中，根据零件图样和图样的技术要求进行生产准备、加工制造及检验。因此，它是指导零件生产的重要技术文件。 2.砂轮越程槽 越程槽是磨削加工时用的.砂轮的柱面和端面之间有个圆角,这个角很难控制,并且不稳定,工艺上没法利用,在需要台阶轴的外径和台阶端面时,夹角处没法磨到所需的精度和粗糙度,于是就在外径和台阶相交处将外径和台阶的根部各车去一些,形成一个槽,就叫砂轮越程槽,简称越程槽。如,内园和台阶,V型槽,T 型槽等等。 3.定位尺寸 用来标记该零件处于大结构中的具体位置，如在长方体上挖一个圆柱孔时，该孔中心轴与长方体边界的距离就是定位尺寸。 4.倒角 倒角是机械工程上的术语.比如说在一块木板上钻眼,完成后孔壁和板面为90度直角.倒角就是在那个90度的棱上面再弄一个一般为45度的小平面,这样这个平面和内壁,或者和板面之间就都是45度了.这样做的好处是使在向孔里插东西的时候不至于被卡住,更方便些. 5.退刀槽 在车床加工中，如车削内孔、车削螺纹时，为便于退出刀具并将工序加工到毛坯底部，常在待加工面末端，预先制出退刀的空槽，称为退刀槽。 为在加工时便于退刀，且在装配时与相邻零件保证靠紧，在台肩处应加工出退刀槽。退刀槽和越程槽是在轴的根部和孔的底部做出的环形沟槽。沟槽的作用一是保证加工到位，二是保证装配时相邻零件的端面靠紧。一般用于车削加工中的（如车外圆，镗孔等）叫退刀槽 二、零件图识读
轴类零件的材料与热处理
轴类零件的材料与热处理 一般轴类零件常用中碳钢，如45钢，经正火、调质及部分表面淬火等热处理，得到所要求的强度、韧性和硬度。 对中等精度而转速较高的轴类零件，一般选用合金钢（如40Cr等），经过调质和表面淬火处理，使其具有较高的综合力学性能。对在高转速、重载荷等条件下工作的轴类零件，可选用20CrMnTi、20Mn2B、20Cr等低碳合金钢，经渗碳淬火处理后，具有很高的表面硬度，心部则获得较高的强度和韧性。对高精度和高转速的轴，可选用38CrMoAl 钢，其热处理变形较小，经调质和表面渗氮处理，达到很高的心部强度和表面硬度，从而获得优良的耐磨性和耐疲劳性。 附：钢的淬火与回火是热处理工艺中很重要的、应用非常广泛的工序。淬火能显著提高2钢的强度和硬度。如果再配以不同温度的回火，即可消除（或减轻）淬火内应力，又能得到强度、硬度和韧性的配合，满足不同的要求。所以，淬火和回火是密不可分的两道热处理工艺。
车床主轴加工工艺过程分析 ⑴ 主轴毛坯的制造方法 锻件，还可获得较高的抗拉、抗弯和抗扭强度。 ⑵ 主轴的材料和热处理 45钢，普通机床主轴的常用材料，淬透性比合金钢差，淬火后变形较大，加工后尺寸稳定性也较差，要求较高的主轴则采用合金钢材料为宜。 ①毛坯热处理 采用正火，消除锻造应力，细化晶粒，并使金属组织均匀。 ②预备热处理 粗加工之后半精加工之前，安排调质处理，提高其综合力学性能 ③最终热处理 主轴的某些重要表面需经高频淬火。 最终热处理一般安排在半精加工之后，精加工之前，局部淬火产生的变形在最终精加工时得以纠正。 加工阶段的划分 ①粗加工阶段
用大的切削用量切除大部分余量，及时发现锻件裂纹等缺陷。 ②半精加工阶段 为精加工作好准备 ③精加工阶段 把各表面都加工到图样规定的要求。 粗加工、半精加工、精加工阶段的划分大体以热处理为界。 工序顺序的安排 毛坯制造——正火——车端面钻中心孔——粗车——调质——半精车表面淬火——粗、精磨外圆——粗、精磨圆锥面——磨锥孔。 在安排工序顺序时，还应注意下面几点：①外圆加工顺序安排要照顾主轴本身的刚度，应先加工大直径后加工小直径，以免一开始就降低主轴钢度。 ②就基准统一而言，希望始终以顶尖孔定位，避免使用锥堵，则深孔加工应安排在最后。但深孔加工是粗加工工序，要切除大量金属，加工过程中会引起主轴变形，所以最
典型轴类零件实验报告材料
电子科技大学。。。。。。学院 实验报告 （实验）课程名称典型轴类零件的数控车削工艺与加工 学生:……… 学号：10 指导教师：//// 日期：6-13周
电子科技大学 实验报告 学生：。。。。。。学号：11 指导教师：、、、 实验地点：工程训练中心114 实验时间：6-13周 一、实验室名称：工程训练中心 二、实验项目名称：典型轴类零件的数控车削工艺与加工 三、实验学时：32 四、实验原理： 用Mastercam软件设计图形并绘图，运用G代码，将工艺文件编制成数控加工程序，输入数控车床，加工出零件。 五、实验目的： （一）掌握轴类零件的结构特点、实际应用； （二）学习Mastercam软件绘图并进行粗工与精工程序编制； （三）掌握工艺制造工艺，学习对工程手册的使用； （四）掌握典型零件的毛培制造、热处理、机加工方法； （五）将传统加工与现代制造技术有机结合，合理制定数控加工工艺，正确使用数控设备及刀夹量具。 六、实验容： （一）、学习轴类零件的功用、结构特点及技术要求 轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一。它主要用来支承传动零部件，传递扭矩和承受载荷。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、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。 轴的长径比小于5的称为短轴，大于20的称为细长轴，大多数轴介于两者之间。 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，其技术要求一般根据轴的主要功用和工作条件制定，通常有以下几项：1、尺寸精度 起支承作用的轴颈为了确定轴的位置，通常对其尺寸精度要求较高（IT5~IT7）。装配传动件的轴颈尺寸精度一般要求较低（IT6~IT9）。
轴类零件热处理工艺问题探析
轴类零件热处理工艺问题探析 摘要随着科学技术的不断发展，机械设备的大型化是发展的方向之一，尤其是在工程机械中，大截面的轴类零件得到广泛的应用。文章分析了两种典型轴类零件的热处理工艺，其一为大截面轴类零件，针对其两种不同的热处理方式进行了工艺比较，阐述了其各自不同的优点和缺点。同时，还对汽车前轴热处理工艺进行了较为简单的论述，以期对轴类零件的热处理工艺起到一定的参考作用。 关键词轴类零件；热处理；45钢 根据金属材料学基本原理，金属材料的组织结构直接决定了其力学性能，同时在热处理之后能否被淬透，得到马氏体组织，是决定材料力学性能的关键因素之一。而衡量钢材料经热处理之后获得马氏体组织能力的一个关键指标是钢的淬透性，同时钢的淬透性还直接决定了淬火之后所获得淬硬层的厚度。同时轴类零件的尺寸和材料性质等对热处理工艺的影响也很大，下面将从这两个角度，分别列举大截面45号钢轴类零件和汽车前轴零件的热处理工艺过程，来对轴类零件热处理工艺问题进行分析。 1大截面45号钢轴类零件热处理试验分析 钢热处理力学后的力学性能除了受到其淬透性的影响外，还受到其他相关因素的影响，包括尺寸和零件的结构等因素，其中尺寸是一个比较重要的因素。对于45号钢而言，其在水中的淬透临界直径为14~22 mm。这就使得在进行大直径、大截面45号钢零件进行淬火时，其淬硬层的深度一直是热处理工艺中最为关心的问题之一，它直接关系到热处理之后工件的相关性能是否能达到设计的要求。因此，对大截面的45号钢轴类零件的热处理工艺路线及关键的工艺步骤进行分析具有现实的意义。 1.1试验方法 实验中所采用的零件材料为在生产现场进行调质处理的45号钢，其主要的化学成分为：C 0.43％-0.51％、Si 0.18％-0.38％、 Mn 0.49％-0.79％，S 0.04％-0.056%、P 0.040%。零件的直径为这样六种：40 mm、60 mm、80 mm、100 mm、120 mm和150 mm，同时其长度均大于直径的2.5倍，棒材在剥去外表层1 mm厚的表皮之后留待备用。试验中零件进行淬火的温度为845℃，而淬火介质是浓度为10％的盐水，回火温度为200~600℃。在进行热处理之后，需要磨去其表面的氧化皮，确保接下来的硬度测试的准确性及表面积碳对工件硬度造成的影响。每个试样进行热处理之后，在其长度的二分之一处用砂轮机在水冷的条件下进行剖开，沿同心圆对硬度进行测定，以确保数据的可靠程度。 1.2试验结果及分析
项目一 看齿轮轴零件图
项目一看齿轮轴零件图 【课时】3课时 【教材分析】 本教学内容是中等职业教育国家规划教材《机械制图》第八章“零件图”的内容，是制图教育应用阶段的核心部分，是培养学生具备基本识图能力的重要内容。它是以前所学知识应用到制图实践中去的关键五环节，如组合体视图、图样的基本表达方式及、尺寸标注及常用件的表示法等等，都要在零件图中应用到，让学生的空间想象能力和形象思维能力等得到进一步的提高。 【学生分析】 以前学生已经把零件图中所用到的知识有了一个比较全面的学习，也已经学习了一段时间的识读零件图，本节课只是要求学生把以前学过的知识进一步得到加强，在课内尽量让学生自己动手、动脑，自己去探索，自己去运用已掌握的知识，让其在实践中加强对本节课内容的理解、领悟和掌握，为以后走上工作岗位打好知识基础。【教学目标】 1、知识目标：（1）了解零件图的作用及典型零件的分类； （2）了解一张完整零件图应包括的内容和基本要求； （3）掌握看零件图的方法。 2、能力目标：（1）加强学生前面所学知识的综合运用能力； （2）培养学生看零件图的思维方式、方法。
3、情感目标：让学生在学习的过程中体验到快乐和自信，从而树立 正确的学习态度和学习信心。 【重点难点】 重点：一张完整零件图的各组成部分 难点：（1）视图的表达方法；（2）形位公差的识读。 【教具】多媒体教具. 【教学方法】教学方法:任务驱动法,目标导学法 【教学过程】 一、课程导入 机器构件零件 机器是由机构组成的，机构是由零件组成的，零件是组成机器的最小单元。那零件是从哪里来的？引出“零件图”。 二、课程展开 （一）已学知识回顾： 知识点1：典型零件的分类：（1）轴套类零件；（2）叉架类零件； （3）轮盘类零件；（4）箱体类零件。 知识点2：一张完整的零件图包括四方面内容：（1）一组表达零件的图形；（2）一组尺寸；（3）技术要求；（4）标题栏。知识点3：零件图的基本要求：在完整、清晰地表示物体形状的前提下，力求制图简便。 知识点4：看零件图的目的：看零件图，就是要根据零件图形想像出零件的结构形状，同时弄清零件在机器中的作用、零件的
常用齿轮材料的选择及其热处理工艺分析
齿轮材料的选择及其热处理工艺 1、齿轮材料的选择原则 齿轮材料的种类很多，在选择时应考虑的因素也很多，下述几点可供选择材料时参考： 1）齿轮材料必须满足工作条件的要求。例如，用于飞行器上的齿轮，要满足质量小、传递功率大和可靠性高的要求，因此必须选择机械性能高的合金银；矿山机械中的齿轮传动，一般功率很大、工作速度较低、周围环境中粉尘含量极高，因此往往选择铸钢或铸铁等材料；家用及办公用机械的功率很小，但要求传动平稳、低噪声或无噪声、以及能在少润滑或无润滑状态下正常工作，因此常选用工程塑料作为齿轮材料。总之，工作条件的要求是选择齿轮材料时首先应考虑的因素。 2）应考虑齿轮尺寸的大小、毛坯成型方法及热处理和制造工艺。大尺寸的齿轮一般采用铸造毛坯，可选用铸钢或铸铁作为齿轮材料。中等或中等以下尺寸要求较高的齿轮常选用锻造毛坯，可选择锻钢制作。尺寸较小而又要求不高时，可选用圆钢作毛坯。 齿轮表面硬化的方法有：渗碳、氨化和表面淬火。采用渗碳上艺时，应选用低碳钢或低碳含金钢作齿轮材料；氨化钢和调质钢能采用氮化工艺；采用表面淬火时，对材料没有特别的要求。 3）正火碳钢，不论毛坯的制作方法如何，只能用于制作在载荷平稳或轻度冲击下工作的齿轮，不能承受大的冲击载荷；调质碳钢可用于制作在中等冲击载荷下工作的齿轮。 4）合金钢常用于制作高速、重载并在冲击载荷下工作的齿轮。 5）飞行器中的齿轮传动，要求齿轮尺寸尽可能小，应采用表面硬化处理的高强度合金钢。 6）金属制的软齿面齿轮，配对两轮齿面的硬度差应保持为30～50HBS或更多。当小齿轮与大齿轮的齿面具有较大的硬度差（如小齿轮齿面为淬火并磨制，大齿轮齿面为常化或调质）；且速度又较高时，较硬的小齿轮齿面对较软的大齿轮齿面会起较显著的冷作硬化效应，从而提高了大齿轮齿面的疲劳极限。因此，当配对的两齿轮齿面具有较大的硬度差时，大齿轮的接触疲劳许用应力可提高约20％，但应注意硬度高的齿面，粗糙度值也要相应地减小。 2、齿轮材料的选择 齿轮齿条是现代机械中应用最广泛的一种机械传动零件。齿轮传动通过轮齿互相啮合来传递空间任意两轴间的运动和动力，并可以改变运动的形式和速度。齿轮传动使用范围广，传动比恒定，效率较高，使用寿命。在机械零件产品的设计与制造过程中，不仅要考虑材料的性能能够适应零件的工作条件，使零件经久耐用，而且要求材料有较好的加工工艺性能和经济性，以便提高零件的生产率，降低成本，减少消耗。如果齿轮材料选择不当，则会出现零件的过早损伤，甚至失效。因此如何合理地选择和使用金属材料是一项十分重要的工作。 满足材料的机械性能，材料的机械性能包括强度、硬度、塑性及韧性等，反映材料在使用过程中所表现出来的特性。齿轮在啮合时齿面接触处有接触应力，齿根部有最大弯曲应力，可能产生齿面或齿体强度失效。齿面各点都有相对滑动，会产生磨损。齿轮主要的失效形式有齿面点蚀、齿面胶合、齿面塑性变形和轮齿折断等。因此要求齿轮材料有高的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度，齿面要有足够的硬度和耐磨性，芯部要有一定的强度和韧性。 例如，在确定大、小齿轮硬度时应注意使小齿轮的齿面硬度比大齿轮的齿面硬度高30-50HBS，是因为小齿轮受载荷次数比大齿轮多，且小齿轮齿根较薄，强度低于大齿轮。为使两齿轮的轮齿接近等强度，小齿轮的齿面要比大齿轮的齿面硬一些。 另一方面，根据材料的使用性能确定了材料牌号后。要明确材料的机械性能或材料硬度，然后我们可以通过不同的热处理工艺达到所要求的硬度范围，从而赋予材料不同的机械性能。如材料为40Cr合金钢的齿轮，当840-860℃油淬，540-620℃回火时，调质硬度可达28-32HRC，可改善组织、提高综合机械性能；当860-880℃油淬，240—280℃回火时，硬度可达46-51HRC，则钢的表面耐磨性能好，芯部韧性好，变形小；当500-560℃氮化处理，氮化层0.15 -0.6mm时，硬度可达52-54HRC，则钢具有高的表面硬度、高的耐磨性、高的疲劳强度，较高的抗蚀性和抗胶合性能且变形极小；当通过电镀或表面合金化处里后，则可改善齿轮工作表面摩擦性能，提高抗腐蚀性能 3、齿轮常用材料 齿轮常用材料摘要：齿轮依靠结构尺寸材料强度承受载荷要求材料具有强度韧性耐磨性齿轮形状复杂齿轮精度要求要求材料工艺常用材料锻钢铸钢铸铁锻钢硬度分为大类HB称为软齿称为硬度HB工艺过程锻造毛坯正火粗车调质加工常用材料SiMnCr 液体动静压轴承常用轴壳配轴承轴承的密封类型精密轴承工序间防锈新工艺轴承寿命强化
零部件的失效与选材(参考模板)
第十三章零部件的失效与选材 第一节零部件的失效 一、失效概念 所谓失效（failure）是指零部件在使用过程中，由于尺寸、形状或材料的组织与性能等的变化而失去预定功能的现象。由于零部件的失效，会使机床失去加工精度、输气管道发生泄漏、飞机出现故障等，严重地威胁人身生命和生产的安全，造成巨大的经济损失。因此，分析零部件的失效原因、研究失效机理、提出失效的预防措施便具有十分重要的意义。 二、失效形式 零部件常见的失效形式有变形失效(deformation failure)、断裂失效(fracture failure)、表面损伤失效(surface damage failure)及材料老化失效(materials ageing failure)等。 1、变形失效 ⑴ 弹性变形失效 一些细长的轴、杆件或薄壁筒零部件，在外力作用下将发生弹性变形，如果弹性变形过量，会使零部件失去有效工作能力。例如镗床的镗杆，如果工作中产生过量弹性变形，不仅会使镗床产生振动，造成零部件加工精度下降，而且还会使轴与轴承的配合不良，甚至会引起弯曲塑性变形或断裂。引起弹性变形失效的原因，主要是零部件的刚度不足。因此，要预防弹性变形失效，应选用弹性摸量大的材料。 ⑵ 塑性变形失效 零部件承受的静载荷超过材料的屈服强度时，将产生塑性变形。塑性变形会造成零部件间相对位置变化，致使整个机械运转不良而失效。例如压力容器上的紧固螺栓，如果拧得过紧，或因过载引起螺栓塑性伸长，便会降低预紧力，致使配合面松动，导致螺栓失效。 2、断裂失效 断裂失效是零部件失效的主要形式，按断裂原因可分为以下几种： ⑴ 韧性断裂(toughness fracture)失效 材料在断裂之前所发生的宏观塑性变形或所吸收的能量较大的断裂称为韧性断裂。工程上使用的金属材料的韧性断口多呈韧窝状，如图13-1所示。韧窝是由于空洞的形成、长大并连接而导致韧断产生的。 图13-1 韧窝断口
轴的常用材料及其机械性能
轴的常用材料及其机械性能 轴的材料种类很多，选用时主要根据对轴的强度、刚度、耐磨性等要求，以及为实现这些要求而采用的热处理方式，同时考虑制造工艺问题加以选用，力求经济合理。 轴的常用材料是优质碳素钢35、45、50，最常用的是45和40Cr钢。对于受载较小或不太重要的钢，也常用Q235或Q275等普通碳素钢。对于受力较大，轴的尺寸和重量受到限制，以及有某些特殊要求的轴，可采用合金钢，常用的有40Cr、40MnB、40CrNi 等。 球墨铸铁和一些高强度铸铁，由于铸造性能好，容易铸成复杂形状，且减振性能好，应力集中敏感性低，支点位移的影响小，故常用于制造外形复杂的轴。 特别是我国研制成功的稀土-镁球墨铸铁，冲击韧性好，同时具有减摩、吸振和对应力集中敏感性小等优点，已用于制造汽车、拖拉机、机床上的重要轴类零件，如曲轴等。 根据工作条件要求，轴都要整体热处理，一般是调质，对不重要的轴采用正火处理。对要求高或要求耐磨的轴或轴段要进行表面处理，以及表面强化处理(如喷丸、辐压等)和化学处理(如渗碳、渗氮、氮化等)，以提高其强度（尤其疲劳强度）和耐磨、耐腐蚀等性能。 在一般工作温度下，合金钢的弹性模量与碳素钢相近，所以只为了提高轴的刚度而选用合金钢是不合适的。 轴一般由轧制圆钢或锻件经切削加工制造。轴的直径较小时，可用圆钢棒制造；对于重要的，大直径或阶梯直径变化较大的轴，多采用锻件。为节约金属和提高工艺性，直径大的轴还可以制成空心的，并且带有焊接的或者锻造的凸缘。 对于形状复杂的轴（如凸轮轴、曲轴）可采用铸造。 轴的常用材料及其机械性能(MPa)
各种发动机曲轴材料及热处理
CA6140车床轴类零件的加工
第一节轴类零件的加工 一、轴类零件的分类、技术要求 轴是机械加工中常见的典型零件之一。它在机械中主要用于支承齿轮、带轮、凸轮以及连杆等传动件，以传递扭矩。按结构形式不同，轴可以分为阶梯轴、锥度心轴、光轴、空心轴、曲轴、凸轮轴、偏心轴、各种丝杠等如图1，其中阶梯传动轴应用较广，其加工工艺能较全面地反映轴类零件的加工规律和共性。 图1 轴的种类 根据轴类零件的功用和工作条件，其技术要求主要在以下方面： ⑴尺寸精度轴类零件的主要表面常为两类：一类是与轴承的内圈配合的外圆轴颈，即支承轴颈，用于确定轴的位置并支承轴，尺寸精度要求较高，通常为IT 5~IT7；另一类为与各类传动件配合的轴颈，即配合轴颈，其精度稍低，常为IT6~IT9。 ⑵几何形状精度主要指轴颈表面、外圆锥面、锥孔等重要表面的圆度、圆柱度。其误差一般应限制在尺寸公差范围内，对于精密轴，需在零件图上另行规定其几何形状精度。 ⑶相互位置精度包括内、外表面、重要轴面的同轴度、圆的径向跳动、重要端面对轴心线的垂直度、端面间的平行度等。
⑷表面粗糙度轴的加工表面都有粗糙度的要求，一般根据加工的可能性和经济性来确定。支承轴颈常为0.2~1.6μm，传动件配合轴颈为0.4~3.2μm。 ⑸其他热处理、倒角、倒棱及外观修饰等要求。 二、轴类零件的材料、毛坯及热处理 1．轴类零件的材料 ⑴轴类零件材料常用45钢，精度较高的轴可选用40Cr、轴承钢GCr15、弹簧钢65 Mn，也可选用球墨铸铁；对高速、重载的轴，选用20CrMnTi、20Mn2B、20Cr等低碳合金钢或38CrMoAl氮化钢。 ⑵轴类毛坯常用圆棒料和锻件；大型轴或结构复杂的轴采用铸件。毛坯经过加热锻造后，可使金属内部纤维组织沿表面均匀分布，获得较高的抗拉、抗弯及抗扭强度。 2．轴类零件的热处理 锻造毛坯在加工前，均需安排正火或退火处理，使钢材内部晶粒细化，消除锻造应力，降低材料硬度，改善切削加工性能。 调质一般安排在粗车之后、半精车之前，以获得良好的物理力学性能。 表面淬火一般安排在精加工之前，这样可以纠正因淬火引起的局部变形。 精度要求高的轴，在局部淬火或粗磨之后，还需进行低温时效处理。 三、轴类零件的安装方式 轴类零件的安装方式主要有以下三种。 1．采用两中心孔定位装夹 一般以重要的外圆面作为粗基准定位，加工出中心孔，再以轴两端的中心孔为定位精基准；尽可能做到基准统一、基准重合、互为基准，并实现一次安装加工多个表面。中心孔是工件加工统一的定位基准和检验基准，它自身质量非常重要，其准备工作也相对复杂，常常以支承轴颈定位，车（钻）中心锥孔；再以中心孔定位，精车外圆；以外圆定位，粗磨锥孔；以中心孔定位，精磨外圆；最后以支承轴颈外圆定位，精磨（刮研或研磨）锥孔，使锥孔的各项精度达到要求。 2．用外圆表面定位装夹 对于空心轴或短小轴等不可能用中心孔定位的情况，可用轴的外圆面定位、夹紧并传递扭矩。一般采用三爪卡盘、四爪卡盘等通用夹具，或各种高精度的自动定心专用夹具，如液性塑料薄壁定心夹具、膜片卡盘等。
金属零件选材的一般原则
金属零件选材的一般原则： 在机器制造工业中，无论是开发新产品或是更新老产品，在设计和制造机械零件的过程中,除了标准零件可由设计者查阅手册选用外,大都要考虑如何合理地选用材料这个重要问题。实践证明，影晌产品的质量和生产成本的因素很多,其中材料的选用是否恰当,往往起到关键的作用。 从机械零件设计和制造的一般程序来看,先是按照零件工作条件的要求来选择材料,然后根据所选材料的机械性能和工艺性能来确定零件的结构形状和尺寸。在着手制造零件时,也要按所用的材料来制订加工工艺方案。比如选用的材料是铸铁,就只能用铸造方法去生产了。机械零件选材时,主要是考虑零件的工作条件、材料的工艺性能和产品的成本。现将有关 选材的一些基本原则分述如下: (1)选用的材料要满足零件工作条件的要求 零件的工作条件是各种各样的,例如受力状态就有拉伸、压缩、弯曲、扭转、剪切等;载荷性质也有静载、冲击、交变的不同;工作温度则有室温、高温、低温之分;环境介质亦有酸的、碱的、海水以及使用润滑剂等的不同。从上列的工作条件来看,受力状态和载荷性质是反映机械性能的;工作温度和环境介质则属使用环境的材料的机械性能指标也是各种各样的。如屈服极限、强度极限、疲劳极限等是反映材料强度的指标;延伸率、断面收缩率等是反映材料塑性的指标;冲击韧性、断裂韧性等则是反映材料韧性的指标。、 由于选材的基本出发点是要满足零件的强度要求,所以各种强度指标通常都直接用于零件断面尺寸的设计计算。而δ、ψ、αk、Κ10等则一般不直接用于设计计算。有时为了保证零件的安全,才用它们作间接的强度校核,以确定所选材料的强度、塑性和韧性等是否配合适当。至于材料的硬度指标,虽可对强度性能作出一定量的估计,也不用于零件的设计计算。但测量硬度比较简便,在生产中是应用很多的。 至于使用环境的情况,在选材时也是必须考虑的。例如:在高温下工作的零件,可选用耐 热钢;要求耐腐蚀的,可用奥氏体不锈钢;要求耐磨的,可用硬质合金;要求高硬度的,可用工具钢;等等。 ⑵材料的工艺性能也是选材的重要依据之一 因为零件的生产方法不同,将直接影响其质量和生产成本。 金属材料的基本加工方法有铸造、压力加工、焊接、切削加工和热处理等。 ⑶选材时必须十分重视材料的经济性 所选材料既要价廉质优,又要尽量选用国产材料。一般而言,铸铁能满是要求就不用铸钢了;碳素钢能满足要求就不用合金钢了。例如有些曲轴和连杆,选用球墨铸铁代替锻钢去生产,就减少了切削加工量,降低了成本。 在选材时必须重视材料的经济性,不仅要考虑材料本身的价格和制造零件所需的一切费用,还要考虑材料的功能。根据价值工程的原理:价值=功能/成本。用它计算出的结果进行比较,价值就不单是材料本身的价格了,还有材料的功能和使用寿命等含义,所以能够比较全面地反映选材的经济性。例如:要制造一个耐腐蚀的容器,有三个选材方案,一是用普通碳素钢,制造成本为5000元,可使用1年;二是用奥氏体耐酸不锈钢,制造成本为40000元,可用10年;三是用铁素体不锈钢,制造成本为15000元,可用6年。根据价值工程原理算出一、二、三方案的价值系数是1:1.25:2,可见第三选材方案的经济性更好些。