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1.1零件的结构特点
图1所示零件是齿轮轴。齿轮轴是转轴,起支撑作用,两端轴承支撑,中间安装轴承,一般键连接。用来支撑传动零部件,传递扭矩和承受载荷,以保证装在主轴上的工件或刀具具有一定的回转精度。该零件的加工表面主要由阶梯轴的外圆表面,锥螺钉孔,普通平键键槽和齿轮表面等几部分组成。
0.0201)阶梯轴的外圆表面 阶梯轴的外圆表面由两个?40??0.006mm的外圆表面,两0.055个Φ50mm的外圆表面,一个?60??0.035mm的外圆表面,一个Φ73.116 mm的外圆
表面和一个?69.464mm的外圆表面组成。
2)普通平键键槽 与该齿轮轴配合的为普通平键
A型,其尺寸为14mm×24
mm,工作表面的表面粗糙度为Ra3.2μm。键槽在轴上的深度8mm。 3)齿轮表面 该齿轮为标准圆柱斜齿轮。其齿数、模数未知,分度圆直径为Φ69.464mm,齿顶圆直径为Φ73.116mm。 1.2加工工艺性
零件的工艺分析就是经过对零件图纸的分析研究,判断该零件的结构和技术要求是否合理,是否符合工艺性要求。
(1):审查零件图纸
经过对该零件图的重新绘制,知原样的视图正确,完整,尺寸,公差及技术要求齐全。
(2):零件的结构工艺性分析
该零件比较简单,没有较复杂的结构和较高的加工要求。主要的加工有各个
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外圆表面、端面的车削、磨削等。各个待加工表面的加工精度和表面粗糙度都不难获得。
零件的材料为45#钢,可锻铸铁生产工艺简单,铸造性能优良,。该主动
齿轮结构比较简单,属典型的轴类零件,为实现其连接与传递动力的功能,加工精度要求较高。为保证其术要求,增加耐磨性,对零件进行调质处理,HBS179-229。
该零件除主要工作表面加工精度均较低,不需要高精度机床加工,经过车削的粗加工,半精加工,精加工等就能够达到加工要求;而主要工作表面虽然加工精度相对较,但也能够在正常的生产条件下,采用磨削的方法加工出来。此可见,该零件的工艺性较好。 1.3确定零件毛胚 (1)毛坯的确定
轴类毛坯常见圆棒料和锻件。大型轴或结构复杂的轴采用铸件,毛坯经过热处理后,可使金属内部纤维组织沿表面均匀分布,获得较高的硬度及较好的综合力学性能。
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。中小批量生产多采用自由锻,大批量生产时采用模锻。
(2)确定毛坯种类
该齿轮轴材料为45号钢,因其属于一般齿轮轴,故选45号钢可满足其要求。本例齿轮轴属于中、小齿轮轴,而且各外圆直径尺寸相差不大。选择?80的热轧圆钢作毛坯。
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二 基准的选择 2.1有关基准的选择说明
零件是由若干个要素(点、线、面)组成,各要素之间都有一定的尺寸和位置公差要求。用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面称为基准。根据零件的用途不同,可分为两类:设计基准和工艺基准。 2.1.1粗基准的选用原则
1、保证不加工表面与加工表面相互位置要求原则。当有些不加工表面与加工表面之间有相互位置要求时,一般不选择加工表面作为粗基准。
2、保证各加工表面的加工余量合理分配的原则。应选择重要加工表面为粗基准。
3、粗基准不重复使用的原则。粗基准的精度低,粗糙度数值大,重复使用会造成较大的定位误差,因此,同一尺寸方向的粗基准,一般只允许使用一次。
2.1.2精基准的选用原则
1、基准重合原则。尽可能使设计基准和定位基准重合,以减少定位误差。 2、基准统一原则。尽可能使用同一定位基准加工个表面,以保证各表面的位置精度。如轴类零件常见两端顶尖孔作为统一的定位基准。
3、互为基准原则。当两个加工表面间的位置精度要求比较高的时候,可用互为基准的原则重复加工。
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4、自为基准的原则。当要求加工余量小而均匀时,可选择加工表面作为自身的定位基准。
2.2确定零件的定位基准
齿轮轴零件加工中,为了保证各主要表面的相互位置精度,选择定位基准时,应遵循基准重合、基准统一和互为基准等重要原则,并能在一次装夹中尽可能加工出较多的表面。
合理的选择定位基准,对于保证零件的尺寸和位置精度有着决定性的作用。由于该齿轮轴没有径向圆跳动和端面圆跳动的要求,它又是实心轴,因此应选择两端中心孔为基准,采用双顶尖装夹方法,以保证零件的技术要求。
轴类零件的定位基准,最常见的是两中心孔。因为轴类零件各外圆表面、螺纹表面的同轴度及端面对轴线的垂直度是相互位置精度的主要项目,而这些表面的设计基准一般都是轴的中心线,采用两中心孔定位就能符合基准重合原则。而且由于多数工序都采用中心孔作为定位基面,能最大限度地加工出多个外圆和端面,这也符合基准统一原则。 但下列情况不能用两中心孔作为定位基面:
(1) 粗加工外圆时,为提高工件刚度,则采用轴外圆表面为定位基面,或以外圆和中心孔同时作为定位基面,即一夹一顶。
(2) 当轴为通孔零件时,在加工过程中,作为定位基面的中心孔因钻出通孔而消失。为了在通孔加工后还能用中心孔作为定位基面,工艺上常采用以下三种方法:
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