Buscando tecnología de procesamiento para piezas de eje
Tipos de eje figura
a) Eje desnudo b) Eje hueco c) Semieje d) Eje escalonado e) Eje estriado f) Eje transversal eje estriado f) Eje transversal g) Eje excéntrico
h) Cigüeñal i) Árbol de levas
1 Función y características estructurales de las piezas del eje
Las piezas del eje se encuentran a menudo en maquinaria Una de las piezas típicas. Se utiliza principalmente en maquinaria para soportar componentes de transmisión como engranajes, poleas, levas y bielas para transmitir par. Según las diferentes formas estructurales, los ejes se pueden dividir en ejes escalonados, ejes cónicos, ejes, ejes huecos, cigüeñales, árboles de levas, ejes excéntricos, varios tornillos, etc. Se utiliza principalmente para soportar componentes de transmisión, transmitir par y soportar cargas. Las piezas del eje son piezas giratorias cuya longitud es mayor que el diámetro. Generalmente se componen de la superficie cilíndrica exterior, la superficie cónica, el orificio interior y la rosca del eje concéntrico y la superficie final correspondiente. Según las diferentes formas estructurales, las partes del eje se pueden dividir en ejes lisos, ejes escalonados, ejes huecos y cigüeñales.
Un eje con una relación de aspecto inferior a 5 se denomina eje corto, y una relación de aspecto superior a 20 se denomina eje alargado. La mayoría de los ejes se encuentran en algún punto intermedio.
1.1 Piezas en bruto y materiales del eje
1.1.1 Piezas en bruto del eje
Las piezas en bruto del eje son barras redondas y forjadas de uso común en ejes grandes o estructuras complejas. está echado. Después de calentar y forjar la pieza en bruto, la estructura de fibra interna del metal se puede distribuir uniformemente a lo largo de la superficie para obtener una mayor resistencia a la tracción, flexión y torsión.
Dependiendo de la escala de producción, existen dos tipos de forja en bruto: forja libre y forja con matriz. La forja abierta se utiliza para la producción de volumen pequeño y mediano, y la forja con matriz se utiliza para la producción de gran volumen.
1.1.2 Materiales para las piezas del eje
El acero 45 se usa comúnmente para las piezas del eje. Los ejes de alta precisión pueden usar 40Cr, acero para rodamientos GCr15, acero para resortes 65Mn o hierro dúctil; Para ejes de alta velocidad y de servicio pesado, se utilizan aceros de aleación con bajo contenido de carbono como 20Mn2B, 20Cr o 38CrMoAl y otros aceros nitrurados.
El acero 45 es un material comúnmente utilizado para piezas de eje. Es barato después del templado (o normalizado), puede obtener un mejor rendimiento de corte y mayor resistencia y tenacidad, y puede alcanzar la dureza de la superficie después del templado. 45~52HRC.
El acero estructural aleado como el 40Cr es adecuado para piezas de eje de precisión media y alta velocidad. Este tipo de acero tiene un mejor rendimiento después del templado y revenido. Después del enfriamiento, tiene mejores propiedades mecánicas integrales.
Acero para rodamientos GCr15 y acero para resortes 65Mn, después del templado y revenido y el enfriamiento superficial de alta frecuencia, la dureza de la superficie puede alcanzar 50 ~ 58 HRC, tiene alta resistencia a la fatiga y buena resistencia al desgaste, y se puede fabricar con alta resistencia. -piezas de eje de precisión.
El husillo de las máquinas herramienta de precisión (como el husillo de muela abrasiva o el husillo de máquina perforadora coordinada) puede fabricarse con acero de nitruro 38CrMoAIA. Después del tratamiento de templado y nitruración superficial, este acero no solo obtiene una mayor dureza superficial, sino que también mantiene un núcleo más blando, por lo que tiene buena tenacidad al impacto. En comparación con el acero cementado y templado, tiene las características de una pequeña deformación por tratamiento térmico y una alta dureza.
2 Requisitos y métodos generales de procesamiento para piezas de eje
2.1 Descripción de los procedimientos de procesamiento para piezas de eje
En la clase de pasantía de procesamiento mecánico de la escuela, el procesamiento de El mecanizado de piezas de eje es el proyecto más básico e importante para que los estudiantes practiquen sus habilidades de torneado, pero la calidad de las piezas de trabajo finales de los estudiantes siempre está lejos de ser ideal después del análisis, es principalmente el análisis del proceso de las piezas de eje por parte de los estudiantes. Después de analizar el proceso de las piezas del eje, la razón principal es que las regulaciones del proceso formuladas por los estudiantes no son lo suficientemente razonables.
La formulación de procedimientos de proceso para piezas de eje está directamente relacionada con la calidad de la pieza de trabajo, la productividad laboral y los beneficios económicos. Una pieza se puede procesar de varias maneras diferentes, pero sólo una es más razonable. Al formular regulaciones para el proceso de mecanizado, se debe prestar atención a los siguientes puntos.
1. El análisis del proceso de los dibujos de piezas requiere comprender las características estructurales, la precisión, los materiales, el tratamiento térmico y otros requisitos técnicos de las piezas, y estudiar los planos de ensamblaje del producto, los planos de ensamblaje de piezas y los estándares de aceptación.
2. La ruta de procesamiento de las piezas carburadas es generalmente: corte → forjado → normalización → mecanizado en desbaste → semiacabado → carburación → descarburación (para piezas que no necesitan aumentar su dureza) → Temple → roscado, taladrado o fresado → rectificado basto → envejecimiento a baja temperatura → semiacabado → envejecimiento a baja temperatura → rectificado fino.
3. Selección de dato aproximado: Cuando hay una superficie no mecanizada, se debe seleccionar la superficie no mecanizada como dato aproximado. Para todos los ejes de fundición superficial que deben procesarse, la corrección de la superficie se basará en la tolerancia de mecanizado más pequeña. Y elige una superficie plana y lisa para abrir la puerta. Elija una superficie sólida y confiable como referencia aproximada, y la referencia aproximada no se puede reutilizar.
4. Selección de referencia de precisión: siga el principio de superposición de referencia y seleccione la referencia de diseño o la referencia de ensamblaje como referencia de posicionamiento tanto como sea posible. Cumplir con el principio de referencia unificada. Utilice el mismo dato de posicionamiento en la mayoría de los procesos siempre que sea posible. Hacer coincidir al máximo posible el dato de posicionamiento con el dato de medición. Elija una superficie con alta precisión y una instalación estable y confiable como excelente punto de referencia.
El hecho de que los procedimientos del proceso sean razonables afectará directamente la calidad de las piezas de trabajo, la productividad laboral y los beneficios económicos. Una pieza se puede fabricar utilizando varios métodos de procesamiento diferentes, pero bajo ciertas condiciones, sólo un método es más razonable. Por lo tanto, al formular procedimientos de proceso, debemos partir de la situación real e intentar utilizar métodos de procesamiento avanzados y formular procedimientos de proceso razonables basados en las condiciones del equipo, los tipos de producción y otras circunstancias específicas.
2.2 Requisitos técnicos para el procesamiento de piezas de eje
1 A menudo existen dos tipos de precisión dimensional en la superficie principal de las piezas de eje. Uno es el muñón exterior que coincide con el anillo interior del eje. rodamientos, a saber, los muñones de cojinetes se utilizan para determinar la posición del eje y soportar el eje, y sus requisitos de precisión dimensional son relativamente altos, generalmente IT5 a IT7, el otro tipo son piezas de transmisión que cooperan con varios tipos de muñones, es decir, revistas coincidentes, que tienen requisitos de precisión ligeramente más altos. Bajo, generalmente IT6 ~ IT9. Por lo general, el error debe limitarse al rango de tolerancia dimensional. Para ejes de precisión, la precisión geométrica debe especificarse por separado en el dibujo de la pieza.
3 Precisión de posición mutua, incluida la coaxialidad de las superficies internas y externas, superficies axiales importantes, descentramiento radial de círculos, perpendicularidad entre las caras de los extremos importantes y la línea central del eje, paralelismo entre las caras de los extremos, etc.
4 Rugosidad superficial La superficie mecanizada del eje tiene requisitos de rugosidad, que generalmente se determinan en función de la posibilidad y economía del procesamiento.
2.3 Tratamiento térmico de las piezas del eje
1 Antes de procesar la pieza en bruto de forja, es necesario realizar un tratamiento de normalización o recocido para refinar los granos internos del acero, eliminar la tensión de forja y reducir la dureza del material, mejorar el rendimiento de corte.
2 El templado generalmente se realiza después del torneado en desbaste y antes del torneado semiacabado para obtener buenas propiedades físicas y mecánicas.
3 El temple de la superficie generalmente se realiza antes del acabado, lo que puede corregir la deformación local causada por el temple.
4 Los ejes con requisitos de alta precisión deben someterse a un tratamiento de envejecimiento a baja temperatura después de un enfriamiento parcial o un rectificado aproximado.
2.4 Método típico de mejora de la tecnología de procesamiento de piezas de eje
Para un eje de transmisión general con precisión de nivel 7 y rugosidad superficial Ra0.8~0.4μm, la ruta del proceso es: normalización - - Perforación el orificio central en la cara del extremo - Desbaste de todas las superficies - Acabado de todas las superficies - Fresado de estrías y chaveteros - Tratamiento térmico - Reparación del orificio central - Desbaste del círculo exterior - Rectificado fino del círculo exterior - Inspección.
Debido a que el eje delgado tiene poca rigidez, se deforma fácilmente durante el procesamiento, lo que tiene un gran impacto en la precisión y la calidad del procesamiento. Por este motivo, en producción se suelen utilizar las siguientes medidas para solucionarlo.
2.4.1 Mejorar el método de sujeción de la pieza de trabajo
Durante el mecanizado en desbaste, debido al gran margen de corte y la gran fuerza de corte sobre la pieza de trabajo, el método de sujeción se usa generalmente para levantar la pieza de trabajo. Contrapunto en la parte superior elástica, la pieza de trabajo se puede extender libremente en la dirección axial. Sin embargo, debido a las limitaciones de la parte superior elástica, el alargamiento axial también es limitado, por lo que la fuerza superior no es muy grande. Durante el corte de gran volumen y alta velocidad, la pieza de trabajo corre el riesgo de caerse del centro. Este fenómeno se puede evitar utilizando el método Kara.
Durante el torneado de acabado, utilizar el método de doble parte superior (el contrapunto debe usar una parte superior elástica en este momento) es útil para mejorar la precisión. La clave es mejorar la precisión del orificio central.
2.4.2 Uso del portaherramientas
El portaherramientas es un accesorio sumamente importante para girar ejes delgados. El uso de un portaherramientas puede compensar la fuerza de corte radial durante el mecanizado, reduciendo así la vibración de corte y la deformación de la pieza de trabajo. Sin embargo, se debe realizar un ajuste cuidadoso para mantener el centro del portaherramientas consistente con el centro de la parte superior de la máquina herramienta.
2.4.3 Avance inverso
Al girar un eje delgado, la herramienta de torneado a menudo se hace avanzar en la dirección del contrapunto (se debe instalar una herramienta de tracción en este momento) , de modo que la herramienta La dirección de la fuerza de avance aplicada a la pieza de trabajo es hacia el contrapunto, por lo que existe una tendencia a que la pieza de trabajo se alargue axialmente y el mosquetón reduce en gran medida la deformación por flexión causada por el alargamiento de la pieza de trabajo.
2.4.4 Herramientas de torneado de eje delgado
Las herramientas de torneado de eje delgado generalmente tienen ángulos de ataque más grandes y ángulos de avance más grandes, lo que hace que el corte sea más rápido y reduce la vibración radial y la deformación por flexión. Las herramientas de desbaste tienen rompevirutas en sus superficies de ataque para facilitar la rotura de virutas. Las herramientas de torneado de precisión suelen tener un cierto ángulo de borde negativo para permitir que las virutas fluyan hacia la superficie a mecanizar.
3 Tecnología típica de procesamiento de piezas de eje
Las piezas de eje son una de las piezas típicas comunes. Según las diferentes formas estructurales de las piezas del eje, generalmente se pueden dividir en tres categorías: ejes desnudos, ejes escalonados y ejes con formas especiales o se pueden dividir en ejes macizos, ejes huecos, etc. Se utilizan en máquinas para soportar engranajes, poleas y otros componentes de transmisión para transmitir torque o movimiento.
La tecnología de procesamiento del eje escalonado es relativamente típica y refleja la mayor parte del contenido y las reglas básicas del procesamiento de piezas del eje. A continuación se toma como ejemplo el eje de transmisión en la caja reductora para presentar la tecnología de procesamiento del eje escalonado general.
3.1 Análisis del diagrama de piezas
3.1 Eje de transmisión
Las piezas mostradas en 3.1 son los ejes de transmisión de la caja reductora. Pertenece a las piezas de tipo eje escalonado y consta de una superficie cilíndrica, un hombro del eje, una rosca, una ranura rebajada en la cola del tornillo, una ranura exterior de la muela y un chavetero. El hombro se utiliza generalmente para determinar la posición axial de las piezas instaladas en el eje. La función de la ranura del anillo es asegurar que las piezas tengan una posición correcta al ensamblarlas y facilitar la retracción de la herramienta al rectificar superficies cilíndricas o girar roscas; el chavetero se utiliza para la instalación Llave para transmitir torsión para montar varias tuercas de seguridad y tuercas de ajuste.
De acuerdo con el rendimiento y las condiciones de trabajo, el diagrama del eje de transmisión (Figura 3.1) estipula que el muñón principal M, N, los círculos exteriores P, Q y los hombros del eje G, H, I tienen una alta precisión dimensional. Precisión de posición y pequeño valor de rugosidad superficial y requisitos de tratamiento térmico. Estos requisitos técnicos deben garantizarse durante el mecanizado. Por lo tanto, el proceso clave del eje de transmisión es el procesamiento del muñón M, N y del círculo exterior P, Q.
3.2 Determinar el espacio en blanco
El material del eje de transmisión es acero 45. Dado que es un eje de transmisión general, se puede utilizar acero 45 para cumplir con sus requisitos.
Este ejemplo pertenece a un eje de transmisión. El eje de transmisión es pequeño y el diámetro exterior no es muy diferente, por lo que se selecciona acero redondo laminado en caliente de ￠60 mm como pieza en bruto.
3.3 Determinar el método de procesamiento de la superficie principal
El eje de transmisión es principalmente una superficie giratoria, que se forma principalmente mediante torneado y rectificado cilíndrico. Dado que los grados de tolerancia M, N, P y Q (IT6) de las superficies principales del eje de transmisión son relativamente altos y el valor Ra de rugosidad de la superficie (Ra = 0,8 um) es pequeño, se requiere esmerilado después del torneado. El procedimiento de mecanizado de superficies cilíndricas puede ser:
Torneado en desbaste→semiacabado→rectificado.
3.4 Determinar el dato de posicionamiento
La selección razonable del dato de posicionamiento juega un papel decisivo para garantizar la precisión del tamaño y la posición de las piezas. Dado que las superficies de contacto principales (Q, P, N, M) y el eje de referencia A-B en la superficie del hombro (H, G) del eje de transmisión tienen requisitos para el descentramiento circular radial y el descentramiento circular de la cara del extremo, y es un eje sólido, por lo tanto, se deben utilizar los orificios centrales en ambos extremos como punto de referencia y se debe utilizar el método de sujeción de doble parte superior para garantizar los requisitos técnicos de las piezas.
La referencia en blanco adopta el círculo exterior de acero redondo laminado en caliente. El procesamiento del orificio central utiliza un mandril autocentrante de tres mordazas para sujetar el círculo exterior de la pieza en bruto de acero redondo laminado en caliente, girar la cara del extremo y perforar el orificio central. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que, por lo general, no se pueden utilizar piezas en bruto de acero redondas con orificios centrales perforados en ambos extremos para sujetar. En su lugar, se debe utilizar la pieza en bruto de acero circular exterior como referencia aproximada. Primero procese una cara del extremo, taladre el orificio central. y gire el círculo exterior en un extremo; luego use el círculo exterior bueno como punto de referencia, use un mandril autocentrante de tres mordazas para sujetar (a veces el marco central del círculo exterior se ha girado en el último paso). ), gire la otra cara del extremo y taladre el orificio central. Sólo procesando el orificio central de esta manera los dos orificios centrales pueden ser coaxiales.
3.5 Procesamiento segmentado
Para piezas con mayores requisitos de precisión, el mecanizado de desbaste y el acabado deben realizarse por separado para garantizar la calidad de las piezas.
El procesamiento del eje de propulsión se divide en torneado en bruto (torneado en bruto del círculo exterior, perforación de orificios centrales, etc.), torneado semiacabado (torneado semiacabado del círculo exterior, escalones, reparación de orificios centrales, superficies secundarias, etc.), torneado en bruto. Hay tres etapas de rectificado (rectificado en bruto y fino en todas partes del círculo exterior). Cada etapa se divide aproximadamente por tratamiento térmico.
3.6 Disposición del proceso de tratamiento térmico
El tratamiento térmico del eje debe determinarse de acuerdo con su material y requisitos de uso. Para los ejes de transmisión, se utilizan comúnmente la normalización, el revenido y el enfriamiento superficial. Los ejes que requieren tratamiento de templado se disponen después de que cada círculo exterior haya sido desbaste y antes de que cada círculo exterior esté semiacabado.
Según el análisis anterior, la ruta del proceso del eje de transmisión es la siguiente:
Es necesario girar ambos extremos → perforar el orificio central → girar aproximadamente el círculo exterior → templado → reparar el orificio central → semiacabado girando el círculo exterior Redondeo, ranurado, biselado → torneado de roscas → línea de mecanizado de chaveteros → fresado de chaveteros → reparación del orificio central → rectificado → inspección.
3.7 Dimensiones de procesamiento y cantidad de corte
El margen de rectificado del eje de transmisión puede ser de 0,5 mm y el margen de semiacabado de torneado puede ser de 1,5 mm. A partir de esto, se puede determinar el tamaño del procesamiento. Para obtener más detalles, consulte el contenido del proceso en la tarjeta de proceso de procesamiento del eje.
La elección de la cantidad de torneado se puede determinar de acuerdo con las condiciones de procesamiento de los trabajadores cuando se producen piezas individuales y lotes pequeños; en general, se puede elegir entre "tecnología de procesamiento manual" o "cantidad de corte manual".
3.8 Diagrama del proceso de dibujo
El plano de referencia fino para posicionar el orificio central debe mecanizarse antes del mecanizado en desbaste, y se debe organizar un proceso de reparación del orificio central después del templado y antes. molienda. El propósito de reparar el orificio central después del templado es eliminar la deformación del tratamiento térmico y las incrustaciones de óxido del orificio central. El propósito de reparar el orificio central antes del rectificado es mejorar la precisión de posicionamiento de la referencia fina y reducir el valor de rugosidad de la superficie. la superficie del cono. Al formular el flujo de proceso del eje impulsor, al considerar el procesamiento de la superficie principal, también se debe considerar el procesamiento del subsuelo. Al semiacabar los círculos exteriores de ￠52 mm, ￠44 mm y M24 mm, se deben girar al tamaño del dibujo, y el hueco, el chaflán y la rosca se deben procesar al mismo tiempo y se deben fresar los tres chaveteros después del semiacabado y; antes de fresar, para garantizar que haya una referencia de posicionamiento más precisa al fresar el chavetero, y se evita pulir el chavetero después del fresado para evitar dañar la superficie exterior mecanizada.
Al formular el flujo del proceso, se debe considerar la disposición de los procedimientos de inspección, la determinación de los elementos de inspección y los métodos de inspección