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軸類零件是機器中經(jīng)常遇到的典型零件之一。它主要用來支承傳動零部件,傳遞扭矩和承受載荷。軸類零件是旋轉(zhuǎn)體零件,其長度大于直徑,一般由同心軸的外圓柱面、圓錐面、內(nèi)孔和螺紋及相應(yīng)的端面所組成。根據(jù)結(jié)構(gòu)形狀的不同,軸類零件可分為光軸、階梯軸、空心軸和曲軸等。
軸的長徑比小于5的稱為短軸,大于20的稱為細(xì)長軸,大多數(shù)軸介于兩者之間。
軸用軸承支承,與軸承配合的軸段稱為軸頸。軸頸是軸的裝配基準(zhǔn),它們的精度和表面質(zhì)量一般要求較高,其技術(shù)要求一般根據(jù)軸的主要功用和工作條件制定,通常有以下幾項:
(一)尺寸精度 起支承作用的軸頸為了確定軸的位置,通常對其尺寸精度要求較高(IT5~IT7)。裝配傳動件的軸頸尺寸精度一般要求較低(IT6~IT9)。
(二)幾何形狀精度 軸類零件的幾何形狀精度主要是指軸頸、外錐面、莫氏錐孔等的圓度、圓柱度等,一般應(yīng)將其公差限制在尺寸公差范圍內(nèi)。對精度要求較高的內(nèi)外圓表面,應(yīng)在圖紙上標(biāo)注其允許偏差。
(三)相互位置精度 軸類零件的位置精度要求主要是由軸在機械中的位置和功用決定的。通常應(yīng)保證裝配傳動件的軸頸對支承軸頸的同軸度要求,否則會影響傳動件(齒輪等)的傳動精度,并產(chǎn)生噪聲。普通精度的軸,其配合軸段對支承軸頸的徑向跳動一般為0.01~0.03mm,軸(如主軸)通常為0.001~0.005mm。
(四)表面粗糙度 一般與傳動件相配合的軸徑表面粗糙度為Ra2.5~0.63μm,與軸承相配合的支承軸徑的表面粗糙度為Ra0.63~0.16μm。
真正的五軸加工中心具備刀點跟隨功能,可以在不改變?nèi)魏螀?shù)的情況下,確保的刀具的切削點和零件表面接觸,避免造成切削陷坑。整個路徑運動過程中可對刀具方向進行優(yōu)化,同時進行刀具直線運動。這樣,在整個路徑上都可保持切削狀態(tài)。五軸加工中心在刀具應(yīng)用和加工優(yōu)化這一塊也是非常重要,五軸加工中心目前在加工異面體加工、葉輪加工、箱體加工、齒輪加工、復(fù)雜腔體應(yīng)用特別多。對一個國家的航空航天、軍事科研、精密器械、汽車設(shè)備、高精醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域有著舉足輕重的影響力
多軸加工的類型
加工中心一般分為立式加工中心和臥式加工中心。三軸立式加工中心的加工面僅為工件的頂面,臥式加工中心借助回轉(zhuǎn)工作臺,也只能完成工件的四面加工。多軸數(shù)控加工中心具有、的特點,工件在一次裝夾后能完成5個面的加工。如果配置5軸聯(lián)動的數(shù)控系統(tǒng),還可以對復(fù)雜的空間曲面進行加工,非常適于加工汽車零部件、飛機結(jié)構(gòu)件等工件的成型模具。根據(jù)回轉(zhuǎn)軸形式,多軸數(shù)控加工中心可分為兩種設(shè)置方式。
(1)工作臺回轉(zhuǎn)軸。
這種設(shè)置方式的多軸數(shù)控加工機床的優(yōu)點是:主軸結(jié)構(gòu)比較簡單,主軸剛性非常好,制造成本比較低。但一般工作臺不能設(shè)計太大,承重也較小,特別是當(dāng)A 軸回轉(zhuǎn)角度≥90°時,工件切削時會對工作臺帶來很大的承載力矩。
(2)立式主軸頭回轉(zhuǎn)。
這種設(shè)置方式的多軸數(shù)控加工機床的優(yōu)點是:主軸加工非常靈活,工作臺也可以設(shè)計得非常大。在使用球面銑刀加工曲面時,當(dāng)?shù)毒咧行木€垂直于加工面時,由于球面銑刀的頂點線速度為零,頂點切出的工件表面質(zhì)量會很差,而采用主軸回轉(zhuǎn)的設(shè)計,令主軸相對工件轉(zhuǎn)過一個角度,使球面銑刀避開頂點切削,保證有一定的線速度,可提高表面加工質(zhì)量,這是工作臺回轉(zhuǎn)式加工中心難以做到的。