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旋盤加工チタン合金精密軸受部品加工

キーワード:チタン合金シャフト部品旋盤加工技術大まかなベンチマークの選択ベアリング表面処理方法軸処理ステップチタン焼入焼戻し

1.シャフト部品の役割
部品旋盤の出力軸の主な機能は、旋盤のスピンドルが動力回転を得ることができるようにトルクを伝達することです。 第二に、それはしばしば労働の負担を負う。 3つ目は補助伝達部品です。


チタン合金軸部品図
1.シャフト部品の役割
部品旋盤の出力軸の主な機能は、旋盤のスピンドルが動力回転を得ることができるようにトルクを伝達することです。 第二に、それはしばしば労働の負担を負う。 3つ目は補助伝達部品です。


2.一部の分析
(1)部品図から分かるように、部品は典型的なシャフトタイプであり、その構造は比較的単純です。 軸部の配置は台形、中央部が太く、端部が細い。 それは強さおよび形の原則に合致し、取付けおよび分解が容易です。
(2)主加工面はφ50、φ60、φ64、φ35、外側円筒面、左端面M16のめねじ穴、2つの小端面のM8めねじ穴です。

(3)図からわかるように、部品の寸法精度は非常に高く、それらのほとんどはIT7です。 粗さはシャフトの小径円筒面に表示されており、φ64の外側円筒面はRa1.6umです。 スモールエンドの端面はRa1.6um、残りはRa3.2umで比較的高いです。

(4)熱処理は、均一性を維持するために焼入れ焼戻し処理、HRC28−30を必要とする。 最後に、表面酸化処理
(5)この部分の材質はTC4 Ti-6Al-4Vです。
(6)シャフト端部に45°の面取りが施されているため、組み立てが容易です。

ブランクの選択とブランクサイズの決定
1.空白を選択
(1)この部品のブランクはTC4 Ti-6Al-4Vです。これは典型的なシャフト材料であり、最も一般的に使用されているチタン合金の1つです。 焼き戻しおよび表面硬化後、より良好な全体的性能が得られる。

(2)ワークの状態が単純なため、プロファイルTC4 Ti-6Al-4Vを使用できます。 ブランクは冷間引き抜きで作られています。 Φ70の外側の円は材料が除去されていないことを示すので、直径は直径Φ70mmになるように選択される。 「機械製造工程の簡潔マニュアル」をチェックして、表面粗さRa 3.2〜1.6のIT7のブランク精度グレードを取得してください。


2.余白の残りの量を決定します
                                 表2

製品マップ 処理面コード 基本サイズ 加工代レベル 加工代 説明
軸部スケッチ D1 50 IT7 20  
D2 50 IT7 20  
D3 60 IT7 10  
D4 70 IT7    
D5 64 IT7 6  
D6 35 IT7 35  
D7        
D8        

V.プロセス計画の設計
ベンチマークの選択

(1)おおよその参照を選択してください

大まかな基準の選択は、機械加工面と非機械加工面との間の位置精度を確実にするべきであり、各機械加工面のマージンは合理的に分配され、そして正確な基準はその後のプロセスのために提供される。 したがって、位置決め、締付けおよび機械加工を容易にするために、シャフトの円筒面を基準として選択することができ、または円筒面および頂点穴を基準として使用することができる。 円筒面で位置決めする場合、チャックは基準加工とクランプの利便性があるため、通常使用されます。 重要なサーフェスの荒取り代が小さく均一であることを確認するために、部品の小さい端面を大まかな基準として選択する必要があります。

(2)選定基準の選定

減速機の出力軸の技術的な要求と組み立ての要求に従って、軸の右端面は細かい基準としてφ50+ 0.027、0.002と端面φ35+ 0.027、0.002として選択されるべきです。 部品の多くの表面は、端面を基準として加工することができます。 ベンチマーク変換エラーを回避でき、ベンチマーク原則に従います。 両端の中心軸が設計の基本です。 中心軸は、表面の最終加工位置精度を保証し、設計基準とプロセス基準の一貫性を保つための基準として選択されます。

部品の表面処理方法の決定
部品図の各面の加工要求および材料特性により、シャフトは段付シャフトであり、シャフトの各面の具体的な加工方法は表2に示す通りである。


加工面 寸法精度グレード 表面粗さRa(μm) 処理方法
左右の端面 IT12 12.5 荒削り
Φ50+0.027、+ 0.002外側円形面 IT7 3.2 荒削り - 中仕上げ旋削
Φ60外側円形面 IT7 3.2 荒削り_中仕上げ旋削
Φ64+0.032、+ 0.002外側円形面 IT7 1.6 荒削り_中仕上げ_仕上げ
Φ35+0.027、+ 0.002外側円形面 IT7 1.6 ラフターニング_セミフィニッシュターニング_ファインターニング
撤退溝 IT12 12.5 ファインターニング
スプライン IT7 3.2 ラフミーリング_セミファインミリング
フラットキー IT7 3.2 ラフミーリング_セミファインミリング
小端部のねじ穴 IT12 12.5 ドリル_タップ
大規模なエンドネジ穴 IT12 12.5 ドリル_タップ

処理シーケンスの整理
(1)加工
1>最初の基準面の後のその他の原則:
処理スケジュールでは常にポジショニングデータが最初に処理されるため、ベースラインとしてフォローアッププロセスの準備を準備する必要があります。 まず、基準面が完成し、中心穴と回転面の外円が回転します。
2>「最初に粗い」の原則に従って
粗加工工程が最初に配置され、続いて仕上げ工程が配置される。 まず、主面を高精度に配置してから選別する。
3>優先順位と優先順位の原則に基づきます。
主面は、外円の外面、端面などのように最初に処理される。 ミリングキー溝などの後処理補助面。
4>最初に外側、次に内側に、最初の大小の原則。
最初に、外側の円が処理され、次に内側の穴が外側の円によって位置決めされます。 段付きの外円を処理するときは、大きい方の直径が最初に処理され、小さい方の直径が後で処理されます。

5>二次表面処理の配置:
キー溝のような表面下の機械加工は典型的には円筒形仕上げ旋削の後に提供される。 車軸の右端と車軸の中央端には、より高い加工品質が要求される面を後ろに配置する必要があります。
6>シャフトの右端面が64mm、中央が35mmで、品質が上がり、後部が配置されます。
7>第一の側面とバックホールの原則:
まず端面を加工し、次にキー溝をフライス加工してタップ穴を開けます。

2)熱処理工程の準備
切削の前に正規化を行うことをお勧めします。これにより、シャフトの硬度が上がり、ブランクの内部応力がなくなり、切削性能が向上します。荒加工後、焼入れおよび焼戻しを行うと、シャフト全体の性能が向上します。中仕上げ後の最終熱処理は、材料強度、表面硬度および耐摩耗性を向上させます。

荒加工および熱処理の後、矯正工程が配置される。 バリ取りおよび中間検査手順は、半仕上げの後に配置されます。 完成後のバリ取り、清掃、最終検査の手配をします。

要約すると、軸の操作順序は次のとおりです。
ベンチマーク_主表面粗さ_熱処理_主表面の仕上げ_主表面の仕上げ(研削)_ミーリングキー溝とタッピング_バリ取り、最終熱処理など

シャフトの技術的なルートを決定する
上記のプロセスの分析に基づいて、表4に示すように、コンポーネントのプロセス経路が決定されます。

プロセスID プロセス名 工作機械設備 道具 測定ツール
01 ラフターニング左右の端面と45°の面取り CA6140 45°ナイフ ノギス
02 ドリルセンター穴 CA6140 ツイストドリル キャリパー
03 ラフ旋回外輪円 CA6140 60°ナイフ ノギス
04 焼戻し焼戻しHRC28〜30      
05 半外側の円φ50を回し、φ60、φ64、φ35 CA6140 60° ナイフ ノギスとゲージ
06 ファイン旋回外輪円φ64、φ35 CA6140 60°ナイフ ノギス
07 2.2×1.5スロットを回します CA6140 普通の溝入れナイフ ノギス
08 ミリングキー溝 フライス盤X083 フライス盤 ノギス
09 M16、2-M8ネジ穴加工 ボール盤Z515 ドリル ノギス
10 フィッタータッピング   タップ  
11 バリ取り     ハンドハンマー
12 最終熱処理(表面酸化)および洗浄      
13 チェック     キャリパープラグ

5.機械加工代、プロセスサイズ決定
円筒面の機械加工寸法を決定するために、多重機械加工のための円筒面の機械加工寸法は、機械加工代にのみ関係している。 各円筒面の総加工代(余白)はあらかじめ決まっていますので、余裕分を各工程の加工代に割って、後ろから順に加工寸法を計算します。 中間工程寸法の公差は、加工方法の経済的精度によって決定される。 部品の各円筒面のプロセス許容差、プロセス寸法と公差、および表面粗さは次のとおりです。

表5円筒外面φ50   軸加工代計算

プロセス名 プロセス間容量/ mm プログラム 加工基本サイズ/ mm ラベリングプロセス
寸法公差/ mm
経済精度/ mm 表面粗さRa /μm
空白 10 ±2 0 60 Φ60±2
ラフカー 9 IT10 12.5 51.027 51.027 0 +0.12
中仕上げ旋削 1 IT7 3.2 50.027 Φ50.027 0 +027
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