。軸頸是軸的裝配基準,它們的精度和表面質量一般要求較高
,其技術要求一般根據(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,一般應將其公差限制在尺寸公差范圍內
。對精度要求較高的內外圓表面,應在圖紙上標注其允許偏差
。
(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,高精度軸(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。
毛坯和材料
(一)軸類零件的毛坯 軸類零件可根據(jù)使用要求
、生產類型
、設備條件及結構
,選用棒料、鍛件等毛坯形式
。對于外圓直徑相差不大的軸
,一般以棒料為主
;而對于外圓直徑相差大的階梯軸或重要的軸,常選用鍛件
,這樣既節(jié)約材料又減少機械加工的工作量
,還可改善機械性能。
根據(jù)生產規(guī)模的不同
,毛坯的鍛造方式有自由鍛和模鍛兩種
。中小批生產多采用自由鍛,大批大量生產時采用模鍛
。
(二)軸類零件的材料 軸類零件應根據(jù)不同的工作條件和使用要求選用不同的材料并采用不同的熱處理規(guī)范(如調質、正火、淬火等)
,以獲得一定的強度
、韌性和耐磨性。
40Cr是軸類零件的常用材料
,它價格便宜經(jīng)過調質(或正火)后
,可得到較好的切削性能
,而且能獲得較高的強度和韌性等綜合機械性能,淬火后表面硬度可達45~52HRC
。
40Cr等合金結構鋼適用于中等精度而轉速較高的軸類零件
,這類鋼經(jīng)調質和淬火后,具有較好的綜合機械性能
。
軸承鋼GCr15和彈簧鋼65Mn,經(jīng)調質和表面高頻淬火后
,表面硬度可達50~58HRC
,并具有較高的耐疲勞性能和較好的耐磨性能,可制造較高精度的軸
。
精密機床的主軸(例如磨床砂輪軸
、坐標鏜床主軸)可選用38CrMoAIA氮化鋼
。這種鋼經(jīng)調質和表面氮化后,不僅能獲得很高的表面硬度
,而且能保持較軟的芯部
,因此耐沖擊韌性好。與滲碳淬火鋼比較
,它有熱處理變形很小,硬度更高的特性
。
40Cr廣泛用于機械制造
,這種鋼的機械性能很好。但是這是一種中碳鋼
,淬火性能并不好
,40Cr可以淬硬至HRC42~46
。所以如果需要表面硬度
,又希望發(fā)揮40Cr優(yōu)越的機械性能,常將40Cr表面滲碳淬火
,這樣就能得到需要的表面硬度
。
40Cr彈性模數(shù)
40Cr彈性模數(shù):彈性模量E(20℃) /MPa 200000~211700 ,切變模量G(20℃) 80800
熱處理工藝
淬火工藝
40Cr淬火850℃,油冷
;回火520℃,水冷、油冷
。40Cr表面淬火硬度為HRC52-60
,火焰淬火能達到HRC48-55。
氮化處理
40Cr屬于可氮化鋼
,其所含元素有利于氮化
。40Cr經(jīng)氮化處理后可獲得較高的表面硬度,40Cr調質后氮化處理硬度最高能達到HRA72~78
,即HRC43~55。
氮化工件工藝路線:鍛造-退火-粗加工-調質-精加工-除應力-粗磨-氮化-精磨或研磨
。由于氮化層薄
,并且較脆
,因此要求有較高強度的心部組織
,所以要先進行調質熱處理
,獲得回火索氏體
,提高心部機械性能和氮化層質量。軟氮化是活性氮化,現(xiàn)在比較常用的是氣體氮化.
焊接
40Cr焊接前注意預熱
,以防止因基體散熱,造成焊縫內部激冷淬裂
。焊接后調質前最好加一遍正火
。
40Cr的焊接性:
結晶時易偏析,對結晶裂紋(一種熱裂紋)比較敏感
,焊接時容易在弧坑和焊縫中凹下的部分開裂。含碳量較高
,快冷時易得到對冷裂紋很敏感的淬硬組織(馬氏體組織)
。過熱區(qū)在冷速較大時,很容易形成硬脆的高碳馬氏體而使過熱區(qū)脆化
。
焊接工藝要點:
1
、一般在退火(正火)狀態(tài)下進行焊接
。
2
、焊接方法不受限制
3、用較大線能量
,適當提高預熱溫度
,一般預熱溫度及層間溫度可控制在250~300℃之間。
4
、焊接材料應保證熔敷金屬的成分與母材基本相同
,如J107-Cr
5、焊后應及時進行調質熱處理
。若及時進行調質處理有困難,可進行中間退火或在高于預熱的溫度下保溫一段時間
,以排除擴散氫并軟化組織
。 對結構復雜、焊縫較多的產品