CN102062139A

CN102062139A - 一种轻质高强度附筋转轴

Info

Publication number: CN102062139A
Application number: CN2009101988879A
Authority: CN
Inventors: 季明浩; 孙达章; 杨克荣
Original assignee: Shanghai Maritime University
Current assignee: Shanghai Maritime University
Priority date: 2009-11-17
Filing date: 2009-11-17
Publication date: 2011-05-18

Abstract

本发明提供一种轻质高强度附筋转轴，系采用尼龙为材料加工制成，转轴径面上有大于一条的凸筋，凸筋与转轴为一体，其在转轴上均匀分布，优选的方案是凸筋一端呈圆弧状，另一端呈台阶状，圆弧一端进的圆角r1大于r2。本发明具有结构简单、易加工的优点。非常适合小型、微型机电产品的产品。较机械型和结构型的联结定位方式，本型转轴不仅加工工艺简便，自身结构简单，而且无需通过与之固定的零件上另行加制工艺孔来实现定位。

Description

一种轻质高强度附筋转轴

技术领域

本发明涉及一种转轴，具体涉及一种适用于小型、微型机电产品中的转子部件总装时起固定联结作用的转轴。

背景技术

在机电产品中，机械零部件固定联结方式可分为工艺型和配合型。

(一)工艺型通过在转轴或机械零部件上分别加制通孔或螺纹孔，装配时再通过螺钉旋紧联结。这种联结方式对零件的制作中涉及的工序，工具类型和设备种类较多，工艺制备过程复杂。

(二)配合型将转轴及与转轴相联结部分的通孔加工成可相配、具有一定锥形，通过转轴与通孔之间锥形型面耦合，达到固定联结的目的。这种联结加工方式，无论是对操作人员技能还是加工机床和零件的制作工艺要求及制作成本都很高。故一般制造业都较少采用。

除了以上两种方式外，还有一种粘结型，即采用高强度粘结剂(膏)，将结合面粘合在一起。这种方式可靠性差，只适用于一般性、受负载或冲击载荷较小的联结。如需承受一定强度载荷则不适合。

在小型、微型机电产品的装配中，常有转轴与转子组件进行固定配合，即将转轴的固定档尺寸相对于固定通孔加工略为大些，通常以过盈配合。在压装过程中，由于转轴与通孔内径壁全接触，转轴外圆周面留有明显的拉痕，刮擦等表观损伤。

此外，各类机电产品中，轴制品都选用各类金属材料。如：各种碳钢(35^#、45^#等)、合金钢(1Cr18Ni9Ti、2Cr13、9Cr18等)，以及有色金属。存在重量较重、不易加工等缺陷。

因此，需要这样一种转轴，自身具有一定的强度、易成型、易切削、重量轻，加工成型后无需要专门保养，甚至免维护。加工中无需经特殊复杂工艺或经简单工序就能直接可供装配使用，装配中不会有不良损伤，对提高加工效率，降低制造和管理成本有显著效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自身具有一定的强度、易成型、易切削、重量轻，的高强度、轻质转轴。

本发明轻质高强度附筋转轴，采用尼龙为材料制备。尼龙适合切削加工。在加工过程中具有自润滑性。当切削速度不快时(转速80～220转/min)不易产生切削热，无需添加切削液。此外，尼龙材料质量轻、价格低廉，适用于小型、微型机电产品。加工完成后的转轴无需专门定期保养。尼龙材料比金属材料价格低、机械强度好，是替代金属的理想替代品。此外，尼龙经切削后产生的条状物可再次利用。将其揉合成团状，洗手时结合肥皂、去污液(剂)搓手，这样可有效去除手上油渍、污垢。比单单使用肥皂、去污液(剂)效果明显。

本发明转轴摒弃原有传统型转轴的光杆结构。在转轴的固定工作型面(轴的圆周面)上附加若干条凸筋。通过凸筋的径向力与之紧固配合的通孔内壁之间张力紧密贴合，从而起到固紧作用。

本发明轻质高强度附筋转轴的径面上有凸筋，凸筋与转轴为一体，凸筋在转轴上均匀分布。

一种优选的方案是凸筋一端呈圆弧状，另一端呈台阶状。这样当转轴压入通孔时，转轴与通孔间有一滑行过渡段。转轴在下滑过程中有辅助导向(正)作用，且不易损伤被压入通孔周围边缘表面，保证加工质量。

本发明附筋转轴的凸筋的长度、宽度、凸起高度及进的圆角r1和r2大小视轴的实际制造尺寸而定。

本转轴与通孔尺寸略为大些，轴的过盈量为通孔孔径的1.5～2.0％，这样在使转轴压入通孔后具有适当张力，以防松动。

本型发明专利，通过外力载荷，如气动压力机、液压机等，将转轴压入装配固定用通孔中。转轴表面各凸筋与通孔内壁面接触，利用两者间相互正反压作用力，撑紧固定。此状态下，转轴在通孔中受力均匀，不会发生窜动，跟转等失效状态。在装配压装中，当转轴压入通孔时，既不需要通过专用工装保证压入时的限位，而且转轴上的凸筋与通孔受力均匀。经检测，这样压装出来的转轴组件紧固性好，通孔四周没有刮、划、翘、凹、翻等不良表观。经压制后的转轴组件整体可靠性高。

本发明附筋转轴可通过车削加工时，车刀用一般加工车(铣)刀具即可。加工时转速不宜过快，一般要求在80～220转/分钟，进刀量也不宜过大，一般要求0.10mm/转，否则造成尼龙制品发热膨胀，加工不符合设计尺寸。

本发明转轴可广泛应用于机械，机电、五金等制造加工领域。非常适合中小型机械产品的制造。采用本型转轴，可有效规避加工性损伤。同时，凸筋与孔壁的接触面积大大减小，无需加大外加载负荷，提高加工效率。通过凸筋工艺结构，则无需将转轴和通孔加工成锥形型面。这样既有效降低工艺复杂度，又可降低制造等级要求。

尼龙作为工程塑料广泛应用于服装、地毯、轮胎、帐篷、绳索、降落伞等产品领域。在机械加工性能方面与有色金属及合金钢形同，有些性能甚至优于后两者。其具有如下优点：(1)比重低。如一个400公斤的尼龙坯料，实际体积相当于2.7吨钢或3吨青铜，其重量轻、耐疲劳、吸收冲击，切削时具有良好的稳定性和自润滑性，容易加工成型。(2)静、动摩擦系数小、使用周期长、减少保养，恶劣环境下适应性强、寿命长。耐冲击疲劳、震动的抵抗性大、噪音小、装配容易、耐磨性能好等性能。尼龙比其它材料使用寿命长，加工容易，不生锈、不占油污及锈渍。(3)装配时不易抱轴或卡轴，压装中不伤结合面或贴合面，不会像金属那样有粘滞、刮划或起毛现象，能有效避免拉毛，翘角等不良现象。(4)尼龙使用寿命比通常金属制品延长二、三倍之多。由于具有不生锈特性，成品后亦可露天放置。更换、拆卸方便，降低劳动强度。

本发明具有结构简单、易加工的优点。非常适合小型、微型机电产品的产品。较机械型和结构型的联结定位方式，本型转轴不仅加工工艺简便，自身结构简单，而且无需通过与之固定的零件上另行加制工艺孔来实现定位。

以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的描述。如公知的，附图和具体实施方式并不构成对本发明的限制。

附图说明

图1为附筋转轴主视图。

图2为图1沿A-A线的剖面图。

图3为转轴附筋平滑端局部视图。

图4为转轴附筋台阶端局部视图。

其中，1为转轴，2为凸筋，3为附筋平滑端，4为附筋台阶端，5为圆角r1 6为圆角r2。

具体实施方式

根据实际使用工况，如：转轴组件的接触强度、与转轴配合通孔的长度，以及轴在工作(旋转)时的转速、转矩负载等情况来确定实际凸筋的数量、长度、宽度、弧度、凸起高度及进的圆角r1和r2。

具体如图1和图2，转轴1的径面上有4条凸筋2，凸筋2与转轴1为一体，凸筋2在转轴上均匀分布。凸筋2一端呈圆弧状，为附筋平滑端3，另一端呈台阶状，为附筋台阶端4。这样当转轴压入通孔时，转轴与通孔间有一滑行过渡段。转轴在下滑过程中有辅助导向(正)作用，且不易损伤被压入通孔周围边缘表面。

本实施例中进的圆角r1大于r2，如图3所示。图4中台阶端的凸起高度相对于凸筋本体为1～1.5mm。

Claims

1.一种轻质高强度附筋转轴，其特征在于，系采用尼龙为材料加工制成，转轴径面上有大于一条的凸筋。

2.如权利要求1所述的轻质高强度附筋转轴，其特征在于，凸筋与转轴为一体，其在转轴上均匀分布。

3.如权利要求1所述的轻质高强度附筋转轴，其特征在于，凸筋一端呈圆弧状，另一端呈台阶状。

4.如权利要求3所述的轻质高强度附筋转轴，其特征在于，圆弧一端进的圆角r1大于r2。

5.如权利要求1所述的轻质高强度附筋转轴，其特征在于，轴的过盈量为通孔孔径的1.5～2.0％。

6.加工如权利要求1至5任一所述的轻质高强度附筋转轴的方法，其特征在于，通过车削加工，加工时转速在80～220转/分钟，进刀量约为0.10mm/转。