軸類零件的加工工藝資料

1、軸類零件的加工工藝軸類零件的加工工藝 緒論 本課題主要研究軸類零件加工過程， 加工工藝注意點(diǎn)及改進(jìn)的方法， 通過總結(jié)非標(biāo)件的加工以及典型半成品軸類零件的加工實(shí)例來加以說明。 現(xiàn)在許多制造最終成品的工廠為了提高機(jī)器的某些性能或者降低成本，需要找機(jī)械加工廠定做的，常常會(huì)因?yàn)樵O(shè)備、技術(shù)或者工藝規(guī)程制定的不是很好，加工出來的部件無法滿足使用要求，所以需要一次次的總結(jié)，改進(jìn)加工工藝，從而完善產(chǎn)品。經(jīng)過總結(jié)了生產(chǎn)上出現(xiàn)的問題，寫下了這篇論文。 軸類零件是機(jī)器中經(jīng)常遇到的典型零件之一。它在機(jī)械中主要用于支承齒輪、帶輪、凸輪以及連桿等傳動(dòng)件，以傳遞扭矩。按結(jié)構(gòu)形式不同，軸可以分為階梯軸、錐度心軸、光軸、空心軸

2、、曲軸、凸輪軸、偏心軸、各種絲杠等。 圖 軸的種類 a)光軸 b)空心軸 c)半軸 d)階梯軸 e)花鍵軸 f)十字軸 g）偏心軸 h)曲軸 i) 凸輪軸 1 軸類零件的功用、結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 軸類零件是機(jī)器中經(jīng)常遇到的典型零件之一。 它在機(jī)械中主要用于支承齒輪、 帶輪、凸輪以及連桿等傳動(dòng)件，以傳遞扭矩。按結(jié)構(gòu)形式不同，軸可以分為階梯軸、錐度心軸、光軸、空心軸、曲軸、凸輪軸、偏心軸、各種絲杠等。它主要用來支承傳動(dòng)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

3、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。 1.1 軸類零件的毛坯和材料 1.1.1 軸類零件的毛坯 軸類毛坯 常用圓棒料和鍛件；大型軸或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的軸采用鑄件。毛坯經(jīng)過加熱鍛造后，可使金屬內(nèi)部纖維組織沿表面均勻分布，獲得較高的抗拉、抗彎及抗扭強(qiáng)度。 根據(jù)生產(chǎn)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(chǎn)多采用自由鍛，大批大量生產(chǎn)時(shí)采用模鍛。 1.1.2 軸類零件的材料 軸類零件材料 常用 45 鋼， 精度較高的軸可選用 40Cr、 軸承鋼 GCr15、 彈簧鋼 65Mn，也可選用球墨鑄鐵；對(duì)高速、重載的軸，選用 20Mn2B、20Cr

4、等低碳合金鋼或 38CrMoAl 氮化鋼。 45 鋼是軸類零件的常用材料，它價(jià)格便宜經(jīng)過調(diào)質(zhì)（或正火）后，可得到較好的切削性能， 而且能獲得較高的強(qiáng)度和韌性等綜合機(jī)械性能， 淬火后表面硬度可達(dá) 4552HRC。 40Cr 等合金結(jié)構(gòu)鋼適用于中等精度而轉(zhuǎn)速較高的軸類零件，這類鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)和淬火后，具有較好的綜合機(jī)械性能。 軸承鋼 GCr15 和彈簧鋼 65Mn， 經(jīng)調(diào)質(zhì)和表面高頻淬火后， 表面硬度可達(dá) 5058HRC，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(jī)床的主軸（例如磨床砂輪軸、坐標(biāo)鏜床主軸）可選用 38CrMoAIA 氮化鋼。這種鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)和表面氮化后，不僅能獲得很高

5、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。 2 軸類零件一般加工要求及方法 2.1 軸類零件加工工藝規(guī)程注意點(diǎn) 在學(xué)校機(jī)械加工實(shí)習(xí)課中，軸類零件的加工是學(xué)生練習(xí)車削技能的最基本也最重要的項(xiàng)目，但學(xué)生最后完工工件的質(zhì)量總是很不理想， 經(jīng)過分析主要是學(xué)生對(duì)軸類零件的工藝分析工藝規(guī)程制訂不夠合理。 軸類零件中工藝規(guī)程的制訂，直接關(guān)系到工件質(zhì)量、勞動(dòng)生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效益。一零件可以有幾種不同的加工方法， 但只有某一種較合理， 在制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程中， 須注意以下幾點(diǎn)。 1.零件圖工藝分析中，需理解零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、精度、材質(zhì)、熱處理等技術(shù)要求，

6、且要研究產(chǎn)品裝配圖，部件裝配圖及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。 2.滲碳件加工工藝路線一般為：下料鍛造正火粗加工半精加工滲碳去碳加工（對(duì)不需提高硬度部分） 淬火車螺紋、 鉆孔或銑槽粗磨低溫時(shí)效半精磨低溫時(shí)效精磨。 3.粗基準(zhǔn)選擇： 有非加工表面， 應(yīng)選非加工表面作為粗基準(zhǔn)。 對(duì)所有表面都需加工的鑄件軸，根據(jù)加工余量最小表面找正。 且選擇平整光滑表面， 讓開澆口處。 選牢固可靠表面為粗基準(zhǔn)，同時(shí)，粗基準(zhǔn)不可重復(fù)使用。 4.精基準(zhǔn)選擇：要符合基準(zhǔn)重合原則，盡可能選設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或裝配基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。盡可能在多數(shù)工序中用同一個(gè)定位基準(zhǔn)。盡可能使定位基準(zhǔn)與測量基準(zhǔn)重合。選擇精度高、安裝穩(wěn)定可靠表面為精基準(zhǔn)。

7、 工藝規(guī)程制訂得是否合理，直接影響工件的質(zhì)量、勞動(dòng)生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效益。一個(gè)零件可以用幾種不同的加工方法制造，但在一定的條件下，只有某一種方法是較合理的。因此，在制訂工藝規(guī)程時(shí)，必須從實(shí)際出發(fā)，根據(jù)設(shè)備條件、生產(chǎn)類型等具體情況，盡量采用先進(jìn)加工方法，制訂出合理的工藝規(guī)程。 2.2 軸類零件加工的技術(shù)要求 1 尺寸精度軸類零件的主要表面常為兩類， 一類是與軸承的內(nèi)圈配合的外圓軸頸， 即支承軸頸，用于確定軸的位置并支承軸，尺寸精度要求較高，通常為 IT5IT7；另一類為與各類傳動(dòng)件配合的軸頸，即配合軸頸，其精度稍低，通常為 IT6IT9。 2 幾何形狀精度主要指軸頸表面、外圓錐面、錐孔等重要表面的圓度

8、、圓柱度。其誤差一般應(yīng)限制在尺寸公差范圍內(nèi)，對(duì)于精密軸，需在零件圖上另行規(guī)定其幾何形狀精度。 3 相互位置精度包括內(nèi)、外表面，重要軸面的同軸度、圓的徑向跳動(dòng)、重要端面對(duì)軸心線的垂直度、端面間的平行度等。 4 表面粗糙度軸的加工表面都有粗糙度的要求，一般根據(jù)加工的可能性和經(jīng)濟(jì)性來確定。 2.3 軸類零件的熱處理 1 鍛造毛坯在加工前，均需安排正火或退火處理，使鋼材內(nèi)部晶粒細(xì)化，消除鍛造應(yīng)力，降低材料硬度，改善切削加工性能。 2 調(diào)質(zhì)一般安排在粗車之后、半精車之前，以獲得良好的物理力學(xué)性能。 3 表面淬火一般安排在精加工之前，這樣可以糾正因淬火引起的局部變形。 4 精度要求高的軸，在局部淬火或粗磨

9、之后，還需進(jìn)行低溫時(shí)效處理。 2.4 典型軸類零件加工工藝改進(jìn)的方法 對(duì)于 7 級(jí)精度、表面粗糙度 Ra0.80.4m 的一般傳動(dòng)軸，其工藝路線是：正火車端面鉆中心孔粗車各表面精車各表面銑花鍵、 鍵槽熱處理修研中心孔粗磨外圓精磨外圓檢驗(yàn)。 由于細(xì)長軸剛性很差，在加工中極易變形，對(duì)加工精度和加工質(zhì)量影響很大。為此，生產(chǎn)中常采用下列措施予以解決。 2.4.1 改進(jìn)工件的裝夾方法 粗加工時(shí)，由于切削余量大，工件受的切削力也大，一般采用卡頂法，尾座頂尖采用彈性頂尖，可以使工件在軸向自由伸長。但是，由于頂尖彈性的限制，軸向伸長量也受到限制，因而頂緊力不是很大。在高速、大用量切削時(shí)，有使工件脫離頂尖的危險(xiǎn)

10、。采用卡拉法可避免這種現(xiàn)象的產(chǎn)生。 精車時(shí)，采用雙頂尖法（此時(shí)尾座應(yīng)采用彈性頂尖）有利于提高精度，其關(guān)鍵是提高中心孔精度。 2.4.2 采用跟刀架 跟刀架是車削細(xì)長軸極其重要的附件。 采用跟刀架能抵消加工時(shí)徑向切削分力的影響， 從而減少切削振動(dòng)和工件變形， 但必須注意仔細(xì)調(diào)整， 使跟刀架的中心與機(jī)床頂尖中心保持一致。 2.4.3 采用反向進(jìn)給 車削細(xì)長軸時(shí)，常使車刀向尾座方向作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)（此時(shí)應(yīng)安裝卡拉工具），這樣刀具施加于工件上的進(jìn)給力方向朝向尾座， 因而有使工件產(chǎn)生軸向伸長的趨勢， 而卡拉工具大大減少了由于工件伸長造成的彎曲變形。 2.4.4 采用車削細(xì)長軸的車刀 車削細(xì)長軸的車刀一般前角和

11、主偏角較大，以使切削輕快，減小徑向振動(dòng)和彎曲變形。粗加工用車刀在前刀面上開有斷屑槽，使斷屑容易。精車用刀常有一定的負(fù)刃傾角，使切屑流向待加工面。 一、 軸類零件是機(jī)器中經(jīng)常遇到的典型零件之一。 它主要用來支承傳動(dòng)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)

12、軸的主要功用和工作條件制定，通常有以下幾項(xiàng)： (一)尺寸精度 起支承作用的軸頸為了確定軸的位置， 通常對(duì)其尺寸精度要求較高 （IT5IT7） 。 裝配傳動(dòng)件的軸頸尺寸精度一般要求較低 （IT6IT9）。 (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(duì)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(jī)械中的位置和功用決定的。通常應(yīng)保證裝配傳動(dòng)件的軸頸對(duì)支承軸頸的同軸度要求，否則會(huì)影響傳動(dòng)件（齒輪等）的傳動(dòng)精度，并產(chǎn)生噪聲。普通精度的軸， 其配合軸段對(duì)支承

13、軸頸的徑向跳動(dòng)一般為 0.010.03mm， 高精度軸 （如主軸）通常為 0.0010.005mm。 (四)表面粗糙度 一般與傳動(dòng)件相配合的軸徑表面粗糙度為 Ra2.50.63m，與軸承相配合的支承軸徑的表面粗糙度為 Ra0.630.16m。 一、 概述 (一)、軸類零件的功用與結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 1、功用：為支承傳動(dòng)零件（齒輪、皮帶輪等） 、傳動(dòng)扭矩、承受載荷，以及保證裝在主軸上的工件或刀具具有一定的回轉(zhuǎn)精度。 2、 2、 分類：軸類零件按其結(jié)構(gòu)形狀的特點(diǎn)，可分為光軸、階梯軸、空心軸和異形軸（包括曲軸、凸輪軸和偏心軸等）四類。 圖 軸的種類 a)光軸 b)空心軸 c)半軸 d)階梯軸 e)花鍵軸 f)

14、十字軸 g）偏心軸 h)曲軸 i) 凸 輪軸 若按軸的長度和直徑的比例來分， 又可分為剛性軸 （L/d12和撓性軸 （L/d12）兩類。 3、表面特點(diǎn)：外圓、內(nèi)孔、圓錐、螺紋、花鍵、橫向孔 （二）主要技術(shù)要求： 1、尺寸精度 軸頸是軸類零件的主要表面，它影響軸的回轉(zhuǎn)精度及工作狀態(tài)。軸頸的直徑精度根據(jù)其使用要求通常為 IT69，精密軸頸可達(dá) IT5。 2、幾何形狀精度 軸頸的幾何形狀精度（圓度、圓柱度） ，一般應(yīng)限制在直徑公差點(diǎn)范圍內(nèi)。對(duì)幾何形狀精度要求較高時(shí)，可在零件圖上另行規(guī)定其允許的公差。 3、位置精度 主要是指裝配傳動(dòng)件的配合軸頸相對(duì)于裝配軸承的支承軸頸的同軸度， 通常是用配合軸頸對(duì)支承

15、軸頸的徑向圓跳動(dòng)來表示的；根據(jù)使用要求，規(guī)定高精度軸為 0.0010.005mm，而一般精度軸為 0.010.03mm。 此外還有內(nèi)外圓柱面的同軸度和軸向定位端面與軸心線的垂直度要求等。 4表面粗糙度 根據(jù)零件的表面工作部位的不同，可有不同的表面粗糙度值，例如普通機(jī)床主軸支承軸頸的表面粗糙度為 Ra0.160.63um，配合軸頸的表面粗糙度為Ra0.632.5um，隨著機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)速度的增大和精密程度的提高，軸類零件表面粗糙度值要求也將越來越小。 (三)、軸類零件的材料和毛坯 合理選用材料和規(guī)定熱處理的技術(shù)要求， 對(duì)提高軸類零件的強(qiáng)度和使用壽命有重要意義，同時(shí)，對(duì)軸的加工過程有極大的影響。 1、軸

16、類零件的材料 一般軸類零件常用 45 鋼，根據(jù)不同的工作條件采用不同的熱處理規(guī)范（如正火、調(diào)質(zhì)、淬火等） ，以獲得一定的強(qiáng)度、韌性和耐磨性。 對(duì)中等精度而轉(zhuǎn)速較高的軸類零件，可選用 40Cr 等合金鋼。這類鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)和表面淬火處理后，具有較高的綜合力學(xué)件能。精度較高的軸，有時(shí)還用軸承鋼GCrls 和彈簧鋼 65Mn 等材料，它們通過調(diào)質(zhì)和表面淬火處理后，具有更高耐磨性和耐疲勞性能。 對(duì)于高轉(zhuǎn)速、重載荷等條件下工作的軸，可選用 20CrMnTi、20MnZB、20Cr等低碳含金鋼或 38CrMoAIA 氮化鋼。低碳合金鋼經(jīng)滲碳淬火處理后，具有很高的表面硬度、抗沖擊韌性和心部強(qiáng)度，熱處理變形卻很小。

17、 2、軸類零件的毛坯 軸類零件的毛坯最常用的是圓棒料和鍛件，只有某些大型的、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的軸才采用鑄件。 （四） 、軸類零件的預(yù)加工 輪類零件在切削加工之前，應(yīng)對(duì)其毛坯進(jìn)行預(yù)加工。預(yù)加工包括校正、切斷和切端面和鉆中心孔。 1、校正：校正棒料毛坯在制造、運(yùn)輸和保管過程中產(chǎn)生的彎曲變形，以保證加工余量均勻及送料裝夾的可靠。校正可在各種壓力機(jī)上進(jìn)行。 2、切斷：當(dāng)采用棒料毛坯時(shí)，應(yīng)在車削外圓前按所需長度切斷。切斷叮在弓鋸床上進(jìn)行，高硬度棒料的切斷可在帶有薄片砂輪的切割機(jī)上進(jìn)行。 3、切端面鉆中心孔：中心孔是軸類零件加工最常用的定位基準(zhǔn)面，為保證鉆出的中心孔不偏斜，應(yīng)先切端面后再鉆中心孔。 4、荒車：如果

18、軸的毛坯是向由鍛件或大型鑄件，則需要進(jìn)行荒車加工，以減少毛坯外國表面的形狀誤差，使后續(xù)工序的加工余景均勻。 二、 二、 典型主軸類零件加工工藝分析 軸類零件的加工工藝因其用途、結(jié)構(gòu)形狀、技術(shù)要求、產(chǎn)量大小的不同而有差異。而軸的工藝規(guī)程編制是生產(chǎn)中最常遇到的工藝工作。 （一）（一）軸類零件加工的主要問題 軸類零件加工的主要問題是如何保證各加工表面的尺寸精度、 表面粗糙度和主要表面之間的相互位置精度。 軸類零件加工的典型工藝路線如下： 毛坯及其熱處理預(yù)加工車削外圓銑鍵槽等熱處理磨削 （二）（二）CA6140 主軸加工工藝分析 1、CA6140 主軸技術(shù)條件的分析 （1） 、支承軸頸的技術(shù)要求 主軸

19、兩支承軸頸 A、B 的圓度允差 0.005 毫米，徑向跳動(dòng)允差 0.005 毫米，兩支承軸頸的 1：12 錐面接觸率70%，表面粗糙度 Ra0.4um。支承軸頸直徑按IT5-7 級(jí)精度制造。 主軸外圓的圓度要求，對(duì)于一般精度的機(jī)床，其允差通常不超過尺寸公差的50， 對(duì)于提高精度的機(jī)床， 則不超過 25%， 對(duì)于高精度的機(jī)床， 則應(yīng)在 510之間。 （2） 、錐孔的技術(shù)要求 主軸錐孔（莫氏 6 號(hào)）對(duì)支承軸頸 A、B 的跳動(dòng)，近軸端允差 0.005mm，離軸端 300mm 處允差 0.01 毫米，錐面的接觸率 70，表面粗糙度 Ra0.4um，硬度要求 HRC48。 （3） 、短錐的技術(shù)要求 短

20、錐對(duì)主軸支承軸頸 A、B 的徑向跳動(dòng)允差 0.008mm，端面 D 對(duì)軸頸 A、B的端面跳動(dòng)允差 0.008mm，錐面及端面的粗糙度均為 Ra0.8um。 （4） 、空套齒輪軸頸的技術(shù)要求 空套齒輪的軸頸對(duì)支承軸頸 A、B 的徑向跳動(dòng)允差為 0.015 毫米。 （5） 、螺紋的技術(shù)要求 這是用于限制與之配合的壓緊螺母的端面跳動(dòng)量所必須的要求。 因此在加工主軸螺紋時(shí)，必須控制螺紋表面軸心線與支承軸頸軸心線的同軸度，一般規(guī)定不超過 0.025mm。 從上述分析可以看出，主軸的主要加工表面是兩個(gè)支承軸頸、錐孔、前端短錐面及其端面、以及裝齒輪的各個(gè)軸頸等。而保證支承軸頸本身的尺寸精度、幾何形狀精度、兩

21、個(gè)支承軸頸之間的同軸度、支承軸頸與其它表面的相互位置精度和表面粗糙度，則是主軸加工的關(guān)鍵。 主軸加工工藝過程分析 1、 1、 主軸毛坯的制造方法及熱處理 批量：大批；材料：45 鋼；毛坯：模鍛件 (1)材料 在單件小批生產(chǎn)中，軸類零件的毛坯往往使用熱軋棒料。 對(duì)于直徑差較大的階梯軸，為了節(jié)約材料和減少機(jī)械加工的勞動(dòng)量，則往往采用鍛件。單件小批生產(chǎn)的階梯軸一般采用自由鍛，在大批大量生產(chǎn)時(shí)則采用模鍛。 （2）熱處理 45 鋼，在調(diào)質(zhì)處理（235HBS）之后，再經(jīng)局部高頻淬火，可以使局部硬度達(dá)到 HRC6265，再經(jīng)過適當(dāng)?shù)幕鼗鹛幚恚梢越档叫枰挠捕龋ɡ?CA6140主軸規(guī)定為 HRC52） 。

22、 9Mn2V，這是一種含碳 0.9%左右的錳釩合金工具鋼，淬透性、機(jī)械強(qiáng)度和硬度均比 45 鋼為優(yōu)。經(jīng)過適當(dāng)?shù)臒崽幚碇?，適用于高精度機(jī)床主軸的尺寸精度穩(wěn)定性的要求。例如，萬能外圓磨床 M1432A 頭架和砂輪主軸就采用這種材料。 38CrMoAl，這是一種中碳合金氮化鋼，由于氮化溫度比一般淬火溫度為低540550，變形更小，硬度也很高（HRC65，中心硬度 HRC28）并有優(yōu)良的耐疲勞性能，故高精度半自動(dòng)外圓磨床 MBG1432 的頭架軸和砂輪軸均采用這種鋼材。 此外，對(duì)于中等精度而轉(zhuǎn)速較高的軸類零件，多選用 40Cr 等合金結(jié)構(gòu)鋼，這類鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)和高頻淬火后，具有較高的綜合機(jī)械性能，能滿足使

23、用要求。有的軸件也選用滾珠軸承鋼如 GCr15 和彈簧鋼如 66Mn 等材料這些鋼材經(jīng)調(diào)質(zhì)和表面淬火后，具有極高的耐磨性和耐疲勞性能。當(dāng)要求在高速和重載條件下工作的軸類零件，可選用 18CrMnTi、20Mn2B 等低碳含金鋼，這些鋼料經(jīng)滲碳淬火后具有較高的表面硬度、沖擊韌性和心部強(qiáng)度，但熱處理所引起的變形比38CrMoAl 為大。 凡要求局部高頻淬火的主軸，要在前道工序中安排調(diào)質(zhì)處理（有的鋼材則用正火）, 當(dāng)毛坯余量較大時(shí)(如鍛件)，調(diào)質(zhì)放在粗車之后、半精車之前，以便因粗車產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力得以在調(diào)質(zhì)時(shí)消除；當(dāng)毛坯余量較小時(shí)（如棒料） ，調(diào)質(zhì)可放在粗車（相當(dāng)于鍛件的半精車）之前進(jìn)行。高頻淬火處理一

24、般放在半精車之后，由于主軸只需要局部淬硬， 故精度有一定要求而不需淬硬部分的加工， 如車螺紋、銑鍵槽等工序，均安排在局部淬火和粗磨之后。對(duì)于精度較高的主軸在局部淬火及粗磨之后還需低溫時(shí)效處理，從而使主軸的金相組織和應(yīng)力狀態(tài)保持穩(wěn)定。 2、定位基準(zhǔn)的選擇 對(duì)實(shí)心的軸類零件，精基準(zhǔn)面就是頂尖孔，滿足基準(zhǔn)重合和基準(zhǔn)統(tǒng)一，而對(duì)于象 CA6140A 的空心主軸，除頂尖孔外還有軸頸外圓表面并且兩者交替使用，互為基準(zhǔn)。 3、加工階段的劃分 主軸加工過程中的各加工工序和熱處理工序均會(huì)不同程度地產(chǎn)生加工誤差和應(yīng)力，因此要?jiǎng)澐旨庸るA段。主軸加工基本上劃分為下列三個(gè)階段。 （1） 、粗加工階段 1）毛坯處理 毛坯備

25、料、鍛造和正火 2）粗加工 鋸去多余部分，銑端面、鉆中心孔和荒車外圓等 （2） 、半精加工階段 ）半精加工前熱處理 對(duì)于 45 鋼一般采用調(diào)質(zhì)處理以達(dá)到 220240HBS。 2）半精加工 車工藝錐面（定位錐孔） 半精車外圓端面和鉆深孔等。 （3） 、精加工階段 1）精加工前熱處理 局部高頻淬火 2）精加工前各種加工 粗磨定位錐面、粗磨外圓、銑鍵槽和花鍵槽，以及車螺紋等。 3）精加工 精磨外圓和內(nèi)外錐面以保證主軸最重要表面的精度。 4、加工順序的安排和工序的確定 具有空心和內(nèi)錐特點(diǎn)的軸類零件，在考慮支承軸頸、一般軸頸和內(nèi)錐等主要表面的加工順序時(shí)，可有以下幾種方案。 外表面粗加工鉆深孔外表面精加

26、工錐孔粗加工錐孔精加工； 外表面粗加工鉆深孔錐孔粗加工錐孔精加工外表面精加工； 外表面粗加工鉆深孔錐孔粗加工外表面精加工錐孔精加工。 針對(duì) CA6140 車床主軸的加工順序來說，可作這樣的分析比較： 第一方案：在錐孔粗加工時(shí)，由于要用已精加工過的外圓表面作精基準(zhǔn)面，會(huì)破壞外圓表面的精度和粗糙度，所以此方案不宜采用。 第二方案：在精加工外圓表面時(shí)，還要再插上錐堵，這樣會(huì)破壞錐孔精度。另外，在加工錐孔時(shí)不可避免地會(huì)有加工誤差（錐孔的磨削條件比外圓磨削條件差人 加上錐堵本身的誤差等就會(huì)造成外圓表面和內(nèi)錐面的不同軸，故此方案也不宜采用。 第三方案：在錐孔精加工時(shí)，雖然也要用已精加工過的外圓表面作為精基

27、準(zhǔn)面；但由于錐面精加工的加工余量已很小，磨削力不大；同時(shí)錐孔的精加工已處于軸加工的最終階段，對(duì)外圓表面的精度影響不大；加上這一方案的加工順序，可以采用外圓表面和錐孔互為基準(zhǔn)，交替使用，能逐步提高同軸度。 經(jīng)過這一比較可知， 象 CA6140 主軸這類的軸件加工順序， 以第三方案為佳。 通過方案的分析比較也可看出，軸類零件各表面先后加工順序，在很大程度上與定位基準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換有關(guān)。當(dāng)零件加工用的粗、精基準(zhǔn)選定后，加工順序就大致可以確定了。因?yàn)楦麟A段開始總是先加工定位基準(zhǔn)面，即先行工序必須為后面的工序準(zhǔn)備好所用的定位基準(zhǔn)。例如 CA6140 主軸工藝過程，一開始就銑端面打中心孔。這是為粗車和半精車外圓準(zhǔn)

28、備定位基準(zhǔn)；半精車外圓又為深孔加工準(zhǔn)備了定位基準(zhǔn)；半精車外圓也為前后的錐孔加工準(zhǔn)備了定位基準(zhǔn)。反過來，前后錐孔裝上錐堵后的頂尖孔，又為此后的半精加工和精加工外圓準(zhǔn)備了定位基準(zhǔn)；而最后磨錐孔的定位基準(zhǔn)則又是上工序磨好的軸頸表面。 工序的確定要按加工順序進(jìn)行，應(yīng)當(dāng)掌握兩個(gè)原則： 1） 工序中的定位基準(zhǔn)面要安排在該工序之前加工。例如，深孔加工所以安排在外圓表面粗車之后，是為了要有較精確的軸頸作為定位基準(zhǔn)面，以保證深孔加工時(shí)壁厚均勻。 2）對(duì)各表面的加工要粗、精分開，先粗后精，多次加工，以逐步提高其精度和粗糙度。主要表面的精加工應(yīng)安排在最后。 為了改善金屬組織和加工性能而安排的熱處理工序，如退火、正火

29、等，一般應(yīng)安排在機(jī)械加工之前。 為了提高零件的機(jī)械性能和消除內(nèi)應(yīng)力而安排的熱處理工序，如調(diào)質(zhì)、時(shí)效處理等，一般應(yīng)安排在粗加工之后，精加工之前。 5、大批生產(chǎn)和小批生產(chǎn)工藝過程的比較 （1）定位基準(zhǔn)的選擇 表：不同生產(chǎn)類型下主軸加工定位基準(zhǔn)的選擇 工 序 名 稱 定 位 基 準(zhǔn) 面 大 批 生 產(chǎn) 小 批 生 產(chǎn) 加工頂尖孔 毛坯外圓 劃 線 粗車外圓 頂尖孔 頂尖孔 鉆深孔 粗車后的支承軸頸 夾一端，托另一端 半精車和精車 兩端錐堵的頂尖孔 夾一端，頂另一端 粗、精磨外錐 兩端錐堵的頂尖孔 兩端錐堵的頂尖孔 粗、精磨外國 兩端錐堵的頂尖孔 兩端錐堵的頂尖孔 粗、精磨難孔 兩支承軸頸外表面或靠近

30、兩支承軸頸的外圓表面 夾小端，托大端 （2）軸端兩頂尖孔的加工 在單件小批生產(chǎn)時(shí)，多在車床或鉆床上通過劃線找正加工。 在成批生產(chǎn)時(shí)，可在中心孔鉆床上加工。專用機(jī)床可在同一工序中銑出兩端面并打好頂尖孔。 （3）外圓表面的加工 在單件小批生產(chǎn)時(shí)，多在普通車床上進(jìn)行；而在大批生產(chǎn)時(shí)，則廣泛采用高生產(chǎn)率的多刀半自動(dòng)車床或液壓仿形車床等設(shè)備。 （4）深孔加工 在單件小批生產(chǎn)時(shí)，通常在車床上用麻花鉆頭進(jìn)行加工。在大批量生產(chǎn)中，可采用鍛造的無縫鋼管作為毛坯， 從根本上免去了深孔加工工序； 若是實(shí)心毛坯，可用深孔鉆頭在深孔鉆床上進(jìn)行加工； 如果孔徑較大， 還可采用套料的先進(jìn)工藝。 （5）花鍵軸加工 在單件小批

31、生產(chǎn)時(shí)，常在臥式銑床上用分度頭分度以圓盤銑刀銑削；而在成批生產(chǎn)（甚至小批生產(chǎn)）都廣泛采用花鍵滾刀在專用花鍵軸銑床上加工。 （6）前后支承軸頸以及與其有較嚴(yán)格的位置精度要求的表面精加工，在單件小批生產(chǎn)時(shí)，多在普通外圓磨床上加工；而在成批大量生產(chǎn)中多采用高效的組合磨床加工。 （四） 、主軸加工中的幾個(gè)工藝問題 1、1、錐堵和錐堵心軸的使用 對(duì)于空心的軸類零件，若通孔直徑較小的軸，可直接在孔口倒出寬度不大于 2mm 的 60 度錐面，代替中心孔。而當(dāng)通孔直徑較大時(shí)，則不宜用倒角錐面代之，一般都采用錐堵或錐堵心軸的頂尖孔作為定位基準(zhǔn)。 使用錐堵或錐堵心軸時(shí)應(yīng)注意事項(xiàng)： （1）一般不中途更換或拆裝，以免

32、增加安裝誤差。 （2）錐堵心軸要求兩個(gè)錐面應(yīng)同軸，否則擰緊螺母后會(huì)使工件變形。 2、頂尖孔的研磨 因熱處理、切削力、重力等的影響，常常會(huì)損壞頂尖孔的精度，因此在熱處理工序之后和磨削加工之前，對(duì)頂尖孔要進(jìn)行研磨，以消除誤差。常用的研磨方法有以下幾種。 （1）用鑄鐵頂尖研磨 （2）用油石或橡膠輪研磨 （3）用硬質(zhì)合金頂尖刮研 （4）用中心孔磨床磨削 2、2、外圓加工方法 略 4、 深孔加工 一般孔的深度與孔徑之比 l/d5 就算深孔。CA6140 主軸內(nèi)孔 l/d=18，屬深孔加工。 （1） 加工方式 加工深孔時(shí)，工件和刀具的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方式有三種： 1）工件不動(dòng)，刀具轉(zhuǎn)動(dòng)并送進(jìn)）工件不動(dòng)，刀具轉(zhuǎn)動(dòng)并

33、送進(jìn)。這時(shí)如果刀具的回轉(zhuǎn)中心線對(duì)工件的中心線有偏移或傾斜。加工出的孔軸心線必然是偏移或傾斜的。因此，除笨重或外形復(fù)雜而不便于轉(zhuǎn)動(dòng)的大型工件外，一般不采用。 2）工件轉(zhuǎn)動(dòng)，刀具作軸向送進(jìn)運(yùn)動(dòng)）工件轉(zhuǎn)動(dòng)，刀具作軸向送進(jìn)運(yùn)動(dòng)。這種方式鉆出的孔軸心線與工件的回轉(zhuǎn)中心線能達(dá)到一致。如果鉆頭偏斜，則鉆出的孔有錐度；如果鉆頭中心線與工件回轉(zhuǎn)中心線在空間斜交，則鉆出的孔的軸向截面是雙曲線，但不論如何，孔的軸心線與工件的回轉(zhuǎn)中心線仍是一致的，故軸的深孔加夠采用這種方式。 3）工件轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)刀具轉(zhuǎn)動(dòng)并送進(jìn)）工件轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)刀具轉(zhuǎn)動(dòng)并送進(jìn)。由于工件與刀具的回轉(zhuǎn)方向相反，所以相對(duì)切削速度大，生產(chǎn)率高，加工出來的孔的精度

34、也較高。但對(duì)機(jī)床和刀桿的剛度要求較高，機(jī)床的結(jié)構(gòu)也較復(fù)雜，因此應(yīng)用不很廣泛。 （2）深孔加工的冷卻與排屑 在單件、小批生產(chǎn)中，加工深孔時(shí)，常用接長的麻花鉆頭，以普通的冷卻潤滑方式，在改裝過的普通車床上進(jìn)行加工。為了排屑，每加工一定長度之后，須把鉆頭退出。這種加工方法，不需要特殊的設(shè)備和工具。由于鉆頭有橫刃，軸向力較大，兩邊切削刃又不容易磨得對(duì)稱，因此加工時(shí)鉆頭容易偏斜。此法的生產(chǎn)率很低。 在批量生產(chǎn)中，深孔加工常采用專門的深孔鉆床和專用刀具，以保證質(zhì)量和生產(chǎn)率。這些刀具的冷卻和切屑的排出，很大程度上決定于刀具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和冷卻液的輸入方法。目前應(yīng)用的冷卻與排屑的方法有兩種： 1）內(nèi)冷卻外排屑法）內(nèi)

35、冷卻外排屑法 加工時(shí)冷卻液從鉆頭的內(nèi)部輸入，從鉆頭外部排出。高壓冷卻液直接噴射到切削區(qū)，對(duì)鉆頭起冷卻潤滑作用，并且?guī)е行紡牡稐U和孔壁之間的空間排出。 2）外冷）外冷卻內(nèi)排屑法卻內(nèi)排屑法 冷卻液從鉆頭外部輸入， 有一定壓力的冷卻液經(jīng)刀桿與孔壁之間的通道進(jìn)入切削區(qū)，起冷卻潤滑作用，然后經(jīng)鉆頭和刀桿內(nèi)孔帶著大量切屑排出。 傳動(dòng)軸機(jī)械加工工藝實(shí)例傳動(dòng)軸機(jī)械加工工藝實(shí)例 軸類零件是常見的典型零件之一。按軸類零件結(jié)構(gòu)形式不同，一般可分為光軸、階梯軸和異形軸三類；或分為實(shí)心軸、空心軸等。它們?cè)跈C(jī)器中用來支承齒輪、帶輪等傳動(dòng)零件，以傳遞轉(zhuǎn)矩或運(yùn)動(dòng)。 臺(tái)階軸的加工工藝較為典型，反映了軸類零件加工的大部分內(nèi)容與

36、基本規(guī)律。下面就以減速箱中的傳動(dòng)軸為例，介紹一般臺(tái)階軸的加工工藝。 1零件圖樣分析 圖 A-1 傳動(dòng)軸 圖 A-1 所示零件是減速器中的傳動(dòng)軸。它屬于臺(tái)階軸類零件，由圓柱面、軸肩、螺紋、螺尾退刀槽、砂輪越程槽和鍵槽等組成。軸肩一般用來確定安裝在軸上零件的軸向位置， 各環(huán)槽的作用是使零件裝配時(shí)有一個(gè)正確的位置，并使加工中磨削外圓或車螺紋時(shí)退刀方便；鍵槽用于安裝鍵，以傳遞轉(zhuǎn)矩；螺紋用于安裝各種鎖緊螺母和調(diào)整螺母。 根據(jù)工作性能與條件， 該傳動(dòng)軸圖樣(圖A-1)規(guī)定了主要軸頸M，N，外圓 P、Q 以及軸肩 G、H、I 有較高的尺寸、位置精度和較小的表面粗糙度值，并有熱處理要求。這些技術(shù)要求必須在加工

37、中給予保證。因此，該傳動(dòng)軸的關(guān)鍵工序是軸頸 M、N 和外圓 P、Q 的加工。 2確定毛坯 該傳動(dòng)軸材料為 45 鋼，因其屬于一般傳動(dòng)軸，故選 45 鋼可滿足其要求。 本例傳動(dòng)軸屬于中、小傳動(dòng)軸，并且各外圓直徑尺寸相差不大，故選擇60mm 的熱軋圓鋼作毛坯。 3確定主要表面的加工方法 傳動(dòng)軸大都是回轉(zhuǎn)表面，主要采用車削與外圓磨削成形。由于該傳動(dòng)軸的主要表面 M、N、P、Q 的公差等級(jí)(IT6)較高，表面粗糙度 Ra值(Ra=0.8 um)較小，故車削后還需磨削。外圓表面的加工方案(參考表A-3)可為： 粗車半精車磨削粗車半精車磨削。 4確定定位基準(zhǔn) 合理地選擇定位基準(zhǔn)，對(duì)于保證零件的尺寸和位置精

38、度有著決定性的作用。由于該傳動(dòng)軸的幾個(gè)主要配合表面(Q、P、N、M)及軸肩面(H、G)對(duì)基準(zhǔn)軸線 A-B 均有徑向圓跳動(dòng)和端面圓跳動(dòng)的要求，它又是實(shí)心軸，所以應(yīng)選擇兩端中心孔為基準(zhǔn)，采用雙頂尖裝夾方法，以保證零件的技術(shù)要求。 粗基準(zhǔn)采用熱軋圓鋼的毛坯外圓。中心孔加工采用三爪自定心卡盤裝夾熱軋圓鋼的毛坯外圓，車端面、鉆中心孔。但必須注意，一般不能用毛坯外圓裝夾兩次鉆兩端中心孔，而應(yīng)該以毛坯外圓作粗基準(zhǔn)，先加工一個(gè)端面，鉆中心孔，車出一端外圓；然后以已車過的外圓作基準(zhǔn)，用三爪自定心卡盤裝夾(有時(shí)在上工步已車外圓處搭中心架)，車另一端面，鉆中心孔。如此加工中心孔，才能保證兩中心孔同軸。 5劃分階段

39、對(duì)精度要求較高的零件，其粗、精加工應(yīng)分開，以保證零件的質(zhì)量。 該傳動(dòng)軸加工劃分為三個(gè)階段：粗車(粗車外圓、鉆中心孔等)，半精車(半精車各處外圓、臺(tái)階和修研中心孔及次要表面等)，粗、精磨(粗、精磨各處外圓)。各階段劃分大致以熱處理為界。 6熱處理工序安排 軸的熱處理要根據(jù)其材料和使用要求確定。對(duì)于傳動(dòng)軸，正火、調(diào)質(zhì)和表面淬火用得較多。該軸要求調(diào)質(zhì)處理，并安排在粗車各外圓之后，半精車各外圓之前。 綜合上述分析，傳動(dòng)軸的工藝路線如下： 下料車兩端面，鉆中心孔粗車各外圓調(diào)質(zhì)修研中心孔下料車兩端面，鉆中心孔粗車各外圓調(diào)質(zhì)修研中心孔半精車各外圓，車槽，倒角車螺紋劃鍵槽加工線銑鍵槽修研半精車各外圓，車槽，倒

40、角車螺紋劃鍵槽加工線銑鍵槽修研中心孔磨削檢驗(yàn)。中心孔磨削檢驗(yàn)。 7加工尺寸和切削用量 傳動(dòng)軸磨削余量可取 0.5mm，半精車余量可選用 1.5mm。加工尺寸可由此而定，見該軸加工工藝卡的工序內(nèi)容。 車削用量的選擇，單件、小批量生產(chǎn)時(shí)，可根據(jù)加工情況由工人確定；一般可由機(jī)械加工工藝手冊(cè)或切削用量手冊(cè)中選取。 8擬定工藝過程 定位精基準(zhǔn)面中心孔應(yīng)在粗加工之前加工，在調(diào)質(zhì)之后和磨削之前各需安排一次修研中心孔的工序。 調(diào)質(zhì)之后修研中心孔為消除中心孔的熱處理變形和氧化皮， 磨削之前修研中心孔是為提高定位精基準(zhǔn)面的精度和減小錐面的表面粗糙度值。擬定傳動(dòng)軸的工藝過程時(shí)，在考慮主要表面加工的同時(shí)， 還要考慮次要表面的加工。 在半精加工52mm、 44mm 及 M24mm 外圓時(shí)，應(yīng)車到圖樣規(guī)定的尺寸，同時(shí)加工出各退刀槽、倒角和螺紋；三個(gè)鍵槽應(yīng)在半精車后以及磨削之前銑削加工出來，這樣可保證銑鍵槽時(shí)有較精確的定位基準(zhǔn)， 又可避免在精磨后