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1、轴类零件加工一、概述二、轴类零件加工的主要工艺问题三、轴类零件的先进加工方法四、轴类零件加工实例一、概述1.轴类零件的功用与结构特点功用：轴类零件是机械加工中最常见的典型零件之一。它主要起支承传动件和传递转矩的作用。结构特点：轴类零件是旋转体零件,长度大于直径,主要由内外圆柱面、内外圆锥面、螺纹、花键、键槽、沟槽及横向孔等组成。根据结构形状的不同可分为光轴、空心轴、半轴、阶梯轴、花键轴、十字轴、偏心轴、曲轴及凸轮轴等,如下图所示。轴类零件加工轴的种类2.轴类零件的主要技术要求1)尺寸精度轴颈是轴类零件的重要表面,它的直径精度根据使用
2、要求通常为IT6～IT9,有时可达IT5。2)形状精度轴颈的几何形状精度(圆度、圆柱度)应限制在直径公差范围之内。对几何形状精度要求较高时,则应在零件图上专门标注形状公差。3)位置精度配合轴颈(装配传动件的轴颈)相对支承轴颈(装配轴承的轴颈)的同轴度以及支承端面对支承轴颈的垂直度通常要求较高。普通精度的轴,配合轴颈相对支承轴颈的径向圆跳动一般为0.01～0.03mm,高精度的轴为0.001～0.005mm。端面圆跳动为0.005～0.01mm。4)表面粗糙度轴类零件的各加工表面均有表面粗糙度的要求。一般说来,支承轴颈的表面粗糙度要求为Ra
3、0.63～0.16μm。配合轴颈的表面粗糙度Ra2.5～0.63μm。CA6140型车床主轴简图3.轴类零件的材料与毛坯1)轴类零件的材料一般轴类零件材料常用45钢;中等精度而转速较高的轴,可选用40Cr、40MnB、35SiMn等合金结构钢;精度较高的轴,可选用轴承钢GCr15和弹簧钢65Mn等,也可选用球墨铸铁;对于高转速、重载荷条件下工作的轴,选用20CrMnTi、20Mn2B、20Cr等低碳合金钢或38CrMoAlA氮化钢。2)轴类零件的毛坯轴类零件最常用的毛坯是圆棒料和锻件;只有某些大型、结构复杂的轴采用铸件。毛坯经过加热锻造后,可
4、使金属内部纤维组织沿表面均匀分布,从而获得较高的抗拉、抗弯及抗扭强度,故一般比较重要的轴,多采用锻件。依据生产批量的大小,毛坯的锻造方式分为自由锻造和模锻两种。自由锻造多用于中小批生产,模锻适用于大批大量生产。轴类零件在机械中起着突出的作用，工作中受弯曲、扭转和交变载荷，有时还得承受一定冲击性载荷。支承轴颈处还要承受磨擦，产生摩擦热。为了保证轴件的正常工作，轴件的加工质量至关重要。这就需要解决好轴件加工的工艺问题。二、轴类零件机械加工的主要工艺问题工艺的关键问题在于防止弯曲变形、残余内应力和微观裂纹的产生。为了保证轴件的质量，机械加工中必须解决
5、好以下主要工艺问题：1.定位基准的选择2.加工阶段的划分3.工序顺序的安排4.轴类零件的热处理及其安排5.轴类零件的检验1.定位基准的选择轴类零件的定位基准,最常用的是两中心孔。因为轴类零件各外圆表面、锥孔、螺纹等表面的设计基准都是轴的中心线,采用两中心孔定位,既符合基准重合原则又符合基准统一原则。能保证工件在多次调头装夹中获得较高的位置精度。粗加工时常采用轴的外圆表面或外圆表面与中心孔组合作为定位基准。（1）粗加工时，为了提高生产率，切除较多的加工余量，常可采用“一夹一顶”方式装夹工件。此时以外圆和中心孔共同作定位基准。防止过定位（2）两顶
6、尖支承定位时，不宜用大的切削量加工。（3）当轴的长径比较小，轴上各圆柱面的位置精度要求不高，批量小时，精加工亦可采用“一夹一顶”的定位方式。（4）若轴为空心轴时，在轴两端无法加工出中心孔。此时必须在内圆柱面上倒出锥面(如有锥孔可直接使用)，用带有中心孔的锥堵或锥套心轴做定位基准。孔径较小时，直接加工出长2mm，角度为60o的内锥面代替中心孔。锥堵与锥套心轴采用锥堵应注意以下几点:锥堵应具有较高的精度,其中心孔既是锥堵本身制造的定位基准,又是磨削空心轴的精基准,因而必须保证锥堵的锥面与中心孔有较高的同轴度。另外,在使用锥堵时,应尽量减少锥堵装夹次数
7、。这是因为工件锥孔与锥堵的锥角不可能完全一样,重新装夹势必引起装夹误差,故中、小批生产时,锥堵安装后一般不中途更换。由于轴是多阶梯（机床主轴还带通孔）的零件,切除大量金属后,会引起残余应力重新分布而变形,故安排工序时,一定要粗精分开,先粗后精。(1)粗加工阶段:切端面钻中心孔、粗车外圆等。目的:切除大部分余量,提高生产率,留足够余量,及时发现缺陷。粗加工之后安排调质处理：提高综合机械性能，为后续热处理做准备；去除内应力。2.加工阶段的划分(2)半精加工阶段:精车外圆各次要表面的加工(铣键槽、铣花键、车螺纹等)表面淬火目的:主要表面的精度进
8、一步提高，为精加工留有小而均匀的余量；次要表面达到图纸要求。(3)精加工阶段:主要表面(指支承面、装配定位面等)的精加工。磨削、精密磨
