机械制造技术 教学课件 作者 李益民第六章 典型零件加工.ppt

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1、第一节轴类零件的加工轴类零件是机械加工中经常遇到的零件之一。在机器中，主要用来支承传动零件，如齿轮、带轮；传递运动与扭矩，如机床主轴；有的用来装夹工件，如心轴。一、轴类零件的结构特点和技术要求（一）轴类零件的结构特点轴类零件是回转体零件，其长度大于直径，通常主要由内外圆柱面、内外圆锥面、螺纹、花键及横向孔等组成。图6-1常见轴的类型a)光轴b)半轴c)阶梯轴d)空心轴e)花键轴f)偏心轴g)凸轮轴h)十字轴i)曲轴（二）轴类零件的主要技术要求1.尺寸精度支承轴颈：通常为IT5~IT7；配合轴颈IT6~IT9。

2、2.几何形状精度圆度、圆柱度。其误差一般应限制在尺寸公差范围内。3.相互位置精度包括内、外表面及重要轴面的同轴度、圆的径向跳动、重要端面对轴心线的垂直度、端面间的平行度等。4.表面粗糙度传动件配合轴颈Ra为1.6~0.4μm，支承轴颈Ra为0.04~0.1μm。例如，CA6140型车床主轴零件各项技术指标如图6-2所示。图6-2CA6140型车床主轴零件图二、轴类零件的材料及毛坯（一）轴类零件的材料常用的轴类零件材料有碳钢、合金钢及球墨铸铁。1.一般轴类零件常用45钢2.中等精度且转速较高的轴可选用40Cr等

3、合金钢，例：精密车床主轴、中型载重汽车半轴。3.精度较高的轴可用轴承钢GCr15、弹簧钢65Mn，4.高速、重载的轴可用20CrMnTi、20Mn2B、20Cr等低碳合金钢。例如：齿轮磨床主轴5.高精度、高转速的轴可用38CrMoAlA、例如：卧式镗床主轴，高精度外圆磨床砂轮架主轴6.大型轴或结构复杂的轴可采用铸钢或球墨铸铁。例如：曲轴一般选用QT900-2（二）轴类零件的轴类毛坯常用圆棒料和锻件。光轴、直径相差不大的阶梯轴，采用圆钢作为毛坯。直径相差较大的阶梯轴、比较重要的轴，应采用锻件，毛坯经过加热锻造后

4、，可使金属内部纤维组织沿表面均匀分布，获得较高的抗拉、抗弯及抗扭强度。三、轴类零件主要加工方法轴类零件主要加工表面是外圆，加工方法通常采用车削和磨削。车削设备：普通车床多刀半自动车床数控车床外圆的精加工——磨削（粗磨、精磨、细磨及镜面磨削）组合磨削、成形砂轮磨削及无心磨削等高效磨削方法。花键——卧式通用铣床大批量生产时，可采用花键滚刀在花键铣床上用展成法加工螺纹——车削、铣削、滚压和磨削顶尖孔的加工——铣端面钻中心孔机床修研顶尖孔精密轴，在轴加工过程中顶尖孔还会磨损、拉毛，热处理后产生氧化皮及变形，这需要在精

5、磨外圆之前对顶尖孔进行修研。可在车床、钻床或专用顶尖孔磨床上进行。四、轴类零件加工工艺的拟定（一）轴类零件定位基准的选择轴类零件加工时，为保证各主要表面的相互位置精度，选择定位基准时，应尽可能做到基准统一、基准重合、互为基准，并实现在一次安装中尽可能加工出较多的面。常见的有以下四种：1.以工件的中心孔定位2.以外圆和中心孔作为定位基准(一夹一顶)3.以两外圆表面作为定位基准4.以带有中心孔的锥堵作为定位基准锥堵或锥堵心轴应具有较高的精度，其上的中心孔既是其本身制造的定位基准，又是空心轴外圆精加工的基准。因此，

6、必须保证锥堵或锥堵心轴上锥面与中心孔有较高的同轴度。在装夹中应尽量减少锥堵的安装次数，减少重复安装误差。故中、小批量生产中，锥堵安装后，中途加工一般不得拆下和更换，直至加工完毕。图6-3锥堵与锥堵心轴a)锥堵b)锥堵心轴（二）轴类零件加工顺序安排除了应遵循加工顺序安排的一般原则，如先粗后精、先主后次等，还应注意：外圆表面加工顺序应为，先加工大直径外圆，然后再加工小直径外圆，以免一开始就降低了工件的刚度；轴上的花键、键槽等表面的加工应在外圆精车或粗磨之后，精磨外圆之前。因为如果在精车前就铣出键槽，在精车时由于断

7、续切削而易产生振动，影响加工质量，又容易损坏刀具，也难以控制键槽的尺寸要求；当然，它们的加工也不宜放在主要表面的磨削之后进行，以免划伤已加工好的主要表面；轴上的螺纹一般有较高的精度，如安排在局部淬火之前进行加工，则淬火后产生的变形会影响螺纹的精度。因此螺纹加工宜安排工件局部淬火之后进行。在轴类零件的加工过程中，应当安排必要的热处理工序，以保证其机械性能和加工精度，并改善工件的切削加工性。一般毛坯锻造后安排正火工序，而调质则安排在粗加工后进行，以便消除粗加工后产生的应力及获得良好的综合机械性能。淬火工序则安排在

8、磨削工序之前。（三）轴类零件的一般加工工艺路线轴类零件的加工工艺过程需要根据轴的结构类型、生产批量、精度及表面粗糙度要求、毛坯类型等条件制定。一些轴类零件工艺路线如下一般精度调质钢的轴类零件加工工艺路线：备料→锻造→正火(退火)→钻中心孔→粗车→调质→半精车、精车→表面淬火、回火→粗磨→次要表面加工→精磨。渗碳钢的轴类零件加工工艺路线：备料→锻造→正火→钻中心孔→粗车→半精车、精车→渗碳(或碳氮共渗