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1、第四章轴类零件加工工艺及常用工艺装备§4.1概述§4.2外圆表面的加工方法和加工方案§4.3外圆表面加工常用工艺装备§4.4典型轴类零件加工工艺分析第一节概述一、轴类零件的功用与结构特点功用——支承传动件、传递扭矩或运动、承受载荷，保证装在轴上零件的回转精度结构——回转体零件，长度大于直径组成：圆柱面、圆锥面、端面、沟槽、圆弧、螺纹、键槽、花键、其他表面（如横向孔等)分类：光轴、阶梯轴、空心轴、异形轴（曲轴、凸轮轴、偏心轴和花键轴等）图4-1所示。刚性轴（L/d≤12）挠性轴（L/d＞12）图4-1轴的种类二、轴类零件的技术要求、材料和毛坯轴类零件的重要表面是
2、装轴承的轴颈和装传动零件的轴头。根据零件的使用性能要求，其主要技术要求有：尺寸精度和几何形状精度直径精度通常为IT6～IT9,有时可达IT5。几何形状精度(圆度、圆柱度)应限制在直径公差范围之内。要求较高时,则应在零件图上专门标注形状公差，取公差的1/2，1/4。位置精度普通精度的轴,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。表面粗糙度一般说来,轴类零件的各加工表面均有表面粗糙度的要求。支承轴颈的表面粗糙度要求为Ra0.16～0.8μm。配合轴颈的表面粗糙度Ra
3、为0.63～3.2μm。其他技术要求热处理（表面淬火、渗碳淬火等），动平衡，探伤，过渡圆角等。轴类零件的材料不重要的轴：普通碳素钢Q235Ａ、Q255Ａ、Q275Ａ等，不经热处理；一般轴类零件：35、40、45、50钢等，正火、调质、淬火中等精度而转速较高的轴：40Cr等合金结构钢，调质和表面淬火精度较高的轴：可选用轴承钢GCr15和弹簧钢65Mn等，也可选用球墨铸铁，调质和表面淬火对于高转速、重载荷条件下工作的轴,选用20CrMnTi、20Mn2B、20Cr等低碳合金钢或38CrMoAl氮化钢，渗碳淬火或氮化。结构复杂（曲轴）——HT400、QT600、QT
4、450、QT400轴类零件的毛坯轴类零件最常用的毛坯是圆棒料和锻件。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;只有某些大型、结构复杂的异形轴，可采用球墨铸铁铸件；毛坯经过加热锻造后,可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。自由锻造多用于中小批生产,模锻适用于大批大量生产。轴类零件的热处理锻造毛坯在加工前,均需安排正火或退火处理,以使钢材内部晶粒细化,消除锻造应力,降低材料硬度,改善切削加工性能。为了获得较好的综合力学性能，常要求调质处理，一般分两
5、种情况：(1)毛坯余量大时，调质安排在粗车之后、半精车之前,以便消除粗车时产生的残余应力。(2)毛坯余量小时，调质可安排在粗车之前进行。表面淬火一般安排在精加工之前，这样可纠正因淬火引起的局部变形。对精度要求高的轴，在局部淬火后或粗磨之后,还需进行低温时效处理(在160℃油中进行长时间的低温时效)，以保证尺寸的稳定。对于氮化钢(如38GrMoAl)，需在渗氮之前进行调质和低温时效处理。对调质的质量要求也很严格，不仅要求调质后索氏体组织要均匀细化，而且要求离表面0.8～0.10mm层内铁素体含量不超过ω(C)＝5％，否则会造成氮化脆性而影响其质量。车削是外圆表面
6、最经济有效的加工方法，但就其经济精度来说，一般适于作为外圆表面粗加工和半精加工方法；磨削是外圆表面主要精加工方法，特别适用于各种高硬度和淬火后零件的精加工；光整加工是精加工之后进行的超精密加工方法（如滚压、抛光、研磨等），适用于某些精度和表面质量要求很高的零件。第二节外圆表面的加工方法和加工方案由于各种加工方法所能达到的经济加工精度、表面粗糙度、生产率和生产成本各不相同，因此必须根据具体情况，选用合理的加工方法，从而加工出满足零件图纸上要求的合格零件。下表为外圆表面各种加工方案和经济加工精度。序号加工方法经济精度(公差等级)经济粗糙度Ra值/μm使用范围1粗车
7、IT13～IT1150～12.5适用于淬火钢以2粗车-半精车IT10～IT86.3～3.2外的其它金属3粗车-半精车-精车IT8～IT71.6～0.84粗车-半精车-精车-滚压IT8～IT70.2～0.02555粗车-半精车-磨削IT8～IT70.8～0.4主要用于淬火钢,6粗车-半精车-粗磨-精磨IT7～IT60.4～0.1也可用于未淬火钢,7粗车-半精车-粗磨-精磨-超精加工(或轮式超精磨)IT50.1～0.012(或Rz0.1)但不适用于有色金属。8粗车-半精车-精车-精细车(金刚车)T7～IT60.4～0.025用于有色金属9粗车-半精车-粗磨-精磨-
8、超精磨(或镜面磨)IT5以上0.025
