 轴类零件加工工艺特点  套筒零件加工工艺特点  箱体零件加工工艺特点  齿轮加工工艺特点

　　 功用 轴类零件是机器中的主要零件之一，它的主要功能是支承传动件 （齿轮、带轮、离合器等），传递转矩。  结构特点 从轴类零件的结构特征看，它们都是长度L大于直径d的旋转体零 件，其加工表面主要有内外圆柱面、内外圆锥面、螺纹、花键、沟槽等。

　　 高精度磨削——使工件表面粗糙 度Ra值在0.16μm以下的磨削工艺 称为高精度磨削，分精密磨削、 超精密磨削和镜面磨削。与一般 磨削方法相同，只是需要特别软 的砂轮和较小的磨削用量。

　　以一定压力压在工件表面，加工 时工件低速转动，磨头轴向进给 油石高速往复振动，以完成低速 微量磨削作用。

　　最常见的毛坯是圆棒料和锻件，只有某些大型或结构复杂的轴（如发 动机曲轴）在质量允许条件下才采用铸件。 光轴、直径相差不大的阶梯轴，一般可使用热轧棒料或冷拉棒料。比 较重要的轴大都采用锻件。因为毛坯经过加热锻造后，金属内部纤维沿 表面均匀分布，可获得较高的抗拉、抗弯及抗扭强度，同时能节约材

　　研磨过程中大量磨粒在工件表面浮动，分别起到三种作用：  机械切削作用  物理作用  化学作用

　　的方向压向工件表面，工件作轴向往复运动和缓慢转动，并以摩擦力 带动珩轮转动生产相对滑动，进行微量磨削。

　　工序号 5 工序名 称 车 工序内容 调头 ①粗车右端外圆分别至φ22×64mm、φ17×23mm ②半精车该端外圆分别至φ20.4×65mm、φ16×24mm ③切槽分别至3×1.5mm ④1.2×45° ⑤车螺纹M16 粗、精铣键槽分别至6×33×29mm 淬火、回火40～45HRC 修研中心孔 ①粗磨左端外圆分别至  38.060 mm和  20.060 0.04 0.04 0 ②粗磨右端外圆至  20.060.01mm ①粗磨左端外圆至尺寸 ②粗磨右端外圆至尺寸 检验 双顶尖装 夹 双顶尖装 夹 外圆磨床 外圆磨床 装夹基准 加工设备

　　 热处理工序的安排 由于采用的是锻件毛坯，加工前应安排退火处理，以便消除毛坯 的内应力和改善材料的切削性能。在半精车后，粗磨前还应安排对支 承轴径表面的淬火处理，以提高该轴径的耐磨性。

　　 该传动轴主要用来支承传动零件和传递扭矩。  该传动轴为阶梯轴，主要结构要素有外圆面、螺纹、键槽等。  技术要求：  该传动轴两端的支承轴径  200.041 mm的尺寸精度为IT7，表面粗

　　糙度Ra值为0.8μm；  装配轴径  380.025 mm用于安装齿轮，其尺寸精度为IT7，表面粗

　　 凡要求局部表面淬火处理以提高轴的耐磨性，须在淬火前安排调质处 理。表面淬火一般安排在精加工前，可以保证淬火引起的局部变形在精 加工中得到纠正。  对于精度要求较高的轴，在局部淬火和粗磨之后，还需安排低温时效 处理，以消除淬火及磨削中生产的残余应力。

　　 由于该轴各段轴径尺寸相差较大，可选用锻件毛坯。考虑到形状简 单，精度中等，并为小批量生产，故选自由锻方法。

　　由于轴类零件往往是多阶梯带通孔的零件，切除大量金属后会引起残 余应力重新分布而变形，因此在安排工序时，应将粗、精加工分开，分 阶段进行加工，先粗后精，主要表面的精加工放在最后加工。

　　1.荒加工阶段为准备毛坯；2.正火后，粗加工阶段为铣端面、钻中心 孔、粗车外圆；3.调质处理后，半精加工阶段是半精车外圆、端面、锥孔； 4.表面淬火后，精加工阶段是主要表面的精加工，包括粗、精磨各级外圆、 精磨支承轴径、锥孔。各阶段划分大致以热处理为界。

　　因该轴为小批量生产，宜采用工序集中加工。要求不高的外圆在 半精车时就可以加工到规定尺寸，如退刀槽、越程槽、倒角和螺纹等 结构。键槽在半精车后进行划线和铣削，淬火后安排修研中心孔工序， 以消除热处理引起的变形和氧化皮。最后粗磨、精磨安装齿轮和轴承 的轴径。

　　 45钢（碳素结构钢）是一般轴类零件常用的材料，经过调质处理后可得到较好的 切削性能，而且能获得较高的强度和韧性等综合力学性能。重要表面经局部淬火 后再回火，表面硬度可达45～52HRC。  40Cr等合金结构钢适用中等精度而旋转精度较高的轴。  轴承钢GCr15和弹簧钢65Mn可制造较高精度的轴，经调质和表面处理后表面硬度 可达50～58HRC，并且有较高的耐疲劳性和耐磨性。  20CrMoTi、20Mn2B等低碳合金钢和38CrMoAL等中碳合金渗氮钢适用于高转速、 重载荷等工作条件。

　　a）光轴 b）空心轴 c）半轴 d）阶梯轴 e）花键轴 f）十字轴 g）偏心轴 h）曲轴 i）凸轮轴 3

　　 尺寸精度——支承轴径要求较高，一般为IT5～IT7，装配传动件的配 合轴径可低一些，一般为IT6～IT9。  形状精度——主要指支承轴径的圆度、圆柱度，一般限制在其尺寸公 差范围内，对精度要求较高的，可在图样上标注其形状。有时，对配 合轴径也提出形状公差的要求。  位置精度——一般指配合轴径相对支承轴径的同轴度或圆跳动量，普 通精度轴的配合轴径对支承轴径的径向圆跳动一般为0.01～0.03mm， 高精度轴为0.001～0.005mm。有时。对配合轴径之间也提出相应的位 置公差要求。  表面粗糙度——一般与传动件配合的轴径的表面粗糙度Ra值为2.5～ 0.63μm，与轴承配合的轴径表面粗糙度Ra值为0.63～0.16μm。

　　工序号 1 2 3 4 工序名称 锻 热处理 车 车 锻造毛坯 退火 ①车端面，钻中心孔 ②车另一端面并取总长140mm，钻中心孔。 ①粗车左端外圆分别至φ40×77mm、φ22×22mm ②半精车该端外圆分别至φ38.4×76mm、φ20.4×23mm ③切槽3×1.5mm ④倒角1.2×45° 三爪卡盘 卧式车床 工序内容 装夹基准 加工设备

　　如图所示的传动轴是轴类零件中使用较多、结构最为典型的一种阶梯轴。 该轴为小批量生产，材料选择45钢，淬火硬度40～45HRC。编制其工艺规程。

　　 无心磨削法——工件轴线处于 自由状态， 以被磨外圆表面定位，属 于自为基准定位。无心磨削方 式只能提高工件的尺寸精度和 形状精度，不能保证其位置精 度。

　　轴类零件的定位基准最常见的是采用两中心孔，可实现基准统一，以 保证各外圆轴线的同轴度以及端面与轴线的垂直度。

　　a）双轮珩磨 b）无心珩磨 c）在两顶尖上高速珩磨 1-珩磨轮 2-工件 3-托架 4-导轮

　　使其生产塑性变形，在表面留下残余压应力，同时使零件抗疲劳强度、 耐磨性和耐腐蚀性得到改善。

　　 缩短辅助时间——自动装卸工件，自动测量，砂轮自动修整及补偿， 采用新磨料提高砂轮的耐用度。  改变磨削用量以及增大磨削面积——高速磨削，深切缓进给磨削，砂 带磨削，宽砂轮磨削及多片砂轮磨削。

　　根据生产规模的大小，毛坯的锻造方式有自由锻和模锻。自由锻设备 简单，容易投产，但毛坯精度较差，多用于中小批量生产；模锻毛坯精

　　 粗基准——以外圆表面定位；  精基准——半精加工时采用外圆表面和中心孔定位（一夹一顶装夹）， 精加工时采用两中心孔定位（双顶尖装夹）。