軸類零件的加工工藝規(guī)程示例

1、,機械制造工藝學,第四章 典型零件加工,4.1 軸類零件的加工,如圖為減速箱傳動軸工作圖樣。,4.1.1 軸類零件加工概述,軸類零件的功用與結構特點 功用支承傳動件、傳遞扭矩或運動、承受載荷，一定的回轉精度 結構回轉體零件，長度大于直徑 組成：圓柱面、圓錐面、端面、溝槽、圓弧、螺紋、鍵槽、花鍵、其他表面（如橫向孔等) 分類：光軸、階梯軸、空心軸、異形軸（曲軸、凸輪軸、偏心軸和花鍵軸等） 剛性軸（L/d12） 撓性軸（L/d12）,軸類零件的主要技術要求 軸類零件的重要表面是軸頸和軸肩，包括配合軸頸(裝配傳動件)和支承軸頸(裝配軸承)。根據(jù)零件的使用性能要求，其主要技術要求有： 尺寸精度和幾何形

2、狀精度 直徑精度通常為IT6IT9,有時可達IT5。 幾何形狀精度(圓度、圓柱度)應限制在直徑公差范圍之內。 要求較高時,則應在零件圖上專門標注形狀公差，取公差的1/2，1/4 。,4.1.1 軸類零件加工概述,位置精度 普通精度的軸,配合軸頸相對支承軸頸的徑向圓跳動一般為 0.010.03mm, 高精度的軸為0.0010.005mm。 端面圓跳動為0.0050.01mm。 表面粗糙度 一般說來,軸類零件的各加工表面均有表面粗糙度的要求。 支承軸頸的表面粗糙度要求為Ra0.160.8m。 配合軸頸的表面粗糙度Ra為0.633.2m。 其他技術要求 熱處理（表面淬火、滲碳淬火等），動平衡，探傷，

3、過渡圓角等。,4.1.1 軸類零件加工概述,軸類零件的材料、毛坯及熱處理 軸類零件的材料 不重要的軸：普通碳素鋼Q235、Q255、Q275等，不經(jīng)熱處理； 一般軸類零件：35、40、45、50鋼等，正火、調質、淬火 中等精度而轉速較高的軸：40Cr等合金結構鋼，調質和表面淬火 精度較高的軸：可選用軸承鋼GCr15和彈簧鋼65Mn等，也可選用球墨鑄鐵，調質和表面淬火 對于高轉速、重載荷條件下工作的軸,選用20CrMnTi、20Mn2B、20Cr等低碳合金鋼或38CrMoAl氮化鋼，滲碳淬火或氮化 。 結構復雜（曲軸）HT400、QT600、QT450、QT400,4.1.1 軸類零件加工概述,

4、軸類零件的毛坯 軸類零件最常用的毛坯是圓棒料和鍛件 光軸、直徑相差不大的階梯軸，采用圓鋼作為毛坯； 直徑相差較大的階梯軸比較重要的軸，應采用鍛件; 只有某些大型、結構復雜的異形軸，可采用球墨鑄鐵鑄件； 毛坯經(jīng)過加熱鍛造后,可使金屬內部纖維組織沿表面均勻分布,從而獲得較高的抗拉、抗彎及抗扭強度,故一般比較重要的軸,多采用鍛件。 自由鍛造多用于中小批生產(chǎn),模鍛適用于大批大量生產(chǎn)。,4.1.1 軸類零件加工概述,軸類零件的熱處理 鍛造毛坯在加工前,均需安排正火或退火處理(含碳量大于(C)=0.5的碳鋼和合金鋼),以使鋼材內部晶粒細化,消除鍛造應力,降低材料硬度,改善切削加工性能。 為了獲得較好的綜合

5、力學性能，常要求調質處理，一般分兩種情況： (1)毛坯余量大時，調質安排在粗車之后、半精車之前,以便消除粗車時產(chǎn)生的殘余應力。 (2)毛坯余量小時，調質可安排在粗車之前進行。,4.1.1 軸類零件加工概述,表面淬火一般安排在精加工之前，這樣可糾正因淬火引起的局部變形。對精度要求高的軸，在局部淬火后或粗磨之后,還需進行低溫時效處理(在160油中進行長時間的低溫時效)，以保證尺寸的穩(wěn)定。 對于氮化鋼(如38GrMoAl)，需在滲氮之前進行調質和低溫時效處理。對調質的質量要求也很嚴格，不僅要求調質后索氏體組織要均勻細化，而且要求離表面0.80.10mm層內鐵素體含量不超過(C)5，否則會造成氮化脆性

6、而影響其質量。,4.1.1 軸類零件加工概述,4.1.2 傳動軸加工工藝及其分析,如圖為減速箱傳動軸工作圖樣。 左圖的技術要求 ： 公差都是以軸頸M和N的公共軸線為基準。 外圓Q和P徑向圓跳動公差為0.02， 軸肩H、G和I端面圓跳動公差為0.02。,4.1.2 傳動軸加工工藝及其分析,1傳動軸工藝分析,1) 傳動軸的主要表面及其技術要求 軸頸M、N、P、Q：IT6; Ra0.8 m ；P,Q對M,N軸線徑 向圓跳動公差為0.02mm。 軸肩G、H、I： Ra0.8 m ；均對M,N軸線端面圓跳動 公差為0.02mm。 螺紋M241-6g：6級精度。 鍵槽8和12：IT9；側面 Ra3.2 m

7、 ； 材料40Cr，調質220240HBS。,4.1.2 傳動軸加工工藝及其分析,2) 工藝方案分析,傳動軸大多是回轉表面，主要是采用車削和外圓磨削。由于該軸主要表面M,N,P,Q的公差等級較高（IT6），表面粗糙度值較?。≧a0.8m），最終加工應采用磨削。其加工方案： 軸頸M、N、P、Q和軸肩G、H、I等主要表面應先車后磨， 主要工藝路線為：粗車調質半精車磨削。 車、磨均以兩端中心孔為定位精基準。兩端中心孔可在粗 車之前加工出。 兩段螺紋在半精車階段車出。 兩個鍵槽在磨削之前銑出。 毛坯選用60熱軋圓鋼料。,下料粗車調質修研中心孔 銑鍵槽修研中心孔磨削 檢驗,3) 工藝過程,4.1.2 傳

8、動軸加工工藝及其分析,4.1.2 傳動軸加工工藝及其分析,表4-2,4.1.2 傳動軸加工工藝及其分析,4.1.2 傳動軸加工工藝及其分析,2、劃分加工階段 該軸加工劃分為三個加工階段，即粗車（粗車外圓、鉆中心孔），半精車（半精車各處外圓、臺肩和修研中心孔等），粗精磨各處外圓。各加工階段大致以熱處理為界。 3、選擇定位基準 軸類零件的定位基面，最常用的是兩中心孔。因為軸類零件各外圓表面、螺紋表面的同軸度及端面對軸線的垂直度是相互位置精度的主要項目，而這些表面的設計基準一般都是軸的中心線，采用兩中心孔定位就能符合基準重合原則。而且由于多數(shù)工序都采用中心孔作為定位基面，能最大限度地加工出多個外圓和

9、端面，這也符合基準統(tǒng)一原則。,4.1.2 傳動軸加工工藝及其分析,但下列情況不能用兩中心孔作為定位基面： （1）粗加工外圓時，為提高工件剛度，則采用軸外圓表面為定位基面，或以外圓和中心孔同作定位基面，即一夾一頂。 （2）當軸為通孔零件時，在加工過程中，作為定位基面的中心孔因鉆出通孔而消失。為了在通孔加工后還能用中心孔作為定位基面，工藝上常采用三種方法。 當中心通孔直徑較小時，可直接在孔口倒出 寬度不大于2mm的60內錐面來代替中心孔； 當軸有圓柱孔時，可采用圖右所示的錐堵， 取1500錐度；當軸孔錐度較小時，取錐堵 錐度與工件兩端定位孔錐度相同； 當軸通孔的錐度較大時，可采用帶錐堵的 心軸，簡

10、稱錐堵心軸，如右圖b所示。使用 錐堵或錐堵心軸時應注意，一般中途不得更 換或拆卸，直到精加工完各處加工面，不再 使 用中心孔時方能拆卸。,4.1.2 傳動軸加工工藝及其分析,4、熱處理工序的安排 該軸需進行調質處理。它應放在粗加工后，半精加工前進行。如采用鍛件毛坯，必須首先安排退火或正火處理。該軸毛坯為熱軋鋼，可不必進行正火處理。,4.1.2 傳動軸加工工藝及其分析,5、加工順序安排 除了應遵循加工順序安排的一般原則，如先粗后精、先主后次等，還應注意： （1）外圓表面加工順序應為，先加工大直徑外圓 ，然后再加工小直徑外圓，以免一開始就降低了工件的剛度。,4.1.2 傳動軸加工工藝及其分析,（2）軸上的花鍵、鍵槽等表面的加工應在外圓精車或粗磨之后，精磨外圓之前。 軸上矩形花鍵的加工，通常采用銑削和磨削加工，產(chǎn)量大時常用花鍵滾刀在花鍵銑床上加工。以外徑定心的花鍵軸，通常只磨削外徑鍵側，而內徑銑出后不必進行磨削，但如經(jīng)過淬火而使花鍵扭曲變形