轴类零件的加工工艺资料

轴类零件的加工工艺轴类零件的加工工艺 绪论 本课题主要研究轴类零件加工过程， 加工工艺注意点及改进的方法， 通过总结非标件的加工 以及典型半成品轴类零件的加工实例来加以说明。 现在许多制造最终成品的工厂为了提高机 器的某些性能或者降低成本， 需要找机械加工厂定做的， 常常会因为设备、 技术或者工艺规 程制定的不是很好，加工出来的部件无法满足使用要求， 所以需要一次次的总结， 改进加工 工艺，从而完善产品。经过总结了生产上出现的问题，写下了这篇论文。 轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一。 它在机械中主要用于支承齿轮、 带轮、凸轮以 及连杆等传动件，以传递扭矩。按结构形式不同，轴可以分为阶梯轴、锥度心轴、光轴、空 心轴、曲轴、凸轮轴、偏心轴、各种丝杠等。 图轴的种类 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 1 轴类零件的功用、结构特点 轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一。 它在机械中主要用于支承齿轮、 带轮、 凸轮以及连杆等传动件，以传递扭矩。按结构形式不同，轴可以分为阶梯轴、锥度心轴、光 轴、空心轴、曲轴、凸轮轴、偏心轴、各种丝杠等。它主要用来支承传动零部件，传递扭矩 和承受载荷。 轴类零件是旋转体零件， 其长度大于直径， 一般由同心轴的外圆柱面、 圆锥面、 内孔和螺纹及相应的端面所组成。根据结构形状的不同， 轴类零件可分为光轴、阶梯轴、空 心轴和曲轴等。 轴的长径比小于5 的称为短轴，大于 20 的称为细长轴，大多数轴介于两者之间。 1.1 轴类零件的毛坯和材料 1.1.1 轴类零件的毛坯 轴类毛坯常用圆棒料和锻件；大型轴或结构复杂的轴采用铸件。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，获得较高的抗拉、抗弯及抗扭强度。 根据生产规模的不同，毛坯的锻造方式有自由锻和模锻两种。 中小批生产多采用自由锻， 大 批大量生产时采用模锻。 1.1.2 轴类零件的材料 轴类零件材料常用 45 钢， 精度较高的轴可选用40Cr、 轴承钢GCr15、 弹簧钢65Mn， 也可选用球墨铸铁；对高速、重载的轴， 选用 20Mn2B、20Cr 等低碳合金钢或 38CrMoAl 氮化 钢。 45 钢是轴类零件的常用材料，它价格便宜经过调质（或正火）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机械性能， 淬火后表面硬度可达45～52HRC。 40Cr 等合金结构钢适用于中等精度而转速较高的轴类零件，这类钢经调质和淬火 后，具有较好的综合机械性能。 轴承钢 GCr15 和弹簧钢 65Mn， 经调质和表面高频淬火后， 表面硬度可达 50～58HRC， 并具有较高的耐疲劳性能和较好的耐磨性能，可制造较高精度的轴。 精密机床的主轴（例如磨床砂轮轴、坐标镗床主轴）可选用 38CrMoAIA 氮化钢。这 种钢经调质和表面氮化后， 不仅能获得很高的表面硬度， 而且能保持较软的芯部， 因此耐冲 击韧性好。与渗碳淬火钢比较，它有热处理变形很小，硬度更高的特性。 2 轴类零件一般加工要求及方法 2.1 轴类零件加工工艺规程注意点 在学校机械加工实习课中，轴类零件的加工是学生练习车削技能的最基本也最重要的项目， 但学生最后完工工件的质量总是很不理想， 经过分析主要是学生对轴类零件的工艺分析工艺 规程制订不够合理。 轴类零件中工艺规程的制订， 直接关系到工件质量、劳动生产率和经济效益。一零件可以有 几种不同的加工方法， 但只有某一种较合理， 在制订机械加工工艺规程中， 须注意以下几点。 1.零件图工艺分析中，需理解零件结构特点、精度、材质、热处理等 技术要求，且要研究产 品装配图，部件装配图及验收标准。 2.渗碳件加工工艺路线一般为下料→锻造→正火→粗加工→半精加工→渗碳→去碳加工 （对不需提高硬度部分） →淬火→车螺纹、 钻孔或铣槽→粗磨→低温时效→半精磨→低温时 效→精磨。 3.粗基准选择 有非加工表面， 应选非加工表面作为粗基准。 对所有表面都需加工的铸件轴， 根据加工余量最小表面找正。 且选择平整光滑表面， 让开浇口处。 选牢固可靠表面为粗基准， 同时，粗基准不可重复使用。 4.精基准选择要符合基准重合原则， 尽可能选设计基准或装配基准作为定位基准。符合基 准统一原则。尽可能在多数工序中用同一个定位基准。尽可能使定位基准与测量基准重合。 选择精度高、安装稳定可靠表面为精基准。 工艺规程制订得是否合理， 直接影响工件的质量、 劳动生产率和经济效益。 一个零件可以用 几种不同的加工方法制造，但在一定的条件下，只有某一种方法是较合理的。因此，在制订 工艺规程时，必须从实际出发， 根据设备条件、生产类型等具体情况， 尽量采用先进加工方 法，制订出合理的工艺规程。 2.2 轴类零件加工的技术要求 1 尺寸精度轴类零件的主要表面常为两类， 一类是与轴承的内圈配合的外圆轴颈， 即支承轴 颈，用于确定轴的位置并支承轴，尺寸精度要求较高，通常为IT5～IT7；另一类为与各类 传动件配合的轴颈，即配合轴颈，其精度稍低，通常为IT6IT9。 2 几何形状精度主要指轴颈表面、外圆锥面、 锥孔等重要表面的圆度、圆柱度。其误差一般 应限制在尺寸公差范围内，对于精密轴，需在零件图上另行规定其几何形状精度。 3 相互位置精度包括内、外表面，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 表面粗糙度轴的加工表面都有粗糙度的要求，一般根据加工的可能性和经济性来确定。 2.3 轴类零件的热处理 1 锻造毛坯在加工前，均需安排正火或退火处理，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。 2 调质一般安排在粗车之后、半精车之前，以获得良好的物理力学性能。 3 表面淬火一般安排在精加工之前，这样可以纠正因淬火引起的局部变形。 4 精度要求高的轴，在局部淬火或粗磨之后，还需进行低温时效处理。 2.4 典型轴类零件加工工艺改进的方法 对于 7 级精度、表面粗糙度 Ra0.8～0.4μm 的一般传动轴，其工艺路线是正火－车端面钻 中心孔－粗车各表面－精车各表面－铣花键、 键槽－热处理－修研中心孔－粗磨外圆－精磨 外圆－检验。 由于细长轴刚性很差，在加工中极易变形，对加工精度和加工质量影响很大。为此，生产中 常采用下列措施予以解决。 2.4.1 改进工件的装夹方法 粗加工时，由于切削余量大，工件受的切削力也大，一般采用卡顶法， 尾座顶尖采用弹性顶 尖，可以使工件在轴向自由伸长。但是，由于顶尖弹性的限制，轴向伸长量也受到限制，因 而顶紧力不是很大。在高速、大用量切削时， 有使工件脱离顶尖的危险。采用卡拉法可避免 这种现象的产生。 精车时，采用双顶尖法（此时尾座应采用弹性顶尖）有利于提高精度， 其关键是提高中心孔 精度。 2.4.2 采用跟刀架 跟刀架是车削细长轴极其重要的附件。 采用跟刀架能抵消加工时径向切削分力的影响， 从 而减少切削振动和工件变形， 但必须注意仔细调整， 使跟刀架的中心与机床顶尖中心保持一 致。 2.4.3 采用反向进给 车削细长轴时，常使车刀向尾座方向作进给运动（此时应安装卡拉工具）， 这