典型轴类零件的加工分析

典型轴类零件的加工分析

摘要：轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一。台阶轴的加工工艺较为典型，反映了轴类零件加工的大部分内容与基本规律。文章以圆锯机的轴为例，介绍一般台阶轴的加工工艺。

关键词：典型轴；零件；加工工艺

1 零件图分析

从零件图上看，该零件是细长轴典型的零件，结构比较简单，其主要加工的面有ф30、ф44、ф45、ф55的外圆柱面，图中所给的尺寸精度高，大部分是it6级；粗糙度方面表现在键槽两侧面、ф44外圆柱面为ra3.2um、ф30、ф44的外圆柱面为ra1.6um，φ55外圆柱面为ra0.8um，其余为ra6.3um，要求不高；位置要求较严格，表现在ф30外圆柱面对ф44、ф55外圆轴线的跳动量为0.05mm，ф55外圆柱面对ф44、ф30外圆轴线的跳动为0.03mm，键槽对ф55外圆轴线的对称度为0.03mm；热处理方面需要调质处理，到

hbs240-300，保持均匀。

机床：车床 ca6140、万能外圆磨床 m1432a、铣床

工装：鸡心夹头、跟刀架、硬质合金顶尖

刀具：90°外圆车刀、刀宽为3mm的切断刀、60°外螺纹车刀、钻头、铣刀、砂轮

2 毛坯的分析和选择

毛坯种类的选择决定与零件的实际作用，材料、形状、生产性质以及在生产中获得可能性，毛坯的制造方法主要有以下几种：（1）

型材；（2）锻造；（3）铸造；（4）焊接；（5）其他毛坯。该轴材料为45钢，因其属于一般传动轴，故选45钢可满足其要求。本例传动轴属于中、小传动轴，并且各外圆直径尺寸相差不大，故选择ф60mm的热轧圆钢作毛坯。

3 确定主要表面的加工方法

轴大都是回转表面，主要采用车削与外圆磨削成形。由于该轴ф30、ф44、ф45、ф55的外圆柱面的公差等级（it6）较高，表面粗糙度ra值（ra=0.8um）较小，故车削后还需磨削。外圆表面的加工方案可为：粗车→半精车→磨削。

4 定位基准的选择

由于该圆锯轴的几个主要配合表面及轴肩面对基准轴线a-b均有径向跳动和对称的要求，它又是实心轴，所以应选择两端中心孔为基准，采用双顶尖装夹方法，使零件基准重合，统一，以便保证零件的技术要求。

中心孔加工采用三爪自定心卡盘装夹毛坯外圆，车端面、钻中心孔。但必须注意，一般不能用毛坯外圆装夹两次钻两端中心孔，而应该以毛坯外圆作粗基准，先加工一个端面，钻中心孔，车出一端外圆；然后以已车过的外圆作基准，用三爪自定心卡盘装夹（有时在上工步已车外圆处搭中心架），车另一端面，钻中心孔。如此加工中心孔，才能保证两中心孔同轴。

5 加工阶段的划分及注意事项

5.1 加工阶段划分

对于那些加工质量要求较高或较复杂的零件，通常将整个工艺路线划分为粗加工阶段、半精加工阶段、精加工阶段、光整加工阶段等。

5.2 加工注意事项

为减少加工时换刀时间及装夹工件时间，同根轴上所有圆角半径、倒角尺寸、退刀槽宽度应尽可能统一。当轴上有两个以上键槽时，应置于轴的同一条母线上，以便一次装夹后就能加工。轴上的某轴段需磨削时，应留有砂轮的越程槽；需切制螺纹时，应留有退刀槽。为去掉毛刺，利于装配，轴端应倒角。

6 确定加工尺寸和切削用量

粗车加工余量可选用1mm，半精车余量可选用1mm，圆锯轴磨削余量可取0.5mm。车削用量的选择，单件、小批量生产时，可根据加工情况由工人确定；一般可由《机械加工工艺手册》或《切削用量手册》中选取。

7 检验

检验是确保轴类零件加工质量的一个重要环节。轴类零件的检验包括精度和表面质量检验两个方面，检精度检验包括尺寸精度、位置精度、形状精度等项目；表面质量检验包括表面粗糙度和表面力学物理性能检验。检验分工序检验和成品检验。工序检验可以检查出工序中存在的问题，便于及时纠正并监督工艺过程的正常进行，工序检验一般安排在：关键工序或工时较长的工序前后；零件转换车间前后，特别是进行热处理工序的前后；各加工阶段的前后，在

粗加工后精加工前，精加工后精密加工前。成品检验则是在零件全部加工完毕后进行，通过检验可以确定零件是否达到设计要求，检验各个项目的依据是零件图。

检验的步骤和方法如下：

（1）外圆柱面尺寸精度的检验

尺寸精度可采用通用量具：钢直尺、游标卡尺、千分尺、卡钳、百分表及深度游标卡尺等检验工具来测量轴径和轴长。

（2）形状位置公差的检验

用跳动测量仪对外圆柱表面ф30、ф45两处进行位置公差检验。（3）表面粗糙度的检验

表面粗糙度的测量方法，常用的有比较法、光切法、干涉法和感触法。

（4）热处理硬度的检验

布氏硬度的测定原理是用一定大小的试验力f（n），把直径为d （mm）的淬火钢球或硬质合金球压入被测金属的表面，保持规定时间后卸除试验力，用读数显微镜测出压痕平均直径d（mm），然后按公式求出布氏硬度hb值，或者根据d从已备好的布氏硬度表中查出hb值。

参考文献

[1]赵家齐.机械制造工艺课程设计指导书[m].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2009.

[2]王绍俊.机械制造工艺设计手册[m].哈尔滨：哈尔滨工艺大学

出版社，2008.

作者简介：田传志（1967，4-），男，籍贯：黑龙江齐齐哈尔学历：大专职称：工程师研究方向：技术管理。