机械制造及工艺——轴类零件工艺过程分析要点-(25273)

轴类零件工艺过程分析
1．轴类零件加工
轴类零件是回转体零件，其长度大于直径，它的主要表
面是同轴线的若干个外圆柱面、圆锥面、孔和螺纹等。

按其
结构形状，可分为光滑轴、台阶轴、空心轴和曲轴等四大类。

在机械中，轴类零件主要用来支承传动零件（如齿轮、带轮等）和传递转矩。

光滑轴的毛坯一般选用热轧圆钢或冷轧圆钢；台阶轴的毛坯，可选用热轧或冷轧圆钢，也可选用
锻件，主要根据产量和各台阶直径之差来确定，产量越大，
直径相差越大，采用锻件越有利；当要求轴具有较高力学性
能时，应采用锻件。

单件小批生产采用自由锻，成批大量生
产采用模锻；对某些大型、结构复杂的轴可采用铸件，例如
曲轴可以用球墨铸铁作毛坯。

1．机械加工工艺特点
(1）定位基准的选择
用两中心孔（顶尖孔）定位，工件装夹方便，符合基准
统一和基准重合原则，容易保证较高位置精度，应用很广泛。

加工过程中，中心孔始终要保持准确和清洁。

每次热处理后，在转入下一加工阶段前应对中心孔进行研磨或修整，以去除
中心孔表面的氧化皮或其他损伤。

用外圆表面定位，一般用卡盘装夹。

因基准面的加工和
工件装夹都比较方便，故此法应用也较多。

车削长轴时，常
将轴的一端装夹在卡盘中，另一端用后顶尖顶住或用中心架
托住，因此工件加工时刚性比用两顶尖定位时好。

但是，卡
盘定位精度低，工件调头车削时，两端外圆表面会产生同轴
度误差，影响位置精度。

(2）工艺过程分析
轴类零件一般机械加工工艺过程如下：
① 预备加工校直、车断、车端面和钻中心孔。

② 粗车工序粗车顺序是先加工直径较大外圆表面，后加工小直径外圆表面。

端面加工顺序与外圆加工相同。

③ 精车工序按粗车的加工顺序精车外圆和端面，然后进行车槽、倒角、车螺纹等。

④ 其他工序铣健槽、铣花键、钻孔、磨轴颈外圆等。

⑤ 热处理工序按工艺需要可在粗车或半精车工序后安
排热处理工序。

⑥ 磨削工序当外圆面精度较高．粗糙度值较小，及淬火后工件，可用磨削加工。

若轴上有深孔，应在深孔加工前，利用中心孔先粗车或半精车外圆，然后再加工深孔。

这样，
可保证深孔加工时所用定位基准（外圆面）的质量，并可使
深孔与外圆同轴，壁厚均匀。

传动轴加工工艺过程
图6－ 16 为车床溜板箱中一根传动轴。

现以此轴为例
进行机械加工工艺分析。

(l ）传动轴各主要部分的作用及技术要求
①在φ24±的轴段上装一个双联齿轮，为传递运动和
动力，轴上开有键槽。

②轴上左、右两端φ22±和φ20±为轴颈，支承在溜板
箱箱体的轴承孔中。

③φ22±、φ24±和φ20±等配合面对轴线A
的径向圆跳动允差为0.02 ㎜。

④端面 C 和 B 对轴线 A 的端面跳动允差不大于
0.03 ㎜。

⑤工件材料为 45﹟钢，两端轴颈淬火硬度为 40 ～ 45 HRC 。

（2）基准选择
为保证各主要外圆表面和端面的相互位置精度，选用两
端的中心孔作为粗、精加工定位基准。

这样，符合基准统一
和基准重合原则，也可提高生产率。

（3）生产类型为单件小批生产，选用φ35 圆钢料作毛坯。

（4）工艺分析该零件各加工面，均有一定的尺寸精度、位
置精度和粗糙度要求。

轴上的键槽，可在立式铣床上使用键
槽铣刀铣出。

其余各加工表面，报据技术要求，可采用粗车→半
精车→粗磨→精磨的加工顺序，其加工工艺过程见表 6－ 2。

3
带轮轴加工工艺过程分析
图6－ 36 所示为带轮轴工作图样。

生产类型为小批生产。

材料为 15 钢。

带轮轴中的主要技术条件有两项：一为渗碳
层深度，应控制在 12～ 15mm 范围内；二为外圆φ22f7 需经渗碳淬火其硬度为 HRC58 ～ 63 。

可以看出只有Φ 22f7 处需渗碳处理，其余部分均不可渗碳。

零件上不需渗碳的部分，可加大余量，待渗碳后车去渗碳层或在不需渗碳处涂防渗材
料。

加工余量应单面略大于渗碳深度，故右端直径取Φ
25mm ，单面去碳余量为 2.5mm ，总长两端也应有渗碳余量各3mm 。

在磨外圆前由于已经过淬火工序，两端中心孔在淬火时易产生氧化皮及变形，故增加一道研磨中心孔的工序。

表 6－14 为带轮轴的加工工艺过程。