轴类零件加工工艺

轴类零件加工工艺
机床主轴
机床主轴是典型的受扭转—弯曲复合作用的轴件，它受的应力不大（中等载荷），承担的冲击载荷也不大，假如使用滑动轴承，轴颈处要求耐磨。

因此大多采纳45钢制造，并进行调质处理，轴颈处由表面淬火来强化。

载荷较大时则用40Cr等低合金结构钢来制造。

车床主轴的选材结果如下：
材料：45钢。

热处理：整体调质，轴颈及锥孔表面淬火。

性能要求：整体硬度NB220～HB240；轴颈及锥孔处硬度HRC52。

工艺路线：锻造→正火→粗加工→调质→精加工→表面淬火及低温回火→磨削。

该轴工作应力专门低，冲击载荷不大，45钢处理后屈服极限可达400MPa以上，完全可满足要求。

现在有部分机床主轴差不多能够用球墨铸铁制造。

拖拉机半轴
汽车半轴是典型的受扭矩的轴件，但工作应力较大，且受相当大的冲击载荷，其结构如图5所示。

最大直径达50mm左右，用45钢制造时，即使水淬也只能使表面淬透深度为10%半径。

为了提高淬透性，并在油中淬火防止变形和开裂，中、小型汽车的半轴一样用40Cr制造，重型车用40CrMnMo等淬透性专门高的钢制造。

例：铁牛45半轴材料：40Cr。

热处理：整体调质。

性能要求：杆部HRC37～HRC44；盘部外圆HRC24～HRC34。

工艺路线：下料→锻造→正火→机械加工→调质→盘部钻孔→磨花键。

机床齿轮
机床齿轮工作条件较好，工作中受力不大，转速中等，工作平稳无强烈冲击，因此其齿面强度、心部强度和韧性的要求均不太高，一样用45钢制造，采纳高频淬火表面强化，齿面硬度可达HRC52左右，这对弯曲疲劳或表面疲劳是足够了。

齿轮调质后，心部可保证有HB220左右的硬度及大于4kg?m/cm2的冲击韧性，能满足工作要求。

关于一部分要求较高的齿轮，可用合金调质钢（如40Cr等）制造。

这时心部强度及韧性都有所提高，弯曲疲劳及表面疲劳抗力也都增大。

例：一般车床床头箱传动齿轮。

材料：45钢。

热处理：正火或调质，齿部高频淬火和低温回火。

性能要求：齿轮心部硬度为HB220～HB250；齿面硬度HRC52。

工艺路线：下料→锻造→正火或退火→粗加工→调质或正火→精加工→高频淬火→低温回火（拉花键孔）→精磨。

拖拉机齿轮
拖拉机齿轮的工作条件远比机床齿轮恶劣，专门是主传动系统中的齿轮，它们受力较大，超载与受冲击频繁，因此对材料的要求更高。

由于弯曲与接触应力都专门大，用高频淬火强化表面不能保证要求，因此拖拉机的重要齿轮都用渗碳、淬火进行强化处理。

因此这类齿轮一样都用合金渗碳钢20Cr或20CrMnTi等制造，专门是后者在我国拖拉机齿轮生产中应用最广。

为了进一步提高齿轮的耐用性，除了渗碳、淬火外，还能够采纳喷丸处理等表面强化处理工艺。

喷丸处理后，齿面硬度可提高HRC1～3单位，耐用性可提高7～11倍。

例：拖拉机后桥圆锥主动齿轮。

材料：20CrMnTi钢。

热处理：渗碳、淬火、低温回火，渗碳层深1.2mm～1.6mm。

性能要求：齿面硬度HRC58～HRC62，心部硬度HRC33～HRC48。

工艺路线：下料→锻造→正火→切削加工→渗碳、淬火、低温回火→磨加工。

以上各类零件的选材，只能作为机械零件选材时进行类比的参照。

其中许多是长期体会积存的结果。

体会因此专门重要，但若只凭体会是不能得到最好的成效的。

在具体选材时，还要参考有关的机械设计手册、工程材料手册，结合实际情形进行初选，重要零件在初选后，需进行强度运算校核，确定零件尺寸后，还需审查所选材料淬透性是否符合要求，并确定热处理技术条件。

目前比较好的方法是，依照零件的工作条件和失效方式，对零件可选用的材料进行定量分析，然后参考有关体会作出选材的最后决定。