常用零件加工工艺过程
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11
车床主轴的设计要求
扭转和弯曲刚度高； 回转精度高（径向圆跳动、端面圆跳动、回转轴线
稳定）；
制造精度高：
1) 结构尺寸及动态特性要好； 2) 主轴本身及其轴承精度高； 3) 轴承的结构和润滑； 4) 齿轮的布置； 5) 固定件的平衡等。
12
主轴结构的设计要求：
1) 合理的结构设计； 2) 足够的刚度； 3) 有具有一定的尺寸、形状、位置精度
批量：大批；材料：45钢；毛坯：模
锻件
21
工艺过程： 分为三个阶段：
粗加工：工序1~6 半精加工：工序7~13（7为预备） 精加工：工序14~26（14为预备）
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
5. 主轴加工工艺过程分析 主轴毛坯的制造方法
自由锻件：小批量或单件生产；
模锻件：大批量生产。
32
主轴的材料和热处理 热处理工序的安排
毛坯热处理：去锻造应力，细化晶粒；
切削前正火（预备热处理）：改善切削加工性能和
机械-物理性能；去锻造应力； 半精加工前调质：去应力，改善切削加工性能，提 高综合机械性能； 精加工前局部高频淬火：提高运动表面耐磨性； 精加工后的定性处理：低温时效和冰冷处理。
5
2. 轴类零件的主要技术要求
⑴ 加工精度 ① 尺寸精度：一是支承轴颈，用于确定轴的位置并 支承轴，通常为IT 5~IT7；二是配合轴颈，常为 IT6~IT9。 ② 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。一般应限制在尺寸公差 范围内，精密轴，另行规定其几何形状精度。 ③ 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。
Ra 1.25m
17
空套齿轮轴颈的技术要求
影响传动的平稳性；可能导致噪声； 有同轴度要求，对支承轴颈的径向圆
跳动为0.01~0.015；
尺寸精度要求为IT5~IT6；
18
螺纹的技术要求
用来固定零件或调整轴承间隙；
螺母的端面圆跳动（应≤0.05）会影响
轴承的内环轴线倾斜；
螺母与轴颈的同轴度误差≤0.025；
9
车床主轴的结构特点
既是阶梯轴，又是空心轴；是长径比小于12的刚
性轴；
不但传递旋转运动和扭矩，而且是工件或刀具回
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
转精度的基础；
主要加工表面有内外圆柱面、圆锥面，次要表面
有螺纹、花键、沟槽、端面结合孔等
机械加工工艺主要是车削、磨削，其次是铣削和
钻削。
10
特别值得注意的工艺问题有： 1) 定位基准的选择； 2) 加工顺序的安排； 3) 深孔加工； 4) 热处理变形。 车床主轴的功用 承受扭转力矩； 承受弯曲力矩； 保证回转运动精度。
3
轴类零件的特点
长度大于直径； 加工表面为内外圆柱面、圆锥面、螺纹、花键、沟槽等； 有一定的回转精度。
轴类零件的分类
光滑轴；
阶梯轴； 空心轴；
异形轴（曲轴、齿轮轴、偏心轴、十字轴、凸轮轴、
花键轴）。
4
图5-1 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
对锥面的尺寸精度、形状精度、粗糙度、接触精度都要求 高； 轴心线应与支承轴颈同轴；
锥孔对轴颈的径向圆跳动近轴端为0.005，离轴端300处为 0.01，锥面接触率≥70%，粗糙度 ，硬度 HRC48~50。
Ra 0.63m
16
主轴轴端外锥（短锥）的技术要求
用来安装卡盘或花盘的；也是定心表面； 对锥面的尺寸精度、形状精度、粗糙度、接触精度都要求高； 轴心线应与支承轴颈同轴； 对支承轴颈的径向圆跳动为0.008；端面圆跳动为0.008； 粗糙度 ，硬度为HRC45~50。
用来调整轴承间隙；
中间支承为IT5~IT6，粗糙度为：
Ra 0.63m
支承轴颈圆度误差为0.005mm，径向跳动为
0.005mm；
其他外圆的圆度要求，误差小于50%尺寸公差，高
精度者为5~10%；
轴颈与有关表面的同轴度误差应很小。
15
主轴工作表面（锥孔）的技术要求 用来安装顶尖或刀具锥柄的；是定心表面；
螺纹精度为6h。
19
主轴各表面的表面层要求
要有较高的耐磨性； 要有适当的硬度（HRC45以上），以改
善其装配工艺性和装配精度；
表面粗糙度
Ra 0.8 ~ 0.2。 m
20
4. 主轴的机械加工工艺过程
主轴加工工艺过程制订的依据
主轴的结构；技术要求；生产批量；
设备条件。
主轴加工工艺过程
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⑵ 轴类零件的热处理
正火或退火：锻造毛坯，可以细化晶粒，消除应 力，降低硬度，改善切削加工性能。 调质：安排在粗车之后、半精车之前，以获得良 好的物理力学性能。 表面淬火：安排在精加工之前，这样可以纠正因 淬火引起的局部变形。 低温时效处理：精度要求高的轴，在局部淬火或 粗磨之后进行。
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图 5-2 CA6140车床主轴简图
和表面质量；
4) 足够的耐磨性、抗振性及尺寸稳定性 5) 足够的抗疲劳强度
13
3．车床主轴技术条件的分析
主轴支承轴颈的技术要求
支承轴颈是主轴的装配基准，其精度直
接影响主轴的回转精度；主轴上各重要 表面又以支承轴颈为设计基准，有严格 的位置要求；
支承轴颈为三支承结构，并且跨度大；
14
支承轴颈采用锥面 (1：12) 结构，接触率≥70%，可
6
3. 轴类零件的材料、毛坯及热处理 (1) 轴类零件的材料及毛坯 ① 材料 常用45钢， 精度较高：40Cr、GCr15、65Mn，球墨铸铁； 高速、重载轴：20CrMnTi、20Mn2B、20Cr或 38CrMoAl等。 ② 毛坯 常用圆棒料； 锻件：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。 铸件：大型或结构复杂的轴。
常用零件加工工艺过程
第一节 轴类零件加工
轴类零件的作用、特点及分类
车床主轴的功用和结构特点及设计要求 车床主轴技术条件的分析
主轴的机械加工工艺过程
主轴加工工艺过程分析
主轴加工中的几个工艺问题
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第一节
轴类零件加工
一、概述 1．轴类零件的作用、特点及分类 轴类零件的作用
支撑传动零件； 承受载荷； 传递扭矩。
车床主轴的设计要求
扭转和弯曲刚度高； 回转精度高（径向圆跳动、端面圆跳动、回转轴线
稳定）；
制造精度高：
1) 结构尺寸及动态特性要好； 2) 主轴本身及其轴承精度高； 3) 轴承的结构和润滑； 4) 齿轮的布置； 5) 固定件的平衡等。
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主轴结构的设计要求：
1) 合理的结构设计； 2) 足够的刚度； 3) 有具有一定的尺寸、形状、位置精度
批量：大批；材料：45钢；毛坯：模
锻件
21
工艺过程： 分为三个阶段：
粗加工：工序1~6 半精加工：工序7~13（7为预备） 精加工：工序14~26（14为预备）
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5. 主轴加工工艺过程分析 主轴毛坯的制造方法
自由锻件：小批量或单件生产；
模锻件：大批量生产。
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主轴的材料和热处理 热处理工序的安排
毛坯热处理：去锻造应力，细化晶粒；
切削前正火（预备热处理）：改善切削加工性能和
机械-物理性能；去锻造应力； 半精加工前调质：去应力，改善切削加工性能，提 高综合机械性能； 精加工前局部高频淬火：提高运动表面耐磨性； 精加工后的定性处理：低温时效和冰冷处理。
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2. 轴类零件的主要技术要求
⑴ 加工精度 ① 尺寸精度：一是支承轴颈，用于确定轴的位置并 支承轴，通常为IT 5~IT7；二是配合轴颈，常为 IT6~IT9。 ② 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。一般应限制在尺寸公差 范围内，精密轴，另行规定其几何形状精度。 ③ 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。
Ra 1.25m
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空套齿轮轴颈的技术要求
影响传动的平稳性；可能导致噪声； 有同轴度要求，对支承轴颈的径向圆
跳动为0.01~0.015；
尺寸精度要求为IT5~IT6；
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螺纹的技术要求
用来固定零件或调整轴承间隙；
螺母的端面圆跳动（应≤0.05）会影响
轴承的内环轴线倾斜；
螺母与轴颈的同轴度误差≤0.025；
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车床主轴的结构特点
既是阶梯轴，又是空心轴；是长径比小于12的刚
性轴；
不但传递旋转运动和扭矩，而且是工件或刀具回
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
转精度的基础；
主要加工表面有内外圆柱面、圆锥面，次要表面
有螺纹、花键、沟槽、端面结合孔等
机械加工工艺主要是车削、磨削，其次是铣削和
钻削。
10
特别值得注意的工艺问题有： 1) 定位基准的选择； 2) 加工顺序的安排； 3) 深孔加工； 4) 热处理变形。 车床主轴的功用 承受扭转力矩； 承受弯曲力矩； 保证回转运动精度。
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轴类零件的特点
长度大于直径； 加工表面为内外圆柱面、圆锥面、螺纹、花键、沟槽等； 有一定的回转精度。
轴类零件的分类
光滑轴；
阶梯轴； 空心轴；
异形轴（曲轴、齿轮轴、偏心轴、十字轴、凸轮轴、
花键轴）。
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图5-1 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
对锥面的尺寸精度、形状精度、粗糙度、接触精度都要求 高； 轴心线应与支承轴颈同轴；
锥孔对轴颈的径向圆跳动近轴端为0.005，离轴端300处为 0.01，锥面接触率≥70%，粗糙度 ，硬度 HRC48~50。
Ra 0.63m
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主轴轴端外锥（短锥）的技术要求
用来安装卡盘或花盘的；也是定心表面； 对锥面的尺寸精度、形状精度、粗糙度、接触精度都要求高； 轴心线应与支承轴颈同轴； 对支承轴颈的径向圆跳动为0.008；端面圆跳动为0.008； 粗糙度 ，硬度为HRC45~50。
用来调整轴承间隙；
中间支承为IT5~IT6，粗糙度为：
Ra 0.63m
支承轴颈圆度误差为0.005mm，径向跳动为
0.005mm；
其他外圆的圆度要求，误差小于50%尺寸公差，高
精度者为5~10%；
轴颈与有关表面的同轴度误差应很小。
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主轴工作表面（锥孔）的技术要求 用来安装顶尖或刀具锥柄的；是定心表面；
螺纹精度为6h。
19
主轴各表面的表面层要求
要有较高的耐磨性； 要有适当的硬度（HRC45以上），以改
善其装配工艺性和装配精度；
表面粗糙度
Ra 0.8 ~ 0.2。 m
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4. 主轴的机械加工工艺过程
主轴加工工艺过程制订的依据
主轴的结构；技术要求；生产批量；
设备条件。
主轴加工工艺过程
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⑵ 轴类零件的热处理
正火或退火：锻造毛坯，可以细化晶粒，消除应 力，降低硬度，改善切削加工性能。 调质：安排在粗车之后、半精车之前，以获得良 好的物理力学性能。 表面淬火：安排在精加工之前，这样可以纠正因 淬火引起的局部变形。 低温时效处理：精度要求高的轴，在局部淬火或 粗磨之后进行。
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图 5-2 CA6140车床主轴简图
和表面质量；
4) 足够的耐磨性、抗振性及尺寸稳定性 5) 足够的抗疲劳强度
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3．车床主轴技术条件的分析
主轴支承轴颈的技术要求
支承轴颈是主轴的装配基准，其精度直
接影响主轴的回转精度；主轴上各重要 表面又以支承轴颈为设计基准，有严格 的位置要求；
支承轴颈为三支承结构，并且跨度大；
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支承轴颈采用锥面 (1：12) 结构，接触率≥70%，可
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3. 轴类零件的材料、毛坯及热处理 (1) 轴类零件的材料及毛坯 ① 材料 常用45钢， 精度较高：40Cr、GCr15、65Mn，球墨铸铁； 高速、重载轴：20CrMnTi、20Mn2B、20Cr或 38CrMoAl等。 ② 毛坯 常用圆棒料； 锻件：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。 铸件：大型或结构复杂的轴。
常用零件加工工艺过程
第一节 轴类零件加工
轴类零件的作用、特点及分类
车床主轴的功用和结构特点及设计要求 车床主轴技术条件的分析
主轴的机械加工工艺过程
主轴加工工艺过程分析
主轴加工中的几个工艺问题
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第一节
轴类零件加工
一、概述 1．轴类零件的作用、特点及分类 轴类零件的作用
支撑传动零件； 承受载荷； 传递扭矩。