轴类零件加工
《轴类零件加工工艺》课件
详细描述
轴类零件是各种机械设备中必不可少的组成部分，广泛 应用于汽车、机床、电机、船舶、航空航天等领域。例 如，在汽车中，轴类零件用于连接发动机和传动系统， 传递动力，驱动车辆行驶；在机床中，轴类零件用于支 撑旋转刀具或工件，实现切削加工；在电机中，轴类零 件用于传递扭矩，驱动发电机或电动机运转。因此，轴 类零件的性能和加工质量对机械设备的性能和使用寿命 具有重要影响。
直接测量法
通过直接测量工件尺寸、几何形 状等参数，与标准值进行比较， 判断是否符合要求。
比较测量法
使用标准量具与被测工件进行比 较，确定工件是否合格。
检测方法与工具
• 自动检测法：利用传感器、计算机等设备实现自动检测和 记录，提高检测效率和精度。
检测方法与工具
卡尺
用于测量长度、宽度、厚度等参数。
随着环保意识的提高，绿色制造技术成为未 来制造业的发展方向，轴类零件加工行业也 不例外。
详细描述
绿色制造技术包括节能减排、资源循环利用 、环保材料等，这些技术的应用能够降低轴 类零件加工过程中的能耗和排放，减少对环 境的污染，实现可持续发展。
新材料的应用与挑战
总结词
随着新材料技术的不断发展，新型材料在轴类零件加工中的应用越来越广泛，同时也带 来了一些挑战。
精加工
加工精度
精加工阶段需要进一步提高零件的加 工精度和表面质量。
余量控制
冷却方式
选择适当的冷却方式，如切削液、润 滑油等，以降低切削温度、减少刀具 磨损。
合理控制余量，避免过多或过少余量 导致的问题。
表面处理
表面粗糙度
轴类零件的加工
轴类零件的加工一、轴类零件的分类、技术要求轴是机械加工中常见的典型零件之一。
它在机械中主要用于支承齿轮、带轮等传动件，以传递扭矩。
按结构形式不同，轴可以分为阶梯轴、光轴、空心轴、曲轴、凸轮轴、偏心轴、各种丝杠等，其中阶梯传动轴应用较广。
根据轴类零件的功用和工作条件，其技术要求主要在以下方面：⑴尺寸精度轴类零件的主要表面常为两类：一类是与轴承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IT 5~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，常为IT7~IT9。
⑵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。
⑶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。
⑷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。
支承轴颈常为，传动件配合轴颈为m R a µ1.6~0.2。
m R a µ3.2~0.4二、轴类零件的材料、毛坯及热处理1．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20CrMnTi、20Mn2B、20Cr等低碳合金钢或38CrMoAl氮化钢。
2．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。
3．热处理锻造毛坯在加工前，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。
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。
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。
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。
三、轴类零件的定位装夹方式主要有以下三种：1．采用两中心孔定位装夹一般以重要的外圆面作为粗基准定位加工出中心孔，再以轴两端的中心孔为定位精基准；尽可能做到基准统一、基准重合、互为基准，并实现一次安装加工多个表面。
3.2 轴类零件加工
一夹 一顶
车床
3
热处理
调质处理 修研两端中心孔
硬度24~28HRC
4
钳工
中心孔
车床
（续）
工序 号 工序 名称 工序内容 双顶尖装夹半精车三个台阶，长 度达到尺寸要求，螺纹大径车到 0.1 24 0.2 mm，其余两个台阶直径上留 0.5mm余量，切槽三个，倒角三个 工序简图 定位 基准 设备
这样既可避免基准不重合误差,也能保证各表 面之间的位置精度。
2:粗基准 毛坯外圆。 (二) 加工方法的选择 1:主要表面,尺寸精度IT6,Ra0.8µ m,应 选:“车—磨”的加工方法。
2、平键槽:普通铣床铣削； 3、其它表面:均可采用车床车削； (三) 划分加工阶段 对传动轴,中等精度,批量不大,可划 分为粗加工阶段:包括,中心孔,各外圆的 粗车;半精加工阶段:包括各外圆的半精 车,切槽,螺纹加工，铣键槽等 ；精加工 阶段:包括各支承轴颈的磨削,
(四) 安排加工顺序 1、机械加工顺序的安排 1)基准先行 作为定位精基准的表面应首先安排加工；由 于传动轴毛坯为型材,毛坯精度较高,加工余量 不大。粗加工时先车端面钻中心孔,作为粗车各 外圆的定位精基准.
2、主次分开 零件是由多个不同类型的表面组成的,在安排 这些表面的加工先后顺序时,必须把主要表面和 次要表面的加工分开,先安排主要表面的加工, 再视具体情况安排次要表面的加工。
5
车
调头，双顶尖装夹半精车余下的五个 台阶。 44 mm及 52mm 台阶车到 图样规定的尺寸。螺纹大径车到 24 0.1 0.2 mm，其余两个台阶直径上留0.5mm 余量，切槽三个，倒角四个
中心孔
双顶尖装夹，车一端螺纹M24×1.6-6g 调头，车另一端M24×1.6-6g 6 车 中心孔
轴类零件的加工工艺
轴类零件的加工工艺
1. 零件分析：对轴类零件的图纸加工进行分析，包括尺寸、精度、材料等方面，确定加工工艺路线。
2. 材料准备：根据轴类零件的材料要求，选择符合要求的原材料进行加工前的准备。
3. 车削加工：轴类零件的加工主要采用车削的方式进行，通过车床加工，将材料逐步加工成符合要求的零件形状和尺寸。
4. 磨削加工：对于需要达到精度要求较高的轴类零件，可以通过磨削的方式进行加工，如内外圆磨削、表面磨削等。
5. 热处理：对于一些需要改变材料性质的轴类零件，可以通过热处理的方式进行加工，如淬火、回火等。
6. 装配：根据轴类零件的要求，可以进行装配，使得零件能够正常地使用。
7. 检验：对加工完成的轴类零件进行检验，包括尺寸、精度、硬度等方面的检验，确保零件质量符合要求。
轴类零件的加工
1.1 轴类零件加工概述
6
轴类零件的材料、
➢不重要的轴：普通碳素钢Q235Ａ、Q255Ａ、Q275Ａ等，不经热处理； ➢ 一般轴类零件：35、40、45、50钢等，正火、调质、淬火 ➢ 中等精度而转速较高的轴：40Cr等合金结构钢，调质和表面淬火 ➢ 精度较高的轴：可选用轴承钢GCr15和弹簧钢65Mn等，也可选用球墨铸铁， 调质和表面淬火 ➢ 对于高转速、重载荷条件下工作的轴,选用20CrMnTi、20Mn2B、20Cr 等低碳合金钢或38CrMoAl氮化钢，渗碳淬火或氮化 。 ➢ 结构复杂（曲轴）——HT400、QT600、QT450、QT400
1.2 传动轴加工工艺及其分析
23
4、热处理工序的安排
该轴需进行调质处理。它应放在粗加工后，半精加工前进行。如采用锻件毛坯，必须首先 安排退火或正火处理。该轴毛坯为热轧钢，可不必进行正火处理。
5、加工顺序安排
除了应遵循加工顺序安排的一般原则，如先粗后精、先主后次等，还应注意：
（1）外圆表面加工顺序应为，先加工大直径外圆 ，然后再加工小直径外圆，以免一开始 就降低了工件的刚度。
1.3 机床主轴加工工艺及其分析
25
图4-2CA6140型车床主轴简图
1.3 机床主轴加工工艺及其分析
2.
26
通过对主轴的技术要求和结构特点进行深入分析,根据生产批量、设备条
件、工人技术水平等因素,就可以拟定其机械加工工艺过程。表4-1为CA6140型
车床主轴加工工艺过程简表。
1.3 机床主轴加工工艺及其分析
堵 头 万能外圆
中心 磨 床
孔
M1432A
1.3 机床主轴加工工艺及其分析
轴类零件的加工(刀具)
实例三：空心轴的加工
总结词
空心轴主要用于传输动力和信号，其内孔尺寸精度要求较高，需要进行精密的加工。
详细描述
空心轴的内孔可以采用镗削、珩磨和内圆磨削等方法进行加工。为了提高内孔的精度和减小误差，可以采用精密 镗刀、珩磨头和内圆磨头等工具。同时，需要控制切削液的流量和温度，以及合理选择切削参数，以保证内孔的 表面粗糙度和尺寸精度。
06
轴类零件加工中的问题与 对策
切削热问题与对策
切削热问题
在轴类零件加工过程中，由于切削力、切削摩擦和切削阻力的作用，会产生大 量的切削热，导致刀具磨损、工件热变形和加工精度下降。
对策
采用冷却液、改进刀具材料和涂层、优化切削参数等措施，降低切削热对加工 过程的影响。
切削振动问题与对策
切削振动问题
轴类零件的加工(刀具)
目录 CONTENT
• 轴类零件概述 • 刀具基础知识 • 轴类零件加工刀具选择 • 轴类零件加工工艺流程 • 轴类零件加工实例分析 • 轴类零件加工中的问题与对策
01
轴类零件概述
定义与分类
定义
轴类零件是机械中用于传递扭矩和支 撑回转零件的重要元件，通常由圆柱 形的杆件组成。
实例二：曲轴的加工
总结词
曲轴是发动机中的重要零件，其形状较 为复杂，需要经过多道工序的加工才能 完成。
VS
详细描述
曲轴的加工主要包括粗加工、半精加工和 精加工三个阶段。粗加工阶段主要去除大 部分余量，半精加工阶段对曲轴的轮廓进 行成型，精加工阶段则要达到图纸要求的 精度和表面粗糙度。在加工过程中，需要 合理安排各道工序的顺序和加工余量，并 选择合适的刀具和切削参数。
良好的表面质量
轴类零件的表面质量对其耐磨性和疲劳强度有重要影 响，要求表面光滑、无裂纹、无气孔等缺陷。
轴类零件加工个人总结
轴类零件加工个人总结
经过这段时间的轴类零件加工，我个人总结如下：
1. 加工工艺：轴类零件加工的工艺较为复杂，通常需要进行车削、铣削、钻孔、磨削
等多道工序。
在加工时需要根据零件的要求合理选择加工工艺，同时注意工序的顺序
和操作方法，以保证加工质量。
2. 设备选择：在轴类零件加工中，需要选择适当的加工设备，如车床、铣床、钻床等。
设备的选择应根据零件的尺寸、形状和加工工艺等因素来决定，以确保加工的准确性
和效率。
3. 工艺参数：在进行轴类零件加工时，需要合理设置加工的工艺参数，如切削速度、
进给量、刀具刀具刀具刃角和切削液的使用等。
这些参数的设置直接影响到加工质量
和加工效率，所以需要在实际操作中进行调整和优化。
4. 精度要求：轴类零件通常对加工精度有较高的要求，特别是轴类零件的圆度、直线度、平行度和轴向度等。
因此，在加工过程中需要严格控制加工误差，并进行必要的
检测和修正，以满足零件的使用要求。
5. 加工工时：轴类零件的加工通常需要耗费较长的时间，特别是对于尺寸较大、工艺
较复杂的零件来说。
在进行加工计划时需要充分考虑加工工时和生产能力的安排，以
确保按时完成生产任务。
6. 质量控制：轴类零件加工的质量控制是非常重要的。
需要进行加工过程中的巡检和
首末件检查，对加工中出现的问题及时处理，以防止次品的产生。
总的来说，轴类零件加工需要在加工工艺、设备选择、工艺参数、加工精度、加工工
时和质量控制等方面进行全面考虑和合理安排，以确保零件的加工质量和生产效益。
只有不断提高自己的技能和经验，才能更好地完成轴类零件加工任务。
轴类零件加工工艺介绍
第六章典型零件加工第一节第一节轴类零件加工一、一、概述(一)、轴类零件的功用与结构特点1、功用：为支承传动零件（齿轮、皮带轮等）、传动扭矩、承受载荷，以及保证装在主轴上的工件或刀具具有一定的回转精度。
2、2、分类：轴类零件按其结构形状的特点，可分为光轴、阶梯轴、空心轴和异形轴（包括曲轴、凸轮轴和偏心轴等）四类。
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) 凸轮轴若按轴的长度和直径的比例来分，又可分为刚性轴（L/d＜12＝和挠性轴（L/d＞12）两类。
3、表面特点：外圆、内孔、圆锥、螺纹、花键、横向孔（二）主要技术要求：1、尺寸精度轴颈是轴类零件的主要表面，它影响轴的回转精度及工作状态。
轴颈的直径精度根据其使用要求通常为IT6～9，精密轴颈可达IT5。
2、几何形状精度轴颈的几何形状精度（圆度、圆柱度），一般应限制在直径公差点范围内。
对几何形状精度要求较高时，可在零件图上另行规定其允许的公差。
3、位置精度主要是指装配传动件的配合轴颈相对于装配轴承的支承轴颈的同轴度，通常是用配合轴颈对支承轴颈的径向圆跳动来表示的；根据使用要求，规定高精度轴为0.001～0.005mm，而一般精度轴为0.01～0.03mm。
此外还有内外圆柱面的同轴度和轴向定位端面与轴心线的垂直度要求等。
4．表面粗糙度根据零件的表面工作部位的不同，可有不同的表面粗糙度值，例如普通机床主轴支承轴颈的表面粗糙度为Ra0.16～0.63um，配合轴颈的表面粗糙度为Ra0.63～2.5um，随着机器运转速度的增大和精密程度的提高，轴类零件表面粗糙度值要求也将越来越小。
(三)、轴类零件的材料和毛坯合理选用材料和规定热处理的技术要求，对提高轴类零件的强度和使用寿命有重要意义，同时，对轴的加工过程有极大的影响。
1、轴类零件的材料一般轴类零件常用45钢，根据不同的工作条件采用不同的热处理规范（如正火、调质、淬火等），以获得一定的强度、韧性和耐磨性。
轴类零件加工
3)先外后内与先大后小
先加工外圆,再以外圆定位加工内孔。 加工阶梯外圆时,先加工直径较大的,后加工直径较小的,这样可避免过早地削弱工件的刚度。 加工阶梯深孔时,先加工直径较大的,后加工直径较小的,这样便于使用刚度较大的孔加工工具。
次要表面加工的安排。 轴上的花键、键槽、螺纹等次要表面加工,通常均安排在外圆精车或粗磨之后、精磨外圆之前进行。 如果精车前就铣出键槽,精车时因断续切削而易产生振动,既影响加工质量,又容易损坏刀具,也难控制键槽的深度。 次要表面加工也不能放到主要表面精磨之后,否则会破坏主要表面已获得的精度。
2、轴类零件的毛坯
一般轴——棒料 重要轴——锻件 大型、结构复杂轴——铸件 单件小批生产——自由锻； 成批大量生产——模锻
1
轴类零件在机械中起着突出的作用，工作中受弯曲、扭转和交变载荷，有时还得承受一定冲击性载荷。支承轴颈处还要承受磨擦，产生摩擦热。为了保证轴件的正常工作，轴件的加工质量至关重要。这就需要解决好轴件加工的工艺问题。
3、超精加工
油石—加压力—振动—纵向进给，工件低速回转——不重复轨迹。
强烈切削阶段——压强大，油膜被破坏，切削作用强烈
正常切削阶段——压强降低,切削作用减弱
微弱切削阶段——压强更低，摩擦抛光作用
添加标题
自动停止切削阶段——压强很小,形成油膜，切削作用停止
8.1 轴类零件加工概述(了解)
①机械靠模仿形 机械靠模仿形是利用靠模进 行直接仿形,也就是说刀架的切削力直接作 用于靠模,它易于在卧式车床上使用。
② 液压仿形 刀架的切削力由液压传动装置承 受。 液压传动装置利用油液作介质,通过执 行机构来传递动力 。
一般主轴颈的圆度和素线平行度误差, 卧式车床为5-8 µm,精密外圆磨床不超过1 µm。 各主轴颈的同轴度误差将会造成主轴 径向圆跳动,故规定了同轴度公差,普通机床 为0.005-0.01 mm,精密机床为1-5 µm 。
主轴轴肩和轴承端面对主轴回转轴线的
垂直度误差将会使主轴产生端面跳动 。 从
三、 轴类零件的技术要求
轴类零件是同轴线的回转体零件,在机械 加工中经常遇到外圆柱面、圆锥面、内孔 和螺纹等的加工 。 轴类零件与其他所有零 件一样,其主要技术要求有:
(1) 尺寸公差、几何形状公差和相互位置公差。 (2)表面粗糙度及其他表面质量要求。 (3) 材料、热处理及其他方面的要求。
此外,根据用途和结构的不同,轴类零件 还规定有不同的技术要求,因此,应采取各种 相应的加工方法来加工。 下面以车床主轴的结构特点 轴类零件是机械加工中最典型、最常见
的零件之一 ,一般由圆柱面、阶台、端面、 沟槽等结构组成 。 轴类零件大都是回转体 零件,其长度远大于直径,它的主要表面是同 轴线的若干外圆柱面、圆锥面、孔和螺纹 等。
二、軸类零件的功用
机床主轴是一种典型的轴类零件,是机 床的关键零件之一 ,它把回转运动和转矩通 过主轴端部的夹具传递给工件或刀具。 因 此,主轴在工作中要承受转矩和弯矩,而且还 要求有很高的回转精度 。 所以,主轴的制造 质量将直接影响到整台机床的工作精度和 使用寿命。 C6140型车床主轴的结构如图81所示。
例如当用调整螺母调整轴承间隙时,其端面 会使被压紧的轴承套圈倾斜,从而使主轴径 向圆跳动增大 。这不但会影响工件的加工
轴类零件的加工
五、车削加工的基本方法（一）车削外圆根据工件表面的加工精度和表面粗糙度的要求，车外圆一般分粗车和精车两个部分。
1. 粗车粗车的目的是要尽快地切去大部分余量，为精加工留0.5-1mm余量，常用的外圆粗车刀有主偏角45°、75°、和90°等几种。
如图2-5所示。
2. 精车精车的目的是切出余下的少量金属层，已获得图样的精度和表面粗糙度。
精车时应采用有圆弧过渡刃的精车刀。
车刀的前后面须用油石打光。
因此要求车刀锋利，刀刃平直光洁，刀尖处必要时还可磨出修光刃。
精车时背吃刀量ap和进给量f较小，以减少残留面积，使Ra值减小。
切削用量一般为：ap=0.1~0.2mm，f=0.05~0.2mm/r,v≧60m/min.精车的尺寸公差等级一般为IT8~IT6，半精车一般为IT10~IT9;精车的表面粗超度Ra=3.2~0.8um.3. 车外圆的操作步骤（1）车削步骤①根据图样要求检验毛坯是否合格，表面是否有缺陷。
②检查车床是否运转正常，操纵手柄是否灵活。
③装夹工件并校正。
④安装车刀。
车刀装夹在刀架上的伸出部分应尽量短，约为刀柄厚度的1~1.5倍，车刀刀尖应与中心等高；确保工件装夹牢靠。
⑤试切。
试切削的目的是为了控制切削深度，保证工件的加工尺寸。
车刀在进刀后，纵向进给切削工件2 毫米左右时，纵向快速退出车刀，停车测量。
如果尺寸符合要求，就可以继续切削，如尺寸大，就需加大背吃刀量；若尺寸过小，则应减小背吃刀量。
试切方法与步骤如图4-40所示⑥切削。
在试切的基础上，调整好背吃刀量后，扳动自动进给手柄进行自动走刀。
当车刀进给到距尺寸末端3～5㎜时，应提前改为手动进给，以免走刀超长或将车刀碰到卡盘爪上。
如此循环直至尺寸合格，然后退出车刀，最后停车。
图4-40 试切的方法与步骤（a）开车对刀，使车刀与工件表面轻微接触（b）向右退出车刀（c）横向进刀（d）切削1～3㎜（e）退出车刀，进行度量（f）如果尺寸不到位，再进刀（2）切削用量的选择①背吃刀量（ap）的选择粗车时，主要考虑提高生产率，同时兼顾刀具寿命。
轴类零件加工工艺过程
轴类零件加工工艺过程一、轴类零件加工的准备工作：1. 根据图纸和要求，准备所需的原材料，一般为金属材料，如钢材、铜材等。
2. 检查原材料的质量和规格，确保符合要求，必要时进行修整。
3. 准备所需的加工设备和工具，如车床、铣床、钻床等，以及相关的切削刀具、测量工具等。
二、轴类零件的车削加工步骤：1. 首先，将原材料固定在车床上，并调整好工件的位置和角度。
2. 使用车削刀具，根据图纸要求，选择合适的车刀，并进行装夹。
3. 开始车削操作，根据图纸上的尺寸要求和加工顺序，依次进行粗削、精削、修光等工序，以达到要求的尺寸和表面粗糙度。
4. 在加工过程中，时刻注意工件的状况和刀具的磨损情况，必要时及时更换刀具。
三、轴类零件的铣削加工步骤：1. 将原材料固定在铣床上，并调整好工件的位置和角度。
2. 选择合适的铣削刀具，根据图纸上的要求进行装夹。
3. 根据图纸要求，选择合适的铣削方式，如平面铣削、立体铣削等。
并按照加工顺序进行铣削操作，保证加工尺寸和表面质量。
4. 在加工过程中，注意刀具的磨损情况和工件的夹持状态，及时调整和更换。
四、轴类零件的钻削加工步骤：1. 将原材料固定在钻床上，并调整好工件的位置和角度。
2. 选择合适的钻孔刀具，根据图纸要求进行装夹。
3. 根据图纸上的孔径要求，选择合适的钻头，并进行设定，调整钻头的速度和进给量。
4. 开始钻削操作，根据图纸上的孔径位置进行钻孔，保证加工尺寸和孔壁的质量。
5. 在加工过程中，注意刀具的磨损情况和冷却液的使用，及时调整和更换。
五、轴类零件加工的后续工序：1. 进行工件的检验，包括尺寸测量、表面质量等，确保符合要求。
2. 进行必要的热处理、表面处理等工艺，以提高工件的性能和耐用度。
3. 进行最后的整理和打磨工作，使工件达到最终的要求。
4. 进行产品的包装和出库。
以上就是轴类零件加工的基本工艺过程，通过严格按照要求进行加工操作，可以确保加工出高质量的轴类零件。
加工过程中需要密切关注工件的状况和刀具的磨损情况，及时调整和更换，以保证加工质量和工艺效率。
轴类零件的加工方法
轴类零件的加工方法
轴类零件的加工方法包括以下几种：
1. 车削加工：通过旋转的刀具将工件的材料逐渐削除，形成所需的轴状结构。
车削加工可以分为外圆车削和内圆车削两种形式。
2. 镗削加工：利用旋转刀具进行波纹状运动，将工件内孔的材料逐渐削除，形成所需的内轴孔。
3. 铣削加工：通过刀具在工件表面上进行旋转和直线运动，将工件表面的材料逐渐削除，形成所需的轴状结构。
铣削加工可以分为平铣和立式铣两种形式。
4. 磨削加工：利用磨削工具对工件进行高速磨削，精确地去除工件表面的材料，以达到精密加工的目的。
磨削加工可以分为平面磨削和外圆磨削两种形式。
5. 钻削加工：通过旋转刀具对工件进行钻孔，形成所需的孔状结构。
钻削加工可以使用钻头进行，也可以使用钻床进行。
6. 切削加工：通过使用切削刀具对工件进行切削，将工件材料一部分削除，形成所需的轴形结构。
切削加工可以包括切削、切削、切割等操作。
此外，还可以使用其他加工方法如冲压、锻造、热处理等进行轴类零件的加工。
具体的加工方法选择取决于轴类零件的材料、尺寸、形状等要求。
轴类零件加工方法
轴类零件加工方法
轴类零件加工方法一般可以分为以下几种：
1.车削法：用车床将轴类零件的材料进行加工，使其成为所需的形状和尺寸。
2.铣削法：用铣床对轴类零件进行加工，将其削成所需的形状和大小。
3.钻孔法：用钻床将轴类零件进行加工，将其钻成所需的孔洞形状。
4.磨削法：用磨床对轴类零件进行加工，使其表面光滑，并达到所需的形状和精度。
5.冷拔法：将已经加工好的轴类零件放入特定的模具中进行冷拔，使其变得更加光滑和精细。
6.焊接法：通过焊接的方式将多个零件拼接成一个整体，使其成为一个轴类零件。
7.压铸法：用压铸机将金属材料压制成轴类零件的形状，并在其中加入一些其他的性能添加剂，使其性能更为优良。
以上是一些常见的轴类零件加工方法，不同的加工方法适用于不同的材料和精度，需要根据具体情况进行选择。
机械制造基础：轴类零件加工
轴）。
轴类零件加工
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
轴类零件加工
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。
轴类零件加工
轴类零件加工
1．零件； 承受载荷； 传递扭矩。
轴类零件加工
➢ 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
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。
轴类零件加工
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。
轴类零件加工
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。
轴类零件加工
金属热处理分类
普通（整体）热处理 退火 正火 淬火 回火 感应加热表面淬火
热 处 理
表面热处理
表面淬火
火焰加热表面淬火 激光加热表面淬火等 渗碳
表面化学热处理
渗氮
碳氮共渗 渗金属等
常用热处理方法的工艺曲线示意图
1. 退火
退火是将金属制件加热到高于或低于这种金属 的临界温度，经保温一定时间，随后在炉中或埋 入导热性较差的介质中缓慢冷却，以获得接近平 衡状态组织的一种热处理工艺。 退火的目的： a. 降低硬度，以利于切削加工； b. 细化晶粒，改善组织，提高机械性能； c. 消除内应力，为下一道热处理作好准备； 一、退火 d. 提高金属材料的塑性、韧性，便于进行冷 冲压或冷拉拔加工。 退火的缺点：占用设备；生产率低。
碳钢分类
按钢中含碳量多少分： 低碳钢 Wc < 0.25% 中碳钢 Wc = 0.25%—0.6% 高碳钢 Wc > 0.6%
低碳钢
特点： 塑性好、韧性好、硬度强度低（软刚）、耐 磨性差。 热处理： 通常情况下将其进行渗碳，然后淬火，再低 温回火后使用。
中碳钢
特点： 热加工及切削性能良好，强度硬度比低碳钢 高，韧性塑性低于低碳钢，焊接性能较差。 热处理： 通常采用完全（加热到单相奥氏体区得到单 相均匀奥氏体）淬火加中温或高温回火的热 处理工艺。
5. 调质处理
淬火后再经高温回火的热处理工艺，称为调质处理。一 般要求具有较高综合机械性能的重要结构零件，都要经过调 质处理。
回火方法 加热温度 （℃） 低温回火 150～250
力学性能 特点 高硬度、耐 磨性
应用范围
硬度 （HRC）
刃具、量具、 58～65 冷冲模等
中温回火
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它是以径节DP（牙/in）来表示的。径节表示齿轮 或蜗杆折算到1英寸分度圆直径上的齿数，即径节 DP=z/D（z—齿数，D—分度圆直径，英寸），所 以径节螺纹的导程：
(5)车削非标准及较精密螺纹。 由于主轴至丝杠的传动路线大为缩短，从而减少了传动累
(2)75° (3)端面车刀（45°车刀，又称弯头车刀），用于车削工件的外圆、端面和
(4)切槽(切断) (5) (6)圆弧车刀，用于车削工件的圆弧面或成形面 (7)内孔车刀，用于车削工件的内孔和内圆锥面。 2.车刀材料的选择 （1）高速钢又叫锋钢或白钢，是含钨、钼、铬、钒等合金元素较多的工具
(5)主轴轴向采用轴肩端面定位，易于实现与中心线垂直，
(6)由于砂轮架装配以及操作空间的要求，主轴的轴向尺 寸较大，长径比L/D≥15～20，属于细长轴结构，因此加 工工艺复杂，加工精度较难保证。
3.砂轮主轴的技术要求及分析 1) （1）尺寸精度。 （2）形状精度 （3）位置精度。 2)表面粗糙度 3)配合表面的接触精度 4)主轴热处理 5)
（2）分析图2.6活塞杆零件的技术要求，编制机械加 工工艺过程卡。
任务二 轴类零件车削加工
【学习目标】 (1) (2)了解车床类型，加工时能正确选用车床；
(3) (4)能正确选用车削加工时工件的装夹方式。
2.2.1圆柱表面车削加工
不同精度的外圆柱面在车床上的加工方案 见表2.2，不同精度孔在车床上的加工方案 见表2.3。
2)车螺纹传动链
(1)车削米制螺纹。国家标准规定了米制螺纹 的标准导程值，表2.7列出了CA6140型车床
如图2.8所示,车削米制螺纹的传动路线表达 式为：
(3)车削英制螺纹。英制螺纹以每英寸长度上的螺 纹牙数a来表示，a的单位为牙/in。由于CA6140车 床的丝杠是米制螺纹，被加工的英制螺纹应换算 成以毫米为单位的相应导程值
3)机动进给传动链 CA6140型卧式车床作机动进给，主要是用来加工圆柱面和 端面，为了减少螺纹传动链丝杠及开合螺母磨损，保证螺 纹传动链的精度，机动进给传动链不用丝杠及开合螺母传 动。其传动路线表达式为：
4)刀架的手动进给及快速机动进给
ห้องสมุดไป่ตู้1)刀架的手动进给。CA6140型卧式车床可纵向、横向手 动进给，其手动纵向进给的传动路线表达式为：
2.2.3车刀种类及选用
1.常用车刀的种类
根据零件加工表面形状,车刀可分为外圆车刀、端 面车刀、内孔车刀、内外切槽刀、内外螺纹车刀， 如图2.11所示。从结构上，车刀分为整体式、焊接 式、机夹式和可转位式车刀，如图2.12所示。
(1)外圆车刀（90°车刀，又称偏刀），用于车削工件的外圆、台阶和外圆
(3)YA类硬质合金。提高常温、高温硬度与强度、耐 磨性、冲击韧性和抗氧化能力。
(4)YW类硬质合金。主要用于加工耐热钢、高锰钢、 不锈钢以及可锻铸铁、球墨铸铁、合金铸铁等难加 工材料。
3.车刀几何角度的选择 1)前角r0的选择 （1）按刀具材料选择。高速钢的抗弯强度和冲击韧
性高于硬质合金，因此高速钢刀具可选择较大的前 角，硬质合金刀具应选择较小的前角。
2.1.3轴类零件加工工艺 1.轴类零件的材料 一般轴类零件常用材料为45钢，并根据具体的工作条件采用
正火、调质、淬火等不同的热处理，以获得一定的强度、韧 性和耐磨性。 2.轴类零件的毛坯 由于毛坯经过加热锻打后，能使金属内部纤维组织沿表面均 匀分布，从而可以得到较高的抗拉、抗弯及抗扭转强度。故 除了光轴、直径相差不大的阶梯轴可使用棒料外，一般较重 要的轴大都采用锻件作毛坯。 3.轴类零件的热处理 (1)为改善金属组织和加工性能而安排的热处理，如退火处理、
（3）按加工性质选择。 。粗加工，特别是断续切削，承受冲击 载荷，或有硬皮的铸锻件粗车时，应适当减小前角；精加工时， 为了提高工件表面质量，应选择较大的前角；成形加工时，为了 减小刃形误差，应选择较小甚至0°
2)后角α0 （1）粗加工特别是在强力切削及承受冲击载荷的场合下，为保
证切削刃强度应取较小后角；精加工时，为保证工件表面加工质 量，应取较大后角 （2）工件材料硬度和强度较高时，取较小后角；工件材料塑性
其次再考虑刀尖强度和散热要求。 5)刃倾角λs的选择 合理选用刃倾角可以有效控制切屑的排出方向。
当正刃倾角增大时，可增大实际工作前角，使切 削力下降。当负刃倾角的绝对值增大时，由于刀 尖处于主切削刃的最低点，切削时离刀尖较远的 切削刃先切入工件，而后逐渐切入，这样可使刀 尖免受冲击，有利于提高刀具寿命。
(GB/T15375—1994)
(2)1976年以前的机床型号。我国的机床型号编制 方法，曾作过多次修订和补充，对1976年以前已 定型号目前仍在生产的机床，其型号可暂不更改。
3)常用卧式车床主要技术参数
常用卧式车床主要技术参数见表2.6
2.立式车床：一些径向尺寸大而轴向尺寸相对较 小的大型零件，难于在卧式车床上装夹、找正， 通常用使用立式车床进行加工。立式车床布局的 主要特点是主轴垂直布置，安装工件的圆形工作 台面水平布置。
2.2.2车床类型及选用 1.卧式车床 1)加工对象
工件的表面：内外圆柱面、端（平）面、内外台阶 和沟槽、内外锥面、内外成形面和各种螺纹等
工件种类：各种轴、传动轮（齿轮、蜗轮等）、圆 盘、套筒、传动丝杠及各种壳体、支架及箱体等。
2)型号说明 (1)按1994年颁布的《金属切削机床型号编制方法》
(2)刀架的快速机动进给。刀架的纵、横向快速移 动由装在溜板箱右侧的快速电动机（0.25 kW，2 800 r/min）传动。电动机的运动由齿轮副13/29使 轴ⅩⅩ高速转动，然后沿机动进给传动路线，传至 纵向进给齿轮齿条副或横向进给丝杠，获得刀架在 纵向或横向的快速移动。轴ⅩⅩ左端的超越离合器 M6确保了快速移动与工作进给不发生运动干涉， 而快速移动的方向仍由溜板箱中双向离合器M8和 M9控制。
2.用四爪卡盘装夹
四爪卡盘的四个卡爪是独立移动的，不能自动定心，在安装工件 时须进行找正，通过调整卡爪位置将工件加工部分的旋转轴线找 正到与车床主轴旋转轴线重合才能车削。因此四爪卡盘常用于安 装截面为方形、长方形、偏心、椭圆以及其他形状不规则的零件。 同时，四爪卡盘比三爪卡盘的夹紧力大，所以也可用来装夹较大 的圆形工件。
（3 （4）当工艺系统刚性差，容易出现振动时，应适当减小后角。
3)主偏角kr的选择 粗加工和半精加工，硬质合金车刀一般选用较大
的主偏角。 强力切削、加工很硬的材料如冷硬铸铁和淬火钢
时，从提高刀具寿命考虑，宜取较小的主偏角 4)副偏角kr’ 的选择 副偏角的合理数值首先应满足加工表面质量要求，
(2)为提高零件的力学性能和消除内应力而安排的热处理，如 调质处理、时效处理等，一般应安排在粗加工之后，精加工
(3)对于精度要求较高的轴类零件，在粗磨和精磨之间安排时
(4) (5)渗碳或渗氮等表面热处理安排在粗磨之后，精磨之前。
4.定位基准的选择 (1)采用两中心孔。 (2)采用外圆表面。 (3)采用内孔
3.转塔车床：转塔车床与卧式车床的主要区别是 取消了尾座与丝杠，并在床身尾部装有一能沿床 身导轨纵向移动并可转动的多工位刀架。转塔车 床能完成卧式车床的各种工序，但由于没有丝杠， 所以只能用丝锥或板牙加工较短的内外螺纹。
4.CA6140型车床的传动系统
1)主运动传动链
主运动传动链的两端件是主电动机与主轴。它的 功能是把动力源的运动及动力传给主轴，并满足 卧式车床主轴变速和换向的要求。其传动路线表 达式为：
4)加工顺序安排
（1）先加工基准面，后加工其他面。
（2）先粗后精，主要表面的精加工安排在后面进 行
（3）热处理工序安排要适当
（4）淬硬表面上的孔、槽加工应在淬火处理之前 完成，淬火处理后安排修正工序
5)辅助工序安排
3.砂轮轴加工中的主要工艺问题
(1)顶尖孔的研磨。
(2)从砂轮主轴结构分析中知，砂轮主轴属于细长 轴。
表面为对称表面，因此易于实现主轴的动静平衡，保证主
(2)主轴通过两段Φ30h7外圆以轴承支承在箱体上，故 Φ30h7
(3)主轴载荷与动力均采用圆锥表面(两端圆锥面)传递。圆 锥面的径向定位精度高、接触均匀、连接可靠、传递转矩 大、加工工艺性好，但其轴向定位精度较低不影响其使用
(4)主轴紧固采用螺纹连接，易于实现与支承轴径的同轴 要求，避免连接的回转不平衡，消除了偏心对主轴回转精
项目二 轴类零件加工
【任务分解】 (1) (2) (3) (4)轴类零件键槽铣削加工。
任务一 认知轴类零件
【学习目标 (1) (2) (3)熟悉轴类零件加工工艺特点。
2.1.1识读轴类零件零件图 1.砂轮主轴使用性能与设计要求：砂轮主轴在选材、工艺
2.砂轮主轴的结构分析 ： (1)零件结构简单，加工表面大部分为回转表面，非回转
4～10倍，刀具寿命比高速钢提高几倍到几十倍，能 切削淬火钢。但抗弯强度低，冲击韧性较差，承受冲击和抗振能力较低。 这一缺陷可通过刃磨合理的刀具几何角度来弥补。
(1)YG类硬质合金。适合于精加工 。 (2)YT类硬质合金。适用于加工钢或其他韧性较大的
塑性材料。但由于它较脆，不耐冲击，因此不宜加
表面。 5.中心孔的加工:一般以工件外圆作为粗基准，在车床
上用卡盘装夹，先车端面，再钻中心孔，较长的工件 可用中心架支承。大型工件无法在车床钻中心孔时， 可采用划线法找出中心，然后在钻床上加工。 2)精加工中心孔 （1）用硬质合金顶尖刮研中心孔。 （2）用油石研磨中心孔。 （3）用中心孔磨床修磨中心孔。 2.1.4任务拓展 （1）根据表2.1砂轮主轴零件加工工艺过程卡，计算 每一道工序的工序尺寸及偏差，并填写某一工序的工
钢。高速钢车刀的特点是制造简单、刃磨方便、刃口锋利、韧性好耐冲击。 但耐热性差(耐热点一般在550℃～600℃)，不宜高速切削。主要适合制造 小型车刀、螺纹刀和形状复杂的成型刀具。 （2）硬质合金是由硬度和熔点很高的金属碳化物（WC、TiC、TaC、NbC等） 粉末，用Co、Mo、Ni等作黏结剂，经高压成形，在真空炉或氢气还原炉中 高温烧结而成的粉末冶金制品。硬质合金中高温碳化物含量超过高速钢， 因此硬度很高（75～80HRC），耐磨性好，耐热性高达800℃～1 000℃，