轴类零件
轴类零件的作用
轴类零件的作用一、引言轴类零件是机械设备中不可或缺的部分。
它们是连接传动装置和承载工作件的关键组成部分。
轴类零件的作用非常重要，对于整个机械设备的工作性能和寿命都有着至关重要的影响。
二、轴类零件的定义轴类零件是指用于连接和传递转动力矩的圆柱形构件。
它们通常由金属材料制成，具有较高的强度和硬度，以承受大量转动力矩和负载。
三、轴类零件的分类1. 按形状分类：轴类零件可以根据其形状分为直轴、曲轴、花键轴等。
2. 按用途分类：轴类零件可以根据其用途分为主动轴、从动轴、中间轴等。
3. 按制造方式分类：轴类零件可以根据其制造方式分为锻造、铸造、机加工等。
四、轴类零件的作用1. 传递转动力矩：作为机械设备中重要的传动部分，轴类零件能够将发动机或电机产生的转动力矩传递给其他机械部件，从而实现机械设备的正常工作。
2. 承载工作件：轴类零件可以承载各种工作件，如齿轮、联轴器等。
它们通过轴类零件的连接和传递转动力矩，实现各种机械部件之间的协调运转。
3. 支撑受力：轴类零件不仅需要承受来自发动机或电机的转动力矩，还需要承受来自其他机械部件的负载和惯性力。
因此，它们必须具有足够的强度和硬度，以保证整个机械设备的稳定性和安全性。
4. 传递信号：在一些特殊情况下，轴类零件还可以用于传递信号。
例如，在某些旋转式测量仪器中，通过旋转轴与测量元件相连来实现测量功能。
五、轴类零件的应用领域1. 工业生产：轴类零件广泛应用于各种工业生产领域中。
例如，在汽车制造业中，发动机输出轴、变速箱输入轴、驱动桥输出轴等都是重要的轴类零件。
2. 机械制造：轴类零件也广泛应用于各种机械设备制造领域，如风力发电机、水力发电机、石油钻井设备等。
3. 家用电器：在家用电器中，轴类零件也有着重要的作用。
例如，洗衣机的转筒轴、空调的风扇轴等都是常见的轴类零件。
六、结论综上所述，轴类零件作为机械设备中不可或缺的部分，具有传递转动力矩、承载工作件、支撑受力和传递信号等多种重要作用。
1.(1)轴类零件概述
• 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。
1.1轴类零件加工
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）。
More to learn
1.1轴类零件加工
阶阶梯梯轴轴
1.1轴类零件加工
1.1轴类零件加工
2. CA6140车床主轴技术要求
• 支撑轴颈 • 端部锥孔 • 空套齿轮轴颈 • 螺纹 • 主轴各表面的表面层要求
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1.1轴类零件加工
主轴支承轴颈的技术要求：
– 支承轴颈圆度误差为0.005mm，径向跳动为 0.005mm；
– 支承轴颈采用锥面 (1：12) 结构，接触率≥70%， 可用来调整轴承间隙；
心线必须与两个支承轴颈的轴心线严格同轴， 否则会使工件（或工具）产生同轴度误差。
1.1轴类零件加工
轴头的技术要求：
– 空套齿轮轴颈对支承轴颈A、B的径向圆跳动 公差为0.015 mm；
– 尺寸精度要求为IT5~IT6； – 由于该轴颈是与齿轮孔相配合的表面，对支
承轴颈应有一定的同轴度要求，否则引起主 轴传动啮合不良，当主轴转速很高时，还会 影响齿轮传动平稳性并产生噪声。
1.1轴类零件加工
主轴工作表面（锥孔）的技术要求：
– 主轴端部内锥孔（莫氏6号）对支承轴颈A、 B的跳动在轴端面处公差为0.005mm，离轴 端面300mm处公差为0.1 mm；
– 锥面接触率≥70%； – 表面粗糙度Ra为0.4m； – 硬度要求48~52HRC； – 该锥孔是用来安装顶尖或工具锥柄的，其轴
1.1轴类零件加工
轴类零件分析报告
轴类零件分析报告1. 引言本报告旨在对轴类零件进行分析和评估，以便更好地了解其特点、优势和应用领域。
在本文中，我们将对轴类零件的定义、分类、特性以及其在不同领域中的应用进行详细介绍和分析。
2. 轴类零件的定义和分类轴类零件是一种常见的机械零件，用于支撑和旋转其他零件或装置。
它通常由金属材料制成，具有高强度和耐磨损的特性。
根据其形状和用途，轴类零件可以分为以下几类：2.1 固定轴固定轴是最常见的轴类零件之一，用于连接和支撑其他零件，如滚动轴承、齿轮等。
它通常具有圆柱形状，并且在两端通常有固定的定位部件，以保证零件的位置和稳定性。
2.2 传动轴传动轴主要用于传递动力和扭矩，常见于各种传动装置中，如汽车发动机、机械传动系统等。
传动轴通常具有较大的长度和直径，以增强其承载能力和传递效率。
2.3 空心轴空心轴是一种中空的轴类零件，常用于需要通过轴内部传递气体或液体的装置中。
它的内部空腔可以用于传递介质、冷却装置等。
空心轴的结构设计需要考虑到内部流体的流动特性和压力限制。
3. 轴类零件的特性和优势轴类零件具有以下几个显著特性和优势，使其在机械工程中得到广泛应用：3.1 高强度和刚性轴类零件通常由金属材料制成，因此具有较高的强度和刚性。
这使得它们能够承受较大的载荷和扭矩，同时保持稳定的形状和结构。
3.2 耐磨损和耐腐蚀由于轴类零件常与其他零件进行接触和转动，因此其表面往往需要具有良好的耐磨损和耐腐蚀性能。
通过选用适当的材料和表面处理方式，可以使轴类零件具有较长的使用寿命。
3.3 精确加工和装配轴类零件通常需要进行精确的加工和装配，以确保其几何形状和尺寸的精度。
这使得轴类零件能够与其他零件良好地配合，并确保整个装置的工作效率和稳定性。
4. 轴类零件在不同领域的应用轴类零件由于其特点和优势，在各个领域中都有广泛的应用。
以下是一些典型的应用领域的例子：4.1 汽车工业在汽车工业中，轴类零件被广泛用于发动机、传动系统和悬挂系统等装置中。
轴类零件设计
子项目二 四大菜系
(二) 鲁菜的风味特点 1. 咸鲜为主, 突出本味 原料质地优良, 以盐提鲜, 以汤壮鲜, 调味
讲求咸鲜纯正。 大葱为山东特产, 多数菜 肴要用葱姜蒜来增香提味, 炒、 熘、 爆、 扒、 烧等方法都要用葱, 尤其是葱烧类的 菜肴, 更是以拥有浓郁的葱香为佳, 如葱 烧海参、 葱烧蹄筋; 喂馅、 爆锅、 凉拌 都少不了葱姜蒜。 海鲜类量多质优, 异腥 味较轻, 鲜活者讲究原汁原味, 虾、 蟹、 贝、 蛤,多用姜醋佐食; 燕窝、上鱼一页翅下、一页海返回
子项目二 四大菜系
3. 精于制汤, 注重用汤
鲁菜以汤为百鲜之源, 讲究 “清汤” “奶 汤” 的调制, 清浊分明, 取其清鲜。 清汤 的制法, 早在 《齐民要术》 中已有记载。 用 “清汤” 和 “奶汤” 制作的菜品繁多, 名菜就有“清汤柳叶燕窝” “清汤全家福”
“氽芙蓉黄管” “奶汤蒲菜” “奶汤八
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6.1 轴类零件的设计分析
1. 常见结构 （1）轴肩：由于轴上各段的直径不同，因而形成台阶，其台阶 面称为轴肩。通常轴上零件是以轴肩来定位的。其作用有：在加工 时，便于测量工具靠着轴肩来测量轴段尺寸；在装配时，当零件紧 靠轴肩，就已经确定零件的轴向位置；当轴运转时可以避免零件的 轴向窜动。 （2）螺纹及退刀槽：为了使轴上的零件得以紧固，常在轴上设 计出螺纹结构。在车削螺纹时需要事先留有退刀槽，以便于车制和 装配。
子项目一 菜系的形成过程
二、 中国菜系的形成过程 中国菜系的形成主要经历了以下几个时期: (一) 萌芽时期 早在 5 000 多年前, 燧人氏钻木取火、
以火熟食, 中国已经有烤肉、 烤鱼等食品 出现。“结网罟以教佃渔, 养牺牲以充庖 厨”, 标志着人类饮食历史的开端。 周时 出现称为 “八珍”的菜肴, 对后代产生很 大影响。 南味、 北食风味差异, 先秦已见 端倪。 到了魏晋南北朝时期, 中国菜肴发
轴类零件加工工艺介绍
轴类零件加工工艺介绍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，与保证装在主轴上的工件或者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、空心轴与异形轴（包含曲轴、凸轮轴与偏心轴等）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与直径的比例来分，又可分为刚性轴（L/d＜12＝与挠性轴（L/d＞12）两类。
3、表面特点：外圆、内孔、圆锥、螺纹、花键、横向孔（二）要紧技术要求：1、尺寸精度轴颈是轴类零件的要紧表面，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），通常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同意的公差。
3、位置精度要紧是指装配传动件的配合轴颈相关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，而通常精度轴为0.01～0.03mm。
此外还有内外圆柱面的同轴度与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一致，可有不一致的表面粗糙度值，比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与精密程度的提高，轴类零件表面粗糙度值要求也将越来越小。
(三)、轴类零件的材料与毛坯合理选用材料与规定热处理的技术要求，对提高轴类零件的强度与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、轴类零件的材料通常轴类零件常用45钢，根据不一致的工作条件使用不一致的热处理规范（如正火、调质、淬火等），以获得一定的强度、韧性与耐磨性。
1.(1)轴类零件概述
1.1轴类零件加工
1.1轴类零件加工
2. CA6140车床主轴技术要求
• 支撑轴颈 • 端部锥孔 • 空套齿轮轴颈 • 螺纹 • 主轴各表面的表面层要求
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1.1轴类零件加工
主轴支承轴颈的技术要求：
– 支承轴颈圆度误差为0.005mm，径向跳动为 0.005mm；
– 支承轴颈采用锥面 (1：12) 结构，接触率≥70%， 可用来调整轴承间隙；
阶梯轴
花键轴 花花键键轴轴
曲轴 曲轴
阶梯轴
花键轴
曲曲轴轴
1.1轴类零件加工
3. 轴类零件的技术要求
• 尺寸精度 ➢一类是支承轴颈，用于确定轴的位置并支承轴， 尺寸精度要求较高，通常为IT5-IT7； ➢另一类为配合轴颈，其精度稍低，常为IT6-IT9。
• 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。
序后安排热处理工序。
• 磨削工序：当外圆表面精度较高，粗糙度较小， 及淬火后工件，可用磨削加工。
1.1轴类零件加工
主轴工作表面（锥孔）的技术要求：
– 主轴端部内锥孔（莫氏6号）对支承轴颈A、 B的跳动在轴端面处公差为0.005mm，离轴 端面300mm处公差为0.1 mm；
– 锥面接触率≥70%； – 表面粗糙度Ra为0.4m； – 硬度要求48~52HRC； – 该锥孔是用来安装顶尖或工具锥柄的，其轴
– 表面粗糙度Ra为0.4m ； – 其他外圆的圆度要求，误差小于50%尺寸公差，
高精度者为5~ห้องสมุดไป่ตู้0%；
More to learn
1.1轴类零件加工
– 轴颈与有关表面的同轴度误差应很小； – 支承轴颈是主轴的装配基准，其精度直接影响
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_精品文档
轴类零件摘要：轴类零件是机械传动系统中不可或缺的重要组成部分。
本文将从轴类零件的定义、分类、功能、设计要点等方面进行详细介绍，旨在帮助读者了解和掌握轴类零件的基本知识。
1. 引言轴类零件是机械传动系统中起着连接、支撑和传递动力的作用的零部件。
在机械工程中，轴类零件的设计与制造对于保证传动系统的正常运转至关重要。
本文将围绕轴类零件的定义、分类、功能和设计要点等方面进行探讨。
2. 轴类零件的定义轴类零件是指在机械传动系统中作为主动与从动元件之间的连接部分，用于支撑、传递动力和承受负载的零部件。
轴类零件通常由金属材料制成，具有较高的强度和硬度。
3. 轴类零件的分类根据用途和结构形式的不同，轴类零件可以分为以下几种：3.1 固定轴：用于将动力传递给从动零件的轴类零件，固定在机械设备中并与其他零件连接。
3.2 支承轴：用于支撑机械设备中其他元件或部件的轴类零件，通常由两个或多个支承轴组合而成。
3.3 编织轴：用于连接两个或多个旋转部件的轴类零件，通常在传动系统中起到平行轴传动的作用。
3.4 传动轴：用于将动力从一个装置传递到另一个装置的轴类零件，通常作为主动与从动零件之间的连接。
4. 轴类零件的功能轴类零件作为机械传动系统的核心组成部分，具有以下几个主要功能：4.1 承载负载：轴类零件能够承受传动过程中产生的负载，保证传动系统的稳定运行。
4.2 传递动力：轴类零件能够将主动零件传递的动力传递给从动零件，实现机械传动系统的正常工作。
4.3 支撑元件：轴类零件作为机械设备中的支撑部件，能够支撑其他元件或部件，保证整个机械系统的稳定性。
4.4 连接部分：轴类零件作为连接主动与从动元件的部分，实现传动系统的有效连接，保证力的传递和能量转换。
5. 轴类零件的设计要点在轴类零件的设计过程中，需要考虑以下几个关键要点：5.1 强度计算：根据传动系统的工作条件和负载要求，进行轴类零件的强度计算，以保证轴的安全使用。
5.2 材料选择：选择合适的材料，考虑轴类零件的强度、硬度和韧性等指标，以满足传动系统的工作要求。
机械基础轴类零件(完整版)
——机械零件
第五章 机械零件——轴
§5-1 概述 §5-2 轴径的初步估算 §5-3 轴的结构设计 §5-4 轴的强度和刚度计算
§5-1 概述
一、轴的主要功用 1、支承轴上回转零件（如齿轮） 2、传递运动和动力
3、受弯矩，抵抗变形，保证轴上零件正常工作。
二、轴的分类
1、按承载情况分 转轴：既传递转矩（T）、又承受弯矩（M）
2、合金钢：40Cr、40MnB、20CrMnTi等，强度高、寿命 长，对应力集中敏感，价格较贵。用于重载、 小尺寸的轴。
种类
注意：钢材
对钢材弹性模量E影响很小，
热处理
∴用 热处理 不能提高轴的刚度。 合金钢
问：当轴的刚度不足时，如何提高轴的刚度？ 3、合金铸铁、QT：铸造成形，吸振，可靠性低，品
F
等强度
阶梯轴
一、轴上零件的布置 轴颈：装轴承处
尺寸= 轴承内径；
组成 轴头：装轮毂处
直径与轮毂内径相当；
轴身：联接轴颈和轴头部分。
典型轴系结构
轴承盖 滚动轴承 齿轮 滚动轴承 轴承盖 键槽
联轴器
轴颈
轴身
轴头
轴颈
轴身
轴头
装配方案的比较：
二、各轴段直径和长度的确定 1、d：由载荷→dmin→由结构设计要求确定各段的d。 2、L：由轴上零件相对位置及零件宽度决定，同时考虑： 1）轴段长比轮毂宽小2~3mm——可靠定位。 2）传动件、箱体、轴承、联轴器等零件间距离(查手册)。
4、塑性变形— 短期尖峰载荷— 验算屈服强度。 设计的主要问题：
1、合理的结构设计— 保证轴上零件有可靠的 工作位置，装配、拆卸方便，周向、轴向固 定可靠，便于轴上零件的调整；
典型轴类零件的名称
典型轴类零件的名称
以下是一些典型的轴类零件的名称：
1. 主轴（Main Shaft）：主要负责支撑和旋转其他零件的中心轴。
2. 锥形轴（Tapered Shaft）：具有锥形的轴，常用于与锥形孔
配合使用。
3. 特殊轴（Special Shaft）：根据特定需要定制的轴，可以具
有特殊形状或特殊加工。
4. 驱动轴（Drive Shaft）：用于传递动力或扭矩的轴，通常与
驱动装置连接。
5. 转轴（Rotating Shaft）：用于将动力或扭矩从一个部件传输
到另一个部件的旋转轴。
6. 连接轴（Connecting Shaft）：用于连接两个部件或组件的轴，也称为连杆轴。
7. 中空轴（Hollow Shaft）：轴的中心为空心的类型，通常用
于通过轴内部进行传输（例如流体或电线）。
8. 直线导轴（Linear Guide Shaft）：用于支撑和导向其他部件
的线性运动的轴。
9. 快速连接轴（Quick Connect Shaft）：具有特殊连接机制，可快速连接或断开其他部件。
10. 支撑轴（Support Shaft）：用于提供支撑和稳定其他部件的轴。
机械基础轴类零件
种类
注意：钢材
对钢材弹性模量E影响很小，
热处理
∴用 热处理 不能提高轴的刚度。 合金钢
问：当轴的刚度不足时，如何提高轴的刚度？ 3、合金铸铁、QT：铸造成形，吸振，可靠性低，品
°
°
a）倒角 4.装配段不宜过长。
b）导向锥面
六、提高轴强度和刚度的措施
1.减小应力集中
合金钢对应力集中比较敏感，应加以注意。
轴的应力集中 发生的位置
a）截面尺寸变化处的应力集中 b）过盈配合处的应力集中
c）小孔处的应力集中
a）截面尺寸变化处 的应力集中
b）过盈配合处的应力集中
c）小孔处的应力集中
直轴 阶梯轴
又可分为实心、空心（加工困难）
曲轴：发动机专用零件
钢丝软轴：轴线可任意弯曲，传动灵活。
动力源 接头
接头 驱动装置
钢丝软轴（外层为护套）
钢丝软轴的绕制
三、轴的材料
对轴材料要求：轴的强度和刚度足够；材料的热处理性能和加 工工艺性好；材料来源广，价格适中。
1、碳素钢：30、35、45、50(正火或调质)，45应用最广。 价廉，对应力集中不敏感，良好的加工性。
WT=πd3/16≈0.2d3； d——轴的直径，mm； n——轴的转速，r/min。
对实心圆轴，设计计算式：
3
d
9.55106
0.2[T ]
3
P
3
C
n
P n
mm
C——与轴的材料和承载情况有关的系数。
计算说明： 1）求得的d为受扭部分的最小直径，通常为
轴类零件设计
目录
例题 习题 小结
作业：思考题
1、轴上零件的轴向定位有那些方法？ 各有何特点？
2、在齿轮减速器中，为什么低速轴的 直径要比高速轴的直径大得多？
目录
例题 习题 小结
六、典型轴的选材
调质220HB~250HB
C620车床主轴简图
1. 机床主轴选材
• 车床主轴可选用45钢。热处理工艺为调质 处理，硬度要求为220HB－250HB；轴颈和 锥孔进行表面淬火，硬度要求为52HRC。
它的工艺路线如下： 锻造→正火→粗加工→调质→半精加工→ 表面淬火及低温回火→磨削加工。
目录
例题 习题 小结
要求r轴<R孔或r轴<C孔
正确
目录
h=R(C)+(0.5~2)mm
例题 习题 小结
2）套筒 用于距离较短、转速不高的场合。
目录
例题 习题 小结
3）圆螺母
双圆螺母
装拆方便，可承受较大的轴向力。
目录
例题 习题 小结
注意：L轴<L毂 （2--3mm)
4）轴端挡圈
用于固定轴 端零件，可 以承受振动 和冲击。
• 材料可选用QT700-2。 • 其工艺路线如下：
铸造→高温正火→切Biblioteka 加工→轴颈 气体渗氮本节课小结
• 1.掌握轴类零件选材的主要依据； • 2.掌握轴类零件的分类及工作条件； • 3.掌握常用的轴类零件材料及典型轴的
选材原则。
§13-2 轴的结构设计
单级圆柱齿轮减速器
本节课主要内容
一、拟定轴上主要零件的装配 二、零件在轴上的定位和固定方法
• 2. 轴与轴上零件有相对运动时相互间存 在摩擦和磨损；
轴类零件
轴类零件的位置精度要求主要是由轴在机械中的位置和功用决定的。通常应保证装配传动件的轴颈对支承轴 颈的同轴度要求，否则会影响传动件(齿轮等)的传动精度，并产生噪声。
走心机
走心式数控车床（走心机/纵切车床）是一种主要应用于轴类及非标轴类精密加工的数控机床，它在加工大地减少了加工循环时间，通过缩短排刀与 对向刀具台的刀具交换时间，多重刀具台重叠功能，螺纹切屑有效轴移动重叠功能，二次加工时的直接主轴分度 功能，实现空走时间的缩短。切屑刀具一直是在主轴与工件夹紧部位加工，保证了加工的精度保持不变。市场上 走心机的最大加工直径为42mm，在精密轴类加工市场有很大优势。该系列机床可配备自动送料装置，实现单台机 床的全自动化生产，减少人工成本和产品不良率。非常适合于精密轴类零件的大批量生产。
轴类零件
五金配件中经常遇到的典型零件之一
目录
01 零件加工
02 走心机
轴类零件是五金配件中经常遇到的典型零件之一，它主要用来支承传动零部件，传递扭矩和承受载荷，按轴 类零件结构形式不同，一般可分为光轴、阶梯轴和异形轴三类；或分为实心轴、空心轴等。
零件加工
非标轴类零件批量加工设备
在工业产品中，轴类零件适用于一个或多个数控机床加工零件维护操作中。它们在机器中用来支承齿轮、带 轮等传动零件，以传递转矩或运动。轴类零件是旋转体零件，其长度大于直径，一般由同心轴的外圆柱面、圆锥 面、内孔和螺纹及相应的端面所组成。
轴的长径比小于5的称为短轴，大于20的称为细长轴，大多数轴介于两者之间。
轴用轴承支承，与轴承配合的轴段称为轴颈。轴颈是轴的装配基准，它们的精度和表面质量一般要求较高， 其技术要求一般根据轴的主要功用和工作条件制定，通常有以下几项：
(a)表面粗糙度
轴类零件的特点
轴通常是由其轴颈支承在机器的机架或箱体上， 实现运动 和动力的传递。根据其功用及工作条件， 轴类零件的技术要求 通常包括以下几方面：
糙度Ra值，支承轴颈一般为0.63～0.16 μm，配合轴颈一般为
2.5 ～ 0.63 μm ； 配 合 轴 颈 对 支 承 轴 颈 的 径 向 圆 跳 动 一 般 为 0.01～0.03 mm， 高精度轴为0.001～0.005 mm。
3. 轴类零件的材料和毛坯
（1）轴类零件的材料 一般轴类零件常用45号钢，并根据工作条件不同采用
(1) 尺寸精度和形状精度。轴类零件的尺寸精度主要指轴的 直径尺寸精度。轴上支承轴颈和配合轴颈（装配传动件的轴颈） 的尺寸精度和形状精度是轴的主要技术要求之一，它将影响轴 的回转精度和配合精度。
(2) 位置精度。为保证轴上传动件的传动精度，必须规定支 承轴颈与配合轴颈的位置精度。通常以配合轴颈相对于支承轴 颈的径向圆跳动或同轴度来保证。
4. 轴类零件的一般加工工艺路线
轴类零件的主要表面是各个轴颈的外圆表面，空心轴的内孔精度一 般要求不高，而精密主轴上的螺纹、花键、键槽等次要表面的精度要 求也比较高。因此,轴类零件的加工工艺路线主要是考虑外圆的加工顺 序，并将次要表面的加工合理地穿插其中。下面是生产中常用的不同 精度、不同材料轴类零件的加工工艺路线： (1) 一般渗碳钢轴类零件加工工艺路线: 备料→锻造→正火→打顶尖孔→粗车→半精车、精车→渗碳(或碳氮共 渗)→淬火、低温回火→粗磨→次要表面加工→精磨。
一般精度轴类零件，最终工序采用精磨就足以保 证加工质量。精密轴类零件，除了精加工外，还应安 排光整加工。对于除整体淬火之外的轴类零件，其精 车工序可根据具体情况不同，安排在淬火热处理之前 进行，或安排在淬火热处理之后，次要表面加工之前 进行。一些沟、槽、小孔等须在淬火之前加工完。
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。
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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。
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。
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第1章轴类零件的结构特点和工艺分析
1.1 轴类零件的结构特点
轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一。
它主要用来支承传动零部件，传递扭矩和承受载荷。
轴类零件是旋转体零件，其长度大于直径，一般由同心轴的外圆柱面、圆锥面、内孔和螺纹及相应的端面所组成。
根据结构形状的不同，轴类零件可分为光轴、阶梯轴、空心轴和曲轴等。
轴的长径比小于5的称为短轴，大于20的称为细长轴，大多数轴介于两者之间。
轴用轴承支承，与轴承配合的轴段称为轴颈。
轴颈是轴的装配基准，它们的精度和表面质量一般要求较高，其技术要求一般根据轴的主要功用和工作条件制定，通常有以下几项：
尺寸精度起支承作用的轴颈为了确定轴的位置，通常对其尺寸精度要求较高（IT5~IT7）。
装配传动件的轴颈尺寸精度一般要求较低（IT6~IT9）。
1.2 轴类零件的受力分析
（1）承受较大的交变弯曲应力、扭转应力。
（2）轴颈和花键部位承受较大的摩擦。
（3）一定的冲击载荷
1.3 轴类零件的加工工艺分析
轴类零件可根据使用要求、生产类型、设备条件及结构，选用棒料、锻件等毛坯形式。
对于外圆直径相差不大的轴，一般以棒料为主；而对于外圆直径相差大的阶梯轴或重要的轴，常选用锻件，这样既节约材料又减少机械加工的工作量，还可改善机械性能。
根据生产规模的不同，毛坯的锻造方式有自由锻和模锻两种。
中小批生产多采用自由锻，大批大量生产时采用模锻。
1.4 阶梯轴的尺寸图
图1-1阶梯轴的尺寸
第2章轴类零件的选材与热处理
2.1 轴类零件的选材分析
（1）中碳钢和中碳合金钢。
考虑到轴类零件的综合力学性能要求，主要选用经过轧制或锻造的35、40、45、50、40Cr、40CrNi、40MnB钢等，一般应进行正火或调质；若轴颈处耐磨性要求高，可对轴颈处进行表面淬火。
具体的钢种应根据载荷的类型、零件的尺寸和淬透性的大小决定。
承受弯曲载荷和扭转载荷的轴类，应力的分布是由表面向中心递减的，对淬透性要求不高；承受拉、压载荷的轴类，应力沿轴的截面均匀分布，应选用淬透性较高的钢。
（2）对承受冲击载荷较大，对强韧性要求高时或要求进一步提高轴颈的耐磨性时，可选用20Cr、20CrMnTi等合金渗碳钢并进行渗碳、淬火、低温回火处理。
（3）对于受力小、不重要的轴可选用Q235～Q275等普通质量碳钢。
（4）球墨铸铁和高强度灰铸铁可用来制作形状复杂、难以锻造成形的轴类零件，如曲轴等。
2.2 轴类零件的选材实例
机床主轴。
下图是C6132卧式车床主轴，工作时主要承受交变弯曲应力、扭转应力作用和一定的冲击载荷，运转较平稳。
要求具有良好的综合力学性能，锥孔、外圆锥面、花键表面要求耐磨。
现选用45钢制造，其工艺路线如下：下料→锻造→正火→粗加工→调质→半精加工（花键除外）→局部淬火（内外圆锥面）+低温回火→粗磨→铣花键→花键感应淬火+低温回火→精磨。
整体调质硬度可达到220～250HBS；内外圆锥面采用盐浴局部淬火和低温回火，硬度为45～50HRC；花键部分采用高频感应淬火和低温回火，硬度为48～53HRC。
图2-1 C6132卧式车床主轴简图
2.3 轴类零件的热处理
(1)38CrMoAlA钢热处理工艺路线:退火y调质y高温除应力y渗氮。
在切削加工前进行完全退火,消除锻造应力。
在外圆精车前进行调质,930e@3h油或水冷,650e@6h高温回火,调质后的硬度为265~295HB,金相检查要求离表面10mm处铁素体量<5%。
在粗磨处圆后进行高温除应力,630e@5h炉冷,350e出炉空冷,消除切削加工引起的残余应力。
在外圆精磨前进行渗氮,(500~520)e@5h+550e@25h两段渗氮,渗氮层深度Y0.45mm,硬度>950HV,脆性级别Z2级。
(2)9Mn2V钢热处理工艺路线:球化退火y调质y中频淬火y人工时效。
在切削加工前进行球化退火,760e@4h或690e@6h,球化1.5~5级,网状碳化物1~3级。
在外圆精车前进行调质,800e@3h油冷,630e~650e高温回火,在外圆精车后进行中频淬火,用2500匝线圈连续加热冷却,850e水冷,过冷度<5mm,淬硬层3~5mm,有明显变形时校直,180e@8h低温回火。
(3)GCr15钢热处理工艺路线:球化退火y淬火+冷处理+低温回火(连续完成)y人工时效y二次人工时效。
在切削加工前进行球化退火,760e@4h或690e@6h,
使锻后硬度降低,硬度<210HB,以利于切削加工。
(840~860)e@3h硝盐分级淬火,以减小变形,180e出炉空冷。
-60e@1h冰冷处理,以减少残留奥氏体量,起到稳定尺寸的作用。
170e@2h低温回火,以降低淬火及冷处理后产生的应力(淬火+冷处理+低温回火3次不间断连续完成),在毛坯粗切后进行。
130e@6h人工时效,以进一步降低应力,使组织趋于稳定,在低温回火后进行;二次人工时效:130e@6h,以更进一步降低应力、稳定组织,在精磨后进行。
(4)20CrMnTi钢热处理工艺路线:正火y渗碳+预冷淬火(连续完成)y低温回火y喷丸强化。
在机加工前进行正火,(950~970)e@(1.5~2)h出炉空冷,改善锻造组织,以利切削加工。
在磨削加工前进行渗碳,920e@(6~8)h气体渗碳,渗碳层深1.2~1.6mm。
在渗碳后连续进行预冷淬火,由渗碳温度预冷(炉冷)到870~880e直接油冷。
在淬火后进行200e@(2~3)h低温回火,硬度为58~62HRC。
第3章轴类零件的热处理注意事项
制定合适的保温温度、适当的升温速度还有保温时间以及降温速度就可以了。
一船来说奥氏体化温度根据材料的Ac3来确定，回火温度根据产品的要求来确定；
高碳钢、合金钢、工具钢以及大截面的产品升温慢一些，最好中间加一个或几个台阶，其它材料的或小截面的产品可升温快些；
冷却和升温一样也要注意，防止开裂；
对于高碳钢、合金钢、工具钢的回火完成后最后炉冷到一定温度后再出炉；
至于保温时间是根据产品的截面来确定的，高碳钢、合金钢、工具钢要适当长些。
参考文献
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【2】赵连城.金属热处理原理.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1987. 【3】安玉昆.钢铁热处理.北京：机械工业出版社，1985.
【4】夏立芳.金属热处理工艺学.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2008. 【5】吴胜壮.金属切削机床.北京，机械工业出版社，1980.
【6】王先奎.金属力学性能.北京，清华大学出版社，2005.。