套筒零件的加工
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第五章 典型零件加工工艺过程
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
1
第五章 典型零件加工工艺过程
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
6
第五章 典型零件加工工艺过程
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。
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。
11
第五章 典型零件加工工艺过程
主轴结构的设计要求：
第五章 典型零件加工工艺过程
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
4
第五章 典型零件加工工艺过程
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 0.63m
15源自文库
第五章 典型零件加工工艺过程
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 Ra
。
19
第五章 典型零件加工工艺过程
4. 主轴的机械加工工艺过程
1.25m ，硬度为HRC45~50。
16
第五章 典型零件加工工艺过程
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；
17
第五章 典型零件加工工艺过程
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；
螺纹精度为6h。
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第五章 典型零件加工工艺过程
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 ~ 0.2m
7
第五章 典型零件加工工艺过程
图 5-2 CA6140车床主轴简图
8
第五章 典型零件加工工艺过程
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。
9
第五章 典型零件加工工艺过程
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。
10
第五章 典型零件加工工艺过程
1) 2) 3) 4) 5)
合理的结构设计； 足够的刚度；
有具有一定的尺寸、形状、位置精度 和表面质量； 足够的耐磨性、抗振性及尺寸稳定性 足够的抗疲劳强度
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第五章 典型零件加工工艺过程
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；
5
第五章 典型零件加工工艺过程
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。
支承轴颈为三支承结构，并且跨度大；
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第五章 典型零件加工工艺过程
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； 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。
支撑传动零件； 承受载荷； 传递扭矩。
2
第五章 典型零件加工工艺过程
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）。 3
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第五章 典型零件加工工艺过程
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； 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。
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
1
第五章 典型零件加工工艺过程
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
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第五章 典型零件加工工艺过程
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。
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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第五章 典型零件加工工艺过程
主轴结构的设计要求：
第五章 典型零件加工工艺过程
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
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第五章 典型零件加工工艺过程
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 0.63m
15源自文库
第五章 典型零件加工工艺过程
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 Ra
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第五章 典型零件加工工艺过程
4. 主轴的机械加工工艺过程
1.25m ，硬度为HRC45~50。
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第五章 典型零件加工工艺过程
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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第五章 典型零件加工工艺过程
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；
螺纹精度为6h。
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第五章 典型零件加工工艺过程
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 ~ 0.2m
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第五章 典型零件加工工艺过程
图 5-2 CA6140车床主轴简图
8
第五章 典型零件加工工艺过程
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。
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第五章 典型零件加工工艺过程
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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第五章 典型零件加工工艺过程
1) 2) 3) 4) 5)
合理的结构设计； 足够的刚度；
有具有一定的尺寸、形状、位置精度 和表面质量； 足够的耐磨性、抗振性及尺寸稳定性 足够的抗疲劳强度
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第五章 典型零件加工工艺过程
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；
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第五章 典型零件加工工艺过程
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。
支承轴颈为三支承结构，并且跨度大；
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第五章 典型零件加工工艺过程
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； 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。
支撑传动零件； 承受载荷； 传递扭矩。
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第五章 典型零件加工工艺过程
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）。 3
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第五章 典型零件加工工艺过程
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； 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。