典型軸類零件加工工藝分析

1、階梯軸加工工藝過程分析圖6 34為減速箱傳動軸工作圖樣。表613為該軸加工工藝過程。生產(chǎn)批 量為小批生產(chǎn)。材料為45熱軋圓鋼。零件需調(diào)質(zhì)。圖6-34傳動軸聶613傳動輔加工工藝過程工序號工種 工序內(nèi)容加工簡圖三爪卡盤夾持工1 下料060X265件.車iT面見平 鉆中心孔，用用架 頂尖M住，粗車三 個臺階，直徑、長 度均留余* 2mm調(diào)頭.三爪卡盤 夾持工件另一増, 車增面保證總長 259.站中心孔用 尾架圧尖頂住.粗 車另外四個臺階, 直徑.長度均留余 2 mm調(diào)質(zhì)處理HRC24-38修研兩端中心孔雙頂尖裝夾。半精車三個臺階, 以紋大徑車到 24：；,其余兩個 臺階亶徑上留余t 05mm.車H

2、三個. 倒角三個手援車床車槽三個.倒鬼四調(diào)頭，雙頂尖裝 夾，半II車余下的 五個臺階，*44及 "52臺階車到圖紙 規(guī)定的尺寸。蜒紋 大徑車到*24 = 8：!. 其余兩個臺階亶徑 上留余 05mm,工序號工種工年內(nèi)51頂尖葢失車 -MM24xj.5 J施，闖頭*取li 尖裝夾*車另一腳 WaM24xl.5-fi加工簡圖7 鉗劃it檜及一個止 動墜權(quán)側(cè)工聶8 tt鐵兩個及一 個止蜀螯槽.« 樁隣歐比團旣規(guī)定 尺寸多秋025mini 作為廉陽的余4SH擁床 癥立錢氐手挖樓研fliiB中心扎車床10 翳瞎外圖Q押iW. 井用砂輪崩面碓醫(yī) 臺H和幾謁頭, 瞎外BB NPt A G

3、電§ oqw8SS11 Ift 檢豪（一）結(jié)構(gòu)及技術(shù)條件分析該軸為沒有中心通孔的多階梯軸。根據(jù)該零件工作圖，其軸頸M、N，外圓P,Q及軸肩G、H、I有較高的尺寸精度和形狀位置精度，并有較小的表面粗糙度 值，該軸有調(diào)質(zhì)熱處理要求。（二）加工工藝過程分析1確定主要表面加工方法和加工方案。傳動軸大多是回轉(zhuǎn)表面，主要是采用車削和外圓磨削。由于該軸主要表面 M,N,P,Q的公差等級較高（IT6），表面粗糙度值較小（Ra0.8卩0，最終加工應(yīng) 采用磨削。其加工方案可參考表 3-14。2劃分加工階段該軸加工劃分為三個加工階段， 即粗車（粗車外圓、 鉆中心孔） ，半精車（半 精車各處外圓、臺肩和修研

4、中心孔等），粗精磨各處外圓。各加工階段大致以熱 處理為界。3選擇定位基準軸類零件的定位基面， 最常用的是兩中心孔。 因為軸類零件各外圓表面、 螺 紋表面的同軸度及端面對軸線的垂直度是相互位置精度的主要項目， 而這些表面 的設(shè)計基準一般都是軸的中心線， 采用兩中心孔定位就能符合基準重合原則。 而 且由于多數(shù)工序都采用中心孔作為定位基面， 能最大限度地加工出多個外圓和端 面，這也符合基準統(tǒng)一原則。但下列情況不能用兩中心孔作為定位基面：（1）粗加工外圓時，為提高工件剛度，則采用軸外圓表面為定位基面，或 以外圓和中心孔同作定位基面，即一夾一頂。2）當軸為通孔零件時，在加工過程中，作為定位基面的中心孔因

5、鉆出通孔而消失。為了在通孔加工后還能用中心孔作為定位基面，工藝上常采用三種方法。 當中心通孔直徑較小時，可直接在孔口倒出寬度不大于2mm的60o內(nèi)錐面來代替中心孔； 當軸有圓柱孔時，可采用圖635a所示的錐堵，取1 : 500錐度；當軸孔錐度較小時，取錐堵錐度與工件兩端定位孔錐度相同； 當軸通孔的錐度較大時，可采 用帶錐堵的心軸，簡稱錐堵心軸，如圖<b）錐堵心軸圖6-35 錐堵與錐堵芯軸635b所示。使用錐堵或錐堵心軸時應(yīng)注意，一 般中途不得更換或拆卸，直到精加工完 各處加工面，不再使 用中心孔時方能拆 卸。4 熱處理工序的安排該軸需進行調(diào)質(zhì)處理。它應(yīng)放在粗 加工后，半精加工前進行。如采

6、用鍛件 毛坯，必須首先安排退火或正火處理。 該軸毛坯為熱軋鋼，可不必進行正火處 理。5加工順序安排除了應(yīng)遵循加工順序安排的一般原 則，如先粗后精、先主后次等，還應(yīng)注、八意：（1）外圓表面加工順序應(yīng)為， 先加工大直徑外圓 ，然后再加工小直徑外圓， 以免一開始就降低了工件的剛度。（2）軸上的花鍵、鍵槽等表面的加工應(yīng)在外圓精車或粗磨之后，精磨外圓 之前。軸上矩形花鍵的加工， 通常采用銑削和磨削加工， 產(chǎn)量大時常用花鍵滾刀在 花鍵銑床上加工。 以外徑定心的花鍵軸， 通常只磨削外徑， 而內(nèi)徑銑出后不必進 行磨削， 但如經(jīng)過淬火而使花鍵扭曲變形過大時， 也要對側(cè)面進行磨削加工。 以 內(nèi)徑定心的花鍵，其內(nèi)徑

7、和鍵側(cè)均需進行磨削加工。（3）軸上的螺紋一般有較高的精度，如安排在局部淬火之前進行加工，則 淬火后產(chǎn)生的變形會影響螺紋的精度。 因此螺紋加工宜安排在工件局部淬火之后 進行。二、帶輪軸加工工藝過程分析圖 6 36 為帶輪軸工作圖樣。 帶輪軸中的主要技術(shù)條件有兩項： 一為滲碳 層深度，應(yīng)控制在1.2 1.5 mm范圍內(nèi)；二為外圓C 22 f 7需經(jīng)滲碳淬火，其 硬度為HRC5863。可以看出只有C 22 f 7處需滲碳處理，其余部分均不 可滲碳。零件上不需滲碳的部分， 可用加大余量待滲碳后車去滲碳層或在不需滲 碳處涂防滲材料。加工余量應(yīng)單面略大于滲碳深度，故右端直徑取C25 mm ,單面去碳余量為

8、 2.5 mm ，總長兩端也應(yīng)放去滲碳余量各 3 mm 。在磨外圓前 由于已經(jīng)過淬火工序， 兩端中心孔在淬火時易產(chǎn)生氧化皮及變形， 故增加一道研 磨中心孔的工序。IQH7x51】1,5-3A114.3±0-2 d17195A-A圖6-36掛輪架軸表6 14為帶輪軸的加工工藝過程«6-14帯輪輕加工工藝過程工序號工術(shù)內(nèi)容工作亦點藝圖粗車至尺寸i201120601TL工序號工作內(nèi)容工作地點2 療度Umm瀟赴理車間3去嚴，車兩醫(yī)而戢總長1笳mm,注就竭鶴車去要梱等*右蜩姑中心孔，車外圖 *2217及機9.兀6,械仇3T.4nun車M16至啊丁mm井創(chuàng)敘 沉稱至尺1車床4 |鐵平a

9、d 104*0.5至尺寸，那度應(yīng)除去放醃K3|常劃站孔*2H7至札”8mm；柘82 St *3至尺也 啊H9至那旨淬火豪度HRC 65-60熱處理車卿7車蒔4KJ*綻站応至尺寸8研中右孔中心孔研屏機9牧孔I2H7X5& *6H9至尺寸鉗工臺10踐外冊*22f?及*19訂味至尺寸.光出輯面【二 Nj三、細長軸加工工藝特點（一）細長軸車削的工藝特點1 細長軸剛性很差，車削時裝夾不當，很容易因切削力及重力的作用而發(fā) 生彎曲變形，產(chǎn)生振動，從而影響加工精度和表面粗糙度。2 細長軸的熱擴散性能差，在切削熱作用下，會產(chǎn)生相當大的線膨脹。如 果軸的兩端為固定支承，則工件會因伸長而頂彎。3 由于軸較長

10、，一次走刀時間長，刀具磨損大，從而影響零件的幾何形狀 精度工件4.車細長軸時由于使用跟刀架，若支承工件的兩個支承塊對零件壓力不適 當，會影響加工精度。若壓力過小或不接觸，就不起作用，不能提高零件的剛度; 若壓力過大，零件被壓向車刀，切削深度增加，車出的直徑就小，當跟刀架繼續(xù) 移動后，支承塊支承在小直徑外圓處，支承塊與工件脫離，切削力使工件向外讓 開，切削深度減小，車出的直徑變大，以后跟刀架又跟到大直徑圓上，又把工件 壓向車刀，使車出的直徑變小，這樣連續(xù)有規(guī)律的變化，就會把細長的工件車成 竹節(jié)形，如圖6 37所示。跟刀架（cJ因跟刀架初始壓力過俎工件軸線偏向車刀而車岀凹心讓車R產(chǎn)生鼓肚的）因工件

11、軸線偏離車刀而車出鼓1LX肚跟刀架的壓力產(chǎn)生凹心94*1（匸）因但刀架壓力過大，工件軸線偏向車刀而車出凹心圖6-37車細長工件時，円竹節(jié)"形的形成過程示意圖（二）細長軸的先進車削法反向走刀車削法圖6-38為反向走刀車削法示意圖，這種方法的特點是：1 細長軸左端纏有一圈鋼絲，利用三爪自定心卡盤夾緊，減小接觸面積， 使工件在卡盤內(nèi)能自由地調(diào)節(jié)其位置， 避免夾緊時形成彎曲力矩，在切削過程中 發(fā)生的變形也不會因卡盤夾死而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。2.尾座頂尖改成彈性頂尖，當工件因切削熱發(fā)生線膨脹伸長時， 頂尖能自 動后退，可避免熱膨脹引起的彎曲變形3 采用三個支承塊跟刀架，以提高工件剛性和軸線的穩(wěn)定性，避

12、免 竹節(jié)II 形。4 .改變走刀方向，使床鞍由主軸箱向尾座移動，使工件受拉，不易產(chǎn)生彈 性彎曲變形。走刀方向圖6-38反向走刀車削法軸類零件加工工藝傳動軸機械加工工藝實例軸類零件是常見的典型零件之一。 按軸類零件結(jié)構(gòu)形式不同，一般 可分為光軸、階梯軸和異形軸三類；或分為實心軸、空心軸等。它們在 機器中用來支承齒輪、帶輪等傳動零件，以傳遞轉(zhuǎn)矩或運動。臺階軸的加工工藝較為典型，反映了軸類零件加工的大部分內(nèi)容與 基本規(guī)律。下面就以減速箱中的傳動軸為例，介紹一般臺階軸的加工工 乙。1. 零件圖樣分析&00帛|£圖A-1傳動軸圖A-1所示零件是減速器中的傳動軸。它屬于臺階軸類零件，由圓

13、柱面、 軸肩、螺紋、螺尾退刀槽、砂輪越程槽和鍵槽等組成。軸肩一般用來確 定安裝在軸上零件的軸向位置， 各環(huán)槽的作用是使零件裝配時有一個正 確的位置，并使加工中磨削外圓或車螺紋時退刀方便；鍵槽用于安裝鍵，以傳遞轉(zhuǎn)矩；螺紋用于安裝各種鎖緊螺母和調(diào)整螺母。根據(jù)工作性能與條件，該傳動軸圖樣（圖A-1）規(guī)定了主要軸頸M, N, 外圓P、Q以及軸肩G H、I有較高的尺寸、位置精度和較小的表面粗 糙度值，并有熱處理要求。這些技術(shù)要求必須在加工中給予保證。因此,該傳動軸的關(guān)鍵工序是軸頸 M N和外圓P、Q的加工。2. 確定毛坯該傳動軸材料為45鋼，因其屬于一般傳動軸，故選45鋼可滿足其 要求。本例傳動軸屬于中

14、、小傳動軸，并且各外圓直徑尺寸相差不大，故 選擇0 60mm勺熱軋圓鋼作毛坯。3確定主要表面的加工方法傳動軸大都是回轉(zhuǎn)表面， 主要采用車削與外圓磨削成形。由于該傳動軸的主要表面 M N、P、Q的公差等級（IT6）較高，表面粗糙度 Ra值 （Ra=0.8 um）較小，故車削后還需磨削。外圓表面的加工方案（參考表A-3） 可為：粗車半精車磨削。4確定定位基準合理地選擇定位基準， 對于保證零件的尺寸和位置精度有著決定性 的作用。由于該傳動軸的幾個主要配合表面 （Q、P、N M）及軸肩面（H、 G）對基準軸線A-B均有徑向圓跳動和端面圓跳動的要求，它又是實心軸， 所以應(yīng)選擇兩端中心孔為基準，采用雙頂尖

15、裝夾方法， 以保證零件的技 術(shù)要求。粗基準采用熱軋圓鋼的毛坯外圓。 中心孔加工采用三爪自定心卡盤 裝夾熱軋圓鋼的毛坯外圓，車端面、鉆中心孔。但必須注意，一般不能 用毛坯外圓裝夾兩次鉆兩端中心孔，而應(yīng)該以毛坯外圓作粗基準， 先加 工一個端面，鉆中心孔，車出一端外圓；然后以已車過的外圓作基準，用三爪自定心卡盤裝夾 （ 有時在上工步已車外圓處搭中心架 ） ，車另一端 面，鉆中心孔。如此加工中心孔，才能保證兩中心孔同軸。5劃分階段對精度要求較高的零件， 其粗、精加工應(yīng)分開， 以保證零件的質(zhì)量。該傳動軸加工劃分為三個階段： 粗車（ 粗車外圓、鉆中心孔等 ） ， 半精車（ 半精車各處外圓、臺階和修研中心孔

16、及次要表面等 ） ，粗、精磨 （ 粗、 精磨各處外圓 ） 。各階段劃分大致以熱處理為界。6熱處理工序安排軸的熱處理要根據(jù)其材料和使用要求確定。對于傳動軸，正火、調(diào)質(zhì)和表面淬火用得較多。 該軸要求調(diào)質(zhì)處理， 并安排在粗車各外圓之后， 半精車各外圓之前。綜合上述分析，傳動軸的工藝路線如下：下料T車兩端面，鉆中心孔T粗車各外圓T調(diào)質(zhì)T修研中心孔T半 精車各外圓，車槽，倒角T車螺紋T劃鍵槽加工線T銑鍵槽T修研中心 孔T磨削T檢驗。7加工尺寸和切削用量傳動軸磨削余量可取0.5mm半精車余量可選用1.5mm加工尺寸 可由此而定，見該軸加工工藝卡的工序內(nèi)容。車削用量的選擇，單件、小批量生產(chǎn)時，可根據(jù)加工情況

17、由工人確定；一般可由機械加工工藝手冊或切削用量手冊中選取。8擬定工藝過程定位精基準面中心孔應(yīng)在粗加工之前加工，在調(diào)質(zhì)之后和磨削之前各需 安排一次修研中心孔的工序。調(diào)質(zhì)之后修研中心孔為消除中心孔的熱處 理變形和氧化皮，磨削之前修研中心孔是為提高定位精基準面的精度和 減小錐面的表面粗糙度值。擬定傳動軸的工藝過程時，在考慮主要表面加工的同時，還要考慮次要表面的加工。在半精加工052mm0 44mm及M24mm卜圓時，應(yīng)車到圖樣規(guī)定的尺寸，同時加工出各退刀槽、倒角 和螺紋；三個鍵槽應(yīng)在半精車后以及磨削之前銑削加工出來，這樣可保證銑鍵槽時有較精確的定位基準，又可避免在精磨后銑鍵槽時破壞已精 加工的外圓表

18、面。在擬定工藝過程時，應(yīng)考慮檢驗工序的安排、 檢查項目及檢驗方法 的確定。綜上所述，所確定的該傳動軸加工工藝過程見表A-1。機械加工工藝卡產(chǎn)品名稱圖號零件名稱傳動軸共1頁第1頁毛坯種類圓鋼材料牌號45鋼毛坯尺寸0 60mm<265mm序號工種工步工序內(nèi)容設(shè)備工具夾具刃具量具/、1下料0 60mM 265mm2車二爪自定心卡盤夾持工件毛坯外圓車床1車端面見平C61402鉆中心孔中心鉆0 2mm用尾座頂尖頂住中心孔3粗車0 46mn外卜圓至0 48mm長118mm14粗車0 35mm外圓至0 37mm長66mm粗車M24mm卜圓至0 26mm長14mm調(diào)頭，三爪自定心卡盤夾持0 48mm處（0 44mm外圓）、6車另一端面，保證總長250 mm7鉆中心孔用尾座頂尖頂住中心孔8粗車0 52mm外圓至0 54mmA粗車0 35mm外圓至0 37mm長A3mm10粗車0 30mm外圓至0 32mm長36mm11粗車M24mm卜圓至0 26mm長16mm12檢驗3熱調(diào)質(zhì)處理220240HBS4鉗修研兩端中心孔車床5車雙頂尖裝夾車床1半精車