軸類零件加工工藝

1、傳動軸機(jī)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(jī)器中用來支承齒輪、帶輪等傳動零件，以傳遞轉(zhuǎn)矩或運(yùn)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藝。 1零件圖樣分析                   

2、;             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)

3、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、小傳動軸，并且各外圓直徑尺寸相差不大，故選擇60mm的熱軋圓鋼作毛坯。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(I

4、T6)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(zhǔn)    合理地選擇定位基準(zhǔn)，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(zhǔn)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(zhǔn)，采用雙頂尖裝夾方法，以保證零件的技術(shù)要求。    粗基準(zhǔn)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

5、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(zhǔn)，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(zhǔn)，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、。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：    下料車兩端面，鉆中心孔粗車各外圓調(diào)質(zhì)修研中心孔半精車各外圓，車槽，倒角車螺紋劃鍵槽加工線銑鍵槽修研中心孔磨削檢驗。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。 &

7、#160;  車削用量的選擇，單件、小批量生產(chǎn)時，可根據(jù)加工情況由工人確定；一般可由機(jī)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(zhǔn)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(zhǔn)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52mm、44mm及M24mm外圓時，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

8、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(zhǔn)，又可避免在精磨后銑鍵槽時破壞已精加工的外圓表面。    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。表A-1                   傳動軸機(jī)械加工工藝卡機(jī)械加工工藝卡產(chǎn)品名稱 圖  

9、 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      60mm×265mm     2車 三爪自定心卡盤夾持工件毛坯外圓    車床     1車端面見平  C6140  &#

10、160;  2鉆中心孔  中心鉆2mm    用尾座頂尖頂住中心孔      3粗車46mm外圓至48mm，長118mm      4粗車35mm外圓至37mm，長66mm       5粗車M24mm外圓至26mm，長14mm        調(diào)頭，三爪自定心卡盤夾持48mm處  

11、;      (44mm外圓)      6車另一端面，保證總長250 mm        7鉆中心孔       用尾座頂尖頂住中心孔      8粗車52mm外圓至54mm       A粗車35mm外圓至37mm，

12、長A3mm       10粗車30mm外圓至32mm，長36mm       11粗車M24mm外圓至26mm，長16mm       12  檢驗          3熱 調(diào)質(zhì)處理220240HBS    4鉗 修研兩端中心孔車床  &

13、#160;5車 雙頂尖裝夾車床     1半精車46mm外圓至46.5mm，長120mm      2半精車35mm外圓至35.5mm，長68mm      3半精車M24mm外圓至240.10.2 mm，長16mm      4半精車23mm×0.5mm環(huán)槽      5半精車3mm&#

14、215;l.5mm環(huán)槽      6倒外角1mm×45°,3處       調(diào)頭，雙頂尖裝夾      7半精車35mm外圓至35.5mm,長A5mm      8半精車30mm外圓至35.5mm長38mm      9半精M24mm外圓至240.10.2 mm mm,

15、長18mm      10半精車44mm至尺寸，長4mm      11車23 mm×0.5mm環(huán)槽      12車3mm×l.5mm環(huán)槽      13倒外角lmm×45°, 4處      14檢驗    6車&#

16、160;雙頂尖裝夾      1車M24mm×l.5mm6g至尺寸車床      調(diào)頭，雙頂尖裝夾      2車M24mm×1.5mm6g至尺寸      3檢驗    7鉗 劃兩個鍵槽及一個止動墊圈槽加工線    8銑 用V形虎鉗裝夾，

17、按線找正      1銑鍵槽12mm×36mm，保證尺寸4141.25mm立銑     2銑鍵槽8mm×l6mm，保證尺寸2626.25mm      3銑止動墊圈槽6mm×l6mm，保證20.5mm至尺寸      4檢驗    9鉗 修研兩端中心孔車床   

18、;10磨1磨外圓35±0.008mm至尺寸外圓磨床     2       磨軸肩面I      3       磨外圓30±0.0065mm至尺寸      4磨軸肩面H       調(diào)頭，雙頂尖裝夾   &

19、#160;   5磨外圓P至尺寸       6       磨軸肩面G       7磨外圓N至尺寸      8磨軸肩面F       9檢驗          &#

20、160;          9傳動軸機(jī)械加工工藝過程工序簡圖  為了表達(dá)清楚各工序的內(nèi)容及要求，其傳動軸加工工藝過程的工序簡圖見表A-2。表A-2  傳動軸加工工序簡圖軸類零件的加工工藝一、軸類零件的功用、結(jié)構(gòu)特點及技術(shù)要求軸類零件是機(jī)器中經(jīng)常遇到的典型零件之一。它主要用來支承傳動零部件，傳遞扭矩和承受載荷。軸類零件是旋轉(zhuǎn)體零件，其長度大于直徑，一般由同心軸的外圓柱面、圓錐面、內(nèi)孔和螺紋及相應(yīng)的端面所組成。根據(jù)結(jié)構(gòu)形狀的不同，軸類零件可分為光軸、階梯軸、空心軸和曲軸等。軸的長

21、徑比小于5的稱為短軸，大于20的稱為細(xì)長軸，大多數(shù)軸介于兩者之間。軸用軸承支承，與軸承配合的軸段稱為軸頸。軸頸是軸的裝配基準(zhǔn)，它們的精度和表面質(zhì)量一般要求較高，其技術(shù)要求一般根據(jù)軸的主要功用和工作條件制定，通常有以下幾項：(一)尺寸精度起支承作用的軸頸為了確定軸的位置，通常對其尺寸精度要求較高（IT5IT7）。裝配傳動件的軸頸尺寸精度一般要求較低（IT6IT9）。(二)幾何形狀精度軸類零件的幾何形狀精度主要是指軸頸、外錐面、莫氏錐孔等的圓度、圓柱度等，一般應(yīng)將其公差限制在尺寸公差范圍內(nèi)。對精度要求較高的內(nèi)外圓表面，應(yīng)在圖紙上標(biāo)注其允許偏差。(三)相互位置精度軸類零件的位置精度要求主要是由軸在機(jī)

22、械中的位置和功用決定的。通常應(yīng)保證裝配傳動件的軸頸對支承軸頸的同軸度要求，否則會影響傳動件（齒輪等）的傳動精度，并產(chǎn)生噪聲。普通精度的軸，其配合軸段對支承軸頸的徑向跳動一般為0.010.03mm，高精度軸（如主軸）通常為0.0010.005mm。(四)表面粗糙度一般與傳動件相配合的軸徑表面粗糙度為Ra2.50.63m，與軸承相配合的支承軸徑的表面粗糙度為Ra0.630.16m。二、軸類零件的毛坯和材料(一)軸類零件的毛坯軸類零件可根據(jù)使用要求、生產(chǎn)類型、設(shè)備條件及結(jié)構(gòu)，選用棒料、鍛件等毛坯形式。對于外圓直徑相差不大的軸，一般以棒料為主；而對于外圓直徑相差大的階梯軸或重要的軸，常選用鍛件，這樣既

23、節(jié)約材料又減少機(jī)械加工的工作量，還可改善機(jī)械性能。根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模的不同，毛坯的鍛造方式有自由鍛和模鍛兩種。中小批生產(chǎn)多采用自由鍛，大批大量生產(chǎn)時采用模鍛。(二)軸類零件的材料軸類零件應(yīng)根據(jù)不同的工作條件和使用要求選用不同的材料并采用不同的熱處理規(guī)范（如調(diào)質(zhì)、正火、淬火等），以獲得一定的強(qiáng)度、韌性和耐磨性。45鋼是軸類零件的常用材料，它價格便宜經(jīng)過調(diào)質(zhì)（或正火）后，可得到較好的切削性能，而且能獲得較高的強(qiáng)度和韌性等綜合機(jī)械性能，淬火后表面硬度可達(dá)4552HRC。40Cr等合金結(jié)構(gòu)鋼適用于中等精度而轉(zhuǎn)速較高的軸類零件，這類鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)和淬火后，具有較好的綜合機(jī)械性能。軸承鋼GCr15和彈簧鋼65Mn，經(jīng)

24、調(diào)質(zhì)和表面高頻淬火后，表面硬度可達(dá)5058HRC，并具有較高的耐疲勞性能和較好的耐磨性能，可制造較高精度的軸。精密機(jī)床的主軸（例如磨床砂輪軸、坐標(biāo)鏜床主軸）可選用38CrMoAIA氮化鋼。這種鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)和表面氮化后，不僅能獲得很高的表面硬度，而且能保持較軟的芯部，因此耐沖擊韌性好。與滲碳淬火鋼比較，它有熱處理變形很小，硬度更高的特性。三、軸類零件典型工藝路線對于7級精度、表面粗糙度Ra0.80.4m的一般傳動軸，其典型工藝路線是：正火車端面鉆中心孔粗車各表面精車各表面銑花鍵、鍵槽熱處理修研中心孔粗磨外圓精磨外圓檢驗。軸類零件一般采用中心孔作為定位基準(zhǔn)，以實現(xiàn)基準(zhǔn)統(tǒng)一的方案。在單件小批生產(chǎn)中鉆中心

25、孔工序常在普通車床上進(jìn)行。在大批量生產(chǎn)中常在銑端面鉆中心孔專用機(jī)床上進(jìn)行。中心孔是軸類零件加工全過程中使用的定位基準(zhǔn)，其質(zhì)量對加工精度有著重大影響。所以必須安排修研中心孔工序。修研中心孔一般在車床上用金剛石或硬質(zhì)合金頂尖加壓進(jìn)行。對于空心軸（如機(jī)床主軸），為了能使用頂尖孔定位，一般均采用帶頂尖孔的錐套心軸或錐堵。若外圓和錐孔需反復(fù)多次、互為基準(zhǔn)進(jìn)行加工，則在重裝錐堵或心軸時，必須按外圓找正或重新修磨中心孔。軸上的花鍵、鍵槽等次要表面的加工，一般安排在外圓精車之后，磨削之前進(jìn)行。因為如果在精車之前就銑出鍵槽，在精車時由于斷續(xù)切削而易產(chǎn)生振動，影響加工質(zhì)量，又容易損壞刀具，也難以控制鍵槽的尺寸。但

26、也不應(yīng)安排在外圓精磨之后進(jìn)行，以免破壞外圓表面的加工精度和表面質(zhì)量。在軸類零件的加工過程中，應(yīng)當(dāng)安排必要的熱處理工序，以保證其機(jī)械性能和加工精度，并改善工件的切削加工性。一般毛坯鍛造后安排正火工序，而調(diào)質(zhì)則安排在粗加工后進(jìn)行，以便消除粗加工后產(chǎn)生的應(yīng)力及獲得良好的綜合機(jī)械性能。淬火工序則安排在磨削工序之前。四、細(xì)長軸加工工藝特點由于細(xì)長軸剛性很差，在加工中極易變形，對加工精度和加工質(zhì)量影響很大。為此，生產(chǎn)中常采用下列措施予以解決。(一) 改進(jìn)工件的裝夾方法粗加工時，由于切削余量大，工件受的切削力也大，一般采用卡頂法，尾座頂尖采用彈性頂尖，可以使工件在軸向自由伸長。但是，由于頂尖彈性的

27、限制，軸向伸長量也受到限制，因而頂緊力不是很大。在高速、大用量切削時，有使工件脫離頂尖的危險。采用卡拉法可避免這種現(xiàn)象的產(chǎn)生。精車時，采用雙頂尖法（此時尾座應(yīng)采用彈性頂尖）有利于提高精度，其關(guān)鍵是提高中心孔精度。(二)采用跟刀架跟刀架是車削細(xì)長軸極其重要的附件。采用跟刀架能抵消加工時徑向切削分力的影響，從而減少切削振動和工件變形，但必須注意仔細(xì)調(diào)整，使跟刀架的中心與機(jī)床頂尖中心保持一致。(三)采用反向進(jìn)給車削細(xì)長軸時，常使車刀向尾座方向作進(jìn)給運(yùn)動（此時應(yīng)安裝卡拉工具），這樣刀具施加于工件上的進(jìn)給力方向朝向尾座，因而有使工件產(chǎn)生軸向伸長的趨勢，而卡拉工具大大減少了由于工件伸長造成的彎曲變形。(四

28、)采用車削細(xì)長軸的車刀車削細(xì)長軸的車刀一般前角和主偏角較大，以使切削輕快，減小徑向振動和彎曲變形。粗加工用車刀在前刀面上開有斷屑槽，使斷屑容易。精車用刀常有一定的負(fù)刃傾角，使切屑流向待加工面。項目教學(xué)實施因素分析師資師資培訓(xùn)方面：校外培訓(xùn)加校內(nèi)培訓(xùn)（集中培訓(xùn)，試上課幫帶，獨(dú)立上課）項目教學(xué)對教師的要求較高，尤其是對專業(yè)課教師與實習(xí)教師的要求很高，他必須具備完成一個項目所涉及到的各專業(yè)理論和技能，同時能發(fā)現(xiàn)適合培養(yǎng)目標(biāo)，用于項目教學(xué)，能涵蓋該項目的全部或大部分教學(xué)目標(biāo)所規(guī)定的內(nèi)容，還需在備課時精心準(zhǔn)備，以應(yīng)對學(xué)生提出的各種問題，促使“項目”在實施過程中順利進(jìn)行。因此，師資建設(shè)，是保證項目教學(xué)有效

29、實施的關(guān)鍵。項目教學(xué)實施的好壞，關(guān)鍵在于能否培養(yǎng)好一支雙師型師資隊伍：首先是加快培訓(xùn)步伐。學(xué)校要制定專業(yè)課教師培養(yǎng)中長期規(guī)劃?？梢酝ㄟ^送專業(yè)骨干教師外出考察培訓(xùn)、與知名職校建立友好互助關(guān)系，組織骨干教師學(xué)習(xí)取經(jīng)、分期分批，尤其是在寒暑假，派專業(yè)課與實習(xí)課教師到當(dāng)?shù)卮笾衅髽I(yè)體驗鍛煉，了解企業(yè)發(fā)展新情況、新改革、新技術(shù)等方式來提高教師的業(yè)務(wù)能力。其次是聘請專家講座。學(xué)校為提高教師素質(zhì)，要有計劃地聘請各地專家來校開設(shè)專題講座，使教師及時了解教育教學(xué)研究的最新成果，并聯(lián)系教學(xué)實際，運(yùn)用于教學(xué)之中。第三為教師創(chuàng)設(shè)良好的工作環(huán)境。 課程學(xué)校圍繞專業(yè)開設(shè)課程，注重能力本位，全面開展項目教學(xué)改革和學(xué)

30、科課程改革，以培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)能力為導(dǎo)向，按照“公共課程+核心課程+項目項目教學(xué)”的課程模式，形成在“做中教、做中學(xué)，學(xué)中做、教學(xué)做三體合一”的職業(yè)教育教學(xué)特色。公共基礎(chǔ)課較為獨(dú)立，但也要結(jié)合專業(yè)課基礎(chǔ)課教案學(xué)。數(shù)學(xué)課中要多講什么內(nèi)容（參考書）；英語課要結(jié)合數(shù)控行業(yè)實際，融入數(shù)控專業(yè)英語；語文課要側(cè)重于應(yīng)用文寫作，體現(xiàn)實用性；政治課要側(cè)重于職業(yè)道德，崗位要求等，融入安全教育。同時我校還開設(shè)KAB課程及禮儀課程，企業(yè)更關(guān)注素質(zhì)及文明禮儀。核心課程與要項目充分銜接。CAD要分?jǐn)?shù)車與數(shù)銑加工中心部分進(jìn)行，項目的界定：要求學(xué)生感興趣，但不能脫離教學(xué)實際（展示我校加工設(shè)計的項目產(chǎn)品）實訓(xùn)的最基本目的：難理

31、論內(nèi)容的正確性及可操作性；提高運(yùn)用知識的熟練程度，積累技巧，增強(qiáng)動手能力。最后還要學(xué)會創(chuàng)新，不斷改進(jìn)工藝。實訓(xùn)課的安排：把實訓(xùn)內(nèi)容融入到平時的教學(xué)過程中，連續(xù)幾節(jié)，安排晚技能實訓(xùn)及周末技能實訓(xùn)增加課時。在實踐教學(xué)中實施項目教學(xué)，首先遇到的最棘手的問題是課程設(shè)置。因項目教學(xué)打破了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，改變了傳統(tǒng)的課程設(shè)置。它需緊緊圍繞“項目”來重新設(shè)置課程，所有文化基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課的授課內(nèi)容要以“項目”為中心重新安排。凡與該“項目”有關(guān)的必授知識則講，凡與該“項目”無關(guān)的內(nèi)容則不講。因此各文化課、專業(yè)基礎(chǔ)課教師必須打破原來的授課計劃，重新圍繞“項目”來備課、講課。這需要學(xué)校在課程設(shè)置上原則壓縮文化基礎(chǔ)課，增加專業(yè)基礎(chǔ)課特別是專業(yè)實訓(xùn)課課時。大膽改編或新編教材，加快校本課程開發(fā)。總體要求是改革傳統(tǒng)教材中繁、難、深及不適合時代發(fā)展要求的內(nèi)容，增加針對性、科學(xué)性、時代性、趣味性等方面的內(nèi)容，注重理論聯(lián)系實踐，強(qiáng)調(diào)有利學(xué)生關(guān)鍵能力的培養(yǎng)。在具體的實踐中，相關(guān)教師要根據(jù)授課內(nèi)容選用具體的項目，再結(jié)合學(xué)生實際合理組織教