軸類零件的加工工藝規(guī)程示例素材備課講稿

1、軸類零件的加工工藝規(guī)程示例素材4.1.1 4.1.1 軸類零件加工軸類零件加工概述概述n 軸類零件的功用與結(jié)構(gòu)特點軸類零件的功用與結(jié)構(gòu)特點u 功用功用支承傳動件、傳遞扭矩或運動、承受載荷，一支承傳動件、傳遞扭矩或運動、承受載荷，一定的回轉(zhuǎn)精度定的回轉(zhuǎn)精度u 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)回轉(zhuǎn)體零件，長度大于直徑回轉(zhuǎn)體零件，長度大于直徑 組成：組成：圓柱面、圓錐面、端面、溝槽、圓弧、螺紋、鍵圓柱面、圓錐面、端面、溝槽、圓弧、螺紋、鍵槽、花鍵、其他表面（槽、花鍵、其他表面（如橫向孔等如橫向孔等) ) 分類：光軸、階梯軸、空心軸、異形軸（曲軸、凸輪軸、分類：光軸、階梯軸、空心軸、異形軸（曲軸、凸輪軸、偏心軸和花鍵軸等）偏

2、心軸和花鍵軸等）剛性軸（剛性軸（L/d12L/d12） 撓性軸（撓性軸（L/dL/d1212）n 軸類零件的主要技術(shù)要求軸類零件的主要技術(shù)要求軸類零件的重要表面是軸頸和軸肩，軸類零件的重要表面是軸頸和軸肩，包括配合軸頸包括配合軸頸( (裝裝配傳動件配傳動件) )和支承軸頸和支承軸頸( (裝配軸承裝配軸承) )。根據(jù)零件的使用性能要求，其主要技術(shù)要求有：主要技術(shù)要求有：u 尺寸精度和幾何形狀精度尺寸精度和幾何形狀精度 直徑精度通常為IT6IT9,有時可達IT5。 幾何形狀精度(圓度、圓柱度)應限制在直徑公差范圍之內(nèi)。 要求較高時,則應在零件圖上專門標注形狀公差，取公公差的差的1/2，1/4 。4

3、.1.1 4.1.1 軸類零件加工軸類零件加工概述概述u 位置精度位置精度 普通精度的軸普通精度的軸,配合軸頸相對支承軸頸的徑向圓跳動一般為配合軸頸相對支承軸頸的徑向圓跳動一般為 0.010.03mm, 高精度的軸為高精度的軸為0.0010.005mm。 端面圓跳動為端面圓跳動為0.0050.01mm。u 表面粗糙度表面粗糙度 一般說來一般說來, ,軸類零件的各加工表面均有表面粗糙度的要求。軸類零件的各加工表面均有表面粗糙度的要求。 支承軸頸的表面粗糙度要求為支承軸頸的表面粗糙度要求為R Ra a0.160.160.8m0.8m。 配合軸頸的表面粗糙度配合軸頸的表面粗糙度R Ra a為為0.6

4、30.633.2m3.2m。u 其他技術(shù)要求其他技術(shù)要求 熱處理（表面淬火、滲碳淬火等），動平衡，探傷，過渡熱處理（表面淬火、滲碳淬火等），動平衡，探傷，過渡圓角等。圓角等。4.1.1 4.1.1 軸類零件加工軸類零件加工概述概述n 軸類零件的材料、毛坯及熱處理u 軸類零件的材料軸類零件的材料不重要的軸：普通碳素鋼不重要的軸：普通碳素鋼Q235、Q255、Q275等，不經(jīng)熱處理；等，不經(jīng)熱處理； 一般軸類零件：一般軸類零件：35、40、45、50鋼鋼等等，正火、調(diào)質(zhì)、淬火正火、調(diào)質(zhì)、淬火 中等精度而轉(zhuǎn)速較高的軸：中等精度而轉(zhuǎn)速較高的軸：40Cr40Cr等合金結(jié)構(gòu)鋼，等合金結(jié)構(gòu)鋼，調(diào)質(zhì)和表面淬火

5、調(diào)質(zhì)和表面淬火 精度較高的軸：可選用軸承鋼精度較高的軸：可選用軸承鋼GCr15GCr15和彈簧鋼和彈簧鋼65Mn65Mn等，也可選用球墨鑄等，也可選用球墨鑄鐵，鐵，調(diào)質(zhì)和表面淬火調(diào)質(zhì)和表面淬火 對于高轉(zhuǎn)速、重載荷條件下工作的軸對于高轉(zhuǎn)速、重載荷條件下工作的軸,選用選用20CrMnTi、20Mn2B、20Cr等低碳合金鋼或等低碳合金鋼或38CrMoAl氮化鋼，氮化鋼，滲碳淬火或氮化滲碳淬火或氮化 。 結(jié)構(gòu)復雜（曲軸）結(jié)構(gòu)復雜（曲軸）HT400、QT600、QT450、QT400 4.1.1 4.1.1 軸類零件加工軸類零件加工概述概述u 軸類零件的毛坯軸類零件的毛坯軸類零件最常用的毛坯是圓棒料和

6、鍛件 光軸、直徑相差不大的階梯軸，采用圓鋼作為毛坯；光軸、直徑相差不大的階梯軸，采用圓鋼作為毛坯； 直徑相差較大的階梯軸比較重要的軸，應采用鍛件直徑相差較大的階梯軸比較重要的軸，應采用鍛件; ; 只有某些大型、結(jié)構(gòu)復雜的只有某些大型、結(jié)構(gòu)復雜的異形軸，可采用球墨鑄鐵異形軸，可采用球墨鑄鐵鑄鑄件；件； 毛坯經(jīng)過加熱鍛造后,可使金屬內(nèi)部纖維組織沿表面均勻分布,從而獲得較高的抗拉、抗彎及抗扭強度,故一般比較一般比較重要的軸重要的軸, ,多采用鍛件。多采用鍛件。 自由鍛造多用于中小批生產(chǎn)自由鍛造多用于中小批生產(chǎn),模鍛適用于大批大量生產(chǎn)。模鍛適用于大批大量生產(chǎn)。 4.1.1 4.1.1 軸類零件加工軸類

7、零件加工概述概述u 軸類零件的熱處理 鍛造毛坯在加工前,均需安排正火或退火處理正火或退火處理(含碳量大于(C)=0.5的碳鋼和合金鋼),以使鋼材內(nèi)部晶粒細化,消除鍛造應力,降低材料硬度,改善切削加工性能。 為了獲得較好的綜合力學性能，常要求調(diào)質(zhì)處理調(diào)質(zhì)處理，一般分兩種情況： (1)毛坯余量大時，調(diào)質(zhì)安排在粗車之后、半精車之前,以便消除粗車時產(chǎn)生的殘余應力。 (2)毛坯余量小時，調(diào)質(zhì)可安排在粗車之前進行。 4.1.1 4.1.1 軸類零件加工軸類零件加工概述概述 表面淬火表面淬火一般安排在精加工之前，這樣可糾正因淬火引起的局部變形。對精度要求高的軸，在局部淬火后或粗磨之后,還需進行低溫時效處理(

8、在160油中進行長時間的低溫時效)，以保證尺寸的穩(wěn)定。 對于氮化鋼(如38GrMoAl)，需在滲氮滲氮之前進行調(diào)質(zhì)和低之前進行調(diào)質(zhì)和低溫時效處理。溫時效處理。對調(diào)質(zhì)的質(zhì)量要求也很嚴格，對調(diào)質(zhì)的質(zhì)量要求也很嚴格，不僅要求調(diào)質(zhì)后索氏體組織要均勻細化，而且要求離表面0.80.10mm層內(nèi)鐵素體含量不超過(C)5，否則會造成氮化脆性而影響其質(zhì)量。 4.1.1 4.1.1 軸類零件加工軸類零件加工概述概述4.1.2 4.1.2 傳動軸加工工藝及其分析傳動軸加工工藝及其分析如圖為減速箱傳動軸工作圖樣。 左圖的技術(shù)要求 ：公差都是以軸頸M和N的公共軸線為基準。外圓Q和P徑向圓跳動公差為0.02，軸肩H、G和

9、I端面圓跳動公差為0.02。 4.1.2 4.1.2 傳動軸加工工藝及其分析傳動軸加工工藝及其分析1傳動軸工藝分析傳動軸工藝分析1) 傳動軸的主要表面及其技術(shù)要求傳動軸的主要表面及其技術(shù)要求 軸頸M、N、P、Q：IT6; Ra0.8 m ；P,Q對M,N軸線徑 向圓跳動公差為0.02mm。 軸肩G、H、I： Ra0.8 m ；均對M,N軸線端面圓跳動 公差為0.02mm。 螺紋M241-6g：6級精度。 鍵槽8和12：IT9；側(cè)面 Ra3.2 m ； 材料40Cr，調(diào)質(zhì)220240HBS。4.1.2 4.1.2 傳動軸加工工藝及其分析傳動軸加工工藝及其分析2) 工藝方案分析工藝方案分析 傳動軸

10、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（Ra0.8m），最終加工應采用磨削。其加工方案： 軸頸M、N、P、Q和軸肩G、H、I等主要表面應先車后磨， 主要工藝路線為：粗車主要工藝路線為：粗車調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)半精車半精車磨削。磨削。 車、磨均以兩端中心孔為定位精基準定位精基準。兩端中心孔可在粗 車之前加工出。 兩段螺紋在半精車階段車出。 兩個鍵槽在磨削之前銑出。 毛坯選用60熱軋圓鋼料。 下料粗車調(diào)質(zhì)修研中心孔 銑鍵槽修研中心孔磨削 檢驗3) 工藝過程工藝過程4.1.2 4.1.2 傳動軸加工工藝及其分析傳動軸加工工藝及其分析4.

11、1.2 4.1.2 傳動軸加工工藝及其分析傳動軸加工工藝及其分析表4-24.1.2 4.1.2 傳動軸加工工藝及其分析傳動軸加工工藝及其分析4.1.2 4.1.2 傳動軸加工工藝及其分析傳動軸加工工藝及其分析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。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，而這些表面的設計基準一般都是軸的中心線，采

12、用兩中心孔定位就能符合基準重合原則符合基準重合原則。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)一原則也符合基準統(tǒng)一原則。 4.1.2 4.1.2 傳動軸加工工藝及其分析傳動軸加工工藝及其分析 u 但下列情況不能用兩中心孔作為定位基面：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

13、倒出寬度不大于2mm的60內(nèi)錐面來代替中心孔；當軸有圓柱孔時，可采用圖右所示的錐堵，取1500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，如右圖b所示。使用錐堵或錐堵心軸時應注意，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。 4.1.2 4.1.2 傳動軸加工工藝及其分析傳動軸加工工藝及其分析4、熱處理工序的安排 該軸需進行調(diào)質(zhì)處理。它應放在粗加工后，半精加工前進行。如采用鍛件毛坯，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。4.1.2 4.1.2 傳動軸加工工藝及其分

14、析傳動軸加工工藝及其分析5、加工順序安排除了應遵循加工順序安排的一般原則，如先粗后精、先主后次等，還應注意：（1）外圓表面加工順序應為，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。4.1.2 4.1.2 傳動軸加工工藝及其分析傳動軸加工工藝及其分析（2）軸上的花鍵、鍵槽等表面的加工應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，通常只磨削外徑鍵側(cè)，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)徑和鍵側(cè)均需進行磨削加工。4.1.2 4.1.2 傳動軸加工工藝及其分析傳動軸加工工藝及其分析（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。 該軸的加工工藝過程見表4-24.1.2 4.1.2 傳動軸加工工藝及其分析傳動軸加工工藝及其分析人有了知識，就會具