模块五典型零件的加工课题一轴类零件的加工知识点对轴类零件的认识轴类零件的主要技术要术轴类零件机械加工的主要工艺问题技能点掌握轴类零件的加工工艺1一.课题分析轴是往往是机器中的典型零件，用来支承传动零件（如齿轮、带轮、凸轮等），传递转矩、承受载荷并保证装在轴上的零件具有一定的回转精度。轴类零件往往有较高的精度和需要较高强度并进行适当的热处理，因此学习轴的加工是十分必要的。2二.相关知识（一）对轴类零件的认识1、轴类零件的功用和分类（1）轴类零件的功用：支承传动零件（如齿轮、带轮、凸轮等）传递转矩承受载荷保证装在轴上的零件或刀具具有一定的回转精度。3（2）轴类零件的结构特点：1）长度大于直径；2）加工表面为内外圆柱面、圆锥面、螺纹、花键、沟槽等；3）有一定的回转精度。（3）轴类零件的分类：1）按其结构形状可分为光轴、阶台轴、空心轴和异形轴如曲轴、凸轮轴、偏心轴等四类。2）按轴的长度与直径之比值长径比又可分为刚性轴L/d≤12和挠性轴L/d＞12两类。4图1轴的种类52、轴类零件的材料和毛坯（1）轴类零件的材料：一般为碳素结构钢和合金结构钢两类，以中碳钢45钢应用最多，一般须经调质、表面淬火等热处理以获得一定的强度、硬度、韧性和耐磨性。对精度和转速要求较高的轴则可采用中碳合金钢，如40Cr，40MnB，35SiMn，38SiMnMo等。对高转速、重载荷条件下工作的轴，可采用低碳合金钢，如20Cr，20CrMnTi，20MnVB等，这类合金钢经渗碳淬火处理后，一方面能使心部保持良好的韧性，另一方面能获得较高的耐磨性，但热处理后变形较大。采用氮化钢38CrMoAl等，经调质和渗氮后，不仅具有良好的耐磨性和抗疲劳性能，其热处理变形也较小。6（2）轴类零件的常用毛坯：1）光轴、直径相差不大的阶台轴常采用热轧或冷拉的圆棒料；2）直径相差较大的阶台轴和比较重要的轴大都采用锻件。3）当轴的结构形状复杂或尺寸较大时，也有采用铸件的。7（二）轴类零件的主要技术要术1、尺寸精度和几何形状精度轴类零件的主要表面为轴颈，装配传动零件的称配合轴颈，装配轴承的称支承轴颈。（1）轴颈的尺寸精度通常为IT8～IT6；高精度的轴颈为IT5。（2）轴颈的形状精度（圆度、圆柱度）应限制在直径公差范围内，对形状精度要求较高时，则应在零件图样上规定允许的偏差。82、相互位置精度（1）配合轴颈轴线相对支承轴颈轴线的同轴度；（2）配合轴颈相对支承轴颈轴线的圆跳动。普通精度的轴，同轴度误差为0.01～0.03mm，高精度的轴为0.001～0.005mm。（3）其他的相互位置精度如轴肩端面对轴线的垂直度等。93、表面粗糙度配合轴颈的表面粗糙度值Ra一般为1.6～0.8m，支承轴颈的表面粗糙度值Ra一般为0.8～0.4m。1011图2输出轴工作图（三）轴类零件机械加工的主要工艺问题1、定位基准轴类零件加工时最常用的定位基准是中心孔，其次是外圆表面。“二顶尖”装夹，以轴两端的中心孔作精基准符合基准重合原则和基准统一原则，加工后的各外圆表面可以获得很高的位置精度。粗加工时切削力很大，为提高工艺系统的刚度，常采用轴的外圆或外圆与中心孔共同作为定位基准，“一夹一顶”装夹。13带通孔的轴加工外圆时，可使用带中心孔的锥堵或锥套心轴图4-34装夹。通孔直径较小时，可直接在孔口加工出宽度不大于2mm的锥面，以代替中心孔。142、加工顺序的安排先粗后精的原则，将粗、精加工分开进行。轴是回转体，各外圆表面的粗、半精加工一般采用车削，精加工采用磨削，有些精密轴类零件的轴颈表面还需要进行光整加工。粗加工外圆表面时，应先加工大直径外圆，再加工小直径外圆，以免因直径差距增大而使小直径处的刚度下降，成为极易引起弯曲变形和振动的薄弱环节。轴上的花键、键槽、螺纹等表面的加工，一般都安排在外圆半精加工以后、精加工以前进行。153、热处理工序的安排结构尺寸不大的中碳钢普通轴类锻件，一般在切削加工前进行调质热处理。对于重要的轴类零件如机床主轴，则：一般在毛坯锻造后安排正火处理，达到消除锻造应力，改善切削性能的目的；粗加工后安排调质处理，以提高零件的综合力学性能，并作为需要表面淬火或氮化处理的零件的预备热处理；轴上有相对运动的轴颈和经常拆卸的表面，需要进行表面淬火处理，安排在精加工前。164、轴类零件的典型工艺过程毛坯准备→正火→加工端面和中心孔→粗车→调质→半精车→花键、键槽、螺纹等加工→表面淬火→粗磨→精磨。17（四）轴类零件的加工实例—车床主轴的加工图4车床主轴1、零件分析对机床主轴的共同要求是必须满足机床的工作性能：即回转精度、刚度、热变形、抗振性、使用寿命等多方面的要求。车床主轴是带有通孔的多阶台轴，普通精度等级，材料为45钢。生产类型为大批生产。19（1）主要表面及其精度要求1）支承轴颈是两个锥度为1:12的圆锥