轴类零件加工工艺

1、轴类零件加工工艺传动轴机械加工工艺实例轴类零件是常见的典型零件之一.按轴类零件结构形式不同,一般可分为光轴、阶梯轴和异形轴三类；或分为实心轴、空心轴等.它们在机器中用来支承齿轮、带轮等传动零件,以传递转矩或运动.台阶轴的加工工艺较为典型,反映了轴类零件加工的大局部内容与根本规律.下面就以减速箱中的传动轴为例,介绍一般台阶轴的加工工艺.1.零件图样分析图A-1传动轴图A-1所示零件是减速器中的传动轴.它属于台阶轴类零件,由圆柱面、轴肩、螺纹、螺尾退刀槽、砂轮越程槽和键槽等组成.轴肩一般用来确定安装在轴上零件的轴向位置,各环槽的作用是使零件装配时有一个正确的位置,并使加工中磨削外圆或车螺纹时退刀方

2、便；键槽用于安装键,以传递转矩；螺纹用于安装各种锁紧螺母和调整螺母.根据工作性能与条件,该传动轴图样图A-1规定了主要轴颈MN,外圆P、Q以及轴肩GH、I有较高的尺寸、位置精度和较小的表面粗糙度值,并有热处理要求.这些技术要求必须在加工中给予保证.因此,该传动轴的关键工序是轴颈MN和外圆P、Q的加工.2 .确定毛坯该传动轴材料为45钢,因其属于一般传动轴,应选45钢可满足其要求.本例传动轴属于中、小传动轴,并且各外圆直径尺寸相差不大,应选择060mm勺热轧圆钢作毛坯.3 .确定主要外表的加工方法传动轴大都是回转外表,主要采用车削与外圆磨削成形.由于该传动轴的主要外表MN、P、Q的公差等级IT6

3、较高,外表粗糙度Ra值Ra=0.8um较小,故车削后还需磨削.外圆外表的加工方案参考表A-3可为：粗车一半精车一磨削.4 .确定定位基准合理地选择定位基准,对于保证零件的尺寸和位置精度有着决定性的作用.由于该传动轴的几个主要配合外表Q、P、N、M及轴肩面H、G对基准轴线A-B均有径向圆跳动和端面圆跳动的要求,它又是实心轴,所以应选择两端中央孔为基准,采用双顶尖装夹方法,以保证零件的技术要求.粗基准采用热轧圆钢的毛坯外圆.中央孔加工采用三爪自定心卡盘装夹热轧圆钢的毛坯外圆,车端面、钻中央孔.但必须注意,一般不能用毛坯外圆装夹两次钻两端中央孔,而应该以毛坯外圆作粗基准,先加工一个端面,钻中央孔,车

4、出一端外圆；然后以已车过的外圆作基准,用三爪自定心卡盘装夹有时在上工步已车外圆处搭中央架,车另一端面,钻中央孔.如此加工中央孔,才能保证两中央孔同轴.5 .划分阶段对精度要求较高的零件,其粗、精加工应分开,以保证零件的质量.该传动轴加工划分为三个阶段：粗车粗车外圆、钻中央孔等,半精车半精车各处外圆、台阶和修研中央孔及次要外表等,粗、精磨粗、精磨各处外圆.各阶段划分大致以热处理为界.6 .热处理工序安排轴的热处理要根据其材料和使用要求确定.对于传动轴,正火、调质和外表淬火用得较多.该轴要求调质处理,并安排在粗车各外圆之后,半精车各外圆之前.综合上述分析,传动轴的工艺路线如下:下料一车两端面,钻中

5、央孔一粗车各外圆一调质一修研中央孔一半精车各外圆,车槽,倒角一车螺纹一划键槽加工线一铳键槽一修研中央孔一磨削一检验.7 .加工尺寸和切削用量传动轴磨削余量可取0.5mni半精车余量可选用1.5mm加工尺寸可由此而定,见该轴加工工艺卡的工序内容.车削用量的选择,单件、小批量生产时,可根据加工情况由工人确定；一般可由?机械加工工艺手册?或?切削用量手册?中选取.8 .拟定工艺过程定位精基准面中央孔应在粗加工之前加工,在调质之后和磨削之前各需安排一次修研中央孔的工序.调质之后修研中央孔为消除中央孔的热处理变形和氧化皮,磨削之前修研中央孔是为提升定位精基准面的精度和减小锥面的外表粗糙度值.拟定传动轴的

6、工艺过程时,在考虑主要外表加工的同时,还要考虑次要外表的加工.在半精加工052mm044mm&M24mm卜圆时,应车到图样规定的尺寸,同时加工出各退刀糟、倒角和螺纹；三个键槽应在半精车后以及磨削之前铳削加工出来,这样可保证铳键槽时有较精确的定位基准,又可防止在精磨后铳键槽时破坏已精加工的外圆外表.在拟定工艺过程时,应考虑检验工序的安排、检查工程及检验方法确实定.表A-1综上所述,所确定的该传动轴加工工艺过程见表A-1传动轴机械加工工艺卡台职院机电系机械加工工艺卡产品名称图号零件名称传动轴共1页第1页毛坯不恢圆钢材料牌号45钢毛坯尺寸.60mm(265mm序号工种工步工序内容设备n一旦一

7、/、夹具刃具里且/、1下料660m佛265mm2车三爪自定心卡盘夹持工件毛坯外a车床1车端面见平C61402钻中央孔中央钻C2mm用尾座顶尖顶住中央孔3粗车.46mmz卜圆至.48mm长118mm4粗车.35mn#圆至.37mm长66mm5粗车M24mm卜圆至.26mm长14mm调头,三爪自定心卡盘夹持.48ml处m.44mmz卜圆6车另一端面,保证总长250mm7钻中央孔用尾座顶尖顶住中央孔8粗车.52mmz卜圆至.54mmA粗车.35mn#圆至.37mm长A3mm10粗车.30mn#圆至.32mm长36mm11粗车M24mm卜圆至.26mm长16mm12检验3热调质处理220240HBs4

8、钳修研两端中央孔车床5双顶尖装夹车床1半精车.46mmz卜圆至.46.5mm长120mm2辛精车.35mn#圆至.35.5mm长68mm3半精车M24mm卜圆至.24.累m,长16mm423mm<0.5mm槽5平精车3mml.5mm环槽6倒外角1rnrm45°,3处调头,双顶尖装夹7半精车.35mmz卜圆至.35.5mm长A5mm8半精车.30mn#圆至.35.5mmd£38mm9.1_.01.平精M24mm卜圆至.24.2mmmm长18mm10平精车.44mmi1尺寸,长4mm11车23mnK0.5mm£槽12车3mm(l.5mm环槽13倒外角lmmX45

9、°,4处14检验6车双顶尖装夹1车M24mmi.5mm6g至尺寸车床调头,双顶尖装夹2车M24mm1.5mm-6g至尺寸3检验7钳划两个键槽及一个止动垫圈槽加工线8铳用V形虎钳装夹,按线找正1铳键槽12mm(36mm保证尺寸4141.25mm立铳2铳键槽8mm(16mmi保证尺寸2626.25mm3铳止动垫圈槽6mm(16mm保证20.5mmffi尺寸4检验9钳修研两端中央孔车床101磨外圆.35±0.008mm至尺寸外圆磨床2磨轴肩向I3磨外圆.30±0.0065mmffi尺寸4磨轴肩向H调头,双顶尖装夹5磨外圆P至尺寸6磨轴肩向G7磨外圆N至尺寸8磨轴肩向F9

10、检验9 .传动轴机械加工工艺过程工序简图为了表达清楚各工序的内容及要求,其传动轴加工工艺过程的工序简图见表A-2.表A-2传动轴加工工序简图工序2工序4十十Z.OK0103;61on.on1.+|12露0工序5工序9工序10*«*?*平一«典型轴类零件加工工艺分析来源：数控产品网时间：2021-02-19标签：点击：画区727更圉度画瓦段-、阶梯轴加工工艺过程分析图634为减速箱传动轴工作图样.表613为该轴加工工艺过程.生产批量为小批生产.材料为45热轧圆钢.零件需调质g叩r43xQ51T®图6-34传动轴工序9工序由容1K«也皿$2车一臭.三瓜*血央

11、持工件另一,车面保金总长25米站中G孔,M网警m尖D住.铅车另外为个白质,式税、氏度均削余A2mm3的调成处19HRC24-1A4W修研曲中央孔三洋卡A夫椁工乍而见千.站中央IL用品紫0尖Q住.也年三个台物.Itts饮fl均余量2mm我僵尖装夷.安*军三个白阶,41大废车到"二:;,其余同十台航宜使上余O.Smm,车三个.俄做三个iHA收取尖跳央.小稽军余下的五个白陶,及052自断多到田壁理定的尺,寸,我大径车列,24=84K余用个首阶亶6上W余0.5mm.奉I三个.创角四个口甜仙n中小钝.卦阳唐俅怕卅持星一个出的能槽加工处犊再干,&一中止里邨槽.出质城廊批现圮型寸多粒0.2

12、5com,等?*的余置事界暨Q和M.片用砂轮动卸内匕"ML附犯寿外HN加九台揖G*、;看情珠.挂,取鹿变装夹.车«rI-s«.总凿|农般生.$另1吧电M24V1.S-6fl一结构及技术条件分析该轴为没有中央通孔的多阶梯轴.根据该零件工作图,其轴颈M、N,外圆P,Q及轴肩G、H、I有较高的尺寸精度和形状位置精度,并有较小的外表粗糙度值,该轴有调质热处理要求.二加工工艺过程分析1 .确定主要外表加工方法和加工方案.M,N,P,Q的公差等级较高传动轴大多是回转外表,主要是采用车削和外圆磨削.由于该轴主要外表3-14(IT6),外表粗糙度值较小(Ra0.8gm),最终加工

13、应采用磨削.其加工方案可参考表2 .划分加工阶段该轴加工划分为三个加工阶段,即粗车(粗车外圆、钻中央孔),半精车(半精车各处外圆、台肩和修研中央孔等),粗精磨各处外圆.各加工阶段大致以热处理为界.3 .选择定位基准轴类零件的定位基面,最常用的是两中央孔.由于轴类零件各外圆外表、螺纹外表的同轴度及端面对轴线的垂直度是相互位置精度的主要工程,而这些外表的设计基准一般都是轴的中央线,采用两中央孔定位就能符合基准重合原那么.而且由于多数工序都采用中央孔作为定位基面,能最大限度地加工出多个外圆和端面,这也符合基准统一原那么.但以下情况不能用两中央孔作为定位基面： 1)粗加工外圆时,为提升工件刚度,那么采

14、用轴外圆外表为定位基面,或以外圆和中央孔同作定位基面,即一夹一顶. 2)当轴为通孔零件时,在加工过程中,作为定位基面的中央孔因钻出通孔而消失.为了在通孔加工后还能用中央孔作为定位基面,工艺上常采用三种方法.当中央通孔直径较小时,可直接在孔口倒出宽度不大于2mm的60o内锥面来代替中央孔； 当轴有圆柱孔时,可采用图635a所示的锥堵,取1：500锥度；当轴孔锥度较小时,取锥堵锥度与工件两端定位孔锥度相同； 当轴通孔的锥度较大时,可采用带锥堵的心轴,简称锥堵心轴,如图635b所示.使用锥堵或锥堵心轴时应注意,一般中途不得更换或拆卸,直到精加工完各处加工面,不再使用中央孔时方能拆卸.4 .热处理工序

15、的安排该轴需进行调质处理.它应放在粗加工后,半精加工前进行.如采用锻件毛坯,必须首先安排退火或正火处理.该轴毛坯为热轧钢,可不必进行正火处理.5 .加工顺序安排除了应遵循加工顺序安排的一般原那么,如先粗后精、先主后次等,还应注意:(b)锥堵心轴图6-35锥堵与锥培心轴(1)外圆外表加工顺序应为,先加工大直径外圆,然后再加工小直径外圆,以免一开始就降低了工件的刚度.(2)轴上的花键、键槽等外表的加工应在外圆精车或粗磨之后,精磨外圆之前.轴上矩形花键的加工,通常采用铳削和磨削加工,产量大时常用花键滚刀在花键铳床上加工.以外径定心的花键轴,通常只磨削外径,而内径铳出后不必进行磨削,但如经过淬火而使花

16、键扭曲变形过大时,也要对侧面进行磨削加工.以内径定心的花键,其内径和键侧均需进行磨削加工.(3)轴上的螺纹一般有较高的精度,如安排在局部淬火之前进行加工,那么淬火后产生的变形会影响螺纹的精度.因此螺纹加工宜安排在工件局部淬火之后进行.二、带轮轴加工工艺过程分析图636为带轮轴工作图样.带轮轴中的主要技术条件有两项：一为渗碳层深度,应限制在1.21.5mm范围内；二为外圆022f7需经渗碳淬火,其硬度为HRC58-63.可以看出只有022f7处需渗碳处理,其余局部均不可渗碳.零件上不需渗碳的部分,可用加大余量待渗碳后车去渗碳层或在不需渗碳处涂防渗材料.加工余量应单面略大于渗碳深度,故右端直径取0

17、25mm,单面去碳余量为2.5mm,总长两端也应放去渗碳余量各3mm.在磨外圆前由于已经过淬火工序,两端中央孔在淬火时易产生氧化皮及变形,故增加一道研磨中央孔的工序.A-A19517图6-36挂轮架轴表614为带轮轴的加工工艺过程.衰6T4带轮钻加工工艺过建工作地工足号:三看内看if工艺图粗车至尺寸率床工序号1工作内容,_工作地J2注硬深度IJmm热处理车1去碳,车的噜面取翦长注意两端用去要相好,右弼1站中央扎,车外剧3227及放磨0.30.4mm.率*被M16至.17mm并倒布、沉H至尺寸_；车床4保平曲104X0.5至尺寸,深度应除去故磨量俄球薄简划钻孔印至+1.8mm；*5.8X82及,

18、3至尺寸,杞图至站康6铮火程度HRC65-60扁处理车17车两端螺纹ME6至尺寸车床g研中央孔中央扎研M9'-",P-校孔,2H7又5及,6H9至尺寸_密工台!0麟外国理2口及*1孔7"至尺寸目光出府面三、细长轴加工工艺特点一细长轴车削的工艺特点1 .细长轴刚性很差,车削时装夹不当,很容易因切削力及重力的作用而发生弯曲变形,产生振动,从而影响加工精度和外表粗糙度.2 .细长轴的热扩散性能差,在切削热作用下,会产生相当大的线膨胀.如果轴的两端为固定支承,那么工件会因伸长而顶弯.3 .由于轴较长,一次走刀时间长,刀具磨损大,从而影响零件的几何形状精度.4 .车细长轴时由于使用跟刀架,假设支承工件的两个支承块对零件压力不适当,会影响加工精