轴类零件加工工艺
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发布时间：2022-04-24 05:35
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时间：2023-02-08 19:11
轴类零件加工工艺知识和内容
轴类零件中工艺规程的制订，直接关系到工件质量、劳动生产率和经济效益。一零件可以有几种不同的加工方法，但只有某一种较合理，在制订机械加工工艺规程中，须注意以下几点。
1、零件图工艺分析中，需理解零件结构特点、精度、材质、热处理等技术要求，且要研究产品装配图，部件装配图及验收标准。
2、渗碳件加工工艺路线一般为：下料→锻造→正火→粗加工→半精加工→渗碳→去碳加工(对不需提高硬度部分)→淬火→车螺纹、钻孔或铣槽→粗磨→低温时效→半精磨→低温时效→精磨。
3、粗基准选择：有非加工表面，应选非加工表面作为粗基准。对所有表面都需加工的铸件轴，根据加工余量最小表面找正。且选择平整光滑表面，让开浇口处。选牢固可靠表面为粗基准，同时，粗基准不可重复使用。
4、精基准选择：要符合基准重合原则，尽可能选设计基准或装配基准作为定位基准。符合基准统一原则。尽可能在多数工序中用同一个定位基准。尽可能使定位基准与测量基准重合。选择精度高、安装稳定可靠表面为精基准。
针对上述要求，现举例说明如下。一渗碳主轴,每批40件，材料20Cr，除内外螺纹外S0.9～C59。渗碳件工艺比较复杂，必须对粗加工工艺绘制工艺草图)。
主轴加工工艺过程
1、车
工序采用设备：CA6140、莫氏3号铰刀、莫氏3 号塞 规1： 5环规
工序内容：按工艺草图车全部至尺寸
(1)一端钻中心孔φ2。
(2)1：5锥度及莫氏3#内锥涂色检验，接触面>60%。
(3)各需磨削的外圆对中心孔径向跳动不得大于0.1
注：最后要进行检查
2、淬
工序内容：热处理S0.9-C59
3、车
工序内容：去碳。一端夹牢，一端搭中心架
(1)车端面，保证φ36右端面台阶到轴端长度为40
(2)修钻中心孔φ5B型
(3)调头
(4)车端面，取总长340至尺寸，继续钻深至85，60°倒角
4、车
工序采用设备：CA6140
工序内容：一夹一顶
(1)车M30×1.5–6g左螺纹大径及ф30JS5处至 Φ30+6.0 +5 .0++
(2)车φ25至φ25+0.2+0.1长43
(3)车φ35至φ353+0.4+0.3
(4)车砂轮越程槽
5、车
工序内容：调头，一夹一顶
(1)车M30×1.5–6g螺纹大径及φ30JS5处至φ30+0.6+0.5
(2)车φ40至φ40+0.6+0.5
(3)车砂轮越程槽
6、铣
工序内容：铣19+0.28二平面至尺寸
7、热
工序内容：热处理HRC59
8、研
工序内容：研磨二端中心孔
9、外磨
工序采用设备：M1430A
工序内容：二顶尖，(另一端用锥堵)
(1)粗磨φ40外圆，留0.1～0.15余量
(2)粗磨φ30js外圆至φ30t+0.1+0.08(二处)台阶磨出即可
(3)粗磨1:5锥度，留磨余量
10、内磨
工序采用设备：M1432A
工序内容：用V型夹具(ф30js5二外圆处定位)
磨莫氏3﹟内锥(重配莫氏3﹟锥堵)精磨余量 0.2～0.25
11、热
工序内容：低温时效处理(烘)，消除内应力
12、车
工序采用设备：Z-2027
工序内容：一端夹住，一端搭中心架
(1)钻φ10.5孔，用导向套定位，螺纹不攻
(2)调头，钻孔φ5攻M6–6H内螺纹
(3)锪孔口60°中心孔
(4)调头套钻套钻孔ф10.5×25(螺纹不改)
(5)锪60°中心孔，表面精糙度0.8
13、钳
工序内容：
(1)锥孔内塞入攻丝套
(2)攻M12–6H内螺纹至尺寸
14、研
工序内容：研中心孔Ra0.8
15、外磨
工序内容：工件装夹于二顶尖间
(1)精磨φ40及φ35φ25外圆至尺寸
(2)磨M30×1.5 M30×1.5左螺纹大径至30-0.2-0.3-
(3)半精磨ф30js5二处至ф30+0.04+0.03
(4)精磨1:5锥度至尺寸,用涂色法检查按触面大于85%
16、磨
工序内容：工件装夹二顶尖间，磨螺纹
(1)磨M30×1.5–6g左螺纹至尺寸
(2)磨M30×1.5–6g螺纹至尺寸
17、研
工序内容：精研中心孔Ra0.4
18、外磨
工序采用设备：M1432A
工序内容：
(1)精磨、工件装夹于二顶尖间
(2)精磨2-φ30-0.003-0.007至尺寸,注意形位公差
19、内磨
工序采用设备：MG1432A
工序内容：
工件装在V型夹具中，以1–ф30外圆为基准，精磨莫氏3号内锥孔(卸堵，以2–ф30js5外圆定位)，涂色检查接触面大于80%,注意技术要求“1”“2”
20、普
工序内容：清洗涂防锈油，入库工件垂直吊挂
该轴类零件加工过程中几点说明：1.采用了二中心孔为定位基准，符合前述的基准重合及基准统一原则。
2.该零件先以外圆作为粗基准，车端面和钻中心孔，再以二中心孔为定位基准粗车外圆，又以粗车外圆为定位基准加工锥孔，此即为互为基准原则，使加工有一次比一次精度更高的定位基准面。3号莫氏圆锥精度要求很高。因此，需用V型夹具以2-ф30js5外圆为定位基准达到形位公差要求。车内锥时，一端用卡爪夹住，一端搭中心架，亦是以外圆作为精基准。
3.半精加工、精加工外圆时，采用了锥堵，以锥堵中心孔作为精加工该轴外圆面的定位基准。
对锥堵要求：
① 锥堵具有较高精度，保证锥堵的锥面与其顶尖孔有较高同轴度。
② 锥堵安装后不宜更换，以减少重复安装引起的安装误差。
③ 锥堵外径靠近轴端处须制有外螺纹，以方便取卸锥堵。
4.主轴用20Cr低碳合金钢渗碳淬硬，对工件不需要淬硬部分发(M30×1.5-6g左、M30×1.5-6g、M12-6H、M6-6H)表面留2.5-3mm去碳层。
5.螺纹因淬火后，在车床上无法加工，如先车好螺纹后再淬火，会使螺纹产生变形。因此，螺纹一般不允许淬硬，所以在工件中的螺纹部分的直径和长度上必需留去碳层。对于内螺纹，在孔口也应留出3mm去碳层。
6.为保证中心孔精度，工件中心孔也不允许淬硬，为此，毛坯总长放长6mm。
7.为保证工件外圆的磨削精度，热处理后须安排研磨中心孔的工序，并要求达到较细的表面粗糙度。外圆磨削时，影响工件的圆度主要是由于二顶尖孔的同轴度，及顶尖孔的圆度误差。
8.为消除磨削应力，粗磨后安排低温时效工序(烘)。
9.要获高精度外圆，磨削时应分粗磨、半精磨、精磨工序。精磨安排在高精度磨床上加工。
零件加工工艺的轴类零件的功用、结构特点及技术要求
轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一。它主要用来支承传动零部件，传递扭矩和承受载荷。轴类零件是旋转体零件，其长度大于直径，一般由同心轴的外圆柱面、圆锥面、内孔和螺纹及相应的端面所组成。根据结构形状的不同，轴类零件可分为光轴、阶梯轴、空心轴和曲轴等。
轴的长径比小于5的称为短轴，大于20的称为细长轴，大多数轴介于两者之间。
轴用 轴承支承，与轴承配合的轴段称为轴颈。轴颈是轴的装配基准，它们的精度和表面质量一般要求较高，其技术要求一般根据轴的主要功用和工作条件制定，通常有以下几项：
(一)尺寸精度
起支承作用的轴颈为了确定轴的位置，通常对其尺寸精度要求较高(IT5~IT7)。装配传动件的轴颈尺寸精度一般要求较低(IT6~IT9)。
(二)几何形状精度
轴类零件的几何形状精度主要是指轴颈、外锥面、莫氏锥孔等的圆度、圆柱度等，一般应将其公差*在尺寸公差范围内。对精度要求较高的内外圆表面，应在图纸上标注其允许偏差。
(三)相互位置精度
轴类零件的位置精度要求主要是由轴在机械中的位置和功用决定的。通常应保证装配传动件的轴颈对支承轴颈的同轴度要求，否则会影响传动件(齿轮等)的传动精度，并产生噪声。普通精度的轴，其配合轴段对支承轴颈的径向跳动一般为0.01~0.03mm，高精度轴(如主轴)通常为0.001~0.005mm。
(四)表面粗糙度
一般与传动件相配合的轴径表面粗糙度为Ra2.5~0.63μm，与轴承相配合的支承轴径的表面粗糙度为Ra0.63~0.16μm。
零件加工工艺的轴类零件的毛坯和材料 介绍
(一)轴类零件的毛坯
轴类零件可根据使用要求、生产类型、设备条件及结构，选用棒料、锻件等毛坯形式。对于外圆直径相差不大的轴，一般以棒料为主;而对于外圆直径相差大的阶梯轴或重要的轴，常选用锻件，这样既节约材料又减少机械加工的工作量，还可改善机械性能。
根据生产规模的不同，毛坯的锻造方式有自由锻和模锻两种。中小批生产多采用自由锻，大批大量生产时采用模锻。
(二)轴类零件的材料
轴类零件应根据不同的工作条件和使用要求选用不同的材料并采用不同的热处理规范(如调质、正火、淬火等)，以获得一定的强度、韧性和耐磨性。
45钢是轴类零件的常用材料，它价格便宜经过调质(或正火)后，可得到较好的切削性能，而且能获得较高的强度和韧性等综合机械性能，淬火后表面硬度可达45~52HRC。
40Cr等合金结构钢适用于中等精度而转速较高的轴类零件，这类钢经调质和淬火后，具有较好的综合机械性能。
轴承钢GCr15和弹簧钢65Mn，经调质和表面高频淬火后，表面硬度可达50~58HRC，并具有较高的耐疲劳性能和较好的耐磨性能，可制造较高精度的轴。
精密机床的主轴(例如磨床砂轮轴、坐标镗床主轴)可选用38CrMoAIA氮化钢。这种钢经调质和表面氮化后，不仅能获得很高的表面硬度，而且能保持较软的芯部，因此耐冲击韧性好。与渗碳淬火钢比较，它有热处理变形很小，硬度更高的特性。一、轴类零件的功用、结构特点及技术要求
轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一。它主要用来支承传动零部件，传递扭矩和承受载荷。轴类零件是旋转体零件，其长度大于直径，一般由同心轴的外圆柱面、圆锥面、内孔和螺纹及相应的端面所组成。根据结构形状的不同，轴类零件可分为光轴、阶梯轴、空心轴和曲轴等。
轴的长径比小于5的称为短轴，大于20的称为细长轴，大多数轴介于两者之间。
轴用轴承支承，与轴承配合的轴段称为轴颈。轴颈是轴的装配基准，它们的精度和表面质量一般要求较高，其技术要求一般根据轴的主要功用和工作条件制定，通常有以下几项：
(一)尺寸精度
起支承作用的轴颈为了确定轴的位置，通常对其尺寸精度要求较高(IT5~IT7)。装配传动件的轴颈尺寸精度一般要求较低(IT6~IT9)。
(二)几何形状精度
轴类零件的几何形状精度主要是指轴颈、外锥面、莫氏锥孔等的圆度、圆柱度等，一般应将其公差*在尺寸公差范围内。对精度要求较高的内外圆表面，应在图纸上标注其允许偏差。
(三)相互位置精度
轴类零件的位置精度要求主要是由轴在机械中的位置和功用决定的。通常应保证装配传动件的轴颈对支承轴颈的同轴度要求，否则会影响传动件(齿轮等)的传动精度，并产生噪声。普通精度的轴，其配合轴段对支承轴颈的径向跳动一般为0.01~0.03mm，高精度轴(如主轴)通常为0.001~0.005mm。
(四)表面粗糙度
一般与传动件相配合的轴径表面粗糙度为Ra2.5~0.63μm，与轴承相配合的支承轴径的表面粗糙度为Ra0.63~0.16μm。
二、轴类零件的毛坯和材料
(一)轴类零件的毛坯
轴类零件可根据使用要求、生产类型、设备条件及结构，选用棒料、锻件等毛坯形式。对于外圆直径相差不大的轴，一般以棒料为主;而对于外圆直径相差大的阶梯轴或重要的轴，常选用锻件，这样既节约材料又减少机械加工的工作量，还可改善机械性能。
根据生产规模的不同，毛坯的锻造方式有自由锻和模锻两种。中小批生产多采用自由锻，大批大量生产时采用模锻。
(二)轴类零件的材料
轴类零件应根据不同的工作条件和使用要求选用不同的材料并采用不同的热处理规范(如调质、正火、淬火等)，以获得一定的强度、韧性和耐磨性。
45钢是轴类零件的常用材料，它价格便宜经过调质(或正火)后，可得到较好的切削性能，而且能获得较高的强度和韧性等综合机械性能，淬火后表面硬度可达45~52HRC。
40Cr等合金结构钢适用于中等精度而转速较高的轴类零件，这类钢经调质和淬火后，具有较好的综合机械性能。
轴承钢GCr15和弹簧钢65Mn，经调质和表面高频淬火后，表面硬度可达50~58HRC，并具有较高的耐疲劳性能和较好的耐磨性能，可制造较高精度的轴。
精密机床的主轴(例如磨床砂轮轴、坐标镗床主轴)可选用38CrMoAIA氮化钢。这种钢经调质和表面氮化后，不仅能获得很高的表面硬度，而且能保持较软的芯部，因此耐冲击韧性好。与渗碳淬火钢比较，它有热处理变形很小，硬度更高的特性。
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