《机械制造基础》课件3.1轴类零件工艺特点

3.1轴类零件的工艺特点

01轴类零件的技术要求02轴类零件的材料、毛坯与热处理03轴类零件的加工工艺路线04提高轴类零件加工生产效率的措施

轴类零件是机械加工中常见的典型零件之一。在机器中，它主要用来支承传动件和传递转矩，并保证装在其上面的零件具有一定的回转精度。轴类零件是旋转体零件，其长度大于直径。按轴类零件的结构、形状通常可将其分为光轴、阶梯轴、花键轴、空心轴、曲轴等，如下图所示。3.1.1轴类零件的技术要求1.尺寸精度和形状精度

通常轴类零件的支承轴颈或配合轴颈是轴上精度要求较高的表面，其公差等级般为IT6~IT9级，高精度轴颈要求

IT5级。轴颈的几何精度，一般应控制在直径公差范围之内，对于高精度主轴，由于支承轴颈几何精度直接影响轴的回转精度，所以要求控制在0.

005~0

008mm范围之内。2.相互位置精度

保证配合轴颈相对支承轴颈的同轴度，是轴类零件相互位置精度的普遍要求。为便于检查，常采用圆跳动公差，普通精度的轴，配合轴颈对支承轴颈的圆跳动一般为0.01~0.03mm；高精度轴一般为0.001~0.005mm。轴向定位端面或工作端面的端面圆跳动一般为0.008~0.001mm。3.表面粗糙度

支承轴颈和重要工作表面的表面粗糙度一般要求较高，其表面粗糙度值为Ra(1.6~0.2)

μm，一般非配合表面的表面的表面粗糙度值约Ra

(6.3~1.6)

μm。3.1.2轴类零件的材料、毛坯与热处理

不同使用要求的轴类零件选择不同的材料及热处理规范，轴类零件常用材料与热处理方式见下表。轴的种类材料预备热处理最终热处理达到效果一般轴类零件中碳优质碳素结构钢，如45正火或调制局部淬火获得一定强度、韧性和耐磨性中等精度、转速较高的轴中碳合金结构钢，如40Cr调质局部淬火有较好的综合力学性能精度较高的轴类零件弹簧钢、轴承钢，如GCr15、65Mn调质表面淬火较高的耐磨性和抗疲劳强度高转速重载荷的轴低碳合金钢、如20CrMnTi正火渗碳淬火表层有很高的硬度耐磨性、心部有较高的强度和韧性特别重要的轴渗氮钢，如38CrMoAI调质、除应力处理氮化处理有较好的心部强度和表层硬度、耐磨性和康疲劳强度

轴类零件常用的毛坯是锻件和圆棒料，毛坯经锻造后，金属形成沿表面均匀分布的内部纤维组织，可得到较高的抗拉、抗弯强度。比较重要的轴，大都采用锻件。中、小批生产结构简单的轴一般采用自由锻造，

大批量生产采用模锻。光轴或直径相差不多且力学性能要求不高的阶梯轴常用热轧和冷拉棒料，某些大型或结构复杂的轴采用铸钢件，曲轴常采用球墨铸铁件。3.1.3轴类零件加工工艺过程

加工轴类工件主要是加工外圆表面及相关端面，轴线为设计基准，两端中心孔为定位基面。一般轴类零件的加工工艺路线如下:

毛坯准备—退火（正火）——加工端面和中心孔——粗加工——调质——半精加工——花键、键槽等加工——表面淬火——粗磨——精磨。3.1.4提高轴类零件加工生产率的措施

零件表面的加工余量主要是靠车削切除的，因此，车削的劳动量占零件加工总劳动量的大部分，尤其是多阶台轴类的零件加工，主要可以从以下几个方面进行提升：1.刀具材料选用硬度高、耐磨性和热稳定性好的新型材料

如采用陶瓷、金刚石、立方氮化硼等材料的刀片，进行高速车削。2.采用多切削刃切削

在一次进给中同时车削几个不同的外圆表面，可缩短机动时间和辅助时间，大大提高了生产率。此法可在卧式车床或多刀半自动车床上进行，但只使用于成批生产。3.采用机械夹固式车刀、多角形可转位车刀等

以充分发挥硬质合金的作用，缩短刃磨刀具和更换刀具的辅助时间。4.应用强力切削

加大背吃刀量和进给量来提高切削效率。在工件、机床、刀具系统刚性足够的情况下，强力切削可用于粗加工和半精车。粗车余量大，应尽量增大背吃刀量；半精车余量小，则用大的进给量。5.采用液压仿形。

仿形加工可以车削外圆柱表面、外圆锥面、成形表面等，是一种较先进的加工工艺，能大大减轻劳动强度，减少测量工件的辅助时间，提高生产率。1）机械靠模仿形

机械靠模仿形是利用靠模进行直接仿形，也就是说刀架的切削力直接作用于靠模，它易于在卧式车床上使用。2）液压仿形

刀架的