典型軸類零件的加工分析

摘 要：軸類零件是機器中經常遇到的典型零件之一。臺階軸的加工工藝較為典型，反映了軸類零件加工的大部分內容與基本規律。文章以圓鋸機的軸為例，介紹一般臺階軸的加工工藝。

關鍵詞：典型軸；零件；加工工藝

1 零件圖分析

從零件圖上看，該零件是細長軸典型的零件，結構比較簡單，其主要加工的面有Ф30、Ф44、Ф45、Ф55的外圓柱面，圖中所給的尺寸精度高，大部分是IT6級；粗糙度方面表現在鍵槽兩側面、Ф44外圓柱面為Ra3.2um、Ф30、Ф44的外圓柱面為Ra1.6um，φ55外圓柱面為Ra0.8um，其余為Ra6.3um，要求不高；位置要求較嚴格，表現在Ф30外圓柱面對Ф44、Ф55外圓軸線的跳動量為0.05mm，Ф55外圓柱面對Ф44、Ф30外圓軸線的跳動為0.03mm，鍵槽對Ф55外圓軸線的對稱度為0.03mm；熱處理方面需要調質處理，到HBS240-300，保持均勻。

機床：車床 CA6140、萬能外圓磨床 M1432A、銑床

工裝：雞心夾頭、跟刀架、硬質合金頂尖

刀具：90°外圓車刀、刀寬為3mm的切斷刀、60°外螺紋車刀、鉆頭、銑刀、砂輪

2 毛坯的分析和選擇

毛坯種類的選擇決定與零件的實際作用，材料、形狀、生產性質以及在生產中獲得可能性，毛坯的制造方法主要有以下幾種：（1）型材；（2）鍛造；（3）鑄造；（4）焊接；（5）其他毛坯。該軸材料為45鋼，因其屬于一般傳動軸，故選45鋼可滿足其要求。本例傳動軸屬于中、小傳動軸，并且各外圓直徑尺寸相差不大，故選擇Ф60mm的熱軋圓鋼作毛坯。

3 確定主要表面的加工方法

軸大都是回轉表面，主要采用車削與外圓磨削成形。由于該軸Ф30、Ф44、Ф45、Ф55的外圓柱面的公差等級（IT6）較高，表面粗糙度Ra值（Ra=0.8um）較小，故車削后還需磨削。外圓表面的加工方案可為：粗車→半精車→磨削。

4 定位基準的選擇

由于該圓鋸軸的幾個主要配合表面及軸肩面對基準軸線A-B均有徑向跳動和對稱的要求，它又是實心軸，所以應選擇兩端中心孔為基準，采用雙頂尖裝夾方法，使零件基準重合，統一，以便保證零件的技術要求。

中心孔加工采用三爪自定心卡盤裝夾毛坯外圓，車端面、鉆中心孔。但必須注意，一般不能用毛坯外圓裝夾兩次鉆兩端中心孔，而應該以毛坯外圓作粗基準，先加工一個端面，鉆中心孔，車出一端外圓；然后以已車過的外圓作基準，用三爪自定心卡盤裝夾（有時在上工步已車外圓處搭中心架），車另一端面，鉆中心孔。如此加工中心孔，才能保證兩中心孔同軸。

5 加工階段的劃分及注意事項

5.1 加工階段劃分

對于那些加工質量要求較高或較復雜的零件，通常將整個工藝路線劃分為粗加工階段、半精加工階段、精加工階段、光整加工階段等。

5.2 加工注意事項

為減少加工時換刀時間及裝夾工件時間，同根軸上所有圓角半徑、倒角尺寸、退刀槽寬度應盡可能統一。當軸上有兩個以上鍵槽時，應置于軸的同一條母線上，以便一次裝夾后就能加工。軸上的某軸段需磨削時，應留有砂輪的越程槽；需切制螺紋時，應留有退刀槽。為去掉毛刺，利于裝配，軸端應倒角。

6 確定加工尺寸和切削用量

粗車加工余量可選用1mm，半精車余量可選用1mm，圓鋸軸磨削余量可取0.5mm。車削用量的選擇，單件、小批量生產時，可根據加工情況由工人確定；一般可由《機械加工工藝手冊》或《切削用量手冊》中選取。

7 檢驗

檢驗是確保軸類零件加工質量的一個重要環節。軸類零件的檢驗包括精度和表面質量檢驗兩個方面，檢精度檢驗包括尺寸精度、位置精度、形狀精度等項目；表面質量檢驗包括表面粗糙度和表面力學物理性能檢驗。檢驗分工序檢驗和成品檢驗。工序檢驗可以檢查出工序中存在的問題，便于及時糾正并監督工藝過程的正常進行，工序檢驗一般安排在：關鍵工序或工時較長的工序前后；零件轉換車間前后，特別是進行熱處理工序的前后；各加工階段的前后，在粗加工后精加工前，精加工后精密加工前。成品檢驗則是在零件全部加工完畢后進行，通過檢驗可以確定零件是否達到設計要求，檢驗各個項目的依據是零件圖。

檢驗的步驟和方法如下：

（1）外圓柱面尺寸精度的檢驗

尺寸精度可采用通用量具：鋼直尺、游標卡尺、千分尺、卡鉗、百分表及深度游標卡尺等檢驗工具來測量軸徑和軸長。

（2）形狀位置公差的檢驗

用跳動測量儀對外圓柱表面Ф30、Ф45兩處進行位置公差檢驗。

（3）表面粗糙度的檢驗

表面粗糙度的測量方法，常用的有比較法、光切法、干涉法和感觸法。

（4）熱處理硬度的檢驗

布氏硬度的測定原理是用一定大小的試驗力F（N），把直徑為D（mm）的淬火鋼球或硬質合金球壓入被測金屬的表面，保持規定時間后卸除試驗力，用讀數顯微鏡測出壓痕平均直徑d（mm），然后按公式求出布氏硬度HB值，或者根據d從已備好的布氏硬度表中查出HB值。

參考文獻

[1]趙家齊.機械制造工藝課程設計指導書[M].哈爾濱：哈爾濱工業大學出版社，2009.

[2]王紹俊.機械制造工藝設計手冊[M].哈爾濱：哈爾濱工藝大學出版社，2008.

作者簡介：田傳志（1967，4-），男，籍貫：黑龍江齊齊哈爾學歷：大專職稱：工程師研究方向：技術管理。