芻議軸類零件加工工藝分析

砂礫　王斌

摘要：軸類零件是機器中經常遇到的典型零件之一。它在機械中主要用于支承齒輪、帶輪、凸輪以及連桿等傳動件，以傳遞扭矩。本文根據數控機床的特點，針對具體的零件，進行了工藝方案的分析，通過整個工藝的過程的制定，充分體現了數控設備在保證加工精度，加工效率，簡化工序等方面的優勢。

關鍵詞：軸類零件；加工方案；工藝分析

隨著數控技術的迅速發展，數控加工技術對IT、汽車、輕工、醫療等行業的發展起著越來越重要的作用，因為效率、質量是先進制造技術的主體。在數控加工之前都要對所加工的零件進行工藝分析，無論是手工編程還是自動編程，在編程前，都有必要制定詳細的加工方案。對一些零件加工工藝問題也需做一些處理。只有充分把握好需要加工零件的精密度才能將零件加工合格，零件的合格率才有所保障。本文根據數控機床的特點，針對具體的零件，進行了工藝方案的分析，在整個工藝過程的設計過程中，要通過分析，確定最佳的工藝方案，使得零件的加工成本最低，使得零件的加工在保證零件精度的情況下，加工效率最高、刀具消耗最低。最終形成的工藝文件要完整，并能指導實際生產。

1.加工工藝方案分析

1.1零件圖

1.2零件圖分析

該軸類零件表面上是由圓柱、順、逆圓弧、圓錐、螺紋、槽等表面組成。對于尺寸標注較完整選用毛坯為45#鋼，Φ55mm×150mm，這種零件一般情況下是不需要無熱處理和硬度要求的。

1.3確定加工方法

加工方法選擇原則要保證零件表面的粗糙度和加工精度的要求，在軸類零件的加工過程中由于獲得同一級精度的加工方法有許多，因而，在實際生活中對其選擇，要結合零件的尺寸大小、形狀和形位公差要求等方面考慮。

圖上幾個精度要求較高的尺寸，由于公差值較小，因此，編程時沒有取平均值而取其基本尺寸。

在輪廓線方面，有錐度10度坐標P1、 圓弧切點P2，在編程序時要求出其坐標，P1（45.29 ，75） P2（35，56.46）。

通過以上數據綜合分析，在考慮加工效率、加工經濟性的情況下，考慮到該零件為大批量加工，最佳加工方式為車削，所以加工設備采用數控車床。

根據加工零件的外形和材料等條件，選用CJK6032數控機床。

1.4確定零件加工方案

零件在比較精密表面的加工情況下，首先是先對零件進行粗加工，然后再進行半精加工，最后是對零件的精加工過程，只有這樣分步實施，才能保證零件的加工質量。然而，對這些表加工方法在加工高精密度的軸類零件過程中往往是不夠的，還應考慮正確確定毛坯到最終成形的最理想加工方案。

在軸類零件加工的過程中，要注意一下幾步的操作：首先，毛坯先夾持左端，車右端輪廓113mm處，右端加工Φ39mm、SΦ42mm、 R9mm、Φ35mm、錐度為10度的外圓，Φ52mm.其次，調頭裝夾已加工Φ52mm外圓，左端加工Φ25mm×33mm、切退刀槽、加工螺紋M25mm×1.5mm.

該軸類零件加工順序為：

預備加工---車端面---粗車右端輪廓---精車右端輪廓---切槽---工件調頭 ---車端面---粗車左端輪廓---精車左端輪廓---切退刀槽---粗車螺紋---精車螺紋。

2.軸類零件加工工藝分析

2.1技術要求

軸類零件的加工技術要求主要是支承軸頸，配合軸頸的徑向尺寸精度以及形位精度，對于軸向的要求一般不高。軸頸直徑公差等級一般為IT6-IT8，圓度和圓柱度主要是幾何形狀精度，要求控制在直徑公差范圍以內。相互位置精度主要是同軸度、圓之間的跳動；對于支承軸頸的同軸度主要保證配合軸頸，是軸類零件位置精度的一般要求。

2.2毛坯選擇

軸類零件的加工在采用熱軋或冷拉圓棒料這種方式方法外，一般情況下采用鍛件、采用球墨鑄鐵鑄件的方法比較多。

2.3定位基準選擇

軸類零件在定位基準和表面的設計基準一般是以軸為中心線。采用兩中心孔定位符合基準重合原則，并且能夠最大限度在一次裝夾中加工出多格外圓表面和端面，因此常用以中心孔為中心作為軸加工的定位基準。

當不能采用中心孔時，為提高工作裝夾剛性，可采用軸的外圓表面作定位中心基準，或是以外圓表面和中心孔共同作為定位基準，能承受較大的切削力，但重復定位精度并不太高。

2.4加工工序的劃分一般可按下列方法進行：①首先確定加工順序和進給路線。一般情況下，加工順序按照粗到精，由近到遠，由右到左的原則確定。工件先從右端加工：先從右端到左端進行外輪廓粗車，再從右到左進行外輪廓精車，最后切槽；工件調頭，工件左端加工：粗加工外輪廓、精加工外輪廓，切退刀槽，最后螺紋粗加工、螺紋精加工。②刀具集中分序法。就是按所用刀具劃分工序，用同一刀具加工完零件上所有可以完成的部位。再用第二把刀、第三把完成它們完成的其它部位。這樣可減少換刀煩人次數，壓縮空程的時間，以至于減少不必要的定位誤差。③選擇刀具。第一、車端面：選用硬質合金45度車刀。第二、粗、精車外圓：硬質合金90度放型車刀，Kr=90度，Kr'=60度；E=30度，以防與工件輪廓發生干涉。第三、車槽： 選用硬質合金車槽刀（刀長12mm，刀寬3mm）4）車螺紋：選用60度硬質合金外螺紋車刀。

2.5選擇切削用量

工時在加，加工順序的安排應根據零件的結構和毛坯狀況兩個方面考慮，以及定位夾緊需要，以保證加工零件的合格率。順序一般應按下列原則進行：①上道工序的加工不能影響下道工序的定位與夾緊。②在加工軸類零件是還要考慮先進行內形內腔加工序，后進行外形加工工序。③以夾緊方式、相同定位最好連接進行，以減少重復定位次數，換刀次數與挪動壓板次數。④在同一次安裝中進行的多道工序，應先安排對工件剛性破壞小的工序。

在數控車床上粗車、半精車分別用一個加工程序控制。工件調頭裝夾由程序中的M00或M01指令控制程序暫停，裝夾后按“循環啟動”繼續加工。

參考文獻：

[1]余英良.數控加工編程及操作.高等教育出版社，2011年.

[2]鄒新宇.數控編程[M].清華大學出版社，2012年.

[3]陳子銀，徐鯤鵬.數控加工技術[M].北京理工大學出版社，2012年.

作者簡介：

砂礫（1985.1—），男，天津市人，本科學歷，職稱：助教，研究方向：數控零件加工與編程。