淺談高強度鋼制軸類零件加工中問題與分析

■陳惠紅 ■臺山市龍電門業科技有限公司，廣東 江門 529262

高強度鋼制軸類零件受材料性能影響大，且高強度鋼切削加工難度較大，這就大大增加了軸類零件的加工難度。在切削高強度鋼時，不僅會增大刀具切削時的切削力，也會使刀具磨損速度增大，使刀具的耐用性大大地降低，從而降低機床的生產效率。考慮高強度軸的綜合性能，要從軸類材料選擇、軸的加工要求、軸的強度校核等多方面進行分析研究。本文是為了提高高強度鋼制軸類零件的機械性能，本文主要從軸類零件的結構和技術要求、軸類零件的加工工藝及其需要注意的問題等方面來進行探究。

1 常見軸類零件的結構

1.1 軸類零件結構

軸類零件，在機器中常常用來支承傳動零部件，用于傳遞載荷和承載。軸類零件，是旋轉體零件，其由圓柱表面、臺階、端面、退刀槽、倒角和圓弧等不同的形狀組成。根據軸用途不同，可以將其分為光軸、階梯軸、空心軸、凸輪軸、偏心軸、曲軸等。其中，階梯軸的加工工藝相對比較有特點，能夠反映出大多數軸類零件的加工特點。本文將講述一般階梯軸的加工工藝。

1.2 軸類零件技術要求

作為支撐結構的軸頸是為了確定軸的位置，因此，它對定位精度的要求較高。在一般的機械裝配傳動件中，尺寸精度要求向度較低。在軸類零件中，軸頸、外錐面、錐孔等圓柱圓錐體對圓度和圓柱度的要求較高，需要將其公差限制在合理的范圍。內、外圓的精度要求相對較高時，需要在加工圖紙上特別標注公差。為了保證軸類零件滿足其在設備中的位置和功能，需要確定零件的位置精度。首先，就需要確定軸頸與軸的同軸度要求。其次，當同軸度達不到要求時，會影響傳動件的傳動精度，安裝精度過低還會引起機器的異響，降低使用年限。

2 軸類零件的加工工藝

2.1 毛坯選擇

在制定軸類零件的加工工藝規程時，毛坯的選擇是基礎工作之一。毛坯的基礎形狀和特征，對高強度鋼的加工難易程度起到決定性作用。毛坯的形狀越接近成品，機械加工的工作量越小，會更加節省材料，節約工時。綜合考慮加工成本和毛坯的制造，需要合理地選擇毛坯。

2.2 軸類零件加工工藝

首先，需要選擇先進、實用的刀具。切削性能優良的刀具材料，可以大大地改善高強度鋼制軸類切削加工的工作效率，也可以確保加工質量。針對軸類零件高強度材料，需要根據不同的粗、細加工選擇不同的材料，而不能采用金剛石刀具進行切削加工。常見切削性能先進的刀具材料包括:高性能高速鋼、粉末冶金高速鋼、涂層高速鋼、硬質合金、陶瓷刀具材料、超硬刀具材料等。可以根據不同的加工材料和加工工藝，合理地選擇不同的刀具材料。當確定刀具材料之后，還需要選擇合理的刀具幾何參數。在確定刀具的幾何參數之后，需要協調切削深度、進給量和切削速度，在合理且一定速度的范圍內，確保刀具的耐用度。

定位基準的合理選擇，有利于確保零件的尺寸和位置精度達到設計要求，保證加工質量。一般的軸類零件加工，需要以毛坯外圓作為粗基準進行粗加工。首先，車削外圓端面作為基準。其次，用三爪盤自定心卡盤裝卡，車削另一個端面且打中心孔。將已加工過的兩個中心孔作為精加工的基準，采用雙頂尖的方式進行裝夾，以保證輸出軸徑向圓跳動的要求。

在保證軸類零件加工要求的條件下，需要盡可能地提高工件加工的效率和經濟效益。因此，需要合理地選擇加工方法。由于不同的工件和加工條件會導致加工方法的多樣性，所以根據機械加工資料和工人的經驗來確定具體的加工方法。

3 軸類零件在加工工藝規程應注意的問題

3.1 分析零件圖

在軸類零件機械加工中，需要遵守先粗加工后精加工、先主后次、先加工孔后加工面的基本原則，以提高加工效率，保證加工質量。在確定加工工藝時，需要仔細分析軸類零件的樣圖。根據零件圖中的內容進行相關工序的設計，主要是參考圖紙中零件表面粗糙度、同軸度、平行度等標注。根據具體的標注要求進行加工工藝的確定，確保加工出來產品符合設計要求。通過分析軸類零件的樣圖，要堅持基準先加工的原則。應先加工外圓，作為后續加工的基準。先加工主要表面后加工次要表面，對于約束較多的零件的外圍進行加工處理。對于軸上的花型槽、矩形鍵槽和螺紋孔等，需要在表面加工之后再進行。

3.2 確定工藝路線

在確定加工路線之后，需要進行對毛坯進行正確裝夾，將其固定在車床上，然后進行相關機械加工。確定毛坯材料，是進行機械加工的首要操作之一。通過粗加工可以將毛坯的多余部分進行切除，使毛坯的形狀接近成品的形狀，從而降低機械加工的工作量，提高工件加工的效率。毛坯加工采用車削方式進行粗加工，成本較低，工作效率較高;而采用磨床進行軸類零件的精加工，加工精度較高，能夠滿足相關的技術要求。對于加工要求較高的軸類零件，可以采用光整加工的方式，以提高加工工件的表面精度。

在毛坯預加工階段，可以將毛坯上多余的部分快速剔除，使毛坯形狀更加接近成坯，減少時間成本的投入。在加工階段，需要注意對毛坯形狀的矯正，防止加工中的變形對后續操作產生影響。以棒料作為加工毛坯的工件，注意多余部分的切除。對需要在端面鉆孔的零件，需要先將端面切除。

在毛坯進行半精加工的階段，需要先調制零件的基本結構，使其縮小到與圖紙上的成品要求的差距。通過調制粗加工零件，改變軸類零件的抗彎和抗變形能力。

在精加工階段，需要采用較大的切削速度和小的進給量，以便于進一步提高軸類零件的使用要求。通過對外圓或錐面研磨，以確保軸類零件的精度要求。

3.3 基準的選擇

對軸類零件進行加工時，外圓表面、螺紋表面的同軸度等需要確定它們的參考基準。加工表面標準，是以軸類零件中心線為基準，中心線作為其它工序加工的定位基準，也可以用于檢驗基準。對于粗加工中的兩孔定位，可以在裝夾中多加工出外圓和端面。

采用兩中心孔定位雖然操作簡單，但是定心精度相對較低，不能滿足高精度的要求并且剛性較差，切削用量不能過大。以軸類零件表面和中心孔作為定位基準進行軸類零件的粗加工時，可以提高零件的剛度，零件所能承受的切削力矩更大。

4 結語

軸類零件加工工藝是一項嚴謹的技術工作，需要我們加強對軸類零件的工藝規程設計的規范。本文通過歸納和總結，能夠盡可能地完善軸類零件的機械加工工藝規程，對高強度鋼制軸類零件的加工具有指導意義，使得軸類零件加工有理論依據。

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