技術文章：軸類零件加工工藝

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軸類零件是常見的典型零件之一。按軸類零件結構形式不同，一般可分為光軸、階梯軸和異形軸三類；或分為實心軸、空心軸等。它們在機器中用來支承齒輪、帶輪等傳動零件，以傳遞轉矩或運動。

台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。下面就以減速箱中的傳動軸為例，介紹一般台階軸的加工工藝。

1．零件圖樣分析

圖所示零件是減速器中的傳動軸。它屬於台階軸類零件，由圓柱面、軸肩、螺紋、螺尾退刀槽、砂輪越程槽和鍵槽等組成。軸肩一般用來確定安裝在軸上零件的軸向位置，各環槽的作用是使零件裝配時有一個正確的位置，並使加工中磨削外圓或車螺紋時退刀方便；鍵槽用於安裝鍵，以傳遞轉矩；螺紋用於安裝各種鎖緊螺母和調整螺母。

根據工作性能與條件，該傳動軸圖樣規定了主要軸頸M，N，外圓P、Q以及軸肩G、H、I有較高的尺寸、位置精度和較小的表面粗糙度值，並有熱處理要求。這些技術要求必須在加工中給予保證。因此，該傳動軸的關鍵工序是軸頸M、N和外圓P、Q的加工。

2．確定毛坯

該傳動軸材料為45鋼，因其屬於一般傳動軸，故選45鋼可滿足其要求。

本例傳動軸屬於中、小傳動軸，並且各外圓直徑尺寸相差不大，故選擇￠60mm的熱軋圓鋼作毛坯。

3．確定主要表面的加工方法

傳動軸大都是迴轉表面，主要採用車削與外圓磨削成形。由於該傳動軸的主要表面M、N、P、Q的公差等級(IT6)較高，表面粗糙度Ra值(Ra=0.8 um)較小，故車削後還需磨削。外圓表面的加工方案可為：

粗車半精車磨削。

4．確定定位基準

合理地選擇定位基準，對於保證零件的尺寸和位置精度有著決定性的作用。由於該傳動軸的幾個主要配合表面(Q、P、N、M)及軸肩面(H、G)對基準軸線A-B均有徑向圓跳動和端面圓跳動的要求，它又是實心軸，所以應選擇兩端中心孔為基準，採用雙頂尖裝夾方法，以保證零件的技術要求。

粗基準採用熱軋圓鋼的毛坯外圓。中心孔加工採用三爪自定心卡盤裝夾熱軋圓鋼的毛坯外圓，車端面、鑽中心孔。但必須注意，一般不能用毛坯外圓裝夾兩次鑽兩端中心孔，而應該以毛坯外圓作粗基準，先加工一個端面，鑽中心孔，車出一端外圓；然後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，鑽中心孔。如此加工中心孔，才能保證兩中心孔同軸。

5．劃分階段

對精度要求較高的零件，其粗、精加工應分開，以保證零件的質量。

該傳動軸加工劃分為三個階段：粗車(粗車外圓、鑽中心孔等)，半精車(半精車各處外圓、台階和修研中心孔及次要表面等)，粗、精磨(粗、精磨各處外圓)。各階段劃分大致以熱處理為界。

6．熱處理工序安排

軸的熱處理要根據其材料和使用要求確定。對於傳動軸，正火、調質和表面淬火用得較多。該軸要求調質處理，並安排在粗車各外圓之後，半精車各外圓之前。

綜合上述分析，傳動軸的工藝路線如下：

下料車兩端面，鑽中心孔粗車各外圓調質修研中心孔半精車各外圓，車槽，倒角車螺紋劃鍵槽加工線銑鍵槽修研中心孔磨削檢驗。

7．加工尺寸和切削用量

傳動軸磨削餘量可取0.5mm，半精車餘量可選用1.5mm。加工尺寸可由此而定，見該軸加工工藝卡的工序內容。

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。

8．擬定工藝過程

定位精基準面中心孔應在粗加工之前加工，在調質之後和磨削之前各需安排一次修研中心孔的工序。調質之後修研中心孔為消除中心孔的熱處理變形和氧化皮，磨削之前修研中心孔是為提高定位精基準面的精度和減小錐面的表面粗糙度值。擬定傳動軸的工藝過程時，在考慮主要表面加工的同時，還要考慮次要表面的加工。在半精加工￠52mm、￠44mm及M24mm外圓時，應車到圖樣規定的尺寸，同時加工出各退刀槽、倒角和螺紋；三個鍵槽應在半精車後以及磨削之前銑削加工出來，這樣可保證銑鍵槽時有較精確的定位基準，又可避免在精磨後銑鍵槽時破壞已精加工的外圓表面。

在擬定工藝過程時，應考慮檢驗工序的安排、檢查項目及檢驗方法的確定。

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