轴类零件的加工方法
轴类零件的加工方法
一轴类零件的分类、技术要求轴是机械加工中常见的典型零件之一。
它在机械中主要用于支承齿轮、带轮、凸轮以及连杆等传动件，以传递扭矩。
按结构形式不同，轴可以分为阶梯轴、锥度心轴、光轴、空心轴、曲轴、凸轮轴、偏心轴、各种丝杠等如图6-1，其中阶梯传动轴应用较广，其加工工艺能较全面地反映轴类零件的加工规律和共性。
根据轴类零件的功用和工作条件，其技术要求主要在以下方面：⑴ 尺寸精度轴类零件的主要表面常为两类：一类是与轴承的内圈配合的外圆轴颈，即支承轴颈，用于确定轴的位置并支承轴，尺寸精度要求较高，通常为IT 5~IT7；另一类为与各类传动件配合的轴颈，即配合轴颈，其精度稍低，常为IT6~IT9。
⑵ 几何形状精度主要指轴颈表面、外圆锥面、锥孔等重要表面的圆度、圆柱度。
其误差一般应限制在尺寸公差范围内，对于精密轴，需在零件图上另行规定其几何形状精度。
⑶ 相互位置精度包括内、外表面、重要轴面的同轴度、圆的径向跳动、重要端面对轴心线的垂直度、端面间的平行度等。
⑷ 表面粗糙度轴的加工表面都有粗糙度的要求，一般根据加工的可能性和经济性来确定。
支承轴颈常为0.2~1.6μm，传动件配合轴颈为0.4~3.2μm。
⑸其他热处理、倒角、倒棱及外观修饰等要求。
二、轴类零件的材料、毛坯及热处理1．轴类零件的材料⑴ 轴类零件材料常用45钢，精度较高的轴可选用40Cr、轴承钢GCr15、弹簧钢65 Mn，也可选用球墨铸铁；对高速、重载的轴，选用20CrMnTi、20Mn2B、20Cr等低碳合金钢或38CrMoAl氮化钢。
⑵ 轴类毛坯常用圆棒料和锻件；大型轴或结构复杂的轴采用铸件。
毛坯经过加热锻造后，可使金属内部纤维组织沿表面均匀分布，获得较高的抗拉、抗弯及抗扭强度。
2．轴类零件的热处理锻造毛坯在加工前，均需安排正火或退火处理，使钢材内部晶粒细化，消除锻造应力，降低材料硬度，改善切削加工性能。
调质一般安排在粗车之后、半精车之前，以获得良好的物理力学性能。
典型轴类零件加工
典型表面加工实验（轴类零件加工）一、实验目的1.掌握轴类零件加工的工艺；2.学会用车床车削轴类零件的方法。
二、基本知识概述1. 轴类零件加工的工艺分析(1)轴类零件加工的工艺路线1)基本加工路线外圆加工的方法很多，基本加工路线可归纳为四条。
① 粗车—半精车—精车对于一般常用材料，这是外圆表面加工采用的最主要的工艺路线。
② 粗车—半精车—粗磨—精磨对于黑色金属材料，精度要求高和表面粗糙度值要求较小、零件需要淬硬时，其后续工序只能用磨削而采用的加工路线。
③ 粗车—半精车—精车—金刚石车对于有色金属，用磨削加工通常不易得到所要求的表面粗糙度，因为有色金属一般比较软，容易堵塞沙粒间的空隙，因此其最终工序多用精车和金刚石车。
④ 粗车—半精—粗磨—精磨—光整加工对于黑色金属材料的淬硬零件，精度要求高和表面粗糙度值要求很小，常用此加工路线。
2)典型加工工艺路线轴类零件的主要加工表面是外圆表面，也还有常见的特特形表面，因此针对各种精度等级和表面粗糙度要求，按经济精度选择加工方法。
对普通精度的轴类零件加工，其典型的工艺路线如下：毛坯及其热处理—预加工—车削外圆—铣键槽—（花键槽、沟槽）—热处理—磨削—终检。
(1)轴类零件的预加工轴类零件的预加工是指加工的准备工序，即车削外圆之前的工艺。
校直毛坯在制造、运输和保管过程中，常会发生弯曲变形，为保证加工余量的均匀及装夹可靠，一般冷态下在各种压力机或校值机上进行校值，(2) 轴类零件加工的定位基准和装夹1）以工件的中心孔定位在轴的加工中，零件各外圆表面，锥孔、螺纹表面的同轴度，端面对旋转轴线的垂直度是其相互位置精度的主要项目，这些表面的设计基准一般都是轴的中心线，若用两中心孔定位，符合基准重合的原则。
中心孔不仅是车削时的定为基准，也是其它加工工序的定位基准和检验基准，又符合基准统一原则。
当采用两中心孔定位时，还能够最大限度地在一次装夹中加工出多个外圆和端面。
2）以外圆和中心孔作为定位基准（一夹一顶）用两中心孔定位虽然定心精度高，但刚性差，尤其是加工较重的工件时不够稳固，切削用量也不能太大。
轴类零部件内孔加工方法
轴类零部件内孔加工是机械加工中常见的一项工艺，确保内孔的精度和表面质量对零部件的功能和性能至关重要。
以下是一些常见的轴类零部件内孔加工方法：
1. 钻削：
- 钻削是最基本的内孔加工方法之一。
通过使用钻头，可在工件上创建孔。
对于较小直径和较短深度的内孔，钻削是一种经济有效的方法。
2. 铰削：
- 铰削是通过使用铰刀，将内孔表面进行切削，以提高其精度和表面质量。
铰刀可以调整，使内孔具有所需的直径和形状。
3. 车削：
- 车削是通过使用车刀在工件上旋转的情况下，切削内孔的一种方法。
车削通常用于制作较大直径和较深的内孔，可以实现较高的加工效率。
4. 镗削：
- 镗削是通过使用镗刀，以旋转或振动的方式切削内孔。
这种方法可以实现较高的精度和表面质量，特别适用于对内孔直径和圆度有严格要求的情况。
5. 滚压：
- 滚压是通过使用滚轮或滚动刀具，将内孔材料进行塑性变形，从而形成所需的内孔形状。
这种方法可以提高内孔的表面质量和硬度。
6. 磨削：
- 磨削是通过使用磨石或磨削刀具，对内孔进行精细磨削，以获得高精度和高表面质量。
磨削通常用于对内孔直径和形状有极高要求的情况。
7. 激光加工：
- 激光加工是通过激光束将内孔材料切割或蒸发，以实现对内孔进行精确加工的方法。
这种方法适用于一些特殊材料或需要非常高精度的内孔加工。
在选择合适的轴类零部件内孔加工方法时，需要考虑材料特性、加工精度、生产效率和成本等因素。
通常，工程师会根据具体的要求和工件特点选择最合适的加工方法。
轴类零件的加工方法
三、轴类零件外圆表面的车削加工
1、车削任务：切除主要加工余量 2、提高车削生产率的措施：
1）刀具方面： 常用的刀具材料有： 常用的刀具材料有： 碳素工具钢 切削金属的性能较差，切削刃 切削金属的性能较差， 锋利，可加工木材、橡胶、塑料。 合金工具钢 锋利，可加工木材、橡胶、塑料。 高速钢 硬质合金 生产中用的最多、 生产中用的最多、 最广。 最广。 选用新型刀具 材料提高车削 用量
磨削碳钢、合金钢、 磨削碳钢、合金钢、 通用高速钢 磨削硬铸铁、 磨削硬铸铁、硬质 合金、 合金、非铁金属 磨削硬脆材料、硬 磨削硬脆材料、 质合金、宝石、 质合金、宝石、高 温合金
磨 料
碳化物 超硬磨料
四、外圆表面的精加工与光整加工工艺
砂轮的结合剂
陶瓷结合剂 取决于磨削速度 价格便宜，耐酸、耐 价格便宜，耐酸、 用的最多， 碱，用的最多，使用 90%以上 以上
结 合 剂
树脂结合剂
VC>35m/s
橡胶结合剂
四、外圆表面的精加工与光整加工工艺
2）高精度磨削 实质：微刃趋向等高；半钝化状态
四、外圆表面的精加工与光整加工工艺
精密磨床用金刚石砂轮
陶瓷cbn凸轮轴砂轮
四、外圆表面的精加工与光整加工工艺
高速磨削形成条件： 磨粒形成微刃且等高，砂轮硬度使半钝化期 越长越好，砂轮结合剂应有弹性 机床本身精度高，不能有低速“爬行” 磨削用量、砂轮线速度对表面粗糙度无明显 影响，可选为15－30m/s，横向进给量控 制在0.0025-0.005之间
四、外圆表面的精加工与光整加工工艺
3）深切缓进给磨削
特点：
提高生产率；减少与工件的冲击；便于控制磨削温度
四、外表面的精加工与光整加工工艺
轴类零件加工
心轴
拟定加工工艺
1、工艺分析 从结构上看，是一个典型的阶梯轴，工件材料为45，生 产纲领为小批或中批生产，调质处理220～350HBS。 轴颈M和N处是装轴承的，各项精度要求均较高，其尺 寸为Ф35js6(±0.008)，且是其它表面的基准，因此是主 要表面。配合轴颈Q和P处是安装传动零件的，与基准轴 颈的径向圆跳动公差为0.02（实际上是与M、N的同轴 度），公差等级为IT6，轴肩 H、G和I端面为轴向定位面， 其要求较高，与基准轴颈的圆跳动公差为0.02（实际上是 与M、N的轴线的垂直度），也是较重要的表面，同时还 有键槽、螺纹等结构要素。
调头，三爪卡盘夹持工件另一端，车端面 CA6140 保证总长259，钻中心孔，用尾架顶尖顶住， 粗车另外四个台阶，直径、长度均留信余 量2mm 3 4 热 钳 调质处理24~38HRC 修研两端中心孔
5
车
双顶尖装夹。半精车三个台阶，螺纹大径车 到 , P、N两个台阶直径上留余量0.5mm，车 槽三个,倒角三个
铣两个键槽及一个止动垫圈槽，键槽深度比图纸规 X52 定尺寸多铣0.25mm，作为磨削的余量 修研两端中心孔 磨外圆Q和M，并用砂轮端面靠磨台H和I。调头， 磨外圆N和P，靠磨台肩G。 CA6140 M1432A
11
检
检查
工件的装夹方法
名称 装夹简图 装夹特点 应用
三爪 卡盘
三个卡爪 可同时移 动,自动定 心,装夹迅 速方便
四个卡爪 都可单独 移动,装夹 工件需要 找正
长径比小 于4，截面 为圆形， 六方体的 中、小型 工件加工
长径比小 于4，截面 为方形、 椭圆形的 较大、较 重的工件
四爪 卡盘
花盘
盘面上多通槽 和T形槽,使用螺 钉、压板装夹， 装夹前需找正
轴类零件从毛坯到成品的完整加工流程
轴类零件从毛坯到成品的完整加工流程下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用，谢谢!并且，本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，如想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by the editor. I hope that after you download them, they can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!轴类零件从毛坯到成品的完整加工流程随着工业的不断发展，轴类零件在各种机械设备中扮演着重要的角色。
典型零件加工工艺(轴和套筒)
25
1）主要表面及其精度要求 ①支承轴颈
是两个锥度为1:12的圆锥面，分别与两个双列 短圆锥轴承相配合。
支承轴颈是主轴部件的装配基准，其精度直接 影响主轴部件的回转精度，尺寸精度一般为IT5。
主轴两支承轴颈的圆度允差和对其公共轴线的 斜向圆跳动允差均为0.005 mm，表面粗糙度Ra值不 大于0.63µm。
21
热处理工序的安排
结构尺寸不大的中碳钢普通轴类锻件，一般在切削加工 前进行调质热处理。
对于重要的轴类零件(如机床主轴)，则：
一般在毛坯锻造后安排正火处理，达到消除锻造应 力，改善切削性能的目的；
粗加工后安排调质处理，以提高零件的综合力学性 能，并作为需要表面淬火或氮化处理的零件的预备热处 理；
5
二、轴类零件的材料和毛坯
1、轴类零件的常用毛坯：
①光轴、直径相差不大的阶梯轴常采用热轧或 冷拉的圆棒料；
②直径相差较大的阶梯轴和比较重要的轴大都 采用锻件。
③当轴的结构形状复杂或尺寸较大时，也有采
用铸件的。
自由锻
中小批
毛坯锻造
模锻
大批大量
6
2、轴类零件的材料：
1）一般轴类零件：45钢应用最多，一般须经调
轴上有相对运动的轴颈和经常拆卸的表面，需要进
行表面淬火处理，安排在磨削前。或在粗磨后、精磨前
渗氮处理
22
四、 机床主轴加工工艺及其分析
23
24
（1）零件分析 对机床主轴的共同要求是必须满足机床
的工作性能：即回转精度、刚度、热变形、 抗振性、使用寿命等多方面的要求。
车床主轴是带有通孔的多阶台轴，普通 精度等级，材料为45钢。
9
顶尖的实施
轴类零件的加工(刀具)
实例三：空心轴的加工
总结词
空心轴主要用于传输动力和信号，其内孔尺寸精度要求较高，需要进行精密的加工。
详细描述
空心轴的内孔可以采用镗削、珩磨和内圆磨削等方法进行加工。为了提高内孔的精度和减小误差，可以采用精密 镗刀、珩磨头和内圆磨头等工具。同时，需要控制切削液的流量和温度，以及合理选择切削参数，以保证内孔的 表面粗糙度和尺寸精度。
06
轴类零件加工中的问题与 对策
切削热问题与对策
切削热问题
在轴类零件加工过程中，由于切削力、切削摩擦和切削阻力的作用，会产生大 量的切削热，导致刀具磨损、工件热变形和加工精度下降。
对策
采用冷却液、改进刀具材料和涂层、优化切削参数等措施，降低切削热对加工 过程的影响。
切削振动问题与对策
切削振动问题
轴类零件的加工(刀具)
目录 CONTENT
• 轴类零件概述 • 刀具基础知识 • 轴类零件加工刀具选择 • 轴类零件加工工艺流程 • 轴类零件加工实例分析 • 轴类零件加工中的问题与对策
01
轴类零件概述
定义与分类
定义
轴类零件是机械中用于传递扭矩和支 撑回转零件的重要元件，通常由圆柱 形的杆件组成。
实例二：曲轴的加工
总结词
曲轴是发动机中的重要零件，其形状较 为复杂，需要经过多道工序的加工才能 完成。
VS
详细描述
曲轴的加工主要包括粗加工、半精加工和 精加工三个阶段。粗加工阶段主要去除大 部分余量，半精加工阶段对曲轴的轮廓进 行成型，精加工阶段则要达到图纸要求的 精度和表面粗糙度。在加工过程中，需要 合理安排各道工序的顺序和加工余量，并 选择合适的刀具和切削参数。
良好的表面质量
轴类零件的表面质量对其耐磨性和疲劳强度有重要影 响，要求表面光滑、无裂纹、无气孔等缺陷。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
四、外圆表面的精加工与光整加工工艺
珩磨
四、外圆表面的精加工与光整加工工艺
三、轴类零件外圆表面的车削加工
三、轴类零件外圆表面的车削加工
1、车削任务：切除主要加工余量 2、提高车削生产率的措施：
1）刀具方面： 常用的刀具材料有： 常用的刀具材料有： 碳素工具钢 切削金属的性能较差，切削刃 切削金属的性能较差， 锋利，可加工木材、橡胶、塑料。 合金工具钢 锋利，可加工木材、橡胶、塑料。 高速钢 硬质合金 生产中用的最多、 生产中用的最多、 最广。 最广。 选用新型刀具 材料提高车削 用量Biblioteka 数控车床与普通车床结构差别
四、外圆表面的精加工与光整加工工艺
1、外圆表面的磨削 工艺特点： 可加工一般金属刀具所不能加工的零件； 获得 高的加工精度及小的表面粗糙度 磨削方法：
中心磨削法
四、外圆表面的精加工与光整加工工艺
磨削外圆柱面
扳转工作台 磨削长圆锥面
扳转砂轮架磨削短圆锥面 万能外圆磨床的磨削
高速磨削对机床和砂轮的要求：
• • • • 电机功率提高1.5-3倍 加厚砂轮防护罩、减少开口角度 加强润滑和冷却措施 砂轮应具有高强度、高冲击性、耐磨性、抗碎性
四、外圆表面的精加工与光整加工工艺
砂轮的磨料
氧化物 取决于工件材料的硬度
棕刚玉 白刚玉 络刚玉 黑色碳化硅 绿色碳化硅 碳化硼 人造金刚石 立方氮化硼
扳转头架磨削 内圆锥面
四、外圆表面的精加工与光整加工工艺
无心磨削法
通磨
横磨
四、外圆表面的精加工与光整加工工艺
高生产率、高精度的外圆加工方法: 1)高速磨削 线速度高于50－60m/s 特点： • 提高生产率 • 提高砂轮耐用 • 度和使用寿命 • 提高加工精度、降低表面粗糙度值
四、外圆表面的精加工与光整加工工艺
加工示意图
四、外圆表面的精加工与光整加工工艺
7）研磨
研磨作用： 研磨作用：
磨粒机械切削作用 磨粒物理作用 研磨液化学作用
研磨剂
四、外圆表面的精加工与光整加工工艺
研磨特点： 1）塑性变形小、切削热少、可获得较小表面 粗糙度值 2）劳动量大、生产效率低 3）设备和工具简单、可加工非金属材料如玻 璃、陶瓷、半导体、塑料等
磨削碳钢、合金钢、 磨削碳钢、合金钢、 通用高速钢 磨削硬铸铁、 磨削硬铸铁、硬质 合金、 合金、非铁金属 磨削硬脆材料、硬 磨削硬脆材料、 质合金、宝石、 质合金、宝石、高 温合金
磨 料
碳化物 超硬磨料
四、外圆表面的精加工与光整加工工艺
砂轮的结合剂
陶瓷结合剂 取决于磨削速度 价格便宜，耐酸、耐 价格便宜，耐酸、 用的最多， 碱，用的最多，使用 90%以上 以上
结 合 剂
树脂结合剂
VC>35m/s
橡胶结合剂
四、外圆表面的精加工与光整加工工艺
2）高精度磨削 实质：微刃趋向等高；半钝化状态
四、外圆表面的精加工与光整加工工艺
精密磨床用金刚石砂轮
陶瓷cbn凸轮轴砂轮
四、外圆表面的精加工与光整加工工艺
高速磨削形成条件： 磨粒形成微刃且等高，砂轮硬度使半钝化期 越长越好，砂轮结合剂应有弹性 机床本身精度高，不能有低速“爬行” 磨削用量、砂轮线速度对表面粗糙度无明显 影响，可选为15－30m/s，横向进给量控 制在0.0025-0.005之间
四、外圆表面的精加工与光整加工工艺
多片砂轮磨削
四、外圆表面的精加工与光整加工工艺
6）超精加工
主要运动： 主要运动：
•工件低速转动 • •磨头轴向进给运动 •油石轴向运动同时高速往复运动
运动示意图
四、外圆表面的精加工与光整加工工艺
切削阶段： 切削阶段：
•强烈切削阶段 •正常切削阶段 •微弱切削阶段 •自动停止切削阶段
四、外圆表面的精加工与光整加工工艺
3）深切缓进给磨削
特点：
提高生产率；减少与工件的冲击；便于控制磨削温度
四、外圆表面的精加工与光整加工工艺
4）砂带磨削
优点：设备简单、加工成本低 散热好、容屑空间大、生产率高、加工效 率高 缺点：加工精度差、砂带磨损后不能修复
四、外圆表面的精加工与光整加工工艺
5）宽砂轮磨削与多片砂轮磨削
强度高、脆性大，成本高， 陶瓷 强度高、脆性大，成本高， 仅用于某些有限的场合。 金刚石 仅用于某些有限的场合。 立方氮化硼 （CBN） ）
三、轴类零件外圆表面的车削加工
快速换刀装置
可装20把刀的刀具库 可装60把刀的刀具库
三、轴类零件外圆表面的车削加工
2）机床方面： 多刀加工、仿形车削、数控加工
仿形车床
三、轴类零件外圆表面的车削加工
数控系统； 数控系统； 伺服系统； 伺服系统； 床身稳固 装有防护门； 装有防护门； 配备自动刀架 配备自动刀架\对刀仪 自动刀架\ \自动排屑等辅助设备。 自动排屑等辅助设备。 保留主轴箱、尾座； 保留主轴箱、尾座； 取消挂轮箱、进给箱、 取消挂轮箱、进给箱、 溜板箱、光杆、丝杆等； 溜板箱、光杆、丝杆等；