3轴类零件加工基本知识
轴类零件的加工工艺及技术要求
轴类零件的加工工艺及技术要求轴类零件是在机器中用来支承齿轮、带轮等传动部件，了解其加工工艺和技术要求对机械设计有很大的帮助。
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轴类零件的加工工艺1.零件图样分析图所示零件是减速器中的传动轴。
它属于台阶轴类零件，由圆柱面、轴肩、螺纹、螺尾退刀槽、砂轮越程槽和键槽等组成。
轴肩一般用来确定安装在轴上零件的轴向位置，各环槽的作用是使零件装配时有一个正确的位置，并使加工中磨削外圆或车螺纹时退刀方便;键槽用于安装键，以传递转矩;螺纹用于安装各种锁紧螺母和调整螺母。
根据工作性能与条件，该传动轴图样规定了主要轴颈M，N，外圆P、Q以及轴肩G、H、I有较高的尺寸、位置精度和较小的表面粗糙度值，并有热处理要求。
这些技术要求必须在加工中给予保证。
因此，该传动轴的关键工序是轴颈M、N和外圆P、Q的加工。
2.确定毛坯该传动轴材料为45钢，因其属于一般传动轴，故选45钢可满足其要求。
本例传动轴属于中、小传动轴，并且各外圆直径尺寸相差不大，故选择￠60mm的热轧圆钢作毛坯。
3.确定主要表面的加工方法传动轴大都是回转表面，主要采用车削与外圆磨削成形。
由于该传动轴的主要表面M、N、P、Q的公差等级(IT6)较高，表面粗糙度Ra值(Ra=0.8 um)较小，故车削后还需磨削。
外圆表面的加工方案可为：粗车→半精车→磨削。
4.确定定位基准合理地选择定位基准，对于保证零件的尺寸和位置精度有着决定性的作用。
由于该传动轴的几个主要配合表面(Q、P、N、M)及轴肩面(H、G)对基准轴线A-B均有径向圆跳动和端面圆跳动的要求，它又是实心轴，所以应选择两端中心孔为基准，采用双顶尖装夹方法，以保证零件的技术要求。
粗基准采用热轧圆钢的毛坯外圆。
中心孔加工采用三爪自定心卡盘装夹热轧圆钢的毛坯外圆，车端面、钻中心孔。
但必须注意，一般不能用毛坯外圆装夹两次钻两端中心孔，而应该以毛坯外圆作粗基准，先加工一个端面，钻中心孔，车出一端外圆;然后以已车过的外圆作基准，用三爪自定心卡盘装夹(有时在上工步已车外圆处搭中心架)，车另一端面，钻中心孔。
1.(1)轴类零件概述
• 长度大于直径； • 加工表面为内外圆柱面、圆锥面、螺纹、花键、
沟槽等； • 有一定的回转精度。
1.1轴类零件加工
轴类零件的分类
• 光滑轴； • 阶梯轴； • 空心轴； • 异形轴（曲轴、齿轮轴、偏心轴、十字轴、
凸轮轴、花键轴）。
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1.1轴类零件加工
阶阶梯梯轴轴
1.1轴类零件加工
1.1轴类零件加工
2. CA6140车床主轴技术要求
• 支撑轴颈 • 端部锥孔 • 空套齿轮轴颈 • 螺纹 • 主轴各表面的表面层要求
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1.1轴类零件加工
主轴支承轴颈的技术要求：
– 支承轴颈圆度误差为0.005mm，径向跳动为 0.005mm；
– 支承轴颈采用锥面 (1：12) 结构，接触率≥70%， 可用来调整轴承间隙；
心线必须与两个支承轴颈的轴心线严格同轴， 否则会使工件（或工具）产生同轴度误差。
1.1轴类零件加工
轴头的技术要求：
– 空套齿轮轴颈对支承轴颈A、B的径向圆跳动 公差为0.015 mm；
– 尺寸精度要求为IT5~IT6； – 由于该轴颈是与齿轮孔相配合的表面，对支
承轴颈应有一定的同轴度要求，否则引起主 轴传动啮合不良，当主轴转速很高时，还会 影响齿轮传动平稳性并产生噪声。
1.1轴类零件加工
主轴工作表面（锥孔）的技术要求：
– 主轴端部内锥孔（莫氏6号）对支承轴颈A、 B的跳动在轴端面处公差为0.005mm，离轴 端面300mm处公差为0.1 mm；
– 锥面接触率≥70%； – 表面粗糙度Ra为0.4m； – 硬度要求48~52HRC； – 该锥孔是用来安装顶尖或工具锥柄的，其轴
1.1轴类零件加工
《车工实训》项目2 任务3 典型轴类零件的加工
任务3 典型轴类零件的加工
注意事项 1、 安装车刀时刀尖必须对准工件旋转中心，避免产生双曲线 误差。 2、转动小滑板时，应使小滑板旋转角度略微大于圆锥半角， 然后再逐步找正，注意车刀与工件之间的间隙对锥度的影响。 3、车削圆锥表面时，小滑板不宜过松，以防止圆锥表面产生 高低波纹。 4、车刀要始终保持锋利，圆锥面要一刀车出。
二、车削圆锥面 圆锥面分外圆锥面和内圆锥面，车床主要加工外圆锥面，有
转动小滑板法、偏移尾座 法、仿形法和宽刃刀车削法等方法。
1、转动小滑板法
转动小滑板法的工作原理
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任务3 典型轴类零件的加工
2、偏移尾座法 偏移尾座法的工作原理是在两顶尖之间车削外圆锥时，床鞍平 行于主轴轴线移动，尾座横向偏移一段距离S 后，工件旋转中心与 纵向进给方向相交成α/2 的角，，因此，工件被车成了圆锥,偏移尾 座法只适合加工锥度较小，长度较长的外圆锥面。
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任务3 典型轴类零件的加工
知识准备
一、车外沟槽 1、概念
用车削方法加工工件的槽称为车槽。工件外圆和平面上的沟 槽称为外沟槽，工件内孔中的沟槽称为内沟槽。常见的外沟槽有 外圆直槽、圆弧沟槽和梯形槽
常见的外沟槽
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任务3 典型轴类零件的加工
2、车削外沟槽的方法
外沟槽的车削方法
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任务3 典型轴类零件的加工
Step4 调头，夹持限位台，车端面，保证总长120±0.2 mm，钻 中心孔。
Step5 “一夹一顶”装夹工件，粗精车φ36 mm、φ43 mm 外圆 至尺寸要求，并控制长度40±0.1 mm 和表面粗糙度Ra 值3.2 μm。
Step6 车槽，控制外圆φ30 mm，长度4 mm，倒角C1 一处，其 余C0.5。
轴类零件加工工艺
• 一、箱体零件的功用、结构及技术要求
1．功用、结构
功用：将机器中有关部件的轴、套、齿轮等相关零件连接成 一个整体，使这些零件保持正确的相对位置，并按一定的传动关 系协调地工作。
结构：形状复杂，壁薄且不均匀，内部呈腔形，既有精度要求 较高的孔系和平面，也有许多精度要求较低的紧固孔。
a）
b）
a)齿轮油泵箱体 b)齿轮减速箱箱体
Hale Waihona Puke 2．防止套类零件变形的工艺措施套类零件一般都存在壁较薄、径向刚度较差、容易变形等缺点。
套类零件变形的原因及工艺措施
导致变形的因素
工艺措施
夹紧力
（1）使夹紧力均匀分布，如图a所示 （2）变径向夹紧为轴向夹紧，如图b所示 （3）增加套筒毛坯的刚度，如图c所示
外力
切削力
重力 离心力
（1）增大刀具的主偏角 （2）内、外表面同时加工，如图c所示 （3）粗、精加工分开进行 增加辅助支承 配重
套类零件的毛坯类型与所用材料、结构形状和尺寸大小有关， 常采用型材、锻件或铸件。
毛坯内孔直径小于φ20mm时大多选用棒料，孔径较大、长度 较长的零件常用无缝钢管或带孔的铸、锻件。
• 三、套类零件的加工工艺分析
1．保证相互位置精度的工艺措施
轴承套毛坯采用“4件合一”的方 式加工：指棒料按四个轴承套零件尺 寸下料，四件同时加工
传动轴是轴类零件中使 用最多、结构最为典型的一 种阶梯轴，所示。该轴为小 批量生产，材料选择45钢， 淬火硬度40～45HRC。试分 析其加工工艺过程。
1．结构分析
主要结构要素有内外圆柱面、螺纹、键槽等，该轴为典型的 阶梯轴结构，有两个支承轴颈。
2．技术要求
两端轴颈的尺寸精度为IT7，表面粗糙度Ra值为0.8μm； 用于安装齿轮的轴颈的尺寸精度主IT7，表面粗糙度Ra值为 1.6μm； 右端轴颈外圆上规定了圆柱度为0.02mm； 左端轴颈外圆上规定了圆柱度为0.02mm； 轴上各配合面对两端轴颈的公共轴线的径向跳动为0.02mm， 可保证齿轮平稳传动。
轴类零件加工工艺介绍
轴类零件加工工艺介绍第一节第一节轴类零件加工一、一、概述(一)、轴类零件的功用与结构特点1、功用：为支承传动零件（齿轮、皮带轮等）、传动扭矩、承受载荷，与保证装在主轴上的工件或者刀具具有一定的回转精度。
2、2、分类：轴类零件按其结构形状的特点，可分为光轴、阶梯轴、空心轴与异形轴（包含曲轴、凸轮轴与偏心轴等）四类。
图轴的种类a)光轴b)空心轴c)半轴d)阶梯轴e)花键轴f)十字轴g）偏心轴h)曲轴i) 凸轮轴若按轴的长度与直径的比例来分，又可分为刚性轴（L/d＜12＝与挠性轴（L/d＞12）两类。
3、表面特点：外圆、内孔、圆锥、螺纹、花键、横向孔（二）要紧技术要求：1、尺寸精度轴颈是轴类零件的要紧表面，它影响轴的回转精度及工作状态。
轴颈的直径精度根据其使用要求通常为IT6～9，精密轴颈可达IT5。
2、几何形状精度轴颈的几何形状精度（圆度、圆柱度），通常应限制在直径公差点范围内。
对几何形状精度要求较高时，可在零件图上另行规定其同意的公差。
3、位置精度要紧是指装配传动件的配合轴颈相关于装配轴承的支承轴颈的同轴度，通常是用配合轴颈对支承轴颈的径向圆跳动来表示的；根据使用要求，规定高精度轴为0.001～0.005mm，而通常精度轴为0.01～0.03mm。
此外还有内外圆柱面的同轴度与轴向定位端面与轴心线的垂直度要求等。
4．表面粗糙度根据零件的表面工作部位的不一致，可有不一致的表面粗糙度值，比如普通机床主轴支承轴颈的表面粗糙度为Ra0.16～0.63um，配合轴颈的表面粗糙度为Ra0.63～2.5um，随着机器运转速度的增大与精密程度的提高，轴类零件表面粗糙度值要求也将越来越小。
(三)、轴类零件的材料与毛坯合理选用材料与规定热处理的技术要求，对提高轴类零件的强度与使用寿命有重要意义，同时，对轴的加工过程有极大的影响。
1、轴类零件的材料通常轴类零件常用45钢，根据不一致的工作条件使用不一致的热处理规范（如正火、调质、淬火等），以获得一定的强度、韧性与耐磨性。
轴类零件_精品文档
轴类零件摘要：轴类零件是机械传动系统中不可或缺的重要组成部分。
本文将从轴类零件的定义、分类、功能、设计要点等方面进行详细介绍，旨在帮助读者了解和掌握轴类零件的基本知识。
1. 引言轴类零件是机械传动系统中起着连接、支撑和传递动力的作用的零部件。
在机械工程中，轴类零件的设计与制造对于保证传动系统的正常运转至关重要。
本文将围绕轴类零件的定义、分类、功能和设计要点等方面进行探讨。
2. 轴类零件的定义轴类零件是指在机械传动系统中作为主动与从动元件之间的连接部分，用于支撑、传递动力和承受负载的零部件。
轴类零件通常由金属材料制成，具有较高的强度和硬度。
3. 轴类零件的分类根据用途和结构形式的不同，轴类零件可以分为以下几种：3.1 固定轴：用于将动力传递给从动零件的轴类零件，固定在机械设备中并与其他零件连接。
3.2 支承轴：用于支撑机械设备中其他元件或部件的轴类零件，通常由两个或多个支承轴组合而成。
3.3 编织轴：用于连接两个或多个旋转部件的轴类零件，通常在传动系统中起到平行轴传动的作用。
3.4 传动轴：用于将动力从一个装置传递到另一个装置的轴类零件，通常作为主动与从动零件之间的连接。
4. 轴类零件的功能轴类零件作为机械传动系统的核心组成部分，具有以下几个主要功能：4.1 承载负载：轴类零件能够承受传动过程中产生的负载，保证传动系统的稳定运行。
4.2 传递动力：轴类零件能够将主动零件传递的动力传递给从动零件，实现机械传动系统的正常工作。
4.3 支撑元件：轴类零件作为机械设备中的支撑部件，能够支撑其他元件或部件，保证整个机械系统的稳定性。
4.4 连接部分：轴类零件作为连接主动与从动元件的部分，实现传动系统的有效连接，保证力的传递和能量转换。
5. 轴类零件的设计要点在轴类零件的设计过程中，需要考虑以下几个关键要点：5.1 强度计算：根据传动系统的工作条件和负载要求，进行轴类零件的强度计算，以保证轴的安全使用。
5.2 材料选择：选择合适的材料，考虑轴类零件的强度、硬度和韧性等指标，以满足传动系统的工作要求。
三轴数控车等截面零件加工技术
三轴数控车等截面零件加工技术摘要：本文研究了三轴数控车等截面零件加工技术，分析了数控切削中的刀具补偿问题，针对等截面轮廓零件加工方式，设计了平切和环切两种加工方式，对算法理论进行初步介绍。
建立加工所用刀具的刀具模型，介绍了等截面粗加工和精加工方法，进一步理解三轴数控车等截面零件加工技术。
关键字：三维数控车，等截面零件，加工1.引言数控车床可以加工各种回转表面，当加工圆周表面或端面上的加工键槽或端面孔时，就要移动到其他机床上进行加工，实际中由于零件加工精度要求，需要零件在一次装夹中完成所有工序，因此普通车床显然不能满足这种以回转面为主要加工任务，兼有圆周表面或端面上加工的零件。
三轴数控车床在传统车床基础上增加了动力铣、钻、镗和辅主轴的功能，除了具有普通车床常规的X轴、Z轴控制，还有C轴功能，使工序在车床上一次完成，与铣削动力头的配合可以在工件上完成特殊型面的加工，，增加了机床的工艺加工范围。
1.数控车削中心发展现状三轴数控车床实现了多功能、复合化加工，在回转体类零件中有75%以上的零件在车削后要进行铣削、钻削或攻丝等工序，而且很多都存在背面二次加工问题。
这些加工工序在一台三轴数控车床上就可以实现，减少了工件多次周转和装夹，提高了零件加工精度。
三轴数控车床的发展经历了三个阶段，初始阶段，是高速度加工阶段，高速主轴将主轴和电机集成为一体，采用带装入式主轴电机的主轴套筒部件化结构等新技术，使主轴转速达到10*104-20*104r.min的水平。
多功能及复合化阶段，三轴数控车床将多种工艺集成到一台机床上，实现装夹工程的一次完全加工，使机床表现出多功能复合化趋势。
随着技术发展，抛光、磨削等高级工艺不断加入机床。
高功能与低价格结合的阶段，这一阶段带来机床的很多技术创新，如零部件模块化、通用化设计；出现数控和手动兼用的机床；经济型数控机床等。
1.三轴数控车等截面零件加工技术3.1零件轮廓的处理零件轮廓处理主要有样条轮廓的离散化处理和轮廓拐角的过渡处理。
机械制造及工艺——轴类零件加工工艺
轴类零件加工工艺第一节概述一、轴类．件的功用和结构特点轴类零件主要用于支承传动零件（齿轮、带轮等），承受载荷、传递转矩以及保证装在轴上零件的回转精度根据结构形状，轴的分类如图6－1所示。
根据轴的长度L 与直径d 之比，又可分为刚性轴（L / d≤12 ）和挠性轴（L / d > 12 ）两种。
（可分为光滑轴、台阶轴、空心轴和曲轴等）轴类零件通常由内外圆柱面、内外圆锥面、端面、台阶面、螺纹、键槽、花键、横向孔及沟槽等组成。
二、轴类零件的技术要求、材料和毛坯装轴承的轴颈和装传动零件的轴头处表面，一般是轴类零件的重要表面，其尺寸精度、形状精度（圆度、圆柱度等）、位置精度（同轴度、与端面的垂直度等）及表面粗糙度要求均较高，是在制订轴类零件机械加工工艺规程时，应着重考虑的因素。
一般轴类零件常选用45＃钢；对于中等精度而转速较高的轴可用40cr ；对于高速、重载荷等条件下工作的轴可选用20Cr 和20CrMnTi 等低碳合金钢进行渗碳淬火，或用3sCrMoAIA 氮化钢进行氮化处理。
轴类零件的毛坯最常用的是圆棒料和锻件，只有某些大型的、结构复杂的轴才采用铸件（铸钢或球墨铸铁）。
第二节外圆表面的加工方法和加工方案外圆表面是轴类零件的主要表面因此要合理地制订轴类零件的机械加工工艺规程，首先应了解外圆表面的各种加工方法和加工方案。
本章主要介绍常用的几种外圆加工方法和常用的外圆加工方案。
一、外圆表面的车削加工根据毛坯的制造精度和工件最终加工要求，外圆车削一般可分为粗车、半精车、精车、精细车。
粗车的目的是切去毛坯硬皮和大部分余量。
加工后工件尺寸精度IT11－IT13 ，表面粗糙度Ra50～12.5μm 。
半精车的尺寸精度可达IT8～IT11 ，表面粗糙度角Ra6.3～3.2μm 。
半精车可作为中等精度表面的终加工，也可作为磨削或精加工的预加工。
精车后的尺寸精度可达IT7～IT8 ，表面粗糙度Ra1.6～0.8μm 。
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2、轴类零件的结构特点： 1）长度大于直径；
2）加工表面通常为内外圆柱面，圆锥面，螺纹， 花键，沟槽，横向孔等。
3、组成轴的各部分的作用
1）圆柱表面一般用于支承传动零件（齿轮、带轮）和传递扭矩。 2）阶台和端面用于确定安装在轴上的工件的轴向位置。 3）退刀槽的作用是使磨削外圆或车螺纹时退刀方便，并可使工件在装 配时有一个正确的轴向位置。 4）倒角的作用一方面是防止工件边缘锋利划伤工人，另一方面是便于 在轴上安装其它零件，如齿轮、轴套等。 5）圆弧槽的作用是提高轴的强度，使轴在受交变应力作用时不致因应 力集中而断裂，此外使类零件的材料、毛坯及热处理 1、材料：
一般轴常用45钢：价格便宜，经调质或正火 后具有较好的综合机械性能。 中等精度、转速较高轴常用40Cr：经调质和 表面淬火后具有较好的综合机械性能。 较高精度轴可选GCr15、65Mn：经调质和高频 淬火后再回火，具有较高的耐疲劳性和耐磨性。 高速重载轴可选20Cr、20CrMnTi等。
主 轴 的 技 术 条 件 分 析
4、轴类零件种类： 有光轴、空心轴、半轴、阶梯轴、花键轴、十字轴、 偏心轴、曲轴及凸轮轴等。
二、轴类零件的技术要求
1、加工精度： 尺寸精度：主要指轴的直径尺寸精度。影响轴的回转 精度和配合精度。
一类是支承轴颈，要求较高IT5～IT7；
另一类是配合轴颈，要求稍低IT6～IT9。
工之前（或之后）。
目的：提高综合机械性能。
●正火、退火一般安排在粗加 工之前（或之后）。
目的：提高切削性能，消除内
应力。
（2）最终热处理：●表面淬火一般安排在精加
工前。 目的：提高强度、硬度。
●渗氮可安排在末工序。
目的：提高强度、硬度。
四、轴类零件的安装和校正
1、卡盘安装工件 校正工件的方法有划针或者百分表校正。
A型
B型
C型
3、用一夹一顶安装工件
特点： 一端卡盘夹住（三爪、四 爪卡盘均可），另一端用后 顶尖顶住的装夹方法。能承
受较大的轴向切削力，安装
刚性好，比较安全，可提高 切削用量。车削轴类零件时 最好用这种方法。
轴类零件的安装方式
小
结
1、轴类零件的技术要求；
2、轴类零件的材料与毛坯；
3、车削轴类零件时的安装方式。
14
形状精度：主要指轴颈外圆、外圆锥面、锥孔等重 要表面的圆度、圆柱度，在尺寸公差内或更高（标 注）。影响轴的回转精度和配合精度。
位置精度：重要轴面的同轴度、圆的径向跳动、重要 端面的跳动、端面间的平行度等。影响轴上传动件的 传动精度。
2、表面加工精度： 表面粗糙度：支承轴颈要求最高R a为0.2～1.6μm， 其次是配合轴颈Ra为0.4～3.2μm。
2、毛坯：
●光轴或直径相差不大的阶梯轴：一般采用热 轧圆棒料；成品零件尺寸精度与冷拉圆棒料相符合 时采用冷拉圆棒料（外圆可不加工）； ●重要轴多采用锻件：毛坯加热锻打后，金属 内部晶格沿表面均匀分布，得到较高的机械强度； ●大型、复杂轴（如曲轴）采用铸件。
3、热处理：
（1）预备热处理：●调质一般安排在粗加
2、用两顶尖安装工件
特点：
对于较长的或必须经过多次装夹才能加工好的 工件，如长轴、长丝杠等的车削，或工序较多， 在车削后还要铣削或磨削的工件。为保证每次装
夹时的安装精度，可用两顶尖安装工件。安装方
便，不需校正，安装精度高。
用两顶尖安装工件，必须在工件的端面钻出中心孔。
中心孔的作用及结构：
中心孔是轴类工件在顶尖上安装的定位基面。
项目二 了解车工技术 任务二 轴类零件加工基本知识
教学目的
1、懂得轴类零件的相关基本知识；
2、懂得车削轴类零件的装夹。
教学重点 1、轴类零件的技术要求分析； 2、车削轴类零件的三种装夹方式。
1
。
传动轴装配图
2
传动轴零件图
3
一 、轴类零件的功用及结构特点
1、轴类零件的功用： 主要起支承传动件和传递运动和扭矩的作用。
用三爪自定心卡盘安装工件 a）结构 b）夹持棒料 c）反爪夹持大棒料
（1）三爪卡盘安装工件
特点：三个卡爪同步运动，能自动定心，装夹方便、省时, 一般不需校正，但夹紧力较小，适用于装夹外形规则的 中小型零件，如圆柱形、正三边形、正六边形工件等。
（2）四爪卡盘安装工件
特点：四个卡爪各自独立运 动，不能自动定心，工件装夹 后须将工件的旋转中心校正到 机床主轴回转中心重合，才可 车削。但夹紧力较大，适用于 装夹大型或外形不规则的零 件。