04阶梯轴讲解
（2）阶梯轴
任务五轴和轴承一、轴的功用和分类根据承受载荷的情况，轴可分为三类1、心轴工作时只受弯矩的轴，称为心轴。
心轴又分为转动心轴（a）和固定心轴(b)。
2、传动轴工作时主要承受转矩，不承受或承受很小弯矩的轴，称为传动轴。
3、转轴工作时既承受弯矩又承受转矩的轴，称为转轴。
按轴线形状分：1、直轴（1）光轴作传动轴（应力集中小）（2）阶梯轴优点：1）便于轴上零件定位；2）便于实现等强度2、曲轴另外还有空心轴（机床主轴）和钢丝软轴（挠性轴）——它可将运动灵活地传到狭窄的空间位置。
如牙铝的传动轴。
二、轴的材料轴的材料主要是碳素钢和合金钢。
碳素钢比合金钢价廉，对应力集中敏感性较小，应用较为广泛。
常用的碳素钢有30、40、45和50钢，其中以45钢应用最广。
为改善其机械性能，可进行正火或调质处理。
合金钢具有较好的机械性能，但价格较贵。
当载荷大，要求尺寸小，重量轻或有其它特殊要求的轴，可采用合金钢。
球墨铸铁容易获得复杂的形状，而且吸振性好，对应力集中敏感性低，适用于制造外形复杂的轴，如曲轴和凸轮轴等。
注意：①由于碳素钢与合金钢的弹性模量基本相同，所以采用合金钢并不能提高轴的刚度。
②轴的各种热处理（如高频淬火、渗碳、氮化、氰化等）以及表面强化处理（喷丸、滚压）对提高轴的疲劳强度有显著效果。
三、轴设计的基本要求和设计步骤1、具有足够的承载能力2、具有合理的结构形状三轴的结构设计轴的结构设计就是确定轴的外形和全部结构尺寸。
但轴的结构设计原则上应满足如下要求：1)轴上零件有准确的位置和可靠的相对固定；2)良好的制造和安装工艺性；3)形状、尺寸应有利于减少应力集中；4）尺寸要求。
（一）轴上零件的定位和固定轴上零件的定位是为了保证传动件在轴上有准确的安装位置；固定则是为了保证轴上零件在运转中保持原位不变。
作为轴的具体结构，既起定位作用又起固定作用。
1、轴上零件的轴向定位和固定：轴肩、轴环、套筒、圆螺母和止退垫圈、弹性挡圈、螺钉锁紧挡圈、轴端挡圈以及圆锥面和轴端挡圈等。
阶梯轴加工工艺过程
阶梯轴加工工艺过程引言阶梯轴在机械工程中起着重要的作用，广泛应用于各种工业领域。
阶梯轴加工工艺过程是指通过一系列的工艺步骤将原料加工成阶梯状的轴，以满足设计要求。
本文将详细介绍阶梯轴加工工艺过程的各个环节，包括材料选择、加工工艺优化、精确测量等。
材料选择在阶梯轴加工工艺过程中，材料选择是非常重要的一步。
材料的性能将直接影响最终产品的质量和使用寿命。
常用的阶梯轴材料包括碳钢、合金钢、不锈钢等。
在选择材料时，需要考虑以下几个方面：1.强度要求：根据设计要求确定所需的材料强度，以确保阶梯轴能够承受预期的载荷。
2.耐磨性：阶梯轴通常会接触到摩擦面，因此需要选择具有良好耐磨性的材料，以延长产品的使用寿命。
3.加工性能：材料的加工性能也是选择的重要考虑因素之一。
需要选择易于切削加工和热处理的材料，以便进行后续工艺步骤。
加工工艺优化加工工艺优化是确保阶梯轴加工质量和效率的关键环节。
通过优化加工工艺，可以减少加工时间、降低成本，提高产品的质量。
以下是一些常用的加工工艺优化方法：1.刀具选择：根据阶梯轴的设计要求和材料特性，选择合适的刀具进行加工。
选用合适的刀具可以降低切削力和切削温度，减少刀具磨损。
2.加工路径规划：通过合理规划加工路径，减少刀具空走时间和重复移动，提高加工效率。
合理的加工路径还能够减少切削震动，提高加工精度。
3.切削参数设置：根据不同材料的性质和加工要求，设置合适的切削参数，如切削速度、进给量和切削深度等。
合适的切削参数可以减少加工时间，并保证加工质量。
4.冷却润滑剂的使用：在加工过程中适当使用冷却润滑剂，可以降低切削温度，减少切削力和切削热，延长刀具寿命。
精确测量精确测量是保证阶梯轴加工质量的关键环节。
通过精确测量，可以确保产品尺寸和几何形状的准确性。
以下是一些常用的精确测量方法：1.比较测量：使用游标卡尺、千分尺等工具进行尺寸的比较测量。
将测量结果与设计要求进行比较，判断是否符合要求。
2.CMM测量：使用三坐标测量机进行精确测量。
机械阶梯轴的特征与构造（共2314字）
机械阶梯轴的特征与构造(共2314字)本文轴有多种分类法，按轴的受载情况可分为芯轴、传动轴和转轴三种。
芯轴工作时只承受弯曲载荷而不传递转矩，传动轴工作时只传递转矩而不承受或承受很小弯曲载荷，转轴工作时既承受弯曲载荷又传递转矩。
按轴的结构形状不同又可分为直轴与曲轴、光轴与阶梯轴、实心轴与空心轴、刚性轴与挠性轴等。
其中阶梯轴在机械中应用广泛。
1轴的基本特点轴是旋转零件，其长度大于直径，通常由外圆柱面、圆锥面、内孔、螺纹及相应端面所组成。
轴的结构一般有以下基本要求：安装在轴上的零件应有正确的定位和固定得牢固可靠；轴的加工工艺应便于轴的装拆和调整；轴上零件的受力位置要能减少应力集中，有利于提高轴的强度和刚度；轴的结构设计时应考虑节省材料和减轻重量。
轴上往往还有花键、键槽、横向孔、台阶、退刀槽、倒角等。
2轴的应用实例轴是组成机器的重要零件之一，其主要功用是支撑其他传动零件（如带轮、齿轮、蜗杆蜗轮等），回转并传递运动和转矩，同时又通过轴承与机器的机架相连接。
减速箱转轴、自行车前轮的芯轴和汽车传动轴，柴油机中的曲轴，车床上的空心轴，以及用于各种机械和水管安装中的挠性轴等。
3阶梯轴的特点和基本结构3．1阶梯轴的结构基本要求阶梯轴的断面形状为中间粗两端细，不仅便于轴上零件的定位、固定和装拆，也有利于各个轴段达到或接近等强度，还能满足不同轴段的不同配合特性、精度和表面粗糙度的要求。
轴套类零件其上面的退刀槽、倒角和圆角等细部结构基本上已标准化，测绘时可参照标准尺寸。
倒角、圆角和退刀槽的尺寸可参照有关国家标准或|行业标准。
3．2阶梯轴的特点和各部分名称阶梯轴各部分的名称有：轴头、轴颈、轴身、轴肩和轴环。
轴上安装传动零件的轴段称为轴头；支承轴转动或安装轴承的轴段称为轴颈；连接轴头和轴颈部分的轴段称为轴身；轴上由于直径变化所形成的起固定零件位置作用的台|阶称为轴肩（轴段和轴段的单向变化）或轴环（轴段和轴段的双向变化）。
3．3轴的结构工艺性3．3．1轴的形状应尽量简单，阶梯数尽可能少，这样可以减少加工次数及应力集中的情况。
阶梯轴加工讲解课件
实例二：电机转子阶梯轴加工
总结词
高效率、高精度
详细描述
电机转子阶梯轴加工需要高效率和高精度的加工设备，以确保阶梯轴的尺寸精 度和形位公差。同时，由于电机转子的转速高，阶梯轴的平衡性和稳定性也需 要特别关注。
实例三：减速器阶梯轴加工
总结词
大批量、高效率
详细描述
减速器阶梯轴加工通常是大批量生产，需要高效率的加工设备和工艺流程。为了满足市 场需求，需要不断提高加工精度和生产效率，同时还需要关注阶梯轴的表面质量和耐腐
总结词
阶梯轴加工常用的材料包括碳钢、合金钢、不锈钢和有色金属等。
详细描述
碳钢和合金钢具有较好的机械性能和加工性能，是阶梯轴的主要加工材料。不锈钢具有较好的耐腐蚀性，适用于 在腐蚀环境下工作的阶梯轴。有色金属如铜、铝等则具有较轻的重量和良好的导热性能，适用于特定场合的阶梯 轴。
02
阶梯轴加工技术
车削技术
表面粗糙度检测
表面粗糙度检测是衡量阶梯轴表面质量的重要 指标，主要检测阶梯轴表面的粗糙程度是否符 合设计要求。
常用的检测方法有光干涉法、触针法等，这些 方法能够通过仪器自动测量阶梯轴表面的粗糙 度，并将结果以数值形式显示出来。
表面粗糙度对阶梯轴的耐磨性、抗疲劳强度等 机械性能有重要影响，因此需要严格控制其检 测质量。
解决方案：为提高表面质量，可以采取以下措施
详细描述：在加工过程中，可能由于切削液使用不当、 刀具磨损或冷却不充分等原因，导致阶梯轴表面质量不 佳。
1. 使用合适的切削液，保持切削液的清洁和浓度。
2. 定期检查和更换刀具，确保刀具锋利。
3. 控制切削参数，如切削速度、进给量和切深等。
形位公差超差问题及解决方案
磨削技术适用于加工高精度、高 质量的阶梯轴，如精密传动轴或
直径有变化的直轴称为阶梯轴。
直径有变化的直轴称为阶梯轴。
阶梯轴就是指直轴的直径会有变化，形成阶梯状的轴。
通常情况下，阶梯轴的直径变化是由于加工工艺、机器零件的设计等原因导致的。
阶梯轴的设计和加工需要考虑到直径变化的特点，以确保轴的质
量和性能。
阶梯轴的直径变化可以设计成不同的形状：锥形、梯形、圆柱形等。
锥形和梯形的阶梯轴通常通过加工工艺实现，而圆柱形的阶梯轴
则是通过选择不同直径的圆柱零件组成。
与传统的直轴相比，阶梯轴的设计和加工更加复杂，并需要更高
的精度和质量控制。
阶梯轴在工业生产中应用广泛，例如汽车、机械、航空、船舶等领域。
阶梯轴的应用可以大大提高机器的性能和效率，
改善产品的质量和使用寿命。
阶梯轴的设计和加工需要注意以下几点：
1. 直径变化的平滑性和精度。
阶梯轴的直径变化必须满足一定的
平滑性和精度要求，以确保轴的工作性能和寿命。
2. 轴的强度和刚性。
阶梯轴的直径变化会对轴的强度和刚性产生
影响。
设计阶梯轴时应注意平衡直径变化和轴的强度和刚性，以确保
轴能够承受工作条件的要求。
3. 加工工艺和设备的选择。
阶梯轴的加工需要选用适当的工艺和
设备，以确保直径变化的精度和平滑性。
阶梯轴的设计和加工需要经验丰富的专业人士进行操作，同时也需要先进的加工设备和技术支持。
我国在机械制造领域已经取得了重大的发展和进步，阶梯轴的应用和推广将会促进机械制造行业的发展和提升，同时也将带来更多的机遇和挑战。
阶梯轴说明书
机械制造技术基础课程设计名称：__阶梯轴的机械加工工艺及夹具设计__班级：_________15级机械一班_____________ 姓名：__________________________________ 学号：__________________________________ 指导老师：_________刘庆民_______________目录一、阶梯轴机械加工工艺 (3)（一）、轴的工艺分析 (3)（二）、毛坯的选择 (5)（三）、选择定位基准和装夹 (5)（四）、工序集中和分散考虑 (6)（五）、制订零件的机械加工工艺规程 (6)（六）、机床设备和工艺装备的选用 (9)（七）、确定工序的切削用量及工时 (9)二、夹具设计 (18)（一）、确定工件的定位方案，选择定位元件 (18)（二）、六点定位原理 (18)（三）、确定要限制的自由度 (19)（四）、计算定位误差 (19)三、设计小结 (21)四、参考资料 (21)一、阶梯轴机械加工工艺（一）、轴的工艺分析1.1 零件的结构特点及应用轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一。
它在机器中主要用于支承齿轮，带轮，凸轮以及连杆等传动件，以及传递扭矩。
按结构形式不同，轴可以分阶梯轴，锥度分轴，空心轴，曲轴，凸轮轴，偏心轴，各种丝杆等。
它主要用来支承传动零部件，传递扭矩和承受载荷。
轴类零件是旋转体零件，其长度大于直径，一般由同心轴的外圆柱面，圆锥面，内孔和螺纹及相应的端面所组成。
轴的长径比小于 5 的称为短轴，大于 20 的称为细长轴，大多数轴介于两者之间。
图示传动轴零件属于台阶轴零件，由圆柱面，轴肩，砂轮越程槽和键槽等组成。
轴肩一般用来确定安装在轴上的零件的轴向位置，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。
轴的主要作用是支承回转零件及传递运动和动力。
按照轴的承受载荷不同，轴可分为转轴、心轴和传动轴三类。
何智车削加工阶梯轴教案
何智车削加工阶梯轴教案一、教学目标1. 了解阶梯轴的加工原理和特点。
2. 掌握车削加工阶梯轴的基本方法和技巧。
3. 学会使用车床和相关的测量工具。
4. 能够根据加工要求制定合理的加工工艺。
二、教学内容1. 阶梯轴的加工原理和特点2. 车削加工阶梯轴的基本方法3. 车削加工阶梯轴的技巧4. 车床和测量工具的使用5. 加工工艺的制定三、教学重点与难点1. 教学重点：阶梯轴的加工原理和特点，车削加工阶梯轴的基本方法和技巧，加工工艺的制定。
2. 教学难点：车削加工阶梯轴的技巧，加工工艺的制定。
四、教学方法1. 讲授法：讲解阶梯轴的加工原理和特点，车削加工阶梯轴的基本方法和技巧，加工工艺的制定。
2. 演示法：演示车削加工阶梯轴的整个过程，包括机床操作和测量工具的使用。
3. 练习法：学生分组练习车削加工阶梯轴，教师巡回指导。
五、教学过程1. 导入：介绍阶梯轴的加工原理和特点，引发学生兴趣。
2. 讲解：讲解车削加工阶梯轴的基本方法和技巧，加工工艺的制定。
3. 演示：演示车削加工阶梯轴的整个过程，包括机床操作和测量工具的使用。
4. 练习：学生分组练习车削加工阶梯轴，教师巡回指导。
5. 总结：对本次教学进行总结，解答学生疑问。
六、教学评价1. 学生能熟练掌握车削加工阶梯轴的基本方法和技巧。
2. 学生能正确使用车床和相关的测量工具。
3. 学生能够根据加工要求制定合理的加工工艺。
4. 学生能够完成阶梯轴的加工练习，加工质量符合要求。
七、教学资源1. 车床：用于实际操作练习。
2. 测量工具：如卡尺、千分尺等，用于测量加工尺寸。
3. 教学PPT：展示阶梯轴的加工原理和特点，车削加工阶梯轴的基本方法和技巧，加工工艺的制定。
4. 操作手册：提供车床的操作方法和注意事项。
八、教学进度安排1. 第一课时：讲解阶梯轴的加工原理和特点，车削加工阶梯轴的基本方法。
2. 第二课时：讲解车削加工阶梯轴的技巧，加工工艺的制定。
3. 第三课时：演示车削加工阶梯轴的整个过程，包括机床操作和测量工具的使用。
机械制造技术基础04-教材参考内容——CA6140主轴箱结构
（4)C A6140型卧式车床的主要结构①主轴箱主轴箱是车床的主要部件,其主要功能是支承主轴,并实现其开、停、换向、制动和变速,把进给运动从主轴传向进给系统。
因此,它是一个比较复杂的传动部件。
图3●9是C A6140型车床主轴箱的展开图。
它是按照传动轴传递运动的先后顺序,沿轴心线剖开（图3●10),并将其展开绘制而成。
展开图主要表示:各传动件（轴、齿轮、带传动和离合器等)的传动关系;各传动轴及主轴上有关零件的结构形状、装配关系和尺寸,以及箱体有关部分的轴向尺寸和结构。
图3.9C A6140型车床主轴箱展开图1—花键套;2—带轮;3—法兰;4—箱体;5—定位钢球要表示清楚主轴箱部件的结构,仅有展开图是不够的,因为它不能表示出主轴箱的高度、深度和各传动轴的空间位置及其他一些较为复杂的机构和零件。
因此,要完整地表示出主轴箱的全部结构,还需另加若干剖面图、向视图和外形图（图略)。
A.卸荷带轮电动机经V形带将运动传至轴I左端的带轮2（图3.9的左上部分)。
带轮2与花键套1用螺钉连接成一体,支承在法兰3内的两个深沟球轴承上。
法兰3固定在主轴箱箱体上。
这样,带轮可通过花键套带动轴I旋转,V形带的拉力则经轴承和法兰3传至箱体4。
轴I的花键部分只传递转矩,从而可避免因V形带的拉力而使轴I产生弯曲变形,提高了传动的平稳性。
因此,这种带轮是卸荷的（即把径向载荷卸给箱体)。
图3.10主轴箱展开图的剖切面B.双向多片摩擦离合器及其操纵机构图3.11所示为双向片式摩擦离合器结构。
双向片式摩擦离合器装在轴I上,其功用是控制主轴正转、反转或停止。
它主要由内摩擦片3、外摩擦片2、压套8及空套齿轮1等组成。
离合器左、右两部分结构是相同的。
左离合器传动主轴正转,用于切削,传递的扭矩较大,所以片数较多（外摩擦片8 片,内摩擦片9 片）。
右离合器传动主轴反转,主要用于退刀,片数较少（外摩擦片4片,内摩擦片5片）。
如图3.11（a）所示,内摩擦片3与花键轴I相连,外摩擦片2以其四个凸齿与空套双联齿轮1相连,外片空套在轴I上,内、外摩擦片相间安装。
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完成工作任务需再查阅的背景知识
• 资料一:切槽与切断工艺 • 1.切槽与切断
• 槽:螺纹退刀槽、砂轮越程槽、油槽、密封圈槽等。 • 切槽和车端面有些相似，但刀具与工件的接触面积比 较大，切削条件比较差。 • 切断：切断与切槽类似，只是由于刀具要切到工件回 转中心，散热条件差、排屑困难、刀头窄而长，所以 切削条件差。 • 切断时刀尖必须与工件等高，否则切断处将留有凸台， 且易损坏加工刀具。 • 一般轴类零件上的切槽，应当在精车之前进行，再最 后切断。
• 资料二:常见切槽刀与切断刀
• 常见切槽刀、切断刀及刀片如下图所示：
常见切槽刀与切断刀
切槽、切断刀片
教学过程设计
1．对图1-77所示阶梯轴加工案例进行详尽分析，找出该阶梯轴加工工 艺有什么不妥之处？ （1）加工方法选择是否得当？ （2）夹具选择是否得当？ （3）刀具选择是否得当？ （4）加工工艺路线是否得当？ （5）切削用量是否合适？ （6）工序安排是否合适？ （7）机床选择是否得当？ （8）装夹方案是否得当？ 2．对上述问题进行分析后，如果有不当的地方，改正过来，提出正确 的工艺措施； 3．制定正确工艺，并优化工艺； 4．填写该阶梯轴加工案例加工工序卡、刀具卡梯轴加工案例数控加工工序卡如表1-26所示 （2）阶梯轴加工案例数控加工刀具卡如表1-27所示 （3）阶梯轴加工案例装夹方案 该案例零件是典型回转体类零件，适合选用三爪 卡盘反爪外台阶面以一端定位，夹紧外径。因工件长径 比大于5，且加工精度及表面粗糙度要求较高，三爪卡 盘夹紧一端时，另一端必须采用机床尾架顶尖顶紧，即 形成一夹一顶的装夹方式。掉头装夹加工时，担心已精 加工的φ50mm外径表面夹伤，可考虑在工件φ50mm 已加工表面夹持位包一层铜皮，防止工件夹伤。
单元三 编制阶梯轴数控车削加工工艺
单元工作任务 • 1．分析图1-77所示阶梯轴加工案例，确 定正确数控车削加工工艺； • 2．编制图1-77所示阶梯轴数控车削加工 工序卡、刀具卡等工艺文件。 • 单元教学学时： • 1学时
图1-77 阶梯轴加工案例
阶梯轴加工案例零件说明：该阶梯轴加工案例零件材料为45钢， 毛坯尺寸为φ57mm×260mm，小批生产。现有该阶梯轴加工案 例数控加工工艺规程如下:
• 2. 回转体类零件的切槽与切断加工
• 回转体类零件内外回转表面或端面常见切槽与切断加 工如下图所示：
• 3.切断刀切削刃宽度的确定
• 切断刀主切削刃太宽，会造成切削力过 大而引起振动；主切削刃太窄，削弱刀头强 度，容易使刀头折断。通常，切断刀主切削 刃宽度a可用下面公式计算： • a≈ (0.5-0.6) • 式中：a—主切削刃宽度 • D—工件待加工表面直径，单位：mm
• 4 .切断时切断刀的折断问题
•
当切断毛坯或不规则表面的工件时，切断前先把工件车圆， 或起始切断时，尽量减小进给量，以免发生“啃刀”而损坏切 断刀。 • 用卡盘装夹工件切断时，如工件装夹不牢固，或切断位置 离卡盘较远，在切削力的作用下易将工件抬起，造成切断刀刀 头折断。因此，工件应装夹牢固，切断位置应尽可能靠近卡盘， 当切断用一夹一顶装夹工件时，工件不应完全切断，而应在工 件中心留一细杆，卸下工件后再用榔头敲断。否则，切断时会 造成事故并折断切断刀。切断刀装得与工件轴线不垂直，主切 削刃没有对准工件中心，也容易使切断刀折断。 • 切断时的进给量太大，或数控车床X轴传动链间隙过大时， 切断时易发生“扎刀”，会造成切断刀折断；手动进给切断时， 摇动手轮应连续、均匀、如不得已而需中途停车时，应先把车 刀退出后再停车。切断刀排屑不畅时，使切屑堵塞在槽内，造 成刀头负荷增大而折断。故切断时应注意及时排屑，防止堵塞。