机械制造及工艺——轴类零件工艺过程分析要点教程文件
机械制造工艺基础14.1--轴类零件加工工艺
机械制造工艺基础14.1--轴类零件加工工艺一、轴类零件的结构、材料和工艺分析1．轴类零件的功用和结构轴用来支撑传动零件，传递扭矩或运动。
轴在工作中需承受载荷，保证一定的回转精度轴类零件的加工表面通常有内、外圆柱面，内、外圆锥面，台阶平面和端平面，以及螺纹、花键、键槽和沟槽2．轴类零件的材料和毛坯轴类零件的材料一般有碳素结构钢和合金结构钢轴类零件的毛坯有圆棒料、锻件、铸钢件3．轴类零件的加工工艺分析（1）公共轴线是各回转面的径向设计基准。
精度要求较高的轴可以两端中心孔轴线作为径向加工基准；精度要求不高的轴及粗加工，可用外圆表面作加工基准（2）按照粗车→半精车→精车的顺序加工，精度要求高的轴要安排磨削加工（3）轴上花键、键槽、螺纹加工安排在车削后麽削前；需淬火的轴，螺纹加工放在表面淬火后（4）轴的毛坯为锻件时，要安排正火处理，重要的轴类零件要经过多次热处理轴类零件的典型工艺过程二、齿轮轴加工工艺分析（1）零件分析（2）毛坯选择（3）加工阶段划分：分为粗加工、半精加工、精加工三个阶1）粗加工阶段：齐端面，打中心孔，粗车各外圆2）半精加工阶段：半精车，精车各外圆，车螺纹，铣键槽，铣齿轮3）精加工阶段：修研中心孔，粗/精磨两个20得外圆/锥度1：10圆锥台/30齿轮顶圆（4）基准选择：粗车采用外圆表面与中心孔作为定位基准，采用“一夹一顶”车削精车、磨削时采用两中心孔作为定位基准（5）热处理工序：调质处理放在粗车工序后、半精加工阶段前；齿轮淬火在磨削加工前（6）单件小批量生产的加工工艺过程三、丝杠加工工艺分析（1）零件分析（2）加工工艺过程四、花键轴加工工艺分析（1）零件分析毛坯采用自由端造车削加工分粗、精两个阶段，热处理工序安排在粗车以后精加工之前；为保证零件的加工精度，工件两端中心孔在热处理以后精加工前要进行修研；铣键槽时采用辅助支承（2）加工工艺过程。
轴的加工过程及工艺分析
轴的加工过程及工艺分析轴是一种常用的机械零件，它可以用于传递动力或支撑和定位其他零件。
轴的加工过程及工艺分析是保证轴的质量和精度的重要环节。
下面我将详细介绍轴的加工过程及工艺分析。
轴的加工过程一般包括原材料选择、粗加工、精加工和表面处理四个步骤。
首先是原材料选择，轴的材质一般选择碳素结构钢或合金钢，应根据轴的用途和工作环境选择合适的材料。
其次是粗加工，目的是将原材料加工成具有一定形状和尺寸的毛坯。
常用的粗加工方法包括锻造、锻粗、铸造和挤压等。
其中，锻造和锻粗是常用的方法，可以提高轴的强度和综合性能。
精加工是将粗加工后的毛坯加工成最终形状和尺寸的工序，常用的精加工方法有车削、铣削、钻孔和磨削等。
最后是表面处理，对轴的表面进行热处理、表面强化或化学处理，提高轴的表面硬度、耐磨性和耐腐蚀性。
轴的加工工艺分析主要包括工艺路线的确定、工艺参数的选择和工艺装备的选型。
确定工艺路线是指根据轴的形状、尺寸和材质等要求，选择合适的加工方法和工艺顺序。
工艺路线的确定应综合考虑加工效率、工艺质量和经济性等因素。
工艺参数的选择是指根据轴的形状、材料和加工要求等确定加工速度、切削深度和进给量等参数。
工艺参数的选择应在保证工艺质量的前提下，尽可能提高生产效率。
工艺装备的选型是指根据轴的加工要求，选择合适的机床和刀具等设备。
选型时应综合考虑加工精度、加工效率和经济性等因素。
轴的加工过程及工艺分析中还需要注意一些关键技术和工艺控制。
首先是正确选择刀具和工装。
根据轴的形状和材料等要求，选择合适的刀具和工装，提高加工效率和加工质量。
其次是优化加工顺序和工艺参数。
通过合理的加工顺序和工艺参数的选择，提高加工效率和加工质量。
再次是加强工艺管理和质量控制。
加强对加工过程的监控和控制，提高加工质量和产品一致性。
最后是加强刀具的管理和维护。
对刀具进行定期检查和维护，延长刀具使用寿命，降低加工成本。
综上所述，轴的加工过程及工艺分析是保证轴质量和精度的重要环节。
轴类零件加工工艺过程培训课件实用操作手册
位置精度问题
如圆度、圆柱度不达标等，可 通过提高机床精度、采用先进 测量技术和加强工艺控制等方 法改进。
质量持续改进方向探讨
引入先进制造技术
如高速切削、精密磨削等，提高加工效 率和加工精度。
推动数字化转型
利用大数据、人工智能等技术手段， 对加工过程进行智能化分析和优化，
学员心得体会分享
加深了对轴类零件加工工艺流程的理解
通过本次培训，学员们对轴类零件的加工工艺流程有了更加清晰的认识，明确了各个环 节的作用和要求。
掌握了关键加工技术
学员们表示，通过培训中的实践操作和案例分析，他们掌握了轴类零件加工过程中的关 键技术，能够独立完成相应的加工任务。
增强了质量控制意识
培训中强调的质量控制方法和检验标准，使学员们更加意识到质量对产品性能和使用寿 命的重要性，提高了他们的质量控制意识。
随着环保意识的日益增强，未来轴类零件加工将更加注重绿色制造和可持续发展，推动清洁生产、节能 减排和资源循环利用等方面的技术创新。
THANK YOU
感谢聆听
关键工序操作要点
关键工序：对轴类零件加工质量起决定性作用 的工序，如车削、磨削等。
01
选用合适的刀具和切削用量，保证加工精 度和表面质量。
03
02
操作要点
04
控制好机床的精度和刚度，减少振动和变 形。
加强冷却和润滑，防止刀具磨损和工件热 变形。
05
06
做好首件检验和过程监控，及时发现和解 决问题。
轴类零件定义
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。
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 。
主轴零件的机械加工工艺分析
图4-1所示为车床主轴简图。
下面以该车床主轴加工为例，分析轴类零件的工艺过程。
图4-1 车床主轴简图主要技术要求分析1．支承轴颈的技术要求:有三处支承轴颈表面，（前后带锥度的Ａ、Ｂ面为主要支承，中间为辅助支承）其圆度和同轴度（用跳动指标限制）均有较高的精度要求。
2．螺纹的技术要求:主轴螺纹的牙形要正，与螺母的间隙要小。
必须控制螺母端面的跳动，使其在调整轴承间隙的微量移动中，对轴承内圈的压力方向正。
3．前端锥孔的技术要求主轴锥孔是用于安装顶尖或工具的莫氏锥炳，锥孔的轴线必须与支承轴颈的轴线同轴，否则影响顶尖或工具锥炳的安装精度，加工时使工件产生定位误差。
4．前端短圆锥和端面的技术要求主轴的前端圆锥和端面是安装卡盘的定位面，为保证安装卡盘的定位精度其圆锥面必须与轴颈同轴，端面必须与主轴的回转轴线垂直。
5．其它配合表面的技术要求如对轴上与齿轮装配表面的技术要求是：对Ａ、Ｂ轴颈连线的圆跳动公差为0.015mm，以保证齿轮传动的平稳性，减少噪音。
上述的（1）、（2）项技术要求影响主轴的回转精度，而（3）、（4）项技术要求影响主轴作为装配基准时的定位精度，第（5）项技术要求影响工作噪音，这些表面的技术要求是主轴加工的关键技术问题。
1．主轴材料和热处理的选择。
材料选用45钢，预备热处理采用正火和调质，最后热处理采用局部高频淬火。
2．主轴的毛坯。
毛坯一般使用锻件和圆钢，结构复杂的轴件（如曲轴）可使用铸件。
主轴加工工艺过程分析1．定位基准的选择最常用的定位基准是两端中心孔。
因为轴上各表面的设计基准一般都是轴的中心线，所以用中心孔定位符合基准重合原则。
不能用中心孔定位，此时宜用外圆定位，轴的一端用卡盘夹外圆，另一端用中心架架外圆，即夹一头，架一头。
表4-1 车床主轴加工工艺过程粗加工外圆时，为提高工件的刚度，采取用三爪卡盘夹一端（外圆），用顶尖顶一端（中心孔）的定位方式，如上述工艺过程的6、8、9序中所用的定位方式。
典型轴类零件加工工艺分析定稿版
典型轴类零件加工工艺分析精编W O R D版 IBM system office room 【A0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8】阶梯轴加工工艺过程分析图6—34为减速箱传动轴工作图样。
表6—13为该轴加工工艺过程。
生产批量为小批生产。
材料为45热轧圆钢。
零件需调质。
（一）结构及技术条件分析该轴为没有中心通孔的多阶梯轴。
根据该零件工作图，其轴颈M、N，外圆P,Q及轴肩G、H、I有较高的尺寸精度和形状位置精度，并有较小的表面粗糙度值，该轴有调质热处理要求。
（二）加工工艺过程分析1．确定主要表面加工方法和加工方案。
传动轴大多是回转表面，主要是采用车削和外圆磨削。
由于该轴主要表面M,N,P,Q的公差等级较高（IT6），表面粗糙度值较小（Ra0.8μm），最终加工应采用磨削。
其加工方案可参考表3-14。
2．划分加工阶段该轴加工划分为三个加工阶段，即粗车（粗车外圆、钻中心孔），半精车（半精车各处外圆、台肩和修研中心孔等），粗精磨各处外圆。
各加工阶段大致以热处理为界。
3．选择定位基准轴类零件的定位基面，最常用的是两中心孔。
因为轴类零件各外圆表面、螺纹表面的同轴度及端面对轴线的垂直度是相互位置精度的主要项目，而这些表面的设计基准一般都是轴的中心线，采用两中心孔定位就能符合基准重合原则。
而且由于多数工序都采用中心孔作为定位基面，能最大限度地加工出多个外圆和端面，这也符合基准统一原则。
但下列情况不能用两中心孔作为定位基面：（1）粗加工外圆时，为提高工件刚度，则采用轴外圆表面为定位基面，或以外圆和中心孔同作定位基面，即一夹一顶。
（2）当轴为通孔零件时，在加工过程中，作为定位基面的中心孔因钻出通孔而消失。
为了在通孔加工后还能用中心孔作为定位基面，工艺上常采用三种方法。
①当中心通孔直径较小时，可直接在孔口倒出宽度不大于2mm的60o内锥面来代替中心孔；②当轴有圆柱孔时，可采用图6—35a所示的锥堵，取1∶500锥度；当轴孔锥度较小时，取锥堵锥度与工件两端定位孔锥度相同；③当轴通孔的锥度较大时，可采用带锥堵的心轴，简称锥堵心轴，如图6—35b所示。
轴类零件的加工工艺资料分析
轴类零件的加工工艺绪论本课题主要研究轴类零件加工过程，加工工艺注意点及改进的方法，通过总结非标件的加工以及典型半成品轴类零件的加工实例来加以说明。
现在许多制造最终成品的工厂为了提高机器的某些性能或者降低成本，需要找机械加工厂定做的，常常会因为设备、技术或者工艺规程制定的不是很好，加工出来的部件无法满足使用要求，所以需要一次次的总结，改进加工工艺，从而完善产品。
经过总结了生产上出现的问题，写下了这篇论文。
轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一。
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。
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1 轴类零件的功用、结构特点轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一。
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。
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。
根据结构形状的不同，轴类零件可分为光轴、阶梯轴、空心轴和曲轴等。
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。
1.1轴类零件的毛坯和材料1.1.1轴类零件的毛坯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。
根据生产规模的不同，毛坯的锻造方式有自由锻和模锻两种。
中小批生产多采用自由锻，大批大量生产时采用模锻。
1.1.2轴类零件的材料轴类零件材料常用45钢，精度较高的轴可选用40Cr、轴承钢GCr15、弹簧钢65Mn，也可选用球墨铸铁；对高速、重载的轴，选用20Mn2B、20Cr等低碳合金钢或38CrMoAl氮化钢。
轴类零件数控加工工艺过程及编程分析
1.引言随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，各工业发达国家投入巨资，对现代制造技术进行研究开发，提出了全新的制造模式。
20世纪中叶数控技术的出现，给机械制造业带来了革命性的变化。
数控加工，是指在数控机床上进行零件加工的一种工艺方法，数控机床加工与传统机床加工的工艺规程从总体上说是一致的，但也发生了明显的变化。
用数字信息控制零件和刀具位移的机械加工方法。
它是解决零件品种多变、批量小、形状复杂、精度高等问题和实现高效化和自动化加工的有效途径。
二十一世纪机械制造业的竞争，其实质是数控技术的竞争。
长期以来，我国的数控系统为传统的封闭式体系结构，加入世贸组织后，中国正在努力逐步成为“世界制造中心”，为了增强竞争能力，中国制造业开始广泛使用和创新先进的数控技术。
2.数控机床的特点(1) 通用性强，生产率高，加工精度高且稳定，操作者劳动强度低。
(2) 换批调整方便，适合于多种中小批柔性自动化生产。
(3) 适合于复杂零件的加工(4) 便于实现信息流自动化，在数控车床基础上，可实现计算机集成制造系统。
3.零件图分析零件加工图如下：图1 轴零件图如图1所示，该零件表面由圆柱、圆锥，圆弧、槽、螺纹、内孔等表面组成，尺φ，无热处理和硬度要求。
寸标注完整，材料为45钢，毛坯为mm85⨯165加工方法的选择原则是保证加工表面的精度和表面粗糙度的要求，由于获得同一级精度及表面粗糙度的加工方法一般有许多，因而在实际选择时，要结合零件的形状、尺寸大小和形位公差等要求全面考虑。
图上几个精度较高的尺寸，因其公差值较小，所以编程时取其基本尺寸。
4.数控机床与系统的选择4.1数控机床的选择：选择台州市温岭金东数控机械厂生产的经济型CJK6134数控仪表车床作为加工设备，其外形图如下：图2 CK6132S数控机床外形图本车床是适用国内外市场需要而设计的车床，其用途广泛，适用于各种系统，能加工各种零件的外圆，内圆，端面，锥度，切槽以及螺纹等，故在48mm以下的可以直接进入主轴孔内夹持加工，该车床结构简单，操作灵便，刚性强，适宜于利用黑色金属，其加工精度可达6级。
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轴类零件工艺过程分析
1．轴类零件加工
轴类零件是回转体零件，其长度大于直径，它的主要表面是同轴线的若干个外圆柱面、圆锥面、孔和螺纹等。
按其结构形状，可分为光滑轴、台阶轴、空心轴和曲轴等四大类。
在机械中，轴类零件主要用来支承传动零件（如齿轮、带轮等）和传递转矩。
光滑轴的毛坯一般选用热轧圆钢或冷轧圆钢；台阶轴的毛坯，可选用热轧或冷轧圆钢，也可选用锻件，主要根据产量和各台阶直径之差来确定，产量越大，直径相差越大，采用锻件越有利；当要求轴具有较高力学性能时，应采用锻件。
单件小批生产采用自由锻，成批大量生产采用模锻；对某些大型、结构复杂的轴可采用铸件，例如曲轴可以用球墨铸铁作毛坯。
1．机械加工工艺特点
(1）定位基准的选择
用两中心孔（顶尖孔）定位，工件装夹方便，符合基准统一和基准重合原则，容易保证较高位置精度，应用很广泛。
加工过程中，中心孔始终要保持准确和清洁。
每次热处理后，在转入下一加工阶段前应对中心孔进行研磨或修整，以去除中心孔表面的氧化皮或其他损伤。
用外圆表面定位，一般用卡盘装夹。
因基准面的加工和工件装夹都比较方便，故此法应用也较多。
车削长轴时，常将轴的一端装夹在卡盘中，另一端用后顶尖顶住或用中心架托住，因此工件加工时刚性比用两顶尖定位时好。
但是，卡盘定位精度低，工件调头车削时，两端外圆表面会产生同轴度误差，影响位置精度。
(2）工艺过程分析
轴类零件一般机械加工工艺过程如下：
①预备加工校直、车断、车端面和钻中心孔。
②粗车工序粗车顺序是先加工直径较大外圆表面，后加工小直径外圆表面。
端面加工顺序与外圆加工相同。
③精车工序按粗车的加工顺序精车外圆和端面，然后进行车槽、倒角、车螺纹等。
④其他工序铣健槽、铣花键、钻孔、磨轴颈外圆等。
⑤热处理工序按工艺需要可在粗车或半精车工序后安排热处理工序。
⑥磨削工序当外圆面精度较高．粗糙度值较小，及淬火后工件，可用磨削加工。
若轴上有深孔，应在深孔加工前，利用中心孔先粗车或半精车外圆，然后再加工深孔。
这样，可保证深孔加工时所用定位基准（外圆面）的质量，并可使深孔与外圆同轴，壁厚均匀。
传动轴加工工艺过程
图6－16为车床溜板箱中一根传动轴。
现以此轴为例进行机械加工工艺分析。
(l）传动轴各主要部分的作用及技术要求
①在φ24±的轴段上装一个双联齿轮，为传递运动和动力，轴上开有键槽。
②轴上左、右两端φ22±和φ20±为轴颈，支承在溜板箱箱体的轴承孔中。
③φ22±、φ24±和φ20±等配合面对轴线 A
的径向圆跳动允差为0.02㎜。
④端面 C 和 B 对轴线 A 的端面跳动允差不大于
0.03㎜。
⑤工件材料为45﹟钢，两端轴颈淬火硬度为40～45 HRC。
（2）基准选择
为保证各主要外圆表面和端面的相互位置精度，选用两端的中心孔作为粗、精加工定位基准。
这样，符合基准统一和基准重合原则，也可提高生产率。
（3）生产类型为单件小批生产，选用φ35 圆钢料作毛坯。
（4）工艺分析该零件各加工面，均有一定的尺寸精度、位置精度和粗糙度要求。
轴上的键槽，可在立式铣床上使用键槽铣刀铣出。
其余各加工表面，报据技术要求，可采用粗车→半精车→粗磨→精磨的加工顺序，其加工工艺过程见表6－2。
带轮轴加工工艺过程分析
图6－36所示为带轮轴工作图样。
生产类型为小批生产。
材料为15 钢。
带轮轴中的主要技术条件有两项：一为渗碳层深度，应控制在12～15mm 范围内；二为外圆φ22f7 需经渗碳淬火其硬度为HRC58～63 。
可以看出只有Φ22f7 处需渗碳处理，其余部分均不可渗碳。
零件上不需渗碳的部分，可加大余量，待渗碳后车去渗碳层或在不需渗碳处涂防渗材料。
加工余量应单面略大于渗碳深度，故右端直径取Φ
25mm ，单面去碳余量为2.5mm ，总长两端也应有渗碳余量各3mm 。
在磨外圆前由于已经过淬火工序，两端中心孔在淬火时易产生氧化皮及变形，故增加一道研磨中心孔的工序。
表6－14为带轮轴的加工工艺过程。