轴类零件的热处理
轴类零件的技术条件规范
镀铬轴设计技术规范目的: 为了统一镀铬轴的设计和技术要求,特制定本规范 一、哥林柱图一1、常用材料:40Cr,其化学成分应符合GB/T3077-1999的规定; 哥林柱直径≥Φ160，采用锻件，整体调质后机械性能符合探伤要求见CM/HC17-2006 注塑机用哥林柱检验技术规范 哥林柱直径＜Φ160，采用40Cr 热轧圆钢，热处理方式：调质；2、表面处理镀硬铬厚度: d＜Φ120 时为0.03～0.05;d≥Φ120时为0.05～0.07;3、杆径d的公差采用f7(镀铬后尺寸),未注表面粗糙度Ra 6.3;4、形位公差见图一规定；5、两端中心孔标注见图二。
图二采用C型(带螺纹)的型式当哥林柱直径d＜Φ120时,采用CM10L20/16.3；当哥林柱直径Φ120≤d＜Φ180时采用CM16L30/25.3；当d＞Φ180时,采用CM24L50/38；标注示例:GB/T 4459.5-CM24L50/38标注说明:D=M24,L=50,D2=Φ38;（L为螺纹长度）6、退刀槽宽度L1参照下表7、卸载槽宽L2约为哥林柱直径的0.9倍,直径d2约为哥林柱直径的0.85~0.9倍。
8、不同截面过渡处的R1、R2值：建议取过渡处较小直径的0.2倍左右9、两端倒角应大于或等于1/2螺距10、两端螺纹(见图三)图三（1）普通螺纹M1、M2公差等级采用g6,大径f6，并参照以下标准: GB/T 193《普通螺纹直径与螺距系列》GB/T 196《普通螺纹基本尺寸》GB/T 197《普通螺纹公差与配合》GB/T 197-1981 内外螺纹的基本偏差（2）梯形螺纹Tr1、Tr2参照以下标准:GB/T5796.1 梯形基本牙型尺寸GB/T5796.2 梯形直径和螺距GB/T5796.3 梯形螺距基本尺寸GB/T5796.4 梯形螺纹公差（3）调模端一般用梯形螺纹；当d≥Φ125时用梯形螺纹,d＜Φ125时用普通螺纹,但与头部螺距不能相等。
轴类零件加工工艺过程
“机械设计师成长之路”
四、选择毛坯、确定毛坯尺寸。
1、该轴选用φ 45钢棒料做为毛坯。
2、毛坯尺寸为φ 50mm×415mm。
五、工艺规程设计 1、选择合理的定位。
粗加工采用毛坯外圆定位，精加工采用两端中心孔定 位 2、零件表面加工方法的确定。
该零件为回转体类零件，粗加工和半精加工采用车床 加工加工外径及各端面最合适，精加工采用磨削，键槽采 用铣床加工。
“机械设计师成长之路”
二、台阶轴的加工工艺较为典型，反映了轴类零件加工的 大部分内容与基本规律。下面就以换向器中的传动轴为例 ，介绍一般台阶轴的加工工艺。 1、零件图样分析，如下图所示：
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三、零件的工艺性分析。 1、该轴属于阶梯轴。 2、主要加工的面有φ35 、φ40、φ46、M45×1.5外圆柱面， 10mm键槽、6mm止退槽以及各端面。 3、该轴属精密配合零件，大部分是IT6级。 4、热处理需要调质处理。 5、材质为45钢。 6、多处外径及台阶面有形位公差要求。
“机械设计师成长之路”
六、加工顺序的安排。 1、机械加工工序。 2、热处理工序的安排。 七、该轴加工工艺过程如下图所示。
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谢谢！
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轴类零件的加工工艺过程
“机械设计师成长之路”
一、轴类零件的功能、结构特点及分类 功能---通常用于支撑传动件、传递扭矩或运动、支撑载 荷。 结构的点---大多为回转体类零件，长度大于直径，有圆 柱面、轴肩端面、键槽、螺纹及花键等表面组成。 分类---光轴、阶梯轴、空心轴、异形轴（曲轴、凸轮轴 、偏心轴和花键轴等）。
轴类零件加工
金属热处理分类
普通（整体）热处理 退火 正火 淬火 回火 感应加热表面淬火
热 处 理
表面热处理
表面淬火
火焰加热表面淬火 激光加热表面淬火等 渗碳
表面化学热处理
渗氮
碳氮共渗 渗金属等
常用热处理方法的工艺曲线示意图
1. 退火
退火是将金属制件加热到高于或低于这种金属 的临界温度，经保温一定时间，随后在炉中或埋 入导热性较差的介质中缓慢冷却，以获得接近平 衡状态组织的一种热处理工艺。 退火的目的： a. 降低硬度，以利于切削加工； b. 细化晶粒，改善组织，提高机械性能； c. 消除内应力，为下一道热处理作好准备； 一、退火 d. 提高金属材料的塑性、韧性，便于进行冷 冲压或冷拉拔加工。 退火的缺点：占用设备；生产率低。
碳钢分类
按钢中含碳量多少分： 低碳钢 Wc < 0.25% 中碳钢 Wc = 0.25%—0.6% 高碳钢 Wc > 0.6%
低碳钢
特点： 塑性好、韧性好、硬度强度低（软刚）、耐 磨性差。 热处理： 通常情况下将其进行渗碳，然后淬火，再低 温回火后使用。
中碳钢
特点： 热加工及切削性能良好，强度硬度比低碳钢 高，韧性塑性低于低碳钢，焊接性能较差。 热处理： 通常采用完全（加热到单相奥氏体区得到单 相均匀奥氏体）淬火加中温或高温回火的热 处理工艺。
5. 调质处理
淬火后再经高温回火的热处理工艺，称为调质处理。一 般要求具有较高综合机械性能的重要结构零件，都要经过调 质处理。
回火方法 加热温度 （℃） 低温回火 150～250
力学性能 特点 高硬度、耐 磨性
应用范围
硬度 （HRC）
刃具、量具、 58～65 冷冲模等
中温回火
机械加工常见热处理工艺
渗碳渗碳热处理渗碳：是对金属表面处理的一种，采用渗碳的多为低碳钢或低合金钢，具体方法是将工件置入具有活性渗碳介质中，加热到900--950摄氏度的单相奥氏体区，保温足够时间后，使渗碳介质中分解出的活性碳原子渗入钢件表层，从而获得表层高碳，心部仍保持原有成分。
相似的还有低温渗氮处理。
这是金属材料常见的一种热处理工艺，它可以使渗过碳的工件表面获得很高的硬度，提高其耐磨程度。
概述渗碳（carburizing/carburization）是指使碳原子渗入到钢表面层的过程。
也是使低碳钢的工件具有高碳钢的表面层，再经过淬火和低温回火，使工件的表面层具有高硬度和耐磨性，而工件的中心部分仍然保持着低碳钢的韧性和塑性。
渗碳工件的材料一般为低碳钢或低碳合金钢(含碳量小于0.25%)。
渗碳后﹐钢件表面的化学成分可接近高碳钢。
工件渗碳后还要经过淬火﹐以得到高的表面硬度﹑高的耐磨性和疲劳强度﹐并保持心部有低碳钢淬火后的强韧性﹐使工件能承受冲击载荷。
渗碳工艺广泛用于飞机﹑汽车和拖拉机等的机械零件﹐如齿轮﹑轴﹑凸轮轴等。
渗碳工艺在中国可以上溯到2000年以前。
最早是用固体渗碳介质渗碳。
液体和气体渗碳是在20世纪出现并得到广泛应用的。
美国在20年代开始采用转筒炉进行气体渗碳。
30年代﹐连续式气体渗碳炉开始在工业上应用。
60年代高温(960～1100℃)气体渗碳得到发展。
至70年代﹐出现了真空渗碳和离子渗碳。
分类按含碳介质的不同﹐渗碳可分为气体渗碳、固体渗碳﹑液体渗碳﹑和碳氮共渗（氰化）。
气体渗碳是将工件装入密闭的渗碳炉内，通入气体渗剂（甲烷、乙烷等）或液体渗剂（煤油或苯、酒精、丙酮等），在高温下分解出活性碳原子，渗入工件表面，以获得高碳表面层的一种渗碳操作工艺。
固体渗碳是将工件和固体渗碳剂（木炭加促进剂组成）一起装在密闭的渗碳箱中，将箱放入加热炉中加热到渗碳温度，并保温一定时间，使活性碳原子渗人工件表面的一种最早的渗碳方法。
液体渗碳是利用液体介质进行渗碳，常用的液体渗碳介质有：碳化硅，―603‖渗碳剂等。
30crmnsia 热处理
30crmnsia 热处理【1】30CrMnSiA 钢的概述30CrMnSiA 是一种高强度、高韧性的合金结构钢。
该钢种在我国广泛应用于制造各种重要零部件，如齿轮、轴类、传动部件等。
其化学成分主要包括碳（C）、硅（Si）、锰（Mn）、铬（Cr）等元素，具有良好的力学性能和耐磨性。
【2】30CrMnSiA 热处理工艺30CrMnSiA 钢的热处理工艺通常包括淬火、回火、正火等。
其中，淬火是最关键的步骤，目的是使钢的组织发生相变，提高硬度和强度。
淬火温度一般在800-900℃左右，保温时间根据零件大小和形状复杂程度而定。
回火和正火则是为了消除淬火应力，提高钢的韧性和塑性。
【3】热处理对30CrMnSiA 钢性能的影响热处理对30CrMnSiA 钢的性能有着至关重要的影响。
通过合适的热处理工艺，可以充分发挥钢的潜力，提高其力学性能和使用寿命。
淬火能使钢的组织细化，提高硬度和强度，但同时降低韧性。
回火和正火则有助于提高钢的韧性和塑性，减轻或消除淬火应力。
【4】常见的热处理缺陷及预防措施在30CrMnSiA 钢的热处理过程中，可能会出现一些缺陷，如过热、过烧、氧化脱碳、变形等。
为了预防这些缺陷，我们需要：1.严格控制热处理温度和保温时间，避免过热和过烧。
2.采用保护气氛加热，减少氧化脱碳。
3.合理安排零件的装炉顺序和冷却速度，减小变形。
4.控制淬火介质的速度和温度，降低淬火应力。
【5】总结30CrMnSiA 钢的热处理对其性能具有重要影响。
通过合理的热处理工艺和严格的操作规范，可以提高30CrMnSiA 钢的力学性能、韧性和耐磨性，从而满足各种重要零部件的使用要求。
典型轴类零件实验报告
电子科技大学。
学院实验报告（实验）课程名称典型轴类零件的数控车削工艺与加工学生姓名:………学号：*************指导教师：////日期：6-13周电子科技大学实验报告学生姓名：。
学号：1010101010011 指导教师：、、、实验地点：工程训练中心114 实验时间：6-13周一、实验室名称：工程训练中心二、实验项目名称：典型轴类零件的数控车削工艺与加工三、实验学时：32四、实验原理：用Mastercam软件设计图形并绘图，运用G代码，将工艺文件编制成数控加工程序，输入数控车床，加工出零件。
五、实验目的：（一）掌握轴类零件的结构特点、实际应用；（二）学习Mastercam软件绘图并进行粗工与精工程序编制；（三）掌握工艺制造工艺，学习对工程手册的使用；（四）掌握典型零件的毛培制造、热处理、机加工方法；（五）将传统加工与现代制造技术有机结合，合理制定数控加工工艺，正确使用数控设备及刀夹量具。
六、实验内容：（一）、学习轴类零件的功用、结构特点及技术要求轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一。
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。
轴用轴承支承，与轴承配合的轴段称为轴颈。
轴颈是轴的装配基准，它们的精度和表面质量一般要求较高，其技术要求一般根据轴的主要功用和工作条件制定，通常有以下几项：1、尺寸精度起支承作用的轴颈为了确定轴的位置，通常对其尺寸精度要求较高（IT5~IT7）。
装配传动件的轴颈尺寸精度一般要求较低（IT6~IT9）。
2、几何形状精度轴类零件的几何形状精度主要是指轴颈、外锥面、莫氏锥孔等的圆度、圆柱度等，一般应将其公差限制在尺寸公差范围内。
对精度要求较高的内外圆表面，应在图纸上标注其允许偏差。
阶梯轴加工工艺
阶梯轴加工工艺阶梯轴是一种常见的轴类零件，它通常由不同直径和长度的阶梯来组成。
阶梯轴的特殊结构使其具有一些特殊的工艺要求，在加工阶梯轴时，需要采用一些特殊的工艺措施。
下面本文将介绍阶梯轴加工工艺。
一、工艺分析阶梯轴加工工艺需要根据轴的具体形状和加工要求来确定。
一般而言，阶梯轴的加工工艺主要包括以下几个方面：1、选材：阶梯轴通常需要使用高强度的轴类材料，如优质碳素钢、合金钢等。
选材时应根据不同阶梯的强度要求和使用环境作出选择。
2、车削：阶梯轴可以采用车削、加工中心和磨削等方式进行加工。
在车削阶梯轴时，需要保证阶梯之间的直径公差和圆柱度等要求。
3、铣削：铣削阶梯轴需要使用专门的加工中心设备，同时需要注意铣削刀具的选择和铣削的路径规划，以保证阶梯表面质量。
4、热处理：阶梯轴加工后需要进行热处理。
热处理的目的是调整轴类材料的力学性能和组织结构，以提高阶梯轴的强度和硬度等性能。
5、表面处理：阶梯轴的表面还需要进行钝化、氧化等表面处理，以提高其耐腐蚀性和使用寿命。
1、车削阶梯轴（1）车削大直径：先对大直径部分进行车削成型，直径精度应达到6H8级别。
（2）车削小直径：在大直径部分的基础上，对小直径部分进行车削成型，直径公差应按照要求控制。
（3）车削阶梯表面：对阶梯表面进行车削成型，表面粗糙度应达到Ra3.2μm级别。
3、热处理和表面处理在车削或铣削阶梯轴后，需要进行热处理和表面处理。
热处理方式通常采用淬火、回火、正火等方式进行；表面处理方式通常采用镀锌、喷涂等方式进行。
三、加工注意事项在加工阶梯轴时，需要注意以下几个方面：（1）设备精度：加工阶梯轴的设备应具有高精度和高刚性，以保证轴的尺寸精度和表面质量。
（2）刀具选择：在车削或铣削阶梯轴时，需要选择合适的切削刀具，以保证加工质量和加工效率。
（3）定位方式：在加工阶梯轴时，需要采用合适的夹紧和定位方式，以避免轴的偏移和松动等问题。
总之，阶梯轴加工工艺需要根据轴的具体形状和加工要求来确定。
空心轴类零件加工工艺设计及程序编制
论文题目： 年 级： 院 系： 学生姓名： 指导教师： 年 月空心轴类零件加工工艺设计及程序编制10级机电3班机电学院1231232013年5月摘要空心轴是在轴的中心制一个孔或通孔，它通常是和轴承配合在机架或箱体上以实现传递运动和动力。
空心轴有的内壁光滑，有的有键槽，轴体的外面有阶梯形圆柱。
空心轴不但占用空间体积少，还可减轻设备重量、简化结构。
空心轴零件内部可穿测量电线，压缩空气，加入液压油或润滑油，或者做机器人的手臂等，还可以和其他零件进行配合，螺纹连接等。
虽空心轴有如此多的好处与用处，但空心轴类零件的加工却有它的难处，例如细长轴、内工艺槽、键槽以及有工艺精度等的加工。
所采用的加工设备也根据加工类型的不同而不同，但大多数是用数车加工。
关键词：空心轴；工艺；程序；数控车床AbstractThe hollow shaft is prepared in the center of the axis of an aperture or through hole, which is usually fitted in the rack or cabinet and bearing to transmit motion and power. Some hollow shaft wall is smooth, some keyway stepped cylindrical shaft body outside. Hollow shaft not only take up less space volume, can also reduce the weight of the equipment, and simplify the structure. Inside the hollow shaft wear measurement wire, compressed air, adding hydraulic oil or lubricating oil, or do the robot arm, and other parts with threaded connection. Although there are so many benefits and useful hollow shaft, hollow shaft parts processing it has difficulties, such as slender shaft axis process tank, keyways, and process precision machining. The processing equipment used is also different depending on the type of machining, but most are processed with several vehicles. Keywords:Hollow shaft; process; program; CNC lathe;目录绪论 (1)第1章空心轴类零件的加工 (2)1.1空心轴类零件的公用与结构特点 (2)1.2空心轴类零件加工的技术要求 (2)1.3空心轴类零件加工的主要困难及措施 (2)1.4空心轴类零件的材料、毛坯以及热处理 (3)1.5空心轴类零件的加工工艺分析 (4)第2章空心轴类零件的程序编制 (5)2.1数控编程的概念 (5)2.2手编数控程序的特点与步骤 (6)2.3数控车编程如何确定加工方案 (7)第3章空心轴实例数控加工简单分析 (8)3.1实例加工工艺简单分析 (9)3.2 基本数控车的程序编制 (12)参考文献 (14)Deep hole in the machine tool spindle and DF Introduction (15)绪论国内空心长轴深孔的长径比很大，由于其刀具系统自身的刚性差，在切削过程中极易产生让刀变形和机械振动，不仅制约了生产效率的提高，造成零件内孔中心线偏移，也直接导致加工表面质量的下降。
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轴类零件的热处理
一。内燃机曲轴
由于内燃机曲轴承受周期性变化的气体压力，曲柄连杆机械的惯性力，扭转
和弯曲应力以及冲击力,在高速内燃机中还存在扭转振动,也会造成很大应力。这
会影响曲轴的使用寿命。
故对内燃机曲轴材料和加工工艺的选择，是有一定的要求（高强度，有一定
的冲击韧性和轴颈处高的耐磨性等).特别是材料的热处理.
1低速内燃机,采用正火状态的碳钢、球墨铸铁
2.中速内燃机，采用调质碳钢或合金钢，如45、40Cr、45Mn2、50Mn2等及
球墨铸铁。
3。高速内燃机,采用高强度合金钢，如35CrMo、42CrMo、18Cr2Ni4WA等
4。 110型柴油机曲轴： QT60—2正火,中频淬火,σb≥650N/mm^2，αk＞
15N。m/mm^2,（试样
20×20×110mm），轴体HB240—300，轴颈HRC≥55，珠光体数量:试棒≥75%,
曲轴≥70%。
二.蜗杆的热处理
1。:负荷不大，断面较小的蜗杆
材料45 调质，HB220—250
2.有精度要求（螺纹磨出）而速度＜2m/s.
材料45 淬火,回火，HRC45-50
3。滑动速度较高,负荷较轻的中小尺寸蜗杆
材料15 渗碳,淬火,低温回火,HRC56—62
4.:滑动速度＞2m/s(最大7-8m/s);精度要求很高,表面粗糙度为0。4的蜗
杆,如立车中的主要蜗杆
材料20Cr,20Mn2B 900—950℃渗碳，800-820℃油淬，180-200℃低温回火，
HRC56-62
5.：要求高耐磨性、高精度及尺寸大的蜗杆
材料: 18CrMnTi、20SiMn VB 处理同上 ，HRC56—62
6.:要求足够耐磨性和硬度的蜗杆
材料: 40Cr、42SiMn、45MnB 油淬,回火，HRC5-50
7。：中载、要求高精度并与青铜蜗轮配合使用(热处理后再加工丝扣）之蜗
杆
:材料35CrMo 调质， HB255—303（850—870℃油淬,600-650回火) :
8。：要求高硬度和最小变形的蜗杆
：材料38CrMoAlA、38CrAlA正火或调质后氮,硬度HV＞850
9.汽车转向蜗杆
材料35Cr 815℃氰化 、200℃回火,渗层深度0.35-0。40mm，表面锉力硬度,
心部硬度＜HRC35
三.机床丝杠热处理
1.技术条件：精度较低，受力不大,如各类机床传动丝杠
材料45、45Mn2 一般丝杠可用正火,≥HB170；受力较大的丝杠，调质,HB250;
方头，轴颈局部淬硬HRC42
2。技术条件:≥7级精度,受力不大，轴颈方头等处均不需淬硬，如车床走
刀丝杠
材料45Mn易切削钢和45 热轧后σb=600-750N/mm^2,除应力后HB170-207,
金相组织片状珠光体+铁素体
3技术.条件： 7—8级精度,受力较大,如各类大型镗床、立车、龙门铣和刨
床等的走刀和传动丝杠
材料40Cr、42MnVB、（65Mn） 调质HB220-250,σb≥850N/mm^2；方头、轴
颈局部淬硬要求： HRC42,金相组织:均匀索氏体
4技术条件8级精度,中等负荷，要求耐磨，如平面磨床，砂轮架升降丝杠
与滚动螺线啮合
材料： 40Cr、42MnVB调质HB250，中频表淬HRC54，,调质后基体组织:均
匀索氏体+细状
5技术条件:≥6级精度，要求具有一定耐磨性,尺寸稳定性，较高强度和较
好的切削加工性,如丝杠车床，齿轮机床、坐标镗床等的丝杠
材料T10、T10A、T12、T12A 球化退火，HB163-193,球化等级3-5级，网状
碳化物≤3级,调质HB201-229,金相组织；细粒状珠光体
6。技术条件：≥6级精度,要求抗腐蚀、较高的抗疲劳性和尺寸稳定性.如
样板镗床或其他特种机床精密丝杠.
：材料38CrMoAlA 调质HB280,渗氮HV850,调质后基体组织,均匀的索氏体，
渗氮前表面应无脱碳层
7技术条件：≥6级精度,要求耐磨、尺寸稳定，但负荷不大，如螺纹磨床、
齿轮磨床等高精度传动丝杠(硬丝杠）
材料: 9Mn2V(直径≤60mm)、CrWMn(直径＞60mm）， 球化退火后，球状珠光
体1.5—4级,网状碳化物≤3级，硬度≤HB227,淬火硬度HRC56+0。5,金相组织，
回火马氏体无残余奥氏体存在
8.条件:≥6级精度，受点负荷的，如螺纹或齿轮磨床、各类数控机床的滚
珠丝杠
：材料GCr15（直径≤70mm0）、GCr15SiMn（直径＞80mm) 球化退火后，球
状珠光体1.5-4级,网状碳化物≤3级，HRC60-62，金相组织；回火马氏体
备注：丝杠的选材与处理；
1 丝杠的选材
(1)丝杠的主要损坏形式，一般丝杠（≤7级精度)为弯曲及磨损；≥6级精
度丝杠为磨损及精度丧失或螺距尺寸变化
(2)丝杠材料应具有足够的力学性能，优良的加工性能，不易产生磨裂,能得
到低的表面粗糙度和低的加工残余内应力,热处理后具有较高硬度,最少淬火变
形和残余奥氏体常用于不要
处理至高硬度的材料,有45、40Mn、40Cr、T10、T10A、T12A、T12等.淬硬
丝杠材料，有GCr15、9Mn2V、CrWMn、GCr15、SiMn、38CrMOAlA
杠材料，有GCr15、9Mn2V、CrWMn、GCr15、SiMn、38CrMOAlA等
2 材料的热处理：
一般丝杠:正火（45钢）或退火(40Cr),除应力处理和低温时效,调质和轴颈、
方头高频淬火与回火精密不淬硬丝杠：除应力处理低温时效,球化退火,调质球
化，如遇原始组织不良等，还需先经900℃(T10、T10A)—950℃(T12、T12A)正
火处理后再球化退火,或直接调质球化精密淬硬丝杠：退火或高温正火后退火，
除应力处理,淬火和低温时效。