【正文】 制造工藝學(xué)課程中的基本理論以及在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到實(shí)踐知識(shí)，正確的解決一個(gè)零件在加工過程中的定位 .夾緊以及工藝路線安排 .工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質(zhì)量 本文選擇了軸的加工工藝設(shè)計(jì)這一課題， 主要闡述了對軸類零件的加工工藝過程 ,主要表現(xiàn)在從 毛坯 到成品的的過程它分為零件的熱處理 ,大部分 采用的是 常見的 四把火和調(diào)制處理 .對典型的軸比如機(jī)床主軸 、 汽車半軸 、 內(nèi)燃機(jī)曲軸 、 階梯軸 和 CA6140 主軸的熱處理和加工工藝都有很明確的方案 及選材。以上 此法操作簡便、工效提高、節(jié)省材料，能保證 加工 精度。 要求以綜合機(jī)械性能為主的一類結(jié)構(gòu)零件的選材，還需根據(jù)其應(yīng)力狀 態(tài)和負(fù)荷種類考慮材料的淬透性和抗疲勞性能。 2 第二章 軸類零件的分類和技術(shù)要求 第一節(jié) 軸類零件的功用與結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 軸類零件主要用于支承傳動(dòng)零件（齒輪、帶輪等），承受載荷、傳遞專矩及保證在軸 上零件的圓轉(zhuǎn)精度。 （一） 轉(zhuǎn)軸 —— 工作中既承受彎矩又承受轉(zhuǎn)矩的軸。 （一） 直軸 —— 軸心線為直線。 （一） 光軸 —— 外徑相同的軸。 五、 按剛?cè)嵝苑?：硬軸和軟軸。 軸類零件通常由內(nèi)外圓柱錐面、端面、臺(tái)階面、螺紋、鍵槽、花鍵、橫向孔及溝槽等組成。 二、 幾何形狀精度 軸頸的幾何形狀精度（圓度、圓柱度），一般應(yīng)限制在直徑公差點(diǎn)范圍內(nèi)。 四、 表面粗糙度 根據(jù)零件的表面工作部位的不同，可有不同的表面粗糙度值，例如普通機(jī)床主軸支承軸頸的表面粗糙度為 ～ ，配合軸頸的表面粗糙度為 ～ ，隨著機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)速度的增大和精密程度的提高，軸類零件表面粗糙度值要求也將越來越小。這類鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)和表面淬火處理后，具有較高的綜合力學(xué)件能。 二、 軸類零件的毛坯 軸類零件的毛坯最常用的是圓棒料和鍛件，只有某些大型的、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的軸才采用鑄件。校正可在各種壓力機(jī)上進(jìn)行。 四、 荒車 如果軸的毛坯是向由鍛件或大型鑄件，則需要進(jìn)行荒車加工，以減少毛坯外國表面的形狀誤差，使后續(xù)工序的加工余景均勻。 ③ 粗車 — 半精車 — 精車 — 金剛石車 對于有色金屬，用磨削加工通常不易得到所要求的表面粗糙度，因?yàn)橛猩饘僖话惚容^軟，容易堵塞沙粒間的空隙，因此其最終工序多用精車和金剛石車。 三、 軸類零件的預(yù)加工 軸類零件的預(yù)加工是指加工的準(zhǔn)備工序，即車削外圓之前的工藝。當(dāng)采用兩中心孔定位時(shí)，還能夠最大限度地在一次裝夾中加工出多個(gè)外圓和端面。 四、 以兩外圓表面作為定位基準(zhǔn) 在加工空心軸的內(nèi)孔時(shí)，（例如：機(jī)床上莫氏錐度的內(nèi)孔加工），不能采用中心孔作為定位基準(zhǔn)，可用軸的兩外圓表面作為定位基準(zhǔn)。因此必須保證錐堵或錐套心軸上錐面與中心孔有較高的同軸度。而軸的工藝規(guī)程編制是生產(chǎn)中最常遇到的工藝工作。不同類型的機(jī)床，工作條件有很大差別，如高速機(jī)床和精密機(jī)床主軸的工作條件與重型機(jī)床主軸的工作條件相比，無論在彎曲或扭轉(zhuǎn)疲勞特性方面差別都很大。結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜的主軸在熱處理時(shí)易變形甚至于開裂，因此在選材上應(yīng)給予重視。 總之，該主軸是在滾動(dòng)軸承中動(dòng)轉(zhuǎn)，承受中等負(fù)荷，轉(zhuǎn)速中等，有裝配精度要求，且受到一定的沖擊力作用。而且調(diào)質(zhì)狀態(tài)的疲勞強(qiáng)度比正火為高，這對提高主軸抗疲勞性能也是很重要的。 調(diào)質(zhì)處理是為了使主軸得到高的綜合機(jī)械性能和疲勞強(qiáng)度。 六、 熱處理工藝 調(diào)質(zhì)淬火時(shí)由于主軸各部分的直徑不同，應(yīng)注意談天問題。花鍵部 分可用高頻淬火以減小變形和達(dá)到硬度要求。 一、 汽車半軸的工作條件和性能 一般 載重汽車（載重量為 2500kg）的半軸為例汽車半軸是傳遞扭矩的一個(gè)重要部件。 熱處理技術(shù)條件： 硬 度：桿部 HRC37~44； 盤部外圓 HRC24~34。同時(shí)規(guī)定調(diào)質(zhì)后的半軸其金相組織淬透層應(yīng)呈回火索氏體或回火屈氏體，心部（從中心到花鍵底半徑四分之三范圍內(nèi)）允許有鐵素體存在。從這一點(diǎn)出發(fā)，半軸又是一個(gè)易損件。 10℃回火。它在工作時(shí)受到內(nèi)燃機(jī)周期性變化著的氣體壓力、曲柄連桿機(jī)構(gòu)的慣性力、扭轉(zhuǎn)和彎曲應(yīng)力以及沖擊力等的作用。 內(nèi)燃機(jī)曲軸材料的選擇主要決定于內(nèi)燃機(jī)的使用情況、功率大小、轉(zhuǎn)速高低以及軸瓦材料等。 11 表 2 蝸桿軸加工工藝過程 序號(hào) 工序 名稱 工序內(nèi)容 定位基準(zhǔn) 序號(hào) 工序 名稱 工序內(nèi)容 定位基準(zhǔn) 1 車削 車端 面 鉆中心孔 粗車左邊各外圓，留余量 23mm ，長度上留余量 1mm 掉頭車右端面到 238mm ，鉆中心孔 粗車右邊各外圓，留余量 23mm 粗車蝸桿螺旋部分，留余量 外圓 外圓及中心孔 外圓及中心孔 外圓及中心孔 外圓及中心孔 3 車削 修研中心孔 精車 φ 22mm 到尺寸， φ 17mm 留余量 車退刀槽及卡圈槽，倒角 掉頭精車左側(cè)各外圓到 φ 26mm 、 φ 、 φ 18mm 、 φ 16mm 及 φ 14mm 。支承軸頸直徑按 IT57 級精度制造。 （ 四 ）、空套齒輪軸頸的技術(shù)要求 空套齒輪的軸頸對支承軸 的徑向跳動(dòng)允差為 毫米。而保證支承軸頸本身的尺寸精度、幾何形狀精度、兩個(gè)支承軸頸之間的同 軸度、支承軸頸與其它表面的相互位置精度和表面粗糙度，則是主軸加工的關(guān)鍵。 （ 二 ）熱處理 45 鋼，在調(diào)質(zhì)處理（ 235HBS）之后，再經(jīng)局部高頻淬火，可以使局部硬度達(dá)到HRC62～ 65，再 經(jīng)過適當(dāng)?shù)幕鼗鹛幚?，可以降到需要的硬度（例? CA6140 主軸規(guī)定為 HRC52）。 38CrMoAl，這是一種中碳合金氮化鋼，由于氮化溫度比一般淬火溫度為低 540—550℃，變形更小，硬度也很高（ HRC＞ 65，中心硬度 HRC＞ 28）并有優(yōu)良的耐疲勞性能，故高精度半自動(dòng)外圓磨床 MBG1432 的頭架軸和砂輪軸均采用這種鋼材。 凡要求局部高頻淬火的主 軸，要在前道工序中安排調(diào)質(zhì)處理（有的鋼材則用正火） , 當(dāng)毛坯余量較大時(shí) (如鍛件 )，調(diào)質(zhì)放在粗車之后、半精車之前，以便因粗車產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力得以在調(diào)質(zhì)時(shí)消除；當(dāng)毛坯余量較小時(shí)（如棒料），調(diào)質(zhì)可放在粗車（相當(dāng)于鍛件的半精車）之前進(jìn)行。 四、 加工階段的劃分 主軸加工過程中的各加工工序和熱處理工序均會(huì)不同程度地產(chǎn)生加工誤差和應(yīng)力，因此要?jiǎng)澐旨庸るA段。 （ 三 ）、精加工階段 1）精加工前熱處理 局部高頻淬火 2）精加工前各種加工 粗磨定位錐面、粗磨外圓、銑鍵槽和花鍵槽，以及車螺紋等。 針對 CA6140 車床主軸的加工順序來說，可作這樣的分析比較： 第一方案：在錐孔粗加工時(shí)，由于要用已精加工過的外圓表面作精基準(zhǔn)面，會(huì)破壞外圓表面的精度和粗糙度，所以此方案不宜采用。 經(jīng)過這一比較可知，象 CA6140 主軸這類的軸件加工順序，以第三方案為佳。例如 CA6140 主軸工藝過程，一開始就銑端面打中心孔。例如，深孔加工所以安排在外圓表面粗車之后，是為了要有較精確的軸頸作為定位基準(zhǔn)面，以保證深孔加工 時(shí)壁厚均勻。 為了提高零件的機(jī)械性能和消除內(nèi)應(yīng)力而安排的熱處理工序，如調(diào)質(zhì)、時(shí)效處理等，一般應(yīng)安排在粗加工之后，精加工之前。 （ 三 ）外圓表 面的加工 在單件小批生產(chǎn)時(shí)，多在普通車床上進(jìn)行；而在大批生產(chǎn)時(shí)，則廣泛采用高生產(chǎn)率的多刀半自動(dòng)車床或液壓仿形車床等設(shè)備。 （ 六 ）前后 支承軸頸以及與其有較嚴(yán)格的位置精度要求的表面精加工，在單件小批生產(chǎn)時(shí)，多在普通外圓磨床上加工；而在成批大量生產(chǎn)中多采用高效的組合磨床加工。 2）錐堵心軸要求兩個(gè)錐面應(yīng)同軸，否則擰緊螺 母后會(huì)使工件變形。 CA6140 主軸內(nèi)孔 l/d=18，屬深孔加工。因此，除笨重或外形復(fù)雜而不便于轉(zhuǎn)動(dòng)的大型工件外，一般不采用。 3）工件轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)刀具轉(zhuǎn)動(dòng)并送進(jìn) 。為了排屑，每加工一定長度之后，須把鉆頭退出。 在批量生產(chǎn)中，深孔加工常采用專門的深孔鉆床和專用刀具，以保證質(zhì)量和生產(chǎn)率。 2）外冷卻內(nèi)排屑法 冷卻液從鉆頭外部輸入，有一定壓力的冷卻液經(jīng)刀桿與孔壁之間的通道進(jìn)入切削區(qū)，起冷卻潤滑作用，然后經(jīng)鉆頭和刀桿內(nèi)孔帶著大量切屑排出。在線檢測在機(jī)械制造中的應(yīng)用越來越廣。圓柱度 誤差通常用千分尺測出同一軸向剖面內(nèi)最大與最小值之差的方法來確定 。實(shí)現(xiàn)低成本多功能 的經(jīng)濟(jì)型產(chǎn)品。 在此次 不段的學(xué)習(xí)和實(shí)踐改進(jìn)中 ，許多還只是我們的初步嘗試，必然存在不完善之處，我們將再進(jìn)一步的不斷完善和提高。 四年的求學(xué)期間，同窗之間的諸多交流和共勉讓我受益非淺，不但開闊了視野，而且體會(huì)到了同學(xué)之間的深刻友誼。 感謝養(yǎng)育我的父母，在我成長的每一個(gè)腳步里，都飽含了他們對我含辛茹苦的養(yǎng)育之恩和無私的愛。在他 們 身上我學(xué)到了很多東西，真心地感謝他 們 毫不吝惜地教我。從剛開始的論文選題、研究、撰寫到定稿，都得到老師細(xì)心的指導(dǎo)。 讓我不得不埋頭于一大堆有關(guān)于 機(jī)械設(shè)計(jì)和有關(guān)軸類零件方面的書籍 ，深入了 軸的加工 原理 及工藝流程 ，加以應(yīng)用，同時(shí)進(jìn)一步地學(xué)習(xí)了 金屬工藝 ，并熟練使用 了 機(jī) 床 ， 讓我 受益匪淺。