【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 度、圓柱度）控制在直徑公差之內(nèi)，形狀精度要求較高時(shí)，應(yīng)在零件圖樣上另行規(guī)定其允許的公差。 （ 2）相互位置精度 軸類零件中的配合軸頸（裝配傳動(dòng)件的軸頸）對(duì)于支承軸頸的同軸度是其相互位置精度的普遍要求。普通精度的軸，配合軸頸對(duì)支承軸頸的徑向圓跳動(dòng)一般為 ~，高精度軸為 ~0 . 005mm。此外，相互位置精度還有內(nèi)外圓柱面間的同軸度，軸向定位端面與軸心線的垂直度要求等。 （ 3）表面粗糙度 根據(jù)機(jī)器精密程度的高低，運(yùn)轉(zhuǎn)速度的大小，軸類零件 表面粗糙度要求也不相同。支承軸頸的表面粗糙度 Ra 值一般為 ~0. 63μ m，配合軸頸 Ra 值清華機(jī)械廠 2021 員工論文 10 / 34 為 ~ m。 各類機(jī)床主軸是一種典型的軸類零件，圖 21 所示為車床主軸簡(jiǎn)圖。下面以該車床主軸加工為例，分析軸類零件的工藝過程。 圖 21 車床主軸簡(jiǎn)圖 1．支承軸頸的技術(shù)要求 一般軸類零件的裝配基準(zhǔn)是支承軸頸，軸上的各精密表面也均以其支承軸頸為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，因此軸件上支承軸頸的精度最為重要，它的精度將直接影響軸的回轉(zhuǎn)精度。由圖 41 見本主軸有三處支承軸頸表面，（前后帶錐 度的Ａ、Ｂ面為主要支承，中間為輔助支承）其圓度和同軸度（用跳動(dòng)指標(biāo)限制）均有較高的精度要求。 2．螺紋的技術(shù)要求 主軸螺紋用于裝配螺母，該螺母是調(diào)整安裝在軸頸上的滾動(dòng)軸承間隙用的，如果螺母端面相對(duì)于軸頸軸線傾斜，會(huì)使軸承內(nèi)圈因受力而傾斜，軸承清華機(jī)械廠 2021 員工論文 11 / 34 內(nèi)圈歪斜將影響主軸的回轉(zhuǎn)精度。所以主軸螺紋的牙形要正，與螺母的間隙要小。必須控制螺母端面的跳動(dòng)，使其在調(diào)整軸承間隙的微量移動(dòng)中，對(duì)軸承內(nèi)圈的壓力方向正。 3．前端錐孔的技術(shù)要求 主軸錐孔是用于安裝頂尖或工具的莫氏錐炳，錐孔的軸線必須與支承軸頸的軸線同軸，否則影響頂尖或工 具錐炳的安裝精度，加工時(shí)使工件產(chǎn)生定位誤差。 4．前端短圓錐和端面的技術(shù)要求 主軸的前端圓錐和端面是安裝卡盤的定位面，為保證安裝卡盤的定位精度其圓錐面必須與軸頸同軸，端面必須與主軸的回轉(zhuǎn)軸線垂直。 5．其它配合表面的技術(shù)要求 如對(duì)軸上與齒輪裝配表面的技術(shù)要求是：對(duì)Ａ、Ｂ軸頸連線的圓跳動(dòng)公差為 ，以保證齒輪傳動(dòng)的平穩(wěn)性，減少噪音。 上述的（ 1）、（ 2）項(xiàng)技術(shù)要求影響主軸的回轉(zhuǎn)精度，而（ 3）、（ 4）項(xiàng)技術(shù)要求影響主軸作為裝配基準(zhǔn)時(shí)的定位精度，而第（ 5）項(xiàng)技術(shù)要求影響工作噪音，這 些表面的技術(shù)要求是主軸加工的關(guān)鍵技術(shù)問題。 綜上所述，對(duì)軸類零件，可以從回轉(zhuǎn)精度、定位精度、工作噪音這三個(gè)方面分析其技術(shù)要求。 、毛坯和熱處理 1．主軸材料和熱處理的選擇。一般軸類零件常用材料為 45 鋼，并根據(jù)需要進(jìn)行正火、退火、調(diào)質(zhì)、淬火等熱處理以獲得一定的強(qiáng)度、硬度、韌性和耐磨性。 對(duì)于中等精度而轉(zhuǎn)速較高的軸類零件，可選用 40Cr 等牌號(hào)的合金結(jié)構(gòu)鋼，這類鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)和表面淬火處理，使其淬火層硬度均勻且具有較高的綜合力學(xué)性能。精度較高的清華機(jī)械廠 2021 員工論文 12 / 34 軸還可使用軸承鋼 GCr15 和彈簧鋼 65Mn，它們經(jīng)調(diào)質(zhì)和局 部淬火后，具有更高的耐磨性和耐疲勞性。 在高速重載條件下工作的軸，可以選用 20CrMnTi、 20Mn2B、 20Cr 等滲碳鋼，經(jīng)滲碳淬火后，表面具有很高的硬度，而心部強(qiáng)度和沖擊韌性好。 在實(shí)際應(yīng)用中可以根據(jù)軸的用途選用其材料。如車床主軸屬一般軸類零件，材料選用 45 鋼，預(yù)備熱處理采用正火和調(diào)質(zhì)，最后熱處理采用局部高頻淬火。 2．主軸的毛坯。軸類毛坯一般使用鍛件和圓鋼，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的軸件（如曲軸）可使用鑄件。光軸和直徑相差不大的階梯軸一般以圓鋼為主。外圓直徑相差較大的階梯軸或重要的軸宜選用鍛件毛坯，此時(shí)采用鍛件毛坯可 減少切削加工量，又可以改善材料的力學(xué)性能。主軸屬于重要的且直徑相差大的零件，所以通常采用鍛件毛坯 三、主軸加工的工藝過程 一般軸類零件加工簡(jiǎn)要的典型工藝路線是：毛坯及其熱處理→軸件預(yù)加工→車削外圓→銑鍵槽等→最終熱處理→磨削。 某廠生產(chǎn)的車床主軸如圖 21 所示，其生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)；材料為 45 鋼；毛坯為模鍛件。該主軸的加工工藝路線如表 31。 1．定位基準(zhǔn)的選擇 清華機(jī)械廠 2021 員工論文 13 / 34 在一般軸類零件加工中，最常用的定位基準(zhǔn)是兩端中心孔。因?yàn)檩S上各表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)一般都是軸的中心線，所以用中心孔定位符合基準(zhǔn)重合原則。同時(shí)以中心孔定位可以加工多處外圓 和端面，便于在不同的工序中都使用中心孔定位，這也符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原。 當(dāng)加工表面位于軸線上時(shí)，就不能用中心孔定位，此時(shí)宜用外圓定位，例如表 31中的第 10 序鉆主軸上的通孔，就是采用以外圓定位方法，軸的一端用卡盤夾外圓，另一端用中心架架外圓，即夾一頭，架一頭。作為定位基準(zhǔn)的外圓面應(yīng)為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的支承軸頸，以符合基準(zhǔn)重合原則。如上述 工藝過程中的 17 和 23 序所用的定位面。 表 31 車床主軸加工工藝過程 清華機(jī)械廠 2021 員工論文 14 / 34 清華機(jī)械廠 2021 員工論文 15 / 34 清華機(jī)械廠 2021 員工論文 16 / 34 清華機(jī)械廠 2021 員工論文 17 / 34 此外，粗加工外圓時(shí)為提高工件的剛度，采取用三爪卡盤夾一端（外圓），用頂尖頂一端（中心孔）的定位方式，如上述工藝過程的 9 序中所用的定位方式。 由于主軸軸線上有通孔，在鉆通孔后（第 10 序）原中心孔就不存在了，為仍能夠用中心孔定位，一般常用的方法是采用錐堵或錐套心軸，即在主軸的后端加工一個(gè) 1：20 錐度的工藝錐孔，在前端莫氏錐孔和后端工藝錐孔中配裝帶有中心孔的錐堵，如圖31ａ所示，這樣錐堵上的中心孔就可作為 工件的中心孔使用了。使用時(shí)在工序之間不清華機(jī)械廠 2021 員工論文 18 / 34 許卸換錐堵，因?yàn)殄F堵的再次安裝會(huì)引起定位誤差。當(dāng)主軸錐孔的錐度較大時(shí)，可用錐套心軸，如圖 31ｂ所示。 圖 31 錐堵與錐套心軸 為了保證以支承軸頸為基準(zhǔn)的前錐孔跳動(dòng)公差（控制二者的同軸度），采用互為基準(zhǔn)的原則選擇精基準(zhǔn)，即第 1 12 序以外圓為基準(zhǔn)定位車加工錐孔（配裝錐堵），第 16序以中心孔（通過錐堵）為基準(zhǔn)定位粗磨外圓；第 17 序再一次以支承軸頸附近的外圓為基準(zhǔn)定位磨前錐孔（配裝錐堵），第 2 22 序，再一次以中心孔（通過錐堵）為基準(zhǔn)定位磨外圓和支承軸頸；最后在 第 23 序又是以軸頸為基準(zhǔn)定位磨前錐孔。這樣在前錐孔與支承軸頸之間反復(fù)轉(zhuǎn)換基準(zhǔn)，加工對(duì)方表面，提高相互位置精度（同軸度）。 2．劃分加工階段 主軸的加工工藝過程可劃分為三個(gè)階段：調(diào)質(zhì)前的工序?yàn)榇旨庸るA段；調(diào)質(zhì)后至表面淬火前的工序?yàn)榘刖庸るA段；表面淬火后的工序?yàn)榫庸るA段。表面淬火后首先磨錐孔，重新配裝錐堵，以消除 淬火變形對(duì)精基準(zhǔn)的影響，通過精修基準(zhǔn)，為精加工做好定位基準(zhǔn)的準(zhǔn) 。 3．熱處理工序的安排 清華機(jī)械廠 2021 員工論文 19 / 34 45 鋼經(jīng)鍛造后需要正火處理，以消除鍛造產(chǎn)生的應(yīng)力，改善切削性能。粗加工階段完成后安排 調(diào)質(zhì)處理，一是可以提高材料的力學(xué)性能，二是作為表面淬火的預(yù)備熱處理，為表面淬火準(zhǔn)備了良好的金相組織，確保表面淬火的質(zhì)量。對(duì)于主軸上的支承軸頸、莫氏錐孔、前短圓錐和端面，這些重要且在工作中經(jīng)常摩擦的表面，為提高其耐磨性均需表面淬火處理，表面淬火安排在精加工前進(jìn)行，以通過精加工去除淬火過程中產(chǎn)生的氧化皮，修正淬火變形。 4．安排加工順序的幾個(gè)問題 1） 深孔加工應(yīng)安排在調(diào)質(zhì)后進(jìn)行