【正文】 工工藝流程分為 :下料→鍛造→正火→機(jī)械加工→調(diào)質(zhì)→ 粗車 — 半精車 — 精車 — 粗磨 — 精磨 — 光整加工 — 終檢 。 對不同的工件采取的加工工藝有所不同。 對它的工藝性能 也有 明顯的提高 和使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。 軸類零件的主要作用是支承傳動(dòng)零件并傳遞動(dòng)和動(dòng)力，它們在工作時(shí)受多種應(yīng)力的作用，因此從選材角度看，材料應(yīng)有較高的綜合機(jī)械性能 .局部承受摩擦的部位如車床主軸的花鍵、曲軸軸頸等處，要求有一定的硬度，以提高其抗磨損能力。實(shí)踐證明，受交變應(yīng)力的軸類零件、連桿螺栓等結(jié)構(gòu)件，其損環(huán)形式不少是由于疲勞裂紋引起的。對那些已經(jīng)損壞或產(chǎn)生了嚴(yán)重缺陷的軸類零件 ,不能只是盲目地更換 ,還應(yīng)對其破壞的頻率、原因進(jìn)行跟蹤分析 ,找出問題所在 ,從工藝或結(jié)構(gòu)上進(jìn)行改進(jìn) ,用以提高軸類零件的使用壽命和整臺設(shè)備的機(jī)械性能。根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)形狀，軸的分類如下所示 : 一、 軸的分類 軸類零件按其結(jié)構(gòu)形狀的特點(diǎn)，可分為光軸、階梯軸、空心軸和異形軸（包括曲軸、凸輪軸和偏心軸等）四類。 二、 按承載分 ： 轉(zhuǎn)軸 、心軸、傳動(dòng)軸。 （二） 心軸 —— 工作中承受彎距而不傳遞轉(zhuǎn)矩的軸（固定心軸、轉(zhuǎn)動(dòng)心軸）。 三、 按軸線形狀分 ：直軸、曲軸、鋼絲軟軸。 （二） 曲軸 —— 軸心線為曲線。 四、 按軸的形狀分 ：光軸、階梯軸、實(shí)軸、空心軸。 3 （二） 階梯軸 —— 不同外徑組成有臺肩的軸。 （四） 空心軸 —— 軸心無材料。 （一） 硬軸 —— 剛性軸。 根據(jù)軸的長度 L 與直徑 d 之比，又可分為剛性軸（ L /d≤12）和撓性軸（ L /d＞ 12）兩種。 六、 功用 為支承傳動(dòng)零 件（齒輪、皮帶輪等）、傳動(dòng)扭矩、承受載荷，以及保證裝在主軸上的工件或刀具具有一定的回轉(zhuǎn)精度。軸頸的直徑精度根據(jù)其使用要求通常為 IT6～ 9，精密軸頸可達(dá) IT5。對幾何形狀精度要求較高時(shí)，可在零件圖上另行規(guī)定其允許的公差。 此外還有內(nèi)外圓柱面的同軸度和軸向定位端面與軸心線的垂直度要求等。 第三節(jié) 軸類零件的材料和毛坯 合理選用材料和規(guī)定熱處理的技術(shù)要求，對提 高軸類零件的強(qiáng)度和使用壽命有重要 4 意義，同時(shí)，對軸的加工過程有極大的影響。 對中等精度而轉(zhuǎn)速較高的軸類零件，可選用 40Cr 等合金鋼。精度較高的軸，有時(shí)還用軸承鋼 GCrls 和彈簧鋼 65Mn 等材料，它們通過調(diào)質(zhì)和表面淬火處理后，具有更高耐磨性和耐疲勞性能。低碳合金鋼經(jīng)滲碳淬火處理后，具有很高的表面硬度、抗沖擊韌性和心部強(qiáng)度，熱處理變形卻很小。 第四節(jié) 軸類零件的預(yù)加工 輪類零件在切削加工之前，應(yīng)對其毛坯進(jìn)行預(yù)加工。 一、 校正 校正棒料毛坯在制造、運(yùn)輸和保管過程中產(chǎn)生的彎曲變形，以保證加工余量均勻及送料裝夾的可靠。 二、 切斷 當(dāng)采用棒料毛坯 時(shí)，應(yīng)在車削外圓前按所需長度切斷。 三、 切端面鉆中心孔 中心孔是軸類零件加工最常用的定位基準(zhǔn)面，為保證鉆出的中心孔不偏斜，應(yīng)先切端面后再鉆中心孔。 5 第 三 章 典型主軸類零件加工工藝分析 第一節(jié) 軸類零件加工的工藝路線 一、 基本加工路線 外圓加工的方法很多，基本加工路線可歸納為四條。 ② 粗車 — 半精車 — 粗磨 — 精磨 對于黑色金屬材料，精度要求高和表面粗糙度值要求較小、零件需要淬硬時(shí)，其后續(xù)工序只能用磨削而采用的加工路線。 ④ 粗車 — 半精 — 粗磨 — 精磨 — 光整加工 對于黑色金屬材料的淬硬零件，精度要求高和表面粗糙度值要求很小，常用此加工路線。 對普通精度的軸類零件加工，其典型的工藝路線如下： 毛坯及其熱處理 — 預(yù)加工 — 車削外圓 — 銑鍵槽 — （花鍵槽、溝槽） — 熱處理 — 磨削— 終檢。 校直 毛坯在制造、運(yùn)輸和保管過程中，常會發(fā)生彎曲變形，為保證加工 余量的均勻及裝夾可靠，一般冷態(tài)下在各種壓力機(jī)或校值機(jī)上進(jìn)行校值 。中心孔不僅是車削時(shí)的定為基準(zhǔn)，也是其它加工工 6 序的定位基準(zhǔn)和檢驗(yàn)基準(zhǔn)，又符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。 三、 以外圓和中心孔作為定位基準(zhǔn)（一夾一頂） 用兩中心孔定位雖然定心精度高，但剛性差，尤其是加工較重的工件時(shí)不夠 穩(wěn)固，切削用量也不能太大。這種定位方法能承受較大的切削力矩，是軸類零件最常見的一種定位方法。當(dāng)工件是機(jī)床主軸時(shí)，常以兩支撐軸頸（裝配基準(zhǔn)）為定位基準(zhǔn)，可保證錐孔相對支撐軸頸的同軸度要求，消除基準(zhǔn)不重合而引起的誤差。 錐堵或錐套心軸應(yīng)具有較高的精度，錐堵和錐套心軸上的中心孔即是其本身制造的定位基準(zhǔn)，又是空心軸外圓精加工的基準(zhǔn)。在裝夾中應(yīng)盡量減少錐堵的安裝此書，減少重復(fù)安裝誤差。 （ 圖 2） 錐堵和錐套心軸 a)錐堵 b）錐套心軸 7 第 四 章 軸類零件選材及工藝 設(shè)計(jì) 軸類零件的加工工藝因其用途、結(jié)構(gòu)形狀、技術(shù)要求、產(chǎn)量大小的不同而有差異。 一、 軸類零件加工的主要問題 軸類零件加工的主要問題是如何保證各加工表面的尺寸精度、表面粗糙度和主要表面之間的相互位置精度。 第一節(jié) 機(jī)床主軸 一、 在選選用機(jī)床主軸的材料和熱處理工藝時(shí)，必須考慮以下幾點(diǎn) （ 一 ） 受力的大小。 （ 二 ） 軸承類型。 （三） 主軸的形狀及其可能引起的熱處理缺陷。 主軸是機(jī)床中主要進(jìn)零件之一，其質(zhì)量好壞直 接影響機(jī)床的精度和壽命。 二、 機(jī)床主軸的工作條件和性能要求 （一） 承受交變的彎曲應(yīng)力與扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，有時(shí)受到?jīng)_擊載荷的作用； （二） 主軸大端內(nèi)錐孔和錐度外圓，經(jīng)常與卡盤、頂針有相對摩擦； （三） 花健部分經(jīng)常有磕或相對滑動(dòng)。 由此確定熱處理技術(shù)條件如下： （一 ） 整體調(diào)質(zhì)后硬度應(yīng)為 HB200~230，金相組織為回火索氏體； （二） 內(nèi)錐孔和外圓錐面處 硬度為 HRC45~50，表面 3~5 ㎜內(nèi)金相組織為回火屈氏體和少量回火馬氏體； （三） 花鍵部分的硬度為 HRC48~53，金相組同上。過去此主軸曾采用 45 鋼經(jīng)正火處理后使用；后來為了提高其強(qiáng)度和韌性，在粗車后又增加了調(diào)質(zhì)工序。表 1 為 45 鋼正火和調(diào)質(zhì)后的機(jī)械性能比較。 五、 熱處理工序的作用 正火處理是為了得到合適和硬度（ HB170~230），以便于機(jī)械加工，同時(shí)改善鍛造組織，為調(diào) 質(zhì)處理作準(zhǔn)備。調(diào)質(zhì)后硬度后硬度為HB200~230，組織為回火索氏體。 內(nèi)錐孔和外圓錐面部分經(jīng)鹽浴局部淬火和回火后得到所要求的硬度，以保證裝配精度和不易磨損。調(diào)質(zhì)后的變形雖然可以通過校直來修正，但校直時(shí)的附加應(yīng)力對主軸精加工后的尺寸穩(wěn)定性是不利的?？刹扇☆A(yù)冷淬火和控制水中冷水機(jī)卻時(shí)間來減小變形。經(jīng)淬火后的內(nèi)錐孔和外圓錐面部分需經(jīng) 260~300℃回火，花鍵部分需經(jīng) 240~260℃回火，以消除淬火應(yīng)力并達(dá)到規(guī)定的硬度值。半軸材料與其工作條件有關(guān)，中型載重汽車目前選用 40Cr 鋼，而重型載汽車則選用性能更高的 40CrMnMo 鋼。汽車運(yùn)行時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的扭矩，經(jīng)過多級變速和主動(dòng)器傳遞給半軸，再由半軸傳動(dòng)車輪。 因此半軸在工作時(shí)承受沖擊、反復(fù)彎曲疲勞和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的作用，要求材料有足夠的抗彎強(qiáng)度和較好的韌性。 金相組織：回火索氏體或回火屈氏體。 二、 選擇用 鋼 根據(jù) JB52964 汽車半軸技術(shù)條件規(guī)定，半軸材料可選用 40Cr、 40CrMo、 40CrMnMo鋼。 根據(jù)上述技術(shù)條件，選用 40Cr 鋼能滿足要求。這是考慮到汽車超載運(yùn)行而發(fā)生事故時(shí)，半軸首先破壞對保護(hù)后橋內(nèi)的主動(dòng)齒輪不受損壞是有利的。 三、 半軸的工藝路線 下料→鍛造→正火→機(jī) 械加工→調(diào)質(zhì)→盤部鉆孔→磨花鍵 （ 一 ） 、熱處理工藝分析 鍛造后正火，硬度為 HB187~241。 淬火后的回火溫度，根據(jù)桿部要求硬度 HRC37~44，選用 420177?；鼗鸷笤谒欣鋮s，以防止產(chǎn)生回火脆性。 10 第三節(jié) 內(nèi)燃機(jī)曲軸 曲軸是內(nèi)燃機(jī)中形狀復(fù)雜而又重要的零件之一。在高速內(nèi)燃機(jī)中曲軸還受到扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的影響，會造成很 大的應(yīng)力。 一、 選擇用鋼 一般以靜力強(qiáng)度（σ s、σ b、ψ、δ）和沖擊韌性作為曲軸的設(shè)計(jì)指標(biāo)，并考疲勞強(qiáng)度。 第四節(jié) 階梯軸 的加工工藝過程 圖 3 所示為一蝸桿軸，材料選用 40Cr 鋼，表 2 所示為蝸桿軸的加工工藝過程，產(chǎn)批量屬于小批量生產(chǎn)。根據(jù)外形結(jié)構(gòu)其毛坯選用 φ 50mm 的圓鋼（棒料），在鋸床上按 240mm 長度下料。車退刀槽，倒角 精 車蝸桿螺紋，留磨削余量 。車螺紋 M18 1 、 M12 兩中心孔 兩中心孔 兩中心孔 2 熱處理 調(diào)質(zhì)處理 4 熱處理 淬火 5 磨削 修研中心孔，磨 φ 17k5 、 φ 20j6 外圓及錐面到尺寸，磨蝸桿螺紋到尺寸 兩中心孔 第五節(jié) CA6140 主軸加工工藝 過程 一、 CA6140 主軸技術(shù)條件的分析 （ 一 ）、支承軸頸的技術(shù)要求 主軸兩支承軸頸的圓度允差 毫米，徑向跳動(dòng)允差 毫米，兩支承軸頸的1： 12 錐面接觸率＞ 70%，表面粗糙度 。 主軸外圓的圓度要求，對于一般精度的機(jī)床，其允差通常不超過尺寸公差的 50％，對于提高精度的機(jī)