轴类零件的加工工艺分析与实例

轴类零件的加工工艺分析与实例

李善东

象山县技工学校 315700

摘 要：通过渗碳主轴加工工艺的分析、阐述了在职校机械加工实习课中如何对轴类零件进行工艺分析，

从而提高工件质量。

关键词：轴类零件、零件图的工艺分析、工艺规程制订

在职业学校机械加工实习课中，轴类零件的加工是学生练习车削技能的最基本也最重要的项目，但学生最后完工工件的质量总是很不理想，经过分析主要是学生对轴类零件的工艺分析工艺规程制订不够合理。

轴类零件中工艺规程的制订，直接关系到工件质量、劳动生产率和经济效益。一零件可以有几种不同的加工方法，但只有某一种较合理，在制订机械加工工艺规程中，须注意以下几点。

1.零件图工艺分析中，需理解零件结构特点、精度、材质、热处理等技术要求，且要研究产品装配图，部件装配图及验收标准。

2.渗碳件加工工艺路线一般为：下料→锻造→正火→粗加工→半精加工→渗碳→去碳加工（对不需提高硬度部分）→淬火→车螺纹、钻孔或铣槽→粗磨→低温时效→半精磨→低温时效→精磨。

3.粗基准选择：有非加工表面，应选非加工表面作为粗基准。对所有表面都需加工的铸件轴，根据加工余量最小表面找正。且选择平整光滑表面，让开浇口处。选牢固可靠表面为粗基准，同时，粗基准不可重复使用。

4.精基准选择：要符合基准重合原则，尽可能选设计基准或装配基准作为定位基准。符合基准统一原则。尽可能在多数工序中用同一个定位基准。尽可能使定位基准与测量基准重合。选择精度高、安装稳定可靠表面为精基准。

内圆磨具主轴

针对上述要求，现举例说明如下。一渗碳主轴（如上图），每批40件，材料20Cr，除内外螺纹外S0.9～C59。渗碳件工艺比较复杂，必须对粗加工工艺绘制工艺草图（如图）。

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工艺草图

主轴加工工艺过程

工 工种 工序 步 1 车 工序内容及要求 按工艺草图车全部至尺寸 工艺要求：（1）一端钻中心孔φ2。（2）1：5锥度及莫氏3＃内锥涂色检验，接触面＞60%。（3）各需磨削的外圆对中心孔径向跳动不得大于0.1 检查 热处理S0.9－C59 去碳。一端夹牢，一端搭中心架 车端面，保证φ36右端面台阶到轴端长度为40 修钻中心孔φ5B型 调头 车端面，取总长340至尺寸，继续钻深至85，60°倒角 检查 一夹一顶 车M30×1.5–6g左螺纹大径及ф30JS5处至 0.6 机床设夹刀备（略） 具 具 CA6140 量具 莫氏莫氏33号号塞5铰刀 规1：环规 2 3 4 淬 车 车 <1> <2> <3> <1> CA6140 Φ30 <2> <3> 0.5 0。12、长43 车φ25至φ250。4 车φ35至φ350。0。3-- 5 6 7 8 9 车 铣 热 研 <4> <1> <2> <3> <1> <2> <3> <1> <2> <3> <4> <5> <1> <2> 车砂轮越程槽 调头，一夹一顶 6 车M30×1.5–6g螺纹大径及φ30JS5处至φ300。0。5 M1430A 6 车φ40至φ400。0。5车砂轮越程槽 铣190二平面至尺寸 0。28热处理HRC59 研磨二端中心孔 二顶尖，（另一端用锥堵） 粗磨φ40外圆，留0.1～0.15余量 0.08外磨 粗磨φ30js外圆至φ30t0.1（二处）台阶磨出即可 粗磨1:5锥度，留磨余量 用V型夹具（ф30js5二外圆处定位） 磨莫氏3﹟内锥（重配莫氏3﹟锥堵）精磨余量 0.2～0.25 低温时效处理（烘），消除内应力 一端夹住，一端搭中心架 钻φ10.5孔，用导向套定位，螺纹不攻 调头，钻孔φ5攻M6–6H内螺纹 锪孔口60°中心孔 调头套钻套钻孔ф10.5×25（螺纹不改） 锪60°中心孔，表面精糙度0.8 检查 锥孔内塞入攻丝套 攻M12–6H内螺纹至尺寸 研中心孔Ra0.8 工件装夹于二顶尖间 精磨φ40及φ35φ25外圆至尺寸 磨M30×1.5 M30×1.5左螺纹大径至300.2 0.3 M1432A Z–2027 10 内磨 11 热 12 车 60° 锪钻 1:5环规 M33×1.5左环13 钳 14 研 15 外磨 <1> <2> <3> <4> <1> 半精磨ф30js5二处至ф300.04 0.03精磨1:5锥度至尺寸,用涂色法检查按触面大于85% 工件装夹二顶尖间，磨螺纹 磨M30×1.5–6g左螺纹至尺寸 16 磨 规 <2> 磨M30×1.5–6g螺纹至尺寸 M33-- ×1.5环规 17 研 精研中心孔Ra0.4 精磨、工件装夹于二顶尖间 精磨2-φ300.003至尺寸,注意形位公差 0.007 M1432A 18 外磨 19 内磨 工件装在V型夹具中，以1–ф30外圆为基准，精磨MG1432莫氏3号内锥孔（卸堵，以2–ф30js5外圆定位），A 涂色检查接触面大于80%,注意技术要求“1”“2” 检查 清洗涂防锈油，入库工件垂直吊挂 20 普

该轴类零件加工过程中几点说明：

1．采用了二中心孔为定位基准，符合前述的基准重合及基准统一原则。

2．该零件先以外圆作为粗基准，车端面和钻中心孔，再以二中心孔为定位基准粗车外圆，又以粗车外圆为定位基准加工锥孔，此即为互为基准原则，使加工有一次比一次精度更高的定位基准面。3号莫氏圆锥精度要求很高。因此，需用V型夹具以2－ф30js5外圆为定位基准达到形位公差要求。车内锥时，一端用卡爪夹住，一端搭中心架，亦是以外圆作为精基准。

3．半精加工、精加工外圆时，采用了锥堵，以锥堵中心孔作为精加工该轴外圆面的定位基准。 对锥堵要求：

① 锥堵具有较高精度，保证锥堵的锥面与其顶尖孔有较高同轴度。 ② 锥堵安装后不宜更换，以减少重复安装引起的安装误差。 ③ 锥堵外径靠近轴端处须制有外螺纹，以方便取卸锥堵。

4．主轴用20Cr低碳合金钢渗碳淬硬，对工件不需要淬硬部分发（M30×1.5－6g左、M30×1.5－6g、M12－6H、M6－6H）表面留2.5－3mm去碳层。

5.螺纹因淬火后，在车床上无法加工，如先车好螺纹后再淬火，会使螺纹产生变形。因此，螺纹一般不允许淬硬，所以在工件中的螺纹部分的直径和长度上必需留去碳层。对于内螺纹，在孔口也应留出3mm去碳层。

6.为保证中心孔精度，工件中心孔也不允许淬硬，为此，毛坯总长放长6mm。

7.为保证工件外圆的磨削精度，热处理后须安排研磨中心孔的工序，并要求达到较细的表面粗糙度。外圆磨削时，影响工件的圆度主要是由于二顶尖孔的同轴度，及顶尖孔的圆度误差。 8.为消除磨削应力，粗磨后安排低温时效工序（烘）。

9.要获高精度外圆，磨削时应分粗磨、半精磨、精磨工序。精磨安排在高精度磨床上加工。 当然，实习产品质量的提高还需要学生扎实的基本功。