轴类零件的加工工艺分析及夹具设计模板.doc

摘 要
轴类零件是机器中常常碰到经典零件之一。它在机械中关键用于支承齿轮、带轮、凸轮和连杆等传动件，以传输扭矩。按结构形式不一样，轴能够分为阶梯轴、锥度心轴、光轴、空心轴、曲轴、凸轮轴、偏心轴、多种丝杠等轴长径比小于5称为短轴，大于20称为细长轴，大多数轴介于二者之间；轴用轴承支承，和轴承配合轴段称为轴颈。轴颈是轴装配基准，它们精度和表面质量通常要求较高。依据零件结构及其功效，利用定位夹紧知识完成了夹具设计。
关键词：轴类零件、轴颈、夹具

Abstract

The machine shaft is often encountered in one of the typical components. It is mainly used for support in mechanical gears, pulleys, cams and connecting rods and other transmission parts, to transfer torque. Different forms according to the structure, the axis can be divided into stepped shaft, taper spindle, axis, hollow shaft, crankshaft, camshaft, eccentric shafts, all kinds of screw shaft such as short axis aspect ratio of less than 5 large known as the slender shaft 20, most shaft in between; shaft bearings bearing, and bearing with the shaft segment called the journal. Journal is the axis of the assembly base, and their general requirements for precision and high surface quality. According to parts of the structure and function, using the knowledge of locating and clamping fixture design completed.

Key words：Shaft, journal, fixtures

目录
第一章 轴类零件技术要求 1
一、尺寸精度 1
二、几何形状精度 1
三、 相互位置精度 1
四、表面粗糙度 1
第二章 轴类零件毛胚和材料 2
第一节 轴类零件毛胚 2
第二节 轴类零件材料 2
第三章 轴类零件通常加工要求及方法 3
第一节 轴类零件加工工艺规程注意点 3
第二节 轴类零件加工技术要求 3
第三节 轴类零件热处理 4

第一章 轴类零件技术要求
一、尺寸精度
起支承作用轴颈为了确定轴位置，通常对其尺寸精度要求较高（IT5～IT7）。装配传动件轴颈尺寸精度通常要求较低（IT6～IT9）。
二、几何形状精度
轴类零件几何形状精度关键是指轴颈、外锥面、莫氏锥孔等圆度、圆柱度等，通常应将其公差限制在尺寸公差范围内。对精度要求较高内外圆表面，应在图纸上标注其许可偏差。
三、 相互位置精度
    轴类零件位置精度要求关键是由轴在机械中位置和功用决定。通常应确保装配传动件轴颈对支承轴颈同轴度要求，不然会影响传动件（齿轮等）传动精度，并产生噪声。一般精度轴，其配合轴段对支承轴颈径向跳动通常为0.01～　0.03mm　，高精度轴（如主轴）通常为0.001～　0.005mm。
四、表面粗糙度
通常和传动件相配合轴径表面粗糙度为Ra2.5～0.63μm，和轴承相配合支承轴径表面粗糙度为Ra0.63～0.16μm。

第二章 轴类零件毛胚和材料
第一节 轴类零件毛胚
轴类零件可依据使用要求、生产类型、设备条件及结构，选择棒料、锻件等毛坯形式。对于外圆直径相差不大轴，通常以棒料为主；而对于外圆直径相差大阶梯轴或关键轴，常选择锻件，这么既节省材料又降低机械加工工作量，还可改善机械性能。
    依据生产规模不一样，毛坯铸造方法有自由锻和模锻两种。中小批生产多采取自由锻，大批大量生产时采取模锻。

第二节 轴类零件材料
轴类零件应依据不一样工作条件和使用要求选择不一样材料并采取不一样热处理规范（如调质、正火、淬火等），以取得一定强度、韧性和耐磨性。
    45钢是轴类零件常见材料，它价格廉价经过调质（或正火）后，可得到很好切削性能，而且能取得较高强度和韧性等综合机械性能，淬火后表面硬度可达45～52HRC。
    40Cr等合金结构钢适适用于中等精度而转速较高轴类零件，这类钢经调质和淬火后，含有很好综合机械性能。
    轴承钢GCr15和弹簧钢65Mn，经调质和表面高频淬火后，表面硬度可达50～58HRC，并含有较高耐疲惫性能和很好耐磨性能，可制造较高精度轴。
    精密机床主轴（比如磨床砂轮轴、坐标镗床主轴）可选择38CrMoAIA氮化钢。这种钢经调质和表面氮化后，不仅能取得很高表面硬度，而且能保持较软芯部，所以耐冲击韧性好。和渗碳淬火钢比较，它有热处理变形很小，硬度更高特征。

第三章 轴类零件通常加工要求及方法

第一节 轴类零件加工工艺规程注意点
在学校机械加工实习课中，轴类零件加工是学生练习车削技能最基础也最关键项目，但学生最终完工工件质量总是很不理想，经过分析关键是学生对轴类零件工艺分析工艺规程制订不够合理。
    轴类零件中工艺规程制订，直接关系到工件质量、劳动生产率和经济效益。一零件能够有多个不一样加工方法，但只有某一个较合理，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，需了解零件结构特点、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通常为：下料→铸造→正火→粗加工→半精加工→渗碳→去碳加工（对不需提升硬度部分）→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。对全部表面全部需加工铸件轴，依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。选牢靠可靠表面为粗基准，同时，粗基准不可反复使用。
（4）精基准选择：要符合基准重合标准，尽可能选设计基准或装配基准作为定位基准。符合基准统一标准。尽可能在多数工序中用同一个定位基准。尽可能使定位基准和测量基准重合。选择精度高、安装稳定可靠表面为精基准。

第二节 轴类零件加工技术要求
（1）尺寸精度轴类零件关键表面常为两类，一类是和轴承内圈配合外圆轴颈，即支承轴颈，用于确定轴位置并支承轴，尺寸精度要求较高，通常为IT5～IT7；另一类为和各类传动件配合轴颈，即配合轴颈，其精度稍低，通常为IT6~IT9。
（2）几何形状精度关键指轴颈表面、外圆锥面、锥孔等关键表面圆度、圆柱度。其误差通常应限制在尺寸公差范围内，对于精密轴，需在零件图上另行要求其几何形状精度。
（3）相互位置精度包含内、外表面，关键轴面同轴度、圆径向跳动、关键端面对轴心线垂直度、端面间平行度等。
（4）表面粗糙度轴加工表面全部有粗糙度要求，通常依据加工可能性和经济性来确定。

第三节 轴类零件热处理
（1）铸造毛坯在加工前，均需安排正火或退火处理，使钢材内部晶粒细化，消除铸造应力，降低材料硬度，改善切削加工性能。
（2）调质通常安排在粗车以后、半精车之前，以取得良好物理力学性能。
（3）表面淬火通常安排在精加工之前，这么能够纠正因淬火引发局部变形。
（4）精度要求高轴，在局部淬火或粗磨以后，还需进行低温时效处理。