典型零件加工工艺流程.doc

典型零件加工工艺(轴类，箱体类，齿轮类等）
轴类零件的
一. 轴类零件的分类、技术要求
轴是机械加工中常见的典型零件之一。它在机械中主要用于支承齿轮、带轮、凸轮以及连杆
等传动件，以传递扭矩。按结构形式不同，轴可以分为阶梯轴、锥度心轴、光轴、空心轴、
曲轴、凸轮轴、偏心轴、各种丝杠等 .
根据轴类零件的功用和工作条件，其技术要求主要在以下方面：
⑴ 尺寸精度 轴类零件的主要表面常为两类：一类是与轴承的内圈配合的外圆轴颈，即支承
轴颈，用于确定轴的位置并支承轴，尺寸精度要求较高，通常为 IT 5~IT7；另一类为与各类
传动件配合的轴颈，即配合轴颈，其精度稍低，常为 IT6~IT9。
⑵ 几何形状精度 主要指轴颈表面、外圆锥面、锥孔等重要表面的圆度、圆柱度。其误差一
般应限制在尺寸公差范围内，对于精密轴，需在零件图上另行规定其几何形状精度。
⑶ 相互位置精度 包括内、外表面、重要轴面的同轴度、圆的径向跳动、重要端面对轴心线
的垂直度、端面间的平行度等。
⑷ 表面粗糙度 轴的加工表面都有粗糙度的要求，一般根据加工的可能性和经济性来确定。
支承轴颈常为 0.2~1.6mm，传动件配合轴颈为 0.4~3.2mm。
⑸ 其他 热处理、倒角、倒棱及外观修饰等要求。
二、轴类零件的材料、毛坯及热处理
1．轴类零件的材料

⑴ 轴类零件材料 常用 45 钢，精度较高的轴可选用 40Cr、轴承钢 GCr15、弹簧钢 65Mn， 也可选用球墨铸铁；对高速、重载的轴，选用 20CrMnTi、20Mn2B、20Cr 等低碳合金钢或
38CrMoAl 氮化钢。
⑵ 轴类毛坯 常用圆棒料和锻件；大型轴或结构复杂的轴采用铸件。毛坯经过加热锻造后，
可使金属内部纤维组织沿表面均匀分布，获得较高的抗拉、抗弯及抗扭强度。
2．轴类零件的热处理
锻造毛坯在加工前，均需安排正火或退火处理，使钢材内部晶粒细化，消除锻造应力，降低
材料硬度，改善切削加工性能。
调质一般安排在粗车之后、半精车之前，以获得良好的物理力学性能。
表面淬火一般安排在精加工之前，这样可以纠正因淬火引起的局部变形。
精度要求高的轴，在局部淬火或粗磨之后，还需进行低温时效处理。
三、轴类零件的安装方式
轴类零件的安装方式主要有以下三种。
1．采用两中心孔定位装夹
一般以重要的外圆面作为粗基准定位，加工出中心孔，再以轴两端的中心孔为定位精基准；
尽可能做到基准统一、基准重合、互为基准，并实现一次安装加工多个表面。中心孔是工件 加工统一的定位基准和检验基准，它自身质量非常重要，其准备工作也相对复杂，常常以支 承轴颈定位，车（钻）中心锥孔；再以中心孔定位，精车外圆；以外圆定位，粗磨锥孔；以 中心孔定位，精磨外圆；最后以支承轴颈外圆定位，精磨（刮研或研磨）锥孔，使锥孔的各
项精度达到要求。
2．用外圆表面定位装夹
对于空心轴或短小轴等不可能用中心孔定位的情况，可用轴的外圆面定位、 夹紧并传递扭矩。
一般采用三爪卡盘、四爪卡盘等通用夹具，或各种高精度的自动定心专用夹具，如液性塑料
薄壁定心夹具、膜片卡盘等。
3．用各种堵头或拉杆心轴定位装夹
加工空心轴的外圆表面时，常用带中心孔的各种堵头或拉杆心轴来安装工件。小锥孔时常用

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堵头；大锥孔时常用带堵头的拉杆心轴
四、轴类零件典型工艺路线
对于 7 级精度、表面粗糙度 Ra0.8～0.4mm 的一般传动轴，其典型工艺路线是：正火－车端
面钻中心孔－粗车各表面－精车各表面－铣花键、键槽－热处理－修研中心孔－粗磨外圆－
精磨外圆－检验。
轴类零件一般采用中心孔作为定位基准，以实现基准统一的方案。在单件小批生产中钻中心
孔工序常在普通车床上进行。在大批量生产中常在铣端面钻中心孔专用机床上进行。
中心孔是轴类零件加工全过程中使用的定位基准，其质量对加工精度有着重大影响。所以必
须安排修研中心孔工序。修研中心孔一般在车床上用金刚石或硬质合金顶尖加压进行。
对于空心轴（如机床主轴） ，为了能使用顶尖孔定位，一般均采用带顶尖孔的锥套心轴或锥 堵。若外圆和锥孔需反复多次、互为基准进行加工，则在重装锥堵或心轴时，必须按外圆找
正或重新修磨中心孔。
轴上的花键、键槽等次要表面的加工，一般安排在外圆精车之后，磨削之前进行。因为如果 在精车之前就铣出键槽，在精车时由于断续切削而易产生振动，影响加工质量，又容易损坏 刀具，也难以控制键槽的尺寸。但也不应安排在外圆精磨之后进行，以免破坏外圆表面的加
工精度和表面质量。
在轴类零件的加工过程中，应当安排必要的热处理工序，以保证其机械性能和加工精度，并 改善工件的切削加工性。一般毛坯锻造后安排正火工序，而调质则安排在粗加工后进行，以 便消除粗加工后产生的应力及获得良好的综合机械性能。淬火工序则安排在磨削工序之前。
如：轴类零件机械加工工艺文件的制订
一、 零件的工艺分析
传动轴零件图

图示零件是减速器中的传动轴，该零件小批生产。它属于台阶轴类零件，由圆柱面、轴肩、 螺纹、螺尾退刀槽、砂轮越程槽和键槽等组成。轴肩一般用来确定安装在轴上零件的轴向位 置，各环槽的作用是使零件装配时有一个正确的位置，并使加工中磨削外圆或车螺纹时退刀
方便；键槽用于安装键，以传递转矩；螺纹用于安装各种锁紧螺母和调整螺母。
根据工作性能与条件，该传动轴图样规定了主要轴颈 M，N，外圆 P、Q 以及轴肩 G、H、I 有

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较高的尺寸、位置精度和较小的表面粗糙度值，并有热处理要求。这些技术要求必须在加工
中给予保证。因此，该传动轴的关键工序是轴颈 M、N 和外圆 P、Q 的加工。
二、毛坯的选择
该传动轴材料为 45 钢，因其属于一般传动轴，故选 45 钢可满足其要求。本例传动轴属于中、
小传动轴，并且各外圆直径尺寸相差不大，故选择f60mm 的热轧圆钢作毛坯。
三、定位基准的选择
合理地选择定位基准，对于保证零件的尺寸和位置精度有着决定性的作用。由于该传动轴的 几个主要配合表面(Q、P、N、M)及轴肩面(H、G)对基准轴线 A-B 均有径向圆跳动和端面圆跳 动的要求，它又是实心轴，所以应选择两端中心孔为基准，采用双顶尖装夹方法，以保证零
件的技术要求。
粗基准采用热轧圆钢的毛坯外圆。中心孔加工采用三爪自定心卡盘装夹热轧圆钢的毛坯外 圆，车端面、钻中心孔。但必须注意，一般不能用毛坯外圆装夹两次钻两端中心孔，而应该 以毛坯外圆作粗基准，先加工一个端面，钻中心孔，车出一端外圆；然后以已车过的外圆作 基准，用三爪自定心卡盘装夹(有时在上工步已车外圆处搭中心架 )，车另一端面，钻中心孔。
如此加工中心孔，才能保证两中心孔同轴。
四、工艺路线的拟定
1．各表面加工方法的选择 传动轴大都是回转表面，主要采用车削与外圆磨削成形。由于
该传动轴的主要表面 M、N、P、Q 的公差等级(IT6)较高，表面粗糙度 Ra 值(Ra=0.8 um)较小，
故车削后还需磨削。外圆表面的加工方案可为：粗车®半精车®磨削。
2．加工顺序的确定
对精度要求较高的零件，其粗、精加工应分开，以保证零件的质量。该传动轴加工划分为三 个阶段：粗车(粗车外圆、钻中心孔等)，半精车(半精车各处外圆、台阶和修研中心孔及次
要表面等)，粗、精磨(粗、精磨各处外圆)。各阶段划分大致以热处理为界。
轴的热处理要根据其材料和使用要求确定。对于传动轴，正火、调质和表面淬火用得较多。
该轴要求调质处理，并安排在粗车各外圆之后，半精车各外圆之前。
综合上述分析，传动轴的工艺路线如下：下料®车两端面，钻中心孔®粗车各外圆®调质® 修研中心孔®半精车各外圆，车槽，倒角®车螺纹®划键槽加工线®铣键槽®修研中心孔®
磨削®检验。
定位精基准面中心孔应在粗加工之前加工，在调质之后和磨削之前各需安排一次修研中心孔 的工序。调质之后修研中心孔为消除中心孔的热处理变形和氧化皮，磨削之前修研中心孔是 为提高定位精基准面的精度和减小锥面的表面粗糙度值。拟定传动轴的工艺过程时，在考虑 主要表面加工的同时，还要考虑次要表面的加工。在半精加工f 52mm、f44mm 及 M24mm 外 圆时，应车到图样规定的尺寸，同时加工出各退刀槽、倒角和螺纹；三个键槽应在半精车后 以及磨削之前铣削加工出来，这样可保证铣键槽时有较精确的定位基准，又可避免在精磨后 铣键槽时破坏已精加工的外圆表面。在拟定工艺过程时，应考虑检验工序的安排、检查项目
及检验方法的确定。
综上所述，所确定的该传动轴加工工艺过程如下：
传动轴机械加工工艺过程卡

中国矿业大学 机械加工工艺过程卡 称

产 品 名 减速器
图
号
共

机械工程学院
零 件 名 传动轴
称
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