轴类零件机械加工要点探析

【摘要】在机械加工中，轴是一种非常常见的零件，它是一些传送件的传递工具，如一些齿轮，凸轮，带轮之类。轴按照不同的方法有多种分类，在结构上来说，分为阶梯样式的轴，中间空心的轴，表面凸出的轴等等一些。在所有的轴类中，阶梯轴的应用范围最大，在加工工艺上，它可以大致的表现出轴类零件的共同性质和在加工过程中的规律。

　　【关键词】轴类零件；毛坯；加工

　　一、轴类零件机械加工要点

　　（一）选择毛坯材料的选择是任意一种零件的第一步，当然，轴类零件也在其中。所以，毛坯材料的选择是至关重要的，它影响着后期的所有制作。选择轴类的毛坯是根据一些情况的限制来决定的，如使用的场合，加工的成本控制，现有的加工技术，加工的分类等等，虽然有这些情况，当大多是选择棒料的和锻件的，原因是棒料的对于阶梯不太接近光轴的是很适合的，反之，如果是阶梯轴的外圆的变化很大，并且有作用很关键的轴类，大部分情况是选择锻件的毛坯来加工零件。在毛坯的形状上，应该选在外形和大小和轴类零件差不多的毛坯，这样做的话可以减少对毛坯的加工时间，优化了生产效率，还降低了成本。毛坯在选择的时候，它的抗变形，抗弯曲，耐磨性这些能力都要仔细考量，还要经过高温来加强这些数据，因为在使用中，轴类的工作不同，他的毛坯的主要性能就不同，要视情况而定。

　　在加工前，毛坯都需要进行热处理，让毛坯内部的钢材晶体细小化，除去在锻造上的应力，降解了材料本身的硬度，可以加强切割的工艺性能。为了让毛坯拥有良好的性能，通常让调质过程在粗车和半精车之间进行。表面淬火的工作是在精加工的前面，这样做是因为，淬火的时候易造成零件变形，精加工可以对其修正。另外，对于一些高度要求精确度的轴来说，进行高温加热后，还要低温处理。

　　（二）定位和装夹当毛坯的所有工作都做好之后，接下来的工作就是去寻找加工点，这个工作就要用到定位和装夹。确定的装夹方式和基准表面，影响着零件过车后的切割位置和大小相比于理论上的不同。基准，主要是精细的基准和比较粗糙的基准这两大类，而决定由哪种，要据零件的位置和作用来选择。一般来说，在一些未加工的表面，粗基准可以为加工范围较大并且表面比较平滑的来做参考面，在一些已经加工过的表面，可以选为精基准的，特别是其他没有修改的面都可以把它当做标准的表面。在另外一些情况下，用自为基准和互为基准也可以确定基准面。

　　根据准备加工零件的外形来确定毛坯的装夹，对于形状是矩形的零件来说，比较适合用平口钳来固定，对于形状是圆形的零件来说，用三爪卡盘固定到铣床上是比较合适的，对于一些奇怪形状的零件，可以选择用专有的铣床来固定。

　　（三）工艺分析及过程

　　1.工艺分析加工轴类零件的原则和其他加工差不多，切割工艺都是按照“先拿下基准，并且是先粗的后精的，先是主要的再是次要的，和先面后孔”这些原则严格执行。在加工要求误差小的零件时，数控车床的开始位置应该在轴的最右端。如图一

　　图一：数控车床

　　（1）零件样图的分析。在样图中的一些参数，和零件表面的粗糙程度，平行度数，以及同心度等等这些数值，都是我们在加工过程中的依据。如图二

　　图二：零件样图

　　（2）拟定加工路线。分析完样图后，就可以确定零件的基准。在设计加工的路线时，可以先切割外围面，这样做的好处是，方便后期的加工。加工用外圆车来切割，由粗到精依次进行。然后，去切割形状好的外围零件。轴上的一些精细活留到后面进行精度加工，像是一些矩形和花型键槽，还有一些螺孔。当零件需要钻孔的时候，可以先加工端面，之后再来钻孔，这样做的好处是保证多数情况下的同心度等等一些条件，增加了孔加工的精细度。

　　2.加工过程选定了要去实施的具体方案之后，就需要去固定好毛坯，再之后，就可以把它的流程进行实施了。它的加工方法有两种，分别是磨削和车削。在粗加工的时候，车削方便操作，但是，在精加工的时候，磨削却比较快捷。零件成型一般要经过三个时期，是预加工，半精加工，精加工，如果对零件有更严格的要求，可以在后期加上光整加工。

　　（1）预加工过程制作的毛坯和零件的成品是不同的，在粗加工的时候切割掉毛坯上的多余，让毛坯的大小形状与成品相似，为后面的加工带来方便，也可以节约成本。预加工的工序主要有校正毛坯，是针对毛坯的变形弯曲状况；当使用的材料是棒料时，要切除毛坯的多余部分；如果零件要钻孔，应该先切端面再来钻孔；如果是使用较大的锻件，应该要进行拉荒处理，让它表明的氧化层清除，减少工作量。

　　（2）半精加工过程在粗加工后，就可以实施半精加工，去缩小差距，使成品更符合要求。在半精加工前，零件需要进行调质过程，去改变它的晶体结构，增强抗变形和抗弯曲能力。

　　（3）精加工过程半精加工后，零件还会有一些小的误差，这时，就需要精加工了。在精加工前，需要对零件高温加热，破坏它本身的晶体结构；然后再对它的外圆表面进行精细打磨，来保证主轴的精确要求。在精加工过程，一般使用磨具，因为它切除时对零件的影响很小，几乎可以忽略不计。

　　（4）光精加工过程对于一些零件，它在一些特殊场合适用，但它的加工方式有一些限制的情况，就可以进行光整加工。光整加工后，轴类零件的高要求基本可以满足，而且也可以保证在后期的使用中轴类零件的功能都能实施。

　　二、轴类零件安装方式

　　（一）两中心孔法用外圆面来给粗基准定位，并加工制成中心孔，然后用两端的中心孔来给精基准定位；来实现安装一次就可以加工很多表面。中心孔的质量是很重要的，是定位和检验的基准，它的开始工作也比较复杂，通常用支承轴颈来进行定位；再开始中心孔定位，用精车来给外圆定位；之后用外圆来定位，用粗糙的去打磨锥孔；再一次用中心孔定位，去精细的打磨外圆；最后一步，用支承轴颈来给外圆定位，进行精磨锥孔，让锥孔的精度符合要求。

　　(二)外圆表面法对于不能使用中心孔法的，像一些短小轴和空心轴等等，可以用外圆表面来进行定位。一般情况下，都是用三爪卡盘或者是四爪卡盘来装夹，对于一些高精度的，可以用自动定心夹具。

　　（三）拉杆心轴法一些特殊的表面来加工时，可以用拉杆心轴法来进行安装，例如：空心轴。小的锥孔可以用堵头，而大的锥孔可以用拉杆心轴。

　　三、结语

　　在现下机械中，还没有某种零件可以代替轴类零件的功能，而且，轴类零件的功能和应用还在继续的开发中。依据正确的流程来加工零件，这样，在之后的使用中就能满足设计的需要。而在实际的使用环境中，要做到因地制宜，去根据一些实际情况来制定加工的工艺，去满足不同环境的不同需要。

　　【参考文献】

　　[1]龚雯,陈则钧.机械制造技术[M].高等教育出版社.2008.

　　[2]王丽杰.编制机械加工工艺规程应考虑的几个问题[J].农机使用与维修,.2002(4):15-17.

　　[3]李振杰.机械制造技术[M].人民邮电出版社.2009.

　　[4]王颖.机械加工工艺规程及工艺文件[J].科技咨讯.2008(30):29-31