轴类零件的加工特点及质量控制方法.docx

轴类零件的加工特点及质量控制方法摘要对轴类零件的分类，技术要求，材料和毛坯，热处理以及加工工艺特点等进行了分析和阐述，从理论上对常用机械加工质量控制方法进行了介绍，同时结合实际生产总结对于提高轴类零件加工质量的常用措施进行了论述，对于轴类零件的加工具有一定的参考和指导作用。关键词：轴类零件；质量控制；加工工艺；细长轴；毛坯0．引言激烈的市场竞争使企业高度重视产品的质量。对于机械制造企业，为了提高加工质量和生产率，降低废品率和加工成本，必须严格监控以机械加工工艺系统为基础的机械加工过程。本文主要以轴类零件的加工特点以及质量控制方法为中心，查阅了1986-2012年相关杂志，期刊的文章，由这些文献综合看，机械加工包括轴类零件的加工正在向高度自动化，智能化，高精度，多学科综合的方向发展。同时本文就轴类零件加工中的典型加工如细长轴的车削、加工定位，热处理等常规加工，又例如梯形螺纹轴类零件加工非常规加工的特点进行了介绍和阐述，同时就现在研究的质量控制方法以及提高轴类零件加工的的措施和操作进行了介绍。1．轴类零件的分类1轴是机械加工中常见的典型零件之一。其在机械中主要用于支承齿轮、带轮、凸轮以及连杆等传动件，用以传递扭矩。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、各种丝杠等如下图1-1，其中阶梯传动轴应用较广，其加工工艺能较全面地反映轴类零件的加工规律和共性。图1-12.轴类零件的技术要求根据轴类零件的功用和工作条件，轴类零件的技术要求主要主要包括以下几方面：2-1 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。2-2 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。2-3 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。2-4 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0.2~1.6μm，传动件配合轴颈为0.4~3.2μm。2-5 其他热处理、倒角、倒棱及外观修饰等要求。3.轴类零件的材料及毛坯3-1 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。3-2 轴类零件的毛坯2轴类零件最常用的毛坯是圆钢料和锻件，只有某些大型、结构复杂的轴，才采用铸铁或铸钢件。常用的光轴毛坯一般采用热轧圆钢和冷却圆钢；当要求毛坯具有较高的机械性能时应采用锻件。对于阶梯轴，当阶梯尺寸相差较大时，为了节约原材料，也常采用锻件。毛坯锻件有两种：自由锻件和模锻。采用自由锻造方式设备简单，容易投产，但毛坯余量大，精度比较差，而且不能锻造形状复杂的毛坯，一般多用于单件和中小批生产。机械修配和重型机械的毛坯零件多采用自由锻造。模锻毛坯精度较高，余量小，可以锻造形状比较复杂的毛坯，但模锻需要较大型设备，而且需要制造形状复杂的耐热钢模具，设备投资大，生产准备时间长。因而只适用大批量生产。 4.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。为消除磨削应力，粗磨后安排低温时效工序（烘）。(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。5.轴类零件的加工工艺特点2轴类零件常用的加工方法为车削和磨削，当表面质量要求很高时，还应增加光整加工。轴类零件的一般加工工艺特点如下：5-1轴类零件的预备加工在预备加工中有校直、切断、切端面和钻中心孔。钻中心孔时的注意点：中心孔应有足够大的尺寸和准确的锥角。因中心孔在加工过程中要承受零部件的重量和切削力，因此尺寸过小和锥角不准确，将会是中心孔和顶尖很快被磨损。两端中心孔应在同一轴心线上。中心孔和顶尖接触不良，容易产生变形和磨损，使加工的外圆产生圆度误差。5-2轴类零部件定位基准的选择轴类零件加工时，一般采用两中心孔作为定位基准。在加工外圆时总是先加工轴的两端面和钻中心孔，为后继加工工序作为定位基准的准备。轴类零件各外圆、锥孔、螺纹等表面的设计基准一般都是轴的中心线，因此选择两中心孔定位是符合基准重合原则的，加工时能达到较高的相互位置精度，且工件装夹方便，故两