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9.1 轴类零件工艺 机械制造工艺学 2版 常同立等 清华大学出版社 9.1 轴类零件加工工艺设计 常同立、佟志忠，机械制造工艺学 （第2版）清华大学出版社 9.1 轴类零件工艺 机械制造工艺学 2版 常同立等 清华大学出版社 9.1.1 工程案例分析 1. 读图与主要加工表面识别 阅读图9.4所示主动锥齿轮零件图。主动锥齿轮轴较一般轴类零件稍显复 杂，不仅具有典型的轴类零件加工工艺过程，也有螺旋锥齿轮加工工艺内容， 分析其机械加工工艺有较大的示范效果。 主动锥齿轮轴上两处外圆面的尺寸精度要求高，表面粗糙度要求也高。这 两处外圆表面均有圆跳动要求 （相对于两个中心孔确定的轴线基准）。它们附 近的端面也有圆跳动要求 （相对于两个中心孔确定的轴线基准）。分析后桥部 件装配图可以看出这两处外圆表面都是配合表面，是装配基准，也是设计基 准。轴颈端面是确定齿轮位置的轴向基准，是装配基准，也是设计基准。 齿形表面也是主要加工表面，它是零件的工作表面。 花键的尺寸精度要求高，也有圆跳动要求。花键是装配基准。 9.1 轴类零件工艺 机械制造工艺学 2版 常同立等 清华大学出版社 零件图 主动锥齿轮轴零件如图9.4所示。生产类型是大批大量，规模化生产。其机 械加工工艺成熟，且具有代表性。 9.1 轴类零件工艺 机械制造工艺学 2版 常同立等 清华大学出版社 2. 材料、毛坯与热处理 2. 材料、毛坯与热处理 主动锥齿轮轴材料一般选用20CrMnTi 。最终热处理采用渗碳淬火，表面硬 度58~63HRC，心部硬度33~48HRC 。 毛坯采用模锻工艺制造。预备热处理为正火处理，硬度为157~207HV。 9.1 轴类零件工艺 机械制造工艺学 2版 常同立等 清华大学出版社 3. 加工方法与定位基准 3. 加工方法与定位基准 主动锥齿轮轴是汽车主减速器上的零件，生产类型是大批量生产，主动锥齿轮轴采用 精密锻造毛坯。毛坯尺寸精度高，机械加工余量小。采用粗车→半精车→磨削的加工方 案进行淬硬轴颈表面的加工。齿坯轴的车削和磨削轴颈外圆都可以采用双顶尖安装工 件。双中心孔确定的轴线作为设计基准，是齿坯轴加工的精基准，符合基准重合的原 则。 精基准加工采用多工位组合机床，铣削毛坯的两个端面，并钻中心孔。加工基准采用 零件主要加工表面对应的毛坯外圆面和端面，它们是粗基准。 主动锥齿轮齿形加工的定位基准需要使用齿坯轴的精加工表面。因此，齿形表面加工 需要在齿坯轴表面 （包括渐开线花键表面）加工完毕后进行。 主动锥齿轮轴的加工工艺过程可以看作两个阶段：齿坯轴加工阶段，齿形表面加工阶 段。在它们之间安排中间检查工序，控制产品质量。 齿坯轴加工是典型轴类零件加工工艺，齿形加工是典型的螺旋伞齿轮加工工艺。 在齿形表面加工阶段，加工方法为粗铣轮齿→精铣轮齿凸面→精铣轮齿凹面。 为了提高齿轮的强度，在齿轮加工完毕后，进行了渗碳热处理。热处理后工件变形较 大，需要磨削装配基准。 采用一次装夹加工完成有圆跳动公差表面，以保证加工表面之间的相互关系。 需要说明的是，齿坯轴加工阶段采用中心孔定位工件，而齿形加工阶段换作轴颈与端 面定位，定位基准发生转换，特别设计自定心夹具保障定位精度，如图9.5所示。 9.1 轴类零件工艺 机械制造工艺学 2版 常同立等 清华大学出版社 夹具 9.1 轴类零件工艺 机械制造工艺学 2版 常同立等 清华大学出版社 4. 典型工艺案例 工序尺寸设计分两步进行。首先进行轴向工序尺寸设计，然后进行径向工序尺寸设计。 1. 轴向工序尺寸设计 绘制轴向工序尺寸跟踪图，见图9.20 。 9.1 轴类零件工艺 机械制造工艺学 2版 常同立等 清华大学出版社 1铣端面钻中心孔 铣钻组合机床 9.1 轴类零件工艺 机械制造工艺学 2版 常同立等 清华大学出版社 2车轴颈及背锥 液压仿形车床 9.1 轴类零件工艺 机械制造工艺学 2版 常同立等