軸類零件的功用與結構特點

1、功用：

為支承傳動零件（齒輪、皮帶輪等）、傳動扭矩、承受載荷，以及保證裝在主軸上的工件或刀具具有一定的迴轉精度。

2、分類：

軸類零件按其結構形狀的特點，可分為光軸、階梯軸、空心軸和異形軸（包括曲軸、凸輪軸和偏心軸等）四類。

3、軸的種類

a、光軸 b、空心軸 c、半軸 d、階梯軸 e、花鍵軸 f、十字軸 g、偏心軸、h、曲軸 i、凸輪軸

若按軸的長度和直徑的比例來分，又可分為剛性軸（L/d＜12＝和撓性軸（L/d＞12）兩類。

4、表面特點：外圓、內孔、圓錐、螺紋、花鍵、橫向孔

主要技術要求：

1、尺寸精度

軸頸是軸類零件的主要表面，它影響軸的迴轉精度及工作狀態。軸頸的直徑精度根據其使用要求通常為IT6～9，精密軸頸可達IT5。

2、幾何形狀精度

軸頸的幾何形狀精度（圓度、圓柱度），一般應限制在直徑公差點範圍內。對幾何形狀精度要求較高時，可在零件圖上另行規定其允許的公差。

3、位置精度

主要是指裝配傳動件的配合軸頸相對於裝配軸承的支承軸頸的同軸度，通常是用配合軸頸對支承軸頸的徑向圓跳動來表示的；根據使用要求，規定高精度軸為0.001～0.005mm，而一般精度軸為0.01～0.03mm。

此外還有內外圓柱面的同軸度和軸向定位端面與軸心線的垂直度要求等。

4．表面粗糙度

根據零件的表面工作部位的不同，可有不同的表面粗糙度值，例如普通機床主軸支承軸頸的表面粗糙度為Ra0.16～0.63um，配合軸頸的表面粗糙度為Ra0.63～2.5um，隨著機器運轉速度的增大和精密程度的提高，軸類零件表面粗糙度值要求也將越來越小。

軸類鍛件的材料和毛坯

合理選用材料和規定熱處理的技術要求，對提高軸類零件的強度和使用壽命有重要意義，同時，對軸的加工過程有極大的影響。

1、軸類零件的材料

一般軸類零件常用45鋼，根據不同的工作條件採用不同的熱處理規範（如正火、調質、淬火等），以獲得一定的強度、韌性和耐磨性。

對中等精度而轉速較高的軸類零件，可選用40Cr等合金鋼。這類鋼經調質和表面淬火處理後，具有較高的綜合力學件能。精度較高的軸，有時還用軸承鋼GCrls和彈簧鋼65Mn等材料，它們通過調質和表面淬火處理後，具有更高耐磨性和耐疲勞性能。

對於高轉速、重載荷等條件下工作的軸，可選用20CrMnTi、20MnZB、20Cr等低碳含金鋼或38CrMoAIA氮化鋼。低碳合金鋼經滲碳淬火處理後，具有很高的表面硬度、抗衝擊韌性和心部強度，熱處理變形卻很小。

2、軸類零件的毛坯

軸類零件的毛坯最常用的是圓棒料和鍛件，只有某些大型的、結構複雜的軸才採用鑄件。

軸類鍛件的預加工

輪類零件在切削加工之前，應對其毛坯進行預加工。預加工包括校正、切斷和切端面和鑽中心孔。

1、校正：校正棒料毛坯在製造、運輸和保管過程中產生的彎曲變形，以保證加工餘量均勻及送料裝夾的可靠。校正可在各種壓力機上進行。

2、切斷：當採用棒料毛坯時，應在車削外圓前按所需長度切斷。切斷叮在弓鋸床上進行，高硬度棒料的切斷可在帶有薄片砂輪的切割機上進行。

3、切端面鑽中心孔：中心孔是軸類零件加工最常用的定位基準面，為保證鑽出的中心孔不偏斜，應先切端面後再鑽中心孔。

4、荒車：如果軸的毛坯是向由鍛件或大型鑄件，則需要進行荒車加工，以減少毛坯外國表面的形狀誤差，使後續工序的加工余景均勻。

典型軸類零件加工工藝分析

軸類零件的加工工藝因其用途、結構形狀、技術要求、產量大小的不同而有差異。而軸的工藝規程編製是生產中最常遇到的工藝工作。

（一）軸類零件加工的主要問題

軸類零件加工的主要問題是如何保證各加工表面的尺寸精度、表面粗糙度和主要表面之間的相互位置精度。

軸類零件加工的典型工藝路線如下：

毛坯及其熱處理→預加工→車削外圓→銑鍵槽等→熱處理→磨削

（二）CA6140主軸加工工藝分析

（1）、支承軸頸的技術要求

主軸兩支承軸頸A、B的圓度允差0.005毫米，徑向跳動允差0.005毫米，兩支承軸頸的1：12錐面接觸率＞70%，表面粗糙度Ra0.4um。支承軸頸直徑按IT5-7級精度製造。

主軸外圓的圓度要求，對於一般精度的機床，其允差通常不超過尺寸公差的50％，對於提高精度的機床，則不超過25%，對於高精度的機床，則應在5～10％之間。

（2）、錐孔的技術要求

主軸錐孔（莫氏6號）對支承軸頸A、B的跳動，近軸端允差0.005mm，離軸端300mm處允差0.01毫米，錐面的接觸率＞70％，表面粗糙度Ra0.4um，硬度要求HRC48。

（3）、短錐的技術要求

短錐對主軸支承軸頸A、B的徑向跳動允差0.008mm，端面D對軸頸A、B的端面跳動允差0.008mm，錐面及端面的粗糙度均為Ra0.8um。

（4）、空套齒輪軸頸的技術要求

空套齒輪的軸頸對支承軸頸A、B的徑向跳動允差為0.015毫米。

（5）、螺紋的技術要求

這是用於限制與之配合的壓緊螺母的端面跳動量所必須的要求。因此在加工主軸螺紋時，必須控制螺紋表面軸心線與支承軸頸軸心線的同軸度，一般規定不超過0.025mm。

從上述分析可以看出，主軸的主要加工表面是兩個支承軸頸、錐孔、前端短錐面及其端面、以及裝齒輪的各個軸頸等。而保證支承軸頸本身的尺寸精度、幾何形狀精度、兩個支承軸頸之間的同軸度、支承軸頸與其它表面的相互位置精度和表面粗糙度，則是主軸加工的關鍵。

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