轴类零件精度设计及专用量规设计（非标零件设计轴类零件5讲）

作用：

1）支承回转零件；2）传递运动和动力

分类：

按承载的特点分：

转轴——弯曲和扭转的复合作用；减速器轴，机床主轴。

心轴—­—只承受弯矩；铁路车辆的轮轴。

传动轴——主要受扭矩而不受弯矩或弯矩很小的轴；汽车的驱动轴。

轴的材料及其选择

轴的材料种类有很多，设计主要根据对轴的强度、刚度、耐磨性等要求，以及为实现这些要求而采用的热处理方法，同时考虑制造工艺问题，力求经济合理。

对于轻载、低速，也可采用Q235、Q275普通碳素结构钢。

一般轴类零件常用优质碳素结构钢（中碳钢），如 35、45、50 钢，最常用的是45钢，经正火、调质及部分表面淬火等热处理，得到所要求的强度、韧性和硬度。

对中等精度而转速较高的轴类零件， 一般选用合金钢（如 40Cr 等），经过调质和表面淬火处理，使其具有较高的综合力学性能。

对在高转速、 重载荷等条件下工作的轴类零件，可选用 20CrMnTi、20Mn2B、20Cr 等低碳合金钢，经渗碳淬火处后，具有很高的表面硬度，心部则获得较高的强度和韧性。

对高精度和高转速的轴，可选用 38CrMoAl钢，其热处理变形较小，经调质和表面渗氮处理，达到很高的心部强度和表面硬度，从而获得优良的耐磨性和耐疲劳性。

附 ：钢的淬火与回火是热处理工艺中很重要的、应用非常广泛的工序。 淬火能显著提高钢的强度和硬度 。 如果再配以不同温度的回火， 即可消除 （或减轻） 淬火内应力 ，

又能得到强度、硬度和韧性的配合，满足不同的要求。所以，淬火和回火是密不可分的两道热处理工艺。

注意：①由于碳素钢与合金钢的弹性模量基本相同，所以采用合金钢并不能提高轴的刚度。②轴的各种热处理（如高频淬火、渗碳、氮化、氰化等）以及表面强化处理（喷丸、滚压）对提高轴的疲劳强度有显著效果。

车床主轴加工工艺过程分析：

⑴ 主轴毛坯的制造方法

锻件，还可获得较高的抗拉、抗弯和抗扭强度。

⑵ 主轴的材料和热处理

45 钢，普通机床主轴的常用材料， 淬透性比合金钢差，淬火后变形较大，加工后尺寸稳

定性也较差， 要求较高的主轴则采用合金钢材料为宜。

①毛坯热处理

采用正火，消除锻造应力，细化晶粒，并使金属组织均匀。

②预备热处理

粗加工之后半精加工之前，安排调质处理，提高其综合力学性能

③最终热处理

主轴的某些重要表面需经高频淬火。最终热处理一般安排在半精加工之后， 精加工之前， 局部淬火产生的变形在最终精加工时得以纠正。

加工阶段的划分

①粗加工阶段

用大的切削用量切除大部分余量， 及时发现锻件裂纹等缺陷。

②半精加工阶段

为精加工作好准备

③精加工阶段

把各表面都加工到图样规定的要求。

粗加工、半精加工、精加工阶段的划分大体以热处理为界。

工序顺序的安排

毛坯制造——正火——车端面钻中心孔——粗车——调质——半精车表面淬火——粗、精磨外圆——粗、精磨圆锥面——磨锥孔。

在安排工序顺序时，还应注意下面几点：

①外圆加工顺序安排要照顾主轴本身的刚度，应先加工大直径后加工小直径，以免一开始就降低主轴钢度。

②就基准统一而言，希望始终以顶尖孔定位，避免使用锥堵，则深孔加工应安排在最后。但深孔加工是粗加工工序，要切除大量金属，加工过程中会引起主轴变形好在粗车外圆之后就把深孔加工出来。

③花键和键槽加工应安排在精车之后，粗磨之前。如在精车之前就铣出键槽，将会造成断续车削，既影响质量又易损坏刀具，而且也难以控制键槽的尺寸精度。

④因主轴的螺纹对支承轴颈有一定的同轴度要求，故放在淬火之后的精加工阶段进行，以免受半精加工所产生的应力以及热处理变形的影响。

⑤主轴系加工要求很高的零件， 需安排多次检验工序。 检验工序一般安排在各加工阶段

前后， 以及重要工序前后和花费工时较多的工序前后，总检验则放在最后。

,