傳動(dòng)軸機(jī)械加工工藝
軸類(lèi)零件是常見(jiàn)的典型零件之一。按軸類(lèi)零件結(jié)構(gòu)形式不同，一般可分為光軸、階梯軸和異形軸三類(lèi)；或分為實(shí)心軸、空心軸等。它們?cè)跈C(jī)器中用來(lái)支承齒輪、帶輪等傳動(dòng)零件，以傳遞轉(zhuǎn)矩或運(yùn)動(dòng)。
臺(tái)階軸的加工工藝較為典型，反映了軸類(lèi)零件加工的大部分內(nèi)容與基本規(guī)律。下面就以減速箱中的傳動(dòng)軸為例，介紹一般臺(tái)階軸的加工工藝。
1、零件圖樣分析
傳動(dòng)軸
如圖所示零件是減速器中的傳動(dòng)軸。它屬于臺(tái)階軸類(lèi)零件，由圓柱面、軸肩、螺紋、螺尾退刀槽、砂輪越程槽和鍵槽等組成。軸肩一般用來(lái)確定安裝在軸上零件的軸向位置，各環(huán)槽的作用是使零件裝配時(shí)有一個(gè)正確的位置，并使加工中磨削外圓或車(chē)螺紋時(shí)退刀方便；鍵槽用于安裝鍵，以傳遞轉(zhuǎn)矩；螺紋用于安裝各種鎖緊螺母和調(diào)整螺母。
根據(jù)工作性能與條件，該傳動(dòng)軸圖樣(圖A-1)規(guī)定了主要軸頸M，N，外圓P、Q以及軸肩G、H、I有較高的尺寸、位置精度和較小的表面粗糙度值，并有熱處理要求。這些技術(shù)要求必須在加工中給予保證。因此，該傳動(dòng)軸的關(guān)鍵工序是軸頸M、N和外圓P、Q的加工。
2．確定毛坯
該傳動(dòng)軸材料為45鋼，因其屬于一般傳動(dòng)軸，故選45鋼可滿(mǎn)足其要求。
本例傳動(dòng)軸屬于中、小傳動(dòng)軸，并且各外圓直徑尺寸相差不大，故選擇￠60mm的熱軋圓鋼作毛坯。
3．確定主要表面的加工方法
傳動(dòng)軸大都是回轉(zhuǎn)表面，主要采用車(chē)削與外圓磨削成形。由于該傳動(dòng)軸的主要表面M、N、P、Q的公差等級(jí)(IT6)較高，表面粗糙度Ra值(Ra=0.8 um)較小，故車(chē)削后還需磨削。外圓表面的加工方案(參考表A-3)可為：粗車(chē)→半精車(chē)→磨削。
4．確定定位基準(zhǔn)
合理地選擇定位基準(zhǔn)，對(duì)于保證零件的尺寸和位置精度有著決定性的作用。由于該傳動(dòng)軸的幾個(gè)主要配合表面(Q、P、N、M)及軸肩面(H、G)對(duì)基準(zhǔn)軸線A-B均有徑向圓跳動(dòng)和端面圓跳動(dòng)的要求，它又是實(shí)心軸，所以應(yīng)選擇兩端中心孔為基準(zhǔn)，采用雙頂尖裝夾方法，以保證零件的技術(shù)要求。
粗基準(zhǔn)采用熱軋圓鋼的毛坯外圓。中心孔加工采用三爪自定心卡盤(pán)裝夾熱軋圓鋼的毛坯外圓，車(chē)端面、鉆中心孔。但必須注意，一般不能用毛坯外圓裝夾兩次鉆兩端中心孔，而應(yīng)該以毛坯外圓作粗基準(zhǔn)，先加工一個(gè)端面，鉆中心孔，車(chē)出一端外圓；然后以已車(chē)過(guò)的外圓作基準(zhǔn)，用三爪自定心卡盤(pán)裝夾(有時(shí)在上工步已車(chē)外圓處搭中心架)，車(chē)另一端面，鉆中心孔。如此加工中心孔，才能保證兩中心孔同軸。
5．劃分階段
對(duì)精度要求較高的零件，其粗、精加工應(yīng)分開(kāi)，以保證零件的質(zhì)量。
該傳動(dòng)軸加工劃分為三個(gè)階段：粗車(chē)(粗車(chē)外圓、鉆中心孔等)，半精車(chē)(半精車(chē)各處外圓、臺(tái)階和修研中心孔及次要表面等)，粗、精磨(粗、精磨各處外圓)。各階段劃分大致以熱處理為界。
6．熱處理工序安排
軸的熱處理要根據(jù)其材料和使用要求確定。對(duì)于傳動(dòng)軸，正火、調(diào)質(zhì)和表面淬火用得較多。該軸要求調(diào)質(zhì)處理，并安排在粗車(chē)各外圓之后，半精車(chē)各外圓之前。
綜合上述分析，傳動(dòng)軸的工藝路線如下：
下料→車(chē)兩端面，鉆中心孔→粗車(chē)各外圓→調(diào)質(zhì)→修研中心孔→半精車(chē)各外圓，車(chē)槽，倒角→車(chē)螺紋→劃鍵槽加工線→銑鍵槽→修研中心孔→磨削→檢驗(yàn)。
7．加工尺寸和切削用量
傳動(dòng)軸磨削余量可取0.5mm，半精車(chē)余量可選用1.5mm。加工尺寸可由此而定，見(jiàn)該軸加工工藝卡的工序內(nèi)容。
車(chē)削用量的選擇，單件、小批量生產(chǎn)時(shí)，可根據(jù)加工情況由工人確定；一般可由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》或《切削用量手冊(cè)》中選取。
8．?dāng)M定工藝過(guò)程
定位精基準(zhǔn)面中心孔應(yīng)在粗加工之前加工，在調(diào)質(zhì)之后和磨削之前各需安排一次修研中心孔的工序。調(diào)質(zhì)之后修研中心孔為消除中心孔的熱處理變形和氧化皮，磨削之前修研中心孔是為提高定位精基準(zhǔn)面的精度和減小錐面的表面粗糙度值。擬定傳動(dòng)軸的工藝過(guò)程時(shí)，在考慮主要表面加工的同時(shí)，還要考慮次要表面的加工。在半精加工￠52mm、￠44mm及M24mm外圓時(shí)，應(yīng)車(chē)到圖樣規(guī)定的尺寸，同時(shí)加工出各退刀槽、倒角和螺紋；三個(gè)鍵槽應(yīng)在半精車(chē)后以及磨削之前銑削加工出來(lái)，這樣可保證銑鍵槽時(shí)有較精確的定位基準(zhǔn)，又可避免在精磨后銑鍵槽時(shí)破壞已精加工的外圓表面。
在擬定工藝過(guò)程時(shí)，應(yīng)考慮檢驗(yàn)工序的安排、檢查項(xiàng)目及檢驗(yàn)方法的確定。
綜上所述，所確定的該傳動(dòng)軸加工工藝過(guò)程見(jiàn)表A-1。
9、切削用量的計(jì)算
車(chē)M24*1.5-6g螺紋 ：
大徑：24-0.13p=23.805
螺紋深度：0.6495p=0.97425
小徑：23.805-2*0.6495p=21.8565
切削用量:
10、加工余量計(jì)算：
Φ35±0.008的加工工序?yàn)椋捍周?chē)—調(diào)質(zhì)—半精車(chē)—粗磨—半精磨
一 查表得各工序余量和公差：
（1）Z半精磨=0.1mm ( p248 、表4-10、第二種—半精磨—折算長(zhǎng)度為≤200)
T精磨=0.016mm (p11表-18其基本尺寸為30-50mm 查表為IT6)
（2）同理可得：z精磨=0.5mm T精磨=0.039（IT8）
（3）Z半精車(chē)=1.5mm T半精車(chē)=0.1mm（IT10）
（4）Z毛坯=25mm T毛坯=1.9mm （IT6）
（5） Z粗車(chē)=25-1.5-0.5-0.1=22.9mm T粗車(chē)=0.39（IT13）
二 工序余量和公差圖：
Φ46±0.008的加工工序：粗車(chē)—調(diào)質(zhì)—半精車(chē)—粗磨—半精磨
（1）查表得各工序余量和公差（折算長(zhǎng)度200-400mm）
Z半精磨=0.15mm T半精磨=0.016mm（IT6）
Z粗磨=0.5mm T粗磨=0.039mm（IT8）
Z半精車(chē)=1.9mm T半精車(chē)=0.1mm（IT10）
Z毛坯=14mm T毛坯=1.9mm （IT6）
Z粗車(chē)=14-0.15-0.5—1.9=11.45mm T粗車(chē)=0.39（IT13）
（2）工序余量和公差圖：
11、傳動(dòng)軸加工工序簡(jiǎn)圖
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