刍议轴类零件加工工艺分析

砂砾　王斌

摘要：轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一。它在机械中主要用于支承齿轮、带轮、凸轮以及连杆等传动件，以传递扭矩。本文根据数控机床的特点，针对具体的零件，进行了工艺方案的分析，通过整个工艺的过程的制定，充分体现了数控设备在保证加工精度，加工效率，简化工序等方面的优势。

关键词：轴类零件；加工方案；工艺分析

随着数控技术的迅速发展，数控加工技术对IT、汽车、轻工、医疗等行业的发展起着越来越重要的作用，因为效率、质量是先进制造技术的主体。在数控加工之前都要对所加工的零件进行工艺分析，无论是手工编程还是自动编程，在编程前，都有必要制定详细的加工方案。对一些零件加工工艺问题也需做一些处理。只有充分把握好需要加工零件的精密度才能将零件加工合格，零件的合格率才有所保障。本文根据数控机床的特点，针对具体的零件，进行了工艺方案的分析，在整个工艺过程的设计过程中，要通过分析，确定最佳的工艺方案，使得零件的加工成本最低，使得零件的加工在保证零件精度的情况下，加工效率最高、刀具消耗最低。最终形成的工艺文件要完整，并能指导实际生产。

1.加工工艺方案分析

1.1零件图

1.2零件图分析

该轴类零件表面上是由圆柱、顺、逆圆弧、圆锥、螺纹、槽等表面组成。对于尺寸标注较完整选用毛坯为45#钢，Φ55mm×150mm，这种零件一般情况下是不需要无热处理和硬度要求的。

1.3确定加工方法

加工方法选择原则要保证零件表面的粗糙度和加工精度的要求，在轴类零件的加工过程中由于获得同一级精度的加工方法有许多，因而，在实际生活中对其选择，要结合零件的尺寸大小、形状和形位公差要求等方面考虑。

图上几个精度要求较高的尺寸，由于公差值较小，因此，编程时没有取平均值而取其基本尺寸。

在轮廓线方面，有锥度10度坐标P1、 圆弧切点P2，在编程序时要求出其坐标，P1（45.29 ，75） P2（35，56.46）。

通过以上数据综合分析，在考虑加工效率、加工经济性的情况下，考虑到该零件为大批量加工，最佳加工方式为车削，所以加工设备采用数控车床。

根据加工零件的外形和材料等条件，选用CJK6032数控机床。

1.4确定零件加工方案

零件在比较精密表面的加工情况下，首先是先对零件进行粗加工，然后再进行半精加工，最后是对零件的精加工过程，只有这样分步实施，才能保证零件的加工质量。然而，对这些表加工方法在加工高精密度的轴类零件过程中往往是不够的，还应考虑正确确定毛坯到最终成形的最理想加工方案。

在轴类零件加工的过程中，要注意一下几步的操作：首先，毛坯先夾持左端，车右端轮廓113mm处，右端加工Φ39mm、SΦ42mm、 R9mm、Φ35mm、锥度为10度的外圆，Φ52mm.其次，调头装夹已加工Φ52mm外圆，左端加工Φ25mm×33mm、切退刀槽、加工螺纹M25mm×1.5mm.

该轴类零件加工顺序为：

预备加工---车端面---粗车右端轮廓---精车右端轮廓---切槽---工件调头 ---车端面---粗车左端轮廓---精车左端轮廓---切退刀槽---粗车螺纹---精车螺纹。

2.轴类零件加工工艺分析

2.1技术要求

轴类零件的加工技术要求主要是支承轴颈，配合轴颈的径向尺寸精度以及形位精度，对于轴向的要求一般不高。轴颈直径公差等级一般为IT6-IT8，圆度和圆柱度主要是几何形状精度，要求控制在直径公差范围以内。相互位置精度主要是同轴度、圆之间的跳动；对于支承轴颈的同轴度主要保证配合轴颈，是轴类零件位置精度的一般要求。

2.2毛坯选择

轴类零件的加工在采用热轧或冷拉圆棒料这种方式方法外，一般情况下采用锻件、采用球墨铸铁铸件的方法比较多。

2.3定位基准选择

轴类零件在定位基准和表面的设计基准一般是以轴为中心线。采用两中心孔定位符合基准重合原则，并且能够最大限度在一次装夹中加工出多格外圆表面和端面，因此常用以中心孔为中心作为轴加工的定位基准。

当不能采用中心孔时，为提高工作装夹刚性，可采用轴的外圆表面作定位中心基准，或是以外圆表面和中心孔共同作为定位基准，能承受较大的切削力，但重复定位精度并不太高。

2.4加工工序的划分一般可按下列方法进行：①首先确定加工顺序和进给路线。一般情况下，加工顺序按照粗到精，由近到远，由右到左的原则确定。工件先从右端加工：先从右端到左端进行外轮廓粗车，再从右到左进行外轮廓精车，最后切槽；工件调头，工件左端加工：粗加工外轮廓、精加工外轮廓，切退刀槽，最后螺纹粗加工、螺纹精加工。②刀具集中分序法。就是按所用刀具划分工序，用同一刀具加工完零件上所有可以完成的部位。再用第二把刀、第三把完成它们完成的其它部位。这样可减少换刀烦人次数，压缩空程的时间，以至于减少不必要的定位误差。③选择刀具。第一、车端面：选用硬质合金45度车刀。第二、粗、精车外圆：硬质合金90度放型车刀，Kr=90度，Kr'=60度；E=30度，以防与工件轮廓发生干涉。第三、车槽： 选用硬质合金车槽刀（刀长12mm，刀宽3mm）4）车螺纹：选用60度硬质合金外螺纹车刀。

2.5选择切削用量

工时在加，加工顺序的安排应根据零件的结构和毛坯状况两个方面考虑，以及定位夹紧需要，以保证加工零件的合格率。顺序一般应按下列原则进行：①上道工序的加工不能影响下道工序的定位与夹紧。②在加工轴类零件是还要考虑先进行内形内腔加工序，后进行外形加工工序。③以夹紧方式、相同定位最好连接进行，以减少重复定位次数，换刀次数与挪动压板次数。④在同一次安装中进行的多道工序，应先安排对工件刚性破坏小的工序。

在数控车床上粗车、半精车分别用一个加工程序控制。工件调头装夹由程序中的M00或M01指令控制程序暂停，装夹后按“循环启动”继续加工。

参考文献：

[1]余英良.数控加工编程及操作.高等教育出版社，2011年.

[2]邹新宇.数控编程[M].清华大学出版社，2012年.

[3]陈子银，徐鲲鹏.数控加工技术[M].北京理工大学出版社，2012年.

作者简介：

砂砾（1985.1—），男，天津市人，本科学历，职称：助教，研究方向：数控零件加工与编程。