轴类零件的工艺路线实例

一、材料选择

轴类零件常用的材料为锻造或轧制的碳素钢或合金钢。轴类零件之所以选用碳素钢和合金钢制造，是因为轴属于较为重要、较为精密的零件。它本身要求足够的强度和刚度（包括变形刚度和接触刚度），足够精确的尺寸和较高的表面粗糙度，与滑动轴承配合处的轴颈表面还应有高的硬度。因而材料应具有优良的综合机械性能。而碳素钢和合金钢则能满足这些要求。尤其是碳素钢，因其价格低廉，锻造工艺性能良好，对应力集中没有合金钢敏感，所以应用尤为广泛。近年来，采用球墨铸铁或合金铸铁制造形状复杂的轴已获得很大的成功。估计随着铸铁质量的进一步提高，“以铁代钢”将取得更加飞速的发展。

在选择轴的材料时，对载荷不大或不太重要的场合，可用Q235A、Q255A钢；对载荷较大，较为重要的场合，以45钢最为常用；重载，且轴的尺寸和重量受到限制时，或轴的工作条件恶劣时，则采用合金钢，如此40Cr、38CrMoAl等。

根据上述分析，本传动轴以选45号钢为宜。

二、毛坯的选择

该轴尺寸不大，但最大直径与最小直径的差值较大，因此不宜选择圆钢毛坯，应选择锻造毛坯。考虑到轴的尺寸和重量采用模型锻造是可行的。若批量较大，应选择模型锻造。若批量较小，则应采用自由锻造。

三、工艺路线的拟定

在拟定工艺路线之前，先分析轴的结构和精度要求。从结构上分析，轴由七段圆柱组成，上面有两个键槽和两个中心孔（其中一个中心孔带螺孔，以便安装轴端挡圈）。从精度和粗糙度分析，有四段圆柱要求达到IT6级精度，其中安装联轴器的 55段和要安装齿轮的80段两段要求粗糙度在1.6以下，安装轴承的65两段要求粗糙度在0.8以下。以上四段圆柱之间又要求有较高的位置精度。根据该轴主要由圆柱构成和多数段均要求较高的加工精度和较小的粗糙度这一特点，在拟定工艺路线时，应以外圆表面的加工贯穿始终，将全轴的加工分成粗、半精和精加工三个阶段，而将键槽和螺纹的加工穿插于各加工阶段中。至于中心孔，其作用是为加工时提供安装定位基准。根据“基准先行”的原则，应该在一开始就将其加工出来。

现将大批量生产时，该轴的主要加工工艺路线安排如表32-1所示，以供参考。

表32-1 减速器传动轴的主要加工工艺路线

热处理（调质）安排在粗加工之后，是为给热处理提供平整光滑的表面，以保证热处理的质量。安排在半精加工之前（有时也安排在精加工之前），是为了通过半精加工（或精加工）修正热处理产生的变形。在精车后铣键槽，易保证键槽深度，同时可防止精车时产生断续切削以影响精车质量。左端螺纹孔放在精磨后加工，可防止加工螺纹孔时破坏中心孔精度，从而影响精磨质量。