轴类零件的功能和结构特点

1、功用：

支撑传动部件(齿轮、皮带轮等)。)、传动扭矩，承受载荷，并保证安装在主轴上的工件或刀具具有一定的旋转精度。

2、分类：

根据其结构形状的特点，轴部件可分为光轴、阶梯轴、空心轴和异形轴（包括曲轴、凸轮轴和偏心轴等）。

3、轴的种类

a、光轴b、空心轴c、半轴d、阶梯轴e、花键轴f、十字轴g、偏心轴、h、曲轴i、凸轮轴

如果根据轴的长度和直径的比例，可以分为刚性轴（L/d＜12＝和挠性轴（L/d＞12）两类。

4、表面特点：外圆、内孔、圆锥、螺纹、花键、横孔

主要技术要求：

1、尺寸精度

轴颈是轴部件的主要表面，影响轴的旋转精度和工作状态。根据其使用要求，轴颈的直径精度通常为IT6～9、精密轴颈可达IT5。

2、几何形状精度

轴颈的几何形状精度（圆度、圆柱度）一般应限制在直径公差范围内。当对几何形状精度要求较高时，可在零件图上另行规定允许的公差。

3、位置精度

主要是指配合轴颈与配合轴承轴颈的同轴度，通常用配合轴颈对支承轴颈的径向圆跳动来表示；根据使用要求，高精度轴为0.001～0.005mm，一般精度轴为0.01～0.03mm。

此外，还有内外圆柱面的同轴度和轴向定位端面与轴线的垂直度要求。

4．表面粗糙度

根据零件表面工作部位的不同，可以有不同的表面粗糙度值。例如，普通机床主轴支承轴颈的表面粗糙度为Ra0.16～0.63um，轴颈表面粗糙度为Ra0.63um～2.5um，随着机器运行速度的提高和精度的提高，对轴部件表面粗糙度的要求也会越来越小。

轴锻的材料和毛坯

合理选择材料，规定热处理的技术要求，对提高轴部件的强度和使用寿命具有重要意义，对轴的加工过程影响很大。

1、轴部件的材料

45钢通常用于轴部件，根据不同的工作条件（如正火、调质、淬火等）采用不同的热处理规范，以获得一定的强度、韧性和耐磨性。

40Cr等合金钢可用于中等精度和高速轴部件。经过调质和表面淬火处理后，这种钢具有较高的综合力学部件能量。高精度轴有时采用轴承钢GCrls和弹簧钢65mn等材料，经调质和表面淬火处理后具有较高的耐磨性和耐疲劳性。

在高速、重载等条件下工作的轴，可选择20crmnTi、20MnZB、20Cr等低碳含金钢或38CrMoAIA氮化钢。低碳合金钢经渗碳淬火处理后，表面硬度高，抗冲击韧性和心脏强度高，但热处理变形很小。

2、轴类零件的毛坯

圆棒材料和锻件是轴类零件常用的毛坯，铸件只用于一些结构复杂的大型轴。

轴锻件的预加工

轮式零件在切割前应进行预加工。预加工包括校正、切割和切割端面和钻孔中心孔。

1、校正:校正棒材毛坯在制造、运输和储存过程中产生的弯曲变形，确保加工余量均匀，进料夹紧可靠。校正可以在各种压力机上进行。

2、切割:使用棒材毛坯时，应在切割外圆前根据所需长度切割。切割在弓锯床上进行，高硬度棒材的切割可在带有薄砂轮的切割机上进行。

3、切端面钻中心孔:中心孔是轴部件加工中常用的定位基准面。为了保证钻出的中心孔不偏斜，钻中心孔前应先切端面。

4、荒车:如果轴的毛坯是由锻件或大型铸件制成的，则需要进行荒车加工，以减少毛坯外表面的形状误差，使后续工艺的加工余景均匀。

典型轴类零件加工工艺分析

轴部件的加工工艺因其用途、结构形状、技术要求和产量而异。轴工艺规程的编制是生产中常见的工艺工作。

（1）轴类零件加工的主要问题

轴部件加工的主要问题是如何保证各加工表面的尺寸精度、表面粗糙度和主表面之间的相互位置精度。

轴类零件加工的典型工艺路线如下：

毛坯及其热处理→预加工→车削外圆→铣键槽等→热处理→磨削

(2)CA6140主轴加工工艺分析

（1）、支承轴颈的技术要求

主轴两支承轴颈A、B圆度允差0.005mm，径向跳动允差0.005mm，两个轴承颈1：12锥面接触率＞70%表面粗糙度Ra0.4um。支承轴颈直径按IT5-7级精度制造。

对于一般精度机床，主轴外圆的圆度要求，其允差一般不超过尺寸公差的50％，对于提高精度的机床，则不超过25%，对于高精度的机床，则应为5%～10％之间。

（2）、锥孔的技术要求

主轴锥孔(莫氏6号)支承轴颈AA、B跳动，近轴端允差0.005mm，离轴端300mm处允差0.01mm，锥面接触率＞70％，表面粗糙度Ra0.4.um，HRC48需要硬度。

（3）、短锥的技术要求

主轴支承轴颈A短锥、B的径向跳动允差为0.008mm，端面D对轴颈A、B端面跳动允差为0.008mm，锥面及端面粗糙度均为Ra0.8mmum。

（4）、空套齿轮轴颈的技术要求

空套齿轮的轴颈对支撑轴颈A、B的径向跳动允差为0.015mm。

（5）、螺纹的技术要求

这是限制压紧螺母端面跳动的必要要求。因此，在加工主轴螺纹时，必须控制螺纹表面轴线与支撑轴颈轴线的同轴度，一般规定不超过0.025mm。

从以上分析可以看出，主轴的主要加工表面是两个支承轴颈、锥孔、前短锥面及其端面，以及装有齿轮的各个轴颈。主轴加工的关键是保证支承轴颈本身的尺寸精度、几何形状精度、两个支承轴颈之间的同轴度、支承轴颈与其他表面的相互位置精度和表面粗糙度。