轴类零件是机器中常见的典型回转体零件之一,其主要功用是支承传动零部件(带轮、齿轮、联轴器等)、传递转矩以及承受载荷。对于机床主轴,要求有较高的回转精度。轴类零件按形状结构特点可分为光轴、空心轴、阶梯轴、异形轴(如曲轴、齿轮轴、凸轮轴、十字轴等)四大类。
轴类零件的是长度L大于直径d的回转体零件,长径比L/d≤12时通称为刚性轴,而长径比L/d〉12时称为细长轴或挠性轴。其被加工表面常有同轴线的内外圆柱面、内外圆锥面、螺纹、花键、键槽及沟槽等。
1)轴类零件的材料及毛坯
20CrMnTi,18CrMnTi,20Mn2B,20Cr等含铬、锰、钛和硼等元素,经正火和渗碳淬火处理可获得较高的表面硬度,较软的芯部。因此,耐冲击、韧性好,可用来制造在高转速、重载荷等条件下工作的轴类零件,其主要缺点是热处理变形较大。中碳合金氣化钢38CrMoA1A由干氮化温度比一般淬火温度低,经调质和表面氮化后,变形很小,且硬度也很高,具有很高的心部强度,良好的耐磨性和耐疲劳性能。
轴类零件可选用棒料、铸件或锻件等毛坯形式。一般的光轴和外圆直径相差不大的阶梯轴,以棒料为主;而对于外圆直径相差大的阶梯轴或重要的轴,常选用锻件;对于某些大型的、结构复杂的轴(如曲轴)才采用铸件。
2)轴类零件的零件加工工艺特点
轴类零件最常用的精定位基准是两中心孔,采用这种方法符合基准重合与基准统一的原则,因为轴类零件的各外圆表面、圆锥面、螺纹表面的同轴度及端面的垂直度等设计基准都是轴的中心线。
粗加工时为了提高零件的刚度,一般用外圆表面或外圆表面与中心孔共同作为定位基准。内孔加工时,也以外圆作为定位基准。
3)轴类零件的零件加工工艺过程
轴类零件的零件加工工艺过程需根据轴的结构类型、生产批量、精度及表面粗糙度要求、毛坯种类、热处理要求等的不同而变化。在设备维修和备件制造等单件小批生产中,一般遵循工序集中原则。