軸類零件加工工藝及夾具設計探討

趙印岐

(滄州師范學院機電工程系,河北滄州 061001)

軸類零件加工工藝及夾具設計探討

趙印岐

(滄州師范學院機電工程系,河北滄州 061001)

軸類零件是整個機械運轉系統中的基礎部件,也是最為典型的機器零件之一,軸類零件加工工藝對于整個工件的質量以及整個機械系統生產效率具有直接的影響,因此提高軸類零件加工的科學合理性顯得尤為重要。本文主要分析了軸類零件加工的技術要求及其加工工藝規程,并且分析了夾具設計方法,希望能夠為提高工件加工質量給予一定指導。

軸類零件 加工工藝分析 夾具設計

在機械運轉過程中，軸類零件是機械連桿、凸輪、齒輪等部分的重要傳動部件，軸類零件根據軸類零件的結構劃分為錐度心軸、空心軸、階梯軸等幾大類型；根據軸長徑長度可分為長軸(長徑在20mm)、短軸(長徑在5mm以下)兩種。軸承是所有軸類零件的主要支撐部分，而配合軸承的軸斷也被稱為軸頸，軸頸是軸類零件裝配的主要基準。為了進一步提高零件圖工藝水平，應注意加強軸類零件的加工工藝，根據具體工件的需求，選擇最佳的軸類零件加工方法以及夾具設計的方法。

1 軸類零件的加工技術要求

1.1 應明確軸類零件尺寸的精度

在軸類零件軸頸選擇過程中，為了確保其支撐作用，應選擇IT5-7精度較高的軸頸；如果主要是作為裝配傳動件，應選擇IT6-9精確度較低的軸頸。

1.2 應注意幾何形狀精度

外錐面、軸頸等軸型的圓柱度以及圓度也即是軸類零件幾何形狀精度，一般的軸類零件正常的話會將軸類零件幾何形狀精度控制在允許的尺寸公差范圍內。如果是內外圓表面，對軸類零件的幾何形狀精度具有較高的要求，應在工藝圖紙中將有效的誤差范圍明確表示出來。

1.3 注意相互位置精度

軸類零件在整個機械運行系統中的位置及其功能主要決定了其的位置精度。軸類零件的精度通常情況下必須達到裝配傳動件軸頸對支撐軸頸的需要(要求同軸度)，若未達到該項需要，會使傳動齒輪之間產生一定的磨合誤差，對機械的傳動效果產生較大影響。通常情況下，軸類零件的徑向跳動范圍最小為0．01 mm，最大為0．03mm。若相互位置精度具有較高要求，則最小的徑向跳動范圍會縮小到0．001mm，最大為0．005mm。

1.4 注意表面粗糙程度

通常情況下，支撐軸頸(主要用于配合軸承)表面粗糙程度最小為Ra0．63μm，最大為Ra0．16μm。而傳動配件軸頸的表面粗糙度范圍則相對偏大，介于Ra2．5μm-Ra0．63μm左右。

2 軸類零件加工工藝

2.1 軸類零件加工工藝規程特點

軸類零件工藝規程的合理制定非常重要，在機械加工工藝規程中應注意以下幾點：①首先應熟練掌握關于該零件的相關技術標準(包括制作材質、精度要求、結構設置等)，同時應仔細研究相關的驗收標準(包括零件、部件裝配圖紙以及產品等)。②應選擇粗基準。如果是零件表面為非加工表面，則粗基準就應選擇非加工表面。若所有零件表面為鑄件軸，均需加工，則應進行找正處理，找正處理中應按照所加工的最小余量表面進行處理，并且加工零件應盡可能選擇表面比較平整的零件，應注意零件的澆口結合處。粗基準應盡量選擇表面穩定的，且只可一次性使用。③選擇精基準。應根據基準重合原則選擇精基準，同時應選擇精度較高、安裝較穩定可靠的表面，其定位基準應該盡可能選擇裝配基準或者設計基準，并且使所有工序中使用的定位基準盡量保持一致，最大限度的確保該定位基準能夠重合測量基準。

2.2 軸類零件加工技術要求

軸頸軸類零件表面通常可劃分為兩大類：①支承軸頸。這種軸頸主要是幫助確定軸位置，同時具有支撐功能，一般要求支承軸頸尺寸精度相對較高(IT5-7)。②配合軸頸。這種軸頸的主要作用是配合各部位的正常傳動，一般要求這種軸頸的尺寸精度相對較低(IT6-9)。③互相位置精度。其主要是指軸類零件內部及外表面的精度，包括端面間的平行度、圓徑向跳動范圍、主要軸面的同軸度等。④注意表面粗糙度軸。一般而言，表面粗糙度軸加工表面都有一定的粗糙度要求及標準，應按照實際加工需求以及產生的經濟效益決定具體的粗糙度。

3 銑床夾具設計的主要特點

和其他夾具相比而言，銑床夾具最大的區別體現在夾具的定位方式方面。一般，銑床夾具主要是利用定位鍵來定位，并且通過對刀裝置來明確銑床夾具中具體的銑刀位置。銑床夾具安裝的位置對于被加工零件表面位置精度具有直接的影響，因此在設計銑床安裝位置時應嚴格根據標準的安裝方法選擇其位置。一般，會將兩個定位鍵安裝在夾具底座下方，應盡量將兩個定位鍵的安裝距離拉大，有利于提高安裝精度。在銑床工作臺T形槽中固定定位鍵安裝夾具，具體操作方法是應在T形槽中穩定嵌入2個定位鍵，并且采用螺栓固定牢固，此時應注意檢查兩夾具之間的寬度是否在合理范圍內，若有偏差應將2個耳座分別安裝在夾具同側，在安裝過程中應注意使兩耳座距離和工作臺T形槽距離一樣。在安裝銑床夾具時應校準夾具、銑刀的位置，有利于進行定距加工。為了能夠快速、準確定位刀具、制件，可在夾具上安裝對刀工具，一般對刀裝置的構成結構包括塞尺、刀塊，在進行銑削過程中，會產生較大的切削力，且會伴有不同強度的振動，這就對夾具的韌度、強度有一定要求。同時，還應該注意將夾具的重心降低至最低限度，縮短制件和工作臺的接觸距離，最大限度的提高夾具穩固性，1-1．25的高度和寬度比是夾具的最佳狀態。

數控機床夾具要求主要體現在高精確度、高柔韌性、高效性三個方面，設計數控機床夾具不僅應遵循傳統的夾具生產的一般原則，同時還應注意以下幾點要求：①應強度數控機床的精確性，滿足數控生產的實際需求。②數控機床夾具設計應盡可能使每一個工件安裝夾具后，可以多方面生產，有利于減少工件裝夾次數和頻率，也即是使生產工序能夠相對集中。③應將零件夾緊并妥善固定，以防實際生產過程中使夾具和元件發生碰撞。④數控機床夾具的安裝應具有一定的固定功能，有利于進一步優化生產工序，提高生產的便捷性。在數控機床中常常會用到三爪卡盤，其主要作用是能夠夾緊并穩固生產過程中的制件。

4 結語

軸類零件加工是整個工件工藝的關鍵環節，應熟練掌握其相關的技術標準及要求，明確軸類零件加工工藝規程的特點以及夾具設計的特點，應根據實際加工要求以及需求進行合理設計，選擇合適的加工方法，從而提高加工質量，保證整個工件質量，提高工件生產效率。

[1]王建勛.機械零件加工中的機床夾具設計[J].機械工程師,2013(5).

[2]吳樹青.夾具設計中的排屑問題[J].組合機床與自動化加工技術,2013(6).