單件生產時軸的普通機械加工工藝設計

張宗固

摘 要：軸是機器中的一個重要零件，也是機器中必不可少的一個零件，所以生產中軸的加工是常見的。本設計通過某軸零件圖的分析，加工工藝分析，設計出了在單件生產時軸的機械加工工藝規程。

關鍵詞：工藝設計；單件生產；機械加工

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.22.040

1 序言

軸是機器中用來支承傳動零部件，傳遞運動和動力的一個重要零件。軸的類型很多：按結構形狀不同，軸可分為光軸、階梯軸、空心軸和異形軸等幾大類；按承受載荷不同，軸可分類轉軸、心軸和傳動軸。而軸的加工質量會影響到機器的性能和壽命，為了保證軸的機械加工質量，生產中，軸的加工方法可采用普通機械加工，也可以采用數控加工。采用普通機械加工方法，可有效利用設備，合理分配工時，生產成本較低。

2 零件圖樣分析

本文采用的零件是是某機器中的階梯軸，其形狀及結構如圖1所示。從圖1可知，此零件的尺寸精度要求較高。其中mm外圓的公差值為0.021mm，查手冊確定其精度等級為IT7級；mm外圓的公差值為0.016mm查手冊確定其精度等級為IT6級；mm外圓的公差值為0.013mm，查手冊確定其精度等級為IT6級；表面粗糙度均為Ra1.6μm。在位置精度方面，mm外圓和mm外圓相對于兩個mm外圓的公共軸線有同軸度公差，同軸度公差值為0.016mm；鍵槽有對稱度公差要求，對稱度公差值為0.025mm。另外，從圖紙的技術要求中可知，此零件還要進行調質熱處理。

3 加工工藝分析

由圖1可知，該零件的材料為45鋼，故零件有良好的切削加工性。零件的長徑之比較小（L/d=400/44≈9<15），說明零件剛性較好，加工時不須采取增加剛性的措施，可直接進行加工。

零件的精度要求較高，最高尺寸精度等級為IT6級，還有位置公差要求，為了保證加工質量，所以加工要分階段，粗加工基本成形；半精加工完成外圓的精加工準備，并完成各倒角、溝槽等次要表面的加工；精加工采用粗磨和精磨的加工方法，完成mm、mm、mm三個外圓加工。

另外，圖紙有熱處理調質的要求，為了保證調質層的深度，熱處理工序應安排在粗加工之后，半精加工之前進行合適。

4 切削用量與工序尺寸及其公差的確定

切削用量是指切削速度、進給量和背吃刀量。在通常情況下，切削用量根據切削用量手冊所提供的數值，以及已給定刀具的材料類型、幾何參數及耐用度通過相關計算進行確定。但單件生產時為了簡化工藝設計，便于操作人員加工，一般由操作人員根據圖紙要求，按經驗自行確定。本零件加工因是單件生產，所以切削用量由操作人員根據經驗自行確定。

工序尺寸及其公差的確定方法有引用法、查表法和分析計算法。根據加工過程零件的加工余量大小對零件的加工質量、生產率和生產成本均有較大的影響，加工余量過大，不僅增加機械加工的勞動量，降低了生產率，而且增加材料，工具和電能等的消耗，從而增加成本。若零件的加工余量過小，零件在加工過程中不能保證消除前工序的各種誤差和表面缺陷，甚至出現產品不合格。

以mm外圓為例，因mm外圓精度等級為IT6級，是零件精度最高的表面，確定其加工路線為粗車-半精車-粗磨-精磨。為確保加工質量，采用查手冊的方法，確定其加工的余量、工序尺寸及其公差如表1。

其余主表面也采用相同的方法確定其相應的加工的余量、工序尺寸及其公差，次要表面的加工的余量、工序尺寸及其公差由操作人員自行確定，以便于加工。

5 結論

按照本工藝設計能可靠地加工出零件，并能滿足圖紙的設計要求。因零件是單件生產，采用本工藝設計能充分利用現有的普通車床、普通銑床及磨床等設備，提高了設備的利用率。但如果是批量生產，采用數控加工工藝，生產率會更高。

參考文獻：

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