论文轴类零件的加工和设计，该文是关于加工类论文范文数据库和零件和轴类零件和加工有关论文写作资料范文.
摘 要：轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一.它在机械中主要用于支承齿轮、带轮、凸轮以及连杆等传动件,以传递扭矩.按结构形式不同,轴可以分为阶梯轴、锥度心轴、光轴、空心轴、曲轴、凸轮轴、偏心轴、各种丝杠等轴的长径比小于5的称为短轴,大于20的称为细长轴,大多数轴介于两者之间；轴用轴承支承,与轴承配合的轴段称为轴颈.轴颈是轴的装配基准,它们的精度和表面质量一般要求较高.根据零件的结构及其功能,运用定位夹紧的知识完成了夹具设计.
关键词：轴类零件轴颈 夹具
中图分类号：TG51标识码：A
文章编号：10039082 (2017) 040001
机器产品中的轴类零件是通用零件,应用非常普遍.机器工作能力和工作质量在很大程度上都与轴有关,轴一旦失效,有可能造成严重后果.轴是组成机械结构的重要零件之一.它是轴系零件中的主要零件,也是支撑轴上零件、传递运动和动力的关键部件.为了保证安装在轴上的零件能正确地定位和固定,满足轴的加工和装配的要求,必须合理地定出轴各部分形状和结构尺寸,即进行结构设计.
一、轴类零件加工的概述
轴是穿在轴承中间或车轮中间或齿轮中间的圆柱形物件,但也有少部分是方型的.轴是支承转动零件并与之一起回转以传递运动、扭矩或弯矩的机械零件.一般为金属圆杆状,各段可以有不同的直径.机器中作回转运动的零件就装在轴上.根据轴线形状的不同,轴可以分为曲轴和直轴两类.根据轴的承载情况,又可分为：转轴、心轴、传动轴.轴的结构设计是确定轴的合理外形和全部结构尺寸,为轴设计的重要步骤.它由轴上安装零件类型、尺寸及其位置、零件的固定方式,载荷的性质、方向、大小及分布情况,轴承的类型与尺寸,轴的毛坯、制造和装配工艺、安装及运输,对轴的变形等因素有关.设计者可根据轴的具体要求进行设计,必要时可做几个方案进行比较,以便选出最佳设计方案,
以下是一般轴结构设计原则：
1轴的设计主要包括材料、结构设计、性能设计与精度设计等.轴的设计内容是确定轴的合理外形和全部尺寸.由于轴、轴上零部件（包括支承轴承）等构成了轴系组件,故轴的结构设计需同时考虑轴上零部件的定位、固定、调整、装拆等功能需求.轴的性能设计主要包括强度设计、刚度设计.轴的性能设计首先需进行其力学模型的简化（根据其支承方式简化为简支梁和悬臂梁）；其次根据其承载类型和工况确定其可能的失效形式,进而选用相应的设计准则进行性能设计.轴的性能设计准则包括强度准则和刚度准则.高速轴常需要进行振动稳定性设计.轴的振动稳定性设计主要目的是避免轴振动过大,特别是发生共振.轴的精度设计,包括其尺寸公差和几何公差.
2轴的加工工艺分析轴类零件的加工工艺因其用途、结构形状、技术要求、产量大小的不同而有所差异.在日常的工艺工作中遇到的大量工作是一般轴的工艺编制.技术人员根据产品数量、设备条件和工人素质等情况,确定采用的.
二、轴的材料及选择
1轴的材料主要是碳素钢和合金钢.常用的碳素钢为45钢,一般应进行正火或调质处理,以改善其力学性能.合金钢比碳素钢具有更高的力学性能和热处理性能,但对应力集中的敏感性强,较贵,因此多用于高速、重载及要求耐磨、耐高温或低温等特殊条件的场合.由于在常温下合金钢与碳素钢的弹性模量相差很小,因此,用合金钢代替碳素钢并不能明显提高轴的刚度. 2对于承受较大载荷、要求强度高、结构紧凑或耐磨性较好的轴,可采用合金钢.常用的有40Cr、20Cr、35SiMn等.应当指出：当尺寸相同时,采用合金钢不能提高轴的刚度,因为在一般情况下各种钢的弹性模量相差不多；合金钢对应力集中的敏感性较高,因此轴的结构设计更要注意减少应力集中的影响；采用合金钢时必须进行相应的热处理,以便更好地发挥材料的性能.
3轴的毛坯一般采用热轧圆钢或锻件.对于形状复杂的轴（如曲轴和凸轮轴等）也可采用铸钢或球墨铸铁,后者具有吸振性好,对应力集中敏感性低和低廉等优点.
三、轴类零件的设计要求
根据轴类零件的功用和工作条件,其设计技术要求主要在以下方面：
1尺寸精度
轴类零件的主要表面常为两类：一类是与轴承的内圈配合的外圆轴颈,即支承轴颈,用于确定轴的位置并支承轴,尺寸精度要求较高,通常为IT 5-IT7；另一类为与各类传动件配合的轴颈,即配合轴颈,其精度稍低,常为IT6-IT9.
2几何形状精度
主要指轴颈表面、外圆锥面、锥孔等重要表面的圆度、圆柱度.其误差一般应限制在尺寸公差范围内,对于精密轴,需在零件图上另行规定其几何形状精度.
3相互位置精度
包括内、外表面、重要轴面的同轴度、圆的径向跳动、重要端面对轴心线的垂直度、端面间的平行度等.
4表面粗糙度
轴的加工表面都有粗糙度的要求,一般根据加工的可能性和经济性来确定.支承轴颈常为0.2-1.6μm,传动件配合轴颈为0.4-3.2μm.
5其他热处理、倒角、倒棱及外观修饰等要求.
四、轴类零件的热处理
1中碳钢和中碳合金钢.考虑到轴类零件的综合力学性能要求,主要选用经过轧制或锻造的35、40、45、50、40Cr、40CrNi、40MnB钢等,一般应进行正火或调质；若轴颈处耐磨性要求高,可对轴颈处进行表面淬火.具体的钢种应根据载荷的类型、零件的尺寸和淬透性的大小决定.承受弯曲载荷和扭转载荷的轴类,应力的分布是由表面向中心递减的,对淬透性要求不高；承受拉、压载荷的轴类,应力沿轴的截面均匀分布,应选用淬透性较高的钢. 2对承受冲击载荷较大,对强韧性要求高时或要求进一步提高轴颈的耐磨性时,可选用20Cr、20CrMnTi等合金渗碳钢并进行渗碳、淬火、低温回火处理.
3对于受力小、不重要的轴可选用Q235 - Q275等普通质量碳钢.
4球墨铸铁和高强度灰铸铁可用来制作形状复杂、难以锻造成形的轴类零件,如曲轴等.
工艺过程,在学校机械加工实习课中,轴类零件的加工是学生练习车削技能的最基本也最重要的项目,但学生最后完工工件的质量总是很不理想,经过分析主要是学生对轴类零件的工艺分析工艺规程制订不够合理.轴类零件中工艺规程的制订,直接关系到工件质量、劳动生产率和经济效益.一零件可以有几种不同的加工方法,但只有某一种较合理,在制订机械加工工艺规程中,须注意以下几点.
(1)零件图工艺分析中,需理解零件结构特点、精度、材质、热处理等技术要求,且要研究产品装配图,部件装配图及验收标准.
（2）渗碳件加工工艺路线一般为：下料→锻造→正火→粗加工→半精加工→渗碳→去碳加工（对不需提高硬度部分）→淬火→车螺纹、钻孔或铣槽→粗磨→低温时效→半精磨→低温时效→精磨.
（3）粗基准选择：有非加工表面,应选非加工表面作为粗基准.对所有表面都需加工的铸件轴,根据加工余量最小表面找正.且选择平整光滑表面,让开浇口处.选牢固可靠表面为粗基准,同时,粗基准不可重复使用.
（4）精基准选择：要符合基准重合原则,尽可能选设计基准或装配基准作为定位基准.符合基准统一原则.尽可能在多数工序中用同一个定位基准.尽可能使定位基准与测量基准重合.选择精度高、安装稳定可靠表面为精基准. 工艺规程制订得是否合理,直接影响工件的质量、劳动生产率和经济效益.一个零件可以用几种不同的加工方法制造,但在一定的条件下,只有某一种方法是较合理的.因此,在制订工艺规程时,必须从实际出发,根据设备条件、生产类型等具体情况,尽量采用先进加工方法,制订出合理的工艺过程.
参考文献
[1]杨叔子.机械加工工艺师手册[M].北京:机械工业出版社,2004.
[2]上海金属切削技术协会.金属切削手册[M].上海:上海科学技术出版社,2004.
[3]机械设计基础/孙敬华主编.—北京:机械工业出版社,2007.9
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参考文献：
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