台阶轴零件数控加工工艺分析

摘要：随着中国制造向着2025智能制造方向发展，制造业取得了突飞猛进的发展。高等职业教育要认清时代形式，从劳动力市场出发，培养一批国家迫切需要的的高素质的技能型人才。数控技术又是智能制造的基础，本文就举例轴类零件，通过对零件图的表面粗糙度和尺寸分析，制定合理的工序，选择合适的加工机床、冷却液、工卡量具，加工出合格的零件。

关键词：轴类零件 加工工艺 分析

中图分类号：TG5 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2015）09-0000-00

轴类零件是数控加工中最常见的零件之一。轴类零件主要用于连接和支撑作用，承担重载荷和大扭矩。轴类零件主要是长度大于直径，一般包含锥面、孔、螺纹、球面等。在结构上主要有光轴、台阶轴、曲轴。本文以较为复杂的台阶轴类零件作工艺分析，如图1所示，该轴主要用于传递扭矩和承载支撑，一般应用于汽车和机械行业中。

图1 台阶轴零件

通过分析，该零件图结构复杂，不规则，两头小，中间大，包含的加工要素有曲面、孔、螺纹、球面、槽等，这些要素在轴类零件中较为常见。该零件从左向右依次是内孔加倒圆角，外圆是一个凹圆弧，中间是二段直外圆中间接圆弧，右端是球面、外螺纹和螺纹退刀槽，呈小、大、小的结构。

1零件的表面粗糙度分析。

表面粗糙度与机械零件的配合性能、耐磨性、疲劳强度、接触刚度、振动和噪声等有密切关系，对机械产品的使用寿命和可靠性有重要影响。它是指加工表面具有的较小间距和微小峰谷不平度。其两波峰或两波谷之间的距离很小，属于微观的几何形状，一般粗糙度值小，表面质量好，因此选用合理的粗糙度很重要。[1]分析零件图，可知零件表面标注粗糙度为 ，也就是轮廓Ra的上限不能超过1.6μm，零件的右上角标注其余为 ，其余部分都要在1.6μm-3.2μm之间，不能超出3.2μm。

2零件的尺寸精度分析。

完成零件加工，最重要的是完成工艺尺寸分析。通过分析，该零件长度88mm，零件外圆尺寸从0-42mm，最大直径尺寸是 ，该尺寸要求为41.961mm-42mm，右端为R10的半球面，该球面在加工时要考虑到刀具半径补偿且球面靠近圆点部分表面粗糙度容易超差，是该图难加工部分。左端外圆最大为 ，精度要求0到-0.039mm。孔的长度为20mm，孔径大小为 ，精度要求0到0.036mm，图中有部分尺寸没有标注公差，未标注的都要按照国际公差要求加工，这些尺寸精度要求较高，需要比较熟练的技术工人才能完成加工。

3工艺规程及加工工序划分

根据工艺规程的要求，对加工零件的工序进行划分。按照零件加工工序集中原则，要对零件进行粗、精加工工序划分。对毛坯端面进行车削，加工左端部分，先粗加工、后精加工，随后用钻头钻孔，粗、精镗孔，掉头装夹，保证总长，粗、精加工右端外圆部分，随后切螺纹退刀槽，切螺纹，检验。[2]

4毛坯材料及尺寸的确定

零件的毛坯选择是由其技术要求决定的。毛坯选择好坏直接决定零件的机械性能和工件质量，同时要考虑材料成本和加工成本，因此需要毛坯制造者和零件加工者两人共同选取毛坯。根据以上要素的考虑，该零件采用45钢较为理想，相比其他碳钢，力学性能和硬度较好，也是公认的用于制造轴类零件、连杆、螺栓的主要材料。根据零件尺寸分析，零件图样尺寸为φ42×88mm，最终确定该零件毛坯为φ45×90mm的45钢，材料需要经过热处理。

5机床的选择。

机床选择要以加工出合格的零件为标准，加工时要考虑机床结构、载重、行程大小，以工作效率和加工成本作为重要参考依据，选择适宜，经济的机床。考虑到加工球面需要进行刀具半径补偿，轴类零件一般选用数控车床，且零件图包含外圆、槽、孔、螺纹等复杂元素，所以结合工艺最优和换刀次数最少原则和材料特点，该零件图加工选用CK6140数控车床。

6刀具、量具的选择。

刀具选用应该遵循方便安装、耐用、耐磨、刚性好、精度高的原则。数控机床的特点是高效、高精，刀具配置要适应机床的要求，应该选用中高档数控刀具。分析零件图，加工该批零件需要外圆粗车、精车成型刀、镗孔刀、螺纹刀、槽刀、钻头。

量具质量好坏是工件质量保证的重要因素。选用量具考虑工件性质，该零件需要测量长度、外径、孔径、螺纹、球面。综合考虑，测量该零件，需要使用游标卡尺、外径千分尺、内径千分尺、螺纹通止规、圆弧规。

7结语

通过以上工艺分析，可知生产零件需要制定合理的工艺流程，考虑到加工的每个细节，才能加工出合格的零件，提升效益，提高竞争力。

参考文献

[1]刘治映.毕业论文（设计）写作导论[M].中南大学出版社，1995：325-331.

[2]王丽洁.数控加工工艺与设备[M].清华大学出版社，1995：20-32.

收稿日期：2015-08-04

作者简介：孙菁（1986―），女，汉族，江苏盐城人，学士，就职于南京机电职业技术学院，初级职称，研究方向：机械设计与制造。