轴类零件的加工特点及质量控制方法

当前国内外的磨削加工中，切入式磨削加工被广泛的应用，它对提高加工效率、成型加工、实现自动化连续控制、自动测量以及各种自动化设备的应用，具有一定的俱进作用。

5-6轴上键槽加工

轴上键槽的加工虽然属于次要表面的加工，但是键槽的作用很重要，而且应用很广泛。因此，轴上键槽加工工序以及其加工方法就显得很重要，需要综合考虑各方面因素，做出合理的选择，从而保证轴类零件的加工精度，提高劳动生产率。

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5-7轴类零件中心孔的加工

在轴类零件的加工中，一般都是在轴的两端先加工出中心孔，然后以中心孔为工艺基准进行其他部位的加工。对于小尺寸的轴类零件，工艺设计实施起来很方便，但对于大型轴类零件，尤其对于大型锻造而成的轴类零件，表面不圆，表面缺陷较多，弯曲较大，其中心孔的加工就比较困难，一般要先进行划线，确定中心孔位置后再进行中心孔的加工。

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5-8轴类零件的加工定位 5-8-（1）以工件的中心孔定位

在轴的加工中,零件各外圆表面,锥孔、螺纹表面的同轴度,端面对旋转轴线的垂直度是其相互位置精度的主要项目,这些表面的设计基准一般都是轴的中心线,若用两中心孔定位,符合基准重合的原则。中心孔不仅是车削时的定为基准,也是其它加工工序的定位基准和检验基准,又符合基准统一原则。当采用两中心孔定位时,还能够最大限度地在一次装夹中加工出多个外圆和端面。

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5-8-（2）以外圆和中心孔作为定位基准( 一夹一顶 )

用两中心孔定位虽然定心精度高,但刚性差,尤其是加工较重的工件时不够稳固,切削用量也不能太大。粗加工时,为了提高零件的刚度,可采用轴的外圆表面和一中心孔作为定位基准来加工。这种定位方法能承受较大的切削力矩,是轴类零件最常见的一种定位方法。

5-9轴类零件加工工艺规程

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零件正确规范的工艺规程是企业科学组织生产、保证产品质量的重要依据。轴类零件应用非常广泛且结构相近，经过归纳总结，制定完善合理的机械加工工艺规程对轴类零件的加工具有重要的指导意义。

5-10轴类零件的数控加工工艺

数控加工制造技术正逐渐得到广泛的应用, 在轴类零件的加工具有很大的发展前景，对零件进行编程加工之前 , 工艺分析具有非常重要的作用，对于提高制造质量、实际生产具有一定的指导意义。

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5-11轴类零件通常进行调质处理

轴类零件通常进行调质处理，调质工艺是淬火和高温回火的合称。图样上常采用硬度指标作为产品的性能要求，所给出的硬度值范围是质量控制的依据。对少量轴类产品进行调质处理时硬度很好掌握，但对大批量轴件进行调质处理时硬度就很容易超差失控。调质过程中有三个环节影响调质后的质量，即淬火加热、淬火冷却和回火。

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5-12中心孔锥面面积对轴类零件加工精度的影响

在机械加工中,有许多精度要求较高的轴类零件,如精密机床主轴、专用芯轴等,由于在精加工过程中工件是以中心孔为主要定位基准加工外圆、端面的,因此对中心孔精度要求很高。目前大多数企业均采用铸铁棒研磨法、硬质合金顶尖挤研法、四棱顶尖挤研法、卡住挤削法、砂轮顶尖研磨等方法来对标准中心孔进行研磨,使其最终在60“锥角、几何尺寸、粗糙度、圆度等指标上达到设计要求,以此来保证工件的加工精度。但在实际加工当中,我们发现:当研磨较小工件的标准中心孔时(工件外形尺寸小,中心孔就小),通过上述方法可较易达到精度要求,而当研磨大型工件的标准中心孔时,就比较困难,从而造成工件表面同轴度、圆度及支承轴颈的相对径向圆跳动、轴肩端面圆跳动大大超差,产生废品,废品率往往达到20%以上。

要想磨好一件高精度的轴类工件,除了磨床本身必须符合精度要求和按操作规程外,最重要的就是保证中心孔的修研质量,根据实践证明,中心孔60度锥面采用较小的尺寸对车削和磨削都比较适当,得到的效果也较好。

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5-13梯形螺纹轴类零件加工

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梯形螺纹轴类零件的加工是机器加工中经常遇到的典型零件之一。梯形螺纹由于牙型高度深,精度高,牙型两侧面表面粗糙度值较小、车削难度较大等特点,高速车削时不能很好地保证螺纹的表面粗糙度,达不到加工的要求,低速车削时生产效率又很低,而直接从高速变为低速车削时则会导致螺纹乱牙。相对来说对车刀的刃磨、车削方法及测量检查方法等加工工艺要求较高。

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由于车床、工件、夹具、刀具工艺系统的自身精度和刚度对工件车削后的

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精度及表面都有着直接的影响，工艺系统的温度，受力及工件内部应力与车削质量也有很大的关系。

6.轴类零件加工质量控制 6-1轴类零件质量控制的方法

轴类零件的常规加工方法是车削和磨削，属于机械加工，而机械加工过程质量控制方法主要有：质量抽样检验理论、统计过程控制方法和正在兴起的智能质量控制方法。其中，质量抽样检验理论的控制原理是根据制订的抽样方案对生产出来的整批产品进行抽样检验，剔除不合格品，保留合格品，从而保证出厂产品的质量如下图1-（a）；统计过程控制方法的基本控制思路是在线或离线测量工序已加工出的成品或半产品质量特性数据后，从中抽取样本构成统计分析量，根据样本数据点在工序控制图中的分布来反映当前生产过程的状态，区分出生产过程中产品质量的偶然波动与异常波动，并对过程的异常波动及时报警，从而提示现场人员采取相应的质量改进措施，如下图1-（b）所示；基于人工神经网络和专家系统等智能技术的质量控制方法的基本控制思路是：首先利用被控过程的历史信息进行神经网络训练，建立过程模型，并以当前生产条件为过程模型输入进行过程输出预测，再根据预测值与理想值间的偏差来调整生产条件参数，实施误差补偿，以实现加工产品质量的“零缺陷”，如下图1-（c）

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6-2提高轴类零件加工质量的途径

零件的加工质量是保证产品质量的基础，因此，在加工环节中我们必须注重机械加工的质量控制，从各方面进行改进，从而提高机械产品的使用性能、增加机械产品使用寿命。

机械加工精度指的是工件在形状、尺寸、位置方面的理想参数与工件加工后的实际参数之间的相差程度，其差值是加工误差。机械加工质量主要是指机械加工精度的控制，机械加工质量越好，说明机械加工精度控制好，加工误差小。机械加工精度主要包括尺寸、形状、位置精度。在相同加工条件下，生产的同批次工件因为各种因素的综合性影响加工精度不尽相同。为了保证加工质量和精度 ，保证工件加工误差都在规定要求的公差带范围内 ，提高机械加工的经济效益和生产效率 ，我们必须分析影响加工质量的因素提出可行有效的控制措施。

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6-2-（1）降低主轴回转误差

为了分析的方便，可以将主轴回转轴线的运动误差分解为三种基本形式：纯径向园跳动、纯轴向窜动和纯角向摆动。由于主轴实际回转中心在不断变化，所以实际误差是上述三种运动形式合成，所产生的一个瞬时值。是以某一固定部位与轴承内表面的不同部位接触 ，因而当滑动轴承内孔有圆度误差时，将使主轴在回转的过程中生径向跳动，引起撞孔的圆度误差，而主轴颈本身的圆度误差影响较小 。

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6-2-（2）减少滑动轴承对回转误差的影响