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摘要：机械加工在不同的条件下，加工的零件所需的技术要求是不同的。对于回转体零件的加工是十分困难的，所以，为了更好的保证加工精度以及加工误差，设计一套完整的工装夹具也是十分必要的，轴类零件在机械产品中起到连接的作用，主要承受扭矩和弯矩，轴的加工过程是非常重要的，在保证硬度的同时更要注重耐磨性。因此，在编排工艺过程中更要注意热处理的重要性。上钻孔是十分困难的一道工序，不但要保证两孔间距，而且还要保证钻孔的垂直度，所以，钻孔时选用立式钻镗床来加工。因此，需要设计一套工装来保证加工轴时所需的各项技术要求。过此工装的设计，可以更好的掌握轴类零件加工时需注意的问题，可以为以后在设计类似回转体零件所需的工装时，积累更多、更好、更全面的知识、技术和经验。
关键词：轴的加工；钻孔工装；设计
1概述
1.1轴的介绍
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。轴的材料主要采用碳素钢合金钢，也可采用球墨铸铁或合金铸铁等。轴的工作能力一般取决于强度和刚度，转速高时还取决于振动稳定性。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。
1.2轴的作用及轴的零件图示
轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一。它主要用来支承传动零部件，传递扭矩和承受载荷。轴类零件是旋转体零件，其长度大于直径，一般由同心轴的外圆柱面、圆锥面、内孔和螺纹及相应的端面所组成。如图1所示，即为一般机械工程行业中所常见的轴类零件示意图。轴类零件的加工也是十分重要的环节，必须保证加工误差、加工精度，这就需要完整的制定一套合理的加工工艺路线。从以后的各章节中，我们会系统的分析轴的加工过程以及所需要注意的各项内容。
图1
2轴的加工工艺过程分析
2.1毛坯和材料的选择
轴类毛坯常用圆棒料和锻件；大型轴或结构复杂的轴采用铸件。毛坯经过加热锻造后，可使金属内部纤维组织沿表面均匀分布，获得较高的抗拉、抗弯及抗扭强度。根据生产规模的不同，毛坯的锻造方式有自由锻和模锻两种。中小批生产多采用自由锻，大批大量生产时采用模锻。45钢是轴类零件的常用材料，它价格便宜经过调质（或正火）后，可得到较好的切削性能，而且能获得较高的强度和韧性等综合机械性能，淬火后表面硬度可达45～52HRC。
2.2制定工艺路线
轴类零件的加工工艺路线图可制定为：①圆钢下料（或者锻造）；②粗车外圆；③调质处理；④车两端面、打中心孔；⑤精车外圆；⑥铣平面（过油面）；⑦表面中频淬火；⑧低温回火；⑨磨外圆；⑩倒角、切槽；輥輯訛钻销孔；輥輰訛清洗、涂防锈油。
2.3轴的加工
轴的加工过程应该注意基准的选择，基准可分为：粗基准和精基准。在粗车外圆时，应选则粗基准；在精车外圆时应选择精基准。下面就可以按照轴类零件的加工工艺路线图来加工：粗车外圆时，夹取一端，并且使端面靠紧三爪夹盘底端凸台，粗车一端外圆，平端面，掉头，粗车另一端外圆，平端面；调质处理，将粗车完的轴进行调质处理；车两端面，将轴一端夹紧，车一端端面，并打中心孔，掉头，车另一端端面，打中心孔；精车外圆，夹紧一端，精车外圆，掉头，精车另一端；铣平面，将精车后的轴转到铣床前，夹紧后，铣平面（过油面）；表面中频处理，进行轴的表面中频处理，增加轴的表面硬度，使轴具有较高的耐磨性；低温回火，主要是为了消除轴的内部残余应力，防止轴因为内部应力而裂开；磨外圆，将磨床的顶尖顶到轴的中心孔上，开始磨轴，一定要保证轴的精度；切槽、倒角，为了轴安装方便，在轴的两端必须切槽、倒角；钻销孔，销孔的作用主要是装配完后，为了确保轴与其他零件不能同时转动而设计的，起到固定轴的作用；在加工过程中比较困难，属于在回转体零件上钻孔，最加工工艺要求十分严格，必须保证两销孔之间的距离，因此，需要设计一套工装夹具来保证加工精度，工装夹具的设计，将会在下一章主要分析和设计；最后一道工序，清洗、涂防锈油即可入库或者直接装配。
3钻孔方式及工装的设计使用
依据钻头或丝锥旋转、螺母进行进给运动的思路，将钻头或丝锥安装在三爪自定心卡盘上，设计简易工装，待加工螺母安装在工装里，将工装安装在刀架上，由刀架进行轴向移动，实现进给运动。钻孔方式和工装设计如图2所示。
图2钻孔方式及工装设计简图
1.车床卡盘2.钻头3.支撑弯板4.刀架5.联接板6.联接螺栓
7.紧定螺栓8.待加工螺母9.底板10.前端板11.钻套12.上盖板
安装螺母的工装由支撑弯板3、联接板5、联接螺栓6、定位螺栓7、钻套11、上盖板12、前端板10和底板9等组成。支撑弯板3安装在车床刀架上，联接板5两侧加工长孔，由联接螺栓6与支撑弯板联接。由于存在长孔，联接板可以在支撑弯板上上下移动，确定加工位置，紧定螺栓7安装在上盖板12上，待加工螺母安装到工装里后，拧紧螺栓，将其锁住。钻套11安装在前端板里，用于引导钻头或丝锥，保证加工准确。钻套采用45钢材料，淬火处理，以保证耐磨性。上盖板12、前端板10、底板9和联接板5等采用焊接方式组成整体。其宽度等于待加工螺母的六角最大尺寸。加工前，先将钻头安装在三爪自定心卡盘上锁紧。然后将支撑板3安装在车床刀架上，锁紧。将工装安装到支撑板上，找平，将联接螺栓拧上，稍稍拧紧一些。首件加工，将待加工螺母从侧面放到工装里，以不超过工装宽度为宜，拧紧紧定螺栓7，将螺母固定。找正。上下移动联接板5，垂直车床轴线移动刀架中滑板，确定钻套中心与车床回转中心的位置，确认两者重合后，拧紧联接螺栓6，锁紧滑板，找正结束。加工开始，主轴带动钻头旋转，向前轴向移动刀架小滑板，钻头通过钻套引导开始钻孔操作。钻头透过联接板上的孔后，确定钻孔结束。向后移动刀架小滑板，钻头离开工装，松开紧定螺栓7，从侧面放入第二个螺母，首件螺母被挤出。再次拧紧紧定螺栓7，锁紧螺母。移动刀架小滑板，第二次加工开始。整个加工过程钻头始终保持旋转，仅是刀架作轴向移动，由于首件加工找正已完成，后续加工无需找正过程，大大提高了加工效率。
参考文献
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[3]张永泉,张春花,张君辉.轴类零件中心孔的加工[J].金属加工(冷加工),2011(04):29-30.
论文作者:王海涛
论文发表刊物:《基层建设》2018年第8期
论文发表时间:2018/5/24
标签：加工论文; 工装论文; 零件论文; 螺栓论文; 螺母论文; 钻孔论文; 钻头论文; 《基层建设》2018年第8期论文;