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摘要：轴类零件是机械装置中不可缺少的重要部件之一，在机械运动装置传递运动形式中得到了广泛应用。轴类零件的主要作用是承载负荷，还可以作为传动件的连接体传递扭矩使得机械发生运转。影响轴类零件质量的关键性因素是零件加工工艺，本文重点分析复杂螺纹轴类零件的加工工艺，以保证轴类零件加工中产品质量，增强机械效率，延长零件使用寿命。
关键词：轴类零件；加工工艺；特点
引言
当前，随着科学技术水平的快速发展，数控机床逐渐朝着智能化、高精度化、复合化和集成化方向发展。作为机械加工中的典型零件之一，轴在机械中主要用来进行支承齿轮、带轮、凸轮以及连杆等传动件，以传递扭矩。根据结构形式不同，可以将轴划分为梯轴、锥度心轴、光轴、空心轴、曲轴、凸轮轴、偏心轴、各种丝杠等。其中应用最为广泛的是阶梯转动轴，该类型轴的加工工艺可以将轴类零件的加工规律及共性反映出来。轴类零件在精度方面有较高的要求，车削过程中在确保尺寸精度和表面粗糙度外，还应保证形状和位置达到精度要求。本文通过对复杂螺纹轴类零件加工工艺进行分析，在提升企业生产效率的同时，还能增强企业的经济利益。
1、轴类零件加工工艺特点
通常情况下，轴类零件会优先选择车削和磨削两种加工方式，若对轴类零件表面质量有较高要求，需要做好光整加工处理，加工工艺特点主要有：
1.1预备加工
预备加工中主要包含有校直、切端面、切断和钻中心孔。其中在钻中心孔过程中，应始终保证中心孔的锥角准确且尺寸足够。在对轴类零件进行加工时，因零部件切削力和重力的共同作用，若锥角准确度较低或尺寸不足，中心孔顶尖或磨损情况较为突出。以两端中心孔为例，应确保其在同一轴心线上。若顶尖与中心孔出现接触不良，就会有磨损或变形的状况出现，进而增加外圆圆度误差。
1.2零部件定位基准的选择
在对轴类零件进行加工的过程中，定位基准应以两中心孔为依据。在加工外圆中，应首先做好轴两端面和钻中心孔的加工，以确保后续加工的正常开展。实际上，轴的中心线往往会选用零件外圆、锥孔、螺纹等表面设计作为基准，在选择两中心孔时还要始终遵循基准重合原则。在加工过程中，应不断提升相互位置的精确性水平，同时还要确保工件可以方便装夹，选择两中心孔定位最为普遍。
对于较长轴的车削，可以在卡盘上面装夹轴的一段，在距离尾座较近的一段，利用中心孔顶住，或者选择中心架直接拖住，相较于两中心孔定位，工件刚度会得到提升。选用卡盘装夹存在一定的弊端，定心的精度不高，大都在0.06~0.15mm之间，对于较高位置处的精度难以保证。
1.3外圆及细长轴的车削加工
外圆车削是机械加工的常见方式，工艺较广，主要包括有荒车、粗车、半精车、精车。在实际轴类零件加工中，会将毛坯制造精度和最终工件精度进行结合。对于具体工件来说，并不是每个工件都需要进行全部加工。
2、复杂螺纹轴类零件加工工艺
2.1加工难点及处理方案
如图1所示为复杂螺纹轴类零件图纸，从图中可以看出该零件主要包括有圆柱、顺/逆圆弧、圆锥、槽、螺纹等组件组成，对平面度有较高的要求，为了增强零件质量和精度水平，应将零件尺寸、形状和形位公差等进行结合，选择合适的加工方案：
（1）将零件形状和材料等进行结合，数控机床型号选择CJK6032。
（2）针对图样上有较高精度的尺寸，在实际编程中可以选用中间值。
（3）结合自身掌握的知识和零件特点，加工工序为预备加工—车端面—粗车右端轮廓—精车右端轮廓—切槽—工件调头—车端面—粗车左端轮廓—精车左端轮廓—切退刀槽—粗车螺纹—精车螺纹。
图1 复杂螺纹轴类零件
2.2选择零件设备
结合轴类零件自身特点，包含有圆弧数值精度和切槽尺寸精度，在对该类型零件进行加工的过程中，对技术方面提出了严格的要求，针对加工普通车床，几乎不存在这方面的优势。对于数控车床加工来说，因精度较高，可以有效弥补直线和圆弧方面的不足，再加上具有良好的刚性特征，在开展人工补偿或自动补偿中的精确性和便利性特点突出，零件加工的表面质量和尺寸精度方面均能得到保障。结合零件自身的工艺要求，可优先选择经济型的数控车床，本文加工该零件的数控机床类型为CJK6032。该机床选用步进电动机形式的半闭环伺服系统，由数控液压尾座、普通尾座和三爪自定心卡盘等组成，在对较长轴类零件进行车削时提供了便利，且结构简单，价格相对较低。
2.3选择刀具与切削用量
实际上，人为因素、环境因素、刀具和切削用量的选择均会对数控车床切削效率产生不同程度的影响，这些会降低数控车床的工作状态。若可以选择合理的刀具，在确保数控车床工作效率的同时，还能保证轴类零件的加工质量。选择道具的标准是根据道具的复杂程度、制造和磨刀成本进行的。数控机床相较于普通机床来说，其在对刀具进行加工过程中的精度、刚性、耐用度等方面的要求极为严格，还要保证选择的刀具尺寸具有稳定性，在安装调式中便捷。在对工件材料进行切削加工时的复杂性特征较为突出，工件材料的选择会对强度、塑性、硬度、冷切削加工、机械性能等产生影响。通过对图纸进行认真分析，在对该类型轴零件进行加工时，刀具和工件之间具有较大的切削力，应选用45钢作为该轴类的零件材料。
2.4设置刀点和换刀位
在对程序进行编制加工的过程中需要考虑到数控车床刀具换刀点设置情况。因此，在对数控机床加工零件进行编程的过程中，应对程序进行简化，遵循数据处理方便的原则，对刀点进行合理设置。在换刀时确保刀架、刀盘上的任意刀具不与工件、机床其他部件发生碰撞的位置可以看做是安全换刀点位置。通常情况下，从刀架向伸出最长刀具的距离决定了换刀点的轴向位置，而刀架径向伸出最长的刀具则决定了换刀点的径向位置。
结论：
轴类零件的加工工艺在机械运行中发挥着重要作用。随着数控机床在日常生产中的普遍应用，数控编程在数控加工中的地位越发明显。但在编制数控程序之前，需要在人机交互状态下对相关工艺路线进行确定，也就是确定刀具和切削用量。对于编程人员来说，应对机械零件工艺进行熟练掌握，特别是对复杂螺纹轴类零件加工工艺全面了解，以选择合适的轴类零件加工方法，将数控机床的优点充分发挥出来。通过对加工工艺和编程程序进行简化来增强企业的经济效益和生产效率。
参考文献：
[1]王小翠,李蔚,侯志敏.细长轴车削用量优化与加工变形误差补偿技术的研究 [J]. 制造技术与机床 . 2007(10)
[2]陈坚.数控车削加工高精度圆弧 [J]. 林业机械与木工设备 . 2009(12)
作者简介：刘艳红（1973-)，汉族，河南省兰考县人，本科学历，高级技师，从事水利单位车工工作。
论文作者:刘艳红
论文发表刊物:《科技研究》2018年10期
论文发表时间:2019/1/4
标签：零件论文; 加工论文; 精度论文; 工件论文; 螺纹论文; 刀具论文; 加工工艺论文; 《科技研究》2018年10期论文;