蜗杆轴的加工工艺.pdfVIP

蜗杆轴的加工工艺

蜗杆轴的加工工艺

摘要：主要对蜗杆轴进行简要介绍，同时这类零件的选材和监工

工艺方面尽心简要的浅析。

关键词：蜗杆轴加工工艺

一、概述

蜗杆轴是组成机械的重要零件，也是机械加工中常见的典型零件之一。它

支撑着其它转动件回转并传递扭矩，同时又通过轴承与机器的机架连接。蜗杆

轴类零件是旋转零件，其长度大于直径，由外圆柱面、圆锥面、内孔、螺纹及

相应端面所组成。加工表面通常除了内外圆表面、圆锥面、螺纹、端面外，还

有花键、键槽、横向孔、沟槽等。根据功用和结构形状，蜗杆轴类有多种形式，

如光轴、空心轴、半轴、阶梯轴、花键轴、偏心轴、曲轴、凸轮轴等。如图：

二、蜗杆轴类零件的材料

蜗杆轴类零件材料的选取，主要根据轴的强度、刚度、耐磨性以及制造工

艺性而决定，力求经济合理。

常用的蜗杆轴类零件材料有35、45、50优质碳素钢，以45钢应用最为广

泛。对于受载荷较小或不太重要的轴也可用Q235、Q255等普通碳素钢。

对于受力较大，轴向尺寸、重量受限制或者某些有特殊要求的可采用合金

钢。如40Cr合金钢可用于中等精度，转速较高的工作场合，该材料经调质处理

后具有较好的综合力学性能；选用Cr15、65Mn等合金钢可用于精度较高，工

作条件较差的情况，这些材料经调质和表面淬火后其耐磨性、耐疲劳强度性能

都较好；若是在高速、重载条件下工作的蜗杆轴类零件，选用20Cr、20CrMnTi、

20Mn2B等低碳钢或38CrMoA1A渗碳钢，这些港经渗碳淬火或渗氮处理后，不

仅有很高的表面硬度，而且其心部强度也大大提高，因此具有良好的耐磨性、

抗冲击韧性和耐疲劳强度的性能。

球墨铸铁、高强度铸铁由于铸造性能好，且具有减振性能，常在制造外形

结构复杂的轴中采用。特别是我国研制的稀土——镁球墨铸铁，抗冲击韧性好，

同时还具有减摩、吸振，对应力集中敏感性小等优点，已被应用于制造汽车、

拖拉机、机床上的重要轴类零件。

三、蜗杆轴加工的工艺分析

1、蜗杆轴加工的工艺路线

实例，图2所示为一蜗杆轴，材料选用40Cr钢。产品属于小批量生产。

图2蜗杆

轴

该蜗杆轴φ20j6，φ17k5两外圆表面为支撑轴颈；锥体部分是装配离合器

的表面；M18×1处装配圆螺母来固定轴承的轴向位置。根据外形结构其毛坯

选用φ50mm的圆钢（棒料），在锯床上按240mm长度下料。

1.1基本加工路线

外圆加工的方法很多，基本加工路线可归纳为四条。

①粗车—半精车—精车，对于一般常用材料，这是外圆表面加工采用的最主

要的工艺路线。

②粗车—半精车—粗磨—精磨，对于黑色金属材料，精度要求高和表面粗糙度

值要求较小、零件需要淬硬时，其后续工序只能用磨削而采用的加工路线。

③粗车—半精车—精车—金刚石车，对于有色金属，用磨削加工通常不易得到

所要求的表面粗糙度，因为有色金属一般比较软，容易堵塞沙粒间的空隙，因

此其最终工序多用精车和金刚石车。

④粗车—半精—粗磨—精磨—光整加工，对于黑色金属材料的淬硬零件，精度

要求高和表面粗糙度值要求很小，常用此加工路线。

1.2典型加工工艺路线

蜗杆轴的主要加工表面是外圆表面，也还有常见的特特形表面，因此

针对各种精度等级和表面粗糙度要求，按经济精度选择加工方法。

对普通精度的蜗杆轴加工，其典型的工艺路线如下：

毛坯及其热处理—预加工—车削外圆—铣键槽—（花键槽、沟槽）—热处理—

磨削—终检。

1.21蜗杆轴的预加工

轴类零件的预加工是指加工的准备工序，即车削外圆之前的工艺。

校直毛坯在制造、运输和保管过程中，常会发生弯曲变形，为保证加工余量

均

匀及装夹可靠，一般冷态下在各种压力机或校值机上进行校直。

1.22蜗杆轴加工的定位基准和装夹

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