蝸桿軸的加工工藝

1、蝸桿軸的加工工藝摘要：主要對(duì)蝸桿軸進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹，同時(shí)這類零件的選材和監(jiān)工工藝方面盡心簡(jiǎn)要的淺析。關(guān)鍵詞：蝸桿軸加工工藝、概述蝸桿軸是組成機(jī)械的重要零件，也是機(jī)械加工中常見(jiàn)的典型零件之一。它支撐著其它轉(zhuǎn)動(dòng)件回轉(zhuǎn)并傳遞扭矩，同時(shí)又通過(guò)軸承與機(jī)器的機(jī)架連接。蝸桿軸類零件是旋轉(zhuǎn)零件，其長(zhǎng)度大于直徑，由外圓柱面、圓錐面、內(nèi)孔、螺紋及相應(yīng)端面所組成。加工表面通常除了內(nèi)外圓表面、圓錐面、螺紋、端面外，還有花鍵、鍵槽、橫向孔、溝槽等。根據(jù)功用和結(jié)構(gòu)形狀，蝸桿軸類有多種形式，如光軸、空心軸、半軸、階梯軸、花鍵軸、偏心軸、曲軸、凸輪軸等。如圖：二、蝸桿軸類零件的材料蝸桿軸類零件材料的選取，主要根據(jù)軸的強(qiáng)度、剛度、

2、耐磨性以及制造工藝性而決定，力求經(jīng)濟(jì)合理。常用的蝸桿軸類零件材料有35、45、50優(yōu)質(zhì)碳素鋼，以45鋼應(yīng)用最為廣泛。對(duì)于受載荷較小或不太重要的軸也可用Q235、Q255等普通碳素鋼。對(duì)于受力較大，軸向尺寸、重量受限制或者某些有特殊要求的可采用合金鋼。如40Cr合金鋼可用于中等精度，轉(zhuǎn)速較高的工作場(chǎng)合，該材料經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后具有較好的綜合力學(xué)性能；選用Cr15、65Mn等合金鋼可用于精度較高，工作條件較差的情況，這些材料經(jīng)調(diào)質(zhì)和表面淬火后其耐磨性、耐疲勞強(qiáng)度性能都較好；若是在高速、重載條件下工作的蝸桿軸類零件，選用20Cr、20CrMnTi、20Mn2B等低碳鋼或38CrMoA1A滲碳鋼，這些港經(jīng)滲

3、碳淬火或滲氮處理后，不僅有很高的表面硬度，而且其心部強(qiáng)度也大大提高，因此具有良好的耐磨性、抗沖擊韌性和耐疲勞強(qiáng)度的性能。球墨鑄鐵、高強(qiáng)度鑄鐵由于鑄造性能好，且具有減振性能，常在制造外形結(jié)構(gòu)復(fù)雜的軸中采用。特別是我國(guó)研制的稀土一一鎂球墨鑄鐵，抗沖擊韌性好，同時(shí)還具有減摩、吸振，對(duì)應(yīng)力集中敏感性小等優(yōu)點(diǎn)，已被應(yīng)用于制造汽車、拖拉機(jī)、機(jī)床上的重要軸類零件。三、蝸桿軸加工的工藝分析1、蝸桿軸加工的工藝路線實(shí)例，圖2所示為一蝸桿軸,材料選用40Cr鋼。產(chǎn)品屬于小批量生產(chǎn)其余9圖2蝸桿軸該蝸桿軸小20j6,617k5兩外圓表面為支撐軸頸；錐體部分是裝配離合器的表面；M18X1處裝配圓螺母來(lái)固定軸承的軸向位

4、置。根據(jù)外形結(jié)構(gòu)其毛坯選用小50mm的圓鋼（棒料），在鋸床上按240mm長(zhǎng)度下料。1.1 基本加工路線外圓加工的方法很多，基本加工路線可歸納為四條。粗車一半精車一精車，對(duì)于一般常用材料，這是外圓表面加工采用的最主要的工藝路線。粗車一半精車一粗磨一精磨，對(duì)于黑色金屬材料，精度要求高和表面粗糙度值要求較小、零件需要淬硬時(shí)，其后續(xù)工序只能用磨削而采用的加工路線。粗車一半精車一精車一金剛石車，對(duì)于有色金屬，用磨削加工通常不易得到所要求的表面粗糙度，因?yàn)橛猩饘僖话惚容^軟，容易堵塞沙粒間的空隙，因此其最終工序多用精車和金剛石車。粗車一半精一粗磨一精磨一光整加工，對(duì)于黑色金屬材料的淬硬零件，精度要求高和表

5、面粗糙度值要求很小，常用此加工路線。典型加工工藝路線蝸桿軸的主要加工表面是外圓表面，也還有常見(jiàn)的特特形表面，因此針對(duì)各種精度等級(jí)和表面粗糙度要求，按經(jīng)濟(jì)精度選擇加工方法。對(duì)普通精度的蝸桿軸加工，其典型的工藝路線如下：毛坯及其熱處理一預(yù)加工一車削外圓一銃鍵槽一（花鍵槽、溝槽）一熱處理一磨削一終檢。蝸桿軸的預(yù)加工軸類零件的預(yù)加工是指加工的準(zhǔn)備工序，即車削外圓之前的工藝。校直毛坯在制造、運(yùn)輸和保管過(guò)程中，常會(huì)發(fā)生彎曲變形，為保證加工余量均勻及裝夾可靠，一般冷態(tài)下在各種壓力機(jī)或校值機(jī)上進(jìn)行校直。蝸桿軸加工的定位基準(zhǔn)和裝夾以工件的中心孔定位在軸的加工中，零件各外圓表面，錐孔、螺紋表面的同軸度，端面對(duì)旋轉(zhuǎn)

6、軸線的垂直度是其相互位置精度的主要項(xiàng)目，這些表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)一般都是軸的中心線，若用兩中心孔定位，符合基準(zhǔn)重合的原則。中心孔不僅是車削時(shí)的定為基準(zhǔn)，也是其它加工工序的定位基準(zhǔn)和檢驗(yàn)基準(zhǔn)，又符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。當(dāng)采用兩中心孔定位時(shí)，還能夠最大限度地在一次裝夾中加工出多個(gè)外圓和端面。以外圓和中心孔作為定位基準(zhǔn)（一夾一頂）用兩中心孔定位雖然定心精度高，但剛性差，尤其是加工較重的工件時(shí)不夠穩(wěn)固，切削用量也不能太大。粗加工時(shí)，為了提高零件的剛度，可采用軸的外圓表面和一中心孔作為定位基準(zhǔn)來(lái)加工。這種定位方法能承受較大的切削力矩，是軸類零件最常見(jiàn)的一種定位方法。以兩外圓表面作為定位基準(zhǔn)在加工空心軸的內(nèi)孔時(shí)，（例

7、如：機(jī)床上莫氏錐度的內(nèi)孔加工），不能采用中心孔作為定位基準(zhǔn)，可用軸的兩外圓表面作為定位基準(zhǔn)。當(dāng)工件是機(jī)床主軸時(shí)，常以兩支撐軸頸（裝配基準(zhǔn)）為定位基準(zhǔn)，可保證錐孔相對(duì)支撐軸頸的同軸度要求，消除基準(zhǔn)不重合而引起的誤差。以帶有中心孔的錐堵作為定位基準(zhǔn)在加工空心軸的外圓表面時(shí)，往往還采用代中心孔的錐堵或錐套心軸作為定位基準(zhǔn)。2熱處理工藝工作條件以及材料與熱處理要求條件：負(fù)荷不大，斷面較小的蝸桿要求：45調(diào)質(zhì),HB220-250條件：有精度要求（螺紋磨出）而速度<2m/s.要求：45淬火,回火,HRC45-50條件：滑動(dòng)速度較高，負(fù)荷較輕的中小尺寸蝸桿要求：15滲碳，淬火，低溫回火,HRC56-6

8、2條件：滑動(dòng)速度2m/s（最大7-8m/s）;精度要求很高，表面粗糙度為0.4的蝸桿,如立車中的主要蝸桿要求：20Cr20Mn2B900-950C>碳,800-820C油淬，180-200C低溫回火，HRC56-62條件：要求高耐磨性、高精度及尺寸大的蝸桿要求：18CrMnTi、20SiMnVB處理同上，HRC56-62條件：要求足夠耐磨性和硬度的蝸桿要求：40Cr、42SiMn、45MnB油淬，回火,HRC5-50條件：中載、要求高精度并與青銅蝸輪配合使用（熱處理后再加工絲扣）之蝸桿要求：35CrMo調(diào)質(zhì)，HB255-303（850-870C油淬,600-650回火）條件：要求高硬度和最小變形的蝸桿要求：38CrMoAlA、38CrAlA正火或調(diào)質(zhì)后氮，硬度HV>850條件：汽車轉(zhuǎn)向蝸桿要求：35Cr815c氟化、200c回火，滲層7知變0.35-0.40mm,表面鋰力硬度，心部硬度<HRC352