典型阶梯轴的结构与加工过程分析

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇典型阶梯轴的结构与加工过程分析范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

[摘 要]阐述典型阶梯轴的结构特点轴向与周向定位及加工过程分析

[关键词]阶梯轴、结构、轴向与周向、结构工艺性、加工过程分析

中图分类号：TM614 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）40-0313-01

典型的阶梯轴的主体由轴头、轴颈和轴身组成，要使轴和轴上零件具有准确的工作位置，必须对轴上零件进行定位和固定。轴上零件的轴向固定是为了防止零件沿轴线方向移动，并承受轴向力。常用的固定方法有轴肩（或轴环）、套筒、圆螺母、轴端挡圈等。轴上零件的周向固定是为了传递转矩，防止零件与轴产生相对转动。常用的固定方法有键联接、花键联接和过盈配合等。典型阶梯轴的加工过程分析。

以下是典型阶梯轴的结构：

图1 轴的结构

一、轴颈、轴头和轴身

如图1-1所示，轴主要由轴颈、轴头和轴身三部分组成。轴和轴承配合的部分称为轴颈，其直径应符合轴承的内径标准。联接轴颈和轴头的部分称为轴身。

二、轴上零件的定位和固定

要使轴和轴上零件具有准确的工作位置，必须对轴上零件进行定位和固定。

1.轴上零件的轴向定位和固定

阶梯轴上截面变化的部位称为轴肩或轴环（图1―1），它对轴上的零件起轴向定位作用。联

轴器和左端的轴承依靠轴肩作轴向定位，齿轮依靠轴环作轴向定位。右端轴承依靠套筒定位。两端轴承盖将轴在箱体上定位。

为了使轴上零件的轮毂端面能贴紧定位面，轴肩和轴环的圆角半径必须小于零件轮毂孔

端的圆角半径R1或倒角C1（图1―1b），其大小要符合标准。否则，无法贴紧（图1―1c）。轴肩和轴环的高度h必须大于R1或C1 ，通常取h = （0.07d+5） ―（0.1d+5）mm。轴环的宽度b≥1 4h 。安装滚动轴承处的定位轴肩或轴环高度必须低于轴承内端面高度。非定位轴肩高度无严格规定，一般可取1.5～10mm。

轴上零件的轴向固定是为了防止零件沿轴线方向移动，并承受轴向力。常用的固定方法有

轴肩（或轴环）、套筒、圆螺母、轴端挡圈等。

轴肩（或轴环）对轴上的零件起轴向定位作用，这是最常用最可靠的轴向固定方式，结构简单，能承受较大的轴向力，同时它们也是零件在轴上定位的基准。

当两个零件相隔距离不大时，采用套筒作轴向固定（图2）；这种固定方法结构简单，定位可靠，避免因在轴上开槽、钻孔或车螺纹等而削弱轴的强度，不宜用于高速轴。注意，为使套筒压紧轮毂端面，应使轴头长度比轮毂宽度短2～3mm （图1）。

当无法采用套筒或套筒太长，而又允许车螺纹时时，用圆螺母作轴向固定（图3）；它固定可靠，装拆方便，可承受较大轴向载荷。圆螺母也可用于轴端零件的固定。

轴端零件的固定采用轴端挡圈（图4）；

2.轴上零件的周向固定

轴上零件的周向固定是为了传递转矩，防止零件与轴产生相对转动。常用的固定方法有键

联接、花键联接和过盈配合等。

三、轴的结构工艺性

轴的结构应便于轴的加工和轴上零件的装拆。

图6所示为阶梯轴上零件的装拆图。图中表明，可依次把齿轮、套筒、左端滚动轴承、轴承盖、带轮和轴端挡圈从轴的左端装入，由于轴的各段直径不同，当零件往轴上装配时，既不擦伤配合表面，又使装配方便；右端滚动轴承从轴的右端装入。为使左、右端滚动轴承易于拆卸，套筒厚度和轴肩高度均应小于滚动轴承内圈的厚度。磨削轴颈和定位轴肩时，应留出砂轮越程槽（图7）；轴上车制螺纹时，应留有退刀槽（图8）。

以下是典型阶梯轴的加工过程分析：

1.确定加工方案

轴类在进行外圆加工时，会因切除大量金属后引起残余应力重新分布而变形。应将粗精加工分开，先粗加工，再进行半精加工和精加工，主要表面精加工放在最后进行。

2.划分加工阶段

该轴加工划分为三个加工阶段，即粗车（粗车外圆、钻中心孔）、半精车（半精车各处外圆、台肩和修研中心孔等），粗精磨各段轴颈。各加工阶段大致以热处理为界。

3.选择定位基准

轴类零件各表面的设计基准一般是轴的中心线，其加工的定位基准，最常用的是两中心孔。采用两中心孔作为定位基准不但能在一次装夹中加工出多处外圆和端面，而且可保证各外圆轴线的同轴度以及端面与轴线的垂直度要求，符合基准统一的原则。

4.热处理工序安排

该轴需进行调质处理。它应放在粗加工后，半精加工前进行。如采用锻件毛坯，必须首先安排退火或正火处理。该轴毛坯为热轧钢，可不必进行正火处理。

5.加工工序安排

应遵循加工顺序安排的一般原则，如先粗后精、先主后次等。另外还应注意： 外圆表面加工顺序应为：先加工大直径外圆，然后再加工小直径外圆，以免一开始就降低了工件的刚度。 轴上的花键、键槽等表面的加工应在外圆精车或粗磨之后、外圆精磨之前。这样既可保证花键、键槽的加工质量，也可保证精加工表面的精度。 轴上的螺纹一般有较高的精度，其加工应安排在工件局部淬火之前进行，避免因淬火后产生的变形而影响螺纹的精度。