传动轴加工工艺的研究
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作者: 武海云
[摘 要]针对传动轴重要表面质量达不到要求，以及装配中密封不到位等问题，本文对零件的工艺进行分析，提出了合理加工方法。
[关键词]传动轴 工艺 加工
中图分类号：TG379 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）47-0002-01
引言：传动轴是机械零件中重要零件之一，它起到连接支撑和传递转矩。就目前来看传动轴存在的问题还是很多的，重要表面质量达不到要求，装配中密封不到位等。尤其是汽车方面，很多汽车生产商不得不把自己所产汽车召回，浪费了大量的人力物力，也给消费者带来了诸多麻烦，给自己企业造成了负面影响。
对传动轴的工艺进行合理的分析和加工方法的选择，能有效地解决或避免以上问题，同时又能提高生产效率。
零件工艺的分析
（1）对于7级精度、表面粗糙度Ra0.8～0.4μm的一般传动轴，其工艺路线是：正火-车端面钻中心孔-粗车各表面-精车各表面-铣花键、键槽-热处理-修研中心孔-粗磨外圆-精磨外圆-检验。
（2）轴类零件一般采用中心孔作为定位基准，以实现基准统一的方案。在单件小批生产中钻中心孔工序常在普通车床上进行。在大批量生产中常在铣端面钻中心孔专用机床上进行。
（3）中心孔是轴类零件加工全过程中使用的定位基准，其质量对加工精度有着重大影响。所以必须安排修研中心孔工序。修研中心孔一般在车床上用金刚石或硬质合金顶尖加压进行。
（4）轴上的花键、键槽等次要表面的加工，一般安排在外圆精车之后，磨削之前进行。因为如果在精车之前就铣出键槽，在精车时由于断续切削而易产生振动，影响加工质量，又容易损坏刀具，也难以控制键槽的尺寸。但也不应安排在外圆精磨之后进行，以免破坏外圆表面的加工精度和表面质量。
（5）在轴类零件的加工过程中，应当安排必要的热处理工序，以保证其机械性能和加工精度，并改善工件的切削加工性。一般毛坯锻造后安排正火工序，而调质则安排在粗加工后进行，以便消除粗加工后产生的应力及获得良好的综合机械性能。淬火工序则安排在磨削工序之前。
零件传动轴图样分析
图1所示零件是减速器中的传动轴。它属于台阶轴类零件，由圆柱面、轴肩、螺纹、螺尾退刀槽、砂轮越程槽和键槽等组成。轴肩一般用来确定安装在轴上零件的轴向位置，各环槽的作用是使零件装配时有一个正确的位置，并使加工中磨削外圆或车螺纹时退刀方便；键槽用于安装键，以传递转矩；螺纹用于安装各种锁紧螺母和调整螺母。 根据工作性能与条件，该传动轴图样（图1）规定了主要轴颈M，N，外圆P、Q以及轴肩G、H、I有较高的尺寸、位置精度和较小的表面粗糙度值，并有热处理要求。这些技术要求必须在加工中给予保证。因此，该传动轴的关键工序是轴颈M、N和外圆P、Q的加工。
零件表面加工方法的选择
传动轴的加工面有键槽、端面、退刀槽、越程槽。因此主要采用车削和外 圆磨削。因为轴两边的精度较高所以要进行磨削，所以外圆加工的方法为：
粗车-半精车-磨削
加工方案 经济加工精度等级（IT） 表面粗糙度Ra/μm
零件加工方案的选择
方案一
工序 1 铣轴的两端面，打中心孔
工序 2 粗车外圆大小端各外径
工序 3 半精车，倒角
工序 4 铣键槽
工序 5 精车，切退刀槽
工序 6 调质
工序 7 去毛刺
工序 8 磨削
方案二
工序1 车轴一端打中心孔
工序2 车轴另一端打中心孔
工序3 半精车倒角
工序4 精车，切退刀槽
工序5 调质
工序6 铣键槽
工序7 去毛刺
工序8 磨削
比较上面两方案，方案一在加工两中心孔时存在同轴度误差，若把铣键槽放在精车之前，在精车时断续车削容易引起振动，影响加工质量。综上所述方案二合理 本设计的加工方法如下：
①两端面：公差等级IT12，表面粗糙度Ra12.5μm，需进行铣削加工。
②φ 25左外圆表面：公差等级IT7，表面粗糙度为Ra1.6μm，需进行粗车，半精车，精车。
③ φ30外圆表面：公差等级IT7，表面粗糙度为Ra12.5μm，需进行粗车，半精车，精车。
④φ25右外圆表面：公差等级IT6，表面粗糙度为Ra1.6μm，需要进行粗车，半精车或磨削加工。
加工的技术要求
（1）尺寸精度轴类零件的主要表面常为两类，一类是与轴承的内圈配合的外圆轴颈，即支承轴颈，用于确定轴的位置并支承轴，尺寸精度要求较高，通常为IT5～IT7；另一类为与各类传动件配合的轴颈，即配合轴颈，其精度稍低，通常为IT6～IT9。
（2）几何形状精度主要指轴颈表面、外圆面等重要表面的圆度、圆柱度。其误差一般应限制在尺寸公差范围内，对于精密轴，需在零件图上另行规定其几何形状精度。
（3）相互位置精度包括内、外表面，重要轴面的同轴度、圆的径向跳动、重要端面对轴心线的垂直度、端面间的平行度等。
（4）表面粗糙度轴的加工表面都有粗糙度的要求，一般根据加工的可能性和经济性来确定。
参考文献
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