1、外圆表面的加工方法及加工精度

轴类、套类和盘类零件是具有外圆表面的典型零件。外圆表面常用的机械加工方法有车削、磨削和各种光整加工方法。车削加工是外圆表面最经济有效的加工方法，但就其经济精度来说，一般适于作为外圆表面粗加工和半精加工方法；磨削加工是外圆表面主要精加工方法，特别适用于各种高硬度和淬火后的 零件精加工；光整加工是精加工后进行的超精密加工方法（如滚压、抛光、研磨等），适用于某些精度和表面质量要求很高的零件。

由于各种加工方法所能达到的经济加工精度、表面粗糙度、生产率和生产成本各不相同，因此必须根据具体情况，选用合理的加工方法，从而加工出满足零件图纸上要求的合格零件。

序号 加工方法 经济精度 （公差等级） 经济粗糙度 Ra值/ μ m 适用范围

1 粗车 IT13-IT11 50-12.5 适用于淬火钢以外的各种金属

2 粗车 -半精车 IT10-IT8 6.3-3.2

3 粗车 -半精车-精车 IT8-IT7 1.6-0.8

4 粗车 -半精车-精车-滚压 IT8-IT7 0.2-0.025

5 粗车 -半精车-磨削 IT8-IT7 0.8-0.4 主要用于淬火钢，也可用于未淬火钢，但不适用于有色金属

6 粗车 -半精车-粗磨-精磨 IT7-IT6 0.4-0.1

7 粗车 -半精车-粗磨-精磨-超精加工（或轮式超精磨） IT5 0.1-0.012

（或 Rz 0.1）

8 粗车 -半精车-精车-精细车（金刚车） IT7-IT6 0.4-0.025 主要用于要求较高的有色金属

9 粗车 -半精车-粗磨-精磨-超精磨（或镜面磨） IT5以上 0.025-0.006

（或 Rz 0.1） 极高精度的外圆加工

10 粗车 -半精车-粗磨-精磨-研磨 IT5以上 · 012 （或 Rz 0.1）

2、外圆表面的车削加工

(1)外圆车削的形式

轴类零件外圆表面的主要加工方法是车削加工。主要的加工形式有：

荒车 自由锻件和大型铸件的毛坯，加工余量很大，为了减少毛坯外圆形状误差和位置偏差，使后续工序加工余量均匀，以去除外表面的氧化皮为主的外圆加工，一般切除余量为单面1-3mm。

粗车 中小型锻、铸件毛坯一般直接进行粗车。粗车主要切去毛坯大部分余量（一般车出阶梯轮廓），在工艺系统刚度容许的情况下，应选用较大的切削用量以提高生产效率。

半精车 一般作为中等精度表面的最终加工工序，也可作为磨削和其它加工工序的预加工。对于精度较高的毛坯，可不经粗车，直接半精车。

精车 外圆表面加工的最终加工工序和光整加工前的预加工。

精细车 高精度、细粗糙度表面的最终加工工序。适用于有色金属零件的外圆表面加工，但由于有色金属不宜磨削，所以可采用精细车代替磨削加工。

但是，精细车要求机床精度高，刚性好，传动平稳，能微量进给，无爬行现象。车削中采用金刚石或硬质合金刀具，刀具主偏角选大些（ 45 o -90 o ）,刀具的刀尖圆弧半径小于0.1-1.0mm， 以减少工艺系统中弹性变形及振动。

(2)车削方法的应用

1）普通车削 适用于各种批量的轴类零件外圆加工，应用十分广泛。单件小批量常采用卧室车床完成车削加工；中批、大批生产则采用自动、半自动车床和专用车床完成车削加工。

2)数控车削 适用于单件小批和中批生产。应用愈来愈普遍，其主要优点为柔性好，更换加工零件时设备调整和准备时间短；加工时辅助时间少，可通过优化切削参数和适应控制等提高效率；加工质量好，专用工夹具少，相应生产准备成本低；机床操作技术要求低，不受操作工人的技能、视觉、精神、体力等因素的影响。对于轴类零件，具有以下特征适宜选用数控车削。

结构或形状复杂，普通加工操作难度大，工时长，加工效率低的零件。

加工精度一致性要求较高的零件。

切削条件多变的零件，如零件由于形状特点需要切槽，车孔，车螺纹等，加工中要多次改变切削用量。

批量不大，但每批品种多变并有一定复杂程度的零件。

对带有键槽，径向孔（含螺钉孔）、端面有分布的孔（含螺钉孔）系的轴类零件，如带法兰的轴，带键槽或方头的轴，还可以在车削加工中心上加工，除了能进行普通数控车削外，零件上的各种槽、孔（含螺钉孔）、面等加工表面也可一并能加工完毕。工序高度集中，其加工效率较普通数控车削更高，加工精度也更为稳定可靠。

（3）外圆表面的磨削加工

用磨具以较高的线速度对工件表面进行加工的方法称为磨削。磨削加工是一种多刀多刃的高速切削方法，它使用于零件精加工和硬表面的加工。

磨削的工艺范围很广，可以划分为粗磨、精磨、细磨及镜面磨。

磨削加工采用的磨具（或磨料）具有颗粒小，硬度高，耐热性好等特点，因此可以加工较硬的金属材料和非金属材料，如淬硬钢、硬质合金刀具、陶瓷等；加工过程中同时参与切削运动的颗粒多，能切除极薄极细的切屑，因而加工精度高，表面粗糙度值小。磨削加工作为一种精加工方法，在生产中得到广泛的应用。由于强力磨削的发展，也可直接将毛坯磨削到所需要的尺寸和精度，从而获得了较高的生产率。

通常制作齿轮轴既要考虑耐高温、耐磨、耐疲劳和足够的机械强度，又要兼顾齿轮轴两端轴颈与滑动轴承不能使用通用的润滑油脂进行润滑。因为通常的油脂会污染熔体，因此只能使用自身输送的熔体来进行润滑。对于齿轮轴的机械强度设计可参照《机械设计手册》中的轴类零件设计要求，在此不再赘述。

现针对该齿轮轴在设计中的几个特殊问题作一探讨。选择轴向力较小的齿轮形式熔体泵的核心运动部件为齿轮组件，齿轮的旋转和啮合一方面可以挤压齿间的熔体，使物料从一端输送到另一端，另一方面齿轮的啮合能封闭低压腔，有利于提高输出压力。直齿轮和斜齿轮的制造较容易，但直齿轮的自洁性差，而且在较高转速时会产生压力波动而斜齿轮虽然克服了自洁性差和压力波动的问题，常州真空泵但在工作时不可避免地会产生较大的轴向力，该力既加剧了齿轮轴与滑动轴承的磨损，无油螺杆真空泵又会导致齿侧间隙熔体的严重剪切，影响最终塑料制品的质量。为了使在重负载的工况下轴向力平衡、运行平稳，最佳结构的齿轮是人字形齿轮。

目前加工一件人字形齿轮组件的通常做法是分别加工二个斜齿轮及一条齿轮轴，加工后利用齿轮轮毅与齿轮轴的过盈静配合将二个斜齿轮同时加热至℃后装人到齿轮轴颈的特定位置，利用齿轮毅的热收缩联接成一件人字形齿轮组件。除了应满足熔体泵输送的物料产生的载荷外，还应考虑该泵在高温下连续工作，理想的材料为经调质热处理的锻钢，为了改善齿轮轴的耐磨及耐疲劳性，提高其可靠性，机加工后还应经盐浴软氮化表面处理。齿轮轴的内应力选择合适的齿轮轴颈与二个斜齿轮组合后称为人字形齿轮轮毅间相互静配合的过盈盘是减小齿轮轴颈内应力的关键。由使用经验得知，若过盈量不够，泵在运行时会产生齿轮轴与人字形齿轮精度，可以节省加工成本。齿轮轴两端轴甄的攘力齿轮轴两端轴颈的摩擦助是由齿轮轴两端轴顿与各自的滑动轴承相对运行产生的。若齿轮轴两端轴颈与滑动轴承的配合偏紧，则会引起齿轮轴润滑不良，从而产生过大的摩擦力，导致清动抽承寿命缩短和破齿轮轴受力过大而断裂一反之，若两者的配合偏松，滑动轴承的寿命也很短，轴承的教坏会增大齿轮轴的摩擦力。