精密轴外圆表面的加工方法及加工精度

发布日期：1/10/2019

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。