軸類傳動零件的案例
加工軸類零件需要注意的一些細節
軸類零件是一種常見的零件類型，其結構為旋轉體，長度一般大于直徑，在各種機械設備中有廣泛地使用，用來支承傳動零部件，傳遞扭矩和承受載荷。軸類零件的加工要遵循一定的規律，可以通過本文了解一下具體的加工步驟和需要注意的一些問題。
一、軸類零件基本加工路線
軸類零件的主要加工表面是外圓表面以及常見的特形表面，因此應該針對各種精度等級和表面粗糙度要求，選擇最合適的加工方法。其基本加工路線可以歸納為四條。
首先是從粗車到半精車，再到精車的加工路線，這也是針對一般常用材料軸類零件針外圓加工，選擇的最主要的工藝路線；其次是從粗車到半精車，再到粗磨，最后采用精磨的加工路線，對于黑色金屬材料和精度要求較高，表面粗糙度要求較小且需要淬硬的零件，這種加工路線是最好的選擇，因為磨削是其最理想的后續加工工序；第三種路線是從粗車到半精車，再到精車，金剛石車，這種加工路線專門用來加工有色金屬材料，因為有色金屬硬度較小，容易堵塞沙粒間的空隙，采用磨削通常不容易得到所要求的表面粗糙度，必須采用精車和金剛石車工序；最后一種加工路線是從粗車到半精車，再到粗磨，精磨，最后進行光整加工，這種路線對于黑色金屬材料經過淬硬，且對精度要求較高，表面粗糙度值要求較低的零件是一種經常會采用的加工路線。
二、軸類零件的預加工
軸類零件在車削外圓之前，先要進行一些準備工序，這就是軸類零件的預加工過程。最重要的準備工序是校直。因為工件毛坯在制造、運輸和保管過程中，經常會發生彎曲變形。為了保證裝夾可靠以及加工余量分布均勻，在冷態下，通過各種壓力機或校直機來進行校直。
三、軸類零件加工的定位基準
首先是以工件的中心孔作為加工的定位基準。
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首先是從粗車到半精車，再到精車的加工路線，這也是針對一般常用材料軸類零件針外圓加工，選擇的最主要的工藝路線；其次是從粗車到半精車，再到粗磨，最后采用精磨的加工路線，對于黑色金屬材料和精度要求較高，表面粗糙度要求較小且需要淬硬的零件，這種加工路線是最好的選擇，因為磨削是其最理想的后續加工工序；第三種路線是從粗車到半精車，再到精車，金剛石車，這種加工路線專門用來加工有色金屬材料，因為有色金屬硬度較小，容易堵塞沙粒間的空隙，采用磨削通常不容易得到所要求的表面粗糙度，必須采用精車和金剛石車工序；最后一種加工路線是從粗車到半精車，再到粗磨，精磨，最后進行光整加工，這種路線對于黑色金屬材料經過淬硬，且對精度要求較高，表面粗糙度值要求較低的零件是一種經常會采用的加工路線。
二、軸類零件的預加工
軸類零件在車削外圓之前，先要進行一些準備工序，這就是軸類零件的預加工過程。最重要的準備工序是校直。因為工件毛坯在制造、運輸和保管過程中，經常會發生彎曲變形。為了保證裝夾可靠以及加工余量分布均勻，在冷態下，通過各種壓力機或校直機來進行校直。
三、軸類零件加工的定位基準
首先是以工件的中心孔作為加工的定位基準。軸類零件加工中，各外圓表面，錐孔、螺紋表面的同軸度，端面對旋轉軸線的垂直度都是位置精度的重要體現。這些表面的一般都是以軸的中心線為設計基準的，用中心孔定位，符合基準重合的原則。中心孔不僅是車削加工時的定位基準，也是其它加工工序的定位基準和檢驗基準，符合基準統一原則。當采用兩中心孔定位時，還能最大限度地在一次裝夾中加工出多個外圓和端面。
其次是以外圓和中心孔作為加工的定位基準。這種方法有效克服了中心孔定位剛性不佳的缺點，尤其是加工較重的工件時，中心孔定位會造成裝夾不穩，切削用量也不能太大。
展開 軸類零件選材及熱處理工藝分析
1 軸類零件的作用
軸類零件的主要作用是支承傳動零件、傳遞運動和動力。
2 工作條件
（1）承受較大的交變彎曲應力、扭轉應力。
（2）軸頸和花鍵部位承受較大的摩擦。
（3）一定的沖擊載荷。
3 失效形式
常見的時效形式有疲勞斷裂、過量的彎曲變形和扭轉變形、過量磨損。
4 力學性能要求
（1）良好的綜合力學性能。
（2）軸頸等部位應具有高的硬度和良好的耐磨性。
（3）高的疲勞強度
5 軸類零件常用材料及熱處理
（1）中碳鋼和中碳合金鋼。考慮到軸類零件的綜合力學性能要求，主要選用經過軋制或鍛造的35、40、45、50、40Cr、40CrNi、40MnB鋼等，一般應進行正火或調質；若軸頸處耐磨性要求高，可對軸頸處進行表面淬火。具體的鋼種應根據載荷的類型、零件的尺寸和淬透性的大小決定。承受彎曲載荷和扭轉載荷的軸類，應力的分布是由表面向中心遞減的，對淬透性要求不高；承受拉、壓載荷的軸類，應力沿軸的截面均勻分布，應選用淬透性較高的鋼。
（2）對承受沖擊載荷較大，對強韌性要求高時或要求進一步提高軸頸的耐磨性時，可選用20Cr、20CrMnTi等合金滲碳鋼并進行滲碳、淬火、低溫回火處理。
（3）對于受力小、不重要的軸可選用Q235～Q275等普通質量碳鋼。
（4）球墨鑄鐵和高強度灰鑄鐵可用來制作形狀復雜、難以鍛造成形的軸類零件，如曲軸等。
6 軸類零件選材舉例
（1）機床主軸。下圖是C6132臥式車床主軸，工作時主要承受交變彎曲應力、扭轉應力作用和一定的沖擊載荷，運轉較平穩。要求具有良好的綜合力學性能，錐孔、外圓錐面、花鍵表面要求耐磨。 現選用45鋼制造，其工藝路線如下：
下料→鍛造→正火→粗加工→調質→半精加工（花鍵除外）→局部淬火（內外圓錐面）+低溫回火→粗磨→銑花鍵→花鍵感應淬火+低溫回火→精磨。
展開 hypermes快捷鍵使用技巧總結及應用（復雜軸類零件劃分實例）
這里推薦一組我自己使用的快捷鍵設置：
solid map：A
solid edit：Ctrl+S
surface edit：S
nodes：N
reflect：R
translate：T
project：P
faces：Ctrl+F
drag：D
基本上只要記住以上幾個快捷鍵（結合默認的幾個常用快捷鍵F4、F5、F6、F12），就足以應付絕大部分網格劃分工作
接下來是運用快捷鍵完成復雜軸類零件的網格劃分操作流程講解
待劃分幾何模型
本次網格劃分，需要保留圓角以及中間的溝槽特征，并在該區域生成較好的網格。
首先使用快捷鍵Ctrl+S，運用solid edit進行幾何體切割（圓角以及溝槽區域采用沿圓周方向掃略劃分方法，便于控制該區域網格質量及網格數量）
幾何切割圖
然后使用快捷鍵S，運用surface edit對溝槽區域進行切分，以保證較好的網格質量，其他區域網格尺寸可以適當放大
溝槽區域網格細化
為了保證中間部分圓角區域網格的網格質量，將中間五邊形區域進行進一步切割（快捷鍵Ctrl+S），保證能夠沿圓周方向掃略得到該區域網格。
圓角區域幾何體切割
使用快捷鍵A, 運用solid map進行網格劃分，并使用快捷鍵D，運用drag命令進行體網格生成
部分體網格生成
然后對中間區域進行網格劃分，下圖中白色區域。
為了保證網格連續，我們先用快捷鍵Ctrl+F，運用faces命令，先生成面網格，保證生成的體網格與之前的體網格共節點，
可是，在使用solid map的時候，出現以下錯誤！
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Workbench在DM中利用txt文件建軸類零件模型
筆者在DM中的Files下拉菜單注意到下面這個子菜單：
圖2
Import Shaft Geometry，并且點開之后發現是通過導入txt文件的方式來完成模型的建立，由此可以猜到這是Workbench針對某些固定的模型而特意編寫的一個功能，其主要是用來建立軸類零件。
導入的txt文件格式是固定的，txt文件的每一行包含四個參數：
Station ID：這個是代號，因為軸類零件一般有很多階梯段，每一段的截面都不一樣，有多少個截面就需要定義多少個Station ID，并且按照順序定義；
Length：每一個階梯段的長度；
Outer Diameter：每一個階梯段的外徑：
Inner Diameter：每一個階梯段的內徑。
這個txt文件還可以寫注釋，注釋前面加“#”。（從這個注釋符號可以猜出來這個功能是采用Python編寫的，因為Python的注釋符號也是#）.
為驗證這個功能是怎樣的，新建一個txt文件，在里面根據固定格式輸入參數：
圖3
上面第一列使Station ID、第二列是長度、第三列和第四列是內外徑。
這些長度是每一段階梯段的絕對長度，第一個階梯從坐標原點起始，按照順序依次連接各個階梯段。
圖4
該txt文件的名稱為import，從上面的菜單選擇Import Shaft Geometry，選定需要導入的txt文件import.txt，注意到DM的窗口出現一個Shaft1的模型，其詳細信息如圖5所示，可以修改階梯軸的軸是哪個坐標。
圖5
用generate生成之后，窗口中出現的模型如圖6所示。
圖6
可以看到的是很多段中心線，接著進入Mechanical，劃分網格后如圖7，顯示了軸類零件的大體形狀。
圖7 網格
后續的分析就可以繼續進行了。
展開 【機械設計】軸類零件加工的結構設計原則都有哪些？你了解嗎？
支承軸頸常為0.2～1.6μm，傳動件配合軸頸為0.4～3.2μm。5.其他熱處理、倒角、倒棱及外觀修飾等要求。
四、軸類零件的熱處理
1、中碳鋼和中碳合金鋼。考慮到軸類零件的綜合力學性能要求，主要選用經過軋制或鍛造的35、40、45、50、40Cr、40CrNi、40MnB鋼等，一般應進行正火或調質；若軸頸處耐磨性要求高，可對軸頸處進行表面淬火。具體的鋼種應根據載荷的類型、零件的尺寸和淬透性的大小決定。承受彎曲載荷和扭轉載荷的軸類，應力的分布是由表面向中心遞減的，對淬透性要求不高；承受拉、壓載荷的軸類，應力沿軸的截面均勻分布，應選用淬透性較高的鋼。
2、對承受沖擊載荷較大，對強韌性要求高時或要求進一步提高軸頸的耐磨性時，可選用20Cr、20CrMnTi等合金滲碳鋼并進行滲碳、淬火、低溫回火處理。
3、對于受力小、不重要的軸可選用Q235～Q275等普通質量碳鋼。4.球墨鑄鐵和高強度灰鑄鐵可用來制作形狀復雜、難以鍛造成形的軸類零件，如曲軸等。
五、軸類零件加工工藝規程及注意點
工藝過程，在學校機械加工實習課中，軸類零件的加工是學生練習車削技能的最基本也最重要的項目，但學生最后完工工件的質量總是很不理想，經過分析主要是學生對軸類零件的工藝分析工藝規程制訂不夠合理。軸類零件中工藝規程的制定，直接關系到工件質量、勞動生產率和經濟效益。軸類零件生產認準鈦浩，一個零件可以有幾種不同的加工方法，但只有某一種較合理，在制訂機械加工工藝規程中，須注意以下幾點：
1、零件圖工藝分析中，需理解零件結構特點、精度、材質、熱處理等技術要求，且要研究產品裝配圖，部件裝配圖及驗收標準。
2、滲碳件加工工藝路線一般為：下料→鍛造→正火→粗加工→半精加工→滲碳→去碳加工（對不需提高硬度部分）→淬火→車螺紋、鉆孔或銑槽→粗磨→低溫時效→半精磨→低溫時效→精磨。
展開 軸類零件轉換坐標系APDL命令（將當前軸向改為Z向） ￥3.5
自己總結的軸類零件(劃分單元后單元也可以隨零件一起旋轉轉換坐標系APDL命令（將當前軸向改為Z向），直接將APDL命令輸入到命令欄即可(帶注釋，也可以根據命令通過菜單中GUI方式實現）。過程如下：
1）最開始狀態
2）將軸向改為X軸
3）將軸向改為Z軸
