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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(jīng)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(jù)載荷的類型、零件的尺寸和淬透性的大小決定。

Caner Simsir等使用三維有限元軟件模擬了淬火過程，并且研究了考慮殘余應力對軸對稱零件熱處理過程數(shù)值計算的影響[3]。Fukumoto等[4]通過ABAQUS軟件對螺旋齒輪的滲碳和淬火過程的畸變進行了研究。Lee等[5]研究了熱處理過程的力學性能變化，并使用ABAQUS軟件對HSLA鋼的熱處理過程進行了有限元仿真。

退火和正火常安排在毛坯制造之后、粗加工之前進行。 2）時效處理 時效處理主要用于消除毛坯制造和機械加工中產(chǎn)生的內應力。 為避免過多運輸工作量，對于一般精度的零件，在精加工前安排一次時效處理即可。但精度要求較高的零件（如座標鏜床的箱體等），應安排兩次或數(shù)次時效處理工序。簡單零件一般可不進行時效處理。

退火和正火常安排在毛坯制造之后、粗加工之前進行。（2）時效處理時效處理主要用于消除毛坯制造和機械加工中產(chǎn)生的內應力。為避免過多運輸工作量，對于一般精度的零件，在精加工前安排一次時效處理即可。但精度要求較高的零件（如座標鏜床的箱體等），應安排兩次或數(shù)次時效處理工序。簡單零件一般可不進行時效處理。

40Cr是軸類零件的常用材料，它價格便宜經(jīng)過調質（或正火）后，可得到較好的切削性能，而且能獲得較高的強度和韌性等綜合機械性能，淬火后表面硬度可達45～52HRC。40Cr等合金結構鋼適用于中等精度而轉速較高的軸類零件，這類鋼經(jīng)調質和淬火后，具有較好的綜合機械性能。

在工業(yè)制造中，鍍鉻主要用于： 延長零件壽命 提高疲勞能力 保持尺寸穩(wěn)定性 降低維護與更換成本在CNC精密加工領域，鍍鉻常用于關鍵部件，如： 精密軸類零件 模具 結束 液壓部件在深圳一鑫精密，鍍鉻通常作為后處理關鍵工藝，以確保零件在復雜工況下仍保持性能。什么是金屬鍍鉻（什么是金屬鍍鉻）？

沖壓件遍布我們的日常生活以及工作中，例如，生活中金屬保溫杯的杯芯，臥式滾筒洗衣機的滾筒芯，鼠標內部金屬件，電腦內部金屬件等等，這些金屬件中有特征為軸類的，有特征為彎折類的，它們都是非常典型的金屬沖壓件。如下圖所示為軸類金屬零件，它不僅有軸的特征，還有異形的特征。金屬沖壓件展開尺寸計算準確，對于保證沖壓件的加工精度和工藝效率至關重要。

（二）鋼的滲碳 將低碳鋼件放入滲碳介質中，在900～950℃加熱保溫，使活性碳原子滲入鋼件表面并獲得高碳滲層的工藝方法叫做滲碳。齒輪、凸輪、活塞、軸類等許多重要的機器零件經(jīng)過滲碳及隨后的淬火并低溫回火后，可以獲 得很高的表面硬度、耐磨性以及高的接觸疲勞強度和彎曲疲勞強度。而心部仍保持低碳，具有良好的塑性和韌性。因此，滲碳可使同一材料制作的機器零件兼有高碳鋼 和低碳鋼的性能。

用工藝尺寸鏈軟件PDCC計算工藝尺寸算例 某軸類零件結構如圖，車削加工保證零件軸向尺寸A34、A41、A43、A61、A62、A63，請校核零件加工工藝。

表1 軸類零件粗車后精車外圓的加工余量 mm表2 軸類零件磨加工外圓的加工余量 mm學無止境，沒有最好，只有更好。

改善滲碳工藝，連桿滲碳表面的碳化物過大與滲碳工藝不當有關。粗大的塊狀碳化物主要是由于碳濃度過高造成的，特別容易在工件尖角處形成，導致零件壽命顯著下降。因此在滲碳過程中應注意嚴格控制滲碳氣氛的碳勢，以免過高的碳勢引起工件表面形成粗大的碳化物。

在第一階段，優(yōu)先開發(fā)面向零件（如葉片、盤、葉盤/葉環(huán)和燃燒室等）的增材制造數(shù)值仿真模塊，主要用于大規(guī)模增材制造零件的翹曲變形與開裂預測、表面質量和成形尺寸精度控制等，提升一次打印成功率，需在已有有限元強度分析模塊基礎上，增加“生死單元”、基于體素的有限元網(wǎng)格劃分、固有應變優(yōu)化算法、增材制造仿真模板等功能。

CATIA V5車削加工設計（LMG：CATIA Lathe Machining）用來方便地定義3D軸類（旋轉類）零件在立式或臥式車床上進行2軸車削和點位加工的NC程序，提供了高級的自動化和知識重用功能。特別針對所有類型的軸類零件，可滿足機加工行業(yè)和裝配行業(yè)，以及需要進行車削加工的所有待業(yè)的需求。

一般來說增材制造的產(chǎn)品結構比傳統(tǒng)結構更復雜，性能要求更高，設計開發(fā)的成本往往也更高。 • 原料成本：零件用料、支撐用料和其他用料消耗。可以在產(chǎn)品最終重量的基礎上再增加30%-40%，作為原料成本的粗略判斷。 • 機時成本：3D打印機在生產(chǎn)過程中的機器損耗成本。一般3D打印綜合機時成本在100-300元/小時。

6.改進 設計時減少摩擦處的粗糙度，可以減少應力集中，降低零件的疲勞強度 。同時減少摩擦帶來的高溫，減少了蠕變損傷的可能性。 改善滲碳工藝，連桿滲碳表面的碳化物過大與滲碳工藝不當有關。粗大的塊狀碳化物主要是由于碳濃度過高造成的，特別容易在工件尖角處形成，導致零件壽命顯著下降。

目的：得到強度、塑性和韌性都較好的綜合力學性能。回火后得到回火索氏體，指馬氏體回火時形成的鐵素體基體內分布著細小球狀碳化物（包括滲碳體）的復相組織。索氏體應用范圍：廣泛用于各種較重要的受力結構件，如連桿、螺栓、齒輪及軸類零件等。

借工藝仿真的力量，DfAM增材制造一體化流程得以更加完整，從制造過程的物性變化到復雜結構零件的成形風險控制，一件合格的產(chǎn)品，從設計到打印，乃至大批量增材制造零件的生產(chǎn), 仿真都不能缺席。作者：張圓，激光增材制造方向工學碩士，安世亞太DfAM賦能業(yè)務部增材工藝仿真工程師，擅長金屬增材工藝仿真及航空航天類零件增材工藝研發(fā)。增材思維，數(shù)智未來

旋轉鍛造是一種常見的長軸類鍛件成形工藝，工作原理如下圖所示，主軸高速旋轉，滾柱帶動滑塊做往復運動，從而實現(xiàn)模具對最中間部位軸類零件的徑向變形，主要特點是高頻加載和多向鍛打，金屬變形均勻，尤其適用于高強度低塑性的合金加工。