轴类零件的功用、结构特点以及材料与热处理技术

1）轴类零件的功用与结构特点

轴类零件是机械零件中的关键零件之一。在机器中，它的主要作用是支承传动类零件、传递转矩、承受载荷，以及保证装在轴上的零件等有一定的回转精度。

轴类零件是回转体零件，其长度大于直径。加工表面通常有内外圆柱面、内外圆锥面、螺纹、键槽、横向孔和沟槽等。轴类零件按结构形状可分为：光轴、空心轴、阶梯轴和异形轴（曲轴、凸轮轴、偏心轴、十字轴和花键轴等）几类，如图8-1所示。

2）轴类零件的技术要求

（1）尺寸精度。尺寸精度包括直径尺寸精度和长度尺寸精度。精密轴颈为IT5级，重要轴颈为IT6～IT8级，一般轴颈为IT9级。轴向尺寸一般要求较低，当阶梯轴的阶梯长度要求较高时，其公差可达0.005～0.01mm。

（2）几何形状精度。几何形状精度主要指轴颈的圆度、圆柱度，一般应在直径公差范围内。当几何形状精度要求较高时，零件图上应注出规定允许的偏差。

（3）相互位置精度。相互位置精度主要指装配传动件的轴颈相对于支承轴颈的同轴度及端面对轴心线的垂直度等。通常用径向圆跳动来标注。普通精度轴的径向圆跳动为0.01～0.03mm，高精度的轴通常为0.005～0.01mm。(www.xing528.com)

（4）表面粗糙度。轴类零件的表面粗糙度和尺寸精度应与其表面工作要求相适应。通常支承轴颈的表面粗糙度值Ra为3.2～0.4μm，配合轴颈的表面粗糙度值Ra为0.8～0.2μm。

图8-1　轴的种类

3）轴类零件的材料与热处理

轴类零件应根据不同的工作状况，选择不同的材料和热处理规范。一般轴类零件常用中碳钢，如45钢，经正火、调质及部分表面淬火等热处理，得到所要求的强度、韧度和硬度。对于中等精度而转速较高的轴类零件，一般选用40Cr等中碳合金钢进行调质和表面淬火处理。在高速、重载荷等条件下工作的轴类零件，可选用20Cr、20CrMnTi等低碳合金钢，经渗碳淬火处理后，使其表面具有很高的硬度，心部则获得较高的强度和韧度。对于高精度、高转速的轴，可选用38CrMoAl渗氮钢经调质和表面渗氮处理，使其具有很高的心部强度和表面硬度、优良的耐磨性和耐疲劳性，热处理变形也小。对于有些形状复杂的轴，还可采用球墨铸铁QT600-3等，并根据需要进行退火、调质、等温淬火等热处理。

4）轴类零件的毛坯

轴类零件的毛坯常采用锻件、棒料和铸件等毛坯形式。一般光轴、外圆直径相差不大的或是单件小批生产的阶梯轴多采用棒料；对于外圆直径相差较大或较重要的轴常采用锻件；对于某些大型的或结构复杂的轴可采用铸件。