轴类零件是机器中常见的典型回转体零件之一，其主要功用是支承传动零部件（带轮、齿轮、联轴器等）、传递转矩以及承受载荷。对于机床主轴，要求有较高的回转精度。轴类零件按形状结构特点可分为光轴、空心轴、阶梯轴、异形轴(如曲轴、齿轮轴、凸轮轴、十字轴等)四大类。

轴类零件的是长度L大于直径d的回转体零件，长径比L/d ≤12时通称为刚性轴，而长径比L/d 〉12时称为细长轴或挠性轴。其被加工表面常有同轴线的内外圆柱面、内外圆锥面、螺纹、花键、键槽及沟槽等。

1）轴类零件的材料及毛坯

轴类零件选用的材料、毛坯生产方式以及采用的热处理，对选取加工过程有极大影响。一般轴类零件常用的材料是45钢，并根据其工作条件选取不同的热处理规 范，可得到较好的切削性能及综合力学性能。40Cr等合金结构钢适用于中等精度而转速较高的轴类零件，这类钢经调质和表面淬火处理后，具有较高的综合力学 性能。轴承钢GCr15和弹簧钢65Mn经调质和表面高频淬火后再回火，表面硬度可达50 ~ 58HRC，具有较高的耐疲劳性能和较好的耐磨性能，可制造较高精度的轴。

20CrMnTi, 18CrMnTi, 20Mn2B, 20Cr等含铬、锰、钛和硼等元素，经正火和渗碳淬火处理可获得较高的表面硬度，较软的芯部。因此，耐冲击、韧性好，可用来制造在高转速、重载荷等条件下 工作的轴类零件，其主要缺点是热处理变形较大。中碳合金氣化钢38CrMoA1A由干氮化温度比一般淬火温度低，经调质和表面氮化后，变形很小，且硬度也 很高，具有很高的心部强度，良好的耐磨性和耐疲劳性能。

轴类零件可选用棒料、铸件或锻件等毛坯形式。一般的光轴和外圆直径相差不大的阶梯轴，以棒料为主；而对于外圆直径相差大的阶梯轴或重要的轴，常选用锻件；对于某些大型的、结构复杂的轴(如曲轴)才采用铸件。

2）轴类零件的零件加工工艺特点

轴类零件最常用的精定位基准是两中心孔，采用这种方法符合基准重合与基准统一的原则，因为轴类零件的各外圆表面、圆锥面、螺纹表面的同轴度及端面的垂直度等设计基准都是轴的中心线。

粗加工时为了提高零件的刚度，一般用外圆表面或外圆表面与中心孔共同作为定位基准。内孔加工时，也以外圆作为定位基准。

对于空心轴，为了使以后各工序有统一的定位基准，在加工出内孔后，采用带中心孔的锥堵或锥堵心轴，保证用中心孔定位，如图1 所示。

图1带中心孔的锥堵或锥堵心轴

3）轴类零件的零件加工工艺过程

轴类零件的零件加工工艺过程需根据轴的结构类型、生产批量、精度及表面粗糙度要求、毛坯种类、热处理要求等的不同而变化。在设备维修和备件制造等单件小批生产中，一般遵循工序集中原则。

在批量加工轴类零件时，要将粗、精加工分开，先粗后精；对于精密的轴类零件，精磨是最终的零件加工工 序，有些要求较高精度的机床主轴，还要安排光整加工。车削和磨削是加工轴类零件的主要加工方法，其-般的加工工序安排为准备毛坯→正火→切端面打中心孔→ 粗车→调质→半精车→精车→表面淬火→粗、精磨外圆表面→终检。轴上的花键、键槽、螺纹、齿轮等表面的加工，一般都放在外圆半精加工以后，精磨之前进行。

轴类零件毛坯是锻件，大多需要进行正火处理，以消除锻造内应力、改善材料内部金相组织和降低硬度，改善材料的可加工性。对于机床主轴等重要轴类零件，在粗加工后应安排调质处理以获得均匀细致的回火索氏体组织，提高零件材料的综合力学性能，并为表面淬火时得到均匀细密的组织，也可获得由表面向中心逐步降低的硬化层莫定基础，同时，索氏体金相组织经机械加工后，表面粗糙度值较小。此外，对有相对运动的轴颈表面和经常装卸工具的内锥孔等摩擦部位，一般应进行表面淬火，以提高其耐磨性。

图2 所示是CA6140型车床主轴零件图。主轴材料为45钢，在大批量生产的条件下，拟定的零件加工工艺过程见表1.

图2 CA6140型车床主轴。

表1 CA6140车床主轴零件加工工艺过程