針對鏈輪軸零件加工過程中出現的問題，對加工方案進行改進，采用組合加工的方法，降低了加工難度和加工成本，達到了(le)零(ling)件(jian)的尺寸(cun)和精度要(yao)求，提高了(le)加工效率。
軸的主要功用是(shi)支承傳動件(jian)（齒(chi)輪、鏈(lian)輪和帶(dai)輪等(deng)）、傳遞(di)轉矩及承受載荷，其主要結構(gou)特點是(shi)長度(du)大(da)于直徑，一般由同(tong)軸心的外圓、圓錐、內孔、螺紋和鍵(jian)槽等(deng)組成。
1. 零件結構及加工難點分析
鏈輪軸(zhou)是(shi)我所(suo)設備(bei)SPL-1200印刷系(xi)統中烘干(gan)爐鏈輪傳動(dong)機構的(de)一(yi)種細長(chang)軸(zhou)，材料(liao)45鋼，調質（T215）處理(li)。零(ling)件直(zhi)徑30mm，長(chang)度(du)(du)1 171mm（見圖1），長(chang)徑比39，為細長(chang)軸(zhou)，剛性很差。加工要求(qiu)兩端(duan)的(de)尺寸精度(du)(du)φ 30 0-0.009mm，兩端(duan)φ 3 0 m m 外圓的(de)同軸(zhou)度(du)(du)0.02mm，表面粗糙度(du)(du)Ra=1.6μm。
圖1 鏈輪軸的結構
從鏈輪軸的結構可知(zhi)，其最大的特點是剛性差(cha)，在(zai)加工(gong)(gong)過程中，切(qie)削力、切(qie)削熱和(he)振動等因素(su)都(dou)將(jiang)影響加工(gong)(gong)的尺寸精(jing)度和(he)形位精(jing)度，加工(gong)(gong)難(nan)(nan)度大。該零(ling)件(jian)單(dan)臺產品需要18件(jian)，若(ruo)采(cai)用(yong)常(chang)規的加工(gong)(gong)方法，加工(gong)(gong)周(zhou)期(qi)長，很難(nan)(nan)達到加工(gong)(gong)要求，容易造成零(ling)件(jian)的報廢(fei)，而且影響產品交付周(zhou)期(qi)，增加了加工(gong)(gong)成本。
2. 加工時存在的問題
在鏈輪軸試制時， 采用常規加工方法， 其加工工藝過程為：①下料。45鋼，毛坯尺寸φ 35mm×1 180mm。②熱處理。材料調質處(chu)理。受熱(re)處(chu)理工藝(yi)限(xian)制(zhi)，調質處(chu)理外部協作(zuo)完成。③車。除兩端φ 30mm外圓(yuan)留磨量外，其(qi)余各處(chu)車到尺寸。④銑。銑兩(liang)端(duan)鍵槽。⑤ 車。修(xiu)研(yan)兩(liang)端(duan)中心孔。⑥ 外(wai)圓磨。頂磨兩(liang)端(duan)φ 30mm外(wai)圓達圖樣尺(chi)寸要求。⑦表面(mian)處理。黑色氧化處理。
由(you)于鏈輪軸為(wei)細長軸， 零件(jian)剛性(xing)差，結構(gou)工藝性(xing)不好(hao)，車削時受(shou)切削力(li)、裝夾力(li)、自(zi)身(shen)重力(li)、切削熱以及振動等因素的影響，加工時會出現(xian)以下問題：
（1）切(qie)削時(shi)產(chan)生的徑向(xiang)(xiang)切(qie)削力(li)與裝夾(jia)徑向(xiang)(xiang)分力(li)的合力(li)會使工件彎曲，工件旋(xuan)轉時(shi)引起(qi)振(zhen)動，從(cong)而影響加工精(jing)度和表面質量。
（2）工件(jian)高速旋(xuan)轉時，由于離心(xin)力的作用(yong)，加劇了工件(jian)的彎(wan)曲和振(zhen)動(dong)。
（3）由于工(gong)件自重變形(xing)而(er)加劇(ju)工(gong)件的自振，影響加工(gong)精度和(he)表面質量。
（4）鋼調質處理造成(cheng)毛坯彎曲變形，嚴重影響到后序的車削加(jia)工(gong)，需進行校(xiao)直處理，增加(jia)了加(jia)工(gong)成(cheng)本。
若選用光(guang)(guang)軸加工(gong)(gong)(gong)，則鏈(lian)輪軸加工(gong)(gong)(gong)工(gong)(gong)(gong)藝過(guo)程變成(cheng)：①定購(gou)研磨光(guang)(guang)棒，保(bao)證尺(chi)寸(cun)公差。②車各處空刀、倒角。③銑兩端鍵槽(cao)。④表面氧(yang)化處理。由于光(guang)(guang)軸尺(chi)寸(cun)公差達不到0.009mm要求(qiu)，并且鍍鉻光(guang)(guang)軸表面硬度能(neng)達到45HRC，造成(cheng)后序鍵槽(cao)加工(gong)(gong)(gong)困(kun)難(nan)，所(suo)以該方法不太理想。
3. 解決方案
針(zhen)對鏈輪軸在加(jia)工過程中(zhong)出現(xian)的問題(ti)，根據零件的結(jie)構特點(dian)和使用要(yao)求，考慮采取組合焊接的加(jia)工方案。
根據(ju)零件的結構特點把(ba)零件拆(chai)(chai)(chai)分(fen)(fen)為(wei)3部分(fen)(fen)，如圖(tu)2、圖(tu)3所示。圖(tu)2為(wei)組合焊接(jie)圖(tu)，圖(tu)3為(wei)拆(chai)(chai)(chai)分(fen)(fen)件。將鏈輪軸拆(chai)(chai)(chai)分(fen)(fen)成3部分(fen)(fen)組焊而成。中間部分(fen)(fen)選用(yong)45鋼(gang)光軸，該部分(fen)(fen)加(jia)工工藝(yi)過程(cheng)為(wei)： 定購(gou)φ 30mm光棒→車兩端面，車兩端焊接(jie)工藝(yi)沉孔并倒焊接(jie)坡(po)口(kou)。
圖2 鏈輪軸組焊圖
圖3 鏈輪軸拆分件
兩 端φ 3 0m m外圓(yuan)有精(jing)度(du)要求，部(bu)分選用45鋼毛(mao)坯加(jia)工(gong)而成， 其(qi)加(jia)工(gong)工(gong)藝過程為： ①下料。材料4 5 鋼， 毛(mao)坯尺寸φ 35mm×195mm。②熱處理。
材料調質處理。③車。車兩(liang)端(duan)達(da)尺寸要(yao)求(qiu)；鉆中心孔，頂(ding)車外圓(yuan)φ 30mm留(liu)磨(mo)量；車環槽(cao)成尺寸；車出焊(han)接定位工(gong)藝把(ba)，倒焊(han)接坡口。④銑鍵(jian)槽(cao)。⑤車。修(xiu)研兩(liang)端(duan)中心孔。⑥ 外圓(yuan)磨(mo)。雙頂(ding)， 磨(mo)φ 30mm外圓(yuan)達(da)圖樣(yang)尺寸要(yao)求(qiu)。
等拆分(fen)(fen)的(de)各(ge)件按(an)圖樣加(jia)工完成后，把中間部分(fen)(fen)和兩端(duan)部分(fen)(fen)組裝在一(yi)起，以兩端(duan)中心孔(kong)為定位基準(zhun)，在雙(shuang)頂夾持狀態下，用氬弧焊(han)(han)按(an)圖樣組焊(han)(han)而成（見圖4）。
圖4 鏈輪軸焊接工裝示(shi)意圖
1.固定(ding)支座(zuo) 2.前頂(ding)尖(jian) 3.鏈輪軸 4.后頂(ding)尖(jian) 5.調節支座(zuo) 6.焊接平臺(tai)
為減少焊(han)(han)接變(bian)形，可(ke)采用預加熱(re)和分(fen)層焊(han)(han)接的(de)方(fang)法，在(zai)定位(wei)工裝上均勻旋轉工件(jian)，沿(yan)焊(han)(han)口均勻焊(han)(han)接，其(qi)工藝過程為：組合焊(han)(han)接→車（修平(ping)修光焊(han)(han)縫(feng)(feng)）→表(biao)面氧化處理。焊(han)(han)前要求校直(zhi)光棒，用氬(ya)弧焊(han)(han)連(lian)續焊(han)(han)接牢固、可(ke)靠，焊(han)(han)完保證兩端φ 30mm同軸度不(bu)大于(yu)0.04mm，修平(ping)焊(han)(han)縫(feng)(feng)，保護零件(jian)表(biao)面。
4. 結語
對鏈(lian)輪軸(zhou)的拆(chai)分組(zu)焊，降低了細(xi)長軸(zhou)的加(jia)(jia)工(gong)(gong)難度，比(bi)整體車(che)削加(jia)(jia)工(gong)(gong)容易，節省了加(jia)(jia)工(gong)(gong)時(shi)間。
加工(gong)完成后檢測零件各處尺(chi)寸和精度，能夠達到圖樣要求(qiu)。通過實際(ji)裝(zhuang)配，完全(quan)滿足設(she)備的(de)使用要求(qiu)。改進加工(gong)工(gong)藝后的(de)鏈(lian)輪軸成品(pin)如圖5所(suo)示。
圖5 成品鏈輪軸
細長軸的車削加工是機械加工中比較常見的一種加工方式。由于細長軸(zhou)剛性差，車削(xue)時產(chan)生(sheng)的(de)應力、受熱變(bian)形較大(da)，很難保證加(jia)(jia)工質量。鏈輪軸(zhou)的(de)拆分與(yu)組焊加(jia)(jia)工為細長軸(zhou)的(de)加(jia)(jia)工提(ti)供了一種解(jie)決思(si)路(lu)，即(ji)根據細長軸(zhou)的(de)實際結(jie)構(gou)和使(shi)用要求，選(xuan)擇相應材料(liao)的(de)光棒和研(yan)磨棒（45鋼、304不銹鋼等），采用組合(he)加(jia)(jia)工的(de)方(fang)式(shi)來簡化加(jia)(jia)工工藝，達到(dao)細長軸(zhou)的(de)加(jia)(jia)工要求。