齿轮轴主要表面的加工顺序，在很大程度上取决于定位基准的选择。轴类零件本身的结构特征和主轴各主要表面的位置精度要求都决定了以轴线为定位基准是较理想的。这样既保证基准统一，又使定位基准与设计基准重合。一般多以外圆为粗基准，以轴两端的项尖孔为精基准。具体选择时还要注意以下几点。
(1)当各加工表面间相互位置精度要求较高时，较好在一次装夹中完成各表面的加工。
(2)粗加工或不能用两端良好孔（如加工主轴锥孔）定位时，为提高工件加工时工艺系统的刚度，可只用外圆表面定位或用外圆表面和一端中心孔作为定位基准。在加工过程中，应交替使用轴的外圆和一端中心孔作为定位基准，以满足相互位置精度要求。
(3)如果轴是带通孔的零件，通孔钻出后将使原来的良好孔消失。为了仍能用良好孔定位，一般均采用带有良好孔的锥堵或锥套心轴。当轴孔的锥度较大（如铣床主轴）时，可用锥套心轴；当主轴锥孔的锥度较小（如CA6140型机床主轴）时，可采用锥堵。必须注意，使用的锥套心轴和锥堵应具备较高的精度并尽量减少其安装次数。锥堵和锥套心轴上的中心孔既是其本身制造的定位基准，又是主轴外圆的精加工基准，因此必须保证锥堵或锥套心轴上的锥面与中心孔有较高的同轴度。若为中小批生产，工件在锥堵上安装后一般中途不更换。若外圆和锥孔需反复多次互为基准进行加工，则在重装锥堵或轴套心轴时必须按外圆找正或重新修磨中心孔。
从以上分析来看，齿轮轴加工工艺过程中选择定位基准应考虑这样安排工艺过程：一开始就以外圆作为粗基准钻端面中心孔，为粗车准备定位基准；而粗车外圆则为后续加工准备定位基准：此后，为了给半精加工、精加工外圆准备定位基准，又先加工好前、后良好孔作定位基准；齿轮齿形加工也采用良好孔作为定位基准，这非常好地体现了基准统一原则，也充分体现了基准重合原则。
热处理工序的安排
在轴加工的整个工艺过程中，应安排足够的热处理工序，以保证齿轮轴力学性能及加工精度要求，并改善工件加工性能。
一般在轴毛坯锻造后首先安排正火处理，以消除锻造内应力，细化晶粒，改善机加工时的切削性能。
在粗加工后安排调质处理。在粗加工阶段，经过粗车、钻孔等工序，齿轮轴的大部分加工余量被切除。粗加工过程中切削力和发热都很大，在力和热的作用下，轴产生很大内应力，通过调质处理可消除内应力，代替时效处理，同时可以得到所要求的韧性。
半加工后，除重要表面外，其他表面均已达到设计尺寸。重要表面仅剩精加工余量，这时在齿部等安排局部淬火处理，使之达到设计的硬度要求，保证这些表面耐磨性。而后续的精加工工序可以消除淬火变形。
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