傳動軸的機械加工工藝規(guī)程設計

1、傳動軸的機械加工工藝規(guī)程設計湖南工業(yè)大學機 械 制 造 工 藝 學課 程 設 計資 料 袋 機械工程 學院（系、部） _2011 2012 學年第 1 學期 課程名稱 機械制造工藝學 指導教師 職稱 教授 學生姓名 專業(yè)班級 學號 題 目 傳動軸的機械加工工藝規(guī)程設計 成 績 起止日期2011年_12月_19日2011年 12 月 26日目 錄 清 單序號材 料 名 稱資料數(shù)量備 注1課程設計任務書1張2課程設計說明書1本3課程設計圖紙1張零件圖4機械加工工藝過程卡片1張5機械加工工序卡片一套11張61湖南工業(yè)大學課程設計任務書20112012 學年第 一 學期 機械工程 學院（系、部）機械工

2、程及其自動化 專業(yè) 機工091班級課程名稱： 機械制造工藝學 設計題目： 傳動軸的機械加工工藝規(guī)程設計 完成期限：自 2011年 12月 19 日 至 2011 年 12 月26 日共 1 周內(nèi)容及任務一、 設計的主要技術參數(shù) 二、 設計任務 根據(jù)零件圖對零件進行工藝分析，編制工藝文件。三、設計工作量 根據(jù)零件圖對零件進行工藝分析 確定毛坯的種類 擬定加工路線 確實各工序的加工余量，計算工序尺寸和公差 選擇各工序的機床設備及刀具、量具等工藝裝備 確定各工序的切削用量 編制工藝文件進度安排起止日期工作內(nèi)容2011年12月19日2011年12月20日分析零件、并且確定生產(chǎn)類型以及生產(chǎn)毛坯2011年

3、12月21日2011年12月23日工藝規(guī)程設計以及制作工藝卡2011年12月24日2011年12月26日整理、排版說明書以及準備答辯參考資料1、王先逵,機械制造工藝學(第2版),機械工業(yè)出版社.2、黃如林,切削加工簡明使用手冊,化學工業(yè)出版社.3、陳宏鈞,金屬切削技術基礎手冊,機械工業(yè)出版社.4、徐學林,互換性與測量技術（第二版）,湖南大學出版社5、鄧文英 宋力宏,金屬工藝學（第五版）,高等教育出版社.指導教師（簽字）： 年 月 日系（教研室）主任（簽字）： 年 月 日機械制造工藝學課程設計說明書課題名稱： 傳動軸的機械加工工藝規(guī)程設計 班級： 姓名： 學號： 指導老師： 成績： 機械工程學院

4、2011 年12月目錄一、傳動軸的工藝性分析11.傳動軸的工作原理12.零件圖樣分析13.零件的工藝分析14審查零件的結構工藝性2二、選擇毛坯的制造方式21毛坯的選擇22確定毛坯的尺寸2三、傳動軸的基準選擇、加工方案、制定工藝路線31定位基準的選擇32零件表面加工方法的確定33.加工階段的劃分44.加工順序的安排55.傳動軸工藝路線的確定5四、機床設備的選用71機床設備的選用72工藝裝備的選用7五、工序加工余量的確定，工序尺寸及公差的計算7六、確定工序的切削用量13七、課程設計體會16八參考資料17一、傳動軸的工藝性分析1.傳動軸的工作原理軸上的兩個齒輪或是帶輪均置于箱體外，作用是傳遞動力，所

5、以材料具有較高的抗彎強度、扭轉(zhuǎn)強度。2.零件圖樣分析（1）該零件軸段的安排是呈階梯型，中間粗兩端細，符合強度外形原則，便于安裝和拆卸。其加工精度要求較高，要有較高的形位公差，表面粗糙度最高達到了µm。零件的中心軸是設計基準和工藝基準。（2）為軸承配合，所以保證兩軸承的同軸度為（3）零件的材料為45鋼。（4）調(diào)質(zhì)處理，表面硬度為220-250hbs。（5）為軸承配合，所以軸表面的精度，配合要求較高，ra為µm。（6）各軸肩處過渡圓角。（7）軸端加工出45°倒角，是為了便于裝配。3.零件的工藝分析（1）零件的毛坯材料為45，是典型的軸用材料，綜合機械性能良好。該材料是

6、優(yōu)質(zhì)碳素鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理之后具有良好的力學性能和切削加工性能。經(jīng)淬火加高溫回火后具有良好的綜合力學性能，具有較高的強度、較好的韌性和塑性。（2）該軸式階梯軸，其結構復雜程度一般。根據(jù)表面粗糙度要求和生產(chǎn)類型，表面加工分為粗加工和精加工。加工時應把精加工和粗加工分開，這樣經(jīng)多次加工以后逐漸減少零件的變形誤差。（3）此零件的毛坯為模鍛件，外形不需要加工。（4）該軸的加工以車削為主，車削時應保證外圓的同軸度。（5）在精車前安排了熱處理工藝，以提高軸的疲勞強度和保證零件的內(nèi)應力減少，穩(wěn)定尺寸、減少零件變形。并能保證工件變形之后能在半精車時糾正。（6）同一軸心線上各軸孔的同軸度誤差會導致軸承裝置時歪斜，影

7、響軸的同軸度和軸承的使用壽命。所以在車削磨削過程中，要保證其同軸度。4審查零件的結構工藝性（1）結構力求簡單、對稱，橫截面尺寸不應該有突然地變化。（2）應有合理的模面和圓角半徑（3）45剛具有良好的鍛性二、選擇毛坯的制造方式1毛坯的選擇因為傳動軸在工作過程中要承受沖擊載荷、扭轉(zhuǎn)力矩,且載荷比較大。為增強它的抗扭強度和沖擊韌度，毛坯應選用優(yōu)質(zhì)中碳鋼。采用模鍛方法制造毛坯。2確定毛坯的尺寸根據(jù)零件圖各個部分的加工精度要求，鍛件的尺寸公差等級為8-12級，加工余量等級為普通級，故取it=12級。三、傳動軸的基準選擇、加工方案、制定工藝路線1定位基準的選擇正確的選擇定位基準是設計工藝過程中的一項重要的

8、內(nèi)容，也是保證加工精度的關鍵，定位基準分為精基準和粗基準，以下為定位基準的選擇。（1）粗基準的選擇粗基準的選擇應能保證加工面與非加工面之間的位置精度，合理分配各加工面的余量，為后續(xù)工序提供精基準。所以為了便于定位、裝夾和加工，可選軸的外圓表面為粗基準，或用外圓表面和頂尖孔共同作為粗基準。用外圓表面定位時，因基準面加工和工件裝夾都比較方便，一般用卡盤裝夾。為了保證重要表面的粗加工余量小而均勻，應選該表面為粗基準，并且要保證工件加工面與其它不加工表面之間的位置精度。（2）精基準的選擇 根據(jù)傳動軸的技術要求和裝配要求，應選擇軸左端面和為精基準。零件上的很多表面都可以以兩端面作為基準進行加工。可避免基

9、準轉(zhuǎn)化誤差，也遵循基準統(tǒng)一原則。兩端的中心軸線是設計基準。選用中心軸線為定位基準，可保證表面最后的加工位置精度，實現(xiàn)了設計基準和工藝基準的重合。由于兩軸面的精加工工序要求余量小且均勻，可利用其自身作為基準。2零件表面加工方法的確定 根據(jù)零件圖上各表面的加工要求以及材料性質(zhì)等因素，以車削加工為主，由于兩個端面的粗糙度ra為µm，采用磨削加工。傳動軸各表面的具體加工方法如表3-1表3-1加工方法加工表面尺寸及偏差（mm）公差及精度等級表面粗糙度ra（µm）加工方法主軸軸面it7粗車半精車精車主軸、軸面it7粗車半精車精車主軸、軸面it6粗車半精車粗磨精磨主軸軸面it7粗車半精車

10、精車主軸軸面 it7粗車半精車精車8×7×40鍵8×7×40it7粗銑半精銑6×6×20鍵8×7×20it7粗銑半精銑3.加工階段的劃分劃分的原因：保證加工質(zhì)量合理，劃分加工階段能合理地使用機床設備，便于熱處理工序的安排，便于及時發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷，保護精加工過后的表面。階段的劃分：傳動軸的加工質(zhì)量要求較高，其中表面粗糙度要求最高為ra µm，另外幾處圓跳動也有較高的位置精度要求。精加工方案的確定，可將加工階段分為粗加工，半精加工，精加工，精密加工階段等幾個階段。粗加工階段主要是為了切除各加工表面上的大部分余

11、量，提高生產(chǎn)量。將和的精基準的粗加工完成，可以保證后續(xù)工序都采用精基準進行定位加工，從而保證其它表面的精度要求，粗車左右端面。在半精加工階段，是為各主要表面的精加工做準備，完成軸各表面的加工。在精加工階段，對各軸面軸表面進行加工。使要求不高的面達到精度和表面粗糙度要求，在精密加工階段對有特殊要求的表面、軸面進行加工，使其達到規(guī)定的質(zhì)量要求。車削加工完成后則對鍵槽進行銑削。4.加工順序的安排（1）機械加工工序 按先基準平面后其他的原則：機械加工工藝安排是總是先加工好定位基準面，所以應先安排為后續(xù)工序準備好定為基準。先加工精基準面，然后車表面外圓。按先粗后精的原則：先安排粗加工工序，后安排精加工工

12、序。先安排精度要求較高的各主要表面，后安排精加工。按先主后次的原則:先加工主要表面，如車外圓各個表面，端面等。后加工次要表面，如銑鍵槽等。先外后內(nèi)，先大后小原則：加工階梯外圓時先加工直徑較大的后加工直徑小的。次要表面的加工安排：鍵槽等次要表面的加工通常安排在外圓精車或粗磨之后，精磨外圓之前。對于加工質(zhì)量要求較高的表面，安排在后面，并在前幾道工序中注意形位公差，在加工過程中不斷調(diào)整、保證其形位公差。先面后孔原則：先加工端面，再銑鍵槽。（2）熱處理工序的安排 在粗加工后進行調(diào)質(zhì)處理，能提高軸的綜合性能。最終熱處理安排在銑鍵槽之后粗磨之前。這樣能夠提高材料強度、表面硬度和耐磨性。（3）輔助工序的安排

13、 在粗加工和熱處理后，安排校直工序。在半精車加工之后安排去毛刺和中間檢驗工序。在精加工之后安排去毛刺、清洗和終檢工序。 綜上所述，該軸的工序安排順序為：鍛造基準加工主要表面粗加工熱處理主要表面半精加工主要表面的精加工車槽銑鍵槽淬火粗磨精磨去毛刺檢驗。5.傳動軸工藝路線的確定根據(jù)以上的加工工藝過程的分析確定零件的工藝路線如表3-2表3-2的工藝路線工序號工序名稱機床設備刀具量具00模鍛10粗車左右端面ca6140yt15 90°游標卡尺20粗車各外圓ca6140yt15 90°游標卡尺30調(diào)質(zhì)處理40半精車-外圓ca6140yt15 90°游標卡尺50半精車-外圓c

14、a6140yt15 90° 游標卡尺60校正游標卡尺70精車外圓，倒角ca6140yt15 90° yt15 45° 游標卡尺千分尺80精車外圓，倒角ca6140yt15 90° yt15 45° 游標卡尺千分尺90車槽及倒圓角ca6140切斷刀圓角刀游標卡尺100粗銑鍵槽銑床x083銑刀游標卡尺110半精銑鍵槽銑床x083銑刀游標卡尺120淬火130粗磨外圓磨床m1412粗砂輪游標卡尺千分尺140精磨外圓磨床m1412細砂輪游標卡尺千分尺150去毛刺鉗工160檢查游標卡尺千分尺四、機床設備的選用1機床設備的選用在本方案中，選用較高效率的專用機

15、床和通用機床。根據(jù)該軸尺寸的大小要求，選用臥式銑床ca6140，外圓磨m1412，銑床x083。2工藝裝備的選用 在本方案中，所用的刀具有通用道具和特殊刀具，量具有游標卡尺、卡尺、塞規(guī)等。另外還要用到夾具。采用三爪卡片卡盤裝夾。五、工序加工余量的確定，工序尺寸及公差的計算（1）對軸左端外圓表面加工工藝路線為：粗車半精車精車。由工序20,40,70組成，查表可得各個工序余量：精車余量為,半精車余量為，粗車余量為?？偧庸び嗔繛?。計算各項工序尺寸：精車后達到圖紙上的尺寸，其表面粗糙度為µm。精車前尺寸：28+=半精車前尺寸：+=粗車前尺寸：+=按照各工序所得到的經(jīng)濟精度所對應的值精車的經(jīng)濟

16、精度公差等級it7，其公差值t1=。半精車的經(jīng)濟精度公差等級it9，其公差值t2=。粗車的經(jīng)濟精度公差等級為it11，其公差值t3=。將上面的數(shù)據(jù)填入下表（表5-1）：表5-1加工數(shù)據(jù)工序名稱工序余量（mm）加工經(jīng)濟精度（mm）表面粗糙度ra(µm)工序基本尺寸(mm)尺寸、公差(mm)精車it728半精車it9粗車it11鍛造±2 (2)對軸左端外圓表面，加工工藝路線為粗車半精車精車，盡由工序20,40,70組成。查表可得各個工序余量：精車余量為,半精車余量為，粗車余量為?？偧庸び嗔繛?。計算各項工序尺寸：精車后達到圖紙上的尺寸，其表面粗糙度為µm。精車前尺寸：3

17、4+=半精車前尺寸：+=粗車前尺寸：+=按照各工序所得到的經(jīng)濟精度所對應的值精車的經(jīng)濟精度公差等級it7，其公差值t1=。半精車的經(jīng)濟精度公差等級it9，其公差值t2=。粗車的經(jīng)濟精度公差等級為it11，其公差值t3=。將上面數(shù)據(jù)填入下表（表5-2）表5-2加工數(shù)據(jù)工序名稱工序余量（mm）加工經(jīng)濟精度（mm）表面粗糙度ra(µm)工序基本尺寸(mm)尺寸、公差(mm)精車it734半精車it9粗車it11鍛造±2（3）軸左端外圓表面。其加工路線為粗車半精車粗磨精磨。由工序20,40,130,140組成，查表可得各個工序余量：精磨余量為,粗磨余量為，半精車余量為，粗車余量為。

18、總加工余量為。計算各項工序尺寸：精車后達到圖紙上的尺寸，其表面粗糙度為µm。精磨前尺寸：35+=粗磨前尺寸：+=半精車前尺寸：+=粗車前尺寸：+=按照各工序所得到的經(jīng)濟精度所對應的值精磨的經(jīng)濟精度公差等級it6，其公差值t1=粗磨的經(jīng)濟精度公差等級it8，其公差值t2=半精車的經(jīng)濟精度公差等級it9，其公差值t3=。粗車的經(jīng)濟精度公差等級為it11，其公差值t4=。將上面的數(shù)據(jù)填入下表（表5-3）：表5-3加工數(shù)據(jù)工序名稱工序余量（mm）加工經(jīng)濟精度（mm）表面粗糙度ra(µm)工序基本尺寸(mm)尺寸、公差(mm)精磨it635粗磨it8半精車it9粗車it11鍛造

19、77;2 (4)對軸中端外圓表面，加工工藝路線為粗車半精車精車，盡由工序20,40,70組成。查表可得各個工序余量：精車余量為,半精車余量為，粗車余量為?？偧庸び嗔繛?。計算各項工序尺寸：精車后達到圖紙上的尺寸，其表面粗糙度為µm。精車前尺寸：44+=半精車前尺寸：+=粗車前尺寸：+=按照各工序所得到的經(jīng)濟精度所對應的值精車的經(jīng)濟精度公差等級it7，其公差值t1=。半精車的經(jīng)濟精度公差等級it9，其公差值t2=。粗車的經(jīng)濟精度公差等級為it11，其公差值t3=。將上面數(shù)據(jù)填入下表（表5-4）表5-4加工數(shù)據(jù)工序名稱工序余量（mm）加工經(jīng)濟精度（mm）表面粗糙度ra(µm)工序

20、基本尺寸(mm)尺寸、公差(mm)精車it744半精車it9粗車it11鍛造±2（5）軸右端外圓表面。其加工路線為粗車半精車粗磨精磨。由工序20,40,130,140組成，查表可得各個工序余量：精磨余量為,粗磨余量為，半精車余量為，粗車余量為。總加工余量為。計算各項工序尺寸：精車后達到圖紙上的尺寸，其表面粗糙度為µm。精磨前尺寸：35+=粗磨前尺寸：+=半精車前尺寸：+=粗車前尺寸：+=按照各工序所得到的經(jīng)濟精度所對應的值精磨的經(jīng)濟精度公差等級it6，其公差值t1=粗磨的經(jīng)濟精度公差等級it8，其公差值t2=半精車的經(jīng)濟精度公差等級it9，其公差值t3=。粗車的經(jīng)濟精度公差

21、等級為it11，其公差值t4=。將上面的數(shù)據(jù)填入下表（表5-5）表5-5加工數(shù)據(jù)工序名稱工序余量（mm）加工經(jīng)濟精度（mm）表面粗糙度ra(µm)工序基本尺寸(mm)尺寸、公差(mm)精磨it635粗磨it8半精車it9粗車it11鍛造±241 （6）對軸右端外圓表面，加工工藝路線為粗車半精車精車，盡由工序20,50,80組成。查表可得各個工序余量：精車余量為,半精車余量為，粗車余量為?？偧庸び嗔繛椤Ｓ嬎愀黜椆ば虺叽纾壕嚭筮_到圖紙上的尺寸，其表面粗糙度為µm。精車前尺寸：34+=半精車前尺寸：+=粗車前尺寸：+=按照各工序所得到的經(jīng)濟精度所對應的值精車的經(jīng)濟精度

22、公差等級it7，其公差值t1=。半精車的經(jīng)濟精度公差等級it9，其公差值t2=。粗車的經(jīng)濟精度公差等級為it11，其公差值t3=。將上面數(shù)據(jù)填入下表（表5-6）表5-6加工數(shù)據(jù)工序名稱工序余量（mm）加工經(jīng)濟精度（mm）表面粗糙度ra(µm)工序基本尺寸(mm)尺寸、公差(mm)精車it734半精車it9粗車it11鍛造±2（7）對軸右端外圓表面加工工藝路線為：粗車半精車精車。由工序工序20,50，80組成，查表可得各個工序余量：精車余量為,半精車余量為，粗車余量為?？偧庸び嗔繛?。計算各項工序尺寸：精車后達到圖紙上的尺寸，其表面粗糙度為µm。精車前尺寸：25+=半

23、精車前尺寸：+=粗車前尺寸：+=按照各工序所得到的經(jīng)濟精度所對應的值精車的經(jīng)濟精度公差等級it7，其公差值t1=。半精車的經(jīng)濟精度公差等級it9，其公差值t2=。粗車的經(jīng)濟精度公差等級為it11，其公差值t3=。將上面的數(shù)據(jù)填入下表（表5-7）表5-7加工數(shù)據(jù)工序名稱工序余量（mm）加工經(jīng)濟精度（mm）表面粗糙度ra(µm)工序基本尺寸(mm)尺寸、公差(mm)精車it725半精車it9粗車it11鍛造±2（8）的左端有3×1mm的槽，由工序90，粗糙度為µm。（9）與上有8x7,6x6的兩個鍵槽，由工序100,110完成六、確定工序的切削用量確定切削用

24、量的原則：首先應選去盡可能大的背吃刀量，其次在機床動力和剛度允許的條件下，又滿足以加工表面粗糙度的情況下，選取盡可能大的進給量。最后根據(jù)公式確定最佳切削速度。1、 工序10，粗車軸的左右端面 該工序為兩個工步，工步1是以左邊定位。粗車右端面；工步2是以右邊定位，粗車左端面。由于這兩個工步是在一臺機床上經(jīng)一次走刀加工完成的，故其選用的切削用量相同。背吃刀量的確定：粗車背吃刀量=2mm 進給量的確定：本設計采用的是硬質(zhì)合金車刀，工件材料是45鋼，查表取進給量fr 切削速度的計算：硬質(zhì)合金車刀切削45鋼時，取切削速度vc為s，根據(jù)公式，可得車床轉(zhuǎn)速，查表ca6140的主軸轉(zhuǎn)速范圍為101400，14

25、001580（r/min），符合要求。取1425r/min。2、工序20，粗車各外圓面背吃刀量的確定：根據(jù)加工余量，可知單邊總余量為，留作為半精車余量，留作為精車余量，粗車背吃刀量=2mm 進給量的確定：本設計采用的是硬質(zhì)合金車刀，工件材料是45鋼，查表取進給量fr 切削速度的計算：硬質(zhì)合金車刀切削45鋼時，取切削速度vc為s，根據(jù)公式，可得車床轉(zhuǎn)速，查表ca6140的主軸轉(zhuǎn)速范圍為101400，14001580（r/min），符合要求，取1425r/min。3、工序40,50，半精車各外圓面背吃刀量的確定：根據(jù)加工余量，留作為精車余量，半精車背吃刀量= 進給量的確定：本設計采用的是硬質(zhì)合金車

26、刀，工件材料是45鋼，查表取進給量fr 切削速度的計算： 硬質(zhì)合金車刀切削45鋼時，取切削速度vc為s，根據(jù)公式，可得所需車床最大轉(zhuǎn)速，查表ca6140的主軸轉(zhuǎn)速范圍為101400，14001580（r/min），符合要求，取1200r/min。4、工序70,80，精車外圓面背吃刀量的確定：根據(jù)加工余量，精車背吃刀量 = 進給量的確定：本設計采用的是硬質(zhì)合金車刀，工件材料是45鋼，查表取進給量fr切削速度的計算： 硬質(zhì)合金車刀切削45鋼時，取切削速度vc為s，根據(jù)公式，可得所需車床最大轉(zhuǎn)速，查表ca6140的主軸轉(zhuǎn)速范圍為101400，14001580（r/min），符合要求，取1500r/m

27、in。5、工序90，車槽，倒圓角背吃刀量的確定：根據(jù)加工余量，背吃刀量 = 進給量的確定：本設計采用的是硬質(zhì)合金車刀，工件材料是45鋼，查表取進給量fr 切削速度的計算： 硬質(zhì)合金車刀切削45鋼時，取切削速度vc為s，可得所需車床最轉(zhuǎn)速，取1350r/min6、工序100，110銑鍵槽對8×7×40mm鍵槽 粗銑：每一行程ap = vc為s根據(jù)公式，可得所需車床最轉(zhuǎn)速 fm=350 m/min半精銑：每一行程ap = vc為根據(jù)公式，可得所需車床最轉(zhuǎn)速,取1100r/min f=300 m/min對6×6×20mm鍵槽 粗銑：每一行程ap = vc為s根

28、據(jù)公式，可得所需車床最轉(zhuǎn)速，取1150r/min f=350 m/min 半精銑：每一行程ap = vc為s跟據(jù)公式，可得所需車床最轉(zhuǎn)速,取1225r/min f=300 m/min7、工序130,140磨削外圓面 查表取磨削縱向進給量為粗磨時精磨時磨削橫向進給量為粗磨時精磨時 工件的運動速度為粗磨時15m/min，精磨時20m/min， 背吃刀量等于磨削余量粗磨時，精磨時七、課程設計體會 作為一名機械大三學生，我覺得能做類似的課程設計是十分有意義，而且是十分必要的。在已度過的大三的時間里我們大多數(shù)接觸的是專業(yè)基礎課。我們在課堂上掌握的僅僅是專業(yè)基礎課的理論面，如何去鍛煉我們的實踐面如何把我們所學到的專業(yè)基礎理論知識用到實踐中去呢