傳動(dòng)軸軸的加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)

1、承 德 石 油 高 等 專 科 學(xué) 校 機(jī) 械 工 程 系機(jī) 械 加 工 工 藝 規(guī) 程編 制 工 程 實(shí) 踐 報(bào) 告姓 名： 高武梁 專業(yè)班級(jí)： 機(jī)械制造與自動(dòng)化1005 學(xué) 號(hào)： 35 機(jī)械工程系2012年5月10日緒 論所謂機(jī)械加工工藝規(guī)程，是指規(guī)定產(chǎn)品或零部件機(jī)械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件。生產(chǎn)規(guī)模的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問題的方法和手段都要通過機(jī)械加工工藝規(guī)程來體現(xiàn)。因此，機(jī)械加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)十分重要而又非常嚴(yán)肅的工作。制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程的原則是：在一定的生產(chǎn)條件下，在保證質(zhì)量和生產(chǎn)進(jìn)度的前提下，能獲得最好的經(jīng)濟(jì)效益。制訂工藝規(guī)程時(shí)，應(yīng)注意以下三方面的

2、問題： 1、技術(shù)上的先進(jìn)性 2、經(jīng)濟(jì)上的合理性3、有良的勞動(dòng)條件，避免環(huán)境污染 本機(jī)械加工工藝規(guī)程的編制通過傳動(dòng)軸零件圖的分析，確定了該零件的毛坯材料及尺寸規(guī)格；通過對(duì)零件的加工工藝分析，確定了該零件的加工工藝路線，編寫了詳細(xì)的機(jī)械加工工藝文件：工藝過程卡片和工序卡片。關(guān)鍵字：傳動(dòng)軸、零件、剛度、強(qiáng)度、表面法蘭ABSTRACTThe so-called mechanical processing procedure, it is to point to provisions products or components in machining technology process and o

3、peration method of process documents. The size of the production, process of level and process problems to solve all the methods and means of the machining process planning to reflect. Therefore, the machining process planning design is a very important and very serious work.Make the machining proce

4、ss planning principle is: in certain production conditions, the quantity and the guarantee production progress, under the premise of the best economic benefit. Develop technical process, we should pay attention to the following three problems: 1, technical advanced 2, economic rationality 3, have go

5、od working conditions, and avoid the pollution of the environmentThis mechanical processing procedure of transmission shaft parts through the analysis of the graph, determine the components of the blank material and size; Through the analysis of the technology of parts processing, to determine the p

6、arts processing process route, write detailed machining process documents: process card and process card.Key word: drive shaft, parts, stiffness, strength, surface flange目 錄一、傳動(dòng)軸的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定.41.1確定傳動(dòng)軸的生產(chǎn)類型.41.2零件圖樣分析.51.3精度分析.51.4傳動(dòng)軸的工藝性分析.5二、傳動(dòng)軸毛坯、定位粗精基準(zhǔn)及裝夾的選擇.72.1選擇毛胚.72.2定位粗精基準(zhǔn)及裝夾的選擇.72.3裝夾的選擇.7

7、2.4改進(jìn)工件的裝夾方式.8三、擬定傳動(dòng)軸的加工原則及工藝路線.103.1加工原則.103.2工藝路線.10四、 機(jī)床設(shè)備及工藝裝備的選用.144.1機(jī)械設(shè)備的選用.144.2工藝裝備的選用.14五、加工余量、工序尺寸和公差的確定.165.1端面加工余量.165.2切削加工的切削用量的選擇.175.3粗加工加工余量及偏差的選擇.175.4半精加工加工余量及偏差的選擇.185.5高速鋼立銑刀銑鍵槽的用量.19六、收獲與體會(huì).20七、參考文獻(xiàn).21附錄.21一、傳動(dòng)軸的生產(chǎn)類型及工藝分析的確定1.1生產(chǎn)類型依題目知：圖1給定零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為年產(chǎn)10000件，查表1可得，傳動(dòng)軸屬輕型零件，生產(chǎn)類型為

8、大批生產(chǎn)。 圖1表1生產(chǎn)類型生產(chǎn)類型零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)/（臺(tái)/年或件/年）輕型機(jī)械中型機(jī)械重型機(jī)械單件生產(chǎn)100205小批生產(chǎn)100500202005100中批生產(chǎn)5005000200500100300大批生產(chǎn)50005000050050003001000大量生產(chǎn)>500000>5000>10001.2零件圖樣分析該零件是XWD7.5-1/39-B3_01減速器中的傳動(dòng)軸（如圖1所示）。從左端依次為： mm的外圓其外圓的公差為0.02mm，表面粗糙度為Ra=0.8； mm的外圓，表面粗糙度為Ra=3.2； mm的外圓公差值為0.025mm，表面粗糙度為Ra0.8；鍵槽的寬度為

9、mm，公差值為0.036，深度為5； mm的外圓公差值為0.02mm，表面粗糙度為Ra=0.8；傳動(dòng)軸與機(jī)構(gòu)中的其他零件通過間隙配合相結(jié)合，具有傳遞力矩，轉(zhuǎn)矩和扭矩等作用。該零件為臺(tái)階類零件，形狀對(duì)稱，尺寸精度，形位精度要求均較高。 20， 35 ， 25 為主要配合面，精度均要求較高，需通過磨削得到。1.3精度分析表2 精度分析表面尺寸形狀公差位置公差粗糙度IT等級(jí)20外圓20±0.1未注未注Ra0.8IT732外圓32未注未注Ra12.5IT1238外圓38未注未注Ra12.5IT1235外圓35未注未注Ra0.8IT725外圓25±0.01未注未注Ra0.8IT7鍵槽

10、寬10未注未注側(cè)面Ra3.2底面Ra6.3IT7退刀槽4×1未注未注Ra12.5IT12總長1501.4工藝性分析分析零件圖1和表1表2可知，傳動(dòng)軸兩端面和各階梯軸端面均要求切削加工，并在軸向方向上均高于相鄰表面，這樣既減少了加工面積，又提高了接觸剛度；為了加工階梯軸，需在加工前切出退刀槽，以方便在加工外圓表面時(shí)退刀，避免刮傷加工好的端面；在加工各重要外圓表面時(shí)，可以兩端定位，通過粗車、半精車、粗磨、精磨來達(dá)到技術(shù)要求，加工起來比較方便；鍵槽加工也可以在車床上用銑刀銑出來，螺紋也可以方便的車出來?？傮w上，主要工作表面雖然加工精度和表面粗糙度要求相對(duì)較高，但也可以在正常的生產(chǎn)條件下，采

11、用較經(jīng)濟(jì)的方法保質(zhì)保量地加工出來。由此可見，該零件的工藝性較好。二、傳動(dòng)軸毛坯、定位粗精基準(zhǔn)及夾具的選擇2.1選擇毛胚大批量生產(chǎn)中應(yīng)采用精度和出產(chǎn)率都較高的毛坯制造方法。鑄件采用金屬模機(jī)器造型和精密鍛造優(yōu)質(zhì)毛坯，鍛件用模鍛鑄造毛坯。由于該傳動(dòng)軸在工作過程中要承受交變負(fù)荷和沖擊，為增強(qiáng)其強(qiáng)度和沖擊韌度，獲得纖維組織，故傳動(dòng)軸材料選擇為45鋼，屬于強(qiáng)度和塑性較好材料。2.2定位粗精基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)的選擇：有非加工表面，應(yīng)選非加工表面作為粗基準(zhǔn)。對(duì)所有表面都需加工的鑄件軸，根據(jù)加工余量最小表面找正。且選擇平整光滑表面，讓開澆口處。選牢固可靠表面為粗基準(zhǔn)，同時(shí)，粗基準(zhǔn)不可重復(fù)使用。精基準(zhǔn)的選擇：要符合

12、基準(zhǔn)重合原則，盡可能選設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或裝配基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。盡可能在多數(shù)工序中用同一個(gè)定位基準(zhǔn)。盡可能使定位基準(zhǔn)與測量基準(zhǔn)重合。選擇精度高、安裝穩(wěn)定可靠表面為精基準(zhǔn)。2.3夾具的選擇夾具的選擇:中心孔加工采用三爪自定心卡盤裝夾圓鋼的毛坯外圓，車端面、鉆中心孔。但必須注意，一般不能用毛坯的外圓裝夾兩次鉆兩端 中心孔，而應(yīng)該以毛坯外圓作粗基準(zhǔn)，先加工一個(gè)端面，鉆中心孔，車出一端外圓；然后以已車過的外圓作基準(zhǔn)，用三爪自定心卡盤裝夾，車另一端面，鉆中心孔。如此加工中心孔，才能保證兩中心孔同軸。2.4改進(jìn)工件的裝夾方法粗加工時(shí)，由于切削余量大，工件受的切削力也大，一般采用卡頂法，尾座頂尖采用

13、彈性頂尖，可以使工件在軸向自由伸長。但是，由于頂尖彈性的限制，軸向伸長量也受到限制，因而頂緊力不是很大。在高速、大用量切削時(shí)，有使工件脫離頂尖的危險(xiǎn)。采用卡拉法可避免這種現(xiàn)象的產(chǎn)生。精車時(shí)，采用雙頂尖法（此時(shí)尾座應(yīng)采用彈性頂尖）有利于提高精度，其關(guān)鍵是提高中心孔精度。1采用跟刀架跟刀架是車削細(xì)長軸極其重要的附件。采用跟刀架能抵消加工時(shí)徑向切削分力的影響，從而減少切削振動(dòng)和工件變形，但必須注意仔細(xì)調(diào)整，使跟刀架的中心與機(jī)床頂尖中心保持一致。2采用反向進(jìn)給車削細(xì)長軸時(shí)，常使車刀向尾座方向作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，這樣刀具施加于工件上的進(jìn)給力方向朝向尾座，因而有使工件產(chǎn)生軸向伸長的趨勢，而卡拉工具大大減少了由于工

14、件伸長造成的彎曲變形。3采用車削細(xì)長軸的車刀車削細(xì)長軸的車刀一般前角和主偏角較大，以使切削輕快，減小徑向振動(dòng)和彎曲變形。粗加工用車刀在前刀面上開有斷屑槽，使斷屑容易。精車用刀常有一定的負(fù)刃傾角，使切屑流向待加工面。三、擬定傳動(dòng)軸的加工原則及工藝路線3.1加工原則1先粗后精粗加工階段：粗車20 32 38 35 25的外圓表面辦精加工階段：精車20 35 25 的外圓表面銑鍵槽，切退刀槽倒角精加工階段：磨削20 35 25 的外圓表面2先基準(zhǔn)后其他先加工中心孔再加工其他表面打中心孔，必須先加工端面，即當(dāng)當(dāng)將車端面鉆中心孔應(yīng)當(dāng)?shù)谝坏拦ば?先主后次主要表面：20±0.01 35 0 -0.

15、025 25±0.01的外圓表面次要表面：32 38 的外圓面鍵槽、退刀槽、倒角等為次要加工表面，應(yīng)在保證主要表面精度的前提下，根據(jù)具體情況來安排工序。3.2工藝路線根據(jù)傳動(dòng)軸零件上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，確定加工件各表面的加工方法如下：20， 35 ， 25 的外圓表面的粗糙度為Ra0.8，精度均要求較高，需通過粗車-半精車-磨削得到。傳動(dòng)軸兩端面、軸肩左端面和軸肩右端面采用粗車的加工方法；鍵槽側(cè)面采用粗銑-半精銑的加工方法。1工序安排a備料b車右端面，鉆中心孔，調(diào)頭夾外圓車左端面，鉆中心孔c粗車38、35、25外圓表面，調(diào)頭精車20、32外圓d調(diào)質(zhì)熱處理改變材料切削性能

16、e精車35、25±0.01外圓表面，切退刀槽、倒角，調(diào)頭切退刀槽、倒角。精車20± 0.01外圓表面f磨削35 25 外圓表面，調(diào)頭磨削20±0.01外圓表面g去毛刺 h終檢 i入庫2工序流程工序1、夾棒材的一端、切棒材保證長度160工序2、工步夾左端面車右端面，打中心孔 工步調(diào)夾右車左端面，打中心孔工序3、安裝1工步車38外圓表面至一定長度工步粗車35外圓至一定長度工步出車25外圓至一定長度安裝2工步粗車38外圓表面至要求 工步粗車32外圓表面至要求工步粗車25外圓表面至要求工序4、安裝1 工步切左側(cè)各段倒角，切退刀槽 工步精車35的外圓表面 工步精車25外圓表

17、面 安裝2 工步切左側(cè)各段倒角，切退刀槽 工步精車20的表面工序5、用V型虎鉗夾緊工件銑槽、磨削工序6、安裝1 工步磨35的外圓表面 工步磨25的外圓表面 安裝2 工步磨20 的外圓表面35的外圓表面 表3 35的外圓表面表面尺寸加工方法加工余量基本尺寸尺寸公差標(biāo)注磨削0.3350.02535 精車135.30.02535.3粗車5.736.30.1636.3毛坯4225的外圓表面 表4 25的外圓表面表面尺寸加工方法加工余量基本尺寸尺寸公差標(biāo)注磨削0.325+0.01-0.0125精車0.925.30-0.02125.3粗車15.826.20-0.1326.2毛坯4220的外圓表面 表5 2

18、0的外圓表面表面尺寸加工方法加工余量基本尺寸尺寸公差標(biāo)注磨削0.320+0.01-0.0120精車0.920.30-0.02120.3粗車20.821.20-0.1321.2毛坯4238的外圓表面 表6 38的外圓表面表面尺寸加工方法加工余量基本尺寸尺寸公差標(biāo)注粗車4380-0.1638毛坯4232的外圓表面 表7 32的外圓表面表面尺寸加工方法加工余量基本尺寸尺寸公差標(biāo)注粗車10320-0.1632毛坯42鍵槽 表8 鍵槽加工尺寸項(xiàng)目基本尺寸上偏差下偏差H30.15-0.0125-0.187517.517.50-0.012517.65-17.65+0.0125030300-0.2四、 機(jī)械設(shè)

19、備及工藝裝備的選用4.1機(jī)械設(shè)備的選用由于傳動(dòng)軸生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，且采取的工序集中，加工設(shè)備宜選用給高生產(chǎn)效率的專用機(jī)床、組合機(jī)床或自動(dòng)機(jī)床。表9 各加工階段所選的刀具及機(jī)床以及夾具如下表加工階段刀具型號(hào)刀具材料機(jī)床型號(hào)夾具粗車FCNR2020-11高速工具鋼CA6140自定義三抓卡盤輕型回轉(zhuǎn)頂尖精車FCNR403E19高速工具鋼C7620自定義三抓卡盤輕型回轉(zhuǎn)頂尖銑槽鍵槽銑刀d10e8高速工具鋼XK5040V型虎鉗磨削高速工具鋼M135自定義三抓卡盤輕型回轉(zhuǎn)頂尖倒角SSNR2020-09高速工具鋼C7620自定義三抓卡盤輕型回轉(zhuǎn)頂尖切退刀槽FGNR4032-19高速工具鋼C7620自定義三

20、抓卡盤輕型回轉(zhuǎn)頂尖端面TSNR2020-16高速工具鋼CA6140自定義三抓卡盤輕型回轉(zhuǎn)頂尖中心孔A1614高速工具鋼CA6140自定義三抓卡盤輕型回轉(zhuǎn)頂尖4.2工藝裝備的選用工藝裝備主要包括刀具、夾具和量具。1刀具的選擇：在選擇刀具形式和結(jié)構(gòu)時(shí)，一般優(yōu)先選用標(biāo)準(zhǔn)刀具，工序集中時(shí)，應(yīng)選用高效專用刀具、復(fù)合刀具和多刃刀具。另外，刀具的類型、規(guī)格、精度等級(jí)應(yīng)符合加工要求。粗車加工零件的端面和倒角可選用主偏角為45，副偏角為15，由于車端面的粗加工和精加工都由一把車刀完成則前角為15，后角為6，刃傾角可取負(fù)值為-3的45YT15彎頭車刀。零件為階梯軸則粗車加工時(shí)選用主偏角為90、副偏角為10

21、6;、前角為10º、后角為5º，由于是粗車刃傾為負(fù)取-3º的90YT15外圓車刀。半精車加工時(shí)選用主偏角為90º、副偏角為15、前角為20、后角為8，在精加工中刃傾角為正取5的90YT15外圓車刀。銑鍵槽使用圓柱鍵槽銑刀加工。2夾具的選擇：加工該零件需要使用專用夾具。3量具的選擇：采用極限量規(guī)和高效專用量儀等。由本設(shè)計(jì)得粗車的公差為130160um，可選用分度值為0.001的游標(biāo)卡尺對(duì)粗車完的工件進(jìn)行測量，對(duì)于精車及磨削之后的工件，尺寸公差較小，可選用千分尺為量具對(duì)工件進(jìn)行測量。五、加工余量、工序尺寸和公差的確定根據(jù)機(jī)械加工余量手冊(cè)中粗車及半精加車加工余

22、量及偏差（如表10所示），確定長度200 mm未經(jīng)熱處理的外圓加工余量，直徑在18-30范圍內(nèi)，其加工余量為 2.0mm,直徑在30-50范圍內(nèi)，其加工余量為2.0mm。5.1端面加工余量根據(jù)機(jī)械加工余量手冊(cè)中軸斷面加工余量及偏差（如表10所示），確定端面加工余量，直徑為20，其加工余量為1.6mm,直徑為25 ，其加工余量為1.6mm，直徑在30-50范圍內(nèi)，其加工余量為1.6mm。 表10 軸斷面加工余量及偏差5.2切削加工的切削用量的選擇表11 切削加工的切削用量的選擇加工表面加工余量背吃刀量砂輪轉(zhuǎn)速工件速度橫向進(jìn)給縱向移動(dòng)350.30.15233m/s230m/s0.05mm/行程1/

23、2砂輪寬度/工件每轉(zhuǎn)250.30.15200.30.15本道工序?yàn)樽罱K加工使工件達(dá)到各尺寸要求及精度要求選用外圓磨床M135即可滿足。5.3粗加工加工余量及偏差的選擇 表12 粗車及半精加車加工余量及偏差表13 粗加工切削用量選擇加工表面參考表面加工余量/mm背吃刀量/mm進(jìn)給量/mm刀桿尺寸/mm3842420.40.516×2535381.70.850.40.52536.310.15.050.30.43238630.40.5203210.85.40.30.4查表13得各表面的切削速度如下（選用高速工具鋼車刀）：38表面U=61mm/min 35表面 U=67mm/min 25表面

24、 U=47.5mm/min 32外圓面 U=53mm/min 20表面U=47.5mm/min由以上的切削速度可算得軸的轉(zhuǎn)速38外圓面n=463r/min 35外圓面n=526r/min 35外圓面n=432r/min32外圓面n461r/min 20外圓面n=473r/min此道工序可選用普通車床C6140即可，車刀用高速工具鋼。5.4半精加工加工余量及偏差的選擇表14 半精車后磨外圓加工余量及偏差表15 半精加工切削用量選擇加工表面加工余量/mm背吃刀量/mm進(jìn)給速度mm/r切削速度 mm/min主軸速度 r/min38000003510.50.250.375658250.90.450.250.3759123200000200.90.450.250.3751127此道工序考慮到效率及同時(shí)完成切退刀槽，及倒角等加工選用多刀半自動(dòng)車床C7620，車道選用高速工具鋼車刀。5.5高速鋼立銑刀銑鍵槽的用量表16 高速鋼立銑刀銑鍵槽的用量加工槽深（mm）寬（mm）每齒進(jìn)給量刀具直徑/齒數(shù)切削速度m/min機(jī)床銑槽6.3100.0210/535升降臺(tái)數(shù)控銑床XK5040六、收獲與體會(huì)時(shí)長4周的機(jī)械加工工藝規(guī)程