軸零件的機械加工工藝

1、重慶機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院設(shè)計名稱：機械制造工藝與機床夾具課程設(shè)計題 目設(shè)計“軸件”零件的機械加工工藝規(guī)程（生產(chǎn)綱領(lǐng)：50005000 件）學(xué)生姓名級: 號:指導(dǎo)教師:日 期:20172017 年 4 4 月 2323 日課程設(shè)計說明業(yè):汽車制造與裝配技術(shù)重慶機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院課程設(shè)計任務(wù)書一、設(shè)計題目設(shè)計下圖所示“軸件”零件的機械加工工藝規(guī)程（生產(chǎn)綱領(lǐng)：1000010000 件）。材料：4545,整體調(diào)質(zhì)處理：241241269HBW/269HBW/1二、主要內(nèi)容1.1. 繪制產(chǎn)品零件圖，了解零件的結(jié)構(gòu)特點和技術(shù)要求，對零件進 行結(jié)構(gòu)分析和工藝分析。2.2. 確定毛坯的種類及制造方法。3.3. 擬定

2、零件的機械加工工藝過程，選擇各工序的加工設(shè)備和工藝 裝備，確定各工序的加工余量和工序尺寸及其公差， 計算各工序的切 削用量和工時定額。汽車制造與裝配技術(shù) 專業(yè)年級 班2525Lr1313154154252518.518.51 1曾l/l9 寸 EoeO&s s 8 8窣規(guī)1x151x15調(diào)質(zhì)處理24N269HB24N269HB4 41616A ACQ.jCQ.j3 岔g*80*80 2x142x14明書。三、具體要求削用量和工時定額（3 3 天）第四階段：整理說明書，填寫工藝卡片（3 3 天）五、成績評定產(chǎn)品零件圖1 1張產(chǎn)品毛坯圖1 1張機械加工工藝過程卡片1 1份機械加工工序卡片1

3、 1套課程設(shè)計說明書1 1份進度安排第一階段：繪制零件圖，工藝卡片（2 2 天）第一階段：查閱資料，工藝方案比較，確定加工路線（2 2 天）第三階段：確定各工序的加工余量和工序尺寸，計算各工序的切四、4.4.填寫機械加工工藝過程卡片、機械加工工序卡片。撰寫設(shè)計說，審核日期指導(dǎo)教師.簽名日期系主任I_ _、_、 序言機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計是在我們完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進行的。這是我們在接，也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練。因此，它在我們的大學(xué) 學(xué)習(xí)生活中占有十分重要的地位。就我個人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計對自己未來將從事的工作進行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己的分析問

4、 題、解決問題的能力同，為今后參加祖國的現(xiàn)代化建設(shè)打個良好的基礎(chǔ)。由于能所限，設(shè)計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指教。第1版序言、傳動軸的工藝性分析進行畢業(yè)設(shè)計之前對所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的鏈1.零件的結(jié)構(gòu)特點及應(yīng)用2.零件的工藝分析、選擇毛坯、確定毛坯尺寸、設(shè)計毛坯圖1.選擇毛坯選擇傳動軸的加工方法，制定工藝路線1.定位基準(zhǔn)的選擇2.零件表面加工方法的選擇四. 制定工藝路線五. 熱處理工序安排六. 機床設(shè)備的選用1.選擇機床2.選用工藝設(shè)備七.課程設(shè)計心得體會 八.參考文獻、傳動軸的工藝性分析1.零件的結(jié)構(gòu)特點及應(yīng)用軸類零件是機器中經(jīng)常遇到的典型零件之一。 它在機器中主要用于支承齒

5、輪，帶輪，凸輪以及連桿等傳動件，以及傳遞扭矩。按結(jié)構(gòu)形式不同，軸可以分 為階梯軸，錐度分軸，空心軸，曲軸，凸輪軸，偏心軸，各種絲桿等。它主要用 來支承傳動零部件，傳遞扭矩和承受載荷。軸類零件是旋轉(zhuǎn)體零件，其長度大于 直徑，一般由同心軸的外圓柱面，圓錐面，內(nèi)孔和螺紋及相應(yīng)的端面所組成。軸 的長徑比小于5的稱為短軸，大于20的稱為細(xì)長軸，大多數(shù)軸介于兩者之間。圖示傳動軸零件屬于臺階軸零件，各外圓的直徑相差不大，由圓柱面，螺 紋，退刀槽，越程槽，鍵槽等組成。軸肩一般用來確定安裝在軸上的零件的軸向 位置，各槽的作用是使零件裝配時有一個正確的位置， 并使加工中磨削外圓或車 螺紋時退刀方便；鍵槽用于安裝鍵

6、，以傳遞轉(zhuǎn)矩；螺紋用于安裝各種鎖緊螺母和 調(diào)整螺母。2.零件的工藝分析傳動軸毛坯材料為45鋼。該材料屬于優(yōu)質(zhì)碳素鋼，經(jīng)熱處理后具有良好的綜合力學(xué)性能，即有較高的強度和較高的塑性，韌性，一般用來制作機床主軸, 機床齒輪和其它受力不大的軸類零件。主要技術(shù)要求如下:根據(jù)工作性能與條件，該軸圖樣規(guī)定了主要的尺寸，位置精度和較小的表面粗糙度值，并有熱處理要求。這些技術(shù)要求必須在加工中給予保證。二、選擇毛坯、確定毛坯尺寸、設(shè)計毛坯圖1.選擇毛坯45鋼是軸類零件的常用材料，它價格便宜經(jīng)過調(diào)質(zhì)后，可得到較好的切削性能，而且能夠獲得較高的強度和韌性等綜合機械性能，調(diào)質(zhì)后表面硬度可達241-269HBS軸類毛坯，

7、常用圓棒料和鍛件，根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模的不同，毛坯的鍛造方式有自由鍛和模鍛兩種。毛坯經(jīng)過加熱鍛造后，可使金屬內(nèi)部纖維組織表面均 勻分布，獲得較高的抗拉，抗彎及抗扭強度；鍛造后的毛坯，能改善金屬內(nèi)部組 織，提高其抗拉，抗彎等機械性能。同時，因鍛件的形狀和尺寸與零件相近，可 以節(jié)約材料，減少切削加工的勞動量，降低生產(chǎn)成本。在選擇鍛件的制造方法時， 并非是制造精度咼就越好，需要綜合考慮機械加工成本和毛坯制造成本， 以達到 零件制造總成本最低的目的。當(dāng)生產(chǎn)批量較小，毛坯精度要求較低時，鍛件一般 采用自由鍛造法生產(chǎn)。根據(jù)傳動軸的制造材料（45鋼），毛坯類型可采用型材和鍛件，現(xiàn)選用鍛件；毛坯采用自由鍛造法。選擇傳

8、動軸的加工方法，制定工藝路線1.定位基準(zhǔn)的選擇合理選擇定位基準(zhǔn)，對于保證零件的尺寸和位置精度有著決定性的作用。由于該傳動軸的幾個主要配合表面（R0.8）及軸肩面（R0.8）對基準(zhǔn)軸線A-B均有徑向圓跳動和端面圓跳動的要求， 它又是實心軸，所以應(yīng)選擇兩端面中心孔 為基準(zhǔn)，采用雙頂尖裝夾方法，以保證零件的技術(shù)要求。（1）傳動軸零件的精基準(zhǔn)傳動軸零件的加工，以兩端的中心孔作為定位精基準(zhǔn)。因為軸的設(shè)計基準(zhǔn)是 中心線，這樣既符合基準(zhǔn)重合原則，又符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，還能在一次裝夾中最 大限度地完成多個外圓及端面的加工，易于保證各軸頸間的同軸度以及端面的垂 直度。（2）傳動軸零件的粗基準(zhǔn)軸類零件的粗加工，可選

9、擇外圓表面作為定位粗基準(zhǔn)，以此定位加工兩端面和中心孔， 為后續(xù)工序準(zhǔn)備精基準(zhǔn)。 中心孔加工米用三爪自定心卡盤裝夾熱軋 圓鋼的毛坯外圓，車端面，鉆中心孔。但必須注意，一般不能用毛坯外圓裝夾兩 次鉆兩端面中心孔，而應(yīng)該以毛坯外圓作為粗基準(zhǔn)，先加工一個端面，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，才能保證兩孔中心同軸。2.零件表面加工方法的選擇本零件的加工面有外圓，端面，槽，螺紋面等，材料為45鋼。根據(jù)傳動軸零件上各加工表面的尺寸精度和表面的粗糙度確定各加工方法，其加工方法選擇 如下軸類零件外圓加工方法對于中小型鑄鐵和鍛件，可

10、以直接進行粗車，經(jīng)過粗車后工件的精度可達到IT11-IT13，表面粗糙度Ra值可50微米至100微米，粗車可切除毛坯的大部分余量。對經(jīng)過粗車的工件，采用半精車可達到IT8-IT19級精度，表面粗糙度Ra值可3.2微米至6.3微米。對于中等精度的加工表面，半精車可作為終加工工序， 也可作為磨削或精加工的預(yù)加工工序。精車可作為最終加工工序或光整工序的預(yù) 加工，精車后工件表面可達IT7-IT8級精度，表面粗糙度Ra值可0.8微米至1.6微米。(1)鍵槽加工方法鍵槽是軸類零件上常見的機構(gòu)，其中以普通平鍵應(yīng)用最廣泛，通常在普通立 式銑床上用銑刀加工，我們不妨直接放到加工中心加工。(2)主要表面的加工方法

11、傳動軸大都是回轉(zhuǎn)表面，主要采用車削與外圓磨削成形。由于該傳動軸的主要表面(Ra0.8)的公差等級(IT6)較高，表面粗糙度值Ra(0.8微米)較小，故車削后還需磨削。故主要外圓表面加工方案可為：粗車-半精車-磨削。四.制定工藝路線(1)劃分加工階段傳動軸主要表面的加工可劃分為粗加工， 半精加工，精加工三個階段。該傳 動軸加工劃分為三個階段：粗車(粗車外圓，鉆中心孔等)，半精車(半精車各 處外圓，臺階和次要表面等)，粗，精磨(粗，精磨各處外圓)，各階段劃分大致 以熱處理為界。(2)安排加工順序遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則，首先加工精基準(zhǔn)一一鉆中心及車表面的外圓。1.遵循“粗后精”原則，先安排粗加工工

12、序，后安排精加工工序。2.遵循“先主后次”先加工主要表面車外圓各個表面，后加工次要表面銑鍵槽和加工各個小槽。3.遵循“先面后孔”原則，先加工左右端面，再加工各個臺階面。(3)初步擬定工藝路線定位基準(zhǔn)面中心孔應(yīng)在粗加工之前加工，在調(diào)質(zhì)之后和磨削之前各需安排一次修研中心孔的工序。調(diào)質(zhì)后修研中心孔為消除中心孔的熱處理變形和氧化皮， 磨削之前修研中心孔是為提高定位基準(zhǔn)面的精度和減少圓柱面的表面粗糙度值。擬定傳動軸的工藝過程時，在考慮主要表面加工的同時，還要考慮次要表面的加工。在半精加工 15mm22mm30mm17mm夕卜圓時，應(yīng)車到圖樣規(guī)定的 尺寸，同時加工出各退刀槽，倒角和螺紋；兩個鍵槽應(yīng)該在半精

13、車后以及磨削之 前銑削加工出來，這樣可以保證銑鍵槽時有精確的定位基準(zhǔn)，又可避免在磨削后 銑鍵槽時破壞已精工的外圓表面。五.熱處理工序安排(1)鍛造毛坯在加工前，均需安排正火或退火處理，使鋼材內(nèi)部晶粒細(xì)化,消除鍛造應(yīng)力，降低材料硬度，改善切削加工性能。調(diào)制一般安排在粗車之后，半精車之前，以獲得良好的物理力學(xué)性能。表面淬火一般安排在精加工之前，這樣可以糾正因淬火引起的局部變 形。精度要求高的軸，在局部淬火或粗磨之后，還需進行低溫時效處理。傳動軸的熱處理要根據(jù)其材料和使用要求確定。對于傳動軸，正火，調(diào)質(zhì)和 表面淬火用得較多。該軸要求調(diào)制處理，并安排在粗車各外圓之后，半精車各外 圓之前。綜合上述分析，

14、傳動軸的工藝路線如下:下料車兩端面，鉆中心孔一一粗車一一調(diào)制一一半精車一一車槽， 倒角,車螺紋一一劃鍵槽加工線一一銑鍵槽一一精車一一修研中心孔一一磨削驗。六.機床設(shè)備的選用1.選擇機床根據(jù)傳動軸的工藝特性，根據(jù)不同工藝選車床。工序3,4,7是粗車和半精車，成批生產(chǎn)不需要很高的生產(chǎn)率，故選用普通車床就可以，此選用CA6140銑床選用X51。該零件磨削精度不高，選用一般的磨床即可，選用M131W/2.選用工藝設(shè)備(1)選擇夾具該零件的加工工藝不需要專用夾具。 工藝裝備采用通用夾具(三爪卡盤及頂尖)。(2)選擇刀具粗車，半精車采用YT5,精車用YT15類車刀，銑刀采用直徑為6mmi勺立式銑刀, 切槽

15、選用高速鋼。(3)選擇量具車削及鍵槽采用測量范圍為0-300mm規(guī)格為300X0.05的雙面游標(biāo)卡尺, 磨削采用測量范圍為25-50mm讀數(shù)值為0.01mm的外徑千分尺。(2)(3)七、課程設(shè)計心得體會課程設(shè)計心得體會在本次的機械課程設(shè)計中，我學(xué)到了很多，經(jīng)過查閱很多資料，學(xué)會腳踏 提升了我的自學(xué)能力和動手能力。首先，在課程設(shè)計中，要謹(jǐn)慎，仔細(xì)，認(rèn)真的對待每一個小的細(xì)節(jié)，一個小細(xì)節(jié)很可能導(dǎo)致總體的錯誤。在做每一件事時都要認(rèn)真、細(xì)膩、不得半點馬虎, 這樣會造成一些的錯誤。其次，在課程設(shè)計時，要多查找資料，多看書，通過多方比對來確定設(shè)計 中的參數(shù)，多借一些相關(guān)書籍來參考，但不是越多越好。在這設(shè)計過

16、程中，體現(xiàn) 自己單獨設(shè)計的能力以及綜合運用知識的能力， 體會學(xué)以致用，突出自己勞動自 己勞動成果喜悅心情，從中發(fā)現(xiàn)自己平時學(xué)習(xí)的不足和薄弱環(huán)節(jié)。這次設(shè)計將我以前學(xué)過的公差與配合、 機械制圖、工程材料與熱處理工藝等 知識很好的串聯(lián)了起來，起到了穿針引線的作用，鞏固了所學(xué)知識的作用。最后，在整個過程中也發(fā)現(xiàn)自己的不足， 而導(dǎo)致理論和實踐還不能結(jié)合， 這 也讓我在以后的工作和生活中確定自己的目標(biāo)和方向。八. 確定工序的切削用量1.工序3,4粗車背尺刀量的確定 由于采用硬質(zhì)YT5車刀，40軸段取背吃刀量api=1.85mm左端35軸段ap2=4.85mm左端30軸段ap3=2.3mm右端30軸段ap4

17、=2.35mm右端25軸段ap5=4.85mm M20軸段ap6=2.5mm進給量的確定取f=1mm/r。進給速度的確定 取v=65m/min。40軸段n=1000*65/3.14*47=690r/min，取710r/min，得切削實際速度v=710*3.14*47/1000=104.7m/min。左端35軸段同40軸段。左端30軸段，n=1000*65/3.14*37=559.4r/min，取500r/min，得切削實際速度v=500*3.14*37/1000=58.1m/min。右端30軸段,25軸段同左端30軸段。右端20軸段n=1000*65/3.14*27=767r/min，取n=8

18、00r/min,得實際切削速度v=800*3.14*27/1000=67.8m/min。1.工序7半精車背吃刀量的確定各軸段的背吃到量ap=1mm進給量的確定 取f=0.5mm/r。進給速度的確定 取v=90m/min。40軸段n=1000*90/3.14*43.3=662r/min取n=630r/min，得實際切削速度v=630*3.14*43.3/1000=85.7m/min。左端v=1000*3.14*27.3/1000=85.7m/mi n。n=1000*90/3.14*22=1303r/min,取n=1250r/min,得 實際切 削速度v=1250*3.14*22/1000=86.4m/min。背吃刀量的確定40軸段的背吃到量ap=0.65mm進給速度的確定 取v=130m/min, 則40軸端n=1000*130/3.14*41.3=1002r/min，取n=1000r/min，得實際切削速度v=1000*3.14*41.3/1000=130m/min。提高勞動生產(chǎn)率的方法