傳動軸的加工工藝設計書

1、傳動軸機械加工工藝規(guī)程設計說明書設計人：陳浩專業(yè)：機制班級：1006學號：22號目錄摘要(.3)關鍵詞(.3)1 .零件圖樣分析(3)2 .毛坯的確定(4)3 .工藝分析(5)4 .工藝路線的擬定(6)5 .切削用量的選擇(6)6 .工序尺寸及其公差的確定(9)7 .機械加工程序(9)7.1 確定加工方法(9)7.2 機床選擇(10)7.3 刀具選擇(10)7.4 量具選擇(11)8 .設計總結 (12)9 .參考文獻(13)10 .工序卡片編制 (.14)11 .附錄傳動軸的加工工藝設計摘要：本設計通過傳動軸零件圖的分析，確定了該零件的毛坯材料及 尺寸規(guī)格；通過對零件的加工工藝分析，確定了該

2、零件的加工工藝路線， 編寫了詳細的機械加工工藝文件：工藝過程卡片和工序卡片。零件在加工 中必須保證重要尺寸的精度和表面質量， 并對零件在加工過程中使用的設 備和工裝進行說明。關鍵詞：傳動軸；尺寸；加工工藝1、零件圖樣分析傳動軸是某機器中的一個重要傳輸動力的零件， 屬于典型的軸類零件。具形狀結構如下圖:T-I X=Nue也tuoi+fiom®/V圖中以20± 0.01mm的外圓與25± 0.025mm勺外圓公共軸線為基準，作為裝配要求，加工零件的其它外圓基準。5比0；圓和435_0025 mmz卜圓軸線有."跳動公差，公差值為0.03mm零件表面粗糙度最小

3、數(shù)值為 Ra0.8pm,零件采用材料為45號鋼在加工過程中有調質的要求，這樣有利于改善零件的加工綜合性能，故加工過程中應適時轉序。該傳動軸零件形狀為較簡單的階梯 軸，結構簡單。為實現(xiàn)軸的準確傳遞動力和軸與軸之間的精密配合，要求很 高的精度等級和表面粗糙度。為了在傳力過程中承受交變扭轉負荷和沖擊， 傳動軸需要有良好的力學綜合性能，一般要對其進行調質處理，材料可為 45號鋼，就可以達到它的使用要求.分析零件圖可知，傳動軸兩端面和各階 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退刀，避

4、免刮傷加工好的端面；在加工各重要外圓 表面時，可以兩端定位，通過粗車、半精車、粗磨、精磨來達到技術要求， 加工起來比較方便；鍵槽加工也可以在車床上用銃刀銃出來。 總體上，主要 工作表面雖然加工精度和表面粗糙度要求相對較高，但也可以在正常的生產 條件下，采用較經濟的方法保質保量地加工出來。由此可見，該零件的工藝性較好。2、毛坯的確定在制訂工藝規(guī)程時，合理選擇毛坯不僅影響到毛坯本身的制造工藝和費 用，而且對零件機械加工工藝、生產率和經濟性也有很大的影響。 由于零件 屬于軸類，用來傳遞動力的要求有較好的韌性， 加上徑向尺寸變化較大，故 采用鍛件最為適宜，鍛件的毛坯余量選擇單邊為 3mm相比棒料而言減

5、少了 加工余量。零件采用的是45鋼，具有較好綜合機械性能。為了提高生產率， 降低成本，故在中批量生產中采用模鍛制造毛坯，毛坯總長為156mm3、工藝分析由零件圖可知，該零件的材料為45鋼，毛坯為鍛件，由于45鋼有良好 的切削加工性，加工時不會出現(xiàn)難加工現(xiàn)象。模鍛毛坯表面光滑，余量分部均勻，不會產生打刀現(xiàn)象，由于毛坯是鍛件，在加工前應經正火處理改善加 工性能后再進行加工。由圖一可知該零件為回轉體的軸類零件。零件的長徑之比較小( L/d = 240/45<15),說明此零件不屬于細長軸則剛性較好，因此在加工時不用采取增加零件剛性的措施，所以零件直接進行加工。由圖一可知該零件為回轉體 的軸類零

6、件。零件的長徑之比較小(l/d =188/160<15),說明此零件不屬于 細長軸則剛性較好，因此在加工時不用采取增加零件剛性的措施，所以零件直接進行加工。從零件圖可以看出，該零件上的*30 J0,011 mn#圓和430.011 mm#圓軸線為基準，而且有同軸度要求，即以兩圓的公共軸線為基準的直徑40.025 mm430 I.011 mn#圓，該零件的表面粗糙度最小數(shù)值為Ra0.8 m m為了保證臺階的跳動要求可采用靠磨端面的方法解決。零件是軸類零件，在粗加工時可采用兩頂尖定位的方法，以保證基準統(tǒng)一，則軸的最小端徑為20mm可采用A2的中心孔。表面粗糙度數(shù)值最小為 Ra0.8仙m,確定

7、加工方案為“粗車 一調質一精車工來確保加工質量，精加工采用磨削的方法保證零件的表面質 量要求。零件的熱處理要求為調質處理，加工過程中應安排在粗加工之后精 加工之前進行。零件結構不復雜，且為中批量生產，粗加工中完成外圓到達圖紙尺寸要 求，倒角，退刀槽的加工都是為精加工作準備，在銃鍵槽后要去毛刺。在精 加工階段完成零件重要尺寸精度和表面粗糙度達到圖紙要求。零件加工達到圖紙尺寸要求后， 要經過對零件的外圓、端面的尺寸、表 面粗糙度和形位公差進行檢驗，確定零件是否合格，在對零件清洗涂油入庫。4、工藝路線的擬定工藝路線的擬定是否合理，不但影響加工質量和生產率，而且影響工人、設備、工藝裝備及生產場地等的合

8、理利用， 從而影響成本。從零件圖可知該 軸的加工精度要求高，而且在加工階段之間安排有熱處理工序， 由于零件是 中批量生產采用工序集中進行生產，零件可以通過粗車和半精車達到部分尺 寸要求，由于是批量生產銃鍵槽可以單獨的工序加工， 零件的尺寸公差要求 和表面要求在磨削工序中完成，所以確定該軸的加工工藝路線為： 下料一一 鍛造一一預備熱處理（目的：消除內應力，改善切削加工性）工序：鍛造一一正火一一車端面一一粗車一一調質一一半精車一一精車一 下車端面一一銃鍵槽一一淬火一一磨外圓一一精磨一一檢驗一一入庫。5、切削用量的選擇合理選擇切削用量，就是選擇切削速度、進給量和被吃刀量的組合，使之在 一定的生產條件

9、下獲得合格的加工質量，提高生產效率和降低生產成本。所以 粗車時，選擇切削用量如下：該工序雖然分了多個工步進行，但每個工步的背 吃刀量、進給量和切削速度都相同，因為這些工步都是在一臺機床上經一次走 刀加工完成的，所以分析一個工步即可?，F(xiàn)以半精車軸外圓端面為例，計算切削用量：1 ）背吃刀量的確定半精車軸外圓端面的加工余量為2,由于加工余量為雙邊余量，故ap=1mm2）進給量的確定由表查得，可取進給量 f=0.5mm/r3）切削速度的確定根據(jù)臥式車床 CA6140勺切削速度范圍，取V=30m/min, 可求得：n=1000V/：t d=318.47r/min ,根據(jù)機床型號查得轉速為 n=320r/

10、min ,則V=nTt d/1000=30.2m/min由于各工步加工軸的直徑不同，算出的轉速也不相同，但都靠近 n=320r/min ,故可以統(tǒng)一起來取值。半精車軸外圓端面切削用量的計算外圓端面的技術要求相同，都是為了保證表面粗糙度Ra=0.8,而長度方向的尺寸只要滿足基本尺寸要求即可，無需保證公差值。為了簡化計算，這里只取輪5.025面作為對象，最后計算結果的兩倍即為該工序的最終結 果。A半精車135：025軸的端面1）背吃刀量的確定因為已知該工步的加工余量為2, ap=1mm分兩次進給。2）進給量的確定由表查得，可取進給量 f=0.5mm/r3）切削速度的確定根據(jù)臥式車床 CA6140勺

11、切削速度范圍，取V=30m/min,可求得：n=1000V/jt d=318.47r/min ,根據(jù)機床型號查得轉速為n=320r/min ,則V=nTt d/1000=30.2m/minB精車螞5_0.025軸的端面1）背吃刀量的確定因為已知該工步的加工余量為0.3, ap=1mm分兩次進給2）進給量的確定由表查得，可取進給量 f=0.2mm/r3）切削速度的確定根據(jù)臥式車床 CA6140勺切削速度范圍，取V=30m/min, 可求得：n=1000V/jt d=318.47r/min ,根據(jù)機床型號查得轉速為n=320r/min ,則V=nTt d/1000=30.2m/min切、 削加、用

12、曰工、量容切削速度(m/min)進給量(mm/r)背 吃力量 (mm)車左端面120手動1車外形1200.52車右端面1200.51精車左端面1200.250.2表一粗車切削用量銃削時選擇切削用量如下：表二銃削切削用量 切、削加用曰工、量內容、切削速度(m/min)進給量(mm/min)背吃刀量(mm銃鍵槽24605.5表三磨削切削用量、，切'削m加工、用量 內容切削速度(m/min)進給量(mm/min)背吃力量(mm磨削三處Ra為0.8的外圓35m/s1200.16、工序尺寸及其公差的確定工序尺寸及其公差的確定方法有引用法、查表法和分析計算法。根據(jù)加 工過程零件的加工余量大小對零件

13、的加工質量、生產率和生產成本均有較大 的影響，加工余量過大，不僅增加機械加工的勞動量，降低了生產率，而且 增加材料，工具和電能等的消耗，從而增加成本。若零件的加工余量過小， 零件在加工過程中不能保證消除前工序的各種誤差和表面缺陷，甚至出現(xiàn)產品不合格。由零件圖分析可知零件采用 45鋼，由于零件徑向尺寸變化大， 又是成批量生產，采用金屬模鍛，獲得毛坯表面比較規(guī)則，所以零件毛坯單 邊余量為3mm毛坯總長度為156mm零件精度高，表面粗糙度最小數(shù)值為 Ra0.8 m m“最終加工采用磨削，加工工藝路線為“粗一一精”。根據(jù)引用法 定該零件的工序尺寸及其公差如下：表四工序尺寸及其公差（mm一設、K谷稱 差

14、毛坯粗加工精加工2 20 10.01 mn#圓*25*22.1*20 1.013 35_0.025 mn#圓*45*4000.1*35_0.0257、機械加工過程7.1、 確定加工方法如下：粗車時以夾緊一端并找正車端面見光即可， 打中心孔，調頭夾緊另一端 并找正車端面見光即可，打中心孔。以兩頂尖定位裝夾，車所有外圓留好余 量為下一工序準備，。以頂尖和錐棒定位裝夾，車部外圓至圖紙尺寸要求，其余外圓車至為下一工序準備尺寸要求，零件上的倒角和退刀槽在本工序中加工完成。外圓尺 寸加工至磨工序準備尺寸要求。銃削工序中運用V型塊定位夾緊，銃鍵槽至圖紙尺寸要求。磨削工序中以頂尖和錐棒定位裝夾，磨中SSjOg

15、mm勺外圓至圖紙尺寸要 求，以435:025 mn#圓定位夾緊，夾緊時需墊銅片已免夾壞外圓表面，磨20旦0101 mm#圓至圖紙尺寸要求。7.2、 機床選擇CA614C®機車的尾座上能安裝頂尖、各種加工孔的刀具。機床上能加 工最大直徑為400mm在刀架上加工最大直徑為210mm主軸可通過的棒料 直徑為48mm工藝范圍大可車內外圓柱面、圓錐表面、車端面、拉槽、切 槽、切斷等。則從零件圖可知零件是回轉體，而零件最大直徑為38mm總長度150mm在零件加工最大外圓為 435 mm而加工的外圓有 420 mm435 mm 選才? CA614/床能完成外圓、端面、退刀槽和倒角的加工。使工序集中

16、、 生產率高。X52型銃床工作臺寬度為320mm長度為1325mm銃刀安裝在主軸上， 工件在垂直于銃刀軸線方向的直線運動的切削加工方式，銃床性能的提高， 于是可采用較大的切削用量進行切削加工，使生產效率得到提高?？梢糟|削 鍵槽，花鍵，直槽等。零件是銃削軸上 10x40mm1槽，所以選擇X52銃床。M1432AH能磨床屬于普通精度級，加工精度可達 IT6 IT7,而磨削最 大外圓直徑為320mm能加工最大長度為2000mm內孔磨肖U范圍為30 100mm內孔最大磨削長度為125mm則零件有外圓、內孔、端面要進行磨 削，都能在M1432Ag床完成，則零件要經磨削外圓有*20柒1 mm強5 10；

17、mm 力35.025 mm則軸的端面也要進彳T磨削，所以選用 M1432AB床使工序集中， 在一臺機床上完成能減少搬運，節(jié)約時間和成本。7.3、 刀具選擇零件材料為45號鋼，屬于強度和塑性較好材料，零件采用鍛件毛坯。粗加工時進給量和背吃刀量較大，為了減小切削變形，提高刀具耐用度，選擇較小前角為10o15o。精加工時，選擇的背吃刀量和進給量較小，切 削力小，為了使刃口鋒利，保證加工質量，可選取較大的前角為15o200。后角主要根據(jù)切削厚度大小選擇， 粗加工時進給量和切削厚度較大，后角取 小值為5o7o,精加工時進給量和切削厚度較小，后角取大值6o80。副偏角減小會增加副切削刃與已加工表面的接觸長

18、度，能減小表面粗糙度數(shù) 值，并能提高刀具耐用度，但過小的副角會引起振動，所以取10o15o。粗加工中刃傾角應選負值，精加工中刃傾角應選正值。則刀具的前刀面型式 為正前角曲面倒棱型，能粗加工或精加工塑性材料的刀具。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 可取負值為-3?勺45?YT15彎頭車刀。零件為階梯軸則粗車加工時選用主偏角為90?、副偏角為10。、前角為10。、后角為5o,由于是粗車刃傾為負取-3o的90?YT15外圓車刀。半精車加工時選用主偏角為90o、副偏角為152前角為20?后角為

19、8?, 在精加工中刃傾角為正取 5?勺90?YT15外圓車刀。零件上有鍵槽需要進行銃削，而鍵槽銃刀與立銃刀相似，不同的是它周 圍只有兩個螺旋刀齒，其端面刀齒的刀刃延伸至中心，因此在銃削兩端不通 的鍵槽時，可以作適量的軸向進給。由零件圖可知軸上鍵槽為10x40mm所以選取10x40mm勺銃刀。7.4、 量具選擇游標卡尺測量精度較高的工件，測量工件外徑，長度，寬度、高度鍵槽長度、鍵槽深度，孔內徑。則零件需要測量尺寸有4201.011mm430 T.01435_0.025 mn#圓，加工中個工序尺寸，所以選擇 200X 0.02mm游標 卡尺。千分尺測量精度較高的工件，測量工件外徑，長度，寬度、孔內

20、徑。選擇550mm£法線千分尺、2550mn#徑千分尺和450x 0.05mmi|米卡尺 用于測量磨削外圓尺寸*20 101 mm d35_0.025 mn#圓尺寸，10x40mn®槽綜合量規(guī)測量鍵槽，達到測量尺寸要求。8、設計總結與體會按照本工藝設計加工出來的傳動軸完全能達到圖紙的設計要求。并且能充分 利用現(xiàn)有的普通車床、普通銃床及磨床等設備加工傳動軸。選擇的合理工藝路 線提高生產效率，縮短生產周期，降低生產成本。體會：此次課程設計，讓我們受益非淺，不僅培養(yǎng)了我們發(fā)現(xiàn)問題、分析問 題、解決問題的邏輯思維能力，更重要的是學會了熟悉運用機械制造工藝學中的 基本理論實際知識解決零件在加工中的定位，夾緊，以及工藝路線安排，工藝 尺寸確定等問題保證加工質量。通過這次軸的設計，讓我們從機械基礎到公差配 合、從機械制圖、計算機繪圖到機床設備應用，把機械制造過程中的各種知識 綜合整理，又有了更高層次的理解和發(fā)現(xiàn)。通過對傳動軸軸加工的工藝設計以及設計說明書的編寫，進一步培養(yǎng)了我 們分析、總結和表達的能力，鞏固、深化了在設計中所獲得的知識，讓我們更加 貼近于生產實際，讓我們更加清晰的看到了理論與實際在設計中的差別 ，通過設 計使我們能夠