传动轴设计说明书

摘要机械加工过程规程是规定产品和零件的机械加工过程和操作方法等的过程文件。 生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都必须用机械加工工艺来表现。 因此，机械加工技术规程的设计是一项非常重要、认真的工作。制定机械加工技术规程的原则是在一定的生产条件下，在保证保持量和生产进度的基础上，取得最高的经济效益。 制定过程规则时，要注意以下三方面的问题： 1、技术先进性2 .经济合理性3 .有良好的工作条件，避免环境污染。目录第一节传动轴(批量200点)机械加工工艺设计一、传动轴的用途二、传动轴的技术要求三、审查传动轴的技术性四、确定传动轴的生产类型第二部分确定库存，并绘制库存示意图一、选择空白二、确定空白的尺寸公差和机械加工馀量三、绘制传动轴锻造空白图第三节制定传动轴的工艺路线一、定位基准的选定二、表面加工方法的确定三、加工阶段的划分四、工程的集中和分散五、工程顺序的安排六、确定工艺路线第四节机床设备和工艺装备的选定一、机床设备的选定二、技术装备的选定第五节加工馀量、工序尺寸和公差的确定另一方面，g轴外周面40的决定二、e轴外周面30的确定三、m轴外周面35的决定四、f轴右部分的外周面30的确定五、f轴左侧部分的外周面30的确定六、n轴外周面25的确定七、M20x1.5螺丝的加工第六节切削量、时间常数的计算一、切削使用量的计算二、时间分配的计算第七节心得第8节参考文献第九节附录第一节传动轴(批量200点)机械加工工艺设计一、传动轴的用途传动轴广泛用于各种机械和传动系统，用于传递动力。 由于在传递力的过程中主要受到交变扭矩和冲击，因此该零件必须具有足够的强度、刚性和韧性。 该零件的主要工作表面是e、m、f、n四个台阶轴的外周表面，它们的精度和表面粗糙度要求很高，在设计工艺规程时必须重点保证。二、传动轴的技术要求表1传动轴零件技术要求表加工表面尺寸及偏差/mm公差和精度等级表面粗糙度Ra /m几何公差/mm传动轴的两端面215没有没有没有m轴肩左端面32没有没有没有n轴肩右端面20没有没有没有f轴肩右端面58没有没有没有p面65没有0.8没有q面104没有0.8没有g轴外周面40没有没有没有f轴外周面左部(有配合要求)300.0065PS 60.8没有f轴外周面右部(无配合要求)-0.0230 -0.072PR0.8没有n轴外周面025 -0.013PS 60.8没有m轴外周面350.008PS 60.8e轴外周面300.0065PS 60.8没有m轴外周面上键槽侧面-0.01510 -0.085IT103.2没有n轴外周面上的键槽侧面-0.0158 -0.065PS 93.2没有该传动轴的零件形状是比较简单的阶梯轴，结构简单。 为了实现轴的正确传递动力和轴和轴的精密配合，要求高精度等级和表面粗糙度。 为了在传递力过程中受到交变扭转载荷和冲击，传动轴需要良好的力学综合性能，一般需要对其进行调质处理，材料为45号钢，能满足其使用要求。 传动轴的配合表面很多，为了保证各表面间的精密配合，需要严格保证中心轴线的形位误差，因此对重要的表面和端面提出了形位误差的要求，在加工时严格保证。 例如，传动轴两个重要端面相对于中心轴线的端面圆抖动，保证垂直度在0.02以内，另外，保证m、n两个重要轴的中心线相对于中心轴线的同轴度误差在0.02以内。如上所述，该传动轴各技术要求合理，符合该零件的实际功能。三、审查传动轴的技术性分析零件图，知道传动轴的两端面和各阶梯轴端面要求切削加工，在轴向上比邻接面高，为了加工面积减少，接触刚性提高的阶梯轴，加工前需要转动中心孔，用一个支撑的方法。 粗车、半精车、粗磨、精磨实现了技术要求，出现了加工方便、螺钉也方便的车。 总体来说，主要工作表面对加工精度和表面粗糙度的要求相对较高，但也可以在正常的生产条件下，用比较经济的方法在保持质量的同时进行加工。 由此可见，这个零件的工艺性很好。四、确定传动轴的生产类型根据设计主题，根据Q=200台/年、m=1件/台生产实绩，备品率a%和不良率b%分别为3%和0.5%。 代入式N=Qm(1 a%)(1 b% )时N=200(1 3%) (1 0.5%)=207件/年该传动轴的重量约为1.31，根据表1-3，传动轴为轻量部件，根据表1-4，该传动轴的生产类型为少量生产。第二部分确定库存，并绘制库存示意图一、选择空白该传动轴在工作中受到交变载荷和冲击，为了增强其强度和冲击韧性，获得纤维组织，空白选择锻件。 生产类型是少量生产，轮廓尺寸大，应该用自由锻炼的方法做空白。二、确定空白的尺寸公差和机械加工馀量从表2-10到表2-12可以看出，为了确定空白的尺寸公差和机械加工馀量，首先需要确定以下要素1 .公差等级根据传动轴的功能和技术要求，将该零件的公差等级决定为普通级。2 .锻件质量已知机械加工后传动轴的重量为1.31，机械加工前的锻件坯料的重量可初步估计为2.5kg。3 .锻件形状复杂的系数该传动轴形状的复杂系数可以根据式(2-3)和式(2-4)计算S=/=2.5/()=2.54/(3.8)=0.83由于0.83在0.63和1之间，因此该传动轴的形状复杂的系数为S1级。4 .锻件的材质系数因为该传动轴的材质是45号钢，碳的质量分数不足0.65%的碳钢，所以该传动轴的材质系数为m-1级。5、锻件的分模线形状由于该轴的几何特征，通过中心轴的平面是分型面，属于直线分型线。6 .零件表面粗糙度从零件图可以看出，该传动轴e的轴的表面粗糙度Ra=0.3，两个键槽侧面Ra=3.2，剩下的都是0.8。根据上述分析，可以用表确认该锻件的尺寸公差和机械加工馀量，结果如表2所示表2传动轴锻造坯料尺寸公差及机械加工馀量锻件重量/公斤包容体重/公斤形状复杂的系数材质系数公差等级2.53sm普通级项目/毫米机械加工馀量/mm尺寸公差/mm备注两端面21572.8 1.4-1.4表2-10e轴外周面3072 (取得7 )1.8 0.9-0.9表2-11m轴外周面3572 (取得7 )2.0 1.0-1.0表2-11n轴外周面2572 (取得7 )1.8 0.9-0.9表2-11g轴外周面40七十二(取6.7 )2.0 1.0-1.0表2-1120螺纹加工轴七十二(取6.7 )1.8 0.9-0.9表2-11f轴3072 (取得7 )1.8 0.9-0.9表2-11注：根据表2-10的表注，按比例分配公差。三、绘制传动轴锻造空白图从表2得到的结果，空白的概略图如图1所示。第三节制定传动轴的工艺路线一、定位基准的选定定位基准分为粗基准和精加工基准。 通常先决定精度基准，然后再决定粗基准。1 .精度标准的选定根据传动轴零件图的设计图和精度基准的选择原则，要求定位基准和设计基准一致，这里选择传动轴两端面的中心孔作为定位基准，可以简单地加工各轴肩端面和各外周面，并且保证加工轴肩面p、q相对于中心轴线的振动误差仅在加工键槽时变更定位基准，根据设计要求以p面和f轴肩右端面为定位基准加工键槽。 即，该传动轴的零件结构简单，定位、安装容易，有助于保证各种技术要求。2 .粗标准的选定选择外圆表面作为粗基准，对一个端面和端面的中心孔进行加工，然后用加工后的端面定位加工另一个端面及其中心孔，而不是通过外圆表面的定位同时加工两个端面，加工能保证两端面的中心线的同轴度，为后续的加工做准备。二、确定表面加工方法根据传动轴部件上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，将加工材料的各表面的加工方法决定为下表表3传动轴零件的各表面加工方案加工表面尺寸精度等级表面粗糙度Ra(um )加工方法备注传动轴两端面、m轴肩左端面和f、n轴肩右端面没有没有粗车表1-6p、q面没有0.8粗车-半修整器-磨削表1-6e外周面PS 60.3粗车-半修整器-磨削表1-6m外周面PS 60.8粗车-半修整器-磨削表1-6f外周面左部(有配合要求)PK 60.8粗车-半自动整理器-磨削表1-6f外周面右部(无适合要求)PK 90.8粗车-半自动整理器-磨削表1-6n外周面PK 60.8粗车-半自动整理器-磨削表1-6m面上的键槽侧面IT103.2粗加工铣削-半自动整理表1-8n面上的键槽侧面PK 93.2粗加工铣削-半整理表1-8三、加工阶段的划分该传动轴是多阶段轴，为了提高毛胚的生产效率，大幅度简化了毛胚，这是因为毛胚的机械加工馀量大，切除大量金属，产生大量的切削热，并且残馀应力再分布变形，所以在安排工序时，要将加工过程分为下一阶段1 .粗加工阶段在粗加工阶段，主要消除各加工面的馀量，制定精加工标准。 这包括粗车的外周，钻头的中心孔。a .粗车两端面、钻头中心孔准备到精密的基础面，正确定位后续工序，保证其他加工表面的形状和位置要求。b .粗车的台阶轴外圆将零件加工成30、35、40、25和20的轴外圆，使此时的原材料的形状接近工件的最终形状和尺寸，只留下适当的加工馀量。c .切开逃跑沟。2、半精加工阶段半精加工阶段的任务是减少粗加工留下的误差，使加工面做好一定的精加工，做好精加工的准备。 包含主轴周围的圆、肩膀的半自动整理装置、培训中心的孔等。3 .完成阶段完成阶段的任务是切实完成图纸规定的精度要求和表面粗糙度要求。 包括表面粗糙度要求高的外圆面m、n和f面左部的磨削加工、外圆面f右部和肩端面p、q的精加工、e外圆面的粗精磨削，以及粗铣削、半铣削的键槽。四、工程的集中和分散该轴的生产类型为小批生产，零件结构复杂，但技术质量要求高，可以选择工序集中原则安排轴的加工工序。 采用通用机床和部分高生产性专用设备，并用专用夹具，实现部分划线法和精度，减少工序数，缩短工序，减少工件移动次数，提高生产效率，采用工序集中的原则，简化生产计划、生产组织的工作，减少作业安排次数，缩短辅助时间五、工程顺序的安排1 .机械加工工序a .按照“先基准后他”的原则，先加工传动轴两端面和钻头中心孔，然后加工车外的圆表面。b .按照“后孔先”原则，先加工端面，加工键槽、丝杠。c .按照“先主后次”的原则，加工主表面：车外圆的各表面、后主表面：铣削键槽。d .根据“粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。2 .热处理工序为了改善工件材料的切削性能，粗加工后进行调质热处理，调质硬度为220240HBS。3 .辅助工序热处理后，校正主轴半精加工后，安排去毛刺和中间检查工序后，安排去毛刺、清洗、最终检查工序。如上所述，该传动轴工序的安排顺序为基准加工-各端面和主表面粗糙化-热处理-主表面半加工-辅助工序-主表面精加工和副表面精加工-主表面精加工。六、确定工艺路线在综合考虑上述工程安排原则的基础上，表4显示了该传动轴的工序。表4传动轴的工序和设备、工装的选定工序编号工序名车床设备刀具测定器1锻造材料2热处理：正火处理3在粗车传动轴的两端面，在两端面开设中心孔CA614090刀，钻头游标卡尺4粗车各轴肩端面及传动轴的各外周面CA614075刀游标卡尺5调质处理220240HBS6培训中心大厅夹紧桌麻花钻头游标卡尺7对e、m、f、n轴外周面及p、q轴肩面进行半整理加工CA614075刀游标卡尺、外周千分尺、游标卡尺8在各端面开车出后续加工表面的退避槽CA6140切槽刀游标卡尺9对于20轴车轮螺钉，在端面以外的各外周端面进行倒角(p、q除外)CA6140螺丝车刀，45字节游标卡尺10将m、f、n、e外周