传动轴：机械加工工艺规程编制(带CAD和各种资料)

1、承德石油高等专科学校机械工程系2010级机械加工工艺规程编制实践报告摘要机械加工工艺规程，是规定零件机械加工工艺过程和操作方法的重要工艺文件。它不仅是企业生产中重要的技术文件，也是机械制造过程中用于指导生产、组织加工和管理工作的基本依据，还是新建和改建工厂或车间的基本资料。本机械加工工艺规程的编制通过传动轴零件图的分析，确定了该零件的毛坯材料及尺寸规格；通过对零件的加工工艺分析，确定了该零件的加工工艺路线，编写了详细的机械加工工艺文件：工艺过程卡片和工序卡片。零件在加工中必须保证重要尺寸的精度和表面质量，并对零件在加工过程中使用的设备和工装进行说明。关键字：传动轴、加工工艺、规程承德石油高等专

2、科学校机械工程系2010级机械加工工艺规程编制实践报告目录1.传动轴的工艺分析及生产类型的确定11.1传动轴的用途分析11.2确定传动轴的生产类型11.3传动轴的技术要求11.4审查传动轴的工艺性22毛坯及定位粗基准的选择32.1选择毛坯322选择定位基准32.2.1精基准的选择32.2.2粗基准的选择33.拟定所选零件的工艺路线43.1选择表面加工方法43.2加工阶段的划分43.3工序的集中与分散43.4加工顺序的安排53.5 零件的工艺路线的确定54. 机床设备及工艺装备的选用74.1 机床设备的选用74.2 工艺装备的选用75.加工余量、工序尺寸和公差的确定85.1传动轴各外圆面加工余量

3、、工序尺寸和公差的确定86切削用量的选择106.1半精车20轴外圆面的切削用量106.2半精车25、35面的切削用量106.2.1半精车25面切削用量106.2.2精车25面切削用量117.体会与收获12参考文献13附录 机械加工工艺过程卡片和工序卡片14 1.传动轴的工艺分析及生产类型的确定1.1传动轴的用途分析传动轴在各种机械或传动系统中广泛使用，用来传递动力。在传力过程中主要承受交变扭转负荷或有冲击，因此该零件应具有足够的强度、刚度和韧性，以适应其工作条件。该零件的主要工作表面为四个阶梯轴的外圆表面，它们的精度和表面粗糙度要求很高，在设计工艺规程时应重点予以保证。1.2确定传动轴的生产类

4、型生产纲领与生产类型的关系如表1-1所示，依题目知：给定零件的生产纲领为年产10000件，查表可得，传动轴属轻型零件，生产类型为大批生产。表1-1 生产纲领与生产类型的关系1生产类型零件的年生产纲领/（台/年或件/年）轻型机械中型机械重型机械单件生产100205小批生产100500202005100中批生产5005000200500100300大批生产50005000050050003001000大量生产>500000>5000>10001.3传动轴的技术要求5图11传动轴的零件简图传动轴与机构中的其他零件通过间隙配合相结合，具有传递力矩，转矩和扭矩等作用。该零件为台阶类零件

5、，形状对称，尺寸精度，形位精度要求均较高。20，35 ，25 为主要配合面，精度均要求较高，需通过磨削得到。从图11可知，图的从左端依次为：mm的外圆，mm外圆的公差为0.02mm，表面粗糙度为Ra1.6；mm的外圆，表面粗糙度为Ra12.5；mm的外圆公差值为0.025mm，表面粗糙度为Ra0.8；键槽的宽度为mm，公差值为0.036，深度为5；mm的外圆公差值为0.02mm，表面粗糙度为Ra0.8；零件采用材料为45号钢，在加工过程中有调质的要求，这样有利于改善零件的加工综合性能，故加工过程中应适时转序。1.4审查传动轴的工艺性分析零件图可知，传动轴两端面和各阶梯轴端面均要求切削加工，并在

6、轴向方向上均高于相邻表面，这样既减少了加工面积，又提高了接触刚度；为了加工阶梯轴，需在加工前切出退刀槽，以方便在加工外圆表面时退刀，避免刮伤加工好的端面；在加工各重要外圆表面时，可以两端定位，通过粗车、半精车、粗磨、精磨来达到技术要求，加工起来比较方便；键槽加工也可以在车床上用铣刀铣出来。总体上，主要工作表面虽然加工精度和表面粗糙度要求相对较高，但也可以在正常的生产条件下，采用较经济的方法保质保量地加工出来。由此可见，该零件的工艺性较好。第 13 页2毛坯及定位粗基准的选择12.1选择毛坯在制订工艺规程时，合理选择毛坯不仅影响到毛坯本身的制造工艺和费用，而且对零件机械加工工艺、生产率和经济性也

7、有很大的影响。由于零件属于轴类，用来传递动力的要求有较好的韧性，加上径向尺寸变化较大，故采用锻件最为适宜，锻件的毛坯余量选择单边为3mm,相比棒料而言减少了加工余量。零件采用的是45钢，具有较好综合机械性能。为了提高生产率，降低成本，故在大批量生产中采用高效率专机和自动机床。22选择定位基准定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准，然后再确定粗基准2.2.1精基准的选择根据传动轴零件图的设计图纸和精基准的选择原则要求定位基准与设计基准相重合，这里选择传动轴的两端面中心孔作为定位基准，可以很方便的加工各轴肩端面和各外圆表面，而且能保证加工轴肩面相对于中心轴线的圆跳动误差，保证加工轴线相对于

8、中心轴线的同轴度误差。只有在加工键槽时需改变定位基准，根据设计要求选择轴肩右端面作为定位基准加工键槽。总之，该传动轴零件结构简单，定位、装夹方便，有利于保证各项技术要求。2.2.2粗基准的选择一般先选择外圆表面作为粗基准，先加工出一个端面和端面的中心孔，然后再以加工出的端面定位加工另一个端面和其中心孔，而不是用外圆表面定位把两个端面同时加工出来，这样加工可以保证两端面中心线的同轴度，并为后续的精加工做好准备。3.拟定所选零件的工艺路线13.1选择表面加工方法根据传动轴零件上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定加工件各表面的加工方法如下：20，35 ，25 的外圆表面的粗糙度为Ra0.8，精度

9、均要求较高，需通过粗车-半精车-磨削得到。传动轴两端面、轴肩左端面和轴肩右端面采用粗车的加工方法；键槽侧面采用粗铣-半精铣的加工方法。3.2加工阶段的划分该轴为多阶梯轴,为了使毛胚生产率高，将毛胚大大的简化了，但是这使得毛胚机械加工余量较大，需要切除大量金属，产生大量的切削热，而且引起残余应力重新分布而变形,因此,安排工序时,应将加工过程分为以下阶段：a.粗加工阶段粗加工阶段主要是去除各加工表面的余量，并作出精基准。它包括粗车外圆、钻中心孔。粗车两端面,钻中心孔:为精基面作好准备,使后续工序定位精准,从而保证其他加工表面的形状和位置要求.粗车阶梯轴外圆:将零件加工出20,32，35,和25的轴

10、外圆使此时坯件的形状接近工件的最终形状和尺寸,只留下适当的加工余量.切出退刀槽b.半精加工阶段半精加工阶段的任务是减小粗加工留下的误差，使加工面达到一定得精的，为精加工做好准备。它包括主轴各处外圆、台肩的半精车和修研中心孔等。c.精加工阶段精加工阶段的任务是确保达到图纸规定的精度要求和表面粗糙度要求。它包括对表面粗糙度要求较高的外圆面左部的磨削加工、对外圆面右部和轴肩端面的精车加工和对外圆面的粗精磨，然后粗铣、半精铣键槽。3.3工序的集中与分散该轴的生产类型为大批生产，零件的结构复杂程度一般，但有较高的技术质量要求，可选用工序集中原则安排轴的加工工序。采用高效率专机和自动机床，配用专用夹具，与

11、部分划线法达到精度以减少工序数量，缩短工艺路线，减少工件的搬动次数，提高生产效率；采用工序集中原则，使生产计划、生产组织工作得以简化，工作装夹次数减少，辅助时间缩短，而且易于保证各加工表面之间的相互位置精度要求。3.4加工顺序的安排a.该轴要求热处理为改善工件材料的切削性能，在粗加工后应进行调质热处理。b.辅助工序在热处理之后，安排主轴校直；在半精加工之后，安排去毛刺，中检；在精加工后，安排去毛刺，清洗和终检工序c.机械加工工序1.按“先基准面后其他”的原则，首先加工传动轴两端面和钻中心孔，再车外圆表面。2.遵循“先面后孔”的原则，先加工端面，再加工键槽。3.按“先主后次”的顺序，先加工主要表

12、面：车外圆各个表面，后加工次要表面：铣键槽。4.按“先粗后精”的顺序，先加工精度要求较高的各主要表面，后安排精加工。综上所述，该传动轴工序的安排顺序为：基准加工各端面和主要表面粗加工热处理主要表面半精加工辅助工序主要表面磨加工和次要表面加工主要表面精磨加工。3.5 零件的工艺路线的确定跟据上面加工工艺过程的分析，最后确定工艺路线，如下表： 表3-1传动轴加工工艺路线工序号工序名称工序内容车床设备1锻造锻造毛坯2热处理正火处理3打中心孔平两头端面，打中心顶尖孔普通车床4粗车粗车各外圆表面，切槽，倒角普通车床5热处理调质处理 220240HBS6半精车对轴外圆面及轴肩面半精加工普通车床7车退刀槽在

13、各端面处车出后续加工表面的退刀槽普通车床8磨削对外圆表面和轴肩面磨削加工至尺寸磨床9划线画键槽加工线平台10铣键槽铣键槽至规定要求立式铣床11去毛刺钳工台12清洗清洗机13终检4. 机床设备及工艺装备的选用344.1 机床设备的选用由于该轴生产类型为大批生产，且采取的工序集中，加工设备宜选用给高生产效率的专用机床、组合机床或自动机床。4.2 工艺装备的选用 工艺装备主要包括刀具、夹具和量具。a.刀具的选择：在选择刀具形式和结构时，一般优先选用标准刀具，工序集中时，应选用高效专用刀具、复合刀具和多刃刀具。另外，刀具的类型、规格、精度等级应符合加工要求。粗车加工零件的端面和倒角可选用主偏角为45，

14、副偏角为15，由于车端面的粗加工和精加工都由一把车刀完成则前角为15，后角为6，刃倾角可取负值为-3的45YT15弯头车刀。零件为阶梯轴则粗车加工时选用主偏角为90、副偏角为10º、前角为10º、后角为5º，由于是粗车刃倾为负取-3º的90YT15外圆车刀。半精车加工时选用主偏角为90º、副偏角为15、前角为20、后角为8，在精加工中刃倾角为正取5的90YT15外圆车刀。铣键槽使用圆柱键槽铣刀加工。b.夹具的选择：加工该零件需要使用专用夹具。c.量具的选择：采用极限量规和高效专用量仪等。5.加工余量、工序尺寸和公差的确定5.1传动轴各外圆面加工

15、余量、工序尺寸和公差的确定2表5-120轴外圆面的确定工序名称工序余量/mm加工经济精度/mm表面粗糙度Ra/um工序基本尺寸/mm尺寸公差/mm磨削0.2IT60820±0.01半精车1.3IT123.220.200.046粗车2IT1312.521.500.12锻造±223.5表5-232轴外圆面的确定工序名称工序余量/mm加工经济精度/mm工序基本尺寸/mm磨削0.2IT630半精车1.3IT1230.2粗车2IT1331.5锻造±233.5表5-325轴外圆面的确定工序名称工序余量/mm加工经济精度/mm表面粗糙度Ra/um工序基本尺寸/mm尺寸、公差/m

16、m磨削0.2IT60825±0.01半精车1.3IT123.225.200.046粗车2IT1312.526.500.12锻造±228.55-435轴外圆面的确定工序名称工序余量/mm加工经济精度/mm表面粗糙度Ra/um工序基本尺寸/mm尺寸、公差/mm磨削0.2IT6083500.025半精车1.3IT123.235.200.046粗车2IT1312.536.500.12锻造±238.56切削用量的选择1合理选择切削用量，就是选择切削速度、进给量和被吃刀量的组合，使之在一定的生产条件下获得合格的加工质量，提高生产效率和降低生产成本。所以粗车时，选择切削用量如下

17、：该工序虽然分了多个工步进行，但每个工步的背吃刀量、进给量和切削速度都相同，因为这些工步都是在一台机床上经一次走刀加工完成的，所以分析一个工步即可。现以半精车20轴外圆面为例，计算切削用量：6.1半精车20轴外圆面的切削用量a.背吃刀量的确定 半精车20轴外圆面的加工余量为1.3，由于加工余量为双边余量，故ap=0.65mm b.进给量的确定 由表查得，可取进给量f=0.4mm/r c.切削速度的确定 根据卧式车床CA6140的切削速度范围，取V=30m/min，可求得： n=1000V/d=318.47r/min，根据机床型号查得转速为n=320r/min，则V=nd/1000=30.2m/

18、min由于各工步加工轴的直径不同，算出的转速也不相同，但都靠近n=320r/min，故可以统一起来取值。6.2半精车25、35面的切削用量两面的技术要求相同，都是为了保证表面粗糙度Ra=0.8，而长度方向的尺寸只要满足基本尺寸要求即可，无需保证公差值。为了简化计算，这里只取25轴面作为对象，最后计算结果的两倍即为该工序的最终结果。6.2.1半精车25面切削用量a.背吃刀量的确定 因为已知该工步的加工余量为1.3，ap=0.65mm,分两次进给。b.进给量的确定 由表查得，可取进给量f=0.4mm/rc.切削速度的确定 根据卧式车床CA6140的切削速度范围，取V=30m/min，可求得： n=

19、1000V/d=318.47r/min，根据机床型号查得转速为n=320r/min，则V=nd/1000=30.2m/min6.2.2精车25面切削用量a.背吃刀量的确定 因为已知该工步的加工余量为1.3，ap=0.65mm,分两次进给b.进给量的确定 由表查得，可取进给量f=0.4mm/rc.切削速度的确定 根据卧式车床CA6140的切削速度范围，取V=30m/min，可求得： n=1000V/d=318.47r/min，根据机床型号查得转速为n=320r/min，则V=nd/1000=30.2m/min7.体会与收获在传动轴机械加工工艺规程编制的初期阶段，由于没有端正课程设计的态度，认为机械制造基础课程设计当中没有什么计算，是一件很容易的事情，每天懒懒散散，三天打渔，两天晒网，结果一无所获。随着课程设计的期限的减少，同学们都陆续完工，而我还没有找到一点头绪。在最后七天里，我下定决心，首先到图书馆找到相关资料。在翻阅了诸多资料和参考其他同学的课程设计之后，我慢慢有了头绪。其中涉及大量的机械设计、机械制图、公差与配合方面的知识，由于基本功不扎实，很多问题我都很模糊，只好硬着头皮请教同学。那个体会到了“书到用时方恨少”的滋味儿。经过近七天的废寝忘食，我终于成功的完成了我的课程设计。在那一刻，我体会到了成功的喜悦，那种成就感让我觉得我两天的努力是值得的。我在这次传动轴机械加