机械加工工艺课题——传动轴.

1、川 ZIBO VOCATIONAL INSTITUTE课程设计说明书课题名称传动轴的加工工艺规程编制所在系院专业年级pii数控二班二组指导教师职 称2012年 12月28日轴类零件毕业设计是机械工程类专业学生完成本专业教学计划的最后一个 极为重要的实践性教学环节，是使学生综合运用所学过的基本理论、基本知识与 基本技能去解决专业范围内的工程技术问题而进行的一次基本训练。这对学生即将从事的相关技术工作和未来事业的开拓都具有一定意义。传动轴是组成机器零件的主要零件之，一切做回转运动的传动零件（例如：齿轮，蜗轮等）都必须安装在传动轴上才能进行运动及动力的 传动，传动轴常用 于变速箱与驱动桥之间的连接。

2、这种轴一般较长，且转速高， 只能承受扭矩而不 承受弯矩。应该使传动轴具有足够的刚度和高临界转速，在强度计算中， 由于所 取的安全系数较大，从而使轴的尺寸过大关键词：传动轴，零件，加工工艺第1章分析零件的结构和技术要求 错误！未定义书签。1.1 传动轴的结构 41.2 传动轴的技术要求 31.3 零件图 4第2章明确零件毛坯状况 52.1 传动轴毛坯 52.2 传动轴材料 5第3章拟定零件的工艺路线 63.2 热处理 63.3 拟定工艺规程 6第4章设计工序内容 74.1 工步1 74.2 工步2 错误！未定义书签。4.3 工步3 74.4 工步4 84.5 工步5 84.6 工步6 8第5章填

3、写工艺卡片钻模的设计 95.1 钻模的应用 95.2 钻模的装夹 10总结 11致谢 12参考文献 13第一章分析零件的结构和技术要求轴类零件是机械零件中的关键零件之一。 在机器中，它的主要功用是支撑传 动零件、传递扭矩、承受载荷，以及保证装在轴上的零件等有一定的回转精度。1.1 传动轴的结构此传动轴也是机器中经常遇到的典型零件之一。它主要用来传递力和扭矩。轴类零件是回转体零件。按结构形式不同，轴可以分为阶梯轴、锥度心轴、 光轴、空心轴、曲轴、凸轮轴、偏心轴、各种丝杠等；根据结构外形的不同，轴 类零件可分为光轴、阶梯轴、空心轴和曲轴等；加工表面一般由同心轴的外圆柱 面、圆锥面、键槽、横向空、内

4、孔和螺纹及相应的端面所组成。轴的长径比小于 5的称为短轴，大于20的称为细长轴，大多数轴介于两者之间。此传动轴是短轴，是一个高转速、少支承的回转体零件。它属于 阶梯轴，加工表面有外圆柱面、键槽等。1.2 传动轴的技术要求(1) 尺寸精度轴类零件的主要表面常为两类， 一类是与轴承的内圈配合的外 圆轴颈，即支承轴颈，用于确定轴的位置并支承轴，尺寸精度要求较高，通常为 IT5IT7 ;另一类为与各类传动件配合的轴颈，即配合轴颈，其精度稍低，通常 为 IT6IT9。(2) 几何形状精度主要指轴颈表面、外圆面等重要表面的圆度、圆柱度。其 误差一般应限制在尺寸公差范围内， 对于精密轴，需在零件图上另行规定

5、其几何 形状精度。(3) 相互位置精度包括内、外表面，重要轴面的同轴度、圆的径向跳动、重 要端面对轴心线的垂直度、端面间的平行度等。(4) 表面粗糙度轴的加工表面都有粗糙度的要求，一般根据加工的可能性和 经济性来确定。1.3零件图m.cis Azl. 0 I 5 A0.0 4 5|In"总73dZIO.ci ftW.DCOI65片尹|(口圧”A-A三|0,咗|D-= o.oa c第二章明确零件毛坯状况2.1传动轴毛坯：轴类零件可根据使用要求、生产类型、设备条件及结构，选用棒料、锻件等 毛坯形式。对于外圆直径相差不大的轴，一般以棒料为主；而对于外圆直径相差 大的阶梯轴或重要的轴，常选用

6、锻件，这样既节约材料又减少机械加工的工作量， 还可改善机械性能。根据生产规模的不同，毛坯的锻造方式有自由锻和模锻两种。 中小批生产多 采用自由锻，大批大量生产时采用模锻。2.2 传动轴材料轴类零件应根据不同的工作条件和使用要求选用不同的材料并采用不同的 热处理规范（如调质、正火、淬火等），以获得一定的强度、韧性和耐磨性。45钢是轴类零件的常用材料，它价格便宜经过调质（或正火）后，可得到 较好的切削性能，而且能获得较高的强度和韧性等综合机械性能，淬火后表面硬度可达4552HRC40Cr等合金结构钢适用于中等精度而转速较高的轴类零件，这类钢经调质 和淬火后，具有较好的综合机械性能。轴承钢GCr15

7、和弹簧钢65Mn经调质和表面高频淬火后，表面硬度可达50 58HRC并具有较高的耐疲劳性能和较好的耐磨性能，可制造较高精度的轴。综上所述：我们选取45钢为本次实训的选材材料。260第三章拟定零件的工艺路线3.1定位基准的选择（1）粗基准的选择：由于本传动轴全部表面均需加工，而轴的中心线作为精基 准，应该选择该传动轴的一端面作为主要的定位粗基准。（2）精基准的选择：本零件是传动轴，孔是其设计基准亦是其装配基准和测量 基准，为避免由于基准不重合而造成的误差且考虑到要保证零件的加工精度和装 夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，应该选择传动轴的中 心线以及粗加工后的端面为主要的定位精基

8、准。3.2热处理（1）锻造毛坯在加工前，均需安排正火或退火处理，使钢材内部晶粒细化， 消除锻造应力，降低材料硬度，改善切削加工性能。（2）调质一般安排在粗车之后、半精车之前，以获得良好的物理力学性能。（3）表面淬火一般安排在精加工之前，这样可以纠正因淬火引起的局部变形。（4）精度要求高的轴，在局部淬火或粗磨之后，还需进行低温时效处理3.3拟定工艺规程定位精基准面中心孔应在粗加工之前加工，在调质之后和磨削之前各需安排一 次修研中心孔的工序。调质之后修研中心孔为消除中心孔的热处理变形和氧化 皮，磨削之前修研中心孔是为提高定位精基准面的精度和减小锥面的表面粗糙度 值。拟定传动轴的工艺过程时，在考虑主

9、要表面加工的同时，还要考虑次要表面 的加工 。在拟定工艺过程时，应考虑检验工序的安排、检查项目及检验方法的确定。 所确定的该传动轴加工工艺过程见表。3.4加工顺序的安排一钻孔(2)加工工艺路线为：下料一热处理一粗加工-精加工一磨一铣键槽 手铰螺纹一检验。第四章设计工序内容机床：CA6140刀具：硬质合金的90°外圆车刀(台阶轴)45°刀(倒角)工步1,粗车7068外圆背吃刀量:ap=2mm二次走刀完成 进给量：f=0.30.6mm/r，考虑刀杆材料的刚性则取 f=0.4mm/r (表2-17) 查表2-17得切削速vc=100120取值=120 主轴转速：n=1000vc/

10、 n d=575r/min对照车床转速得实际转速为 n=560r/mi n则实际切削速度：v= n d n/1000120m/min工步2.粗车70外圆60.8外圆55.8外圆50.8外圆(1) 背吃刀量： 即=2mm(2) 进给量：f=0.3-0.6mm/r，考虑刀杆材料的刚性则取 f=0.4mm/r 切削速度vc=100-120取值120m/min(4)主轴转速：n=1000vc/ n d=575r/min对照车床转速得实际转速为n=560r/mi n则实际切削速度：v= n d n/1000120m/min工步3.精车60.8外圆60.3外圆55.3外圆50.3外圆60.8外圆(1) 背

11、吃刀量： 即=0.3mm(2) 进给量：f=0.080.3mm/r,考虑刀杆材料的刚性则取 f=0.2mm/r (表2-17) 切削速度vc=140180取值150m/min(4)主轴转速：n=1000vc/ n d=785r/min对照车床转速得实际转速为 n=900r/mi n则实际切削速度：v= n d n/1000=172mm/min工步4.磨60.3外圆55.3外圆50.3外圆42.3外圆(1) 背吃刀量：ap=0.1mm(2) 进给量：考虑刀杆材料的刚性则取 f=0.1mm/r 切削速度vc取值200m/min(4)主轴转速：n=1000vc/ n d=1056r/min对照车床转

12、速得实际转速为n=1000r/mi n工步5.铣键槽机床：立式铣床 转速n=725r/min横向进给量为f=0.1r/minh=7 和 5mm, L=50 和 56mm工步6.钻M6-5H的螺纹孔(1) 机床：钻床 转速n=195r/min(2) 进给量：考虑刀杆材料的刚性则取 f=0.7mm/r切削速度vc取值30m/min第五章钻模的设计5.1钻模的应用钻床夹具是在钻削加工中，用以准确地确定工件位置，并将其牢固地夹紧的 工艺装备。它的主要作用是控制刀具的加工位置和引导其送进加工方位，可靠地保证加工零件的位置精度，提高加工效率，减轻劳动强度，充分发挥和扩大机床的 工艺性能。因此,钻床夹具的设

13、计在机械制造加工中占有重要的地位。加工孔时，刀具的尺寸受到被加工孔尺寸的限制，对刀具的刚性影响很大。尺寸与精度要求 相同的孔与外圆面，孔加工往往需要花费更多的工时，刀具的消耗和产生废品的 机率性也较大。所以在钻床夹具设计中应充分考虑工件的加工精度，降低工件的制造成本和提高机械加工的劳动生产率。 夹具体应结构简单，操作便捷,容易装卸, 清除切屑要方便。有时为了扩大机床的使用范围，夹具还应具有良好的结构工艺性,便于制造、装配、检验、调整与维修。5.2钻模的装夹在钻床上用三爪卡盘夹零件右端的 55外圆，旋转90°,使零件竖直螺纹 孔的加工面正对钻头，先将 42外圆上的键安装在键槽内，然后将

14、钻模套在 42外圆上并使钻模套上的键槽与键配合，钻模内有高度为7.5直径为10的圆台， 为钻孔时提供排屑空间，钻模与钻模套筒使用螺钉连接保证在钻孔时钻模固定不 动，保证螺纹孔的位置精度，钻完孔时用手按住钻模套当拔出钻头是钻模套不会 随着钻头的退出而移动。此次课程设计，让我们受益非浅，不仅培养了我们发现问题、分析问题、解决 问题的逻辑思维能力，更重要的是学会了熟悉运用机械制造工艺学中的基本理论 实际知识解决零件在加工中的定位，夹紧， 以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等 问题保证加工质量。通过这次轴的设计，让我们从机械基础到公差配合、从机械 制图、计算机绘图到机床设备应用， 把机械制造过程中的各种知

15、识综合整理， 又 有了更高层次的理解和发现。通过对传动轴轴加工的工艺设计以及设计说明书的编写，进一步培养了我们 分析、总结和表达的能力，巩固、深化了在设计中所获得的知识，让我们更加贴近 于生产实际，让我们更加清晰的看到了理论与实际在设计中的差别 ，通过设计使 我们能够综合、灵活、有条理地应用机械制造方面的知识 ，熟练掌握机械加工工 艺规程的制定，充分表达自己对工艺的理解和发现。在设计中，老师的细心指导，让我们了解了自己在学习过程中的缺陷，使我们 进一步熟悉及应用机械制造中的理论研究，培养了我们一丝不苟、严谨认真的工 作作风和良好习惯！课程设计是我们所学知识的总结及运用，同时也让我们进一 步熟悉

16、了计算机的操作，让我们为毕业后上岗有了信心。在此，感谢老师的认真指 导！时光飞逝，一转眼我的大学生活已经过去两年。这两年我学到了很多很多的 知识，是我人生的一个转折。我之所以能取得这些成绩，除了有自己的努力外， 在我的学习，生活中还得到了很多人的关心和帮助。 在此我要对他们表示衷心的 感谢。首先，我要感谢我的指导老师，在作业设计中， 她不遗余力地指导和帮助我 们。在她他孜孜不倦的教诲下，我们顺利地完成了作业设计。 杨老师对工作认真 负责的态度，对学生无私的关怀，使我受益良多。我衷心地感谢她。在此，我还要感谢在一起组员，正是由于我们的团结协作， 我们才能克服一 个一个的困难和疑惑，直至本文的顺利完成。 特别感谢我的同学，你们对本课题 做了不少工作，给予我们