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机械制造工艺学课程设计

--传动轴加工工艺设计

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指导老师:

组员:

传动轴机械加工工艺

轴类零件是常见的典型零件之一。

按轴类零件结构形式不同,一般可分为光轴、阶梯轴和异形轴三类;或分为实心轴、空心轴等。

它们在机器中用来支承齿轮、带轮等传动零件,以传递转矩或运动。

台阶轴的加工工艺较为典型,反映了轴类零件加工的大部分内容与基本规律。

下面就以减速箱中的传动轴为例,介绍一般台阶轴的加工工乙。

1.零件图样分析

 

图A-1

图A-1所示零件是减速器中的传动轴。

它属于台阶轴类零件,由圆

柱面、轴肩、螺纹、螺尾退刀槽、砂轮越程槽和键槽等组成。

轴肩一般

用来确定安装在轴上零件的轴向位置,各环槽的作用是使零件装配时有

一个正确的位置,并使加工中磨削外圆或车螺纹时退刀方便;键槽用于

安装键,以传递转矩;螺纹用于安装各种锁紧螺母和调整螺母。

根据工作性能与条件,该传动轴图样(图A-1)规定了主要轴颈M,N,外圆P、Q以及轴肩GH、I有较高的尺寸、位置精度和较小的表面粗糙度值,并有热处理要求。

这些技术要求必须在加工中给予保证。

因此,该传动轴的关键工序是轴颈MN和外圆P、Q的加工。

毛坯图

2.确定毛坯

该传动轴材料为45钢,因其属于一般传动轴,故选45钢可满足其

要求。

本例传动轴属于中、小传动轴,并且各外圆直径尺寸相差不大,故选择060mm勺热轧圆钢作毛坯

3.确定主要表面的加工方法

传动轴大都是回转表面,主要采用车削与外圆磨削成形。

由于该传动轴的主要表面MN、P、Q的公差等级(IT6)较高,表面粗糙度Ra值(Ra=0.8um)较小,故车削后还需磨削。

外圆表面的加工方案(参考表A-3)可为:

粗车-半精车-磨削

余量与偏蹇

折草长度■

E'|:

EW」〜二

直径余童

经或未经热处理零件的粗车

200

直径余量

经或未经熟处理零件的粗车

>200^-400

直径余量

半精车:

未经熱处理

^200

0.5

直径余量

半精车:

未经熟处理

>200—400

直径余量

半精车:

经熱赴理

^200

0.8

直径余量

半精车:

经熱处理

>200^400

直径偏差

荒车(hl4)

-0.30

直径偏差

粗车(hl2—hl3)

-0.12〜-0.18

 

雲片呈本尺寸;>^0—50

2.0

2.3

2.51

2.2

2.5

2.8]

1,4

1.5

1,5

1,5

1.8

1,8」

1.5

1.S

1,8

1.9

2.0

2.0

-0.62

-0*74

二0.87

直径余量

第一种:

经或未经熟处理零件的终暦

W200

0.15

直径余量

第一种:

经或未经熱处理雾件的终磨

>200—400

0.20

直径余量

第二种:

熱处理后粗磨

W200J

0.10

直径余量

第二种:

熱处理后粗磨

>200—4001

0,12

直径余量

第二种:

热处理后半精磨

0.05

直径余量

第二种;热处理后半精曆

>200^400]

0*03

直径余量

第三种:

熱处理前粗磨

^200

直径余量

第三种:

熱蛙理前粗曆

>200—400]

4.

确疋疋位基准

合理地选择定位基准,对于保证零件的尺寸和位置精度有着决定性的作用。

由于该传动轴的几个主要配合表面(Q、P、NM)及轴肩面(H、G)对基准轴线A-B均有径向圆跳动和端面圆跳动的要求,它又是实心轴,所以应选择两端中心孔为基准,采用双顶尖装夹方法,以保证零件的技

术要求。

粗基准采用热轧圆钢的毛坯外圆。

中心孔加工采用三爪自定心卡盘

装夹热轧圆钢的毛坯外圆,车端面、钻中心孔。

但必须注意,一般不能

用毛坯外圆装夹两次钻两端中心孔,而应该以毛坯外圆作粗基准,先加

工一个端面,钻中心孔,车出一端外圆;然后以已车过的外圆作基准,

用三爪自定心卡盘装夹(有时在上工步已车外圆处搭中心架),车另一端面,钻中心孔。

如此加工中心孔,才能保证两中心孔同轴。

5•戈U分阶段

对精度要求较高的零件,其粗、精加工应分开,以保证零件的质量。

该传动轴加工划分为三个阶段:

粗车(粗车外圆、钻中心孔等),半精车(半精车各处外圆、台阶和修研中心孔及次要表面等),粗、精磨(粗、精磨各处外圆)。

各阶段划分大致以热处理为界。

6.热处理工序安排

轴的热处理要根据其材料和使用要求确定。

对于传动轴,正火、调质和表面淬火用得较多。

该轴要求调质处理,并安排在粗车各外圆之后,半精车各外圆之前。

综合上述分析,传动轴的工艺路线如下:

下料t车两端面,钻中心孔t粗车各外圆t调质t修研中心孔t半精车各外圆,车槽,倒角T车螺纹T划键槽加工线T铣键槽T修研中心孔T磨削T检验。

7.加工尺寸和切削用量

传动轴磨削余量可取0.5mm半精车余量可选用1.5mm加工尺寸可由此而定,见该轴加工工艺卡的工序内容。

车削用量的选择,单件、小批量生产时,可根据加工情况由工人确定;

般可由《机械加工工艺手册》或《切削用量手册》中选取。

粗车车削速度计算公式

计算结果:

97.065

进给量和切削深度表

粗车:

深度2

进给0.6r/mm

加工材料|车刀门杆尺寸BXH(顽)

工件直径(m)I车肖濟度aP価)|进给量f血/工:

碳素结枸钢和合金结枸钢

13X25

20

0.3^0.4

碳素结构钢和合金结枸钢

13X25

40

Wd

0.4^0.5

碳素结构钢和合金结枸钢

13X25

40

>3^5

0.3^0.4

碳素结枸钢和合金结枸钢

1SX25

00

Ws

0.L0*7

碳素结枸钢和合金结枸钢

13X25

00

>3—5

0.4^0.a

碳素结构钢和合金结枸钢

13X25

00

>5〜E

0.3^0.5

碳素结构钢和合金结枸钢

16X26

100

Wd

0■日〜0*0

碳素结枸钢和合金结枸钢

13X25

100

>3—5

0.7

碳素结枸钢和合金结枸钢

13X25

100

>5—8

0.5—0.S

碳素结构钢和合金结枸钢

13X25

100

>3^12

0.4^0.5

①52mn加工余量和工序尺寸分布图

 

 

①46mn加工余量和工序尺寸分布图

 

Q.055

仙前0,1

0.39

m

r/////:

1L7

 

 

L4

①44mn加工余量和工序尺寸分布图

1

0.15

UE3

0

1%7

Q039

B.39

①35mm加工余量和工序尺寸分布图

①30mnj加工余量和工序尺寸分布图

①24mm加工余量和工序尺寸分布图

ooeifl0M

8拟定工艺过程

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,在考虑主要

表面加工的同时,还要考虑次要表面的加工。

在半精加工052mm044mm及M24mm卜圆时,应车到图样规定的尺寸,同时加工出各退刀槽、倒角和螺纹;三个键槽应在半精车后以及磨削之前铣削加工出来,这样可保

证铣键槽时有较精确的定位基准,又可避免在精磨后铣键槽时破坏已精加工的外圆表面。

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。

传动轴机械加工工艺卡

机械加工工艺

产品名

图号

零件名

传动

共1页

第1页

毛坯种类

圆钢

材料

牌号

45钢

毛坯尺

060mm<

265mm

工种

工步

工序内容

设备

工具

/、

/、

/、

1

060mm<265mm

2

三爪自定心卡盘夹持工件毛坯外

车床

1

车端面见平

C6140

2

钻中心孔

中心

C

2mm

用尾座顶尖顶住中心孔

3

粗车C46mn外卜圆至C48mm长118m

m

4

粗车C35mn外卜圆至C37mm长66mr

m

5

粗车M24mm卜圆至C26mm长14mm

i

调头,三爪自定心卡盘夹持C48mm处

(C44mm外卜圆)

r\

6

车另一端面,保证总长250mm

7

钻中心孔

用尾座顶尖顶住中心孔

8

粗车C52mm外卜圆至C54mm

A

粗车C35mm外卜圆至C37mm长93mr

m

10

粗车C30mm外卜圆至C32mm长36mr

m

11

粗车M24mm卜圆至C26mm长16mm

i

12

检验

3

调质处理220〜240HBS

4

修研两端中心孔

车床

5

双顶尖装夹

车床

1

半精车C46mm外卜圆至C46.5mm长

120mm

2

半精车C35mm外b圆至C35.5mm长

68mm

3

半精车M24mm卜圆至C24-0.1—

0.2mm,长16mm

4

半精车2〜3mm<0.5mm环槽

5

半精车3mr

r\

6

倒外角1mr<45°,3处

调头,双顶尖装夹

7

半精车C35mm外圆至C35.5mm,长

95mm

8

半精车C30mm外圆至C30.5mm长

38mm

9

半精M24mm卜圆至C24—0.1—0.2

mmmm长18mm

10

半精车C44mn至尺寸,长4mm

11

车2〜3mmx0.5mm环槽

12

车3mn

13

倒外角lmmX45°,4处

14

检验

6

双顶尖装夹

1

车M24mmi.5mm〜6g至尺寸

车床

调头,双顶尖装夹

2

车M24mm1.5mm-6g至尺寸

3

检验

7

划两个键槽及一个止动垫圈槽加工

线

8

用V形虎钳装夹,按线找正

1

铣键槽12mM36mm保证尺寸41〜

41.25mm

立铣

2

铣键槽8mm<16mm,保证尺寸26〜

26.25mm

3

铣止动垫圈槽6mm<16mm,保证

20.5mm至尺寸

4

检验

9

修研两端中心孔

车床

10

1

磨外圆C35±0.008mm至尺寸

外圆磨

2

磨轴肩面1

3

磨外圆C30±0.0065mm至尺寸

4

磨轴肩面H

调头,双顶尖装夹

5

磨外圆P至尺寸

6

磨轴肩面G

7

磨外圆N至尺寸

8

磨轴肩面F

9

检验

9•传动轴机械加工工艺过程工序简图

为了表达清楚各工序的内容及要求,其传动轴加工工艺过程的工序简

图见表A-2。

表A-2传动轴加工工序简图

 

 

 

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