传动轴轴的加工工艺规程的设计.docx
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传动轴轴的加工工艺规程的设计
承德石油高等专科学校机械工程系
机械加工工艺规程
编制工程实践报告
姓名：
高武梁
专业班级：
机械制造与自动化1005
学号：
35
机械工程系
2012年5月10日
绪论
所谓机械加工工艺规程，是指规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。
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要通过机械加工工艺规程来体现。
因此，机械加工工艺规程的设计是一项十分重要而又非常严肃的工作。
制订机械加工工艺规程的原则是：
在一定的生产条件下，在保证质量和生产进度的前提下，能获得最好的经济效益。
制订工艺规程时，应注意以下三方面的问题：
1、技术上的先进性2、经济上的合理性3、有良的劳动条件，避免环境污染
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。
关键字：
传动轴、零件、刚度、强度、表面法兰
ABSTRACT
Theso-calledmechanicalprocessingprocedure,itistopointtoprovisionsproductsorcomponentsinmachiningtechnologyprocessandoperationmethodofprocessdocuments.Thesizeoftheproduction,processoflevelandprocessproblemstosolveallthemethodsandmeansofthemachiningprocessplanningtoreflect.Therefore,themachiningprocessplanningdesignisaveryimportantandveryseriouswork.
Makethemachiningprocessplanningprincipleis:
incertainproductionconditions,thequantityandtheguaranteeproductionprogress,underthepremiseofthebesteconomicbenefit.Developtechnicalprocess,weshouldpayattentiontothefollowingthreeproblems:
1,technicaladvaneed2,economicrationality3,havegoodworkingconditions,andavoidthepollutionoftheenvironmentThismechanicalprocessingprocedureoftransmissionshaftpartsthroughtheanalysisofthegraph,determinethecomponentsoftheblankmaterialandsize;Throughtheanalysisofthetechnologyofpartsprocessing,todeterminethepartsprocessingprocessroute,writedetailedmachiningprocessdocuments:
processcardandprocesscard.
Keyword:
driveshaft,parts,stiffness,strength,surfaceflange
一、传动轴的工艺分析及生产类型的确定4
1.1确定传动轴的生产类型4
1.2零件图样分析5
1.3精度分析5
1.4传动轴的工艺性分析5
二、传动轴毛坯、定位粗精基准及装夹的选择7
2.1选择毛胚7
2.2定位粗精基准及装夹的选择7
2.3装夹的选择7
2.4改进工件的装夹方式8
三、拟定传动轴的加工原则及工艺路线10
3.1加工原则10
3.2工艺路线10
四、机床设备及工艺装备的选用14
4.1机械设备的选用14
4.2工艺装备的选用14
五、加工余量、工序尺寸和公差的确定16
5.1端面加工余量16
5.2切削加工的切削用量的选择17
5.3粗加工加工余量及偏差的选择17
5.4半精加工加工余量及偏差的选择18
5.5高速钢立铣刀铣键槽的用量19
六、收获与体会20
七、参考文献21
附录21
、传动轴的生产类型及工艺分析的确定
1.1生产类型
依题目知：
图1给定零件的生产纲领为年产10000件，查表1可得，传动轴属轻型零件，生产类型为大批生产。
表1生产类型
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
<100
<20
<5
小批生产
100〜500
20〜200
5〜100
中批生产
500〜5000
200〜500
100〜300
大批生产
5000〜50000
500〜5000
300〜1000
大量生产
>500000
>5000
>1000
1.2零件图样分析
该零件是XWD7.5-1/39-B3_01减速器中的传动轴（如图1所示）。
从左端依次为：
mm的外圆其外圆的公差为0.02mn,表面粗糙度为Ra=0.8;mm的外圆，表面粗糙度为Ra=3.2;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Ra=0.8；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，形状对称，尺寸精度，形位精度要求均较高。
①20,①35,①25为主要配合面，精度均要求较
高，需通过磨削得到。
1.3精度分析
表2精度分析
表面
尺寸
形状公差
位置公差
粗糙度
IT等级
①20外圆
①20±0.1
未注
未注
Ra0.8
IT7
①32外圆
①32
未注
未注
Ra12.5
IT12
①38外圆
①38
未注
未注
Ra12.5
IT12
①35外圆
①35
未注
未注
Ra0.8
IT7
①25外圆
①25±0.01
未注
未注
Ra0.8
IT7
键槽
宽10
未注
未注
侧面Ra3.2底面Ra6.3
IT7
退刀槽
4X1
未注
未注
Ra12.5
IT12
总长
150
1.4工艺性分析
分析零件图1和表1表2可知，传动轴两端面和各阶梯轴端面均要求切削加工，并在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，螺纹也可以方便的车出来。
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。
二、传动轴毛坯、定位粗精基准及夹具的选择
2.1选择毛胚
大批量生产中应采用精度和出产率都较高的毛坯制造方法。
铸件采用金属模机器造型和精密锻造优质毛坯，锻件用模锻铸造毛坯。
由于该传动轴在工作过程中要承受交变负荷和冲击，为增强其强度和冲击韧度，获得纤维组织，故传动轴材料选择为45钢，属于强度和塑性较好材料。
2.2定位粗精基准的选择
粗基准的选择：
有非加工表面，应选非加工表面作为粗基准。
对所有表面都需加工的铸件轴，根据加工余量最小表面找正。
且选择平整光滑表面，让开浇口处。
选牢固可靠表面为粗基准，同时，粗基准不可重复使用。
精基准的选择：
要符合基准重合原则，尽可能选设计基准或装配基准作为定位基准。
符合基准统一原则。
尽可能在多数工序中用同一个定位基准。
尽可能使定位基准与测量基准重合。
选择精度高、安装稳定可靠表面为精基准。
2.3夹具的选择
夹具的选择:
中心孔加工采用三爪自定心卡盘装夹圆钢的毛坯外圆，车端面、钻中心孔。
但必须注意，一般不能用毛坯的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，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。
2.4改进工件的装夹方法
粗加工时，由于切削余量大，工件受的切削力也大，一般采用卡顶法，尾座顶尖采用弹性顶尖，可以使工件在轴向自由伸长。
但是，由于顶尖弹性的限制，轴向伸长量也受到限制，因而顶紧力不是很大。
在高速、大用量切削时，有使工件脱离顶尖的危险。
采用卡拉法可避免这种现象的产生。
精车时，采用双顶尖法（此时尾座应采用弹性顶尖）有利于提高精度，其关键是提高中心孔精度。
1采用跟刀架
跟刀架是车削细长轴极其重要的附件。
采用跟刀架能抵消加工时径向切削分力的影响，从而减少切削振动和工件变形，但必须注意仔细调整，使跟刀架的中心与机床顶尖中心保持一致。
2采用反向进给
车削细长轴时，常使车刀向尾座方向作进给运动，这样刀具施加于工件上的进给力方向朝向尾座，因而有使工件产生轴向伸长的趋势，而卡拉工具大大减少了由于工件伸长造成的弯曲变形。
3采用车削细长轴的车刀
车削细长轴的车刀一般前角和主偏角较大，以使切削轻快，减小径向振动和弯曲变形。
粗加工用车刀在前刀面上开有断屑槽，使断屑容易。
精车用刀常有一定的负刃倾角，使切屑流向待加工面。
三、拟定传动轴的加工原则及工艺路线
3.1加工原则
1先粗后精
粗加工阶段：
粗车①20①32①38①35①25的外圆表面
办精加工阶段：
精车①20①35①25的外圆表面铣键槽，切退刀
槽倒角
精加工阶段：
磨削①20①35①25的外圆表面
2先基准后其他
先加工中心孔再加工其他表面打中心孔，必须先加工端面，即当当将车端面钻中心孔应当第一道工序
3先主后次
主要表面：
①20±0.01①350-0.025①25±0.01的外圆表面
次要表面：
①32①38的外圆面键槽、退刀槽、倒角等为次要加工
表面，应在保证主要表面精度的前提下，根据具体情况来安排工序。
3.2工艺路线
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：
①20,①35,①25的外圆表面的粗糙度为Ra0.8,精度均要求较高，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。
1工序安排
a备料
b车右端面，钻中心孔，调头夹外圆车左端面，钻中心孔
c粗车①38、①35、①25外圆表面，调头精车①20、①32外圆
d调质热处理改变材料切削性能
e精车①35、①25±0.01外圆表面，切退刀槽、倒角，调头切退刀槽、
倒角。
精车①20±0.01外圆表面
f磨削①35①25外圆表面，调头磨削①20±0.01外圆表面
g去毛刺
h终检
i入库
2工序流程
工序1、夹棒材的一端、切棒材保证长度160
工序2、工步①夹左端面车右端面，打中心孔
工步②调夹右车左端面，打中心孔
工序3、安装1工步①车①38外圆表面至一定长度
工步②粗车①35外圆至一定长度
工步③出车①25外圆至一定长度
安装2工步①粗车①38外圆表面至要求
工步②粗车①32外圆表面至要求
工步③粗车①25外圆表面至要求
工序4、安装1工步①切左侧各段倒角，切退刀槽
工步②精车①35的外圆表面工步③精车①25外圆表面
安装2工步①切左侧各段倒角，切退刀槽
工步②精车①20的表面
工序5、用V型虎钳夹紧工件铣槽、磨削
工序6、安装1工步①磨①35的外圆表面
工步②磨①25的外圆表面
安装2工步①磨①20的外圆表面
①35的外圆表面
表3①35的外圆表面表面尺寸
加工方法
加工余量
基本尺寸
尺寸公差
标注
磨削
0.3
①35
「0.025
①35
精车
1
①35.3
—0.025
①35.3
粗车
5.7
①36.3
「—0.16
①36.3
毛坯
①42
①25的外圆表面
表4①25的外圆表面表面尺寸
加工方法
加工余量
基本尺寸
尺寸公差
标注
磨削
0.3
①25
+0.01
-0.01
①25
精车
0.9
①25.3
0-0.021
①25.3
粗车
15.8
①26.2
0-0.13
①26.2
毛坯
①42
①20的外圆表面
表5①20的外圆表面表面尺寸
加工方法
加工余量
基本尺寸
尺寸公差
标注
磨削
0.3
①20
+0.01
-0.01
①20
精车
0.9
①20.3
0
-0.021
①20.3
粗车
20.8
①21.2
0-0.13
①21.2
毛坯
①42
①38的外圆表面
表6①38的外圆表面表面尺寸
加工方法
加工余量
基本尺寸
尺寸公差
标注
粗车
4
①38
0-0.16
①38
毛坯
①42
①32的外圆表面
表7①32的外圆表面表面尺寸
加工方法
加工余量
基本尺寸
尺寸公差
标注
粗车
10
①32
0-0.16
①32
毛坯
①42
键槽
表8键槽加工尺寸
项目
基本尺寸
上偏差
下偏差
H
30.15
[-0.0125
-0.1875
17.5
17.5
0
-0.0125
17.65「
-17.65
[+0.0125
0
30
30
0
-0.2
四、机械设备及工艺装备的选用
4.1机械设备的选用
由于传动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。
表9各加工阶段所选的刀具及机床以及夹具如下表
加工阶段
刀具型号
刀具材料
机床型号
夹具
粗车
FCNR2020-11
咼速工具钢
CA6140
自定义三抓卡盘轻型回转顶尖
精车
FCNR403E19
咼速工具钢
C7620
自定义三抓卡盘轻型回转顶尖
铣槽
键槽铣刀
d10e8
咼速工具钢
XK5040
V型虎钳
磨削
咼速工具钢
M135
自定义三抓卡盘轻型回转顶尖
倒角
SSNR2020-09
咼速工具钢
C7620
自定义三抓卡盘轻型回转顶尖
切退刀槽
FGNR4032-19
咼速工具钢
C7620
自定义三抓卡盘轻型回转顶尖
端面
TSNR2020-16
咼速工具钢
CA6140
自定义三抓卡盘轻型回转顶尖
中心孔
A1614
咼速工具钢
CA6140
自定义三抓卡盘轻型回转顶尖
4.2工艺装备的选用
工艺装备主要包括刀具、夹具和量具
1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?
，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?
勺457YT15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100、后角为5o,由于是粗车刃倾为负取-3o的90?
YT15外圆车刀。
半精车加工时选用主偏角为900、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?
勺90?
YT15外圆车刀。
铣键槽使用圆柱键槽铣刀加工。
2夹具勺选择：
加工该零件需要使用专用夹具。
3量具勺选择：
采用极限量规和高效专用量仪等。
由本设计得粗车的公差为130-160um可选用分度值为0.001的游标卡尺对粗车完勺工件进行测量，对于精车及磨削之后勺工件，尺寸公差较小，可选用千分尺为量具对工件进行测量。
五、加工余量、工序尺寸和公差的确定
根据《机械加工余量手册》中《粗车及半精加车加工余量及偏差》
（如表10所示），确定长度w200mm未经热处理的外圆加工余量，
直径在①18-①30范围内，其加工余量为2.0mm,直径在①30-①50范
围内，其加工余量为2.0mm
5.1端面加工余量
根据《机械加工余量手册》中《轴断面加工余量及偏差》（如表10所示）,确定端面加工余量，直径为①20,其加工余量为1.6mm,直径为①25，其加工余量为1.6mm直径在①30-①50范围内，其加工余量为1.6mm
表10《轴断面加工余量及偏差》
需件旌径
d
¥ftL
<18
A!
"
>5X120
>120-2W
>?
60-5f）0
1>500
^30
La
L4
16
2.0
>30-50
L0
lu
16
2.0
>50--120
L2
1.1
2.0
2.4
IN
L6
2（j
2J
LS
1-8
20
30
3.0
长度国弟
Q.1&
缶開〜0・35
cUkoug
0i52^0,
0-7-1.55
性山在粗卑不需正火週屣的军件丛靖i［余董按二養£~丄進用.
£&
5.2切削加工的切削用量的选择
表11切削加工的切削用量的选择
加工表面
加工余量
背吃刀量
砂轮转速
工件速度
横向进给
纵向移动
①35
0.3
0.15
2—33m/s
2—30m/s
0.05mm/
行程
1/2砂
轮
宽度/工件每转
①25J
0.3
0.15
①20
0.3
0.15
本道工序为最终加工使工件达到各尺寸要求及精度要求选用外圆磨床M135即可满足。
5.3粗加工加工余量及偏差的选择
表12《粗车及半精加车加工余量及偏差》
賣徑余i
t
轻價竜
聂成未豐撫业理
爭1
求歸ft理
鏗轉处理
X*
（h]4）
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⑹2F⑶
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r歩度
£200
>200-400
<200
>200-400
斗200
>200-400
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X
一
石
-0.3G
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1・$
1.7
0.8
LQ
L0
h3
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-0」5—弘22
>1O-1S
1.5
17
1.D
1.3
11.3
-0.43
-118心27
2-21
1.3
L3
1*3
L5
-as2
-3.數—633
>30*50
芻a
2.E
bl
1*5
L5
1.9
-0i62
一625'—0.㈱
>50-80
2.3
2.5
1”$
bt
2-0
-674
T*30—0-45
2.5
2+8
1-5
1・&
L.&
3.0
35*--0.51
>120*180
2.5
2.8
九0
J.Q
23
-].C0
-（K4Q―一Q.G3
>1£0-255
2,3
3-0
2,0
2.3
-L15
-fcM0.72
>260-315
].0
3-3
2,0
t3
2.3
2・$
-1-30|
f恥1
注沏工带凸台的零芹时■其加工余量夏根据茅杵的量大冑艳来确定.
表13粗加工切削用量选择
加工表面
参考表面
加工余量
/mm
背吃刀量
/mm
进给量/mm
刀杆尺寸
/mm
①38
①42
4
2
0.4—0.5
16X25
①35
①38
1.7
0.85
0.4—0.5
①25
①36.3
：
10.1
5.05
0.3—0.4
①32
①38
6
3
0.4—0.5
①20
①32
10.8
5.4
0.3—0.4
查表13得各表面的切削速度如下（选用高速工具钢车刀）①38表面U=61mm/min
①35表面U=67mm/min
①25表面U=47.5mm/min
①32外圆面U=53mm/min
①20表面U=47.5mm/min
由以上的切削速度可算得轴的转速
①38外圆面n=463r/min
①35外圆面n=526r/min
①35外圆面n=432r/min
①32外圆面n461r/min
①20外圆面n=473r/min
此道工序可选用普通车床C6140即可，车刀用高速工具钢
5.4半精加工加工余量及偏差的选择
表14《半精车后磨外圆加工余量及偏差》
•件墓本
尺寸
直艳余賈
克徑隔產
第一冲
拡二种
第三粹
第一种If削訛半埔车或师三种Kin（hlO-hlL）
第二种粗豪
（hB-hS）
ft»
总0C
>200
-400
<2G0
>200
TOO
<200
>20G
TOO
>200
TOD
<200
>500
TOO
3-（
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