传动轴的工艺设计及加工综述.docx

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传动轴的工艺设计及加工综述

学号115303125

苏州市职业大学

毕业设计

题目传动轴的工艺设计及加工

学生姓名：

陶建阳

专业班级：

11数控1班

学院（部）：

机电工程学院

校内指导教师：

陈雪芳

校外指导教师：

陈粉娣、吴泰来

完成日期：

2014年5月

摘要：

传动轴是核电站高压电器元件枢纽零部件，有着重量大，外形特殊，精度高，加工难度大，价格昂贵的特点。

材料为特种合金钢。

由于加工难度和加工精度的问题。

国内能够普遍采用的加工方法为数控车床加工法。

因此，怎样使用数控车床更便捷有效的加工是一个值得研究的课题。

本设计根据传动轴的图纸，对传动轴这一零件进行加工工艺的设计，加工程序的编程和通过车床进行加工方法的设计。

得出一套切实可行的零件加工方法，来提高企业的生产效率。

关键词：

传动轴工艺编程加工

Abstract

Driveshaftisplantpartsofhighvoltageelectricalcomponentshub，Ithasabigweight,specialappearance,highprecision,processingisdifficultandexpensive。

Itsmaterialisspecialalloysteel.Duetotheprocessingdifficultyandthemachiningaccuracyproblem，Canbewidelyuseddomesticprocessingmethodforthenumericalcontrollatheprocessingmethod.Therefore,howtousethenumericalcontrollatheismoreconvenientandeffectiveprocessingisasubjectworthstudying.

Thisdesignaccordingtothetransmissionshaftofthedrawings,thedesignofthedriveshaftpartsprocessingtechnology,processingprogrambyprogrammingandthedesignoflathemachiningmethod.Obtainasetofpracticalpartsprocessingmethods,toimprovetheproductionefficiencyofenterprises.

KeywordsTheshaftprocessprogrammingprocessing

目次

1引言…………………………………………………………………………………1

2传动轴的加工工艺设计……………………………………………………………2

2.1传动轴的图纸分析………………………………………………………………2

2.2传动轴加工方法的选择…………………………………………………………2

2.3加工工艺路线的制定……………………………………………………………3

3传动轴加工工序设计………………………………………………………………3

3.1P1加工工序设计…………………………………………………………………7

3.2P2加工工序设计…………………………………………………………………9

3.3P3加工工序设计………………………………………………………………11

3.4P4加工工序设计………………………………………………………………13

3.5P5加工工序设计………………………………………………………………15

3.6P6加工工序设计………………………………………………………………17

3.7P7加工工序设计………………………………………………………………19

4传动轴的加工程序编制…………………………………………………………20

4.1工序P1的程序…………………………………………………………………20

4.2工序P2的程序…………………………………………………………………22

4.3工序P3的程序…………………………………………………………………23

4.4工序P4的程序…………………………………………………………………24

4.5工序P5的程序…………………………………………………………………25

4.6工序P6的程序…………………………………………………………………26

结论…………………………………………………………………………………28

致谢…………………………………………………………………………………29

参考文献……………………………………………………………………………30

附录一……………………………………………………………………………………………31

1引言

本论文所研究的课题是传动轴的工艺设计及加工。

主要是根据传动轴的图纸来设计一种切实可行的加工方法。

由于传动轴的作用和工作环境，所以对加工材料要求比较高，加工精度要求也比较高。

本论文的设计重点是传动轴的加工工艺，然后通过工艺和加工方法以及程序最后加工出成品。

通过研究传动轴的图纸，加工材料选用特种合金钢，由于零件的部分尺寸的公差只有两丝，粗糙度是0.8，加工精度要求高。

根据材料的硬度和加工难度，所以选用数控机床进行加工。

2传动轴的加工工艺设计

2.1传动轴的图纸分析

传动轴的图纸（如图2-1）

图2-1

该零件由圆柱，倒角，平面，螺纹组成。

尺寸标注完整。

选用毛坯为棒料，材质为特种合金钢，尺寸为￠42*162±0.7，无热处理和硬度要求。

2.2传动轴加工方法的选择

加工方法的选择原则是保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。

由于获得同一级精度及表面粗糙度的加工方法一般有许多，因而在实际选择时，要结合零件的形状、尺寸大小和形位公差要求等全面考虑。

图上几个精度要求较高的尺寸，因其公差值较小，所以编程时不取平均值，而取其基本尺寸。

在图纸的轮廓线上，可以看出有好几个倒角，在编程时要注意其坐标。

因为其中有平面，所以要用铣床加工。

局部粗糙度较高的地方要经过多次加工才能达到要求。

通过以上数据分析，考虑加工的效率和加工的经济性，最理想的加工方式为车削和铣削，考虑该零件为大批量加工，故加工设备采用数控车床和数控铣床。

2.3加工工艺路线的制定

零件上比较精密表面的加工，常常是通过粗加工、半精加工和精加工逐步达到的。

对这些表面仅仅根据质量要求选择相应的最终加工方法是不够的，还应正确地确定从毛坯到最终成形的加工方案。

毛坯先夹持左端，车右端轮廓98mm处，右端加工Φ26.5mm、30度的锥度、Φ30mm、15度的锥度、Φ34mm、30度的锥度、Φ34.96mm、15度的锥度、Φ39mm、Φ40mm、然后打M10螺纹底孔32mm，车90度倒角。

调头装夹已加工Φ39mm外圆，车左端轮廓64mm处，左端加工15度锥度、Φ21mm、30度锥度、Φ30mm。

再用加工中心铣平面，使用工装进行装夹，一共铣四周8个平面。

最后攻丝机工螺纹。

该传动轴加工顺序为：

预备加工---车端面---粗车右端轮廓---精车右端轮廓---打孔--工件调头---车端面---粗车左端轮廓---精车左端轮廓---铣床铣A面---铣B面---铣C面---铣D面---攻螺纹。

加工工艺表见附录一。

3传动轴加工工序设计

1）走刀路线和工步顺序的确定

①先粗后精先安排粗加工，中间安排半精加工，最后安排精加工和光整加工。

②先主后次先安排零件的装配基面和工作表面等主要表面的加工，后安排如键槽、紧固用的光孔和螺纹孔等次要表面的加工。

由于次要表面加工工作量小，又常与主要表面有位置精度要求，所以一般放在主要表面的半精加工之后，精加工之前进行。

③先面后孔对于箱体、支架、连杆、底座等零件，先加工用作定位的平面和孔的端面，然后再加工孔。

这样可使工件定位夹紧稳定可靠，利于保证孔与平面的位置精度，减小刀具的磨损，同时也给孔加工带来方便。

④基面先行用作精基准的表面，要首先加工出来。

所以，第一道工序一般是进行定位面的粗加工和半精加工（有时包括精加工），然后再以精基面定位加工其它表面。

例如，轴类零件顶尖孔的加工。

2）工件定位和夹紧方案的选择

定位基准的选择

在制定零件加工的工艺规程时，正确地选择工件的定位基准有着十分重要的意义。

定位基准选择的好坏，不仅影响零件加工的位置精度，而且对零件各表面的加工顺序也有很大的影响。

合理选择定位基准是保证零件加工精度的前提，还能简化加工工序，提高加工效率。

定位基准选择的原则

1）基准重合原则。

为了避免基准不重合误差，方便编程，应选用工序基准作为定位基准，尽量使工序基准、定位基准、编程原点三者统一。

2）便于装夹的原则。

所选择的定位基准应能保证定位准确、可靠，定位、夹紧机构简单、易操作，敞开性好，能够加工尽可能多的表面。

3）便于对刀的原则。

批量加工时在工件坐标系已经确定的情况下，保证对刀的可能性和方便性。

3）装夹方式的选择

为了工件不致于在切削力的作用下发生位移，使其在加工过程始终保持正确的位置，需将工件压紧夹牢。

合理的选择夹紧方式十分重要，工件的装夹不仅影响加工质量，而且对生产率，加工成本及操作安全都有直接影响。

数控车床常用的装夹方式

1）在三爪自定心卡盘上装夹。

三爪自定心卡盘的三个卡爪是同步运动的，能自动定心，一般不需要找正。

该卡盘装夹工件方便、省时，但夹紧力小，适用于装夹外形规则的中、小型工件。

2）在两顶尖之间装夹。

对于尺寸较大或加工工序较多的轴类工件，为了保证每次装夹时的装夹精度，可用两顶尖装夹。

该装夹方式适用于多序加工或精加工。

3）用卡盘和顶尖装夹。

当车削质量较大的工件时要一段用卡盘夹住，另一段用后顶尖支撑。

这种方式比较安全，能承受较大的切削力，安装刚性好，轴向定位准确，应用较广泛。

4）用心轴装夹。

当装夹面为螺纹时再做个与之配合的螺纹进行装夹，叫心轴装夹。

这种方式比较安全，能承受较大的切削力，安装刚性好，轴向定位准确。

4）夹具和刀具的选择

夹具的选择

因为零件是轴类，所以夹具采用三爪卡盘进行装夹。

刀具的选择

数控刀具的选择和切削用量的确定是数控加工工艺中的重要内容，它不仅影响数控机床的加工效率，而且直接影响加工质量。

刀具的选择是在数控编程的人机交互状态下进行的。

应根据机床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相关因素正确选用刀具及刀柄。

刀具选择总的原则是：

安装调整方便、刚性好、耐用度和精度高。

在满足加工要求的前提下，尽量选择较短的刀柄，以提高刀具加工的刚性。

在经济型数控机床的加工过程中，由于刀具的刃磨、测量和更换多为人工手动进行，占用辅助时间较长，因此，必须合理安排刀具的排列顺序。

刀具的选择是数控加工工艺设计中的重要内容之一。

刀具选择合理与否不仅影响机床的加工效率、而且还影响加工质量。

选择刀具通常考虑机床的加工能力、工序内容、工件材料等。

与传统的车削方法相比，数控车削对刀具的要求较高。

不仅要求精度高、钢度好、耐用度高、而且要求尺寸稳定、安装调整方便。

这就要求采用新型优质材料制造数控加工刀具，并优选刀具参数。

5）切削用量的确定

数控编程时，编程人员必须确定每道工序的切削用量，并以指令的形式写入程序中。

切削用量包括主轴转速、背吃刀量及进给速度等。

对于不同的加工方法，需要选用不同的切削用量。

切削用量的选择原则是：

保证零