传动轴工艺毕业设计毕业论文.docx
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传动轴工艺毕业设计毕业论文
传动轴工艺毕业设计毕业论文
传动轴工艺分析
第一章绪论
本设计为传动轴的工艺设计，本文从传动轴的选材、加工方法、加工过程中余量的确定、工艺规程、互换性与公差等方面对传动轴做了细致的分析，针对其肯能在加工中出现的问题通过数据的形式加以强调。
在现代机加工中虽已不用此工艺过程，但作为学习而言，经典的工艺路线的练习对如何去更好的掌握机械加工这一项技术是非常重要的。
故本文虽是用旧的技术加工零件，但其中的原理还是很值得去讨论研究的。
本设计在起草的过程中多次前往工厂与相关技术人员讨论，发现了很多理论与实际有出入的地方，在这些方面会尽力去把理论与实际相结合，力争做到最合适。
第二章传动轴工艺分析
一、传动轴的工作零件图分析
此图对所加工传动轴的各项尺寸及各面形位公差的要求做了详细的说明，对各表面粗糙度做了标注，通过此图可以得知此零件的基本信息和如何进行工艺分析。
二、传动轴效果图
此图客观的反应了所加工轴的形状及各面各键槽的布局情况，通过此图可以更直观的认识所加工零件。
三、零件装配图
此图对所加工轴在实际工作情况中的配合情况做了详细的说明，通过此图可以让人清楚的知道此传动轴的工作情况，更直观的认识此轴在机器中的作用，从而可以更好的对此轴制定更合理的工艺规程。
由图可知，此轴与两轴承属于过盈配合；传动轴与齿轮属于过渡配合；传动轴与端盖、堵盖属于间隙配合。
其中两轴承均为标准件，齿轮依据工作需要及要求进行选择，箱体、端盖及堵盖均为铸件（其加工方法为浇注成型→车削或洗削关键表面→钳工修正个别粗糙表面以及进行去毛刺、倒角等工作）。
四、传动轴的加工类型及方法
此轴在加工的过程中，由于零件数量要求不多，故其生产类别为单件小批生产，其毛坯为木模手工造型，毛坯的精度较低，加工余量大。
在机加工过程中，使用通用机床便可完成，此轴加工采用CA6140车床，其工艺装备为通用夹具（三爪卡盘、两顶尖）及标准附件，通用刀具和万能量具（游标卡尺、螺旋测微器），利用划线与试切法达到要求的精度，此加工过程成本相对较高。
五、零件的结构分析
1.合理的零件尺寸
为保证设计基准与工艺基准的重合，并符合尺寸链最短原则，使零件在被加工过程中，能直接保证个尺寸精度要求，并保证装配时累积误差最小；零件的尺寸标注不封闭；避免从一个加工表面确定几个非加工表面的位置。
2.合理的零件结构
轴的相邻表面间留有退刀槽。
六、零件的技术要求分析
1.合理确定零件的加工精度与表面质量
（1）粗糙度0.8、粗糙度1.6、粗糙度3.2的表面粗糙度需要进行半精车、精车、粗车，如果低于0.8需要进行精磨加工。
加工精度过高会增加工序，增加制造成本，过低会影响机器的使用性能，故必须确定恰当。
（2）保证其位置精度可能性
尽量使轴在一次加装的过程中加工多的面，这样就可以利用机床本身的精度来达到需要的位置精度。
2．技术要求
传动轴的主要表面是轴颈，与轴颈配合的表面称为支承轴颈，其精度要求最高；与传动件配合的表面称为配合轴颈。
尺寸精度支承轴颈为IT6其他轴颈尺寸精度为IT8。
3.分析其形位公差要求
此轴在制造过程中14轴段同轴度为0.05以A为基准，此位置公差表示14轴段的提取中心线应限定在直径等于0.05，以A的基准轴线为轴线的圆柱面内。
在26轴段的同轴度为0.025以A为基准，它表示26轴段的提取中心线应限定在直径等于0.025，以A的基准轴线为轴线的圆柱面内。
34轴段要求垂直度为0.02以B为基准，次方向公差表示提取34轴段两端面在距离为公差值0.02的两平行平面之间变动，该两平行平面垂直于基准B的基准轴线。
两21轴段要求的均为径向圆跳动公差，器表示对两21轴段提出径向圆跳动，在任一垂直于公共基准轴线A-B的横截面内，所提取的圆周轮廓应被限定在半径差为0.02、圆心在两同心圆之间。
4.所用到的加工平台
CA6140
此轴的加工采用CA6140型车床，它属于卧式车床，其实用极为广泛，最大切削直径为400mm，此车床的万能性较大，但由于换刀麻烦，在加工过程中的辅助时间较多，所以适用于单件小批生产。
此车床的主要组成部件有主轴箱，它支撑主轴并把动力传给主轴，使主轴带着工件旋转，实现主运动；刀架，装夹车刀，以实现纵、横向进给运动；尾座，它可以用顶尖支承较长工件，也可以安装钻头，铰刀等刀具进行孔加工；进给箱，它主要用途在于控制进给量；溜板箱，其功用在于控制刀具的进给；床身，是为了保证各部件在工作时有准确的相对位置。
第三章毛坯及刀具的选择
一、毛坯的选择
此传动轴采用综合力学性能优异且价格较为便宜的45钢，这种材料在经过热处理后能得到一个较好的切屑性能、较高强度及需要的韧度，在加工中非常适合各种加工的需要。
毛坯的制造方法主要取决于零件的使用要求和生产类型，由于此传动轴为单件小批生产且精度不是很高，故此传动轴采用圆棒料毛坯，圆棒料毛坯成本较低，加工方面也较方便。
查《实用机械制造工艺设计手册》表2-11得毛坯尺寸选取mm长度120mm根据半精车及粗车端面余量算得111+2x2+2x2=119mm，又因为钢厂做的圆棒料的标准尺寸与119mm最接近的是120mm，故此长度选择120mm。
二、刀具的选择
由于此轴材料为45钢，在制造过程中会有较大的进给量与切削速度，故其刀具材料选择硬质合金，此材料强度高热硬性优良，为了最大的发挥出刀具的切削性能，提高生产率，车刀前角曲，在粗加工阶段选用后角为的车刀，在精加工阶段后角选为，这是为了保证加工表面的质量，主偏角选择，这是为了保证一个较长的刀具寿命，副偏角选择，刃倾角会影响刀头的强度和切削流向，粗加工阶段为增大刀头强度，故选取-，精加工阶段为不使切屑划伤已加工表面故选。
综上所述：
前角
后角
主偏角
副偏角
刃倾角
粗车
精车/半精车
三、加工阶段的划分
此传动轴在结构上可大致分为八个部分，14与26轴段，其表面粗糙度为1.6，17与34轴段表面粗糙度为3.2，两个21轴段的表面粗糙度为0.8，两个尺度不同的键槽。
在加工上大致分为粗车，半精车，铣削，精车，以得到不同要求的加工面。
（一）加工阶段的划分
1.粗加工阶段在这一阶段中要对整个圆棒料毛坯切除大量的加工余量，使毛坯在形状和尺寸上尽快接近成品，得到的已加工表面的表面粗糙度要达到12，为半精加工提供精基准。
2.半精加工阶段在这一阶段中，应为主要表面的精加工做好准备，并完成一些次要表面的加工，在完成这一步时所加工表面的表面粗糙度要求达到3.2。
3.精加工阶段保证各主要表面达到或基本达到图样规定的质量要求，完成表面粗糙度0.8与1.6面的加工。
（二）如此划分加工阶段的目的
1.利于保证加工质量粗加工阶段中切除较多的加工余量，产生的切削力和切削热较大，因而工艺系统受力变形、受热变形及工件内应力变形较大，不可能达到高的加工精度和表面质量。
2.便于合理使用机床粗加工时可采用功率大、精度低的高效率机床；精加工时可采用相应的精加工机床，这样，不但发挥出来机床各自的性能特点，也延长了高精度机床的使用寿命。
3.便于安排热处理工序为了在机械加工工序中插入必要的热处理工序，同时使热处理发挥充分的效果，这就自然而然地把机械加工工艺过程划分为几个阶段，并且每个阶段各有其特点及应该达到的目的。
如此划分了加工阶段，可带来俩个有利条件：
1）粗加工个表面后可及早发现毛坯的缺陷，及时报废或补修，以免继续进行精加工而浪费工时和制造费用。
2）精加工工序安排在最后，可保护精加工后的表面少受损伤或不受损伤。
传动轴在加工中需要注意的问题
传动轴的预加工
在切削前要对其进行预加工，一般包括了切断、校正、钻中心孔、切断面。
校正时为了消除毛坯在保管与运输过程中由于人为和非人为因素而造成的弯曲变形。
切断是将棒类毛坯切成与所需尺寸接近的长度，方便切削加工，钻中心孔是为了得到后面所需的加工基准。
传动轴半精加工
在此之前要进行热处理，将45号钢调制到达220HBS～240HBS，车工艺面采用三爪自定心卡盘。
在尾座上搭上卡头，钻中心孔，必须注意不可以用毛坯外圆装夹两次钻两端中心孔，应该以毛坯外圆做粗基准。
先加工一个端面，打中心孔，车出一端外圆；再将刚才加工好的面作为基准，用三爪自定心卡盘装夹。
（三）热处理
热处理是用来改善材料的性能及消除内应力的。
热处理工序在本工艺路线中的安排，主要取决于轴的材料和热处理的目的要求。
1.预备热处理预备热处理安排在机械加工之前，以改善切削性能、消除毛坯制造时的内应力为主要目的。
对于碳的质量分数超过0.5%的碳钢一般采用退火，以降低硬度；对于碳的质量分数小于0.5%的碳钢一般采用正火，以提高材料的硬度，使切削时切屑不粘刀，表面光滑。
通过调制可使零件获得细密均匀的回火索氏体组织、也用作预备热处理。
2.去除应力处理安排在粗加工之后，精加工之前，如人工时效、退火。
但为了避免过多的运输工作量，对于精度要求不太高的零件，一般把去除内应力的人工时效和退火放在毛坯进入机械加工车间之前进行。
此传动轴的精度要求一般，故在此环节工作量较小。
3.最终热处理最终热处理安排在半精加工以后，主要用于提高材料的强度和硬度。
由于淬火后材料的塑性和韧性很差，有很大的内应力，易于开裂，组织不稳定，材料的性能和尺寸要发生变化等原因，所以淬火后必须进行回火。
调制处理能使钢材既获得一定的强度、硬度，又有良好的冲击韧性等综合力学性能。
在加工结果后要对此轴进行表面处理以提高它的抗腐蚀能力，耐磨性，抗高温的能力和导电率。
生产中，该主轴的加工工艺路线为：
下料→正火→粗切削加工→调制→半精切削加工→铣键槽→键槽高频淬火、回火→表面粗糙度为0.8的轴→精切削加工。
其中正火、调制为预备热处理，表面粗糙度为0.8的轴局部淬火、回火与键槽的淬火、回火属于最终热处理。
它们的作用分别是：
（1）正火。
正火主要是为了消除毛坯的锻造应力，降低硬度以改善切削加工性能，同时也均匀组织，细化晶粒，为调制处理作组织准备。
（2）调制。
调制主要是是主轴具有良好的综合力学性能。
调制处理后，其硬度达220-250HBW，强度可达=682MPa。
（3）淬火、回火。
这主要为了使表面粗糙度为0.8的轴及键槽获得所要求的硬度。
表面粗糙度为0.8的轴可用盐浴快速加热并水淬，经回火后，其硬度达45-53HRC。
键槽部分用高频加热淬火，以减少变形，经回火后，表面硬度达48-53HRC。
为了减少变形，表面粗糙度为0.8的轴淬火与键槽淬火分开进行。
第四章确定加工工艺路线
一、加工次序分析
车端面钻中心孔保证总长度为111mm，粗车各外圆和台阶端面，半精车各段外圆和切各段2X0.5退刀槽，加工、、、、及各段的键槽，外圆局部表面热处理后精车达到要求精度等级。
二、主要加工工序
工序
安装
工步
工序内容
定位方法
1.备料
1
1
准备尺寸为的圆棒料
2.车
1
1
车右端面
三爪夹持毛坯外圆
2
钻中心孔
三爪夹持毛坯外圆
3
粗车14外圆
三爪夹持毛坯外圆
4
粗车21外圆及34右端面
三爪夹持毛坯外圆
2调头
1
粗车左端面
三爪一顶
2
粗车14外圆及17左端面
三爪一顶
3
粗车17外圆及21左端面
三爪一顶
4
粗车26外圆及34左端面
三爪一顶
3．热处理
调质
4．车
1
1
半精车14外圆及17左端面
三爪一顶
2
半精车17外圆及21左端面
三爪一顶
3
半精车21外圆及26左端面
三爪一顶
2调头
1
半精车34外圆
三爪一顶
2
半精车21外圆及3
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