泵轴工艺设计说明书.docx
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泵轴工艺设计说明书
第1章零件的分析
1.1零件的作用
泵轴在各种机械或传动系统中广泛使用，用来传递动力。
将减速器齿轮的动力传给带轮，在传力过程中主要承受交变扭转负荷或有冲击，因此该零件应具有足够的强度、刚度和韧性，以适应其工作条件。
配合面精度和粗糙度要求也较高，加工时应给予保证。
1.2零件的工艺分析
传动轴零件技术要求:
表1
加工表面
尺寸及偏差/mm
精度等级
表面粗糙度/μm
形位公差/mm
左端φ14外圆面
φ14（0-0.011）
IT6
Ra3.2
无
φ11外圆面
φ11（0-0.011）
IT6
Ra3.2
无
φ10的螺纹
φ10
IT10
Ra12.5
无
φ11外圆面上键槽宽
4（0-0.03）
IT9
Ra6.3
从零件图和传动轴零件技术要求表来看，该泵轴零件形状为较简单的阶梯轴，结构简单。
为实现轴的准确传递动力和轴与轴之间的精密配合，要求很高的精度等级和表面粗糙度,两端与轴承配合φ14外圆面精度等级达到IT6，C粗糙度Ra3.2；而φ11通过键槽配合的外圆面精度等级达到IT6，粗糙度Ra3.2；键槽俩侧面精度IT9，粗糙度Ra6.3。
由于传动轴配合的表面较多，为了保证各表面间的精密配合，需严格保证中心轴线的形位误差，所以要对重要表面或端面提出形位误差的要求，在加工时严格保证。
Φ11重要外圆面提出了相对中心轴线的端面圆跳动，保证圆跳度在0.02以内，此外还要保证这三个重要外圆面上键槽的两侧面相对中心轴线的同轴度误差在0.03以内。
综上所述，该传动轴的各项技术要求制订的较合理，符合该零件在实际中的功用。
第2章工艺规程设计
2.1确定毛坯的制造形式
为了在传力过程中承受交变扭转负荷和冲击，传动轴需要有良好的力学综合性能，一般要对其进行调质处理，材料可为45号钢，就可以达到它的使用要求。
2.2基面的选择
轴类零件的定位基面，最常用的是两中心孔。
因为轴类零件各外圆表面、同轴度及端面对轴线的垂直度是相互位置精度的主要项目，而这些表面的设计基准一般都是轴的中心线，采用两中心孔定位就能符合基准重合原则。
而且由于多数工序都采用中心孔作为定位基面，能最大限度地加工出多个外圆和端面，这也符合基准统一原则定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准，然后再确定粗基准
一、精基准的选择
根据传动轴零件图的设计图纸和精基准的选择原则要求定位基准与设计基准相重合，这里选择传动轴的两端面中心孔作为定位基准，可以很方便的加工各轴肩端面和各外圆表面，而且能保证加工轴段φ14、φ11、φ10相对于中心轴线的圆跳动误差。
总之，该传动轴零件结构简单，定位、装夹方便，有利于保证各项技术要求。
二、粗基准的选择
一般先选择外圆表面作为粗基准，先加工出一个端面和端面的中心孔，然后再以加工出的端面定位加工另一个端面和其中心孔，而不是用外圆表面定位把两个端面同时加工出来，这样加工可以保证两端面中心线的同轴度。
2.3制定工艺路线
表2
工序号
工序
车床设备
1
铣端面，钻中心孔；调头，铣另一端面，钻中心孔。
CW6140E
2
粗车直径为φ14、φ11、φ10外圆柱面；调头，粗车另一端面直径为φ14外圆柱面。
C618A
3
半精车直径为φ14、φ11、φ10外圆柱面,倒角；调头，半精车另一端面直径为φ14外圆柱面，倒角。
C618A
4
切两个退刀槽，并倒圆角
C618A
5
铣φ11轴上的键槽
XJ51
6
中间检验
游标卡尺，内槽卡板
7
滚压螺纹
滚丝机
8
调制处理
9
磨削φ14，φ11的外圆柱面
GDM-300A
10
去毛刺，尖角
钳工
11
终检
游标卡尺，内槽卡板
2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定
零件的材料为45钢，硬度是217-241HBS,毛坯尺寸φ16.7×96mm。
由《机械加工工艺设计手册》可查的下面各个加工余量：
一、轴左端φ14外圆面的确定如下表：
表3
工序名称
工序余量/mm
加工经济精度/mm
表面粗糙度Ra/um
工序基本尺寸/mm
公差/mm
磨削
0.20
IT6
3.2
14
0
-0.011
半精车
1.0
IT11
6.3
14.2
0
－0.13
粗车
1.5
IT13
12.5
15.2
0
－0.21
二、φ11外圆面的确定如下表：
表4
工序名称
工序余量/mm
加工经济精度/mm
表面粗糙度Ra/um
工序基本尺寸/mm
公差/mm
磨削
0.20
IT6
3.2
11
0
-0.011
半精车
1.0
IT11
6.3
11.2
0
－0.16
粗车
1.5
IT13
12.5
12.2
0
－0.39
三、轴右端φ10外圆面的确定如下表：
表5
工序名称
工序余量/mm
加工经济精度/mm
表面粗糙度Ra/um
工序基本尺寸/mm
公差/mm
半精车
0.8
IT11
6.3
10
0
－0.16
粗车
1.4
IT11
12.5
10.8
0
－0.39
2.5确定切削用量及工时
一、加工条件
1、工件材料：
45#钢，，圆钢。
2、机床：
C0618A仪表车床;仪表铣床：
XJ51；外圆磨床：
M125K。
3、刀具：
刀片材料YT15，刀杆尺寸，，，，
；铣刀：
圆柱柄键槽铣刀和；平形砂轮，宽度。
二、计算切削用量
工序1粗车削轴两端面
1）背吃刀量：
轴端面的加工余量为，可一次加工，背吃刀量。
2）进给量：
根据背吃刀量，,选择。
（《机械加工工艺设计手册》表9-12）
3）切削速度：
根据《机械加工工艺设计手册》表21得：
4）机床主轴转速：
按机床选取。
工序2粗车削阶梯轴各个外圆面
工步
（1）粗车外圆面
1）背吃刀量：
单边加工余量为，可一次加工，背吃刀量。
2）进给量：
根据背吃刀量，,选择。
（《机械加工工艺设计手册》表9-12）
3）切削速度：
根据《机械加工工艺设计手册》表21得：
4）机床主轴转速：
按机床选取。
工步
（2）掉头，粗车外圆面
1）背吃刀量：
单边加工余量为，可一次加工，背吃刀量。
2）进给量：
根据背吃刀量，，，选择。
（《机械加工工艺设计手册》表9-12）
3）切削速度：
根据《机械加工工艺设计手册》表21得：
。
4）机床主轴转速：
按机床选取。
工步（3）粗车外圆面
1）背吃刀量：
单边加工余量为，可一次加工，背吃刀量。
2）进给量：
根据背吃刀量，，，选择。
（《机械加工工艺设计手册》表9-12）
3）切削速度：
根据《机械加工工艺设计手册》表21得：
。
4）机床主轴转速：
按机床选取。
工步（4）粗车外圆面
1）背吃刀量：
单边加工余量为，可一次加工，背吃刀量。
2）进给量：
根据背吃刀量，，，选择。
（《机械加工工艺设计手册》表9-12）
3）切削速度：
根据《机械加工工艺设计手册》表21得：
4）机床主轴转速：
按机床选取。
工序3半精车削阶梯轴各个外圆面
工步
（1）半精车外圆面并倒角
1）背吃刀量：
单边加工余量为，可一次加工，背吃刀量。
2）进给量：
根据背吃刀量，，，选择。
（《机械加工工艺设计手册》表9-12）
3）切削速度：
根据《机械加工工艺设计手册》表21得：
4）机床主轴转速：
按机床选取
工步
（2）半精车外圆面并倒角
1）背吃刀量：
单边加工余量为，可一次加工，背吃刀量。
2）进给量：
根据背吃刀量，，，选择。
（《机械加工工艺设计手册》表9-12）
3）切削速度：
根据《机械加工工艺设计手册》表21得：
4）机床主轴转速：
按机床选取。
所以实际切削速度。
工步（3）半精车外圆面并倒角
1）背吃刀量：
单边加工余量为，可一次加工，背吃刀量。
2）进给量：
根据背吃刀量，，，选择。
（《机械加工工艺设计手册》表9-12）
3）切削速度：
据《机械加工工艺设计手册》表21得：
4）机床主轴转速：
所以实际切削速度。
工序4切退刀槽
工步
（1）切退刀槽Ⅰ
1）背吃刀量：
单边加工余量为，可一次加工，背吃刀量。
2）进给量：
根据背吃刀量，，，选择。
（《机械加工工艺设计手册》表9-12）
3）切削速度：
根据《机械加工工艺设计手册》表21得：
4）机床主轴转速：
按机床选取。
所以实际切削速度。
工步
（2）切退刀槽Ⅱ并倒角
1）背吃刀量：
单边加工余量为，可一次加工，背吃刀量。
2）进给量：
根据背吃刀量，，，选择。
（《机械加工工艺设计手册》表9-12）
3）切削速度：
根据《机械加工工艺设计手册》表21得：
4）机床主轴转速：
按机床选取。
所以实际切削速度
工序5外圆面上铣键槽
工步
（1）外圆面上铣键槽
1）背吃刀量:
槽深为，一次成型。
。
2）进给量：
。
（《机械加工工艺设计手册》表9-68）
3）切削速度：
选取。
（《机械加工工艺设计手册》表9-70）
工序6滚压螺纹
工步
（1）滚压螺纹
1）背吃刀量:
。
2）进给量：
。
3）切削速度：
选取。
工序7磨各个外圆面
工步
（1）磨外圆面
1）纵向进给量:
，
2）横向进给量:
单边加工余量为，
3）主轴转速：
根据，选择。
（《机械加工工艺设计手册》）
工步
（2）磨外圆面
1）纵向进给量：
r，
2）横向进给量:
单边加工余量为，
3）主轴转速：
根据，选择。
（《机械加工工艺设计手册》）
第3章夹具的设计
为了提高零件加工零件效率，保证加工质量，降低劳动强度，现对圆柱面上的键槽铣削设计专用夹具。
3.1夹具的结构组成
该专用夹具的结构主要由以下几部分组成：
第一部分是底板
第二部分是2个V形块、4个V形块定位销和4个紧固V形块螺栓。
第三部分是2个底板向定位键以及紧固螺钉。
第四部分是2个U形压板以及紧固螺栓。
第五部分是2个辅助支撑。
第六部分是对刀块以及其上的销和紧固螺钉。
3.2夹具的工作原理
铣槽铣削夹具设计的指导思想是，在普通立式铣床上对轴类外圆柱面上键槽的加工是利用一对V形块和定位键定位、U形压板压板通过螺栓夹紧工件，这样就能保证工件的形位精度，也就是说确保了轴的铣削加工质量。
其原理是：
定位键通过螺钉拧紧固定在地板上；利用对刀块来控制铣刀的走向来调整道具走向；V形块先通过销和地板定位，再通过螺钉拧紧固定在地板上；U形板通过螺栓拧紧来压紧零件和辅助支撑使其固定在地板上；利用底板导向定位键与铣床本身T型槽“精密”配合，再通过两端的开口槽用螺栓和铣床拧紧固定。
3.3零件加工定位误差分析
由于该轴用螺栓紧固，在整个加工过程中均处于锁紧状态；因此零件与V形块之间不存在定位误差，由于V形块利用圆柱销通过过盈配合定位在底板上面；并分别用2个螺栓紧固在底板上，在整个加工过程中均处于锁紧状态；因此V形块与底板之间的误差满足要求。
参考文献
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机械工业出版社，2006
[2]张耀宸主编.机械加工工艺工艺设计手册.北京：
航空工业出版社，1987
[3]王春福主编.机床夹具设计手册.上海：
上海科学技术出版社，2002
[4]龚溎义主编.机械设计课程设计指导书.北京：
高等教育出版社，1990
[5]徐鸿本主编.机床夹具设计手
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