减速箱传动轴加工工艺分析解读.docx
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减速箱传动轴加工工艺分析解读
河南质量工程职业学院
毕业设计（论文）
题目：
减速箱传动轴加工工艺分析
系别：
机电工程系
专业：
机电一体化
班级：
机电班
学生姓名：
指导教师：
完成日期：
毕业设计（论文）任务书
班级
机电班
学生姓名
指导教师
设计（论文）题目
减速箱传动轴加工工艺分析
主要
研究
内容
1．减速箱结构及工作原理
2．减速箱传动轴加工工艺分析
主要技
术指标
或研究
目标
制定出科学合理的传动轴加工工艺
基本
要求
1.将平时积累的理论知识运用到毕业设计当中。
2.拓展知识面，提高专业技能。
3.学会查阅文献资料。
4.掌握书写论文的基本要求、独立完成论文写作。
主要参
考资料
及文献
1、《机床夹具图册》，王小华，机械工业出版社，1992.2
2、《机械制造技术》，朱正心主编，机械工业出版社，2001.10
3、《机械制造工艺设计简明手册》，李益民，机械工业出版社，1995.3
4、《金属切削原理及刀具》，吴道全、万光珉等编，重庆大学出版社,2001.3
5、《切削用量简明手册》，艾兴、肖诗纲编，机械工业出版社，2000.1
6、《机械制造工艺学课程设计指导书及习题》，张龙勋主编,机械工业出版社,2003.2
7、《机械制造工艺学》，王启平主编，哈尔滨工业大学出版社,2002.1
摘要
减速箱中的传动轴是典型的轴类零件，传动轴的加工工艺路线的确定是一项具有一定规模的技术工程。
减速箱是机器的基础件，它的加工质量不仅影响装配精度及运动精度，而且影响到机器的工作精度、使用性能和寿命。
本文就减速箱中主要部件传动轴进行讨论，阐明工艺路线确定的原则，并对工艺路线拟定了工序简图。
关键词：
传动轴工艺分析工序简图
Abstract
Gearboxintheshaftisatypicalshaft,theshaftprocessingtechnologytodeterminetherouteisacertainamountoftechnicalwork.Gearboxisthebasisofmachineparts,itnotonlyaffectsthequalityofprocessingandassemblyaccuracyofprecisionmovement,andaffecttheworkofprecisionmachinery,theuseofperformanceandlifeexpectancy.Thisarticleontheslow-boxpartsofthemainshaftfordiscussiontoclarifytheprincipleslaiddowninlinetechnology,andtechnologytodevelopalinesketchprocess.
Keyword:
Driveshaft Craftanalysis Workingprocedurediagram
摘要…………………………………………………………………………………01
关键词………………………………………………………………………………02
Abstract……………………………………………………………………………03
Keywords……………………………………………………………………………04
第一章概述………………………………………………………………………05第二章传动轴机械加工工艺………………………………………………06
2.1零件图样分析…………………………………………………………………07
2.2确定毛坯………………………………………………………………………08
2.3确定主要表面加工方法………………………………………………………09
2.4确定定位基准…………………………………………………………………10
2.5划分阶段………………………………………………………………………11
2.6热处理工序安排………………………………………………………………12
2.7加工尺寸和切削用量…………………………………………………………13
2.8拟定工艺工程…………………………………………………………………14
2.9加工工艺及工序简图…………………………………………………………15
参考文献…………………………………………………………………………16
致谢…………………………………………………………………………………17
第一章：
概述
本论文在对减速箱的工作原理进行深入的研究，它是一种动力传递机构，利用齿轮的速度转换器，将马达的回转数减速到所要的回转数，并得到较大转矩的机构。
工作原理是：
中央传动轴把通过变速箱的动力（表现为转速）传递到差速器，差速器通过关联机构将转速慢的轮速度减一点，快的就相应加一点。
加减的幅度是相等的。
这样，车辆转弯的时候，就可以实现内外轮的转速不同了。
减速箱是原动机和工作机之间的独立的闭式传动装置，用来降低转速和增大转矩，以满足工作需要，在某些场合也用来增速，称为增速器。
可分为主要部件和辅助设备两类。
传动轴是用来连接在同一条直线上的变速器，它是减速箱的重要组成部分。
下面我们就要来介绍减速箱中传动轴的加工工艺。
第二章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艺。
2.1零件图样分析
图A-1 传动轴
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G、H、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M、N和外圆P、Q的加工。
2.2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Φ60mm的热轧圆钢作毛坯。
2.3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M、N、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。
车削时我们尽量避免下面情况的影响：
（1）残留面积。
也就是说当刀具副偏角Kr＇＝0时表面是光滑的。
但当它不等于零时，将有一小部分材料未被切除而形成残留面积使表面粗糙。
所以，应增大刀尖圆弧半径达到目的。
（2）积屑瘤和鳞刺。
因此，正确的选择切削速度、提高刀具刀磨质量、防止冷却润滑，可防止积削瘤的产生。
对于低碳钢进行正火调质以提高硬度及时磨刀并调整切削速度等，可以避免鳞刺的出现。
此外，还有切削液的冷却和润滑也起相当重要的作用，降低切削液区的温度并减少磨擦，使表面粗糙度值减小改善表面质量。
磨削时光整加工也能满足要求，它是用细粒度的磨料对表面进行微量切削、挤压和刮擦，可降低工件表面粗糙度值，切除表面变质层提高表面质量。
因外圆表面加工要求精度高，下面是为达到要求制定外圆表面的加工方案（参考表A-2）为：
粗车→半精车→磨削。
2.4确定定位基准
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、N、M）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。
2.5划分阶段
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。
2.6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→车两端面，钻中心孔→粗车各外圆→调质→修研中心孔→半精车各外圆，车槽，倒角→车螺纹→划键槽加工线→铣键槽→修研中心孔→磨削→检验。
2.7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；一般可由《机械加工工艺手册》或《切削用量手册》中选取。
2.8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Φ52mm、Φ44mm及M24mm外圆时，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。
综上所述，所确定的该传动轴加工工艺过程见表A-1。
表A-1 传动轴机械加工工艺卡
河南质量工程职业学院机电工程系
机械加工工艺卡
产品名称
图 号
零件名称
传动轴
共1页
第1页
毛坯种类
圆钢
材料牌号
45钢
毛坯尺寸
Φ60mm×265mm
序号
工种
工步
工序内容
设备
工 具
夹具
刀具
量具
1
下料
Φ60mm×265mm
2
车
三爪自定心卡盘夹持工件毛坯外圆
车床
三爪卡盘
百分表
1
车端面见平
C6140
2
钻中心孔
中心钻
Φ2mm
用尾座顶尖顶住中心孔
3
粗车Φ46mm外圆至Φ48mm，长118mm
游标卡尺
4
粗车Φ35mm外圆至Φ37mm，长66mm
90°车刀
5
粗车M24mm外圆至Φ26mm，长14mm
90°车刀
调头，三爪自定心卡盘夹持Φ48mm处
百分表
（Φ44mm外圆）
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Φ52mm外圆至Φ54mm
9
粗车Φ35mm外圆至Φ37mm，长A3mm
10
粗车Φ30mm外圆至Φ32mm，长36mm
11
粗车M24mm外圆至Φ26mm，长16mm
12
检验
3
热
调质处理220～240HBS
4
钳
修研两端中心孔
车床
5
车
双顶尖装夹
车床
双顶尖
1
半精车Φ46mm外圆至Φ46.5mm，长120mm
90°车刀
2
半精车Φ35mm外圆至Φ35.5mm，长68mm
90°车刀
3
半精车M24mm外圆至Φ24，长16mm
90°车刀
4
半精车2～3mm×0.5mm环槽
切槽刀
5
半精车3mm×l.5mm环槽
切槽刀
6
倒外角1mm×45°,3处
切槽刀
调头，双顶尖装夹
双顶尖
7
半精车Φ35mm外圆至Φ35.5mm,长A5mm
90°车刀
8
半精车Φ30mm外圆至Φ35.5mm长38mm
90°车刀
9
半精M24mm外圆至Φ24mm,长18mm
90°车刀
10
半精车Φ44mm至尺寸，长4mm
90°车刀
11
车2～3mm×0.5mm环槽
90°车刀
12
车3mm×l.5mm环槽
90°车刀
13
倒外角lmm×45°,4处
45°车刀
14
检验
6
车
双顶尖装夹
双顶尖
1
车M24mm×l.5mm～6g至尺寸
车床
60°车刀
调头，双顶尖装夹
双顶尖
2
车M24mm×1.5mm～6g至尺寸
60°车刀
3
检验
7
钳
划两个键槽及一个止动垫圈槽加工线
8
铣
用V形虎钳装夹，按线找正
1
铣键槽12mm×36mm，保证尺寸41～41.25mm
立铣
立铣刀
2
铣键槽8mm×l6mm，保证尺寸26～26.25mm
立铣刀
3
铣止动垫圈槽6mm×l6mm，保证20.5mm至尺寸
4
检验
9
钳
修研两端中心孔
车床
10
磨
1
磨外圆Φ35±0.008mm至尺寸
外圆磨床
游标卡尺
2
磨轴肩面I
3
磨外圆Φ30±0.0065mm至尺寸
4
磨轴肩面H
调头，双顶尖装夹
双顶尖
5
磨外圆P至尺寸
6
磨轴肩面G
7
磨外圆N至尺寸
游标卡尺
8
磨轴肩面F
9
检验
2.9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
参考文献
【1】《机床夹具图册》，王小华，机械工业出版社，1992.2
【2】《机械制造技术》，朱正心主编，机械工业出版社，2001.10
【3】《机械制造工艺设计简明手册》，李益民，机械工业出版社，1995.3
【4】《金属切削原理及刀具》，吴道全、万光珉等编，重庆大学出版社,2001.3
【5】《切削用量简明手册》，艾兴、肖诗纲编，机械工业出版社，2000.1
【6】《机械制造工艺学课程设计指导书及习题》，张龙勋主编,机械工业出版社,2003.2
【7】《机械制造工艺学》，王启平主编，哈尔滨工业大学出版社,2002.1
致谢
本论文从选题、设计经历了较长时间，在这段时间得到了老师、同学朋友以及技术人员的帮助和支持。
在论文完成之际，我要特别感谢我的指导老师的热情关怀和悉心指导。
在我撰写论文的过程中，指导老师倾注了大量的心血和汗水，无论是在论文的选题、构思和资料的收集方面，还是在论文的研究方法以及成文定稿方面，我都得到了指导老师悉心细致的教诲和无私的帮助，特别是他广博的学识、深厚的学术、严谨的治学精神和一丝不苟的工作作风使我终生受益，在此表示真诚地感谢和深深的谢意。
在论文的写作过程中，也得到了许多同学的宝贵建议，同时还得到在工作过程中许多同事的支持帮助，在此一并致以诚挚的谢意。
感谢所有关心、支持、帮助过我的良师益友。
还要对所有授课老师表示深深的谢意！
正是他们的教导，才能使我的知识得以丰富，使我的视野得以拓宽，使我的自身修养得以提高！
最后，向在百忙中抽出时间对本文进行评审并提出宝贵意见的各位老师表示衷心地感谢！
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