机械加工工艺课题——传动轴课件

1、 课课 程程 设设 计计 说说 明明 书书课题名称课题名称 传动轴的加工工艺规程编制 所在系院 专业年级p11 数控二班二组 指导教师 职 称 高级工程师 2012 年 12 月 28 日 摘 要轴类零件毕业设计是机械工程类专业学生完成本专业教学计划的最后一个极为重要的实践性教学环节，是使学生综合运用所学过的基本理论、基本知识与基本技能去解决专业范围内的工程技术问题而进行的一次基本训练。这对学生即将从事的相关技术工作和未来事业的开拓都具有一定意义。传动轴是组成机器零件的主要零件之，一切做回转运动的传动零件（例如：齿轮，蜗轮等）都必须安装在传动轴上才能进行运动及动力的传动，传动轴常用于变速箱与驱

2、动桥之间的连接。这种轴一般较长，且转速高，只能承受扭矩而不承受弯矩。应该使传动轴具有足够的刚度和高临界转速，在强度计算中，由于所取的安全系数较大，从而使轴的尺寸过大 关键词：传动轴，零件关键词：传动轴，零件 ，加工工艺加工工艺目目 录录第第 1 1 章章 分析分析零件的结构和技术要求零件的结构和技术要求 .3 31.1 传动轴的结构.31.2 传动轴的技术要求.31.3 零件图.4第第 2 2 章章 明确零件毛坯状况明确零件毛坯状况 .5 52.1 传动轴毛坯.52.2 传动轴材料.5第第 3 3 章章 拟定零件的工艺路线拟定零件的工艺路线 .6 63.2 热处理.63.3 拟定工艺规程.6第

3、第 4 4 章章 设计工序内容设计工序内容 .7 74.1 工步 1 .74.2 工步 2 .74.3 工步 3 .74.4 工步 4 .84.5 工步 5 .84.6 工步 6 .8第第 5 5 章章 填写工艺卡片填写工艺卡片 钻模的设计钻模的设计 .9 95.1 钻模的应用.95.2 钻模的装夹.10总总 结结 .1 11 1致致 谢谢 .1 12 2参参 考考 文文 献献 .1 13 3第一章第一章 分析零件的结构和技术要求分析零件的结构和技术要求轴类零件是机械零件中的关键零件之一。在机器中，它的主要功用是支撑传动零件、传递扭矩、承受载荷，以及保证装在轴上的零件等有一定的回转精度。1.1

4、1.1 传动轴的结构传动轴的结构 此传动轴也是机器中经常遇到的典型零件之一。它主要用来传递力和扭矩。轴类零件是回转体零件。按结构形式不同，轴可以分为阶梯轴、锥度心轴、光轴、空心轴、曲轴、凸轮轴、偏心轴、各种丝杠等；根据结构外形的不同，轴类零件可分为光轴、阶梯轴、空心轴和曲轴等；加工表面一般由同心轴的外圆柱面、圆锥面、键槽、横向空、内孔和螺纹及相应的端面所组成。轴的长径比小于 5 的称为短轴，大于 20 的称为细长轴，大多数轴介于两者之间。 此传动轴是短轴，是一个高转速、少支承的 回转体零件。它属于阶梯轴，加工表面有外圆柱面、键槽等。1.21.2 传动轴的技术要求传动轴的技术要求（1）尺寸精度轴

5、类零件的主要表面常为两类，一类是与轴承的内圈配合的外圆轴颈，即支承轴颈，用于确定轴的位置并支承轴，尺寸精度要求较高，通常为 IT5IT7；另一类为与各类传动件配合的轴颈，即配合轴颈，其精度稍低，通常为 IT6IT9。 （2）几何形状精度主要指轴颈表面、外圆面等重要表面的圆度、圆柱度。其误差一般应限制在尺寸公差范围内，对于精密轴，需在零件图上另行规定其几何形状精度。 （3）相互位置精度包括内、外表面，重要轴面的同轴度、圆的径向跳动、重要端面对轴心线的垂直度、端面间的平行度等。 （4）表面粗糙度轴的加工表面都有粗糙度的要求，一般根据加工的可能性和经济性来确定。 1.31.3 零件图零件图第二章第二

6、章 明确零件毛坯状况明确零件毛坯状况 2.1 传动轴毛坯： 轴类零件可根据使用要求、生产类型、设备条件及结构，选用棒料、锻件等毛坯形式。对于外圆直径相差不大的轴，一般以棒料为主；而对于外圆直径相差大的阶梯轴或重要的轴，常选用锻件，这样既节约材料又减少机械加工的工作量，还可改善机械性能。 根据生产规模的不同，毛坯的锻造方式有自由锻和模锻两种。中小批生产多采用自由锻，大批大量生产时采用模锻。2.2 传动轴材料 轴类零件应根据不同的工作条件和使用要求选用不同的材料并采用不同的热处理规范（如调质、正火、淬火等） ，以获得一定的强度、韧性和耐磨性。 45 钢是轴类零件的常用材料，它价格便宜经过调质（或正

7、火）后，可得到较好的切削性能，而且能获得较高的强度和韧性等综合机械性能，淬火后表面硬度可达 4552HRC。 40Cr 等合金结构钢适用于中等精度而转速较高的轴类零件，这类钢经调质和淬火后，具有较好的综合机械性能。 轴承钢 GCr15 和弹簧钢 65Mn，经调质和表面高频淬火后，表面硬度可达5058HRC，并具有较高的耐疲劳性能和较好的耐磨性能，可制造较高精度的轴。综上所述：我们选取综上所述：我们选取 4545 钢为本次实训的选材材料钢为本次实训的选材材料。 第三章第三章 拟定零件的工艺路线拟定零件的工艺路线3.1 定位基准的选择 （1）粗基准的选择：由于本传动轴全部表面均需加工，而轴的中心线

8、作为精基准，应该选择该传动轴的一端面作为主要的定位粗基准。 （2）精基准的选择：本零件是传动轴，孔是其设计基准亦是其装配基准和测量基准，为避免由于基准不重合而造成的误差且考虑到要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，应该选择传动轴的中心线以及粗加工后的端面为主要的定位精基准。3.2 热处理（1）锻造毛坯在加工前，均需安排正火或退火处理，使钢材内部晶粒细化，消除锻造应力，降低材料硬度，改善切削加工性能。 （2）调质一般安排在粗车之后、半精车之前，以获得良好的物理力学性能。 （3）表面淬火一般安排在精加工之前，这样可以纠正因淬火引起的局部变形。 （4）精度要求高

9、的轴，在局部淬火或粗磨之后，还需进行低温时效处理3.3 拟定工艺规程 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。所确定的该传动轴加工工艺过程见表。3.4 加工顺序的安排（2）加工工艺路线为：下料热处理粗加工精加工磨铣键槽 钻孔手铰螺纹检验。第第 4 4 章章 设计设计工序内容工序内容机床

10、：CA6140刀具：硬质合金的 90外圆车刀（台阶轴）45刀（倒角）工步 1，粗车 70 68 外圆(1)背吃刀量:ap=2mm,二次走刀完成(2)进给量：f=0.30.6mm/r，考虑刀杆材料的刚性则取 f=0.4mm/r（表 2-17）(3)查表 2-17 得切削速 vc=100120 取值 =120(4)主轴转速：n=1000vc/ d=575r/min对照车床转速得实际转速为 n=560r/min则实际切削速度：v= d n/1000120m/min工步 2.粗车 70 外圆 60.8 外圆 55.8 外圆 50.8 外圆（1）背吃刀量：ap=2mm（2）进给量：f=0.3-0.6mm

11、/r，考虑刀杆材料的刚性则取 f=0.4mm/r(3)切削速度 vc=100-120 取值 120m/min(4) 主轴转速：n=1000vc/ d=575r/min对照车床转速得实际转速为 n=560r/min则实际切削速度：v= d n/1000120m/min工步 3. 精车 60.8 外圆 60.3 外圆 55.3 外圆 50.3 外圆 60.8 外圆（1）背吃刀量：ap=0.3mm（2）进给量：f=0.080.3mm/r，考虑刀杆材料的刚性则取 f=0.2mm/r（表 2-17）(3)切削速度 vc=140180 取值 150m/min(4) 主轴转速：n=1000vc/ d=785

12、r/min对照车床转速得实际转速为 n=900r/min则实际切削速度：v= d n/1000=172mm/min工步 4. 磨 60.3 外圆 55.3 外圆 50.3 外圆 42.3 外圆(1) 背吃刀量：ap=0.1mm(2) 进给量：考虑刀杆材料的刚性则取 f=0.1mm/r(3) 切削速度 vc 取值 200m/min(4) 主轴转速：n=1000vc/ d=1056r/min对照车床转速得实际转速为 n=1000r/min工步 5.铣键槽机床:立式铣床 转速 n=725r/min横向进给量为 f=0.1r/minh=7 和 5mm, L=50 和 56mm工步 6.钻 M6-5H

13、的螺纹孔 (1)机床：钻床 转速 n=195r/min (2) 进给量：考虑刀杆材料的刚性则取 f=0.7mm/r （3）切削速度 vc 取值 30m/min 第第 5 5 章章 钻模的设计钻模的设计5.1 钻模的应用 钻床夹具是在钻削加工中,用以准确地确定工件位置,并将其牢固地夹紧的工艺装备。它的主要作用是控制刀具的加工位置和引导其送进加工方位,可靠地保证加工零件的位置精度,提高加工效率,减轻劳动强度,充分发挥和扩大机床的工艺性能。因此,钻床夹具的设计在机械制造加工中占有重要的地位。加工孔时,刀具的尺寸受到被加工孔尺寸的限制,对刀具的刚性影响很大。尺寸与精度要求相同的孔与外圆面,孔加工往往需

14、要花费更多的工时,刀具的消耗和产生废品的机率性也较大。所以在钻床夹具设计中应充分考虑工件的加工精度,降低工件的制造成本和提高机械加工的劳动生产率。夹具体应结构简单,操作便捷,容易装卸,清除切屑要方便。有时为了扩大机床的使用范围,夹具还应具有良好的结构工艺性,便于制造、装配、检验、调整与维修。5.2 钻模的装夹 在钻床上用三爪卡盘夹零件右端的 55 外圆，旋转 90，使零件竖直螺纹孔的加工面正对钻头，先将 42 外圆上的键安装在键槽内，然后将钻模套在42 外圆上并使钻模套上的键槽与键配合，钻模内有高度为 7.5 直径为 10 的圆台，为钻孔时提供排屑空间，钻模与钻模套筒使用螺钉连接保证在钻孔时钻

15、模固定不动，保证螺纹孔的位置精度，钻完孔时用手按住钻模套当拔出钻头是钻模套不会随着钻头的退出而移动。 总总 结结此次课程设计,让我们受益非浅,不仅培养了我们发现问题、分析问题、解决问题的逻辑思维能力,更重要的是学会了熟悉运用机械制造工艺学中的基本理论实际知识解决零件在加工中的定位，夹紧，以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题保证加工质量。通过这次轴的设计,让我们从机械基础到公差配合、从机械制图、计算机绘图到机床设备应用，把机械制造过程中的各种知识综合整理，又有了更高层次的理解和发现。 通过对传动轴轴加工的工艺设计以及设计说明书的编写,进一步培养了我们分析、总结和表达的能力,巩固、深化了在设计中所

16、获得的知识,让我们更加贴近于生产实际,让我们更加清晰的看到了理论与实际在设计中的差别,通过设计使我们能够综合、灵活、有条理地应用机械制造方面的知识,熟练掌握机械加工工艺规程的制定,充分表达自己对工艺的理解和发现。 在设计中,老师的细心指导,让我们了解了自己在学习过程中的缺陷,使我们进一步熟悉及应用机械制造中的理论研究,培养了我们一丝不苟、严谨认真的工作作风和良好习惯!课程设计是我们所学知识的总结及运用,同时也让我们进一步熟悉了计算机的操作,让我们为毕业后上岗有了信心。在此,感谢老师的认真指导! 致致 谢谢时光飞逝，一转眼我的大学生活已经过去两年。这两年我学到了很多很多的知识，是我人生的一个转折。我之所以能取得这些成绩，除了有自己的努力外，在我的学习，生活中还得到了很多人的关心和帮助。在此我要对他们表示衷心的感谢。首先，我要感谢我的指导老师，在作业设计中，她不遗余力地指导和帮助我们。在她他孜孜不倦的教诲下，我们顺利地完成了作业设计。杨老师对工作认真负责的态度，对学生无私的关怀，使我受益良多。我衷心地感谢她。 在此，我还要感谢在一起组员，正是由于我们的团结协作，我们才能克服一个一个的困难和疑惑，直至本文的顺利完成。特别感谢我的同学，你们对本课题做了不少工作，给予我们不少的帮助。在论文即将完成之际，我