传动轴的加工工艺分析文档

1、贵州航天职业技术学院毕业论文(设计 题目传动轴的加工工艺设计系别:机械工程系专业:机械制造及自动化班级: 09级机械制造及自动化一班学生姓名:蒋仲金学号: A093GZ021030136指导教师:张宗固目录目录 (2摘要 (3关键词 (3一零件图样分析 (3二毛坯的确定 (4三工艺分析 (5四工艺路线的拟定 (5五切削用量的选择 (6六工序尺寸及其公差的确定 (7七机械加工程序 (7八结论 (10传动轴的加工工艺设计09级机械制造及自动化蒋仲金学号A093GZ021030136摘要:本设计通过传动轴零件图的分析,确定了该零件的毛坯材料及尺寸规格;通过对零件的加工工艺分析,确定了该零件的加工工艺

2、路线,编写了详细的机械加工工艺文件:工艺过程卡片和工序卡片。零件在加工中必须保证重要尺寸的精度和表面质量,并对零件在加工过程中使用的设备和工装进行说明。关键词:传动轴;尺寸;加工工艺一、零件图样分析传动轴是某机器中的一个重要传输动力的零件,属于典型的轴类零件。其形状及结构如下图所示: 图一传动轴的零件简图从图可知,图的左端是一个普通螺纹M22,螺距为1.5,属于细牙螺纹。三处外圆公差较小,0011.030-mm 外圆与0011.030-mm 外圆的公差为0.011mm ,025.045-mm 外圆的公差值为0.025mm ,表面粗糙度为Ra1.6. 0011.030-mm的外圆与0011.03

3、0-mm 的外圆有同轴度公差,公差值为0.011mm ,基准分别是A 和B ;键槽有对称度要求,基准为A 和B.图中以0011.030-mm 的外圆与011.030-mm 的外圆公共轴线为基准,作为装配要求,加工零件的其它外圆基准。0011.030-mm 外圆和0025.045-mm 外圆轴线有跳动公差,公差值为0.03mm ,零件表面粗糙度最小数值为Ra1.6m ,零件采用材料为45号钢在加工过程中有调质的要求,这样有利于改善零件的加工综合性能,故加工过程中应适时转序。由于零件用于传动,所以普通螺纹M22公差配合代号为5g6g ,加工表面为机械加工表面。二、毛坯的确定在制订工艺规程时,合理选

4、择毛坯不仅影响到毛坯本身的制造工艺和费用,而且对零件机械加工工艺、生产率和经济性也有很大的影响。由于零件属于轴类,用来传递动力的要求有较好的韧性,加上径向尺寸变化较大,故采用锻件最为适宜,锻件的毛坯余量选择单边为3mm,相比棒料而言减少了加工余量。零件采用的是45钢,具有较好综合机械性能。为了提高生产率,降低成本,故在中批量生产中采用模锻制造毛坯,毛坯总长为196mm 。 三、工艺分析由零件图可知,该零件的材料为45钢,毛坯为锻件,由于45钢有良好的切削加工性,加工时不会出现难加工现象。模锻毛坯表面光滑,余量分部均匀,不会产生打刀现象,由于毛坯是锻件,在加工前应经正火处理改善加工性能后再进行加

5、工。由图一可知该零件为回转体的轴类零件。零件的长径之比较小(L/d =240/45<15,说明此零件不属于细长轴则刚性较好,因此在加工时不用采取增加零件刚性的措施,所以零件直接进行加工。由图一可知该零件为回转体的轴类零件。零件的长径之比较小(l/d =188/160<15,说明此零件不属于细长轴则刚性较好,因此在加工时不用采取增加零件刚性的措施,所以零件直接进行加工。从零件图可以看出,该零件上的0011.030-mm 外圆和0011.030-mm 外圆轴线为基准,而且有同轴度要求,即以两圆的公共轴线为基准的直径 025.0mm ,0011.030-mm 外圆的外圆0025.045-

6、mm 外圆轴线有跳动要求,该零件的表面粗糙度最小数值为Ra 1.6m 。为了保证台阶的跳动要求可采用靠磨端面的方法解决。零件是轴类零件,在粗加工时可采用两顶尖定位的方法,以保证基准统一,则轴的最小端径为26mm ,可采用A2的中心孔。表面粗糙度数值最小为Ra1.6m ,确定加工方案为 “粗车调质精车工来确保加工质量,精加工采用磨削的方法保证零件的表面质量要求。零件的热处理要求为调质处理,加工过程中应安排在粗加工之后精加工之前进行。零件结构不复杂,且为中批量生产,粗加工中完成外圆到达图纸尺寸要求,倒角,退刀槽的加工都是为精加工作准备,在铣键槽后要去毛刺。在精加工阶段完成零件重要尺寸精度和表面粗糙

7、度达到图纸要求。零件加工达到图纸尺寸要求后,要经过对零件的外圆、端面的尺寸、表面粗糙度和形位公差进行检验,确定零件是否合格,在对零件清洗涂油入库。四、工艺路线的拟定工艺路线的拟定是否合理,不但影响加工质量和生产率,而且影响工人、设备、工艺装备及生产场地等的合理利用,从而影响成本。从零件图可知该轴的加工精度要求高,而且在加工阶段之间安排有热处理工序,由于零件是中批量生产采用工序集中进行生产,零件可以通过粗车和半精车达到部分尺寸要求,由于是批量生产铣键槽可以单独的工序加工,零件的尺寸公差要求和表面要求在磨削工序中完成,所以确定该轴的加工工艺路线为:锻造粗车热处理精车铣磨检验入库。五、切削用量的选择

8、合理选择切削用量,就是选择切削速度、进给量和被吃刀量的组合,使之在一定的生产条件下获得合格的加工质量,提高生产效率和降低生产成本。所以粗车时,选择切削用量如下:表一粗车切削用量 铣时选择切削用量如下:表二铣削切削用量 磨时选择切削用量如下:表三磨削切削用量 六、工序尺寸及其公差的确定工序尺寸及其公差的确定方法有引用法、查表法和分析计算法。根据加工过程零件的加工余量大小对零件的加工质量、生产率和生产成本均有较大的影响,加工余量过大,不仅增加机械加工的劳动量,降低了生产率,而且增加材料,工具和电能等的消耗,从而增加成本。若零件的加工余量过小,零件在加工过程中不能保证消除前工序的各种误差和表面缺陷,

9、甚至出现产品不合格。由零件图分析可知零件采用45钢,由于零件径向尺寸变化大,又是成批量生产,采用金属模锻,获得毛坯表面比较规则,所以零件毛坯单边余量为3mm,毛坯总长度为246mm,零件精度高,表面粗糙度最小数值为Ra1.6m,最终加工采用磨削,加工工艺路线为“粗精”。根据引用法定该零件的工序尺寸及其公差如下:表四工序尺寸及其公差(mm 七、机械加工过程1、根据图一及以上分析可知,为了确定加工方法如下:粗车时以夹紧一端并找正车端面见光即可,打中心孔,调头夹紧另一端并找正车端面见光即可,打中心孔。以两顶尖定位装夹,车所有外圆留好余量为下一工序准备,。以顶尖和锥棒定位装夹,车部外圆至图纸尺寸要求,

10、其余外圆车至为下一工序准备尺寸要求,零件上的倒角和退刀槽在本工序中加工完成。外圆尺寸加工至磨工序准备尺寸要求。铣削工序中运用V 型块定位夹紧,铣键槽至图纸尺寸要求。磨削工序中以顶尖和锥棒定位装夹,磨0025.045-mm 的外圆至图纸尺寸要求,以0025.045-mm 外圆定位夹紧,夹紧时需垫铜片已免夹坏外圆表面,磨011.030-mm 外圆至图纸尺寸要求。2、机床选择CA6140型机车的尾座上能安装顶尖、各种加工孔的刀具。机床上能加工最大直径为400mm ,在刀架上加工最大直径为210mm ,主轴可通过的棒料直径为48mm ,工艺范围大可车内外圆柱面、圆锥表面、车端面、拉槽、切槽、切断等。则

11、从零件图可知零件是回转体,而零件最大直径为45mm ,总长度240mm ,在零件加工最大外圆为45mm,而加工的外圆有30mm 、30mm ,零件上需要车M22的细牙螺纹,所以选择CA6140车床能完成外圆、螺纹、端面、退刀槽和倒角的加工。使工序集中、生产率高。X52型铣床工作台宽度为320mm ,长度为1325mm ,铣刀安装在主轴上,工件在垂直于铣刀轴线方向的直线运动的切削加工方式,铣床性能的提高,于是可采用较大的切削用量进行切削加工,使生产效率得到提高。可以铣削键槽,花键,直槽等。零件是铣削轴上10mm 键槽,所以选择X52铣床。M1432A 万能磨床属于普通精度级,加工精度可达IT 6

12、IT7,而磨削最大外圆直径为320mm ,能加工最大长度为2000mm ,内孔磨削范围为30100mm ,内孔最大磨削长度为125mm ,则零件有外圆、内孔、端面要进行磨削,都能在M1432A 磨床完成,则零件要经磨削外圆有0011.030-mm 、0025.045-mm ,则轴的端面也要进行磨削,所以选用M1432A 磨床使工序集中,在一台机床上完成能减少搬运,节约时间和成本。3、刀具选择零件材料为45号钢,属于强度和塑性较好材料,零件采用锻件毛坯。 粗加工时进给量和背吃刀量较大,为了减小切削变形,提高刀具耐用度,选择较小前角为10º15º。精加工时,选择的背吃刀量和进给

13、量较小,切削力小,为了使刃口锋利,保证加工质量,可选取较大的前角为15º20º。后角主要根据切削厚度大小选择,粗加工时进给量和切削厚度较大,后角取小值为5º7º,精加工时进给量和切削厚度较小,后角取大值6º8º。副偏角减小会增加副切削刃与已加工表面的接触长度,能减小表面粗糙度数值,并能提高刀具耐用度,但过小的副角会引起振动,所以取10º15º。粗加工中刃倾角应选负值,精加工中刃倾角应选正值。则刀具的前刀面型式为正前角曲面倒棱型,能粗加工或精加工塑性材料的刀具。粗车加工零件的端面和倒角可选用主偏角为45,副偏角为15

14、,由于车端面的粗加工和精加工都由一把车刀完成则前角为15,后角为6,刃倾角可取负值为-3的45YT15弯头车刀。零件为阶梯轴则粗车加工时选用主偏角为90、副偏角为10º、前角为10º、后角为5º,由于是粗车刃倾为负取-3º的90YT15外圆车刀。半精车加工时选用主偏角为90º、副偏角为15、前角为20、后角为8,在精加工中刃倾角为正取5的90YT15外圆车刀。零件上有键槽需要进行铣削,而键槽铣刀与立铣刀相似,不同的是它周围只有两个螺旋刀齿,其端面刀齿的刀刃延伸至中心,因此在铣削两端不通的键槽时,可以作适量的轴向进给。由零件图可知轴上键槽为10m

15、m ,所以选取10mm 的铣刀。4、量具选择游标卡尺测量精度较高的工件,测量工件外径,长度,宽度、高度键槽长度、键槽深度,孔内径。则零件需要测量尺寸有0011.030-mm 、0025.045-mm外圆,加工中个工序尺寸,所以选择200×0.02mm 游标卡尺。千分尺测量精度较高的工件,测量工件外径,长度,宽度、孔内径。选择550mm 公法线千分尺、2550mm 外径千分尺和450×0.05mm 毫米卡尺用于测量磨削外圆尺寸0011.030-mm 、0025.045-mm 外圆尺寸,M22×1.55g6g 螺纹环规测量M22×1.5螺纹,10H9mm 键槽综合量规测量键槽,达到测量尺寸要求。零件的0011.030-mm 外圆和0025.045-mm 外圆有同轴度要求,0011.030-mm 外圆的台阶面有跳动要求,即表面的粗糙度Ra1.6,则可选取百分表和千分表。八、 结论按照本工艺设计加工出来的传动轴完全能达到图纸的设计要求。