传动轴设计说明书

摘要一项十分重要而又非常严肃的工作。问题：1、技术上的先进性；2、经济上的合理性；3、有良的劳动条件，避免环境污染。目录第一节传动轴（批量为200件）机械加工工艺规程设计一、传动轴的用途二、传动轴的技术要求三、审查传动轴的工艺性四、确定传动轴的生产类型第二节确定毛坯、绘制毛坯简图一、选择毛坯二、确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量三、绘制传动轴锻造毛坯简图第三节拟定传动轴工艺路线一、定位基准的选择二、表面加工方法的确定三、加工阶段的划分四、工序的集中与分散五、工序顺序的安排六、确定工艺路线第四节机床设备及工艺装备的选用一、机床设备的选用二、工艺装备的选用第五节加工余量、工序尺寸和公差的确定一、G轴外圆面φ40的确定二、E轴外圆面φ30的确定三、M轴外圆面φ35的确定四、F轴右边部分外圆面φ30的确定五、F轴左边部分外圆面φ30的确定六、N轴外圆面φ25的确定七、M20x1.5螺纹的加工第六节切削用量、时间定额的计算一、切削用量的计算二、时间定额的计算第七节心得体会第八节参考文献第九节附录传动轴（批量为200件）机械加工工艺规程设计二、传动轴的技术要求F轴外圆面右求）M轴外圆面φ35±0.008φ30±E轴外圆面行调质处理，材料可为45号钢，就可以达到它的使用要求。由于传动轴配合的两个重要端面提出了相对中心轴线的端面圆跳动，保证垂直度在0.02以内，此外还保证了M、N两个重要轴的中心线相对中心轴线的同轴度误差在0.02以内。功用。三、审查传动轴的工艺性精磨来达到技术要求，加工起来比较方便，螺纹也可以方便的车出来。总体上，好。四、确定传动轴的生产类型件/台；结合生产实际，备品率a%和废品率b%分别取3%和0.5%。代入公式N=Qm(1+a%)(1+b%)得：N=200(1+3%)(1+0.5%)=207件/年该传动轴的重量约为1.311-31-4知，该传动轴的生产类型为小批生产。第二节确定毛坯、绘制毛坯简图一、选择毛坯宜采用自由锻的方法来制造毛坯。二、确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量由表2-10至表2-12可知，要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量，应先确定如下各项因素：1、公差等级由传动轴的功用和技术要求，确定该零件的公差等级为普通级。2、锻件质量已知机械加工后传动轴的重量为1.31锻件毛坯的重量为2.5千克。3、锻件形状复杂系数由公式（2-3）和（2-4）可计算出该传动轴的形状复杂系数mmS=/d=2.54747222tN4由于0.83介于0.63和1之间，故该传动轴的形状复杂系数属S1级。4、锻件材质系数由于该传动轴材料为45号钢，是碳的质量分数小于0.65%的碳素钢，故该传动轴的材质系数属M1级。5、锻件分模线形状6、零件表面粗糙度E轴的表面粗糙度Ra=3.2，其余均为0.8。根据上述分析，可查表确定该锻件的尺寸公差和机械加工余量，所得结果如下表2所示：表2传动轴锻造毛坯尺寸公差及机械加工余量锻件重包容体重量/kg形状复杂系公差等级普通级量/kg2.5数3SM21机械加工余量/mm尺寸公差/mm表2-107±2（取7）1.8+0.9-0.9表2-117±2（取7）7±2（取7）7±2（取6.7）7±2（取6.7）7±2（取7）表2-11表2-11表2-11表2-11表2-111.8+0.9-0.9注：根据表2-10的表注，将公差按照1的比例分配。2三、绘制传动轴锻造毛坯简图由表2所得结果，绘制毛坯简图，如附图一所示。第三节拟定传动轴工艺路线一、定位基准的选择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。1、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工各轴肩端面和各外圆表面，而且能保证加工轴肩面P、Q相对于中心轴线的圆跳动误差，保证加工M、N轴线相对于中心轴线的同轴度误差。只有在P面和F轴肩右端面作为定位基准加工键槽。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。2、粗基准的选择后续的精加工做好准备。二、表面加工方法的确定的加工方法如下表：表3传动轴零件各表面加工方案表1-6表1-6表1-6表1-6表1-6表1-6IT6IT10IT90.83.23.2表1-6表1-8表1-8N面上键槽侧面粗铣-半精铣三、加工阶段的划分该传动轴为多阶梯轴,为了使毛胚生产率高，将毛胚大大的简化了，但是这残余应力重新分布而变形,因此,安排工序时,应将加工过程分为以下阶段：1、粗加工阶段圆、钻中心孔。a.粗车两端面,钻中心孔为精基面作好准备,使后续工序定位精准,从而保证其他加工表面的形状和位置要求。b.粗车阶梯轴外圆,将零件加工出Φ30,Φ35，Φ40,Φ25和Φ20的轴外圆，使此时坯件的形状接近工件的最终形状和尺寸,只留下适当的加工余量。c.切出退刀槽。2、半精加工阶段半精加工阶段的任务是减小粗加工留下的误差，使加工面达到一定得精的，为精加工做好准备。它包括主轴各处外圆、台肩的半精车和修研中心孔等。3、精加工阶段包括对表面粗糙度要求较高的外圆面M、N和F面左部的磨削加工、对外圆面F右部和轴肩端面P、Q的精车加工和对E外圆面的粗精磨，然后粗铣、半精铣键槽。四、工序的集中与分散线，减少工件的搬动次数，提高生产效率；采用工序集中原则，使生产计划、生表面之间的相互位置精度要求。五、工序顺序的安排1、机械加工工序a．遵循“先基准后其他”原则，首先加工传动轴两端面和钻中心孔，再车外圆表面。b．遵循“先面后孔”的原则，先加工端面，再加工键槽，车螺纹。c．遵循“先主后次”的原则，先加工主要表面：车外圆各个表面，后加工次要表面：铣键槽。d．遵循“先粗后精”的原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。2、热处理工序为改善工件材料的切削性能，在粗加工后应进行调质热处理，调质硬度为220—240HBS。3、辅助工序在热处理之后，安排主轴校直；在半精加工之后，安排去毛刺和中间检验工序；在精加工后，安排去毛刺、清洗和终检工序。综上所述，该传动轴工序的安排顺序为：基准加工—各端面和主要表面粗加工—热处理—主要表面半精加工—辅助工序—主要表面磨加工和次要表面加工—主要表面精磨加工。六、确定工艺路线在综合考虑上述工序安排原则的基础上，表4列出了该传动轴的工艺路线。表4传动轴工艺路线及设备、工装的选用车床设备粗车传动轴两端面并在两端面钻中心孔CA6140CA6140游标卡尺游标卡尺粗车各轴肩端面及传动轴各外圆表面调质处理220—240HBS研修中心孔钳工台CA6140游标卡尺游标卡尺、外圆千分尺、卡规在各端面处车出后续加工表面的退刀槽CA6140游标卡尺游标卡尺外圆端面处倒角（除P、QCA6140外）游标卡尺、外圆千分尺卡规深度游标卡尺MD1420X5032在M、N面上铣键槽至规定钳工台清洗机游标卡尺、卡规、塞规第四节机床设备及工艺装备的选用一、机床设备的选用CA6140,万能外圆磨床式升降台铣床X5032，具体情况如上表所示。二、工艺装备的选用通用量具。1、刀具的选择：a．粗车时：可以选用YT5的刀具，前角选为16°，后角为5—8°，主偏角75°，刃倾角为0°，副偏角Kr’=5°，刀尖半径为1mm。b．半精车、精车时：可以选用YT15的刀具，前角选为18°，后角为5—8°75°0°°1mm。c．选用车刀时，车端面选用45°端面车刀；车外圆阶梯时，选用90°车刀；在粗车外圆时，选用75°偏刀。车外圆时，使用靠模板车。钻深孔时，选用莫氏锥柄麻花钻；车螺纹时，使用高速钢螺纹车刀。铣键槽使用圆柱键槽铣刀加工。2、夹具的选择：加工该零件不需要使用专用夹具，采用通用夹具，如：三爪卡盘及顶尖。3、量具的选择：游标卡尺（精度为第五节加工余量、工序尺寸和公差的确定各工序的加工余量可依据机械制造技术基础课程设计指导教程表2-17、表2-18、表2-19查得。一、G轴外圆面φ40的确定表5工序基本尺寸/mm40IT9IT11±2锻造46.7二、E轴外圆面φ30的确定表6表面粗糙度工序基本尺尺寸、公Ra/um0.3差/mm±0.0065IT9IT11±230.332.337－0.052012.5－0.13锻造三、M轴外圆面φ35的确定表7表面粗糙度Ra/um工序基本尺尺寸、公称差/mm0．8±0.008半精车2IT93.235.30－0.0620粗车锻造IT11±212.537.342－0.16四、F轴右边部分外圆面φ30的确定工序工序余量加工经济精表8表面粗糙度Ra/um工序基本尺差/mm－0.02－0.0720IT9IT11±230.332.337－0.052012.5－0.13锻造五、F轴左边部分外圆面φ30的确定工序工序余量加工经济精表9表面粗糙度Ra/um工序基本尺尺寸、公差/mm0．8±0.0065IT9IT11±23.230.332.337－0.052012.5－0.13锻造六、N轴外圆面φ25的确定表10工序工序余量加工经济精表面粗糙度工序基本尺Ra/um0．8寸/mm差/mm2525.327.3320－0.0130IT9IT11±2－0.052012.5－0.13锻造七、M20x1.5螺纹的加工表11工序名称工序余量/mm加工经济精度表面粗糙度工序基本尺IT11±2锻造26.7第六节切削用量、时间定额的计算一、切削用量的计算1、工序7—半精车传动轴各外圆面该工序虽然分了多个工步进行，但每个工步的背吃刀量、进给量和切削速度都相同，因为这些工步都是在一台机床上经一次走刀加工完成的，所以分析一个工步即可。现以半精车E轴外圆面为例，计算切削用量：1）背吃刀量的确定半精车E轴外圆面的加工余量为2，由于加工余量为双边余量，故a=1mm。p2）进给量的确定由表查得，可取进给量f=0.4mm/r3）切削速度的确定根据卧式车床CA6140的切削速度范围，取V=30m/min，可求得：n=1000V/πd=318.47r/min，根据机床型号查得转速为n=320r/min，则V=nπd/1000=30.2m/min由于各工步加工轴的直径不同，算出的转速也不相同，但都靠近n=320r/min，故可以统一起来取值。工序7—半精车P、Q面方向的尺寸只要满足基本尺寸要求即可，无需保证公差值。为了简化计算，这里只取Q面作为对象，最后计算结果的两倍即为该工序的最终结果。半精车Q面：1）背吃刀量的确定因为已知该工步的加工余量为=1mm,分两次进p给。2）进给量的确定由查得，可取进给量f=0.4mm/r3）切削速度的确定V=30m/min，可求得：n=1000V/πd=318.47r/min根据卧式车床CA6140的切削速度范围，取根据机床型号查得转速为n=320r/min，则V=nπd/1000=30.2m/min2、工序11—铣键槽1）N轴外圆面上键槽8×4.8切削用量的确定：根据图样分析和查表可得：进给量fz=0.1mm/z，给定齿数为ap=2.4，分两次进给，主轴转速取n=190r/min，得：V=14.9m/min。2）M轴外圆面上键槽10×5.2切削用量的确定：根据图样分析和查表可得：进给量fz=0.1mm/z，给定齿数为ap=2.6，分两次进给，主轴转速取n=190r/min，得：V=14.9m/min。二、时间定额的计算1、工序7—半精车传动轴各外圆面1）半精车E轴外圆面基本时间和辅助时间的确定基本时间t=(lll)i/fn=(30+2+3)60/(0.4320)=16.4sj112辅助时间t=0.15t=0.1516.4=2.5sf1j2）半精车M轴外圆面基本时间和辅助时间的确定基本时间t=(lll)i/fn=(31+2+3)60/(0.4320)=16.9s12j2辅助时间t=0.15t=0.1516.9=2.5sf2j3）半精车G轴外圆面基本时间和辅助时间的确定基本时间t=(lll)i/fn=(46+2+3)60/(0.4320)=23.9sj312辅助时间t=0.15t=0.1523.9=3.6sjf34）半精车F轴外圆面基本时间和辅助时间的确定基本时间t=(lll)i/fn=(44+2+3)60/(0.4320)=23sj412辅助时间t=0.15t=0.1523=3.4sjf45）半精车N轴外圆面基本时间和辅助时间的确定基本时间t=(lll)i/fn=(36+2+3)60/(0.4320)=19.2sj512辅助时间t=0.15t=0.1519.2=2.9sjf56）半精车Φ20轴外圆面基本时间和辅助时间的确定基本时间t=(lll)i/fn=(18+2+3)60/(0.4320)=10.8sj612辅助时间t=0.15t=0.1510.8=1.6sjf67)半精车P面基本时间和辅助时间的确定基本时间t=(lll)i/fn=22060/128=18.8sj712辅助时间t=0.15t=0.1518.8=2.8sjf78)半精车Q面基本时间和辅助时间的确定基本时间t=(lll)i/fn=22060/128=18.8sj812辅助时间t=0.15t=0.1518.8=2.8sjf8综上，工序7总的基本时间t总=tj1+tj2+tj3+tj4+tj5+tj6+tj7+tj8j=16.4+16.9+23.9+23+19.2+10.8+18.8+18.8=147.8s工序7总的辅助时间t总=tf1+tf2+tf3+tf4+tf5+tf6+tf7+tf8f=2.5+2.5+3.6+3.4+2.9+1.6+2.8+2.8=22.1s布置工作地时间t=0.05(t总+t总)=8.5sbjf休息和生理需要时间t=0.03(t总+t总)=5.1sfxj准备与终结时间t=0.05(t总+t总)=8.5sjzf单件时间定额t=t+t+t+t+t/mjfbxz=147.8+22.1+8.5+5.1+8.5/200=183.5s2、工序11—铣键槽1）N轴外圆面上键槽8×4.8基本时间t=l/f=25×60/95=31.