传动轴课程设计

#iiii-0.4表-0.6表①27+1.2-0.45-784+1.4-0.65-620+1.1-0.5设计毛坯图零件毛坯图如图纸所示选择加工方法，制定工艺路线1.定位基准的选择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（N、M）及轴肩面（Q、P）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。（1）传动轴零件的精基准传动轴类零件的加工，以轴两端的中心孔作为定位精基准。因为轴的设计基准是中心线，这样既符合基准重合原则，又符合基准统一原则，还能在一次装夹中最大限度地完成多个外圆及端面的加工，易于保证各轴颈间的同轴度以及端面的垂直度。（2）传动轴零件的粗基准轴类零件的粗加工，可选择外圆表面作为定位粗基准，以此定位加工两端面和中心孔，为后续工序准备精基准。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。2.零件表面加工方法的选择本零件的加工面有外圆、端面、槽、螺纹面等，材料为 45钢。根据传动轴零件图上各加工表面的尺寸精度和表面的粗糙度确定各加工方法，其加工方法选择如下：表1-2轴零件各表面加工方法加工表面尺寸精度等级表面粗糙度Ra（m）加工方法备注40h8外圆面81.6粗车一半精车一精车文献（1）表3-1035h7外圆面70.8粗车一半精车一磨削文献（1）表3-1030h6外圆面60.3粗车一半精车一粗磨一精磨文献（1）表3-1030h7外圆面70.8粗车一半精车一磨削文献（1）表3-1025h7外圆面70.8粗车一半精车一磨削文献（1）表3-1020h7外圆面81.6粗车一半精车一精车文献（1）表3-10左端面81.6粗车一半精车一精车文献（1）表3-12右端面81.6粗车一半精车一精车文献（1）表3-12轴肩面70.8粗车一半精车一磨削文献（1）表3-10螺纹73.2车削文献（1）表3-13左键槽83.2粗铣一精铣文献（1）表3-12右键槽83.2粗铣一精铣文献（1）表3-12（1）轴类零件外圆加工方法对于中小型铸铁和锻件，可直接进行粗车，经过粗车后工件的精度可达到 IT10〜IT12,表面粗糙度Ra值可12.5□〜25“，粗车可切除毛坯的大部分余量。对经过粗车的工件，采用半精车可达到IT9〜IT10级精度，表面粗糙度Ra值可6.3卩0〜12.5 对于中等精度的工件表面，半精车可作为终加工工序，也可作为磨削或精加工的预加工工序。精车可作为最终加工工序或光整工序的预加工，精车后工件表面可达 IT7〜IT8级精度，表面粗糙度Ra值可3.2口nr1.6a。（2） 键槽加工方法键槽是轴类零件上常见的结构，其中以普通平键应用最广泛，通常在普通立式铣床上用键槽铣刀加工，我们不妨直接放到加工中心加工。（3） 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、F的公差等级（IT7）较高，表面粗糙度Ra值（Ra=0.8um）较小，故车削后还需磨削。故主要夕卜圆表面的加工方案可为：粗车-半精车-磨削。制定工艺路线（1）划分加工阶段传动轴主要表面的加工可划分为粗加工、半精加工、精加工三个阶段。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）安排加工顺序遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准——钻中心孔及车表面的外圆。遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。遵循“先主后次”先加工主要表面——车外圆各个表面，后加工次要表面——铣键槽和加工各个小槽。遵循“先面后孔”原则，先加工左右端面，再加工各个台阶面。（3） 初步拟定工艺路线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圆柱面的表面粗糙度值。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①40mm、①35mm、①35mm及M20mm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。工序I:以锻件①42处外圆面以及右端面定位，粗车左端面，粗车①40轴段外圆以及台阶面。以左端面（基准）和粗车之后的①40外圆定位，粗车右面。并以右端面为基准，加工 ①40夕卜圆以右的各个台阶面，钻中心孔。以①30处外圆以及右端面定位，粗车左断面 ，以左端面为基准，粗车①40外圆以左的各个台阶面的外圆。工序进行调质热处理，硬度达到220〜240HBS工序皿：以①30处外圆以及左端面定位，半精车①30①35①40轴段的的外圆，半精车左端面和①40轴段处左肩面，倒角。以①40轴段外圆以及右端面定位，半精车①30①25①20轴段的的外圆以及右端面和①40轴段处右肩面，倒角（不倒①20轴段处）。车砂轮越程槽。工序W:继续以①40轴段外圆右端面定位，切①20轴段处的退刀槽，车螺纹，倒角。考虑到铣键槽的定位基准射阶梯轴的肩面，要先加工基准面，所以铣键槽要安排在半精加工之后。工序V:以零件①40处外圆在加工中心夹具上定位，以①40处外圆左肩面为对刀面铣左边键槽（宽10）,以①30处外圆右肩面为对刀面铣右边键槽（宽8）。考虑到铣键槽可能会对已磨削的表面造成磨损，所以把磨削加工安排在铣键槽之后。工序以两端中心孔作为定位基准，精车①40轴段外圆。工序％:磨削各个表面粗糙度要求为0.8的表面及轴肩面。工序忸：精磨①30外圆轴段，要求表面粗糙度为0.3。工序区：终检。4．热处理工序安排（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）精度要求高的轴，在局部淬火或粗磨之后，还需进行低温时效处理。传动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T车两端面，钻中心孔T粗车各外圆T调质T修研中心孔T半精车各外圆，车槽，倒角T车螺纹T划键槽加工线T铣键槽T修研中心孔T磨削T检验。5．加工尺寸和切削用量小批量生产时传动轴磨削余量可取0.3mm,半精车余量可选用2.0mm,精车余量用1.3mm一般可由《机械加工工艺手册》或《切削用量手册》中选取。加工尺寸可由此而定，见该轴加工工艺卡的工序内容。工序设计1.选择加工设备和工艺设备1） 选择机床根据传动轴的工艺特性，根据不同工艺选车窗床。工序I、皿、W是粗车和半精车，成批生产不需要很高的生产率，故选用普通卧式车床就可以。传动轴轮廓尺寸不大（直径最大为47，长度为222），选用C6140即可。为了加工方便一次安装进行粗、精铣。铣键槽在加工中心上最好。该零件磨削精度不高，选用一般的磨床即可，我们选用 H206。我们所选的加工设备采用通用机床，即普通车床、加工中心、万能磨床。2） 选择夹具该零件的加工工艺不需要专用夹具。工艺装备采用通用夹具（三爪卡盘及顶尖）、通用刀具（标准车刀、键槽铣刀、砂轮等）、通用量具（游标卡尺、外径千分尺等）。3） 选择刀具•在车床上加工的工序，一般选用硬质合金刀。加工钢制零件采用 YT类硬质合金，粗车加工用YT5，半精加工用YT15。•切槽宜选用高速钢。•铣刀选用直径为6的铣刀，以方便粗精加工在一道工序内完成。4） 量具的选择本零件属于成批生产，一般选用通用量具。根据零件要求、尺寸特点，参考《机械制造技术基础课程设计指南》表5-108选择如下：外圆粗车和半精车选度数值0.05、测量范围0~150游标卡尺。量键槽选度数值0.05、测量范围0~150游标卡尺。

磨削是用度数值0.01，测量范围25~50外径千分尺。2•确定工序尺寸1）确定圆柱面的工序尺寸表5-32粗车外圆余量加工直径d<50>50〜100>100〜300>300〜500>500零件长度L直径余量aV10005666>1000〜1600777>1600〜25008888注：端面留量为直径之半，即a/2表5-33粗车外圆后精车外圆余量轴的直径d零件长度L<100>100〜250>250〜500>500〜800>800〜1200>1200〜2000粗车外圆的公差直径余量a<100.60.81.0>10〜180.70.91.01.1--0.18>18〜300.91.01.11.31.4-0.21>30〜501.01.01.11.31.51.70.25>50〜801.11.11.21.41.61.80.30注：在单件或小批生产时，本表的数值应乘上系数 1.3,并化成一位小数，这时的粗车外圆公差带为 IT15参考表（5-32）粗车外圆余量可知：工序间尺寸、公差、表面粗糙度及毛坯尺寸的确定①40轴段外圆的加工:工序名称工序余量/mm加工经济精度/mm表面粗糙度Ra/m工序基本尺寸/mm公差/mm精车1.3h81.640.00-0.039

半精车2.0h96.341.30-0.062粗车3.7h11Rz>=5043.30-0.16锻造247.0①35轴段外圆的加工:工序名称工序余量/mm加工经济精度/mm表面粗糙度Ra/m工序基本尺寸/mm公差/mm磨削0.3h70.835.0±).008半精车2.0h96.335.30-0.062粗车9.7h11Rz>=5037.30-0.16锻造247.0左端①30轴段外圆的加工:工序名称工序余量/mm加工经济精度/mm表面粗糙度Ra/m工序基本尺寸/mm公差/mm精磨0.1h60.330.0±0065粗磨0.3h70.430.10-0.021半精车2.0h96.330.40-0.052粗车4.6h11Rz>=5032.40-0.13锻造237.0

右端①35轴段外圆的加工:工序名称工序余量/mm加工经济精度/mm表面粗糙度RJm工序基本尺寸/mm公差/mm磨削0.3h70.835.0±).008半精车2.0h96.335.30-0.062粗车9.7h11Rz>=5037.30-0.16锻造247.0右端①30轴段外圆的加工:工序名称工序余量/mm加工经济精度/mm表面粗糙度Ra/m工序基本尺寸/mm公差/mm磨削0.3h70.830.0-0.02-0.072半精车2.0h96.330.30-0.052粗车4.7h11Rz>=5032.30-0.13锻造237.0

①25轴段外圆的加工:工序名称工序余量/mm加工经济精度/mm表面粗糙度RJm工序基本尺寸/mm公差/mm磨削0.3h70.825.00-0.013半精车2.0h96.325.30-0.052粗车9.7h11Rz>=5027.30-0.13锻造237.0M20X1.5螺纹的加工:工序名称工序余量/mm加工经济精度/mm表面粗糙度RJm工序基本尺寸/mm公差/mm车螺纹h73.220.00-0.021半精车2.0h96.320.00-0.052粗车5h11Rz>=5022.00-0.13锻造227.0确定切削用量1、确定各工序的切削用量切削用量包括背吃刀量环、进给量f、和切削速度V。确定顺序是先确定ap、f，再确定V。我们这里就只确定粗车左端①30处的切削用量：切削用量的计算：本工序为粗车。已知加工材料为45钢，cb=670Mpa，锻件有外皮；机床为C6140车床，工件装卡在三抓自定心卡盘中。选用YT5的硬质合金刀，选用刀杠尺寸BXH=16mm25mm,刀片厚度为4.8mm。、背吃刀量ap的确定：粗车双边余量为5.1mm,根据《机械加工工艺手册3》表19.1-17,粗车背吃刀量ap很显然在所要求的范围之内。ap即为单边余量=5.1/2=2.505、根据参考资料《机械制造基础课程设计指南》表5-114,我们加工的ap范围是0.3~0.4mm/r,进给量的确定f=0.3mm/r。、通过《机械制造基础课程设计指南》表 5-120确定的切削速度V=109m/min.根据表2-9的修正系数ksV=0.8 ktV=0.65kkTV=0.81kTV=1.15 kMV=kkV=1.0车床C6140的主轴转速n=1000v/nd=300r/min根据公式v=109X0.8>0.65迥.81X.15=52.8m/min所以 n=1000v/nd=139r/mi选择转速为120r/min，计算的实际切削速度为45.7。机械制造技术基础课程设计心得体会这两个星期的课程设计令让我感慨良多。通过这次机械制造技术基础课程设计，让我进一步了解了课程设计的方法以及对零件的工艺分析。要综合考虑各种设计方案，最后选出最优方案。我刚开始认为，课程设计一下子就可以搞定，然而事与愿违，在开始的几天里，我都没有一点头绪，不知道要怎么去做，主要是不知道从哪里开始动手。经过查看各种参考资料，我慢慢的理出了自己的思路。这次课程设计是对我的一种锻炼，知识的积累，能力的提高。不管怎样，我把这个当作基础，掌握了这些最基础的，才可以更进一步，取得更好的成绩，今后的课程设计和毕业设计才能更好的独立完成。而且，这对于我们将来的发展也有很大的帮助。在此过程中，我通过不懈的努力，不仅培养了独立思考、动手操作的能力，在各种其它能力上也都有了提高。虽然我们的课程设计带有一定的盲目性，有点无从下手，但是我们会以更加积极地态度对待我们的学习、对待我们的生活，会更加努力的去弥补自己的缺点，发展自己的优点，去充实自己，只有在了解了自己的长短之后，我们会更加珍惜拥有的，更加努力的去完善它。只有不断的挑战自己，才能拥有更多的成功和快乐！尽管课程设计是在期末才开始，我们的教材已经学习完毕，我们也掌握了许多知识，但是还有很多地方理解领悟不到位。这次课程设计历时两个星期，通过这两个星期的学习，我发现了自己的很多不足，自己知识的很多漏洞，看到了自己的实践经验还是比较缺乏，理论联系实际的能力还急需提高。综上所述，课程设计给我很多专业知识以及专业技能上的提升，同时又是一门辩思课，给了我很多思考的空间。人生感悟：生活就是这样，汗水预示着结果也见证着收获。虽然这只是一次极简单的课程设计，可是平心而论，也耗费了我不少的心血。通过这次课程设计，我感觉知识上的收获重要，精神上的丰收更加可喜。也让我明白了学无止境的道理，我们每一个人永远不能满足于现有的成就，人生就像在爬山，一座山峰的后面还有更高的山峰在等着你。挫折是一份财富，经历是一份拥有。这次课程设计必将成为我人生旅途上一个非常美好的回忆！对设计的建议：我希望老师在我们动手制作之前应先告诉我们一些关于所做的课程设计的具体的方法，这样会有助于我们进一步的进入状况，更好地完成设计。

初步拟定两个机械加工工艺路线方案:传动轴机械加工工艺路线方案一工序号工序名称工序内容定位基准加工设备1锻造锻造毛坯2热处理正火处理3车钻分别车两端面、钻两端中心孔，总长车至 215毛坯①47外圆CA6140]4粗车分别粗车左、右端各外圆及轴肩端面， ①40①35①30①2'外圆和轴肩端面均留余量）两中心孔CA61405热处理调质处理6研修研修中心孔两中心孔CA614017半精、精车半精车右端①35①30外圆及轴肩端面，留磨削余量；调头半精车左端①35外圆及轴肩端面，留磨削余量；半精车、精车①40h外圆及轴肩端面至尺寸，半精车左端①30外圆，留精磨余量5两中心孔CA61408磨削粗、精磨左端①30h6外圆及轴肩端面至尺寸两中心孔M131W9铣削铣键槽至尺寸，去毛刺两中心孔X503210终检按图样技术要求全部检验优点：与方案二相比，工序少，只精车