完整word版传动轴课程设计说明书DOC.docx

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湖南工业大学

机械制造工艺学

课程设计

资料袋

机械工程学院（系、部）_____2011～2012学年第1学期

课程名称机械制造工艺学指导教师职称

学生姓名专业班级学号

题目传动轴的机械加工工艺规程设计

成绩起止日期2011年_12月_19日～2011年12月26日

目录清单

序号

材料名称

资料数量

备注

1

课程设计任务书

1张

2

课程设计说明书

1本

3

课程设计图纸

1张

零件图

4

机械加工工艺过程卡片

1张

5

机械加工工序卡片

一套

11张

6

湖南工业大学课程设计任务书

2011—2012学年第一学期

机械工程学院（系、部）机械工程及其自动化专业机工091班级

课程名称：

机械制造工艺学

设计题目：

传动轴的机械加工工艺规程设计

完成期限：

自2011年12月19日至2011年12月26日共1周

内

容

及

任

务

一、设计的主要技术参数

二、设计任务

根据零件图对零件进行工艺分析，编制工艺文件。

三、设计工作量

1根据零件图对零件进行工艺分析

2确定毛坯的种类

3拟定加工路线

4确实各工序的加工余量，计算工序尺寸和公差

5选择各工序的机床设备及刀具、量具等工艺装备

6确定各工序的切削用量

7编制工艺文件

进

度

安

排

起止日期

工作内容

2011年12月19日~2011年12月20日

分析零件、并且确定生产类型以及生产毛坯

2011年12月21日~2011年12月23日

工艺规程设计以及制作工艺卡

2011年12月24日~2011年12月26日

整理、排版说明书以及准备答辩

参

考

资

料

1、王先逵,机械制造工艺学（第2版）,机械工业出版社.

2、黄如林,切削加工简明使用手册,化学工业出版社.

3、陈宏钧,金属切削技术基础手册,机械工业出版社.

4、徐学林,互换性与测量技术（第二版）,湖南大学出版社

5、邓文英宋力宏,金属工艺学（第五版）,高等教育出版社..

指导教师（签字）：

年月日

系（教研室）主任（签字）：

年月日

机械制造工艺学课程设计

说明书

课题名称：

传动轴的机械加工工艺规程设计

班级：

姓名：

学号：

指导老师：

成绩：

机械工程学院

2011年12月

一、传动轴的工艺性分析

1.传动轴的工作原理

轴上的两个齿轮或是带轮均置于箱体外，作用是传递动力，所以材料具有较高的抗弯强度、扭转强度。

2.零件图样分析

（1）该零件轴段的安排是呈阶梯型，中间粗两端细，符合强度外形原则，便于安装和拆卸。

其加工精度要求较高，要有较高的形位公差，表面粗糙度最高达到了1.6µm。

零件的中心轴是设计基准和工艺基准。

（2）

为轴承配合，所以保证两轴承的同轴度为

（3）零件的材料为45钢。

（4）调质处理，表面硬度为220-250HBS。

（5）

为轴承配合，所以轴表面的精度，配合要求较高，Ra为1.6µm。

（6）各轴肩处过渡圆角

。

（7）轴端加工出45°倒角，是为了便于装配。

3.零件的工艺分析

（1）零件的毛坯材料为45，是典型的轴用材料，综合机械性能良好。

该材料是优质碳素钢，经调质处理之后具有良好的力学性能和切削加工性能。

经淬火加高温回火后具有良好的综合力学性能，具有较高的强度、较好的韧性和塑性。

（2）该轴式阶梯轴，其结构复杂程度一般。

根据表面粗糙度要求和生产类型，表面加工分为粗加工和精加工。

加工时应把精加工和粗加工分开，这样经多次加工以后逐渐减少零件的变形误差。

（3）此零件的毛坯为模锻件，外形不需要加工。

（4）该轴的加工以车削为主，车削时应保证外圆的同轴度。

（5）在精车前安排了热处理工艺，以提高轴的疲劳强度和保证零件的内应力减少，稳定尺寸、减少零件变形。

并能保证工件变形之后能在半精车时纠正。

（6）同一轴心线上各轴孔的同轴度误差会导致轴承装置时歪斜，影响轴的同轴度和轴承的使用寿命。

所以在车削磨削过程中，要保证其同轴度。

4．审查零件的结构工艺性

（1）结构力求简单、对称，横截面尺寸不应该有突然地变化。

（2）应有合理的模面和圆角半径

（3）45刚具有良好的锻性

二、选择毛坯的制造方式

1．毛坯的选择

因为传动轴在工作过程中要承受冲击载荷、扭转力矩,且载荷比较大。

为增强它的抗扭强度和冲击韧度，毛坯应选用优质中碳钢。

采用模锻方法制造毛坯。

2．确定毛坯的尺寸

根据零件图各个部分的加工精度要求，锻件的尺寸公差等级为8-12级，加工余量等级为普通级，故取IT=12级。

三、传动轴的基准选择、加工方案、制定工艺路线

1．定位基准的选择

正确的选择定位基准是设计工艺过程中的一项重要的内容，也是保证加工精度的关键，定位基准分为精基准和粗基准，以下为定位基准的选择。

（1）粗基准的选择

粗基准的选择应能保证加工面与非加工面之间的位置精度，合理分配各加工面的余量，为后续工序提供精基准。

所以为了便于定位、装夹和加工，可选轴的外圆表面为粗基准，或用外圆表面和顶尖孔共同作为粗基准。

用外圆表面定位时，因基准面加工和工件装夹都比较方便，一般用卡盘装夹。

为了保证重要表面的粗加工余量小而均匀，应选该表面为粗基准，并且要保证工件加工面与其它不加工表面之间的位置精度。

（2）精基准的选择

根据传动轴的技术要求和装配要求，应选择轴左端面

和

为精基准。

零件上的很多表面都可以以两端面作为基准进行加工。

可避免基准转化误差，也遵循基准统一原则。

两端的中心轴线是设计基准。

选用中心轴线为定位基准，可保证表面最后的加工位置精度，实现了设计基准和工艺基准的重合。

由于两轴面的精加工工序要求余量小且均匀，可利用其自身作为基准。

2．零件表面加工方法的确定

根据零件图上各表面的加工要求以及材料性质等因素，以车削加工为主，由于

两个端面的粗糙度Ra为1.6µm，采用磨削加工。

传动轴各表面的具体加工方法如表3-1

表3-1加工方法

加工表面

尺寸及偏差（mm）

公差及精度等级

表面粗糙度Ra（µm）

加工方法

主轴Ⅰ轴面

IT7

6.3

粗车——半精车——精车

主轴Ⅱ、Ⅵ轴面

IT7

6.3

粗车——半精车——精车

主轴Ⅲ、Ⅴ轴面

IT6

1.6

粗车——半精车——粗磨—精磨

主轴Ⅳ轴面

IT7

12.5

粗车——半精车——精车

主轴Ⅶ轴面

IT7

1.6

粗车——半精车——精车

8×7×40键

8×7×40

IT7

6.3

粗铣——半精铣

6×6×20键

8×7×20

IT7

6.3

粗铣——半精铣

3.加工阶段的划分

①划分的原因：

保证加工质量合理，划分加工阶段能合理地使用机床设备，便于热处理工序的安排，便于及时发现毛坯的缺陷，保护精加工过后的表面。

②阶段的划分：

传动轴的加工质量要求较高，其中表面粗糙度要求最高为Ra1.6µm，另外几处圆跳动也有较高的位置精度要求。

精加工方案的确定，可将加工阶段分为粗加工，半精加工，精加工，精密加工阶段等几个阶段。

粗加工阶段主要是为了切除各加工表面上的大部分余量，提高生产量。

将Ⅰ和Ⅲ的精基准的粗加工完成，可以保证后续工序都采用精基准进行定位加工，从而保证其它表面的精度要求，粗车左右端面。

在半精加工阶段，是为各主要表面的精加工做准备，完成轴各表面的加工。

在精加工阶段，对各轴面轴表面进行加工。

使要求不高的面达到精度和表面粗糙度要求，在精密加工阶段对有特殊要求的表面Ⅲ、Ⅴ轴面进行加工，使其达到规定的质量要求。

车削加工完成后则对键槽进行铣削。

4.加工顺序的安排

（1）机械加工工序

①按先基准平面后其他的原则：

机械加工工艺安排是总是先加工好定位基准面，所以应先安排为后续工序准备好定为基准。

先加工精基准面，然后车表面外圆。

②按先粗后精的原则：

先安排粗加工工序，后安排精加工工序。

先安排精度要求较高的各主要表面，后安排精加工。

③按先主后次的原则:

先加工主要表面，如车外圆各个表面，端面等。

后加工次要表面，如铣键槽等。

④先外后内，先大后小原则：

加工阶梯外圆时先加工直径较大的后加工直径小的。

⑤次要表面的加工安排：

键槽等次要表面的加工通常安排在外圆精车或粗磨之后，精磨外圆之前。

⑥对于

加工质量要求较高的表面，安排在后面，并在前几道工序中注意形位公差，在加工过程中不断调整、保证其形位公差。

⑦先面后孔原则：

先加工端面，再铣键槽。

（2）热处理工序的安排

在粗加工后进行调质处理，能提高轴的综合性能。

最终热处理安排在铣键槽之后粗磨之前。

这样能够提高材料强度、表面硬度和耐磨性。

（3）辅助工序的安排

在粗加工和热处理后，安排校直工序。

在半精车加工之后安排去毛刺和中间检验工序。

在精加工之后安排去毛刺、清洗和终检工序。

综上所述，该轴的工序安排顺序为：

锻造——基准加工——主要表面粗加工——热处理——主要表面半精加工——主要表面的精加工——车槽——铣键槽——淬火——粗磨——精磨——去毛刺——检验。

5.传动轴工艺路线的确定

根据以上的加工工艺过程的分析确定零件的工艺路线如表3-2

表3-2的工艺路线

工序号

工序名称

机床设备

刀具

量具

00

模锻

10

粗车左右端面

CA6140

YT1590°

游标卡尺

20

粗车各外圆

CA6140

YT1590°

游标卡尺

30

调质处理

40

半精车Ⅰ-Ⅴ外圆

CA6140

YT1590°

游标卡尺

50

半精车Ⅵ-Ⅶ外圆

CA6140

YT1590°

游标卡尺

60

校正

游标卡尺

70

精车ⅠⅡⅣ外圆，倒角

CA6140

YT1590°

YT1545°

游标卡尺

千分尺

80

精车ⅥⅦ外圆，

倒角

CA6140

YT1590°

YT1545°

游标卡尺

千分尺

90

车槽及倒圆角

CA6140

切断刀

圆角刀

游标卡尺

100

粗铣键槽

铣床X083

铣刀

游标卡尺

110

半精铣键槽

铣床X083

铣刀

游标卡尺

120

淬火

130

粗磨ⅢⅤ外圆

磨床M1412

粗砂轮

游标卡尺

千分尺

140

精磨ⅢⅤ外圆

磨床M1412

细砂轮

游标卡尺

千分尺

150

去毛刺

钳工

160

检查

游标卡尺

千分尺

四、机床设备的选用

1．机床设备的选用

在本方案中，选用较高效率的专用机床和通用机床。

根据该轴尺寸的大小要求，选用卧式铣床CA6140，外圆磨M1412，铣床X083。

2．工艺装备的选用

在本方案中，所用的刀具有通用道具和特殊刀具，量具有游标卡尺、卡尺、塞规等。

另外还要用到夹具。

采用三爪卡片卡盘装夹。

五、工序加工余量的确定，工序尺寸及公差的计算

（1）对轴左端

外圆表面加工工艺路线为：

粗车——半精车——精车。

由工序20,40,70组成，查表可得各个工序余量：

精车余量为0.5mm,半精车余量为1.4mm，粗车余量为4.0mm。

总加工余量为5.9mm。

计算各项工序尺寸：

精车后达到图纸上的尺寸

，其表面粗糙度为Ra6.3µm。

精车前尺寸：

31+0.5=31.5mm

半精车前尺寸：

31.5+1.4=32.9mm

粗车前尺寸：

32.9+4.0=