机械制造工艺学实训报告（7.17）.pdf

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1、 1 机械制造工艺学实训报告机械制造工艺学实训报告 传动轴加工工艺规程制定传动轴加工工艺规程制定 2 实训任务：制定以下零件小批量试制的加工工艺规程实训任务：制定以下零件小批量试制的加工工艺规程 材料：45#钢 热处理：调质处理 零件零件的分析的分析 （一）零件结构工艺性分析 由实训题目可知，该轴是减速器的一个传动轴。传动轴与机构中的其他零件通过间隙 配合相结合，具有传递力矩，转矩和扭矩等作用。从零件图上看，该零件是典型的轴 类零件，结构比较简单，结构呈阶梯状，属于阶梯轴，尺寸精度，形位精度要求均较 高。其主要加工的面有45mm、56mm、67mm、55mm、44mm 和35mm 的外圆 柱面

2、及 2 个键槽。 （二）零件技术要求分析 两个45r6 的圆柱面 Ra0.8m; 55k7 的圆柱面和35h7 的圆柱面 Ra 均为 1.6m 且 55k7 外圆轴线和35h7 外圆轴线均与基准轴线同轴 56 左端面、67 右端面、55 右端面和44 右端面的 Ra 均为 6.3m ； 3 其中56 左端面和55 右端面均对55k7 和55k7 的轴线端面圆跳动公差为 0.02mm。 67 右端面和44 右端面均对55k7 和55k7 的轴线端面圆跳动公差为 0.05mm。 键槽 16 和 10：IT9；侧面 Ra6.3 m ； 材料 40 钢，热处理：调质处理。 毛坯的选择毛坯的选择 轴类零

3、件最常用的毛坯是棒料和锻件，只有某些大型或结构复杂的轴（如曲轴），在质 量允许下采用锻件。由于毛坯经过加热，锻造后能使金属内部的纤维组织表面均与分布，可 获得较高的抗拉，抗弯及抗扭强度，所以除光轴外直径相差不大的阶梯轴可使用热轧棒料或 冷轧棒料，一般比较重要的轴大部分都采用锻件，这样既可以改善力学性能，又能节约材料， 减少机械加工量。根据生产规模的大小，毛坯的锻造方式有自由锻和模锻。自由锻多用于中 小批量生产。模锻适用于大批量生产，而且毛坯制造精度高，加工余量小，生产效率高，可 以锻造形状复杂的毛坯。 故综合考虑本设计实际情况，选用冷轧圆钢作为毛坯。 （一）毛坯形状及尺寸的确定 分析零件图可知

4、，轴为阶梯轴，没有斜度，传动轴的外圆直径相差不大（最小端为35mm， 最大端为 67mm） ， 故选用棒料。 从生产类型来看为小批量试制生产， 因此综合考虑选用75mm 的，长度为 307mm 的冷轧圆钢作为毛坯。 （二）定位基准的选择 粗基准的选择：按照粗基准的选择原则，应选择次要加工表面为粗基准。又考虑到 台阶轴的工艺特点，所以选择外圆端面为粗基准面。 精基准的选择：按照基准重合原则及加工要求，以55k7 外圆轴线和35h7 外 圆轴线为基准，加工内孔时的定位基准为35h7 外圆中心。 零件表面加工方法的选择零件表面加工方法的选择 当零件的加工质量要求较高时,往往不可能用一道工序来满足要求

5、,而要用几道工序逐 步达到所要求的加工质量和合理地使用设备、人力 。 零件的加工过程通常按工序性质不同,可以分为粗加工,半精加工,精加工三个阶段。 加工阶段：其任务是切除毛坯上大部分余量，使毛坯在形状和尺寸上接近零件成品， 主要目标是提高生产率，去除内孔，端面以及外圆表面的大部分余量，并为后续工序提供精 基准。此零件即加工45mm、56mm、67mm、55mm、44mm 和35mm 的外圆柱面。 半精加工阶段：其任务是使主要表面达到一定的精加工余量，为主要表面的精加工 做好准备。此零件即加工45mm、56mm、67mm、55mm、44mm 和35mm 的外圆 柱面、孔等。 精加工阶段：其任务就

6、是保证各主要表面达到规定的尺寸精度，留一定的精加工 余量，为主要表面的精加工做好准备，并可完成一些次要表面的加工。如精度和表面粗糙度 要求，主要目标是全面保证加工质量。 基面先行原则 该零件进行加工时，要将右端面先加工，再以右端面、外圆柱面为基准来加工，因 4 为右端面和35mm 外圆柱面为后续精基准表面加工而设定的，才能使定位基准更准确，从而 保证各位置精度的要求，然后再把其余部分加工出来。 先粗后精 即要先安排粗加工工序，再安排精加工工序，粗车将在较短时间内将工件表面上的 大部分余量切掉，一方面提高金属切削效率，另一方面满足精车的余量均匀性要求，若粗车 后留余量的均匀性满足不了精加工的要求

7、时，则要安排半精车，以此为精车做准备。 先面后孔 对该零件应该先加工圆柱表面，后加工孔，这样安排加工顺序，一方面是利用加工过的平面 定位，稳定可靠，另一方面是在加工过的平面上加工孔，比较容易，并能提高孔的加工精度。 工序划分的确定工序划分的确定 工序集中与工序分散：工序集中是指将工件的加工集中在少数几道工序内完成每道工序 加工内容较多，工序集中使总工序数减少，这样就减少了安装次数，可以使装夹时间减少， 减少夹具数目，并且利于采用高生产率的机床。工序分散是将工件的加工分散在较多的工序 中进行，每道工序的内容很少，最少时每道工序只包括一简单工步，工序分散可使每个工序 使用的设备，刀具等比较简单，机

8、床调整工作简化，对操作工人的技术水平也要求低些。综 上所述，考虑到工件是小批量试制生产的情况，则采用工序分散。 另外根据零件图可以看出，由于两支承轴颈和轴颈配合的精度要求较高，最终加工方法为磨 削。磨外圆前要进行粗车半精车，并完成其他次要表面的加工。键槽的加工，虽然精度要求 不高，但表面粗糙度要求较高，要粗、精铣来达到要求。辅助工序安排去毛刺，倒棱角，清 洗，除锈，退磁，检验等。 工艺路线的拟定工艺路线的拟定 根据以上分析，该零件的加工路线为：下料车左端面、中心孔，调头车另一端面、中心孔 粗车外圆、车槽和倒角调质俢研中心孔半精车各外圆铣键槽粗、精、磨 3 个主 要表面外圆手工去毛刺检验。 工序

9、余量和尺寸的确定 由机械加工余量手册查得： 调质后半精车余量取 2.3mm. 半精车后45+0.05 +0.034mm、55+0.002 -0.028mm、35+0 -0.025mm 3 段外圆 留磨削余量 0.3mm,半精车公差取-0.210-0.320。 根据倒推法， 可得半精车工序该 3 尺寸的相 应工序尺寸分别为45.3-0.210 -0.320mm、55.3-0.210 -0.320mm、35.3-0.210 -0.320mm 。粗磨后留余量 0.1mm,若粗磨公差取 -0.10，则相应粗磨工序尺寸分别为：45.10 -0.10mm、55.10 -0.10mm、35.10 -0.10

10、mm 精磨工序尺寸即为设计尺寸，45+0.05 +0.034mm、55+0.002 -0.028mm、35+0 -0.025mm 在55+0.002 -0.028mm 和35+0 -0.025mm 外圆半精车后铣键槽的深度尺寸的 确定，因后续还需要磨削，490 -0.20mm 和 300 -0.2mm 的保证涉及多尺寸同时保证必须经过 工艺尺寸链计算才能确定。具体计算如下： 根据加工过程建立尺寸链如图所示： a. 首先是 160 -0.043mm 的键槽 5 判断组成环的性质 尺寸 490 -0.20mm 是磨削加工后最后得到的，故为封闭环；R27.5+0.01 -0.014 和 A 为增环，

11、 R27.65-0.105 -0.16mm 为减环。 由尺寸链计算 A=49-27.5+27.65=49.15mm ES(A)=0-0.01-0.16=-0.17mm EI(A)=-0.2-0.105+0.014=-0.291mm 故 A=49.15-0.17 -0.291mm b. 下面是 100 -0.136mm 的键槽 6 判断组成环的性质 尺寸 300 -0.2mm 是磨削加工后最后得到的，故为封闭环；R17.50 -0.0125mm 和 A 为增环， R17.65-0.105 -0.16mm 为减环。 由尺寸链计算 A=30-17.5+17.65=30.15mm ES(A)=0-0.

12、16=-0.16mm EI(A)=-0.2+0.0125-0.105=-0.2925mm 故 A=30.15-0.16 -0.2925mm 综合以上各项可得传动轴的工艺过程如表 1 所示。 工序号工序号 工种工种 工序内容工序内容 加工简图加工简图 设备设备 1 下料 75X307 2 车 三爪自定心卡盘 夹持工件， 车端面 见平，钻中心孔。 用尾架顶住， 粗车 三个台阶，直径、 长度均留 2mm 车床 调头， 三爪定心卡 盘夹持工件另一 端， 车端面保证总 长 301， 钻定位孔。 用尾架顶尖顶住， 粗车另外的台阶。 直径、 长度均留余 量 2mm 车床 3 热 调质处理 4 钳 修研两端定

13、位孔 车床 5 车 双顶尖装夹， 半精 车三个台阶留余 量 0.5mm，倒角 4 个 车床 7 调头，双顶尖装 夹，半精车余下 车到图样规定的 尺寸，倒角 3 个 车床 6 钳 划两个键槽及一 个止动垫圈加工 线 7 铣 铣两个键槽及止 动垫圈槽。 键槽深 度比图样规定尺 寸多铣 0.25mm,作 为磨削的余量 键槽铣床 或立铣 8 钳 钻 20mm 深孔直径 5mm，留 0.1mm 余量，攻螺纹。螺 纹大径车到6 车床 9 磨 磨外55mm、 44mm、35mm 和 45mm 的外 圆 ，并用砂轮端 面靠磨台肩。调 头，磨45mm、 56mm、67mm 的 外圆 靠磨台肩 外圆磨床 10 检

14、 检验 实训总结实训总结 此次机加工实训,让我受益非浅,不仅培养了我发现问题、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工艺路 线的安排，工艺尺寸确定等问题保证加工质量。通过这次减速箱传动轴的加工工艺设计,让我 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。 其实平时我们接触的有关机械的东西应该算是最多的了，家用的电器，手表，多多少 少都有一点关于机械的东西，当然，尽管机械使我们的生活变的越来越方便，但是我们极少 有人去探究我们所使用的东西是怎麽得来的，当

15、然这些人中也包括我，总之，如果不是这次 实训，也许我一生中都很难接触这些东西，这次实训确实让感触颇深，因为我的确从中学到 了不少东西，它使我体会到了思考的乐趣。 平时我们学习的全是一些理论知识，由于缺 乏实践经验，这使我们感到了理论的空洞，甚至于一些人因此产生了厌学情绪。实训的到来 无疑给我们的学习注入新的动力，尽管做实训与实际之间还有一定的距离， 但是我却觉得 它是架在理论与实际之间的一段桥梁。 通过这次课实训，我了解到了一些简单的金属零件 的加工工艺，对机械零件的设计由以往的遥不可及到现在的身临其境。 8 这此机加工实训不仅仅是学到一些知识这么简单，这更是学习一种方法，一种能力， 一种精神，在这里，我也希望我们以后能有更多的机会，去进行类似的实训，为我们走上工 作岗位奠定一个坚实的基础。 此次实训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,通过实训使我们能够综合、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。 参考文献 机械制图与机械制图与 AutoCADAutoCAD 机械制造工艺学机械制造工艺学 公差配合与测量技术公差配合与测量技术