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1、 1 轴类零件机械加工工艺编制 目录 任务 1 分析轴类零件的技术资料 任务 2 确定轴类零件的生产类型 任务 3 轴类零件的毛坯类型及其制造方法 任务 4 选择轴类零件的定位基准和加工装备 任务 5 拟定轴类零件的工艺路线 任务 6 设计轴类零件的加工工序 任务 7 填写轴类零件的机械加工工艺文件 2 任务一 分析轴类零件的技术资料 教学目标 能看懂轴类零件的零件图和装配图。 明确轴类零件在产品中的作用，找出其主要技术要求。 确定轴类零件的加工关键表面。 一、 看懂传动轴的结构形状 如图 1，零件图采用了主视图和移出断面图表达其形状结构。从主视图可 以 看出，主体由四段不同直径的回转体组成，
2、有轴颈、轴肩、键槽、挡圈槽、 倒角等结构，由此可以想象出传动轴的结构形状，如图 2 所示。 二、 明确传动轴的装配位置和作用 传动轴起支承齿轮、传递扭矩的作用。 30js6 外圆（轴颈）用于安装轴承， 35 轴肩起轴承向定位作用。 25f7、 25g6 及轴肩用于安装齿轮及齿轮的轴向定位，采用普通平键连接，左轴端有 挡圈槽，用于安装挡圈，以轴向固定齿轮。 三、 确定传动轴的加工关键表面 (1) 25f7、 25g6 轴头 30js6 轴颈都具有较高的尺寸精度（IT7，IT6） 和位 置精度（同轴度为 0.02）要求，表面粗糙度（Ra 值分别为 0.8 um）35 轴肩两端面虽然尺寸精度要求不高
3、，但表面精糙度要求较高（Ra 值为 1.6um） ； 所以 25f7、 25g6 轴头、 30js6 轴颈及 35 轴肩两端均为加工关键表面。 (2)键糟侧面（宽度）尺寸精度（IT9）要求中等，位置精度（对称度 0.012） 要求比较高，表面粗糙度（Ra 值为 3.2um）要求中等，键槽底面（深度）尺寸 精度（21 ）和表面精糙度（Ra 值为 6.3um）要求都较低，所以键槽是次要加 工表面。 (3)挡圈槽、左、右、倒角等其余表面，尺寸及表面精度要求都比较低，均 为次要加工表面，如图 3 所示。 任务 2 确定轴类零件的生产类型 教学目标 掌握轴类零件生产纲领的计算方法。 3 掌握轴类零件生产
4、类型及其工艺特征的确定方法。 一、 计算传动轴的生产纲领 根据任务书知： (1) 产品的生产纲领 Q=150 台/年； (2) 每台产品中传动轴的数量 n=1 件/台； (3) 传动轴的备品率 a=5； (4) 传动轴的废品百分率 b=0.5； 传动轴的生产纲领计算如下： N=Qn(1+a)(1+b) =150 x1(1+5)(1+0.5) =158(件/年) 二、 确定传动轴的生产类型及其工艺特征 传动轴属于中型机械类零件。根据生产纲领（158 件/年）及零件类型（中 型机械） ，由附表 2机加工工作各种生产类型的生产纲领及工艺特点可查 出，传动轴的生产类型为小批生产，工艺特征见表 1 表
5、1 传动轴的生产纲领和生产类型 生产纲领 生产类型 工艺特征 158 件/年 小批生产 (1) 毛坯采用自由锻造，精度低，余量大 (2) 加工设备采用通用机床 (3) 工艺装备采用通用夹具或组合夹具、通用刀 具、通用量具、标准附件 (4) 工艺文件需编制简单的加工工艺过程卡片 (5) 加工采用画线、试切等方法保证尺寸，生产 效率低，要求操作工人技术熟练 任务 3 确定轴类零件的毛坯类型及其制造方法 教学目标 掌握轴类零件毛坯的类型及其制造方法的选择。 掌握轴类零件毛坯的机械加工余量的估算方法。 掌握轴类零件的毛坯简图的绘制方法。 2、 选择传动轴毛坯类型及其制造方法 根据传动轴的制造材料（45
6、 钢） ，查附表 5常用毛坯类型可确定，毛 坯类型可采用型材或锻件，传动轴毛坯选用锻件，而采用自由锻造法来制造。 2、 绘制传动轴毛坯简图 1 确定传动轴毛坯简图 根据附表 8自由锻件机械加工余量计算公式中阶梯轴的自由锻造机械加工余 量计算公式（D65mm 计算，L300mm 时，按 300mm 计算） ，传动轴锻件余量 计算如下： A=0.26L.2D0.5 4 =0.26x3000.2x650.5 =6.65（mm） 2、绘制传动轴毛坯简图 传动轴毛坯简图的绘制方法如图 4 所示 任务 4 选择轴类零件的定位基准和加工装备 教学目标 掌握轴类零件的精基准和夹紧方案的选择的方法。 掌握轴类零
7、件的粗基准和夹紧方案的选择的方法。 掌握传动轴加工装备的选择方法。 一、 选择传动轴的精基准和夹紧方案 根据基准重合原则，考虑选择传动轴的轴线作为定位精基准是最理想的，即 采用两端中心孔作为精基准，如图 5 所示。 二、 选择传动轴的粗基准和夹紧方案 选择毛坯 51 外圆作为粗基准，能方便地加工两端面和中心孔，可以尽快获 得精基准，如图 6 所示。 5 三、 选择传动轴的加工装备 根据传动轴的工艺特性，加工设备采用通用机床、即普通车床、立式铣床、 万能磨床。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） 。 任务 5 拟
8、定轴类零件的工艺路线 教学目标 掌握选择轴类零件各表面的加工方法。 掌握初步拟定轴类零件机械加工工艺路线的方法。 一、 确定各表面的加工方法 根据加工表面的精度和表面粗糙度要求，查附表 10外圆表面加工方案可 得各加工表面的加工方案，详见表 2 表 2 各加工表面的加工方案 加工表面 精度要求 表面粗糙度 Ra/um 加 工 方 案 30js6 外圆 轴肩 IT6 IT11 以上 0.8 1.6 粗车半精车精车粗磨精磨 25f7 外圆 轴肩 IT7 IT11 以上 0.8 1.6 粗车半精车精车 25g6 外圆 轴肩 IT6 IT11 以上 0.8 1.6 粗车半精车精车 键槽侧面 8N9 底
9、面 IT9 IT11 以上 3.2 6.3 粗铣精铣 挡圈槽 23x2 IT11 以上 12.5 粗车 各倒角 IT11 以上 12.5 粗车 二、 初步拟定传动轴机械加工工艺路线 1、划分加工阶段 根据以上相关知识和分析可知，传动轴主要表面的加工可划分为粗加工、半 精加工和精加工三个阶段。 6 2、安排加工顺序 根据机械加工的安排原则，先安排基准和主要表面的精加工，然后再安排基 准和主要表面的精加工。先以 51 作为作为基准粗加工两端中心孔（精基准） ， 加式两端中心孔需车平两端面。 3 初步拟定工艺路线 根据上述分析，初步拟定两个机械加工工艺路线方案，见表 3 和表 4 供分析 选择。 表
10、 3 传动轴机械加工工艺路线一 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 145 毛坯 42 外圆 CK6140 4 粗车 分别粗车左、右端各处圆及轴肩端面，25、30 外圆和轴肩端 面均留余量，35 车至尺寸 两中心孔 CK6140 5 热处理 调质处理 6 研修 研修中心孔 7 半精车、精 车 半精车右端 25 外圆及端肩端面，留磨削余量；调头半精车左 端 25 外圆及轴肩端面，留磨削余量；半精车、精车 30js6 外 圆及轴肩端面、圆角至尺寸，车左端槽 23x2 至尺寸 两中心孔 CK6140
11、 8 磨削 粗、精磨左、右端及 30js6 外圆及轴肩至尺寸 两中心孔 CK6140 9 铣削 粗、精铣键槽 8N9x20 0 0.2 两中心孔 CK6140 10 终检 按图样技术要求全部检验 优点：与方案二相比，工序少，25 外圆只精车（不磨削） ，加工成本低 缺点：25 外圆的位置精度难保证 表 4 传动轴机械加工工艺路线方案二 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 145 毛坯 42 外圆 CK6140 4 粗车 分别粗车左、右端各外圆及轴肩端面，25、30 外圆和轴肩端 面均余量，35
12、 车至尺寸 两中心孔 CK6140 5 热处理 调质处理 两中心孔 6 研修 研修中心孔 两中心孔 CK6140 7 半精车 分别半精车左、右端各外圆及轴肩端面，均磨削余量 两中心孔 CK6140 8 磨削 粗、精磨左、右端 25、30 外圆及轴肩端面、圆角至尺寸 两中心孔 CK6140 9 铣削 粗、精铣键槽 8N9x20 0 0.2 ，去毛刺 两中心孔 M131W 10 车削 车左端槽 23x2 至尺寸，去毛刺 两中心孔 X5032 7 11 终检 按图样技术要求全部检验 优点：25f7 及 25g6 外圆的尺寸和位置精度容易保证 缺点：比方案一多一道工序，又磨削 25f7 及 25g6
13、外圆，加工成本比方案一稍高 传动轴为小批生产，应优先考虑其尺寸和位置精度的难易，其次才考虑加工 成本，所以选择方案二。 任务 6 设计轴类零件的加工工艺 教学目标 掌握轴类零件工序加工余量及尺寸的确定方法。 掌握轴类零件工序加工时定额的计算方法 一、确定传动轴各工序加工余量及工序尺寸 传动轴的加工过程、 各工序尺寸及其公差、 毛坯尺寸见表 5， 并如图 7 所示。 表 5 各工序加工余量及工序尺寸 工序 外圆尺寸及公差 加工余量 端面（长度）尺寸 加工余量 磨削 25f7 25g6 30js6 0.3（查附表 18磨削 外圆的加工余量及偏 差 ） 70 7 28 0.3（查附表 19磨削外圆
14、的加工余量及偏差 ） 半精车 25.3h11 25.3h11 30.3h11 1.3（查附表 16粗车 及半精车外圆的加工 余量及偏差 ） 70 7.6 27.7 1（查附表 17半精车轴 端面加工余量及偏差 ） 粗车 26.6h13 26.6h13 31.6h13 32-26.6=5.4 32-26.6=5.4 37-31.6=5.4 70 9.6 26.7 毛坯 32 32 37 8 d 图 8 传动轴的加工过程 （a） 毛坯； （b）粗车； （c）半精车； （d）磨削 二、计算传动轴各工序工时定额 因传动轴为小批生产，因此可以采用经验估算法计算各工序的工时定额。主 要利用经过实践而积累的
15、统计数据及进行部分计算来确定，计算结果见表 6。在 9 实际生产中，时间定额需要不断修正。 表 6 传动轴各工序时间估算表 工序号 工序名称 工序工时（分） 工序号 工序名称 工序工时（分） 3 车钻 8 8 磨削 11 4 粗车 12 9 铣削 15 6 研修 10 10 车削 5 7 半精车 9 合 计 70 任务 7 填写轴类零件的机械加工工艺文件 教学目标 掌握轴类零件工序加工余量及尺寸的确定方法。 掌握轴类零件工时定额的计算方法。 根据上述任务结果，按机械加工工艺文件中各栏的填写要求，详细填写传动 轴机械加工工艺过程卡片 。因传动轴的生产类型是小批生产，故只需编制机 械加工工艺过程卡片， 但过程卡片的编制内容比只有较详细， 才能用于指导生产， 完成填写的传动轴机械加工工艺卡片见表 7 表 7 传动轴机械加工工艺过程卡片 (企业名称) 机械加工工艺过程卡片 产品型号 零（部）件 图号 05001 共 1 页 产品名称 零（部）件 名称 传动轴 材料牌 号 45 毛坯种类 锻件 毛坯外形尺寸 42x159 每毛坯可制作 数 1 每台 件数 1 备 注 工 序 号
