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1、一 寸 光 阴 不 可 轻 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 一 寸 光 阴 不 可 轻 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。
2、从主视图可 以 看出，主体由四段不同直径的回转体组成，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
3、为 0.8 um）35 轴肩两端面虽然尺寸精度要求不高，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
4、掌握轴类零件生产纲领的计算方法。 一 寸 光 阴 不 可 轻 3 掌握轴类零件生产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
5、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 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
6、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 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 一 寸 光 阴 不 可 轻 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
7、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。 一 寸 光 阴 不 可 轻 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。
8、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
9、 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。 一 寸 光 阴 不 可 轻 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
10、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 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
11、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 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
12、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 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 X5
13、032 一 寸 光 阴 不 可 轻 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 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
14、 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 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 一 寸 光 阴 不
15、 可 轻 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统计数据及进行部分计算来确定，计算结果见表 6。在 一 寸 光 阴 不 可 轻 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
