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1、摘要本文是对齿轮轴零件的加工应用及加工工艺分析，包括零件图的分析、毛坯的选择、零件的夹紧、工艺路线的制定、刀具的选择、切削参数的确定、加工工艺文件的填写。选择正确的加工方法，设计合理的加工工艺。此外，还设计了一种专用夹具，可对支撑件的两道工序进行加工。关键词 齿轮轴，加工工艺，专用夹具，设计IAbstractThis paper is the application of gear shaft parts processing and processing process analysis, including the analysis of part drawings, blank sele
2、ction, parts of the clamping, the formulation of the process line, the selection of cutting tools, cutting parameters, processing process to fill in the documents. Choose the correct processing method and design the reasonable processing technology. In addition, a special fixture is designed, which
3、can process the two processes of the supporting parts.Keywords gear shaft, machining process, fixture, design目录1. 引言22工艺规程设计22.1 零件的分析22.1.1 零件的作用22.1.2 零件的工艺分析32.2 工艺规程设计42.2.1 确定毛坯的制造形式42.2.2 基面的选择42.2.3 制定工艺路线42.2.4 机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定82.2.5 确定切削用量83 基本工时214 铣16槽夹具设计264.1研究原始质料264.2定位基准的选择264.3 切
4、削力及夹紧分析计算264.4 误差分析与计算284.5 定向键与对刀装置设计294.6 夹具设计及操作的简要说明30结论32致谢33参考文献341. 引言机械制造技术基础课程设计是要求学生综合运用所学课程，具备工艺设计和结构设计的基本能力的教学环节。此外，还需要为毕业设计进行全面的培训和准备。通过课程设计，对机械制造技术基地的学生进行如下方面的培养:能够熟练运用机械制造技术基础课程的基本理论，并在生产实践中学习到的实用知识和正确解决零件加工定位与夹紧、工艺路线安排、确定尺寸等问题，保证零件加工质量。提高结构设计能力。通过对夹具设计的培训，学生可以根据加工零件的加工要求，设计出高效、省力、经济合
5、理、保证加工质量的夹具。学习如何使用手册和图表。掌握与本设计相关的各类材料的名称来源，并能熟练使用。2工艺规程设计2.1 零件的分析2.1.1 零件的作用该零件是齿轮轴，它位于传动系统中。其主要功能是利用空间交错两轴传动运动和动力传动机构。零件上有两个轴接头，以配合轴承内环及其支承功能。所述部件上带有键槽的轴头与所述联轴器连接，以传递运动和动力。2.1.2 零件的工艺分析齿轮轴这个零件从零件图上可以看出，它一共有四组加工表面，而这四组加工表面之间有一定的位置要求，现将这三组加工表面分述如下：1.以两端为中心的加工表面这一组的加工表面包括：两端中心孔以及端面和倒角的加工。其中主要加工表面为两端中
6、心孔，这要是因为中心孔的轴线要用作后面加工的定位和工序基准。2.以外圆面为中心的加工表面这一组的加工表面包括：轴段外圆面、一个的键槽、轴段外圆面。其中主要加工表面为轴段外圆面、一个的键槽，这是用来连接联轴器的。3.以两个轴段外圆面为中心的加工表面这一组的加工表面包括：两个轴段的外圆面及左边倒角、右边定位轴肩。其主要加工表面为两个轴段的外圆面，这是用来与轴承内圈配合用于支承的。4.以分度圆直径为齿轮中心的加工表面这一组的加工表面包括：分度圆直径为的齿轮中心。这四组加工表面之间有着一定的位置要求，主要是：轴头外圆面，两个轴段外圆面，轴段外圆面把两端中心孔轴线AB作为公共基准，有圆跳动要求。键槽两侧
7、面相对于公共基准AB有对称度要求。由以上分析可知，对于这四组加工表面而言，我们可以先加工两端中心孔这一组加工表面，然后以其轴线为基准，借助夹具进行其他三组表面的加工，并且保证它们之间的形状精度要求。2.2 工艺规程设计2.2.1 确定毛坯的制造形式零件材料为40Cr钢，考虑到蜗杆在传动过程中收到的振动，载荷，受力等方面的影响，因此应该选用锻件，以便使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠，由于零件产量为中大批生产，而且零件的轮廓尺寸不大，可以采用模锻成型，这从提高生产率，保证加工精度上考虑，也是应该的。2.2.2 基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理，可以使加
8、工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，使生产无法正常进行。3（1）粗基准的选择对于一般的轴类零件而言，以外圆作为粗基准是完全合理的。但对于本零件来说，所有表面都需要加工，按照有关粗基准的选择原则，选取最大外圆面作为粗基准。（2）精基准的选择主要应该考虑基准重合的问题。设计基准，工序基准，定位基准相重合，可以减少定位误差和基准不重合引起的误差，因此选择两中心孔的公共中心线作为精基准。2.2.3 制定工艺路线制定工艺路线得出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批生产的条件下,可以
9、考虑采用万能性机床配以专用工夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。1.工艺路线方案一10锻 造20去飞边30粗车齿轮轴右端面，粗车外圆60mm、65mm、80mm、141.78 ，留2mm加工余量40粗车齿轮轴左端面，保证全长，粗车外圆60mm、75mm、留2mm加工余量50调质处理60半精车齿轮轴右端面，半精车外圆60mm、65mm、80mm、141.78 ，其中外圆 60mm、65mm留0.5mm加工余量，其余表面加工到尺寸要求。70半精车齿轮轴左端面，保证全长，半精车外圆60mm留0.5mm加工余量、半精车外圆 75mm加工到尺寸要求。
10、80铣键槽，选择两个60mm 外圆面作为基准。90插齿轮100粗、精磨右端面及外圆60mm、65mm，以及磨制过渡圆角。110粗、精磨左端面及外圆75mm。120去毛刺130检验140入库2.工艺路线方案二10锻 造20去飞边30粗车齿轮轴右端面，粗车外圆60mm、65mm、80mm、141.78 ，留2mm加工余量40粗车齿轮轴左端面，保证全长，粗车外圆60mm、75mm、留2mm加工余量50调质处理60半精车齿轮轴右端面，半精车外圆60mm、65mm、80mm、141.78 ，其中外圆 60mm、65mm留0.5mm加工余量，其余表面加工到尺寸要求。70铣键槽，选择两个60mm 外圆面作为
11、基准。80半精车齿轮轴左端面，保证全长，半精车外圆60mm留0.5mm加工余量、半精车外圆 75mm加工到尺寸要求。90插齿轮100粗、精磨右端面及外圆60mm、65mm，以及磨制过渡圆角。110粗、精磨左端面及外圆75mm。120去毛刺130检验140入库3.工艺路线方案的比较与分析上述两个工艺路线方案的特点在于：方案一对于整个齿轮轴一起加工，减少装夹次数，同时在加工过程中有效防止了加工产生的应力对后加工工序的影响；方案二对不同部位进行粗、半精、精加工，不能对一台机床进行连续运用。综合比较选择工艺路线方案一。10锻 造20去飞边30粗车齿轮轴右端面，粗车外圆60mm、65mm、80mm、14
12、1.78 ，留2mm加工余量40粗车齿轮轴左端面，保证全长，粗车外圆60mm、75mm、留2mm加工余量50调质处理60半精车齿轮轴右端面，半精车外圆60mm、65mm、80mm、141.78 ，其中外圆 60mm、65mm留0.5mm加工余量，其余表面加工到尺寸要求。70半精车齿轮轴左端面，保证全长，半精车外圆60mm留0.5mm加工余量、半精车外圆 75mm加工到尺寸要求。80铣键槽，选择两个60mm 外圆面作为基准。90插齿轮100粗、精磨右端面及外圆60mm、65mm，以及磨制过渡圆角。110粗、精磨左端面及外圆75mm。120去毛刺130检验140入库考虑到本零件在结构上的特点，显然
13、上述方案还有一些欠考虑之处。例如加工与轴承配合轴段的定位轴肩时，定位轴肩在模锻上不易直接加工出来，采用车床加工更合适，因此，这应该列为单独的一道工序。综合考虑，工艺路线方案为：工艺一：锻造工艺二：去飞边工艺三：以作外圆面为粗基准车端面，打中心孔。选择六角车床工艺四：粗车齿轮轴所有外圆面，以中心孔轴线为精基准。选择普通车床工艺五：车制两个定位轴肩，以及两个轴段退刀槽，以中心孔轴线为精基准。选择普通车床工艺六：调制工艺七：半精车外圆，控制轴线方向的各个轴段的长度。以中心孔轴线为精基准。选择普通车床工艺八：倒角工艺九：铣键槽，选择两个外圆面作为基准，选择普通立式铣床，采用专用夹具。工艺十：车螺纹，选
14、择两个外圆面作为基准，选择普通车床，采用专用夹具。工艺十一：淬火工艺十二：粗磨轴头外圆面，两个轴段外圆面，轴段外圆面及螺纹面，以及磨制过渡圆角，以两中心孔轴心线为基准。采用普通磨床。工艺十三：精磨轴头外圆面，两个轴段外圆面，轴段外圆面及螺纹面，以两中心孔轴心线为基准。采用普通磨床。工艺十四：研磨螺纹面工艺十五：去毛刺工艺十六：检验入库2.2.4 机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定蜗杆零件材料为40Cr钢，硬度为217255HBS，生产类型为中、大批生产，采用普通模锻，精度IT13。根据原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1.轴段外圆面这段轴表面粗糙
15、度为1.6,需要粗车，半精车，粗磨，半精磨加工。直径加工余量为2Z=7mm。2. 轴段沿轴线长度方向的加工余量长度余量取4mm，模锻斜度为5。3直径65轴段外圆面这段轴无表面粗糙度要求，需要粗车，半精车，直径加工余量为2Z=7mm。4直径65轴段沿轴线长度方向的加工余量长度余量取3.5mm，模锻斜度为5，外圆角为R4。2.2.5 确定切削用量3.1工序30 粗车齿轮轴右端面，粗车外圆60mm、65mm、80mm、141.78 ，留2mm加工余量所选刀具为YG6硬质合金可转位车刀。根据切削用量简明手册表1.1，由于CA6140机床的中心高为200（表1.30），故选刀杆尺寸=，刀片厚度为。选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面，前角=，后角=，主偏角=，副偏角=，刃倾角=，刀尖圆弧半径=。.确定切削深度
