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1、机械制造工艺学实训报告传动轴加工工艺规程制定实训任务：制定以下零件小批量试制的加工工艺规程|次晔恒-吁-|至*|0峪|4-加史141劭呢材料：45#钢 热处理：调质处理零件的分析零件结构工艺性分析击实训题目可知，该轴是减速器的一个传动轴。飞动轴与机构中 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的外圆柱面及 2个键槽。零件技术要求分析 两个45r6的圆柱面 Ra0.8以m;55k7 的圆柱
2、面和 35h7 的圆柱面 Ra均为1.6以mH55k7 外圆轴线和 中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 中44右端面 的Ra均为6.3以m ;其中 56左端面和 中55右端面 均对 中55k7 和 中55k7 的轴线端面圆跳动公差为 0.02mm。67右端面和 中44右 端面均对中55k7和中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。毛坯的选择轴类零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
3、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。毛坯形状及尺寸的确定分析零件图可知，轴为阶梯轴，没有斜度，传动轴的外圆直径相差不大 (最 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
4、产，因此综合考虑选用 72mm的，长度为306mm的冷轧圆 钢作为毛坯。定位基准的选择1)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。(2)精基准的选择：按照基准重合原则及加工要求，以 中55k7 外圆轴 线和 中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，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。(1)粗加工阶段
5、：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，弁为后续工序提供精基准。此零件即加工45mm 56mm 67mm 55mm 44mm和 中35mm的外圆柱 面。(2)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 中35mm的外圆柱面 、孔等。(3)精加工阶段：其任务就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，弁可完成一些次要表 面的加工。如精度和表面粗糙度要求，主要目
6、标是全面保证加工质量。基面先行原则该零件进行加工时，要将端面先加工，再以左端面、外圆柱面为基准来 加工，因为左端面和 中45mm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
7、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
8、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、 精铳来达到要求。辅助工序安排去毛刺，倒棱角，清洗，除锈，退磁，检 验等。工艺路线的拟定根据以上分析，该零件的加工路线为：下料一车左端面、中心孔，调头车 另一端面、中心孔一粗车外圆、车槽和倒角-调质一修研中心孔一半精车 各外圆一铳键槽一粗、精、磨 3个主要表面外圆一手工去毛刺一检验。工序余量和尺寸的确定由机械加工余量手册查得：(1)调质后半精车余量取 2.3mm.(2)半精车后45 +0.034 mm、55 -0.028 mm、35 -0.025 mm
9、 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.、.、一 一 一、一、n OdncOde精车工序该3尺寸的相应工序尺寸分别为45.3 -0.32。mm、55.3 -。至。mm、35.3 -0.320 mm 。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：45.1 00.10 mm、55.1 00.10 mm、0+0.05+0.00235.1 -0.10 mm 精磨工序尺寸即为设计尺寸，45+0.034 mm、55-0.028 mm、+035 -0.025 mm(3)在55+Z2 mm和35 +0025 mm外圆半精车后铳键
10、槽的深度尺寸的确定，因后续还需要磨削，49 00.20 mm和30 00.2 mm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：(4 )根据加工过程建立尺寸链如图所示：首先是16 -0.043 mm的键槽Fsdln,/uE1no6十田IrnQR27.5 +0.014 和 A155猛西5.逊判断组成环的性质尺寸49 00.20 mm是磨削加工后最后得到的，故为封闭环;为增环，R27.65 -0.105 mm为减环。由尺寸链计算A=49-27.5+27.65=49.15mmES(A)=0-0.01-0.16=-0.17mmEI(A)=-0.2-0.105+0.014=-0
11、.291mm故 A=49.15 -0.291 mm下面是10 -0.136 mm的键槽竹m 5 心。3乐3二上黑判断组成环的性质尺寸30 00.2 mm是磨削加工后最后得到的，故为封闭环； R17.5 00.0125 mm和A为增环，R17.65 -0.16 mm 为减环。由尺寸链计算A=30-17.5+17.65=30.15mmES(A)=0-0.16=-0.16mmEI(A)=-0.2+0.0125-0.105=-0.2925mm故 A=30.15-0.2925 mm综合以上各项可得传动轴的工艺过程如表1所示工序号工种工序内容加工简图设备1下料 75X3072车三爪自定心卡盘 夹持工件，车
12、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 ,钻中心 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7个车床调头，双顶尖 装夹，半精车 余下 车到 图样规定的尺 寸，倒角车床6钳划两个键槽及两个止动垫圈加工线7铳铳两个键槽及 止动垫圈槽。键槽深度比图 样规定尺寸多铳 0.25mm, 作为磨削的余单键槽铳 床或立铳8钳钻孔镇床9磨磨外圆，弁 用砂轮端面靠 磨台肩。调 头，磨外圆，靠磨台 肩外圆磨床10检检验
