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1、目录第一章前言 - 2 -第一节 轴类零件 - 2 -第二节 机械加工工艺 - 3 -第二章零件的工艺性审查- 4 -第一节 零件的结构特点 - 4 -第二节 主要技术要求 - 4 -第三节 加工表面及其要求 - 5 -第三章进行毛坯的选择- 6 -第一节 确定毛坯类型及制造方法 - 6 -第二节 确定毛坯的形状尺寸及公差 - 6 -第三节 毛坯的技术要求 - 7 -第四章选择基准 - 7 -第一节 粗基准选择 - 7 -第二节 精基准选择 - 7 -第三节 定位基准选择 - 7 -第五章拟定机械加工工艺路线 - 8 -第六章 确定机械加工余量、工序尺寸- 9 -第七章 选择机床及工艺设备-
2、10 -第一节 选择机床 - 10 -第二节 选择工艺设备 - 11 -第八章 确定切削用量- 14 -第一节 背吃刀量 - 14 -第二节 进给量 - 15 -第三节 主轴转速 - 15 -第九章 机械加工工艺卡片- 16 -第十章 毕业总结 - 18 -第十一章 致谢 - 18 -第十二章 参考文献 - 19 -第十三章 附录 - 19 - 摘 要：按照它来组织生产，就可以使各工序科学的衔接，实现优质高产和低 能耗。本设计主要内容包括进行零件的工艺性审查，进行毛坯的选择，选择基准， 拟定机械加工工艺路线的，确定机械加工余量、工序尺寸及公差，选择机床及工 艺设备，确定切削用量（确定背吃刀量、
3、进给量、切削速度、主轴转速），填写 工艺文件，填写机械加工工艺卡片。关键词：轴 加工工艺第一章 前言第一节 轴类零件轴是支承转动零件并与之一起回转以传递运动、扭矩或弯矩的机械零件。各 段可以有不同的直径。机器中作回转运动的零件就装在轴上。根据轴线形状的不同，轴可以分为曲轴和直轴两类。根据轴的承载情况，又 可分为：转轴，工作时既承受弯矩又承受扭矩，是机械中最常见的轴，如各减 速器中的轴等。心轴，用来支承转动零件只承受弯矩而不传递扭矩，有些心轴 转动，有些心轴则不转动，如支承滑轮的轴等。传动轴，主要用来传递扭矩而不 承受弯矩，轴的材料主要采用碳素钢合金钢，也可采用球墨铸铁或合金铸铁等。 轴的工作能
4、力一般取决于强度和刚度，转速高时还取决于振动稳定性。轴的结构设计是确定轴的合理外形和全部结构尺寸，为轴设计的重要步骤。 它由轴上安装零件类型、尺寸及其位置、零件的固定方式，载荷的性质、方向、 大小及分布情况，轴承的类型与尺寸，轴的毛坯、制造和装配工艺、安装及运输，对轴的变形等因素有关。设计者可根据轴的具体要求进行设计，必要时可做几个 方案进行比较，以便选出最佳设计方案，以下是一般轴结构设计原则：1、节约 材料，减轻重量，尽量采用等强度外形尺寸或大的截面系数的截面形状；2、易 于轴上零件精确定位、稳固、装配、拆卸和调整；3、采用各种减少应力集中和 提高强度的结构措施；4、便于加工制造和保证精度。
5、第二节 机械加工工艺机械加工工艺流程是工件或者零件制造加工的步骤，采用机械加工的方法， 直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量等，使其成为零件的过程称为机械加工工 艺过程。机械加工工艺就是在流程的基础上，改变生产对象的形状、尺寸、相对位置 和性质等，使其成为成品或半成品，是每个步骤，每个流程的详细说明，比如， 上面说的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分为车，钳工，铣 床，等等，每个步骤就要有详细的数据了，比如粗糙度要达到多少，公差要达到 多少。技术人员根据产品数量、设备条件和工人素质等情况，确定采用的工艺过 程，并将有关内容写成工艺文件，这种文件就称工艺规程。机械加工工艺规程是规定零
6、件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件 之一，它是在具体的生产条件下，把较为合理的工艺过程和操作方法，按照规定 的形式书写成工艺文件，经审批后用来指导生产。机械加工工艺规程一般包括以 下内容：工件加工的工艺路线、各工序的具体内容及所用的设备和工艺装备、工 件的检验项目及检验方法、切削用量、时间定额等。在制订工艺规程的过程中，往往要对前面已初步确定的内容进行调整，以提高经济效益。在执行工艺规程过程中，可能会出现前所未料的情况，如生产条件 的变化，新技术、新工艺的引进，新材料、先进设备的应用等，都要求及时对工 艺规程进行修订和完善。第二章 零件的工艺性审查第一节 零件的结构特点轴类零件是机器中经
7、常遇到的典型零件之一。它在机械中主要用于支承齿 轮、带轮、凸轮以及连杆等传动件，以传递扭矩。按结构形式不同，轴可以分为 阶梯轴、锥度心轴、光轴、空心轴、曲轴、凸轮轴、偏心轴、各种丝杠等。它主 要用来支承传动零部件，传递扭矩和承受载荷。轴类零件是旋转体零件，其长度 大于直径，一般由同心轴的外圆柱面、圆锥面、内孔和螺纹及相应的端面所组成。 根据结构形状的不同，轴类零件可分为光轴、阶梯轴、空心轴和曲轴等。第二节 主要技术要求轴类零件的技术要求主要是支承轴颈和配合轴颈的径向尺寸精度和形位精 度，轴向一般要求不高。几何形状精度主要是圆度和圆柱度，一般要求限制在直 径公差范围之内。相互位置精度主要是同轴度
8、和圆跳动；保证配合轴颈对于支承 轴颈的同轴度，是轴类零件位置精度的普遍要求之一。第三节 加工表面及其要求几何形状精度主要指轴颈表面、外圆锥面、锥孔等重要表面的圆度、圆柱度。 其误差一般应限制在尺寸公差范围内，对于精密轴，需在零件图上另行规定其几 何形状精度。相互位置精度包括内、外表面，重要轴面的同轴度、圆的径向跳动、重要端 面对轴心线的垂直度、端面间的平行度等。表面粗糙度轴的加工表面都有粗糙度的要求，一般根据加工的可能性和经济 性来确定。第四节 零件材料轴类零件材料 常用45钢，精度较高的轴可选用40Cr、轴承钢GCrl5、弹簧 钢65Mn，也可选用球墨铸铁；对高速、重载的轴，选用20Mn2B
9、、20Cr等低碳合 金钢或38CrMoAl氮化钢。45 钢是轴类零件的常用材料，它价格便宜经过调质（或正火）后，可得到 较好的切削性能，而且能获得较高的强度和韧性等综合机械性能，淬火后表面硬 度可达4552HRC。40Cr 等合金结构钢适用于中等精度而转速较高的轴类零件，这类钢经调质 和淬火后，具有较好的综合机械性能。轴承钢GCr15和弹簧钢65Mn,经调质和表面高频淬火后，表面硬度可达50 58HRC，并具有较高的耐疲劳性能和较好的耐磨性能，可制造较高精度的轴。因其属于一般传动轴，故选 45 热轧圆钢，需调质可满足其要求。第三章 进行毛坯的选择第一节 确定毛坯类型及制造方法1. 毛坯类型常用
10、圆棒料和锻件。毛坯经过加热锻造后，可使金属内部纤维组织沿表面均 匀分布，获得较高的抗拉、抗弯及抗扭强度。根据生产规模的不同，毛坯的锻造 方式有自由锻和模锻两种。中小批生产多采用自由锻，大批大量生产时采用模锻。2. 制造方法传动轴大都是回转表面，主要采用车削与外圆磨削成形。表面粗糙度 Ra 值 较小，故车削后还需磨削。外圆表面的加工方案可为：粗车f半精车f磨削。第二节 确定毛坯的形状尺寸及公差本例传动轴属于中、小传动轴，并且各外圆直径尺寸相差不大,故选择160沁60mm的热轧圆钢作毛坯，公差等级为IT6-IT8。第三节 毛坯的技术要求尺寸精度轴类零件的主要为两类，一类是与轴承的内圈配合的外圆轴颈
11、，即支承轴颈，用于确定轴的位置并支承轴，尺寸精度要求较高，通常为IT5IT7；另一类为与各类传动件配合的轴颈，即配合轴颈，其精度稍低，通常为 IT6IT9。第四章 选择基准第一节 粗基准选择有非加工表面，应选非加工表面作为粗基准。对所有表面都需加工的铸件轴， 根据加工余量最小表面找正。且选择平整光滑表面，让开浇口处。选牢固可靠表 面为粗基准，同时，粗基准不可重复使用。第二节 精基准选择要符合基准重合原则，尽可能选设计基准或装配基准作为定位基准。符合基 准统一原则。尽可能在多数工序中用同一个定位基准。尽可能使定位基准与测量 基准重合。选择精度高、安装稳定可靠表面为精基准。第三节 定位基准选择合理
12、地选择定位基准，对于保证零件的尺寸和位置精度有着决定性的作用。由于该传动轴的几个主要配合表面（Q、P、N、M）及轴肩面（H、G）对基准轴线A-B 均有径向圆跳动和端面圆跳动的要求，它又是实心轴，所以应选择两端中心孔为基准，采用双顶尖装夹方法，以保证零件的技术要求。第五章 拟定机械加工工艺路线外圆加工的方法很多，基本加工路线可归纳为四条。粗车半精车精车 对于一般常用材料，这是外圆表面加工采用的最主要的工艺路线。 粗车半精车粗磨精磨对于黑色金属材料，精度要求高和表面粗糙度值要求较小、零件需要淬硬时， 其后续工序只能用磨削而采用的加工路线。粗车半精车精车金刚石车 对于有色金属，用磨削加工通常不易得到
13、所要求的表面粗糙度，因为有色金 属一般比较软，容易堵塞沙粒间的空隙，因此其最终工序多用精车和金刚石车。粗车半精粗磨精磨光整加工 对于黑色金属材料的淬硬零件，精度要求高和表面粗糙度值要求很小，常用 此加工路线。对于本文所加工的典型轴类零件，将采用“粗车精车”的车削方式，即分 别对本零件的两个端面、外圆、螺纹、外圆锥度、切槽、圆弧、镗孔七个步骤进 行粗加工和精加工。加工顺序按粗到精、由近到远（由右到左）的原则确定。工件右端加工：既 先从右到左进行外轮廓粗车，然后从右到左进行外轮廓精车，最后切槽；工件调 头，工件左端加工：粗加工外轮廓、精加工外轮廓，切退刀槽，最后螺纹粗加工、 螺纹精加工。第六章 确
14、定机械加工余量、工序尺寸传动轴磨削余量可取0.5mm，半精车余量可选用1.5mm。加工尺寸可由此而 定，见该轴加工工艺卡的工序内容。1 斗5士该典型轴类零件长度为145mm，螺纹大径为30mm、长度为22mm，外圆锥面的锥度为10o、长度为20mm，圆弧总长为57mm、半径分别有24mm/15mm，所镗的 孔直径为30mm、长度为7mm。在加工该轴类零件时，需采用粗车与精车结合的方法，在粗加工零件表面轮 廓时，必须保证0.5mm的精加工余量，必要时需使用刀偏表，对刀具进给时进行误差的控制，有效地减小误差，方能确定该零件在加工精度方面的各种要求。第七章 选择机床及工艺设备第一节 选择机床数控车床
15、与其他类型的车床相比有下列特点：1）通用性强，生产率高，加工精度高且稳定，操作者劳动强度低。2）适合于复杂零件的加工。3）换批调整方便，适合于多种中小批柔性自动化生产。4）便于实现信息流自动化，在数控车床基础上，可实现CIMS （计算机集成 制造系统）。CNC6140D:该车床可以实现轴类、盘类的内外表面，锥面、圆弧、螺纹、镗 孔、铰孔加工，也可以实现非圆曲线加工。FANUC 公司的数控系统具有高质量、高性能、全功能，适用于各种机床和生 产机械的特点第二节 选择工艺设备1.镗孔工艺：根据工件的加工要求，可选择三种镗削方案。在一根镗杆上安排粗、精切镗刀来分担余量的切除，镗孔后再倒角。为了不 影响生产节拍，两把粗、精切镗刀需同时工作。由于是在镗杆上钻孔及攻丝，进 一步削弱了镗杆的刚性及强度。而镗削余量的不均匀分布使得切削力很大，两把 镗刀同时工作使机床功率不足，因此不可避免地要引起切削振动，无法满足工件 加工精度和表面粗糙度要求。在同一根镗杆上安排粗、精切镗刀来分担余量的去除：其中任何两把刀都不 得同时工作。采用该方案虽然可降低切削力，但镗杆长度增加了两倍，造成镗杆 刚性不足；同时单件加工工时也增加了一倍，保证不了生产节拍。安排两
