传动轴的机械加工工艺规程设计

机械制造工艺学课程设计湖南工业大学机械制造工艺学课程设计资料袋机械工程学院（系、部）_____2011～2012学年第1学期课程名称机械制造工艺学指导教师职称教授学生姓名专业班级学号题目传动轴的机械加工工艺规程设计成绩起止日期2011年_12月_19日～2011年12月26日目录清单序号材料名称资料数量备注1课程设计任务书1张2课程设计说明书1本3课程设计图纸1张零件图4机械加工工艺过程卡片1张5机械加工工序卡片一套11张6机械制造工艺学课程设计湖南工业大学课程设计任务书2011—2012学年第一学期机械工程学院（系、部）机械工程及其自动化专业机工091班级课程名称：机械制造工艺学设计题目：传动轴的机械加工工艺规程设计完成期限：自2011年12月19日至2011年12月26日共1周内容及任务一、设计的主要技术参数二、设计任务根据零件图对零件进行工艺分析，编制工艺文件。三、设计工作量①根据零件图对零件进行工艺分析②确定毛坯的种类③拟定加工路线④确实各工序的加工余量，计算工序尺寸和公差⑤选择各工序的机床设备及刀具、量具等工艺装备⑥确定各工序的切削用量⑦编制工艺文件进度安排起止日期工作内容2011年12月19日~2011年12月20日分析零件、并且确定生产类型以及生产毛坯2011年12月21日~2011年12月23日工艺规程设计以及制作工艺卡2011年12月24日~2011年12月26日整理、排版说明书以及准备答辩参考资料1、王先逵,机械制造工艺学(第2版),机械工业出版社.2、黄如林,切削加工简明使用手册,化学工业出版社.3、陈宏钧,金属切削技术基础手册,机械工业出版社.4、徐学林,互换性与测量技术（第二版）,湖南大学出版社5、邓文英宋力宏,金属工艺学（第五版）,高等教育出版社..指导教师（签字）：年月日系（教研室）主任（签字）：年月日机械制造工艺学课程设计机械制造工艺学课程设计说明书课题名称：传动轴的机械加工工艺规程设计班级：姓名：学号：指导老师：成绩：机械工程学院2011年12月机械制造工艺学课程设计目录一、传动轴的工艺性分析...........................11.传动轴的工作原理...............................................................................................................12.零件图样分析.......................................................................................................................13.零件的工艺分析...................................................................................................................14．审查零件的结构工艺性.....................................................................................................2二、选择毛坯的制造方式...........................21．毛坯的选择.........................................................................................................................22．确定毛坯的尺寸.................................................................................................................2三、传动轴的基准选择、加工方案、制定工艺路线.....31．定位基准的选择.................................................................................................................32．零件表面加工方法的确定.................................................................................................33.加工阶段的划分...................................................................................................................44.加工顺序的安排...................................................................................................................55.传动轴工艺路线的确定.......................................................................................................5四、机床设备的选用...............................71．机床设备的选用.................................................................................................................72．工艺装备的选用.................................................................................................................7五、工序加工余量的确定，工序尺寸及公差的计算.....7六、确定工序的切削用量..........................13七、课程设计体会................................16八．参考资料....................................17机械制造工艺学课程设计1一、传动轴的工艺性分析1.传动轴的工作原理轴上的两个齿轮或是带轮均置于箱体外，作用是传递动力，所以材料具有较高的抗弯强度、扭转强度。2.零件图样分析（1）该零件轴段的安排是呈阶梯型，中间粗两端细，符合强度外形原则，便于安装和拆卸。其加工精度要求较高，要有较高的形位公差，表面粗糙度最高达到了1.6µm。零件的中心轴是设计基准和工艺基准。（2）00.01635mm为轴承配合，所以保证两轴承的同轴度为0.012mm（3）零件的材料为45钢。（4）调质处理，表面硬度为220-250HBS。（5）00.01635mm为轴承配合，所以轴表面的精度，配合要求较高，Ra为1.6µm。（6）各轴肩处过渡圆角R1.5mm。（7）轴端加工出45°倒角，是为了便于装配。3.零件的工艺分析（1）零件的毛坯材料为45，是典型的轴用材料，综合机械性能良好。该材料是优质碳素钢，经调质处理之后具有良好的力学性能和切削加工性能。经淬火加高机械制造工艺学课程设计2温回火后具有良好的综合力学性能，具有较高的强度、较好的韧性和塑性。（2）该轴式阶梯轴，其结构复杂程度一般。根据表面粗糙度要求和生产类型，表面加工分为粗加工和精加工。加工时应把精加工和粗加工分开，这样经多次加工以后逐渐减少零件的变形误差。（3）此零件的毛坯为模锻件，外形不需要加工。（4）该轴的加工以车削为主，车削时应保证外圆的同轴度。（5）在精车前安排了热处理工艺，以提高轴的疲劳强度和保证零件的内应力减少，稳定尺寸、减少零件变形。并能保证工件变形之后能在半精车时纠正。（6）同一轴心线上各轴孔的同轴度误差会导致轴承装置时歪斜，影响轴的同轴度和轴承的使用寿命。所以在车削磨削过程中，要保证其同轴度。4．审查零件的结构工艺性（1）结构力求简单、对称，横截面尺寸不应该有突然地变化。（2）应有合理的模面和圆角半径（3）45刚具有良好的锻性二、选择毛坯的制造方式1．毛坯的选择因为传动轴在工作过程中要承受冲击载荷、扭转力矩,且载荷比较大。为增强它的抗扭强度和冲击韧度，毛坯应选用优质中碳钢。采用模锻方法制造毛坯。2．确定毛坯的尺寸根据零件图各个部分的加工精度要求，锻件的尺寸公差等级为8-12级，加工余量等级为普通级，故取IT=12级。机械制造工艺学课程设计3三、传动轴的基准选择、加工方案、制定工艺路线1．定位基准的选择正确的选择定位基准是设计工艺过程中的一项重要的内容，也是保证加工精度的关键，定位基准分为精基准和粗基准，以下为定位基准的选择。（1）粗基准的选择粗基准的选择应能保证加工面与非加工面之间的位置精度，合理分配各加工面的余量，为后续工序提供精基准。所以为了便于定位、装夹和加工，可选轴的外圆表面为粗基准，或用外圆表面和顶尖孔共同作为粗基准。用外圆表面定位时，因基准面加工和工件装夹都比较方便，一般用卡盘装夹。为了保证重要表面的粗加工余量小而均匀，应选该表面为粗基准，并且要保证工件加工面与其它不加工表面之间的位置精度。（2）精基准的选择根据传动轴的技术要求和装配要求，应选择轴左端面0.0200.04128和00.01635为精基准。零件上的很多表面都可以以两端面作为基准进行加工。可避免基准转化误差，也遵循基准统一原则。两端的中心轴线是设计基准。选用中心轴线为定位基准，可保证表面最后的加工位置精度，实现了设计基准和工艺基准的重合。由于两轴面的精加工工序要求余量小且均匀，可利用其自身作为基准。2．零件表面加工方法的确定根据零件图上各表面的加工要求以及材料性质等因素，以车削加工为主，由于00.01635两个端面的粗糙度Ra为1.6µm，采用磨削加工。传动轴各表面的具体加工方法如表3-1表3-1加工方法加工表面尺寸及偏差（mm）公差及精度等级表面粗糙度Ra（µm）加工方法机械制造工艺学课程设计4主轴Ⅰ轴面0.0200.04128mmIT76.3粗车——半精车——精车主轴Ⅱ、Ⅵ轴面0.0120.01334mmIT76.3粗车——半精车——精车主轴Ⅲ、Ⅴ轴面00.01635mmIT61.6粗车——半精车——粗磨—精磨主轴Ⅳ轴面0.0120.01344mmIT712.5粗车——半精车——精车主轴Ⅶ轴面00.02125mmIT71.6粗车——半精车——精车8×7×40键8×7×40IT76.3粗铣——半精铣6×6×20键8×7×20IT76.3粗铣——半精铣3.加工阶段的划分①划分的原因：保证加工质量合理，划分加工阶段能合理地使用机床设备，便于热处理工序的安排，便于及时发现毛坯的缺陷，保护精加工过后的表面。②阶段的划分：传动轴的加工质量要求较高，其中表面粗糙度要求最高为Ra1.6µm，另外几处圆跳动也有较高的位置精度要求。精加工方案的确定，可将加工阶段分为粗加工，半精加工，精加工，精密加工阶段等几个阶段。粗加工阶段主要是为了切除各加工表面上的大部分余量，提高生产量。将Ⅰ和Ⅲ的精基准的粗加工完成，可以保证后续工序都采用精基准进行定位加工，从而保证其它表面的精度要求，粗车左右端面。在半精加工阶段，是为各主要表面的精加工做准备，完成轴各表面的加工。在精加工阶段，对各轴面轴表面进行加工。使要求不高的面达到精度和表面粗糙度要求，在精密加工阶段对有特殊要求的表面Ⅲ、Ⅴ轴面进行加工，使其达到规定的质量要求。车削加工完成后则对键槽进行铣削。机械制造工艺学课程设计5