傳動(dòng)軸——課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

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1、湖南工業(yè)大學(xué) 機(jī) 械 制 造 課 程 設(shè) 計(jì) 資 料 袋 機(jī)械工程 學(xué)院（系、部） _____2011 ～ 2012 學(xué)年第 1 學(xué)期 課程名稱(chēng) 機(jī)械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師 職稱(chēng) 學(xué)生姓名 專(zhuān)業(yè)班級(jí) 學(xué)號(hào) 題 目 傳動(dòng)軸的機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 成 績(jī) 起止日期2011年_12月_19日～2010年 12 月 25日

2、 目 錄 清 單 序號(hào) 材 料 名 稱(chēng) 資料數(shù)量 備 注 1 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 1張 2 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 1本 3 課程設(shè)計(jì)圖紙 1張 零件圖 4 機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片 1張 5 機(jī)械加工工序卡片 一套 10張 6 湖南工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 2011—2012 學(xué)年第 一 學(xué)期 機(jī)械工程 學(xué)院（系、部）機(jī)械工程及其自動(dòng)化 專(zhuān)業(yè) 機(jī)工091班級(jí) 課程名稱(chēng)： 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 設(shè)計(jì)題目：

3、 傳動(dòng)軸的機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 完成期限：自 2011年 12月 19 日 至 2011 年 12 月25 日共 1 周 內(nèi) 容 及 任 務(wù) 一、 設(shè)計(jì)的主要技術(shù)參數(shù) 二、 設(shè)計(jì)任務(wù) 根據(jù)零件圖對(duì)零件進(jìn)行工藝分析，編制工藝文件。 三、設(shè)計(jì)工作量 ① 根據(jù)零件圖對(duì)零件進(jìn)行工藝分析 ② 計(jì)算零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類(lèi)型 ③ 確定毛坯的種類(lèi)和制造方法 ④ 確定毛坯的尺寸和公差 ⑤ 擬定加工路線 ⑥ 確實(shí)各工序的加工余量，計(jì)算工序尺寸和公差 ⑦ 選擇各工序的機(jī)床設(shè)備及刀具、量具等工藝裝

4、備 ⑧ 確定各工序的切削用量 ⑨ 編制工藝文件 進(jìn) 度 安 排 起止日期 工作內(nèi)容 2011年12月19日~2011年12月20日 分析零件、并且確定生產(chǎn)類(lèi)型以及生產(chǎn)毛坯 2011年12月20日~2011年12月24日 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)以及制作工藝卡 2011年12月25日 整理、排版說(shuō)明書(shū)以及準(zhǔn)備答辯 參 考 資 料 1、趙家奇,機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)(2版),機(jī)械工業(yè)出版社,2006年. 2、曾志新,呂明主編,機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ),:武漢理工大學(xué)出版社,2001年. 3、李益明主編,機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè),機(jī)械工業(yè)出版社,1993年. 4、肖詩(shī)綱

5、主編,切削用量手冊(cè),機(jī)械工業(yè)出版社,1993年. 5、金屬切削機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè).上海柴油機(jī)廠工藝設(shè)備研究所編,機(jī)械工業(yè)出版社，1987年. 指導(dǎo)教師（簽字）： 年 月 日 系（教研室）主任（簽字）： 年 月 日 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 課程設(shè)計(jì) 課題名稱(chēng)： 傳動(dòng)軸的機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 班級(jí)： 姓名：

6、 學(xué)號(hào)： 指導(dǎo)老師： 成績(jī)： 機(jī)械工程學(xué)院 目 錄 一．機(jī)械制造課程設(shè)計(jì)的目的………………………………1 二．生產(chǎn)綱領(lǐng)的計(jì)算與生產(chǎn)類(lèi)型的確定……………………1 1.生產(chǎn)類(lèi)型的確定………………………………………………………………1 2.生產(chǎn)綱領(lǐng)的計(jì)算………………………………………………………………2 三．傳動(dòng)軸的工藝性分析………………

7、……………………3 1.軸的工作原理…………………………………………………………………3 2.零件圖樣分析…………………………………………………………………3 3.零件的工藝分析………………………………………………………………4 4．傳動(dòng)軸的表面粗糙度、形狀和位置精度要求……………………………… 5．審查零件的結(jié)構(gòu)工藝性……………………………………………………… 四．選擇毛坯、確定毛坯尺寸、設(shè)計(jì)毛坯圖………………5 1．毛坯的選擇…………………………………………………………………5 2．確定毛坯的尺寸公差及機(jī)械加工余量……………………………………6 五．選擇傳動(dòng)軸的加工方法，

8、制定工藝路線………………9 1．定位基準(zhǔn)的選擇……………………………………………………………9 2．零件表面加工方法的確定…………………………………………………9 3.加工階段的劃分……………………………………………………………10 4.工序的集中與分散…………………………………………………………10 5.加工順序的安排……………………………………………………………11 6.傳動(dòng)軸工藝路線的確定……………………………………………………12 六．機(jī)床設(shè)備的選用…………………………………………13 1．機(jī)床設(shè)備的選用……………………………………………………………13 2．工藝裝備

9、的選用……………………………………………………………13 七．工序加工余量的確定，工序尺寸及公差的計(jì)算………13 八．確定工序的切削用量……………………………………18 九．課程設(shè)計(jì)體會(huì)……………………………………………20 十．參考文獻(xiàn)…………………………………………………21 一．機(jī)械制造課程設(shè)計(jì)的目的 1.加強(qiáng)對(duì)課堂知識(shí)的理解。通過(guò)課程設(shè)計(jì)可以使我們更熟悉書(shū)本知識(shí)，能更加熟練地運(yùn)用書(shū)本知識(shí)。 2.培養(yǎng)工程意識(shí)。通過(guò)課程設(shè)計(jì)，綜合生產(chǎn)實(shí)際，貼近就業(yè)崗位，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決機(jī)械制造工程的實(shí)際問(wèn)題，培養(yǎng)工程意識(shí)，做到學(xué)以致用。 3.訓(xùn)練基本技能。通過(guò)課程設(shè)計(jì)使學(xué)生掌握工藝規(guī)

10、程和工藝裝備設(shè)備設(shè)計(jì)的方法和步驟，初步具備設(shè)計(jì)工藝規(guī)程和工藝裝備的能力，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生識(shí)圖、繪圖、計(jì)算和編寫(xiě)技術(shù)文件的基本技能。 4.培養(yǎng)質(zhì)量意識(shí)。技術(shù)設(shè)計(jì)是根據(jù)產(chǎn)品質(zhì)量要求而進(jìn)行的，應(yīng)在保證質(zhì)量的前提下，充分考慮生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性。通過(guò)課程設(shè)計(jì)，可強(qiáng)化質(zhì)量意識(shí)，使學(xué)生學(xué)會(huì)協(xié)調(diào)技術(shù)性和經(jīng)濟(jì)性的矛盾。 5.培養(yǎng)規(guī)范意識(shí)。通過(guò)課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生養(yǎng)成遵守國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的習(xí)慣，學(xué)會(huì)使用與設(shè)計(jì)有關(guān)的手冊(cè)、圖冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。 二．生產(chǎn)類(lèi)型的確定與生產(chǎn)綱領(lǐng)的計(jì)算 機(jī)械加工的工藝規(guī)程的詳細(xì)程度與生產(chǎn)類(lèi)型有關(guān)，不同的生產(chǎn)類(lèi)型由產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)來(lái)區(qū)別。 1.生產(chǎn)類(lèi)型的確定 （1）零件的生產(chǎn)類(lèi)

11、型是指企業(yè)生產(chǎn)專(zhuān)業(yè)化程度的分類(lèi)，它對(duì)工藝規(guī)程的制定具有決定性的影響。機(jī)械制造的生產(chǎn)類(lèi)型一般分為大量生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和單件生產(chǎn)，成批生產(chǎn)分為大批生產(chǎn)、中批生產(chǎn)、和小批生產(chǎn)。產(chǎn)量越大生產(chǎn)專(zhuān)業(yè)化程度越高。按重型機(jī)械、中型機(jī)械、和輕型機(jī)械的年生產(chǎn)量列出了不同的生產(chǎn)類(lèi)型的規(guī)范如表1 表1 各種生產(chǎn)類(lèi)型的規(guī)范 生產(chǎn)類(lèi)型 零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)/件/年 重型機(jī)械 中型機(jī)械 輕型機(jī)械 單件生產(chǎn) ≤5 ≤20 ≤100 小批生產(chǎn) 5～100 20～200 100～500 中批生產(chǎn) 100～300 200～500 500～5000 大批生產(chǎn) 300～1000 500～5000

12、 5000～50000 大量生產(chǎn) ＞1000 ＞5000 ＞50000 (2)生產(chǎn)類(lèi)型的劃分要考慮生產(chǎn)綱領(lǐng)還得考慮產(chǎn)品本身的大小及其結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性。 2.生產(chǎn)綱領(lǐng)的計(jì)算 （1）生產(chǎn)綱領(lǐng)是產(chǎn)品的年生產(chǎn)量。生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小對(duì)生產(chǎn)組織和零件加工工藝規(guī)程起著很重要的作用，它決定了各工序所需的專(zhuān)業(yè)化和自動(dòng)化的程度以及所選用的工藝方法和工藝裝備。 （2）零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)的計(jì)算方式 N=Qn(1+α%+β%) 結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際：零件的備品率α%和零件的平均廢品率β%分別取4%和6%，產(chǎn)品的年產(chǎn)量Q要求為200件/年，每臺(tái)產(chǎn)品中該零件的數(shù)量為1件/臺(tái)。所以綜合以上數(shù)據(jù)代入上式中得： N=22

13、1件 （3）減速箱輸出軸的體積估計(jì)為 零件的質(zhì)量估計(jì)為m=3.1kg 查表1可得其屬于輕型零件，生產(chǎn)類(lèi)型為小批量生產(chǎn)。 三．傳動(dòng)軸的工藝性分析 1.傳動(dòng)軸的工作原理 軸上的兩個(gè)齒輪或是帶輪均置于箱體外，作用是傳遞動(dòng)力，所以材料具有較高的抗彎強(qiáng)度、扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度。 2.零件圖樣分析 （1）該零件軸段的安排是呈階梯型，中間粗兩端細(xì)，符合強(qiáng)度外形原則，便于安裝和拆卸。其加工精度要求較高，要有較高的形位公差，表面粗糙度最高達(dá)到了1.6m。零件的中心軸是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)。 （2）φmm對(duì)公共軸線的圓跳動(dòng)為0.012mm。 （3）φ29mm的左端面對(duì)公共軸線的圓

14、跳動(dòng)度為0.015mm。 （4）φmm40mm鍵槽對(duì)基準(zhǔn)B的對(duì)稱(chēng)度為0.012mm。 （5）φmm20mm鍵槽對(duì)基準(zhǔn)C的對(duì)稱(chēng)度為0.012mm。 （6）零件的材料為45鋼。 （7）調(diào)質(zhì)處理，表面硬度為220-250HBS。 （8）φmm為軸承配合，所以軸表面的精度，配合要求較高，Ra為1.6m。 （9）各軸肩處過(guò)渡圓角R=1.5mm。 （10）軸端加工出45倒角，是為了便于裝配。 3.零件的工藝分析 （1）零件的毛坯材料為45，是典型的軸用材料，綜合機(jī)械性能良好。該材料是優(yōu)質(zhì)碳素鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理之后具有良好的力學(xué)性能和切削加工性能。經(jīng)淬火加高溫回火后具有良好的綜合

15、力學(xué)性能，具有較高的強(qiáng)度、較好的韌性和塑性。 （2）該軸式階梯軸，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度一般。根據(jù)表面粗糙度要求和生產(chǎn)類(lèi)型，表面加工分為粗加工和精加工。加工時(shí)應(yīng)把精加工和粗加工分開(kāi)，這樣經(jīng)多次加工以后逐漸減少零件的變形誤差。 （3）此零件的毛坯為模鍛件，外形不需要加工。 （4）該軸的加工以車(chē)削為主，車(chē)削時(shí)應(yīng)保證外圓的同軸度。 （5）在精車(chē)前安排了熱處理工藝，以提高軸的疲勞強(qiáng)度和保證零件的內(nèi)應(yīng)力減少，穩(wěn)定尺寸、減少零件變形。并能保證工件變形之后能在半精車(chē)時(shí)糾正。 （6）同一軸心線上各軸孔的同軸度誤差會(huì)導(dǎo)致軸承裝置時(shí)歪斜，影響軸的同軸度和軸承的使用壽命。所以在車(chē)削磨削過(guò)程中，要保證其同軸度。

16、 4 .傳動(dòng)軸的表面粗糙度、形狀和位置精度要求見(jiàn)表2 表2 加工表面 尺寸及偏差（mm） 公差及精度等級(jí) 表面粗糙度Ra（m） 形位公差 主軸左軸面 φ IT7 3.2 ↗ 0.025 A 主軸左軸面 φ35 12.5 主軸左軸面 φ IT6 1.6 ↗ 0.012 A 0.004 φ45軸面 φ45 12.5 主軸右軸面 φ IT6 1.6 ↗ 0.012 A 0.004 主軸右軸面 φ35 12.5 主軸右端面 φ IT7 3.2 ↗ 0.025 A

17、 8740鍵 8740 IT7 6.3 0.012 B 8720鍵 8720 IT7 6.3 0.012 C 5．審查零件的結(jié)構(gòu)工藝性 （1）結(jié)構(gòu)力求簡(jiǎn)單、對(duì)稱(chēng)，橫截面尺寸不應(yīng)該有突然地變化。 （2）應(yīng)有合理的模面和圓角半徑 （3）45剛具有良好的鍛性 四．選擇毛坯、確定毛坯尺寸、設(shè)計(jì)毛坯圖 1．毛坯的選擇 因?yàn)閭鲃?dòng)軸在工作過(guò)程中要承受沖擊載荷、扭轉(zhuǎn)力矩,且載荷比較大。為增強(qiáng)它的抗扭強(qiáng)度和沖擊韌度，毛坯應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)低碳鋼。因?yàn)樯a(chǎn)類(lèi)型屬于小批量生產(chǎn)，為了提高生產(chǎn)效率宜采用模鍛方法制造毛坯。 2．確定毛坯的尺寸公差及機(jī)械加

18、工余量 （1） 公差等級(jí) 根據(jù)零件圖各個(gè)部分的加工精度要求，鍛件的尺寸公差等級(jí)為8-12級(jí)，加工余量等級(jí)為普通級(jí)，故取IT=12級(jí)。 （2） 鍛件的質(zhì)量估算與形狀復(fù)雜系數(shù)S的確定。 鍛件的質(zhì)量為 =3.1kg 形狀系數(shù)S等于mf/mn其中mf為鍛件的質(zhì)量，mn為相應(yīng)的鍛件外廓包容體質(zhì)量， S=3.1/3.9=0.786 根據(jù)S值查相關(guān)文獻(xiàn)可知鍛件的形狀復(fù)雜系數(shù)為S1級(jí)，即簡(jiǎn)單級(jí)。 （3） 零件表面粗糙度 根據(jù)零件圖可知該軸各加工表面的粗糙度至少為1.6m。 （4） 毛坯加工余量的確定 根據(jù)上面估算的鍛件的質(zhì)量、形狀復(fù)雜系數(shù)與零件的長(zhǎng)度，查表可得單邊余量的范圍為1.7～2.

19、2mm。由于零件為階梯軸，可以把臺(tái)階相差不大的軸的毛坯合成為同一節(jié)。 ① 對(duì)軸左端φ和φ35的外圓端面，為了提高加工效率，可以作為同一臺(tái)階。 根據(jù)φ外圓表面粗糙度3.2m的要求，對(duì)其加工方案為粗車(chē)——半精車(chē)——精車(chē)。 由工藝手冊(cè)查得：精車(chē)的加工余量為1.1，半精車(chē)的加工余量為1.5，粗車(chē)的加工余量為4.5，所以總加工余量為7.1，取加工余量為10，修正粗車(chē)余量為7.4 。 精車(chē)后工序的基本尺寸為26，其他各工序的基本尺寸為: 精車(chē)：29+1.1=30.1 半精車(chē)：30.1+1.5=31.6 粗車(chē)：31.6+7.4=39 確定各工序的加工經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度：精車(chē)后為IT7，Ra

20、3.2m，半精車(chē)后為IT8，Ra6.3m ，粗車(chē)后為IT11，Ra12.5m。 對(duì)35的外圓端面，加工方案為粗車(chē)。粗車(chē)的加工余量為4.0，其工序尺寸為 粗車(chē)：35+4.0=39 ② 對(duì)軸左端φ的外圓端面，根據(jù)其表面粗糙度為1.6m，確定其加工方案為：粗車(chē)——半精車(chē)——磨削。 查工藝手冊(cè)得：磨削的加工余量為0.4,半精車(chē)的加工余量為1.5，粗車(chē)的加工余量為4.5，總的加工余量為6.4，取總的加工余量為7，將粗車(chē)的加工余量修正為5.1 。 磨削后工序的基本尺寸為35mm，其它各工序的基本尺寸為： 磨削：36+0.4=36.4 半精車(chē)：36.4+1.5=37.9 粗車(chē)：37.9+5.

21、1=43 確定各工序的加工經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度：磨削后為IT6，Ra為1.6m。半精車(chē)后為IT8,Ra為6.3m，粗車(chē)后為IT11,Ra為12.5m。 ③ 對(duì)φ45和右端φ的外圓端面的毛坯加工余量的確定：由于臺(tái)階相差較小，在確定毛坯時(shí)可處于同一臺(tái)階面。 對(duì)φ45的外圓端面，加工方案為粗車(chē)。粗車(chē)的加工余量為2.0，其工序尺寸為 粗車(chē)：45+2.0=47 以右端φ為對(duì)象，其外圓的表面粗糙度Ra為1.6m ,確定其加工方案為：粗車(chē)——半精車(chē)——磨削。 查工藝手冊(cè)得：磨削的加工余量為0.4,半精車(chē)的加工余量為1.5，粗車(chē)的加工余量為4.5，總的加工余量為6.4，取總的加工余量為7，將粗車(chē)的

22、加工余量修正為5.1 。 磨削后的尺寸為35，其它各工序的基本尺寸為： 磨削：36+0.4=36.4 半精車(chē)：36.4+1.5=37.9 粗車(chē)：37.9+5.1=43 確定各工序的加工經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度：磨削后為IT6，Ra為1.6m。半精車(chē)后為IT8,Ra為6.3m，粗車(chē)后為IT11,Ra為12.5m。 ④ 對(duì)軸右端φ35和φ的外圓端面，為了提高加工效率，可以作為同一臺(tái)階。 根據(jù)φ外圓表面粗糙度3.2m的要求，對(duì)其加工方案為粗車(chē)——半精車(chē)——精車(chē)。 由工藝手冊(cè)查得：精車(chē)的加工余量為1.1，半精車(chē)的加工余量為1.5，粗車(chē)的加工余量為4.5，所以總加工余量為7.1，取加工余量為

23、10，修正粗車(chē)余量為7.4 。 精車(chē)后工序的基本尺寸為26，其他各工序的基本尺寸為: 精車(chē)：26+1.1=27.1 半精車(chē)：27.1+1.5=28.6 粗車(chē)：28.6+7.4=36 確定各工序的加工經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度：精車(chē)后為IT7，Ra3.2m，半精車(chē)后為IT8，Ra6.3m ，粗車(chē)后為IT11，Ra12.5m。 對(duì)35的外圓端面，加工方案為粗車(chē)。粗車(chē)的加工余量取為2.0，其工序尺寸為 粗車(chē)：35+2.0=37 ⑤ 對(duì)軸端面加工余量的確定： 根據(jù)軸的尺寸長(zhǎng)度與零件直徑，查工藝手冊(cè)得端面的加工余量為2 。 五 選擇傳動(dòng)軸的加工方法，制定工藝路線 1．

24、定位基準(zhǔn)的選擇 正確的選擇定位基準(zhǔn)是設(shè)計(jì)工藝過(guò)程中的一項(xiàng)重要的內(nèi)容，也是保證加工精度的關(guān)鍵，定位基準(zhǔn)分為精基準(zhǔn)和粗基準(zhǔn)，以下為定位基準(zhǔn)的選擇。 （1）粗基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)能保證加工面與非加工面之間的位置精度，合理分配各加工面的余量，為后續(xù)工序提供精基準(zhǔn)。所以為了便于定位、裝夾和加工，可選軸的外圓表面為粗基準(zhǔn)，或用外圓表面和頂尖孔共同作為粗基準(zhǔn)。用外圓表面定位時(shí)，因基準(zhǔn)面加工和工件裝夾都比較方便，一般用卡盤(pán)裝夾。為了保證重要表面的粗加工余量小而均勻，應(yīng)選該表面為粗基準(zhǔn)，并且要保證工件加工面與其它不加工表面之間的位置精度。 （2）精基準(zhǔn)的選擇 根據(jù)傳動(dòng)軸的技術(shù)要求和裝配

25、要求，應(yīng)選擇軸左端面φ和φ為精基準(zhǔn)。零件上的很多表面都可以以兩端面作為基準(zhǔn)進(jìn)行加工。可避免基準(zhǔn)轉(zhuǎn)化誤差，也遵循基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。兩端的中心軸線是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。選用中心軸線為定位基準(zhǔn)，可保證表面最后的加工位置精度，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)的重合。由于兩軸面的精加工工序要求余量小且均勻，可利用其自身作為基準(zhǔn)。 2．零件表面加工方法的確定 根據(jù)零件圖上各表面的加工要求以及材料性質(zhì)等因素，以車(chē)削加工為主，由于φ兩個(gè)端面的粗糙度Ra為1.6m，采用磨削加工。 傳動(dòng)軸各表面的具體加工方法如表3 表3 加工表面 尺寸精度等級(jí) 表面粗糙度Ra（m） 加工方法 φ外圓面 IT7 3.

26、2 粗車(chē)——半精車(chē)——精車(chē) φ35外圓面 IT12 12.5 粗車(chē) φ外圓面 IT6 1.6 粗車(chē)——半精車(chē)——磨削 φ45外圓面 IT12 12.5 粗車(chē) φ外圓面 IT6 1.6 粗車(chē)——半精車(chē)——磨削 φ35外圓面 IT12 12.5 粗車(chē) φ外圓面 IT7 3.2 粗車(chē)——半精車(chē)——精車(chē) 8740鍵槽 IT7 6.3 粗銑 8720鍵槽 IT7 6.3 粗銑 3.加工階段的劃分 ①劃分的原因：保證加工質(zhì)量合理，劃分加工階段能合理地使用機(jī)床設(shè)備，便于熱處理工序的安排，便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷，保護(hù)精加工過(guò)后的表面。

27、 ②階段的劃分：傳動(dòng)軸的加工質(zhì)量要求較高，其中表面粗糙度要求最高為Ra 1.6m，另外幾處圓跳動(dòng)也有較高的位置精度要求。精加工方案的確定，可將加工階段分為粗加工，半精加工和精加工等幾個(gè)階段。粗加工階段主要是為了切除各加工表面上的大部分余量，提高生產(chǎn)量。將左端26mm和35mm的精基準(zhǔn)的粗加工完成，可以保證后續(xù)工序都采用精基準(zhǔn)進(jìn)行定位加工，從而保證其它表面的精度要求，粗車(chē)左右端面。在半精加工階段，是為各主要表面的精加工做準(zhǔn)備，完成φ、φ、φ35、φ45軸表面的加工。在精加工階段，對(duì)φ進(jìn)行加工。使其達(dá)到規(guī)定的質(zhì)量要求。車(chē)削加工完成后則對(duì)鍵槽進(jìn)行銑削。 4.工序的集中與分散 該軸的生產(chǎn)類(lèi)

28、型為小批量生產(chǎn)，零件的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度一般，但有較高的技術(shù)要求，可選用工序集中原則安排軸的加工工序。采用通用機(jī)床和部分高生產(chǎn)率專(zhuān)用設(shè)備，配用專(zhuān)用夾具，與部分劃線法達(dá)到精度，以減少工序數(shù)目，縮短工藝路線，提高生產(chǎn)效率。采用工序集中原則，有利于保證各加工面之間的位置精度要求，節(jié)省安裝工件的時(shí)間，減少工件的搬動(dòng)次數(shù)，使生產(chǎn)計(jì)劃、生產(chǎn)組織工作得到簡(jiǎn)化，工作裝夾次數(shù)減少，輔助時(shí)間縮短。 5.加工順序的安排 （1）機(jī)械加工工序 ①按先基準(zhǔn)平面后其他的原則：機(jī)械加工工藝安排是總是先加工好定位基準(zhǔn)面，所以應(yīng)先安排為后續(xù)工序準(zhǔn)備好定為基準(zhǔn)。先加工精基準(zhǔn)面，然后車(chē)表面外圓。 ②按先粗后精的原則：

29、先安排粗加工工序，后安排精加工工序。先安排精度要求較高的各主要表面，后安排精加工。 ③按先主后次的原則:先加工主要表面，如車(chē)外圓各個(gè)表面，端面等。后加工次要表面，如銑鍵槽等。 ④先外后內(nèi)，先大后小原則：加工階梯外圓時(shí)先加工直徑較大的后加工直徑小的。 ⑤次要表面的加工安排：鍵槽等次要表面的加工通常安排在外圓精車(chē)或粗磨之后，精磨外圓之前。 ⑥對(duì)于φ加工質(zhì)量要求較高的表面，安排在后面，并在前幾道工序中注意形位公差，在加工過(guò)程中不斷調(diào)整、保證其形位公差。 ⑦先面后孔原則：先加工端面，再銑鍵槽。 （2）熱處理工序的安排 在切削加工前宜安排正火處理，以提高改善軸的硬度，消除毛坯的

30、內(nèi)應(yīng)力，改善其切削性能。在粗加工后進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，能提高軸的綜合性能。最終熱處理安排在半精車(chē)之后磨削加工之前。這樣能夠提高材料強(qiáng)度、表面硬度和耐磨性。在精加工之前安排表面淬火，這樣可以糾正因淬火引起的局部變形，提高表面耐磨性。 （3）輔助工序的安排 在粗加工和熱處理后，安排校直工序。在半精車(chē)加工之后安排去毛刺和中間檢驗(yàn)工序。在精加工之后安排去毛刺、清洗和終檢工序。 綜上所述，該軸的工序安排順序?yàn)椋夯鶞?zhǔn)加工——主要表面粗加工——熱處理——主要表面半精加工——主要表面的精加工（磨削）——銑鍵槽——去毛刺、淬火回火等。 6.傳動(dòng)軸工藝路線的確定 根據(jù)以上的加工工藝過(guò)程

31、的分析確定零件的工藝路線如表4 表4 工序號(hào) 工序名稱(chēng) 機(jī)床設(shè)備 刀具 量具 10 粗車(chē)左右端面及45倒角 CA6140 45刀 游標(biāo)卡尺 20 粗車(chē)外圓 CA6140 90刀 游標(biāo)卡尺 30 調(diào)質(zhì)處理 40 半精車(chē)外圓 CA6140 90刀 游標(biāo)卡尺、尺規(guī) 50 校 正 游標(biāo)卡尺 60 精車(chē)外圓 CA6140 90刀 游標(biāo)卡尺 70 磨削 M1412 砂輪 游標(biāo)卡尺 80 銑鍵槽 銑床X083 銑刀 游標(biāo)卡尺 90 車(chē)槽 CA6140 切斷刀 游標(biāo)卡尺 100 去毛刺

32、 手錘 110 清洗 120 最終熱處理 卡尺 塞規(guī) 130 檢查 游標(biāo)卡尺，卡規(guī)，塞規(guī)，直尺 六．機(jī)床設(shè)備的選用 1．機(jī)床設(shè)備的選用 在本方案中，傳動(dòng)軸的生產(chǎn)類(lèi)型為小批量生產(chǎn)，可以選用較高效率的專(zhuān)用機(jī)床和通用機(jī)床。根據(jù)該軸尺寸的大小要求，選用臥式銑床CA6140，外圓磨M1412。 2．工藝裝備的選用 在小批量生產(chǎn)的條件下，所用的刀具有通用道具和特殊刀具，量具有游標(biāo)卡尺、卡尺、塞規(guī)等。另外還要用到夾具。 七．工序加工余量的確定，工序尺寸及公差的計(jì)算 （1）對(duì)軸左端φ外圓表面加工工藝路

33、線為：粗車(chē)——半精車(chē)——精車(chē)。由工序20、40、60組成，查表可得各個(gè)工序余量：精車(chē)余量為1.1mm,半精車(chē)余量為1.5mm，修正后的粗車(chē)余量為7.4mm?？偧庸び嗔繛?0mm。 計(jì)算各項(xiàng)工序尺寸：精車(chē)后達(dá)到圖紙上的尺寸φ，其表面粗糙度為Ra3.2m。 精車(chē)前尺寸：29+1.1=30.1mm 半精車(chē)前尺寸：30.1+1.5=31.6mm 粗車(chē)前尺寸：31.6+7.4=39mm 按照各工序所得到的經(jīng)濟(jì)精度所對(duì)應(yīng)的值 精車(chē)的經(jīng)濟(jì)精度公差等級(jí)IT7，其公差值T1=0.021mm。 半精車(chē)的經(jīng)濟(jì)精度公差等級(jí)IT8，其公差值T2=0.033mm。 粗車(chē)的經(jīng)濟(jì)精度公差等級(jí)為IT11，其公差

34、值T3=0.13mm。 將上面的數(shù)據(jù)填入下表： 表7 工序名稱(chēng) 工序余量（mm） 加工經(jīng)濟(jì)精度（mm） 表面粗糙度Ra(m) 工序基本尺寸(mm) 尺寸、公差(mm) 精車(chē) 1.1 IT7 3.2 29 φ 半精車(chē) 1.5 IT8 6.3 30.1 φ30.10-0.033 粗車(chē) 7.4 IT11 12.5 31.6 φ31.60-0.13 鍛造 2 39 φ2 用計(jì)算法對(duì)精車(chē)徑向的工序量進(jìn)行分析： 查表=1.1mm，則半精車(chē)的基本尺寸為=29+1.1=30.1mm。半精加工工序的經(jīng)濟(jì)加工精度等級(jí)達(dá)到IT8級(jí)。確定公差值為

35、0.033mm,所以=（30.1+0.02）mm。 工序最大余量=(30.1+0.02)-(29+0.034)=1.086mm 工序最小余量=（30.1-0.02）-（29+0.05）=1.03mm. (2)對(duì)軸左端φ35外圓表面，加工工藝路線為粗車(chē)，盡由工序20組成。查表可得粗車(chē)余量為4.0mm。取粗車(chē)的經(jīng)濟(jì)精度公差等級(jí)IT11，查表可確認(rèn)其公差值為0.16mm。將上面數(shù)據(jù)填入下表 表6 工序名稱(chēng) 工序余量（mm） 加工經(jīng)濟(jì)精度（mm） 表面粗糙度Ra(m) 工序基本尺寸(mm) 尺寸、公差(mm) 粗車(chē) 4 IT11 12.5 35 φ35 鍛造

36、 2 39 φ392 （3）軸左端φ外圓表面。其加工路線為粗車(chē)——半精車(chē)——磨削。由工序20、40、70組成，據(jù)之前查到的加工余量得磨削余量為0.4 ，半精車(chē)為1.5 ，經(jīng)修正后的粗車(chē)余量為5.1 。確定總加工余量為7 。 計(jì)算各工序尺寸： 磨削前：36+0.4=36.4 半精車(chē)之前：36.4+1.5=37.9 粗車(chē)前：37.9+5.1=43 按照加工方法能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度給各工序尺寸確定公差,查工藝手冊(cè)可知每道工序的經(jīng)濟(jì)精度所對(duì)應(yīng)的值為： 取磨削的經(jīng)濟(jì)精度公差等級(jí)為IT6，其公差值為T(mén)1=0.016mm。

37、 取半精車(chē)的經(jīng)濟(jì)精度公差等級(jí)IT8，其公差值為T(mén)2=0.039mm。 取粗車(chē)的經(jīng)濟(jì)精度公差等級(jí)IT11，其公差值為T(mén)3=0.16mm。 其數(shù)據(jù)如下表 表5 工序名稱(chēng) 工序余量（mm） 加工經(jīng)濟(jì)精度（mm） 表面粗糙度Ra(m) 工序基本尺寸(mm) 尺寸、公差(mm) 磨削 0.4 IT6 1.6 36 φ 半精車(chē) 1.5 IT8 6.3 36.4 36.40-0.039 粗車(chē) 5.1 IT11 12.5 37.9 37.90-0.16 鍛造 2 43 432 現(xiàn)用計(jì)算法對(duì)磨削徑

38、向的工序量進(jìn)行分析：查表得=0.4mm。則半精車(chē)基本尺寸為=36+0.4=36.4mm，半精加工工序的經(jīng)濟(jì)加工精度等級(jí)為IT8級(jí)?？纱_認(rèn)其公差值0.039mm，故取=（36.40.02）mm。 工序最大余量=36.42-36.008=0.412mm 工序最小余量=(36.4-0.02)-(36+0.025)=0.365mm (4)對(duì)軸中端φ45外圓表面，加工工藝路線為粗車(chē)，盡由工序20組成。查表可得粗車(chē)余量為2.0mm。取粗車(chē)的經(jīng)濟(jì)精度公差等級(jí)IT11，查表可確認(rèn)其公差值為0.16mm。將上面數(shù)據(jù)填入下表 表6 工序名稱(chēng) 工序余量（mm） 加工經(jīng)濟(jì)精度（mm）

39、 表面粗糙度Ra(m) 工序基本尺寸(mm) 尺寸、公差(mm) 粗車(chē) 2 IT11 12.5 45 φ45 鍛造 2 47 φ472 （5）對(duì)軸右端φmm外圓表面，加工工藝路線為：粗車(chē)——半精車(chē)——磨削。由工序20、40、70組成。查工藝手冊(cè)得各加工余量：磨削余量為0.4 ，半精車(chē)為1.5 ，經(jīng)修正后的粗車(chē)余量為5.1 ，確定總加工余量為7。 磨削前：36+0.4=36.4 半精車(chē)之前：36.4+1.5=37.9 粗車(chē)前：37.9+5.1=43 取磨削的經(jīng)濟(jì)精度等級(jí)為IT6，公差值為T(mén)1=0.016mm。 取半精車(chē)的經(jīng)濟(jì)精度等級(jí)為IT8，公差

40、值為T(mén)2=0.039mm。 取粗車(chē)的經(jīng)濟(jì)精度等級(jí)為IT11，公差值為T(mén)1=0.16mm。 將以上數(shù)據(jù)填入表格 表8 工序名稱(chēng) 工序余量（mm） 加工經(jīng)濟(jì)精度（mm） 表面粗糙度Ra(m) 工序基本尺寸(mm) 尺寸、公差(mm) 磨削 0.4 IT6 0.8 36 φ 半精車(chē) 1.5 IT8 6.3 36.4 φ36.40-0.039 粗車(chē) 4.1 IT11 12.5 37.9 φ37.90-0.16 鍛造 2 43 φ432 （6）對(duì)軸右端φ35外圓表面，加工工藝路線為粗車(chē)，盡由工序20組成。查表可得粗車(chē)余量為2

41、.0mm。取粗車(chē)的經(jīng)濟(jì)精度公差等級(jí)IT11，查表可確認(rèn)其公差值為0.16mm。將上面數(shù)據(jù)填入下表 表6 工序名稱(chēng) 工序余量（mm） 加工經(jīng)濟(jì)精度（mm） 表面粗糙度Ra(m) 工序基本尺寸(mm) 尺寸、公差(mm) 粗車(chē) 2 IT11 12.5 35 φ35 鍛造 2 37 φ372 （7）對(duì)軸右端φ外圓表面加工工藝路線為：粗車(chē)——半精車(chē)——精車(chē)。由工序20、40、60組成，查表可得各個(gè)工序余量：精車(chē)余量為1.1mm,半精車(chē)余量為1.5mm，修正后的粗車(chē)余量為7.4mm?？偧庸び嗔繛?0mm。 計(jì)算各項(xiàng)工序尺寸：精車(chē)后達(dá)到圖紙上的尺寸φ，

42、其表面粗糙度為Ra3.2m。 精車(chē)前尺寸：26+1.1=27.1mm 半精車(chē)前尺寸：27.1+1.5=28.6mm 粗車(chē)前尺寸：28.6+7.4=36mm 按照各工序所得到的經(jīng)濟(jì)精度所對(duì)應(yīng)的值 精車(chē)的經(jīng)濟(jì)精度公差等級(jí)IT7，其公差值T1=0.021mm。 半精車(chē)的經(jīng)濟(jì)精度公差等級(jí)IT8，其公差值T2=0.033mm。 粗車(chē)的經(jīng)濟(jì)精度公差等級(jí)為IT11，其公差值T3=0.13mm。 將上面的數(shù)據(jù)填入下表： 表7 工序名稱(chēng) 工序余量（mm） 加工經(jīng)濟(jì)精度（mm） 表面粗糙度Ra(m) 工序基本尺寸(mm) 尺寸、公差(mm) 精車(chē) 1.1 IT7 3.2 2

43、6 φ 半精車(chē) 1.5 IT8 6.3 27.1 φ27.10-0.033 粗車(chē) 7.4 IT11 12.5 28.6 φ28.60-0.13 鍛造 2 36 φ2 用計(jì)算法對(duì)精車(chē)徑向的工序量進(jìn)行分析： 查表=1.1mm，則半精車(chē)的基本尺寸為=26+1.1=27.1mm。半精加工工序的經(jīng)濟(jì)加工精度等級(jí)達(dá)到IT8級(jí)。確定公差值為0.033mm,所以=（27.1+0.02）mm。 工序最大余量=(27.1+0.02)-(26+0.034)=1.086mm 工序最小余量=（27.1-0.02）-（26+0.05）=1.03mm。 （8）φ的左端有3

44、1mm的槽，粗糙度為6.3m，工序?yàn)?9。 八、確定工序的切削用量 確定切削用量的原則：首先應(yīng)選去盡可能大的背吃刀量，其次在機(jī)床動(dòng)力和剛度允許的條件下，又滿足以加工表面粗糙度的情況下，選取盡可能大的進(jìn)給量。最后根據(jù)公式確定最佳切削速度。 1、工序10，粗車(chē)軸的左右端面 該工序?yàn)閮蓚€(gè)工步，工步1是以左邊定位。粗車(chē)右端面；工步2是以右邊定位，粗車(chē)左端面。由于這兩個(gè)工步是在一臺(tái)機(jī)床上經(jīng)一次走刀加工完成的，故其選用的切削用量相同。 ① 背吃刀量的確定： 根據(jù)加工余量，工步1和工步2的北吃刀量都為2.5mm ② 進(jìn)給量的確定： 本設(shè)計(jì)采用的是硬質(zhì)合金車(chē)刀，工件材料是45

45、鋼，查表取進(jìn)給量f＝0.86mm/r ③ 切削速度的計(jì)算： 硬質(zhì)合金車(chē)刀切削45鋼時(shí)，取切削速度V為60m/min，根據(jù)公式n=1000Vc/d，可得車(chē)床轉(zhuǎn)速n=100060/35r/min，查表CA6140的主軸轉(zhuǎn)速范偉為10~1400，1400~1580（r/min），符合要求。 2、工序20粗車(chē)及工序40半精車(chē) ① 該工序?yàn)楣げ?粗車(chē)和工步2半精車(chē)，則進(jìn)給量依次為 ap1=z=1.7mm， ap2=z=0.8mm ②查表得 粗車(chē) f1=0.86mm/r ③半精車(chē)，取Vc為90m/min，則n=819r/min (n=1000Vc/d) 粗車(chē)，取Vc為60m/min

46、，則n=546r/min 3、工序40、工序60的過(guò)渡面部分 粗車(chē)尺寸為φ42軸段與φ35軸段的過(guò)渡端面 其切削用量與上述結(jié)論類(lèi)似，不再計(jì)算 4、其余工序 ①粗車(chē)加工時(shí)，取f=0.81mm/r Vc=60m/min n=546 r/min ②半精車(chē)加工時(shí)，取f=0.51mm/r Vc=90m/min n=819 r/min ③精加工時(shí)，取f=0.2mm/r Vc=120m/min n=955 r/min 皆符合要求。 5、磨削加工軸段φ兩端 查表取磨削深度進(jìn)給量為0.032mm 工件的運(yùn)動(dòng)速度為15m/min 背吃刀量等于磨削余量0.3mm

47、6、工序80，銑鍵槽 對(duì)8740mm鍵槽 粗銑：每一行程ap1 =0.3mm Vc=22mm/min fm=350 m/min 對(duì)8720mm鍵槽 粗銑，每一行程ap1=0.3mm Vc=21mm/min fm=370 mm/min 7、工序90，車(chē)退刀槽 取Vc為60m/min，則n=546r/min 九.課程設(shè)計(jì)體會(huì) 轉(zhuǎn)眼間，這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲了。在老師的指導(dǎo)下，我收獲很多。通過(guò)此次設(shè)計(jì)，使我基本掌握了零件的加工過(guò)程分析、工藝文件的編制、機(jī)床的選擇等。學(xué)會(huì)了查相關(guān)手冊(cè)

48、、選擇使用工藝裝備等等，加深了我對(duì)理論知識(shí)的理解。在這次設(shè)計(jì)過(guò)程中，我也看到自己的不足之處，以前上課沒(méi)有學(xué)到的知識(shí)，在這次設(shè)計(jì)當(dāng)中也涉及到了，使我真正感受到了知識(shí)的重要性。以下是我的收獲和不足之處： 收獲： （1）能把以前所學(xué)的各種知識(shí)，綜合的運(yùn)用的這次設(shè)計(jì)中，鞏固了以前所學(xué)的知識(shí)。 （2）學(xué)會(huì)了參閱各種資料及查各種余量、切削用量等手冊(cè)。 （3）學(xué)會(huì)了，分析問(wèn)題，解決問(wèn)題的能力。 不足之處： （1）有些步驟，問(wèn)題解決的方法不是很好，需在以后的學(xué)習(xí)、實(shí)踐中進(jìn)一步改進(jìn)。 （2）有些工藝路線制定的不是太好，而且余量、切削用量設(shè)計(jì)不是很精確，需在以后的實(shí)踐中積累經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步改進(jìn)。 總的

49、來(lái)說(shuō)，這次設(shè)計(jì)，使我在基本理論的綜合運(yùn)用及正確解決實(shí)際問(wèn)題等方面得到了一次較好的訓(xùn)練。提高了我思考、解決問(wèn)題的能力。使我從中學(xué)到了以前在課內(nèi)根本就學(xué)不到的東西，讓我受益匪淺！ 十．參考資料 [1] 鄒青機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008 [2] 崇凱機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007 [3] 徐學(xué)林互換性與測(cè)量技術(shù)長(zhǎng)沙：湖南大學(xué)出版社，2009 [4]肖詩(shī)綱主編,切削用量手冊(cè),機(jī)械工業(yè)出版社,1993年. [5]金屬切削機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè).上海柴油機(jī)廠工藝設(shè)備研究所編,機(jī)械工業(yè)出版社，1987年 [6]趙家奇,機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)(2版),機(jī)械工業(yè)出版社,2006年. [7]曾志新,呂明主編,機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ),:武漢理工大學(xué)出版社,2001年.