阶梯轴零件设计.doc

阶梯轴零件设计 ——15机电2班 王宇该轴主要采用45钢能承受一定的载荷与冲击此轴为阶梯轴类零件，尺寸精度，形位精度要求均较高两个Φ35，以及M201.5，M331.5的螺纹为主要配合面，其中有些精度均要求较高，需通过磨削得到轴线圆跳动度要求较高，对于Φ35js5与Φ30js6的外表面需达到52HRC的强度，工过程中须进行滚压加工 轴类毛坯常用圆棒料和锻件；大型轴或结构复杂的轴采用铸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 根据上述的工艺分析，和我们自身的生产条件，确定阶梯轴的毛坯阶梯轴材料为45钢，要求强度较高，且工件的形状比较简单，毛坯精度低，加工余量大，因年产量400件，所以达到中等批量生产水平综上考虑，采用锻件，其锻造方法为模锻，毛坯的尺寸精度要求为IT12以下 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。

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定位基准，或用外圆表面和顶尖孔共同作为定位基准用外圆表面定位时，因基准面加工和工作装夹都比较方便，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他不加工表面之间的位置精度按照粗基准的选择原则，选择次要加工表面为粗基准又考虑到阶梯轴的工艺特点，所以选择φ30的外圆及一端面为粗基准精基准的选择根据轴的技术要求，轴的中心线为设计基准，也是测量基准，按照基准重合原则及加工要求，应选轴心线及一端面为精基准，其他各面都能以此为定位，从而也体现了基准统一的原则本零件的加工面有外圆、端面、螺纹、键槽等，材料为45号钢，参考有关资料，加工方法选择如下：端面：本零件端面为回转体端面，尺寸精度都要求不高，表面粗糙度为Ra3.2μm，需进行粗车、半精车M201.5 和M331.5 的螺纹：为未注公差尺寸，表面粗糙度为Ra3.2μm，需进行粗车、半精车、车螺纹，磨削Φ29.295（MorseNO.4）外圆锥面：锥度为莫氏4度，表面粗糙度为Ra0.8μm，需进行粗车、半精车、精车。

Φ35js5外圆面：公差等级为IT5，表面粗糙度为Ra0.8μm需进行粗车、半精车、精车、粗磨、精磨为达到52HRC的硬度，需进行滚压热处理Φ45外圆面：公差等级未知，表面粗糙度为Ra1.6μm需进行粗车、半精车、精车Φ35h6外圆面：公差等级为IT6，表面粗糙度为Ra0.8μm需进行粗车、半精车、精车、粗磨、精磨Φ30js6外圆面：公差等级为IT6，表面粗糙度为Ra0.8μm需进行粗车、半精车、精车、粗磨、精磨为达到52HRC的硬度，需进行滚压热处理键槽：槽宽公差等级为IT9，槽深公差等级未注，表面粗糙度为Ra3.2μm，需采用三面刃铣刀，粗铣、半精铣 键槽：槽宽公差等级为IT12，槽深公差等级未注，表面粗糙度为Ra3.2μm，需采用三面刃铣刀，粗铣、半精铣槽：槽宽公差等级未注，槽深公差等级未注，表面粗糙度为Ra3.2μm，需采用三面刃铣刀，粗铣、半精铣机械加工工序（1）遵循先基准平面后其他的原则：机械加工工艺安排是总是先加工好定位基准面，所以应先安排为后续工序准备好定为基准先加工精基准面，钻中心孔及车表面的外圆2）遵循先粗后精的原则：先安排粗加工工序，后安排精加工工序先安排精度要求较高的各主要表面，后安排精加工。

3）遵循先主后次的原则:先加工主要表面，如车外圆各个表面，端面等后加工次要表面，如铣键槽等4）遵循外后内，先大后小原则：先加工外圆再以外圆定位加工内孔，加工阶梯外圆时先加工直径较大的后加工直径小的外圆5）次要表面的加工：键槽等次要表面的加工通常安排在外圆精车或粗磨之后，精磨外圆之前6）对于加工质量要求较高的表面，安排在后面，并在前几道工序中注意形位公差，在加工过程中不断调整、保证其形位公差7）按照先面后孔的原则：先加工端面，再铣键槽处理工序的安排 在切削加工前宜安排正火处理，能提高改善轴的硬度，消除毛坯的内应力，改善其切削性能在粗加工后进行调质处理，能提高轴的综合性能最终热处理安排在半精车之后磨削加工之前其能提高材料强度、表面硬度和耐磨性在精加工之前安排表面淬火，这样可以纠正因淬火引起的局部变形，提高表面耐磨性辅助工序的安排 在粗加工和热处理后，安排校直工序在半精车加工之后安排去毛刺和中间检验工序在精加工之后安排去毛刺、清洗和终检工序 综上所述，该轴的工序安排顺序为： 下料——锻造——预备热处理 该轴的加工工序:车端面——粗车——调质——半精车——精车——车端面——铣键槽——淬火——磨外圆——精磨——检验。

该轴精度要求较高，其加工阶段可划分为粗加工、半精加工、精加工阶段1、在粗加工阶段，粗车外圆，以高生产效率去除毛坯余量2、在半精加工阶段，对外圆进行半精车，铣键槽、加工螺纹等，减小粗加工中留下的误差，使加工面达到一定的精度，为精加工做好准备3、精加工阶段，Φ35js5、Φ35h5、Φ30js6、Φ29.295（MorseNO.4）外圆面表面粗糙度要求为Ra0.8μm，对其进行粗磨、精磨以达到要求而对于Φ45外圆面，表面粗糙度要求为Ra1.6μm安排精车4,、其余表面粗糙度Ra3.2um，对其精车能够达到要求5．此阶梯轴的圆跳动度要求较高，加工时应注意保证要求铣键槽的时候应保证对称度的要求。