[推荐]机械制造课程设计(阶梯轴的工艺规程).doc

一、零件的分析1.1轴的作用轴的主要作用是支承回转零件及传递运动和动力按照轴的承受载荷不同，轴可分为 转轴、心轴和传动轴三类工作中既承受弯矩又承受扭矩的轴成为转轴，只承受弯矩的轴 称为心轴，只承受扭矩而不承受弯矩的轴称为传动轴1.2轴的工艺分析该轴主要采用40Cr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021, 4）22.5, 4）24, 022. 55为主要配合面，精度均要求较高，需 通过磨削得到轴线直线度为4）0.01,两键槽有同轴度要求在加工过程中须严格控制1） 该轴采用合金结构钢40Cr, ip等精度，转速较高经调质处理后具有良好的综 合力学性能，具有较高的强度、较好的韧性和塑性2） 该轴为阶梯轴，其结构复杂程度中等，其有多个过渡台阶，根据表面粗糙度要求 和牛产类型，表面加工分为粗加工、半精加工和精加工加工吋应把精加工、半精加工和 粗加工分开，这样经多次加工以后逐渐减少了零件的变形误差3） 零件毛坯采用模锻，锻造后安排正火处理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 承的使用寿命在两端面钻中心孔进行固定装夹可以有效防止径向圆跳动、保证其同轴度零件图如下00.0127lX4h•— 23276 」 27 一一5306 33,06 12.5bl_L5X0.52X0.5361x45^120A-AB-B21f 06. idgooot-轴的各表面粗糙度、公差及偏差见表加工表面尺寸及偏差(mm)公差及精度等级表面粗糙度Ra (Hm)形位公差轴段1022.5 聽IT61.6轴线直线度为0°・°1轴段20 24 :IT81.6轴线直线度为轴段2端面3.2轴段30 30未注12.5轴线直线度为如・°1轴段3端面3.2轴段4022.5 船IT61.6轴线直线度为轴段4端面3.2轴段50 21 L未注1.6轴线直线度为如小键槽27九3TT73.2键槽57九3IT73.2表二、工艺规程设计2.1确定毛坯的制造形式阶梯轴材料为40Cr钢，要求强度较高，且工件的形状比较简单，毛坏精度低，加工余 量大，因年产5000件，所以达到批量牛产水平综上考虑，采用锻件，其锻造方法为模 锻，毛坯的尺寸精度要求为TT12以下。

2.2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粗基准的选择1) 粗基准的选择应能保证加工面与非加工面之问的位置精度，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吋，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而的粗加工余量小血均匀，应选该表而为粗基准， 并II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4）30的外圆及一端面为 粗基准2）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2.3拟定轴的工艺路线2. 3.1零件表面加工方法的选择本零件的加工面有外圆、端面、键槽等，材料为40Cr,参考有关资料，加工方法选择如下：030外圆面：为未注公差尺寸，表面粗糙度为Ral2. 5Mm,需进行粗车、半精车。

0 24二；外圆面：公差等级为IT8,表而粗糙度为Ral・6Mi,需进行粗车、半精车、精车zACC V+0.0055022•工0.0055外圆面：公差等级为IT6,表面粗糙度为Rai. 6^需进行粗车、半精车、精 车、粗磨、精磨端而：本零件端面为回转体端面，尺寸精度都要求不高，表而粗糙度为Ra3. 2Mm,需进 行粗车、半精车键槽：槽宽公差等级为TT7,槽深公差等级未注，表面粗糙度为Ra3. 2gm,需采用三面 刃铳刀，粗铳、半精铳2. 3. 2工艺顺序的安排（一）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 求较高的各主要表而，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，如铳键槽等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） 对于轴右端及小间轴段化丄亠）（）（）55加工质量要求较高的表而，安排在后而，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，再铳键槽热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，提高表面耐磨性三）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:车端面一一粗车一一调质一一半精车一一精车一一车端面一一铳键 槽 淬火 磨外圆 精磨 检验2. 3. 3加工阶段的划分该轴精度要求较高，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，以高牛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，铳键槽等，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，竝2.5盟黒、030、0 21爲 外圆而表而粗糙度要求为Ral.6Mm,对其以"q+u.uua进行精车以达到要求而对于022•工唤外圆面其公差等级为IT6,表面粗糙度要求为Rai. 6Mm安排粗磨、精磨2. 3. 4确定工艺路线根据以丄的加工工艺过程的分析确定零件的工艺路线如表二工序号工序名称工序内容10模锻毛坯锻造加工20热处理正火30车端面车断头及端面保证端面尺寸，钻中心孔；调头车另一端面，钻 中心孔；40粗车粗车轴段3外圆，以其端而为基准而，依次粗车轴段1、2外 圆；调头再以轴段3右端而为基准粗车轴段4、5；粗车各退 刀槽50热处理调质60半精车以轴段3外圆为基准依次半精车轴段1、2外圆；半精车槽深 0.5的2个；调头再以轴段3外圆为基准半精车轴段4、5外 圆；半精车槽深0. 570精车用调整法找正以顶尖小心线为基准精车轴段1；精车轴段2;调头精车轴段4；精车轴段5；80车端面车端面保持长122；倒角1X45调头车另一端面保持全长120；倒角1X45度，车槽深0.390粗铳键槽铳两个宽为7的键槽100半精铳键槽半精铳两个键槽110热处理表而淬火120粗磨粗磨轴段1;调头粗磨轴段4130精磨精磨轴段4；调头精磨轴段1140检验表二2. 4加工工序的设计2.4.1加工余量的确定加工余量见表三加工表面工序名称工序余量工序尺寸精度等级轴段3粗车4030IT11轴段1、4外圆面半精磨0. 1022.5 ( +0.0055 ,-0. 0055)IT6粗磨0. 25022.6 (0, -0.018)IT7精车0. 250)22. 85 (0, -0.027)IT8半精车2.2023. 1 (0, -0.043)TT9粗车8.7025.3 (0, -0. 11)IT11轴段2外圆面精车0.3624 (+0.012, +0.001)IT8半精车1.5024.3 (0, -0.043)TT9粗车& 2025.8 (0, -0. 11)IT11轴段5外圆面精车0.3021(0,-0.01)IT8半精个1.5① 21. 3 (0,-0. 043)TT9粗车8.2① 22. 8(0,-0.011)IT11键槽半精铳1.57.5 (0, -0. 03)IT7粗铳69 (0, -0. 075)IT11衣二2. 4. 2毛坯尺寸及公差等级由工艺人员手册可查得锻件单边余量厚度方向1. 5-2mm,取2mm,水平方向为2. 0-2. 7mm, 取2. 5mm.锻件质量小于1煌，长度等于120mm,取其上偏差+0. 17mm,下偏差-0. 08mmo锻 件厚度尺寸小于40mm,取其上偏差+0. 12mm,下偏差—0.04mm。

B/IK1,故取起偏角为5度则锻件毛坯长度尺寸为124^/nm ,直径尺寸为34鳥和讪根据零件图各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TT=12级2. 4・3毛坯图的绘制根据零件图可知该轴各加工表而的粗糙度至少为12. 5叽 综上，锻件毛坯图如下所示2. 5确定切削用量及基本工时确定切削用量的原则：首先应选取尽可能大的背吃刀量，其次在机床动力和刚度允许的 条件下，又满足以加工表面粗糙度的情况下，选取尽可能大的进给量最后根据公式确定 最佳切削速度1） 工序30,粗车轴的左右端面该工序为两个工步，工步1是以左边定位粗车右端面；工步2是以右边定位，粗车左 端而由于这两个工步是在一台机床上经一次走刀加工完成的，故其选用的切削用量相同1 背吃刀量的确定：根据加工余量，工步1和工步2的背吃刀量都为O・5mm%1 进给量的确定：本设计采用的是硬质合金车刀，工件材料是40Cr,查表取进给量f=O・ 5mm/r%1 切削速度的计算：硬质合金车刀切削40Cr时,取切削速度V为50m/min,。