毕业设计（论文）-传动轴零件机械加工工艺规程及夹具设计Word格式.docx
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关键词：
传动轴、加工工艺、宽6mm，长16mm键槽、夹具、立式铣床
I
目 录
II
摘要 I
第一章 传动轴零件结构分析 1
1.1零件的作用 1
1.2零件的组成表面 1
1.3零件的加工要求及形位公差 2
1.3.1零件的加工要求 2
1.3.2零件的形位公差 2
第二章 机械加工工艺规程设计 3
2.1机械加工工艺规程概述 3
2.2零件生产类型、材料、制造形式及热处理 3
2.2.1零件的生产类型 3
2.2.2零件的材料 3
2.2.3零件的制造形式 3
2.2.4零件的热处理 3
2.3零件的毛坯图 3
2.4零件加工基准的选择 4
2.5零件加工工艺路线的设计 4
2.6零件加工装备、装夹方案、刀具及量具的选择 5
2.7零件加工余量的确定 5
2.8零件切削用量及基本工时的计算 8
第三章 铣床专用夹具设计 22
3.1定位方案的确定 22
3.1.1传动轴定位方案的确定 22
3.1.2V型定位块定位方案的确定 22
3.1.3定位座定位方案的确定 22
3.1.4对刀块定位方案的确定 22
3.2定位元件的确定 22
3.2.1传动轴定位元件的确定 22
3.2.2V型定位块定位元件的确定 22
3.2.3定位座定位元件的确定 22
3.2.4对刀块定位元件的确定 23
3.3夹紧方案的确定 23
3.3.1传动轴夹紧方案的确定 23
3.3.2V型定位块夹紧方案的确定 23
3.3.3定位座夹紧方案的确定 23
3.3.4对刀块夹紧方案的确定 23
3.4夹紧元件的确定 24
3.3.1传动轴夹紧元件的确定 24
3.3.2V型定位块夹紧元件的确定 24
3.3.3定位座夹紧元件的确定 24
3.3.4对刀块夹紧元件的确定 24
3.5夹具体的确定 24
3.6导向装置的确定 24
3.7铣削力的确定 25
3.8夹紧力的确定 25
3.9定位误差的确定 26
结论 27
致谢 28
参考文献 29
第一章 传动轴零件结构分析
1.1零件的作用
技术要求
调质处理220-240HB
夹具设计的零件是传动轴，传动轴是机械上最为常见的轴类零件。
零件在工作中承受的载荷不是很大，工作相对平稳。
具体图2.1传动轴零件图。
29
1.2零件的组成表面
图2.1传动轴零件图
1、两端M24X1.5螺纹所在螺纹表面及端面；
2、Φ30外圆所在表面及端面；
3、两端3X1.5螺纹退刀槽所在表面及端面；
4、4处3X0.5砂轮越程槽所在表面及端面；
5、Φ35外圆（2处），Φ44外圆，Φ46外圆及Φ52外圆所在表面及端面；
6、宽8mm，长16mm键槽所在表面及端面；
7、宽12mm，长36mm键槽所在表面及端面；
8、宽6mm，长16mm键槽所在表面及端面。
1.3零件的加工要求及形位公差
1.3.1零件的加工要求
1、Φ30外圆所在表面，其表面粗糙度公差为Ra0.8um；
2、左端Φ35外圆所在表面，其表面粗糙度公差为Ra0.8um；
3、Φ44外圆所在左端面，其表面粗糙度公差为Ra0.8um；
4、Φ52外圆所在右端面，其表面粗糙度公差为Ra0.8um；
5、Φ46外圆所在表面，其表面粗糙度公差为Ra0.8um；
6、右端Φ35外圆所在表面，其表面粗糙度公差为Ra0.8um；
7、宽8mm，长16mm键槽所在上下两端面，其表面粗糙度公差为Ra3.2um；
8、宽12mm，长36mm键槽所在上下两端面，其表面粗糙度公差为Ra3.2um；
9、其余未注表面粗糙度公差的表面，其表面粗糙度公差为Ra6.3um。
1.3.2零件的形位公差
1、Φ30外圆所在轴线相对于“两端Φ35外圆所在轴线”的直线度公差为0.02；
2、左端Φ35外圆所在左端面，Φ44外圆所在左端面相对于“两端Φ35外圆所在轴线”的直线度公差为0.02；
3、Φ52外圆所在右端面相对于“两端Φ35外圆所在轴线”的直线度公差为
0.02；
4、Φ46外圆所在表面相对于“两端Φ35外圆所在轴线”的直线度公差为0.02；
5、宽8mm，长16mm键槽所在两工作面，相对于“两端Φ35外圆所在轴线”的对称度公差为0.03；
6、宽12mm，长36mm键槽所在两工作面，相对于“两端Φ35外圆所在轴线”的对称度公差为0.03。
第二章 机械加工工艺规程设计
2.1机械加工工艺规程概述
在允许的生产的条件下，选择最为合适的机床加工方法还有工艺过程。
并且采用规程形式的文件进行编写，在完成了审核的基础上送到车间指导工人进行加工。
其涉及到的内容如下：
1、零件的加工工艺路线；
2、选用的工艺装备，包括刀具、量具、夹具等。
3、机床主轴转动速度，切削速度，刀具的切削深度和进给量等；
4、刀具进给的次数，加工的基本时间还有辅助的时间等等。
2.2零件生产类型、材料、制造形式及热处理
2.2.1零件的生产类型
通过对任务书解读的基础上，确定零件的生产类型是中等批量生产。
2.2.2零件的材料
本次传动轴其材料选择常见的40Cr，该材料综合性能均不错。
2.2.3零件的制造形式
传动轴是细长轴，其制造形式选择热轧圆钢，材料是40Cr。
2.2.4零件的热处理
考虑到需要对零件的综合性能进行提高，内部组织进行改善，应对零件进行调质处理。
2.3零件的毛坯图
上面已经对零件的材料、制造形式还有热处理进行了设计还有选择。
本次选择的毛坯外圆应和零件接近。
取零件两端面加工余量3mm，外圆单边余量是1.5mm。
最终零件毛坯尺寸是Ф55X265mm。
见图2.2传动轴毛坯图。
图2.2传动轴毛坯图
2.4零件加工基准的选择
1、粗基准的选择
满足粗基准选用原则的基础上，通过对零件图的分析，确定本次零件粗基准是
Ф52外圆，还有端面。
2、精基准的选择
满足精基准选用原则的基础上，通过对零件图的分析，确定本次零件精基准是两端Ф35外圆，还有两端面。
2.5零件加工工艺路线的设计
加工工艺路线是零件加工全过程的重要体现，工厂工人也将按照该工艺路线对零件进行加工，本次设计的加工工艺路线如下：
工序1、备料；
工序2、热处理；
工序3、钻中心孔，两端钻中心孔；
工序4、粗车259两端面；
工序5、粗车Ф52、Ф46、Ф44、2处Ф35、Ф30及2处M24螺纹外圆；
工序6、半精车259两端面；
工序7、半精车Ф52、Ф46、Ф44、2处Ф35、Ф30及2处M24螺纹外圆；
工序8、精车Ф46、2处Ф35及Ф30外圆；
工序9、车4处3X0.5及2处3X1.5槽；
工序10、车2处M24螺纹；
工序11、铣宽12mm，长36mm键槽；
工序12、铣宽8mm，长16mm键槽；
工序13、铣宽6mm，长16mm键槽；
工序14、磨削Ф46、2处Ф35及Ф30外圆；
工序15、倒角；
工序16、清洗；
工序17、终检；
工序18、入库。
2.6零件加工装备、装夹方案、刀具及量具的选择
加工方案涉及到的内容有，加工工序中加工设计的选择；
装夹工具的选择；
切削刀具的选择；
测量工具的选择等。
具体如下：
1、车端面、外圆、槽、螺纹
（1）机床：
CA6140卧式车床；
（2）夹具：
三爪卡盘，顶尖；
（3）刀具：
端面车刀、外圆车刀、车槽刀、螺纹车刀；
（4）量具：
游标卡尺、千分尺。
2、铣键槽
X52K立式铣床；
专用夹具；
Ф12、Ф8、Ф6指状铣刀；
游标卡尺。
3、磨外圆
（1）机床：
M1420-520外圆磨床；
砂轮；
千分尺。
2.7零件加工余量的确定
依据机械加工设计手册及切削手册，决定取其加工余量为2.5mm。
工步1：
粗车Ф52外圆；
依据机械加工设计手册及切削手册，决定取其加工余量为1mm（单边）。
工步2：
粗车Ф46外圆；
依据机械加工设计手册及切削手册，决定取其加工余量为2mm（单边）。
工步3：
粗车Ф44外圆；
依据机械加工设计手册及切削手册，决定取其加工余量为4mm（单边）。
工步4：
粗车2处Ф35外圆；
依据机械加工设计手册及切削手册，决定取其加工余量为3.5mm（单边）。
工步5：
粗车Ф30外圆；
依据机械加工设计手册及切削手册，决定取其加工余量为2.5mm（单边）。
工步6：
粗车2处M24螺纹外圆；
工序6、半精车259两端面；
依据机械加工设计手册及切削手册，决定取其加工余量为0.5mm。
半精车Ф52外圆；
依据机械加工设计手册及切削手册，决定取其加工余量为0.5mm（单边）。
半精车Ф46外圆；
半精车Ф44外圆；
半精车2处Ф35外圆；
半精车Ф30外圆；
半精车2处M24螺纹外圆；
工序8、精车Ф46、2处Ф35及Ф30外圆；
工步1：
精车Ф46外圆；
精车2处Ф35外圆；
精车Ф30外圆；
4处3X0.5槽；
2处3X1.5槽；
依据机械加工设计手册及切削手册，决定取其加工余量为1.5mm（单边）。
工序10、车2处M24螺纹；
粗铣宽12mm，长36mm键槽；
依据机械加工设计手册及切削手册，决定取其加工余量为4.5mm。
半精铣宽12mm，长36mm键槽；
工序12、铣宽8mm，长16mm键槽；
粗铣宽8mm，长16mm键槽；
依据机械加工设计手册及切削手册，决定取其加工余量为3.5mm。
半精铣宽8mm，长16mm键槽；
工序13、铣宽6mm，长16mm键槽；
粗铣宽6mm，长16mm键槽；
半精铣宽6mm，长16mm键槽；
磨削Ф46外圆；
依据机械加工设计手册及切削手册，决定取其加工余量为0.01mm。
磨削2处Ф35外圆；
磨削Ф30外圆；
工序15、倒角；
工序17、终检；
2.8零件切削用量及基本工时的计算
1、加工设备：
卧式车床，型号CA6140；
该车床是依然是现在企业加工车间中，最为常见和常用的机床，该机床能够对零件的外圆、端面、内孔、螺纹孔等进行加工。
粗加工的时候其加工精度能够保证在80-10um；
半精加工的时候其加工精度能够保证在10-2.5um；
精加工的时候其加工精度能够保证在5-1.25um；
因此，该工步的加工精度能够得到保证。
2、加工刀具：
端面车刀；
3、测量工具：
游标卡尺；
4、背吃刀量ap=2.5mm；
5、进给量f=0.2mm/r。
6、切削速度vc=35m/min。
7、主轴转速及实际切削速度
n=35´
1000=203r/min，通过对CA6140卧式车床主轴转速图的查询，决定
3.14´
55
选取其主轴转速为n=200r/min；
通过上面对机床主轴转速的选择，设备在加工过程中，实际的切削速度为
v=200´
3.14´
55=34.5m/min
c 1000
8、基本时间
Tj=Lfn
式中：
l=27.5mm，则Tj=
27.5
200´
0.2
=0.69min
9、辅助时间
T =l1+l2
l+l
=6mm，则T = 6
=0.15min
辅助 fn 1 2
辅助 200x0.2
外圆车刀；
4、背吃刀量ap=1mm；
5、进给量f=0.2mm/r。
l=52mm，则Tj=
52
=1.3min
4、背吃刀量ap=2mm；
1000=242r/min，通过对CA6140卧式车床主轴转速图的查询，决定
46
选取其主轴转速为n=280r/min；
v=280´
46=40.4m/min
l=119mm，则Tj=
119
280´
=2.13min
=0.11min
辅助 280x0.2
加工方法与计算步骤与工步2基本一致，在此步骤累赘。
4、背吃刀量ap=3.5mm；
1000=318r/min，通过对CA6140卧式车床主轴转速图的查询，决定
35
选取其主轴转速为n=330r/min；
v=330´
35=36.3m/min
l=67mm，则Tj=
67
330´
=1.02min
=0.09min
辅助 330x0.2
加工方法与计算步骤与工步4基本一致，在此步骤累赘。
4、背吃刀量ap=4mm；
1000=464r/min，通过对CA6140卧式车床主轴转速图的查询，决定
24
选取其主轴转速为n=450r/min；
v=450´
24=33.9m/min
l=18mm，则Tj=
18
450´
=0.2min
=0.07min
辅助 450x0.2
4、背吃刀量ap=0.5mm；
5、进给量f=0.25mm/r。
6、切削速度vc=40m/min。
n=40´
1000=245r/min，通过对CA6140卧式车床主轴转速图的查询，决定
52
52=45.7m/min
l=12.5mm，则Tj=
12.5
0.25
=0.18min
辅助 280x0.25
l=42mm，则Tj=
42
=0.6min
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