轴类零件机械加工工艺编制.docx
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轴类零件机械加工工艺编制
轴类零件机械加工工艺编制
●任务1分析轴类零件的技术资料
●任务2确定轴类零件的生产类型
●任务3轴类零件的毛坯类型及其制造方法
●任务4选择轴类零件的定位基准和加工装备
●任务5拟定轴类零件的工艺路线
●任务6设计轴类零件的加工工序
●任务7填写轴类零件的机械加工工艺文件
任务一分析轴类零件的技术资料
教学目标
✧能看懂轴类零件的零件图和装配图。
✧明确轴类零件在产品中的作用，找出其主要技术要求。
✧确定轴类零件的加工关键表面。
一、看懂传动轴的结构形状
如图1，零件图采用了主视图和移出断面图表达其形状结构。
从主视图可以
看出，主体由四段不同直径的回转体组成，有轴颈、轴肩、键槽、挡圈槽、倒角等结构，由此可以想象出传动轴的结构形状，如图2所示。
二、明确传动轴的装配位置和作用
传动轴起支承齿轮、传递扭矩的作用。
Ø30js6外圆（轴颈）用于安装轴承，ø35轴肩起轴承向定位作用。
Ø25f7、ø25g6及轴肩用于安装齿轮及齿轮的轴向定位，采用普通平键连接，左轴端有挡圈槽，用于安装挡圈，以轴向固定齿轮。
三、确定传动轴的加工关键表面
（1）ø25f7、ø25g6轴头ø30js6轴颈都具有较高的尺寸精度（IT7，IT6）和位
置精度（同轴度为0.02）要求，表面粗糙度（Ra值分别为0.8um）ø35轴肩两端面虽然尺寸精度要求不高，但表面精糙度要求较高（Ra值为1.6um）；所以ø25f7、ø25g6轴头、ø30js6轴颈及ø35轴肩两端均为加工关键表面。
（2）键糟侧面（宽度）尺寸精度（IT9）要求中等，位置精度（对称度0.012）要求比较高，表面粗糙度（Ra值为3.2um）要求中等，键槽底面（深度）尺寸精度（21）和表面精糙度（Ra值为6.3um）要求都较低，所以键槽是次要加工表面。
（3）挡圈槽、左、右、倒角等其余表面，尺寸及表面精度要求都比较低，均为次要加工表面，如图3所示。
任务2确定轴类零件的生产类型
教学目标
✧掌握轴类零件生产纲领的计算方法。
✧掌握轴类零件生产类型及其工艺特征的确定方法。
一、计算传动轴的生产纲领
根据任务书知：
（1）产品的生产纲领Q=150台/年；
（2）每台产品中传动轴的数量n=1件/台；
（3）传动轴的备品率a=5％；
（4）传动轴的废品百分率b=0.5％；
传动轴的生产纲领计算如下：
N=Qn（1+a）（1+b）
=150x1（1+5％）（1+0.5％）
=158（件/年）
二、确定传动轴的生产类型及其工艺特征
传动轴属于中型机械类零件。
根据生产纲领（158件/年）及零件类型（中型机械），由附表2《机加工工作各种生产类型的生产纲领及工艺特点》可查出，传动轴的生产类型为小批生产，工艺特征见表1
表1传动轴的生产纲领和生产类型
生产纲领
生产类型
工艺特征
158件/年
小批生产
（1）毛坯采用自由锻造，精度低，余量大
（2）加工设备采用通用机床
（3）工艺装备采用通用夹具或组合夹具、通用刀具、通用量具、标准附件
（4）工艺文件需编制简单的加工工艺过程卡片
（5）加工采用画线、试切等方法保证尺寸，生产效率低，要求操作工人技术熟练
任务3确定轴类零件的毛坯类型及其制造方法
教学目标
✧掌握轴类零件毛坯的类型及其制造方法的选择。
✧掌握轴类零件毛坯的机械加工余量的估算方法。
✧掌握轴类零件的毛坯简图的绘制方法。
2、选择传动轴毛坯类型及其制造方法
根据传动轴的制造材料（45钢），查附表5《常用毛坯类型》可确定，毛坯类型可采用型材或锻件，传动轴毛坯选用锻件，而采用自由锻造法来制造。
2、绘制传动轴毛坯简图
1确定传动轴毛坯简图
根据附表8《自由锻件机械加工余量计算公式》中阶梯轴的自由锻造机械加工余量计算公式（D<65mm计算，L<300mm时，按300mm计算），传动轴锻件余量计算如下：
A=0.26L⁰.2D0.5
=0.26x3000.2x650.5
=6.65（mm）
2、绘制传动轴毛坯简图
传动轴毛坯简图的绘制方法如图4所示
任务4选择轴类零件的定位基准和加工装备
教学目标
✧掌握轴类零件的精基准和夹紧方案的选择的方法。
✧掌握轴类零件的粗基准和夹紧方案的选择的方法。
✧掌握传动轴加工装备的选择方法。
一、选择传动轴的精基准和夹紧方案
根据基准重合原则，考虑选择传动轴的轴线作为定位精基准是最理想的，即采用两端中心孔作为精基准，如图5所示。
二、选择传动轴的粗基准和夹紧方案
选择毛坯ø51外圆作为粗基准，能方便地加工两端面和中心孔，可以尽快获得精基准，如图6所示。
三、选择传动轴的加工装备
根据传动轴的工艺特性，加工设备采用通用机床、即普通车床、立式铣床、万能磨床。
工艺装备采用通用夹具（三爪卡盘及顶尖）、通用刀具（标准车刀、键槽铣刀、砂轮等）、通用量具（游标卡尺、外径千分尺等）。
任务5拟定轴类零件的工艺路线
教学目标
✧掌握选择轴类零件各表面的加工方法。
✧掌握初步拟定轴类零件机械加工工艺路线的方法。
一、确定各表面的加工方法
根据加工表面的精度和表面粗糙度要求，查附表10《外圆表面加工方案》可得各加工表面的加工方案，详见表2
表2各加工表面的加工方案
加工表面
精度要求
表面粗糙度
Ra/um
加工方案
Ø30js6外圆
轴肩
IT6
IT11以上
0.8
1.6
粗车→半精车→精车→粗磨→精磨
Ø25f7外圆
轴肩
IT7
IT11以上
0.8
1.6
粗车→半精车→精车
Ø25g6外圆
轴肩
IT6
IT11以上
0.8
1.6
粗车→半精车→精车
键槽侧面8N9底面
IT9
IT11以上
3.2
6.3
粗铣→精铣
挡圈槽23x2
IT11以上
12.5
粗车
各倒角
IT11以上
12.5
粗车
二、初步拟定传动轴机械加工工艺路线
1、划分加工阶段
根据以上相关知识和分析可知，传动轴主要表面的加工可划分为粗加工、半精加工和精加工三个阶段。
2、安排加工顺序
根据机械加工的安排原则，先安排基准和主要表面的精加工，然后再安排基准和主要表面的精加工。
先以ø51作为作为基准粗加工两端中心孔（精基准），加式两端中心孔需车平两端面。
3初步拟定工艺路线
根据上述分析，初步拟定两个机械加工工艺路线方案，见表3和表4供分析选择。
表3传动轴机械加工工艺路线一
工序号
工序名称
工序内容
定位基准
加工设备
1
锻造
锻造毛坯
2
热处理
正火处理
3
车钻
分别车两端面、钻两端中心孔，总长车至145
毛坯ø42外圆
CK6140
4
粗车
分别粗车左、右端各处圆及轴肩端面，ø25、ø30外圆和轴肩端面均留余量，ø35车至尺寸
两中心孔
CK6140
5
热处理
调质处理
6
研修
研修中心孔
7
半精车、精车
半精车右端ø25外圆及端肩端面，留磨削余量；调头半精车左端ø25外圆及轴肩端面，留磨削余量；半精车、精车ø30js6外圆及轴肩端面、圆角至尺寸，车左端槽ø23x2至尺寸
两中心孔
CK6140
8
磨削
粗、精磨左、右端及ø30js6外圆及轴肩至尺寸
两中心孔
CK6140
9
铣削
粗、精铣键槽8N9x20
两中心孔
CK6140
10
终检
按图样技术要求全部检验
优点：
与方案二相比，工序少，ø25外圆只精车（不磨削），加工成本低
缺点：
ø25外圆的位置精度难保证
表4传动轴机械加工工艺路线方案二
工序号
工序名称
工序内容
定位基准
加工设备
1
锻造
锻造毛坯
2
热处理
正火处理
3
车钻
分别车两端面、钻两端中心孔，总长车至145
毛坯ø42外圆
CK6140
4
粗车
分别粗车左、右端各外圆及轴肩端面，ø25、ø30外圆和轴肩端面均余量，ø35车至尺寸
两中心孔
CK6140
5
热处理
调质处理
两中心孔
6
研修
研修中心孔
两中心孔
CK6140
7
半精车
分别半精车左、右端各外圆及轴肩端面，均磨削余量
两中心孔
CK6140
8
磨削
粗、精磨左、右端ø25、ø30外圆及轴肩端面、圆角至尺寸
两中心孔
CK6140
9
铣削
粗、精铣键槽8N9x20
，去毛刺
两中心孔
M131W
10
车削
车左端槽ø23x2至尺寸，去毛刺
两中心孔
X5032
11
终检
按图样技术要求全部检验
优点：
ø25f7及ø25g6外圆的尺寸和位置精度容易保证
缺点：
比方案一多一道工序，又磨削ø25f7及ø25g6外圆，加工成本比方案一稍高
传动轴为小批生产，应优先考虑其尺寸和位置精度的难易，其次才考虑加工成本，所以选择方案二。
任务6设计轴类零件的加工工艺
教学目标
✧掌握轴类零件工序加工余量及尺寸的确定方法。
✧掌握轴类零件工序加工时定额的计算方法
一、确定传动轴各工序加工余量及工序尺寸
传动轴的加工过程、各工序尺寸及其公差、毛坯尺寸见表5，并如图7所示。
表5各工序加工余量及工序尺寸
工序
外圆尺寸及公差
加工余量
端面（长度）尺寸
加工余量
磨削
Ø25f7
Ø25g6
Ø30js6
0.3（查附表18《磨削外圆的加工余量及偏差》）
70
7
28
0.3（查附表19《磨削外圆的加工余量及偏差》）
半精车
Ø25.3h11
Ø25.3h11
Ø30.3h11
1.3（查附表16《粗车及半精车外圆的加工余量及偏差》）
70
7.6
27.7
1（查附表17《半精车轴端面加工余量及偏差》）
粗车
Ø26.6h13
Ø26.6h13
Ø31.6h13
32-26.6=5.4
32-26.6=5.4
37-31.6=5.4
70
9.6
26.7
毛坯
Ø32
Ø32
Ø37
d
图8传动轴的加工过程
（a）毛坯；（b）粗车；（c）半精车；（d）磨削
二、计算传动轴各工序工时定额
因传动轴为小批生产，因此可以采用经验估算法计算各工序的工时定额。
主要利用经过实践而积累的统计数据及进行部分计算来确定，计算结果见表6。
在实际生产中，时间定额需要不断修正。
表6传动轴各工序时间估算表
工序号
工序名称
工序工时（分）
工序号
工序名称
工序工时（分）
3
车钻
8
8
磨削
11
4
粗车
12
9
铣削
15
6
研修
10
10
车削
5
7
半精车
9
合计
70
任务7填写轴类零件的机械加工工艺文件
教学目标
✧掌握轴类零件工序加工余量及尺寸的确定方法。
✧掌握轴类零件工时定额的计算方法。
根据上述任务结果，按机械加工工艺文件中各栏的填写要求，详细填写传动轴《机械加工工艺过程卡片》。
因传动轴的生产类型是小批生产，故只需编制机械加工工艺过程卡片，但过程卡片的编制内容比只有较详细，才能用于指导生产，完成填写的传动轴机械加工工艺卡片见表7
表7传动轴机械加工工艺过程卡片
（企业名称）
机械加工工艺过程卡片
产品型号
零（部）件图号
05001
共1页
产品名称
零（部）件名称
传动轴
材料牌号
45
毛坯种类
锻件
毛坯外形尺寸
Ø42x159
每毛坯可制作数
1
每台件数
1
备注
工序号
工序名称
工序内容
车间
工段
设备
工艺装备
工时
准终
单件
1
锻造
锻造毛坯
2
热处理
正火处理
3
车钻
分别车两端、钻两端A6.3中心孔，总长车到145
CK6140
三爪卡盘、端面车刀、中心钻、游标卡尺
8
4
粗车
分别粗车左、右端各外圆及轴肩端面，ø25、ø30外圆和轴肩端面均余量，ø35车至尺寸
机加工
二班
CK6140
三爪卡盘、顶尖、外圆车刀、游标卡尺
8
5
热处理
调质处理
12
6
研修
研修中心孔
机加工
二班
CK6140
顶尖、研修顶尖、游标卡尺
10
7
半精车
（1）半精车右端ø25外圆及轴肩，外圆车至ø25.3，长度车至27.7
（2）调头半精车左端ø25和ø30外圆及轴肩端面，外圆车至ø25.3h11、ø30.3h11，长度车至70、7.6
机加工
二班
CK6140
夹头、顶尖、外圆车刀、游标卡尺
9
8
磨削
粗磨、精磨ø25f7、ø25g6、ø30js6外圆及轴肩端面、保证外圆及长度尺寸符合图纸要求
机加工
二班
M131W
夹头、机尖、外径千分尺、深度游标卡尺
11
9
铣削
粗铣键槽至7x22，精铣键槽8h9x21
机加工
二班
X5032
三爪卡盘、顶尖、ø7立铣刀、ø8键槽铣刀、游标卡尺
15
10
车削
车左端槽ø23x2至尺寸，去毛刺
机加工
二班
X5032
三爪卡盘、顶尖、切槽车刀、游标卡尺
5
11
终检
按图样技术要求全部检验
质检处
合计
70
升级会员 