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机械加工工艺过程设计

题 目：机械加工工艺过程设计
专 业：模具设计和制造
班 级：模具092
姓 名：张海林 王真 王龙
指导老师：李永全
时 间 ：12月1日

1．零件图样分析

图A-1  阶梯轴
图A-1所 示零件是一个传动轴。它属于台阶轴类零件，由圆柱面、轴肩、退刀槽、砂轮越程槽和键槽等组成。轴肩通常见来确定安装在轴上零件轴向位置，各环槽作用是使零件装配时有一个正确位置，并使加工中磨削外圆时退刀方便；键槽用于安装键，以传输转矩。
依据工作性能和条件，该传动轴图样(图A-1)要求了关键轴颈I,G，外圆M，J和轴肩N,H有较高尺寸、位置精度和较小表面粗糙度值，并有热处理要求。这些技术要求必需在加工中给确保。所以，该传动轴关键工序是轴颈I,G，外圆M，J加工。
2．确定毛坯
   在制订工艺规程时，合理选择毛坯不仅影响到毛坯本身制造工艺和费用，而且对零件机械加工工艺、生产率和经济性也有很大影响。因为零件属于轴类，用来传输动力要求有很好韧性，加上径向尺寸改变较大，故采取锻件最为适宜，锻件毛坯余量选择单边为3mm,相比棒料而言降低了加工余量。零件采取是45钢，含有很好综合机械性能。为了提升生产率，降低成本，故在中批量生产中采取模锻制造毛坯，毛坯总长为160.
3．确定关键表面加工方法
工艺路线确实定是否合理，不仅影响加工质量和生产率，而且影响工人、设备、工艺装备及生产场地等合理利用，从而影响成本。从零件图可知该轴加工精度要求高，而且在加工阶段之间安排有热处理工序，因为零件是中批量生产采取工序集中进行生产，零件能够经过粗车和半精车达成部分尺寸要求，因为是批量生产铣键槽能够单独工序加工，零件尺寸公差要求和表面要求在磨削工序中完成，所以确定该轴加工工艺路线为：铸造——粗车—— 热处理——精车——铣——磨——检验——入库。
粗车时以夹紧一端并找正车端面见光即可，打中心孔，调头夹紧另一端并找正车端面见光即可，打中心孔。以两顶尖定位装夹，车全部外圆留好余量为下一工序准备，。
以顶尖和锥棒定位装夹，车部外圆至图纸尺寸要求，其它外圆车至为下一工序准备尺寸要求，零件上倒角和退刀槽在本工序中加工完成。外圆尺寸加工至磨工序准备尺寸要求。
铣削工序中利用V型块定位夹紧，铣键槽至图纸尺寸要求。
磨削工序中以顶尖和锥棒定位装夹，磨 外圆至图纸尺寸要求。
4．确定定位基准
    合理地选择定位基准，对于确保零件尺寸和位置精度有着决定性作用。因为该传动轴多个关键配合表面(I,G，M，J)及轴肩面(N,H)对基准轴线A-B全部有径向圆跳动和端面圆跳动要求，它又是实心轴，所以应选择两端中心孔为基准，采取双顶尖装夹方法，以确保零件技术要求。
    粗基准采取热轧圆钢毛坯外圆。中心孔加工采取三爪自定心卡盘装夹热轧圆钢毛坯外圆，车端面、钻中心孔。但必需注意，通常不能用毛坯外圆装夹两次钻两端中心孔，而应该以毛坯外圆作粗基准，先加工一个端面，钻中心孔，车出一端外圆；然后以已车过外圆作基准，用三爪自定心卡盘装夹(有时在上工步已车外圆处搭中心架)，车另一端面，钻中心孔。如此加工中心孔，才能确保两中心孔同轴。
5．划分阶段
    对精度要求较高零件，其粗、精加工应分开，以确保零件质量。
    该传动轴加工划分为三个阶段：粗车(粗车外圆、钻中心孔等)，半精车、精车(半精车、精车各处外圆、台阶和修研中心孔及次要表面等)，粗、精磨(粗、精磨各处外圆)。各阶段划分大致以热处理为界。
6．热处理工序安排
    轴热处理要依据其材料和使用要求确定。对于传动轴，正火、调质和表面淬火用得较多。该轴要求调质处理，并安排在粗车各外圆以后，精车各外圆之前。
    综合上述分析，传动轴工艺路线以下：
    模锻→车端面，钻中心孔→粗车各外圆→调质→修研中心孔→半精车、精车各外圆，车槽，倒角→划键槽加工线→铣键槽→修研中心孔→磨削→检验。
7．加工尺寸和切削用量
    传动轴磨削余量可取2mm，半精车余量可选择1mm。加工尺寸可由此而定，见该轴加工工艺卡工序内容。
    车削用量选择，单件、小批量生产时，可依据加工情况由工人确定；通常由《机械加工工艺手册》或《切削用量手册》中选择。
8．确定工艺过程
    定位精基准面中心孔应在粗加工之前加工，在调质以后和磨削之前各需安排一次修研中心孔工序。调质以后修研中心孔为消除中心孔热处理变形和氧化皮，磨削之前修研中心孔是为提升定位精基准面精度和减小锥面表面粗糙度值。确定传动轴工艺过程时，在考虑关键表面加工同时，还要考虑次要表面加工。在半精加工Ø42，Ø37,， Ø27外圆表面时，应车到图样要求尺寸，同时加工出各退刀槽、倒角；键槽应在半精车后和磨削之前铣削加工出来，这么可确保铣键槽时有较正确定位基准，又可避免在精磨后铣键槽时破坏已精加工外圆表面。
    在确定工艺过程时，应考虑检验工序安排、检验项目及检验方法确实定。
总而言之，所确定该传动轴加工工艺过程见表1。
［参考文件］

[1] 王茂元.机械制造技术［M］.北京：机械工业出版社，.
[2] 晋其纯 张秀珍.车铣工艺学［M］.北京大学出版社，.
[3] 包锦阳.大学生毕业论文（设计）写作指导［M］.北京大学出版社，
[4] 徐灏.新编机械手册［M］.北京：机械工业出版社，1995
[5] 钟智.输出轴加工工艺
[6] 张宏，彭林中.机械切削刀具及应用速查手册［M］.北京：化学工业出版社，