轴加工工艺

目录

摘要 (1)

一、零件的工艺分析及生产类型的确定 (2)

1、技术要求分析 (2)

2、零件的工艺分析 (2)

3、轴类零件的装夹 (2)

二、选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图 (3)

1、选择毛坯 (3)

2、毛坯尺寸的确定 (3)

三、选择加工方法，制定加工工艺路线 (4)

1、定位基准的选择 (4)

2、零件表面加工方法的选择 (4)

3、制定工艺路线 (6)

四、工序设计 (6)

1、根据工序选择机床 (6)

2、选用夹具 (7)

3、选用刀具 (7)

4、确定尺寸 (7)

五、夹具设计 (8)

1、制定方案 (8)

2、分度设计 (8)

3、定位差分析 (8)

六、总结 (9)

参考文献 (9)

摘要

机械制造业的发展对于世界经济起着非常重要的作用，而机械加工工艺的编制是机械制造技术的重要组成部分和关键工作。输出轴零件的主要作用是支撑零件、实现回转运动并传递转矩和动力。本文论述的是输出轴的加工工艺和夹具设计，着重于几个重要表面的加工，具有一定的尺寸、形状、位置要求，还有一些强度。表面粗糙要求等，而这些都会在文中得以体现。

关键词：制造输出轴加工工艺夹具设计

一、零件的工艺分析及生产类型的确定

（一）零件的作用

主要作用：一时传递转矩，使车床主轴获得旋转的动力；二是工作过程中经常承受载荷；三是支撑传动零部件。

（二）零件的材料及其力学性能

零件的材料为45钢，是最常用中碳调质钢，综合力学性能良好，淬透性低，水淬时易发生裂纹。小型件宜采用调质处理，大型件宜采用正火处理。其加工较便宜，经过调质或正火后可得到较好的切削性能，而且能获得较高的强度和韧性等综合机械性能，局部淬火后再回火，表面硬度可达52HRC-45HRC。

1.技求要求分析

题目所给定的零件输出轴，其主要作用：一是传递转矩，使主轴获得旋转的动力；二是工作过程中承受载荷；三是支撑传动零部件。零件的材料为45钢，是最常用中碳调质钢。综合力学性能良好，淬透性低，淬火时易生裂纹。综合技术要求等文件，选用铸件。由于是大批量生产，故采用模锻。

2.零件的工艺分析

结构比较简单，其主要加工的面有φ55、φ60、φ65、φ75、φ176的外圆柱面，φ50、φ80、φ104的内圆柱表面，10个φ20的通孔，图中所给的尺寸精度高，大部分是IT6级；

粗糙度方面表现在键槽两侧面、φ80内圆柱表面为Ra3.2um，大端断面为Ra3.2um，其余为Ra12.5um，要求不高；

位置要求较严格表现在φ55的左端面。φ80内孔圆柱面对φ75、φ60外圆轴线的跳动量为0.04mm，φ20的孔的轴线对φ80内孔轴线的位置度为φ0.05mm，键槽对φ55外圆轴线的堆成为0.08mm；

热处理方面需要调质处理，到200HBS，保持均匀。通过分析该零件，起布局合理，方便加工，我们通过径向夹紧可保证其加工要求，整个图面清晰，尺寸完整合理，能够完整表达物体的形状和大小，符合要求。

3.轴类零件的装夹

轴类零件的加工通常采用三爪卡盘，三爪卡盘能自动定心，装卸工件快。但是由于夹具的制造和装夹唔差，其定心精度约为0.05-0.10mm左右。由于零件较长，常采用一夹一顶的装夹方法，即工件定的一端用车床主轴上的卡盘夹紧，另外一端用尾座顶尖支撑，这样克服了刚性差不能承受重切削的缺点，为进一步提高加工精度，可采用中心架作中间辅助支撑，适用于半精加工和精加工。

二、选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图

1.选择毛坯

轴类零件最常用的毛坯是棒料和锻件，只有某些大型或者结构复杂的轴（如曲轴），在质量允许下采用锻件。由于毛坯经过加热，锻造后能使金属内部的纤维组织表面均匀分布，可获得较高的抗拉，抗弯及抗扭强度，所以除光轴外直径相差不大的阶梯轴可使用热轧棒料或者冷轧棒料，一般比较重要的轴大部分都采用锻件，这样既可以改善力学性能，又能节约材料，减少机械加工量。

根据生产规模的大小，毛坯的锻造方式有自由锻和模锻。自由锻多用于中小批量生产；模锻适用于大批量生产，而且毛培制造精度高，加工余量笑，生产效率高，可以锻造形状复杂的毛坯。本零件生产批量未大批量，所以综上所叙选择模锻。

2.毛坯尺寸的确定

毛坯图是根据产品零件设计的，经查《机械加工工艺手册》、《金属机械加工工艺人员手册》知精车-半精车-粗车各余量，从而可得毛坯余量。结果为：外圆角半径：r=2；内圆角半径：R=3。外模锻斜度α=5°，内模锻斜度α=7°。下图为本零件毛坯图

图1.1 毛坯输出轴零件图

三、选择加工方法，制定加工工艺路线

1.定位基准的选择

本零件为带孔的管状零件，孔是其设计基准（亦是装配基准和测量基准），为避免由于基准不重合二产生的误差，应选孔未定位基准，即遵守“基准重合”的原则。由于本零件全部表面都需要加工，而孔作为精基准，应先进行加工，因此选外圆及一断面为粗基准。工件加工第一道或最初几道工序时，一般选毛坯上未加工的表面作为定位基准，这个是粗基准，该零件选用φ55外圆柱面作为粗基准来加工φ176外圆柱和右端面。以上选择符合粗基准的选择原则中的余量最小原则、便于装夹原则，在以后的工序中，则使用经过加工的表面作为定位基准，φ176的外圆柱面和右端面作为定位基准，这个基准就是精基准。在选精基准时采用有基准重合，基准统一。这样定位比较简单可靠，为以后加工重要表面做好准备。

2.零件表面加工方法选择

当零件的加工质量要求较高时，往往不可能用一道工序来满足要求，而要用几道工序逐步达到所要求的加工质量和合理使用设备、人力，零件的加工过程通常按工序性质不同，可以分为粗加工，半精加工，精加工三个阶段。

①粗加工阶段：其任务是切除毛坯上大部分余量，使毛坯在形状和尺寸上接近零件成品，

因此主要目标是提高生产率，去除内孔，端面以及外圆表面的大部分余量，并为后续工序提供基准。

②半精加工阶段：其任务是使主要表面达到一定的加工余量，为主要表面的精加工做好准

备。

③精加工阶段：其任务就是保证各主要表面达到规定尺寸精度，留一定的精加工余量，为

主要描边的精加工做好准备，并可完成一些次要表面的加工。如精度和表面粗糙度要求，主要目标是全面保证加工质量。

④热处理工序的安排：热处理的目的是提高材料力学性能，消除残余应力和改善金属的加

工性能。热处理主要分：预备热处理，最终热处理和内应力处理等。本零件输出轴材料为45钢，在加工过程中预备热处理是在毛坯锻造之后消除零件的内应力。

基面先行原则

该零件进行加工时，要将端面先加工，再以左端面、外圆柱面为基准来加工，因为左端面和φ55外圆柱面为后续精基准表面加工而设定的，才能使定位基准更准确，从而保证个位置精度的要求，然后把其余部分加工出来。

先粗后精

即要先安排粗加工工序，再安排精加工工序，粗车将在较短时间内将工件表面上的大部分余量切掉，一方面提高金属切削效率，另一方面满足精车的余量均匀性要求，若粗车后留