轴类零件加工设计毕业论文

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第一节前言 (3)一．轴类零件 (3)二．机械加工工艺 (3)第二节零件的工艺性审查 (4)一．零件的结构特点 (5)二．加工表面及其要求 (5)三．零件材料 (5)第三节进行毛坯的选择 (7)一．确定毛坯类型及制造方法 (7)1.毛坯类型 (7)2.制造方法 (7)二．确定毛坯的形状尺寸及公差 (7)三．毛坯的技术要求 (7)第四节选择基准 (8)一．粗基准选择 (8)二．精基准选择 (8)三．定位基准选择 (8)第五节拟定机械加工工艺路线 (9)一．基本加工路线可归纳为四条。

(9)二．加工顺序。

(9)第六节确定机械加工余量、工序尺寸 (10)第七节选择机床及工艺 (11)一．选择机床 (11)二．选择工艺设备 (11)1.偏心加工工艺 (11)2.螺纹加工工艺 (13)3.选择刀具 (13)第八节确定切削用量 (14)一．背吃刀量 (14)二．进给量 (14)三．切削速度 (15)四．主轴转速 (15)第九节机械加工工艺卡片 (16)一.工件装夹示意图 (16)二.工艺卡片 (17)毕业总结 (20)致谢 (22)参考文献 (23)第一节前言一．轴类零件轴是穿在轴承中间或车轮中间或齿轮中间的圆柱形物件，但也有少部分是方型的。

轴是支承转动零件并与之一起回转以传递运动、扭矩或弯矩的机械零件。

一般为金属圆杆状，各段可以有不同的直径。

机器中作回转运动的零件就装在轴上。

根据轴线形状的不同，轴可以分为曲轴和直轴两类。

根据轴的承载情况，又可分为：①转轴，工作时既承受弯矩又承受扭矩，是机械中最常见的轴，如各减速器中的轴等。

②心轴，用来支承转动零件只承受弯矩而不传递扭矩，有些心轴转动，有些心轴则不转动，如支承滑轮的轴等。

传动轴，主要用来传递扭矩而不承受弯矩，轴的材料主要采用碳素钢合金钢，也可采用球墨铸铁或合金铸铁（用于铸造一些受力复杂，强度、韧性、耐磨性要求较高的零件）等。

轴的工作能力一般取决于强度和刚度，转速高时还取决于振动稳定性。

二．机械加工工艺机械加工工艺流程是工件或者零件制造加工的步骤，采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量等，使其成为零件的过程称为机械加工工艺过程。

比如一个普通零件的加工工艺流程是粗加工-精加工-装配-检验-包装，就是个加工的笼统的流程。

机械加工工艺就是在流程的基础上，改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品，是每个步骤，每个流程的详细说明，比如，上面说的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分为车，钳工，铣床，等等，每个步骤就要有详细的数据了，比如粗糙度要达到多少，公差要达到多少。

技术人员根据产品数量、设备条件和工人素质等情况，确定采用的工艺过程，并将有关容写成工艺文件，这种文件就称工艺规程。

机械加工工艺规程是规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件之一，它是在具体的生产条件下，把较为合理的工艺过程和操作方法，按照规定的形式书写成工艺文件，经审批后用来指导生产。

机械加工工艺规程一般包括以下容：工件加工的工艺路线、各工序的具体容及所用的设备和工艺装备、工件的检验项目及检验方法、切削用量、时间定额等。

在制订工艺规程的过程中，往往要对前面已初步确定的容进行调整，以提高经济效益。

在执行工艺规程过程中，可能会出现前所未料的情况，如生产条件的变化，新技术、新工艺的引进，新材料、先进设备的应用等，都要求及时对工艺规程进行修订和完善。

第二节零件的工艺性审查图1.1 轴（件1）一．零件的结构特点偏心工件就是零件的外圆和外圆或外圆与孔的轴线平行而不相重合，偏一个距离的工件。

这两条平行轴线之间的距离称为偏心距。

外圆与外圆偏心的零件叫做偏心轴或偏心盘；外圆与孔偏心的零件叫偏心套。

如图1.1所示。

偏心零件的加工是机械加工中的难点，对于象偏心轴承、凸轮等偏大心零件的加工目前普遍采用三爪、四爪卡盘，在普通机床上加工。

随着科学技术的不断发展，对偏大心零件的需求越来越多，精度也越来越高，因此对该类偏心夹具的需求也相应的增加，其应用前景广阔。

偏心轴类零件是常见的典型零件之一。

按轴类零件结构形式不同，一般可分为光轴偏心、阶梯轴偏心和异形偏心轴等；或分为实心偏心轴、空心偏心轴等。

它们在机器中同样用来支承齿轮、带轮等传动零件，以传递转矩或运动。

台阶偏心轴的加工工艺较为典型，反映了偏心轴类零件的大部分容与基本规律下面就介绍一种偏心轴常用的加工工艺。

二．加工表面及其要求几何形状精度主要指轴颈表面、外圆锥面、锥孔等重要表面的圆度、圆柱度。

其误差一般应限制在尺寸公差围，对于精密轴，需在零件图上另行规定其几何形状精度。

表面粗糙度轴的加工表面都有粗糙度的要求，一般根据加工的可能性和经济性来确定。

三．零件材料轴类零件材料常用45钢，精度较高的轴可选用40Cr、轴承钢GCr15、弹簧钢65Mn，也可选用球墨铸铁；对高速、重载的轴，选用20Mn2B、20Cr等低碳合金钢或38CrMoAl氮化钢。

本设计用的是45钢是轴类零件的常用材料，它价格便宜经过调质（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，调质后表面硬度可达45～52HRC。

第三节进行毛坯的选择一．确定毛坯类型及制造方法1.毛坯类型常用圆棒料和锻件。

毛坯经过加热锻造后，可使金属部纤维组织沿表面均匀分布，获得较高的抗拉、抗弯及抗扭强度。

根据生产规模的不同，毛坯的锻造方式有自由锻和模锻两种。

中小批生产多采用自由锻，大批大量生产时采用模锻。

2.制造方法偏心轴、偏心套一般都是在车床上加工。

它们的加工原理基本相同；主要是在装夹方面采取措施，即把需要加工的偏心部分的轴线找正到与车床主轴旋转轴线相重合。

一般车偏心工件的方法有5种，即在三爪卡盘上车偏心工件，在四爪卡盘上车偏心工件，在两顶尖间车偏心工件，在偏心卡盘上车偏心工件，在专用夹具上车偏心工件。

但属于回转表面，主要采用车削与外圆磨削成形。

表面粗糙度Ra值较小，故车削后还需精车。

外圆表面的加工方案可为：粗车→半精车→精车。

二．确定毛坯的形状尺寸及公差本例为偏心轴，并且各外圆直径尺寸相差不大，故选择ø50mm×160mm的热轧圆钢作毛坯，公差等级为IT6-IT8。

三．毛坯的技术要求尺寸精度轴类零件的主要为两类，一类是与轴承的圈配合的外圆轴颈，即支承轴颈，用于确定轴的位置并支承轴，尺寸精度要求较高，通常为IT5～IT7；另一类为与各类传动件配合的轴颈，即配合轴颈，其精度稍低，通常为IT6~IT9。

第四节选择基准一．粗基准选择有非加工表面，应选非加工表面作为粗基准。

对所有表面都需加工的铸件轴，根据加工余量最小表面找正。

且选择平整光滑表面，让开浇口处。

选牢固可靠表面为粗基准，同时，粗基准不可重复使用。

二．精基准选择要符合基准重合原则，尽可能选设计基准或装配基准作为定位基准。

符合基准统一原则。

尽可能在多数工序中用同一个定位基准。

尽可能使定位基准与测量基准重合。

选择精度高、安装稳定可靠表面为精基准。

三．定位基准选择合理地选择定位基准，对于保证零件的尺寸和位置精度有着决定性的作用。

该轴属于套件轴，在加工工件时需要保证好径向圆跳动和端面圆跳动，同轴度，它又是实心轴，所以应选择两端中心孔为基准，采用双顶尖装夹方法，以保证零件的技术要求。

第五节拟定机械加工工艺路线一．基本加工路线可归纳为四条粗车—半精车—磨削对于一般常用材料，这是外圆表面加工采用的最主要的工艺路线。

粗车—半精车—粗磨—精磨对于黑色金属材料，精度要求高和表面粗糙度值要求较小、零件需要淬硬时，其后续工序只能用磨削而采用的加工路线。

粗车—半精车—精车—金刚石车对于有色金属，用磨削加工通常不易得到所要求的表面粗糙度，因为有色金属一般比较软，容易堵塞沙粒间的空隙，因此其最终工序多用精车和金刚石车。

粗车—半精—粗磨—精磨—光整加工对于黑色金属材料的淬硬零件，精度要求高和表面粗糙度值要求很小，常用此加工路线。

对于本文所加工的典型轴类零件，将采用“粗车—精车”的车削方式，即分别对本零件的两个端面、外圆、螺纹、外圆锥度、切槽五个步骤进行粗加工和精加工。

二．加工顺序。

加工顺序按粗到精、由近到远（由右到左）的原则确定。

工件右端加工：既先从右到左进行外轮廓粗车，然后从右到左进行外轮廓粗车精车，切槽，最后螺纹粗精加工；工件调头，工件左端加工：粗加工外轮廓、精加工外轮廓，切退刀槽，最后螺纹粗精加工。

第六节确定机械加工余量、工序尺寸粗车余量1mm，半精车余量可选用0.5mm。

加工尺寸可由此而定，见该轴加工工艺卡的工序容。

该轴类零件为偏心轴，长度为155mm；螺纹大径分别为16mm和24mm、长度分别为17mm和16mm；外圆锥面的锥度为1:10、长度为60mm ；网纹m0.4。

在加工该轴类零件时，需采用粗车与精车结合的方法，在粗加工零件表面轮廓时，必须保证0.5mm的精加工余量。

第七节选择机床及工艺一．选择机床选用CA6140，该车床可以实现轴类、盘类的外表面，锥面、圆弧、螺纹、镗孔、铰孔加工，也可以实现非圆曲线加工。

二．选择工艺设备1.偏心加工工艺偏心零件的加工是机械加工中的难点，对于象偏心轴承，凸轮等偏大心零件的加工目前普遍采用三爪、四爪卡盘上加一个偏心定位零件，利用这个零件连接车床主轴和卡盘。

本设计使用三爪卡盘方法进行加工。

利用三爪卡盘装夹（1）车削方法长度较短的偏心工件，可以在三爪卡盘上进行车削。

先把偏心工件中的非偏心部分的外圆车好，随后在卡盘任意一个卡爪与工件接处面之间，垫上一块预先选好厚度的垫片，经校正母线与偏心距，并把工件夹紧后，即可车削。

垫片厚度可用近似公式计算；垫片厚度Ｘ＝1.5e(偏心距)。

若使计算更精确一些，则需在近似公式中带入偏心距修正值k来计算和调整垫片厚度，则近似公式为：垫片厚度x=1.5e+kk≈1.5△e△e=e-e测式中：e——工件偏心距；K——偏心距修正值，正负按实测结果确定；△e---试切后实测偏心距误差;e测——试切后，实测偏心距。

图7-1（2）偏心工件的测量、检查工件调整校正侧母线和偏心距时，主要是用带有磁力表座的百分表在车床上进行（如图（c）右），直至符合要求后方可进行车削。

待工件车好后为确定偏心距是否符合要求，还需进行最后检查。

方法是把工件放入v型铁中，用百分表在偏心圆处测量，缓慢转动工件，观察其跳动量。

利用四爪单动卡盘装夹找正步骤是：▪①、把划好线的工件装在四爪卡盘上。

在装夹时，先调节卡盘的两爪，使其呈不对称位置，另两爪成对称位置，工件偏心圆线在卡盘中央。

▪②、在床面上放好小平板和划针盘，针尖对准偏心圆线，校正偏心圆。