传动轴说明书

机械制造工业是国民经济最重要的部门之一，是一个国家或地区经济发展的支柱产业，其发展水平标志着该国家或地区的经济实力，科技水平，生活水准，和国防实力，机械制造业是国家经济的装备部，是为国民经济提供装备和为人民生活提供耐用消费的行业，不论是传统产业，还是新兴产业，都离不开各种各样的机械设备，机械制造业的生产能力和发展水平标志着一个国家和地区国民经济现在的文化程度，机械制造工艺的内容极其广泛，它不但包括零件的制造，机械的加工，还有热处和产品的装配等，而机械制造的工业的发展和进步，又在很大程度上取决机械制造技术水平和发展，在科学技术高度发展的今天，现代工业对机械制造技术提出了越来越高的要求，推动机械制造技术向前不断发展，而且科学技术的发展也为机械制造技术的发展提供了机遇和发展，由于社会在不断向前发展，一些先进的技术不断进入到机械行业的领域中。

我们不但要有先进的设备，还要有先进的工艺参数，还要有优质的人才，否则一切都是白费，
机械加工工艺设计在零件的加工制造过程中有着重要的作用，工艺性的好坏，直接影响着零件的加工质量及生产成本，在设计中为了适应小批批量的生产情况，以提高产品的生产效率，在设计中所采用的零件尽量采用标准件，以降低产品的生产费用，本说明书是关于传动轴的一个简单设计工艺过程，一方面它使我们懂得了传动轴的作用以及一些加工的基本要领，还让我们明白了精度要求对于一个机械加工行业说是多么重要，另一方面，它使我们在机械加工，机械制造行业不断的积累经验和知识，能够让我们早日研制新的产品，实现我们经济的腾飞
引言 (1)
摘要 (3)
关键词 (3)
一、零件的作用 (3)
二、零件图分析 (3)
三、选择毛坯 (4)
四、锻造的方法及选择 (4)
五、毛坯确定 (5)
六、工艺分析 (5)
七、加工余量 (5)
八、零件热处理 (6)
九、加工工艺路线 (6)
十、基准选择原则 (6)
十一、定位基准选择 (7)
十二、工艺设备 (7)
十三、机床选择 (8)
总结 (9)
附录
零件图 (10)
毛坯图 (11)
机械加工工艺过程卡 (12)
机械加工工序卡1 (13)
机械加工工序卡2 (14)
机械加工工序卡3 (15)
机械加工工序卡4 (16)
机械加工工序卡5 (17)
机械加工工序卡6 (18)
参考文献 (19)
传动轴加工工艺设计
摘要: 本次设计通过传动轴零件图的分析，确定了该零件的毛坯材料及尺寸规格。

通过对零件的加工工艺分析，确定了该零件的加工工艺路线，整理出零件的技术要求，加工精度要求高，为了提高生产率，对每到工序的加工进行了合理的安排
关键词：工艺设计; 加工; 传动轴
一、零件的作用
轴是组成机器零件的主要零件之一。

一切做回转运动的传动零件（例如；齿轮、蜗
轮等、）都必须安装在轴上才能进行运动及动力的传递。

因此轴的主要功用是支撑回转零
件和传递运动和动力。

按照承受载荷的不同，轴可以分为转轴、心轴、和传动轴三类，工
作中既承受弯矩又承受扭矩的轴称为转轴，只承受弯矩而不承受扭矩的轴称为心轴，只能
承受扭矩而不承受弯矩的轴叫传动轴。

二、零件图分析
传动轴属于轴类零件，轴类零件在机器中一般起承载和传递扭矩，零件材料45钢,
单件小批量生产，有热处理等要求。

如图1所示。

图1传动轴零件简图
（1）传动轴属于轴类零件，由圆柱面、螺纹、螺尾退刀槽、砂轮越程槽和键槽等组成、各环槽的作用是使用零件装配时有一个正确的位置，并使加工中磨削外圆或车螺纹时退刀方便，键槽用于安装键，以传递转矩，螺纹用于安装各种锁紧螺母和调整螺母。

右端是一个普通螺纹M16，螺距为2，属于粗牙螺纹，两处外圆有一个双头圆形键槽，键槽有对称度要求，基准是C和D，图中以Φ220
021
.0
-
mm外圆轴线为基准，作为装配要求，加工零件的其它外圆和孔的
基准。

零件Φ300
013
.0
-mm的外圆与Φ220
021
.0
-
mm外圆有圆跳动公差，公差值为0.025mm
（2）图中以Φ220
021
.0
-mm、Φ300
013
.0
-
mm、Φ200
013
.0
-
mm、外圆为最高精度要求，且表面粗糙
度为Ra1.6
（3）工件材料为45钢，是普通的碳素结构钢，淬火硬度40-45HRC,
三、选择毛坯
从零件图上的尺寸可知：该零件尺寸变化不大，结构也不复杂，零件材料为45钢，故采用锻件作为毛坯，采用毛坯选择锻件。

因为毛坯经过加热锻造后，可使金属内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。

如图2所示
图2传动轴毛坯简图
四、锻造的方法及选择
（1）自由锻毛坯精度低、加工余量大、生产率低适用于单件小批量生产以及大型零件毛坯（2）模锻毛坯精度较高、加工余量小、生产率高，但模具制造费用高，适于中批以上生产的中小型毛坯。

因为零件是小批量生产，所以选自由锻毛坯。

五、毛坯的确定
在制订工艺规程时，合.理选择毛坯不仅影响到毛坯本身的制造工艺和费用，而且对零件机械加工工艺、生产率和经济性也有很大的影响。

传动轴是传递动力的，要求有好的韧性，因此采用锻件最为宜，可减少加工余量。

零件采用的是45钢，具有较好综合机械性能。

因零件的精度高，在加工生产中是以中批量生产，为了保证毛坯精度要求，加工余量小，生产率高，降低成本，故毛坯采用自由锻最为宜。

由于是自由锻零件的外形基本成形，毛坯单边余量为3mm，毛坯总长为175mm。

六、工艺分析
(1) 从传动轴零件图可以看出，零件属于轴类零件，零件多以外圆为设计基准。

有一轴向基准要求，因此在选择精基准时，必须基准重合。

（2）两处外圆Φ22mm轴颈与轴承孔相配，尺寸精度为IT7，表面粗糙度Ra值不大于1.6um、外圆表面对Φ22mm轴颈的公共轴线的径向圆跳动公差为0.025mm。

（3）由零件图可知，该零件的材料为45钢，毛坯为锻件，由于是小批量生产，采用自由锻制造毛坯，45钢有良好的切削加工性，加工时不会出现难加工现象。

自由度毛坯表面光滑，余量分部均匀，不会产生打刀现象。

由于毛坯是锻件，在加工前应经正火处理改善加工性能后在进行加工。

（4）轴的两端均有倒角C1，便于零件装配，轴上的键槽一般安排在外圆精车之后、磨削之前，如果在精车之前铣出键槽，在精车时由于断续切削而产生振动，影响加工质量，又容易损坏刀具，难以控制键槽尺寸，右端是一个普通螺纹M16，螺距为2，螺纹可以直接车出。

（5）轴类零件一般采用中心孔作为定位基准，以实现基准统一的方案，在单件小批生产
中钻中心孔工序在普通车床上进行。

在大批量生产中常在铣端面钻中心孔专用机床上进
行。

（6）零件的加工过程中，应该安排热处理工序、以保证其机械性能和加工精度，并改善
工件的切削加工性。

一般毛坯锻造后安排正火工序，而调质安排在粗加工后进行，以便消
除粗加工后产生的应力及获得良好的综合机械性能。

七、加工余量
加工余量的大小对于零件的加工质量、生产力和生产成本有较大的影响。

加工余量过大，不仅增加机械加工的劳动量，降低了生产率，而且增加材料，工具和电力等的消耗，加工成
本增高，但是加工余量过小又不能保证消除前工序的各种误差和表面缺陷，甚至产生废品，因此应当合理地确定加工余量。

零件的最高精度为7级，加工余量为2～3mm，
八、零件的热处理
选择合适的材料，安排足够和合理的热处理工序，对于保证零件的性能、精度要求和改善其切削加工性能非常重要。

（1）毛坯热处理
毛坯的热处理一般采用正火，其目的是消除锻造应力，细化晶粒，并使金属组织均匀，以利于切削加工。

（2）预备热处理
在粗加工之后半精加工之前，安排调质处理，目的是改善切削加工性能，提高工件表面光洁度，获得良好的综合力学性能。

（3）最终热处理
最终热处理一般安排在半精加工之后，精加工之前，局部淬火产生的变形在最终精加工时得以纠正。

九、加工工艺路线
该零件属于轴类零件，结构比较简单且规则。

零件的外圆﹑键槽的跳动公差和对称度为零件的重点.根据加工精度和表面粗糙度要求，此零件的加工方案是：锻造—热处理—车端面打中心孔—粗车—调质—精车—切槽—车螺纹—铣键槽—磨—检验—入库。

十、基准选择原则
粗基准选择原则：
（1) 保证不加工表面与加工表面相互位置要求原则。

当有些不加工表面与加工表面之间有相互位置要求时，一般不选择加工表面作为粗基准。

(2）保证各加工表面的加工余量合理分配的原则。

应选择重要加工表面为粗基准。

(3）粗基准不重复使用的原则。

粗基准的精度低，粗糙度数值大，重复使用会造成较大的定位误差，因此，同一尺寸方向的粗基准，通常只允许使用一次。

精基准选择原则：
(1）基准重合原则。

尽可能使设计基准和定位基准重合，以减少定位误差。

(2）基准统一原则。

尽可能使用同一定位基准加工同一个表面，以保证各表面的位置精度。

如轴类零件常用两端顶尖孔作为统一的定位基准。

（3）互为基准原则。

当两个加工表面间的位置精度要求比较高的时候，可互为基准反复加工。

十一、定位基准选择
粗基准的选择：一般选择外圆表面，这样一方面可方便装夹，同时也容易获得较大的支承刚度，所以传动轴的粗基准选择坯料外圆柱面。

精基准的选择:一般选择轴两端面中心孔。

因为轴类零件的主要表面的设计基准都是轴线，选择中心孔作精基准，既可满足基准重合的要求，又可满足基准统一的要求，当不能选择中心孔作为精基准时，可采用轴的外表面或轴的外表面加一中心孔作为精基准。

十二、工艺设备
刀具选择：零件材料为45钢，属于强度和塑性较好材料，零件采用锻件毛坯。

粗加工时进给量和背吃刀量较大，为了减小切削变形，提高刀具耐用度，选择较小前角为10º～15º。

精加工时，选择的背吃刀量和进给量较小，切削力小，为了使刃口锋利，保证加工质量，可选取较大的前角为15º～20º。

后角主要根据切削厚度大小选择，粗加工时进给量和切削厚度较大，后角取小值为5º～7º，精加工时进给量和切削厚度较小，后角取大值6º～8º。

副偏角减小会增加副切削刃与已加工表面的接触长度，能减小表面粗糙度数值，并能提高刀具耐用度，但过小的副角会引起振动，所以取10º～15º。

粗加工中刃倾角应选负值，精加工中刃倾角应选正值。

则刀具的前刀面型式为正前角曲面倒棱型，能粗加工或精加工塑性材料的刀具。

粗车和半精车为了减少刀具选择，在加工零件的端面和倒角可选用主偏角为45˚，副偏角为15˚，由于车端面的粗加工和精加工都由一把车刀完成则前角为15˚，后角为6˚，刃倾角可取负值为-3˚的45˚YT15弯头车刀。

零件为传动轴则粗车加工时选用主偏角为90˚、副偏角为10º、前角为10º、后角为5º，由于是粗车刃倾为负取-3º的90˚YT15外圆车刀。

半精车加工时选用主偏角为90º、副偏角为15˚、前角为20˚、后角为8˚，在精加工中刃倾角为正取5˚的90˚YT15外圆车刀。

零件上有多个退刀槽，在切槽是为了保证刀头强度可选主偏角为1º～2º，则选主偏角为1º的3mm切槽刀。

零件上有键槽需要进行铣削，而键槽铣刀与立铣刀相似，不同的是它周围只有两个螺旋
刀齿，其端面刀齿的刀刃延伸至中心，因此在铣削两端不通的键槽时，可以作适量的轴向进给。

由零件图可知轴上键槽为Φ8mm和Φ6mm，所以选取Φ6mm和Φ8mm的键槽铣刀。

量具选择：游标卡尺测量精度较高的工件，测量工件外径，长度，宽度、高度键槽长度、
键槽深度，。

则零件需要测量尺寸有Φ300
013
.0
-mm、Φ220
021
.0
-
mm、Φ200
013
.0
-
mm、外圆加
工中个工序尺寸，所以选择200×0.02mm游标卡尺。

千分尺测量精度较高的工件，测量工件外径，长度，宽度、选择0～25mm、25～50mm
千分尺用于测量磨削外圆尺寸Φ300
013
.0
-mm、Φ220
021
.0
-
mm、Φ200
013
.0
-
mm外圆尺寸，达到
测量尺寸要求。

钢板尺测量长度、宽度和高度，选择200mm钢板尺能测量零件的总长长度和其余长度。

零件的外圆有圆跳动要求，Φ30 mm外圆的台阶面有跳动要求，键槽有对称度要求，即表面的粗糙度程度高，则可选取百分表和千分表。

十三、机床选择
传动轴的加工的表面主要有外圆、螺纹、切槽、、可以在普通车床C6132A机床上加工完成、C6132A型机车的尾座上能安装顶尖、各种加工孔的刀具。

机床上能加工最大直径为400mm，在刀架上加工最大直径为240mm，工艺范围大可车内外圆柱面、圆锥表面、车端面、拉槽、切槽、切断等。

从零件图可知零件是回转体表面，而零件最大直径为Φ30mm，总长度170mm，在零件加工最大外圆为Φ30mm，而加工的外圆有Φ30mm、Φ22mm，车螺纹M16×2-6g、切槽3×1。

所以选择CA6140车床能完成外圆、端面、切槽和倒角、螺纹的加工。

使工序集中、生产率高。

X52型铣床工作台宽度为320mm，长度为1325mm，铣刀安装在主轴上，工件在垂直于铣刀轴线方向的直线运动的切削加工方式，铣床性能提高，可采用较大的切削用量进行切削加工，使生产率提高，可以铣削键槽、花键、直槽等，零件是铣削轴上Φ6mm和Φ8mm键槽，所以选择X52铣床
M1432A万能磨床属于普通精度级，加工精度可达IT6-IT7，磨削最大外圆直径320mm，能加工最大长度为2000mm，零件有外圆、端面进行磨削，都在M1432A磨床完成、零件经
磨削外圆有Φ300
013
.0
-mm、Φ220
021
.0
-
mm、Φ200
013
.0
-
mm
总结
通过这次毕业设计，将能综合运用所学基本理论及生产实习中学到的知识进行工艺结构设计的基本训练，并逐步掌握中等复杂程度零件制造工艺设计和工艺装备选用，机械制造过程中的加工方法、加工装备等基本知识，确定各工序的装备与设备等方面的综合知识，在开始做零件加工设计之前，认真阅读了机械零件加工工艺指导书，对零件进行分析，从而在设计有一个清晰地思路。

然后开始进行正文的撰写，首先先对零件进行零件图分析、选择毛坯、加工余量、工艺分析、机床选择和工艺设备、绘制加工工艺过程卡、工序卡。

并且能充分利用现有的普通车床进行加工。

选择的合理工艺路线提高生产效率，缩短生产周期，降低市场成本。

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10。