轴加工工艺

1.序言

机械制造技术基础课程设计，在学完机械制造技术基础和大部分专业课且进行过生产实习的又一个实践性教学环节。它为我们提供了一次理论联合实际训练的机会。经过漫长的设计和修改过程，我们能综合运用机械制造技术基础中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决了轴的机械制造工艺问题。我们能设计这一典型的工艺装备，提高了我们的结构设计能力，为今后的毕业设计及未来从事的工作打下了良好的基础。

由于能力、经验缺乏，设计中尚有诸多不宜之处，希望各位老师不吝赐教。2.零件的工艺分析

此轴零件属于台阶轴类零件，由圆柱面、螺纹、螺尾退刀槽和键槽等组成。轴肩一般用来确定安装在轴上零件的轴向位置，各环槽的作用是使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。

该轴需要加工的部分主要为回转面。另外，轴两端为螺纹加工部分。轴的各个轴肩相邻处需要加工退槽。轴肩两端要进行倒角加工。轴径为Φ18，锥度为1:20的段轴要加工键槽。该轴的加工表面除了轴径为Φ20的两段轴表面的精度要求较小为0.8外，其他表面的粗糙度要求都为3.2。为此可以以Φ34为分界分别对两边轴表面进行加工。

2.1 其主要加工表面位置要求：

根据【3】表4-11、表4-11的其公差精度等级，

2.2零件的注意事项

（1）根据表面粗糙度要求和生产类型，表面加工分为粗加工和精加工。加工时应把精加工和粗加工分开，这样经多次加工以后逐渐减少了零件的变形误差。

（2）该轴的加工以车削为主，车削时应保证外圆的同轴度。

（3）在精车前安排了热处理工艺，以提高轴的疲劳强度和保证零件的内应力减少，稳定尺寸、减少零件变形。并能保证工件变形之后能在半精车时纠正。

（4）同一轴心线上各轴的同轴度误差会导致轴承装置时歪斜，影响导杆的同轴度和使用寿命。所以在车削磨削过程中，要保证其同轴度。

3. 确定毛坯

3.1选择毛坯材料

零件的毛坯材料为45钢，是典型的轴用材料，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，调质处理后表面硬度可达220～240HBS。

采用圆棒料为毛坯。锻件成本较高，而棒料价格就要低廉许多。

3.2 确定加工余量、毛坯尺寸及公差

3.2.1公差等级

由轴的功用和技术要求可以确定该零件的公差等级为普通等级。

3.2.2尺寸及公差

该零件的最大直径尺寸为Φ34±0.033㎜，计算其加工余量，得毛坯直径尺寸为Φ40，根据【3】查表又因两端面粗加工时需余量1.5mm，所以棒料长度为170mm。

毛坯图如下图

170mmXΦ40

4.工艺规程设计

4.1 定位基准的选择

定位基准有粗基准和精基准之分.通常先确定粗基准然后再确定精基准

1）粗基准的选择

为了保证加工表面与不加工表面之间的位置精度.则应以不加工表面作为定位基准.若工件上有多个不加工表面，应选其中与加工表面位置精度要求高的表面为粗基准。为保证工件某重要表面的余量均匀，应选重要表面为粗基准。应尽可能选择光滑平整，无飞边，浇口，或其他缺陷的表面为粗基准，以便定位准确，夹紧可靠。

粗基准只在头道工序下使用一次，应该尽量避免重复使用。在该轴的加工中，首先选用左端面为粗基准，对右端面进行粗加工。保总长157.4mm留出后面半精加工余量。

2）精基准的选择:

应满足基准重合，基准统一，自为基准，互为基准等原则。所选的精基准应能保证定位准确，夹紧可靠，夹具简单，操作方便等.

轴线是轴上各回转表面的设计基准，以轴两端的中心孔做精基准符合基准重合原则，并且在一次安装中可以加工多个外圆表面及端面，使其也符合基准统一原则。用中心孔定位加工的各外圆表面可以获得很高的位置精度。因此，中心孔是轴类零件切削加工时最常用的定位基准。

除中心孔外，轴类零件加工时用做定位基准的还有外圆表面和内孔表面。粗加工时，切削余量大，切削力也大，为了提高工艺系统的刚度，常采用轴的外圆表面定位，或外圆表面和中心孔共同作为定位基准（即“一夹一顶”装夹工件）。

本零件是轴类的零件，轴是其设计基准，在加工中，为避免由于基准不重合而产生的误差，选择Φ34外圆为夹紧定位基准，同时采用中心孔对其进行径向定位。

4.2 制定工艺路线

4.2.1 表面加工方法的确定

本零件的毛坯为棒料待加工面有端面，键槽等。材料为45钢。公差等级及粗糙度要求参考零件图。其加工方法的选择如下：

1）端面本零件的端面大部分尺寸精度要求不高。很大部分无需去除材料，待加工的主要端面有零件的右端面和左端面，经车削即可获得。

2）键槽本零件主要加工键槽，通过铣来获得键槽。

3）外圆该轴有较多的外圆。根据不同的公差等级及粗糙度要求，选择粗车，半精车，精车等加工方法，保证不同的技术要求。

4）工序的集中与分散

选用工序集中原则安排连接轴的加工工序，该轴的生产类型为中批生产，可以采用数控车床配以专用工具、夹具，以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可以缩短辅助时间，而且由于与一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各种加工表面之间的相对位置精度要求。

4.2.2工艺路线的确定

第一轴段Φ20 m6 IT6 Ra0.8粗车-半粗车-精磨

第二轴段Φ24±0.084 IT10 Ra6.3粗车-半精车

第三轴段Φ34±0.033 IT8 Ra3.2粗车-半精车

第四轴段Φ24±0.084 IT10 Ra6.3粗车-半精车

第五轴段Φ20 m6 IT6 Ra 0.8粗车-半精车-精车

第六轴段Φ18±0.084 IT10 Ra6.3粗车-半精车

第七轴段Φ18(锥度1:20) IT8 Ra 1.6粗车-半精车-精磨

第八轴段外螺纹M12 6 H 粗车-半精车-车螺纹

（1）工序顺序的安排

(1)遵循“先基准后其它”原则，首先加工基准——首先加工轴的右端面，保其总长，后车外圆。

(2)遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。

(3)遵循“先主后次”原则，先加工主要表面——各外圆表面,再加工键槽.

（2）确定加工工艺路线

在综合考虑上述工序顺序安排的基础上，下表列出了该主动轴的工艺路线，如下表1-2：