轴类零件的工艺设计

指导老师：彭老师

作业人：尹明

班级：SJ092

日期：2010.5.29

目录

零件图 (3)

一、零件的图样分析 (4)

二、生产类型及毛坯选择 (6)

三、加工方法的选择与工艺方案的制定 (8)

四、基准的选择 (11)

五、加工余量与供需尺寸的计算及选择 (13)

六、机床及夹具的选择 (14)

七、刀具的选择 (17)

八、量具的选择 (17)

九、切削参数及工时定额 (19)

十、机加工工艺卡 (22)

十一、设计心得体会 (23)

十二、附工序卡

参考文献 (24)

零件图如下：

图1

一、零件的图样分析

该零件主要构成表面有圆柱、花键、螺纹、键槽等，从右到左一次为：

1、长14、直径为Φ20±0.008，表面粗糙度为0.8的圆柱；右端倒

角为1X45°；

2、宽为2、深度为0.5的退刀槽；

3、长43、直径为Φ26003.0-、表面粗糙度为0.8的圆柱，该圆柱右

端7mm处开有长30、深4的键槽。该圆柱右端倒角1X45°；

4、宽为2深为1的退刀槽；

5、长50直径为Φ33003.0-的花键，花键右端倒角3 X45°，左端倒角

1 X45°；

6、宽为2深为0.5的退刀槽；

7、长25表面粗糙度为3.2，公称直径为24、螺距为1.5的螺纹，

螺纹左端倒角1 X45°；

8、宽为2深0.5的退刀槽；

9、长12、直径为Φ20±0.008、表面粗糙度为0.8的圆柱，左端倒

角1X45°。

该零件总长为1660

08

.0

-

，未标注部分表面粗糙度为6.3。在该零件

中需要控制多个表面的直径尺寸（如Φ20±0.008、Φ250

03

.0

-

、Φ20-

±0.008、Φ260

03

.0

-、Φ330

03

.0

-

）而且要求较严格，分别要达到IT5级、

IT8级、IT5级、IT8级、IT8级。表面粗糙度Ra=0.8达到粗车的要

求。长度1660

08

.0

-、801.0

06

.0

-

、6015.0

065

.0

-

-

、220

1.0

分别达到IT9、IT10、IT10、IT10

级。零件图尺寸标注完全正确，轮廓描述清楚到位。零件材料为40Cr，无热处理要求(由于该零件中花键的加工精度较高，使它的耐磨性提高，因此要进行局部热处理)，除花键要求洛氏硬度为40~42HRC外物其他硬度要求。

延伸：40Cr是我国GB的标准钢号，40Cr钢是机械制造业使用最广泛的钢之一。调质处理后具有良好的综合力学性能，良好的低温冲击韧性和低的缺口敏感性。钢的淬透性良好，水淬时可淬透到Ф28～60mm,油淬时可淬透到Ф15～40mm。这种钢除调质处理外还适于氰化和高频淬火处理。切削性能较好，当硬度为HB174～229时，相对切削加工性为60%。该钢适于制作中型塑料模具。

（40cr轴类零件：轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一。它主要用来支承传动零部件，传递扭矩和承受载荷。轴类零件是旋转体零件，其长度大于直径，一般由同心轴的外圆柱面、圆锥面、内孔和螺纹及相应的端面所组成。根据结构形状的不同，轴类零件可分为光轴、阶梯轴、空心轴和曲轴等。）

二、生产类型及毛坯选择

(一)轴类零件的毛坯轴类零件可根据使用要求、生产类型、设备条件及结构，选用棒料、锻件等毛坯形式。对于外圆直径相差不大的轴，一般以棒料为主；而对于外圆直径相差大的阶梯轴或重要的轴，常选用锻件，这样既节约材料又减少机械加工的工作量，还可改善机械性能。

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。

(二)轴类零件的材料轴类零件应根据不同的工作条件和使

用要求选用不同的材料并采用不同的热处理规范（如调质、正火、淬火等），以获得一定的耐磨性和强度。

40Cr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，淬火后表面硬度可达45～52HRC。

40Cr适用于中等精度而转速较高的轴类零件，这类钢经调质和淬火后，具有较好的综合机械性能。

轴承钢GCr15和弹簧钢65Mn，经调质和表面高频淬火后，表面硬度可达50～58HRC，并具有较高的耐疲劳性能和较好的耐磨性能，可制造较高精度的轴。

精密机床的主轴（例如磨床砂轮轴、坐标镗床主轴）可选用38CrMoAIA氮化钢。这种钢经调质和表面氮化后，不仅能获得很高

的表面硬度，而且能保持较软的芯部，因此耐冲击韧性好。与渗碳淬火钢比较，它有热处理变形很小，硬度更高的特性。

40Cr广泛用于机械制造，这种钢的机械性能很好。但是这是一种中碳钢，淬火性能并不好，40Cr可以淬硬至HRC42~46。所以如果需要表面硬度，又希望发挥40Cr优越的机械性能，常将40Cr 表面渗碳淬火，这样就能得到需要的表面硬度。

该轴依据实际结构及相应技术要求，这里选择Φ40×180的棒料作为加工用的坯料，生产准备工作简单，依据图纸要求为中批量生产。

毛坯图如下：

图2

三、加工方法的选择与工艺方案的确定

1、加工工艺路线

方案1：

5 锻件

10 热处理正火

15 车粗车左两端面并打中心孔

20 车粗车右两端面并打中心孔

25 粗车粗车左端外圆各段

30 粗车粗车右端外圆各段

35 修研对左右端面的中心孔进行研磨

40 半精车半精车左端外圆各段及倒角、退刀槽45 半精车半精车右端外圆各段及倒角、退刀槽50 铣粗铣花键

55 热处理局部淬火

60 铣铣键槽

65 修研对两端面的中心孔进行研磨

70 车车螺纹

75 磨花键

80 磨各轴段的外圆

85 清理去毛刺

95 检验

90 入库