1、車床傳動(dòng)軸及齒輪的加工工藝設(shè)計(jì)小組成員：赫思堯 石旭東 吳愷 杜安13221067 13221077 13221084 13221033組長(zhǎng)：赫思堯指導(dǎo)教師：張勵(lì)忠提交時(shí)間：2022/1/9一問題提出： 零件的幾何精度直接影響零件的使用性能，而機(jī)械加工工藝過程制定的是否合理將直接影響零件的加工精度。針對(duì)車床傳動(dòng)軸，應(yīng)用所學(xué)的機(jī)械制造基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行一次加機(jī)械工工藝過程設(shè)計(jì)的綜合性工程應(yīng)用訓(xùn)練。 二專題研究的目的： （1）主要部分技術(shù)要求的分析方法； （2）掌握零件材料的選擇方法和確定毛坯的制備方法及工藝； （3）掌握工藝分析方法； （4）掌握定位基準(zhǔn)的選擇方法； （5）掌握制定出合理的零件加工順序

2、的原則和方法； （6）掌握制定出合理的零件加工路線的方法。 三、軸的工藝設(shè)計(jì) 下圖為車床的傳動(dòng)軸，軸上開有鍵槽用來(lái)安裝齒輪以傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，兩端是安裝滾動(dòng)軸承的支承軸頸。完成該傳動(dòng)軸零件的機(jī)械加工工藝過程設(shè)計(jì) 1、零件主要部分的技術(shù)要求分析研究 （1）承受粗糙力與磨損。機(jī)床傳動(dòng)軸的某些部位承受著不同程度的粗糙，特別是軸頸部位，因?yàn)檩S頸與某些軸承配合時(shí)粗糙較大，所以此部位應(yīng)具有較高的硬度及耐磨性.因此需要熱處理。 （2）工作時(shí)承受載荷。機(jī)床傳動(dòng)軸在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)要承受多種載荷的作用，如彎曲、扭轉(zhuǎn)、沖擊等。所以要求傳動(dòng)軸具有抵抗各種載荷的能力。當(dāng)傳動(dòng)軸載荷較大、轉(zhuǎn)速又高時(shí)，傳動(dòng)軸還承受著很高的變焦應(yīng)力

3、。因此要求傳動(dòng)軸具有較高的抗疲勞強(qiáng)度和綜合力學(xué)性能。 （3）與滾動(dòng)軸承配合，輕載荷或中等載荷，轉(zhuǎn)速低，精度要求不很高，沖擊、交變載荷大。 （4）此傳動(dòng)軸的形狀簡(jiǎn)單，屬于對(duì)稱零件，同時(shí)階梯軸很少，而且各段直徑相差不太大。 （5）此軸兩邊細(xì)中間粗，因此屬于兩端安裝與拆卸。 （6）軸上需磨削的軸段都設(shè)計(jì)出了砂輪越程槽，而且砂輪越程槽都是統(tǒng)一大小的。 （7）傳動(dòng)軸上的各個(gè)鍵槽開在同一母線的位置上，便于加工。鍵槽和齒輪通過與鍵配合，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的傳遞。鍵槽的加工常用銑床。（8）17 圓柱表面為支撐軸頸與滾動(dòng)軸承相配合，對(duì)其要求圓柱度公差則可控制橫剖面和軸剖面內(nèi)的各種形狀誤差。 （9）24 圓柱面要與齒輪配合

4、，為保證其平穩(wěn)性和減少噪音，對(duì)其表面有徑向全跳動(dòng)的要求。 （10）24 和32 軸段處的軸肩用于定位，防止其端面圓跳動(dòng)產(chǎn)生偏心。 （11）軸上鍵槽有對(duì)稱度要求，一般來(lái)說鍵槽都有對(duì)成度公差。 （12）軸端設(shè)有倒角，以便于裝配，并且軸肩高度不妨礙零件的拆卸.倒角常用車床加工 2、傳動(dòng)軸的材料、毛坯的制備方法及工藝、熱處理工藝 （1）軸的材料 根據(jù)軸的性能要求，滿足一般的機(jī)械性能就可以。考慮經(jīng)濟(jì)成本和加工條件，選用 45 號(hào)鋼就能滿足要求。 （2）毛坯的制備方法及工藝 由于傳動(dòng)軸的在使用時(shí)車床傳動(dòng)軸的軸向尺寸遠(yuǎn)大于徑向尺寸，它在機(jī)械裝置中，主要來(lái)支撐傳動(dòng)零件和傳遞扭矩。其次選用 45 號(hào)鋼為制備材料

5、，并且在加工是都是采用常見加工方法。因此采用鍛造。由于為大批量生產(chǎn)，采用模鍛 。（3）熱處理工藝 表面滿足耐磨和耐疲勞，采取表面淬火。為滿足一定的綜合機(jī)械性能，選用調(diào)質(zhì)處理。故熱處理工藝為：調(diào)質(zhì)和表面淬火 3、加工工藝分析 （1）車床為回轉(zhuǎn)體，采用車削和外圓磨削。先粗車，再半精車，最后精車。 （2）熱處理工藝。在粗車之后，半精車之前進(jìn)行，以改變機(jī)械性能方便精車。表面淬火則在銑鍵槽之后。 （3）磨削。在淬火之后精磨 4、定位基準(zhǔn) 傳動(dòng)軸是精度要求高的軸類零件，因此先以毛坯外圓為粗基準(zhǔn)，加工兩端面及中心孔，再以中心孔定位完成各表面的粗加工；精加工開始先再修整中心孔，以提高軸在精加工時(shí)的定位精度，再

6、以中心孔為精基準(zhǔn)加工外圓。 5、傳動(dòng)軸的加工順序 （1）外圓表面加工順序應(yīng)為，先加工大直徑外圓 ，然后再加工小直徑外圓，以免一開始就降低了工件的剛度 （2）軸上的鍵槽等表面的加工應(yīng)在外圓精車或粗磨之后，精磨外圓之前。 （3）為了改善工件材料的力學(xué)性質(zhì)而進(jìn)行的熱處理工藝調(diào)質(zhì)、表面淬火通常安排在粗加工之后、精加工之前進(jìn)行。 6、傳動(dòng)軸的加工路線 車端面和鉆中心孔® 粗車 ®調(diào)質(zhì)® 半精車® 精車 粗磨® 銑鍵槽® 淬® 火 精磨外圓 去毛刺 四、齒輪的工藝設(shè)計(jì)1、零件技術(shù)要求的分析（1）直徑為96的分度圓要求有基于A面公差0.0

7、18的徑向圓跳動(dòng)（2）齒輪兩端面要求有基于A面0.018的端面圓跳動(dòng)(3)齒輪中心孔表面粗糙度要求為Ra12.5 其他粗糙度要求有Ra25(4) 齒部高頻淬火5055HRC(5) 其余未注倒角為R22、零件結(jié)構(gòu)工藝性分析（1）齒輪加工材料為40Cr，該材料屬于調(diào)質(zhì)鋼，調(diào)質(zhì)鋼一般是指經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理后使用的碳素結(jié)構(gòu)鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼。大多數(shù)調(diào)質(zhì)鋼屬于中碳鋼，調(diào)質(zhì)處理后的組織為回火索氏體。調(diào)質(zhì)鋼具有鋼的強(qiáng)度和良好的塑性和韌性，常用于制造一些要求具有良好綜合里學(xué)性能的重要零件，如軸類，齒輪等。由此可見材料滿足要求（2）齒輪為帶孔齒輪，一般選擇內(nèi)孔和端面作為定位基準(zhǔn)，采用專用心軸。（3）此齒輪加工的難點(diǎn)在于R

8、a12.5的鍵槽以及齒的加工，齒輪內(nèi)孔徑為40mm，加工鍵槽的深度為4mm。鍵槽采用銑刀加工，可以達(dá)到要求。（4）以中心線以及平面A作為齒輪設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。（5）有該零件圖中有關(guān)面和空加工的經(jīng)濟(jì)精度及機(jī)床能達(dá)到的位置精度可知：上述要求是可以達(dá)到的，零件結(jié)構(gòu)工藝性事可行的。3、工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)（1）確定毛坯毛坯是根據(jù)零件所要求的材料、形狀和工藝尺寸等制成的供進(jìn)一步加工用的生產(chǎn)對(duì)象。毛坯種類，形狀、尺寸及精度對(duì)機(jī)械加工工藝過程、產(chǎn)品質(zhì)量、材料消耗和產(chǎn)品成本有著直接影響。1）確定毛坯的種類此件屬于盤類齒輪，形狀簡(jiǎn)單，用于單件小批量生產(chǎn)。為了保證毛坯質(zhì)量，可選擇鍛件同時(shí)內(nèi)部金相組織纖維化且走向合理、零件力學(xué)性

9、能高。2）確定毛坯形狀毛坯形狀盡可能接近工件形狀，可鍛坯孔，以便有利于節(jié)省材料和減少機(jī)械加工工作量。3）齒坯的加工方案用鋼做材料，鍛后正火消除鍛造應(yīng)力，細(xì)化組織，改善切削性能和提高綜合力學(xué)性能。本齒輪為小批量齒坯加工，可采用粗車精車 。加工方案：在臥室車床上粗車齒輪各部分在一次安裝中精車內(nèi)孔和基準(zhǔn)端面，以保證基準(zhǔn)端面對(duì)內(nèi)孔的跳動(dòng)要求以內(nèi)孔在心軸上定位，精車外圓、端面及其他部分。（2）基準(zhǔn)的選擇在起始工序中，零件的定位只能以毛坯上未經(jīng)過加工的表面作為定位基準(zhǔn)，這種表面是粗基準(zhǔn)。經(jīng)過加工的表面作為定位精基準(zhǔn)。在制定工藝規(guī)程時(shí)，總是先考慮選擇精基準(zhǔn)，把各個(gè)表面加工出來(lái)，然后考慮選擇怎樣的粗基準(zhǔn)把精基

10、準(zhǔn)的各基面加工出來(lái)。1）精基準(zhǔn)的選擇齒輪的寬度為30mm，起其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是右端面。在選擇精基準(zhǔn)時(shí)，以右端作為定位基準(zhǔn)，車端面，定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，可以保證齒輪寬度。加工齒面時(shí)，以內(nèi)孔作為定位基準(zhǔn)，即符合基準(zhǔn)重合原則又能使齒輪加工等工序基準(zhǔn)統(tǒng)一。2）粗基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)盡量每個(gè)尺寸方向的粗基準(zhǔn)只能使用一次，齒坯內(nèi)孔在通用芯軸上安裝，用正外圓來(lái)決定中心孔位置，故要求齒輪外圓對(duì)內(nèi)孔的徑向跳動(dòng)要小。（3）齒輪加工方案的選擇齒輪加工方案的選擇主要取決于齒輪的精度等級(jí)、生產(chǎn)批量和熱處理方法等。下面為齒輪加工方案選擇時(shí)的幾條原則。1）對(duì)于8級(jí)及8級(jí)以下精度的不淬硬齒輪，可用銑齒、滾齒或插齒直接達(dá)到加工精度要

11、求。2） 對(duì)于8級(jí)或8級(jí)以下精度的淬硬齒輪，需在淬火錢將精度提高一級(jí)，其加工方案可采用滾（插）齒齒面加工齒面淬硬修正內(nèi)孔。3）對(duì)于67級(jí)精度的不淬硬齒輪，其齒輪加工方案為滾齒剃齒。4）對(duì)于67精度的不淬硬齒輪，其齒形加工一般有兩種方案。一是剃珩方案生產(chǎn)高，廣泛用于7級(jí)精度齒輪的成批生產(chǎn)中。磨齒方案生產(chǎn)率低，一般用于6級(jí)精度以上的齒輪。5）對(duì)于5級(jí)及5級(jí)精度以上的齒輪，一般采用磨齒方案。6）對(duì)于大批量生產(chǎn)，用滾（插）齒冷擠齒的加工方案，可穩(wěn)定地獲得7級(jí)精度齒輪。（4）方案選擇我們根據(jù)齒輪要求選擇方案2，根據(jù)齒輪零件圖，外圓用粗車-半精車完成，而對(duì)淬硬部分采用磨削方式進(jìn)行精加工。而在孔加工中，尺寸小于80mm的孔，毛坯一般不制造出，第一次加工為鉆孔。加工順序?yàn)殂@-擴(kuò)-絞。4、工藝路線的確定1. 毛坯鍛造2.