階梯軸加工工藝編制

1、工欲善其事，必先利其器化工機(jī)械制造工藝項(xiàng)目報(bào)告課題名稱： 階梯軸工藝編制 學(xué)院（系）： 過(guò)程裝備與控制工程系 年級(jí)專業(yè)： 過(guò)程裝備與控制工程 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 完成日期： 2012年4月8日 目 錄1. 序言21.1 背景21.2 目的21.3 意義22. 零件工藝分析22.1 零件功能分析22.2 零件結(jié)構(gòu)分析22.3 毛坯的選擇32.4 技術(shù)要求32.5 技術(shù)關(guān)鍵33 擬定階梯軸工藝路線33.1 定位基準(zhǔn)的選擇33.2 表面加工方法的確定43.3 加工階段的劃分43.4 工序的集中與分散43.5 供需順序的安排43.6 確定工藝路線53.7 機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片104 設(shè)計(jì)總結(jié) 12

2、5 參考文獻(xiàn) 141. 序言1.1 背景（宋黑體，小四字）應(yīng)課改的需求，為了增強(qiáng)我們的實(shí)踐能力，王魯敏老師特意安排三次零件加工工藝設(shè)計(jì)。本次是最基本的階梯軸加工工藝設(shè)計(jì)。軸類零件時(shí)最常見(jiàn)的典型零件之一，其主要功用是支撐傳動(dòng)零部件（齒輪、皮帶輪等）、傳遞扭矩和承受載荷。1.2 目的此次課題是在本課程課改的基礎(chǔ)上通過(guò)使同學(xué)們更好的學(xué)習(xí)本課程，通過(guò)實(shí)際擬定工藝增強(qiáng)理解，對(duì)以后的學(xué)習(xí)工作都有很好的指引作用。（1）使我們能獨(dú)立分析階梯軸類零件的工藝與技術(shù)要求；（2）會(huì)擬定完整的階梯軸加工工藝；（3）初步了解復(fù)雜零件加工工藝設(shè)計(jì)流程。1.3 意義通過(guò)這次的軸類加工工藝設(shè)計(jì)的練習(xí)，加強(qiáng)對(duì)工藝設(shè)計(jì)過(guò)程的理解和

3、對(duì)各工步的使用的掌握，以及熟悉查表的步驟，對(duì)后續(xù)設(shè)計(jì)復(fù)雜的加工工藝設(shè)計(jì)做鋪墊，為學(xué)習(xí)好這門(mén)課程打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。2. 零件工藝分析（宋黑體，四號(hào)字）2.1 零件的工藝分析（宋黑體，小四字）該階梯軸雖然結(jié)構(gòu)形狀簡(jiǎn)單，但是加工精度要求較高。這主要是為了提高階梯軸在工作中承受沖擊載荷能力，同時(shí)為增強(qiáng)其耐磨性，階梯軸表面需要高頻淬火處理，是表面硬度達(dá)到4855HRC。在加工過(guò)程中，階梯軸主要工作表面精度IT7，很容易滿足，根據(jù)表面粗糙度確定其加工工藝粗車、半精車、精車的加工方法。該零件主要工作表面45、52、55、58、66的外圓表面粗糙度分別為RA1.6，RA6.3，RA0.8，RA1.6，RA6.3

4、在設(shè)計(jì)工藝規(guī)程時(shí)應(yīng)重點(diǎn)予以保證。2.2 零件的結(jié)構(gòu)分析階梯軸是機(jī)械加工中的典型零件之一，它主要用來(lái)支撐傳動(dòng)零件和傳遞轉(zhuǎn)矩。由零件圖可知其材料為45鋼（屬于中碳鋼），它具有足夠的強(qiáng)度，剛度和韌性，是用于承受彎曲應(yīng)力和沖擊載荷作用的工作條件。2.3 毛坯的選擇毛坯分為鑄件、鍛件、焊接件和型材等，毛坯的選擇應(yīng)該以生產(chǎn)批量的大小、零件的復(fù)雜程度、加工表面及非加工表面的技術(shù)要求等幾方面的綜合考慮。由于模鍛適用于產(chǎn)量較大的中小型零件毛坯的生產(chǎn)，模鍛是最優(yōu)選擇。由于階梯軸在工作過(guò)程中要求受沖擊載荷，而模鍛的材料纖維呈連續(xù)性，故其機(jī)械強(qiáng)度較高，因此毛坯選擇模鍛，根據(jù)零件的尺寸和各種工序的加工余量，選擇棒料71

5、292mm。 45號(hào)鋼是優(yōu)質(zhì)非合金鋼.含碳量是0.45%.經(jīng)過(guò)熱處理它具有良好的綜合力學(xué)性能.主要用途主要用于制作要求強(qiáng)度.塑性.韌性都比較高的零件.例如，軸.齒輪.軸套等。2. 4 技術(shù)要求（1）未注圓角R1.5，未注倒角C1.5。（2）調(diào)質(zhì)210240HB。（3）未注尺寸公差按GBT1804m7。（4）去毛刺。2.5 技術(shù)關(guān)鍵（1）帶有鍵槽的兩軸頸（45、58）的加工精度不應(yīng)低于IT7級(jí)，而表面粗糙度應(yīng)為Ra1.6.（2）安裝軸承的兩支承軸頸（55）的加工精度不應(yīng)低于IT6級(jí)，而表面粗糙度應(yīng)為Ra0.8。（3）主軸粗加工后應(yīng)進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，消除應(yīng)力，穩(wěn)定尺寸和提高其綜合機(jī)械性能.（4）主軸應(yīng)

6、經(jīng)磁粉或超聲波探傷，要求無(wú)任何裂紋、疏松、夾雜物等缺陷。（5）圓度和圓柱度和直線度應(yīng)滿足要求。3. 機(jī)加工工藝規(guī)程擬定（宋黑體，四號(hào)字） 3.1 定位基準(zhǔn)的選擇根據(jù)圖紙及零件的使用情況分析：該階梯軸零件各表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是軸的中心線，其加工的定位基準(zhǔn)是兩中心孔。采用兩中心孔作為定位基準(zhǔn)不但能在一次裝夾中加工出多處外圓和端面，而且可保證各外圓軸線的同軸度以及端面與軸線的垂直度要求，符合基準(zhǔn)統(tǒng)一的原則。在粗加工外圓和加工長(zhǎng)軸類零件時(shí)，為了提高工件剛度，常采用一夾一頂?shù)姆绞?，即軸的一端外圓用卡盤(pán)夾緊，一端用尾座頂尖頂住中心孔，此時(shí)是以外圓和中心孔同作為定位基面。粗基準(zhǔn)的選擇：以毛胚的表面為粗基準(zhǔn)車端面

7、，再通過(guò)一夾一頂?shù)姆绞酱周囃鈭A。精基準(zhǔn)的選擇：根據(jù)基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，采用兩端中心孔作精基準(zhǔn)。3.2 表面加工方法的的確定 切削加工方法有車、鉆、鏜、銑、刨、磨等，根據(jù)表面的加工要求，選定車、銑、磨。3.3 加工階段的劃分1）表面加工質(zhì)量要求較高 對(duì)于45k6、55k6、58r6的表面，將加工階段分為粗加工、半精加工，精加工，粗磨，精磨等幾個(gè)階段。2）其余表面對(duì)于其他表面，其加工精度相對(duì)較低，在機(jī)械加工過(guò)程中很容易保證，所以可將加工階段劃分成粗加工、半精加工和精加工等幾個(gè)階段。3.4 工序的集中與分散大批量生產(chǎn)宜采用集中原則，采用高效專用機(jī)床集中的加工方法加工階梯軸。 3.5 供需順序的安排 1機(jī)械

8、加工順序（1）遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則，首先加工精基準(zhǔn)端面和58和55的表面（2）遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工順序，后安排精加工順序。（3）遵循“先主后次”原則，先加工主要表面端面和58和55的表面，后加工次要表。（4）遵循“先面后孔”原則。2輔助工序粗加工端面外圓；在半加工后安排熱處理；精加工后去毛刺、清洗和終檢工序。綜上所述，該階梯軸工序的安排順序?yàn)椋夯鶞?zhǔn)加工主要表面粗加工及一些余量大的表面粗加工主要表面半精加工和次要表面加工熱處理主要表面精加工。3.6確定工藝路線對(duì)于本階梯軸，其加工精度要求比較高，因此粗、精加工應(yīng)該分開(kāi)進(jìn)行，從而保證零件的各種精度要求。未避免浪費(fèi)，在粗車加工后進(jìn)行

9、探傷處理 工序:下料正火車端面，鉆中心孔粗車外圓探傷半精車精車銑鍵槽淬火粗磨精磨檢驗(yàn)由機(jī)械加工工藝手冊(cè)和過(guò)程裝備制造工藝可查的各工序精度等級(jí)如下粗車 精度等級(jí) IT12IT13 粗糙度 5012.5半精車 精度等級(jí) IT10IT11 粗糙度 6.31.6粗磨 精度等級(jí) IT7IT9 粗糙度 0.80.4精磨 精度等級(jí) IT6 粗糙度 0.40.2方案一：工序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容精度等級(jí)定位工序基本尺寸工序基本余量工序尺寸上下偏差?yuàn)A具1下料長(zhǎng)292mm直徑71mm的45號(hào)鋼圓棒狀材料2正火3車端面車毛坯兩端面IT11外圓2842.8284（-0.30，-0.50）三爪卡盤(pán)4鉆中心孔鉆兩面中心孔外圓

10、三爪卡盤(pán)，5粗車外圓45孔加工余量24IT12中心孔672.0（-0.25，0.39）三爪卡盤(pán)，尾頂尖 52孔加工余量17772.3（-0.30，-0.45）55孔加工余量1436和252.3（-0.30，-0.45）58孔加工余量11672.3（-0.30，-0.45）66孔加工余量3.0122.3（-0.30，-0.45）6探傷7半精車45孔加工余量1.8 IT10中心孔771.4三爪卡盤(pán)，尾頂尖52孔加工余量1.81.555孔加工余量1.81.51.555孔加工余量1.855孔加工余量1.88熱處理調(diào)質(zhì)210-240HB9精車0.2IT8中心孔2.4三爪卡盤(pán)，尾頂尖10銑鍵槽銑兩處鍵槽I

11、T8中心孔（0，-0.074）銑床，軸用虎鉗11淬火12平磨磨4處外圓IT7桃形夾頭13研磨磨4處外圓IT5桃形夾頭14檢驗(yàn)按零件圖方案二:工序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容精度等級(jí)定位工序基本尺寸工序基本余量工序尺寸上下偏差?yuàn)A具1下料長(zhǎng)292mm直徑71mm的45號(hào)鋼圓棒狀材料2正火3車端面車毛坯兩端面IT11機(jī)床2842.8284（-0.30，-0.50）三爪卡盤(pán)4鉆中心孔鉆兩面中心孔外圓三爪卡盤(pán)，5粗車外圓45孔加工余量24IT12中心孔672.0（-0.25，0.39）三爪卡盤(pán)，尾頂尖 52孔加工余量17772.3（-0.30，-0.45）55孔加工余量1436和252.3（-0.30，-0.45

12、）58孔加工余量11672.3（-0.30，-0.45）66孔加工余量3.0122.3（-0.30，-0.45）6探傷7半精車45孔加工余量1.8 IT10中心孔771.4三爪卡盤(pán)，尾頂尖52孔加工余量1.81.555孔加工余量1.81.51.555孔加工余量1.855孔加工余量1.88熱處理調(diào)質(zhì)210-240HB9精車0.2IT8中心孔2.4三爪卡盤(pán)，尾頂尖10銑鍵槽銑兩處鍵槽IT8中心孔（0，-0.074）銑床，軸用虎鉗11淬火12平磨磨4處外圓IT7桃形夾頭13檢驗(yàn)按零件圖 經(jīng)兩方案對(duì)比，方案二車端面時(shí)是以機(jī)床為基準(zhǔn)加工表面，不能保證得到的端面與外圓的垂直度，且沒(méi)有精磨，不能保證嚴(yán)格要求

13、表面的粗糙度。因此選擇方案一進(jìn)行加工。3.7 機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片燕山大學(xué)機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片產(chǎn)品類型PEC01零件圖號(hào)產(chǎn)品名稱階梯軸零件名稱傳動(dòng)軸材料45毛坯種類鍛件毛坯件數(shù)1每臺(tái)件數(shù)1工序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容車間設(shè)備工裝1下料直徑71mm長(zhǎng)291mm棒狀材料機(jī)加工C61362正火3車端面1車兩端端面至余量為4mm3.粗車外圓，長(zhǎng)245量為3mm，外圓68mm4.粗車68外圓至60mm5.粗車60至57mm長(zhǎng)180mm6.57mm到53mm長(zhǎng)140mm7.57mm到47mm長(zhǎng)67mm8.粗車57mm到54mm9掉頭10座頂尖頂住中心孔11端面加工余量4mm12.71圓至68，長(zhǎng)37mm13.6

14、8外圓至57，長(zhǎng)25mm14.檢驗(yàn)直線度機(jī)加工C6136三爪卡盤(pán)尾頂針3熱處理4鉆中心孔機(jī)加工C61365半精加車1.雙頂尖裝夾2.半精車68圓至66.2mm3.倒外角2454.半精車57mm到55.2mm5掉頭.雙頂尖裝夾6半精車57mm至55.2mm7半精車54mm至52.2mm7.半精車47外圓至45.2mm8.倒外角2459.檢驗(yàn)6劃鍵槽及一個(gè)止動(dòng)墊圈槽加工線7銑銑鍵槽1.銑兩個(gè)鍵槽，深度比圖紙規(guī)定尺寸多0.2mm磨余量2.檢驗(yàn)X50128熱處理調(diào)質(zhì)210-240HB9精車將各外圓精車到圖紙尺寸10去毛刺11檢驗(yàn)4. 設(shè)計(jì)總結(jié) 剛開(kāi)始我們并不清楚機(jī)械加工工藝到底是什么，學(xué)了化工機(jī)械制造

15、工藝以后，雖然是學(xué)了一些相關(guān)的知識(shí)，不過(guò)與做一個(gè)工藝相比，這些知識(shí)明顯的是不足。通過(guò)課上老師的知道和我們課后所查的資料知道了大概的流程，但是具體如何做我們還是很迷茫。經(jīng)過(guò)小組成員的共同探討和各抒己見(jiàn)之下，小組成員之間做了明確的分工，每個(gè)人做一部分，是很大的工作量得到了很好的分配，在小組成員的分工合作之下。初步做出了一個(gè)簡(jiǎn)略的工藝編制。但是在做總結(jié)時(shí)候我們發(fā)現(xiàn)了我們工作之中的許多不足之處。我們?cè)谠S多方面忽略了實(shí)際操作難度和經(jīng)濟(jì)。在全體組員通過(guò)的情況下。我們又對(duì)其做了很大的改動(dòng)，使其更加貼近現(xiàn)實(shí)。 通過(guò)此次工藝編制我們不但對(duì)課本上的知識(shí)有了深刻的理解，使我們學(xué)到了思考的方法。1、 讀懂零件圖。只有

16、通過(guò)熟悉和了解了該零件的作用或性能，才算是真正讀了圖紙。2、 熟悉機(jī)械加工方法。比如：車、銑、刨、拉、磨（研、珩）、鉗、鏜、線切割、放電、擠壓、鑄造以及熱處理等等。作為工藝規(guī)程的編制者，必須對(duì)所有的加工方式很熟悉。3、 合理使用工序的集中和分散制。批量產(chǎn)品時(shí)，我們通常采用工序分散制，相反，單件生產(chǎn)時(shí)通常采用工序集中制。4、 知識(shí)更新要快。就機(jī)械加工而言，日本和德國(guó)的重工業(yè)發(fā)展是讓世界矚目的，我們需要向他們學(xué)習(xí)和鑒監(jiān)。由于知識(shí)層次結(jié)構(gòu)有限，報(bào)告中難免有許多不足和缺點(diǎn)，望老師予以批評(píng)指正，我們會(huì)在今后的學(xué)習(xí)中再接再厲，完善我們的知識(shí)結(jié)構(gòu)和制作水平。 5. 主要參考文獻(xiàn)（宋黑體，四號(hào)字）1于大國(guó).軸類零件工藝指導(dǎo).3