2022年传动轴的机械加工工艺设计计算说明书.docx

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1、精品学习资源目 录摘 要 .1Abstract.21 绪论 .21 2 课题背景 .21 2 课题设计的目的及意义 .22 工艺设计说明书 .211 零件图工艺性分析 .31 2 毛坯挑选 .31 3 毛坯零件合图草图 .51 4 工序尺寸及其公差确定 .91 5 设备及其工艺装备确定 .111 6 切削用量及工时定额确定 .123 第 10 号工序刀具设计说明书 .141 1 工序尺寸精度分析 .141 2 刀具类型确定 .141 3 刀具设计参数确定数据来源参考书 3 .141 4 刀具工作草图 .154 第 40 号工序量具设计说明书 .1511 工序尺寸精度分析 .161 2 量具类型

2、确定 .161 3 极限量具尺寸公差确定 .161 4 极限量具尺寸公差带图 .171 5 极限量具结构设计 .175 总结 .18参 考 文 献 .18摘 要:轴类零件毕业设计是机械工程类专业同学完成本专业教学方案的最终一个极为重要的实践性教学环节，是使同学综合运用所学过的基本理论、基本学问与基本技能去解决专业范畴内的工程技术问题而进行的一次基本训练；传动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，蜗轮等都必需安装在传动轴上才能进行运动及动力的传动，传动轴常用于变速箱与驱动桥之间的连接；这种轴一般较长， 且转速高，只能承担扭矩而不能承担弯矩；应当使传动轴具有足够的强度

3、和高临界转速，在强度运算中，由于所猎取的安全系数较大，从而使轴的尺寸过大；关键词： 传动轴零件 刚度 强度欢迎下载精品学习资源Abstract:Axialparts of graduation design is mechanical engineering specialty studentscomplete the teaching plan last a very important practical teaching link is to make the students comprehensive use of basic theory, we learned the basic

4、 knowledge and skills to solve major problems within the scope of the engineering technology and a basic training. Shift is composedof the main parts of the machine parts, all of the transmission parts motion for example: gear,gear, etc. must be installed in the transmission of power to exercise and

5、 shaft transmission, often used in the connection between the transmission and drive. The shaft generally is long, and the high speed, can withstand torque not inherit the moment. Should make the shaft has enough rigidity and high speed, strength calculation, because of the large safety factor, thus

6、 make shaft dimension.Keywords ： Shaftpartsstiffnessstrength一、绪论在我们的日常生活中，传动轴的运用非常广泛；传动轴的主要作用为，传递力矩和扭矩；传动轴又分为两种，转轴跟心轴，转轴既能承担转矩又能承担弯矩；心轴只能承担弯矩，不能承担转矩；而传动轴只能承担转矩不能承担弯矩；传动轴一般用来支撑齿轮等做回转运动的零件，所以对于传动轴有着严格的要求；传动轴的组织性能直接影响到轴的使用寿命；外表质量的好坏直接影响到他的传动效率，所以为了到达轴的使用性能，对于轴的制造要有着严格的工序；此次工艺设计就是为明白决这个难题；一课题背景传动轴是机械零件中

7、重要零件之一，它起到连接支撑和传递转矩；就目前来看传动轴存在的问题仍是许多的，重要外表质量达不到要求，装配中密封不到位等，特别是汽车方面；许多汽车生产商不得不把自己所产汽车召回，铺张了大量的人力物力， 也给消费者带来了诸多麻烦，给自己企业造成了负面影响；二课题设计的目的及意义本文争论的目的是争论传动轴的设计工艺， 从而培育同学综合分析和解决本专业的一般工程技术问题的独立工作才能，拓宽和深化同学的学问；综合运用机械设计课程及其他有关已修课程的理论和生产实际学问进行机械设计训练，主要内容是传动轴的如何挑选材料，传动轴的分析和加工方法的挑选，传动轴的加工方案的挑选以及如何挑选毛坯；通过运算设计出加工

8、传动轴的加工时间，做到有方案的利用时间去生产提高生产效率；增加了些外表处理防止传动轴生锈和腐蚀；二、工艺设计说明书欢迎下载精品学习资源械零件零件数/ 每月单件生产 100 10 5不作规定小批生产 100-500 100-150 5-100 20-40中批生产 500-5000 150-500 100-300 10-20大批生产 5000-50000 500-5000 300-1000 1-10大量生产 50000 5000 10001一零件图工艺性分析生产纲领台 / 年或件 / 年产生类型小型机械或轻型机中型机械或中型重型机械或重型工作地每月担负的工序 数 工序依据设计任务书，本次设计的传动

9、轴为年产5000 件，依据表知属于大批生产；因此加工的对象固定不变，毛坯精度高，加工余量小，广泛采纳专用机床，工件采纳夹具安装，夹具广泛使用高效率的专用夹具和特种工具；1 零件结构功用分析从传动轴的受力分析可知，它受扭转一弯曲复合作用力，由于其承担中等载荷，工作又较平稳，冲击力很小，所以可采纳优质碳素结构钢的45 号钢，坯料用热轧圆钢；为了改善组织、提高力学性能，坯料要经过正酷热处理2 零件技术条件分析外圆尺寸精度： 30k6， 30f7 两节， 25k6 ， 20h6 ，及 M24X1.5 的螺纹； 外圆外形位置精度：要求为 30f7 两轴节相对 30k6， 20h6， 25k6 30f7

10、两轴节外表需高频淬火；外圆外表质量： 30k6， 30f7 两节， 25k6 ， 20h6 的外表质量要求 Ra 均为0.8um，3 零件结构工艺性分析轴的锻件强度较高，外形比较简洁，外轮廓尺寸不大，在轴径30k6 ， 30f7 两节， 25k6 ， 20h6 ，及 M24X1.5 的螺纹上均开有键槽，且轴两端带有B 型中心孔；结论： 轴的结构较规章， 在加工键槽和 B 型中心孔时， 采纳专用夹具定位和夹紧， 螺纹加工支配在半精加工后，精加工前进行；二毛坯挑选1 毛坯类型在传递力矩过程时要承担很强的冲击力和很大的交变载荷,要求材料应有较高的强度、冲击韧度、疲惫强度和耐磨性, 而且其轮廓外形不复

11、杂, 故采纳锻件；零件尺寸不大，而且零件属于批量生产2 毛坯余量确定, 故采纳模锻；欢迎下载精品学习资源毛坯的外形和尺寸越接近成品零件，即毛坯精度越高，就零件的机械加工劳动量越少， 材料消耗越少， 可充分提高劳动生产率，降低成本， 但是毛坯制造费用会提高， 在确定毛坯时，应依据机械加工和毛坯制造两方面考虑；1. 锻件公差等级：由该零件的功能和技术确定其锻件公差等级为一般级；2. 锻件质量 Mf ：依据锻件成品质量估算；3. 分析锻件外形复杂系数s： S=Mf /Mn该零件为圆形，假设其最大直径37 长为 375 就在： Mn= /4 d2 h33S=Mf /Mn=Vf /Vn=229712.1

12、95 mm/由于 0.726 介于 0.63 和 1 之间，故该零件的外形复杂系数S 属 S 1级；4. 锻件材质系数 M：由于该零件材料为45 钢，是碳的质量分数小于0.65%的碳素钢， 故该锻件的材质系数属M 1 级；5. 零件外表粗糙度由零件图知，除30k6 ， 30f7 两节， 25k6， 外，其余各加工外表Ra为 12.5um；2.2初步确定机加工余量及毛坯尺寸，初选毛坯尺寸公差依据毛坯尺寸公差，锻件质量，材质系数，外形复杂系数，初步确定本零件毛坯尺寸答应偏差，依据锻件质量， 零件外表粗糙度， 外形复杂系数查参考书1 中表 5-9 ，由此查得单边余量：欢迎下载精品学习资源初 选 厚

13、度零件方向尺寸单 边 加 工余量初 选 水 平 方向单 边 加 工 余量确定厚度方向单边加工余量确 定 水 平方向单 边 加 工余量初选锻件尺寸偏差欢迎下载精品学习资源30k630f7两节 2925k6 2411520h6322 34+1.2-0.62 34+1.2-0.62 34+1.2-0.62 29+1.1-0.52 29+1.1-0.5115+1.4-0.62 24+1.1-0.533+1.2-0.6欢迎下载精品学习资源2 37+1.2-0.6375+1.7-0.810+1.1-0.5 333705运算同上得，锻件外形复杂系数s= S=Mf/Mn=Vf /Vn=229712.195 m

14、m3 3， S 属于 S1级；查表得，机械加工余量与上述相同，满意要求；三毛坯零件合图草图机加工工艺路线确定1 加工方法分析确定 1 30k6 外圆 -粗车IT12 级，Ra12.5um-半精车IT9 级，Ra3.2um-铣键槽 IT9 级， Ra12.5um-粗磨 IT8 级， Ra0.8um-精磨 IT6 级， Ra0.8um 2 25k6 外圆 -粗车IT12 级，Ra12.5um-半精车IT9 级，Ra3.2um-铣键槽 IT9 级， Ra12.5um-粗磨 IT8 级， Ra0.8um-精欢迎下载精品学习资源磨 IT6 级， Ra0.8um 3 20h6 外圆 -粗车IT12 级，R

15、a12.5um-半精车IT9 级，Ra3.2um-铣键槽 IT9 级， Ra12.5um-粗磨 IT8 级， Ra0.8um-精磨 IT6 级， Ra0.8um 4 30f7 外圆 -粗车IT12 级，Ra12.5um-半精车IT9 级，Ra3.2um- 热处理 30f7两节外圆外表局部高频淬火-磨削 IT7级，Ra0.8um粗车 IT12级， Ra12.5um-半精车 IT9 级， Ra3.2um-铣键槽 IT9 级， Ra12.5um -车螺纹配螺母2 加工次序的支配铣端面钻中心孔保证总长370mm，粗车各外圆和台阶端面，半精车各段外圆和切各段 3X0.5 退刀槽，加工 30k6， 25k

16、6， 20h6，及 24 各段的键槽，随后车M24X1.5 的螺纹，局部热处理 30f7两节外表进行高频淬火，最终粗精磨30k6 ， 25k6 ， 20h6 外圆及 30f7 两节外圆外表，保证外表质量Ra 为 0.8um；3 定位基准挑选(1) 粗基准的挑选：粗车时以外圆和两侧端面为粗基准；(2) 精基准的挑选：以两侧端面中心孔为精基准定位；4 加工阶段的划分说明加工阶段分为：粗加工阶段为工序3、5、10；半精加工阶段为工序15，20，25， 30；精加工阶段为工序35， 40；方案争论： M24X1.5 的螺纹加工支配在半精加工后，精加工前进行，故放到半精加工阶段来实现；5 主要机加工工序

17、简图及其简述工序 3. 铣左端面，钻中心孔本工序需要保证传动轴长度及中心孔的质量，着断面不平测钻中心孔的钻上的两切削刃受力不均钻头可能引片而折断，因此要采纳先面后孔的原就；中心孔除影响传动轴质量分布外，它仍是传动轴加工的重要基准贯穿整个传动轴加工始终，因而直接影响传动轴加工精度；钻削力矩的运算依据机械加工工艺手册可查得：钻削力矩的运算公式为：2f其中M切削力矩 ；欢迎下载精品学习资源D钻头直径 mm； F每转进给量 mm； Km修正系数，查表； 查表得：D=8； 带入得： 2f m工序 5. 铣右端面，钻中心孔工序 10.粗车各段外圆及端面工序 15 半精车各段外圆及端面欢迎下载精品学习资源工

18、序 20 铣 30k6， 25k6， 20h6， 24 各段外圆的键槽工序 25.车的螺纹工序 30. 30f7 两节外圆外表需高频淬火hrc40-45工序 35. 粗磨 30k6 ， 25k6 ， 20h6 ， 30f7 两节，各段外圆欢迎下载精品学习资源工序 40 精磨 30k6 ， 25k6 ， 20h6 ，各段外圆工序 45 去毛刺；工序 50 检验； 工序 55 入库 .四工序尺寸及其公差确定1 工序尺寸确定加工外表工序余量双边工序尺寸及公差外表粗糙度 /um粗半精粗磨精磨粗半精粗磨精磨粗半精粗磨精磨30k 6外圆-0.3925k 6外圆-0.33-0.06-0.02-0.02513

19、-0.05-0.02-0.02113欢迎下载精品学习资源 20h 6外圆-0.33-0.052-0.021200-0.013欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源 30f 7外圆-0.46-0.052-0.021欢迎下载精品学习资源工序余量双边工序尺寸及公差外表粗糙度 /um加欢迎下载精品学习资源半半精车精车粗车-0.46工外粗半精半精表车车车290-0.052240-0.052-0.06292半半粗车精精车车欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源24115-0.33-0.052欢迎下载精品学习资源11401150单边单边-0.54-0.54310320单边单边-0.39-0.396050

20、单单-0.18-0.18边边325欢迎下载精品学习资源3703700-0.892 轴向尺寸的工序尺寸链图五设备及其工艺装备确定1 挑选机床和夹具1 工序 03、05 是铣端面和钻中心孔，可采纳专用夹具在X53K铣床上加工；2 工序 10、15、25 是粗车、半精车、车螺纹各工序的工步数不多，成批生产，不要求很高的生产率，应选用卧式车床能够满意使用要求，又由于要求的精度较高，外表粗糙度值较小， 需选用较精密的车床才能满意要求，因此选用 C620-1 ，使用通用夹具两顶尖装夹；3 工序 20 是铣键槽，可采纳专用夹具在立式铣床上加工，应选X53K； 4 工序 40， 45 是磨削外圆，使用专用磨床

21、夹具，选用卧式磨床M1432； 2 挑选刀具1 工序 03、05 在铣床上加工，一般都选用硬质合金端铣刀；2 工序 10、15、25 在车床上加工，一般都选用硬质合金车刀，加工刚质零件采纳欢迎下载精品学习资源YT 类硬质合金，粗加工用YT5，半精加工用YT15，为了提高生产率及经济性，选用90 度车刀，螺纹车刀和镗刀，切槽刀宜选用高速钢；3 工序 20 铣键槽，零件要求铣切宽度分别为5h9， 6h9， 8h9 故所选直柄键槽铣刀分别为 5e8 GB/T1112.1-1997， 6e8 GB/T1112.1-1997， 8e8GB/T1112.1-1997 ；3 挑选量具本零件属于成批生产，一般

22、采纳通用量具工序粗加工轴向尺寸半精加工轴向尺寸半精加工外圆加工面尺寸 116336115325 30k6 25k6 20h6 30f7尺寸公差挑选量具粗加工外圆读数值 0.02，测量范畴 0 150 游标卡尺读数值 0.01，测量范畴 75 100 外径千分尺粗，精磨外圆选用单头双限卡规GB6322 86六切削用量及工时定额确定工序 10参考书 1 本道工序为粗车车台阶面和外圆已知加工材料为45 钢， b=670Mpa，锻件有外皮，机床为 SK40P，工件采纳两顶尖装夹；1. 确定粗车外圆33 的切削用量，所选刀具为YT5 硬质合金车刀，刀杆尺寸BXH=16mmX25mm000刀片厚为 4.5

23、mm，依据 1 表 5-113 ，挑选刀具几何角度s=0 , o=12 , o=6 ,000 o=4欢迎下载精品学习资源 r=90， r=10， 欢迎下载精品学习资源ap 粗车双边余量为，就ap =b. 确定进给量 f依据表 5-114 在粗车钢料，刀杆尺寸16X25mm，ap3mm，工件直径在 20 40mm /r ，按 C620-1 车床的进给量 f=/r确定的进给量尚需满意机床进给机构的强度要求，故需进行校验：依据表 5-55 ， C620-1 车床进给机构答应的进给力Fmax=3530N欢迎下载精品学习资源依据表 5-123 ，当钢料 b=570 670Mpa，ap 2mm，f0.75

24、mm/r ， r=45时，进给力 Ff=760N；0， V=65m/min欢迎下载精品学习资源Ff 的修正系数为Kr ；Ff=1.0 ， K Ff Ff Fmax，所选的进给量 f=/r可用；C . 挑选车刀磨钝标准及耐用度依据表5-119 ，车刀后刀面最大磨损量取1m，车刀的耐用度为 T=60min；d . 确定切削速度Vc依据表 5-120 ，当用 YT5 硬质合金车刀加工6b=600 700Mpa，钢料 ap3mm，f0.75mm/r ，V=109m/min切 削速 度 的 修 正 系数 为 Ksv=0.8,Ktv=0.65,KKTv=0.81,KTv=1.0,Kmv=Kkv=1e. 校

25、验机床功率： 由表 5-125 ，当 6b=580 970mpa，HBS=166 277，ap2mm，f /r ，Vc=依据表 5-29 ，当 n=120r/min时，机床主轴答应功率PE=5.9KW， PcPE，故所选切削用量在C620-1车床上进行最终确定的切削用量为：ap =1.3mm ， f=0.33mm/r ， V=44.1m/min ，n=380 r/min；2. 确定粗车外圆及台阶面的切削用量，采纳车外圆33 的刀具加工这些外表，加工余量皆可一次走刀切除，车外圆的ap = ， f1=/r，台阶面的 ap = ， f2=/r，主轴转速与车外圆 33 的转速相同；3. 确定粗车外圆及

26、台阶面的切削用量，采纳车外圆 33 的刀具加工这些外表，加工余量皆可一次走刀切除，车外圆的ap = ， f1=/r，台阶面的 ap = ， f2=/r，主轴转速与车外圆 33 的转速相同；4. 确定粗车外圆及台阶面的切削用量，采纳车外圆33 的刀具加工这些外表，加工余量皆可一次走刀切除，车外圆的ap = ， f1=/r，台阶面的 ap = ， f2=/r，主轴转速与车外圆 33 的转速相同；基本时间确定粗车外圆 33 的基本时间， 依据表 2-21 车外圆基本时间： Tj1=L+L1+L2+L3*i/nf，0L=,L1=a p/tanKr+2-3,Kr=90,L1=2mm,L2=0,L3=0,

27、f=/r,n=380 r/min,i=1确 定 粗 车 外圆 31.4的基 本 时 间， 根 据 表 2-21车 外 圆基 本 时 间 ： Tj2=0 L+L1+L2+L3*i/nf，欢迎下载精品学习资源L=250mm,L1=ap/tanKr+2-3,Kr=90 n=380r/min,i=1,L1=2mm,L2=0,L3=0,f1=/r,f2=/r，欢迎下载精品学习资源确 定 粗 车 外圆 26.4的基 本 时 间， 根 据 表 2-21车 外 圆基 本 时 间 ： Tj3=0 L+L1+L2+L3*i/nf，欢迎下载精品学习资源L=83mm,L1=ap/tanKr+2-3,Kr=90 r/m

28、in,i=1,L1=2mm,L2=0,L3=0,f1=/R,f2=/r， n=380欢迎下载精品学习资源确 定 粗 车 外圆 21.4的基 本 时 间， 根 据 表 2-21车 外 圆基 本 时 间 ： Tj4= L+L1+L2+L3*i/nf，L=,L1=a p/tanKr+2-3,Kr=90 0 ,L1=2mm,L2=0,L3=0, f1=/r， f2=/r， n=380 r/min, i=1四、第 10 号工序刀具设计说明书一工序尺寸精度分析粗车轴各段外圆保证尺寸33， 31.4， 26.4， 21.4 公差等级为 IT12 ；二刀具类型确定此道工序保证的尺寸精度要求不高可用游标卡尺测量

29、，属粗加工，因此可用90度外圆车刀；三刀具设计参数确定数据来源参考书3 序号项目数据来源或公式运算采纳值1车刀外行表 2-6、2-7刀片材料焊接式 900强力外圆车刀YT52刀杆材料45 钢 s=00 o=120 o=603几何角度表 2-8、2-9 o=40 r=90 04断削参数前面型式表 2-11、2-12f=0.33mm/r 5过渡刃表 2-13ap=1.3mm r=100带倒棱曲面圆弧卷削槽前面Ln=, 直线过渡刃Kre=450 b =1A4206刀片型号表 2-3欢迎下载精品学习资源车刀外型表 2-1、 2-2、2-5BxH=20x30L=150结构尺寸M=8900弯头车刀 表 2

30、-4 c= o-Hc=H+12-cCos o/Cos o+ c=30+1-7Cos5/Cos7刀槽50+6.30=31-7x1/1=248Bc=B-C*tg o+ cHc=24mm型式Lc=L-CCos o/Coso+ c*tg oCosBc=Lc=60+5.30*tg5四刀具工作草图技术条件（1） 、刀片材料，刀杆 45钢；（2） 、刀片型号：；（3） 、使用 105号焊料，焊缝不大于 0.2（4） 、刃口不得有崩刀，刀面不得有裂纹；五、第 40 号工序量具设计说明书欢迎下载精品学习资源 一 工序尺寸精度分析对轴外圆 30k6 选基孔制，第一确定被测轴的极限偏差，查 4 公差书第三章极限与协

31、作标准得 30k6 的上偏差 es= -0.009mm, 下偏差 ei= -0.025mm ；公差等级为IT6 ；二量具类型确定轴的外圆 30k6 的量具用卡规， 量具测量面的材料用硬质合金，测量面的硬度为58-65HRC ，其它部分的材料为45 钢；三极限量具尺寸公差确定1 确定工作量规的制造公差和位置要素值，由公差书表6-1 得 IT6 尺寸 30k6 的量规公差为 T=, 位置要素 Z=. ；2 运算工作量规的极限偏差： 30k6下偏差 =es-Z-T/2=-0.009-0.0028-0.0012=下偏差 =ei=欢迎下载精品学习资源四极限量具尺寸公差带图五极限量具结构设计欢迎下载精品学

32、习资源七、总结在本次设计争论过程中我们主要完成了传动轴加工工艺过程的编制，让我们充分明白了传动轴的加工流程，从而使我对传动轴的加工及测量都有了较深的懂得；参 考 文 献1 陆名彰、胡忠举机械制造技术基础长沙：中南高校出版社，2004 年 8 月2 黄观尧机械制造工艺基础天津：天津高校出版社，1999 年 1 月3 皱青机械制造技术基础课程设计指导教程北京：机械工业出版社，2004 年 9月4 周凤云工程材料及应用武汉：华中科技高校出版社，2004 年 9 月5 金问楷机械加工工艺基础北京：清华高校出版社，1999 年 9 月6 金属机械加工工艺人员手册主编：金属机械加工工艺手册编写组上海： 上

33、海科学技术出版社，1979 年 1 月7 卜炎中国机械设计大典第三卷江西：江西科学技术出版社，2002 年 1 月8 赵长发机械制造工艺学中心广播高校出版社，2005 年 8 月9 段名扬现代机械制造工艺设计实训教程广西师范高校出版社，2007 年 4 月10 徐嘉元机械制造工艺学机械工业出版社，2004 年 6 月11 万书亭互换性与技术测量电子工业出版社，2007 年 712 刘友才，机床夹具设计 ，北京：机械工业出版社，1992 ；13 王季琨，机械制造工艺学，天津：天津高校出版社，1998.9 ；14 李洪，机械加工工艺师手册M ，北京：机械工业出版社，1990；15 马贤智，机械加工余量与公差手册M ，北京：中国标准出版社，1994；16 上海金属切削技术协会，金属切削手册 M ，上海： 上海科学技术出版社， 1984；17 周永强，高等学校毕业设计指导M ，北京：中国建材工业出版社，2002；18 陈宏钧工艺，有用机械加工工艺手册，北京：机械工业出版社，2021.1 ；19 余光国，马俊，张兴发，机床夹具设计M ，重庆：重庆高校出版社，1995；欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源学习文档 仅供参考欢迎下载